JP7038862B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、制御装置によるかごの運転モードに、ロープの横振動によるかごの振動を抑制する管制運転モードが含まれているエレベータ装置に関するものである。

従来の屋外エレベータの強風管制運転装置では、制限風速が予め設定されている。制限風速は、かごの側面に受ける風によって生じるかご内振動が許容振動値となるときの風速である。そして、風速計で計測された風速が制限風速に達すると、強風管制運転が実施される。強風管制運転では、かごが減速運転される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１０８１２４号公報

上記のような従来の強風管制運転装置では、単にかごを減速運転するだけであるため、ロープの横振動によるかごの振動を効率的に抑制することができない。また、かごの運行効率が大きく低下する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、かごの運行効率の低下を抑えつつ、ロープの横振動によるかごの振動を効率的に抑制することができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、かご、かごに接続されているロープ、及びかごの運転を制御する制御装置を備え、制御装置によるかごの運転モードには、かごの通常運転を行う通常運転モードと、ロープの横振動によるかごの振動を抑制する管制運転モードとが含まれており、制御装置は、建物及びロープの少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、かごの位置とに基づいて、運転モードを管制運転モードに切り替え、管制運転モードでは、走行行程の途中の速度変更位置で、かごの速度を、通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替える。

この発明のエレベータ装置によれば、かごの運行効率の低下を抑えつつ、ロープの横振動によるかごの振動を効率的に抑制することができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１の主ロープに横振動が生じた状態を示す構成図である。 図１のかごの位置と、主ロープのかご側部分の１次固有振動数、かごの固有振動数、及び建物の固有振動数との関係を示すグラフである。 図１のエレベータ制御装置の機能を示すブロック図である。 図１の主ロープの横振動に対するエレベータ制御装置の管制運転動作を示すフローチャートである。 図１のかごの速度パターン及びかごに生じる振動を、通常運転モードと管制運転モードとで比較して示すグラフである。 図５における速度変更位置の決定方法を示す説明図である。 図６の管制運転における速度パターンの決定方法の第１の例を示す説明図である。 図６の管制運転における速度パターンの決定方法の第２の例を示す説明図である。 図６の管制運転における速度パターンの決定方法の第２の例を示す説明図である。 図１のかごの位置と、コンペンロープのかご側部分の１次固有振動数、かごの固有振動数、及び建物の固有振動数との関係を示すグラフである。 図１のコンペンロープの横振動に対するエレベータ制御装置の管制運転動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２の主ロープの横振動に対するエレベータ制御装置の管制運転動作を示すフローチャートである。 実施の形態２のコンペンロープの横振動に対するエレベータ制御装置の管制運転動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３の主ロープの横振動に対するエレベータ制御装置の管制運転動作を示すフローチャートである。 管制運転モードにおける速度パターンの第１の例を示すグラフである。 管制運転モードにおける速度パターンの第２の例を示すグラフである。 管制運転モードにおける速度パターンの第３の例を示すグラフである。 管制運転モードにおける速度パターンの第４の例を示すグラフである。 実施の形態１～３のエレベータ制御装置の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。 実施の形態１～３のエレベータ制御装置の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、建物５０には、昇降路１及び機械室２が設けられている。機械室２は、昇降路１の上に設けられている。機械室２には、巻上機３、そらせ車４、及びエレベータ制御装置５が設置されている。実施の形態１の制御装置は、エレベータ制御装置５である。

巻上機３は、駆動シーブ６と、図示しない巻上機モータと、図示しない巻上機ブレーキとを有している。巻上機モータは、駆動シーブ６を回転させる。巻上機ブレーキは、駆動シーブ６の静止状態を保持、又は駆動シーブ６の回転を制動する。

駆動シーブ６及びそらせ車４には、複数本の主ロープ７が巻き掛けられている。図１では、主ロープ７を１本のみ示している。

複数本の主ロープ７の第１の端部には、かご８が接続されている。複数本の主ロープ７の第２の端部には、釣合おもり９が接続されている。

かご８及び釣合おもり９は、複数本の主ロープ７により昇降路１内に吊り下げられている。また、かご８及び釣合おもり９は、駆動シーブ６を回転させることにより、昇降路１内を昇降する。エレベータ制御装置５は、巻上機３を制御することにより、設定した速度でかご８を昇降させる。

昇降路１内には、図示しない一対のかごガイドレールと、図示しない一対の釣合おもりガイドレールとが設置されている。一対のかごガイドレールは、かご８の昇降を案内する。一対の釣合おもりガイドレールは、釣合おもり９の昇降を案内する。

かご８と釣合おもり９との間には、複数本のコンペンロープ１０が吊り下げられている。図１では、コンペンロープ１０を１本のみ示している。実施の形態１のロープは、主ロープ７及びコンペンロープ１０である。

複数本のコンペンロープ１０の第１の端部は、かご８の下部に接続されている。複数本のコンペンロープ１０の第２の端部は、釣合おもり９の下部に接続されている。

昇降路１の底部には、第１のコンペンシーブ１１ａと第２のコンペンシーブ１１ｂとが設置されている。第１及び第２のコンペンシーブ１１ａ，１１ｂには、複数本のコンペンロープ１０の下端部が巻き掛けられている。

機械室２には、調速機１２が設けられている。調速機１２は、かご８の過大速度での走行の有無を監視する。また、調速機１２は、調速機シーブ１３を有している。調速機シーブ１３には、調速機ロープ１４が巻き掛けられている。

調速機ロープ１４は、昇降路１内に環状に敷設され、かご８に接続されている。昇降路１の底部には、張り車１５が設置されている。張り車１５には、調速機ロープ１４の下端部が巻き掛けられている。かご８が昇降すると、調速機ロープ１４が循環移動し、かご８の走行速度に応じた回転速度で調速機シーブ１３が回転する。

このようなエレベータ装置では、例えば、強風により建物５０が揺れた際、又は地震による長周期振動が建物に発生した際には、昇降路１内に配置されたロープ類に横振動が生じる。このとき、例えば主ロープ７のかご側部分、即ち駆動シーブ６とかご８との間の部分の固有振動数が、建物５０の揺れの振動数に近接していると、図２に示すように、主ロープ７に大きな横振動が生じる。

主ロープ７はかご８に接続されているため、主ロープ７に横振動が生じた状態でかご８が走行すると、主ロープ７の振動がかご８に伝わり、かご８が大きく振動することがある。

図３は、図１のかご８の位置と、主ロープ７のかご側部分の１次固有振動数ｆｒ、かご８の固有振動数ｆｃ、及び建物５０の固有振動数ｆｂとの関係を示すグラフである。主ロープ７のかご側部分の長さは、かご８の位置によって変化する。このため、かご側部分の１次固有振動数ｆｒも、かご８の位置によって変化する。そして、かご側部分の１次固有振動数ｆｒは、次式で表すことができる。

ここで、Ｌは主ロープ７のかご側部分の長さ、Ｔは主ロープ７のかご側部分の張力、ρは主ロープ７の単位長さ当たりの質量である。

かご８が上層階に移動すると、長さＬが短くなるため、かご側部分の１次固有振動数ｆｒは、長さＬに反比例して大きくなる。

また、かご８の固有振動数ｆｃは、かご８の質量と、かご８をかごガイドレールに沿って案内するガイド装置の支持剛性とによって決まる。かご８の質量と、ガイド装置の支持剛性とは、かご８の位置によって変動しない。このため、かご８の固有振動数ｆｃは、かご８の位置によらず、一定の値となる。

かご８が下層階に停止している際には、主ロープ７のかご側部分の１次固有振動数ｆｒが建物５０の固有振動数ｆｂに近接している。このため、建物５０の揺れとかご側部分とが共振して、かご側部分に生じる横振動が大きくなる。

この状態でかご８を上方向へ走行、即ちＵＰ走行させると、主ロープ７のかご側部分の固有振動数ｆｒが増大していき、上層階でかご８の固有振動数ｆｃと交差する。これにより、かご側部分とかご８とが共振して、かご８の振動が大きくなる。

図４は、図１のエレベータ制御装置５の機能を示すブロック図である。エレベータ制御装置５は、機能ブロックとして、管制運転判定部２１、速度指令部２２、及び速度制御部２３を有している。

エレベータ制御装置５は、複数の運転モードに基づいて、かご８の運転を制御する。エレベータ制御装置５によるかご８の運転モードには、通常運転モードと、管制運転モードとが含まれている。通常運転モードは、かご８の通常運転を行う運転モードである。管制運転モードは、主ロープ７の横振動によるかご８の振動を抑制する運転モードである。

管制運転判定部２１は、揺れ検出部２４からの信号と、かご位置検出部２５からの信号とに基づいて、運転モードを管制運転モードに切り替えるかどうかを判定する。

揺れ検出部２４としては、建物５０の横振動に応じた信号を発生する建物揺れセンサを用いることができる。建物揺れセンサは、例えば建物５０の頂部に設置されている。

また、揺れ検出部２４として、主ロープ７又はコンペンロープ１０の横振動に応じた信号を発生するセンサを用いてもよい。また、揺れ検出部２４として、複数種類のセンサを用いてもよい。また、揺れ検出部２４として、建物５０の揺れによる加振入力から主ロープ７又はコンペンロープ１０の横振動を算出し、ロープ横振動推定値として出力する数式モデルを用いてもよい。

かご位置検出部２５としては、巻上機３に設けられている回転検出器、調速機１２に設けられている回転検出器、昇降路１内に設置されているスイッチ、又はこれらの組み合わせを用いることができる。

速度指令部２２は、管制運転判定部２１からの信号と、かご位置検出部２５からの信号とに基づいて、速度指令を生成する。速度制御部２３は、速度指令に基づいて、巻上機３を制御する。

図５は、図１の主ロープ７の横振動に対するエレベータ制御装置５の管制運転動作を示すフローチャートである。実施の形態１では、図１のエレベータ装置がシャトルエレベータである場合について説明する。

シャトルエレベータでは、建物５０の下部のエントランス階と、建物５０の上部の特定階との間で、かご８が往復運転される。この例では、エントランス階は最下階であり、特定階は最上階である。

エレベータ制御装置５は、かご８の走行開始時に、図５の処理を実施する。また、エレベータ制御装置５は、図５の処理を設定周期で定期的に実施してもよい。

エレベータ制御装置５は、ステップＳ１において、揺れ検出部２４の出力信号の大きさが設定値以上であるかどうかを判定する。図５では、建物５０の揺れの大きさが設定値以上であるかどうかを判定する例を示している。

建物５０の揺れの大きさが設定値未満であれば、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

なお、エレベータ制御装置５は、ステップＳ１において、主ロープ７の横振動に応じた信号を発生するセンサの出力信号の大きさ、又は、ロープ横振動推定値の大きさが設定値以上であるかどうかを判定してもよい。

揺れ検出部２４の出力信号の大きさが設定値以上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３において、かご８の走行開始位置が、主ロープ共振ゾーンよりも下かどうかを判定する。図５では、建物５０の揺れの大きさが設定値以上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３において、かご８の走行開始位置が、主ロープ共振ゾーンよりも下かどうかを判定する例を示している。

エレベータ制御装置５には、主ロープ共振ゾーンが予め設定されている。主ロープ共振ゾーンは、主ロープ７のかご側部分が建物５０の揺れに共振するゾーンである。

かご８の走行開始位置が主ロープ共振ゾーンよりも上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ４において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

かご８の走行開始位置が主ロープ共振ゾーンよりも下である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ５において、運転モードを管制運転モードに切り替える。なお、走行開始位置が主ロープ共振ゾーン内である場合も、ステップＳ３からステップＳ５に進む。

この後、エレベータ制御装置５は、ステップＳ６において、かご８の上方向への走行を開始させる。そして、エレベータ制御装置５は、ステップＳ７において、かご８が第１の速度変更位置に到達したかどうかを監視する。

エレベータ制御装置５には、第１の速度変更位置が予め設定されている。第１の速度変更位置は、かご８の速度を、通常運転モードの速度パターンにおける速度よりも低速に変更する位置である。第１の速度変更位置は、かご共振ゾーンよりも下に設定されている。かご共振ゾーンは、かご８が主ロープ７のかご側部分の横振動に共振するゾーンである。

かご８が第１の速度変更位置に到達すると、エレベータ制御装置５は、ステップＳ８において、かご８を減速させる。この後、ステップＳ９において、かご８が最上階に到着すると、エレベータ制御装置５は、この回の処理を終了する。

エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、かご８がかご共振ゾーンに進入する手前でかご８を減速させることで、通常運転モードでかご８を走行させる場合よりも、時間をかけてかご８を最上階に到着させる。即ち、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、通常運転モードよりも遅く行先階に到着するように、かご８の運転を制御する。

これにより、かご８がかご共振ゾーンに進入する前に、主ロープ７の横振動が減衰し、かご８に伝わる振動が低減される。

図６は、図１のかご８の速度パターン及びかご８に生じる振動を、通常運転モードと管制運転モードとで比較して示すグラフである。なお、図６は、同じ大きさの建物揺れが生じている状態で、最下階から最上階まで、通常運転モードでかご８を移動させた場合と管制運転モードでかご８を移動させた場合とを比較して示している。

通常運転モードでは、主ロープ７のかご側部分の横振動にかご８が共振し、最上階付近でかご８が大きく振動している。

これに対して、管制運転モードでは、第１の速度変更位置、即ち速度変更開始位置Ｐｖ１でかご８の減速が開始される。このため、かご８は、主ロープ７のかご側部分の横振動がある程度減衰してから、かご共振ゾーンに進入する。これにより、かご８に生じる振動は低減されている。

図７は、図５における第１の速度変更位置の決定方法を示す説明図である。建物５０の揺れによる加振入力に対する主ロープ７のかご側部分の横振動の応答倍率λは、次式で表される。但し、ζは、主ロープ７のかご側部分の減衰比である。

主ロープ７のかご側部分の固有振動数ｆｒは、かご側部分の長さに応じて変動する。このため、かご側部分の応答倍率λは、かご８の位置に応じて、図７の中央のグラフに示すように変化する。

図７における主ロープ共振ゾーンは、応答倍率λが最大値λ１となるロープ最大共振位置Ｐ１を含むゾーンである。この主ロープ共振ゾーン内にかご８が位置しているとき、かご側部分の横振動が増幅され易い。また、ロープ最大共振位置Ｐ１から離れるほど、応答倍率λの値は小さくなる。

従って、図６のような管制運転において、第１の速度変更位置をロープ最大共振位置Ｐ１よりも下の位置にすると、応答倍率λの高い主ロープ共振ゾーンにかご８がいる時間が長くなり、かご８の振動の原因となるかご側部分の横振動が増大し易い。このため、第１の速度変更位置は、応答倍率λが低下し始めるロープ最大共振位置Ｐ１よりも上の位置とすることが望ましい。

一方、主ロープ７のかご側部分の横振動による加振入力に対するかご８の振動の応答倍率λａは、次式で表される。

但し、ζｃは、かごガイドレールに沿ってかご８を案内するガイド装置の減衰比である。また、ｆｃは、かご８の質量とガイド装置の剛性とから決まるかご８の固有振動数である。

主ロープ７のかご側部分の固有振動数ｆｒは、かご側部分の長さに応じて変動する。このため、かご８の応答倍率λａは、図７の右のグラフに示すように変化する。

図７におけるかご共振ゾーンは、応答倍率λａが最大値となるかご最大共振位置Ｐａ１を含むゾーンである。図６の速度変更開始位置から速度変更完了位置までの区間が、応答倍率λａの高いかご共振ゾーンに重なると、かご側部分の横振動が十分に減衰する前に、かご８がかご共振ゾーンに進入することになる。この場合、かご側部分の横振動によるかご８の振動が増幅し易い。従って、速度変更完了位置は、かご最大共振位置Ｐａ１よりも下の位置とすることが望ましい。

このように、実施の形態１の管制運転では、ロープ最大共振位置Ｐ１よりも上の位置で速度変更が開始されることが望ましい。また、応答倍率λａが最大値λａ１よりも小さいかご最大共振位置Ｐａ１よりも下の位置で、速度変更が完了し、走行速度が低速度Ｖ２になることが望ましい。

これにより、主ロープ共振ゾーンからかご８を高速で離しつつ、かご８の振動の増大を抑制することができる。

なお、速度変更開始位置を主ロープ共振ゾーンの上端Ｐ１Ｕよりも上の位置Ｐ２とし、かつ、速度変更完了位置をかご共振ゾーンの下端Ｐａ１Ｌよりも下の位置Ｐａ２とすれば、かご８の振動の増大をより効果的に抑制することができ、より好適である。

ここで、主ロープ共振ゾーンの上端Ｐ１Ｕは、例えば、応答倍率λが最大値λ１の５分の１程度となる位置である。また、かご共振ゾーンの下端Ｐａ１Ｌは、例えば、応答倍率λａが最大値λａ１の５分の１程度となる位置である。

但し、最大値λ１及びλａ１に対する乗数５分の１は、主ロープ７の横振動によって生じるかご８の振動を、解析モデルを用いて評価した際に、かご８の振動の増大を抑制できる条件として算出される一例であり、この値に限定されない。

なお、上記の説明では、かご側部分の応答倍率λ及びかごの応答倍率λａに基づいて、速度変更する方法を説明した。これに対して、かご側部分の固有振動数ｆｒが建物５０の固有振動数ｆｂよりも高くなる位置で速度変更を開始し、固有振動数ｆｒがかご８の固有振動数ｆｃよりも小さい位置で速度変更を完了するようにしてもよい。

上記のような管制運転における速度パターンを実現する速度指令は、予めオフラインで設計し、エレベータ制御装置５内の速度指令部２２に実装してもよい。

他の方法として、速度指令部２２において、上記の評価をリアルタイムに計算し、かご８の振動を抑制する速度指令をオンラインで生成してもよい。

図８は、図６の管制運転における速度パターンの決定方法の第１の例を示す説明図である。基本的には、速度変更完了後の低速度Ｖ２を小さくし、走行時間を長くすれば、かご８の振動を抑制できる。しかし、低速度Ｖ２を過度に小さくすると、走行時間が過大となり、運行効率が低下する。

走行時間が過大とならずに、かご８の振動を抑制する適当な条件を決める方法の第１の例を説明する。この方法では、管制運転時の走行時間の上限Ｔ２を定め、走行開始から目的階に到達するまでの間にかご８の振動が目標レベル以下となる運転パターンを設定する。ここで、上限Ｔ２は、例えば通常運転時の走行時間Ｔ１の３倍以下の値とすればよい。

かご８の振動は、主ロープ７のかご側部分の横振動によって励起されるため、かご側部分の横振動の振幅ができるだけ減衰するような運転パターンとなることが必要である。また、かご側部分の横振動は、振動回数の増加に応じて減衰していく。このため、目的階に到達するまでに、かご側部分の横振動の回数ができるだけ多くなるような速度パターンとすればよい。

走行時間Ｔ２の間にかご側部分を多く振動させるためには、かご側部分をできるだけ高い振動数で振動させればよい。かご側部分の振動数は、かご８が上方へ行くほど高くなる。これは、かご８が上方へ行くほどかご側部分の長さが短くなるためである。

従って、速度変更開始位置は、できるだけ上の位置になるように設定することが望ましい。例えば、かご８の位置が、最下階から最上階までの昇降行程の２分の１よりも上の位置で、かご８の速度を通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替えればよい。そして、速度変更後は、走行時間Ｔ２の間に目的階に到達できる範囲内で、低速度Ｖ２をできるだけ小さい速度に設定することが望ましい。

これにより、走行時間Ｔ２の間に、かご８の振動を効果的に抑制することができる。即ち、走行時間が過大とならずに、効果的にかご８の振動を抑制できる。

図８の中段のグラフは、走行時間Ｔ２の間に、任意の位置Ｐ３ で速度変更した場合のかご側部分の腹の位置での横振動の変位を示している。但し、Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐａ１である。また、図８の下段のグラフは、走行時間Ｔ２の間に、任意の位置Ｐ４で速度変更した場合のかご側部分の腹の位置での横振動の変位を示している。但し、Ｐ４＜Ｐ３、即ちＰ４はＰ３よりも下の位置である。

速度変更開始位置をＰ４よりも上のＰ３とした方が、かご側部分の長さがより早く短くなり、また、速度変更後は、第１の速度変更位置をＰ４とした場合よりも低速度Ｖ２を低くすることができる。このため、かご８の振動の要因となるかご側部分の横振動をより早く減衰させることができる。

図９及び図１０は、図６の管制運転における速度パターンの決定方法の第２の例を示す説明図である。主ロープ７のかご側部分の横振動は、初期変位を与えて自由振動させた場合、振幅は１周期ごとに等比級数的に減少していく。即ち、振動する回数が多いほど、振幅が小さくなっていく。

実施の形態１の管制運転において、速度変更後の低速度Ｖ２を可能なかぎり低くし、最上階に到着するまでにできるだけ時間をかけてかご側部分の振動回数が多くなるようにすれば、かご側部分の横振動が減衰し、かご８に伝わる振動が小さくなる。

一方で、目的階に到着するまでに時間をかけ過ぎると、運行効率が低下するため、走行時間は許容できる最大値以下に設計することになる。また、走行時間を短くし過ぎると、今度はかご共振ゾーンに到達するまでに、かご側部分の横振動が十分に減衰せず、かご８の振動の抑制効果が小さくなってしまう。このように、かご８の振動と走行時間との間には、トレードオフの関係がある。

走行時間が過大とならずに、かご８の振動を抑制する適当な条件を決める方法の第２の例を説明する。この方法では、２つの数式モデルを用いて、建物５０の揺れに対するかご８の振動を評価する。

１つの数式モデルは、建物５０の揺れによる加振入力から、かご８の走行中におけるかご側部分の横振動の変位を算出する数式モデルである。もう１つの数式モデルは、かご側部分の横振動による加振入力から、かご８の振動を算出する数式モデルである。

管制運転におけるかご８の速度パターンとして、低速度Ｖ２を任意の値、例えば通常運転時の定格速度の５０％以下に設定する。その上で、例えば図９に示すように、速度変更開始位置を変動させた数値計算、即ち速度変更開始位置をＰｍ、Ｐｎ、・・・と変動させた計算を行う。

そして、図１０に示すように、走行時間と最大かご振動とを軸に取った２次元平面の曲線Ｑを作成する。予め設定するかご振動の制限値Ａｍａｘと走行時間の上限Ｔｍａｘとに対して、かご振動が制限値Ａｍａｘ以下、かつ走行時間が上限Ｔｍａｘ以下となる曲線Ｑ上の領域に対応する速度変更開始位置の条件を抽出し、管制運転の走行速度パターンとする。なお、Ｔｍａｘ＝Ｔ２である。

より最適には、図１０の曲線Ｑ上の原点からの距離ｄを評価し、距離ｄが最小となる条件における速度変更開始位置を設定すれば、走行時間が過大とならずに、かご８の振動の抑制効果を得られる管制運転の走行パターンが得られる。

上記のような管制運転における速度パターンを実現する速度指令は、速度指令部２２が、時々刻々得られる建物揺れ情報とかご位置情報とに基づいて、上記の評価をリアルタイムで行い、オンラインで生成してもよい。

他の方法として、上記の評価を予めオフラインで行っておき、得られた最適条件の速度指令を予め速度指令部２２に実装してもよい。

次に、図１１は、図１のかご８の位置と、コンペンロープ１０のかご側部分の１次固有振動数ｆｒｃ、かご８の固有振動数ｆｃ、及び建物５０の固有振動数ｆｂとの関係を示すグラフである。コンペンロープ１０のかご側部分、即ち第１のコンペンシーブ１１ａとかご８との間の部分の長さは、かご８の位置によって変化する。このため、かご側部分の１次固有振動数ｆｒｃも、かご８の位置によって変化する。

かご８が最上階付近に停止していると、建物５０の揺れに対してコンペンロープ１０のかご側部分が共振し易い。また、下層階には、コンペンロープ１０のかご側部分の固有振動数ｆｒｃと、かご８の固有振動数ｆｃとが交差する点がある。このため、コンペンロープ１０が揺れた状態でかご８が下降すると、下層階でかご８の振動が励起され易い。

図１２は、図１のコンペンロープ１０の横振動に対するエレベータ制御装置５の管制運転動作を示すフローチャートである。

エレベータ制御装置５は、かご８の走行開始時に、図１２の処理を実施する。また、エレベータ制御装置５は、図１２の処理を設定周期で定期的に実施してもよい。

エレベータ制御装置５は、ステップＳ２１において、揺れ検出部２４の出力信号の大きさが設定値以上であるかどうかを判定する。図１２では、建物５０の揺れの大きさが設定値以上であるかどうかを判定する例を示している。

建物５０の揺れの大きさが設定値未満であれば、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２２において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

なお、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２１において、コンペンロープ１０の横振動に応じた信号を発生するセンサの出力信号の大きさ、又は、ロープ横振動推定値の大きさが設定値以上であるかどうかを判定してもよい。

揺れ検出部２４の出力信号の大きさが設定値以上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２３において、かご８の走行開始位置が、コンペンロープ共振ゾーンよりも上かどうかを判定する。図１２では、建物５０の揺れの大きさが設定値以上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２３において、かご８の走行開始位置が、コンペンロープ共振ゾーンよりも上かどうかを判定する例を示している。

エレベータ制御装置５には、コンペンロープ共振ゾーンが予め設定されている。コンペンロープ共振ゾーンは、コンペンロープ１０のかご側部分が建物５０の揺れに共振するゾーンである。

かご８の走行開始位置がコンペンロープ共振ゾーンよりも下である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２４において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

かご８の走行開始位置がコンペンロープ共振ゾーンよりも上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２５において、運転モードを管制運転モードに切り替える。なお、走行開始位置がコンペンロープ共振ゾーン内である場合も、ステップＳ２３からステップＳ２５に進む。

この後、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２６において、かご８の下方向への走行、即ちＤＮ走行を開始させる。

エレベータ制御装置５には、主ロープ７のかご側部分の横振動を減衰させるための第１の速度変更位置とは別に、コンペンロープ１０のかご側部分の横振動を減衰させるための第２の速度変更位置が設定されている。

第２の速度変更位置は、かご８の速度を、通常運転モードの速度パターンにおける速度よりも低速に変更する位置である。第２の速度変更位置は、かご共振ゾーンよりも上に設定されている。かご共振ゾーンは、かご８がコンペンロープ１０のかご側部分の横振動に共振するゾーンである。

エレベータ制御装置５は、ステップＳ２７において、かご８が第２の速度変更位置に到達したかどうかを監視する。

かご８が第２の速度変更位置に到達すると、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２８において、かご８を減速させる。この後、ステップＳ２９において、かご８が最下階に到着すると、エレベータ制御装置５は、この回の処理を終了する。

管制運転モードでは、かご８がかご共振ゾーンに進入する手前でかご８を減速させることで、通常運転モードでかご８を走行させる場合よりも、時間をかけてかご８を最下階に到着させる。即ち、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、通常運転モードよりも遅く行先階に到着するように、かご８の運転を制御する。

これにより、かご８がかご共振ゾーンに進入する前に、コンペンロープ１０の横振動が減衰し、かご８に伝わる振動が低減する。

第２の速度変更位置の決定方法、管制運転時の速度パターンの決定方法等の考え方は、主ロープ７の横振動に対する管制運転と同様である。

このようなエレベータ装置では、エレベータ制御装置５は、建物５０及び主ロープ７の少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、かご８の位置とに基づいて、運転モードを管制運転モードに切り替える。また、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、走行行程の途中の第１の速度変更位置で、かご８の速度を、通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替える。

このため、かご８の運行効率の低下を抑えつつ、主ロープ７の横振動によるかご８の振動を効率的に抑制することができ、乗り心地の悪化を防ぐことができる。

また、エレベータ制御装置５は、建物５０及びコンペンロープ１０の少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、かご８の位置とに基づいて、運転モードを管制運転モードに切り替える。また、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、走行行程の途中の第２の速度変更位置で、かご８の速度を、通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替える。

このため、かご８の運行効率の低下を抑えつつ、コンペンロープ１０の横振動によるかご８の振動を効率的に抑制することができ、乗り心地の悪化を防ぐことができる。

また、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、速度変更位置を、ロープ最大共振位置とかご最大共振位置との間に設定する。これにより、ロープ７，１０の横振動によるかご８の振動をより効率的に抑制することができる。

また、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、速度変更位置を、建物５０の揺れに対するロープ７，１０の横振動の応答倍率が最大値の５分の１となる位置と、ロープ７，１０の横振動によるかご８の振動の応答倍率が最大値の５分の１となる位置との間に設定する。これにより、かご８の運行効率の低下を抑えつつ、ロープ７，１０の横振動によるかご８の振動をより効率的に抑制することができる。

また、エレベータ制御装置５は、かご８の走行が、ロープ共振ゾーンとかご共振ゾーンとの両方に順番に進入する走行である場合に、運転モードを管制運転モードに切り替える。このため、できるだけ通常運転を維持しつつ、より的確なタイミングで管制運転を実施することができる。

また、エレベータ制御装置５は、管制運転モードでは、ロープ共振ゾーンにおけるかご８の速度を通常運転モードと同様の速度とし、かご共振ゾーンにおけるかご８の速度を通常運転モードの速度よりも低速とする。このため、かご８の運行効率の低下を抑えつつ、ロープ７，１０の横振動によるかご８の振動をより効率的に抑制することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２のエレベータ装置について説明する。実施の形態１では、シャトルエレベータの場合について説明したが、実施の形態２のエレベータ装置は、かご８が各階に停止可能なエレベータ装置である。また、エレベータ装置全体の構成、エレベータ制御装置５の構成、及びかご８の振動を抑制するための基本的な方法は、実施の形態１と同様である。

図１３は、この発明の実施の形態２の主ロープ７の横振動に対するエレベータ制御装置５の管制運転動作を示すフローチャートである。図１３において、ステップＳ１からステップＳ４までは、図５と同様である。

ステップＳ３において、かご８の走行開始位置が主ロープ共振ゾーンよりも下である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ１１において、かご８の運転方向が上方向であるかどうかを判定する。なお、走行開始位置が主ロープ共振ゾーン内である場合も、ステップＳ３からステップＳ１１に進む。

かご８の運転方向が上方向でなければ、エレベータ制御装置５は、ステップＳ１２において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

かご８の運転方向が上方向である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ１３において、行先階が第１の速度変更位置よりも上かどうかを判定する。第１の速度変更位置よりも上でなければ、エレベータ制御装置５は、ステップＳ１４において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

行先階が第１の速度変更位置よりも上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ５において、運転モードを管制運転モードに切り替える。この後、ステップＳ６からステップＳ８までは、図５と同様である。そして、ステップＳ１５において、かご８が行先階に到着すると、エレベータ制御装置５は、この回の処理を終了する。

図１４は、実施の形態２のコンペンロープ１０の横振動に対するエレベータ制御装置５の管制運転動作を示すフローチャートである。図１４において、ステップＳ２１からステップＳ２４までは、図１２と同様である。

ステップＳ２３において、かご８の走行開始位置がコンペンロープ共振ゾーンよりも上である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３１において、かご８の運転方向が下方向であるかどうかを判定する。なお、走行開始位置が主ロープ共振ゾーン内である場合も、ステップＳ２３からステップＳ３１に進む。

かご８の運転方向が下方向でなければ、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３２において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

かご８の運転方向が下方向である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３３において、行先階が第２の速度変更位置よりも下かどうかを判定する。第１の速度変更位置よりも下でなければ、エレベータ制御装置５は、ステップＳ３４において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

行先階が第２の速度変更位置よりも下である場合、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２５において、運転モードを管制運転モードに切り替える。この後、ステップＳ２６からステップＳ２８までは、図１２と同様である。そして、ステップＳ３５において、かご８が行先階に到着すると、エレベータ制御装置５は、この回の処理を終了する。

他の構成及び制御方法は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ装置によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、エレベータ制御装置５は、かご８の走行が、ロープ共振ゾーンとかご共振ゾーンとの両方に順番に進入する走行である場合に、運転モードを管制運転モードに切り替える。このため、かご８が各階に停止可能なエレベータ装置であっても、できるだけ通常運転を維持しつつ、より的確なタイミングで管制運転を実施することができる。

また、エレベータ制御装置５は、かご８の運転方向が上方向である場合に、かご８の行先階が速度変更位置よりも上かどうかを判定し、行先階が速度変更位置よりも上である場合に、運転モードを管制運転モードに切り替える。このため、より的確なタイミングで管制運転を実施することができる。

また、エレベータ制御装置５は、かご８の運転方向が下方向である場合に、かご８の行先階が速度変更位置よりも下かどうかを判定し、行先階が速度変更位置よりも下である場合に、運転モードを管制運転モードに切り替える。このため、より的確なタイミングで管制運転を実施することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３のエレベータ装置について説明する。実施の形態３では、エレベータ制御装置５は、かご振動推定値が閾値以上となる場合に、運転モードを管制運転モードに切り替える。

この場合、エレベータ制御装置５は、建物５０の揺れの大きさと、かご８の位置とに基づいて、かご８の現在の位置において生じるロープ７，１０の横振動推定値を、ロープ７，１０の横振動の初期値として算出する。

また、エレベータ制御装置５は、横振動推定値でロープ７，１０が振動した状態からかご８を走行させた場合のかご振動推定値を算出する。他の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

図１５は、実施の形態３の主ロープ７の横振動に対するエレベータ制御装置５の管制運転動作を示すフローチャートである。図１５では、エレベータ装置がシャトルエレベータである場合を示している。

エレベータ制御装置５は、かご８の走行開始時に、図１５の処理を実施する。また、エレベータ制御装置５は、図１５の処理を設定周期で定期的に実施してもよい。

エレベータ制御装置５は、ステップＳ４１において、走行した場合のかご８の振動を推定、即ち上記のかご振動推定値を算出する。続いて、エレベータ制御装置５は、ステップＳ４２において、かご振動推定値が設定値以上であるかどうかを判定する。

かご振動推定値が設定値未満であれば、エレベータ制御装置５は、ステップＳ２において通常運転モードを維持して、この回の処理を終了する。

かご振動推定値が設定値以上であれば、エレベータ制御装置５は、ステップＳ５において、運転モードを管制運転モードに切り替える。以下、ステップＳ６からステップＳ９までは、実施の形態１と同様である。

また、コンペンロープ１０の横振動に対する管制運転動作は、図１２のステップＳ２１からステップＳ２４までを、図１５のステップＳ４１、ステップＳ４２、及びステップＳ２と置き換えたものである。

このようなエレベータ装置によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、実施の形態２に示したエレベータ装置、即ちかご８が各階に停止可能なエレベータ装置について、かご振動推定値が閾値以上となる場合に、運転モードを管制運転モードに切り替えてもよい。

ここで、図１６は、管制運転モードにおける速度パターンの第１の例を示すグラフである。第１の例では、通常運転モードにおける定格速度区間の途中でかご速度の低減が開始されている。また、かご速度が低速度Ｖ２になると、減速度が低減されている。

また、図１７は、管制運転モードにおける速度パターンの第２の例を示すグラフである。第２の例では、通常運転モードにおける定格速度区間の途中でかご速度の低減が開始されている。また、かご速度が低速度Ｖ２になると、低速度Ｖ２がしばらく維持され、その後再度減速が開始されている。

また、図１８は、管制運転モードにおける速度パターンの第３の例を示すグラフである。第３の例では、通常運転モードにおける定格速度区間の途中でかご速度の低減が開始されている。その後、かごが停止するまで、通常運転モードの減速度よりも低い一定の減速度でかご速度が低減されている。

また、図１９は、管制運転モードにおける速度パターンの第４の例を示すグラフである。第４の例では、かご速度が定格速度Ｖ１に達する前に、定格速度Ｖ１よりも低く低速度Ｖ２よりも高い速度Ｖ１１で、かご速度がしばらく維持される。この後は、図１７に示す第２の例と同様である。

管制運転モードにおける速度パターンは、図１６から図１９までの例に限らず、種々の変更が可能である。

また、実施の形態１～３のエレベータ制御装置５の各機能は、処理回路によって実現される。図２０は、実施の形態１～３のエレベータ制御装置５の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。第１の例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。

また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。また、エレベータ制御装置５の各機能それぞれを個別の処理回路１００で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路１００で実現してもよい。

また、図２１は、実施の形態１～３のエレベータ制御装置５の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。第２の例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。

処理回路２００では、エレベータ制御装置５の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。

なお、上述した各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。

なお、制御装置は、設定値以上の大きさの建物の揺れが発生し、さらに、建物の揺れの大きさが設定値以上となっている状態の継続時間が、基準時間以上続いている場合に、運転モードを管制運転モードに切り替えてもよい。このとき、制御装置は、建物の揺れの大きさに応じて、基準時間を変更してもよい。

例えば、建物の揺れが０．２ガルから０．３ガルまでの場合は、基準時間を４００秒と設定し、建物の揺れが０．３ガルを超える場合は、基準時間を３００秒と設定すればよい。但し、前記の基準時間は、建物の揺れによって生じる主ロープ及びコンペンロープのいずれか一方の横振動が設定値に達する一例であり、この値に限定されない。

また、管制運転モードは、主ロープ及びコンペンロープのいずれか一方の横振動に対してのみ適用してもよい。また、かごに接続されている主ロープ及びコンペンロープ以外のロープの横振動に対して適用してもよい。

また、ロープは、広義の意味のロープであり、例えばかごを吊り下げるベルトも含む。

また、管制運転を制御する制御装置は、エレベータ制御装置に限定されない。

また、この発明は、機械室レスエレベータ、ダブルデッキエレベータ、ワンシャフトマルチカー方式のエレベータなど、種々のタイプのエレベータに適用できる。ワンシャフトマルチカー方式は、上かごと、上かごの真下に配置された下かごとが、それぞれ独立して共通の昇降路を昇降する方式である。

５ エレベータ制御装置、７ 主ロープ、８ かご、１０ コンペンロープ。

Claims (5)

1. かご、
   前記かごに接続されているロープ、及び
   前記かごの運転を制御する制御装置
   を備え、
   前記制御装置による前記かごの運転モードには、前記かごの通常運転を行う通常運転モードと、前記ロープの横振動による前記かごの振動を抑制する管制運転モードとが含まれており、
   前記制御装置は、
   建物及び前記ロープの少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、前記かごの位置とに基づいて、前記運転モードを前記管制運転モードに切り替え、
   前記管制運転モードでは、走行行程の途中の速度変更位置で、前記かごの速度を、前記通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替え、
   前記制御装置は、前記かごの走行が、前記建物の揺れに前記ロープが共振するロープ共振ゾーンと、前記ロープの横振動に前記かごが共振するかご共振ゾーンとの両方に順番に進入する走行である場合に、前記運転モードを前記管制運転モードに切り替えるエレベータ装置。
2. 前記制御装置は、前記管制運転モードでは、前記ロープ共振ゾーンにおける前記かごの速度を通常運転モードと同様の速度とし、前記かご共振ゾーンにおける前記かごの速度を通常運転モードの速度よりも低速とする請求項１記載のエレベータ装置。
3. かご、
   前記かごに接続されているロープ、及び
   前記かごの運転を制御する制御装置
   を備え、
   前記制御装置による前記かごの運転モードには、前記かごの通常運転を行う通常運転モードと、前記ロープの横振動による前記かごの振動を抑制する管制運転モードとが含まれており、
   前記制御装置は、
   建物及び前記ロープの少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、前記かごの位置とに基づいて、前記運転モードを前記管制運転モードに切り替え、
   前記管制運転モードでは、走行行程の途中の速度変更位置で、前記かごの速度を、前記通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替え、
   前記制御装置は、前記管制運転モードでは、前記速度変更位置を、前記建物の揺れに対する前記ロープの横振動の応答倍率が最大値となるロープ最大共振位置と、前記ロープの横振動による前記かごの振動の応答倍率が最大値となるかご最大共振位置との間に設定するエレベータ装置。
4. かご、
   前記かごに接続されているロープ、及び
   前記かごの運転を制御する制御装置
   を備え、
   前記制御装置による前記かごの運転モードには、前記かごの通常運転を行う通常運転モードと、前記ロープの横振動による前記かごの振動を抑制する管制運転モードとが含まれており、
   前記制御装置は、
   建物及び前記ロープの少なくともいずれか一方の揺れの大きさと、前記かごの位置とに基づいて、前記運転モードを前記管制運転モードに切り替え、
   前記管制運転モードでは、走行行程の途中の速度変更位置で、前記かごの速度を、前記通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替え、
   前記制御装置は、前記管制運転モードでは、前記速度変更位置を、前記建物の揺れに対する前記ロープの横振動の応答倍率が最大値の５分の１となる位置と、前記ロープの横振動による前記かごの振動の応答倍率が最大値の５分の１となる位置との間に設定するエレベータ装置。
5. 前記制御装置は、前記かごの位置が、最下階から最上階までの昇降行程の２分の１よりも上の位置で、前記かごの速度を、前記通常運転モードの速度パターンよりも低速に切り替える請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエレベータ装置。

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