JP2000255946A - エレベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】乗りかごを巻き上げるドラムと釣り合い錘を巻
き上げるドラムを変速機構により連結し、両者に発生す
るトルクが互いに釣り合うように減速比を調整すること
で、乗りかご総重量と釣り合い錘のアンバランスを是正
する。 【解決手段】変速機構８によって、乗りかご用ドラム４
と釣り合い錘用ドラム７を乗りかご用ドラム回転軸Ａと
釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂを介して接続する。変速機
構８の減速比は無段階または複数段階に調整可能であ
り、乗りかご用ドラム回転軸Ａに生じるトルクと釣り合
い錘用ドラム回転軸Ｂに生じるトルクを釣り合わせる様
に調整が可能な構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗りかご，ロー
プ，釣り合い錘よりなるロープ式エレベータに関するも
のであり、特に同エレベータの消費エネルギおよび電源
設備容量を低減させるのに好適な発明である。

【０００２】

【従来の技術】ロープ式エレベータでは、釣り合い錘の
質量を定格積載重量の半分の重量が搭載されたときの乗
りかご総重量とほぼ等しくなるように調整するのが一般
的である。しかし、搭乗人数や積載荷物の重量変化によ
り乗りかごの総重量は変動し、また、乗りかごの昇降に
伴いシーブにかけられたロープの乗りかご側の長さと釣
り合い錘側の長さが変化するため、シーブから見た乗り
かご側の総重量と釣り合い錘側の総重量が不釣り合いに
なることがある。

【０００３】このような構成のエレベータでは、不釣り
合い状態時に原動機にかかる負担が大きくなり、駆動用
モータや電力設備は不釣り合いの最も大きい状態で駆動
できる容量にする必要があった。

【０００４】この不釣り合いを解消して、駆動用モータ
や電力設備の容量を小さくするために、乗りかごと釣り
合い錘の少なくとも一方の重量を変化させることが考え
られている。

【０００５】例えば、特開平6−263368 号公報では、釣
り合い錘を分割し、可動フックを設け、同フックにより
付加錘部を吊り下げ、あるいは外すことで、乗りかご側
総重量と釣り合い錘側総重量の不釣り合いを軽減させて
いる。

【０００６】また、特開平8−143234 号公報や特開平8
−301556 号公報では、乗りかごと釣り合い錘の少なく
とも一方に流動体を格納する容器、および同容器に流動
体を供給可能な手段を設けている。そして、乗りかご側
総重量と釣合錘側総重量が釣り合うように流動体を需給
することで釣り合わせている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来の技術では、釣り合い錘の質量が変化するときの位置
が限られたり、または、質量変化のための流動体移動手
段が必要となり、さらに流動体を貯蔵するスペースが乗
りかごと釣り合い錘少なくとも一方に必要となり、スペ
ースおよびコストを増大させる要因となったりする問題
が発生する。また、不釣り合い分に相当する流体を需給
するためには時間を要し、乗客乗車から駆動開始までに
待ち時間が発生する問題も生じる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、簡易な機構によ
りエレベータ駆動手段に加わる乗りかご側総重量と釣り
合い錘側総重量の不釣り合いを解消し、消費エネルギの
低減を計ることが可能であり、なおかつ乗りかごと釣り
合い錘の位置に関係なく、短時間で釣り合い動作を行え
る手段を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明ではまず、建屋の昇降路内に昇降可能に設け
られた乗りかごと、前記昇降路内で前記乗りかごに対抗
して走行する釣り合い錘とを有するエレベータにおい
て、前記昇降路上部に設置された第一および第二の巻胴
式ドラムと、一端が前記乗りかごを吊り他端が前記巻胴
式ドラムに巻きかけられた第一のロープと、一端が前記
釣り合い錘を吊り他端が前記巻胴式ドラムに巻きかけら
れた第二のロープとを設け、乗りかご重量と釣り合い錘
重量とのアンバランスを是正すべく、前記第一および第
二の巻胴式ドラムを変速機構にて連結する。

【００１０】次に、乗りかご重量と釣り合い錘重量との
アンバランスを是正すべく、前記第一の巻胴式ドラムに
発生するトルクを直接的または間接的に検出する第一の
検出手段と、前記第二の巻胴式ドラムに発生するトルク
を直接的または間接的に検出する第二の検出手段と、前
記第一および第二の検出手段の出力信号に基づき、前記
変速機構の変速比を変更する制御手段を設ける。

【００１１】さらに、前記乗りかごと前記釣り合い錘の
相対的な位置のずれを補正するために、前記乗りかごと
前記釣り合い錘の位置を検出する検出手段と、前記検出
手段の出力に基づく補正手段を設ける。

【００１２】最後に、前記乗りかごと前記釣り合い錘の
連動動作を一時的に独立させ、前記釣り合い錘だけを動
かすことを可能とする分離手段を設ける。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明のエレベータ装置の
一例である。以下、図１に示すエレベータ装置について
説明する。

【００１４】乗りかご２および釣り合い錘５は、昇降路
１内を昇降するように設置される。乗りかご用ロープ３
は、一端が乗りかご２に接続され、他端が乗りかご用ロ
ープ３を巻き取る乗りかご用ドラム４に接続される。釣
り合い錘用ロープ６は、一端が釣り合い錘５に接続さ
れ、他端が釣り合い錘用ロープ６を巻き取る釣り合い錘
用ドラム７に接続される。

【００１５】さらに、変速機構８によって、乗りかご２
と釣り合い錘５を乗りかご用ドラム回転軸Ａと釣り合い
錘用ドラム回転軸Ｂを介して接続する。変速機構８の減
速比は無段階または複数段階に調整可能であり、乗りか
ご用ドラム回転軸Ａに生じるトルクと釣り合い錘用ドラ
ム回転軸Ｂに生じるトルクを釣り合わせる様に調整す
る。この変速機構８は、例えばテーパのついた２つ以上
のドラムとそれに掛けられたベルトによって構成される
無段変速機構とする。

【００１６】また、変速機構８の他の構成例としては、
チェーンとスプロケットによって構成された多段の変速
機構としても良いし、複数のギヤによって構成された多
段の変速機構としても良い。また、変速機構８の他に
も、乗りかご用ドラム回転軸Ａ上や釣り合い錘用ドラム
回転軸Ｂ上に、１つ以上の減速機構を入れてもよい。

【００１７】駆動機構９は、モータ単体またはモータと
減速機構の組み合わせにより構成する。図１では駆動機
構９を乗りかご用ドラム４の回転軸上に設置している
が、釣り合い錘用ドラム７の回転軸上や変速機構８内に
設けても良い。

【００１８】分離手段１０は、本発明の構成として必須
のものではないが、その運用上設置することが望ましい
構成要素である。分離手段１０は、クラッチであっても
良いし、乗りかご用ドラム回転軸Ａ上や釣り合い錘用ド
ラム回転軸Ｂ上に１つ以上のギヤを入れるのならば、そ
のギヤを一時的にはずす機構としても良い。また、図１
では分離手段１０を、乗りかご用ドラム回転軸Ａ上に設
置しているが、釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂ上に設置し
てもよいし、その両方に設置してもよい。

【００１９】乗りかご用ブレーキ１１は、駆動機構９に
よる駆動力が伝わる経路上の分離手段１０よりも乗りか
ご用ドラム４側に設置する。そして、分離手段１０によ
って乗りかご用ドラム４を釣り合い錘用ドラム７と分離
しても乗りかご２が落下しないように、乗りかご用ブレ
ーキ１１は乗りかご用ドラム回転軸Ａを固定する。

【００２０】釣り合い錘用ブレーキ１２は、駆動機構９
による駆動力が伝わる経路上の分離手段１０よりも釣り
合い錘用ドラム７側に設置する。そして、分離手段１０
によって釣り合い錘用ドラム７を乗りかご用ドラム４と
分離しても釣り合い錘５が落下しないように、釣り合い
錘用ブレーキ１２は釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂを固定
する。

【００２１】また、通常の運行においては、乗りかご用
ドラム回転軸Ａと釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂが分離手
段１０によって分離されていないため、乗りかご用ブレ
ーキ１１および釣り合い錘用ブレーキ１２の少なくとも
どちらか一方で各階に停止中の乗りかご２を固定でき
る。

【００２２】ここで、変速機構８が例えば多段式のギヤ
で構成されている場合、変速時のギヤのかみ合わせによ
っては、乗りかご用ドラム回転軸Ａと釣り合い錘用ドラ
ム回転軸Ｂの相対的な角度がずれることがある。このと
き、乗りかご２および釣り合い錘５の慣性力が大きいた
めに、これらをずらすことは大きな力を必要とする。従
って、乗りかご用ブレーキ１１は乗りかご用ドラム回転
軸Ａ上に、釣り合い錘用ブレーキ１２は釣り合い錘用ド
ラム回転軸Ｂ上に設置することが望ましい。

【００２３】次に、変速機構８の乗りかご側総重量と釣
り合い錘側総重量を釣り合わせる減速比の設定方法につ
いて説明する。変速機構８の減速比は、乗りかご２に積
載された重量変化に応じて昇降を開始する前に再設定す
るか、あるいは、運行中の両ドラム回転軸Ａ，Ｂにかか
るトルクの変化と同時に再設定する。

【００２４】そのために、まず、乗りかご用ドラム回転
軸Ａに生じるトルクを測定するトルク測定手段を設け
る。このトルク測定手段は、例えば乗りかご用ドラム回
転軸Ａ上に設置したトルクセンサによって、乗りかご用
ドラム回転軸Ａに生じるトルクを測定する方式とする。

【００２５】あるいは、乗りかご２の総重量と繰り出さ
れた乗りかご用ロープ３の自重による質量の和と、乗り
かご用ドラム４の半径から、乗りかご用ドラム回転軸Ａ
に生じるトルクに換算する方式でも良い。このとき、乗
りかごの総重量は、乗りかご２の床に重量センサを設置
して積載重量を測定し、乗りかご２単体の質量との和と
して算出しても良いし、乗りかご２と乗りかご用ロープ
３の接続部に重量センサを設置して乗りかご２全体の重
量を測定しても良い。

【００２６】また、ロープの単位長さ当たりの質量は変
わらないので、乗りかご用ロープ３の自重は、例えば繰
り出した乗りかご用ロープ３の長さを乗りかご用ドラム
４の回転角度から測定し、測定した乗りかご用ロープ３
の繰り出された長さと同ロープの単位長さ当たりの質量
との積として算出する。

【００２７】釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂに生じるトル
クは、釣り合い錘５の質量が変化しないため大きな変動
は生じないが、昇降に伴って繰り出される釣り合い錘用
ロープ６の長さが変化するため、ロープ自重によって釣
り合い錘用ドラム回転軸Ｂに生じるトルクも変化する。
従って、乗りかご用ドラム回転軸Ａのトルク測定手段と
同様に、釣り合い錘用ドラム回転Ｂにトルク測定手段を
設置する。

【００２８】次に、トルク測定手段によって測定された
トルクから変速機構８の減速比を決定する。乗りかご用
ドラム回転軸Ａに生じるトルクと釣り合い錘用ドラム回
転軸Ｂに生じるトルクの比がｍ対ｎのとき、減速比をｎ
対ｍ、つまり乗りかご用ドラム回転軸Ａがｎ回転した時
に釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂがｍ回転するように決定
する。

【００２９】最後に、変速機構８の減速比を決定した減
速比に設定する。設定するときは、変速機構８と乗りか
ご用ドラム回転軸Ａと釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂを一
時的に独立させても良い。その場合、乗りかご用ドラム
回転軸Ａ上と釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂ上の少なくと
も一方に分離手段１０を設置する。

【００３０】以上のように変速機構８の減速比を設定す
ることで、乗りかご用ドラム回転軸Ａと釣り合い錘用ド
ラム回転軸Ｂに生じるトルクを釣り合わせることがで
き、小さな力で駆動することができる。

【００３１】本発明では、乗りかご２と釣り合い錘５の
昇降する速さが異なるために、図２に示すように、乗り
かご２と釣り合い錘５が共に最下階近傍に位置してしま
い動けなくなることがある。このような状況に陥る一例
を説明する。

【００３２】例えば、乗りかごが上昇する際満員で、下
降する際は無人の場合、停止時および一定速走行時にお
いて乗りかご用ドラム回転軸Ａに生じるトルクは、乗り
かご２が下降するときよりも乗りかご２が上昇するとき
の方が大きい。変速機構８は乗りかご用ドラム回転軸Ａ
に生じるトルクと釣り合い錘用ドラム回転軸Ｂに生じる
トルクを釣り合わせる様に設定されるので、釣り合い錘
用ドラム回転軸Ｂの回転角度は、乗りかご２が下降する
ときよりも乗りかご２が上昇するときの方が大きくな
る。

【００３３】よって、ある一定期間において上昇する乗
客が下降する乗客よりも著しく多い場合、乗りかご２が
上昇と下降を繰り返すと、全体として釣り合い錘５の下
降する距離が、上昇する距離よりも長くなり、最終的に
は図２に示すように、乗りかごが上昇する途中で釣り合
い錘が最下階近傍に位置してしまい、乗りかごはそれ以
上上昇できなくなる。

【００３４】同様に、乗りかご２と釣り合い錘５が共に
最上階近傍に位置してしまい動けなくなることもある。

【００３５】そこで、乗りかご２と釣り合い錘５の位置
関係を、両者が動けるように補正する手段を設けること
が望ましい。次に、乗りかご２と釣り合い錘５の位置補
正手段の一例を説明する。

【００３６】位置補正手段は、乗りかご２と釣り合い錘
５の位置を検出する位置検出手段と、乗りかご２と釣り
合い錘５が共に最上階近傍または最下階近傍にあること
を検出して位置補正動作を行う補正動作制御手段から構
成される。位置検出手段は、常に、または乗りかごが停
止している時などの決められたタイミングで、乗りかご
２の位置と釣り合い錘５の位置を検出する。

【００３７】補正動作制御手段は、位置検出手段によっ
て検出された両者の位置が共にあるしきい値よりも最上
階あるいは最下階に近い場合、今後の運用に支障を来す
と判断し、補正動作を行う。また、上記しきい値外であ
っても、位置補正動作中に利用者を待たせないために、
利用者の少ない閑散時などに位置補正動作を行っても良
い。さらに、運用のピークなどを考慮し、ピーク時間の
前に位置補正動作を行っても良い。

【００３８】次に、一連の位置補正動作の一例を説明す
る。

【００３９】まず、乗りかご用ブレーキ１１により乗り
かご２を現在の位置に固定する。次に、分離手段１０に
より、乗りかご２と釣り合い錘５の連動動作を独立させ
て、釣り合い錘５だけを移動する。釣り合い錘５の移動
は、駆動機構９によって行っても良いし、別の駆動機構
を設置しても良い。釣り合い錘５の移動を駆動機構９に
よって行うならば、分離手段１０は、乗りかご用ドラム
回転軸Ａ上に必要である。釣り合い錘５の適切な位置へ
の移動が完了したら、乗りかご２と釣り合い錘５を連動
させ、通常の運用に復帰する。

【００４０】また、位置補正動作は、乗りかご２に何も
積載されていないときは、乗りかご２を移動することで
行っても良いし、乗りかご２と釣り合い錘５の両方を移
動することで行っても良い。

【００４１】以上のように、乗りかご２と釣り合い錘５
の位置関係を、両者が動けるように補正する。

【００４２】また、釣り合い錘５が重い方が乗りかご２
と釣り合い錘５の位置関係のずれは小さいので、そのこ
とを考慮して釣り合い錘５の重量を決定しても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、乗りか
ごを巻き上げるドラムと釣り合い錘を巻き上げるドラム
を変速機構により連結し、両者に発生するトルクが互い
に釣り合うように減速比を調整することで、駆動に必要
なトルクを小さくすることができる。そのため、駆動に
必要なエネルギが小さくて済む。また、最大必要トルク
も小さくなるので、原動機、および電力設備の容量を小
さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエレベータ装置の構成の一例を示
す全体図である。

【図２】運用を継続することが出来ない乗りかごと釣り
合い錘の位置関係の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１…昇降路、２…乗りかご、３…乗りかご用ロープ、４
…乗りかご用ドラム、５…釣り合い錘、６…釣り合い錘
用ロープ、７…釣り合い錘用ドラム、８…変速機構、９
…駆動機構、１０…分離手段、１１…乗りかご用ブレー
キ、１２…釣り合い錘用ブレーキ、Ａ…乗りかご用ドラ
ム回転軸、Ｂ…釣り合い錘用ドラム回転軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 理志 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 庄勢 亜子 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3F305 BA02 BB19 3F306 AA00 BA14 BA16 BA29

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建屋の昇降路内に昇降可能に設けられた乗
   りかごと、前記昇降路内で前記乗りかごに対抗して走行
   する釣り合い錘とを有するエレベータにおいて、前記昇
   降路上部に設置された第一および第二の巻胴式ドラム
   と、一端が前記乗りかごを吊り、他端が前記巻胴式ドラ
   ムに巻きかけられた第一のロープと、一端が前記釣り合
   い錘を吊り、他端が前記巻胴式ドラムに巻きかけられた
   第二のロープとを有し、さらに前記第一および第二の巻
   胴式ドラムを変速機構にて連結したことを特徴とするエ
   レベータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のエレベータにおいて、前記
   第一の巻胴式ドラムに発生するトルクを直接的または間
   接的に検出する第一の検出手段と、前記第二の巻胴式ド
   ラムに発生するトルクを直接的または間接的に検出する
   第二の検出手段と、前記第一および第二の検出手段の出
   力信号に基づき前記変速機構の変速比を変更する制御手
   段を有することを特徴とするエレベータ。
3. 【請求項３】請求項１記載のエレベータにおいて、前記
   乗りかごと前記釣り合い錘の位置を検出する検出手段
   と、前記検出手段の出力に基づき前記乗りかごと前記釣
   り合い錘の相対的な位置のずれを補正する補正手段を有
   することを特徴とするエレベータ。
4. 【請求項４】請求項３記載の補正手段は、前記乗りかご
   と前記釣り合い錘の連動動作を一時的に独立させ、前記
   釣り合い錘だけを動かすことを可能とする分離手段を有
   することを特徴とする請求項３記載のエレベータ。