WO2011125206A1

WO2011125206A1 - エレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置

Info

Publication number: WO2011125206A1
Application number: PCT/JP2010/056389
Authority: WO
Inventors: 恒裕東中
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-13

Abstract

　簡潔な構成により、ロープの振動の成長を抑制することができるエレベーターのロープ振幅抑制装置等を得る。このため、この発明に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置においては、乗りかご２に主ロープ６の端部が連結され、前記乗りかご２が前記主ロープ６により吊持されたエレベーターにおいて、前記乗りかご２に設けられたかご側固定手段１０と、前記乗りかご２の昇降を案内するガイドレール４に設けられ、前記かご側固定手段１０が嵌合可能な嵌合部１３ａを有するレール側固定手段１３と、前記乗りかご２に設けられ、通常時に前記かご側固定手段１０を前記乗りかご２の走行に影響の無い位置に後退させ、要時に前記かご側固定手段１０を前記ガイドレール４側へと突出させることにより前記かご側固定手段１０を前記レール側固定手段１３の前記嵌合部１３ａに嵌合させるアクチュエータ９と、を備えた構成とする。

Description

エレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置

　この発明は、エレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置に関するものである。

　エレベーターに設けられている主ロープや釣合ロープ等の長尺物は、地震動や強風等により当該エレベーターが設置されている建物が揺れると、これに応じて揺れてしまう。この際、特に高層ビルに設置されたエレベーターでは、建物の揺れと長尺物の揺れとが共振して振幅が大きくなることがある。長尺物の揺れの振幅が大きくなると、この長尺物が昇降路内の機器や突起物に接触したり引っ掛かったりすることにより、長尺物や機器等が損傷し、また、エレベーターの運行に支障がでるおそれがある。そして、実際に、このような長尺物の振動（特に建物との共振）現象により、エレベーターの故障や停止に至る事例が近年の地震（２００４年の新潟県中越地震や東海道沖地震等）で発生している。

　そこで、このような事象を防止するため、例えば、日本エレベータ協会標準ＪＥＡＳ－７１１には、エレベーターの昇降路内機器突出物に対する保護措置が定められている。ここには、具体的な保護措置として、例えば、引っ掛かりが想定される突出物と昇降路内の他の機器や昇降路内壁との間に、保護線材や鋼板製プロテクターを設置する措置等が記載されている。そして、これらの保護線材やプロテクターにより、昇降路内機器の取付腕の裏側への長尺物の回り込みを防止する。

　また、例えば、木村弘之・中川俊明「振れ止め枠を有するエレベータ・ロープの横振動解析」機論Ｃ（２００５－２）第７１巻第７０２号ｐ．４４２－４４７には、振れ止め枠を長尺物の両側に設置する旨が記載されている。この振れ止め枠は、強風時の建物揺れによるエレベーターの長尺物の横振動が発生した時に、長尺物の変位が大きくならないように長尺物の変位を物理的に拘束するものである。これにより、長尺物が振動しても枠に衝突するため、振動の成長が抑制される。

　従来において、このような長尺物の変位を物理的に拘束する振れ止めを有するエレベーターとしては、他に、強風等により建物が揺れ長尺物の振動発生が想定される場合や実際に長尺物の振動を検出した場合のみ、この長尺物を囲むように振れ止めを配置するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。エレベーターの主ロープを両側から挟むローラを備え、この主ロープ自体の昇降移動を動力源として、乗りかごの移動に伴って主ロープ上を移動する自走式の振れ止め装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

　また、以上のような長尺物の振動が発生している時に管制運転を行うことにより、エレベーターの運転を継続させることによって生じる被害を軽減しようとするものもある。従来におけるこのようなものとしては、昇降路上部及び建物上部に設けられた加速度検出手段で検出された建物振動信号に基づいて、昇降路内の長尺物の振動量を演算し、この演算された長尺物振動量に基づいて減速運転や休止運転等の管制運転を行うものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

　ここで、特に長尺物として乗りかごを吊持する主ロープに注目した場合、この主ロープの振動の振幅が大きくなると、図８に示すように、この主ロープに接続された乗りかごが上下動する。なお、この図８において、１はエレベーターの昇降路、１ａは機械室、２は乗りかご、３は釣合い重り、６は主ロープ、６ａは主ロープの通常位置、８は振動感知器である。

　従来において着床時における乗りかごの上下動を抑制するものとしては、例えば、特許文献４－６に記載されたものが知られている。特許文献４には、乗りかごの戸開中に、乗りかごの昇降を案内するガイドレールを、このガイドレールと係合するかごガイドシューに設けられた電磁コイルで吸引するものが記載されている。特許文献５には、乗客の乗り込み時のみ、ガイドレールの案内面にかご側に設けられたシュー部材をアクチュエータを用いて押し付けるものが記載されている。これらのものは、こうして、ガイドレールの案内面とガイドシューとの間に働く摩擦力を増大させて、乗りかごの上下動を抑制する。

　そして、特許文献６には、乗りかごの停止時に、ガイドレールの案内面と、このガイドレールと係合するかご側ガイドローラとの間に、アクチュエータを用いて楔形状の作動体を介入させるものが記載されている。こうして、ガイドレールの案内面とガイドローラ及び作動体との間に働く摩擦力を増大させて、乗りかごの上下動を抑制する。

日本特開２００１－３１６０５８号公報日本特開２００７－１１９１３１号公報日本特開２００７－３３１９０１号公報日本特開２００１－１０６４５６号公報日本特開２００４－３４５７７６号公報日本特開２００２－１７９３７３号公報

　このように、特許文献１及び特許文献２に示された従来におけるエレベーターのロープ振幅抑制装置は、特にロープが直接外部にさらされるオープン型のエレベーターにおいて、ロープの振動抑制に高い効果を奏する。すなわち、このようなオープン型のエレベーターでは、ロープに直接強風が当たってしまうが、この際、振れ止め枠によりロープを完全に囲ってしまうことができるため、効果的にロープの振動を抑制することができる。

　しかしながら、これらのエレベーターのロープ振幅抑制装置においては、エレベーターの乗りかご及び釣合重りが上下に昇降する区間・領域には、ロープの振れ止め枠を常設することができないという課題がある。また、これら乗りかご等の昇降の妨げとならないよう、建物の振動や強風が発生したときのみ振れ止め枠がロープを囲む位置に配設されるようにするためには、複雑な機構や動力を必要とし、装置が高価になってしまうという課題がある。

　また、特許文献３に示された従来のエレベーターの管制運転装置においては、長尺物の振動が発生している時に管制運転を行うものであるため、長尺物の振動自体は抑制することができないという課題がある。

　そして、特許文献４から特許文献６に示された従来のエレベーターにおいては、地震動や強風に伴う建物の揺れや、この建物の揺れにより生じる長尺物の振動について全く考慮されていない。従って、長尺物の振動を抑制することができないという課題がある。また、ガイドレールと乗りかご側との間の摩擦力を増大させることにより、乗りかごの上下動を抑制しようとするものであるため、この摩擦力を上回る力が乗りかごに掛かった場合には乗りかごは上下動してしまう。すなわち、乗りかごの上下動を完全に阻止することはできないという課題がある。

　この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡潔な構成により、ロープの振動の成長を抑制することができるエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置を得るものである。

　この発明に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置においては、乗りかごに主ロープの端部が連結され、前記乗りかごが前記主ロープにより吊持されたエレベーターにおいて、前記乗りかごに設けられたかご側固定手段と、前記乗りかごの昇降を案内するガイドレールに設けられ、前記かご側固定手段が嵌合可能な嵌合部を有するレール側固定手段と、前記乗りかごに設けられ、通常時に前記かご側固定手段を前記乗りかごの走行に影響の無い位置に後退させ、要時に前記かご側固定手段を前記ガイドレール側へと突出させることにより前記かご側固定手段を前記レール側固定手段の前記嵌合部に嵌合させるアクチュエータと、を備えた構成とする。

　また、この発明に係るエレベーターの管制運転装置においては、上記のエレベーターのロープ振幅抑制装置を有するとともに、前記エレベーターが設置された建物の振動を検知する振動感知器と、前記振動感知器により前記建物の振動が検知された場合に、前記乗りかごを前記レール側固定手段が設けられた位置まで移動させ、前記アクチュエータを動作させて、前記かご側固定手段を前記レール側固定手段の前記嵌合部に嵌合させる制御装置と、を備えた構成とする。

　この発明に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置においては、簡潔な構成により、ロープの振動の成長を抑制することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の全体構成を模式的に示すエレベーターの昇降路の正面断面図である。この発明の実施の形態１に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の非動作時の状態を示すエレベーターの昇降路の平面断面図である。この発明の実施の形態１に係る図２中のＡ部を拡大して示す要部拡大図である。この発明の実施の形態１に係る図３中のＢ部を拡大して示す要部拡大図である。この発明の実施の形態１に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の動作時の状態を示す図２に相当する図である。この発明の実施の形態１に係る図５中の要部を拡大して示す要部拡大正面図である。この発明の実施の形態１に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の動作時のロープ振動の様子を模式的に示すエレベーターの昇降路の正面断面図である。この発明の実施の形態１に係るエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の非動作時並びに従来のエレベーターのロープ振動の様子を模式的に示すエレベーターの昇降路の正面断面図である。

　この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

実施の形態１．
　図１から図８は、この発明の実施の形態１を示すものである。図１において、１は、エレベーターが設置される建物に設けられた昇降路である。この昇降路１内には乗客等を積載して昇降する乗りかご２が昇降自在に配置されている。また、昇降路内には、この乗りかご２にかかる荷重を補償するための釣合い重り３も昇降自在に配置されている。

　昇降路１内には一対のかごガイドレール４が立設されている。そして、乗りかご２は、このかごガイドレール４に摺動自在に係合しており、その昇降はこのかごガイドレール４により案内されている。また、釣合い重り３の昇降についても同様に重りガイドレール５により案内されている。

　昇降路１の頂部には、機械室１ａが設けられている。この機械室１ａ内には、乗りかご２及び釣合い重り３の昇降を駆動するための巻上機７や、当該エレベーターの運転全般を制御するための制御装置（図示せず）等が配設されている。乗りかご２の上部には主ロープ６の一端が連結されている。この主ロープ６の中間は巻上機７の駆動綱車に巻き掛けられている。そして、この主ロープ６の他端は釣合い重り３の上部に連結されている。こうして、乗りかご２及び釣合い重り３は、主ロープ６により昇降路１内につるべ状に吊持されている。

　また、機械室１ａ内には、この建物の振動を検知するための振動感知器８が設置されている。建物が振動しておらず、主ロープ６の振動も発生していない通常時においては、主ロープ６は、主ロープの通常位置６ａにある。この主ロープの通常位置６ａは、鉛直である。

　図２はロープ振幅抑制装置及び管制運転装置の非動作時の状態を示すエレベーターの昇降路の平面断面図である。この図は、乗りかご２の上面側を示している。図３は、図２中のＡ部を拡大して示す要部拡大図である。また、図４は、図３中のＢ部を拡大して示す要部拡大図である。
　乗りかご２のかご室は、かご支持枠構造内に収められて支持されている。主ロープ６の一端は、この支持枠構造の上梁２ａに連結されている。

　乗りかご２の上面であって、かご支持枠構造の上梁２ａに隣接する位置には、アクチュエータ９が設置されている。このアクチュエータ９は図示しない電磁コイル及びばね等の弾性体を内蔵している。アクチュエータ９が消勢された状態では、内蔵する弾性体の作用により軸部９ａが後退した位置にある。そして、付勢されると電磁コイルの作用によりこの軸部９ａがかごガイドレール４側へと進出する。

　アクチュエータ９の軸部９ａの先端部には、てこ部１１が第１のピン１２ａを介して回動自在に取り付けられている。より詳しくは、てこ部１１の一端部には、第１の長孔１１ａが穿設されている。そして、この第１の長孔１１ａ内に第１のピン１２ａが配置されるようにして、てこ部１１の一端部が軸部９ａに回動自在に取り付けられている。軸部９ａの上梁２ａ側には、支持部９ｂが、軸部９ａに隣接して平行に配置されている。そして、てこ部１１の中間部の一端寄りにおいて、てこ部１１が第２のピン１２ｂにより支持部９ｂの先端部に回動自在に取り付けられている。

　上梁２ａ上には、固定棒１０（かご側固定手段）が取り付けられている。この固定棒１０は、一端がかごガイドレール４側へと突出した位置と、この一端が乗りかご２側へと後退した位置との間で、移動自在に設けられている。この移動方向は、ここでは、上梁２ａの長手方向と略平行な方向であると換言することができる。そして、この固定棒１０の他端部は、てこ部１１の他端部と回動自在に連結されている。より詳しくは、てこ部１１の他端部には、第２の長孔１１ｂが穿設されている。そして、この第２の長孔１１ｂ内に第３のピン１２ｃが配置されるようにして、てこ部１１の他端部が、固定棒１０の他端部に回動自在に取り付けられている。

　このようにして、てこ部１１の支持部９ｂへの取り付け位置が支点、てこ部１１の一端部とアクチュエータ９の軸部９ａとの連結部分が力点、てこ部１１の他端部と固定棒１０の他端部との連結部分が作用点となるてこ機構が構成されている。アクチュエータ９の軸部９ａがかごガイドレール４側に進出した状態においては、固定棒１０の一端は乗りかご２側へと後退した位置にある。そして、アクチュエータ９の軸部９ａが後退すると、固定棒１０の一端がかごガイドレール４側へと突出する。

　この際、てこ部１１と、アクチュエータ９の軸部９ａ及び固定棒１０は、それぞれ第１の長孔１１ａ及び第２の長孔１１ｂを介して連結されているため、軸部９ａと固定棒１０は、互いの間の距離を変化させることなく、平行かつ互いに逆方向に移動することが可能である。

　かごガイドレール４には、固定用金具１３（レール側固定手段）が取り付けられている。この固定用金具１３は、かごガイドレール４の昇降方向における所定位置に、取り付けられている。また、この際、取り付けには、図示しないレールクリップ等が用いられる。かごガイドレール４に取り付けられる固定用金具１３の数は、１つでもよいし複数でもよい。固定用金具１３には、要時に固定棒１０のかごガイドレール４側の一端部が嵌合する開口部１３ａ（嵌合部）が設けられている。この開口部１３ａは、乗りかご２を、固定棒１０がこの固定用金具１３に対向する位置に停止させた際に、固定棒１０の一端が対向する位置に設けられる。

　アクチュエータ９の軸部９ａがかごガイドレール４側に進出した状態においては、固定棒１０の一端は乗りかご２側へと後退した位置にある。固定棒１０の一端がこの後退した位置にあるときには、エレベーターの運転（乗りかご２の走行）に特に影響はない（図２及び図３）。アクチュエータ９の軸部９ａが後退すると、固定棒１０の一端がかごガイドレール４側へと突出し、固定棒１０の一端部が固定用金具１３の開口部１３ａ内へと位置して嵌合する。この固定棒１０の一端が固定用金具１３の開口部１３ａに嵌合した状態においては、乗りかご２の上下動（昇降方向への移動）が阻止される（図５及び図６）。

　この際、固定棒１０を固定用金具１３の開口部１３ａへと適切に嵌合させるために必要な固定棒１０の移動量は、てこ部１１の支点の位置、を調節することにより確保することができる。すなわち、固定棒１０が、後退位置にあるときには乗りかご２の走行に影響が無く、かつ、突出位置にあるときには一端部が開口部１３ａに適切に嵌合して乗りかご２の上下動を阻止できるように、てこ部１１の第２のピン１２ｂからアクチュエータ９の軸部９ａとの連結部までの長さと、てこ部１１の第２のピン１２ｂから固定棒１０との連結部までの長さとの比を調節する。

　次に、以上のように構成されたエレベーターのロープ振幅抑制装置を備えた、エレベーターの管制運転装置について説明する。
　地震や強風が発生すると建物が加振されて振動する。そして、機械室１ａに設置された振動感知器８がこの建物の振動を検知する。すると、この振動を検知した振動感知器８は、制御装置へと振動検出信号を送信する。この振動検出信号を受信した制御装置は、このエレベーターの運転モードを、通常運転から管制運転へと切り換える。

　この管制運転においては、まず、制御装置は、乗りかご２を最寄階へと停止させる。次に、乗りかご２を戸開して乗りかご２内の乗客を降車させる。乗りかご２内の乗客を降車させた後、制御装置は、乗りかご２を、かごガイドレール４に固定用金具１３が取り付けられている位置（又は階床）へと走行・停止させる。この際、固定用金具１３が複数設けられている場合には、乗りかご２の現在位置から最も近い固定用金具１３が設けられた位置へと乗りかご２を移動させる。固定用金具１３が１つのみ設けられている場合には、当然その固定用金具１３が設けられた位置へと乗りかご２を移動させる。

　そして、制御装置は、乗りかご２のアクチュエータ９を動作させて固定棒１０をかごガイドレール４側へと突出させ、固定棒１０の一端部を固定用金具１３の開口部１３ａ内へと挿入させる。この状態においては、固定棒１０の一端部が固定用金具１３の開口部１３ａと嵌合することにより、乗りかご２側の固定棒１０とかごガイドレール４側の固定用金具１３とが係合している。従って、乗りかご２はこの位置に固定され上下方向に移動することができない。

　以上のように構成されたエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置における、主ロープ６の振動の抑制について次に説明する。
　図８は、ロープ振幅抑制装置の非動作時（通常運転時）におけるロープ振動の様子を模式的に示すものである。地震等により主ロープ６が振動した場合に、主ロープ６が図の左側へと最も大きく振れた位置にある時点を示すのが図８の（ａ）である。また、主ロープ６が逆に図の右側へと最も大きく振れた位置にある時点を示すのが図８の（ｃ）である。そして、これら（ａ）と（ｃ）の状態間を遷移する際に、主ロープ６が、一旦、主ロープの通常位置６ａへと戻った状態にある時点を示すのが図８の（ｂ）である。

　ここで示されるように、主ロープ６が左右に振れた状態においては、主ロープ６が主ロープの通常位置６ａにある状態と比較して、主ロープ６がたわむため、主ロープ６の端部に連結された乗りかご２の位置が上方へと移動する。主ロープ６が振動中においては、乗りかご２はこのようにして上下動を繰り返す。そして、主ロープ６の振動が成長して振幅が大きくなればなるほど、乗りかご２の上下方向の移動量は大きくなる。

　図７は、ロープ振幅抑制装置の動作時（管制運転時）におけるロープ振動の様子を模式的に示すものである。図８と同じく、主ロープ６が振動した場合に、主ロープ６が図の左側へと最も大きく振れた位置にある時点を示すのが図７の（ａ）である。また、主ロープ６が逆に図の右側へと最も大きく振れた位置にある時点を示すのが図７の（ｃ）である。そして、これら（ａ）と（ｃ）の状態間を遷移する際に、主ロープ６が、一旦、主ロープの通常位置６ａへと戻った状態にある時点を示すのが図７の（ｂ）である。

　ここでは、ロープ振幅抑制装置が動作し、乗りかご２側の固定棒１０とかごガイドレール４側の固定用金具１３に嵌合して乗りかご２の上下方向の位置が固定されている。この状態においては、主ロープ６が左右に振れる際、乗りかご２を上方へと持ち上げようとしても、乗りかご２の上下方向の位置は固定されている。このため、主ロープ６は乗りかご２を持ち上げることができず、主ロープの通常位置６ａからの左右への変位（すなわち振幅）が大きくなることができない。

　従って、主ロープ６が振動し振幅の頂点に向かうときに、この主ロープ６の端部である乗りかご２が本来であれば上方へと移動することを防止するができる。これにより、建物の振動で加振される主ロープ６の振動（振幅）の成長を抑制することが可能である、ということになる。そして、長尺物である主ロープ６が昇降路１内の機器や突起物に接触したり引っ掛かったりすることを防止して、長尺物や機器等が損傷し、エレベーターの運行に支障がでてしまう事態を未然に防止することができる。

　なお、ここでは、アクチュエータ９の軸部９ａの移動を、てこ部１１を介して固定棒１０の移動へと変換したが、てこ部１１を用いること無く、直接に固定棒１０をアクチュエータ９で移動させるようにしてもよい。

　さらに、ここでは、固定棒１０及び固定用金具１３を、それぞれ乗りかご２及びかごガイドレール４に設けるようにしたが、これと同様のものを、釣合い重り３及び重りガイドレール５にもそれぞれ設けるようにしてもよい。また、この場合に、乗りかご２がかごガイドレール４の固定用金具１３の位置に停止した時の釣合い重り３の停止位置おいて、釣合い重り３が重りガイドレール５の固定用金具１３に対向するように、重りガイドレール５に固定用金具１３に取り付けるようにしてもよい。

　この発明は、乗りかごに主ロープの端部が連結され、前記乗りかごが前記主ロープにより吊持されたエレベーターのロープ振幅抑制装置及び管制運転装置に利用できる。

　　１　　昇降路
　　１ａ　機械室
　　２　　乗りかご
　　２ａ　上梁
　　３　　釣合い重り
　　４　　かごガイドレール
　　５　　重りガイドレール
　　６　　主ロープ
　　６ａ　主ロープの通常位置
　　７　　巻上機
　　８　　振動感知器
　　９　　アクチュエータ
　　９ａ　軸部
　　９ｂ　支持部
　１０　　固定棒
　１１　　てこ部
　１１ａ　第１の長孔
　１１ｂ　第２の長孔
　１２ａ　第１のピン
　１２ｂ　第２のピン
　１２ｃ　第３のピン
　１３　　固定用金具
　１３ａ　開口部

Claims

　乗りかごに主ロープの端部が連結され、前記乗りかごが前記主ロープにより吊持されたエレベーターにおいて、
　前記乗りかごに設けられたかご側固定手段と、
　前記乗りかごの昇降を案内するガイドレールに設けられ、前記かご側固定手段が嵌合可能な嵌合部を有するレール側固定手段と、
　前記乗りかごに設けられ、通常時に前記かご側固定手段を前記乗りかごの走行に影響の無い位置に後退させ、要時に前記かご側固定手段を前記ガイドレール側へと突出させることにより前記かご側固定手段を前記レール側固定手段の前記嵌合部に嵌合させるアクチュエータと、を備えたことを特徴とするエレベーターのロープ振幅抑制装置。
　請求項１に記載のエレベーターのロープ振幅抑制装置を有するエレベーターの管制運転装置であって、
　前記エレベーターが設置された建物の振動を検知する振動感知器と、
　前記振動感知器により前記建物の振動が検知された場合に、前記乗りかごを前記レール側固定手段が設けられた位置まで移動させ、前記アクチュエータを動作させて、前記かご側固定手段を前記レール側固定手段の前記嵌合部に嵌合させる制御装置と、を備えたことを特徴とするエレベーターの管制運転装置。