JP2014172715A - エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロープ振れによる管制運転の発動タイミングや管制運転後の戸開時間を最適化し、乗客の安全を確保しつつ、運転サービスの低下を極力防ぐ。
【解決手段】エレベータの制御装置２２は、加速度センサ２３によって検出された建物の揺れ量と乗りかご１４の位置とに基づいてロープの振れ量を推測するロープ振れ推測部３１と、乗りかご１４内の乗客の人数を検出する乗客人数検出部３２ａと、乗客の人数に基づいてロープ振れに対する閾値を設定し、ロープの振れ量が閾値を超えた場合に管制運転を発動する管理運転発動部３２ｂと、管制運転が発動されたとき、乗りかご１４を最寄階で停止させた後に退避階へ退避させる運転制御部３２と、乗客の人数に基づいて管制運転時の戸開時間を設定し、乗りかご１４の戸開を制御する戸開閉制御部３２ｃとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、地震や強風等による建物の揺れに伴うロープ振れを検出して管制運転に切り替えるエレベータの制御装置に関する。

建物が高層化されると、建物の固有振動数が低下するため、地震発生時や強風時に共振現象が起こりやすくなる。ここで、建物の固有振動数と昇降路内に設けられたエレベータのロープ（主ロープ、ガバナロープ等）の固有振動数が一致すると、ロープが共振により大きく振れてしまい、昇降路内の機器や昇降路壁に接触し、いわゆる「閉じ込め事故」が発生する危険がある。

このような事故を防止するため、近年のエレベータでは、「管制運転装置」と呼ばれる安全装置を備えている。これは、建物が揺れた場合に、その建物揺れに伴うロープ振れを検出し、その振れ量が予め設定された閾値以上の場合に乗りかごを退避階（非共振階）へ移動させ、運転サービスを休止する技術である。

特開２００８−２８５３３４号公報 特開２００８−７４５３６号公報 特開２００７−１３１３６０号公報

「昇降機技術基準の解説 ２００９年度版 分冊 昇降機耐震設計・施工指針 ２００９年度版」，監修 国土交通省住宅局建築指導課，編集 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協会，２００９年，ｐ．１４７〜１６６

上述した管制運転では、乗りかごを最寄階に移動させ、一定時間戸開して乗客を降車させた後に、戸閉してロープが共振しない位置つまり退避階（非共振階）へ移動させる。退避階の前に乗りかごを最寄階で一旦停止させて乗客を降ろすのは、退避階までの移動中にロープの振れが成長した場合に乗客を乗せたままの状態では危険だからである。

しかしながら、乗りかごを最寄階で一旦停止させても、乗客の降車に手間取ると、その間にロープの振れが成長してしまう可能性が高くなる。この場合、できるだけ早く最寄階から退避するためには、戸開時間を短くすればよい。しかし、戸開時間を短くすると、多数の乗客が乗っていた場合にその時間内に全員を降車させることが難しくなる。

一方、近年の建物の高層化に伴い、建物が揺れやすい構造になっている。このため、風などで建物が揺れると、ロープ振れによる管制運転が頻繁に発動され、通常の運転サービスに支障が出てしまう問題もある。

本発明が解決しようとする課題は、ロープ振れによる管制運転の発動タイミングや管制運転後の戸開時間を最適化し、乗客の安全を確保しつつ、運転サービスの低下を極力防ぐようにしたエレベータの制御装置を提供することである。

本実施形態に係るエレベータの制御装置は、建物の昇降路内に設置されたロープを介して昇降動作する乗りかごを備えたエレベータの制御装置において、上記建物の揺れを検出する建物揺れ検出手段と、この建物揺れ検出手段によって検出された上記建物の揺れ量と上記乗りかごの位置とに基づいて上記ロープの振れ量を推測するロープ振れ推測手段と、上記乗りかご内の乗客の人数を検出する乗客数検出手段と、この乗客数検出手段によって検出された乗客の人数に基づいてロープ振れに対する閾値を設定し、上記ロープ振れ推測手段によって推測された上記ロープの振れ量が上記閾値を超えた場合に管制運転を発動する管制運転発動手段と、この管制運転発動手段によって管制運転が発動されたとき、上記乗りかごを最寄階で停止させた後、上記最寄階からロープ振れの少ない退避階へ退避させる運転制御手段と、上記乗客数検出手段によって検出された乗客の人数に基づいて上記管制運転時の戸開時間を設定し、上記乗りかごが上記最寄階で停止したときに上記戸開時間に従って戸開を制御する戸開閉制御手段とを具備する。

図１は第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す図である。 図２は同実施形態におけるエレベータの制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は同実施形態におけるエレベータの乗りかご側のメインロープの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。 図４は同実施形態におけるエレベータのカウンタウェイト側のメインロープの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。 図５は同実施形態におけるエレベータの乗りかご側のコンペンロープの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。 図６は同実施形態におけるエレベータのカウンタウェイト側のコンペンロープの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。 図７は同実施形態におけるエレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図８は第２の実施形態におけるエレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図９は同実施形態におけるエレベータの建物揺れの波形を示す図である。 図１０は第３の実施形態におけるエレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１１は第４の実施形態におけるエレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す図である。今、ある建物１０の中に１台のエレベータ１１が設置されている場合を想定する。

図１に示すように、建物１０の最上部の機械室１０ａに、エレベータ１１の駆動源である巻上機１２が設置されている。なお、マシンルームレスタイプのエレベータでは、昇降路１０ｂ内の上部に巻上機１２が設置される。

この巻上機１２にメインロープ１３が巻回されている。メインロープ１３の一端側には乗りかご１４、他端側にはカウンタウェイト１５が取り付けられている。また、昇降路１０ｂの最下部にはコンペンシーブ１６が配設されている。このコンペンシーブ１６を介してコンペンロープ１７の端部がそれぞれ乗りかご１４とカウンタウェイト１５の下部に取り付けられている。

また、乗りかご１４の上部にはかご制御装置１８が設けられており、乗りかご１４が各階の乗場２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…のいずれかに着床した時にかごドア１９を開閉制御する。なお、かご制御装置１８は、テールコードと呼ばれる伝送ケーブル２０で後述する制御装置２２と接続されている。

乗りかご１４の下部には荷重センサ２４が設けられており、乗りかご１４の荷重を検出することで乗客の人数を推定することができる。荷重センサ２４で検出された荷重信号はかご制御装置１８を介して後述する制御装置２２へ伝送される。

一方、建物１０の機械室１０ａあるいはマシンルームレスタイプでは昇降路１０ｂ内に、エレベータ１１を運転制御するための制御装置２２が設置されている。この制御装置２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載したコンピュータからなり、巻上機１２の駆動制御など、エレベータ１１の運転制御に関わる一連の処理を実行する。また、この制御装置２２は、地震や強風等によって建物１０が揺れた場合に、その建物１０の揺れに伴うロープの振れを推測する機能、その推測結果に基づいて乗りかご１４の戸開閉を制御する機能、ロープの振れが減衰する階に乗りかご１４を移動させる退避運転を実施する機能などを備える。

なお、「ロープ振れ」とは、建物１０が揺れることで、ロープが水平方向に振れることである。また、ここで言う「ロープ」とは、乗りかご１４の昇降動作に関連したロープのことであり、図１の例ではメインロープ１３の他にコンペンロープ１７も含む。

ここで、建物１０の上部付近には、地震や強風等による建物１０の揺れを検出するための加速度センサ２３が設置されている。この加速度センサ２３は、建物の水平方向（ｘ方向とｙ方向）の加速度を検出可能な２軸加速度センサからなり、その検出信号を制御装置２２に出力する。

図２は第１の実施形態におけるエレベータの制御装置２２の機能構成を示すブロック図である。

図２に示すように、制御装置２２は、ロープ振れ推測部３１、運転制御部３２、報知部３３を備える。

ロープ振れ推測部３１は、加速度センサ２３によって検出された建物１０の揺れ量と乗りかご１４の位置とに基づいてロープの振れ量を推測する。かご位置は、巻上機１２の回転軸に取り付けられた図示せぬパルスジェネレータから巻上機１２の回転に同期して出力されるパルス信号などから検出できる。ロープの振れ量は、所定の関数式を用いて計算により求めることができる。なお、具体的な計算方法については公知であるため、ここではその詳しい説明は省略するものとする。

運転制御部３２は、乗りかご１４の運転を制御し、管制運転時には乗りかご１４を最寄階に停止させ、さらにロープ振れの少ない階（非共振階）への退避運転などを行う。本実施形態において、この運転制御部３２には、乗客人数検出部３２ａ、管理運転発動部３２ｂ、戸開閉制御部３２ｃを有する。

乗客人数検出部３２ａは、乗りかご１４内の乗客の人数を検出する。具体的には、乗りかご１４の底部に設置された荷重センサ２４を用い、この荷重センサ２４によって検出される荷重値から乗客の人数を検出する。

なお、乗客人数の検出方法としては、荷重センサ２４を用いる方法に限らず、例えば乗りかご１４内の監視カメラの映像から乗客の人数を求める方法などもある。また、乗場で行先階を登録可能な乗場行先階登録装置を備えたエレベータであれば、利用者毎に登録される行先階の情報から現在の乗客人数を正確に求めることができる。

管理運転発動部３２ｂは、ロープ振れ推測部３１によって推測されたロープの振れ量に基づいて管制運転の実施判定を行う。詳しくは、管理運転発動部３２ｂは、ロープ振れに対する閾値（以下、振れ検出閾値Ｒと称す）を設定し、ロープ振れ推測部３１によって推測されたロープの振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えた場合に管制運転を発動させる。運転制御部３２は、この管理運転発動部３２ｂによって管制運転が発動されたとき、乗りかご１４を最寄階で停止させた後、最寄階からロープ振れの少ない退避階（非共振階）へ退避させる。

戸開閉制御部３２ｃは、乗りかご１４が各階の乗場２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…のいずれかに着床したとき、かご制御部１８に伝送してかごドア１９の戸開閉を制御する。また、この戸開閉制御部３２ｃは、乗客人数検出部３２ａによって検出された乗客の人数に基づいて管制運転時の戸開時間（以下、管制戸開時間Ｔと称す）を設定し、乗りかご１４が最寄階で停止したときに上記管制戸開時間Ｔだけ戸開する。

報知部３３は、戸開閉制御部３２ｃによって設定された管制戸開時間Ｔが経過したときに、乗りかご１４内の乗客に戸閉を報知する。報知方法としては、具体的にはブザー音あるいは音声アナウンスである。なお、ブザー音と音声アナウンスの両方を用いて報知しても良い。本実施形態では、ブザー音により報知する場合を例にして説明する。

乗りかご１４内には、各階に対応した行先階釦４１の他、戸開釦４２ａ、戸閉釦４２ｂ、ブザー４３などが設けられている。行先階釦４１の操作によって乗客の行先階が指定されると、その指定された行先階がかご呼びとして制御装置２２に送られる。制御装置２２では、かご呼びを受信すると、乗りかご１４を利用者が指定した階に移動させる。

戸開釦４２ａは乗客が戸開を指示するための操作ボタン、戸閉釦４２ｂは乗客が戸閉を指示するための操作ボタンである。また、ブザー４３は、乗りかご１４が各階で停止したときに報知部３３からの駆動信号により鳴動される。

なお、各階の乗場２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…には、図示せぬ乗場呼び釦が設けられている。この乗場呼び釦の操作によって乗場呼び（行先方向）が登録されると、その乗場呼びが制御装置２２に送られる。制御装置２２では、乗場呼びを受信すると、乗りかご１４を乗場呼びが登録された階に移動させる。

ここで、ロープ振れとかご位置との関係について説明する。

「ロープ」とは、メインロープ１３とコンペンロープ１７のことである。詳しくは、メインロープ１３については、乗りかご１４側に取り付けられたメインロープ１３ａとカウンタウェイト１５側に取り付けられたメインロープ１３ｂに分けられる。コンペンロープ１７については、乗りかご１４側に取り付けられたコンペンロープ１７ａとカウンタウェイト１５側に取り付けられたコンペンロープ１７ｂに分けられる。

これらのロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの長さは、乗りかご１４の位置によって変化する。例えばメインロープ１３に着目すると、乗りかご１４が最下階にいる場合には、乗りかご１４側のメインロープ１３ａが最も長くなり、逆にカウンタウェイト１５側のメインロープ１３ｂが最も短くなる。

制御装置２２に設けられたロープ振れ推測部３１では、これらのロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂを監視対象として、所定の関数式を用いて建物揺れに対するロープ振れとかご位置との関係を解析する。

ここで、図３乃至図６にロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂについて、ロープの振れとかご位置との関係を解析した結果の一例を示す。

図３は乗りかご１４側のメインロープ１３ａの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。図４はカウンタウェイト１５側のメインロープ１３ｂの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。

乗りかご１４側のメインロープ１３ａは、乗りかご１４が最下階付近で最も大きく振れる特性を有する。一方、カウンタウェイト１５側のメインロープ１３ｂは、乗りかご１４が最上階付近で最も大きく振れる特性を有する。

図５は乗りかご１４側のコンペンロープ１７ａの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。図６はカウンタウェイト１５側のコンペンロープ１７ｂの振れ（最大変位）とかご位置との関係を示す図である。

乗りかご１４側のコンペンロープ１７ａは、乗りかご１４が中央階から少し上方側の階で最も大きく振れる特性を有する。一方、カウンタウェイト１５側のコンペンロープ１７ｂは、乗りかご１４が中央階から少し下方側の階で最も大きく振れる特性を有する。

なお、図３乃至図６は建物１０がある一定の揺れ量とした場合の一例を示すものであり、建物１０の揺れ量が大きくなるに従い、ロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの振れ量も比例して大きくなる。また、ロープの振れとかご位置の関係は建物１０の特性とエレベータ１１の特性によって異なり、建物１０の揺れ量からロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの振れ量を求める具体的な方法については公知であるため、その詳しい説明は省略するものとする。

次に、第１の実施形態の動作について説明する。

図３は第１の実施形態におけるエレベータの制御装置２２の処理動作を示すフローチャートである。

通常の運転時において、荷重センサ２４から乗りかご１４内の積載に応じた荷重信号がかご制御部１８を介して運転制御部３２に入力される。運転制御部３２の乗客人数検出部３２ａは、この荷重信号に基づいて乗りかご１４内の乗客の人数を検出する。例えば、乗客一人の平均重量が６０ｋｇとしたとき、荷重センサ２４によって検出された荷重値が３００ｋｇであれば、重客数は約５人であると判断できる。

乗客人数検出部３２ａは、乗りかご１４内の乗客人数が所定人数Ｐ以上であるか否かを判断し、その結果を管理運転発動部３２ｂと戸開閉制御部３２ｃに知らせる（ステップＳ１０１）。上記所定人数Ｐは、管制運転時の戸開時間の設定基準として、乗りかご１４の定格人数に応じて予め設定されている。

乗客人数が所定人数Ｐ以上であれば（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、管理運転発動部３２ｂは、振れ検出閾値Ｒにｒ１をセットする（ステップＳ１０２）。また、戸開閉制御部３２ｃは、管制戸開時間Ｔにｔ１をセットする（ステップＳ１０３）。一方、乗客人数が所定人数Ｐよりも少なければ（ステップＳ１０１のＮｏ）、管理運転発動部３２ｂは、振れ検出閾値Ｒにｒ２をセットする（ステップＳ１０４）。また、戸開閉制御部３２ｃは、管制戸開時間Ｔにｔ２をセットする（ステップＳ１０５）。

なお、ｒ１は通常の閾値よりも低く、ｒ２は通常の閾値よりも高く設定されている（ｒ１＜ｒ２）。ｔ１は通常の戸開時間よりも長く、ｔ２は通常の戸開時間よりも短く設定されている（ｔ１＞ｔ２）。

すなわち、乗客人数が多い場合には（所定人数Ｐ以上の場合）、最寄階で乗客全員を降車させるのに時間がかかる。しかし、最寄階での戸開時間が長いと、その間にロープ振れが増大して昇降路内の機器などに引っかかる可能性がある。そこで、乗客人数から降車に必要な時間に応じて管制戸開時間Ｔを設定すると共に、戸開中にロープが機器に触れないように閾値を設定するものとする。つまり、振れ検出閾値Ｒ＝ｒ１、管制戸開時間Ｔ＝ｔ１に設定する。これにより、ロープ振れに対する管制運転の切り替えを早めて、最寄階での戸開時間を確保する。

ただし、ロープが振れたときに、直ぐに管制運転を切り替えてしまうと、通常の運転サービスに支障がでる。そこで、乗客人数が少ない場合には（所定人数Ｐ未満の場合）、振れ検出閾値Ｒ＝ｒ２、管制戸開時間Ｔ＝ｔ２に設定しておくことにより、できるだけ通常の運転を継続し、その分、管制運転時には最寄階で早めに戸閉するようにしている。

なお、管制戸開時間Ｔと振れ検出閾値Ｒの設定は、乗客人数に応じて段階的に設定することでも良い。例えば、乗客１人の降車にかかる時間を実測等から割り出しておく。その時間に乗客人数分を乗算した時間をｔｘとすると、管制戸開時間Ｔとして、ｔｘまたは若干の余裕を持たせてｔｘ＋αを設定する。なお、αは余裕分であり、例えばｔｘの１０％程度とする。

管制戸開時間Ｔ（ｔｘ＋α）が短い場合には、乗りかご１４の最寄階停止後に早めに退避できるため、振れ検出閾値Ｒは高めに設定して、管制運転を遅らせることができる。逆に、管制戸開時間Ｔ（ｔｘ＋α）が長い場合は、振れ検出閾値Ｒは管制戸開中にロープの引っ掛かり等が生じないように低めに設定して、早めに管制運転に切り替える必要がある。

地震や強風等により建物１０が揺れると、機械室１０ａに設置された加速度センサ２３から建物１０の揺れ量に対応した加速度信号が制御装置２２に出力される。建物１０の揺れが検出されると、制御装置２２に設けられたロープ振れ推測部３１は、加速度信号から得られる建物１０の揺れ量と現在のかご位置とに基づいてロープの振れ量を推測する。詳しくは、ロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂのそれぞれについて、建物１０の揺れ量に対するロープの振れ量を所定の関数式を用いて求める。

ロープ振れ推測部３１によって推測されたロープの振れ量は運転制御部３２に与えられる。ここで、ロープの振れ量が上記ステップＳ１０２またはＳ１０４で設定された振れ検出閾値Ｒを超えていた場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、管理運転発動部３２ｂから管理運転が発動される。これにより、運転制御部３２では、通常の運転から管制運転に切替え、乗りかご１４を最寄階まで移動させて停止させる（ステップＳ１０７）。

上述したように、振れ検出閾値Ｒは乗客人数に応じて設定されている。乗客人数が所定人数Ｐ以上であれば、振れ検出閾値Ｒは低めに設定されるので（Ｒ＝ｒ１）、ロープが所定量以上振れると、早めに管制運転に切り替えられることになる。

管制運転によって乗りかご１４が最寄階で停止すると（ステップＳ１０５）、戸開閉制御部３２ｃは、乗客人数に応じて設定された管制戸開時間Ｔに基づいて乗りかご１４の戸開を制御する（ステップＳ１０８）。この場合、乗客人数が所定人数Ｐ以上であれば、管制戸開時間Ｔを通常よりも長くして、その間に多数の乗客を降車させることができる。

このとき、運転制御部３２は、報知部３３を通じて乗りかご１４内のブザー４３を鳴動して乗客に降車を促す（ステップＳ１０９）。なお、ブザー４３の鳴動に加え、例えば「強風によりエレベータの運転を一時的に止めます。乗車できませんので、この階で降車をお願いします。」といったようなメッセージを表示したり、あるては、音声でアナウンスしても良い。

管制戸開時間Ｔが経過すると、運転制御部３２は、乗りかご１４を戸閉して退避階まで退避運転を行う（ステップＳ１０８）。「退避階」とは、非共振階のことである。図３乃至図６に示したように、ロープの振れは乗りかご１４の位置によって異なる。

例えば、乗りかご１４側のメインロープ１３ａであれば、乗りかご１４が最下階付近で最も大きく振れる特性を有する。したがって、メインロープ１３ａに関しては最下階付近が共振階となる。カウンタウェイト１５側のメインロープ１３ｂは、乗りかご１４が最上階付近で最も大きく振れる特性を有する。したがって、メインロープ１３ｂに関しては最上階付近が共振階となる。

乗りかご１４側に取り付けられたコンペンロープ１７ａとカウンタウェイト１５側に取り付けられたコンペンロープ１７ｂについても同様であり、それぞれに乗りかご１４の位置によって大きく振れる共振階がある。

非共振階は、これらのロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの振れ特性を総合的に解析した結果から得られる。一般的には、建物１０の中央付近がロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの振れが少ないので、その中央付近の階が非共振階であり、乗りかご１４が停滞していても安全な退避階の１つとして設定される。

乗りかご１４をできるだけ早く退避階に移動させることで、ロープ振れの増大を防ぐことができる。乗りかご１４が退避階に移動した後、乗りかご１４の運転が休止される。この場合、退避階では戸開した状態で運転休止となる。これにより、もし最寄階で降車しなかった乗客が乗りかご１４内に残っていても閉じ込められる心配はない。

一方、ロープ振れ量が閾値Ｒ未満の場合には（ステップＳ１０６のＮｏ）、運転制御部３２は、通常の運転を継続する（ステップＳ１１１）。通常の運転とは、呼び（乗場呼び／かご呼び）の登録に伴い、乗りかご１４が各階を運転サービスすることである。

このように第１の実施形態によれば、乗客の人数に応じて管制運転のタイミングと管制運転時の戸開時間を最適化することで、ロープが大きく振れた場合に乗客の安全を確保しつつ、できるだけ通常の運転を継続して運転サービスの低下を防ぐことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、管制運転時にロープ振れが増大しないように乗りかご１４の最寄階停止中の戸開時間を制御する構成とした。これに対し、第２の実施形態では、管制運転前つまり通常運転中に乗りかご１４が任意の階で停止しているときの戸閉時間を制御するものである。

なお、制御装置２２としての基本的な構成は上記第１の実施形態と同様である。ただし、第２の実施形態において、運転制御部３２の戸開閉制御部３２ｃには、通常運転中にロープ振れ量に応じて乗りかご１４の戸閉を促進する機能が備えられているものとする。

図４は第２の実施形態におけるエレベータの制御装置２２の処理動作を示すフローチャートである。

管制運転発動前の通常の運転中において、乗りかご１４が任意の階の乗場に停止したとき（ステップＳ２０１）、運転制御部３２は、ロープ振れ推測部３１にて推測された現在のロープ振れ量と加速度センサ２３から入力される建物揺れ量との関係からロープの振れ量が現在設定されている振れ検出閾値Ｒまでに至る時間ＬＴを予測する（ステップＳ２０２）。

運転制御部３２の戸開閉制御部３２ｃは、乗りかご１４が乗場に停止している時間ＳＴをカウントする。この停止時間ＳＴが“ＬＴ―β”以上となった場合に（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、戸開閉制御部３２ｃは、乗りかご１４の戸閉を促進して、管制運転が発動される前に移動させる（ステップＳ２０４）。

βは戸閉に要する時間や乗りかご１４の移動に要する時間から算出され、管制運転を発動させないように設定されている。

戸閉促進の方法としては、報知部３３を起動して戸閉が必要である旨を乗りかご１４内のスピーカ４３を通じて音声で報知する方法や、戸開釦４２ａが押下されていない場合に即座に戸閉動作を開始する方法などがある。

ここで、ロープの振れ量が振れ検出閾値Ｒに至るまでの時間ＬＴの予測方法について説明する。

通常、現在のかご位置と現在の建物揺れの大きさから時刻歴を解析することでロープ振れ量を算出している。強風による建物揺れの場合、建物揺れの周期単位での揺れの大きさの変化量は総じて小さい。したがって、現在から数周期前の建物揺れの大きさから、現在から数周期後までの建物揺れの大きさを想定することができる。

この様子を図９に示す。
強風や長周期地震の場合、建物は一次固有周期（Ｔ２）で図９のような正弦波で揺れる。図中の実線の正弦波が加速度センサ２３によって検出された建物揺れの実測値であり、破線が建物揺れの想定値である。

まず、現在から数周期前までに実測値として得られた建物揺れの正弦波の振幅のピーク値を平均した値（Ａ２）を求める。そして、振幅平均値Ａ２・周期Ｔ２により、正弦波相当の建物揺れが数周期連続する状態を想定する。この数周期後までの建物揺れの大きさと停止時のかご位置から数周期後までのロープ振れを推定できる。そのロープ振れの推定値から振れ検出閾値Ｒに至るまでの時間ＬＴを算出できる。

このように第２の実施形態によれば、現在のロープ振れ量から管制運転が発動されるまでの時間を推定することで、ロープ振れが増大して管制運転が発動される前に戸閉促進を行うことができる。これにより、ロープが振れたときに管制運転が頻繁に発動される事態を極力防止して、できるだけ長く運転サービスを継続することが可能となる。

なお、この第２の実施形態で説明した手法は単独でも有効であるが、上記第１の実施形態の手法と組み合わせることで、さらに効果を上げることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、ロープ振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えると、直ぐに管制運転に切り替えていた。しかしながら、ロープの振れは乗りかご１４の位置や建物揺れの大きさに依存するため、必ずしも、ロープ振れがこのまま増長するとは限らない。第３の実施形態では、このような観点から乗りかご１４の走行方向と建物揺れの大きさを加味して管制運転を制御するものである。

なお、制御装置２２としての基本的な構成は上記第１の実施形態と同様である。ただし、第３の実施形態において、運転制御部３２には、ロープ振れ推測部３１によって推測されたロープの振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えた場合に、乗りかご１４の走行方向と建物揺れの大きさとに基づいて管制運転を実施する機能が備えられているものとする。

図１０は第３の実施形態におけるエレベータの制御装置２２の処理動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０６までの処理は、上記第１の実施形態における図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０６までの処理と同様である。

すなわち、通常の運転時において、荷重センサ２４から乗りかご１４内の積載に応じた荷重信号がかご制御部１８を介して運転制御部３２に入力される。運転制御部３２の乗客人数検出部３２ａは、この荷重信号に基づいて乗りかご１４内の乗客の人数を検出し、所定人数Ｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。

乗客人数が所定人数Ｐ以上であれば（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、管理運転発動部３２ｂによって振れ検出閾値Ｒにｒ１がセッされ（ステップＳ３０２）、戸開閉制御部３２ｃによって管制戸開時間Ｔにｔ１がセットされる（ステップＳ３０３）。

一方、乗客人数が所定人数Ｐよりも少なければ（ステップＳ３０１のＮｏ）、管理運転発動部３２ｂによって振れ検出閾値Ｒにｒ２がセットされ（ステップＳ３０４）、戸開閉制御部３２ｃによって管制戸開時間Ｔにｔ２がセットされる（ステップＳ３０５）。ｒ１＜ｒ２であり、ｔ１＞ｔ２である。

ロープ振れ推測部３１によって推測されたロープの振れ量は運転制御部３２に与えられる。ここで、ロープの振れ量が上記ステップＳ３０２またはＳ３０４で設定された振れ検出閾値Ｒを超えていた場合において（ステップＳ３０６のＹｅｓ）、運転制御部３２は、乗りかご１４の走行方向と退避階との位置関係から乗りかご１４がロープの減衰方向に走行しているか否かを判断する（ステップＳ３０７）。

「退避階」とは、非共振階のことである。図３乃至図６で説明したように、ロープの振れは乗りかご１４の位置によって異なる。ロープの種類を乗りかご１４側のメインロープ１３ａ、カウンタウェイト１５側のメインロープ１３ｂ、乗りかご１４側のコンペンロープ１７ａ、カウンタウェイト１５側のコンペンロープ１７ｂに分けた場合に、非共振階は、これらのロープ１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの振れ特性を総合的に解析した結果から得られる。乗りかご１４が退避階に向かって走行中であれば、減衰方向に走行しているものと判断される。

乗りかご１４がロープの減衰方向に走行中であった場合（ステップＳ３０７のＹｅｓ）、運転制御部３２は、次に建物揺れの判定を行う（ステップＳ３０８）。判定の結果、現在の建物揺れ量と現在から数周期後までの建物揺れの平均値が所定値Ａ３以下であれば（ステップＳ３０８のＹｅｓ）、運転制御部３２は、管制運転を実施せずに通常の運転を継続する（ステップＳ３１３）。

現在の建物揺れ量は加速度センサ２３によって得られる。図８で説明したように、現在から数周期前までに得られた建物揺れの正弦波の振幅のピーク値を平均した値Ａ２と周期Ｔ２により、数周期後までの建物揺れの平均値を求めることができる。

なお、ここで建物揺れの判定を行うのは、乗りかご１４がロープの減衰方向に走行中であっても、建物揺れが大きいと、走行中にロープが昇降路内の機器等に接触する危険があるためである。

建物揺れが所定値Ａ３以下でなければ（ステップＳ３０８のＮｏ）、運転制御部３２は、管制運転を発動して乗りかご１４を最寄階に停止させる（ステップＳ３０９）。また、乗りかご１４がロープの減衰方向に走行中でない場合も同様であり（ステップＳ３０７のＮｏ）運転制御部３２は、管制運転を発動して乗りかご１４を最寄階に停止させる（ステップＳ３０９）。

以後は上記第１の実施形態と同様である。
すなわち、管制運転によって乗りかご１４が最寄階で停止すると、乗客人数に応じて設定された管制戸開時間Ｔに基づいて乗りかご１４の戸開が制御される（ステップＳ３１０）。このとき、運転制御部３２は、報知部３３を通じて乗りかご１４内のブザー４３を鳴動して乗客に降車を促し（ステップＳ３１１）、管制戸開時間Ｔ経過後に乗りかご１４を戸閉して退避階まで退避運転を行う（ステップＳ３１２）。また、ロープ振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えていない状態であれば（ステップＳ３０６のＮｏ）、運転制御部３２は、通常の運転を継続する（ステップＳ３１３）。

このように第３の実施形態によれば、ロープ振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えた場合に、乗りかご１４の走行方向と建物揺れの大きさから管制運転を実施するか否かを決める。これにより、ロープ振れにより管制運転が頻繁に発動されることを防いで、運転サービスの低下を抑えることが可能となる。

なお、この第３の実施形態に上記第２の実施形態を組み合わせて実現しても良い。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、乗りかご１４内の乗客の人数に応じて振れ検出閾値Ｒを設定し、ロープ振れ量がその振れ検出閾値Ｒを超えたときに管制運転を発動していた。しかし、管制運転が遅れると、乗りかご１４の最寄階停止中にロープ振れが増大し、ロープが昇降路内の機器等に接触する可能性もある。

そこで、第４の実施形態では、乗りかご１４の最寄階停止中におけるロープ振れの状態を予測し、昇降路内機器に接触する可能性がある場合に管制運転を早めるように振れ検出閾値Ｒを再設定するものである。

なお、制御装置２２としての基本的な構成は上記第１の実施形態と同様である。ただし、第４の実施形態において、運転制御部３２には、管制運転が発動される前に乗りかご１４が最寄階で停止したと仮定し、その最寄階で戸開中にロープの振れ量が危険状態まで増大する可能性を判断し、危険状態まで増大する可能性がある場合に、早めに管制運転を発動するように振れ検出閾値Ｒを再設定する機能が備えられている。

図１１は第４の実施形態におけるエレベータの制御装置２２の処理動作を示すフローチヤートである。なお、ステップＳ４０１〜Ｓ４０５までの処理は、上記第１の実施形態における図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５までの処理と同様である。

すなわち、通常の運転時において、荷重センサ２４から乗りかご１４内の積載に応じた荷重信号がかご制御部１８を介して運転制御部３２に入力される。運転制御部３２の乗客人数検出部３２ａは、この荷重信号に基づいて乗りかご１４内の乗客の人数を検出し、所定人数Ｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。

乗客人数が所定人数Ｐ以上であれば（ステップＳ４０１のＹｅｓ）、管理運転発動部３２ｂによって振れ検出閾値Ｒにｒ１がセッされ（ステップＳ４０２）、戸開閉制御部３２ｃによって管制戸開時間Ｔにｔ１がセットされる（ステップＳ４０３）。

一方、乗客人数が所定人数Ｐよりも少なければ（ステップＳ４０１のＮｏ）、管理運転発動部３２ｂによって振れ検出閾値Ｒにｒ２がセットされ（ステップＳ４０４）、戸開閉制御部３２ｃによって管制戸開時間Ｔにｔ２がセットされる（ステップＳ４０５）。ｒ１＜ｒ２であり、ｔ１＞ｔ２である。

ここで、第４の実施形態では、運転制御部３２は、現在のかご位置から管制運転が発動された場合に最も短時間で停止できる最寄階を判定する（ステップＳ４０６）。

次に、管制運転によって乗りかご１４が上記最寄階で停止したものと仮定して、運転制御部３２は、上記最寄階で停止しているときのロープの振れ量を求め、そのロープ振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えて機器に接触するまでの時間ＬＴ２を予測する（ステップＳ４０７）。

詳しくは、現在の建物揺れ量または現在から数周期前の建物揺れ量の平均値と上記最寄階の位置とに基づいてロープの振れ量の変化を推測する。そして、当該位置でのロープの振れ量が上記ステップＳ４０２またはＳ４０４で設定された振れ検出閾値Ｒを超えるまでの時間ＬＴ２を求める。

運転制御部３２は、この時間ＬＴ２と上記ステップＳ４０３またはＳ４０５で設定された管制戸開時間Ｔとを比較して、戸開中にロープが昇降路内の機器に接触する可能性があるか否かを判断する（ステップＳ４０８）。ロープが昇降路内の機器に接触する可能性がある場合、つまり、ＬＴ２＜Ｔであった場合には（ステップＳ４０８のＹｅｓ）、運転制御部３２は、現在の振れ検出閾値Ｒを閾値ｒ３に再設定する（ステップＳ４０９）。ｒ３＜ｒ１＜ｒ２であり、ｒ３はロープ振れに対する閾値が最も低い。振れ検出閾値Ｒを閾値ｒ３に再設定しておくことで、管制運転の発動タイミングが早くなる。

以後は、この再設定後の振れ検出閾値Ｒ（ｒ３）を用いてロープ振れ量が判断され、振れ検出閾値Ｒ（ｒ３）を超えた場合には管制運転が発動される（ステップＳ４１０）。なお、振れ検出閾値Ｒが再設定されていなければ、上記第１の実施形態と同様に当初の振れ検出閾値Ｒ（ｒ１またはｒ２）を用いてロープ振れの状態が判断される。

上記第１の実施形態と同様に、管制運転によって乗りかご１４が最寄階で停止すると、乗客人数に応じて設定された管制戸開時間Ｔに基づいて乗りかご１４の戸開が制御される（ステップＳ４１２）。このとき、運転制御部３２は、報知部３３を通じて乗りかご１４内のブザー４３を鳴動して乗客に降車を促し（ステップＳ４１３）、管制戸開時間Ｔ経過後に乗りかご１４を戸閉して退避階まで退避運転を行う（ステップＳ４１４）。また、ロープ振れ量が振れ検出閾値Ｒを超えていない状態であれば（ステップＳ４１０のＮｏ）、運転制御部３２は、通常の運転を継続する（ステップＳ４１５）。

このように第４の実施形態によれば、管制運転発動時の最寄階の位置と現在の建物揺れの大きさから最寄階停止時のロープ振れの状態を予測し、戸開中に昇降路内機器に接触する可能性がある場合には早めに管制運転を発動するように振れ検出の閾値を再設しておくことで、実際に管制運転が発動された場合にロープ接触を防ぐことができる。

以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、長周期地震や強風に起因した建物揺れによりロープ振れが生じた場合に行う管制運転のタイミングや管制運転時の戸開時間を最適化して、管制運転の発動回数を極力減らすことが可能となり、管制運転による運転サービスの低下を防止することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…建物、１１…エレベータ、１２…巻上機、１３，１３ａ，１３ｂ…メインロープ、１４…乗りかご、１５…カウンタウェイト、１６…コンペンシーブ、１７，１７ａ，１７ｂ…コンペンロープ、１８…かご制御装置、１９…かごドア、２０…伝送ケーブル、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…乗場、２２…制御装置、２３…加速度センサ、２４…荷重センサ、３１…ロープ振れ推測部、３２…運転制御部、３２ａ…乗客人数検出部、３２ｂ…管理運転発動部、３２ｃ…戸開閉制御部、３３…運転制御部、３４…報知部、３５…タイマ、３６…ロープ振れ推測部、４１…行先階釦、４２ａ…戸開釦、４２ｂ…戸閉釦、４３…スピーカ。

Claims (9)

1. 建物の昇降路内に設置されたロープを介して昇降動作する乗りかごを備えたエレベータの制御装置において、
   上記建物の揺れを検出する建物揺れ検出手段と、
   この建物揺れ検出手段によって検出された上記建物の揺れ量と上記乗りかごの位置とに基づいて上記ロープの振れ量を推測するロープ振れ推測手段と、
   上記乗りかご内の乗客の人数を検出する乗客数検出手段と、
   この乗客数検出手段によって検出された乗客の人数に基づいてロープ振れに対する閾値を設定し、上記ロープ振れ推測手段によって推測された上記ロープの振れ量が上記閾値を超えた場合に管制運転を発動する管制運転発動手段と、
   この管制運転発動手段によって管制運転が発動されたとき、上記乗りかごを最寄階で停止させた後、上記最寄階からロープ振れの少ない退避階へ退避させる運転制御手段と、
   上記乗客数検出手段によって検出された乗客の人数に基づいて上記管制運転時の戸開時間を設定し、上記乗りかごが上記最寄階で停止したときに上記戸開時間に従って戸開を制御する戸開閉制御手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータの制御装置。
2. 上記管制運転発動手段は、
   上記乗客数検出手段によって検出された乗客の人数が所定人数以上であった場合に、ロープ振れに対する閾値を通常よりも低く設定し、乗客の人数が上記所定人数より少ない場合に、ロープ振れに対する閾値を通常よりも高く設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
3. 上記戸開閉制御手段は、
   上記乗客数検出手段によって検出された乗客の人数が所定人数以上であった場合に、上記管制運転時の戸開時間を通常よりも長く設定し、乗客の人数が上記所定人数より少ない場合に、上記管制運転時の戸開時間を通常よりも短く設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
4. 上記戸開閉制御手段は、
   通常の運転中に上記乗りかごが任意の階に停止したときに、上記ロープ振れ推測手段によって推測された上記ロープの振れ量が上記閾値に至るまでの時間を予測し、その予測された時間前に出発するように上記乗りかごの戸閉を促進することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
5. 上記戸開閉制御手段は、上記乗りかご内に設置されたスピーカを通じて音声で報知することを特徴とする請求項４記載のエレベータの制御装置。
6. 上記戸開閉制御手段は、上記乗りかご内の戸開釦が押下されていない場合に即座に戸閉動作を開始することを特徴とする請求項４記載のエレベータの制御装置。
7. 上記運転制御手段は、
   上記ロープ振れ推測手段によって推測された上記ロープの振れ量が上記閾値を超えた場合に、上記乗りかごの走行方向と上記建物の揺れの大きさとに基づいて管制運転を実施することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
8. 上記運転制御手段は、
   上記乗りかごの走行方向がロープ振れの減衰方向であり、かつ、上記建物の揺れが所定値以下であった場合に管制運転を実施せずに通常の運転を継続することを特徴とする請求項５記載のエレベータの制御装置。
9. 上記運転制御手段は、
   管制運転が発動される前に上記乗りかごが最寄階で停止したと仮定し、その最寄階で戸開中に上記ロープの振れ量が昇降路内機器に接触する増大する可能性を判断し、その可能性がある場合に早めに管制運転を発動するように上記閾値を再設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。

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