JP4999243B2 - エレベータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻上げロープを用いてエレベータかごを吊下げたエレベータ装置に係わり、特に巻上げロープとは反対側に張着されたコンペンロープの水平振動を低減するエレベータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エレベータ装置は、エレベータ昇降路の上部に設置される巻上機に掛け渡された巻上げロープの両端部にそれぞれ個別にエレベータかごと釣合いおもりが吊り下げられ、一方、エレベータかごの下面側から昇降路床部側に配設されるコンペンシーブを経由して釣合いおもり下面にコンペンロープが掛け渡され、このコンペンロープによりエレベータかごと釣合いおもりが昇降路内を昇降する際の巻上げロープの重量を相殺する役割をもっている。
【０００３】
ところで、近年、高層ビル（以下、建物と総称する）の高層化に伴い、建物の固有振動数が下がってきている。コンペンロープの固有振動数は、主にロープの長さと張力とにより決まることから、エレベータかごの走行途中でビルの固有振動数と一致することがある。特に、強風や地震の発生により建物が揺れている場合、この建物の固有振動数がロープの固有振動数に近づくと、コンペンロープの揺れが大きくなり、昇降路内機器や壁などにコンペンロープが衝突したり、絡まったりする可能性がある。
【０００４】
そこで、従来、強風や地震などによって生ずるコンペンロープの揺れを低減するために、幾つかのロープ揺れ低減技術が提案されている。
【０００５】
図８は、従来の１つのロープ揺れ低減技術である「ロープの横揺れ防止装置」を示す図である（特開平４−２１７５７９号公報）。
【０００６】
このエレベータ装置は、エレベータ昇降路１上部の機械室２に設置される巻上機３に巻上げロープ４が掛け渡され、この巻上げロープ４の一端部にはエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側には釣合いおもり６がそれぞれ懸架されている。また、昇降路１の床部側には、コンペンシーブ７に張力を付与する張力付与機構８が取付けられ、エレベータかご５の下面からコンペンシーブ７を経由し釣合いおもり６の下面に張着するようにコンペンロープ９が掛け渡されている。
【０００７】
また、エレベータ昇降路１上部の機械室２には、強風や地震で建物が揺れた時、その建物の揺れを検出する加速度センサなどの揺れセンサ１０ａおよびこのセンサ１０ａで検出される揺れ量を取込み、この揺れ量が所定の揺れ量以上となったとき、張力増分指令信号を張力付与機構８に送出する指令装置１０ｂが設けられている。この張力付与機構８は、指令装置１０ｂから受け取る張力増分指令信号に基づき、コンペンシーブ７を介してコンペンロープ９に一時的に通常の張力よりも大きな張力を付与する。すなわち、コンペンロープ９の張力を一時的に増加させることにより、コンペンロープ９の横振動を低減する。図中、１１は電力供給用ケーブルである。
【０００８】
図９および図１０はもう１つの従来のロープ揺れ低減技術を説明する図である（特開平１０−２７９２２４号公報）。
【０００９】
このエレベータ装置は、昇降路１の上部に設置される巻上げシーブ３ａに掛け渡された巻上げロープ４の一端部側にエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側に釣合いおもり６が懸架され、またコンペンロープ９がエレベータかご５の下部からコンペンシーブアッセンブリ１５を介して釣合いおもり６の下部に渡って掛けられ、巻上げロープ４の重量を相殺する役割をもっている。図９において、１６は建物の揺れを検出する振り子センサ、１７はロープ４、９の揺れを防止する拘束部材、１８はロープ４、９の揺れを検出するセンサ、１９はコンペンシーブアッセンブリ１５に取付けられた張力機構である。
【００１０】
コンペンシーブアッセンブリ１５は、図１０に示すようにガイドレール２０にそって垂直に移動するハウジング２１にコンペンシーブ７が回転可能に装着されている。一方、張力機構１９は、昇降路１に横架されるブラケット２２に取付けられ、その張力を付与する可動部分側がコンペンシーブ７に連結されている。
【００１１】
この張力機構１９は、具体的には、ポンプおよびモータ１９ａを内装する油圧タンク１９ｂと、油圧ピストン１９ｃと、この油圧タンク１９ｂと油圧ピストン１９ｃとを接続する複数の配管１９ｄと、これら各配管１９ｄの所要個所に取付けられたバルブ１９ｅとからなり、強風や地震により建物が揺れた時、振り子センサ１６やセンサ１８によって揺れ検出したことを受信すると、バルブ１９ｅを所要とする開度に設定し、ポンプおよびモータ１９ａによって所要量の媒体流量を油圧ピストン１９ｃに供給し、ガイドレール２０に沿って下側方向にコンペンシーブ７を移動させることにより、コンペンロープ９に張力を付与するものである。すなわち、センサ１６，１８が揺れ量を検出することにより、張力機構１９がコンペンロープ９に所定の張力増分を付与し、ロープの横振動を低減させるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなロープ揺れ低減技術においては、以下のような問題点が指摘されている。
【００１３】
一般に、建物においては、図１１に示すように強風、地震等に伴って揺れがあったとき、図示実線で示すごとく建物の固有振動数とコンペンロープ９の固有振動数がエレベータかご５の昇降途中で一致することが多い。
【００１４】
そこで、従来、前述するような２つのロープ揺れ低減技術が考えられているが、以下に述べる理由からロープの振動を十分に低減することができない。
【００１５】
すなわち、図１１に示すごとく、建物の固有振動数とコンペンロープ９の固有振動数がエレベータの昇降途中で一致するようなエレベータ装置において、エレベータかご５が最上階で停止しているときに強風により建物が揺れた場合、通常のロープ張力Ｔ０においては、ロープ９の固有振動数（Ａ点）は建物の固有振動数よりも低くなっている。この状態からロープの振動を低減させるために、ロープ９の張力をＴ０から１．２Ｔ０の張力に増加させると、この張力の増加に伴ってロープ９の固有振動数が増加するが、ロープの固有振動数（Ｂ点）が建物の固有振動数に接近する。その結果、ロープの横振動が逆に増加してしまうといった現象が出てくる。
【００１６】
従って、以上述べたように従来のエレベータ装置では、単にコンペンロープ９の張力を増加させるだけの方法であるため、コンペンロープ９の横振動を十分に低減できないという問題がある。
【００１７】
また、逆にロープの横振動が増加する結果、ロープの揺れが大きくなり、昇降路内機器や壁に衝突したり、あるいは絡まりが発生する可能性も出てくる。
【００１８】
そこで、以上のような不都合な状況を回避するために、強風や地震の発生によって建物が揺れたとき、エレベータの運転速度を下げたり、停止させたりすると、エレベータの運転効率が低下する問題がある。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、ロープの張力を適切に制御することによりコンペンロープの揺れ量を低減し、また、ロープの固有振動数が建物の固有振動数に接近しないように制御し、エレベータの運転速度の低下や停止を回避し運転効率の向上を図るエレベータ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとの各底部側からコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡された本発明に係るエレベータ装置は、建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、前記エレベータかごのかご位置が、最下階付近ではかご上昇方向に所定の変化率を有して張力増となる張力増変化指令を、最上階付近ではかご上昇方向に諸盾の変化率を有して張力減となる張力減変化指令を、それ以外の中間位置では前記張力増変化指令のもとに増加した張力を保持する張力増指令をそれぞれ出力する制御系と、前記コンペンシーブに連結され、前記制御系から出力される張力増減に関係する指令に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置とを備えた構成である。
【００２１】
本発明は以上のような構成とすることにより、センサが建物等の揺れ量を検出しエレベータ制御盤のごとき制御系に送出する。この計御系では、センサからの揺れ量が所定の揺れ量を越えた場合、エレベータかごのかご位置に応じてコンペンロープの張力増減指令を出力し荷重負荷装置に伝達するので、当該荷重負荷装置は、エレベータかごのかご位置に応じてコンペンロープの張力を変動させることが可能である。
【００２２】
また、本発明は、前記（１）の構成要素に新たに、荷重負荷装置によって負荷されるコンペンロープの荷重を検出する荷重センサを設け、このセンサにより検出される荷重が所定の値を越えた場合、荷重負荷装置からコンペンロープに加える張力増に関係する指令を停止するようにすれば、ロープの寿命の低下を防ぐことが可能となる。
【００２３】
なお、前記制御系としては、センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、コンペンロープの通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力から所要の変化率をもって所定の制御張力まで増加させ、また最上階から所定階数前まで前記増加した所定の制御張力を維持し、さらに所定階数から最上階まで前記増加した所定の制御張力から所要の変化率をもって通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力に戻すようにコンペンロープの張力増減指令を出力すれば、ロープの固有振動数と建物の固有振動数とが接近する領域を小さくでき、共振によるロープ振動の増加を抑制する事が可能となる。
【００２４】
また、前記制御系としては、予めエレベータのかご位置と変動させるコンペンロープの制御張力との関係をパターンとして記憶し、センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、当該パターンに従って荷重負荷装置を動作するようにすれば、過去の経験、実験結果に基づいてロープの揺れを適切に防止することが可能である。
【００２５】
さらに、荷重負荷装置としては、油圧ジャッキおよび電磁石の何れか一方を用いることにより実現することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとの各底部側からコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡された本発明に係るエレベータ装置は、建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、下記する（１）〜（４）条件のもとに、前記コンペンロープの揺れ量を小さくするために必要なロープ張力を演算する演算制御装置と、前記コンペンシーブに連結され、前記演算制御装置による演算によって得られるロープ張力に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置とを備えた構成である。
（１） かご上昇時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。
（２） かご下降時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（３） かご上昇時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（４） かご下降時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。
【００２７】
この発明は以上のような構成とすることにより、演算制御装置は、センサの出力が所定の揺れ量を越えたと判断したとき、エレベータ制御系から現在のかごが上昇中か下降中かを判断し、かごの昇降状態に応じて予め定める所定のロープ張力演算式に基づいてロープ張力を演算し荷重負荷装置に送信し、コンペンロープの張力を変動させるので、現在のかご位置から下降状態または上昇状態に有るかに応じてロープ張力の増減を行うので、コンペンロープの揺れ量を大幅に低減でき、コンペンロープが昇降路内の機器や壁に衝突し或いは絡まるのを回避でき、ひいては運転速度の低下や停止の頻度を低減でき、運転効率を高めることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１および図２は本発明のエレベータ装置に係わる第１の実施の形態を示す構成図である。なお、これらの図において図８ないし図１０と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００３０】
このエレベータ装置は、例えば昇降路上部の機械室２に設置される巻上機３に巻上げロープ４が掛け渡され、この巻上げロープ４の一端部にはエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側には釣合いおもり６がそれぞれ懸架されている。
【００３１】
また、昇降路１の床部側にはコンペンシーブ７が配置され、エレベータかご５の下面からコンペンシーブ７および釣合いおもり６の下面にまたがってコンペンロープ９が掛け渡されている。このコンペンロープ９は、エレベータかご５および釣合いおもり６が昇降路内を昇降する際に巻上機３を挟んで両側で変化する巻上げロープ４の重量を相殺する役割をもっている。
【００３２】
前記コンペンシーブ７は昇降路の床部側に設置される荷重負荷装置３１に連結されている。この荷重負荷装置３１は、図２に示すようにコンペンシーブ７を回転可能に支持する断面凹状の連結部材３２と、コンペンロープ９に加わる負荷を計測する昇降路床部側に設置される１つ以上の荷重センサ３３と、各荷重センサ３３と連結部材３２の底面部との間に介在され上下動作によってコンペンロープ９の張力を増減させる油圧ジャッキ３４とによって構成されている。
【００３３】
また、機械室２には、例えば建物の揺れを計測する加速度センサなどの揺れセンサ３５の他、この揺れセンサ３５から出力される揺れ量を受信するエレベータ制御盤３６が配設されている。なお、かご５の揺れ量を計測する場合、揺れセンサ３５はエレベータかご５に設置する。
【００３４】
このエレベータ制御盤３６は、エレベータかご５を所要とする昇降速度で昇降制御するものであって、エレベータかご５の現在位置の他、エレベータかご５が現在位置から上下何れの方向に何れの速度で移動するかなどを把握する機能をもっている。このエレベータ制御盤３６は、その内・外部の何れか，例えば外部に記憶部３７が設けられ、例えばコンペンロープ９への張力制御無しの通常の張力Ｔ０の他、強風や地震発生により建物が揺れた場合に張力制御を行うか否かの目安となる所定の揺れ量および張力制御を実施する際のエレベータかご５の位置とコンペンロープ９の張力との関係を定める制御張力特性データが規定されている。
【００３５】
次に、以上のようなエレベータ装置の動作について説明する。
【００３６】
今、強風や地震発生により建物が揺れた場合、揺れセンサ３５が建物またはエレベータかご５の揺れを検出し、エレベータ制御盤３６に送信する。エレベータ制御盤３６は、揺れセンサ３５から送られてくる建物の揺れ量を受信し、この建物の揺れ量が予め定める所定の揺れ量を越えた場合、現在のエレベータかご位置の情報に基づき、記憶部３７に格納される例えば図３に示す制御張力特性データを参照し、エレベータかご位置情報に応じたロープ制御張力情報を読み出し、荷重負荷装置３１に送信する。
【００３７】
荷重負荷装置３１は、エレベータ制御盤３６からのロープ制御張力情報を受信し、油圧ジャッキ３４を上下駆動し、コンペンシーブ７を上下方向に位置変動させることにより、コンペンロープ９の張力を制御する。
【００３８】
例えばエレベータかご５が最下階から最上階まで移動するに際、図３に示すように通常の張力Ｔ０からある程度急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、１．２Ｔ０に達したところで当該１．２Ｔ０の制御張力を維持し、エレベータかご５が最上階の手前の所要の階に達したとき、ある程度急に変化率をもって通常張力Ｔ０に降下させるように張力制御を実施すると、かご側コンペンロープ９ａ、釣合いおもり側コンペンロール９ｂの固有振動数は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように変化する。
【００３９】
図４（ａ）はかご位置とかご側コンペンロープ９ａの固有振動数を示し、同図（ｂ）はかご位置と釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数を示す図である。これらの図から明らかなように、かご側コンペンロープ９ａの固有振動数は、通常の場合ではエレベータかご５の上昇位置とともにＡ−Ｄ−Ｂのように変化し、かご側コンペンロープ９ａのＤ点の固有振動数が建物の固有振動数に接近する。しかし、例えばエレベータかご５が最下階から上昇するとほぼ同時、つまりかご側コンペンロープ９ａのＡ点の固有振動数を有する時点で、急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、以後、１．２Ｔ０を維持すれば、かご側コンペンロープ９ａの固有振動数は、Ａ−Ｄ'−Ｂのように変化し、コンペンロープ９ａの固有振動数と建物の固有振動数との接近する領域が非常にせばまり、共振によるロープ振動の増加を確実に抑えることができる。
【００４０】
一方、図４（ｂ）に示す釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数は、通常の場合ではエレベータかご５の上昇位置とともにＡ−Ｃ−Ｂのように変化し、釣合いおもり側コンペンロープ９ｂのＣ点の固有振動数が建物の固有振動数に接近する。しかし、前述と同様にエレベータかご５が最下階から上昇するとほぼ同時、つまり釣合いおもり側コンペンロープ９ｂのＡ点の固有振動数を有する時点で、急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、以後、１．２Ｔ０を維持すれば、釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数は、Ａ−Ｃ'−Ｂのように変化し、コンペンロープ９ｂの固有振動数と建物の固有振動数との接近する領域が非常にせばまり、同様に共振によるロープ振動の増加を抑えることができる。
【００４１】
従って、以上のようにエレベータかご５のかご位置に応じ、例えば図３に示すように制御張力を変えることにより、建物の固有振動数との接近する領域を小さくすることにより、コンペンロープ９の水平振動を容易に低減することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、エレベータ制御盤３６が揺れセンサ３５で検出される建物またはかごの揺れ量が所定の揺れ量を越えたとき、現在のかご位置をもとに予め定められる制御張力情報を荷重負荷装置３１に送信し、ロープ９の張力を変動するようにしたが、コンペンロープ９などの近傍に配置してロープの揺れ量（変位）を検出する非接触変位センサ(図示せず）を設け、強風や地震の発生による建物の揺れに伴うロープ４または９の変位である揺れ量を変位センサで検出し、このロープ４または９の揺れ量が所定の揺れ量を越えた場合にのみ、かご位置に応じて予め定める変化率をもって制御張力情報を荷重負荷装置３１に送信し、ロープ９の張力を変動させるので、短い時間でロープの張力を例えば１．２Ｔ０に増加させることができ、ロープの寿命の低下を防ぐことができる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、かご位置とロープ制御張力との関係について最下階から最上階まで予めパターン化した例を説明したが、例えば建物の揺れ量、エレベータかごの揺れ量或いはロープの揺れないし変位が所定の揺れ量あるいは所定の変位を越えた場合、その時点からある変化率をもたせて所定の張力例えば１．２Ｔ０に制御し、また所定階に到着する所定階前にある変化率をもたせて通常の張力Ｔ０とする構成であってもよい。
【００４４】
さらに、建物の固有振動数とロープの固有振動数との関係によっては、つまり建物が図４の特性よりもさらに高層となった場合、図５に示すように最下階側において通常の張力Ｔ０よりも小さい制御張力からある変化率をもたせて通常の張力Ｔ０を横切って所定の制御張力１．２Ｔ０に制御する構成であってもよい。
【００４５】
さらに、荷重負荷装置３１では、油圧ジャッキ３４を用いたが、この油圧ジャッキに代えて電磁石（図示せず）を用いて、電磁力を制御することにより、ロープ張力を変動させるようにしても、前述する実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
また、さらに荷重センサ３３の出力からコンペンロープ９に加わる荷重が所定の値を越えた場合、荷重負荷装置３１を停止させ、過大な荷重がロープ９に加わらないようにし、よってロープ９の寿命の低下を防止するだけでなく、装置の誤動作による異常な張力が発生するのを未然に回避することができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６および図７は本発明のエレベータ装置に係わる第２の実施の形態を示す構成図である。図６はエレベータ装置の全体構成図、図７は図６に示す演算装置のより詳細な演算構成を説明する図である。なお、これらの図においても、図１，図２、図８ないし図１０と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４８】
このエレベータ装置において、特に図１と比較して異なる部分について説明すると、昇降路（図示せず）内のロープ９等の上下方向の複数箇所に設置され、コンペンロープ９の揺れを検出する非接触変位センサなどのロープ揺れセンサ４１が配設され、機械室２の内部または外部に演算制御装置４２が設けられている。その他の構成については図１および図２と同様であるので、これら図１，図２の説明に譲る。
【００４９】
演算制御装置４２は、図７に示すように記憶部４３に建物、ロープの振動特性を含むロープ張力演算式データおよび各センサ３５，３３，４１の出力に基づいて荷重負荷装置３１を制御するための判定用データが格納され、揺れセンサ３５の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３５ａを介して得られる揺れ量データ、ロープ揺れセンサ４１の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部４１ａを介して得られるロープ揺れデータ、荷重センサ３３の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３３ａを介して得られるロープに加わる荷重データおよびエレベータ制御盤３６からのかご位置データをもとに、前記記憶部４３の演算式データに基づき、コンペンロープ９の水平振動を低減させるために必要なロープ張力を演算し、この演算によって得られるロープ張力を荷重負荷装置３１の駆動部３１ａに送出し、油圧ジャッキ３４を上下動させることにより、コンペンロープ９の張力を変動させる。
【００５０】
この演算制御装置４２は、機能的には、予め各センサ３３，３５，４１の何れか１つ以上を選択し、或いはこれらセンサ３３，３５，４１の出力のうち、記憶部４３に設定される判定用データである所定の揺れ量を超えたセンサ出力のみを取得し、ロープ張力制御を実施するロープ張力制御判断手段４２１と、このロープ張力制御判断手段４２１によりロープ張力制御を必要と判断されたとき、エレベータ制御盤３６から現在のかごが上昇中か下降中かを判断するかご昇降方向判断手段４２２と、この判断結果に基づいて上昇中か下降中かを判断した後、記憶部４３に保存される所定のロープ張力演算式に基づいてロープ張力を演算する張力演算手段４２３と、この張力演算手段４２３によって演算されたコンペンロープ９の張力を増減させる指令を荷重負荷装置３１に送信する張力増減指示出力手段４２４とによって構成されている。
【００５１】
次に、以上のようなエレベータ装置の動作について説明する。
【００５２】
強風や地震の発生により建物が揺れると、各センサ３３，３５，４１の出力が大きくなるが、このとき演算制御装置４２のロープ張力制御判断手段４２１が例えば変位センサ４１の変位ｄが予め記憶部４３に設定される所定の変位量の値ｄ０と比較し、ｄ＞ｄ０の関係になった場合、例えばロープ９が揺れていると判断し、ロープ張力の制御が必要であると判断する。
【００５３】
ここで、ロープ張力制御判断手段４２１がロープ張力の制御が必要であると判断すると、かご昇降方向判断手段４２２がロープ張力を増加させるか減少させるか、つまりかご上昇時とかご下降時とではロープ張力の増減が異なるので、エレベータ制御盤３６から現在のかごが上昇中であるか或いは下降中かを判断し、その判断結果に基づき、例えば▲１▼〜▲４▼のもとに張力演算手段４２３がコンペンロープ９の張力を演算し、張力増減指示出力手段４２４からロープの増減指令を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５４】
▲１▼ かご上昇時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合。
【００５５】
コンペンロープ９ａの固有振動数が下がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を下げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を下げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力減少指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５６】
▲２▼ かご下降時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合。
【００５７】
コンペンロープ９ａの固有振動数が上がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を上げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を上げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力増加指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５８】
▲３▼ かご上昇時に釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの揺れが大きくなった場合。
【００５９】
コンペンロープ９ａの固有振動数が上がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を上げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を上げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力増加指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００６０】
▲４▼ かご下降時に釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの揺れが大きくなった場合。
【００６１】
コンペンロープ９ａの固有振動数が下がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を下げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を下げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力減少指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００６２】
何れのロープ揺れセンサ４１の揺れ量が所定の揺れ量を越えて大きくなったか、さらにエレベータかご５が上昇中であるか、下降中であるかにより、前述する▲１▼〜▲４▼の中から何れかを選択するが、例えば▲２▼を選択した場合の必要なロープ張力の演算例について説明する。
【００６３】
ロープ張力Ｔとロープの固有振動数ｆとの関係は次の式によって表すことができる。
【００６４】
ｆ＝（１／２Ｌ）・（Ｔ／ρＡ）1/2 （１）
ここで、Ｌはロープ長さであって、エレベータ制御盤３６からのかご位置データにより求めることが可能である。ρＡはロープの単位長さ当たりの質量であって、記憶部４３に格納されている。
【００６５】
そこで、以上の式をもとに前記▲２▼の場合の必要なロープ張力を演算する。
【００６６】
すなわち、かご下降時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合、速やかにロープ９ａの固有振動数を上げ、建物の固有振動数との共振点を通過させる必要から、例えばｆ＝２ｆｂとしたい。ｆｂは建物の固有振動数であって、記憶部４３に格納されている。
【００６７】
その結果、必要なロープ張力Ｔは、次式によって計算できる。
【００６８】
Ｔ＝（２Ｌ×２ｆｂ）2ρＡ （２）
上式においてＴ＜０．８Ｔ０ならば、Ｔ＝０．８Ｔ０
Ｔ＞１．２Ｔ０ならば、Ｔ＝１．２Ｔ０とする。
【００６９】
なお、ロープの張力を制御しないロープ張力Ｔ０は、
Ｔ０＝（Ｗ／２Ｎ）＋ρＡｇＬである。Ｗはコンペンシーブ重量、Ｎはロープ本数、ｇは重力の加速度である。
【００７０】
そこで、以上のようにして張力演算手段４２３がコンペンロープ９の張力を演算し、この演算結果に基づいて張力増減指示出力手段４２４がロープの増減指令を荷重負荷装置３１の駆動部３１ａに伝達し、油圧ジャッキ３４を上下させることにより、ロープ９の張力を変動させる。また、必要なロープ張力を演算するに際しては、変位センサ４１によって計測されたロープ変位信号をフィードバックすることにより、精度良くロープ変位を低減することができる。
【００７１】
従って、以上のような実施の形態によれば、建物の揺れ量、かごの揺れ量、ロープの変位量が所定量の値を越えた場合、かご位置およびかごの昇降状態に応じて、ロープ張力を制御することにより、コンペンロープ９の水平振動を適切に低減でき、ロープ変位の増大による昇降路内機器や壁との衝突や絡まりを防ぐための運転速度の低下や停止制御の頻度を大幅に下げることができ、運転効率の向上を図ることができる。
【００７２】
また、強風や地震の発生により建物の振れ量が所定の揺れ量の値を越えた場合にのみ、ロープ張力を制御するようにすれば、短かい時間に即座にロープ張力を増加させることができ、ロープの寿命の低下を防ぐことができる。
【００７３】
なお、図６および図７では、演算制御装置４２がエレベータ制御盤３６の外部に設けたが、エレベータ制御盤３６の内部に設けた構成であっても同様の効果を奏するものである。
【００７４】
なお、ロープ揺れセンサ４１は、必ずしも変位量を計測する必要はなく、所定の変位量を超えたことを検出する方式でもよい。
【００７５】
また、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ロープの張力を適切に制御することにより、コンペンロープの揺れ量を低減でき、運転効率の優れたエレベータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るエレベータ装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】 図１に示すコンペンロープと荷重負荷装置との接続関係を説明する構成図。
【図３】 かご位置と張力制御との関係を示す特性図。
【図４】 コンペンロープの張力を変えたときの建物の固有振動数とコンペンロープの固有振動数との関係を示す特性図。
【図５】 かご位置と張力制御との関係を示すもう１つの特性図。
【図６】 本発明に係るエレベータ装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】 図６に示す演算制御装置４２の構成を示す機能ブロック図。
【図８】 従来の１つのエレベータ装置を示す構成図。
【図９】 従来のもう１つのエレベータ装置を示す構成図。
【図１０】 図９に示すコンペンシーブアッセンブリと張力機構との関係を示す詳細構成図。
【図１１】 従来のエレベータ装置における建物の固有振動数とコンペンロープの固有振動数との関係を示す特性図。
【符号の説明】
３…巻上機
４…巻上げロープ
５…エレベータかご
６…釣合いおもり
７…コンペンシーブ
９…コンペンロープ
３１…荷重負荷装置
３３…荷重センサ
３４…油圧ジャッキ
３５…揺れセンサ
３６…エレベータ制御盤
３７…記憶部
４１…変位センサ
４２…演算制御装置
４２１…ロープ張力制御判断手段
４２２…かご昇降方向判断手段
４２３…張力演算手段
４２４…張力増減指示出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻上げロープを用いてエレベータかごを吊下げたエレベータ装置に係わり、特に巻上げロープとは反対側に張着されたコンペンロープの水平振動を低減するエレベータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エレベータ装置は、エレベータ昇降路の上部に設置される巻上機に掛け渡された巻上げロープの両端部にそれぞれ個別にエレベータかごと釣合いおもりが吊り下げられ、一方、エレベータかごの下面側から昇降路床部側に配設されるコンペンシーブを経由して釣合いおもり下面にコンペンロープが掛け渡され、このコンペンロープによりエレベータかごと釣合いおもりが昇降路内を昇降する際の巻上げロープの重量を相殺する役割をもっている。
【０００３】
ところで、近年、高層ビル（以下、建物と総称する）の高層化に伴い、建物の固有振動数が下がってきている。コンペンロープの固有振動数は、主にロープの長さと張力とにより決まることから、エレベータかごの走行途中でビルの固有振動数と一致することがある。特に、強風や地震の発生により建物が揺れている場合、この建物の固有振動数がロープの固有振動数に近づくと、コンペンロープの揺れが大きくなり、昇降路内機器や壁などにコンペンロープが衝突したり、絡まったりする可能性がある。
【０００４】
そこで、従来、強風や地震などによって生ずるコンペンロープの揺れを低減するために、幾つかのロープ揺れ低減技術が提案されている。
【０００５】
図８は、従来の１つのロープ揺れ低減技術である「ロープの横揺れ防止装置」を示す図である（特開平４−２１７５７９号公報）。
【０００６】
このエレベータ装置は、エレベータ昇降路１上部の機械室２に設置される巻上機３に巻上げロープ４が掛け渡され、この巻上げロープ４の一端部にはエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側には釣合いおもり６がそれぞれ懸架されている。また、昇降路１の床部側には、コンペンシーブ７に張力を付与する張力付与機構８が取付けられ、エレベータかご５の下面からコンペンシーブ７を経由し釣合いおもり６の下面に張着するようにコンペンロープ９が掛け渡されている。
【０００７】
また、エレベータ昇降路１上部の機械室２には、強風や地震で建物が揺れた時、その建物の揺れを検出する加速度センサなどの揺れセンサ１０ａおよびこのセンサ１０ａで検出される揺れ量を取込み、この揺れ量が所定の揺れ量以上となったとき、張力増分指令信号を張力付与機構８に送出する指令装置１０ｂが設けられている。この張力付与機構８は、指令装置１０ｂから受け取る張力増分指令信号に基づき、コンペンシーブ７を介してコンペンロープ９に一時的に通常の張力よりも大きな張力を付与する。すなわち、コンペンロープ９の張力を一時的に増加させることにより、コンペンロープ９の横振動を低減する。図中、１１は電力供給用ケーブルである。
【０００８】
図９および図１０はもう１つの従来のロープ揺れ低減技術を説明する図である（特開平１０−２７９２２４号公報）。
【０００９】
このエレベータ装置は、昇降路１の上部に設置される巻上げシーブ３ａに掛け渡された巻上げロープ４の一端部側にエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側に釣合いおもり６が懸架され、またコンペンロープ９がエレベータかご５の下部からコンペンシーブアッセンブリ１５を介して釣合いおもり６の下部に渡って掛けられ、巻上げロープ４の重量を相殺する役割をもっている。図９において、１６は建物の揺れを検出する振り子センサ、１７はロープ４、９の揺れを防止する拘束部材、１８はロープ４、９の揺れを検出するセンサ、１９はコンペンシーブアッセンブリ１５に取付けられた張力機構である。
【００１０】
コンペンシーブアッセンブリ１５は、図１０に示すようにガイドレール２０にそって垂直に移動するハウジング２１にコンペンシーブ７が回転可能に装着されている。一方、張力機構１９は、昇降路１に横架されるブラケット２２に取付けられ、その張力を付与する可動部分側がコンペンシーブ７に連結されている。
【００１１】
この張力機構１９は、具体的には、ポンプおよびモータ１９ａを内装する油圧タンク１９ｂと、油圧ピストン１９ｃと、この油圧タンク１９ｂと油圧ピストン１９ｃとを接続する複数の配管１９ｄと、これら各配管１９ｄの所要個所に取付けられたバルブ１９ｅとからなり、強風や地震により建物が揺れた時、振り子センサ１６やセンサ１８によって揺れ検出したことを受信すると、バルブ１９ｅを所要とする開度に設定し、ポンプおよびモータ１９ａによって所要量の媒体流量を油圧ピストン１９ｃに供給し、ガイドレール２０に沿って下側方向にコンペンシーブ７を移動させることにより、コンペンロープ９に張力を付与するものである。すなわち、センサ１６，１８が揺れ量を検出することにより、張力機構１９がコンペンロープ９に所定の張力増分を付与し、ロープの横振動を低減させるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなロープ揺れ低減技術においては、以下のような問題点が指摘されている。
【００１３】
一般に、建物においては、図１１に示すように強風、地震等に伴って揺れがあったとき、図示実線で示すごとく建物の固有振動数とコンペンロープ９の固有振動数がエレベータかご５の昇降途中で一致することが多い。
【００１４】
そこで、従来、前述するような２つのロープ揺れ低減技術が考えられているが、以下に述べる理由からロープの振動を十分に低減することができない。
【００１５】
すなわち、図１１に示すごとく、建物の固有振動数とコンペンロープ９の固有振動数がエレベータの昇降途中で一致するようなエレベータ装置において、エレベータかご５が最上階で停止しているときに強風により建物が揺れた場合、通常のロープ張力Ｔ０においては、ロープ９の固有振動数（Ａ点）は建物の固有振動数よりも低くなっている。この状態からロープの振動を低減させるために、ロープ９の張力をＴ０から１．２Ｔ０の張力に増加させると、この張力の増加に伴ってロープ９の固有振動数が増加するが、ロープの固有振動数（Ｂ点）が建物の固有振動数に接近する。その結果、ロープの横振動が逆に増加してしまうといった現象が出てくる。
【００１６】
従って、以上述べたように従来のエレベータ装置では、単にコンペンロープ９の張力を増加させるだけの方法であるため、コンペンロープ９の横振動を十分に低減できないという問題がある。
【００１７】
また、逆にロープの横振動が増加する結果、ロープの揺れが大きくなり、昇降路内機器や壁に衝突したり、あるいは絡まりが発生する可能性も出てくる。
【００１８】
そこで、以上のような不都合な状況を回避するために、強風や地震の発生によって建物が揺れたとき、エレベータの運転速度を下げたり、停止させたりすると、エレベータの運転効率が低下する問題がある。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、ロープの張力を適切に制御することによりコンペンロープの揺れ量を低減し、また、ロープの固有振動数が建物の固有振動数に接近しないように制御し、エレベータの運転速度の低下や停止を回避し運転効率の向上を図るエレベータ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとの各底部側からコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡された本発明に係るエレベータ装置は、建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、前記エレベータかごのかご位置が、最下階付近ではかご上昇方向に所定の変化率を有して張力増となる張力増変化指令を、最上階付近ではかご上昇方向に諸盾の変化率を有して張力減となる張力減変化指令を、それ以外の中間位置では前記張力増変化指令のもとに増加した張力を保持する張力増指令をそれぞれ出力する制御系と、前記コンペンシーブに連結され、前記制御系から出力される張力増減に関係する指令に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置とを備えた構成である。
【００２１】
本発明は以上のような構成とすることにより、センサが建物等の揺れ量を検出しエレベータ制御盤のごとき制御系に送出する。この計御系では、センサからの揺れ量が所定の揺れ量を越えた場合、エレベータかごのかご位置に応じてコンペンロープの張力増減指令を出力し荷重負荷装置に伝達するので、当該荷重負荷装置は、エレベータかごのかご位置に応じてコンペンロープの張力を変動させることが可能である。
【００２２】
また、本発明は、前記（１）の構成要素に新たに、荷重負荷装置によって負荷されるコンペンロープの荷重を検出する荷重センサを設け、このセンサにより検出される荷重が所定の値を越えた場合、荷重負荷装置からコンペンロープに加える張力増に関係する指令を停止するようにすれば、ロープの寿命の低下を防ぐことが可能となる。
【００２３】
なお、前記制御系としては、センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、コンペンロープの通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力から所要の変化率をもって所定の制御張力まで増加させ、また最上階から所定階数前まで前記増加した所定の制御張力を維持し、さらに所定階数から最上階まで前記増加した所定の制御張力から所要の変化率をもって通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力に戻すようにコンペンロープの張力増減指令を出力すれば、ロープの固有振動数と建物の固有振動数とが接近する領域を小さくでき、共振によるロープ振動の増加を抑制する事が可能となる。
【００２４】
また、前記制御系としては、予めエレベータのかご位置と変動させるコンペンロープの制御張力との関係をパターンとして記憶し、センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、当該パターンに従って荷重負荷装置を動作するようにすれば、過去の経験、実験結果に基づいてロープの揺れを適切に防止することが可能である。
【００２５】
さらに、荷重負荷装置としては、油圧ジャッキおよび電磁石の何れか一方を用いることにより実現することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとの各底部側からコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡された本発明に係るエレベータ装置は、建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、下記する（１）〜（４）条件のもとに、前記コンペンロープの揺れ量を小さくするために必要なロープ張力を演算する演算制御装置と、前記コンペンシーブに連結され、前記演算制御装置による演算によって得られるロープ張力に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置とを備えた構成である。
（１） かご上昇時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。
（２） かご下降時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（３） かご上昇時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（４） かご下降時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。
【００２７】
この発明は以上のような構成とすることにより、演算制御装置は、センサの出力が所定の揺れ量を越えたと判断したとき、エレベータ制御系から現在のかごが上昇中か下降中かを判断し、かごの昇降状態に応じて予め定める所定のロープ張力演算式に基づいてロープ張力を演算し荷重負荷装置に送信し、コンペンロープの張力を変動させるので、現在のかご位置から下降状態または上昇状態に有るかに応じてロープ張力の増減を行うので、コンペンロープの揺れ量を大幅に低減でき、コンペンロープが昇降路内の機器や壁に衝突し或いは絡まるのを回避でき、ひいては運転速度の低下や停止の頻度を低減でき、運転効率を高めることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１および図２は本発明のエレベータ装置に係わる第１の実施の形態を示す構成図である。なお、これらの図において図８ないし図１０と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００３０】
このエレベータ装置は、例えば昇降路上部の機械室２に設置される巻上機３に巻上げロープ４が掛け渡され、この巻上げロープ４の一端部にはエレベータかご５、当該ロープ４の他端部側には釣合いおもり６がそれぞれ懸架されている。
【００３１】
また、昇降路１の床部側にはコンペンシーブ７が配置され、エレベータかご５の下面からコンペンシーブ７および釣合いおもり６の下面にまたがってコンペンロープ９が掛け渡されている。このコンペンロープ９は、エレベータかご５および釣合いおもり６が昇降路内を昇降する際に巻上機３を挟んで両側で変化する巻上げロープ４の重量を相殺する役割をもっている。
【００３２】
前記コンペンシーブ７は昇降路の床部側に設置される荷重負荷装置３１に連結されている。この荷重負荷装置３１は、図２に示すようにコンペンシーブ７を回転可能に支持する断面凹状の連結部材３２と、コンペンロープ９に加わる負荷を計測する昇降路床部側に設置される１つ以上の荷重センサ３３と、各荷重センサ３３と連結部材３２の底面部との間に介在され上下動作によってコンペンロープ９の張力を増減させる油圧ジャッキ３４とによって構成されている。
【００３３】
また、機械室２には、例えば建物の揺れを計測する加速度センサなどの揺れセンサ３５の他、この揺れセンサ３５から出力される揺れ量を受信するエレベータ制御盤３６が配設されている。なお、かご５の揺れ量を計測する場合、揺れセンサ３５はエレベータかご５に設置する。
【００３４】
このエレベータ制御盤３６は、エレベータかご５を所要とする昇降速度で昇降制御するものであって、エレベータかご５の現在位置の他、エレベータかご５が現在位置から上下何れの方向に何れの速度で移動するかなどを把握する機能をもっている。このエレベータ制御盤３６は、その内・外部の何れか，例えば外部に記憶部３７が設けられ、例えばコンペンロープ９への張力制御無しの通常の張力Ｔ０の他、強風や地震発生により建物が揺れた場合に張力制御を行うか否かの目安となる所定の揺れ量および張力制御を実施する際のエレベータかご５の位置とコンペンロープ９の張力との関係を定める制御張力特性データが規定されている。
【００３５】
次に、以上のようなエレベータ装置の動作について説明する。
【００３６】
今、強風や地震発生により建物が揺れた場合、揺れセンサ３５が建物またはエレベータかご５の揺れを検出し、エレベータ制御盤３６に送信する。エレベータ制御盤３６は、揺れセンサ３５から送られてくる建物の揺れ量を受信し、この建物の揺れ量が予め定める所定の揺れ量を越えた場合、現在のエレベータかご位置の情報に基づき、記憶部３７に格納される例えば図３に示す制御張力特性データを参照し、エレベータかご位置情報に応じたロープ制御張力情報を読み出し、荷重負荷装置３１に送信する。
【００３７】
荷重負荷装置３１は、エレベータ制御盤３６からのロープ制御張力情報を受信し、油圧ジャッキ３４を上下駆動し、コンペンシーブ７を上下方向に位置変動させることにより、コンペンロープ９の張力を制御する。
【００３８】
例えばエレベータかご５が最下階から最上階まで移動するに際、図３に示すように通常の張力Ｔ０からある程度急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、１．２Ｔ０に達したところで当該１．２Ｔ０の制御張力を維持し、エレベータかご５が最上階の手前の所要の階に達したとき、ある程度急に変化率をもって通常張力Ｔ０に降下させるように張力制御を実施すると、かご側コンペンロープ９ａ、釣合いおもり側コンペンロール９ｂの固有振動数は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように変化する。
【００３９】
図４（ａ）はかご位置とかご側コンペンロープ９ａの固有振動数を示し、同図（ｂ）はかご位置と釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数を示す図である。これらの図から明らかなように、かご側コンペンロープ９ａの固有振動数は、通常の場合ではエレベータかご５の上昇位置とともにＡ−Ｄ−Ｂのように変化し、かご側コンペンロープ９ａのＤ点の固有振動数が建物の固有振動数に接近する。しかし、例えばエレベータかご５が最下階から上昇するとほぼ同時、つまりかご側コンペンロープ９ａのＡ点の固有振動数を有する時点で、急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、以後、１．２Ｔ０を維持すれば、かご側コンペンロープ９ａの固有振動数は、Ａ−Ｄ'−Ｂのように変化し、コンペンロープ９ａの固有振動数と建物の固有振動数との接近する領域が非常にせばまり、共振によるロープ振動の増加を確実に抑えることができる。
【００４０】
一方、図４（ｂ）に示す釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数は、通常の場合ではエレベータかご５の上昇位置とともにＡ−Ｃ−Ｂのように変化し、釣合いおもり側コンペンロープ９ｂのＣ点の固有振動数が建物の固有振動数に接近する。しかし、前述と同様にエレベータかご５が最下階から上昇するとほぼ同時、つまり釣合いおもり側コンペンロープ９ｂのＡ点の固有振動数を有する時点で、急な変化率で制御張力を例えば１．２Ｔ０まで上げていき、以後、１．２Ｔ０を維持すれば、釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの固有振動数は、Ａ−Ｃ'−Ｂのように変化し、コンペンロープ９ｂの固有振動数と建物の固有振動数との接近する領域が非常にせばまり、同様に共振によるロープ振動の増加を抑えることができる。
【００４１】
従って、以上のようにエレベータかご５のかご位置に応じ、例えば図３に示すように制御張力を変えることにより、建物の固有振動数との接近する領域を小さくすることにより、コンペンロープ９の水平振動を容易に低減することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、エレベータ制御盤３６が揺れセンサ３５で検出される建物またはかごの揺れ量が所定の揺れ量を越えたとき、現在のかご位置をもとに予め定められる制御張力情報を荷重負荷装置３１に送信し、ロープ９の張力を変動するようにしたが、コンペンロープ９などの近傍に配置してロープの揺れ量（変位）を検出する非接触変位センサ(図示せず）を設け、強風や地震の発生による建物の揺れに伴うロープ４または９の変位である揺れ量を変位センサで検出し、このロープ４または９の揺れ量が所定の揺れ量を越えた場合にのみ、かご位置に応じて予め定める変化率をもって制御張力情報を荷重負荷装置３１に送信し、ロープ９の張力を変動させるので、短い時間でロープの張力を例えば１．２Ｔ０に増加させることができ、ロープの寿命の低下を防ぐことができる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、かご位置とロープ制御張力との関係について最下階から最上階まで予めパターン化した例を説明したが、例えば建物の揺れ量、エレベータかごの揺れ量或いはロープの揺れないし変位が所定の揺れ量あるいは所定の変位を越えた場合、その時点からある変化率をもたせて所定の張力例えば１．２Ｔ０に制御し、また所定階に到着する所定階前にある変化率をもたせて通常の張力Ｔ０とする構成であってもよい。
【００４４】
さらに、建物の固有振動数とロープの固有振動数との関係によっては、つまり建物が図４の特性よりもさらに高層となった場合、図５に示すように最下階側において通常の張力Ｔ０よりも小さい制御張力からある変化率をもたせて通常の張力Ｔ０を横切って所定の制御張力１．２Ｔ０に制御する構成であってもよい。
【００４５】
さらに、荷重負荷装置３１では、油圧ジャッキ３４を用いたが、この油圧ジャッキに代えて電磁石（図示せず）を用いて、電磁力を制御することにより、ロープ張力を変動させるようにしても、前述する実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
また、さらに荷重センサ３３の出力からコンペンロープ９に加わる荷重が所定の値を越えた場合、荷重負荷装置３１を停止させ、過大な荷重がロープ９に加わらないようにし、よってロープ９の寿命の低下を防止するだけでなく、装置の誤動作による異常な張力が発生するのを未然に回避することができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６および図７は本発明のエレベータ装置に係わる第２の実施の形態を示す構成図である。図６はエレベータ装置の全体構成図、図７は図６に示す演算装置のより詳細な演算構成を説明する図である。なお、これらの図においても、図１，図２、図８ないし図１０と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４８】
このエレベータ装置において、特に図１と比較して異なる部分について説明すると、昇降路（図示せず）内のロープ９等の上下方向の複数箇所に設置され、コンペンロープ９の揺れを検出する非接触変位センサなどのロープ揺れセンサ４１が配設され、機械室２の内部または外部に演算制御装置４２が設けられている。その他の構成については図１および図２と同様であるので、これら図１，図２の説明に譲る。
【００４９】
演算制御装置４２は、図７に示すように記憶部４３に建物、ロープの振動特性を含むロープ張力演算式データおよび各センサ３５，３３，４１の出力に基づいて荷重負荷装置３１を制御するための判定用データが格納され、揺れセンサ３５の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３５ａを介して得られる揺れ量データ、ロープ揺れセンサ４１の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部４１ａを介して得られるロープ揺れデータ、荷重センサ３３の出力を増幅し、かつ、デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３３ａを介して得られるロープに加わる荷重データおよびエレベータ制御盤３６からのかご位置データをもとに、前記記憶部４３の演算式データに基づき、コンペンロープ９の水平振動を低減させるために必要なロープ張力を演算し、この演算によって得られるロープ張力を荷重負荷装置３１の駆動部３１ａに送出し、油圧ジャッキ３４を上下動させることにより、コンペンロープ９の張力を変動させる。
【００５０】
この演算制御装置４２は、機能的には、予め各センサ３３，３５，４１の何れか１つ以上を選択し、或いはこれらセンサ３３，３５，４１の出力のうち、記憶部４３に設定される判定用データである所定の揺れ量を超えたセンサ出力のみを取得し、ロープ張力制御を実施するロープ張力制御判断手段４２１と、このロープ張力制御判断手段４２１によりロープ張力制御を必要と判断されたとき、エレベータ制御盤３６から現在のかごが上昇中か下降中かを判断するかご昇降方向判断手段４２２と、この判断結果に基づいて上昇中か下降中かを判断した後、記憶部４３に保存される所定のロープ張力演算式に基づいてロープ張力を演算する張力演算手段４２３と、この張力演算手段４２３によって演算されたコンペンロープ９の張力を増減させる指令を荷重負荷装置３１に送信する張力増減指示出力手段４２４とによって構成されている。
【００５１】
次に、以上のようなエレベータ装置の動作について説明する。
【００５２】
強風や地震の発生により建物が揺れると、各センサ３３，３５，４１の出力が大きくなるが、このとき演算制御装置４２のロープ張力制御判断手段４２１が例えば変位センサ４１の変位ｄが予め記憶部４３に設定される所定の変位量の値ｄ０と比較し、ｄ＞ｄ０の関係になった場合、例えばロープ９が揺れていると判断し、ロープ張力の制御が必要であると判断する。
【００５３】
ここで、ロープ張力制御判断手段４２１がロープ張力の制御が必要であると判断すると、かご昇降方向判断手段４２２がロープ張力を増加させるか減少させるか、つまりかご上昇時とかご下降時とではロープ張力の増減が異なるので、エレベータ制御盤３６から現在のかごが上昇中であるか或いは下降中かを判断し、その判断結果に基づき、例えば▲１▼〜▲４▼のもとに張力演算手段４２３がコンペンロープ９の張力を演算し、張力増減指示出力手段４２４からロープの増減指令を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５４】
▲１▼ かご上昇時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合。
【００５５】
コンペンロープ９ａの固有振動数が下がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を下げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を下げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力減少指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５６】
▲２▼ かご下降時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合。
【００５７】
コンペンロープ９ａの固有振動数が上がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を上げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を上げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力増加指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００５８】
▲３▼ かご上昇時に釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの揺れが大きくなった場合。
【００５９】
コンペンロープ９ａの固有振動数が上がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を上げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を上げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力増加指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００６０】
▲４▼ かご下降時に釣合いおもり側コンペンロープ９ｂの揺れが大きくなった場合。
【００６１】
コンペンロープ９ａの固有振動数が下がる方向にあるので、速やかにコンペンロープ９ａの固有振動数を下げて建物の固有振動数との共振点を通過させる必要が有るので、ロープ張力を下げるためのロープ張力を演算し、得られたロープ張力減少指示を荷重負荷装置３１に送信する。
【００６２】
何れのロープ揺れセンサ４１の揺れ量が所定の揺れ量を越えて大きくなったか、さらにエレベータかご５が上昇中であるか、下降中であるかにより、前述する▲１▼〜▲４▼の中から何れかを選択するが、例えば▲２▼を選択した場合の必要なロープ張力の演算例について説明する。
【００６３】
ロープ張力Ｔとロープの固有振動数ｆとの関係は次の式によって表すことができる。
【００６４】
ｆ＝（１／２Ｌ）・（Ｔ／ρＡ）1/2 （１）
ここで、Ｌはロープ長さであって、エレベータ制御盤３６からのかご位置データにより求めることが可能である。ρＡはロープの単位長さ当たりの質量であって、記憶部４３に格納されている。
【００６５】
そこで、以上の式をもとに前記▲２▼の場合の必要なロープ張力を演算する。
【００６６】
すなわち、かご下降時にかご側コンペンロープ９ａの揺れが大きくなった場合、速やかにロープ９ａの固有振動数を上げ、建物の固有振動数との共振点を通過させる必要から、例えばｆ＝２ｆｂとしたい。ｆｂは建物の固有振動数であって、記憶部４３に格納されている。
【００６７】
その結果、必要なロープ張力Ｔは、次式によって計算できる。
【００６８】
Ｔ＝（２Ｌ×２ｆｂ）2ρＡ （２）
上式においてＴ＜０．８Ｔ０ならば、Ｔ＝０．８Ｔ０
Ｔ＞１．２Ｔ０ならば、Ｔ＝１．２Ｔ０とする。
【００６９】
なお、ロープの張力を制御しないロープ張力Ｔ０は、
Ｔ０＝（Ｗ／２Ｎ）＋ρＡｇＬである。Ｗはコンペンシーブ重量、Ｎはロープ本数、ｇは重力の加速度である。
【００７０】
そこで、以上のようにして張力演算手段４２３がコンペンロープ９の張力を演算し、この演算結果に基づいて張力増減指示出力手段４２４がロープの増減指令を荷重負荷装置３１の駆動部３１ａに伝達し、油圧ジャッキ３４を上下させることにより、ロープ９の張力を変動させる。また、必要なロープ張力を演算するに際しては、変位センサ４１によって計測されたロープ変位信号をフィードバックすることにより、精度良くロープ変位を低減することができる。
【００７１】
従って、以上のような実施の形態によれば、建物の揺れ量、かごの揺れ量、ロープの変位量が所定量の値を越えた場合、かご位置およびかごの昇降状態に応じて、ロープ張力を制御することにより、コンペンロープ９の水平振動を適切に低減でき、ロープ変位の増大による昇降路内機器や壁との衝突や絡まりを防ぐための運転速度の低下や停止制御の頻度を大幅に下げることができ、運転効率の向上を図ることができる。
【００７２】
また、強風や地震の発生により建物の振れ量が所定の揺れ量の値を越えた場合にのみ、ロープ張力を制御するようにすれば、短かい時間に即座にロープ張力を増加させることができ、ロープの寿命の低下を防ぐことができる。
【００７３】
なお、図６および図７では、演算制御装置４２がエレベータ制御盤３６の外部に設けたが、エレベータ制御盤３６の内部に設けた構成であっても同様の効果を奏するものである。
【００７４】
なお、ロープ揺れセンサ４１は、必ずしも変位量を計測する必要はなく、所定の変位量を超えたことを検出する方式でもよい。
【００７５】
また、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ロープの張力を適切に制御することにより、コンペンロープの揺れ量を低減でき、運転効率の優れたエレベータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るエレベータ装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】 図１に示すコンペンロープと荷重負荷装置との接続関係を説明する構成図。
【図３】 かご位置と張力制御との関係を示す特性図。
【図４】 コンペンロープの張力を変えたときの建物の固有振動数とコンペンロープの固有振動数との関係を示す特性図。
【図５】 かご位置と張力制御との関係を示すもう１つの特性図。
【図６】 本発明に係るエレベータ装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】 図６に示す演算制御装置４２の構成を示す機能ブロック図。
【図８】 従来の１つのエレベータ装置を示す構成図。
【図９】 従来のもう１つのエレベータ装置を示す構成図。
【図１０】 図９に示すコンペンシーブアッセンブリと張力機構との関係を示す詳細構成図。
【図１１】 従来のエレベータ装置における建物の固有振動数とコンペンロープの固有振動数との関係を示す特性図。
【符号の説明】
３…巻上機
４…巻上げロープ
５…エレベータかご
６…釣合いおもり
７…コンペンシーブ
９…コンペンロープ
３１…荷重負荷装置
３３…荷重センサ
３４…油圧ジャッキ
３５…揺れセンサ
３６…エレベータ制御盤
３７…記憶部
４１…変位センサ
４２…演算制御装置
４２１…ロープ張力制御判断手段
４２２…かご昇降方向判断手段
４２３…張力演算手段
４２４…張力増減指示出力手段
Claims (7)
- 巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとからコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡されたエレベータ装置において、
前記エレベータかごが配置される建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、
このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、前記エレベータかごのかご位置が、最下階付近ではかご上昇方向に所定の変化率を有して所定の制御張力となるまで張力増変化指令を、最上階付近ではかご上昇方向に所定の変化率を有して張力減となる張力減変化指令を、それ以外の中間位置では前記張力増変化指令のもとに増加した所定の制御張力を維持する張力増維持指令をそれぞれ出力する制御系と、
前記コンペンシーブに連結され、前記制御系から出力される張力増減に関係する指令に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置と
を備えたことを特徴とするエレベータ装置。 - 請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記荷重負荷装置と昇降路床部側との間または前記コンペンシーブと荷重負荷装置との間に介在され、当該荷重負荷装置によって負荷される前記コンペンロープの荷重を検出する荷重センサを設け、このセンサにより検出される荷重が所定の値を越えた場合、前記荷重負荷装置から前記コンペンロープに加える張力増に関係する指令を停止することを特徴とするエレベータ装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置において、
前記制御系は、前記センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、前記コンペンロープの通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力から所要の変化率をもって所定の制御張力まで増加させ、また前記最上階から所定階数前まで前記増加した所定の制御張力を維持し、さらに前記所定階数から最上階まで前記増加した所定の制御張力から所要の変化率をもって前記通常の張力または通常の張力よりも小さい所定の張力に戻すように、前記コンペンロープの張力増減指令を出力することを特徴とするエレベータ装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置において、
前記制御系は、予め前記エレベータのかご位置と変動させるコンペンロープの制御張力との関係をパターンとして記憶し、前記センサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、当該パターンに従って前記荷重負荷装置を動作させることを特徴とするエレベータ装置。 - 請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のエレベータ装置において、
前記荷重負荷装置は、油圧ジャッキおよび電磁石の何れか一方を用いることを特徴とするエレベータ装置。 - 巻上げロープに吊り下げられたエレベータかごと釣合いおもりとからコンペンシーブを経由してコンペンロープが掛け渡されたエレベータ装置において、
前記エレベータかごが配置される建物、前記エレベータかご、前記コンペンロープの何れか１つ以上の揺れ量を検出するセンサと、
このセンサの出力が所定の揺れ量を越えた場合、下記する（１）〜（４）条件のもとに、前記コンペンロープの揺れ量を小さくするために必要なロープ張力を演算する演算制御装置と、
前記コンペンシーブに連結され、前記演算制御装置による演算によって得られるロープ張力に基づいて前記コンペンシーブを上下動させ、前記コンペンロープの張力を変動させる荷重負荷装置と
を備えたことを特徴とするエレベータ装置。
（１） かご上昇時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。
（２） かご下降時にかご側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（３） かご上昇時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を上げるロープ張力を演算する。
（４） かご下降時におもり側コンペンロープの揺れが大きくなったとき、張力を下げるロープ張力を演算する。 - 請求項６に記載のエレベータ装置において、
前記演算制御装置は、前記センサの出力が予め定める揺れ量を越えた場合にロープ張力制御を実施すると判断するロープ張力制御判断手段と、この手段によりロープ張力制御を実施すると判断されたとき、エレベータ制御系から現在のかごが上昇中か下降中かを判断するかご昇降方向判断手段と、この判断結果に基づいて予め定める所定のロープ張力演算式に基づいてロープ張力を演算する張力演算手段と、この演算されたロープの張力を増減させる指令を前記荷重負荷装置に送信する張力増減指示出力手段とを設けたことを特徴とするエレベータ装置。
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