JP6776599B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、昇降路を昇降するエレベータ装置に関する。

エレベータの乗車中の防犯等のために、エレベータのかご内で乗客が暴れている異常状態を検知する技術が提案されている（例えば特許文献１〜３）。

特許文献１は、振動センサを用いたエレベータの防犯システムを開示している。特許文献１のエレベータの防犯システムでは、振動センサが、エレベータの乗りかごの側面などに取り付けられ、乗りかごの壁に伝わる振動を検知している。特許文献１は、上記の振動センサが、乗りかご内のドアを除く３つの側面に取り付けることが好ましく、さらに、各側面のそれぞれに複数箇所に取り付けておくことが好ましいということを開示している。

特許文献２は、エレベータ室内の状態を監視し、異常を検知するエレベータ監視装置を開示している。特許文献２のエレベータ監視装置では、加速度検出器が、天井から乗りかご内を撮影するカメラとともに乗りかごに固定されている。

特許文献３は、エレベータの乗りかご内の乗客の挙動を、防犯カメラで撮影した映像の画像認識により把握するためのエレベータの異常監視装置を開示している。特許文献３の異常監視装置では、乗りかごの床の振動を検知するように、振動センサが乗りかごの床裏に設置されている。

特開２００４−１４９２８７号公報 特許第０４９９１２６９号公報 特開２０１４−０７３９０７号公報

従来技術では、エレベータの乗りかご内の異常を検知するために、振動センサが乗りかごの壁面や床、天井などに設置されていた。従来の振動センサの設置位置によると、乗客の暴れにより振動が生じた場所に応じて振動センサの検出結果が変動してしまい、乗客が暴れている際の振動を効率良く検出することが困難であった。

本発明は、エレベータ装置における乗客の暴れによる振動を効率良く検出することができるエレベータ装置を提供する。

本発明に係るエレベータ装置は、所定の昇降路を走行するエレベータ装置である。エレベータ装置は、かご室と、かご枠と、一つ又は複数の弾性部材と、振動センサとを備える。かご枠は、かご室の周囲を囲み、かご室を支持する。弾性部材は、かご室とかご枠との間に挿入されている。振動センサは、かご室における振動を検出する。振動センサは、かご室の外部におけるかご枠に設置されている。

本発明に係るエレベータ装置によると、かご室の外部におけるかご枠に設置された振動センサにおいて、弾性部材からかご枠に伝わった振動が検出される。これにより、エレベータ装置における乗客の暴れによる振動を効率良く検出することができる。

本発明の実施形態１に係るエレベータ装置の構成を示す図 実施形態１に係るエレベータ装置の構造を説明するための図 エレベータ装置におけるかご枠の構造を示す斜視図 実施形態１に係るエレベータ装置の効果の確認実験を説明するための図

本発明の実施形態に係るエレベータ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

（実施形態１）
１．構成
実施形態１に係るエレベータ装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエレベータ装置１０の構成を示す図である。

本実施形態に係るエレベータ装置１０は、例えばロープ式のエレベータ１における乗りかごを構成する。図１に示すように、エレベータ１は、エレベータ装置１０と、制御盤３と、ロープ４の巻上機４０と、釣合い重り４１と、緩衝器４２とを備える。エレベータ装置１０は、例えば複数の階床を有する建物等における昇降路５に設置される。制御盤３及び巻上機４０は、例えば昇降路５内に設置される。緩衝器４２は、昇降路５の下端に設けられる。

エレベータ装置１０は、図１に示すように、かご室１１と、かご枠１２と、振動センサ１３と、演算器１４とを備える。エレベータ装置１０は、昇降路５に設けられたレールに係合するローラガイド等を有し、昇降路５において階床間を昇降するように走行する。以下、昇降路５においてエレベータ装置１０が昇降する方向（例えば鉛直方向）を「Ｚ方向」とする。

かご室１１は、ドアパネル、カーパネル及び床板などを備え、エレベータ１の乗客が乗り込む部屋を形成する。かご室１１は、例えば床面が水平面となるように設置される。以下、水平面におけるドアの開閉方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ，Ｚ方向と直交する方向を「Ｙ方向」とする（図２参照）。

かご枠１２は、かご室１１を枠状に囲み、かご室１１を支持する支持部材で構成される。本実施形態において、かご枠１２には、振動センサ１３が設置される。かご枠１２を含むエレベータ装置１０の構造の詳細については後述する。

振動センサ１３は、例えば１軸方向の加速度を検出可能な加速度センサで構成される。本実施形態に係るエレベータ装置１０では、エレベータ１の乗客が暴れている異常状態を検知するために、振動センサ１３がかご室１１で生じた振動を検出する。エレベータ装置１０において、振動センサ１３は、検出対象の１軸方向がＺ方向となるように配置される。これにより、振動センサ１３は、乗客がジャンプしたり、勢い良く踏み込んだりすることによって生じる振動を精度良く検出することができる。振動センサ１３は、例えば静電容量型、圧電型及びピエゾ抵抗型などの種々の方式の加速度センサであってもよい。

演算器１４は、例えばＣＰＵを備えた演算処理装置である。演算器１４は、振動センサ１３及び制御盤３に電気的に接続している。演算器１４は、振動センサ１３から入力される振動の検出結果を示す検出信号に基づき、例えばしきい値との比較などの所定の演算処理を行ってエレベータ１が異常状態であるか否かを判定する。演算器１４は、振動センサ１３からの検出信号に基づきエレベータ１が異常状態であると判定すると、異常状態を示す異常信号を制御盤３に出力する。演算器１４は、本実施形態における演算処理部の一例である。

制御盤３は、例えばＣＰＵを備え、エレベータ１の全体動作を制御する。例えば、制御盤３は、巻上機４０を駆動して、昇降路５におけるエレベータ装置１０の走行を制御する。また、制御盤３は、演算器１４からの異常信号に基づいて、例えばエレベータ装置１０の走行制御を管制運転に切り替えたり、エレベータ装置１０内のスピーカ（不図示）から所定のアナウンス又はブザー音等を出力したりする。

また、制御盤３は、所定のインタフェース回路を介して、外部の管理端末等と無線又は有線通信を行ってもよい。

巻上機４０は、モータ等を備える電動駆動機である。巻上機４０は、ロープ４を巻き上げるように回転駆動する。ロープ４には、昇降路５においてエレベータ装置１０を吊すように、エレベータ装置１０、及び釣合い重り４１が、適宜、滑車等を介して接続される。エレベータ装置１０は、巻上機４０によるロープ４の巻き上げ駆動により、昇降路５において走行する。

緩衝器４２は、落下事故などの安全対策として、エレベータ装置１０が昇降路５において落下した場合に、昇降路５の末端でエレベータ装置１０に加わる衝撃を吸収するための安全装置である。

１−１．エレベータ装置の構造
本実施形態に係るエレベータ装置１０の構造について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、エレベータ装置１０の構造を説明するための図である。図３は、エレベータ装置１０におけるかご枠１２の構造を示す斜視図である。

図２に示すように、エレベータ装置１０におけるかご枠１２は、上枠２１と、二つのたて枠２２と、下枠２０とを備える。上枠２１、たて枠２２及び下枠２０は、互いに結合されてかご室１１を囲む枠を形成する構造材である。Ｚ方向において、上枠２１はかご室１１よりも上側に配置され、下枠２０はかご室１１よりも下側に配置される。上枠２１及び下枠２０は、それぞれＸ方向に延在し、かご室１１を介して対向する。下枠２０は、落下事故などの安全対策として、エレベータ装置１０が昇降路５において落下した場合に、緩衝器４２に接触可能に構成される。

また、エレベータ装置１０は、図２に示すように、複数の防振ゴム１５と、二つのシーブ１６と、シーブ支持梁（シーブコネクティングビーム）１７とをさらに備える。

防振ゴム１５は、エレベータ装置１０の走行時にかご枠１２からかご室１１に伝わる振動を抑制するための弾性部材である。防振ゴム１５は、図２に示すように、かご室１１において床面を構成する床板１１ａと、かご枠１２との間に挿入されている。

シーブ１６は、ロープ４（図１）の摩擦力によって回転する滑車である。二つのシーブ１６の回転軸は、それぞれシーブ支持梁１７の両端に固定される。

シーブ支持梁１７は、シーブ１６を回転可能に支持する梁部材である。図２では、シーブ支持梁１７は、かご枠１２の下部に結合されている。シーブ支持梁１７は、かご枠１２における下枠２０と緩衝器４２との接触時に、特に緩衝器に接触しないように構成される。なお、シーブ支持梁１７は、かご枠１２の下部に限らず、上部に結合されてもよい。

エレベータ装置１０の昇降（走行）時には、シーブ１６やシーブ支持梁１７、ローラガイド等から振動が発生する。防振ゴム１５によると、このような走行時の振動が、かご枠１２からかご室１１に伝わることが抑制される。

また、かご枠１２は、図３に示すように、二つのかご支持梁（クレイドルビーム）２５と、複数の補助梁（サポートビーム）２６とをさらに備える。かご枠１２において防振ゴム１５は、かご支持梁２５上に、例えば等間隔に配置される。

かご支持梁２５は、かご室１１（図２）を床側から支持する梁部材である。二つのかご支持梁２５は、それぞれたて枠２２と共に、下枠２０の両端に固定されている。各かご支持梁２５は、下枠２０に直交するＹ方向に延在する。

補助梁２６は、かご室１１の荷重が掛かるかご支持梁２５を補助する部材である。補助梁２６の両端は、二つのかご支持梁２５それぞれに固定されている。補助梁２６は、下枠２０に平行なＸ方向に延在する。

また、かご枠１２における下枠２０は、長手方向の厚板材２０ａ，２０ｂと、幅方向の厚板材２０ｃ，２０ｄとを備える。下枠２０の長手方向の厚板材２０ａ，２０ｂは、平行に隣接し、溶接などにより幅方向の厚板材２０ｃ，２０ｄを介して結合されている。図３では、振動センサ１３が下枠２０における長手方向の厚板材２０ｂに設置されている。振動センサ１３は、下枠２０において他の厚板材２０ａ，２０ｃ，２０ｄに設置されてもよい。

下枠２０、かご支持梁２５、上枠２１及びたて枠２２は、それぞれかご枠１２における補助梁２６や、かご室１１におけるパネル等よりも高い剛性を有する剛性部材の一例である。特に、下枠２０（厚板材２０ａ〜２０ｄ）は、エレベータ装置１０の落下時に下枠２０が緩衝器４２に衝突しても変形しないように設定されており、通常、かご枠１２を構成する部材のうちで最も高い剛性を有する。

２．センサ設置位置について
本実施形態に係るエレベータ装置１０における振動センサ１３の設置位置について説明する。

本実施形態に係るエレベータ装置１０では、振動センサ１３を用いて、かご室１１内の部屋（図２参照）において、乗客が暴れているような異常状態を検知する。乗客が暴れる暴れ行動により、かご室１１内の壁に衝撃が与えられた場合、かご室１１において壁を構成するパネルが他の部材よりも大きく振動する。また、衝撃が与えられた場所が床であった場合、床板１１ａの振動が大きくなる。

ここで、例えばかご室１１の構成部材に振動センサが設置された場合、一つの振動センサの検出結果では振動箇所が近いのか、衝撃が大きいのかを判別することができない。このため、多数の振動センサを設置する必要が生じ、少ないセンサ数で効率良く乗客の暴れ行動による振動を検出することが困難であった。

また、かご室１１内部でペン等の軽量物を落としたり、視覚障害者等が杖を利用したりする際の振動は、かご室１１の床板１１ａ等において、乗客の暴れ行動と同等の振幅になることがある。このため、上記のような行動による振動と、乗客の暴れ行動による振動とを判別することも、容易には行えなかった。

そこで、本実施形態に係るエレベータ装置１０では、図２に示すように、振動センサ１３を、かご室１１外部におけるかご枠１２に設置する。これにより、暴れ行動によってかご室１１のいずれの部材に衝撃が加わったときも、衝撃による振動は防振ゴム１５の連結位置からかご枠１２に伝わり、振動センサ１３によって検出される。よって、振動センサ１３の検出動作においてかご室１１内部で衝撃が生じた場所の依存性が低減され、少ないセンサ数で効率良く乗客の暴れ行動による振動を検出することができる。

また、かご室１１の床下に設置されるような防振ゴム１５は、軽量物による衝撃振動ほど遮断し易く、重量物による衝撃振動ほど通過させやすい性質を有する。このため、振動センサ１３の設置位置を、防振ゴム１５を介して振動が伝わる位置にすることにより、かご室１１内部で軽量物を落とした際の振動や視覚障害者の杖利用の振動は遮断し、ジャンプするなどの暴れ行動による振動を検出させることができる。よって、乗客の暴れ行動による振動を容易に検出することができる。

また、本実施形態では、振動センサ１３の設置位置は、図２に示すように、かご室１１の床下に配置された各防振ゴム１５よりもかご室１１の中心位置Ｐｃ、或いは床板１１ａの中心位置Ｐ０の近傍である。このため、床下の各防振ゴム１５の内の特定の防振ゴムから伝わる振動に偏ることなく、かご室１１における振動を検出することができる。

また、本実施形態では、振動センサ１３は、図３に示すように、かご枠１２における下枠２０に設置される。振動センサ１３は、例えば図２に示すように、下枠２０においてかご室１１の床板１１ａに対向する側の面に固定される。

かご室１１外部では、乗客の暴れ行動とは無関係に、エレベータ走行に伴う振動が生じ、この振動が暴れ行動の誤検出を招くことが想定される。暴れ行動の誤検出は、振動センサ１３が設置される部材の剛性が低いことにより、部材がビビリを起こすことで生じると想定される。これに対して、振動センサ１３の設置位置をかご枠１２において最も高い剛性を有する下枠２０にすることにより、エレベータ走行に伴う振動による暴れ行動の誤検出を抑制することができる。

２−１．確認実験について
以下、上記のセンサ設置位置に基づく本エレベータ装置１０の効果の確認実験について、図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は、確認実験において、かご室１１内で衝撃を与えた位置を説明するための図である。図４（ｂ）は、確認実験の実験結果を示す表である。

本発明者は、振動センサ１３をかご枠１２における下枠２０に配置することによって、かご室１１内部で衝撃が生じた場所の依存性を低減しながら衝撃による振動を検出できる効果を確認するための確認実験を、以下のように行った。

本実験では、下枠２０に配置した振動センサ１３と、かご室１１の床板１１ａ裏面（かご室１１の外面）に配置した振動センサとによる振動の検出結果を比較した。本実験では、図４（ａ）に示すように、かご室１１内部の部屋の床面における特定の箇所をハンマーで打撃し、下枠２０及びかご床裏の各振動センサにおいて、打撃時に生じた振動を計測した。図４（ａ）において、Ｐ１，Ｐ２は、ハンマーで順次、打撃を行った二つの打撃箇所である。１回目の打撃箇所Ｐ１は、図４（ａ）に示すように、２回目の打撃箇所Ｐ２よりも床面の中心位置Ｐ０近傍であった。本実験の実験結果を図４（ｂ）に示す。

図４（ｂ）では、下枠２０及びかご床裏の各振動センサで計測された振動値を、ハンマーで打撃した打撃力で除算して、打撃力１Ｎ当たりの振動値を示している。図４（ｂ）に示すように、かご床裏の振動センサでは、２回目の打撃箇所Ｐ２の振動値「１０．４」は、１回目の打撃箇所Ｐ１の振動値「２．９３」よりも３倍大きくなっている。これに対して、下枠２０に設置した振動センサ１３では、１回目の打撃箇所Ｐ１の振動値「０．０４５１」と２回目の打撃箇所Ｐ２の振動値「０．４０９」とで１割程度しか振動値が変動していない。つまり、本実施形態のように下枠２０に設置した振動センサ１３では、振動の検出結果における打撃箇所の依存性が、かご床裏の場合よりも大幅に低減している。

以上のように、本実施形態における振動センサ１３の設置位置によると、かご室１１内部で衝撃が生じた場所の依存性を低減しながら衝撃による振動を検出できることが確認された。

３．まとめ
以上のように、本実施形態に係るエレベータ装置１０は、エレベータ１において昇降路５を走行する乗りかごを構成する。エレベータ装置１０は、かご室１１と、かご枠１２と、複数の防振ゴム１５と、振動センサ１３とを備える。かご枠１２は、かご室１１の周囲を囲み、かご室１１を支持する。防振ゴム１５は、かご室１１とかご枠１２との間に挿入されている。振動センサ１３は、かご室１１における振動を検出する。振動センサ１３は、かご室１１の外部におけるかご枠１２に設置されている。

以上のエレベータ装置１０によると、かご室１１で生じた振動が、防振ゴム１５からかご枠１２に伝わることで、振動センサ１３によって検出される。このため、かご室１１内で振動が生じた場所に依存して振動センサ１３の検出結果が変動することを抑制し、エレベータ装置１０における乗客の暴れによる振動を効率良く検出することができる。

また、本実施形態において、振動センサ１３は、かご枠１２において、複数の防振ゴム１５よりもかご室１１の中心位置Ｐｃに近い位置に設置される。これにより、各防振ゴム１５から伝わる振動が振動センサ１３で検出され、かご室１１内の乗客の暴れによる振動を精度良く検出することができる。

また、本実施形態において、かご枠１２は、昇降路５においてかご室１１よりも下側に配置される下枠２０を備える。下枠２０は、昇降路５に設置された緩衝器４２に接触可能に構成される。振動センサ１３は、かご枠１２において下枠２０に設置される。これにより、緩衝器４２に接触しても破壊しないような剛性を有する下枠２０において、エレベータ装置１０の走行による振動の影響を低減しながら乗客の暴れによる振動を検出できる。

また、本実施形態において、かご枠１２は、かご室１１を構成するパネルなどの剛性よりも高い剛性を有する剛性部材（上枠２１、たて枠２２，かご支持梁２５）を備える。振動センサ１３は、下枠２０に限らず、かご枠１２において上記の剛性部材に設置されてもよく、例えばかご支持梁２５に設置されてもよい。これにより、エレベータ装置１０の走行による部材のビビリなどの影響を低減しながら、乗客の暴れによる振動を検出できる。

また、本実施形態において、防振ゴム１５は、かご室１１における床板１１ａと、かご枠１２との間に挿入される。振動センサ１３は、かご枠１２において床板１１ａの近傍に設置される。例えば、振動センサ１３は、かご枠１２が形成する枠の内周面に設置される（図２参照）。また、振動センサ１３は、かご枠１２において床板１１ａの中心位置Ｐ０の近傍に設置される。これにより、エレベータ装置１０の走行による振動よりも暴れ行動による床板１１ａの振動をより精度良く検出できる。

なお、振動センサ１３は、例えばかご枠１２が形成する枠の外周面に設置されてもよい。また、振動センサ１３は、例えば下枠２０を形成する各部材２０ａ〜２０ｄに挟まれる面などに設置されてもよい。

また、本実施形態において、防振ゴム１５は、かご枠１２からかご室１１に伝わる振動を抑制する弾性部材である。エレベータ装置１０における弾性部材は防振ゴム１５に限らず、例えばかごの振れ止め用の弾性部材を含んでもよい。また、弾性部材は、床板１１ａに限らず、かご室１１の側面及び天井面を含む種々の位置と、かご枠１２との間に挿入されてもよい。

また、本実施形態において、エレベータ装置１０は、振動センサ１３の検出結果に基づいて、エレベータ装置１０の異常状態を判定する演算器１４をさらに備える。これにより、演算器１４によって、エレベータ装置１０の乗客の暴れによる異常状態を判定することが容易になる。例えば、エレベータ装置１０が備える振動センサ１３の個数が一つであっても、精度良く異常状態を判定することが可能になる。なお、エレベータ装置１０は、複数の振動センサ１３を備えてもよい。

（他の実施形態）
上記の実施形態では、振動センサ１３は、１軸方向の加速度を検出可能な加速度センサで構成されたが、２軸方向、或いは３軸方向のそれぞれの加速度を検出可能な加速度センサで構成されてもよい。これにより、Ｚ方向だけでなく、Ｘ，Ｙ方向などの水平方向の振動も検出可能になり、水平方向の振動を伴う乗客の暴れ行動を検知し易くなる。また、振動センサ１３の検出方向は、Ｚ方向と一致してもよいし、一致しなくてもよい。

また、上記の各実施形態では、振動センサ１３が加速度センサで構成される例について説明したが、本エレベータ装置における振動センサは加速度センサに限らず、例えば速度センサまたは変位センサで構成されてもよい。

また、上記の実施形態では、エレベータ装置１０は複数の防振ゴム１５を備えた。エレベータ装置１０が備える防振ゴム１５は一つであってもよく、例えば、かご室１１の床裏をカバーするように一つの防振ゴムが一体的に構成されてもよい。

また、上記の各実施形態において振動センサ１３と演算器１４とは別体で構成されたが、振動センサ１３と演算器１４とは一体的に構成されてもよい。また、演算器１４の機能は、制御盤３によって実現されてもよい。

また、上記の各実施形態において、エレベータ１は、特に機械室が設けられていないロープ式のエレベータであった。本実施形態に係るエレベータ装置は、特にロープ式のエレベータに限らず、例えば油圧式、水圧式、リニアモータ式のエレベータの乗りかごを構成してもよい。また、機械室が設けられたエレベータであってもよい。

１０ エレベータ装置
１１ かご室
１２ かご枠
１３ 振動センサ
１４ 演算器
１５ 防振ゴム
２０ 下枠
２１ 上枠
２２ たて枠
２５ かご支持梁

Claims (8)

1. 所定の昇降路を走行するエレベータ装置であって、
   かご室と、
   前記かご室の周囲を囲み、前記かご室を支持するかご枠と、
   前記かご室と前記かご枠との間に挿入された一つ又は複数の弾性部材と、
   前記かご室における振動を検出する振動センサとを備え、
   前記振動センサが、前記かご室の外部における前記かご枠に設置され、前記かご室における振動において、前記弾性部材に遮断された振動を検出せずに、前記かご枠から前記弾性部材を介して伝わった前記かご枠の振動を検出する
   エレベータ装置。
2. 前記振動センサは、前記かご枠において、前記一つ又は複数の弾性部材よりも前記かご室の中心位置に近い位置に設置される
   請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 前記かご枠は、前記昇降路において前記かご室よりも下側に配置される下枠を備え、
   前記振動センサは、前記かご枠において前記下枠に設置される
   請求項１又は２に記載のエレベータ装置。
4. 前記かご枠は、前記かご室を構成する部材の剛性よりも高い剛性を有する剛性部材を備え、
   前記振動センサは、前記かご枠において前記剛性部材に設置される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
5. 前記剛性部材は、前記かご枠を構成する部材のうちで最も高い剛性を有する
   請求項４に記載のエレベータ装置。
6. 前記弾性部材は、前記かご室における床板と前記かご枠との間に挿入されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
7. 前記弾性部材は、前記かご枠から前記かご室に伝わる振動を抑制する防振ゴムを含む
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
8. 前記振動センサの検出結果に基づいて、前記エレベータ装置の異常状態を判定する演算処理部をさらに備える
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のエレベータ装置。

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