JP5023511B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、地震発生後に実施する自動点検運転（診断運転）により、ロープの異常を診断し、ロープが引っ掛った状態で、かごを走行することにより昇降路機器が破損する二次災害を防ぐとともに、平常運転に復帰するまでの時間を短縮するエレベータ装置に関するものである。

地震が発生し、地震管制運転動作により、多くのエレベータが運転休止状態になると、エレベータの専門技術者が手動復旧する必要があり、大勢の専門技術者の手配と、多大な復旧時間を要することになる。特に、ロープが昇降路内で引っ掛っていないかどうかを判断するために、専門技術者が昇降路内に入り、昇降路の状況を目視確認しながら点検運転するため、検査に多くの時間を要する。そのため、迅速、且つ効率良く、復旧を行う必要がある。
この問題を解決するための従来技術として、エレベータのガバナロープが昇降路内に突出した突出物等に引っ掛ったことをガバナ張り車の上下変位から検出するエレベータのガバナロープの異常検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来技術として、エレベータのロープに振動を与える加振手段と、この加振手段で与えた振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段で検出した振動に基づいてロープの異常を判定する異常判定手段とを有するエレベータ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、主ロープ、重量補償ロープ、テールコード等のような昇降機の懸垂条体に横波信号波を発信する装置を条体の一方の端の近傍に設け、懸垂条体の横波信号波を受信する装置を発信装置の近傍もしくはその条体の他方の端の近傍に設け、かごの昇降と共に変化する条体の懸垂長に対応して横波信号波発信から横波信号波受信迄の妥当な時間遅れを持って受信波が受信されることを判別する制御装置を設けた昇降機の懸垂条体の絡み検出装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１０−１２０３２７号公報 特開２０００−２５５９２８号公報 特開平２−８６５８５号公報

特許文献１では、ガバナロープが引っ掛ることにより、ガバナ張り車が上方に引き上げられるのを検知するものであるが、ガバナロープ以外の巻上ロープや制御ケーブルなどの引っ掛りを検知できないという問題があった。
また、特許文献２、３では、対象のロープを横方向に加振し、ロープに伝わる波の状態からロープの引っ掛りの判定を行うものであるが、ロープを加振するために、大きな加振力を発生させるための加振器を、対象とする全てのロープに設置する必要があり、機器構成が大型且つ複雑のものにな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、地震後のガバナロープ、巻上ロープ等の状態をロープの変位量と張力変動のデータから判断するエレベータ装置を提供するものである。

この発明に係るエレベータ装置においては、地震感知器が動作した時、かごを最寄階に停止させ、自動点検運転（診断運転）を行った後にエレベータを平常運転に復帰させる地震時管制運転装置において、かごに取り付けられ、かごと同期して移動するガバナロープと、ガバナロープが巻き掛けられたガバナと、ガバナに設置されたガバナエンコーダと、平常時に前記ガバナエンコーダの回転角の値を要求し、得られた平常時の回転角の値を格納する記憶装置と、地震感知器が地震を感知すると、地震後のガバナエンコーダの回転角の値を要求し、得られた地震後の回転角の値と記憶装置に格納されている平常時のガバナエンコーダの回転角の値とを比較する比較器とを備え、ガバナエンコーダの出力値を用いて、ガバナの回転角を地震前後の変動量で比較することにより、地震後にガバナエンコーダからの変動量がある一定レベルの設定値を超えていない場合はガバナロープが引っ掛っていないと判断して自動点検運転を行い、地震後にガバナエンコーダからの変動量がある一定レベルの設定値を超えている場合はガバナロープが引っ掛ったと判断して通報システムに通報するものである。

この発明によれば、地震によるロープの引っ掛りを精度良く判定でき、地震後の点検運転時の二次災害を防止でき、運転再開判断を確実にするものである。更に、点検運転開始時間を早めるとともに、点検運転により異常が認められなければ、速やかに平常運転へ復帰可能となるという効果がある。

実施の形態１．
図１は地震時におけるエレベータのロープの横振動を示すエレベータ装置の概略図、図２は地震発生時にエレベータのロープが引っ掛った状態を示すエレベータ装置の概略図、図３はこの発明の実施の形態１におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。

図１は地震時におけるエレベータのロープの横振動を示す。図中、１はエレベータのかご、２はつり合いおもり、３はかご１とつり合いおもり２を懸架する巻上ロープ、４は巻上ロープ３が巻き掛けられた巻上機で、かご１及びつり合いおもり２を釣瓶式に昇降させる。５はかご１の下部とつり合いおもり２の下部に連結されたつり合いロープ、６は昇降路下部に設置されたつり合い車、７はかご１に取り付けられ、かご１と同期して移動するガバナロープ、８はガバナロープ７が巻き掛けられたガバナ、９はガバナ８に設置されたガバナエンコーダである。地震時は、かご１とつり合いおもり２を駆動する巻上機４に巻き掛けられた巻上ロープ３の横振動（横変位）、かご１の下部とつり合いおもり２の下部の間に架設されてつり合い車６に巻き掛けられたつり合いロープ５の横振動（横変位）、ガバナ８に巻き掛けられたガバナロープ７の横振動（横変位）がそれぞれ発生する。また、かご１の下部には制御ケーブル（図示せず）が取り付けられており、地震時にこの制御ケーブルも横振動（横変位）を生じる。
上記のエレベータのロープ・ケーブルは、狭い昇降路内に配置されているので、地震による建物の揺れにより、横振動（横変位）を生じた場合、昇降路壁又は昇降路内に配置された機器に衝突し、引っ掛る場合がある。
一方、平常時にかご１が停止していると、ガバナロープ７は、縦方向・横方向のいずれにも動かないため、ガバナ８に設置されたガバナエンコーダ９からの出力は、回転しないため一定値を保つ。

図２は地震発生によりガバナロープ７が昇降路機器１０に引っ掛った状態を示す。この場合、地震後にロープの揺れが収まり、かご１が静止しているにも関わらず、ガバナロープ７が昇降路機器１０に引っ掛ると、ガバナ８は、引っ掛りによるガバナロープ７の延び量を補正するために、引っ掛ったロープ側に回転し、ガバナエンコーダ９の出力値が地震前とは変化する。すなわち、平常時と地震後の変動量がロープ異常の判定基準となる。ガバナロープ７が引っ掛った図２の状態で、点検運転を実施すると、昇降路機器１０に過大な力が生じて変位し、昇降路機器１０或いはガバナロープ７に損傷が発生する。そのため、ガバナ８に設置したガバナエンコーダ９を用いて、ガバナ８の回転角を地震前後の値（変動量）で比較することにより、地震後にガバナエンコーダ９からの変動値が、ある一定レベルの設定値を超えている場合は、ガバナロープ７が引っ掛ったと判断することができる。

図３はガバナロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。図中、９はガバナエンコーダ、２０はかご停止信号、２１はトリガー、２２は記憶装置、２３は地震感知器、２４はトリガー、２５は比較器、２６は判定装置、２７は通報システム、２８は自動点検運転モードである。
かごが目的階に停止すると、エレベータ制御盤（図示せず）は、かご停止信号２０をトリガー２１に出力する。かご停止信号２０により、トリガー２１はガバナ８に取り付けられたガバナエンコーダ９に対し、現在の回転角の値を出力するように要求する。得られたガバナエンコーダ９の回転角の値は、記憶装置２２に格納される。もし、地震が発生しなければ、エレベータ装置は上記の動作を平常運転中繰り返す。
地震が発生し、地震の発生を地震感知器２３が感知すると、地震感知器２３は、トリガー２４に動作信号を送る。トリガー２４は、ガバナエンコーダ９に対し、信号を送るように要求する。送られてきたガバナエンコーダ９の信号を、トリガー２４は微分器（図示せず）で微分し、微分値が０、すなわちエンコーダ信号の変動が無くなるまで、ガバナエンコーダ９の状態を監視する。地震後のロープ揺れが収まったことを、上記の微分器で確認すると、トリガー２４は、現在のエンコーダ値を比較器２５に出力する。比較器２５は、地震発生前のエンコーダ出力値と、地震後の出力値を比較し、その差分値（変動量）を判定装置２６に送る。判定装置２６は、ある一定レベルの設定値を超えていれば、ガバナロープが引っ掛ったものと判断し、通報システム２７に結果を送り、専門技術者による復旧作業までエレベータ装置を休止させる。一方、比較器２５からの出力が、ある一定レベルの設定値を下回っていれば、ガバナロープの引っ掛りは無いものと判断し、自動点検運転を行うように自動点検運転モード２８に通知する。

以上の動作では、ガバナロープ７の揺れが収まったことを確認した後に、点検運転を開始するため、ガバナロープ７が揺れている状態で点検運転を行い、ガバナロープ７の揺れによる昇降路機器１０との接触で生じる二次災害を防ぐことができる。また、点検運転を開始する前に、ガバナロープの引っ掛り判定を実施しているため、ガバナロープが引っ掛っていない状態で点検運転を行い、ロープ引っ掛り状態での走行による二次災害を防ぐことができる。

なお、上記の説明では、ガバナロープ７のみに着目して説明を行ったが、巻上ロープ３が昇降路機器等に引っ掛ることにより、かご位置が変動することから、同様に巻上ロープ３の引っ掛りをガバナエンコーダ９の出力から判定することができる。更にまた、図３のガバナエンコーダ９の代わりに、ロープ張力の変動を計測可能な秤装置の信号を用いても、巻上ロープやつり合いロープの引っ掛りによりかごが受ける張力変化を捉えることができ、これによっても、同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図４は点検運転中における従来のロープ異常検出装置によるロープ異常判定を示すブロック図、図５はこの発明の実施の形態２におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置によるロープ異常判定を示すブロック図、図６はこの発明の実施の形態２におけるロープ異常判定装置のトルク電流の信号波形とその微分値を示す特性図である。

図４は点検運転中における、従来のロープ異常検出装置によるロープ異常判定手段を示す。ロープの異常検知手段として、例えば巻上機のトルク電流を用いた場合、得られる計測信号３１と、予め記憶装置に保存しておいた平常時の平常時信号３２を、比較器３３に入力し、得られた差分値が、ある一定レベル値以上であれば、判定装置３４により、ロープ異常と判断する。しかしながら、平常時信号３２は、温度変化や運転年数などの環境変動の影響を排除するために、定期的に値を更新する必要があり、またかご位置によってもその値が変化するため、多くの記憶容量を必要とする。
そこで、この発明の実施の形態２においては、温度変化や運転年数などの環境変動の影響を受け易い平常時信号３２を用いないで、ロープ異常を判定するものである。図６はロープ異常判定装置のトルク電流の信号波形とその微分値を示す。点検運転により、かごが上下方向に走行すると、ロープに異常がなければ、破線で示すように、走行時間ｔとともに計測信号ｘは滑らかに値が変化する。一方、ロープに引っ掛りなどの異常が発生していれば、実線で示すような変動成分が重畳される。正常時のトルク電流の変動は、異常信号に比べて、非常にゆっくりしたものであることから、計測信号３１を微分することにより、異常振動成分のみを取り出すことができる。したがって、閾値Ｐを設定することにより、ロープ異常を判断することが可能となる。
図５は平常時信号を用いない、この発明によるロープ異常判定装置によるロープ異常判定を示す。すなわち、得られた計測信号３１を、微分器３５に通すことにより、異常振動成分のみを抽出し、判定装置３４により、閾値Ｐを超えていれば、ロープ異常と判定するものである。

以上の構成により、大容量の記憶装置や、定期的な平常時信号を取得するための特別な運転を必要とせず、簡潔な構成でロープの異常検知を行うことができる。

なお、上記の説明では、計測信号としてトルク電流を用いたが、秤信号、かごの振動・騒音データを用いても同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。

図７は点検運転実施中において、巻上ロープとガバナロープの引っ掛りを同時に判断できるロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。図中、９はガバナエンコーダ、４０は巻上機４に設置した巻上機エンコーダ、４１は巻上機エンコーダ４０の出力から得られる第１のかご位置換算装置、４２はガバナエンコーダ９の出力から得られる第２のかご位置換算装置、４３は第１のかご位置換算装置４１から得られたかご位置情報と第２のかご位置換算装置４２から得られたかご位置情報を比較する比較器、４４は判定装置、４５は通報システム、４６は平常運転モードである。
点検運転実施中に、巻上機４に設置した巻上機エンコーダ４０からの出力を用いて、第１のかご位置換算装置４１により、第１のかご位置情報を得る。これと同時に、ガバナ８に設置したガバナエンコーダ９からの出力を用いて、第２のかご位置換算装置４２により、第２のかご位置情報を得る。第１のかご位置換算装置４１から得られたかご位置情報と、第２のかご位置換算装置４２から得られたかご位置情報は、比較器４３に送られ、巻上ロープ３とガバナロープ７を介したかご位置として、その値を比較し、差分値を判定装置４４に送る。
もし、ガバナロープ７が昇降路機器１０に引っ掛りながら点検走行をしていると、ガバナロープ７からのかご位置情報と、巻上ロープ３からの正常なかご位置情報との間に偏差が生じる。そのため、判定装置４４は、ある一定レベルの偏差値を超えていれば、ガバナロープ７が引っ掛ったものと判断し、通報システム４５に結果を送り、専門技術者による復旧作業までエレベータ装置を休止させる。同様に巻上ロープ３が引っ掛っていた場合も、正常なガバナロープ側のかご位置情報との比較により、引っ掛りを判断できる。また、巻上ロープ３とガバナロープ７が同時に引っ掛っている場合においても、それぞれのかご位置情報の変動する割合が異なるために、偏差を取ることにより、ロープ異常を判断することが可能となる。一方、比較器４３からの出力が、設定値を下回っていれば、ロープの引っ掛りは無いものと判断し、平常運転に復帰するように平常運転モード４６に通知する。

以上の動作では、点検運転中に、巻上ロープもしくはガバナロープの異常を、参照用の平常時信号を準備することなく、簡単な構成で容易に判定でき、ロープの引っ掛りによる昇降路機器やロープに対する二次災害を防ぐことができる。

なお、上記の説明では、比較信号としてかご位置情報を用いたが、かご速度情報を用いても同様の効果が得られる。

地震時におけるエレベータのロープの横振動を示すエレベータ装置の概略図である。 地震発生時にエレベータのロープが引っ掛った状態を示すエレベータ装置の概略図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。 点検運転中における従来のロープ異常検出装置によるロープ異常判定を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置によるロープ異常判定を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２におけるロープ異常判定装置のトルク電流の信号波形とその微分値を示す特性図である。 この発明の実施の形態３におけるエレベータ装置のロープ異常判定装置を示すブロック構成図である。

符号の説明

１ エレベータのかご
２ つり合いおもり
３ 巻上ロープ
４ 巻上機
５ つり合いロープ
６ つり合い車
７ ガバナロープ
８ ガバナ
９ ガバナエンコーダ
１０ 昇降路機器
２０ かご停止信号
２１、２４ トリガー
２２ 記憶装置
２３ 地震感知器
２５、３３、４３ 比較器
２６、３４、４４ 判定装置
２７、４５ 通報システム
２８ 自動点検運転モード
３１ 計測信号
３２ 平常時信号
３５ 微分器
４０ 巻上機エンコーダ
４１ 第１のかご位置換算装置
４２ 第２のかご位置換算装置
４６ 平常運転モード

Claims (2)

1. 地震感知器が動作した時、かごを最寄階に停止させ、自動点検運転（診断運転）を行った後にエレベータを平常運転に復帰させるエレベータの地震時管制運転装置において、
   かごに取り付けられ、かごと同期して移動するガバナロープと、前記ガバナロープが巻き掛けられたガバナと、前記ガバナに設置されたガバナエンコーダと、平常時に前記ガバナエンコーダの回転角の値を要求し、得られた平常時の回転角の値を格納する記憶装置と、前記地震感知器が地震を感知すると、地震後の前記ガバナエンコーダの回転角の値を要求し、得られた地震後の回転角の値と前記記憶装置に格納されている平常時のガバナエンコーダの回転角の値とを比較する比較器とを備え、
   前記ガバナエンコーダの出力値を用いて、前記ガバナの回転角を地震前後の変動量で比較することにより、地震後に前記ガバナエンコーダからの変動量がある一定レベルの設定値を超えていない場合は前記ガバナロープが引っ掛っていないと判断して自動点検運転を行い、地震後に前記ガバナエンコーダからの変動量がある一定レベルの設定値を超えている場合は前記ガバナロープが引っ掛ったと判断して通報システムに通報することを特徴とするエレベータ装置。
2. エレベータが停止している状態で、ガバナエンコーダの出力値を、地震前後の値で比較することを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。

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