JP5595582B2 - エレベータロープ揺れ検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、地震や強風により建物揺れが発生したときに、建物と主索ロープ、調速機ロープ、補償ロープ等のエレベータロープ類が共振し揺れたことを検知するエレベータロープ類の揺れ検出方法及び装置に関するものである。

高層建物は、近年、その影響が報告されている長周期地震動や強風によって低周期の揺れが継続的に続くことが知られている。エレベータでは、主索ロープ、調速機ロープ、補償ロープ等のロープ類の周期が、建物揺れの周期と近接し共振し、昇降路機器に接触し損傷する事象や引っ掛かる事象が発生している。このロープなどが昇降路機器に引っ掛かったままエレベータを運行すると、機器が破損して、乗客の閉じ込めが発生したり、復旧までに長時間を要するという事態に発展する恐れがある。

このような事態を防止するため、エレベータロープが所定距離以上揺れたことを検出するエレベータロープ揺れ検出装置が提案されている（例えば特許文献１または特許文献２参照）。

実開昭６０−００３７６４号公報（第１頁、第２図） 特開２００１−３１６０５８号公報（第１１頁、第５図）

特許文献１または特許文献２に記載のエレベータロープ揺れ検出装置では、昇降路の検出対象ロープの最大振幅点付近であって、ロープの正常位置から所定距離離れた位置にロープ揺れ変位検出用センサを設置する。通常、エレベータロープ揺れ検出装置でロープ揺れを検出すると、揺れ量に応じて振れ止め装置が動作したり、エレベータロープが共振しない位置に乗りかごを動かすような退避動作が考えられる。

また効率的な運行を実現するため、例えば、エレベータの走行に支障を与えない程度のロープ揺れ量を検出できる「小さい検出レベル」と、昇降路の機器にロープが接触するようなロープ揺れ量を検出できる「大きい検出レベル」のように複数の検出レベルを設ける。複数の検出レベルを設けた場合、通常運行状態のロープ揺れであれば、順番に小さいレベルから検出するものが、特に屋外に設置されたエレベータ等では、浮遊物や小鳥などの通過によって順番に検出しない誤検出という問題があった。

またロープ揺れ変位検出用のセンサとして投受光型の対向式の光電センサを用いた場合、一般的に安価な投受光型の光電センサは、投光側は大きな視野角で光を照射し、受光側で所定箇所に限定した小さい視野角で検出するようになっている。そのため、このようなセンサで複数のレベルを実現しようとすると、隣接した投光器の光を受光し誤検出するという問題もあった。

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、長周期地震動や強風による建物揺れに起因するエレベータロープ類の揺れ量を複数のレベルで検出するとともに、誤検出を防止し確実にロープ揺れを検出するエレベータロープ類の揺れ検出方法及び装置を提供するものである。

この発明に係るエレベータロープ類の揺れ検出方法及び装置は、昇降路内に配置されたエレベータロープ類の横揺れを検出するエレベータ横揺れ検出装置において、
前記エレベータロープ類が所定変位揺れたことを検出する、異なる２つ以上の検出レベルを有する揺れ検出手段と、
当該揺れ検出手段からの検出情報を記憶する検出信号記憶部と、
当該検出信号記憶部に記憶した信号を用いて所定の演算を行う検出信号演算部と、
当該検出信号演算部の演算結果に基づいて、前記検出情報がロープ揺れによるものか否か判断するロープ揺れ判定部と、
当該ロープ揺れ判定部が判定した結果に基づいて、エレベータに所定の運行を行わせるエレベータ制御装置と、を備え、
前記ロープ揺れ判定部は、前記異なる検出レベルのうち、小さい検出レベルが動作した場合のみ、大きい検出レベルの動作を有効としてロープ揺れによるものと判断するように構成したものである。

この発明によれば、エレベータロープ揺れ検出の誤検出を防止し、地震や強風による建物揺れ発生時のエレベータロープ揺れを精度良く検出できる、といった従来にない顕著な効果を奏する。

本発明の実施の形態１におけるエレベータの構造を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータの昇降路平面図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の動作を説明するためのグラフである。 本発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の信号線図示す図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の他の動作を説明するためのグラフである。 本発明の実施の形態１における各レベルの動作時間差を判定するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態１における各レベルの他の動作時間差を判定するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の他の動作を説明するための他のグラフである。 本発明の実施の形態２におけるエレベータロープ揺れ検出装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態２におけるエレベータロープ揺れ検出装置に用いる光電センサを同一平面内に平行に置いた場合の光軸の幅の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２におけるエレベータロープ揺れ検出装置に用いる光電センサを同一平面内に千鳥配置した場合の光軸の反射の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２におけるエレベータロープ揺れ検出装置に用いる光電センサの光軸の特性の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２における光電センサの一配置例を示すエレベータの昇降路平面図である。 本発明の実施の形態２における光電センサの他の配置例を示すエレベータの昇降路平面図である。 本発明の実施の形態２における光電センサの別の配置例を示すエレベータの昇降路平面図である。 本発明の実施の形態２における光電センサの別の配置例とエレベータ主索ロープとの一位置関係を示す昇降路正面図である。 本発明の実施の形態２における光電センサのさらに別の配置例を示すエレベータの昇降路平面図である。 本発明の実施の形態３におけるエレベータロープ揺れ検出装置が設置される昇降路位置を示した一例である。 本発明の実施の形態３におけるエレベータロープ揺れ検出装置の信号線図を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるエレベータの構造図、図２は本発明の実施の形態１によるエレベータの昇降路内平面図、図３はこの発明の実施の形態１におけるエレベータロープ揺れ検出装置の構成を示すブロック図である。
図１、図２及び図３において、エレベータの昇降路１、昇降路１内を昇降するかご２、昇降路１内をかご２とは逆方向に昇降する釣合いオモリ３、昇降路１内に設置されてかご２の昇降方向を案内する一対のかご用ガイドレール４、昇降路１内に設置されて釣合いオモリの昇降を案内する一対の釣合いオモリ用ガイドレール５、釣合いオモリ３が隣接する奥側の昇降路壁１ａ等に設けられ、釣合いオモリ用ガイドレール５を支持する支持ブラケット６、かご２と釣合いオモリ３とをつるべ式に懸架する複数の主索ロープ７を示す。また、かご２の下側と釣合いオモリ３との下側は、釣合い車５２を介して補償ロープ５３によってつながれている。

この主索ロープ７は、昇降路１内や昇降路１上方の機械室５０内に設置された巻上機５１の駆動綱車にその中間部が巻き掛けられている。そして、かご２は、上記駆動綱車の回転に連動して主索ロープ７が移動することにより、主索ロープ７の移動に連動して昇降路１内を昇降する。ここで、図２においては、４本の主索ロープ７によってかごと釣合いオモリ３とがつるべ式に懸架されている場合を示しており、７ａ乃至７ｄは、かご上方に配置されてかご２を懸架する部分（以下、「かご上懸架部分」という）を示している。なお、上記かご上懸架部分７ａ乃至７ｄは、主索ロープ７のうち、例えば、かご２の上部に連結された一端部から機械室５０に配置された駆動綱車に至る部分や、かご２の上部に設けられた吊り車から昇降路１頂部に設けられた返し車に至る部分等から構成される。そして、この主索ロープ７のかご上懸架部分７ａ乃至７ｄの昇降路１内に略鉛直投影面上の移動は、振動に起因する移動等、所定範囲内に限られている。

また、投光器８、１０は乗場出入口が形成された前側の昇降路壁１ｂ等の昇降路固定体に設けられ、昇降路１内の所定高さに配置され、受光器９、１１は支持ブラケット６等の昇降路固定体に設けられ、投光器８、１０とほぼ同じ高さに配置されている。

なお、投光器８、１０と受光器９、１１とは、昇降路１内を昇降するかご２と釣合いオモリ３との衝突を回避するために、鉛直投影面上、かご２及び釣合いオモリ３と干渉しないように配置されている。ここで、上記投光器８、受光器９は、かご上懸架部分７ａの本来配置されるべき正常な懸架位置（以下、単に「正常な懸架位置」という）から所定距離αだけ離れた第１の揺れ検出レベルとなる検出ラインを構成し、上記投光器１０、受光器１１は、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離βだけ離れた第２の揺れ検出レベルとなる検出ラインを構成している。

また、上記第１の揺れ検出レベルの上記投光器８から出射される光が受光器９で受光され、その光軸が、かご上懸架部分７ａの本来配置されるべき正常な懸架位置から所定距離αの位置に設けられており、同様に上記第２の揺れ検出レベルの上記投光器１０から出射される光が受光器１１で受光され、その光軸が、かご上懸架部分７ａの本来配置されるべき正常な懸架位置から所定距離βの位置に設けられている。ここで所定距離α、β（α＜β）は、各々、前記ロープ揺れ量を検出できる小さい検出レベルと、ロープ揺れ量を検出する大きい検出レベルに対応している。

即ち、主索ロープ７の各かご上懸架部分７ａ乃至７ｄが正常な懸架位置に配置されている場合に投光器８、１０から出射されると、それぞれ照射された光は対応する受光器９、１１で受光される。一方、主索ロープ７の各かご上懸架部分７ａ乃至７ｄがロープ揺れによって、第１もしくは第２の検出ラインの光軸上を通過した場合に投光器８、１０から出射された光は、各かご上懸架部分７ａ乃至７ｄにより遮られ、対応する受光器９、１１で受光されず、ロープ揺れを検出する。

また、投光器８、１０、受光器９、１１のロープ揺れ検出手段１３を備えたロープ検出装置１２は、ロープ検出手段１３による検出情報を、建物頂部に設置され建物振動を検出する建物揺れ検出装置１４は、検出した建物揺れ情報をロープ判定装置１５へ送信する。ロープ揺れ判定手段１３は、検出信号記憶部１６、検出信号演算部１７、ロープ揺れ判定部１８を備えており、ロープ検出装置１２から送信された検出情報を検出記憶部１６が記憶し、検出信号記憶部１６が記憶した情報をもとに検出信号演算部１７が所定の演算をして、演算結果をロープ揺れ判定部１８に送る。ロープ揺れ判定部１８は、建物揺れ検出装置からの建物揺れ情報と演算結果が所定の条件を満たしていればロープ揺れと判断する。

一方、ロープ揺れ判定部１８は建物揺れ情報と演算結果が所定の条件を満たしていない場合には、ロープ揺れは発生していないと判断する。ロープ揺れ判定部１８で判断された結果は、エレベータ制御装置１９に送信され、判断結果に対応した運転をエレベータ制御装置１９が行う。このとき建物揺れ情報の所定条件としては、エレベータの巻上機５１が設置される機械室５０が存在する建物フロアの加速度を以下のように使用する。

具体的には図４に示すように、地震や強風により建物揺れが図４（ａ）のように発生し建物揺れ周期にかご上懸架部分７ａ乃至７ｄが共振し揺れ始めると、図４（ｂ）のようなロープ変位の成長をする。図４（ｂ）は簡単のためかご上懸架部分７ａのみを示している。かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離αの第１検出ラインにロープ変位が達すると、ロープ揺れ検出手段は、第１の投光器８から出射された光が遮られ、受光器９で受光されずＯＮ状態（未検知）からＯＦＦ状態（検知）になり、図４（ｃ）のような第１検出信号をロープ揺れ判定装置に送信する。同様に、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離βの第２検出ラインにロープ変位が達すると、ロープ揺れ検出手段は、第２の投光器１０から出射された光が遮られ、受光器１１で受光されずＯＮ状態からＯＦＦ状態になり、図４（ｄ）のような第2検出信号をロープ揺れ判定装置１５に送信する。

このように送信された信号は、ロープ揺れ判定装置に備えられた検出信号記憶部に図４（ｃ）、（ｄ）のような時系列データとして記憶される。次に、検出信号記憶部に記憶されたデータは検出信号演算部に送信され、検出信号演算部では図４（ｅ）、（ｆ）のように最初に第１、第２の検出信号が動作したタイミングを保持し、ロープ揺れ判定部に送信する。ロープ変位の成長は図４（ｂ）に示したように、振動波形で段階的に成長する。そのため、検出の動作順序としては第１検出レベルが第２検出レベルよりも先に動作することになる。

ロープ揺れ判定部１８では、このことを利用して図５に示すように、検出信号演算部からの第１検出信号動作タイミング１７ａ、第１、第２検出信号動作タイミング１７a、１７bのＡＮＤ回路１８ａ出力と、建物揺れ検出装置から送信された建物揺れ情報をロープ揺れ判定部ＣＰＵ１８ｂで受信し、ＡＮＤ回路出力がＯＮで、さらに建物揺れ検出装置から送信された建物揺れ情報が所定値Ａ１（図４（ａ）参照、以下同様）以上の場合には、第２検出レベルの検出は建物揺れに伴うロープ揺れによるものと判定し、最寄階停止運転、ロープ共振が生じない階へ退避する退避運転、緊急停止等のエレベータ運転指令をエレベータ制御装置に送信する。

また建物揺れ情報が所定値A1以下の場合には、建物揺れに伴わないロープ揺れとして判断し、最寄階停止運転、緊急停止等のエレベータ運転指令をエレベータ制御装置に送信する。

このため、ロープ揺れ判定部は第２検出信号が動作する前に、第1検出信号の動作がない場合には、各レベルの検出はロープ揺れによるものではないと判定し、検出信号記憶部、検出信号演算部にリセット信号を送信し、記憶データ、演算データをリセットする。

次に、検出信号演算部で保持した第1、第2検出信号演算結果から、図４（ｅ）、（ｆ）のように各レベルの動作時間差Ｔ１を演算して、ロープ揺れ判定に利用する例を示す。図６は大きな建物揺れが発生し、ロープ変位が所定距離αの第１検出レベルと所定距離βの第２検出レベル１波長で成長した場合の例を示しており、この場合、動作時間差Ｔ１は非常に短い時間となる。逆に、動作時間差Ｔ１が小さいにも関わらず、大きな建物揺れが発生していない場合は誤検知として判断することができる。

図７に具体的なフローチャートを示す。ステップＳ１０１、Ｓ１０２で第１、第２の検出レベルが検出され検出信号演算部で保持されると、ステップＳ１０３で各レベルの動作時間差Ｔ１が算出される。ステップＳ１０４で算出された動作時間差Ｔ１と所定値Ｔａを比較する。所定値Ｔａ以上の場合にはステップＳ１０５で建物加速度が所定値Ａ１以上か確認し、所定値Ａ１以上の場合には各レベルの検出は建物揺れに伴うロープ揺れによるものと判定する。一方、建物揺れが所定値Ａ１以下の場合には、建物揺れによるものではないと判定し、さらに誤検出として無効としてもよい。ステップＳ１０５で所定値Ｔａ以下の場合にはステップＳ１０８で建物加速度が所定値Ａ２（図６（ａ）参照、以下同様）以上か確認し、所定値Ａ２以上の場合には各レベルの検出は建物揺れに伴うロープ揺れによるものと判定する。所定値Ａ２以下の場合は、誤検出として無効とする。

このとき建物揺れを判定する所定値Ａ１は、図４（ａ）に示したように建物揺れが継続すると少なくとも第１の検出レベルまでロープ変位が成長する建物加速度レベルよりも小さい値として設定することが考えられる。これにより所定値Ａ１以下の建物揺れにも関わらず、第２の検出レベルが動作したことは誤検知と判定することができる。また所定値Ａ２は、図６（ａ）に示したように建物揺れが発生した場合に、ロープ変位が１波長あるいは２波長で急峻に成長する建物加速度レベルよりも小さい値として設定することが考えられる。これにより所定値Ａ２以下の建物揺れにも関わらず、第１、第２検出レベルの動作時間差がＴａ以下である場合は誤検知として無効とする。

動作時間差を判定するための所定値Ｔａは、エレベータが安全に運転可能な最大建物揺れ加速度が発生時に、各レベルにロープ変位が到達する時間をエレベータロープの計算モデル等（例えば（１）式）を用いて計算しておき、この計算値を用いる。この計算値とロープの固有振動数の逆数で表されるロープ周期Ｔｓとの関係から、ロープ周期Ｔｓの係数倍を用いてもよい。

また建物揺れを一定振幅の正弦波振動であると仮定して、建物揺れにより生じるロープ揺れを求めると、減衰のない弦振動と考えることができることから、前記エレベータロープの計算モデルの一例として、ロープ揺れ変位Ｖは、（１）式の振動方程式で記述される。

ここで、各記号の定義は以下に示す通りである。ｔ：時間、Ｖ：ロープの揺れ変位（時間の関数）、ｚ：ロープに加わる建物変位、ω：建物の固有振動数、ω₀：ロープの固有振動数（Ｌ：ロープ長さ、Ｔ：ロープ張力、ρ：ロープ線密度として、下記の（２）式で表される）。

さらに、図８のフローチャートのように、第１検出レベルが検出された後、ステップＳ１１１で、第１検出レベル検出時の建物加速度Ａａを、検出信号演算部に設けられたロープ長さ、ロープ張力、ロープ単位質量等からなるエレベータロープ揺れを推定可能な計算モデルへ入力し、各レベルにロープ変位が到達する時間を算出した結果から所定値Ｔｂを設定してもよい。この場合、ステップＳ１０５、Ｓ１０８の判定に使用する建物加速度に対する所定値Ａ１、Ａ２は、第１検出レベル検出時の建物加速度Ａａと関連づけて設定してもよく、例えば大きい建物揺れが発生しているか判定する所定値Ａ１＝２×Ａａ、建物揺れが発生しているか判定する所定値Ａ２＝０．５×Ａａのように設定してもよい。つまり、動作時間差Ｔ１の値によって、建物揺れの判定レベルを変えることにより、建物揺れによるロープ揺れ検知の場合のみ検出を有効にして、誤検出を防止することができる。

さらに第１検出レベルに対してもロープ揺れ判定を行うために、検出信号演算部で最初に第１の検出信号が動作したタイミングを保持していたものを、例えば図９（ｃ）のようにロープ周期Ｔｓの半分の時間Ｔｓ／２でリセットし、リセット後に動作した第１の検出信号を再び保持する。この保持した回数をカウントし、カウント値が所定値以上になった場合にロープ揺れ判定部でロープ揺れによるものと判定する。

この発明の実施の形態１によれば、地震や強風等によって建物揺れが発生し、建物揺れ周期とロープ周期が近接し共振した場合に、そのロープ揺れ情報を検出し、検出した信号情報とから、ロープ揺れ事象による検出と誤検出とを区別し、さらに建物揺れ情報から建物揺れに起因するか判断することによって、ロープ揺れ事象に対して適切なエレベータ運転指令を与えるため、効率的なエレベータ運行が可能になる。

また本実施の形態１では、建物揺れ検出装置の検出した建物揺れ情報をロープ判定装置へ送信する構成としたが、建物揺れ検出装置がない構成でもロープ揺れ判定装置はロープ揺れ事象の判定が可能なため、確実にロープ揺れのみを検出可能になる。

本実施の形態１では、建物揺れに伴うロープ揺れと判定した場合に、最寄階停止運転、退避運転、緊急停止等のエレベータ運転を行う例を説明したが、これらのエレベータ運転を行った後、例えば地震後の余震を考慮した数分後にロープ揺れ判定部でロープ揺れが検出されていなければ、エレベータの通常運転に復帰させるようにしてもよい。

また本実施の形態１では揺れ検出手段は投受光型の光電センサを例に説明したが、これに限らず、渦電流計、光ファイバ、カメラ等のロープ揺れ変位を計測できるものでもよいことはいうまでもない。また上記の説明では、かご側の主索ロープを対象にしたが、釣合いオモリ側の主索ロープまたは補償ロープ、調速機ロープ、制御ケーブルを対象としても同様の効果を奏する。

実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２によるエレベータロープ揺れ検出装置の一例である。図１０に示すロープ揺れ検出装置は、投光器８、１０、受光器９、１１の揺れ検出手段を備えている。投光器８、受光器９、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離αだけ離れた第１の揺れ検出レベルとなる検出ラインを構成し、上記投光器１０、受光器１１は、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離βだけ離れ、さらに第１の揺れ検出ラインから高さ方向に所定距離Ｈだけずれた第２の揺れ検出レベルとなる検出ラインを構成している。図１０は簡略化のため、かご上懸架部分７ａのみを示している。

具体的には、地震や強風により発生した建物揺れ周期にかご上懸架部分７ａが共振し揺れ始めると、ロープ変位が成長し、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離αの第１検出レベルにロープ変位が達すると、ロープ揺れ検出手段は、第１の投光器８から出射された光が遮られ、受光器９で受光されずＯＮ状態（未検知）からＯＦＦ状態（検知）になる。同様に、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離β、高さ方向に所定距離Ｈの第２検出ラインにロープ変位が達すると、ロープ揺れ検出手段は、第２の投光器１０から出射された光が遮られ、受光器１１で受光されずＯＮ状態からＯＦＦ状態になる。

ここで図１１は第１、第２揺れ検出ラインを同一平面に設置し、ロープ揺れ検出手段として投受光型の光電センサを用いた場合の光軸の幅２０（図１１中に点線で示した三角形状の部分）を示している。一般に、安価な光電センサの場合、投光側は受光側の受光面を十分覆うような範囲に広く光を照射し、受光側で所定箇所に限定した範囲を検出するようになっている。そのため近接した複数の検出ラインを設定しようとすると、隣接した投光器の光を受光して誤検出することがある。例えば、かご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離αの第１検出ラインにロープ変位が達し、ロープ揺れ検出手段は、第１の投光器８から出射された光が遮られ、受光器９で受光されずＯＮ状態（未検知）からＯＦＦ状態（検知）になるべきところが、隣接された第２の投光器１０からの光を第１の受光器９が受光し、ＯＮ状態（未検知）となってしまう。

またこれを防止するために図１２のように、隣接する投受光器を千鳥配置にする方法もあるが、かご上懸架部分７ａが共振し揺れ始め、かご上懸架部分７ａが第１の検出ラインと第２の検出ラインの間にきた場合、第１の投光器８からの光が、かご上懸架部分７ｂに反射経路２１（図１２中に示した一点鎖線）のように反射することが考えられる。本来、図１２に示すように、第２の検出ラインにかご上懸架部分７ａが達している場合、第２の投光器１０からの光が遮られ、受光器１１は受光されずＯＮ状態（未検知）からＯＦＦ状態（検知）になるべきが、反射経路２１のような反射光により第２の受光器１１が受光し、ＯＮ状態（未検知）となってしまう。

この発明の実施の形態２によれば、ロープ揺れ検出器として光電センサで複数の検出レベルとなる検出ラインを用いて検出するものにおいて、不必要な誤検出を防止し、確実にロープ揺れを検出することができる。さらに、複数の検出レベル設定が可能になるため、ロープ揺れ量に応じたエレベータ運転指令を与えることができ、効率的なエレベータ運行が可能になる。

さらに実施の形態１において、本実施の形態の異なる検出レベルを高さ方向にずらして設置する点を組み合わせることによって、ロープ揺れ事象による検出と誤検出とを区別し、さらに建物揺れに起因するか判断しつつ、不必要な誤検出を防止し、確実にロープ揺れを検出することができ、ロープ揺れ事象による検出のみに対してエレベータ運転指令を与えるため、効率的なエレベータ運行が可能になる。

また、例えば図１３のように光電センサの投光器の特性として、投光器と受光器間の距離Lで幅方向（昇降路断面に水平）に距離Ｗ１、高さ方向（昇降路断面に鉛直）に距離Ｈ１の広がる距離を有している場合には、高さ方向にずらす所定距離Ｈは、距離Ｈ１よりも大きい値として設定される。

また上記のような幅方向の距離Ｗ１に基づいて、図１４のようにかご上懸架部分７ａの正常な懸架位置から所定距離αの第１検出レベルとなる検出ラインを設け、第２の検出レベルとなる検出ラインをかご上懸架部分７ｄの正常な懸架位置から所定距離βの第２検出レベルを設ける。この場合、第１検出ラインと第２検出ラインの間の距離（α+β+ｄ、ｄは、かご上懸架部分７ａと７ｄの正常な懸架位置間距離）が距離Ｗ１よりも大きい場合に適用できる。

さらに本実施の形態２では揺れ検出手段の投受光型の光電センサをロープ揺れ方向に対して１つの軸方向に対して２つの検出ラインを設ける例について説明したが、９０度傾けた２つの軸方向に設置して、ロープの任意の方向の揺れに対応できるようにしてもよいし、ロープを囲むように設置してもよい。また、検出ラインの数は、３つ以上設置してもよい。

また複数本のロープで１つのかごを吊るエレベータでは各ロープの張力がばらつくことが知られている。そのためエレベータの走行に支障を来たさないような小さなロープ揺れ時には複数本のロープが同じように同期して揺れない場合がある。その一方で、ロープが昇降路壁に接触するような大きな振幅で揺れると、各ロープ間張力のばらつきによらず複数本のロープが同期して揺れる場合もある。そのため、図１４のように、かご上懸架部分７ａのみに第１の検出レベルとなる検出ラインを設けると、かご上懸架部分７ｄが揺れた場合には検出の遅れが発生してしまう。

またエレベータかご上懸架部分は、図１５に示すように、ロープ間の左右方向距離ｄ（かご上懸架部分７ａと７ｇの正常な懸架位置間距離）はロープ間の前後方向距離ｅより大きく設定されており、左右方向の揺れを第１の検出ラインのみで検出しようとすると、大幅に検出が遅れるという問題もある。

そこで図１５のように、左右方向の揺れを検出するために、かご上懸架部分７ａと７ｇの正常な懸架位置から左右方向へ所定距離αの位置に第１の検出レベルとなる検出ラインをそれぞれ設け、ロープ間の前後方向距離ｅは小さいため、前後方向の揺れを検出する第１の検出ラインはかご上懸架部分７ｂの正常な懸架位置から前後方向へ所定距離αの位置に設ける。これにより複数本のロープに張力のばらつきが存在し、各ロープの揺れが同期しない場合にも、ロープ揺れを遅れなく所定変位で検出することが可能になる。

図１５では第1の検出レベルの例を示したが、図１６のように第２の検出レベルも同様に、左右方向はかご上懸架部分７ａと７ｇの正常な懸架位置に対して、前後方向はかご上懸架部分７ｂの正常な懸架位置に対して設けてもよい。さらに第２の検出レベルの大きさが、張力ばらつきが存在しても、各ロープが同期するような揺れレベルの場合は、左右方向はかご上懸架部分７ａのみに設置してもよい。

さらに、各ロープ揺れ検出装置に受光側の受光面を十分覆うような範囲に広く光を照射する光電センサの投光器を用いて、左右方向の２つの第１の検出ライン間隔（α+ｄ+α）、左右方向の第１と第２の検出ライン間隔（β―α）が、図１３に示したような投光器の特性の幅方向距離Ｗ１に対して小さい場合には、図１７のように２つの第１の検出レベルとなる検出ラインと第２の検出レベルとなる検出ラインを高さ方向にそれぞれ所定距離Ｈずらして設置してもよい。所定距離Ｈは投光器の特性の高さ方向距離Ｈ１よりも大きい値として設定される。図１７ではそれぞれ所定距離Hずらして設置する例を示したが、投光器の特性の高さ方向距離Ｈ１より大きければ、互いに異なる所定距離で設置してもよい。

また前後方向についても、図１８のように第２の検出レベルとなる検出ラインは投光器の特性を考慮して、昇降路断面の同一平面内に設けてもよいし、高さ方向へ、ずらして設置してもよい。

この発明の実施の形態２によれば、複数本のロープの張力ばらつきが存在し、各ロープが同期して揺れないような場合にも、センサ数を増やさずに遅れなくロープ揺れを確実に検出することが可能になる。

実施の形態３
図１９は本発明の実施の形態３によるエレベータロープ揺れ検出装置が設置される昇降路位置を示した一例である。図１９（ａ）に示す主索ロープ揺れ検出装置位置６０、図１９（ｂ）に示す補償ロープ揺れ検出装置位置６１を備えている。主索ロープ揺れ検出装置位置６０は、主索ロープ長さ、主索ロープ張力、主索ロープ線密度で決まる主索ロープの１次振動モード周期と周期建物揺れ周期とが一致するかご位置における、主索ロープの最大振幅位置に設置したものを示している。補償ロープ揺れ検出装置位置６１は、補償ロープ長さ、補償ロープ張力、補償ロープ線密度で決まる補償ロープの２次振動モード周期と周期建物揺れ周期とが一致するかご位置における、補償ロープの最大振幅位置に設置したものを示している。

主索ロープ揺れ検出装置位置６０は、主索ロープの１次振動モードの最大振幅位置なので、かご上と駆動綱車の間に設置された主索ロープ長さの１／２の高さに設置される。補償ロープの揺れ検出装置位置６１についても、補償ロープの２次振動モードの最大振幅位置なので、かご下と釣合い車の間に設置された補償ロープ長さの１／４の高さに設置される。

この発明の実施の形態３によれば、ロープ揺れ検出装置位置を検出対象とするロープの振動モードの最大振幅位置にするものにおいて、ロープが揺れている状態で最もロープが昇降路機器に近づく位置でロープ揺れ検出が可能になるため、ロープ揺れ量に応じたエレベータ運転指令を与えることにより、ロープと昇降路機器との接触による被害を未然に防止することが可能になる。

また図１９（b）は補償ロープ揺れ検出装置位置６１を補償ロープの長さの１／４の高さに設置する例を示したが、補償ロープの２次振動モードの場合は補償ロープの長さの３／４の高さに設置してもよい。

ロープ揺れ検出装置位置の設置位置はロープ長の長さに対して１／２や１／４を例に説明したが、昇降路の環境により設置できない場合には上記位置の近傍に設置しても同様の効果を奏する。

さらに実施の形態３において、図２０のエレベータロープ揺れ検出装置の信号線図のように、ロープ揺れ判定部１８へエレベータかご位置情報７０を入力し、ロープ揺れ判定部ＣＰＵ１８ｂで、検出信号演算部１７からの信号とエレベータかご位置情報７０とに基づいてロープ揺れを判定するような構成にする。

この発明の実施の形態３によれば、エレベータかごが走行または停止によりロープ揺れ検出装置位置を通過し、エレベータかごもしくは機器により光電センサがＯＦＦし、ロープ揺れとして検出してしまうような場合にも、エレベータのかご位置に応じてロープ揺れ判定ができるため、より効率的なロープ揺れ検出が可能になる。

１ 昇降路、１ａ、１ｂ 昇降路壁、２ かご、３ 釣合いオモリ、４ かご用ガイドレール、５ 釣合いオモリ用ガイドレール、６ 支持ブラケット、７ 主索ロープ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ かご上懸架部分、８ 第１投光器、９ 第１受光器、１０ 第２投光器、１１ 第２受光器、１２ ロープ揺れ検出装置、１３ ロープ揺れ検出手段、１４ 建物揺れ検出装置、１５ ロープ揺れ判定装置、１６ 検出信号記憶部、１７ 検出信号演算部、１７ａ 第１検出信号動作タイミング、１７ｂ 第２検出信号動作タイミング、１８ ロープ揺れ判定部、１８ａ ＡＮＤ回路、１８ｂ ロープ揺れ判定部ＣＰＵ、１９ エレベータ制御装置、２０ 光軸の幅、２１ 反射経路、２２ 左右方向かご上懸架部分７ａに対する第１の投光器、２３ 左右方向かご上懸架部分７ａに対する第１の受光器、２４ 左右方向かご上懸架部分７ｇに対する第１の投光器、２５ 左右方向かご上懸架部分７ｇに対する第１の受光器、２６ 前後方向かご上懸架部分７ｂに対する第１の投光器、２７ 前後方向かご上懸架部分７ｂに対する第１の受光器、２８ 左右方向かご上懸架部分７ａに対する第２の投光器、２９ 左右方向かご上懸架部分７ａに対する第２の受光器。３０ 前後方向かご上懸架部分７ｂに対する第２の投光器、３１ 前後方向かご上懸架部分７ｂに対する第２の受光器、５０ 機械室、５１ 巻上機、５２ 釣合い車、５３ 補償ロープ、５４ 駆動綱車、６０ 主索ロープ揺れ検出装置位置、６１ 補償ロープ揺れ検出装置位置、７０ エレベータかご位置情報。

Claims (13)

1. 昇降路内に配置されたエレベータロープ類の揺れを検出するエレベータロープ揺れ検出装置において、
   前記エレベータロープ類が所定変位揺れたことを検出する異なる２つ以上の検出レベルを有する揺れ検出手段と、
   当該揺れ検出手段からの検出情報を記憶する検出信号記憶部と、
   当該検出信号記憶部に記憶した信号を用いて所定の演算を行う検出信号演算部と、
   当該検出信号演算部の演算結果に基づいて、前記検出情報がロープ揺れによるものか否か判断するロープ揺れ判定部と、
   当該ロープ揺れ判定部が判定した結果に基づいて、エレベータに所定の運行を行わせるエレベータ制御装置と、を備え、
   前記ロープ揺れ判定部は、前記異なる検出レベルのうち、小さい検出レベルが動作した場合のみ、大きい検出レベルの動作を有効としてロープ揺れによるものと判断をすることを特徴とするエレベータロープ揺れ検出装置。
2. 前記検出信号演算部は、前記小さい検出レベルと前記大きい検出レベルが最初に動作したタイミングを保持し前記ロープ揺れ判定部に送信し、
   前記ロープ揺れ判定部は、前記検出信号演算部から送信された前記小さい検出レベルが動作したときだけ前記大きい検出レベルの動作を有効とするＡＮＤ回路と、前記小さい検出レベルの動作タイミングを保持した信号とＡＮＤ回路の出力からロープ揺れを判定するロープ揺れ判定部ＣＰＵを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
3. 昇降路固定体に設けられ光を出射する投光器と、出射された光を受光する受光器とからなる２つ以上の異なる検出ラインを有し、
   前記検出ラインは、ロープ設置間隔の広い左右方向のロープ揺れ検出のために２つの異なる検出レベルを備え、第１の検出ラインは、左右の端のロープから等距離に２つ設けられ、第２の検出ラインは、左右の端のどちらかのロープに１つ以上設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
4. 昇降路固定体に設けられ光を出射する投光器と、出射された光を受光する受光器とからなる２つ以上の異なる検出ラインを有し、
   前記検出ラインは、ロープ設置間隔の狭い前後方向のロープ揺れ検出のために２つの異なる検出レベルを１つずつ備えたものであることを特徴とする請求項２に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
5. 当該検出ラインは幅方向と高さ方向に所定距離だけずれて設置され、
   当該所定距離は投光器の光軸幅の特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
6. 建物揺れを計測する建物揺れ検出装置を備え、
   前記ロープ揺れ判定部は、建物揺れ情報が所定値以上の場合にロープ揺れ判断をすることを特徴とする請求項２に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
7. 前記検出信号演算部は、小さい検出レベルと大きい検出レベルの動作時間差を演算し、
   前記ロープ揺れ判定部は、動作時間差の値により建物揺れ情報を判定する所定値を複数備え、建物揺れ情報が所定値以上の場合にロープ揺れ判断をすることを特徴とする請求項６に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
8. 前記ロープ揺れ判定部が前記動作時間差を判定する所定値は、
   前記検出信号演算部で小さい検出レベル動作時の建物揺れ情報を入力としてエレベータロープの揺れを推定して、各レベル間の動作時間差を演算し、
   前記演算結果から決定され建物揺れを判定する前記複数の所定値も、小さい検出レベル動作時の建物揺れ情報の係数倍として設定されることを特徴とする請求項７に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
9. 昇降路内に配置されたエレベータロープ類の揺れを検出するエレベータロープ揺れ検出装置において、
   前記エレベータロープ類が所定変位揺れたことを検出する異なる２つ以上の検出レベルを有する揺れ検出手段と、
   当該揺れ検出手段からの検出情報を記憶する検出信号記憶部と、
   当該検出信号記憶部に記憶した信号を用いて所定の演算を行う検出信号演算部と、
   当該検出信号演算部の演算結果に基づいて、前記検出情報がロープ揺れによるものか否か判断するロープ揺れ判定部と、
   当該ロープ揺れ判定部が判定した結果に基づいて、エレベータに所定の運行を行わせるエレベータ制御装置と、を備え、
   前記揺れ検出手段は、昇降路固定体に設けられ光を出射する投光器と、出射された光を受光する受光器とからなる２つ以上の異なる検出ラインを有し、
   前記検出ラインは、ロープ設置間隔の広い左右方向のロープ揺れ検出のために２つの異なる検出レベルを備え、第１の検出ラインは、左右の端のロープから等距離に２つ設けられ、第２の検出ラインは、左右の端のどちらかのロープに１つ以上設けられていることを特徴とするエレベータロープ揺れ検出装置。
10. 昇降路内に配置されたエレベータロープ類の揺れを検出するエレベータロープ揺れ検出装置において、
    前記エレベータロープ類が所定変位揺れたことを検出する異なる２つ以上の検出レベルを有する揺れ検出手段と、
    当該揺れ検出手段からの検出情報を記憶する検出信号記憶部と、
    当該検出信号記憶部に記憶した信号を用いて所定の演算を行う検出信号演算部と、
    当該検出信号演算部の演算結果に基づいて、前記検出情報がロープ揺れによるものか否か判断するロープ揺れ判定部と、
    当該ロープ揺れ判定部が判定した結果に基づいて、エレベータに所定の運行を行わせるエレベータ制御装置と、を備え、
    前記揺れ検出手段は、昇降路固定体に設けられ光を出射する投光器と、出射された光を受光する受光器とからなる２つ以上の異なる検出ラインを有し、
    前記検出ラインは、ロープ設置間隔の狭い前後方向のロープ揺れ検出のために２つの異なる検出レベルを１つずつ備えたものであることを特徴とするエレベータロープ揺れ検出装置。
11. 当該検出ラインは幅方向と高さ方向に所定距離だけずれて設置され、
    当該所定距離は投光器の光軸幅の特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のエレベータロープ揺れ検出装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のエレベータロープ揺れ検出装置を備え、前記エレベータ制御装置は、前記ロープ揺れ判定部が判定したエレベータ運転指令に基づきエレベータを制御することを特徴とするエレベータ装置。
13. 前記エレベータ運転指令は、最寄階停止運転、ロープ共振が生じない階へ退避する退避運転、緊急停止のいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載のエレベータ装置。

Images