JP4596899B2 - エレベータの制御装置及びその制御方法並びにエレベータの制御装置の改修方法 - Google Patents

Description

この発明は、緊急地震通報情報を活用し、従来のＰ波センサーの地震感知器より早<地震の情報を感知して、エレベータを最寄階に早く停止させるエレベータの制御装置及びその制御方法並びにエレベータの制御装置の改修方法に関するものである。

エレベータの地震時の管制運転は、ビル毎に設置された地震計の信号により地震時管制運転を実施している。しかしながら、走行中に地震を感知してから管制運転を行っても、最寄階に安全に停止することが出来ない場合も発生している。地震を感知してから十分な時間が無い場合には、エレベータが走行中にビル全体が揺れることにより、エレベータの速度感知に使用されている調速器用のガバナロープが昇降路の機器に引っ掛ったり、昇降路に設置されている停止用の機器が破損する事故等が発生している。
旱く地震を感知して走行中のエレベータを最寄階に停止させることや、停止しているエレベータを走行させないことが重要であり、それには早期に地震を感知することが重要である。地震の初期微動(Ｐ波)を感知して地震時管制運転を行うことは周知であるが、更に旱く地震発生を当該ビルヘの有効情報として取り込み、もっと早い時点でエレベータの地震時管制運転を開始する必要がある。
図８は通常のエレベータの地震時管制運転装置の接続回路図であり、１０はエレベータ制御盤、４０はＰ波センサー、４１低感知地震計、４２は高感知地震計、５１はＰ波信号、５２は低感知地震計信号、５３は高感知地震計信号である。これにより、地震の初期振動（Ｐ波）を感知して地震時管制運転を行っている。

また、従来技術として、広域地震検知システムセンタの地震信号を無線通信で複数のビルヘ送信する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来技術として、エレベータ監視センタの地震感知の情報を衛星通信で各ビルに通信することにより、早期に地震信号を各ビルに送信し、各ビルに設置する地震計を不要にするものがある（例えば、特許文献２参照）。
更に、他の従来技術として、十分早くに地震を感知すると共に、しかも確実に地震を感知でき、したがって安全確実なエレベータの管制運転を行うことが可能なエレベータ地震時管制運転システムが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１−１２７５８３号公報 特開平８−３０１５４４号公報 特開２００４−２８４７５８号公報

従来の特許文献１記載のものでは、無線通信で複数のビルに送信する方式であるので、短時間で複数のビルヘの通信ができるが、無線通信には設備投資に多大な費用が掛かり、また多数のビル群への通信処理時間が大きくなるという問題がある。
また、特許文献２記載のものでは、ビル毎の過去の地震の被害状況を加味して、地震に弱いビルから優先して通信を行う方式であるが、多数のビルと地区毎の震度の状況を加味して遠隔の地震管制信号を送信すると、必要の無い地区への誤動作の信号を出力するという問題がある。
更に、特許文献３記載のものでは、ネットワークを介してリアルタイム地震情報送信装置に接続され、このリアルタイム地震情報送信装置から送信されるリアルタイム地震情報、即ちＰ波に関する情報を受信するリアルタイム地震情報受信装置の出力と、各エレベータに設置されている地震感知器の出力とにより、エレベータ地震時管制運転を行う方式であるが、リアルタイム地震情報送信装置はネットワークを介しているため、特に地震発生時等では途中で何らかの通信障害が発生する可能性があり、またその受信情報も通常のＰ波に関するものであるから、早期に地震を感知するといっても限度があり、未だ不十分であるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、衛星通信を利用して各ビルに緊急地震通報情報を送信することにより、従来のＰ波センサーの地震感知器より早<地震の情報を感知して、エレベータを最寄階に早く停止させることが可能なエレベータの制御装置及びその制御方法並びにエレベータの制御装置の改修方法を提供するものである。

この発明に係るエレベータの制御装置においては、エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介して受信する受信アンテナと、エレベータ設置ビルに設けられ、受信アンテナで受信された緊急地震通報情報から、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用する地震情報受信端末と、エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報信号を受信アンテナから地震情報受信端末を経由し、エレベータ向け信号に変換して緊急地震通報制御信号を出力する制御端末とを備え、制御端末から出力される緊急地震通報制御信号は、信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続されており、地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知し、エレベータを最寄階停止させる地震時管制運転を行うものである。

また、この発明に係るエレベータの制御方法においては、緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介してエレベータ設置ビルに設けられた受信アンテナで受信するステップと、受信アンテナで受信された緊急地震通報情報をエレベータ設置ビルに設けられた地震情報受信端末により、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用するためのステップと、緊急地震通報信号を受信アンテナから地震情報受信端末を経由し、エレベータ設置ビルに設けられた制御端末によりエレベータ向け信号に変換して 、緊急地震通報制御信号を出力するステップと、制御端末から出力される緊急地震通報制御信号を信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続し、地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知するステップとを備えたものである。

また、この発明に係るエレベータの制御装置の改修方法においては、ビル毎に設置された地震計の信号により地震時管制運転を実施している既設エレベータの制御装置を改修するものであって、エレベータ設置ビルに緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介して受信する受信アンテナと、
受信アンテナで受信された緊急地震通報情報から、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用する地震情報受信端末と、緊急地震通報信号を受信アンテナから地震情報受信端末を経由し、エレベータ向け信号に変換して緊急地震通報制御信号を出力する制御端末とを追加して設け、制御端末から出力される緊急地震通報制御信号は、信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続し、地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知し、エレベータを最寄階停止させる地震時管制運転機能を付加するものである。

この発明は、エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介して受信する受信アンテナと、エレベータ設置ビルに設けられ、受信アンテナで受信された緊急地震通報情報から、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用する地震情報受信端末と、エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報信号を受信アンテナから地震情報受信端末を経由し、エレベータ向け信号に変換して緊急地震通報制御信号を出力する制御端末とを備え、制御端末から出力される緊急地震通報制御信号は、信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続されており、地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知し、エレベータを最寄階停止させる地震時管制運転を行うので、衛星通信放送費用も安価であり、受信アンテナも市販の放送用のＢＳアンテナ等が適用可能であり、地震情報受信端末、制御端末も安価であり、エレベータ側の回路変更も必要ないことから容易に本機能の普及・展開を期待することができる。

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制御装置の全体構成を示すシステム構成図、図２は緊急地震通報の時間的効果を示す説明図、図３はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の概略構成を示す接続回路図、図４は気象庁観測所データエリア区分の一例を示す説明図、図５は地震情報端末における緊急地震通報データの当該ビル向けのデータ抽出を説明するフローチャートである。

図１において、例えば、気象庁等の緊急地震通報網１から衛星通信会社等の衛星通信局３が緊急地震通報信号２を受信し、これを衛星向け地上アンテナ４から放送用通信衛星５に送信を行う。そして、各ビル等からなるエレベータ設置現場１１では、放送用通信衛星５からの緊急地震通報を受信アンテナ６を通して地震情報受信端末７で受信し、制御端末８を介して地震計９を備えたエレベータ制御盤１０による地震時の管制運転が行われる。
衛星放送による緊急地震通報網１からのデータの受信は、当該ビルに設置された地震計９の感知より、震源からの距離により異なるが、例えば、図２に示すように、２００Ｋｍ離れている場合には、初期微動のＰ波より、約１５秒程度早く、本振動のＳ波より約３０秒程早い時点で感知することが出来る。

衛星放送による緊急地震通報信号２は、図３に示すように、受信アンテナ６から地震情報受信端末７を経由し、制御端末８でエレベータ向け信号に変換されて、緊急地震通報制御信号４４を出力する。この緊急地震通報制御信号４４は、信号線５５により、エレベータのＰ波センサー４０に接続される。４１は低感知地震計、４２は高感知地震計、５１はＰ波信号、５２は低感知地震計信号、５３は高感知地震計信号である。

これにより、エレベータの地震時管制運転の回路を全く変更せずに、緊急地震通報信号２を活用することができるので、例えば、図８に示すようなエレベータの制御装置の接続回路を備える既設エレベータが設置された当該ビルでも、新規に受信アンテナ６、地震情報受信端末７を設けるだけの簡単な改修工事で衛星放送による緊急地震通報信号を活用することができる。もし、緊急地震通報信号２が不具合で活用できなくても、当該ビルに設置された地震計９による地震時管制運転は動作することが出来る。

ここで、先ず緊急地震通報について説明する。例えば、気象庁等の緊急地震通報は、気象庁の緊急地震通報網１の信号を気象庁に集約して、リアルタイムに各地の震度と予測震度を通報する仕組みである。
専用高速回線で接続されている衛星通信会社等の衛星通信局３では、気象庁の緊急地震通報信号２を地上アンテナ４から、放送用通信衛星５に送信して、信号を地上に対して放送している。
放送された緊急地震通報の信号は、各ビルに設置されている受信アンテナ６(例えば、デジタルＢＳアンテナ等)にて受信し、地震情報受信端末７により受信される。
図２は緊急地震通報の通信時間の概略を示している。東京から２００Ｋｍ離れた場所では、気象庁の緊急地震通報網で設置されている地震計からのデータが、気象庁に通信される時間を２秒とした場合に、衛星通信の処理に関する時間を４秒とすると、６秒後には当該ビルで受信することが可能となる。
通常の地震計設置の場合を考えると、地震の初期微動のＰ波が到達するのが２１秒後であり、本振動のＳ波が到達するのは３６秒後であることを考えると、緊急地震通報は、初期微動のＰ波より１５秒早く、本振動のＳ波より３０秒早く地震情報を感知することが出来る。これにより、かごを急行ゾーン手前で確実に停止できる。

次に、緊急地震通報データの抽出について説明する。緊急地震通報では、気象庁が感知した地震情報を衛星経由で放送されてくるので、当該ビルに有効な情報を選択して、活用することが誤動作をさせないためには必須の事項となる。
図４は気象庁観測所データエリア区分の一例を示す説明図である。緊急地震通報の有効データ抽出のためのデータベースを記載した当該ビル向けのデータ抽出用のデータベースを事前に設定する必要がある。
図４により事前に設定されるデータベースについて説明する。当該ビルからの距離が１００Ｋｍ以下の気象庁緊急地震通報用の地震計が設置されている観測所Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を登録し、２００Ｋｍ以下の気象庁緊急地震通報用の地震計が設置されている観測所Ｊ、Ｋ、Ｌ・・・を登録する。
また、緊急地震通報データの活用条件として、１００Ｋｍ以下の観測所データでは、震度４以上のデータを当該ビルの地震時管制運転の制御データとして活用し、２００Ｋｍ以下の観測所データでは、震度５以上のデータを活用する。
これにより、従来のＰ波センサで、事前にエレベータを最寄階に停止させていたのと同様に、震度２で当該ビルのエレベータを無駄に停止させることなく、震度４以上の地震を事前に衛星通信のデータから抽出して、早期に当該ビルのエレベータを地震時管制運転させることが可能になる。

次に、図５により地震情報端末における緊急地震通報データの当該ビル向けのデータ抽出フローについて説明する。
衛星放送により放送される緊急地震通報のデータは、当該ビルの受信アンテナ６で受信される（ステップＳ１）。地震受信データは地震情報受信端末７に送信され、先の事前に登録されている、データベースを参照してデータ比較処理を行う（ステップＳ２）。次に、ステップＳ３で連続して同様なエレベータの地震時管制運転(最寄階停止)処理を防止しないために確認を行う。
初めて地震時管制運転処理を行う場合はステップＳ４の処理となり、図４に示すデータベースの１００Ｋｍグループの気象庁観測所地震データに震度４以上のデータが有るか無いかを確認する。ステップＳ４で震度４以上のデータが有れば、エレベータを最寄階停止させる（ステップＳ５）。これは、従来のＰ波センサー４０の端子を有意にして、同様な処理を早期に行うことで実現することができる。
ステップＳ４で１００Ｋｍ離れている観測所ではまだ揺れていない時は、ステップＳ６で当該現場より２００Ｋｍ以下の気象庁観測所データに震度５以上のデータが有るか無いかを確認する。ステップＳ６で震度５以上のデータが有れば、エレベータを最寄階停止させる（ステップＳ５）。これも上記と同様に、従来のＰ波サンサー４０の端子を有意にして、同様な処理を早期に行うことで実現することができる。
なお、ステップＳ６で２００Ｋｍ離れている観測所でもまだ揺れていない時は、緊急地震通報データによる地震時管制運転を終了し、従来の当該ビルに設置された地震計９による地震時管制運転に移行する。
ステップＳ３で一度、エレベータの最寄階停止指令有りと判断すると、ステップＳ７で時間カウントを開始し、ステップＳ８で最寄階停止指令の継続時間を監視し、所定の時間、例えば約４０秒程度はエレベータの最寄階停止信号を長く出力し、エレベータが確実に最寄階に停止できるようにする（ステップＳ９）。ステップＳ８で所定の時間、例えば４０秒が経過すると、最寄階停止信号は停止され解除される（ステップＳ１０）。
この実施の形態１による衛星通信放送費用も安価であり、受信アンテナも市販の放送用のＢＳアンテナ等が適用可能であり、地震情報受信端末、制御端末も安価であり、エレベータ側の回路変更も必要ないことから容易に本機能の普及・展開が期待できる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２におけるエレベータの制御装置の緊急地震通報の効果を把握できるように構成されたシステム構成図、図７は制御端末に蓄積された管理データの一例を示す説明図である。
図６において、６は受信アンテナ、７は地震情報受信端末、８は制御端末、９は地震計、１０はエレベータ制御盤、４０はＰ波センサー、４１は低感知地震計、４２は高感知地震計、４４は緊急地震通報制御信号、５１はＰ波信号、５２は低感知地震計信号、５３は高感知地震計信号である。
制御端末８にＰ波センサー４０を取り込み、データ管理２用のリレーＱ４７を駆動する。リレーＱ４７の接点信号４５と緊急地震通報制御信号４４の並列信号がエレベータ側の地震時管制運転用のＰ波信号５１として、エレベータ制御盤１０に入力される。これにより当該ビルのＰ波信号と同様に、旱く感知したタイミングでエレベータは最寄階停止となる。
緊急地震通報のタイミングもデータ管理１の信号４３として管理される。
同様に低感知地震計４１の信号も制御端末８経由でエレベータ制御盤１０に接続され、データ管理３の信号として管理される。
高感知地震計４２の信号も同様で、データ管理４の信号４９として管理される。
また、効果確認の為に、緊急地震通報の信号４４がエレベータの停止よりどれだけ旱いタイミングで受信されているのかを確認するために、エレベータの走行中信号５４を制御端末に取り込み、データ管理５の信号５０として管理する。

次に、図７により制御端末に蓄積された管理データの事例について説明する。
データ管理１は緊急地震通報時刻、データ管理２は当該ビルのＰ波センサー感知時刻、テータ管理３は低感知地震計感知時刻、データ管理４は高感知地震計感知時刻、データ管理５はエレベータ停止時刻である。
データ管理６として、当該ビからの震源地までの推定距離を計算して表示する。
Ｐ波の速度を９.５Ｋｍ/ｓｅｃ、Ｓ波の速度を５.５Ｋｍ/ｓｅｃとして
震源地までの推定距離は

これらのデータにより、緊急地震通報のデータが、従来のビル設置のＰ波センサーより、どの程度早く受信できたのか、(データ管理２)−（データ管理１）を示すことが可能である。また、エレベータ停止時刻よりどれくらい早く、エレベータを最寄階停止にできたのかを、(データ管理５)−（データ管理１）により確認することが出来る（１９秒前となる）。
通常の地震時管制運転では、Ｐ波等の初期微動を感知すると、エレベータを最寄階に停止させたり、停止中のエレベータは一定時間走行させない。
また、低感知地震計４１が動作すると、最寄階に停止し戸開した後は走行停止とする。Ｐ波の初期微動を感知してから最寄階に停止するまで時間が掛かるのは、高層ビルのエレベータであり、急行ゾーンなどで中間階に停止できないエレベータである。このようなエレベータの場合は、低感知地震計４１が動作した場合に１０秒程度で停止できるか否かを判断して、停止できない場合は急ストップさせる処置を取る。
高層エレベータの場合には、エレベータのスピードも高速であり、数秒でも早く地震を感知して、最寄階に停止することで、乗客を最も安全に避難させることができる。
地震感知の時刻が遅くなった場合には、走行中に本震が起こり、釣り合い重りのレール外れ、ロープ外れ、制御ケーブルの引っ掛かり、断線等の重大な故障が発生する恐れがある。
誤動作を起こして、むやみにエレベータを最寄階停止させないためには、地震情報受信端末の受信データの有効データの抽出も重要である。
緊急地震通報データの効果の把握を実際のデータを解析して、その効果を当該ビルの管理者に説明することは、他ビルヘの適用、拡大をすることにより、高層エレベータの地震時の安全性の向上を促進できることになる。
この実施の形態２による衛星通信放送費用も安価であり、受信アンテナも市販の放送用のＢＳアンテナ等が適用可能であり、地震情報受信端末、制御端末も安価であり、エレベータ側の回路変更も必要ないことから容易に本機能の普及・展開が期待できる。

この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の全体構成を示すシステム構成図である。 緊急地震通報の時間的効果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制御装置の概略構成を示す接続回路図である。 気象庁観測所データエリア区分の一例を示す説明図である。 地震情報端末における緊急地震通報データの当該ビル向けのデータ抽出を説明する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制御装置の緊急地震通報の効果を把握できるように構成されたシステム構成図である。 制御端末に蓄積された管理データの一例を示す説明図である。 通常のエレベータの地震時管制運転装置の接続回路図である。

符号の説明

１ 気象庁等の緊急地震通報網
２ 緊急地震通報信号
３ 衛星通信局
４ 衛星向け地上アンテナ
５ 衛星
６ 受信アンテナ
７ 地震情報受信端末
８ 制御端末
９ 地震計
１０ エレベータ制御盤
１１ エレベータ設置現場（ビル）
４０ Ｐ波センサー
４１ 低感知地震計
４２ 高感知地震計
４４ 緊急地震通報制御信号
５１ Ｐ波信号
５２ 低感知地震計信号
５３ 高感知地震計信号
５４ 走行中信号

Claims (4)

1. エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介して受信する受信アンテナと、
   エレベータ設置ビルに設けられ、前記受信アンテナで受信された緊急地震通報情報から、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用する地震情報受信端末と、
   エレベータ設置ビルに設けられ、緊急地震通報信号を前記受信アンテナから前記地震情報受信端末を経由し、エレベータ向け信号に変換して緊急地震通報制御信号を出力する制御端末とを備え、
   前記制御端末から出力される前記緊急地震通報制御信号は、信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続されており、前記地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知し、エレベータを最寄階停止させる地震時管制運転を行うことを特徴とするエレベータの制御装置。
2. 地震情報受信端末は、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用するために、当該ビルから地震観測所までの離間距離と地震観測所の震度データを用い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. 緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介してエレベータ設置ビルに設けられた受信アンテナで受信するステップと、
   前記受信アンテナで受信された緊急地震通報情報をエレベータ設置ビルに設けられた地震情報受信端末により、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用するためのステップと、
   前記緊急地震通報信号を前記受信アンテナから前記地震情報受信端末を経由し、エレベータ設置ビルに設けられた制御端末によりエレベータ向け信号に変換して 、緊急地震通報制御信号を出力するステップと、
   前記制御端末から出力される前記緊急地震通報制御信号を信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続し、前記地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知するステップと、を備えたことを特徴とするエレベータの制御方法。
4. ビル毎に設置された地震計の信号により地震時管制運転を実施している既設エレベータの制御装置の改修方法であって、
   エレベータ設置ビルに緊急地震通報網から出される緊急地震通報信号を衛星通信局、衛星向け地上アンテナ、衛星等を介して受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナで受信された緊急地震通報情報から、当該ビルに有効なデータを抽出して誤動作なく活用する地震情報受信端末と、
   緊急地震通報信号を前記受信アンテナから前記地震情報受信端末を経由し、エレベータ向け信号に変換して緊急地震通報制御信号を出力する制御端末とを追加して設け、
   前記制御端末から出力される前記緊急地震通報制御信号は、信号線によりエレベータのＰ波センサーに接続し、前記地震情報受信端末により、当該ビルに設置された地震計による初期微動のＰ波センサーよりも早く地震を感知し、エレベータを最寄階停止させる地震時管制運転機能を付加することを特徴とするエレベータの制御装置の改修方法。

Images