JP2005119882A - エレベータ装置とエレベータ装置の制御方法および建造物 - Google Patents

Abstract

【課題】上階と下階の高度差による気圧差が大きい場合にも、エレベータの昇降速度を低下させることなく乗客に不快感を与えないようにする。
【解決手段】 乗りかご１１と、この乗りかご１１を昇降路１内で上昇および下降させるための手段３とを備えたエレベータ装置において、乗りかご１１内の気圧を調整する気圧調整器１２と、乗りかご１１が出発してから到着するまでの間に乗りかご１１内の気圧を出発階床の気圧から到着予定階床の気圧に近づくように緩やかに変化させるための制御信号を気圧調整器１２に送出する制御器１４とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の階床をもつ建造物に設置されるエレベータ装置とエレベータ装置の制御方法およびこのエレベータ装置を備えた建造物に関する。

従来の高層建造物用のエレベータ装置では、乗りかごの昇降行程に伴なって乗りかご内の気圧が急激に変化し、特に昇降速度の速い超高層用の超高速エレベータでは乗りかご内の気圧変化に乗客の中耳腔圧が追従せず、鼓膜の圧迫による耳づまりやめまいをおこす問題点がある。

これの対策としては、建造物全体あるいは建造物をブロック毎に分けて加圧し、高度差による気圧変化を解消する方法が考えられ、例えば、特開平４−２１３５８６号公報や特開平５−９７３６６号公報等の方法が提案されている。

また特公昭５７−５４４３６号公報のように、乗りかご内の気圧を、乗りかごの走行中に多数回反復変化させることで欧氏管を刺激し、鼓膜内外の気圧調整を促進させて中耳腔圧をバランスさせる方法も考えられている。

しかしながら、前者の建造物を加圧する方法は大規模な加圧装置が必要でコストもかかり、実現させるには困難な面が多い。また、後者の積極的に中耳腔圧をバランスさせる方法も、個人差が大きく、必ずしも有効であるとは言えない。

高さが５００ｍ級、１０００ｍ級の超々高層ビルでは、とくに建物内を加圧しない限り地上と最上階との気圧差は顕著になり、１０００ｍ級の超々高層ビルでは、地上階と最上階との気圧差は１００ｈＰａを越える。一方、上階と下階との移動時間をできる限り短縮するために、エレベータ装置の昇降速度は増加する傾向にあり、近年では７５０ｍ／分程度の超高速エレベータも実用化されており、今後ビルの高層化が進むとエレベータ速度もさらに高速化する。高速で大きい高低差を移動すると、ある昇降速度以上ではエレベータの乗りかご内の乗客が耳づまりやめまい等の不快感を感じる場合が急増することが懸念される。
特開平４−２１３５８６号公報 特開平５−９７３６６号公報 特公昭５７−５４４３６号公報

本発明は、上記のように建造物の高層化およびそれに設置されるエレベータ装置の高速化に伴ない、高速で大きい高低差を移動すると、エレベータの乗客が耳づまりやめまい等の不快感をおこす恐れが急増するといった問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上階と下階の高度差による気圧差が大きい場合にも、エレベータの昇降速度を低下させることなく、乗客に不快感を与えないようにするエレベータ装置とエレベータ装置の制御方法および建造物を提供することにある。

本発明のエレベータ装置にあっては、乗りかごと、この乗りかごを昇降路内で上昇および下降させるための手段とを備え、乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段と、乗りかごが出発してから到着するまでの間に乗りかご内の気圧を出発階床の気圧から到着予定階床の気圧に近づくように緩やかに変化させるための制御信号を気圧調整手段に送出する制御手段とを備えたことを特徴としている。

本発明のエレベータ装置の制御方法にあっては、乗りかごが出発してから到着するまでの間に乗りかご内の気圧を出発階床の気圧から到着予定階床の気圧に近づくように緩やかに変化させることを特徴としている。

本発明の建造物においては、複数の階床と、これら階床を貫通して形成された昇降路と、この昇降路内を上昇および下降自在な乗りかごを有するエレベータ装置とを備え、乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段と、乗りかごが出発してから到着するまでの間に乗りかご内の気圧を出発階の気圧から到着予定階床の気圧に近づくように緩やかに変化させるための制御信号を気圧調整手段に送出する制御手段とを備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、乗りかご内の気圧は、到着時の扉開時には到着階床の気圧とほぼ同じに気圧調整されているため、到着階床の扉開時に大きな圧力変化を受けることがなく、エレベータの乗客に対して耳づまり等の不快感の発生を解消することができる。

また、エレベータ昇降中の乗りかご内の気圧変化を緩やかに（例えば平均的、ほぼ一定の割合）行っているため、昇降速度の変化に伴う急激な気圧変化を緩和することができ、乗客の耳づまり、めまい等の不快感の発生を抑制しつつ最大の昇降速度を得ることができる。

乗りかごの昇降速度が大きくなっても、乗りかご内の気圧変化勾配が緩やかになるように制御しているので、急激な気圧変化が起こらずエレベータ装置の昇降速度が早くなっても乗客の耳づまり・めまい等の不快感を抑制することができる。

以下、本発明のエレベータ装置、エレベータ装置の制御方法およびそれを備えた建造物の一実施例について図面を参照して説明する。

（第１実施例）図１は本発明の第１実施例を示すエレベータ装置およびこのエレベータ装置の設置された建造物の概略構成図、図２は本発明の第１実施例に係るエレベータ装置の制御方法を説明するための説明図である。

複数の階床１０から成る建造物２に設けられた昇降路１の内部をワイヤロープ３で支持されて昇降する乗りかご１１は、乗りかご１１の乗降扉（以下扉と略称する）を閉じた状態では気密構造となるように構成されている。乗りかご１１の気密構造は、従来の乗りかごに対して、扉の周囲、行き先指示パネル（制御パネル）の周囲、乗りかごの合わせ目（継ぎ目）等の隙間部分をゴム充填構造等の気密構造とし、換気装置については例えばシャッタ等の開閉により密閉構造を可能にして構成している。

そして乗りかご１１には乗りかご１１内の気圧を調整（加減圧）するために、例えば圧縮器（エアコンプレッサ）等から成る気圧調整器１２が設けられている。さらに、乗りかご１１には、乗りかご１１内の気圧を測定する気圧測定器１３が設けられており、気圧調整器１２と気圧測定器１３は、制御器１４を介して電気的に接続されている。ここで、気圧調整器１２は、小型で応答性及び気圧制御精度に優れた往復動式の圧縮器等が適しており、また気圧測定器１３においては、気圧を１ｈＰａ単位程度で比較的精密に測定可能なものが望ましい。

制御器１４は乗りかご１１内に設けられた行き先指示パネル１５にも電気的に接続されており、図２に示された制御手順にしたがって、乗りかご１１の出発階床（以下出発階と略称する）での扉閉直後から到着階（以下到着階と略称する）の扉開直前までの時間中に乗りかご１１内の気圧調整を緩やかに行うように制御を行う。

すなわち、行き先指示パネル１５で乗りかご１１の到着階が指示されると、出発階の階数情報と到着階の階数情報とから、制御器１４により出発階と到着階との高度差Ｈが演算され、次にこの高度差Ｈに基づいて出発階と到着階との気圧差△Ｐが制御器１４により算出される。気圧差△Ｐの算出は、例えば測高公式を利用して容易に求めることができ、この測高公式は例えば理科年表１９９３年のＰ３８０によれば次式で与えられている。

ただし△Ｐ：気圧差（ｈＰａ）、Ｈ：高度差（ｍ）
上記（１）式は高度差１０００ｍ程度の範囲であれば、次式で近似しても十分な精度を有している。

△Ｐ＝０．１２３Ｈ・・・（２）
ただし△Ｐ：気圧差（ｈＰａ）、Ｈ：高度差（ｍ）
制御器１４は、上記（１）式もしくは（２）式に基づく高度差から気圧差への変換機能を有しており、さらに制御器１４は算出された出発階と到着階との気圧差△Ｐを出発時の乗りかご内の気圧（出発階の気圧Ｐ０）に加算して到着階の気圧推定値Ｐ１を算出する。

また、制御器１４は出発階の階数情報と到着階の階数情報及び予め定められている乗りかご１１の昇降速度パータンとに基づいて、出発時の扉閉から到着時の扉開までの昇降時間Ｔを算定する。次に前記で算出された出発階と到着階との気圧差△Ｐを昇降時間Ｔで割った平均気圧変化量を算定する。

制御器１４は、上記平均気圧変化量にしたがって乗りかご１１内の気圧が緩やかに変化するように気圧調整器１２を制御する。したがって、乗りかご１１内の気圧は、急激に変化することはなく、出発時の扉閉から到着時の扉開までの間に気圧調整器１２により、平均的に緩やかに変化するように調整される。

図３と図４は、本発明の第１実施例に係るエレベータ装置による気圧調整を行った場合と従来の気圧制御を行わない場合について、乗りかご内の気圧変化を下降時と上昇時のそれぞれ場合について示している。図３および図４において、破線で示す特性変化は従来のエレベータに関するもので、実線で示す特性変化が本発明の第１実施例に係るエレベータに関するものである。

乗りかごが気密構造となっておらず、気圧制御を行わない従来のエレベータ装置の乗りかご内気圧は乗りかごの高度に比例し、また乗りかごが最大昇降速度に達した時に最も気圧変化（気圧変化勾配）が急激となり、この時、乗客は耳づまりやめまい等の不快感を最も多く（強く）感じる。つまり、図３および図４における破線は、エレベータ装置の乗りかご内の気圧変化を示しているが、乗りかごは、下降あるいは上昇時に扉閉時から緩やかに加速してから最高速度に達し、その後緩やかに減速して停止して扉が開く。加速と減速に比較的時間を要するため最高速度で移動している時間は短いが、単位時間当たりの気圧変化（気圧変化の割合）は大きい。

一方、図３および図４に実線で示した本発明の第１実施例に係るエレベータ装置においては、乗りかごの移動速度は従来と同様に、下降あるいは上昇時に扉閉時から緩やかに加速し、最高速度に達して移動した後緩やかに減速して停止して扉が開くが、乗りかご１１を気密状態とし、乗りかご１１内の気圧を扉閉時から扉開時までの間に平均的（ほぼ一定の割合）に変化するように制御しているため、単位時間当たりの気圧変化の最大値は従来に比較して極めて小さく抑えることができる。

つまり、本発明の第１実施例に係るエレベータ装置における乗りかご１１内気圧は、乗降扉が閉まってから乗りかごが昇降開始して最大昇降速度に達するまでの時間帯と、乗りかごが減速、停止し到着階で扉開となる直前の時間までの時間帯、すなわち最大昇降速度に達する前後の時間帯においても平均的に気圧調整が行われる。したがって、従来のエレベータ乗りかごに比べ気圧変化勾配を大幅に緩和することができる。最大昇降速度で昇降している時間は、出発時乗降扉閉から到着時扉開までの実質的な昇降時間に対して、高度差にもよるが、大体１／２〜１／３以下の割合であり、本実施例によれば、気圧変化の勾配を従来に比較して１／２〜１／３以下に緩和することができる。

以上、本第１実施例によれば、乗りかご１１の昇降速度が大きくなっても、最大昇降速度に達する前後の時間帯も乗りかご１１内の気圧調整を行って、気圧変化を平均化（ほぼ一定の割合で変化）しているので昇降速度以下に気圧変化の勾配を抑えることができる。したがって、急激な気圧変化が生じないので、乗客の耳づまり・めまい等の不快感を抑制することができる。

（変形例）図５および図６は、本発明の変形例を説明するためのものであり、図３および図４の特性図に対応している。

上記第１実施例では、乗りかご１１内の気圧調整は、乗りかご１１内の気圧が扉閉時直後から扉開時直前までの間に平均的に変化するように、気圧調整器１２により制御を行っていた。しかし、この気圧制御方法については上記第１実施例に示されるものに限定されない。

つまり、従来のエレベータ装置では気圧変化勾配は乗りかごの最高移動速度時に最も大きくなるが、乗客が不快感を感じない範囲での気圧変化勾配は問題とはならない。また、上記第１実施例に示したように平均的な気圧変化が乗客にとって最も快適な制御方法であるとは限らない。したがって、図５あるいは図６に示すように、乗りかご１１の出発、停止時点近傍における気圧変化勾配を他の部分と比較して大きくしたり、小さくしたり、またあるいは図示は省略するが気圧変化をなだらか（滑らか）に行うことなく、加圧・減圧を交互に微小の範囲で反復変動させたりすることもできる。このような気圧変化勾配の制御パターンは、乗客の乗りこごちを実験的に判断する等、種々考慮して適宜決定して制御することが望ましい。

（第２実施例）図７および図８は本発明の第２実施例を示している。

この第２実施例が前述の第１実施例と異なる点は、複数の階床１０の各乗降ホールにそれぞれ気圧測定器１６を設け、制御器１４に電気的に接続したことである。すなわち、第１実施例では出発階と到着階の高度差から気圧差を推定する（演算により求める）ように構成していたが、第２実施例では各階床１０の乗降ホールに気圧測定器１６を設けているので、到着階が指示パネルにより指示決定された時点で到着階の気圧を直接測定することができる。したがって、到着階の気圧を推定する第１実施例に比較して到着階の気圧の精度向上が図れる。

本第２実施例における制御器１４による制御方法は、図８に示すように、行き先指示パネル１５で到着階が指示されると、出発階の階数情報と到着階の階数情報および予め設定された昇降速度とから昇降時間が算出され、同時に到着階の気圧測定器１６から到着階の気圧測定値が入力され、出発時の乗りかご内気圧との気圧差に基づいて平均気圧変化量が決定される。

この平均気圧変化量にしたがって出発時の扉閉から到着時の扉開まで制御器１４により気圧調整器１２を動作させて乗りかご１１内気圧を制御する。このように平均気圧変化量にしたがって図３および図４と同様の緩和された気圧変化勾配を得ることができるので、第１実施例と同様に耳づまりやめまい等の乗客の不快感の抑制が図れる。

この第２実施例においては、複数の階床１０の各乗降ホールにそれぞれ気圧測定器１６を設ける構成としているが、気圧測定器１６の配置はこれに限定されることはない。つまり、階床１０の乗降ホール以外の例えば室内部分に配置したり、またそれぞれの階床に気圧測定器を必ず配置する必要はなく、２つ以上の階床に対して代表して１つの気圧測定器を配置して、これら２つ以上の階床を代表した気圧測定器で測定された気圧をそれら階床のそれぞれの気圧と見做して制御し、気圧測定器の個数を減らしたりすることもできる。

なお、上記変形例に示したように、気圧制御は乗客の乗りごこちを考慮して図５，図６あるいはその他の制御を行っても良い。

（第３実施例）図９および図１０は本発明の第３実施例を示している。

本実施例が前述の実施例と異なる点は、乗りかご１１内には気圧測定器を設けずに、建造物２の所定位置に気圧測定器１７を設けたことである。そして、他の構成は第１実施例および第２実施例と同様に、乗りかご１１は乗降扉閉時には気密状態となり、出発時の扉閉から到着時の扉開までの時間、乗りかご１１内の気圧制御を行う気圧調整器１２とこの気圧調整器１２に電気的に接続される制御器１４が設けられている。

制御器１４の制御方法は図１０に示すように、乗りかご１１内の行き先指示パネル１５で到着階が指示されると、制御器１４に出発階の階数情報と到着階の階数情報が伝達され、あらかじめ設定された昇降速度から出発時扉閉から到着時扉開までの昇降時間が算定される。

同時に、気圧測定器１７が配置された階と出発階の高度差Ｈ０および、気圧測定器１７が配置された階と到着階の高度差Ｈ１とから、第１実施例で説明した測高公式に基づく（１）式あるいは（２）式を用いて気圧差を算定し、気圧測定器１７の測定値に加算して出発階の気圧の推定値および到着階の気圧の推定値を算出する。

制御器１４はさらに、昇降時間と出発階の気圧推定値および到着階の気圧推定値とに基づいて平均気圧変化量を決定し、出発時扉閉から到着時扉開までの時間、気圧調整器１２を用いて乗りかご１１内の気圧を制御する。このように制御を行うことによって、図３および図４と同様に緩和された気圧変化勾配を得ることができるので、第１実施例および第２実施例と同様に乗客の耳づまりやめまい等の不快感を抑制することができる。

図９においては気圧測定器１７は、建造物の最下階に設置されているが、建造物内の任意の階床に設置されれば良い。本第３実施例では、乗りかご１１それぞれに気圧測定器１７を設けなくてよいので、乗りかごが多数配設される場合には気圧測定器の個数を削減することができる。

なお、この第３実施例においても前述の変形例に示したように、気圧制御は乗客の乗りごこちを考慮して図５，図６あるいはその他の制御を行っても良い。なお、第１実施例、第２実施例、第３実施例いずれも制御器１４は乗りかご内に設置するようにしているが、乗りかご１１それぞれの気圧調整器１２および行き先指示パネル１５、および気圧測定器１３に電気的に接続されていれば、乗りかご１１外に設置しても同様の機能が得られることはもちろんである。

なお、上記説明においては、エレベータ装置の乗りかご１１を昇降路１内で上昇および下降させる手段として、ワイヤロープ３により支持して巻上げる手段を示しているが、これに代えてリニアモータ等を用いて乗りかご１１を上昇および下降させても良く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１実施例に係るエレベータ装置およびそれを備えた建造物の概略構成を示す説明図。 本発明の第１実施例に係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧制御方法を説明する説明図。 本発明と従来のそれぞれに係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧変化の様子を示す図。 本発明と従来のそれぞれに係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧変化の様子を示す図。 本発明に係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧制御方法の変形例による気圧変化の様子を示す図。 本発明に係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧制御方法の変形例による気圧変化の様子を示す図。 本発明の第２実施例に係るエレベータ装置およびそれを備えた建造物の概略構成を示す説明図。 本発明の第２実施例に係るエレベータ装置の乗りかご内の気圧制御方法を説明する説明図。 本発明の第３実施例に係るエレベータ装置およびそれを備えた建造物の概略構成を示す説明図。 本発明の第３実施例に係るエレベータ装置の乗りかご内の圧力制御方法を説明する説明図。

符号の説明

１・・・昇降路
２・・・建物
３・・・ワイヤロープ
１０・・・乗降ホール
１１・・・乗りかご
１２・・・気圧調整器
１３・・・気圧測定器
１４・・・制御器
１５・・・行き先指示パネル
１６・・・気圧測定器
１７・・・気圧測定器

Claims (7)

1. 乗りかごを出発階床から到着階床まで上昇あるいは下降させるエレベータ装置の制御方法であって、
   前記乗りかごが出発してから到着するまでの間に前記乗りかご内の気圧を、前記出発階床の気圧の測定値と前記到着階床の気圧の測定値との気圧差△Ｐを昇降時間Ｔで割った平均気圧変化量にしたがって変化させることを特徴とするエレベータ装置の制御方法。
2. 前記乗りかご内の気圧は、前記乗りかごの乗降扉が閉まった直後から乗降扉が開く直前までの間連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置の制御方法。
3. 乗りかごと、複数の階床を備えた建造物に設けられた昇降路内で前記乗りかごを上昇および下降させるための手段とを備えたエレベータ装置において、
   前記乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段と、
   前記気圧調整手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、出発階床と到着階床との気圧差△Ｐを昇降時間Ｔで割った平均気圧変化量を算定し、前記平均気圧変化量にしたがって乗りかご内の気圧が変化するように前記気圧調整手段を制御することを特徴とするエレベータ装置。
4. 乗りかごと、複数の階床を備えた建造物に設けられた昇降路内で前記乗りかごを上昇および下降させるための手段とを備えたエレベータ装置において、
   前記複数の階床のうち少なくとも出発階床の気圧を測定する第１の気圧測定手段と、
   前記複数の階床のうち少なくとも予定到着階床の気圧を測定する第２の気圧測定手段と、
   前記第１の気圧測定手段により測定された出発階床における気圧と前記第２の気圧測定手段により測定された予定到着階床の気圧とに基づいて、前記乗りかごが出発してから到着するまでの間に前記乗りかご内の気圧を前記予定到着階床の気圧に近づくようにほぼ一定の割合で変化するよう制御するための制御信号を生成する制御手段と、
   前記制御信号を入力し前記乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段とを備えたことを特徴とするエレベータ装置。
5. 前記乗りかごは乗降扉を備えており、前記制御手段による前記乗りかご内の気圧調整は、前記乗降扉が閉まった直後から前記乗降扉が開く直前までの間連続的に行うことを特徴とする請求項３記載のエレベータ装置。
6. 複数の階床と、これら階床を貫通して形成された昇降路と、この昇降路内を上昇および下降自在な乗りかごを有するエレベータ装置とを備えた建造物において、
   前記乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段と、
   前記気圧調整手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、出発階床の気圧の測定値と到着階床の気圧の測定値との気圧差△Ｐを昇降時間Ｔで割った平均気圧変化量を算定し、前記平均気圧変化量にしたがって乗りかご内の気圧が変化するように前記気圧調整手段を制御することを特徴とする建造物。
7. 複数の階床と、これら階床を貫通して形成された昇降路と、この昇降路内を上昇および下降自在な乗りかごを有するエレベータ装置とを備えた建造物において、
   前記複数の階床のうち少なくとも出発階床の気圧を測定する第１の気圧測定手段と、
   前記複数の階床のうち少なくとも予定到着階床の気圧を測定する第２の気圧測定手段と、
   前記第１の気圧測定手段により測定された出発階床における気圧と前記第２の気圧測定手段により測定された予定到着階床の気圧とに基づいて、前記乗りかごが出発してから到着するまでの間に前記乗りかご内の気圧を前記予定到着階床の気圧に近づくようにほぼ一定の割合で変化するよう制御するための制御信号を生成する制御手段と、前記制御信号を入力し前記乗りかご内の気圧を調整する気圧調整手段とを備えたことを特徴とする建造物。
   
   

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