JP5632029B2 - エレベータ装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、オーバーバランスの調整を行うエレベータ装置に関する。
近年、エレベータの効率向上、省エネルギー化の要求が高まる中、乗りかごの乗降状況、利用頻度に合わせてカウンターウェイト(以下、「C/W」とも言う。)の質量を可変させてオーバーバランスを調整するエレベータ装置が知られている。
図6は、カウンターウェイトの質量を可変させることでオーバーバランス調整を行うエレベータ装置の一例を示す概略図である。図6(a)に示すように、エレベータ装置100は、建物等の建造物に形成されたエレベータ昇降路101の上部に機械室102が設けられ、機械室102内には巻上機103や制御盤(図示せず)が設置されている。巻上機103のシーブ103aには、エレベータロープ104が巻き掛けられ、エレベータロープ104の一端側にはエレベータ乗りかご105が連結され、エレベータロープ104の他端側にはカウンターウェイト106が連結されている。昇降路101上部には、調整用ウェイト106aを積載するカウンターウェイト調整装置107が配設されており、カウンターウェイト調整装置107による調整用ウェイト106aのカウンターウェイト106への積み込みおよび積み下ろしが行われることでオーバーバランス調整がなされる。
このようなエレベータ装置においては、例えば、図6(b)に示すように乗りかご105の積載荷重が最大(FULL)の状態で上昇運転(UP運転)する場合には、カウンターウェイト106へ調整用ウェイト106aを積み込むことで乗りかご105の質量とのアンバランスを解消することができる。
一方、図6(c)に示すようにFULLUP運転の後、乗りかご105の積載荷重が「0」(NL)の状態で下降運転(DN運転)する場合には、昇降路101上部で積み込んだ調整用ウェイト106aを昇降路101下部で積み降ろさなければDN運転は調整用ウェイト106aの質量分のアンバランストルクが発生し、オーバーバランスを調整しない場合、アンバランストルクよりも悪化する。
また、一般的なエレベータはロビー階で積載荷重が最も大きく、上階へ行く程小さくなる傾向があり、調整用ウェイト106aは上階で積み込み、下階で降ろす必要があるため、昇降路101下部で一度降ろした調整用ウェイト106aを再度積み込みが必要になる上部へカウンターウェイト106に積み込んで運搬するとアンバランストルクが悪化する(図6(d))。このように乗りかご105全体の質量とカウンターウェイト106の質量のバランスが崩れたアンバランス状態でエレベータを運行することは過剰な電力を必要とする。
本発明は、上述した従来技術における問題に鑑みてなされたもので、その目的は、運行時の乗りかご側とカウンターウェイト側の質量を常にバランスに近い状態での運転の可能とし、省エネルギー化を達成できるエレベータ装置を提供することにある。
本実施形態のエレベータ装置は、ロープが巻き付けられる巻上機と、上記ロープの一端側に接続される、積載荷重を検出する乗りかごと、上記ロープの他端側に接続されるカウンターウェイトと、上記乗りかご及びカウンターウェイトの質量を調整する硬球と、上記乗りかご及びカウンターウェイトに設けられ、上記硬球の受入口と開閉式の排出口を有するウェイト収容部と、上記乗りかご及びカウンターウェイトが昇降する昇降路の上部に設けられ、上記乗りかご側のウェイト収容部から上記硬球を受け取り、且つ上記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ上記硬球を送入する上部ウェイト調整部と、上記昇降路の下部に設けられ、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部から上記硬球を受け取り、且つ上記乗りかご側のウェイト収容部へ上記硬球を送入する下部ウェイト調整部上記上部ウェイト調整部および下部ウェイト調整部に設けられ、上記乗りかご側のウェイト収容部およびカウンターウェイト側のウェイト収容部へ送入する上記硬球の個数をカウントするカウンタと、を備え、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部の受入口と上記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えた場合に上記上部ウェイト調整部から上記カウンターウェイトへ上記硬球を送入し、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部の排出口と上記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を下回った場合に上記カウンターウェイト側のウェイト収容部から下部ウェイト調整部へ上記硬球を送入し、上記乗りかご側のウェイト収容部の受入口と上記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかごの積載荷重が予め設定された閾値を下回った場合に、上記下部ウェイト調整部から上記乗りかご側のウェイト収容部へ上記硬球を上記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えない個数だけ送入し、上記乗りかご側のウェイト収容部と上記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかご側のウェイト収容部の上記硬球を排出し、上記乗りかご及びカウンターウェイトのオーバーバランス調整を行うことを特徴としている。
また、本実施形態のエレベータ装置は、ロープが巻き付けられる巻上機と、上記ロープの一端側に接続される、積載荷重を検出する乗りかごと、上記ロープの他端側に接続されるカウンターウェイトと、上記乗りかご及びカウンターウェイトの質量を調整する硬球と、上記乗りかご及びカウンターウェイトに設けられ、上記硬球の受入口と開閉式の排出口を有するウェイト収容部と、上記乗りかご及びカウンターウェイトが昇降する昇降路の上部に設けられ、上記乗りかご側のウェイト収容部から上記硬球を受け取り、且つ上記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ上記硬球を送入する上部ウェイト調整部と、上記昇降路の下部に設けられ、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部から上記硬球を受け取り、且つ上記乗りかご側のウェイト収容部へ上記硬球を送入する下部ウェイト調整部を備え、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部の受入口と上記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えた場合に上記上部ウェイト調整部から上記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ上記硬球を送入し、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部の排出口と上記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、上記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を下回った場合に上記カウンターウェイト側のウェイト収容部から下部ウェイト調整部へ上記硬球を送入し、上記乗りかご側のウェイト収容部または上記カウンターウェイト側のウェイト収容部の開閉式の排出口が故障した場合に、上記カウンターウェイト側のウェイト収容部に上記硬球を送入し、上記カウンターウェイトの総質量を上記乗りかごの質量より上記乗りかごの定格積載質量の50%多い状態に強制的に設定し、上記乗りかご及びカウンターウェイトのオーバーバランス調整を行うことを特徴としている。
本実施形態のエレベータ装置によれば、運行時の乗りかご側とカウンターウェイト側の質量を常にバランスに近い状態での運転が可能となり省エネルギー化を達成できる。
本実施形態のエレベータの全体概要図。 図1における乗りかご上部の部分概略図。 図1におけるカウンターウェイト(C/W)の概略図。 本実施形態のエレベータ装置の動作を示す図。 本実施形態のエレベータ装置の機能ブロック図。 本実施形態のエレベータ装置の動作フロー図。 従来のオーバーバランス調整を行うエレベータ装置を示す概略構成図。
以下、本実施形態にかかるエレベータ装置について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態にかかるエレベータ装置の概略構成図である。なお、図1において階数を4としているが階数に制限はない。
図1に示すように、本実施形態のエレベータ装置1は、昇降路2上部の機械室3に巻上機4が設置されており、巻上機4のメインシーブ5にロープ6が巻き掛けられている。ロープ6の一端には乗りかご7が連結され、他端にはカウンターウェイト(C/W)8が連結されている。乗りかご7およびカウンターウェイト8は、昇降路2内に設置されている2対のガイドレール9a,9b(図2,3に図示)に案内されて昇降する。乗りかご7には、図3に示すように、乗りかご7への積載荷重を検出する積載荷重センサ7aが設けられており、テールコード10を介してエレベータ装置の運行全般を制御する制御部に接続されている。また、昇降路2の各階11a、11b、11c、11dは乗りかご7に人が乗り降りするため開口しており、乗り場扉12が設けられている。なお、図1において、機械室3に巻上機4が設置された構成となっているが、昇降路2の一部に巻上機4を設置した機械室のない(マシンルームレス)構成としてもよい。
エレベータ装置1は、運行時の乗りかご7の総質量とカウンターウェイト8側の質量がつり合った状態(以下、「バランスロード(BL)の状態」という。)に調整するウェイト調整装置13を備える。ウェイト調整装置13は、図1に示すように、ウェイト調整用の硬球P(以下、単に「硬球P」とも言う。)と、ウェイト収容部14と、ウェイト調整部15から構成される。ウェイト収容部14は、乗りかご7に設けられるウェイト収容部14a及びカウンターウェイト8に設けられるウェイト収容部14bからなる。一方、ウェイト調整部15は、昇降路2の上部に設けられる上部ウェイト調整部15a及び下部に設けられる下部ウェイト調整部15bから構成される。ウェイト収容部14とウェイト調整部15とで硬球Pの授受を行うことでオーバーバランス調整を行う。なお、硬球Pのサイズは、OBの調整単位に応じて適宜選択できる。
ウェイト収容部14aは、図2Aに示すように、乗りかご7の上部に設けられる。ウェイト収容部14aは、上面に硬球受入口141a、底面に開閉可能な硬球排出口142aを備える。硬球排出口142aは、乗りかご7のカウンターウェイト8に対向する面に設けられている。ウェイト収容部14aは、硬球受入口141aから硬球排出口142aに向かって傾斜した構成となっており、硬球排出口142aが開放された場合には、収容されている硬球Pは傾斜を利用して自重により排出される。
ウェイト収容部14bは、図2Bに示すように、カウンターウェイト8の内部に設けられている。カウンターウェイト8の乗りかご7に対向する側面上部に硬球Pを受け入れる硬球受入口141bが形成され、硬球受入口141bと同じ側面の下部に開閉可能な硬球排出口142bを備える。ウェイト収部14bは、硬球受入口141bからカウンターウェイト8の内部に向かって下側に、硬球排出口142bからカウンターウェイト8の内部に向かって上側に、それぞれ傾斜した構成となっており、硬球受入口141bから送入される硬球Pは傾斜を利用して自重によりカウンターウェイト8の内部へ、硬球排出口142bが開放された場合にはカウンターウェイト8の内部に収容されている硬球Pは傾斜を利用して自重により排出される。
ウェイト収部14a、14bの硬球受入口141a、141bから硬球排出口142a、142bへ傾斜をつける構成とし、硬球Pのウェイト調整部15a、15bへの硬球Pの受け渡しには位置エネルギーだけを利用しているため、新たな電力負担を必要としない。 また、ウェイト収容部14a、14bの硬球受入口141a、141bから硬球排出口142a、142bへ至る内部構造をらせん構造としてもよい。
上部ウェイト調整部15a及び下部ウェイト調整部15bは、図1に示すように、乗りかご7とカウンターウェイト8の昇降進路に挟まれる位置に配設されている。上部ウェイト調整部15a及び下部ウェイト調整部15bは、それぞれ硬球Pを受け入れる硬球受入口151a、151bと開閉式の硬球排出口152a、152bを備える。硬球排出口152a、152bには、それぞれ排出される硬球Pの個数をカウントするカウンタが設けられる。カウンタを設けることで硬球Pの排出数と送入数を記録した上で必要な硬球Pの過不足を計算してウェイト収容部14a、14bへの排出、送入を行うことができる。
上部ウェイト調整部15aは、乗りかご7が最上階に停止した時に硬球受入口151aと乗りかご7のウェイト収容部14aの硬球排出口142aが連結する。他方、乗りかご7が最下階に停止した時に硬球排出口152aとカウンターウェイト8のウェイト収容部14bの硬球受入口141bが連結するように配設されている。
下部ウェイト調整部15bは、乗りかご7が最上階−1階に停止した時に硬球受入口151bとカウンターウェイト8のウェイト収容部14bの硬球排出口142bが連結する。他方、乗りかご7が最下階に停止した時に硬球排出口152bと乗りかご7のウェイト収容部14aの受入口141aが連結するように配設されている。
本実施形態のエレベータ装置1のウェイト調整装置13は、制御部により制御される。制御部は、図3に示すように、ウェイト調整装置13の乗りかご7の積載荷重センサ7a、乗りかご7に設けられるウェイト収部14aの硬球排出口141a、カウンターウェイト8に設けられるウェイト収部14bの硬球排出口142b、上部ウェイト調整部15aの硬球排出口151a、及び下部ウェイト調整部15bの硬球排出口151bと接続している。
制御部は、ウェイト調整装置13が硬球Pの授受を行える停止階において、乗りかご7の積載荷重に対して予め設定される閾値に基づきウェイト調整装置13の各硬球排出口の開閉を制御する。制御部は、ウェイト収容部14aの硬球排出口142a、またはウェイト収容部14bの硬球排出口142bが故障した場合には、強制的にェイト収容部14bにP硬球を送入し、カウンターウェイト8の総質量を乗りかご7の質量より乗りかご7の定格積載質量の50%多い状態に設定する。制御部によるウェイト調整は、以下のようにして行われる。なお、予め設定される閾値は、乗りかご7側の質量とカウンターウェイト8側の質量とがBLとなる積載荷重である。例えばカウンターウェイト8の質量が乗りかご7の質量より乗りかご7の定格積載質量の25%多い状態に設定されている場合には、予め設定される閾値は25%となる。
図4は、ウェイト調整の動作を示すフロー図である。
図4に示すように、先ず、制御部により乗りかご7が最下階(ロビー階)、即ちC/W8に設けられるウェイト収部14bの硬球受入口141bと上部ウェイト調整部15aの硬球排出口152aが連結する停止階、か否かが判断される(A1)。最下階(ロビー階)である場合には、乗りかご7の積載荷重が予め設定された閾値以上か否か判断される(A2)。乗りかご7の積載荷重が閾値以上である場合には、上部ウェイト調整部15aの硬球排出口152aが開放され、BLとなるまで硬球PをC/W8へ送入される(A3)。
UP運転の後、乗りかご7が最上階より一階床下の階(最上階−1階)、即ちカウンターウェイト8のウェイト収容部14の排出口142bと下部ウェイト調整部15bの硬球受入口151bが連結する停止階か否かが判断される(A4)。最上階−1階である場合には、乗りかご7の積載荷重が閾値より小さいか否かが判断される(A5)。乗りかご7の積載荷重が閾値より小さい場合には、カウンターウェイト8のウェイト収容部14の硬球排出口142aが開放され、BLになるまで下部ウェイト調整部15bへ送入される。
一方、乗りかご7が最下階であって、乗りかご7の積載荷重が閾値より小さい場合(閑散時)には、下部ウェイト調整部15bの硬球排出口152bが開放され、BLとなるまで硬球Pを乗りかご7へ送入される(A7)。その後、乗りかご7が最上階、即ち乗りかご7のウェイト収部14aの硬球排出口142bと上部ウェイト調整部15aの硬球受入口152aが連結する停止階、か否かが判断され(A8)、最上階である場合には、乗りかご7のウェイト収容部14aの硬球排出口142aが開放され、上部ウェイト調整部15aへ送入される(A9)。この動作が行われることで、硬球Pが下部ウェイト調整部15bに溜まるのを防止できる。
上記した動作フローに基づいた本実施形態のエレベータ装置の具体的動作の一例について図5を参照して説明する。以下で説明するエレベータ装置は、カウンターウェイト8の質量が乗りかご7の質量より乗りかご7の定格積載質量の25%多い状態に設定し、硬球Pの総質量が乗りかご7の定格積載質量の50%としたもので、カウンターウェイト8がOBを25%から75%まで可変可能なエレベータ装置である。
図5(a)に示すように、例えば最下階(ロビー階)で25%以上の乗車を検知した場合には、バランスロード(BL)の状態になるように上部ウェイト調整部15aからカウンターウェイト8のウェイト収容部14bへ硬球Pが送入される。
最上階までの乗降で乗りかご7の積載(乗客)が少なくなると、カウンターウェイト8に収容された硬球PはBLの状態を維持するために不要となる。このような場合、図5(b)に示すように、乗りかご7は一階床下(最上階−1階)へUP運転中または最上階停止後にDN運転して、カウンターウェイト8のウェイト収容部14bに収容されている硬球Pを下部ウェイト調整部15bに送入する(図5(b))。
一方、最下階(ロビー階)での乗車が25%より少ない場合、即ち回生運転の場合には、図5(c)に示すように、力行運転とならない程度に下部ウェイト調整部15bに収容されている硬球Pを乗りかご7に送入し、図5(d)に示すように、最上階にて乗りかご7に収容された硬球Pを上部ウェイト調整部15aへ送入する。この動作を行うことで下部ウェイト調整部15bに硬球Pが溜まるのを防止できる。
このように、従来のような昇降路の上部、または下部の一か所でのオーバーバランス調整では、最下階(ロビー階)への帰着運転時に最適値に調整できないため、OBを減らし、積載を制限した形でのピーク電力削減の運転しか出来なかったが、本実施形態のエレベータ装置によれば、往復運転でのオーバーバランス調整が可能となり、積載を制限することなくピーク電力削減運転が可能となる。
1… エレベータ装置
2… 昇降路
3… 機械室
4… 巻上機
5… メインシーブ
6、104… ロープ
7… 乗りかご
8… カウンターウェイト
9… ガイドレール
10… テールコード
11… 停止階
12… 乗場扉
13… ウェイト調整装置
14… ウェイト収容部
15… ウェイト調整部

Claims (8)

  1. ロープが巻き付けられる巻上機と、
    前記ロープの一端側に接続される、積載荷重を検出する乗りかごと、
    前記ロープの他端側に接続されるカウンターウェイトと、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトの質量を調整する硬球と、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトに設けられ、前記硬球の受入口と開閉式の排出口を有するウェイト収容部と、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトが昇降する昇降路の上部に設けられ、前記乗りかご側のウェイト収容部から前記硬球を受け取り、且つ前記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ前記硬球を送入する上部ウェイト調整部と、
    前記昇降路の下部に設けられ、前記カウンターウェイト側のウェイト収容部から前記硬球を受け取り、且つ前記乗りかご側のウェイト収容部へ前記硬球を送入する下部ウェイト調整部
    前記上部ウェイト調整部および下部ウェイト調整部に設けられ、前記乗りかご側のウェイト収容部およびカウンターウェイト側のウェイト収容部へ送入する前記硬球の個数をカウントするカウンタと、
    を備え、
    前記カウンターウェイト側のウェイト収容部の受入口と前記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えた場合に前記上部ウェイト調整部から前記カウンターウェイトへ前記硬球を送入し、
    前記カウンターウェイト側のウェイト収容部の排出口と前記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を下回った場合に前記カウンターウェイト側のウェイト収容部から下部ウェイト調整部へ前記硬球を送入し、
    前記乗りかご側のウェイト収容部の受入口と前記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め設定された閾値を下回った場合に、前記下部ウェイト調整部から前記乗りかご側のウェイト収容部へ前記硬球を前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えない個数だけ送入し、
    前記乗りかご側のウェイト収容部と前記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかご側のウェイト収容部の前記硬球を排出し、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトのオーバーバランス調整を行うことを特徴とするエレベータ装置。
  2. 前記カウンターウェイトの質量は、前記乗りかごの質量より前記乗りかごの定格積載質量の25%多い状態に設定され、
    前記硬球の総質量は、前記乗りかごの定格積載質量の50%であることを特徴とする請求項1に記載のエレベータ装置。
  3. 前記硬球の移動は、自重と傾斜を利用していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエレベータ装置。
  4. ロープが巻き付けられる巻上機と、
    前記ロープの一端側に接続される、積載荷重を検出する乗りかごと、
    前記ロープの他端側に接続されるカウンターウェイトと、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトの質量を調整する硬球と、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトに設けられ、前記硬球の受入口と開閉式の排出口を有するウェイト収容部と、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトが昇降する昇降路の上部に設けられ、前記乗りかご側のウェイト収容部から前記硬球を受け取り、且つ前記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ前記硬球を送入する上部ウェイト調整部と、
    前記昇降路の下部に設けられ、前記カウンターウェイト側のウェイト収容部から前記硬球を受け取り、且つ前記乗りかご側のウェイト収容部へ前記硬球を送入する下部ウェイト調整部を備え、
    前記カウンターウェイト側のウェイト収容部の受入口と前記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えた場合に前記上部ウェイト調整部から前記カウンターウェイト側のウェイト収容部へ前記硬球を送入し、
    前記カウンターウェイト側のウェイト収容部の排出口と前記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を下回った場合に前記カウンターウェイト側のウェイト収容部から下部ウェイト調整部へ前記硬球を送入し、
    前記乗りかご側のウェイト収容部または前記カウンターウェイト側のウェイト収容部の開閉式の排出口が故障した場合に、
    前記カウンターウェイト側のウェイト収容部に前記硬球を送入し、前記カウンターウェイトの総質量を前記乗りかごの質量より前記乗りかごの定格積載質量の50%多い状態に強制的に設定し、
    前記乗りかご及びカウンターウェイトのオーバーバランス調整を行うことを特徴とするエレベータ装置。
  5. 前記カウンターウェイトの質量は、前記乗りかごの質量より前記乗りかごの定格積載質量の25%多い状態に設定され、
    前記硬球の総質量は、前記乗りかごの定格積載質量の50%であることを特徴とする請求項4に記載のエレベータ装置。
  6. 前記上部ウェイト調整部および下部ウェイト調整部は、前記乗りかご側のウェイト収容部およびカウンターウェイト側のウェイト収容部へ送入する前記硬球の個数をカウントするカウンタを備えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のエレベータ装置。
  7. 前記乗りかご側のウェイト収容部の受入口と前記下部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかごの積載荷重が予め設定された閾値を下回った場合に、前記下部ウェイト調整部から前記乗りかご側のウェイト収容部へ前記硬球を前記乗りかごの積載荷重が予め定めた閾値を超えない個数だけ送入し、
    前記乗りかご側のウェイト収容部と前記上部ウェイト調整部が連結する停止階において、前記乗りかご側のウェイト収容部の前記硬球を排出することを特徴とする請求項6に記載のエレベータ装置。
  8. 前記硬球の移動は、自重と傾斜を利用していることを特徴とする請求項4から請求項7の何れか一項に記載のエレベータ装置。
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