JP2009073581A - エレベーター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
地震の初期揺れ等に基づき迅速に管制運転を開始すると共に、管制運転の継続が不要な揺れについては迅速に平常運転へ復帰するエレベーター装置を提供する。
【解決手段】
エレベーター昇降路１１を含む建物１３内に地震感知器９を設置し、この地震感知器９を利用して地震時や強風時の際に建物揺れ管制運転を行うようにしたエレベーター装置において、前記地震感知器９により鉛直方向及び水平方向の加速度を検出し、この鉛直方向及び水平方向の加速度を用いて計算した判定値が第１の閾値Ｌ１以上となったとき、昇降中の乗りかご１は最寄り階に停止させて戸開し停止中の乗りかごは戸開するよう制御し、前記第１の閾値Ｌ１以上となった時点から所定時間Ｔ１が経過したとき、前記判定値が第２の閾値Ｌ２以下の場合に平常運転へ復帰させ、前記判定値が前記第２の閾値を超える場合に戸閉して運転を休止させるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、地震や強風の際に管制運転を行うようにしたエレベーター装置に関するものである。

地震時には震源から、伝播速度の早い縦波（Ｐ波）と伝播速度は遅いが地震の主要動を呈する横波（Ｓ波）が建物に到達する。従来から、Ｓ波到達前にＰ波による建物の初期揺れを感知してエレベーターを最寄り階に停止させる初期揺れ管制運転が行われている。ここで、建物の初期揺れとは、地震到来時に感知される建物の初期の揺れを指し、地震工学上の初期微動時の揺れに限定されるものではない。このような初期揺れ管制運転の例は、下記の非特許文献１に示されている。

この非特許文献１によれば、昇降路底部又は建物の基礎に近い階の上下方向の加速度からＰ波を感知し、機械室などの建物上部に設置する水平全方向の加速度感知器でＳ波を感知して、エレベーターの地震時管制運転が行われている。

また、下記特許文献１には、ピット内に設けたセンサが鉛直方向について１０Ｇａｌ以上の加速度を検出すると、乗りかごを最寄り階へ停止させ（Ｐ波管制運転）、その後、所定時間が経過してから、機械室に設けたセンサが水平方向について所定の加速度を検出すると、所定の管制運転（Ｓ波管制運転）を行うようにしたエレベーターが開示されている。

特開２００７−９１４６０号公報（段落番号００１４，図３等） ２００２年版 国土交通省住宅局建築指導課、財団法人日本建築設備・昇降機センター、社団法人日本エレベーター協会 編集の「昇降機技術基準の解説」の第２部の９４〜１００頁

上記した従来の管制運転は、Ｐ波管制運転とＳ波管制運転とから成り立っているが、例えば、特許文献１に記載された発明では、ピット付近に設けたセンサが縦（鉛直）方向の加速度として少なくとも１０Ｇａｌを感知しない限り、Ｐ波管制運転だけでなくＳ波管制運転も開始されない。しかし、実際には、Ｐ波に対応する主として鉛直方向の揺れの加速度が１０Ｇａｌよりも小さくても、Ｓ波に相当する水平方向の揺れが大きくなる場合があり、そのような場合に管制運転が行われない可能性がある。仮に、水平方向の大きな揺れを感知したことによりＳ波管制運転が行われたとしても、管制運転を開始するのが遅れてしまう可能性もある。

更に、上記した従来の管制運転では、Ｐ波検知器が縦方向の所定以上の加速度を検出して初期揺れ管制運転のモードが開始されると、乗りかごを最寄り階で停止させ、その後の揺れに関係なく乗りかごを当該最寄り階で一定時間待機させている。ここで、一定時間とは、如何なる地震であってもその揺れが収まるような長い時間であり、一般的には１分間程度とされている。したがって、管制運転を継続するまでもないような揺れであっても、乗りかごを不必要に待機させることになり、平常運転に復帰するまでの時間が長くなってしまう可能性がある。

一方で、上記従来の管制運転では、１分程度が経過すると自動的に平常運転に復帰させているため、揺れが数分持続する長周期地震動に対しては、初期揺れ管制運転が終了したにも関わらず、ロープ類が振れ出して乗客に不安感を与えたり昇降路内にロープの引っかかり被害を発生させたりする課題を抱えている。

本発明の目的は、地震の初期揺れ等に基づき迅速に管制運転を開始すると共に、管制運転の継続が不要な揺れについては迅速に平常運転へ復帰するエレベーター装置を提供することにある。

エレベーター昇降路を含む建物内に建物の振動を検出する加速度センサを設置し、この加速度センサを利用して地震時や強風時の際の建物揺れ管制運転を行うようにしたエレベーター装置において、前記加速度センサにより鉛直方向及び水平方向の加速度を検出し、この鉛直方向及び水平方向の加速度を用いて計算した判定値が第１の閾値以上となったとき、昇降中の乗りかごは最寄り階に停止させて戸開し停止中の乗りかごは戸開するよう制御し、前記第１の閾値以上となった時点から所定時間が経過したとき、前記判定値が第２の閾値以下の場合に平常運転へ復帰させ、前記判定値が前記第２の閾値を超える場合に戸閉して運転を休止させるようにした。

本発明によれば、地震の初期揺れ等に基づき迅速に管制運転を開始すると共に、管制運転の継続が不要な揺れについては迅速に平常運転へ復帰するエレベーター装置が提供でき、乗客に与える不安感や不便感を低減することが可能となる。

以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。

本発明の実施例に関わるエレベーターの構成を図１で、地震時管制の管制判定処理部を図２で説明する。

図１で、建物１３のエレベーターの昇降路１１で、乗りかご１がガイドレール（図示なし）に沿って昇降する一方、つり合おもり２がガイドレール（図示なし）に沿って昇降するように構成されている。また、乗りかご１とつり合おもり２は、主ロープ６により懸垂され、機械室１０の巻上機４により駆動される。機械室１０内には、制御盤３，ガバナ５及び地震感知器９が配置されており、ガバナ５にはガバナロープ７が巻き掛けられている。更に、乗りかご１とつり合おもり２側の主ロープ６との重量変化を縮小するため、コンペンロープ８が設置されている。

以上の構成のもとで管制運転を制御する方法について、図２を用いて説明する。まず、振動センサとして昇降路１１上部に設置された地震感知器９の検出信号が、管制判定処理部１４に送られる。そして、この管制判定処理部１４は、地震感知器９のｘ，ｙ，ｚ方向の加速度検出信号から重力の加速度成分や加速度センサの直流ドリフト成分を除去するハイパスフィルター１５，１６，１７と、これらのフィルターを通過した信号１８，１９，２０を用いて所定の計算を行う演算部２１と、前記演算部２１の出力信号（判定値）から建物１３の複数段の揺れレベルを判定する閾値判定部２２を備えており、前記閾値判定部２２の信号が制御盤３に送られる。ここで、管制判定処理部１４は、地震感知器９のユニットケースの中でも制御盤３の中でもよい。また、加速度センサの代わりに速度センサを利用しても、地震感知器９を構成することは可能である。

また、演算部２１では、ｘ，ｙ，ｚの各成分の加速度を合成する計算が行われる。その合成方法としては、各成分の絶対値にそれぞれ所定の係数をかけて足し合せる演算（式１）、各成分の平方値にそれぞれ所定の係数をかけて足し合せる演算（式２）、この（式２）の演算結果を更に平方根処理する演算（式３）、各成分の絶対値のｐ乗にそれぞれ所定の係数をかけて足し合せた値をｐ乗根処理する演算（式４）などが考えられる。

ここで、観測値に導入する重み係数α，β，γを定めるにあたり、建物１３の設置環境や建物１３内の設備による加速度ノイズの特性を考慮することによって、ノイズの影響を最小限に抑制できる。更に、建物１３の水平断面の形状によって、係数αと係数βを異なる値に重み付けしても良い。例えば、ｙ方向に比べてｘ方向の方が十分に長い水平断面を有する建物１３の場合には、ｘ方向には揺れにくいため、重みを付加して合成すると良い。

そして、演算部２１で合成された判定値は、閾値判定部２２へ送られ、図３のような流れで、管制運転の制御が行われる。本実施例における主な制御モードとしては、通常運転モードと、昇降中の乗りかご１を最寄り階へ一時停止させて戸開すると共に停止中の乗りかご１を戸開する待機管制運転モードと、戸閉して運転を休止させる建物揺れ管制運転モードである。以下、この図３を用いて具体的な処理の方法について説明する。

閾値判定部２２では、まず、演算部２１で計算された判定値と第１の閾値Ｌ１とを比較し（ステップ３０）、判定値が第１の閾値Ｌ１以上となった場合は、エレベーターを通常運転モードから待機管制運転モードへ切り替え、次のステップへ進む。ここで、第１の閾値Ｌ１としては、高さ６０ｍ以下の建物１３では２Ｇａｌ以上５Ｇａｌ以下の範囲内の値、高さ６０を超える建物では０.５Ｇａｌ以上２.５Ｇａｌ以下の範囲内の値を、それぞれ設定する。また、判定値を計算するにあたり、上記（式３）を採用し、簡単にするため重み係数α，β，γをすべて１とする。

次に、建物１３の揺れを感知すると、エレベーターが昇降中であるか否かを判定する（ステップ３１）。エレベーターが昇降中であった場合は、乗りかご１を最寄り階に停止させて（ステップ３２）、ドアを開く（ステップ３３）。エレベーターが走行中でなかった場合、すなわち、エレベーターが停止中であった場合は、その階でドアが開く。尚、建物１３の揺れを感知した時点で既に登録されていた行先階の表示は維持され、建物１３の揺れを感知してから所定時間Ｔ１が経過するまで、ドアの開き状態及び行先階の表示状態が保持される（ステップ３４）。また、この所定時間Ｔ１が経過するまで、待機管制運転モード用の表示又は音声案内、例えば、「地震が発生しました。揺れを確認中です。」などの音声を出し、乗客の不安を軽減する手段を取り入れても良い。尚、この待機管制運転モード中においても、乗りかご１内や乗り場から新しい呼び登録を行うことは可能としている。

そして、建物１３の揺れを感知した時点、すなわち、判定値が第１の閾値Ｌ１以上となった時点から、所定時間Ｔ１が経過した際における判定値が、第２の閾値Ｌ２以下か否かを判定する（ステップ３５）。尚、第２の閾値Ｌ２との比較の対象となる判定値は、所定時間Ｔ１が経過した瞬間の判定値だけでなく、所定時間Ｔ１が経過した時点でその時点以前の一定時間内における判定値のうち最大のものが用いられる。ここでの一定時間は、具体的には、１秒以上１０秒以下程度であり、建物１３の揺れの固有周期に相当する時間である。また、第２の閾値Ｌ２としては、２Ｇａｌ以上５Ｇａｌ以下の範囲内の値を設定する。

更に、所定時間Ｔ１としては、ステップ３０で感知した揺れが建物揺れ管制運転モードに切り替えるべき揺れか否かを判別するために必要な時間を考慮して設定する。具体的には、所定時間Ｔ１を１０秒以上２０秒以下程度とし、エレベーターに地震被害をもたらさない程度の弱い地震動か否か、あるいは、建物１３周りの交通機器などの外乱振動や空調機など設備機器のノイズ振動によるものか否か、判別できるようにしている。

ステップ３５において、判定値が第２の閾値Ｌ２以下であった場合には、弱い地震動あるいはノイズ振動であったとみなして、待機管制運転モードを解除して通常運転モードへ切り替えることにより、エレベーターを速やかに平常運転へ復帰させる（ステップ４３）。一方、ステップ３５において、判定値が第２の閾値Ｌ２を超えた場合は、地震被害をもたらす可能性のある揺れとみなし、待機管制運転モードから建物揺れ管制運転モードへ切り替え、乗りかご１の停止を継続させる。そこで、まず、乗りかご１内の乗客に対して、地震が発生したことや建物揺れ管制運転モードであること等を知らせる表示を行うと共に、音声案内を行い、乗りかご１の外への移動を促す（ステップ３６）。このとき既に登録されていた行先階の登録は取消され、その後はドアを開けたまま待機させる。

更に、ステップ３５における所定の表示及び音声案内が行われてから所定時間Ｔ２が経過するまで待機させ（ステップ３７）た後、ドアを閉じる（ステップ３８）。ここで、所定時間Ｔ２は、所定の表示及び音声案内が行われてから乗客が乗りかご１の外へ出る動作に最低限必要な時間であり、例えば、１５秒以上２０秒以下程度とする。

そして、ステップ３８でドアを閉じた際、乗りかご１内の開きボタンの押圧などドアを開けるための操作がされたか否かの判定が行われる（ステップ３９）。ドアを閉じた際に、ドアを開けるための操作があった場合は、乗客が未だ乗りかご１内にいるとみなしてドアが開けられ（ステップ４０）、ドアを開けてから所定時間Ｔ４が経過するまで待機させた後、再びドアを閉める（ステップ３８）。この所定時間Ｔ４は、ドアが開いてから乗客が乗りかご１の外へ出る動作に最低限必要な時間であり、例えば、１５以上２０秒以下程度とする。

また、ステップ３９でドアを開けるための操作がされなかった場合は、乗りかご１内に乗客がいないとみなすと共に、判定値が第３の閾値Ｌ３以下か否かを判定する（ステップ４１）。尚、第３の閾値Ｌ３との比較の対象となる判定値は、判定時の瞬間の判定値だけでなく、判定時以前の一定時間内における判定値のうち最大のものが用いられる。ここでの一定時間は、具体的には、１秒以上１０秒以下程度であり、建物１３の揺れの固有周期に相当する時間である。また、第３の閾値Ｌ３としては、２Ｇａｌ以上５Ｇａｌ以下の範囲内の値を設定する。

第３の閾値Ｌ３以下であった場合は、建物１３の揺れは収まったとみなし、所定時間Ｔ３が経過するまで待機させた後、建物揺れ管制運転モード用の表示又は音声案内を止めて運転再開の準備を行い（ステップ４２）、最終的にエレベーターを平常運転へ復帰させ、通常運転モードとなる（ステップ４３）。尚、第３の閾値Ｌ３以下であった場合でも即座に平常運転へ復帰させない理由は、建物１３の揺れが収まっても主ロープ６などの長尺物の揺れが収まっていない可能性があるためである。そこで、本実施例では、長尺物の揺れの減衰時間として３０秒以上６０秒以下程度を想定し、これを所定時間Ｔ３とした。

一方、ステップ４１において、判定値が第３の閾値以下でなかった場合は、建物１３の揺れが収まっていないとして乗りかご１をそのまま待機させ、運転休止を継続する。その後、建物１３の揺れが収まった場合、判定値が第３の閾値以下になってから、上述と同様に、所定時間Ｔ３が経過した後に平常運転へ復帰させる。

このように、本実施例では、縦波を主成分とするＰ波と、横波を主成分とするＳ波を区別することなく、小さな揺れであっても感知して待機管制運転モードを開始し、いち早く最寄り階に停止させている。また、待機管制運転モードから建物揺れ管制運転モードへ切り替わった後も揺れを適宜感知して、建物１３の揺れが収束した場合は、いち早く平常運転へ復帰させる制御を行っている。

この他、本実施例では、より大きな揺れを感知した場合に、保守員等による点検が行われるまで平常運転への復旧をできないようにさせる、いわゆるＳ波管制運転もあわせて導入している。本実施例のＳ波管制運転は、例えば、上記閾値（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）よりも大きな閾値Ｌ４（例えば、１０Ｇａｌ以上４０Ｇａｌ以下）を設定し、水平方向の加速度の値がこの閾値Ｌ４を超えた場合に、運転を休止し保守員等による点検を待つようにする。このＳ波管制運転は、上記地震感知器９を用いて行うことも可能であるが、昇降路１１の下部又は建物１３の下部などにＳ波感知器を別途設けて行っても構わない。尚、このＳ波管制運転においても、水平方向の加速度の値ではなく、鉛直方向と水平方向の合成値を用いて閾値Ｌ４と比較しても良い。

次に、本実施例による効果について説明する。

まず、従来と比べて小さな閾値を用いているため、建物１３の揺れを高感度で感知できる。また、鉛直方向及び水平方向の加速度を用い、これらの待機加速度を合成した上で閾値との比較を行っているため、鉛直方向の加速度だけを利用して待機管制運転の開始を判定している従来のＰ波管制運転と比べ、建物１３の揺れを高感度で感知できる。つまり、建物１３の揺れがノイズなど問題とならないものか否かを判定するのに要する時間を省き、早い段階で待機管制運転を開始させることができる。

更に、本実施例では、建物揺れ管制運転に切り替わった後も、建物１３の揺れの収束状況を監視して建物揺れ管制運転の継続要否を適宜判定しているので、管制運転開始後の揺れに関係なく１分間程度待機させている従来の方法と異なり、不必要な管制運転を抑制でき、迅速に平常運転へ復帰させることが可能である。

また、ステップ３０で建物１３の揺れを感知した段階では、行先階の登録解除や地震発生の案内を行わず、ステップ３５で管制運転の継続を判定した段階、すなわち、待機管制運転モードから建物揺れ管制運転モードへ切り替わった段階で行うようにしたので、乗客に対して無用な混乱や不安を招くことを防止できる。

尚、本実施例における図３に示す制御では、Ｐ波による建物１３の揺れを感知して待機管制運転を開始するだけでなく、このＰ波による建物１３の揺れが極めて小さくて感知できなかった場合に、Ｐ波の後に到来するＳ波による建物１３の揺れを感知して待機管制運転を開始することが可能である。また、近距離の強い地震の場合は、Ｓ波が到来した際の加速度が大きいので、上述のＳ波感知器が感知してＳ波管制運転を開始させることも可能である。

ここで、震源の遠い地震が堆積層を持つ平野部に伝播したときに発生しやすい長周期地震動では、Ｓ波が到来した時点でも建物１３で観測される加速度は小さいため、Ｓ波感知器が感知しない場合がある。この長周期地震動は、Ｓ波が到来した時点ではロープ類の振れが少なくても、低い加速度ながら数分間に渡って建物１３が揺れ続けることでロープ類の振れが成長し、乗客に不安感を与えたり、ロープ類の引っかかり被害を発生させたりする可能性のあることが知られている。

しかしながら、本実施例の図３に示す制御では、従来のＳ波管制運転とは異なり、低い揺れも的確に感知でき、しかも管制運転の継続要否を適宜判定しているので、長周期地震動であっても、ロープ類が揺れだす前に管制運転を開始させると共に、ロープ類の揺れが収まるまでエレベーターを待機させることが可能である。

尚、上述した閾値Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、建物１３の基礎の大きさや重さに応じて定めることになり、条件によってはＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３となる場合も考えられる。

また、本実施例では、振動センサを介して得られた判定値が第１の閾値Ｌ１以上になった時点で待機管制運転を開始するようにしたが、第１の閾値Ｌ１と同じ値になった時点では待機管制運転を開始せず、第１の閾値Ｌ１を超えた時点ではじめて待機管制運転を開始するようにしても良い。第２の閾値Ｌ２及び第３のＬ３についても同様である。

更に、図１のエレベーターの構成図では、地震感知器９を機械室１０内に設置しているが、機械室１０のないエレベーターの場合には、昇降路１１内あるいは建物１３内の上部に設置しても良い。このように建物１３の上方に地震感知器９を設置すると、地震による建物１３の揺れの大きさが増幅するため、ピット１２などに地震感知器を設置する場合と比べて、高感度で揺れを感知できる。

また、ステップ３５における揺れは主にＳ波と考えられるため、第２の閾値Ｌ２との比較の対象を、互いに直交する３軸方向の加速度を合成した合成値とせず、ｘ，ｙ方向すなわち水平方向の加速度の値としても良い。ステップ４２における第３の閾値Ｌ３との比較の対象についても同様である。

尚、地震以外例えば強風によって建物１３が揺れた場合についても、本実施例の管制運転を適用することが可能である。

本発明の実施例を適用するエレベーターの構成を示す図である。 本発明に関わる管制判定処理部の構成を示す図である。 本発明に関わる管制運転の制御の流れを示す図である。

符号の説明

１ 乗りかご
２ つり合いおもり
３ 制御盤
４ 巻上機
５ ガバナ
６ 主ロープ
７ ガバナロープ
８ コンペンロープ
９ 地震感知器
１０ 機械室
１１ 昇降路
１２ ピット
１３ 建物
１４ 管制判定処理部
１５，１６，１７ ハイパスフィルター
１８，１９，２０ 信号
２１ 演算部
２２ 閾値判定部

Claims (9)

1. エレベーター昇降路を含む建物内に建物の振動を検出する振動センサを設置し、この振動センサを利用して地震時や強風時の際の建物揺れ管制運転を行うようにしたエレベーター装置において、
   通常運転モードと、昇降中の乗りかごを最寄り階へ一時停止させて戸開すると共に停止中の乗りかごを戸開する待機管制運転モードと、戸閉して運転を休止させる建物揺れ管制運転モードを有し、
   前記振動センサを介して得られた判定値が第１の閾値以上となった場合に、エレベーターを前記通常運転モードから前記待機管制運転モードへ切り替え、前記第１の閾値以上となった時点から所定時間を経過したとき、前記判定値が第２の閾値以下の場合に、エレベーターを前記待機管制運転モードから前記通常運転モードへ切り替え、前記第２の閾値を超えた場合に、エレベーターを前記待機管制運転モードから前記建物揺れ管制運転モードへ切り替えることを特徴とするエレベーター装置。
2. 請求項１において、前記建物揺れ管制運転モードへ切り替えた後、前記判定値が第３の閾値以下となった場合に、前記通常運転モードへ切り替えることを特徴とするエレベーター装置。
3. 請求項１において、前記振動センサは、互いに直交する３軸方向の加速度を計測する加速度センサであり、これら各軸方向の加速度を合成したものを前記判定値とすることを特徴とするエレベーター装置。
4. 請求項１において、前記第２の閾値を超えた場合に、行先階登録を消去することを特徴とするエレベーター装置。
5. 請求項１において、前記判定値が前記第１の閾値以上となった場合に、前記待機管制運転モード用の表示又は音声案内を行って乗客に知らせることを特徴とするエレベーター装置。
6. 請求項１において、前記判定値が前記第２の閾値以下となった場合に、前記建物揺れ管制運転モード用の表示又は音声案内を行って乗客に知らせることを特徴とするエレベーター装置。
7. 請求項１又は２において、前記閾値は、いずれも５Ｇａｌ以下の値であることを特徴とするエレベーター装置。
8. 請求項１において、前記所定時間は、１０秒以上２０秒以下であることを特徴とするエレベーター装置。
9. エレベーター昇降路を含む建物内に建物の振動を検出する加速度センサを設置し、この加速度センサを利用して地震時や強風時の際の建物揺れ管制運転を行うようにしたエレベーター装置において、
   前記加速度センサにより鉛直方向及び水平方向の加速度を検出し、この鉛直方向及び水平方向の加速度を用いて計算した判定値が第１の閾値以上となったとき、昇降中の乗りかごは最寄り階に停止させて戸開し停止中の乗りかごは戸開するよう制御し、前記第１の閾値以上となった時点から所定時間が経過したとき、前記判定値が第２の閾値以下の場合に平常運転へ復帰させ、前記判定値が前記第２の閾値を超える場合に戸閉して運転を休止させることを特徴とするエレベーター装置。

Images