特許 7086690 エレベータの異常状態検出装置、および異常状態検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-10

(45)【発行日】2022-06-20

(54)【発明の名称】エレベータの異常状態検出装置、および異常状態検出方法

(51)【国際特許分類】

   B66B 5/02 20060101AFI20220613BHJP

   B66B 7/06 20060101ALI20220613BHJP

【ＦＩ】

B66B5/02 C

B66B5/02 Q

B66B7/06 J

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018079497

(22)【出願日】2018-04-18

(65)【公開番号】P2018177532

(43)【公開日】2018-11-15

【審査請求日】2021-04-07

(31)【優先権主張番号】15/491,024

(32)【優先日】2017-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591020353

【氏名又は名称】オーチス エレベータ カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｏｔｉｓ Ｅｌｅｖａｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ

【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｌａｃｅ，Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】宮島 弘光

(72)【発明者】

【氏名】山田 敦

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１２０３７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１１７４７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１６６９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５１６９４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｂ ５／００－７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロープ揺れに関するエレベータの異常状態検出装置であって、前記エレベータが、ガバナーシーブ及びテンションシーブの周囲に巻かれたガバナーロープを有する調速機を含み、
それぞれ昇降路内の異なる高さに配置されるとともに、各高さにおける前記ガバナーロープのロープ揺れを監視し、かつ前記ガバナーロープの画像データ及び距離データを含む画像をキャプチャするように構成された複数のＴＯＦカメラと、
前記ガバナーロープのロープ揺れを検出して、エレベータコントローラに異常状態検出信号を送信するように、前記ＴＯＦカメラに接続されたロープ揺れ検出器と、
を備え、
前記ロープ揺れ検出器は、前記ガバナーロープの振動モード、及び前記複数のＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの振幅に基づいて前記ガバナーロープの最大振幅を推定することにより、前記ガバナーロープの異常状態を検出するように構成され、前記ガバナーロープの前記振動モードは、前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの時系列の振幅変化から計算される、異常状態検出装置。

【請求項2】

前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの前記振幅変化は、前記ＴＯＦカメラの各高さにおける時系列の前記ガバナーロープの実際の位置と通常の位置との間の差に基づき計算される、請求項１に記載の異常状態検出装置。

【請求項3】

前記ガバナーロープの前記実際の位置は、前記ガバナーロープの各ＴＯＦカメラに関して横方向のロープ揺れ、及び各ＴＯＦカメラと前記ガバナーロープとの間の距離に基づき決定される、請求項２に記載の異常状態検出装置。

【請求項4】

前記ガバナーロープは、前記ガバナーシーブと前記テンションシーブとの間をループ状に第一経路及び第二経路に沿って延在し、前記ガバナーロープは、前記エレベータかごに隣接する前記第二経路において前記エレベータかごへ取り付けられ、前記ＴＯＦカメラは、前記エレベータかごに取り付けられていない前記ガバナーロープの前記第一経路に隣接して配置される、請求項１に記載の異常状態検出装置。

【請求項5】

各ＴＯＦカメラは、前記第一経路沿いの前記ガバナーロープのロープ揺れを監視する、請求項４に記載の異常状態検出装置。

【請求項6】

前記エレベータコントローラは、前記ガバナーロープの前記最大振幅に基づき前記エレベータかごの動作を制御するように構成される、請求項１に記載の異常状態検出装置。

【請求項7】

前記ロープ揺れ検出器は、前記最大振幅が閾値を超える場合に前記異常状態を検出するように構成される、請求項１に記載の異常状態検出装置。

【請求項8】

前記ロープ揺れ検出器は、前記最大振幅が第一閾値を超える場合に前記エレベータかごを直ちに停止させる信号を前記エレベータコントローラへ送信する、請求項７に記載の異常状態検出装置。

【請求項9】

前記ロープ揺れ検出器は、前記最大振幅が前記第一閾値より小さい第二閾値を超える場合に最寄りの階に前記エレベータかごを停止させる信号を前記エレベータコントローラへ送信する、請求項８に記載の異常状態検出装置。

【請求項10】

前記ロープ揺れ検出器は、前記最大振幅が前記第二閾値より小さい第三閾値を超える場合にエレベータかごの速度を減速させる信号を前記エレベータコントローラへ送信する、請求項９に記載の異常状態検出装置。

【請求項11】

前記ガバナーロープは、前記エレベータかごに取り付けられていない前記ガバナーロープの前記第一経路を収容するように、前記昇降路の前記垂直方向に沿って配置された複数のガバナーロープガードをさらに備える、請求項４に記載の異常状態検出装置。

【請求項12】

ロープ揺れに関するエレベータの異常状態検出方法であって、
昇降路内の異なる高さにそれぞれ配置された複数のＴＯＦカメラを使用してガバナーロープのロープ揺れを監視するステップと、
各ＴＯＦカメラによって撮像された、前記ガバナーロープの画像データ及び距離データを含む前記ガバナーロープの画像を、ロープ揺れ検出器へ送信するステップと、
前記ガバナーロープの１つの振動面上での前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの時系列の振幅変化に基づき前記ガバナーロープの振動モードを計算するステップと、
前記ガバナーロープの前記振動モード、及び前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの振幅に基づき前記ガバナーロープの最大振幅を推定するステップと、
前記最大振幅が閾値を超える場合に前記エレベータの異常状態を検出するステップと、
を備える、異常状態検出方法。

【請求項13】

前記ガバナーロープの各ＴＯＦカメラに関して横方向のロープ揺れ、及び各ＴＯＦカメラと前記ガバナーロープとの間の距離に基づき、前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記昇降路の水平面内の前記ガバナーロープの通常の位置に関する前記ガバナーロープの実際の位置を時系列に計算するステップ、
をさらに備える、請求項１２に記載の異常状態検出方法。

【請求項14】

前記ガバナーロープの前記実際の位置と、前記通常の位置との間の差に基づき、前記ＴＯＦカメラの各高さにおける前記ガバナーロープの振動方向及び振幅を時系列に計算するステップ、
をさらに備える、請求項１３に記載の異常状態検出方法。

【請求項15】

前記異常状態を検出するステップは、前記最大振幅が第一閾値を超える場合にエレベータコントローラへ前記エレベータかごを直ちに停止させる信号を送信することをさらに備える、請求項１２に記載の異常状態検出方法。

【請求項16】

前記異常状態を検出するステップは、前記最大振幅が前記第一閾値より小さい第二閾値を超える場合に前記エレベータコントローラへ前記最寄りの階に前記エレベータかごを停止させる信号を送信することをさらに備える、請求項１５に記載の異常状態検出方法。

【請求項17】

前記異常状態を検出するステップは、前記最大振幅が前記第二閾値より小さい第三閾値を超える場合に前記エレベータコントローラへエレベータかごの速度を減速させる信号を送信することをさらに備える、請求項１６に記載の異常状態検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般にエレベータシステムの異常状態を検出する装置に関する。特に、本発明は、ロープ揺れに関するエレベータシステムの異常状態検出装置、及びロープ揺れに関するエレベータの異常状態を検出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超高層建物に設置されるエレベータにおいて、建物揺れまたは振動が地震または強風により発生するときに、エレベータロープ及びケーブルは共振して、振動の大きさは増し、それにより、ロープ及びケーブルが昇降路の壁に衝突すること、または昇降路内に設置されるエレベータ機器に捕捉されることを引き起こす。

【0003】

このような場合、ロープ及びケーブルを損傷するだけでなく、エレベータの動作を妨害する場合がある。これらの理由のために、建物揺れに関連する異常を検出するためにさまざまな努力がなされている。

【0004】

たとえば、特許文献１は、昇降路の頂部付近の昇降路の水平面上に設置される少なくとも２台のカメラを使用してロープ揺れの異常を検出するエレベータシステムを開示し、この異常検出は、同一の水平面上の２つの異なる角度からエレベータロープの画像を撮り、エレベータロープの現在の位置と元の位置との間の差を計算することにより実行される。

【0005】

しかしながら、このような構成において、特に、エレベータを超高層建物内に設置するときの事例において、複数のエレベータロープの振動モードを正確に推定することは困難であるだけでなく、昇降路内に数百メートル延在する非常に長いエレベータロープが同時に揺れ、建物揺れにより相互に接触するようになるときに個々のロープの異常状態を正確に検出することは不可能である。

【0006】

特許文献２は、昇降路の垂直方向に関して昇降路の中間部にカメラを設置すること、及びこの垂直方向に関して斜めにロープの画像をキャプチャすることにより、より少ないカメラでエレベータロープの異常を検出する方法を開示する。

【0007】

しかしながら、エレベータを超高層建物に設置する場合、中間部に設置されたカメラから数百メートル離れ得る昇降路の両端へとその全長にわたって複数のエレベータロープの挙動を監視することは不可能である。超高層建物の暗い昇降路内のロープ揺れを検出することは、特に困難である。

【0008】

加えてまた、エレベータロープの張力がエレベータかご内の乗員数により変わる場合に、これらのすべての要因に対処することが可能なエレベータ異常検出システムを構築することは、ロープ揺れ検出装置またはプログラムの複雑化を伴う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００９－１６６９３９号公報

【文献】特開２０１５－１１３１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

したがって、超高層建物内においてさえ、建物揺れに関する異常状態をさほど複雑でない構造で検出することが可能であり、かつ、ロープまたはケーブルの推定された振幅により正確なエレベータ制御を実行することが可能な、エレベータシステムを提供する必要性が当該技術分野において存在する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の１つの態様によれば、ロープ揺れに関するエレベータの異常状態検出装置を開示する。エレベータは、ガバナーシーブ及びテンションシーブ周囲に巻かれたガバナーロープを含む調速機を備える。異常状態検出装置は、昇降路内にそれぞれ異なる高さで配置されるとともに、各高さにおけるガバナーロープのロープ揺れを監視し、ガバナーロープの画像をキャプチャするように構成された、複数のＴＯＦカメラを含む。画像は、ガバナーロープの画像データ及び距離データを含む。異常状態検出装置は、ガバナーロープのロープ揺れを検出し、エレベータコントローラに異常状態検出信号を送信するためにＴＯＦカメラに接続されたロープ揺れ検出器をさらに備える。

【0012】

ロープ揺れ検出器は、ＴＯＦカメラの各高さにおける、ガバナーロープの振動モード、及びガバナーロープの振幅に基づきガバナーロープの最大振幅を推定することによりガバナーロープの異常状態を検出するように構成され、ガバナーロープの振動モードは、時系列にＴＯＦカメラの各高さでのガバナーロープの振幅変化から計算される。

【0013】

いくつかの実施形態において、ＴＯＦカメラの各高さでのガバナーロープの振幅変化は、時系列にＴＯＦカメラの各高さにおけるガバナーロープの実際の位置と、通常の位置との間の差に基づき計算される。

【0014】

いくつかの実施形態において、ガバナーロープの実際の位置は、各ＴＯＦカメラに関して横方向のガバナーロープのロープ揺れ、及び各ＴＯＦカメラとガバナーロープとの間の距離に基づき計算される。

【0015】

いくつかの実施形態において、ガバナーロープは、ガバナーシーブとテンションシーブとの間をループ状に第一経路及び第二経路に沿って延在する。ガバナーロープは、エレベータかごに隣接する第二経路においてエレベータかごに取り付けられ、ＴＯＦカメラは、エレベータかごに取り付けられないガバナーロープの第一経路に隣接して配置される。

【0016】

いくつかの実施形態において、各ＴＯＦカメラは、第一経路沿いにガバナーロープのロープ揺れを監視する。

【0017】

いくつかの実施形態において、エレベータコントローラは、ガバナーロープの最大振幅に基づきエレベータかごの動作を制御するように構成される。

【0018】

いくつかの実施形態において、ロープ揺れ検出器は、最大振幅が閾値を超える場合に異常状態を検出するように構成される。

【0019】

いくつかの実施形態において、ロープ揺れ検出器は、最大振幅が第一閾値を超える場合にエレベータかごを直ちに停止させる信号をエレベータコントローラへ送信する。

【0020】

いくつかの実施形態において、ロープ揺れ検出器は、最大振幅が第一閾値より小さい第二閾値を超える場合に最寄りの階にエレベータかごを停止させる信号をエレベータコントローラへ送信する。

【0021】

いくつかの実施形態において、ロープ揺れ検出器は、最大振幅が第二閾値より小さい第三閾値を超える場合にエレベータかごの速度を減速させる信号をエレベータコントローラへ送信する。

【0022】

いくつかの実施形態において、ガバナーロープは、エレベータかごに取り付けられないガバナーロープの第一経路を収容できるように昇降路の垂直方向に沿って配置される複数のガバナーロープガードをさらに備える。

【0023】

本発明の別の態様により、ロープ揺れに関するエレベータの異常状態を検出する方法を開示する。この方法は、昇降路内の異なる高さにそれぞれ配置される複数のＴＯＦカメラを使用してガバナーロープのロープ揺れを監視するステップと、ロープ揺れ検出器に各ＴＯＦカメラによって撮像されたガバナーロープの画像を送信するステップであって、ガバナーロープの画像データ及び距離データを含む画像を送信するステップと、時系列にガバナーロープの１つの振動面上でのＴＯＦカメラの各高さにおけるガバナーロープの振幅変化に基づきガバナーロープの振動モードを計算するステップと、ＴＯＦカメラの各高さでのガバナーロープの振動モード、及びガバナーロープの振幅に基づきガバナーロープの最大振幅を推定するステップと、最大振幅が閾値を超える場合にエレベータの異常状態を検出するステップとを備える。

【0024】

いくつかの実施形態において、方法は、各ＴＯＦカメラに関連する横方向のガバナーロープのロープ揺れ、及び各ＴＯＦカメラとガバナーロープとの間の距離に基づき、時系列にＴＯＦカメラの各高さでの昇降路の水平面内のガバナーロープの通常の位置に関するガバナーロープの実際の位置を計算するステップをさらに備える。

【0025】

いくつかの実施形態において、方法は、ガバナーロープの実際の位置と通常の位置との間の差に基づき、時系列にＴＯＦカメラの各高さでのガバナーロープの振動方向及び振幅を計算するステップをさらに備える。

【0026】

いくつかの実施形態において、異常状態を検出することは、最大振幅が第一閾値を超える場合にエレベータコントローラへエレベータかごを直ちに停止させる信号を送信することをさらに備える。

【0027】

いくつかの実施形態において、異常状態を検出することは、最大振幅が第一閾値より小さい第二閾値を超える場合にエレベータコントローラへ最寄りの階にエレベータかごを停止させる信号を送信することをさらに備える。

【0028】

いくつかの実施形態において、異常状態を検出することは、最大振幅が第二閾値より小さい第三閾値を超える場合にエレベータコントローラへエレベータかごの速度を減速させる信号を送信することをさらに備える。

【0029】

本開示のこれらの、及び他の態様は、以下の説明、及び以下のように簡潔に記述されることが可能である、添付の図面からより容易に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】エレベータシステムの概略図である。

【図2】図１に示されるエレベータシステムの昇降路の部分概略平面図である。

【図3】本発明による、異常状態検出装置の１つの可能な配置を示す図である。

【図4】昇降路に沿って配置されたガバナーロープの、建物揺れの大きさに応じた振動を示す図である。

【図5A】ある瞬間にＴＯＦカメラにより取得されたガバナーロープの画像を示す図である。

【図5B】昇降路の水平面内のベース位置に対する図５Ａのガバナーロープの実際の位置を示す図である。

【図6】本発明による、ＴＯＦカメラの実時間画像に基づきエレベータシステムを制御する流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１は、本発明の実施形態に従う、エレベータシステム１の概略図を示す。図２は、図１内のＡにより示される昇降路の平面図（水平面）を示す。エレベータシステム１は、昇降路内で上方向及び下方向に垂直に移動するように構成されるエレベータかご２を含む。またエレベータシステム１は、複数のシーブ４を介してエレベータかご２に動作可能に接続される釣合いおもり３を含む。釣合いおもり３は、エレベータかご２の動きに対して一般的に逆方向に移動する。さらに、図１に示されるように、エレベータかご２及び釣合いおもり３の下側で、エレベータかご２及び釣合いおもり３は、コンペンセーションシーブ４’周囲に巻かれるとともに、複数のメインロープ６の重量を相殺するために使用される、昇降路の底部から延在する複数の釣合いロープ５により相互に接続される。

【0032】

さらに、エレベータかご２の速度を制限する調速機７は、昇降路内に設置される。図１に示されるように、調速機７は、昇降路の頂部の機械室内に一般的に設置されるガバナーシーブ８、昇降路の底部に設置されるテンションシーブ９、ならびにガバナーシーブ８及びテンションシーブ９の周囲に巻かれるガバナーロープ１０を含む。ガバナーロープ１０は、ガバナーシーブ８とテンションシーブ９との間をループ状に第一経路１０a及び第二経路１０ｂに沿って延在する。ガバナーロープ１０は、エレベータかご２に隣接する第二経路１０ｂで安全装置１１を介してエレベータかご２へ取り付けられる。

【0033】

図１に示されるように、調速機７は、エレベータかご２に取り付けられていないガバナーロープの第一経路１０ａを収容し、それにより地震または強風による建物揺れによって引き起こされるガバナーロープ１０ａの揺れを制限するように、昇降路の垂直方向に沿って（すなわち、エレベータかご２の移動方向に沿って）配置された複数のガバナーロープガード１２をさらに備える。シーブ４、４’、及びガバナーロープガード１２の構成、配置及び／または数が本発明の実施形態に限定されず、したがって、さまざまな構成、配置及び数の構成要素が使用されてもよいことを理解されたい。

【0034】

つぎに、本発明に従うＴｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）カメラを含むロープ揺れ検出器の配置が、図１及び図２を参照して記述される。図１に示されるように、本発明の１つの実施形態に従うロープ揺れ検出器１３は、ロープ揺れ検出器（ＲＳＤ，rope sway detector）コントローラ１４、及び昇降路内の異なる高さにそれぞれ配置された１台より多いＴＯＦカメラ１５を含む。たとえば、３台のＴＯＦカメラ１５は、昇降路内のガバナーシーブ８から第一経路１０ａの長さの四分の一（１／４）、二分の一（１／２）、及び四分の三（３／４）の位置に設置される。ＲＳＤコントローラ１４は、建物の最上階より上の機械室内に一般的に提供される、または建物のいずれかの特定の位置に配置される操作制御パネル（図示せず）内に提供される。

【0035】

図１及び図２に示されるように、各ＴＯＦカメラ１５は、エレベータかご２に取り付けられないガバナーロープの第一経路１０ａに近接して配置され、ガバナーロープ１０ａのロープ揺れを監視するためにガバナーロープの第一経路１０ａに水平方向に向けられる。各ＴＯＦカメラ１５は、限定されないが、イーサネット（登録商標）を含む、既知の配線１６を介してＲＳＤコントローラ１４に接続される。各ガバナーロープガード１２は、ＴＯＦカメラ１５がガバナーロープ１０の画像を撮っているときにカメラのレンジ外にあり、地震などの間の建物揺れの発生時にＴＯＦカメラ１５にガバナーロープ１０が衝突するのを防止することが可能な、任意の位置に配置されうる。

【0036】

従来のカメラの代わりにＴＯＦカメラを取り入れる利点の一つは、それが完全な暗闇の中でガバナーロープ１０の振動を確実に検出することを可能にするだけでなく、単一のＴＯＦカメラ１５で、同時に２つの異なるベクトル方向、すなわち、カメラの視界に関して横方向（左右方向）、及び前後方向（ＴＯＦカメラ１５に向かう、及びこれから離れる方向）のロープ揺れを検出することが可能であるため、単一のカメラにより水平面（Ｘ－Ｙ平面）内のあらゆる方向におけるガバナーロープ１０の振動を容易に検出することが可能となることである。

【0037】

さらに、本発明において、建物揺れに関するエレベータシステムの異常状態を検出するために単一のガバナーロープ１０を利用することは、従来の建物揺れ検出システムにあるような複数のメインロープ６を監視する必要性をなくすことができ、これは、エレベータシステム内の異常検出精度を改善する。特に、ガバナーロープ１０は昇降路の全長にわたりガバナーシーブ８、及びテンションシーブ９により緊締されるため、したがって、ガバナーロープ１０の張力は、理論的に一定であり、ガバナーロープ１０の固有振動モードは、メインロープ６より正確に取得されることが可能である。

【0038】

さらに、エレベータかご２とシーブ４との間のメインロープ６の長さは、エレベータかご２が昇降路内で移動する場合に変わる。エレベータかご２とシーブ４との間のメインロープ６の長さが変わる場合に、メインロープ６の振幅及び振動モードもよく変わる。しかしながら、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４が昇降路の全長沿いに延在するガバナーロープの第一経路１０ａの監視データを利用するため、エレベータかご２が昇降路内で移動するときにエレベータかご２とシーブ４との間のメインロープ６の長さの変化に応答して、メインロープ６の振幅での変化、及び振動モードでの変化を考慮する必要がない。

【0039】

つぎに、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４の構成は、図３を参照して記述される。

【0040】

ＲＳＤコントローラ１４は、リスク分析部１７、及び電力線通信／電源（ＰＬＣ／ＰＳＲ）部１８を含む。ＲＳＤコントローラ１４は、建物の最上階より上の機械室（図示せず）に一般に配置される、または建物内のいずれかの特定の位置に配置される操作制御パネル（図示せず）に配置される。

【0041】

リスク分析部１７は、限定されないが、後に記述されるようなガバナーロープ１０の振動の大きさに基づきエレベータかご２の動作を制御するために、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）を含む、ネットワーク２０経由でエレベータコントローラ１９に接続される。エレベータコントローラ１９は、エレベータ群制御、エレベータセキュリティ、エレベータ速度などを含む、エレベータシステムの動作を制御することを一般的に担当する。

【0042】

またリスク分析部１７は、上記に説明されるように配置されるそれぞれのＴＯＦカメラ１５と関連する複数のカメラコントローラ２１へＰＬＣ／ＰＳＲ部１８を介して接続され、実時間に各ＴＯＦカメラ１５から得られるガバナーロープ１０の画像を受信するように構成される。

【0043】

エレベータシステム１は、交流（ＡＣ）電源（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）を含み、ＡＣ電力は、ＰＬＣ／ＰＳＲ部１８に提供される。ＰＬＣ／ＰＳＲ部１８は、リスク分析部１７へ配線２３を介して直流（ＤＣ）電力（たとえば、ＤＣ２４Ｖ）を供給するためのＤＣ電力へＡＣ電力を変換するように構成される。ＰＬＣ／ＰＳＲ部１８は、限定されないがイーサネットを含むローカルエリアネットワーク２２経由でリスク分析部１７と相互接続され、限定されないが電力線通信（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）を含む通信線１６を介してそれぞれのＴＯＦカメラ１５と関連する複数のカメラコントローラ２１とも相互接続される。

【0044】

３台のＴＯＦカメラ１５は、図１を参照して詳細に記述されるように、ガバナーロープ１０の第一経路１０ａに関して等間隔で昇降路内の異なる高さに設置され、ＴＯＦカメラの各高さでガバナーロープ１０のロープ揺れを監視するように、及びカメラコントローラ２１を介してＲＳＤコントローラ１４へガバナーロープ１０の実時間画像を送信するように構成される。各ＴＯＦカメラ１５は、イーサネットのようなローカルエリアネットワーク２４経由で対応するカメラコントローラ２１と相互接続され、配線２５を介して電力を受給する。本発明に従う建物揺れに関する異常検出システムが昇降路内に配置される４台以上のＴＯＦカメラ１５を含んでもよいことを理解するであろう。

【0045】

本発明に従うＲＳＤコントローラ１４は、エレベータコントローラ１９から独立するコントローラとして記述されるが、それは、動作制御部の一部としてエレベータコントローラ１９に実装されてもよい。

【0046】

つぎに、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４を使用してガバナーロープ１０の最大振幅を推定する方法を記述する。

【0047】

図４に示されるように、たとえば、第一経路１０ａの長さの四分の一（１／４）、二分の一（１／２）、及び四分の三（３／４）の位置において、昇降路内の異なる高さに配置される３台のＴＯＦカメラ１５は、エレベータかご２に取り付けられない第一経路１０ａ沿いにガバナーロープのロープ揺れを監視している。実時間画像は、ＲＳＤコントローラ１４へカメラコントローラ２１及び電力通信線１６を介して送信される。ＲＳＤコントローラ１４内に組み込まれるリスク分析部１７は、実時間で各ＴＯＦカメラ１５から画像を受信する。

【0048】

図４（ａ）に示されるように、建物揺れが発生しない場合に、メインロープ６の振動と同様にガバナーロープ１０の振動は、その結果発生しないため、ガバナーロープ１０は、通常の位置（ベース位置）にある。

【0049】

他方で、建物が強風または地震を受けるときに建物揺れが発生した場合に、ガバナーロープ１０が振動の大きさにより図４（ｂ）から（ｄ）に示されるように、ベース位置（破線により示される）に関して振動し、揺れることがわかる。

【0050】

この事例において、各ＴＯＦカメラ１５は、通常の位置（ベース位置）に関して左右に揺れるガバナーロープ１０の実時間画像をキャプチャする。たとえば、図５Ａは、特定のモーメントでのガバナーロープ１０の画像を図示する。ガバナーロープ１０がベース位置から右側に揺れることがわかる。しかしながら、従来のカメラと異なり、ＴＯＦカメラ１５が横断方向（左右方向）にガバナーロープ１０ａの振動を識別するのと同時にカメラからガバナーロープ１０への距離を識別することが可能であるために、ＴＯＦカメラ１５は、単一のカメラにより通常の位置（ベース位置）に関して昇降路の水平面内の任意の方向のガバナーロープ１０の振動を追跡することが可能である。

【0051】

ＲＳＤコントローラ１４のリスク分析部１７は、各ＴＯＦカメラ１５により昇降路の水平方向内で撮られるガバナーロープ１０の実時間画像を受信する。この画像は、ガバナーロープ１０についての画像データ及び距離データの両方を含む。図５Ｂに示されるように、つぎに分析部１７は、昇降路の水平面（Ｘ－Ｙ平面）のベース位置（Ｘ₀，Ｙ₀）に関してある時間におけるガバナーロープ１０の実際の位置（±Ｘ₁，±Ｙ₁）を計算し、これはベース位置に関する横方向（左右方向）のガバナーロープ１０のロープ揺れ（すなわち、角度）と、ＴＯＦカメラ１５およびガバナーロープ１０の間の距離と、から決定することが可能である。つぎに、リスク分析部１７は、ガバナーロープ１０の実際の位置（±Ｘ₁，±Ｙ₁）とベース位置（Ｘ₀，Ｙ₀）との間の差に基づきある時間におけるＴＯＦカメラ１５の３つの高さでのガバナーロープ１０の振動方向及び振幅を計算する。このプロセスを繰り返し、計算されたデータを時系列で監視する。

【0052】

その後、リスク分析部１７は、時系列にガバナーロープ１０の１つの振動面上でのＴＯＦカメラ１５の各高さにおける振幅変化からガバナーロープ１０の振動モードを計算する。ガバナーロープ１０が昇降路の全長にわたりガバナーシーブ８及びテンションシーブ９により緊締されるため、したがって、ガバナーロープ１０の張力は、理論的に一定であり、ガバナーロープ１０の振動モードは、エレベータのメインロープ６より正確に取得することが可能である。さらに、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４は、建物揺れと関連するエレベータシステム１の異常を検出するためにエレベータかご２に取り付けられない第一経路１０ａ沿いのガバナーロープの監視データを利用するため、エレベータかご２が昇降路内で移動するときにエレベータかご２とシーブ４との間のロープ６の長さ変化に応答する、エレベータロープ６の振幅変化及び振動モード変化を考慮する必要がない。

【0053】

つぎにリスク分析部１７は、ＴＯＦカメラ１５の各高さでのガバナーロープ１０の計算された振動モード及び振幅に基づきガバナーロープ１０の最大振幅を推定する。たとえば、ガバナーロープ１０が図４（ｂ）に示されるようにモード１で振動しているときに、最大振幅は、振動のピークがガバナーロープ１０の中間位置に形成されるために、昇降路の中間部に配置されるＴＯＦカメラ１５により直接に測定されることが可能である。他方で、ガバナーロープ１０が図４（ｃ）に示されるようにモード２で振動している、または図４（ｄ）に示されるようにモードｎ（ｎ＞２）で振動しているときに、ガバナーロープ１０の最大振幅は、振動ピーク（たとえば、図４（ｃ）内のＰ₂、及び図４（ｄ）内のＰ_n）がＴＯＦカメラ１５の視野外の領域に形成されるために、直接に測定されることが不可能である。しかしながら、本発明において、ガバナーロープ１０の振動モードが時系列にガバナーロープ１０の１つの振動面上でのＴＯＦカメラ１５の３つの異なる高さにおける振幅変化に基づき推定されるため、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４は、振動ピークの位置にかかわらずガバナーロープ１０の最大振幅を推定することが可能である。本発明に従うシステムを適用することにより、ガバナーロープ１０のロープ揺れ検出、したがって建物揺れに関するエレベータシステムの異常状態検出は、従来技術のロープ揺れ検出システムより少ない台数のカメラにより正確に実行することが可能である。本発明に従うＲＳＤコントローラ１４を超高層建物内に設置するときに特に有利である。

【0054】

図６は、本発明に従うＲＳＤコントローラ１４により推定されるガバナーロープ１０の最大振幅に基づくエレベータシステムの制御方法を図示する。ステップ６０１において、図３を参照して上記に説明されるようにガバナーロープの第一経路１０ａ沿いに等間隔で昇降路内の異なる高さに配置されるＴＯＦカメラ１５は、第一経路１０ａ沿いにガバナーロープ１０のロープ揺れを監視している。ガバナーロープ１０の画像データ及び距離データを含む実時間画像は、ステップ６０２においてＲＳＤコントローラ１４のリスク分析部１７へ送信される。

【0055】

つぎにＲＳＤコントローラ１４は、上記に説明されるようにＴＯＦカメラ１５の各高さでのガバナーロープ１０の計算された振動モード及び振幅に基づきガバナーロープ１０の最大振幅を推定し、エレベータシステム１の動作を制御するために最大振幅を３つの閾値と比較するステップ６０３に進行する。これらの閾値は、ガバナーロープ１０の長さ、線密度、及び張力、建物の高さなどを考慮に入れることにより設定され得る、所定の最大振幅値である。

【0056】

ステップ６０４において、ガバナーロープ１０の最大振幅は、第一閾値と比較される。最大振幅が第一閾値を超える場合に、つぎにＲＳＤコントローラ１４のリスク分析部１７は、エレベータシステムが異常状態にあり、エレベータコントローラ１９へエレベータかご２を停止させる信号を直ちに送信することを決定する（ステップ６０７）。ステップ６０７において非常停止状態を検出すると、エレベータコントローラ１９は、点検のためのエレベータサービス会社へ警告を追加で発生させ得る。一旦異常状態が解消されると、エレベータコントローラ１９は、ＲＳＤコントローラ１４が動作を再開することを可能にし、アルゴリズムは、ステップ６０１へ戻り、プロセスを繰り返す。最大振幅が第一閾値より小さい場合、つぎにアルゴリズムは、ステップ６０５へ進行し、最大振幅は、第一閾値より小さい第二閾値と比較される。

【0057】

ステップ６０５において、最大振幅が第二閾値を超える場合、つぎにリスク分析部１７は、ガバナーロープ１０と同様にメインロープ６が振動してエレベータ機器に衝突するリスクが高いと判定し、リスク分析部１７は、乗員が降りるのを可能にするように最寄りの階にエレベータかご２を停止させる信号をエレベータコントローラ１９へ送信する（ステップ６０８）。一旦異常状態が解消されると、ＲＳＤコントローラ１４は、既知の方式において手動で、または自動でのいずれか一方で再開されてもよく、アルゴリズムは、ステップ６０１へ戻り、プロセスを繰り返す。最大振幅が第二閾値より小さい場合に、つぎにアルゴリズムは、ステップ６０６へ進行し、最大振幅は、第二閾値より小さい第三閾値とさらに比較される。

【0058】

ステップ６０６において、最大振幅が第三閾値を超える場合に、つぎにリスク分析部１７は、ガバナーロープ１０と同様にメインロープ６が振動してエレベータ機器に衝突するリスクが相対的に低いと判定し、リスク分析部１７は、ステップ６０９においてかごの速度を減速させる信号をエレベータコントローラ１９へ送信し、ステップ６０１へ戻り、プロセスを繰り返す。最大振幅が第三閾値より小さい場合に、つぎにＲＳＤコントローラ１４のリスク分析部１７は、エレベータシステム１が通常の状態にあると判定する（ステップ６１０）。ステップ６１０の実行に続き、アルゴリズムは、ステップ６０１へ戻り、プロセスを繰り返す。

【0059】

特定の実施形態は、エレベータかご２についてのガバナーロープ１０のロープ揺れ検出に関して記述されているが、本発明によるロープ揺れ検出システムは、釣合いおもりについてのガバナーロープへ適用されてもよい。

【0060】

本発明は、図面に示されるような例示的な実施形態を参照して特に示され、記述されているが、さまざまな修正形態が添付の特許請求の範囲に開示される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行われてもよいことを当業者は認識するであろう。

【符号の説明】

【0061】

１…エレベータシステム
２…エレベータかご
３…釣合いおもり
４…シーブ
４’…コンペンセーションシーブ
５…釣合いロープ
６…メインロープ
７…調速機
８…ガバナーシーブ
９…テンションシーブ
１０…ガバナーロープ
１１…安全装置
１２…ガバナーロープガード
１３…ロープ揺れ検出器
１４…ロープ揺れ検出器コントローラ
１５…ＴＯＦカメラ
１６…通信線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】