JPH0573672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エレベーター、各種の鉄道、発電
所、原子力や各種のプルント設備などの管制運転
装置に係り、特に地震時の管制運転装置に関す
る。

〔発明の背景〕

エレベーターや鉄道、発電所、各種プラント設
備などにおいては、その運転中に地震などによる
強い振動が加えられると、設備、機器に異常が発
生し、危険な事態に致るおそれがある。

そこで、このような設備、機器には、それらが
設置されている建造物や敷地や、それら自身など
の特定の場所に地震などの振動の影響が現われた
ときには、それら設備、機器の運転状態を、振動
による異常発生に際しても危険な状態に致らない
ような運転状態にするために、振動を検知したら
予め設定した管制運転を行なう装置が設置される
ようになつてきている。

従来このような管制運転装置は、振動の加速度
を検出して、この振動の加速度が所定値を越えた
ら管制信号を発するようになつている。

例えば、エレベーターにおいては、特公昭54−
9375公報に記載されているように、動作レベルの
低い例えば、0.02Gの第１加速度式検知器と、動
作レベルの高い例えば、0.2〜0.4Gの第２加速度
式検知器との二つの加速度式検知器を用い、第１
加速度式検知器が動作するとすべての乗かごを停
止させ、もし第２加速度式検知器が動作していな
ければ、加速度が所定値以下になつてから所定時
間後にエレベーターの運転を自動的に復帰させる
方式が知られている。この方式によれば、第１加
速度式検知器によつて地震の発生を早期に検知し
てすべてのエレベーターを停止させるので、地震
時の安全性を向上させることができ、さらに、エ
レベーター設備に被害を及ぼす可能性のある第２
加速度式検知器が動作していなければ、加速度が
所定値以下に低下してから所定時間後にエレベー
ターの運転を自動的に復帰させるので、保守運休
の機会を減らすことができ、サービスの向上をは
かることができる。

しかしながら、地震による設備、機器の被害は
気象庁の発表する震度によつて推定でき、この震
度は、加速度が求まれば、求めることができると
され、エレベーター等の管制運転もこれを根拠に
加速度を基準に行なつてきた。しかし、近年の研
究によれば、加速度と震度の関係は疑問視されて
おり、この加速度は震度の関係を基にした加速度
による管制では実状に合わないことがわかつてき
た。

実状に即した管制運転用の検知量としては、
「昇降機技術講演会講演論文集」の「地震時管制
運転波動エネルギー式地震感知システムの導入」
（p53〜p68、小野田他）の中に地震の振動の速度
と変位の積があることが明らかにされている。こ
の振動の速度と変位の積を求める手段として、加
速度検出器の出力を積分して速度と変位を求め、
これらを掛算することによつて、振動の速度と変
位の積を求める方法が提唱されているが、その具
体的な構成については十分な検討が成されていな
かつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、地震による多様な振動に対し
ても、安価な構成でもつて実状に即した管制信号
を発することができる管制運転装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、地震等の振動を受けたときに
振動の速度と変位の積を求めて、この速度と変位
の積を基準にして管制信号を発する管制運転装置
において、速度と変位の積が所定値に、達したと
きだけではなく、速度および変位が各々所定値に
達したときにも管制信号を発するようにしたとこ
ろにある。

振動の速度と変位の積を管制信号として用いる
には速度・変位の双方を正確に求める必要があ
る。例えば、速度と変位の一方の出力が小さいと
きに、他方が計算できる範囲を越えて飽和してし
まうと、速度と変位の積は実際より小さく出てし
まい、管制信号を発すべきときに発しないという
事態が生ずることがある。これを防ぐためには飽
和が起らないように各検出器の増幅率を小さくし
なければならず、また、必要な精度を確保するた
めには、変位及び速度とも高い精度で求めなけれ
ばならない。簡単のために地震の振動の速度Ｖを Ｖ＝ａ sin ω ｔ で表わすとすると、積分して求めた変位Ｄは、 Ｄ＝ａ／ωcos ω ｔ となる。ここで、ａは振幅の絶対値、ωは角周波
数、ｔは時間を表わしている。ωは2πf、ｆは周
波数であるから、地震の振動に含まれる周波数成
分の範囲を0.1Hzから20Hzとしても、0.1Hzのとき
と20Hzのときでは、速度が同じ振幅であつたとし
ても、変位は200倍違うことになつてしまう。

以上のことから、速度と変位の積で管制信号を
発するためには、速度及び変位ともに高い増幅率
でもつてかつ飽和しない検出器を必要とすること
がわかる。これを安価に実現することは困難なこ
とから、本発明は、速度及び変位も所定値を越え
たら管制運転の必要があると考え、速度ないし変
化が所定値を越えた場合も管制信号を発するよう
にして、比較的安価な速度及び変位検出器であつ
ても実状に即した管制信号を発することができる
ようにしたところにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、本発明をエレベーターの地震時管制
運転に使用した場合の一実施例を示すブロツク図
である。エレベーター設備１１に取り付けられた
加速度検出器１で検出された地震の振動の加速度
は、速度を算出する積分器２と加速度の比較器５
に送られ、加速度の比較器５は加速度が基準値に
越していたらエレベーター制御装置１０に管制信
号を送る。一方、速度を算出する積分器２で求め
られた地震の振動の速度は、乗算器４、変位を算
出する積分器および速度の比較器６に送られ、速
度の比較器６は速度が基準値を越していたら、エ
レベーター制御装置１０に管制信号を送る。さら
に、変位を算出する積分器３によつて求められた
地震の振動の変位は、乗算器４と変位の比較器７
に送られ、変位の比較器７は、変位が基準値を越
えていたら、エレベーター制御装置１０に管制信
号を送る。乗算器４は、積分器２，３によつて算
出された地震の振動の速度と変位の積を計算し、
速度と変位の積の比較器９に送り、速度と変位の
比較器９は、速度と変位の積が基準値を越えてい
たら、エレベーター制御装置１０に管制信号を送
る。エレベーター制御装置１０は、５，６，７，
９それぞれの比較器より発せられた管制信号によ
り管制運転に入る。

次に、これらを実現する本発明の具体的一実施
例について、詳細に説明する。

第２図は、アナログ回路を用いた場合の本発明
の一構成図である。ここでは、水平面内の任意の
方向からくる地震の振動を検知する方法について
述べるが、加速度検出器を三つ互いに直角となる
ように配置し、加算器までの回路も三つ用意すれ
ば、任意の全方向からくる地震の振動を検知する
ことができる。第２図において、互いに直角方向
となるように配置された加速度検出器１Ｘ，１Ｙ
で検出されたＸ，Ｙそれぞれの方向の加速度は、
速度を算出する積分器２Ｘ，２Ｙと加速度の比較
器５Ｘ，５Ｙに送られる。加速度の比較器５Ｘと
５Ｙは、Ｘ，Ｙ方向の加速度をそれぞれの加速度
の基準値と比較し、規準値を越えていたら管制信
号を発する。一方、積分器２Ｘ，２Ｙではそれぞ
れの方向の速度が求められ、変位を算出する積分
器３Ｘ，３Ｙと速度の比較器６Ｘ，６Ｙと乗算器
４Ｘ，４Ｙに送られる。速度の比較器６Ｘ，６Ｙ
は、Ｘ，Ｙ方向の速度をそれぞれの速度の基準値
と比較し、基準値を越えていたら管制信号を発す
る。また、積分器３Ｘ，３Ｙではそれぞれの方向
の変位が求められ、乗算器４Ｘ，４Ｙと変位の比
較器７Ｘ，７Ｙに送られる。変位の比較器７Ｘ，
７Ｙは、Ｘ，Ｙ方向の変位をそれぞれの変位の基
準値とし比較し、基準値を越えていたら管制信号
を発する。乗算器４Ｘ，４Ｙでは、積分器２Ｘ，
２Ｙ，３Ｘ，３Ｙで求められたＸ，Ｙそれぞれの
方向の速度と変位の積を求め、加算器８に送る。
加算器８は、乗算器３Ｘ，３Ｙで求められたそれ
ぞれの方向の、速度と変位の積の和を求め、水平
面内の任意の方向の速度と変位の積を求める。こ
の水平面内の任意の方向の速度と変位の積は、速
度と変位の積の比較器９に送られ、速度と変位の
積の比較器９は、速度と変位の積の基準値と速度
と変位の積を比較し、基準値を越えていたら管制
信号を発する。

本方式によれば、二乗平均値を求める回路を用
いなくても、地震などのように加振源が一方向だ
けにあるような場合には水平面内の全方向の速度
と変位の積を求めて管制信号を発することがで
き、かつ、加速度検出器から乗算器までの部分を
もう一組用意すれば、全方向の速度と変位の積を
求める方向に変更するのも容易にできる。

第３図は、Ｘ，Ｙ方向のそれぞれの速度と変位
の二乗平均値を求め、水平面内の任意の方向の速
度と変位の絶対値を求めてから速度と変位の積を
求める場合の構成図である。これについても水平
面内の任意の方向からくる地震の振動を検知する
方法について述べるが、加速度検出器、積分器を
もう一組用意し、二乗平均をとる回路を三方向の
二乗平均値をとるようにすれば、任意の全方向か
らくる地震の振動を検知することができる。第３
図において、互いに直角方向となるように配置さ
れた加速度検出器Ｘ７，Ｙ７で検出されたＸ，Ｙ
それぞれの方向の加速度は、速度を算出する積分
器２Ｘ，２Ｙと加速度の比較器５Ｘ，５Ｙに送ら
れる。加速度の比較器５Ｘ，５Ｙは、Ｘ，Ｙ方向
の加速度をそれぞれの加速度の基準値と比較し、
基準値を越えていたら管制信号を発する。一方、
積分器２Ｘ，２Ｙでは、それぞれの方向の速度が
求められ、変位を算出する積分器３Ｘ，３Ｙと速
度の二乗平均回路１０に送られる。速度の二乗平
均回路１０では、Ｘ，Ｙ両方向の速度の二乗平均
値が計算され、その結果が乗算器４と速度の比較
器６に送られる。速度の比較器６は、速度の二乗
平均回路１０の出力と速度の基準値とを比較し、
基準値を越えていたら管制信号を発する。また、
変位を算出する積分器３Ｘ，３Ｙでは、それぞれ
の方向の変位を求め、変位の二乗平均回路１１に
送られる。変位の二乗平均回路１１では、Ｘ，Ｙ
両方向の変位の二乗平均値が計算され、その結果
が乗算器４と変位の比較器７に送られる。変位の
比較器７は、変位の二乗平均回路１１の出力と変
位の基準値とを比較し、基準値を越えていたら管
制信号を発する。乗算器４では、二乗平均回路１
０，１１の出力を掛け合せて、任意の方向の速度
と変位の積の絶対値を求め、速度と変位の積の比
較器９に送る。速度と変位の積の比較器９は、速
度と変位の基準値と乗算器４の出力を比較し、乗
算器４の出力が基準値を越えていたら管制信号を
発する。

本方式によれば、二乗平均値をとる回路が必要
となるが、風による振動のように、加振源が、時
時刻々変わるような場合でも、速度と変位の積に
よる管制を正確に行なうことができる。

第４図は、本発明をデジタル方式で構成する場
合のブロツク図である。この場合も、水平面内の
任意の方向の振動を検知する方法について説明す
るが、加速度検出器をもう１つ用い、プログラム
を変更すれば任意の全方向の振動を検知すること
もできる。第４図において、加速度検出器Ｘ７，
Ｘ２で検出された地震の振動の加速度は、マルチ
プレクサ４１に送られ、次にＡ／Ｄコンバータ４
２に送られる。Ａ／Ｄコンバータ４２では、デジ
タル信号に変換されマイクロプリセツサである
CPU４３に送られる。CPU４３ではプログラム
用メモリ４６によつて、速度、変位、速度と変位
の積が計算され、基準値用メモリ４８に格納され
ている各々の基準値と比較される。各々の値が
各々の基準値を越えていたら、入出力装置である
PIAより管制信号を発する。

この方式によれば、プログラムの変更により、
二乗平均をとる方式、とらない方式のいずれにも
変更できる。

第５図は、二乗平均をとらない場合のフローチ
ヤートである。まず、加速度検出器から加速度の
値を読み込み（501）、読み込んだ加速度と加速度
の基準値を比較し（502）、基準値を越えていたら
加速度の管制信号を発する（503）。越えていなか
つたら速度を計算し（504）、求めた速度と速度の
基準値を比較し（505）、越えていたら速度の管制
信号を発し（506）、越えていなかつたら変位を計
算する（507）。求めた変位と変位の基準値を比較
し（508）越えていたら変位の管制信号を発し
（509）、越えていなかつたら、504で求めた速度と
507で求めた変位の積を計算する（510）。求めた
速度と変位の積と速度と変位の積の基準値を比較
し（511）、越えていたら速度を変位の積の管制信
号を発し（512）、越えていなかつたら地震が終了
したかどうかを調べ（513）、終了していなかつた
ら501に戻る。

第６図は、二乗平均をとる場合のフローチヤー
トである。加速度、速度、変位、速度と変位の積
を各々の基準値と比較する前に601、602、603で
各々の二乗平均をとり、502、503、508で各々の
基準値と比較するときに、この601、602、603で
計算した各々の二乗平均と各々の基準値を比較す
る以外は、二乗平均をとらない場合と同様であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、地震と被害との間に密接な関
係を持つ速度と変位の積でもつて管制運転指令す
ると共に、その検知情報を低下することなく、装
置の簡略化および経済化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はアナログ回路を用いた場合の構成図、第
３図は二乗平均を求める場合の構成図、第４図は
デジタル方式の場合のブロツク図、第５図は二乗
平均をとらない場合のフローチヤート、第６図は
二乗平均をとる場合のフローチヤートである。 １…加速度検出器、２…速度を算出する積分
器、３…変位を算出する積分器、４…乗算器、５
…加速度の比較器、６…速度の比較器、７…変位
の比較器、９…速度×変位の比較器、１０…エレ
ベーター制御装置、１１…エレベーター設備。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特定の場所の振動を検出し、その振動の影響
   を受けるおそれのある設備ないし機器に対して、
   あらかじめ定められた管制運転を指令する管制運
   転装置において、前記特定場所に現れる振動の速
   度及び変位を検出する手段と、前記振動の速度と
   変位の積を求める手段と、前記速度と変位の積が
   所定値に達した時に管制を指令する第１の手段
   と、前記速度または変位が所定値に達した時に管
   制を指令する第２の手段とをそなえたことを特徴
   とする管制運転装置。 ２ 前記振動の速度ないし変位は、振動の加速度
   を積分することによつて検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の管制運転装置。 ３ 前記振動の変位は、速度を積分することによ
   つて検出することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の管制運転装置。 ４ 前記振動の影響を受けるおそれのある設備な
   いし機器は、エレベーター設備ないしエレベータ
   ー機器であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の管制運転装置。