JP5030718B2 - エレベータの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エレベータの主ロープ異常判定装置を用いて地震時管制運転が可能か否かを判定するエレベータの制御装置に関する。

近年、地震によるエレベータの閉じ込め等が問題となっており、今後、閉じ込めを防ぐために、地震後の最寄階までの管制運転を行う地震時管制運転が必要になってくる。地震時管制運転で問題になるのが、地震により主ロープが昇降路内の機器に引っ掛かったり、さらには主ロープが切断されてしまった場合があり、このような状態では安全上、走行させないようにする必要がある。

ところで従来、エレベータのかご上に取り付けられる秤装置は、全ての主ロープの張力を合わせてかご内の負荷を検出するものであった(例えば特許文献１、２，３参照)。

特開平３−９８９７４号公報 特公平８−５６０５号公報 特開平７−１０１６４６号公報

秤装置で主ロープの引っ掛かり等を検出しようとすると、例えば５本の主ロープのうち１本が引っ掛かり、その１本の張力が通常に比べて１００ｋｇｆ(約９８０Ｎ)増えた場合、秤装置では、かごから見て１００／５＝２０ｋｇｆの負荷が通常と比べて増えたように検出される。このように秤装置では主ロープの本数が増える程、１本当たりの負荷量の減少を精度良く検出することが難しくなる。

また、主ロープの１本が切断されその主ロープにかかる負荷が０になった場合、その主ロープに掛かっていた負荷は他の主ロープに掛かることになるが、秤装置では全体の負荷を検出しているので、出力される負荷量としては主ロープの切断前後で変わることはなく、秤装置で主ロープの切断を検出することは不可能であった。

そこでこの発明は、地震により生じた主ロープの引っ掛かりや切断をより正確に検出し、これらが検出されなければ、最寄階までかごを運転する管制運転を行うようにした、エレベータの主ロープ異常判定装置を用いたエレベータの制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的に鑑み、この発明は、エレベータの主ロープの引っ掛かり及び切断による異常を判定する主ロープ異常判定装置と、地震発生時に地震終了までかごを停止状態に待機させ、その後、前記主ロープ異常判定装置により主ロープの異常が判定されない時にかごを最寄階まで低速で移動させてドアを開ける地震時管制運転を行う主制御部と、を備え、前記主ロープ異常判定装置が、かご又は釣合錘を吊り下げるためにかご又は釣合錘に取り付けられた複数本の主ロープに設けられ主ロープに掛かる負荷荷重を検出する秤と、かご内負荷量の変化に従った主ロープの正常時の秤より出力される秤値の変化を理想秤値として記憶した記憶部と、主ロープの揺れが収まった前記地震終了後の判定時に、前記記憶部に記憶された理想秤値のうちのかご内負荷量に相当する理想秤値に基づきかつ主ロープの引っ掛かり及び切断時の秤値を含まないように設定した規定域に秤からの実測秤値が含まれない時に主ロープの異常を判定する秤値判定部と、を含むことを特徴とするエレベータの制御装置にある。

この発明では、地震により生じた主ロープの引っ掛かりや切断をより正確に検出し、これらが検出されなければ、地震後に最寄階までかごを運転する管制運転を行うようにしたので、より安全な地震時管制運転を提供できる。

この発明では、かご側及び釣合錘側の少なくとも一方の主ロープの端に、各主ロープに対してそれぞれに１つの荷重計測用の秤を取り付け、個々の主ロープに掛かる負荷量を個別に検出し、地震により生じた主ロープの昇降路内機器への引っ掛かりや主ロープの切断を正確に検出する。さらに、昇降路内の基準昇降位置における通常時の無負荷から最大負荷までの各かご内負荷量での秤からの出力を理想秤値として各秤について予め記憶しておく。そして運転制御時の秤装置からの実測秤値に対し、かごの昇降位置に従って変化する主ロープのアンバランス重量の補正を上記昇降路内の基準昇降位置を基準として行った補正済実測秤値を、上記理想秤値と比較して主ロープの引っ掛かりや切断を判定することで、誤検出を防止する。そして主ロープの引っ掛かりや切断がない場合には、地震によりエレベータが停止した後でも、最寄階まで走行し、利用者の閉じ込めを防止する。以下この発明を実施の形態に従って説明する。

図１はこの発明の一実施の形態によるエレベータの主ロープ異常判定装置を含むエレベータの制御装置の構成を示す図である。図１において、モータ１によって駆動される巻上機２には主ロープ３(実際には後述のように複数本)が巻掛けられている。主ロープ３の一方の端にはエレベータのかご４、他方の端には釣合錘５が取り付けられている。かご４の上部には、かご側において主ロープ３に掛かる負荷を検出するかご側の秤装置６が設けられ、釣合錘５の上部にも、釣合錘側において主ロープ３に掛かる負荷を検出する釣合錘側の秤装置７が設けられている。電力変換機８はモータ１に接続され、モータ１を駆動するための電力を供給する。

また主としてコンピュータで構成される制御盤１０において、主制御部１１は、乗場やかごでの呼び登録、かごの速度センサやかご位置検出器(共に図示省略)等のエレベータ運転制御用の種々の検出器からの信号に従って、エレベータのかご４の運転の全体的な制御を行う。記憶部１２には、主制御部１１での各種制御に必要な情報、データが記憶されている。そしてこの発明ではさらに、かご内負荷量をＮＬ(無負荷)からＦＬ(最大負荷)まで変化させた時の秤装置の各秤(図２の６１参照)より出力される秤値の変化を記憶部１２に理想秤値として予め記憶させている。秤値判定部１３は、かご側又は釣合錘側の秤装置６，７から出力される実測秤値に、後述する主ロープ３のアンバランス重量の補正(図３参照)を行って補正済実測秤値を求める。そして補正済実測秤値を記憶部１２に記憶させておいたその時のかご内負荷量に対する上記理想秤値と比較して、主ロープ３の引っ掛かりや切断等の状態を判定する。

図１では、制御盤１０へのエレベータ運転制御用の検出器等からの信号として、この発明に特に係わる地震検出器(図示省略)からの地震検出信号ＥＤと、かご位置検出器(図示省略)からのかご位置信号ＣＰを例示した。

図２は図１のかご４側の秤装置６の部分をより詳細に示した図で、図１と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。利用者が搭乗するかごブロック４０を含むエレベータの昇降体であるかご４は、上部に一対の上梁４ａを有し、複数本の主ロープ３(図２では３本示されている)により吊下げ支持されている。各主ロープ３には、圧縮弾性体としての圧縮コイルバネ６２、主ロープ３の端に取り付けられ圧縮コイルバネ６２を支持する支持板６３、上梁４ａと支持板６３の間に取り付けられ、圧縮コイルバネ６２の伸び縮みの大きさに従った信号を出力する秤６１が設けられている。Ａ／Ｄ変換部９は、各秤６１からのアナログ信号をデジタル信号に変換して制御盤１０に送る。

釣合錘５側の秤装置７の場合も、各主ロープ３に対して図２に示す秤６１、圧縮コイルバネ６２、支持板６３からなる構成と同等の構成を設けて、秤６１の出力をＡ／Ｄ変換部９に入力する。

記憶部１２には、主制御部１１での各種制御に必要な情報、データと共に、かご内負荷量をＮＬ(無負荷)からＦＬ(最大負荷)まで変化させた時の、主ロープ３正常時の秤装置６，７の各秤６１より出力される秤値の変化を理想秤値として予め数式やテーブルとして記憶させておく。これは例えば秤値判定部１３による書き込み動作により行う。秤値判定部１３は地震でかごが停止した後に、かご側又は釣合錘側の各秤から出力される実測秤値に、後述する主ロープ３のアンバランス重量の補正(図３参照)を行って補正済実測秤値を求める。そして補正済実測秤値を記憶部１２に記憶させておいたその時のかご内負荷量に対する理想秤値と比較して、主ロープ３の引っ掛かりや切断等の状態を判定する。

図３には、かご４の昇降路内の位置(昇降位置)と各位置でのかご４に掛かる主ロープ３のアンバランス重量の関係(主ロープアンバランス重量−昇降位置特性)を示す。かご４に掛かる主ロープ３のアンバランス重量は、図３に示すように、昇降位置の高い位置から低い位置に向かって昇降位置の変化にほぼ比例して増加する関係にある。主ロープのアンバランス重量の影響を受けることなく主ロープの引っ掛かりや切断を正確に検出するには、秤装置の各秤からの実測秤値に主ロープのアンバランス重量を加減算して、昇降路内の所定の基準昇降位置での秤値に換算する必要がある。

そこでこの実施の形態では、図３に示すように昇降路内の昇降方向の中心位置を所定の基準昇降位置ＲＰとした。すなわち、かご４が基準昇降位置ＲＰより低い位置にあれば図３のグラフに従った量のアンバランス重量を実測秤値から減算し、高い位置にあれば加算する。これを基準昇降位置ＲＰを基準に補正した補正済実測秤値とする。従って上記主ロープアンバランス重量−昇降位置特性も数式やテーブルとして記憶部１２に記憶させておく。また記憶部１２に記憶させておく理想秤値は、上記基準昇降位置ＲＰでの秤値を記憶させておく必要がある。なお、理想秤値及び主ロープアンバランス重量−昇降位置特性は、例えば地震時管制運転用記憶部(図示せず)を別途設け、これに格納するようにしてもよい。

図４には、制御盤１０で行われる地震時管制運転の動作フローチャートを示し、以下これに従って動作を説明する。なお図４のフローチャートは、かご４が停止してドアが開き、利用者の乗り降りがあり、その後ドアが閉じる度にリセットされて行われる。

まず秤値判定部１３は、走行開始時のかご内負荷量を、例えば秤装置６(又は７)の秤６１の秤値から得て一次記憶する(ステップＳ１)。その後、主制御部１１はエレベータのかご４を走行させる(ステップＳ２)。そして主制御部１１は、例えば地震検出器からの地震検出信号ＥＤにより地震発生を検出すると(ステップＳ３)、地震検出信号ＥＤに従って地震終了までエレベータのかご４を停止状態で待機させる(ステップＳ４)。

秤値判定部１３(ステップＳ１、Ｓ５〜Ｓ９)は、地震停止後、各主ロープ３の揺れが収まる所定時間経過(地震終了)した後(ステップＳ５)、秤装置６又は７の各秤６１からの秤値をＡ／Ｄ変換部９を介して実測秤値として入力する(ステップＳ６)。そして入力した実測秤値に、記憶部１２に記憶されているこのエレベータでの主ロープアンバランス重量−昇降位置特性と、かご位置検出器からのかご位置信号ＣＰに従って、現在のかご位置より主ロープのアンバランス重量の補正をかけた補正済実測秤値を得る(ステップＳ７)。

また別途、地震発生後、記憶部１２に予め記憶した理想秤値に基づき、各秤６１について、ステップＳ１で記憶したかご内負荷量での理想秤値を算出し、算出した理想秤値に基づいてそれぞれに、主ロープ３に引っ掛かりや切断が生じている可能性があるか否かの判定基準となる規定域を設定する(ステップＳ８)。規定域は、理想秤値を中心値とした所定の領域であればよく、例えば理想秤値±αｋｇｆ又は理想秤値±(理想秤値×β％)として設定する。

そしてステップＳ７で得られた補正済実測秤値がいずれもステップＳ８でそれぞれに設定された規定域内であれば、主ロープに引っ掛かりや切断が生じていないと判定し、主制御部１１に主ロープ正常を示す信号を送り、規定域を外れていれば、主ロープに引っ掛かりや切断が生じていると判定し、主制御部１１に主ロープ異常を示す信号を送る(ステップＳ９)。

主制御部１１は、主ロープ正常を示す信号を受けた場合には、かご４を最寄階まで低速で走行させてドアを開けて利用者をかご４より降車させる管制運転を行う(ステップ１０)。また主ロープ異常を示す信号を受けた場合には、主ロープ３に引っ掛かりや切断の可能性があるので、かご４を走行させず、かご内にアナウンス又は表示等で状況説明を行い、保守員が到着するまで停止状態を継続する(ステップ１１)。

図５には、ある１本の主ロープ３に異常があった場合の補正済実測秤値の時間的変化を示す。(ａ)は主ロープの引っ掛かり発生時、(ｂ)は主ロープの切断発生時を示す。走行時に地震が発生すると、ある一定の待機時間後にそれぞれ、秤から出力される実測秤値の補正済実測秤値を規定域(理想秤値に基づく)と比較することで、主ロープ３の引っ掛かりや切断を判定することができる。

この発明により、地震発生時における主ロープに引っ掛かりや切断の可能性をより正確に判定できるため、主ロープが正常であれば地震時管制運転を行って利用者を最寄階で降車させることができ、閉じ込めを減らすことができる。

なお、上記実施の形態では、理想秤値として、各秤について、主ロープが正常な時にかご内負荷量をＮＬ(無負荷)からＦＬ(最大負荷)まで変化させた時の、かごが所定の基準昇降位置にある時の秤から出力される秤値の変化を記憶させているが、かご内負荷量の変化に伴う秤から出力される秤値の変化を代表値として１系統のみ理想秤値として記憶し、各秤の共通の理想秤値としても、相当の正確さで主ロープの異常を判定することができる。

また、実測秤値に対して図３に示す主ロープアンバランス重量−昇降位置特性による補正を行わなくても、相当の正確さで主ロープの異常を判定することができる。この場合には、理想秤値は所定の基準昇降位置での秤値である必要はなく、任意の昇降位置での秤値が使用可能となる。

さらに、秤値判定部１３、理想秤値及び主ロープアンバランス重量−昇降位置特性を格納した記憶部１２、各主ロープ３にそれぞれに設けられた秤６１、Ａ／Ｄ変換部９及び外部からの信号からなる、主ロープの引っ掛かりや切断を判定する構成により、エレベータの主ロープ異常判定装置として単独で使用することも可能である。

この発明の一実施の形態によるエレベータの主ロープ異常判定装置を含むエレベータの制御装置の構成を示す図である。 図１のかご側の秤装置の部分をより詳細に示した図である。 この発明におけるかごの昇降位置と各位置でのかごに掛かる主ロープのアンバランス重量の関係(主ロープアンバランス重量−昇降位置特性)を示す図である。 この発明における制御盤で行われる地震時管制運転の動作フローチャートである。 この発明におけるある１本の主ロープに異常があった場合の補正済実測秤値の時間的変化を示す図である。

符号の説明

１ モータ、２ 巻上機、３ 主ロープ、４ かご、４ａ 上梁、５ 釣合錘、６，７ 秤装置、８ 電力変換機、９ Ａ／Ｄ変換部、１０ 制御盤、１１ 主制御部、１２ 記憶部、１３ 秤値判定部、６１ 秤、６２ 圧縮コイルバネ、６３ 支持板、ＣＰ かご位置信号、ＥＤ 地震検出信号。

Claims (3)

1. エレベータの主ロープの引っ掛かり及び切断による異常を判定する主ロープ異常判定装置と、
   地震発生時に地震終了までかごを停止状態に待機させ、その後、前記主ロープ異常判定装置により主ロープの異常が判定されない時にかごを最寄階まで低速で移動させてドアを開ける地震時管制運転を行う主制御部と、
   を備え、
   前記主ロープ異常判定装置が、
   かご又は釣合錘を吊り下げるためにかご又は釣合錘に取り付けられた複数本の主ロープに設けられ主ロープに掛かる負荷荷重を検出する秤と、
   かご内負荷量の変化に従った主ロープの正常時の秤より出力される秤値の変化を理想秤値として記憶した記憶部と、
   主ロープの揺れが収まった前記地震終了後の判定時に、前記記憶部に記憶された理想秤値のうちのかご内負荷量に相当する理想秤値に基づきかつ主ロープの引っ掛かり及び切断時の秤値を含まないように設定した規定域に秤からの実測秤値が含まれない時に主ロープの異常を判定する秤値判定部と、
   を含むことを特徴とするエレベータの制御装置。
2. 前記記憶部に各秤毎に別々の理想秤値が記憶され、前記秤値判定部で各秤毎にそれぞれの理想秤値に基づいて規定域を設定して判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
3. 前記記憶部に記憶された理想秤値が、かごが昇降路内の所定の基準昇降位置にある時の理想秤値であると共に、前記記憶部がさらに、秤からの実測秤値に対しかごの昇降位置に従って変化する主ロープのアンバランス重量の補正を前記昇降路内の所定の基準昇降位置を基準として行うための判定対象のエレベータの主ロープアンバランス重量−昇降位置特性をさらに記憶し、
   前記秤値判定部が、前記記憶部に記憶されている主ロープアンバランス重量−昇降位置特性とかご位置信号に従って、かご位置に従った主ロープのアンバランス重量の補正をかけた補正済実測秤値を求め、前記所定基準昇降位置における理想秤値に基づいて設定した規定域と補正済実測秤値を比較して主ロープの異常を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータの制御装置。

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