JP6474597B2 - エレベータの強風管制運転装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、強風によるエレベータへの影響を考慮した運転制御を行うエレベータの強風管制運転装置及び方法に関するものである。

エレベータを屋外に設置する場合、エレベータの運転が風に影響されることが懸念される。例えば、ロープ類が昇降路内の機器類に引っ掛かるといった不具合が発生することがある。通常、これらによる乗客の閉じ込めや各種機器類の損傷を防止するため、強風管制運転装置を設置している。

この点に関し、従来におけるエレベータ運転制御としては、特許文献１（特開２０１３−２３７５４７号公報）に記載のように風速センサ、Ｐ波感知器、Ｓ波感知器を設置し、所定値を超える風速あるいは地震が計測された場合にエレベータを減速運転させ、またはエレベータの運転を停止するなどの強風管制運転を実施するものが知られている。

特開２０１３−２３７５４７号公報

上記した従来の強風管制運転においては、風の大きさのみを考慮しており、その方向について配慮することができていなかった。

然るところ本発明者らの検討によれば、風は地震とは異なり、風の吹く方向により、エレベータの受ける影響が変化するという特徴を持っている。エレベータかごの前後方向（扉を正面とするとき正面と背面の方向）の風と、エレベータかごの側面方向（エレベータのレールゲージ方向）の風を比較すると、エレベータ機器に対する影響は異なる。またこの影響は、建物に対してエレベータがどのように納められているのかにもより相違する。

以上のことから本発明においては、屋外に設置するエレベータの強風管制運転において風の大きさだけでなく、その向きにも考慮し、最適な管制運転を実施するができるエレベータの強風管制運転装置及び方法を提供するものである。

以上のことから本発明においては、建物の外側にエレベータかごを配置したエレベータの強風管制運転装置であって、風速を検知する風速計、所定方向に向かう風速が制限風速を超過することを検知する判断手段と、判断手段に応じてエレベータの避難運転を実行する回避手段とを備える。

また本発明においては、建物の外側にエレベータかごを配置したエレベータの強風管制運転方法であって、風速を検知し、所定方向に向かう風速が制限風速を超過することをもって、エレベータの避難運転を実行する。

強風管制運転にて、風の大きさだけでなく向きも考慮した管制運転を実施することができる。

風速計と屋外エレベータを設置した建物の概観を示す図。 主ロープの振れにおける長尺物の引っ掛かりを説明するための図。 ガバナロープ振れにおける長尺物の引っ掛かりを説明するための図。 強風がエレベータに与える影響を纏めた図。 強風管制運転の判断フローチャートを示す図。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例により説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る、風速計と屋外エレベータを設置した建物の外観図である。

図１において、１はエレベータ装置が設置された建物、２は風速計である。エレベータ装置は、建物の屋外に設置されている。建物１の外壁頂上部に建物１から張り出す形で機械室２０が配置され、機械室２０の下部空間にエレベータかご５が移動する昇降路２１が形成されている。

昇降路２１の頂部の機械室２０には巻上機３が設置され、この巻上機３に主ロープ４が巻回されている。主ロープ４の一端側はかご５、他端側はカウンターウェイト６に取り付けられている。また、機械室２０には、ガバナ７が設置され、このガバナ７にガバナロープ８が巻回されている。

また、地震時管制運転のため、昇降路２１の下部のピット２２には初期微動地震感知器９、機械室２０には地震感知器１０が設置されている。

なお図１のエレベータかご５には、建物側の扉２３に対向する位置にエレベータ側扉２４が設けられており、エレベータ側扉２４を正面とする時反対側の背面２５は乗客が外を見ることができるようにガラスなどの透明部材で構成されている。またエレベータかご５の側面（図１の手前）には、ガイドローラ（図示せず）を備えた立枠２６が配置されており、建物１側に固定されたガイドレールと接触対向することで昇降路内の上下動を可能としている。

次に、図１のように構成された屋外エレべータ装置において、強風がエレベータを納める建屋に与える影響の検討方法について述べる。

風は地震とは異なり、風の吹く方向により、エレベータの受ける影響が変化する特徴を持っている。例えば、図１において、＋ｘ方向、−ｙ方向からの風を比較すると、エレベータ機器に対する影響は異なる。またこれらの影響は、建物１に対してエレベータがどのように納められているのかにもより相違する。

そのため、本発明においては、風速計２において、風の向きを計測可能として、その向きを考慮して、主ロープ４の振れ量、ガバナロープ８の振れ量を評価する。これらのロープの振れ量が大きいと、昇降路２１内に設置された各種機器や部材（以下単に昇降路機器という）にロープが絡まり、エレベータ運行に支障を与える事態が生じることから、振れ量と建物・エレベータの配置の関係（昇降路機器の配置関係）から管制運転の閾値を決めることにより、最適な管制運転を可能とする。

ここで、主ロープ４、ガバナロープ８などのロープの振れ量ｆは（１）式により求めることができる。なお、ロープの振れ量の向きは、風速計２にて感知した風の向きと同じ方向とする。
［数１］
ｆ＝｛（１／２（ｗ×Ｌ１）＋Ｐ）×Ｌ／４Ｈ×１０００・・・（１）
（１）式において、ｆはロープ振れ量［ｍｍ］、ｗは分布荷重［Ｎ／ｍ］、Ｌは水平径間長［ｍ］、Ｌ１は建屋において囲いを有しない部分の高さ［ｍ］、Ｈはロープの水平張力［Ｎ］である。

また（１）式において、分布荷重［Ｎ／ｍ］ｗは、（２）式において風圧力ＰＷ［Ｎ／ ｍ^２］とロープ径φ［ｍ］から算出することができる。
［数２］
Ｗ＝Ｐｗ×φ・・・（２）
（１）（２）式によれば、対象となるエレベータ装置の昇降路における実際の各部寸法や計測値などを反映することで、ロープの振れ量ｆを計算することができる。ここでは、主ロープ４とガバナロープ８の夫々についてロープの振れ量ｆを計算する。

まず図２により、主ロープ４の振れにおける長尺物の引っ掛かりの検討を行う。図２はエレベータかご５（あるいはカウンターウェイト６。以下エレベータかご５の例で説明する）を上部から見た図である。エレベータかご５の上部には主ロープ４が巻回されている。この巻回された主ロープ４の中心Ｏを原点とする座標Ｘ、Ｙを想定する。Ｘ軸はエレベータかご５の側面方向（エレベータのレールゲージ方向）とし、Ｙ軸はエレベータかごの前後方向（扉を正面とするとき正面と背面の方向）としている。

ここでは、本来鉛直方向に位置すべき主ロープ４が強風で振れて、最も近い位置にある昇降路機器１２に絡まる事態を想定している。この図の１４が主ロープの振れる方向であり、建物１に固定されてガイドレール１１を支持するブラケット３０に取り付けられているガバナロープ止めなどの昇降路機器１２に絡む事態を想定している。この場合に、主ロープ４と昇降路機器１１間の距離がＤ１であり、方向ａが風の方向である。

なおここではエレベータかご５において主ロープ４が絡まることを説明したが、カウンターウェイト６において主ロープ４が絡まることも同様に検討、解析することができる。

この検討からは、主ロープ４の方向ａの振れ量ｆが距離Ｄ１以上となる風の強さ（風速）、及び風速が求められることになる。この検討によれば、主ロープ４に関して、方向ａに向かわない風であれば強風であっても強風管制運転の対象ではなく、逆にさほどの強風でなくても方向ａに向かう風について強風管制運転上は要注意ということが言える。

次に、ガバナロープ８の振れにおける長尺物の引っ掛かりの検討を行う。図３は、ガバナロープ８を高さ方向に見た図である。ガバナロープ８は、高さ方向の各所に設けられたガバナ振れ止め１５（建物１から張り出したブラケット３０に設けられている）の内部を通り、本来は鉛直方向に配置されている。然るに、方向１７の強風に煽られて、上下のガバナ振れ止め１５の中間部においてはエレベータかご５の外法ライン５Ａを越えて触れることが想定される。この場合にはエレベータかご５との接触が想定される。

この検討からは、ガバナロープ８の方向ｂの振れ量ｆが距離Ｄ２以上となる風の強さ（風速）、及び風速が求められることになる。この検討によれば、ガバナロープ８に関して、方向ｂに向かわない風であれば強風であっても強風管制運転の対象ではなく、逆にさほどの強風でなくても方向ｂに向かう風について強風管制運転上は要注意ということが言える。

このように、ガバナロープ８の振れにおける長尺物の引っ掛かりの検討は、図３に示すように（１）式により算出したガバナロープ振れ量がガバナロープ８と最も近い昇降路機器（図３の例ではエレベータかご５の外法ライン５Ａ）との距離を確認することによって行う。また、主ロープ４同様、昇降路機器に向かって吹く風の向きをｂ方向と定義する。なお、ガバナロープ振れ量は、ガバナロープ振れ止め１５間における振れ量にて評価する。

ここで、一般的にテールコードはピット２２から昇降路頂部までダクトで覆われるため、ガバナロープ８と昇降路機器１２（図３の例ではエレベータかご５の外法ライン５Ａ）との干渉を最悪条件として閾値を決定する。もし、テールコード等でガバナロープ８よりも近接する構造のものがあれば、最も昇降路機器に近接するとして考えてもよい。

なお上記説明においては、方向ａ、ｂが予め定められている必要があるが、この場合の方向は、エレベータにおけるロープの位置と、これに近接している昇降路機器の位置により定まるものである。

本検討結果をガバナロープ８についてまとめた例を図４に示す。図４より、ガバナロープ８についてのｂ方向の風速を検討した結果、ｂ方向に風速Ｖ１ｍ／ｓまでは長尺物の引っ掛かりの干渉は無いことがわかる。ｂ方向に風速Ｖ２ｍ／ｓ以上では、ガバナロープ８が、かご５に当たる可能性がある。

なお、図示していないが、主ロープ４についてまとめた例では、主ロープ４８についてのａ方向の風速を検討した結果、ａ方向に風速Ｖ３ｍ／ｓまでは長尺物の引っ掛かりの干渉は無いことがわかる。ａ方向に風速Ｖ４ｍ／ｓ以上では、主ロープ４が、ガバナロープ振れ止１２に当たる可能性がある。

以上の解析結果から、本発明においては風速計２を設置して風速と風向を判定し、主ロープ４についてａ方向の風速成分を求め、この風速成分が風速Ｖ４ｍ／ｓ以上であれば、主ロープの絡まり、接触の可能性ありと判断し、強風管制運転に入る。また同様に風速計２を設置して風速と風向を判定し、ガバナロープ８についてｂ方向の風速成分を求め、この風速成分が風速Ｖ２ｍ／ｓ以上であれば、ガバナロープ８の絡まり、接触の可能性ありと判断し、強風管制運転に入る。

さらに、塔内に設置した地震感知器１０にて感知する地震における影響を組み合わせることにより、図５のフローチャートを得る。

図５のフローチャートにおいては、強風と地震の観点からの強風管制運転を実施する。但し、これらの条件（強風と地震）は互いに独立であり、一方の条件成立で強風管制運転に入り、双方の条件成立で強風管制運転に入るというものではない。

最初に地震検知時の処理について説明する。この例では、処理ステップＳ１においてＰ波の感知を確認し、処理ステップＳ２においてＳ波の感知を確認する。この場合にＰ波を感知していない状態では、正常と判断して運転を継続（処理ステップＳ１１）している。双方感知している状態では処理ステップＳ４でエレベータ走行中を確認する。

処理ステップＳ４の判断処理で、走行中であれば、処理ステップＳ６において最寄階に停止する。その後処理ステップＳ８において保守員点検後に手動復帰する。なお、走行中でない場合には処理ステップＳ６を経ずに直に処理ステップＳ８に移り、保守員点検後に手動復帰する。

処理ステップＳ３において、Ｐ波は感知したがＳ波を感知しないという状態では、処理ステップＳ４でエレベータ走行中を確認する。

走行中であれば、処理ステップＳ５において最寄階に停止する。その後処理ステップＳ７において一定時間経過後に自動復帰する。なお、走行中でない場合には処理ステップＳ５を経ずに直に処理ステップＳ７に移り、一定時間経過後に自動復帰する。

次に、本発明により設けられた強風時の対応について説明する。この場合における強風判断は、処理ステップＳ１０、Ｓ１２に示した所定方向での風速の条件である。

処理ステップＳ１０では、ガバナロープ８について方向ｂの風速がＶ１を超えているかを判断する。同じく処理ステップＳ１２では、ガバナロープ８について方向ｂの風速がＶ２を超えているかを判断する。そのうえで、方向ｂの風速がＶ１以下であれば、正常と判断して運転を継続（処理ステップＳ１１）している。

処理ステップＳ１２の判断処理において、ガバナロープ８について方向ｂの風速がＶ２を超えているとされた場合には、処理ステップＳ４に移り、方向ｂの風速がＶ２を超えていない（方向ｂの風速はＶ１とＶ２の中間）ときには処理ステップＳ１３に移る。

なお図５の処理ステップＳ１０、Ｓ１２では、ガバナロープ８についての判断を示したが、これはこのまま主ロープの判断に応用が可能である。主ロープについて判断する場合には、処理ステップＳ１０では、主ロープ４について方向ａの風速がＶ３を超えているかを判断する。同じく処理ステップＳ１２では、主ロープ４について方向ａの風速がＶ４を超えているかを判断する。そのうえで、方向ａの風速がＶ３以下であれば、正常と判断して運転を継続（処理ステップＳ１１）すればよい。

要するに、主ロープ４とガバナロープ８の双方について対策するのであれば、いずれかが制限の風速（Ｖ２、またはＶ４）を超過しているという条件の成立で処理ステップＳ４、Ｓ１３に入ればよい。

当該方向の風速が制限の風速（Ｖ２、またはＶ４）を超過している時の処理ステップＳ４では、エレベータの走行中を確認する。

処理ステップＳ４の判断処理で、走行中ということであれば、処理ステップＳ６において最寄階に停止する。その後処理ステップＳ８において保守員点検後に手動復帰する。なお、走行中でない場合には処理ステップＳ６を経ずに直に処理ステップＳ８に移り、保守員点検後に手動復帰する。

処理ステップＳ１２の判断において、制限の風速に至らない（方向ｂの風速がＶ１とＶ２の中間、または方向ａの風速がＶ３とＶ４の中間）場合の処理ステップＳ１３の処理では、とりあえず避難階に待機し、以後一定時間、所定以上の風速を検知しないという条件で、通常運転に自動復帰する。

上記の図５の実施例の説明において、処理ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ４の部分が、予め定められた所定方向に向かう風速計の風速が制限風速を超過することを検知する判断手段に相当している。また処理ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ６、Ｓ８の部分が、判断手段に応じてエレベータの避難運転を実行する回避手段に相当している。なお、この場合の制限風速は事前の検討により予め図５の処理フローを実行する例えば計算機の中にプリセットの形で取り込まれている。

以上の本発明の強風管制運転によれば、単に強風の大きさで強風管制運転が定まるわけではない。主ロープ４、ガバナロープ８毎の所定方向に向かう風の大きさが考慮される。ａ方向またはｂ方向への風のベクトル成分が考慮された風の大きさが評価されることになる。この結果、従来よりも安全に、かつ真に必要な場面での強風管制運転が期待できる。

１：建物
２：風速計
３：巻上機
４：主ロープ
５：エレベータかご
５Ａ：エレベータかごの外法ライン
６：カウンターウェイト
７：ガバナ
８：ガバナロープ
９：初期微動地震感知器
１０：地震感知器
１１：ガイドレール
１２：昇降路機器
１４：主ロープの振れる方向
１５：ガバナ振れ止め
Ｄ２：ガバナロープと昇降路機器間距離
１７：ガバナロープの振れる方向
２０：機械室
２１：昇降路
２２：ピット
２３：建物側の扉
２４：エレベータ側扉
２５：背面ガラス
２６：立枠
３０：ブラケット
Ｄ１：主ロープと昇降路機器間距離
Ｄ２：ガバナロープと昇降路機器間距離

Claims (10)

1. 建物の外壁頂上部に建物から張り出す形で機械室が配置され、機械室の下部空間にエレベータかごが移動する昇降路が形成されたエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記エレベータかご側の建物外部に備えられて風速と風向を検知する風速計、所定方向に向かう風速が制限風速を超過することを検知する判断手段と、該判断手段に応じてエレベータの避難運転を実行する回避手段とを備えることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
2. 請求項１に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記所定方向とは、エレベータにおけるロープの位置と、ロープに近接している昇降路機器の位置で定まることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
3. 請求項２に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記制限風速は、所定方向の風速により前記ロープがロープに近接している昇降路機器の位置まで振れて接触する恐れのある時の風速として求められていることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記ロープが主ロープあるいはガバナロープであり、それぞれについて所定方向と制限風速が定められていることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記判断手段により制限風速以上の風速と判断された場合に、保守員点検後に手動復帰を図ることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
6. 請求項５に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記判断手段により制限風速以上の風速と判断された場合に、前記回避手段は、エレベータ走行中であれば最寄階に停止したのち、保守員点検後に手動復帰を図ることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエレベータの強風管制運転装置であって、
   前記判断手段により制限風速には至らないが第１の風速以上の風速があると判断された場合に、前記回避手段は、エレベータかごを避難階に待機させ、所定時間以上、所定以上の風速がないことをもって自動復帰させることを特徴とするエレベータの強風管制運転装置。
8. 建物の外壁頂上部に建物から張り出す形で機械室が配置され、機械室の下部空間にエレベータかごが移動する昇降路が形成されたエレベータの強風管制運転方法であって、
   前記エレベータかご側の建物外部に備えられた風速計により風速と風向を検知し、所定方向に向かう風速が制限風速を超過することをもって、エレベータの避難運転を実行することを特徴とするエレベータの強風管制運転方法。
9. 請求項８に記載のエレベータの強風管制運転方法であって、
   前記所定方向とは、エレベータにおけるロープの位置と、ロープに近接している昇降路機器の位置で定まることを特徴とするエレベータの強風管制運転方法。
10. 請求項９に記載のエレベータの強風管制運転方法であって、
    前記制限風速は、所定方向の風速により前記ロープがロープに近接している昇降路機器の位置まで振れて接触する恐れのある時の風速として求められていることを特徴とするエレベータの強風管制運転方法。

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