JP4373507B2 - エレベータ装置及びエレベータ装置の運転方法 - Google Patents
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Elevator Control (AREA)
- Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
- Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ、特に、釣合重りを使用するエレベータ及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なトラクション・エレベータ（牽引型エレベータ）は、複数のロープで接続されるカー(car) と釣合重り(counterweight) とを有する。ロープは、駆動機械によって駆動されるトラクション・シーブ(traction sheave) に掛け渡されて延びている。駆動機械によって移動されるべき荷重は搭乗者と積荷とを含むカーの荷重と釣合重りとの間の差によって決められる。
【０００３】
カーの重さに全「積載」荷重（full 'live' load）の５０％（以下、５０％釣合（fifty balancing）と言う）を加えた重さに等しい釣合重りを設けることが従来の方式である。ここで使用される積載荷重(live load)とは、搭乗者と積荷とに起因する荷重である。５０％釣合では、駆動機械により移動される最大荷重は全積載荷重の５０％である。これは、カーが釣合重りよりも重くなる、カーがその最大容量まで完全に荷重が掛けられている時か、釣合重りの方がカーより重くなる、カーが空である時に生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
駆動機械は、カーが満杯の時と空の時の双方でエレベータをその称呼速度で駆動できるような大きさになっている。こうすると、積載荷重の５０％を称呼速度でホイストウェーを通じて持ち上げるのに十分な動力出力を出す装置が得られる。
【０００５】
上記の技術に満足することなく、科学者達及び技術者達は、本願の譲受人の指示の下に、エレベータの動作及びコストを両立させることを課題としてエレベータの開発に従事している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、或る程度、居住用ビルディングのような多くの応用例において、エレベータ装置が全定格荷重を受けていることがほとんどないことが認められることに基礎を置く。従って、エレベータに全荷重が掛かかる希な場合にエレベータを定格速度で運転するために大きな駆動機械を必要とするエレベータ装置は、多くの運転の場合、バランスがとれていない。出願人は、小さな駆動機械を用いて、エレベータ装置を、多くの運転の場合には定格速度で運転できるが、カーに全荷重が掛った場合に第２の小さな速度で運転するようにすると利点があることをみいだした。
【０００７】
本発明によれば、エレベータ装置は、カーの荷重の量を決定し、このカー内の荷重の量に基づいてカーの運転速度プロファイルを決定する制御装置を含む。
【０００８】
本発明の特別な実施形態において、制御装置は、荷重計量装置を含み、２つの運転速度プロファイル、即ち、通常運転速度プロファイル及び減速運転速度プロファイルの内のどちらを選択するかを決定するために積載荷重を使用する。制御装置は、決定された積載荷重を所定のしきい値と比較する。このしきい値は、％釣合(percentage balancing)に基づいている。決定された積載荷重が、カーの重量に搭乗者荷重の２倍を加えたもののように、このしきい値よりも大きい場合には、減速された運転速度プロファイルが選択される。
【０００９】
ここで用いられている「運転速度プロファイル」は、運転速度及び加速度／減加速度プロファイルの両方を含むものと定義される。
【００１０】
本発明の利点は、本発明によってエレベータ装置が、カーの釣合いをとるために、最小の釣合重りを使用できることである。これによって、駆動機械のような部品を小さくしてエレベータ装置に用いることができる。これは、駆動機械によって定格速度で駆動される荷重が小さいためである。これらの利点が最大限に利用されることによって、従来のエレベータ装置よりもコスト上効果的なエレベータ装置が得られる。
【００１１】
本発明の、上述及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示されているように、本発明の実施形態の次の詳細な説明に照らしてより明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、ホイストウェー１４(hoistway)内にあるエレベータ装置１２が示されている。エレベータ装置１２は、カーフレーム(carframe)１８内に設けられたキャブ(cab) １６、釣合重り(counterweight) ２０、カーフレーム１８と釣合重り２０との間を延びる複数のロープ２２を含む。結合されたキャブ１６とカーフレーム１８とはカー２４(car) を規定する。これらの複数のロープ２２は、駆動機械２８に係合されたトラクションシーブ(traction sheave) ２６に掛け渡されて延びている。駆動機械２８は、それが作動すると、トラクションシーブ２６を回転し、これによって、かご、即ちカー２４及び釣合重り２０はホイストウェー１４介して移動される。図１は従来の２：１ロープ構造を持つエレベータ装置を説明しているが、以下の説明に照らして、本発明はカー及び釣合重りの、１：１のロープ構造を含む他のロープ構造を持つエレーベータ装置にも等しく適用できることが明らかであろう。
【００１３】
駆動機械２８の操作はコントローラ３０によって制御される。コントローラ３０はカー操作パネルとホール・コール・スイッチ（階指定スイッチ）(hall call switches)（図示せず）から入力を受け、カーの行き先を決める。加えて、コントローラ３０は、図１に示されていないドア操作システム、警報機、レベリングシステム(leveling system) からのような、又、荷重計量装置３２からのような、カー２４からの入力も受ける。荷重計量装置３２はカー２４内の荷重を決定するための手段を規定する。
【００１４】
釣合重り２０は、ロープ２２とトラクションシーブ２６との間の牽引力を維持し、カー２４の質量と搭乗者及び積荷の双方又は片方の荷重（以下、積載荷重（live load）という)を釣り合わせるために必要な質量を与える。図１に示されたエレベータ装置１２において、釣合重り２０の質量は、エレベータ装置１２の作動中の積載荷重Ｍｍｅａｓの分布に基づいて選択される。この分布は、設備されたエレベータ装置を実際に測定して実験的に決定されるか、ビルディングの大きさ、用途及び他の運転特性を知ることによって見積ることができる。例えば、アパートメントビルディングのような居住用ビルディングは主に業務者テナントが入っているビルディングとかなり違った用途上の特性を持ち得る。
【００１５】
積載荷重の分布の仮定的な例が図２にグラフ表示されている。横軸は、カー２４用の定格全荷重に対する荷重の％を示し、縦軸は、エレベータ装置１２の操作開始回数又は走行回数を示す。このグラフから分かるように使用頻度の最大部分は、カー２４が全荷重Ｑの５０％よりも少なくて約３０％になるメジアンで生じる。
【００１６】
図２に示されたような積載荷重の分布と、又本発明のエレベータ装置に基づいて、釣合重り２０の質量Ｍｃｗｔは３０％釣合（thirty percent balancing）に設定される。この場合は、釣合重り２０の質量Ｍｃｗｔ は、次のようにして計算される。
【００１７】
【数４】
Ｍｃｗｔ＝Ｍｃａｒ＋（Ａ×Ｑ）
ここで、Ｍｃａｒは空のカー２４の質量、Ａは釣合の％、即ち、上述のエレベータ装置１２の３０％である。Ｍｃａｒ ＝６００ｋｇで、エレベータ装置１２の全荷重Ｑ＝６００ｋｇが定格であれば、釣合重り２０の質量はＭ＝７８０ｋｇに設定される。これは、釣合重りの質量が９００ｋｇになる従来の５０％釣合よりもかなり小さくなる。
【００１８】
上述の３０％に釣り合わされたエレベータ装置１２は、％釣合の約２倍、即ち、全荷重の６０％まで、十分にその定格速度Ｖnormalで運転される。これは、図２に示された主要部分に対して十分であろう。エレベータ装置１２が全荷重の６０％よりも大きな積載荷重を受けている非常に希な場合が生じると、駆動機械２８、そしてこれによってカー２４は減速度Ｖreduced で作動され得る。
【００１９】
コントローラ３０は図３に示された制御装置を含む。制御装置３０は、エレベータ装置１２の運転速度プロファイルを決定する。一度、カー２４の行き先が決められ、キャブ１６にそれ以上に搭乗者及び積荷の双方又は片方が乗らなくなると、コントローラ３０が走行を始める決定をする。コントローラ３０は、カー２４によって担持されている積載荷重の量を決定するために、荷重計量装置３２から受ける入力を使用する。次いで、コントローラ３０は、測定された荷重Ｍｍｅａｓを次のように所定のしきい値と比較する。
【００２０】
【数５】
Ｍmeas＞（Ｚ×Ａ）×Ｑ
ここで、Ａは％釣合、Ｚは所定の乗数である。
【００２１】
上述の装置では、Ａ＝０．３及びＺ＝２である。Ｍmeasがこのしきい値よりも小さい場合は、コントローラ３０は、駆動機械２８に、通常の加速度／減加速度プロフィアル及び通常速度Ｖnormalを用いてカー２４を運転させる信号を送り、Ｍmeasが前記しきい値より大きい場合は、コントローラ３０は、駆動機械２８に、第２の加速度／減加速度プロファイル及び減速度Ｖreduced を用いてカー２４を運転させる信号を送る。
【００２２】
上述の装置は、本発明の１実施形態である。積載荷重の分布はエレベータ装置の適用の仕方次第であり、それ故に、％釣合の選択と及び積載荷重のしきい値の決定とは適用の対照次第であることを認識すべきである。加えて、実際の積載荷重の決定は、カーの重量を測定するための種々の手段を含むいろいろな手段を用いたり、モータのトルクを測定したり、他の方法又は手段を用いたりして行ってもよい。
【００２３】
本発明は、その１実施形態で示されかつ説明されてきたが、本発明の精神と範囲とを逸脱することなしに、当業者によって種々の変更、省略及び追加がこれになされ得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくエレベータ装置の図的説明である。
【図２】エレベータ装置の作動用の仮定的周波数分布のグラフ表示である。
【図３】制御装置の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１２…エレベータ装置
１４…ホストウェー
１６…キャブ
１８…カーフレーム
２０…釣合重り
２２…ロープ
２４…カー
２６…トラクションシーブ
２８…駆動機械
３０…コントローラ
３２…荷重計量装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ、特に、釣合重りを使用するエレベータ及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なトラクション・エレベータ（牽引型エレベータ）は、複数のロープで接続されるカー(car) と釣合重り(counterweight) とを有する。ロープは、駆動機械によって駆動されるトラクション・シーブ(traction sheave) に掛け渡されて延びている。駆動機械によって移動されるべき荷重は搭乗者と積荷とを含むカーの荷重と釣合重りとの間の差によって決められる。
【０００３】
カーの重さに全「積載」荷重（full 'live' load）の５０％（以下、５０％釣合（fifty balancing）と言う）を加えた重さに等しい釣合重りを設けることが従来の方式である。ここで使用される積載荷重(live load)とは、搭乗者と積荷とに起因する荷重である。５０％釣合では、駆動機械により移動される最大荷重は全積載荷重の５０％である。これは、カーが釣合重りよりも重くなる、カーがその最大容量まで完全に荷重が掛けられている時か、釣合重りの方がカーより重くなる、カーが空である時に生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
駆動機械は、カーが満杯の時と空の時の双方でエレベータをその称呼速度で駆動できるような大きさになっている。こうすると、積載荷重の５０％を称呼速度でホイストウェーを通じて持ち上げるのに十分な動力出力を出す装置が得られる。
【０００５】
上記の技術に満足することなく、科学者達及び技術者達は、本願の譲受人の指示の下に、エレベータの動作及びコストを両立させることを課題としてエレベータの開発に従事している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、或る程度、居住用ビルディングのような多くの応用例において、エレベータ装置が全定格荷重を受けていることがほとんどないことが認められることに基礎を置く。従って、エレベータに全荷重が掛かかる希な場合にエレベータを定格速度で運転するために大きな駆動機械を必要とするエレベータ装置は、多くの運転の場合、バランスがとれていない。出願人は、小さな駆動機械を用いて、エレベータ装置を、多くの運転の場合には定格速度で運転できるが、カーに全荷重が掛った場合に第２の小さな速度で運転するようにすると利点があることをみいだした。
【０００７】
本発明によれば、エレベータ装置は、カーの荷重の量を決定し、このカー内の荷重の量に基づいてカーの運転速度プロファイルを決定する制御装置を含む。
【０００８】
本発明の特別な実施形態において、制御装置は、荷重計量装置を含み、２つの運転速度プロファイル、即ち、通常運転速度プロファイル及び減速運転速度プロファイルの内のどちらを選択するかを決定するために積載荷重を使用する。制御装置は、決定された積載荷重を所定のしきい値と比較する。このしきい値は、％釣合(percentage balancing)に基づいている。決定された積載荷重が、カーの重量に搭乗者荷重の２倍を加えたもののように、このしきい値よりも大きい場合には、減速された運転速度プロファイルが選択される。
【０００９】
ここで用いられている「運転速度プロファイル」は、運転速度及び加速度／減加速度プロファイルの両方を含むものと定義される。
【００１０】
本発明の利点は、本発明によってエレベータ装置が、カーの釣合いをとるために、最小の釣合重りを使用できることである。これによって、駆動機械のような部品を小さくしてエレベータ装置に用いることができる。これは、駆動機械によって定格速度で駆動される荷重が小さいためである。これらの利点が最大限に利用されることによって、従来のエレベータ装置よりもコスト上効果的なエレベータ装置が得られる。
【００１１】
本発明の、上述及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示されているように、本発明の実施形態の次の詳細な説明に照らしてより明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、ホイストウェー１４(hoistway)内にあるエレベータ装置１２が示されている。エレベータ装置１２は、カーフレーム(carframe)１８内に設けられたキャブ(cab) １６、釣合重り(counterweight) ２０、カーフレーム１８と釣合重り２０との間を延びる複数のロープ２２を含む。結合されたキャブ１６とカーフレーム１８とはカー２４(car) を規定する。これらの複数のロープ２２は、駆動機械２８に係合されたトラクションシーブ(traction sheave) ２６に掛け渡されて延びている。駆動機械２８は、それが作動すると、トラクションシーブ２６を回転し、これによって、かご、即ちカー２４及び釣合重り２０はホイストウェー１４介して移動される。図１は従来の２：１ロープ構造を持つエレベータ装置を説明しているが、以下の説明に照らして、本発明はカー及び釣合重りの、１：１のロープ構造を含む他のロープ構造を持つエレーベータ装置にも等しく適用できることが明らかであろう。
【００１３】
駆動機械２８の操作はコントローラ３０によって制御される。コントローラ３０はカー操作パネルとホール・コール・スイッチ（階指定スイッチ）(hall call switches)（図示せず）から入力を受け、カーの行き先を決める。加えて、コントローラ３０は、図１に示されていないドア操作システム、警報機、レベリングシステム(leveling system) からのような、又、荷重計量装置３２からのような、カー２４からの入力も受ける。荷重計量装置３２はカー２４内の荷重を決定するための手段を規定する。
【００１４】
釣合重り２０は、ロープ２２とトラクションシーブ２６との間の牽引力を維持し、カー２４の質量と搭乗者及び積荷の双方又は片方の荷重（以下、積載荷重（live load）という)を釣り合わせるために必要な質量を与える。図１に示されたエレベータ装置１２において、釣合重り２０の質量は、エレベータ装置１２の作動中の積載荷重Ｍｍｅａｓの分布に基づいて選択される。この分布は、設備されたエレベータ装置を実際に測定して実験的に決定されるか、ビルディングの大きさ、用途及び他の運転特性を知ることによって見積ることができる。例えば、アパートメントビルディングのような居住用ビルディングは主に業務者テナントが入っているビルディングとかなり違った用途上の特性を持ち得る。
【００１５】
積載荷重の分布の仮定的な例が図２にグラフ表示されている。横軸は、カー２４用の定格全荷重に対する荷重の％を示し、縦軸は、エレベータ装置１２の操作開始回数又は走行回数を示す。このグラフから分かるように使用頻度の最大部分は、カー２４が全荷重Ｑの５０％よりも少なくて約３０％になるメジアンで生じる。
【００１６】
図２に示されたような積載荷重の分布と、又本発明のエレベータ装置に基づいて、釣合重り２０の質量Ｍｃｗｔは３０％釣合（thirty percent balancing）に設定される。この場合は、釣合重り２０の質量Ｍｃｗｔ は、次のようにして計算される。
【００１７】
【数４】
Ｍｃｗｔ＝Ｍｃａｒ＋（Ａ×Ｑ）
ここで、Ｍｃａｒは空のカー２４の質量、Ａは釣合の％、即ち、上述のエレベータ装置１２の３０％である。Ｍｃａｒ ＝６００ｋｇで、エレベータ装置１２の全荷重Ｑ＝６００ｋｇが定格であれば、釣合重り２０の質量はＭ＝７８０ｋｇに設定される。これは、釣合重りの質量が９００ｋｇになる従来の５０％釣合よりもかなり小さくなる。
【００１８】
上述の３０％に釣り合わされたエレベータ装置１２は、％釣合の約２倍、即ち、全荷重の６０％まで、十分にその定格速度Ｖnormalで運転される。これは、図２に示された主要部分に対して十分であろう。エレベータ装置１２が全荷重の６０％よりも大きな積載荷重を受けている非常に希な場合が生じると、駆動機械２８、そしてこれによってカー２４は減速度Ｖreduced で作動され得る。
【００１９】
コントローラ３０は図３に示された制御装置を含む。制御装置３０は、エレベータ装置１２の運転速度プロファイルを決定する。一度、カー２４の行き先が決められ、キャブ１６にそれ以上に搭乗者及び積荷の双方又は片方が乗らなくなると、コントローラ３０が走行を始める決定をする。コントローラ３０は、カー２４によって担持されている積載荷重の量を決定するために、荷重計量装置３２から受ける入力を使用する。次いで、コントローラ３０は、測定された荷重Ｍｍｅａｓを次のように所定のしきい値と比較する。
【００２０】
【数５】
Ｍmeas＞（Ｚ×Ａ）×Ｑ
ここで、Ａは％釣合、Ｚは所定の乗数である。
【００２１】
上述の装置では、Ａ＝０．３及びＺ＝２である。Ｍmeasがこのしきい値よりも小さい場合は、コントローラ３０は、駆動機械２８に、通常の加速度／減加速度プロフィアル及び通常速度Ｖnormalを用いてカー２４を運転させる信号を送り、Ｍmeasが前記しきい値より大きい場合は、コントローラ３０は、駆動機械２８に、第２の加速度／減加速度プロファイル及び減速度Ｖreduced を用いてカー２４を運転させる信号を送る。
【００２２】
上述の装置は、本発明の１実施形態である。積載荷重の分布はエレベータ装置の適用の仕方次第であり、それ故に、％釣合の選択と及び積載荷重のしきい値の決定とは適用の対照次第であることを認識すべきである。加えて、実際の積載荷重の決定は、カーの重量を測定するための種々の手段を含むいろいろな手段を用いたり、モータのトルクを測定したり、他の方法又は手段を用いたりして行ってもよい。
【００２３】
本発明は、その１実施形態で示されかつ説明されてきたが、本発明の精神と範囲とを逸脱することなしに、当業者によって種々の変更、省略及び追加がこれになされ得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくエレベータ装置の図的説明である。
【図２】エレベータ装置の作動用の仮定的周波数分布のグラフ表示である。
【図３】制御装置の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１２…エレベータ装置
１４…ホストウェー
１６…キャブ
１８…カーフレーム
２０…釣合重り
２２…ロープ
２４…カー
２６…トラクションシーブ
２８…駆動機械
３０…コントローラ
３２…荷重計量装置
Claims (2)
- 通常運転速度プロファイルと、第２の運転速度プロファイルと、を有するカーと、
釣合重りと、
前記カー内の積載荷重Ｍmeasを決定するカー荷重決定装置と、
前記カーの運転速度を制御する制御装置と、
を有するエレベータ装置であって、
該カーは所定の質量Ｍcarを有し、
該釣合重りは所定の質量Ｍcwtを有し、
該エレベータ装置は所定の最大積載荷重Ｑを有し、
Ｍcwt＝Ｍcar＋（Ａ×Ｑ）
但し、Ａ＝０．３であり、
前記第２の運転速度プロファイルは、前記通常運転速度プロファイルの運転速度Ｖnormalよりも小さな運転速度Ｖreducedを有し、
前記制御装置は、
Ｍmeas≦（Ｚ×Ａ）×Ｑ
の場合は、前記通常運転速度プロファイルを用いて前記カーを運転し、
Ｍmeas＞（Ｚ×Ａ）×Ｑ
の場合は、前記第２の運転速度プロファイルを用いて前記カーを運転し、
Ｚ＝２であることを特徴とするエレベータ装置。 - カーと、釣合重りと、を有し、該カーが所定の最大積載荷重Ｑを有するエレベータ装置の運転方法であって、
該カー内の積載荷重Ｍmeasを決定するステップと、
Ｍmeas≦（Ｚ×Ａ）×Ｑ
の場合は、通常運転速度プロファイルを使用して前記カーを運転するステップと、
Ｍmeas＞（Ｚ×Ａ）×Ｑ
の場合は、減速運転速度プロファイルを使用して前記カーを運転するステップと、
を含み、
前記減速運転速度プロファイルは、前記通常運転速度プロファイルの運転速度Ｖnormalよりも小さな運転速度Ｖreducedを有し、
但し、Ａ＝０．３、Ｚ＝２であり、
前記カーは、所定の質量Ｍcarを有し、
前記釣合重りは、所定の質量Ｍcwtを有し、
Ｍcwt＝Ｍcar＋（Ａ×Ｑ）
であることを特徴とするエレベータ装置の運転方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/932,071 US5984052A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Elevator with reduced counterweight |
| US08/932071 | 1997-09-17 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP26322298A Expired - Fee Related JP4373507B2 (ja) | 1997-09-17 | 1998-09-17 | エレベータ装置及びエレベータ装置の運転方法 |
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