JP2014009098A - エレベータ管制運転装置およびエレベータ管制運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長周期地震等による建物揺れに共振するロープ類の振れ量を高精度に計測して、適切な管制運転を行うエレベータ管制運転装置およびエレベータ管制運転方法を得る。
【解決手段】昇降路１０内に設置され、ロープ５を撮影してロープ画像を得るカメラ６ａ、６ｂと、ロープ画像に基づいて、ロープ５の昇降路１０内におけるロープ振れ量を特定するとともに、特定されたロープ振れ量と、あらかじめ記憶された基準ロープ位置との差に応じて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する演算装置２０と、ロープ振幅に基づいて、ロープ式エレベータに対する管制運転を行うエレベータ制御装置３０と、を備え、カメラ６ａ、６ｂは、ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープ５の固有周期に応じて、昇降路１０内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ロープ式エレベータのロープ振れ量に基づいてエレベータを管制運転するエレベータ管制運転装置およびエレベータ管制運転方法に関する。

近年、その影響が報告されている長周期地震では、エレベータにおいて、ロープ等の長尺物が、建物揺れとの共振によって大きく振られ、昇降路内の壁面付近に設置される着床検出装置等の昇降路機器に引っ掛かるという事象が発生している。

このとき、ロープが昇降路機器に引っ掛かった状態のままエレベータを運行すると、機器の破損を招き、乗客の閉じ込めや復旧までに長時間を要する事態等が生じる恐れがある。なお、地震だけでなく、強風によっても、同様の事象が発生する可能性がある。

このような、ロープが共振によって昇降路機器に引っ掛かる事象を防止する方法として、昇降路機器に対して、これらの機器の取り付け腕端部と昇降路の建築側構造物との間に、保護線を張るというハード的な対策がある。

また、ソフト的な対策としては、建物の頂部加速度を入力としてロープ振れ量（振幅）を推定し、推定されたロープ振れ量に応じた管制運転を行うエレベータ管制運転装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に示された、建物揺れの加速度を入力としてロープ振れ量を推定する方法では、建物の固有周期や、ロープの固有周期に影響する数値等（ロープの線密度や張力等）が事前情報として必要になる。ここで、建物の固有周期は、シミュレーションで得られたものがほとんどであり、実際の建物の固有周期に対して誤差を有することがある。

そのため、建物揺れの加速度を入力としてロープ振れ量を推定する方法では、推定精度が低下して、実際は共振しているのに、ロープ振れ量が小さく見積もられたり、逆に共振していないのに、ロープ振れ量が大きく見積もられたりすることによって、ロープ振れ量の実態に合った管制運転が行われない恐れがあるという問題があった。

そこで、エレベータかごの昇降方向の所定位置で撮影されたロープのロープ画像と、あらかじめ記憶している所定位置におけるロープの基準形状とに基づいて、基準形状に対するロープ画像の示すロープ振れ量を推定し、推定されたロープ振れ量に応じた管制運転を行うエレベータ管制運転装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

このエレベータ管制運転装置によれば、昇降路内のロープの揺れを直接撮影するので、建物の固有周期に関する情報が不要になる。そのため、長周期地震等による建物揺れに共振するロープの振れ量がより適切に推定され、ロープ振れ量の実態に近い管制運転装置が行われる。

特開２００７−１３１３６０号公報 特開２００９−１６６９３９号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献２に記載されたエレベータ管制運転装置では、ロープの揺れを撮影する位置（高さ）が、昇降路の頂部もしくは下部、昇降行程の中央、またはかごの天井の上面付近であり、その位置で撮影されたロープ画像に基づいて、ロープ振動の腹におけるロープ振れ量が推定される。そのため、上述した特許文献１と同様に、推定精度が低下する恐れがあるという問題がある。

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あり、長周期地震等による建物揺れに共振するロープ類の振れ量を高精度に計測して、適切な管制運転を行うことができるエレベータ管制運転装置およびエレベータ管制運転方法を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ管制運転装置は、ロープ式エレベータのロープ振れ量に基づいてエレベータを管制運転するエレベータ管制運転装置であって、昇降路内に設置され、ロープを撮影してロープ画像を得るカメラと、ロープ画像に基づいて、ロープの昇降路内におけるロープ振れ量を特定するとともに、特定されたロープ振れ量と、あらかじめ記憶された基準ロープ位置との差に応じて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する演算部と、ロープ振幅に基づいて、ロープ式エレベータに対する管制運転を行う制御部と、を備え、カメラは、ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されているものである。

また、この発明に係るエレベータ管制運転方法は、ロープ式エレベータのロープ振れ量に基づいてエレベータを管制運転するエレベータ管制運転装置により実行されるエレベータ管制運転方法であって、ロープ式エレベータのかごが停止しているか否かを判定する判定ステップと、ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されたカメラにより、ロープ画像を撮影するステップと、ロープ画像に基づいて、ロープの昇降路内におけるロープ振れ量を特定するとともに、特定されたロープ振れ量と、あらかじめ記憶された基準ロープ位置との差に応じて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する演算ステップと、ロープ振幅に基づいて、ロープ式エレベータに対する管制運転を行う制御ステップと、を有するものである。

この発明に係るエレベータ管制運転装置およびエレベータ管制運転方法によれば、カメラは、ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置され、このカメラにより撮影されたロープ画像に基づいて演算部（演算ステップ）がロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算し、演算されたロープ振幅に基づいて制御部（制御ステップ）がエレベータ管制運転を行う。
そのため、長周期地震等による建物揺れに共振するロープ類の振れ量を高精度に計測して、適切な管制運転を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置を示す構成図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置の動作を示すフローチャートである。

以下、この発明に係るエレベータ管制運転装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

この発明に係るエレベータ管制運転装置は、長周期地震等による建物揺れに共振するロープ類の振れ量を高精度に計測して、適切な管制運転を行うために、建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されたカメラの撮影により、ロープ振れ量を計測し、計測されたロープ振れ量に応じた管制運転を行うものである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置１００を示す構成図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１、図２において、ロープ式エレベータは、昇降路１０の直上の機械室１に設置された巻上機２によって昇降するかご３および釣合おもり４からなる。

昇降路１０の頂部よりも上方にある機械室１の巻上機２を介しておろされたロープ５の端部は、かご３に設けられた接続部（図示せず）に取り付けられており、かご３は、接続部においてロープ５によって吊られている。

巻上機２からかご３へと繋がるロープ５が存在する範囲（かご３の最上位置から最下位置まで）の特定の高さ（ロープ振動の腹に相当する高さ）において、複数台（ここでは、２台）のカメラ６ａ、６ｂが、それぞれ違う角度からロープ５を撮影できる位置（図２参照）に設置されている。カメラ６ａ、６ｂで撮影されたロープ画像は、演算装置（演算部）２０に送られる。

演算装置２０は、カメラ６ａ、６ｂで撮影されたロープ画像に基づいて、ターゲットとなるロープ５の昇降路１０内における位置（ロープ振れ量）を特定する。また、演算装置２０は、特定されたロープ位置と、あらかじめ記憶された本来のロープ位置（基準ロープ位置）との差に基づいて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する。

エレベータ制御装置（制御部）３０は、演算装置２０で演算されたロープ振幅に基づいて、エレベータの管制運転を行う。なお、エレベータ制御装置３０は、例えばエレベータの制御盤内に設けられている。また、演算装置２０およびエレベータ制御装置３０の詳細な構成は、上記特許文献２に準ずるものとして、詳細な説明を省略する。

ここで、カメラ６ａ、６ｂは、建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路１０内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されている。なお、ロープの固有周期は、エレベータの仕様（かご３または釣合おもり４の重量や、ロープ５の本数、サイズ等）、およびかご位置によるロープ５の長さの変動によって変化する。個々のエレベータにおいて、カメラ６ａ、６ｂを設置する高さは、以下のようにして決定される。

まず、建物の固有周期と共振するか、または近接するロープ長さとなるかご位置を求める。このとき、ロープ長さが共振付近となる状態が継続するのは、かご停止中のみなので、かご位置近辺には、停止階が存在することが必要である。続いて、求めたかご位置でロープ５の共振モードを確認する。

ここで、共振モードが一次の場合には、そのロープ長さの中央となる高さ近辺をカメラ６ａ、６ｂの設置高さとする。この設置高さは、ロープ振動の腹に相当する。また、共振モードが二次の場合には、そのロープ長さの１／４または３／４となる高さ近辺をカメラ６ａ、６ｂの設置高さとする。以下、高次のモードについても、同様にカメラ６ａ、６ｂの設置高さを求める。

なお、建物の固有周期と共振するか、または近接するロープ長さがない場合には、その条件は除外してよい。すなわち、例えばシャトル運行するエレベータにおいて、最下階および最上階以外に停止階を持たないようなケースでは、この間のロープ長さにて共振するとしても、その位置にかごが停止することはない。

以上のように決定された高さに設置されたカメラ６ａ、６ｂによって撮影されたロープ画像に基づいて演算されたロープ振幅は、そのままロープ振動の腹におけるロープ振幅に相当する。ここで、演算装置２０によるロープ振幅の演算処理は、ロープ５が共振長であり続けるかご３の停止中のみ行うこととし、かご３の走行中は無効化する。

また、エレベータ制御装置３０は、演算されたロープ振幅に対して、あらかじめ管制運転の判断基準となるロープ振幅レベル値を１つまたは複数設定しておき、当該レベル値に到達した場合に、エレベータの減速運転や最寄り階停止等の管制運転を行う。

なお、カメラ６ａ、６ｂによるロープ画像の撮影および演算装置２０によるロープ振幅の演算処理の有効化は、単純にかご３の停止を条件とするのではなく、ロープ５が共振するロープ長さとなるかご位置近傍の停止階に限定される。これにより、カメラ６ａ、６ｂの設置高さにかご３が停止するようなケースを、処理の対象外とすることができる。

また、カメラ６ａ、６ｂにより実際のロープ５の揺れのみをその最大部分で撮影し、演算装置２０がロープ振幅を演算することで、建物の固有周期やロープの固有周期等の誤差や変動の影響を受けることなく、長周期の建物揺れ等によるロープ振動に対する適切な管制運転の実施可能性が高まる。

なお、この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置１００におけるカメラ６ａ、６ｂの設置高さは、昇降路１０の中間部に位置し、かご３や釣合おもり４が通常走行する部分である。そのため、かご３や釣合おもり４が撮影範囲を横切る際の画像情報の処理が課題となる。

そこで、この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置１００では、カメラ６ａ、６ｂによるロープ画像の撮影および演算装置２０によるロープ振幅の演算処理を、かご３が停止している状況のみに限定している。

これは、かご３が移動している間は、絶えずロープ長さが変化し続け、建物の固有振動との関係も絶えず変化するので、共振状態が継続してロープ振幅が拡大することがないことに基づいている。これにより、かご３や釣合おもり４の通過による画像情報の処理が複雑化することを防ぎ、ロープ５が共振する状況のみを効率的に監視することができる。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るエレベータ管制運転装置１００の動作について説明する。
まず、エレベータ制御装置３０は、かご３が所定階に停止しているか否か（かご３が停止中であるか否か）を判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、かご３が所定階に停止していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１に戻り、再度かご３が所定階に停止しているか否かを判定する。

一方、ステップＳ１において、かご３が所定階に停止している（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、カメラ６ａ、６ｂは、ロープ画像を撮影する（ステップＳ２）。
続いて、演算装置２０は、撮影されたロープ画像に基づいて、ロープ５の位置を特定する（ステップＳ３）。

次に、演算装置２０は、特定されたロープ位置と本来のロープ位置との差に基づいて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する（ステップＳ４）。
続いて、エレベータ制御装置３０は、演算されたロープ振幅が、ロープ振幅レベル値のレベル１を超えたか否かを判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、ロープ振幅がロープ振幅レベル値のレベル１を超えていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ２に戻り、再びロープ画像を撮影する。

一方、ステップＳ５において、ロープ振幅がロープ振幅レベル値のレベル１を超えている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、エレベータ制御装置３０は、第１の管制運転（例えば、エレベータの減速運転）を行う（ステップＳ６）。

次に、カメラ６ａ、６ｂは、ロープ画像を撮影する（ステップＳ７）。
続いて、演算装置２０は、撮影されたロープ画像に基づいて、ロープ５の位置を特定する（ステップＳ８）。

次に、演算装置２０は、特定されたロープ位置と本来のロープ位置との差に基づいて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する（ステップＳ９）。
続いて、エレベータ制御装置３０は、演算されたロープ振幅が、ロープ振幅レベル値のレベル２を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０において、ロープ振幅がロープ振幅レベル値のレベル２を超えていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ７に戻り、再びロープ画像を撮影する。

一方、ステップＳ１０において、ロープ振幅がロープ振幅レベル値のレベル２を超えている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、エレベータ制御装置３０は、第２の管制運転（例えば、エレベータの最寄り階停止）を行って（ステップＳ１１）、図３の処理を終了する。

このように、実際のロープ振幅を計測してエレベータの管制運転を行うので、かご位置によるロープ振幅の変動や建物の固有周期の影響等を受けることなく、管制運転を行うことができる。特に、ロープ振動の腹に相当する部分のロープ５の揺れを計測するので、ロープ振幅の最も大きな状態を把握することができる。

そのため、ロープ５が共振する状態にあるか否かを明確に把握することができ、実際のロープ振れ量に応じた管制運転を行うことができる。また、昇降路１０内を確認しているので、ロープ５が昇降路機器に引っ掛かる事象を検知することができ、ロープ振動収束後における復旧を適切に行うことができる。

さらに、ロープ振動が成長しうるのは、すなわちロープ長さが共振付近となる状態が継続するのは、ロープ長さが変化しない状態が継続する場合（かご停止中）であることから、カメラ６ａ、６ｂによるロープ画像の撮影および演算装置２０によるロープ振幅の演算処理を、かご３が停止している状況のみに限定している。

そのため、カメラ６ａ、６ｂの設置高さをかご３や釣合おもり４が通過することによる誤検知を防止することができる。また、かご３が停止している状況以外での計測を行わないことにより、判定処理の簡素化、および省エネルギー化を実現することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、カメラは、ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置され、このカメラにより撮影されたロープ画像に基づいて演算部（演算ステップ）がロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算し、演算されたロープ振幅に基づいて制御部（制御ステップ）がエレベータ管制運転を行う。
そのため、長周期地震等による建物揺れに共振するロープ類の振れ量を高精度に計測して、適切な管制運転を行うことができる。

なお、上記実施の形態１では、巻上機２からかご３へと繋がるロープ５において、カメラ６ａ、６ｂによるロープ画像の撮影を行うと説明したが、これに限定されない。巻上機２から釣合おもり４へと繋がるロープ５や、制御ケーブル、コンペンロープ等、他のロープ類を対象として、同様にカメラの設置高さを決定し、複数のロープ類を対象とした管制運転を行ってもよい。

１ 機械室、２ 巻上機、３ かご、４ 釣合おもり、５ ロープ、６ａ、６ｂ カメラ、１０ 昇降路、２０ 演算装置、３０ エレベータ制御装置、１００ エレベータ管制運転装置。

Claims (4)

1. ロープ式エレベータのロープ振れ量に基づいてエレベータを管制運転するエレベータ管制運転装置であって、
   昇降路内に設置され、ロープを撮影してロープ画像を得るカメラと、
   前記ロープ画像に基づいて、前記ロープの前記昇降路内におけるロープ振れ量を特定するとともに、特定されたロープ振れ量と、あらかじめ記憶された基準ロープ位置との差に応じて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する演算部と、
   前記ロープ振幅に基づいて、前記ロープ式エレベータに対する管制運転を行う制御部と、を備え、
   前記カメラは、前記ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期および前記ロープの固有周期に応じて、前記昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されている
   ことを特徴とするエレベータ管制運転装置。
2. 前記カメラによる前記ロープ画像の撮影および前記演算部による前記ロープ振幅の演算処理は、前記ロープ式エレベータのかごの停止中にのみ有効化される
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ管制運転装置。
3. 前記カメラは、それぞれ違う角度から前記ロープを撮影できる位置に設置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレベータ管制運転装置。
4. ロープ式エレベータのロープ振れ量に基づいてエレベータを管制運転するエレベータ管制運転装置により実行されるエレベータ管制運転方法であって、
   前記ロープ式エレベータのかごが停止しているか否かを判定する判定ステップと、
   前記ロープ式エレベータが設置された建物の固有周期およびロープの固有周期に応じて、前記昇降路内におけるロープ振動の腹に相当する高さに設置されたカメラにより、ロープ画像を撮影するステップと、
   前記ロープ画像に基づいて、前記ロープの前記昇降路内におけるロープ振れ量を特定するとともに、特定されたロープ振れ量と、あらかじめ記憶された基準ロープ位置との差に応じて、ロープ振動の腹におけるロープ振幅を演算する演算ステップと、
   前記ロープ振幅に基づいて、前記ロープ式エレベータに対する管制運転を行う制御ステップと、
   を有することを特徴とするエレベータ管制運転方法。

Images