JP5232390B2 - エレベータの積載荷重検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの積載荷重検出装置に関し、より詳しくは、簡単な構成でありながらもメインロープの末端係止部に作用する荷重を正確に計測して乗りかごに積載している乗客や荷物等の重量を確実に検出する技術に関する。

従来、エレベータの乗りかごに積載している乗客や荷物等の重量を検出することにより、巻上機のトルクを制御し、あるいは満員警報を発する等の運転制御が行われている。
そのため、下記特許文献１に記載されているエレベータにおいては、乗りかごの下部を支持している防振ゴムのたわみ量を差動トランスを用いて測定することにより、エレベータの積載荷重を検出するようになっている。

また、下記特許文献２に記載されているエレベータにおいては、２：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープの末端係止部に複数のロードセルを配設し、メインロープを構成する複数のロープのそれぞれに作用している荷重を個別に検出するようになっている。

さらに、下記特許文献３に記載されているエレベータにおいては、２：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープの末端係止部に単一の変位測定器を配設し、積載荷重に応じて上下動するシャックルロッドと連動するプレートの上下方向変位を測定することにより、エレベータの積載荷重を検出するようになっている。

特開平１１−３３５０２７号公報 特表２００５−５１９００９号公報 特開２００３−２５４９号公報

しかしながら、差動トランスを用いて防振ゴムのたわみ量を測定するものにおいては、寒冷地等で昇降路内の温度が急激に低下した場合に、防振ゴムのたわみ量の変化が通常とは異なるヒステリシス曲線を描くことになり、積載荷重の検出を正確に行えなくなるおそれがある。

また、各ロープ毎にロードセルを配設してロープ荷重を個別に測定するものにおいては、メインロープを構成するロープの本数に応じた数のロードセルが必要となってコストがかさむばかりでなく、個々のロードセルから得られた荷重値を合計しなければならず、その演算処理が煩雑である。

さらに、シャックルロッドに連動して上下動するプレートの上下方向変位を単一の変位測定器によって測定するものにおいては、このプレートが傾斜することなく上下動するように案内しなければならず、リニアベアリングやリニアブッシュ等の高価な部品を用いなければならない。

そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、簡単な構成でありながらもメインロープの末端係止部に作用する荷重を正確に計測して乗りかごの積載荷重を確実に検出できるエレベータの積載荷重検出装置を提供することにある。

本発明は、エレベータの乗りかごを懸架しているメインロープの末端係止部に作用する荷重を計測することにより前記乗りかごが積載している荷重を検出する装置であって、前記メインロープを構成している複数本のロープの末端がそれぞれ上下方向に係止される係止部材と、この係止部材を上下方向に支持するための支持手段と、前記係止部材と前記支持手段とによって上下方向に挟持されたロードセルと、を備え、前記複数本のロープは、前記ロードセルを左右方向に挟むように左側のロープ組と右側のロープ組とに離間して前記係止部材に係止され、前記ロードセルは前記支持手段上に配置され、前記左側のロープ組および前記右側のロープ組は、前記支持手段および前記ロードセルに対して左右方向に配置され、前記左側のロープ組および前記右側のロープ組は、それぞれが前記係止部材に作用する曲げモーメントが前記ロードセルに対して左右方向に対称に働くよう位置決めされ、前記支持手段が、前記末端係止部を支持する支持部材と、前記単一のロードセルが取り付けられた取付部材と、前記取付部材と前記支持部材とによって上下方向に挟持される弾性体と、を有しており、かつ前記弾性体が上下方向に弾性変形して前記取付部材が前記支持部材に対して所定の距離に接近したときに作動するスイッチが、前記取付部材若しくは前記支持部材に取り付けられていることを特徴とするエレベータの積載荷重検出装置である。

なお、メインロープの末端係止部は、２：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープの末端を昇降路の固定側に係止する部分に限定されず、１：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープの末端を乗りかごあるいは釣合錘に係止する部分をも含む。
また、左側のロープ組および右側のロープ組は、それぞれ等しい本数のロープあるいは１本違いの本数のロープから構成し、単一のロードセルに対して左右対称にとなるように位置決めしつつ係止部材に係止することができる。
さらに、各ロープは、シャックルロッドおよびコイルばねを用いつつ係止部材に係止することができる。

すなわち、本発明によるエレベータの積載荷重検出装置は、メインロープを構成している複数本のロープを左側のロープ組と右側のロープ組とに分けて左右方向に離間させるとともに、それらの間にロードセルを配置する構造であるから、メインロープに作用している荷重を単一のロードセルによって正確に計測することができる。
これにより、簡単な構成でありながらもメインロープの末端係止部に作用する荷重を正確に計測し、乗りかごの積載荷重を確実に検出することができる。

具体的に説明すると、例えば左側のロープ組および右側のロープ組がそれぞれ３本のロープから成る場合には、単一のロードセルの左右方向の中心線に対して、３本ずつのロープを左右対称に、言い換えるとこの中心線から等しい距離Ｘ１にそれぞれ位置決めして各ロープを配設する。
これに対して、例えば左側のロープ組が３本のロープから成り、右側のロープ組が２本のロープから成る場合には、単一のロードセルの左右方向の中心線と左側のロープ組との距離をＸ２とし、この中心線と右側のロープ組との距離をＸ３としたときに、Ｘ２：Ｘ３＝２：３となるようにする。言い換えると距離Ｘ２と距離Ｘ３との比が、左側のロープ組のロープの本数と右側のロープ組のロープの本数との逆比となるようにする。
さらに、左側のロープ組の各ロープ、および右側のロープ組の各ロープは、単一のロードセルの前後方向の中心線に対して、それぞれ前後方向に対称となるように位置決めして配設する。

すなわち、本発明によるエレベータの積載荷重検出装置においては、左側のロープ組および右側のロープ組がそれぞれ係止部材に作用させる、ロープ荷重に起因した曲げモーメントが、単一のロードセルに対して前後左右に対称となる。
これにより、係止部材が傾斜してロードセルに斜め方向の荷重が作用することを防止できるから、メインロープに作用している荷重を単一のロードセルによってより正確に計測することができる。

また、本発明は、前記支持手段が、前記末端係止部を支持する支持部材と、前記単一のロードセルが取り付けられた取付部材と、前記取付部材と前記支持部材とによって上下方向に挟持された弾性体とを有しており、
かつ前記弾性体が上下方向に弾性変形して前記取付部材が前記支持部材に対して所定の距離に接近したときに作動するスイッチが、前記取付部材若しくは前記支持部材に取り付けられていることを特徴とする。

すなわち、本発明によるエレベータの積載荷重検出装置においては、メインロープに作用する荷重が大きくなって弾性体の上下方向の変形量が大きくなり、取付部材と支持部材との距離が狭まってある距離に達するとスイッチが作動する。
これにより、乗りかごの積載荷重が所定値を超えたときに、満員あるいは過積載を示す信号をエレベータの運転制御装置に送出することができる。

なお、前記弾性体は、高分子材料製の防振部材あるいは金属製のばね部材とすることができる。
これにより、メインロープに作用する荷重の変動成分を緩衝しつつロードセルに作用させることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、簡単な構成でありながらもメインロープの末端係止部に作用する荷重を正確に計測して乗りかごの積載荷重を確実に検出できるエレベータの積載荷重検出装置を提供することができる。

以下、図１〜図４を参照し、本発明に係るエレベータの積載荷重検出装置の各実施形態について詳細に説明するが、同一の部分には同一の参照符号を用いて重複した説明を省略する。

第１実施形態
まず最初に図１〜図３を参照し、第１実施形態の積載荷重検出装置について説明する。

その前に、従来のメインロープの末端係止部の構造について説明すると、図５に示した従来の末端係止部１は、図示されない乗りかごを２：１ローピングで懸架しているメインロープ２を構成する合計６本のロープ２ａ〜２ｆを昇降路の固定側に係止するためのもので、前後方向に平行に延びる左右一対の支持梁（支持部材）３ａ，３ｂの間にヒッチプレート（係止部材）４が掛け渡されている。
そして、各ロープ２ａ〜２ｆの先端に取り付けられた各シャックルロッド５ａ〜５ｆは、所定の間隔を開けてヒッチプレート４に貫設された６つの挿通孔に挿通されて上方に延び、その雄ねじ部分に螺合するダブルロックナット６ａ，６ｂによってコイルばね７が取り付けられ、各ロープ２ａ〜２ｆに作用するロープ荷重の変動を緩衝している。

すなわち、従来のメインロープの末端係止部１においては、左右一対の支持梁３ａ，３ｂの間に各ロープ２ａ〜２ｆが互いに接近して配設されている。
これに対して、図１に示した本第１実施形態の積載荷重検出装置１００においては、前後方向（図示する紙面に対して垂直な方向）に水平に延びる１本の支持梁１１に対し、その左側に３本のロープ（左側のロープ組）２ａ〜２ｃが、かつその右側に３本のロープ（右側のロープ組）２ｄ〜２ｆが、左右対称に配設されている。

支持梁１１の上面には取付板（取付部材）１２がボルト１３によって固定され、支持梁１１と共に末端係止部を支持する支持手段を構成している。
また、取付板１２の上面には、左右方向の幅が狭く前後方向に細長い略直方体状の単一のロードセル１４が、前後一対のボルト１５によって取り付けられている。
さらに、このロードセル１４の上面にはヒッチプレート（係止部材）１６が前後一対のボルト１７によって固定されている。

これにより、単一のロードセル１４はヒッチプレート１６と取付板１２とによって上下方向に挟持され、各ロープ２ａ〜２ｆからヒッチプレート１６に作用する荷重の合力が作用する。
そして、このロードセル１４によって計測されたロープ荷重の合力の値は、図示されないエレベータの運転制御装置に入力し、巻上機の駆動トルクの制御、および満員警報を発する等の運転制御に用いられる。

このとき、図２に平面図として示したように、各シャックルロッド５ａ〜５ｆ、したがって各ロープ２ａ〜２ｆは、単一のロードセル１４の左右方向の中心線Ｃ１および前後方向の中心線Ｃ２に対し、左右方向および前後方向に対称となるように位置決めされて配置されている。
具体的に説明すると、左側のシャックルロッド５ａ〜５ｃ（左側のロープ組２ａ〜２ｃ）は、中心線Ｃ１から左側に距離Ｘ１だけ離れた位置に位置決めされて配設されており、かつ右側のシャックルロッド５ｄ〜５ｆ（右側のロープ組２ｄ〜２ｆ）もまた中心線Ｃ１から右側に距離Ｘ１だけ離れた位置に位置決めされて配設されている。
さらに、左側のシャックルロッド５ａ〜５ｃ（左側のロープ組２ａ〜２ｃ）は中心線Ｃ２に対して前後対称となるように距離Ｙ１を開けて配設されており、かつ右側のシャックルロッド５ｄ〜５ｆ（右側のロープ組２ｄ〜２ｆ）もまた中心線Ｃ２に対して距離Ｙ１を開けて前後対称となるように配設されている。

これにより、左側のロープ組２ａ〜２ｃおよび右側のロープ組２ｄ〜２ｆがそれぞれヒッチプレート１６に作用させる、ロープ荷重に起因した曲げモーメントは、単一のロードセル１４に対して左右方向および前後方向に対称となる。
これにより、ヒッチプレート１６が傾斜してロードセル１４に斜め方向の荷重を作用させることがないから、各ロープ２ａ〜２ｆがヒッチプレート１６に作用させるロープ荷重の合力を、単一のロードセル１４によって正確に計測することができる。
さらに、このロードセル１４から運転制御装置に入力する積載荷重を表す信号は一つであるから、上記特許文献２に記載した装置のように、各ロープ２ａ〜２ｆがヒッチプレート１６に作用させるロープ荷重の合力を演算する必要がなく、エレベータの運転制御をスムーズに行うことができる。

一方、図３に示した変形例の積載荷重検出装置１５０においては、メインロープ２が５本のロープ２ａ〜２ｅから構成されており、したがってシャックルロッドも５ａ〜５ｅの５本となっている。
この場合は、左側のロープ組２ａ〜２ｃおよび右側のロープ組２ｄ，２ｅがそれぞれヒッチプレート１６に作用させるロープ荷重に起因した曲げモーメントが、単一のロードセル１４に対して左右方向および前後方向に対称となるように、シャックルロッド５ａ〜５ｅの配置を工夫しなければならない。

そこで、左側のシャックルロッド５ａ〜５ｃ（左側のロープ組２ａ〜２ｃ）は、左右方向の中心線Ｃ１から左側に距離Ｘ２だけ離れた位置に位置決めされて配設されているが、右側のシャックルロッド５ｄ，５ｅ（右側のロープ組２ｄ，２ｅ）は中心線Ｃ１から右側に距離Ｘ３だけ離れた位置に位置決めされて配設されている。
また、左側のシャックルロッド５ａ〜５ｃ（左側のロープ組２ａ〜２ｃ）は前後方向の中心線Ｃ２に対して前後対称となるように距離Ｙ１を開けて配設されているが、右側のシャックルロッド５ｄ，５ｅ（右側のロープ組２ｄ，２ｅ）は中心線Ｃ２に対して距離Ｙ２を開けて前後対称となるように配設されている。

このとき、Ｘ２とＸ３の値は、Ｘ２：Ｘ３＝２：３となるように定められている。
言い換えると距離Ｘ２と距離Ｘ３との比が、左側のロープ組２ａ〜２ｃのロープの本数と右側のロープ組２ｄ，２ｅのロープの本数との逆比となるように定められている。
したがって、各ロープ２ａ〜２ｅに作用するロープ荷重Ｗの値が等しいとすると、ヒッチプレート１６に作用する左側の曲げモーメントの値は３×Ｗ×Ｘ２であり、右側の曲げモーメントの値は２×Ｗ×Ｘ３である。そして、Ｘ２：Ｘ３＝２：３という比例関係より、３×Ｘ２＝２×Ｘ３であるから、左側の曲げモーメントの値は３×Ｗ×Ｘ２＝２×Ｗ×Ｘ３となり、左側の曲げモーメントの値は２×Ｗ×Ｘ３と全く等しい。

すなわち、本変形例の積載荷重検出装置１５０のように、メインロープ２を構成している各ロープの本数が奇数の場合にも、左側のロープ組２ａ〜２ｃおよび右側のロープ組２ｄ，２ｅを適切に位置決めして配設することにより、ヒッチプレート１６に作用するロープ荷重に起因した曲げモーメントを左右方向に対称とすることができる。
これにより、ヒッチプレート１６が傾斜してロードセル１４に斜め方向の荷重を作用させることがないから、各ロープ２ａ〜２ｅがヒッチプレート１６に作用させているロープ荷重の合力を、単一のロードセル１４によって正確に計測することができる。

第２実施形態
次に図４を参照し、第２実施形態の積載荷重検出装置について説明する。

本第２実施形態の積載荷重検出装置２００は、上述した第１実施形態の積載荷重検出装置１００における支持梁１１と取付板１２との間に、高分子材料製で直方体状の防振部材（弾性体）２１，２１を介装してボルト２２，２２で固定するとともに、取付板１２の端部に安全スイッチ２３を取り付けたものである。

これにより、メインロープ２に作用する荷重が大きくなって防振部材２１，２１が上下方向に大きく変形すると、支持梁１１と取付板１２との距離が狭まり、安全スイッチ２３の先端部分２３ａが支持梁１１の上面１１ａに接触する。
すると、このスイッチ２３が作動し、満員あるいは過積載を示す信号をエレベータの運転制御装置に送出するから、乗りかご内の乗客に警報を発することができる。

また、上述したように、左側のロープ組２ａ〜２ｃおよび右側のロープ組２ｄ〜２ｆがそれぞれヒッチプレート１６に作用させる、ロープ荷重に起因した曲げモーメントは、単一のロードセル１４に対して左右方向および前後方向に対称となっている。
これにより、ヒッチプレート１６、したがって取付板１２が支持梁１１に対して傾くことがないから、メインロープ２に作用する荷重に応じて安全スイッチ２３を確実に作動させることができる。
さらに、防振部材２１，２１により、メインロープ２に作用する荷重の変動成分を緩衝しつつロードセル１４に作用させることができる。

以上、本発明に係るエレベータの積載荷重検出装置の各実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した第１実施形態においては、２：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープ２の末端係止部を例に取って説明したが、１：１ローピングで乗りかごを懸架しているメインロープを乗りかごに接続する部分にも本発明の積載荷重検出装置の構造を適用できることは言うまでもない。
また、上述した第２実施形態においては、安全スイッチ２３が取付板２に取り付けられているが、支持梁１１に取り付けることもできるし、取付板１２と一体に上下動するヒッチプレート１６に取り付けることもできる。

第１実施形態の積載荷重検出装置を示す正面図。 図１に示した積載荷重検出装置におけるロープの配置を示す平面図。 図２に示したロープの配置の変形例を示す平面図。 第２実施形態の積載荷重検出装置を示す右側面図。 従来のメインロープ末端係止部を示す斜視図。

符号の説明

１ 従来のメインロープ末端係止部
２ メインロープ
２ａ〜２ｆ メインロープを構成している各ロープ
３ａ，３ｂ 支持梁
４ ヒッチプレート（係止部材）
５ａ〜５ｆ シャックルロッド
６ａ，６ｂ ダブルロックナット
７ コイルばね
１０ 支持手段
１１ 支持梁（支持部材）
１２ 取付板（取付部材）
１３ ボルト
１４ ロードセル
１５ ボルト
１６ ヒッチプレート（係止部材）
１７ ボルト
２１ 防振部材（弾性体）
２２ ボルト
２３ 安全スイッチ
２３ａ 先端部分
１００ 第１実施形態の積載荷重検出装置
１５０ 変形例の積載荷重検出装置
２００ 第２実施形態の積載荷重検出装置

Claims (3)

1. エレベータの乗りかごを懸架しているメインロープの末端係止部に作用する荷重を計測することにより前記乗りかごが積載している荷重を検出する装置であって、
   前記メインロープを構成している複数本のロープの末端がそれぞれ上下方向に係止される係止部材と、
   この係止部材を上下方向に支持するための支持手段と、
   前記係止部材と前記支持手段とによって上下方向に挟持されたロードセルと、
   を備え、
   前記複数本のロープは、前記ロードセルを左右方向に挟むように左側のロープ組と右側のロープ組とに離間して前記係止部材に係止され、
   前記ロードセルは前記支持手段上に配置され、
   前記左側のロープ組および前記右側のロープ組は、前記支持手段および前記ロードセルに対して左右方向に配置され、
   前記左側のロープ組および前記右側のロープ組は、それぞれが前記係止部材に作用する曲げモーメントが前記ロードセルに対して左右方向に対称に働くよう位置決めされ、
   前記支持手段が、前記末端係止部を支持する支持部材と、前記単一のロードセルが取り付けられた取付部材と、前記取付部材と前記支持部材とによって上下方向に挟持される弾性体と、を有しており、
   かつ前記弾性体が上下方向に弾性変形して前記取付部材が前記支持部材に対して所定の距離に接近したときに作動するスイッチが、前記取付部材若しくは前記支持部材に取り付けられていることを特徴とするエレベータの積載荷重検出装置。
2. 前記弾性体は、高分子材料製の防振部材であることを特徴とする請求項１に記載したエレベータの積載荷重検出装置。
3. 前記弾性体は、金属製のばね部材であることを特徴とする請求項１に記載したエレベータの積載荷重検出装置。

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