JPH05186169A - 斜行エレベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、乗客に作用する水平方向の
慣性力を除去し、昇降速度の高速化や乗り心地を助長し
得る斜行エレベータを提供することにある。 【構成】 本発明によれば、進行方向に傾斜自在に構成
されるかご床、このかご床を傾斜自在に動作させる傾斜
動作手段と、かごの加速度に基づいて前記傾斜動作手段
の動作制御を行う傾斜制御手段とを備えた斜行エレベー
タを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、斜行エレベータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、地価の高騰や宅地の減少が進むに
つれて山の斜面を利用したマンション等の建築物が増加
し、それに伴い傾斜地の交通手段としての斜行エレベー
タの需要も増加している。そして、この様なエレベータ
においてはその昇降速度の高速化や乗り心地の改善等が
求められている。特に、昇降速度の高速化を図るために
は出発や停止時の加速度を大きくすることが必要となっ
てくるが、それに反して乗客に及ぼす水平方向の慣性力
が大きくなり、出発停止等の加減速時には乗客に不快感
を与えてしまう。

【０００３】そこで従来においては、高速化よりは、斜
行エレベータの出発や停止時に発生する特有の水平方向
の慣性力による不快感を無くすことを重視し、不快を感
じないまでに加速度を小さくして斜行エレベータの運転
を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
運転方式では、慣性力との関係から高速化を図ることは
困難であり、特に昇降行程が長くなる場合には、慣性力
による不快感は無いまでも、目的地への所用時間が長く
かかることにより乗客にいらいら感を抱かせる原因にも
なり、かつ密室で長時間滞在することによる不快感も避
けられないという問題点があった。そこで本発明の目的
は、乗客に作用する水平方向の慣性力を除去し、昇降速
度の高速化や乗り心地を改善する斜行エレベータを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために傾斜地等に設置され、所定の傾斜に沿っ
て昇降し、乗客を運搬サービスする斜行エレベータにお
いて、進行方向に傾斜自在に構成されるかご床と、この
かご床を傾斜自在に動作させる傾斜動作手段と、かごの
加速度を演算する加速度演算手段と、この加速度演算手
段の演算結果に基づいて傾斜角目標値を演算する角度演
算手段と、この角度演算手段の演算結果に基づいて前記
傾斜動作手段の動作制御を行う傾斜角制御手段とを備え
たことを特徴とする斜行エレベータを提供する。

【０００６】

【作用】以上の様な構成により、加速度演算手段により
かご加速度を演算し、この演算結果に基づいて角度演算
手段で傾斜角目標値を演算し、この演算結果に基づいて
傾斜角制御手段が傾斜自在に構成されたかご床を傾斜動
作させる傾斜動作手段の動作制御を行うようにすること
により、エレベータ起動停止時の水平方向の慣性力を除
去することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の斜行エレベータの概略構成図であ
る。

【０００８】図１において、エレベータのかご１は、機
械室（図示せず）に設けられた巻上機２の回転力をうけ
る巻上シーブ３の回転により、ロープ４を介して斜めに
昇降するようになっている。ロープ４の一端に接続され
たかご１及び他端に設けられたつり合い錘５にはそれぞ
れ車輪６，７が取り付けられ、それぞれ昇降角度と平行
に設けられたレール８，９に沿って移動するようになっ
ている。

【０００９】又かご１のかご床10は、かご床10の端部に
設けられた蝶つがい11により傾斜動作が可能となってい
る。そして傾斜動作手段としてかご床10下部には油圧ユ
ニット12と、他にかご床10下部には油圧ユニット12を制
御するための、つまりかご床10の傾斜角を制御するため
の傾斜角制御装置13と、かご床10の傾斜角を検出するた
めの角度センサ14と、かご内荷重を検出するための荷重
センサ15とが設けられている。又、車輪６には、車輪６
の回転と同期したパルスを発生するパルス発生器16が設
けられている。次に図２を用いて傾斜角制御装置13の構
成を説明する。

【００１０】図２において、傾斜角制御装置13は、パル
ス発生器16からのパルス信号に基づいてかご１の加速度
を演算する加速度演算器17と、角度センサ14からの角度
検出信号に基づいてかご床10の角度を検出する角度検出
器18と、荷重センサ15からの荷重検出信号に基づいてか
ご内荷重を検出する荷重検出器19と、加速度演算器17か
らの加速度信号に基づいてかご床10の傾斜角度の指令値
を演算する角度演算器20と、角度検出器18からの角度信
号と角度演算器20からの角度指令信号との差を演算する
演算器21と、演算器21からの角度偏差信号と荷重検出器
19からの荷重信号を入力して油圧ユニット12に設けられ
る供給油量調節用の電磁弁に供給する電流の指令値を演
算するコントローラ22とから構成されている。ここで、
油圧ユニット12は図示しないが、シリンダ、ピストンに
よる油圧ジャッキとし、シリンダへの供給油量の調節は
電磁弁で行うものとする。次に、図３乃至図５の力学モ
デル図に基づいて、かご１の加速度とかご床10の傾斜角
の関係について説明する。

【００１１】エレベータの出発時にかご１内の乗客23に
作用する力は図３に示すように、この時の慣性加速度を
ａ、乗客の質量をｍとすると進行方向とは逆方向の慣性
力31のｍａと垂直方向の重力33のｍｇの合力35となる。
これに対して、エレベータの停止時にかご１内の乗客23
に作用する力は進行方向の慣性力のｍａと垂直方向の重
力33のｍｇの合力となる。エレベータの加減速動作時に
はかご１内の乗客23には合力35の力のみ作用しているよ
うに感じる。そしてこのときの合力35の作用方向及び大
きさは、乗客23と等価な物体30を用いて図４のように表
すことができる。

【００１２】図４（ａ）は図３のかご１内の乗客23に作
用する力を物体30に置き換えて表したものであり、図４
（ｂ）は乗客23に作用する合力35を求めるために慣性力
31を水平成分と垂直成分に分解したものである。図４
（ｂ）において37は慣性力の水平成分ｍａcos θであ
り、39は慣性力の垂直成分ｍａsin θと重力33のｍｇと
の和である。ただし、θは斜行エレベータの斜面傾斜角
である。実際にエレベータの出発及び停止時にかご１内
の乗客23が倒れそうになったり、つまずいたりする原因
は前記の慣性力の水平成分37によるものである。この成
分を打ち消すには合力35がかご床10の垂直抗力と等しく
なるようにかご床10を角度φ傾斜させれば良い。このこ
とを模式的に表したものが図５である。ここで図４
（ｂ）より、合力35の大きさは式（１）、方向φは式
（２）で表すことができる。

【００１３】例えば、斜行エレベータの一般的な加速度
ａ＝0.4 ｍ／Ｓ² 、重力加速度ｇ＝9.8 ｍ／Ｓ² 、エレ
ベータの傾斜角θが30°の時にはかご床23を角度φ＝2.
0 °に傾斜させれば良い。

【００１４】図５に示すように、エレベータの出発及び
停止時にかご１内の乗客23に作用する合力35がかご床10
の垂直抗力と等しくなるようにかご床10を傾斜させるこ
とにより、乗客23には慣性力31や重力33がかご床10に対
して垂直に作用し、あたかも慣性力の水平成分37が打ち
消されたように感じる。次に傾斜制御装置13の動作を図
６及び図７を用いて説明する。

【００１５】まず、加速度演算器17の動作について説明
する。かご１は、図６（ａ）に示すような台形の速度パ
ターンで昇降し、その時の加速度パターンは、図６
（ｂ）の実線で示すようなパターンとなる。かご１が走
行中には、かご１の車輪６の回転をパルスに変換するパ
ルス発生器16はパルス信号を常に加速度演算器17に送信
し、このパルス信号を加速度演算器17が受信する度に内
部メモリのパルスカウンタをインクリメントする。加速
度変換器17は、このパルスカウンタを一定時間間隔（例
えば10ms間隔）でチェックし、チェックした時の状態に
応じてかご１の加速度とかご１が動き始めてからの経過
時間を出力している。ここで図７のフローチャート図を
用いて車輪６が回転し始めてから定速回転し、そして回
転が停止するまでの加速度変換器17の処理について詳述
する。

【００１６】まず、加速度変換器17は、車輪６が停止し
ているか否かを判別し、パルスカウンタが０でなければ
現在車輪が回転しているものと認識し（Ｓ10）、Ｓ10に
てかご１が運転中であると判断されたときには、Ｓ10の
前回処理時のパルスカウンタが０かどうか、つまり前回
処理時に車輪６が停止していたかどうかを判断する（Ｓ
11）。Ｓ11で前回処理時のパルスカウンタが０であると
判断されたときには、タイマを起動させ（Ｓ12）、パル
スカウンタが０でなく、かご１が運転中であると判断さ
れたときには、Ｔ_M 時間経過したかどうかが判断され
る。つまり、Ｓ13より先の処理は、Ｔ_M 時間間隔で処理
が行われることになる。ここでＳ13にて、Ｔ_M 時間経過
したと判断されると、現在パルスカウンタと前回パルス
カウンタの差分から、Ｔ_M 時間でのパルス数を演算し
（Ｓ14）、次にこのパルス数をＴ_M 時間で２回微分した
ものをかご加速度とする（Ｓ15）。Ｓ15でかご加速度が
算出されると、その値を角度演算器20へ出力すると共に
かご起動時からの経過時間を出力する（Ｓ16）。そし
て、ある一定時間Ｔ_L 以内にパルスカウンタに変化があ
れば現在のパルスカウンタを前回パルスカウンタにセッ
トし（Ｓ18）、変化がなければ現在と前回のパルスカウ
ンタをリセットする（Ｓ19）。次に傾斜角制御装置13の
動作について説明する。

【００１７】加速度演算器17から現在のかご加速度が入
力されると、角度演算器16では、この加速度に基づいて
式（２）により、適度なかご床10の傾斜角度φを算出
し、演算器21に出力する。演算器21は、角度演算器16か
らかご床10の傾斜角の目標値のデータを入力すると角度
検出器18からの現在の傾斜角のデータと比較し、その差
分をコントローラ22へ出力する。コントローラ22は、演
算器21より傾斜角目標値との差分のデータを入力する
と、その差分を０にするように電磁弁への供給電流を調
整し、そして荷重検出器19からの荷重信号に基づいて供
給電流を決定する。

【００１８】尚、本実施例ではかご床を傾斜させる動力
として、シリンダを利用しているが、モータやギアなど
を利用しても実現できる。また、かご床を傾斜させる機
構として、一方をちょうつがいにし、他方を上下させる
機構であるが、かご床の中央を中心としてエレベータの
進行方向に回転する機構でもかご床の傾斜を実現でき
る。又、かごの加速度を車輪の回転によって求めている
が、巻上げ機の回転からでも得ることができる。

【００１９】従って、本実施例によればかご起動停止時
に生じる慣性力を打ち消すようにかご床10を最適な角度
だけ傾斜させることで、従来のように、エレベータの出
発、停止等の加減速時に乗客に与えていた慣性力による
不快感を感じたりすることなく、快適な乗車が可能とな
る。また、出発停止の加速度を大きくできるので、エレ
ベータの高速化が可能となり運行の効率化がはかれる。
またかごの加速度を車輪から直接取っているので、装置
を全てかごに収納できるので、コンパクト化できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
レベータの出発及び停止のかごの加減速によって生じる
慣性力は、乗客に作用する合力が、かご床の垂直抗力と
なるようにかご床を傾斜させることによって打ち消すこ
とが可能となるため、乗客が出発及び停止時等の加減速
時でも快適な乗車が可能となる。また、出発及び停止の
加速度を大きくできるのでエレベータの高速化が可能と
なる斜行エレベータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の斜行エレベータのシステム概略構成図
である。

【図２】本発明の傾斜角制御装置のブロック構成図であ
る。

【図３】本発明の斜行エレベータの力学モデル図であ
る。

【図４】本発明の斜行エレベータの力学モデル図であ
る。

【図５】本発明の斜行エレベータの力学モデル図であ
る。

【図６】本発明の斜行エレベータの運行状態を示す図で
ある。

【図７】本発明の加速度演算器の動作を示すフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

１…かご、６…車輪、10…かご床、12…油圧ユニット、
13…傾斜角制御装置、14…角度センサ、15…荷重セン
サ、16…パルス発生器、17…加速度演算器、20…角度演
算器、22…コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜地等に設置され、所定の傾斜に沿っ
   て昇降し、乗客を運搬サービスする斜行エレベータにお
   いて、進行方向に傾斜自在に構成されるかご床と、この
   かご床を傾斜自在に動作させる傾斜動作手段と、かごの
   加速度を演算する加速度演算手段と、この加速度演算手
   段の演算結果に基づいて傾斜角目標値を演算する角度演
   算手段と、この角度演算手段の演算結果に基づいて前記
   傾斜動作手段の動作制御を行う傾斜角制御手段とを備え
   たことを特徴とする斜行エレベータ。
2. 【請求項２】 傾斜地等に設置され、所定の傾斜に沿っ
   て昇降し、乗客を運搬サービスする斜行エレべータにお
   いて、進行方向に傾斜自在に構成されるかご床と、この
   かご床を傾斜自在に動作させる傾斜動作手段と、かご車
   輪に設けられたパルス発生器からのパルス信号に基づい
   てかごの加速度を演算する加速度演算手段と、この加速
   度演算手段の演算結果に基づいて傾斜角目標値を演算す
   る角度演算手段と、この角度演算手段の演算結果に基づ
   いて前記傾斜動作手段の動作制御を行う傾斜角制御手段
   とを備えたことを特徴とする斜行エレベータ。