JP2004137003A

JP2004137003A - エレベーター装置

Info

Publication number: JP2004137003A
Application number: JP2002301453A
Authority: JP
Inventors: Masami Yoshikawa; 吉川　正巳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】エレベーターかごと釣合いおもりとの重量バランスをエレベーターの使用頻度が高い乗車人数時に最適にすることで、消費電力の低減を図ったエレベーター装置を提供する。
【解決手段】この発明のエレベーター装置は、昇降路内を昇降するエレベーターかご６と、エレベーターかご６の自重とエレベーター乗車定員の５０％相当重量とを合わせた重量より軽く構成された釣合いおもり７と、一端がエレベーターかご６に結合され、他端が釣合いおもり７に結合された主索５と、巻き掛けられた主索５を駆動する駆動シーブ３ａを有する巻上機３と、エレベーターかご６の乗車負荷によってエレベーターの加減速度を変更し、巻上機３の出力を所定の範囲内に制御する制御装置８とを備えたものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベーター装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベーターは、一般に、巻上機の駆動シーブに巻き掛けられた主索の一端にエレベーターかごが結合され、他端に釣合いおもりが結合され、主索と巻上機の駆動シーブとの摩擦力により駆動される。また、釣合いおもりの重量は、エレベーターかごの自重とエレベーターの乗車定員の５０％相当重量とを合わせた重量と等しくされている。つまり、乗車人数が定員の５０％の際にエレベーターかごと釣合いおもりの重量バランスを保つようにされているため、巻上機の消費電力はこの定員の５０％時が最も小さくなる。そして、エレベーターかごが無負荷（乗車なし）の場合と定員乗車の場合に、エレベーターかごと釣合いおもりの重量アンバランスが最大となるため、この時の消費電力が最も大きくなり、その重量アンバランスは乗車定員の５０％分となる。この最大時の重量アンバランスを考慮して、巻上機の必要最大出力や、主索と巻上機の駆動シーブとの必要摩擦力の最大値が決定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３０６０７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエレベーターは上述のように構成されているが、現実には、エレベーターは乗車定員の５０％以下の乗車人数で運転されている場合が圧倒的に多く、この場合のエレベーターかごと釣合いおもりの重量バランスは最適な状態ではないため、実際には使用頻度が高い領域であるにも関わらず、多くの電力が消費されてしまうという問題があった。そのため、釣合いおもりを軽くした方が消費電力が少なくなるが、例えば乗車定員の３０％でバランスされるように釣合いおもりの重量を決めると、定員乗車の場合に重量アンバランスが最大の７０％となって、５０％でバランスさせた場合より出力の大きな巻上機が必要となる。また、主索と巻上機の駆動シーブには大きい摩擦力が必要になるため、汎用主索では摩擦力が不足する場合があった。
【０００５】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、エレベーターかごと釣合いおもりとの重量バランスをエレベーターの使用頻度が高い乗車人数時に最適にすることで、エレベーターの稼動時間の総計で消費電力の低減を図ることを目的とする。また、定員乗車時のように重量アンバランスが大きい場合でも、エレベーターかごの加減速度を調整することで、従来の乗車定員の５０％でエレベーターかごと釣合いおもりをバランスさせたエレベーターに対し、巻上機の出力を大きくする必要がないようにすることを目的とする。また、重量アンバランスが大きい場合でも、主索と駆動シーブとの摩擦力を確保できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベーター装置は、昇降路内を昇降するエレベーターかごと、エレベーターかごの自重とエレベーター乗車定員の５０％相当重量とを合わせた重量より軽く構成された釣合いおもりと、一端がエレベーターかごに結合され、他端が釣合いおもりに結合された主索と、巻き掛けられた主索を駆動する駆動シーブを有する巻上機と、エレベーターかごの乗車負荷によってエレベーターの加減速度を変更し、巻上機の出力を所定の範囲内に制御する制御装置とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベーター装置の概略構成を示す図で、エレベーターの昇降路を縦断した断面図である。図１において、昇降路１の上部には機械室２が設けられている。機械室２には、駆動シーブ３ａを有する巻上機３、そらせ車４が設置されている。駆動シーブ３ａ、そらせ車４に巻き掛けられた主索５は、一端がエレベーターかご６に結合され、他端が釣合いおもり７に結合されている。また、機械室２には、エレベーターの運転を制御するための制御装置８が設置されている。さらに、エレベーターかご６には、エレベーターかご６の乗車負荷を検出するための秤装置（図示省略）が設置されている。
【０００８】
釣合いおもり７は、エレベーターかご６の自重とエレベーター乗車定員の５０％相当重量とを合わせた重量より軽く構成されている。つまり、エレベーター運転時に使用頻度の高くなる乗車人数を想定して、釣合いおもり７の重量が決定されている。ここで、通常用いられている９人乗りのエレベーターを例にとると、釣合いおもり７の重量を、例えば２人、３人若しくは４人乗車時相当の重量と等しいように任意に設定されることになる。従来では、この場合は乗車定員の５０％である４．５人分相当でエレベーターかご６と釣合いおもり７が釣合うように構成されていたが、実際に乗車される人数は定員の５０％以下である場合が圧倒的に多いのが現状である。そのため、エレベーターが設置された建物におけるそのエレベーターの使用状況等を想定して、重量バランスの効率が良い領域でエレベーターかご６を昇降させられるように釣合いおもり７の重量を決定することにより、使用頻度が高い乗車人数時の消費電力を最小とすることができる。また、釣合いおもりの小型軽量化が可能となる。
【０００９】
次に、本実施の形態１によるエレベーター装置の動作について説明する。上述のように構成されたエレベーター装置では、図１で示すように、制御装置８により巻上機３が制御され、エレベーターかご６は昇降路１内を釣合いおもり７と互いに反対方向に昇降する。また、エレベーターかご６に設けられた秤装置の出力によって検出された乗車負荷が所定の負荷より高いと判定した場合には、制御装置８によりエレベーターかご６の加減速度を下げ、巻上機３の出力を所定の範囲内に抑えるように制御されている。
【００１０】
本発明で用いる所定の負荷とは、巻上機３の出力を所定の範囲内（つまり定員乗車の５０％でバランスさせた場合に対して巻上機３の最大出力を上げない範囲内）でエレベーターを運転するために、エレベーターかご６の加減速度を切替える基準となる負荷を示す。図２は、この発明の実施の形態１によるエレベーターかごの速度曲線図を示し、横軸は時間、縦軸はエレベーターかご６の速度を示す。図２において、実線はエレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷の範囲内にある通常運転時の速度を示し、破線はエレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷より高い場合の速度を示す。
【００１１】
ここで、本実施の形態１に係るエレベーターかご６の通常運転時では、従来のエレベーターの運転と同様に、図２の実線のように、エレベーターかご６が加速を開始し、やがて一定速度に到達して走行した後、所定の階に停止するために減速を行う。この際に、エレベーターかご６内の乗車負荷が秤装置により検出され、エレベーターかご６は制御装置８によって乗車負荷に関わらず、常に一定の加減速度が得られるように制御されている。
【００１２】
次に、エレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷より高い場合について説明する。制御装置８がエレベーターかご６に設けられた秤装置の出力によって乗車負荷を検出し、乗車負荷が所定の負荷より高いと判定した場合に、エレベーターかご６の加減速度を下げる（巻上機３の回転加減速度を下げる）ように制御されている。すなわち、図２において破線で示したように、エレベーターかご６の加速度を通常運転時より下げ、その後かご６が通常運転時と同じ一定速度に達するように制御されている。一定速度での走行後の減速時についても、図２の破線のように通常運転時より減速度を下げて緩やかに減速を行うように制御されている。
【００１３】
上述のように制御を行うのは、釣合いおもり７の重量が従来の釣合いおもりより軽く構成されているため、実際の使用頻度としては少ないケースと想定される定員乗車時のような高負荷域において、従来のエレベーターよりもエレベーターかご６と釣合いおもり７との重量アンバランスが大きくなるためである。そのため、乗車負荷が所定の負荷より高い場合には、エレベーターかご６の加減速度を下げ、巻上機３の出力を所定の出力の範囲内に抑えるように制御されている。これにより、巻上機３の最大出力を従来のものより上げる必要がないため、コストをかけずに済む。また、一般に巻上機３に用いられる電動機は、その大きさによって制動（回生）時に発生するトルクがほぼ決まる性格を有するので、減速時においても減速度を下げるように制御することで、乗車負荷の増大に対しても、巻上機３のサイズを大きくする必要なしに制動ができるようにしたものである。
【００１４】
具体的に９人乗りのエレベーターを例に説明すると、乗車人数を３人分でエレベーターかご６と釣合いおもり７をバランスさせた場合、エレベーターかご６の加減速度を下げる乗車負荷（つまり、本発明でいう所定の負荷）は、例えば７人分、８人分、若しくは定員乗車時のいずれかに任意に設定されることになる。すなわち、この所定の負荷の判定基準は、定員乗車の５０％でバランスさせた場合に対して巻上機３の最大出力を上げない範囲内に抑えることであり、巻上機３の回転加減速度を調整することにより行われる。
【００１５】
以上より、乗車人数の何人分でバランスさせ、何人分の乗車負荷で所定の負荷より高いと判定するかを、エレベーターの仕様（巻上機の最大出力、駆動シーブと主索との摩擦力、エレベーターのローピング等）に応じて自由に選定でき、そのため、エレベーター設置時に最も使用頻度が高いと想定した乗車人数でバランスさせる、もしくは上記エレベーターの仕様ごとに、重量バランスをとる妥協点を任意に設定するといったことが可能となる。
【００１６】
次に、図３は、この発明の実施の形態１によるエレベーター装置に用いられる主索の断面図を示す。図３において、主索５の芯線５ａは、その外側に高摩擦材料で形成された被覆５ｂで覆われている。本実施の形態１では、主索５の被覆５ｂは、ウレタンゴム等による高摩擦材が用いられている。このように、主索５の表面を高摩擦材で被覆することによって、主索５が巻き掛けられて主索５を駆動する駆動シーブ３ａと主索５との間の摩擦力を大きくすることができる。これにより、本実施の形態１において、より少ない乗車人数時にエレベーターかご６と釣合いおもり７をバランスさせることで、定員乗車時等の高負荷域で重量アンバランスが増えた場合でも、必要とされる駆動シーブ３ａと主索５との摩擦力の確保が容易となる。つまり、エレベーターかご６と釣合いおもり７のバランスをとる際に釣合いおもり７の重量を決定するにあたって、その自由度を広げることを可能とするものである。
【００１７】
実施の形態２．
この実施の形態２では、エレベーター装置の構成は実施の形態１と同一であり（説明省略する）、乗車負荷が所定の負荷より高いと判定された後のエレベーターかごの加減速度制御の動作が実施の形態１と相違する。
【００１８】
図４は、この発明の実施の形態２によるエレベーターかごの速度曲線図を示し、横軸は時間、縦軸はエレベーターかご６の速度を示す。図４においても図２と同様に、実線はエレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷の範囲内にある通常運転時の速度を示し、破線はエレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷より高い場合の速度を示す。ここで、本実施の形態２に係るエレベーターかご６の通常運転時では、従来及び実施の形態１のエレベーターの運転と同様に、図４の実線のように、エレベーターかご６が加速を開始し、やがて一定速度に到達して走行した後、所定の階に停止するために減速を行う。この際に、エレベーターかご６内の乗車負荷が秤装置により検出され、エレベーターかご６は制御装置８によって乗車負荷に関わらず、常に一定の加減速度が得られるように制御されている。
【００１９】
次に、エレベーターかご６の乗車負荷が所定の負荷より高い場合について説明する。乗客がエレベーターかご６に乗り込んだ際の乗車負荷を、制御装置８がかご６に設けられた秤装置の出力によって検出し、乗車負荷が所定の負荷より高いと判定した場合に、乗車負荷（乗車人数）の増大に伴い段階的に、エレベーターかご６の加減速度を下げる（巻上機３の回転加減速度を下げる）ように制御されている。すなわち、秤装置によって検出された乗車負荷に応じて、図４の破線で示されるように、エレベーターかご６の上昇及び下降時の速度の傾斜が緩やかになるように段階的に（言い換えれば、図４において、上昇及び下降時の速度のラインが順に右側にシフトするように）、加減速度が調整されている。
【００２０】
具体的に９人乗りのエレベーターを例に説明すると、乗車人数を３人分でエレベーターかご６と釣合いおもり７をバランスさせた場合に、エレベーターかご６の加減速度を下げる乗車負荷（つまり、本発明でいう所定の負荷）が、例えば７人分に設定されたものとする。この実施の形態２では、この７人乗車時においては、定員乗車時の乗車負荷まで考慮して加減速度を下げるものではなく、定員乗車の５０％でバランスさせた場合に対して巻上機３の最大出力を上げない範囲内で、７人分相当の乗客を目的階に運ぶのに充分なレベルまでしか加減速度を下げないようにされている。８人乗車時、定員乗車時においても同様とされている。
【００２１】
一般に、エレベーターは本発明に係る通常運転時と同様に、エレベーターかごに設けられた秤装置で乗車負荷が検出されて、制御装置によって乗車負荷によらずに常に一定の加減速度が得られるように制御されている。そのため、本実施の形態２のように、乗車負荷の増大に伴い段階的にかご６の加減速度を下げるように制御することで、制御装置によって乗車負荷が所定の負荷より高いと判定され、エレベーターかご６の加減速度を下げる必要が生じた場合にも、加減速度の下げ幅を乗車人数に応じて最小限に抑えたエレベーターの運転が可能となる。これ以外にも、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００２２】
本実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、図３で示される主索５が用いられている。このように、主索５の表面をウレタンゴム等による高摩擦材で被覆することによって、主索５が巻き掛けられて主索５を駆動する駆動シーブ３ａと主索５との間の摩擦力を大きくすることができる。これにより、本実施の形態１において、より少ない乗車人数時にエレベーターかご６と釣合いおもり７をバランスさせることで、定員乗車時等の高負荷域で重量アンバランスが増えた場合でも、必要とされる駆動シーブ３ａと主索５との摩擦力の確保が容易となる。つまり、エレベーターかご６と釣合いおもり７のバランスをとる際に釣合いおもり７の重量を決定するにあたって、その自由度を広げることを可能とするものである。
【００２３】
尚、以上の実施の形態の説明で用いた乗車人数等の数は一例を示したものであって、本発明を限定するものではなく、本発明を実施する上で好適な数とすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、エレベーターかごと釣合いおもりとの重量バランスをエレベーターの使用頻度が高い乗車人数時に最適に設定することで、エレベーターの稼動時間の総計で消費電力の低減を図ることができる。また、定員乗車時のように重量アンバランスが大きい場合でも、エレベーターかごの加減速度を調整することで、従来の乗車定員の５０％でエレベーターかごと釣合いおもりを釣合うようにした場合に対し、巻上機の出力を大きくする必要がないようにすることができる。また、重量アンバランスが大きい場合でも、主索と駆動シーブとの摩擦力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベーター装置の概略構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるエレベーターかごの速度曲線図を示す。
【図３】この発明の実施の形態１によるエレベーター装置の主索の断面図を示す。
【図４】この発明の実施の形態２によるエレベーターかごの速度曲線図を示す。
【符号の説明】
１　昇降路、　２　機械室、　３　巻上機、　３ａ　駆動シーブ、　４　そらせ車、　５　主索、　５ａ　芯線、　５ｂ　被覆、　６　エレベーターかご、　７　釣合いおもり、　８　制御装置。

Claims

昇降路内を昇降するエレベーターかごと、
上記エレベーターかごの自重とエレベーター乗車定員の５０％相当重量とを合わせた重量より軽く構成された釣合いおもりと、
一端が上記エレベーターかごに結合され他端が上記釣合いおもりに結合された主索と、
上記主索が巻き掛けられて上記主索を駆動する駆動シーブを有する巻上機と、
上記エレベーターかごの乗車負荷によって上記エレベーターかごの加減速度を変更し上記巻上機の出力を所定の範囲内に制御する制御装置と、を備えたことを特徴とするエレベーター装置。
上記制御装置が、上記エレベーターかごに設けられた秤装置の出力によって乗車負荷を検出し、上記乗車負荷を所定の負荷より高いと判定した場合には上記エレベーターかごの加減速度を下げ、上記巻上機の出力を所定の範囲内に制御することを特徴とする請求項１に記載のエレベーター装置。
上記制御装置が上記乗車負荷を所定の負荷より高いと判定した場合に、上記乗車負荷の増大に伴い段階的に、上記エレベーターかごの加減速度を下げていくことを特徴とする請求項２に記載のエレベーター装置。
上記主索は、表面部が高摩擦材により被覆されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエレベーター装置。