JP2008074536A

JP2008074536A - エレベータのロープ横揺れ検出装置及びエレベータの管制運転装置

Info

Publication number: JP2008074536A
Application number: JP2006254929A
Authority: JP
Inventors: Seiji Watanabe; 誠治渡辺; Masahiro Ishikawa; 雅洋石川; Tomonobu Kawamura; 智信川村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP4607078B2

Abstract

【課題】建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横振動を推定して算出するエレベータのロープ横揺れ検出装置を得る。
【解決手段】長周期地震や強風等による建物のゆっくりした揺れで生じるロープの横揺れ量を検出するエレベータのロープ横揺れ検出装置であって、横揺れ検出装置は、ロープに加わる建物からの強制変位量、揺れの持続時間及び建物の固有振動数を用いてロープの横揺れ量を推定して演算するロープの横振幅演算部を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、地震や強風で生じる建物のゆっくりした横揺れが引き起こす、エレベータロープの横振動を推定して算出するエレベータのロープ横揺れ検出装置、及びそれから得られたロープの横振動を用いて、管制運転を行うエレベータの管制運転装置に関するものである。

従来のエレベータにおいては、機械室に設けた加速度計に対して、建物の高さに応じて建物横振動の加速度レベルを設定し、設定値を超えると管制運転に移行する方式がとられている。この場合、長周期地震や強風によって、高層の建物が１次の固有振動数でゆっくり揺れ続ける場合に、エレベータ機械室での加速度レベルは小さく、加速度計が動作レベルに達しないものの、ロープが建物の横揺れと共振して大きな振幅となり、昇降路内の機器と接触して機器損傷などを引き起こす可能性がある。この問題を解決する従来技術として、波動エネルギ感知器とエレベータの号機制御装置とからなり、波動エネルギ感知器からは強風を検知したことを示す強風信号と、そのレベルを示す複数の信号が号機制御装置に対して出力され、号機制御装置はそれらの信号をもとに各強風レベルに応じて減速運転、中間階待機又は休止等の管制運転を行うエレベータの強風管制運転方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３１９７２０号公報

従来のエレベータの強風管制運転方式では、建物のゆっくりした揺れを捉えることができるものの、波動エネルギ感知器の感知レベルの設定に根拠が乏しく、また、エレベータのロープがどれだけ揺れているかを判断することができないという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横振動を推定して算出するエレベータのロープ横揺れ検出装置を提供することを目的とするものである。また、それから得られたロープの横振動を用いて、管制運転を行うエレベータの管制運転装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係るエレベータのロープ横揺れ検出装置においては、長周期地震や強風等による建物のゆっくりした揺れで生じるロープの横揺れ量を検出するエレベータのロープ横揺れ検出装置であって、横揺れ検出装置は、ロープに加わる建物からの強制変位量、揺れの持続時間及び建物の固有振動数を用いてロープの横揺れ量を推定して演算するロープの横振幅演算部を備えたものである。

また、この発明に係るエレベータの管制運転装置においては、エレベータのロープ横揺れ検出装置を用いて、建物加速度が設定値を超えると、ロープ横揺れ評価値の出力を開始し、設定時間以内にロープ横揺れ評価値が監視モードのレベル値を超えなければ、ロープ横振れ評価値の出力を中止し、ロープ横揺れ評価値が監視モードのレベル値より高い第１の設定値を超え、かごが走行中であれば、最寄階に停止し、一定時間経過した後に自動復帰し、かごが停止中であれば、一定時間経過した後に自動復帰するものである。

この発明によれば、建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横振動を推定して算出するエレベータのロープ横揺れ検出装置を備え、それから得られたロープの横振動を用いて、管制運転を行うようにしたので、建物の揺れに応じてロープの横揺れ量を推定しているため、ロープの横揺れが大きくなる前に管制運転に移行し、ロープの揺れ量を抑えることができる。

実施の形態１.
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いたエレベータの制御装置を示すブロック構成図、図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置の基本原理である建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横揺れを示す説明図、図３はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置の基本原理である建物変位とロープ横振幅との関係を示す説明図、図４は建物振幅一定の場合における建物変位の包絡線とロープ横振幅の関係を示す説明図、図５は時間とともに変動する建物振幅における建物変位の包絡線とロープ横振幅の関係を示す説明図、図６はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置による管制運転のレベル値を算出する過程を示すブロック図、図７はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いた管制運転例を説明するためのフローチャートである。

図１において、１はエレベータの制御装置で、ＣＰＵ２及び記憶装置３から構成される。ＣＰＵ２は、タイマ４、建物の平均振幅演算部５、ロープ横振幅演算部６及び管制運転パターン選択部７から構成される。また、記憶装置３は、かご位置８、建物固有振動数９及びロープ情報１０等を記憶している。１１は建物のエレベータ機械室等に設置される加速度計で、建物加速度情報をＣＰＵ２のタイマ４と建物の平均振幅演算部５に送る。一定レベルを超える建物加速度を検知すると、タイマ４が動作を開始し、建物揺れの持続時間を、建物の平均振幅演算部５と、ロープ横振幅演算部６に送る。

次に、建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横振幅について、図２を用いて説明する。
図２において、１２は建物に設けられた昇降路、１３はエレベータのかご、１４はエレベータ機械室に設けられた巻上機、１５は巻上機１４に巻き掛けられた主ロープで、かご１３と釣合いおもり（図示せず）を連結する。１６は釣合いロープで、かご１３と釣合いおもり（図示せず）を連結する。１７はガバナロープ、１８は制御ケーブルである。
長周期地震あるいは強風時の建物揺れは、図２に示すように、ほぼ建物の１次固有振動モードでの揺れとなる。そして、その振幅は、建物の揺れる周期に比べて十分ゆっくりと変化する。そこで、建物は一定振幅の正弦波振動であると仮定して、建物の揺れにより生じるロープの横振動（揺れ）を求める。ここで、ロープ横振動は、減衰のない弦振動と考

ここで、変数の定義は以下に示す通りである。

端点位置での重み付けである。

以上より、（６）式あるいは（８）式を用いて、ロープの横振幅を求めることができる。こうして得られたロープ横振幅を用いることにより、図１に示すエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いた制御装置の構成で、図７に示す管制運転を行うことができる。

以下、その具体的な方法について図７により説明する。
・管制運転のレベル値

と等しくなっている。

・レベル０ (監視モード)

・レベル１ (管制運転開始)

もし、エレベータが走行中の場合は（ステップＳ８）、最寄階に停止し（ステップＳ９）、ドアを開き乗客を降車させる動作を実施する（ステップＳ１０）。ステップＳ１１で

は、ロープ横振幅（揺れ）が増大することはないため、最寄階停止を継続する。あるいは、より安全な状態とするために、予め設定しておいた退避階に移動し停止しても良い。この場合、地震が収まり、ロープ横揺れが走行に支障のないレベルまで小さくなったことを確認できれば、一定時間後に通常走行状態に自動復帰する（ステップＳ１２）。
一方、ステップＳ１１で最寄階において、ロープと建物が共振する場合（（１）式で

走行可能と判断し、ロープの横振幅が増大しないように、低速で退避階に移動し、退避階で自動復帰する（ステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１８）。エレベータが停止中の場合は、ドアを開けて乗客を降車させる動作を実施後、走行中の場合と同様の処理を行う。

・レベル２ (退避運転の可否判断)

ープの揺れにより走行するのは危険と判断し、退避運転は行わずにレベル２に移行する。この場合、自動復帰は行わず、点検運転実施後に手動復帰とする（ステップＳ１４）。なお

方向に動いていることから、ロープ振幅は増大しないと判断できる。そこで、退避運転を継続し、退避階で停止した後、自動復帰する。

・レベル３ (退避運転中の強制終了)

ステップＳ１６）、ロープの横振幅が大きく、走行するのは危険と判断して退避運転を中止して非常停止する。この場合は、点検運転実施後に手動復帰とする（ステップＳ１７）。また、レベル３動作により階床間で停止し、もしかご内に乗客が取り残されている場合は、通常の地震管制運転において、高感知器が急行ゾーンで動作するのと同じ処理とする。すなわち、非常停止後、管理人室に通報し、かご内ボタンを押すことにより、低速運転で最寄階まで移動する。この場合、かごは退避階に近付く方向の最寄階に移動する。

・自動復帰の条件
最寄階あるいは退避階で停止した状態から、自動復帰するまでの時間を設定するために、エレベータ停止後はレベル０の監視モードに移行する。レベル０解除になった段階で、

揺れは収まったと考えられるため、自動復帰する。もし、タイマカウント中に、再びレベ

上記のレベル２、レベル３動作で点検運転実施後に手動復帰としているが、これを、自動点検を実施し、異常が検知されなければ自動復帰するように変更しても良い。
以上の構成により、建物の変位あるいは加速度情報とかご位置情報から、ロープの横振幅（揺れ）量を推定し、この値に応じてロープの横振幅（揺れ）を抑えるための退避運転を安全に行うことができる。これにより、ロープの横振幅（揺れ）によるエレベータ機器の損傷を防ぐとともに、早期に通常運転に復帰することができる。

実施の形態２.
図８はこの発明の実施の形態２におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置によるロープが共振するかご位置を示す説明図である。図中、１２は昇降路、１３はかご、１４は巻上機、１５は主ロープ、１６は釣合いロープ、１７はガバナロープ、２５は釣合いおもり、２６は退避階である。また、２７はかご側主ロープが共振するかご位置、２８は釣合いおもり側主ロープが共振するかご位置、２９は釣合いロープが共振するかご位置、３０はガバナロープが共振するかご位置をそれぞれ示す。
昇降路１２内には図８に示すように、主ロープ１５、釣合ロープ１６、ガバナロープ１７などの複数のロープが存在する。それぞれのロープが建物振動と共振する位置は、ロープにかかる張力、ロープ長さ等によって決まるため、図８の斜線部で示すように、異なるかご位置となる。なお、図８（ａ）は、かご側主ロープが共振した場合の模式図、図８（ｂ）は、ガバナロープが共振した場合の模式図である。これより、ロープ毎に、昇降路機器と接触するまでの接触限界距離ｄが異なることがわかる。
そのため、最も接触距離の短いロープ（例えば図８（ｂ）のガバナロープ）を基準に、かご停止位置によらずに、一律にロープ揺れの許容推定量となるレベル値（L₀〜L₃）を設定すれば、最も安全な管制運転を実現できる。
しかしながら、この方法では、図８（ａ）の場合に、図８（ｂ）で決まる接触限界距離ｄに対しては、まだ余裕があるにも関わらず、管制運転に移行することになり、サービスの低下を招く。
そこで、実施の形態２では、各ロープで、許容できるロープの振幅量が異なることに着目し、対象ロープ毎に、ロープ横振動の推定値であるレベル値（L₀〜L₃）を変えるようにする。すなわち、かごが図８（ｂ）で示す位置に停止している場合は、ガバナロープの接触限界距離ｄを元に、レベル値を決める。そのため、建物が揺れ始めた初期の段階から、エレベータは、管制運転を開始する。
一方、図８（ａ）で示す位置にかごが静止している場合は、かご側主ロープの接触限界距離ｄを元に、レベル値を決める。そのため、図８（ｂ）のエレベータが管制運転に移行した後も、図８（ａ）のエレベータは、通常運転をしばらく継続した後、管制運転に移行する。
このように、かご位置によって共振するロープの種類が異なることを利用し、共振するロープの接触限界距離ｄを用いて、管制運転動作のレベル値を決定する。
これにより、かご位置毎に管制運転に移行するタイミングを変更されることになり、運転効率を落とすことなく、安全にエレベータを退避させることができる。
なお、各階毎に決まる接触限界距離ｄやレベル値（L₀〜L₃）は、図１の記憶装置３に、ロープ情報１０として保存される。

この発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いたエレベータの制御装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置の基本原理である建物のゆっくりした横揺れで生じるロープの横揺れを示す説明図である。この発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置の基本原理である建物変位とロープ横振幅との関係を示す説明図である。建物振幅一定の場合における建物変位の包絡線とロープ横振幅の関係を示す説明図である。時間とともに変動する建物振幅における建物変位の包絡線とロープ横振幅の関係を示す説明図である。この発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置による管制運転のレベル値を算出する過程を示すブロック図である。この発明の実施の形態１におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いた管制運転例を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態２におけるエレベータのロープ横揺れ検出装置によるロープが共振するかご位置を示す説明図である。

符号の説明

１エレベータの制御装置
２ＣＰＵ
３記憶装置
４タイマ
５建物の平均振幅演算部
６ロープ横振幅演算部
７管制運転パターン選択部
８かご位置
９建物固有振動数
１０ロープ情報
１１加速度計
１２昇降路
１３エレベータのかご
１４巻上機
１５主ロープ
１６釣合いロープ
１７ガバナロープ
１８制御ケーブル
１９かご位置χ

２５釣合いおもり
２６退避階
２７かご側主ロープが共振するかご位置
２８釣合いおもり側主ロープが共振するかご位置
２９釣合いロープが共振するかご位置
３０ガバナロープが共振するかご位置

Claims

長周期地震や強風等による建物のゆっくりした揺れで生じるロープの横揺れ量を検出するエレベータのロープ横揺れ検出装置であって、
前記横揺れ検出装置は、ロープに加わる建物からの強制変位量、揺れの持続時間及び建物の固有振動数を用いてロープの横揺れ量を推定して演算するロープの横振幅演算部を備えたことを特徴とするエレベータのロープ横揺れ検出装置。
ロープに加わる建物からの強制変位量は、ロープ上下端の横変位の平均値とすることを特徴とする請求項１に記載のエレベータのロープ横揺れ検出装置。
ロープ上下端の横変位は、建物の少なくとも一箇所の変位情報と建物振動モードから推定することを特徴とする請求項２記載のエレベータのロープ横揺れ検出装置。
ロープに加わる建物からの強制変位量は、建物変位の絶対値、あるいは建物加速度の絶対値を時間平均した積分値で評価することを特徴とする請求項１記載のエレベータのロープ横揺れ検出装置。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエレベータのロープ横揺れ検出装置を用いて、建物加速度が設定値を超えると、ロープ横揺れ評価値の出力を開始し、設定時間以内にロープ横揺れ評価値が監視モードのレベル値を超えなければ、ロープ横振れ評価値の出力を中止することを特徴とするエレベータの管制運転装置。
ロープ横揺れ評価値が監視モードのレベル値より高い第１の設定値を超え、かごが走行中であれば、最寄階に停止し、一定時間経過した後に自動復帰し、かごが停止中であれば、一定時間経過した後に自動復帰することを特徴とする請求項５記載のエレベータの管制運転装置。
かごが最寄階に停止した時、停止した最寄階がロープと建物の共振する位置と判断される場合は、設定した退避階に運転する退避運転を行うことを特徴とする請求項６記載のエレベータの管制運転装置。
退避運転を開始する前に、ロープ揺れ評価値が第１の設定値より高い第２の設定値を超えた場合は、退避運転動作を行わないことを特徴とする請求項７記載のエレベータの管制運転装置。
退避運転を開始し、エレベータが走行中の場合に、ロープ揺れ評価値が第２の設定値より高い第３の設定値を超えた場合は、退避運転動作を中止し、停止することを特徴とする請求項７又は請求項８記載のエレベータの管制運転装置。
監視モードのレベル値、および第１〜第３の設定値は、停止階毎に異なることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれかに記載のエレベータの管制運転装置。