JP5840244B2

JP5840244B2 - エレベータの管制運転システム

Info

Publication number: JP5840244B2
Application number: JP2014045258A
Authority: JP
Inventors: 司馬　寛之; 寛之司馬
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: JP2015168534A

Description

本発明の実施形態は、エレベータの管制運転システムに関する。

建築物、特に、柔構造を採用した高層化建築物は、比較的大きな地震の震源地が建築物から遠く離れていても、地震に起因する長周期振動である長周期地震動が建築物の固有振動数と一致した場合、建築物を共振させ急激に振幅が増幅され、建築物の上層階で比較的大きな揺れが長時間続く長周期揺れが発生することとなる。建築物に設置されたエレベータにおいても、長周期揺れによりメインロープなどの長尺物が振れ、昇降路や昇降路内の構造物に接触したり、引っ掛かったりすることで、エレベータの運行に支障をきたすため、エレベータの管制運転が採用されている。

ここで、地震による長周期振動も、風により建築物が揺れることで発生する長周期振動も入力源が異なるのみで、建築物の固有振動数と一致した場合、建築物に長周期揺れが発生し、長尺物を加振共振させる。

特開２００８−１３７８００号公報

実施形態のエレベータの管制運転システムは、長尺物振れ感知器と、地震情報発信装置と、風速センサと、制御装置とを備える。長尺物振れ感知器は、エレベータが設置された建築物の揺れ情報に基づいて、エレベータが有する長尺物の振れ状態を決定する。地震情報発信装置は、地震情報を発信する。風速センサは、建築物の外部の風速を検出する。制御装置は、エレベータＥの運転を制御する。制御装置は、地震情報を受信すると、長尺物振れ感知器により決定された長尺物の振れ状態に応じた地震時管制運転を行い、風速センサによる風速が所定風速以上であると、長尺物の振れ状態に応じた強風時管制運転を行う。長尺物の振れ状態は、複数設定された設定値に基づいて決定される。地震時管制運転は地震用設定値に基づいて行われ、強風時管制運転は地震用設定値および地震用設定値と異なる強風用設定値に基づいて行われる。同じ地震用設定値（地震［中］）に基づいた地震時管制運転が自動運転復帰可能な運転休止であり、強風時管制運転が継続運転である。強風用設定値は、長尺物の振れ状態が同じ地震用設定値（地震［中］）の場合よりも大きく振れた状態である。強風用設定値に基づいた強風時管制運転は、自動運転復帰可能な運転休止であり、強風用設定値よりも大きく振れた状態となる別の同じ地震用設定値（地震［強］）に基づいた地震時管制運転および強風時管制運転が自動運転復帰不能な利用停止である。

実施形態のエレベータの管制運転システムは、長尺物振れ感知器と、地震情報発信装置と、風速センサと、制御装置とを備える。長尺物振れ感知器は、エレベータが設置された建築物の揺れ情報に基づいて、エレベータが有する長尺物の振れ状態を決定する。地震情報発信装置は、地震情報を発信する。風速センサは、建築物の外部の風速を検出する。制御装置は、エレベータＥの運転を制御する。制御装置は、地震情報を受信すると、長尺物振れ感知器により決定された長尺物の振れ状態に応じた地震時管制運転を行い、風速センサによる風速が所定風速以上であると、長尺物の振れ状態に応じた強風時管制運転を行う。強風時管制運転は、地震時管制運転よりもエレベータの運転を維持する管制運転が多い。

図１は、実施形態に係るエレベータの管制運転システムの概略構成例を示す図である。図２は、実施形態に係るエレベータの管制運転システムのブロック図である。図３は、実施形態に係るエレベータの管制運転システムの地震時管制運転および強風時管制運転の説明図である。

以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態は例示であり、発明の範囲がそれらに限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るエレベータの管制運転システムの概略構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係るエレベータの管制運転システムのブロック図である。図３は、実施形態に係るエレベータの管制運転システムの地震時管制運転および強風時管制運転の説明図である。エレベータＥの管制運転システム１は、長尺物振れ感知器９と、緊急地震速報装置２００と、風速センサ１１０と、エレベータ制御盤１０とを含み、さらに警報装置３００を含んで構成されている。エレベータＥは、かご２と、メインロープ３と、巻上機４と、そらせシーブ５と、釣合おもり６と、コンペンロープ７と、コンペンシーブ８と、長尺物振れ感知器９と、エレベータ制御盤１０とを含んで構成されている。なお、本実施形態では、かご２、釣合おもり６、コンペンロープ７、コンペンシーブ８は、昇降路１１内に配置されている。また、巻上機４、そらせシーブ５、長尺物振れ感知器９、エレベータ制御盤１０は、機械室１２内に配置されている。なお、本実施形態では、機械室１２が昇降路１１の上部に配置されたエレベータＥについて説明するが、機械室１２がないエレベータＥであってもよい。

かご２は、乗客が乗降するものである。かご２は、図示しない一対のかご用ガイドレールの間に配置され、かご用ガイドレールに沿って昇降することで、昇降路１１を昇降するものである。

メインロープ３は、かご２と釣合おもり６とを連結するものである。メインロープ３は、本実施形態では、一方の端部がかご２の上部に連結され、他方の端部が釣合おもり６の上部に連結され、巻上機４およびそらせシーブ５に巻き掛けられている。

巻上機４は、回転することでメインロープ３を巻き上げ、メインロープ３に連結されたかご２および釣合おもり６を釣瓶式に昇降路１１内で昇降させるものである。巻上機４は、モータ４１の駆動力により巻上プーリ４２が回転することで、メインロープ３を巻き上げる。巻上機４は、エレベータ制御盤１０と電気的に接続されており、エレベータ制御盤１０を介して供給される電力により駆動制御が行われる。

そらせシーブ５は、メインロープ３をかご２と釣合おもり６とに連結する場合における釣り幅を調整するものである。そらせシーブ５は、機械室１２の巻上機４の近傍に設定されている。そらせシーブ５は、本実施形態では、巻上機４と釣合おもり６との間に位置するメインロープ３が巻き掛けられている。

釣合おもり６は、かご２の昇降に連動して昇降路１１内を昇降するものであり、巻上機４を挟んでかご２との間でアンバランスを生じさせるものである。釣合おもり６は、図示しないおもり用ガイドレールの間に配置され、おもり用ガイドレールに沿って昇降する。

コンペンロープ７は、かご２および釣合おもり６に懸架されている。コンペンロープ７は、一方の端部がかご２に連結され、他方の端部が釣合おもり６に連結されている。本実施形態では、コンペンロープ７は、一方の端部がかご２の鉛直方向下部に固定され、他方の端部が釣合おもり６の鉛直方向下部に固定されている。

コンペンシーブ８は、昇降路１１の下部に設けられたピットＰに配置され、コンペンロープ７が巻き掛けられている。コンペンシーブ８は、かご２の昇降中にコンペンロープ７が水平方向に振れることを抑制するものである。コンペンシーブ８は、ピットＰ内で回転自在に支持されている。

ここで、本実施形態における長尺物Ｔは、メインロープ３およびコンペンロープ７である。メインロープ３は、かご２と巻上プーリ４２との間、釣合おもり６と巻上プーリ４２との間でそれぞれ支持され、かご２の昇降に応じて、これらの間における長さが変化する。また、コンペンロープ７は、かご２とコンペンシーブ８との間、釣合おもり６とコンペンシーブ８との間でそれぞれ支持され、かご２の昇降に応じてこれらの間における長さが変化する。

長尺物振れ感知器９は、エレベータＥが設置された建築物１００の揺れ情報に基づいて、エレベータＥが有する長尺物の振れ状態を検出するものである。長尺物振れ感知器９は、本実施形態では、加速度センサを有し、建築物１００として、例えば高層ビルの揺れ情報として、加速度、周期を検出する。長尺物振れ感知器９は、建築物１００のうち地面から鉛直方向に離れた所定部位、本実施形態では、機械室１２に設けられる。これは、建築物１００が揺れる際、建築物１００は地面を支点に揺れるためである。長尺物振れ感知器９は、建築物１００の揺れ情報（加速度および周期を含む）に基づいて、長尺物Ｔの振れ状態が予め設定された設定値となったか否かを判定して、長尺物Ｔの振れ状態を決定する。長尺物振れ感知器９は、本実施形態では、長尺物Ｔの振れ状態が予め設定され図示しない記憶部に記憶されている４つの設定値となったか否かを判定して、長尺物Ｔの振れ状態を４つの段階に決定する。４つの設定値は、地震に基づいた３つの地震用設定値（地震［低］設定値、地震［中］設定値、地震［高］設定値）と、風に基づいた１つの強風用設定値（強風設定値）とである。一方、長尺物Ｔの振れ状態は、地震［低］、地震［中］、地震［高］、強風の４つである。各設定値における長尺物Ｔの振れ状態は、地震［低］設定値＜地震［中］設定値＜強風設定値＜地震［高］設定値の順で大きく振れた状態となる。つまり、長尺物振れ感知器９は、揺れ情報に基づいた長尺物Ｔの振れ状態が地震［低］設定値以上であると長尺物Ｔの振れ状態を地震［低］と、長尺物Ｔの振れ状態が地震［中］設定値以上であると長尺物Ｔの振れ状態を地震［中］と、長尺物Ｔの振れ状態が強風設定値以上であると長尺物Ｔの振れ状態を強風と、長尺物Ｔの振れ状態が地震［高］設定値以上であると長尺物Ｔの振れ状態を地震［高］と決定する。長尺物振れ感知器９は、エレベータ制御盤１０と電気的に接続されており、決定された長尺物Ｔの振れの大きさに基づいた振れ状態信号がエレベータ制御盤１０に入力される。

ここで、各設定値は、予め解析により設定された加速度で建築物１００に長周期揺れが発生した場合、長尺物Ｔから昇降路１１あるいは昇降路１１に設置された各機器（以下、「接触対象物」と称する）までが最短距離（長尺物Ｔが接触対象物と接触する場合も含む）となるまで長尺物Ｔの振幅が成長するのに要する時間などで決定される。例えば、地震［低］設定値は、長周期振動の初期段階を検出できる長尺物Ｔの振れ状態である。地震［中］設定値は、地震［高］設定値における長尺物Ｔの振幅の６０％〜７０％となる長尺物Ｔの振れ状態である。強風設定値は、地震［高］設定値における長尺物Ｔの振幅の８０％〜９０％となる長尺物Ｔの振れ状態である。地震［高］設定値は、長尺物Ｔの振幅が長尺物Ｔから接触対象物までが最短距離となる長尺物Ｔの振れ状態である。

エレベータ制御盤１０は、制御装置であり、少なくとも巻上機４を駆動制御するものであり、本実施形態では、モータ制御部１０１と、メインマイコン１０２と、信号入力部１０３と、信号出力部１０４とを含んで構成されている。

モータ制御部１０１は、巻上機４のモータ４１を制御するものである。モータ制御部１０１は、メインマイコン１０２からの指令信号に基づいて、モータ４１を正回転、逆回転、停止などの状態に制御し、かご２を上昇、下降、停止などの状態とするものである。

メインマイコン１０２は、エレベータＥの運転状態を制御するものである。メインマイコン１０２は、信号入力部１０３に入力され、各階の乗り場２０に設けられた図示しない操作盤や、かご２内に設けられた操作盤を乗客が操作することで出力される操作信号に基づいて、モータ制御部１０１に指令信号を出力し、巻上機４を駆動制御することで、かご２を目的階まで昇降させる。また、本実施形態におけるメインマイコン１０２は、振れ状態信号、風速信号、速報信号に基づいて、図３に示すように、地震時管制運転あるいは強風時管制運転のいずれかを行う。メインマイコン１０２は、長尺物Ｔの振れ状態、緊急地震速報の受信の有無、風速が所定風速以上であるか否かの３つの条件に基づいて地震時管制運転あるいは強風時管制運転のいずれかを行う。

信号入力部１０３は、エレベータＥの各種センサからの信号や、上記操作信号などが入力されるものである。本実施形態における信号入力部１０３は、長尺物振れ感知器９からの振れ状態信号、風速センサ１１０からの風速信号、緊急地震速報装置２００からの速報信号が入力される。

信号出力部１０４は、エレベータＥの各種機器を作動させるための信号や、警報装置３００を作動させる警報信号を出力する。

風速センサ１１０は、建築物１００の外部の風速を検出するものである。風速センサ１１０は、本実施形態では、羽根が風を受けて回転することで風速を検出するものである。風速センサ１１０は、羽根が建築物１００の外部に露出して建築物１００に設けられている。つまり、風速センサ１１０は、建築物１００が受ける風の強さを検出する。風速センサ１１０は、エレベータ制御盤１０と電気的に接続されており、検出された風速に基づいて風速信号がエレベータ制御盤１０に入力される。

緊急地震速報装置２００は、地震情報発信装置であり、地震情報、本実施形態では緊急地震速報を発信するものである。ここで、緊急地震速報とは、地震の発生直後に、震源に近い地震計による検出結果を解析して、震源や地震の規模（マグニチュード）を推定し、各地の到達時刻や震度を予測し、予測結果を地震情報として、所定の震度（例えば、震度５）となる各地に発信、すなわち通知するものである。緊急地震速報装置２００は、建築物１００の外部に設けられており、エレベータ制御盤１０と有線、あるいは無線により電気的に接続されており、緊急地震速報に基づいた速報信号がエレベータ制御盤１０に送信される。つまり、エレベータ制御盤１０が速報信号を受信した場合、建築物１００が建てられた地域に所定の震度の地震が発生すると予測されたこととなる。

警報装置３００は、建築物１００の内部あるいは外部に設置されたエレベータ監視室に設けられており、エレベータ監視室にエレベータＥの状態を報知するものである。警報装置３００は、例えば、スピーカー、警告灯などを有していてもよいし、エレベータ監視室において複数のエレベータＥの状態を監視する監視システムであってもよい。

次に、実施形態に係るエレベータの管制運転システム１による管制運転について説明する。エレベータ制御盤１０は、図３に示すように、緊急地震速報を受信すると、決定された長尺物Ｔの振れ状態に応じて地震時管制運転を行う。つまり、エレベータ制御盤１０は、緊急地震速報の受信と、長尺物Ｔの振れ状態という２つ条件が成立すると地震時管制運転を行う。また、エレベータ制御盤１０は、検出された風速が所定風速以上であると、決定された長尺物Ｔの振れ状態に応じて強風時管制運転を行う。つまり、エレベータ制御盤１０は、所定風速以上の風速と、長尺物Ｔの振れ状態という２つ条件が成立すると強風時管制運転を行う。ここで、所定風速とは、風によりエレベータＥが設置された建築物１００に長周期揺れを発生させる、すなわち長周期地震動と同様に建築物１００に長周期揺れを発生させる風速である。

エレベータ制御盤１０は、緊急地震速報を受信しており、長尺物Ｔの振れ状態が地震［低］となったと判定すると、地震時管制運転として、警報装置３００を作動させ警報を行う。このとき、エレベータ制御盤１０は、エレベータＥの運転を制限しない、すなわちエレベータＥの継続運転を実施する。

エレベータ制御盤１０は、緊急地震速報を受信しており、長尺物Ｔの振れ状態が地震［低］から地震［中］となったと判定すると、地震時管制運転として、エレベータＥの運転休止を実施する。ここで、運転休止とは、かご２が昇降中であるとかご２を最寄階に着床させ、かご２を乗り場２０に対して開放するため戸開動作を行う。一方、操作信号に基づいた巻上機４の駆動制御を行わない。なお、エレベータ制御盤１０は、最寄階が長尺物Ｔが建築物１００の揺れに共振する共振階（建築物１００の固有振動数に基づいて予め決定される）であるか否かを判定し、最寄階が共振階であると判定すると、非共振階に着床させる。また、エレベータ制御盤１０は、この地震時管制運転の場合は、自動運転復帰を実施可能である。エレベータ制御盤１０は、建築物１００の長周期揺れが収まり始め、長尺物Ｔの振れ状態が、例えば、所定の時間以上継続して地震［低］設定値以下となり、再び地震［中］設定値以上とならない状態となると、操作信号に基づいた巻上機４の駆動制御を行い、エレベータＥの運転の制限を解除する。

エレベータ制御盤１０は、緊急地震速報を受信して、長尺物Ｔの振れ状態が地震［中］から地震［高］となったと判定すると、地震時管制運転として、エレベータＥの利用停止を実施する。ここで、利用停止とは、運転休止と同様に、操作信号に基づいた巻上機４の駆動制御および自動運転復帰を行わない。長尺物Ｔの振れ状態が地震［高］である場合は、長尺物Ｔが接触対象物と接触している可能性が高く、長尺物Ｔあるいは接触対象物が損傷している可能性があるため、作業員による点検を行うことを条件に運転を復帰させる。

エレベータ制御盤１０は、検出された風速が所定風速以上であり、長尺物Ｔの振れ状態が地震［低］となったと判定すると、強風時管制運転として、地震時管制運転と同様に、警報装置３００を作動させ警報を行う。このとき、エレベータ制御盤１０は、エレベータＥの運転を制限しない、すなわちエレベータＥの継続運転を実施する。

エレベータ制御盤１０は、検出された風速が所定風速以上であり、長尺物Ｔの振れ状態が地震［低］から地震［中］となったと判定すると、強風時管制運転として、エレベータＥの制限運転を実施する。ここで、制限運転とは、操作信号に基づいた巻上機４の駆動制御を行うが、操作信号に基づいた停止階が共振階のみ、あるいは共振階付近（例えば、共振階の上下１階）である場合は、停止階を通過するものである。つまり、乗客が共振階や共振階の上下１階をかご２の停止階として、エレベータ制御盤１０に呼び登録あるいは行き先階登録しようとしても、その操作を受け付けない。

エレベータ制御盤１０は、検出された風速が所定風速以上であり、長尺物Ｔの振れ状態が強風から地震［高］となったと判定すると、強風時管制運転として、地震時管制運転と同様に、エレベータＥの利用停止を実施する。

以上のように、実施形態に係るエレベータＥの管制運転システム１では、緊急地震速報を受信すると、長尺物Ｔの振れ状態に応じた地震時管制運転を行い、風速が所定風速以上であると、長尺物Ｔの振れ状態に応じた地震時管制運転よりもエレベータＥの運転を維持する管制運転が多い強風時管制運転を行うので、建築物１００の長周期揺れによる長尺物の振れが地震によるものか、風によるものかを確実に判別することができる。また、建築物１００の長周期揺れが風によるものであれば、強風時管制運転には地震時管制運転に設定されていないエレベータＥを継続運転させる管制運転、本実施形態では、制限運転が設定されている。強風時管制運転である制限運転は、長尺物Ｔの振れ状態が地震［中］であることが条件となることで、地震時管制運転である運転休止と同様であるが、長尺物Ｔの振れが風によるものである場合は、エレベータＥの運転を継続することができる。従って、長尺物Ｔの振れが風によるものである場合は、エレベータＥの運転休止の機会を低減することができ、利用者に利便性を向上することができる。

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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１管制運転システム
２かご
３メインロープ
４巻上機
５そらせシーブ
６釣合おもり
７コンペンロープ
８コンペンシーブ
９長尺物振れ感知器
１０エレベータ制御盤
１１昇降路
１２機械室
１００建築物
１１０風速センサ
２００緊急地震速報装置
Ｅエレベータ

Claims

エレベータが設置された建築物の揺れ情報に基づいて、前記エレベータが有する長尺物の振れ状態を決定する長尺物振れ感知器と、地震情報を発信する地震情報発信装置と、前記建築物の外部の風速を検出する風速センサと、前記エレベータの運転を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記地震情報を受信すると、前記長尺物振れ感知器により決定された長尺物の振れ状態に応じた地震時管制運転を行い、前記風速センサによる前記風速が所定風速以上であると、前記長尺物の振れ状態に応じた強風時管制運転を行い、前記長尺物の振れ状態は、複数設定された設定値に基づいて決定されるものであり、前記地震時管制運転が地震用設定値に基づいて行われ、前記強風時管制運転が前記地震用設定値および前記地震用設定値と異なる強風用設定値に基づいて行われ、同じ前記地震用設定値（地震［中］）に基づいた前記地震時管制運転が自動運転復帰可能な運転休止とし、前記強風時管制運転が継続運転とし、前記強風用設定値は、前記長尺物の振れ状態が前記同じ地震用設定値（地震［中］）の場合よりも大きく振れた状態であり、前記強風用設定値に基づいた前記強風時管制運転が前記自動運転復帰可能な運転休止とし、前記強風用設定値よりも大きく振れた状態となる別の同じ前記地震用設定値（地震［強］）に基づいた前記地震時管制運転および前記強風時管制運転が自動運転復帰不能な利用停止とする、エレベータの管制運転システム。