JP6947260B1 - エレベータ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本開示は、気圧の制御を精度よく行うエレベータ装置を提供することを目的とする。【解決手段】本開示にかかるエレベータ装置100は、かご11、受信装置3、及び気圧制御部22bを備えている。かご11は昇降路内を昇降するものである。受信装置3は、海面気圧又は気温の少なくともいずれか一方を、ネットワークを通じて受信するものである。また、気圧制御部22bは、受信装置3が受信した海面気圧又は気温の少なくともいずれか一方に基づいて、かご11の昇降に伴う気圧変化を算出し、時間当たりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご11内部の気圧を制御するものである。【選択図】図2

Description

本開示は、かごの気圧を制御するエレベータ装置に関するものである。
エレベータのかごは、昇降運転を行う際、出発時から徐々に速度が上昇し、最高速度に達した後、徐々に速度を落として停止する。かご内の気圧を制御しない場合、かご内の気圧はかご外の気圧に同調して変化するため、出発時及び停止時には単位時間あたりのかご内の気圧変化が小さく、かごの移動速度が上がるにつれて、急激にかご内の単位時間あたりの気圧変化が大きくなる。単位時間あたりのかご内の大きな気圧変化は、不快感を乗客に与えることがある。
特許文献1には、かご内の気圧を制御する気圧制御装置を備えたエレベータ装置が開示されている。このエレベータ装置において気圧制御装置は、かご内の空気を供給又は排出することで、かごの昇降運転における時間あたりのかご内の気圧変化が均等になるようにかご内の気圧を制御するものである。このエレベータ装置では、出発階及び行先階のかご外気圧を計算式から算出し、昇降運転の出発から停止までの時間において、かご内の気圧変化が一定となるような目標気圧変化パターンを設定している。
特開2014−181100号公報
上記のエレベータ装置は、かご外気圧の計算に用いる海面気圧又は気温の情報を、更新する構成を備えていない。そのため、海面気圧又は気温が大きく変化した場合に、気圧の制御に誤差が生じてしまうという課題があった。
本開示は上記の課題に鑑みてなされたものであって、エレベータ装置において、気圧の制御を精度よく行うエレベータ装置を提供することを目的とする。
この開示に係るエレベータ装置は、昇降路内を昇降するかごと、海面気圧または気温の少なくともいずれか一方を、ネットワークを通じて受信する受信装置と、受信装置が受信した海面気圧又は気温の少なくともいずれか一方に基づいて、かごの昇降に伴う気圧変化を算出し、時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご内部の気圧を制御する気圧制御部と、を備えたものであって、気圧制御部は、算出したかごの昇降に伴う気圧変化が予め定めた範囲より大きい場合に、通常よりもかごの移動速度を遅くすることで、時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご内部の気圧を制御することを特徴とするエレベータ装置である。
本開示によれば、エレベータ装置において、気圧の制御を精度よく行うエレベータ装置を提供することができる。
実施の形態1におけるエレベータ装置を備えたエレベータシステム全体を示す図である。 実施の形態1におけるエレベータ装置の制御全体を示すフローチャートである。 実施の形態1におけるエレベータ装置の気圧制御パターン算出の制御を示すフローチャートである。 実施の形態1におけるエレベータ装置を下降運転させたときの気圧変化の一例を示す図である。 実施の形態2におけるエレベータ装置の速度調整の要否を判定する制御を示すフローチャートである。 実施の形態2におけるエレベータ装置を下降運転させたときの気圧変化の一例を示す図である。 実施の形態2におけるエレベータ装置の気圧制御パターン再設定の制御を示すフローチャートである。
実施の形態1.
以下に実施の形態1にかかるエレベータ装置100を備えたエレベータシステムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図面における同一の符号は同一又は相当の構成及びステップを表している。
図1は実施の形態1におけるエレベータシステムを示す図である。初めに、エレベータシステム全体の構成について図1を用いて説明する。
このエレベータシステムは、エレベータ装置100及び外部サーバ200により構成されるものである。このエレベータシステムにおいてエレベータ装置100は、気圧の算出に必要な海面気圧及び気温をネットワークであるインターネット300を介して外部サーバ200から受信し、受信した海面気圧及び気温から算出される気圧に基づいて制御を行うものである。
外部サーバ200は、インターネット300に接続されたコンピュータである。外部サーバ200は、エレベータ装置100とはインターネット300により接続されている。外部サーバ200は、天気予報又は測定装置の実測値から海面気圧及び気温についての情報を抽出するプログラムを備えている。また、エレベータ装置100からの出力命令に従って、現在の海面気圧及び気温の情報をエレベータ装置100に出力するプログラムを備えている。エレベータ装置100からの出力命令はエレベータ装置100の位置情報を含むものであって、このプログラムは、エレベータ装置100の位置情報により特定されるエレベータ装置100の設置位置における現在の海面気圧及び気温の情報をエレベータ装置100に出力するものである。
次にエレベータ装置100の構成について図1を用いて詳細に説明する。このエレベータ装置100は、かご11、つり合い重り12、ロープ13、巻上機14、制御装置2、通信装置3、及び気圧調整装置4を備えている。
人及び荷物を収容するかご11は、ロープ13によりつり合い重り12と繋がれている。また、つり合い重り12は、金属の重りである。かご11とつり合い重り12はエレベータの駆動時において、図示しないガイドレールに沿って昇降路内を移動する。
このかご11とつり合い重り12を連結するロープ13は巻上機14により巻き上げられることにより、かご11及びつり合い重り12を移動させる。巻上機14は、図示しない駆動装置を備え、制御装置2からの命令に従いロープ13を駆動することにより、かご11を移動させるものである。
制御装置2は、インターフェイス21、プロセッサ22、及び、記憶部23を備えており、エレベータ装置100全体の制御及び後に説明する気圧調整装置4の制御を行うものである。
インターフェイス21は、図示しない巻上機14の駆動装置並びに後に説明する通信装置3及び気圧調整装置4と接続する電気線の端子を備えたものである。制御装置2の内部では、次に説明するプロセッサ22と電気的に接続されている。
プロセッサ22はCPU(Central Processing Unit)であり、インターフェイス21及び記憶部23と接続されてデータのやり取りを行う。プロセッサ22は、エレベータ装置100全体の制御を行う制御部22a及び気圧調整装置4の制御を行う気圧制御部22bを備えている。
制御部22aは、気圧制御部22bの制御及びエレベータ装置100全体の制御を行うソフトウェアモジュールを備えている。また、後に説明する通信装置3を用いて海面気圧及び気温を取得するソフトウェアモジュールを備えている。
気圧制御部22bは、かご11を移動させる速度指令からかご11の移動に伴う標高変化を算出するソフトウェアモジュール並びに標高変化及び制御部22aが取得した海面気圧及び気温に基づいて、かご11の移動に伴う外気圧変化を算出するソフトウェアモジュールを備えている。また、気圧制御部22bは、算出した外気圧変化に基づいて、気圧制御パターンを算出し、気圧制御指令として気圧調整装置4に出力するソフトウェアモジュールを備えている。
記憶部23は不揮発性メモリ及び揮発性メモリにより構成される記憶装置である。記憶部23は制御部22aが取得した海面気圧及び気温、気圧制御部22bが算出した気圧制御パターン、並びにプロセッサ22が実行するプログラムなどを記憶している。
通信装置3は有線通信又は無線通信を行う受信装置及び送信装置であり、電気線により制御装置2のインターフェイス21に接続されている。通信装置3は、制御装置2の制御部22aからの命令に従いエレベータ装置100の位置情報を含む出力命令をインターネット300を介して、外部サーバ200へ送信するものである。また、外部サーバ200が送信する、エレベータ装置100の設置位置における海面気圧及び気温をインターネット300を介して受信するものである。
気圧調整装置4は、空気を供給又は排出することでかご11の気圧調整を行う送風機であり、電気線により制御装置2のインターフェイス21に接続されている。そして、気圧調整装置4は制御装置2の気圧制御部22bからの命令に従い、内部に備えられたモータを回転させることで、かご11の内部に空気を供給又は排出するものである。
次に本実施の形態の動作について図2から図4を用いて説明する。図2は、本実施の形態におけるエレベータ装置100の制御を示すフローチャートである。
ステップS1において制御部22aは、かご11の行先階の決定を待機している。行先階の決定は、エレベータ装置100の利用者による行先階ボタンの押下により行われるものである。行先階ボタンが押下され行先階が決定されると、制御部22aは処理をステップS2に進める。
ステップS2において、制御部22aは速度指令を作成し、記憶部23に記憶する。そして、処理をステップS3に進める。速度指令は、かご11の移動速度を決定する指令である。具体的には、巻上機14の駆動装置の備えられたモータの時間あたりの回転数などを決定する指令である。
本実施の形態においてかご11の移動は、出発階を出発すると徐々に移動速度が上昇し、最高速度に達すると最高速度で一定の距離を移動し、その後、徐々に移動速度を低下させて行先階に停止するものである。
ステップS3において制御部22aは、通信装置3に海面気圧及び気温を受信させ、処理をステップS4に進める。具体的には、制御部22aは通信装置3に海面気圧及び気温の出力命令を、外部サーバ200へ出力させる。通信装置3はインターネット300を介して、エレベータ装置100の位置情報を含む出力命令を外部サーバ200へ出力する。出力命令を受け取った外部サーバ200は、エレベータ装置100の設置位置における海面気圧及び気温の情報を抽出し、インターネット300を介して通信装置3に送信する。通信装置3は、外部サーバ200が送信した海面気圧及び気温の情報を受信する。そして、制御部22aは通信装置3が受信した海面気圧及び気温の情報を記憶部23に記憶する。
ステップS4において気圧制御部22bは、気圧制御パターンを算出する。図3を用いてステップS4について詳細に説明する。ステップS4は、詳細にはステップS41からステップS44までの4つのステップで構成されている。
ステップS41において、気圧制御部22bはステップS2において記憶部23に記憶された速度指令からかご11の標高変化を算出する。すなわち、速度指令により決定されるかご11の移動速度を時間で積分することで、かご11が出発してから行先階に停止するまでの間に、かご11が存在する標高がどのように変化するのかを時間毎に算出する。そして、気圧制御部22bは、かご11の標高変化を記憶部23に記憶して、処理をステップS42に進める。
ステップS42において、気圧制御部22bは、ステップS41で記憶部23に記憶したかご11の標高変化から、かご11の移動に伴う外気圧の変化を算出する。この外気圧の算出は、以下の数式1に基づいて算出する。
Figure 0006947260
上記の数式1においてP[hPa]は、かご11の外気圧を表している。また、P[hPa]は海面気圧、Ta[℃]は気温である地上の摂氏温度を表している。また、h[m]はTaの測定地点の標高を表している。h[m]はかご11が存在する標高を表している。
すなわち、気圧制御部22bは数式1から、ステップS3において記憶部23に記憶した海面気圧及び気温、並びに記憶部23に記憶されているTaの測定地点の標高を代入した式を作成する。そしてその式を用いて、かご11の標高変化から、かご11の昇降に伴う気圧変化であるかご11の移動に伴う外気圧の変化を算出する。気圧制御部22bは算出したかご11の移動に伴う外気圧の変化を記憶部23に記憶し、処理をステップS43に進める。
図4に実線で表されたP1は、かご11を下降運転させる場合のかご11の移動に伴う外気圧の変化の一例をグラフで表している。図4のグラフの横軸は時間、縦軸は気圧を表している。図4のP1は、かご11の移動に伴う外気圧の変化が、出発直後は徐々に気圧が上がり、途中で一気に気圧が上がった後、行先階で停止するまでの間に再び気圧の上昇速度が遅くなっていることを表している。この外気圧の変化は、かご11の速度変化に対応している。
ステップS43において、気圧制御部22bは、ステップS42で記憶部23に記憶したかご11の移動に伴う外気圧の変化から、理想的なかご11内の気圧変化を算出する。理想的なかご11内の気圧変化とは、かご11の移動に伴うかご11内の気圧変化が一定となるような気圧変化である。
具体的には、気圧制御部22bは、ステップS42で記憶部23に記憶したかご11の出発階と行先階である停止階の標高におけるかご11の外気圧の差を算出する。そして、外気圧の差分をかご11の移動時間で割ることで、時間あたりの理想的なかご11内の気圧変化を算出する。そして、この時間あたりの理想的なかご11内の気圧変化に基づき、かご11の移動において、出発から停止までの各時間における理想的なかご11内の気圧変化を算出する。そして気圧制御部22bは算出した理想的なかご11内の気圧変化を記憶部23に記憶して処理をステップS44に進める。
図4に破線で示されたP2は、P1と同様にかご11を下降運転させる場合の、かご11の移動に伴う理想的なかご11内の気圧変化を表している。すなわち、P2の傾きが時間あたりの理想的なかご11内の気圧変化を表している。
ステップS44において、ステップS43で記憶部23に記憶した理想的なかご11内の気圧変化と、ステップS42で記憶部23に記憶したかご11の移動に伴う外気圧の変化の差分から気圧制御パターンを算出する。
図4を用いて具体的に説明する。かご11が下降運転を開始すると、P2に示すように理想的にはかご11内の気圧はすぐに直線的に上昇するべきである。しかし、かご11は徐々に速度を上げながら下降運転を行うため、気圧の調整を行わなければかご11内の気圧は、P1に示すような外気圧の変化に伴い理想よりも低くなる。したがって、出発直後はP2とP1の差分に基づきかご11に空気を供給する気圧制御を行う。
このように、理想的なかご11内の気圧変化とご11の移動に伴う外気圧の変化によれば、各時間において、どのような気圧調整を行わなければならないかが算出できる。図4に記載の通り、下降運転では、かご11に空気を供給し、途中のP1とP2が交わる時間以降は、かご11から空気を排出する必要があることがわかる。そして、理想的なかご11内の気圧変化とかご11の移動に伴う外気圧の変化の、傾きの差分が大きい時間においては、より強い出力で空気を供給又は排出する必要がある。
そして気圧制御部22bは上記の理想的なかご11内の気圧変化とかご11の移動に伴う外気圧の変化の差を、気圧制御パターンとして記憶部23に記憶する。そして気圧制御部22bは処理をステップS5に進める。この気圧制御パターンに従って、気圧制御を行えば、時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように、かご11内部の気圧を制御することができる。
ステップS5において、気圧制御部22bはインターフェイス21を介して気圧制御指令を気圧調整装置4に出力し、時間あたりのかご11内の気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご11の内部の気圧を制御する。具体的には、気圧制御部22bはステップS44で記憶部23に記憶した気圧制御パターンを、気圧調整装置4のモータの回転数等に変換し、気圧制御指令として気圧調整装置4に出力する。そして気圧制御部22bは処理をステップS1に戻す。気圧調整装置4は、気圧制御部22bから出力された気圧制御指令に従い、かご11内の気圧を調整する。
以上の本実施の形態によれば、かご11の移動に伴う外気圧の変化の算出に用いる海面気圧及び気温の情報を更新することができる。そのため、海面気圧や気温が大きく変化した場合であっても、気圧の制御を精度よく行うことができる。したがって、不快感を乗客に与える可能性が低くなる。
また、本実施の形態では、インターネットを介して海面気圧及び気温の情報を天気予報から得ているため、気圧計及び温度計を新たに設置する必要がない。さらに、本実施の形態においては、行先階が決定するたびに、海面気圧及び気温の情報を受信している。そのため、最新の情報を用いて、気圧の制御をより正確に行うことができる。
さらに、本実施の形態では、実際の海面気圧又は気温に応じて、気圧を制御するため、必要な気圧調整量が少ないときに、無駄な気圧調整を行うことを抑制できる。
実施の形態2.
本実施の形態は、かご11の速度を調整することにより、時間あたりのかご11内の気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように、かご11内部の気圧を制御するようにしたエレベータ装置100である。以下、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
本実施の形態は、実施の形態1と同様の構成を有している。本実施の形態の動作について図5から図7を用いて説明する。図5から図7において、図2及び図4と同一の符号又は相当の部分を表している。
実施の形態1において、気圧制御部22bはステップS4の後、処理をステップS5に進めていたが、本実施の形態では処理をステップS6に進める。ステップS6において気圧制御部22bは、ステップS43で算出した理想的なかご11内の気圧変化の傾きが一定以下であるか否かを判定する。また、本実施の形態において一定の傾きとは、実験的に求められた、乗客に不快感を与えにくい気圧変化の上限である。
すなわち、気圧調整装置4によるかご11の気圧調整によって、気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご11の内部の気圧を制御することができるか否かを判定する。一定以下である場合、気圧制御部22bは処理をステップS5に進める。一定以下でない場合、すなわち、かご11の昇降に伴う気圧変化が予め定めた範囲よりも大きい場合、気圧制御部22bは処理をステップS6に進める。
理想的なかご11内の気圧変化の傾きが一定以下に収まるか否かは、気候によって変動する。図6に実線で表されたP1は、図4と同じく、かご11を下降運転させる場合のかご11の移動に伴う外気圧の変化の一例をグラフで表したものである。図6のP1は、海面気圧が高く気温が低い日の外気圧の変化である。数式1によれば、かごが存在する標高h[m]の変化に伴う外気圧P[hPa]の変化は、海面気圧P[hPa]が高く、気温Ta[℃]が低いときに大きくなる。
したがって、ステップS43で算出される理想的なかご11内の気圧変化の傾きも、海面気圧P[hPa]が高く、気温Ta[℃]が低いときに大きくなる。図6に破線で表されたP2は、海面気圧が高く気温が低いときの、ステップS42で算出されたかご11の移動に伴う外気圧の変化から算出される理想的なかご11内の気圧変化を表している。
すなわち、ステップS6において気圧制御部22bは、P2の傾きが一定以下であるか否かを判定する。一定以下でない場合は、たとえ、理想的にかご11内の気圧を変化させたとしても、気圧調整装置4によるかご11の気圧調整では、かご11内の気圧変化が予め定めた範囲内に収まらないことを意味している。
ステップS7において気圧制御部22bは、ステップS44で記憶部23に記憶した気圧制御パターンを再設定して処理をステップS8に進める。図7を用いてステップS7について詳細に説明する。ステップS7は詳細にはステップS71からステップS74までの4つのステップで構成されている。
ステップS71において、気圧制御部22bはステップS42で算出した出発階及び行先階における外気圧の差とかご11内の気圧変化の上限から、速度調整後の理想的なかご11内の気圧変化及び移動時間を算出する。そして気圧制御部22bは、算出した速度調整後の理想的なかご11内の気圧変化及び移動時間を記憶部23に記憶し、処理をステップS72に進める。
本実施の形態において、かご11内の気圧変化の上限は、ステップS6の比較に用いた、乗客に不快感を与えにくい気圧変化の上限である。図6に一点鎖線で表されたP3は、かご11内の気圧変化の上限を傾きとしたときの、理想的なかご11内の気圧変化を表している。すなわち、かご11の移動に伴う外気圧変化を示すP1と、P3との交点の時間軸方向の距離が、速度調整後の移動時間を表している。
ステップS72において、気圧制御部22bはステップS71で算出した移動時間で、かご11を出発階から行先階まで移動させる場合の、時間毎のかご11の標高の変化を算出する。すなわちこの時、各時間におけるかご11の移動速度についても決定される。そして気圧制御部22bは算出した標高の変化及びかご11の移動速度を記憶部23に記憶して処理をステップS73に進める。
ステップS73において、気圧制御部22bはステップS42と同様に記憶部23に記憶された標高の変化から、数式1を用いて速度調整後のかご11の移動に伴う外気圧変化を算出する。そして、気圧制御部22bは算出した外気圧変化を記憶部23に記憶して処理をステップS74に進める。図6に二点鎖線で表されたP4は、速度調整後のかご11の移動に伴う外気圧の変化を表している。
ステップS74において気圧制御部22bは、ステップS44と同様に、ステップS71で記憶部23に記憶した速度調整後の理想的なかご11内の気圧変化と、ステップS73で記憶部23記憶した速度調整後の外気圧の変化の差分から気圧制御パターンを算出する。そして気圧制御部22bは、算出した気圧制御パターンを記憶部23に記憶して処理をステップS8に進める。
ステップS8において気圧制御部22bは、ステップS72で算出した速度調整後のかご11の移動速度に基づいて、速度指令を修正する。そして気圧制御部22bは修正した速度指令を記憶部23に記憶して処理をステップS5に進める。この修正された速度指令は、制御部22aによりかご11の制御に用いられる。
以上、本実施の形態によれば、気圧調整装置4による気圧調整では、海面気圧が高い又は気温が低く、気圧変化の傾きが大きい場合には、かご11の移動速度を低下させるように、巻上機14を制御する。すなわち気圧調整装置4が気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご11内部の気圧を制御ができない場合に、かご11の移動速度を変更することで、気圧変化を予め定めた範囲内に収めることができる。
本実施の形態のように、気候に応じてかご11の移動速度を変更する場合において、かご11の移動に伴う外気圧の変化を正確に算出し、気圧制御を精度よく行うことは特に重要である。かご11の外気圧が正確に算出されない場合、乗客に不快感を与えないための移動速度の変更は、余裕をもって行う必要がある。そのため、本来速度調整が不要な場合においても、速度調整が行われ輸送効率が低減されてしまうからである。
以上、実施の形態について説明したが、本開示はこの実施の形態に限定されるものではない、以下に変形例を示す。
実施の形態において通信装置3は海面気圧と気温の両方を受信し、気圧制御部22bは、外気圧の算出を精度よく行っていた。しかし、課題の解決のためには、少なくともいずれか一方を受信し、外気圧を算出すれよい。いずれか一方の変動を外気圧の算出に反映させ、他方を定数としても、従来よりも精度よく気圧変化を算出することができるからである。
実施の形態において、気圧制御部22bはかご11の昇降に伴う気圧変化として、かご11の移動に伴う外気圧の変化を算出していた。しかし、課題の解決のためにはかご11の昇降に伴う気圧変化を算出するものであればどんなものでもよく、例えば出発階と行先階の気圧差を算出するものでもよいし、かご11の移動の途中の一部の区間についてかご11の移動に伴う外気圧の変化を算出するようにしてもよい。
実施の形態2は、気圧調整装置4による気圧調整では不十分である場合に、移動速度を調整するものであった。しかし、課題の解決のためには気圧調整装置4による気圧調整が不十分であるか否かにかかわらず、通常よりもかご11の移動速度を遅くすることで、気圧変化が予め定めた範囲内に収まるようにかご11内部の気圧を制御するようにしてもよい。
11 かご、12 つり合いおもり、13 ロープ、14 巻上機、2 制御装置、21 インターフェイス、22 プロセッサ、22a 制御部、22b 気圧制御部、23 記憶部、3 通信装置、4 気圧調整装置、100 エレベータ装置、200 外部サーバ、300 インターネット

Claims (3)

  1. 昇降路内を昇降するかごと、
    海面気圧又は気温の少なくともいずれか一方を、ネットワークを通じて受信する受信装置と、
    前記受信装置が受信した前記海面気圧又は前記気温の少なくともいずれか一方に基づいて、前記かごの昇降に伴う気圧変化を算出し、時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように前記かご内部の気圧を制御する気圧制御部と、
    を備えたエレベータ装置であって、
    前記気圧制御部は、算出した前記かごの昇降に伴う気圧変化が予め定めた範囲より大きい場合に、通常よりも前記かごの移動速度を遅くすることで、前記時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように前記かご内部の気圧を制御することを特徴とするエレベータ装置。
  2. 空気を供給又は排出することで、前記かごの気圧調整を行う気圧調整装置と、
    をさらに備え
    前記気圧制御部は、前記気圧調整装置を制御することで、前記時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように前記かご内部の気圧を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエレベータ装置。
  3. 前記気圧制御部は、前記気圧調整装置による前記かごの気圧調整では、前記時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように前記かご内部の気圧を制御することができない場合に、前記かごの移動速度を変更することで、前記時間あたりの気圧変化が予め定めた範囲内に収まるように前記かご内部の気圧を制御する
    ことを特徴とする請求項2に記載のエレベータ装置。
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