JP2008063108A - エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】弾性体の経年劣化、周囲温度の変化等によって、弾性体のバネ定数が変化しても、このバネ定数の変化量を測定することができるエレベータを得る。
【解決手段】かご床１ａを有し、質量Ｗ_０が既知であるかご室１と、かご床１ａを支持した床支持枠３ａを有し、所定の加速度αで昇降可能なかご枠３と、床支持枠３ａとかご床１ａとの間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能の弾性体２と、弾性体２の変形量を測定する変形量測定手段４とを備えたエレベータにおいて、かご室１の質量Ｗ_０、弾性体２の変形量および加速度αを用いて、バネ定数ｋを算出する荷重検出信号補正演算回路７ｄとを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、かご床を有したかご室と、かご床を支持したかご床支持枠を有したかご枠と、かご床支持枠とかご床との間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能の弾性体と、弾性体の変形量を測定する変形量測定手段とを備えたエレベータに関する。

従来、かご床を有したかご室と、かご床を支持したかご床支持枠を有したかご枠と、かご床支持枠とかご床との間に挟まれ垂直方向に伸縮可能の弾性体と、弾性体の変形量を測定する変形量測定手段と、前記変形量および前記弾性体のバネ定数を用いて前記かご室内の積載荷重を算出する積載荷重算出手段とを備えたエレベータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３３５０２７号公報

しかしながら、このものの場合、弾性体の経年劣化、周囲温度の変化等によって、弾性体のバネ定数が変化しても、既知であるかご室の質量と弾性体の変形量と変化前のバネ定数とを用いてかご室内の積載荷重を算出するので、算出された積載荷重の値に誤差が生じてしまうという問題点があった。
また、例えば、古いエレベータを最新の制御方式に改修する場合、かご室の質量が不明なものがあり、このかご室の質量を算出することができないので、かご室内に積載された物体の正確な積載荷重を算出することが困難であるという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、弾性体の経年劣化、周囲温度の変化等によって、弾性体のバネ定数が変化しても、変化後のバネ定数を算出し、既知であるかご室の質量と弾性体の変形量と算出されたバネ定数とを用いて、かご室の正確な積載荷重を算出することができるエレベータを提供するものである。
また、かご室の質量が不明なものであっても、このかご室の質量を算出し、算出されたかご室の質量と弾性体の変形量と既知であるバネ定数とを用いて、かご室内に積載された物体の正確な積載荷重を算出することができるエレベータを提供するものである。

この発明に係るエレベータは、かご床を有し、質量が既知であるかご室と、前記かご床を支持した床支持枠を有し、所定の加速度で昇降可能なかご枠と、前記床支持枠と前記かご床との間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能な弾性体と、前記弾性体の変形量を測定する変形量測定手段とを備えたエレベータにおいて、前記かご室の質量、前記変形量および前記加速度を用いて、前記弾性体のバネ定数を算出するバネ定数算出手段とを備えている。
また、この発明に係るエレベータは、かご床を有し、質量が未知であるかご室と、前記かご床を支持した床支持枠を有し、所定の加速度で昇降可能なかご枠と、前記床支持枠と前記かご床との間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能な弾性体と、前記弾性体の変形量を測定する変形量測定手段とを備えたエレベータにおいて、前記弾性体の既知であるバネ定数、前記変形量および前記加速度を用いて、前記かご室の質量を算出するかご室質量算出手段とを備えている。

この発明に係るエレベータによれば、弾性体の経年劣化、周囲温度の変化等によって、弾性体のバネ定数が変化しても、変化後のバネ定数を算出し、既知であるかご室の質量と弾性体の変形量と算出されたバネ定数とを用いて、かご室の正確な積載荷重を算出することができる。
また、この発明に係るエレベータによれば、例えば、古いエレベータを最新の制御方式に改修する場合、かご室の質量が不明なものであっても、かご室の質量を算出し、算出されたかご室の質量と弾性体の変形量と既知であるバネ定数とを用いて、かご室内に積載された物体の正確な積載荷重を算出することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一の符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るエレベータの構成図である。
実施の形態１に係るエレベータは、かご床１ａを有し、質量Ｗ_０が既知であるかご室１と、弾性体２を介してかご床１ａを支持した床支持枠３ａを有し、所定の加速度αで昇降可能なかご枠３とを備えている。
弾性体２は、垂直方向に伸縮可能となっている。
床支持枠３ａには、弾性体２の変形量を測定する変形量測定手段４が設けられており、この変形量測定手段４は、かご床１ａに向かって赤外線を照射し、かご床１ａで反射された赤外線をセンサで受けて、かご床１ａと床支持枠３ａとの間の距離を測定する。このことにより、弾性体２の変形量を測定する。
なお、この変形量測定手段４は、このものに限らず、例えば、かご床１ａと床支持枠３ａとの間に差動トランスを設けて、かご床１ａと床支持枠３ａとの間の距離を測定してもよい。
かご枠３の上部には、主索５の一端部が固定されており、この主索５は、巻上機６に巻き掛けされている。
主索５の他端部は、図示しない釣合い錘に固定されている。
巻上機６には、制御盤７が電気的に接続されており、この制御盤７が巻上機６の回転を制御している。
制御盤７は、変形量測定手段４と電気的に接続されており、変形量測定手段４により測定された弾性体２の変形量を検知する。

制御盤７は、巻上機６の回転を制御するモーター制御回路７ａと、かご室１内の積載荷重を算出する荷重検出信号処理回路７ｂと、積載荷重を算出するのに必要な後述するＮＬ（ノーロード）値およびＢＬ（バランスロード）値を記憶する荷重検出信号記憶手段７ｃと、弾性体２の経年劣化、周囲温度の変形に伴いバネ定数が変化した場合に、変化後のバネ定数ｋを算出するバネ定数算出手段である荷重検出信号補正演算回路７ｄとを有している。
モーター制御回路７ａは、巻上機６および荷重検出信号処理回路７ｂと電気的に接続されている。
荷重検出信号記憶手段７ｃは、荷重検出信号処理回路７ｂおよび荷重検出信号補正演算回路７ｄと電気的に接続されている。

バネ定数ｋとは、弾性体２に加えた荷重に対する弾性体２の変形量をグラフにしたときの傾きに相当するものである。
このバネ定数ｋを用いることで、かご室１内に物体が積載されたときの積載荷重を算出することができる。
ＮＬ値とは、かご室１内が無積載のとき、つまり、かご室１の質量のみによる無負荷状態からの弾性体２の変化量を示している。
ＢＬ値とは、釣合い錘とバランスする質量βの錘であるバランスロードをかご室１内に積載したときの無負荷状態からの弾性体２の変化量を示している。
初期のバネ定数ｋは、上述したＮＬ値およびＢＬ値を求めた上で、下記の（１）式を用いて算出される。
ｋ＝（ＢＬ値−ＮＬ値）／（質量βによるＢＬ荷重） （１）

図２に示すように、荷重検出信号補正演算回路７ｄには、かご室１の質量Ｗ_０、エレベータの加速度α、バランスロードの質量β、バネ定数ｋ、第１の変形量ΔＸ_１、第２の変形量ΔＸ_２および後述する演算内容を記憶している。これらによって、弾性体２の経年劣化、周囲温度の変化等によって、バネ定数ｋが変化しても、変化後のバネ定数ｋを算出し、変化後のＮＬ値およびＢＬ値を算出することができる。

次に、荷重検出信号補正演算回路７ｄの演算内容について説明する。
かご室１内を無積載にした状態で、加速度αで、かご枠３を上方へ加速させると、かご室１の質量Ｗ_０および加速度αにより弾性体２は収縮する。このときのかご枠３が停止していた状態からの弾性体２の変形量を第１の変形量ΔＸ_１とすると、
ΔＸ_１＝Ｗ_０×α／ｋ （２）
となる。
次に、一定速度で上昇しているかご室１を加速度αで減速させると、かご室１の質量Ｗ_０および加速度αにより弾性体２は伸長する。このときのかご枠３が停止していた状態からの弾性体２の変形量を第２の変形量ΔＸ_２とすると、
ΔＸ_２＝−Ｗ_０×α／ｋ （３）
となる。
ここで、ΔＸ_１およびΔＸ_２は収縮する方向を正とし、α≧０としている。
上式（２）式および（３）式を用いると、
ｋ＝２×Ｗ_０×α／（ΔＸ_１−ΔＸ_２） （４）
となる。

ＢＬ値は、かご室１の質量Ｗ_０による弾性体２の変形量と、バランスロードの質量βによる弾性体２の変形量との合計であるから、
ＢＬ値＝ＮＬ値＋（ｋ×β） （５）
となる。
荷重検出信号補正演算回路７ｄの演算内容は、上述した（４）式とおよび（５）式である。

次に、実施の形態１に係るエレベータの動作について説明する。
図３に示すように、バネ定数ｋが初期の値から変化した場合には、まず、かご室１を無積載にしてかご枠３を停止させ、この状態で変形量測定手段４によりＮＬ値を測定する。
次に、図４（ａ）に示すように、かご枠３を所定の加速度αで上方へ加速させると、弾性体２が収縮し、停止していた状態からの弾性体２の変形量は第１の変形量ΔＸ_１となる。
この第１の変形量ΔＸ_１を荷重検出信号補正演算回路７ｄに記憶させる。
次に、所定の速度で上昇中のかご枠３を所定の加速度αで減速させると、弾性体２が伸長し、停止していた状態からの弾性体２の変形量は第２の変形量ΔＸ_２となる。
この第２の変形量ΔＸ_２を荷重検出信号補正演算回路７ｄに記憶させる。
荷重検出信号補正演算回路７ｄは、かご室１の質量Ｗ_０、加速度α、第１の変形量ΔＸ_１および第２の変形量ΔＸ_２を（４）式に代入して、バネ定数ｋを算出する。
算出されたバネ定数ｋおよびＮＬ値を（５）式に代入して、ＢＬ値が算出される。
その後、かご室１内に物体が積載されると、弾性体２は変形し、荷重検出信号処理回路７ｂは、算出されたＮＬ値およびＢＬ値から算出されるバネ定数ｋとかご室１の質量Ｗ_０と弾性体２の変形量とを用いて、かご室１内に積載された積載荷重を算出する。

以上説明したように、実施の形態１に係るエレベータによると、所定の加速度αでかご枠３を昇降させ、そのときの弾性体２の変形量とかご室１の質量Ｗ_０とから、荷重検出信号補正演算回路７ｄがバネ定数ｋを算出するので、弾性体２の経年劣化、周囲温度の変化等によって、弾性体２のバネ定数ｋが変化しても、変化後のバネ定数ｋを容易に算出できる。その結果、既知であるかご室１の質量Ｗ_０と弾性体２の変形量と算出されたバネ定数ｋとを用いて、かご室１内の積載荷重を正確に算出することができる。

また、かご室１の質量Ｗ_０、弾性体２の変形量およびバネ定数ｋを用いてかご室１内の積載荷重を算出する積載荷重算出手段を備えているので、かご室１内の積載荷重に合わせて巻上機６のモーターの制御を行うことができる。

なお、上記実施の形態１では、ＮＬ値およびバランスロードを積載することにより算出されたＢＬ値を用いて初期のバネ定数ｋを算出するとして説明したが、勿論このものに限らず、荷重検出信号補正演算回路７ｄを用いて初期のバネ定数ｋを算出してもよい。このものの場合、バランスロードをかご室１内に積載する必要がないので、さらに簡単にバネ定数ｋを算出することができる。

実施の形態２．
古いエレベータを最新の制御方式に改修する場合に、既存のかご室１の質量Ｗ_０が不明なものがある。
実施の形態２に係るエレベータは、このようなかご室１の質量Ｗ_０が不明なものを改修する場合に有効である。
図５は実施の形態２に係るエレベータの要部説明図である。
実施の形態２に係るエレベータは、制御盤７にかご室質量算出手段であるパラメータ設定用演算回路７ｅをさらに備え、このパラメータ設定用演算回路７ｅは、荷重検出信号補正演算回路７ｄと電気的に接続されている。

次に、実施の形態２に係るエレベータの演算内容について説明する。
かご室１の質量Ｗ_０は（３）式を変形させて、
Ｗ_０＝ｋ×（ΔＸ_１−ΔＸ_２）／（２×α） （６）
となる。
パラメータ設定用演算回路７ｅの演算内容は、上述した（１）式および（６）式である。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、実施の形態２に係るエレベータの動作について説明する。
図６は、バネ定数ｋおよびかご室１の質量Ｗ_０を算出するフローを示した図、図７は弾性体２に０荷重からＢＬ荷重までを与えたときの弾性体２の変形量を示した図である。
まず、実施の形態１の初期のバネ定数ｋを算出する方法と同様にして、ＮＬ値およびＢＬ値を算出する。つまり、かご室１内を無積載の状態にして、ＮＬ値である弾性体２の変形量を測定し、その後、かご室１内に質量βのバランスロードを積載して、ＢＬ値である弾性体２の変形量を測定する。
測定したＮＬ値およびＢＬ値を用いて、（５）式からバネ定数ｋを算出する。
次に、実施の形態１のエレベータの動作と同様にして、かご室１内を無積載の状態にして、かご枠３を所定の加速度αで上方へ加速させると、弾性体２が収縮し、停止していた状態からの弾性体２の変形量は第１の変形量ΔＸ_１となる。
この第１の変形量ΔＸ_１を荷重検出信号補正演算回路７ｄに記憶させる。
次に、所定の速度で上昇中のかご枠３を所定の加速度αで減速させると、弾性体２が伸長し、停止していた状態からの弾性体２の変形量は第２の変形量ΔＸ_２となる。
この第２の変形量ΔＸ_２を荷重検出信号補正演算回路７ｄに記憶させる。
（５）式から算出されたバネ定数ｋと、上述の第１の変形量ΔＸ_１および第２の変形量ΔＸ_２を用いて、（６）式からかご室１の質量Ｗ_０を算出する。
その後、実施の形態１のエレベータと同様にして、かご室１内に物体が積載されると、弾性体２は変形し、荷重検出信号処理回路７ｂは、既知であるＮＬ値およびＢＬ値から算出されるバネ定数ｋと算出されたかご室１の質量Ｗ_０と弾性体２の変形量とを用いて、かご室１内に積載された積載荷重を算出する。

一度、かご室１の質量Ｗ_０を算出すると、それ以降かご室１の質量Ｗ_０を測定する必要はない。その後、弾性体２のバネ定数ｋが変化しても、バランスロードを用いる必要はなく、例えば、長期間エレベータを使用した後、弾性体２の経年劣化、周囲温度の変化等によって、バネ定数ｋが変化した場合には、実施の形態１のエレベータの荷重検出信号補正演算回路７ｄと同様にして、変化後のバネ定数ｋを算出する。

以上説明したように、実施の形態２に係るエレベータによると、かご室１の質量Ｗ_０が不明な場合であっても、パラメータ設定用演算回路７ｅを用いて、かご室１の質量Ｗ_０を算出することができる。その結果、既知であるバネ定数ｋと弾性体２の変形量とかご室１の質量Ｗ_０とを用いて、かご室１内に積載された物体の正確な積載荷重を算出することができる。
また、一度、かご室１の質量Ｗ_０を算出すると、実施の形態１の荷重検出信号補正演算回路７ｄと同様にして、弾性体２のバネ定数ｋが変化しても、変化後のバネ定数ｋを簡単に算出でき、かご室１内に積載された積載荷重を正確に算出することができる。

なお、上記各実施の形態では、かご枠３を上方に加速度αで加速させ、また、上昇中に加速度αで減速させてバネ定数ｋを算出したが、勿論このものに限らず、図４（ｂ）に示すように、かご枠３を下方に加速度αで加速させ、また、下降中に加速度αで減速させてバネ定数ｋを算出してもよい。

実施の形態１に係るエレベータの説明図である。 図１の荷重検出信号記憶手段および荷重検出信号補正演算回路を示す構成図である。 弾性体の初期のバネ定数と変化後のバネ定数とに荷重を加えた場合のそれぞれの弾性体の変形量を示す図である。 図４（ａ）はかご枠を上昇させたときの弾性体の変形量を示した図であり、図４（ｂ）はかご枠を下降させたときの弾性体の変形量を示した図である。 実施の形態２に係るエレベータの要部説明図である。 図５のエレベータによるバネ定数およびかご室の質量を算出するフローを示した図である。 弾性体にＢＬ荷重をかけたときの、弾性体の変形量を示した図である。

符号の説明

１ かご室、１ａ かご床、２ 弾性体、３ かご枠、３ａ 床支持枠、４ 変形量測定手段、５ 主索、６ 巻上機、７ 制御盤、７ａ モーター制御回路、７ｂ 荷重検出信号処理回路、７ｃ 荷重検出信号記憶手段、７ｄ 荷重検出信号補正演算回路（バネ定数算出手段）、７ｅ パラメータ設定用演算回路（かご室質量算出手段）、Ｗ_０ かご室の質量、α 加速度、β バランスロードの質量、ｋ バネ定数、ΔＸ_１ 第１の変形量、ΔＸ_２ 第２の変形量。

Claims (3)

1. かご床を有し、質量が既知であるかご室と、
   前記かご床を支持した床支持枠を有し、所定の加速度で昇降可能なかご枠と、
   前記床支持枠と前記かご床との間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能な弾性体と、
   前記弾性体の変形量を測定する変形量測定手段とを備えたエレベータにおいて、
   前記かご室の前記質量、前記変形量および前記加速度を用いて、前記弾性体のバネ定数を算出するバネ定数算出手段とを備えたことを特徴とするエレベータ。
2. 前記かご室の前記質量、前記変形量および前記バネ定数を用いて、前記かご室内の積載荷重を算出する積載荷重算出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
3. かご床を有し、質量が未知であるかご室と、
   前記かご床を支持した床支持枠を有し、所定の加速度で昇降可能なかご枠と、
   前記床支持枠と前記かご床との間に挟まれ、垂直方向に伸縮可能な弾性体と、
   前記弾性体の変形量を測定する変形量測定手段とを備えたエレベータにおいて、
   前記弾性体の既知であるバネ定数、前記変形量および前記加速度を用いて、前記かご室の質量を算出するかご室質量算出手段とを備えたことを特徴とするエレベータ。

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