JPH0791003B2 - Elevator load detection device - Google Patents

Elevator load detection device

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JPH0791003B2
JPH0791003B2 JP62291387A JP29138787A JPH0791003B2 JP H0791003 B2 JPH0791003 B2 JP H0791003B2 JP 62291387 A JP62291387 A JP 62291387A JP 29138787 A JP29138787 A JP 29138787A JP H0791003 B2 JPH0791003 B2 JP H0791003B2
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load
car
superconducting
elevator
rotating shaft
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英紀 渡辺
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はエレベータ用巻き上げ機の軸トルクを測定す
ることにより、かご側と釣合い錘との不平衡荷重を検出
するエレベータの荷重検出装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an elevator load detection device for detecting an unbalanced load between a car side and a counterweight by measuring an axial torque of an elevator hoist. Is.

[従来の技術] エレベータでは、かご内の乗客数によって巻き上げ電動
機に作用する負荷トルクが変わる。この変動のために、
かご起動時及び減速時に急激な加減速度が生じて乗心地
を害したり、また目標の速度に達する時間が長くなった
りする。このような問題に対処するために、従来、例え
ば、実公昭60−2138号公報に開示されているように、か
ご床下に、はかり装置を設ける方法がとられてきた。
[Prior Art] In an elevator, the load torque acting on the hoisting motor changes depending on the number of passengers in the car. Because of this fluctuation,
Sudden acceleration / deceleration may occur at the time of car start-up and deceleration, impairing riding comfort, and the time to reach the target speed may become long. In order to deal with such a problem, conventionally, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 60-2138, a method of providing a scale device under the floor of a car has been adopted.

すなわち、かご床を弾性体で支持し、この弾性体のたわ
みをマイクロスイッチ等で検知してかご内荷重を検出
し、この検出結果を用いて巻き上げ電動機を速度制御し
て円滑な加・減速を行うものである。
That is, the car floor is supported by an elastic body, the deflection of this elastic body is detected by a microswitch, etc. to detect the load inside the car, and the detection result is used to speed control the hoisting motor for smooth acceleration / deceleration. It is something to do.

第7図及び第8図は従来の荷重検出装置を用いたエレベ
ータを示すもので、第7図は従来の荷重検出装置を用い
たエレベータの側面からみた構成図、第8図は従来の荷
重検出装置を用いたエレベータの正面からみた構成図で
ある。
FIG. 7 and FIG. 8 show an elevator using a conventional load detecting device, FIG. 7 is a structural view of an elevator using a conventional load detecting device as seen from the side, and FIG. 8 is a conventional load detecting device. It is the block diagram seen from the front of the elevator using the apparatus.

図において、1は昇降路、2は昇降路1の直上に設けら
れた機械室、2aは機械室2の床、2bはこの床2aを貫通す
る穴、3は床2aに立設されて昇降路1の周壁対応位置に
配置された受梁、4は両端がそれぞれ受梁3に支持され
た機械台、5はこの機械台4に防振ゴム6を介して配置
された基台、7はこの基台5の幅方向に回転軸が配置さ
れ、基台5のほぼ中心に配置された駆動綱車、8は基台
5から下垂したそらせ梁9に取り付けられたそらせ車
で、駆動綱車7に対応して配置されている。10は基台5
に固定され駆動綱車7の軸の一端を支持した軸受体、11
は平衡軸歯車を主体として構成されて基台5に固定さ
れ、駆動綱車7を駆動する減速機、12はこの減速機11を
駆動する電動機、13は床2a上に敷設されたシンダーコン
クリート、14は駆動綱車7及びそらせ車8に巻き掛けら
れて穴2bから昇降路1へ垂下された主索、15は主索14の
一端に連結されたかご、15aはかご枠、15bはかご室、15
cはかご枠15aに在置されてかご床15dを支持する弾性
体、15eはこの弾性体15cのたわみ量を検出するマイクロ
スイッチで、この検出結果はケーブル(図示せず)を介
して機械室2に伝達される。16は釣合い錘である。
In the figure, 1 is a hoistway, 2 is a machine room provided directly above the hoistway 1, 2a is a floor of the machine room 2, 2b is a hole penetrating the floor 2a, and 3 is upright on the floor 2a. Receiving beams arranged at the positions corresponding to the peripheral wall of the road 1, 4 is a machine base whose both ends are respectively supported by the receiving beams 3, 5 is a base placed on the machine base 4 via a vibration-proof rubber 6, and 7 is A drive sheave in which a rotating shaft is arranged in the width direction of the base 5 and which is arranged substantially at the center of the base 5, and 8 is a deflector attached to a deflector beam 9 hanging from the base 5, the drive sheave being It is arranged corresponding to 7. 10 is the base 5
Fixed to the bearing body supporting one end of the shaft of the drive sheave 7,
Is composed of a balanced shaft gear as a main body and is fixed to the base 5 to drive the drive sheave 7. 12 is an electric motor to drive the speed reducer 11. 13 is cinder concrete laid on the floor 2a. 14 is a main rope wound around the drive sheave 7 and the deflecting sheave 8 and hung from the hole 2b to the hoistway 1, 15 is a car connected to one end of the main rope 14, 15a is a car frame, and 15b is a cab room , 15
c is an elastic body that is placed in the car frame 15a and supports the car floor 15d, and 15e is a microswitch that detects the amount of deflection of the elastic body 15c. The detection result is sent to the machine room via a cable (not shown). 2 is transmitted. 16 is a counterweight.

上記構成のエレベータにおいて、かご室15bの荷重がマ
イクロスイッチ15eで検出されるとかご側の荷重と釣合
い錘側の荷重の不平衡荷重が算出される。この算出結果
に基づいて綱車7をひいては起動時に電動機12に加わる
不平衡トルクを検知することができる。
In the elevator having the above configuration, when the load in the cab 15b is detected by the microswitch 15e, the unbalanced load between the load on the car side and the load on the counterweight side is calculated. Based on this calculation result, it is possible to detect the unbalanced torque applied to the electric motor 12 at the time of starting the sheave 7.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の荷重検出装置は上記のように弾性体とマイクロス
イッチで構成されるため、設置数は限定される。したが
って、乗客がかご内でマイクロスイッチの直上に片寄っ
た場合、弾性体のたわみは局部的に過大となり、もし均
等に分布したならば動作しなかったであろうマイクロス
イッチが動作することになる。逆に、マイクロスイッチ
のないところに片寄って分布した場合、弾性体のたわみ
量は過少となり、マイクロスイッチが不動作となる。つ
まり、かご内の荷重が誤検出されることとなる。また、
マイクロスイッチはかご下に設けられているため、制御
盤まで長いケーブルが必要となり、途中に断線が生じた
り、長いケーブルを使用するため高価となる問題点があ
った。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional load detection device is composed of the elastic body and the microswitch as described above, the number of installations is limited. Therefore, when the passenger is biased right above the microswitches in the car, the deflection of the elastic body is locally excessive, and the microswitches, which would not operate if they were evenly distributed, operate. On the contrary, when the elastic body is distributed in a deviated place where there is no microswitch, the amount of deflection of the elastic body becomes too small, and the microswitch does not operate. That is, the load in the car is erroneously detected. Also,
Since the micro switch is provided under the basket, a long cable is required up to the control panel, and there is a problem that a wire breakage occurs in the middle or the long cable is used, resulting in high cost.

この種の問題を解決するために、特開昭62−88792号公
報では、一方にかご及び他方に釣合い錘をそれぞれ吊ら
れた主索が巻き掛けられた駆動綱車と、その駆動綱車を
制止する制動機と、駆動綱車と制動機との間に介在して
制動力をその駆動綱車へ伝達する回転軸と、主索に働く
不平衡荷重によってその回転軸に生じるねじれを検出す
るねじれ検出器とを具備し、そのかご側とその釣合い錘
側との不平衡荷重を検出するエレベータの荷重検出装置
の技術が開示されている。
In order to solve this type of problem, in JP-A-62-88792, a drive sheave around which a main rope having a car on one side and a counterweight on the other side is wound, and the drive sheave are described. Detects the twisting that occurs on the rotating shaft due to the braking device that stops, the rotating shaft that intervenes between the driving sheave and the braking device to transmit the braking force to the driving sheave, and the unbalanced load that acts on the main rope. Disclosed is a technology of an elevator load detection device that includes a twist detector and that detects an unbalanced load between the car side and the counterweight side.

しかし、この公報に掲載の技術は、回転軸に加わるねじ
れにより生じる回転軸上に添着された磁歪材のわずかな
磁性の変化により、ねじれを検出する検出コイルのイン
ダクタンスが変化し、その変化を取り出すことでねじれ
を検出するものであるが、前記回転軸に生じる僅かなね
じれを検出しても、検出コイルの持つ抵抗分の存在、及
び検出コイルに直列に接続された出力信号を取り出すべ
く電圧を発生させる抵抗器の抵抗値が、それらの温度変
化により変動する影響から、高精度にねじれを検出でき
ないという問題があった。
However, in the technique disclosed in this publication, a slight change in magnetism of the magnetostrictive material attached on the rotary shaft caused by a twist applied to the rotary shaft changes the inductance of the detection coil for detecting the twist, and the change is extracted. However, even if a slight twist generated on the rotating shaft is detected, a voltage is applied to extract the resistance component of the detection coil and the output signal connected in series with the detection coil. There is a problem that the twist cannot be detected with high accuracy because the resistance value of the resistor to be generated fluctuates due to the temperature change.

そこで、この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、乗客がかご内で片寄っていてもかごの荷重を
検出できる高精度のエレベータの荷重検出装置の提供を
課題とするものである。
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-accuracy load detection device for an elevator that can detect the load of a car even if passengers are offset in the car. .

[問題点を解決するための手段] この発明にかかるエレベータの荷重検出装置は、一方に
かご及び他方に釣合い錘をそれぞれ吊られた主索が巻き
掛けられた駆動綱車と、前記駆動綱車を制止する制動機
と、前記駆動綱車と前記制動機との間に介在して制動力
を前記駆動綱車へ伝達する回転軸と、前記主索に働く不
平衡荷重によって前記回転軸に生じるねじれを検出する
ねじれ検出器とを具備し、前記かご側と前記釣合い錘側
との不平衡荷重を検出するエレベータの荷重検出装置に
おいて、前記ねじれ検出器は、前記回転軸の周囲にその
傾斜角度が45度の複数螺旋とその傾斜角度が135度の複
数螺旋とを前記回転軸の軸方向に離間して2列形成した
磁歪材と、前記2列形成した磁歪材を各々取り囲む第1
超電導コイルと、前記各々の第1超電導コイルの間に位
置し、前記回転軸を励磁する励磁コイルと、前記各々の
第1超電導コイルに誘導した磁界を磁電変換する各々の
磁電変換素子と、前記各々の磁電変換素子を磁気シール
ド状態で取り囲む第2超電導コイルとを具備するもので
ある。
[Means for Solving Problems] An elevator load detection device according to the present invention is a drive sheave in which a main rope having a car on one side and a balance weight on the other side is wound around the drive sheave, and the drive sheave. And a rotating shaft for interposing a braking force between the driving sheave and the braking device to transmit a braking force to the driving sheave, and an unbalanced load acting on the main rope to cause the rotating shaft. A load detector for an elevator, comprising a twist detector for detecting a twist, and detecting an unbalanced load between the car side and the counterweight side, wherein the twist detector has an inclination angle around the rotary shaft. Of 45 degrees and a plurality of spirals of which the inclination angle is 135 degrees are formed in two rows separated from each other in the axial direction of the rotation shaft, and a first surrounding the two rows of magnetostrictive materials, respectively.
A superconducting coil, an exciting coil located between each of the first superconducting coils for exciting the rotating shaft, each of the magnetoelectric converting elements for magnetoelectrically converting a magnetic field induced in each of the first superconducting coils, A second superconducting coil that surrounds each of the magnetoelectric conversion elements in a magnetically shielded state.

[作用] この発明においては、ねじれ検出器を、2列形成した磁
歪材を各々取り囲む第1超電導コイルと、各々の第1超
電導コイルに誘導した磁界を磁電変換する各々の磁電変
換素子と、各々の磁電変換素子を磁気シールド状態で取
り囲む第2超電導コイルとを有するものであるから、か
ごと釣合い錘に荷重差が生じ、この荷重差により駆動綱
車に回転軸に僅かなねじれが発生しても、この僅かなね
じれは第1超電導コイルと第2超電導コイルのループの
中に入る磁束が超電導による完全反磁性により全体で零
になる回路で高精度に検出でき、駆動綱車に生ずる不平
衡トルクを検知することができ、かご内で乗客が片寄っ
て乗った場合でも正確に不平衡トルクを検知できる。
[Operation] In the present invention, the torsion detector includes a first superconducting coil that surrounds each of the two rows of magnetostrictive materials, and a magnetoelectric conversion element that magnetoelectrically converts a magnetic field induced in each first superconducting coil. And a second superconducting coil that surrounds the magnetoelectric conversion element in the state of being magnetically shielded, a load difference occurs in the cage and the counterweight, and this load difference causes a slight twist in the rotating shaft of the drive sheave. However, this slight twist can be detected with high accuracy by a circuit in which the magnetic flux entering the loop of the first superconducting coil and the second superconducting coil becomes zero due to complete diamagnetism due to superconductivity, and the imbalance that occurs in the drive sheave. The torque can be detected, and the unbalanced torque can be accurately detected even when the passenger gets on the car in one side of the car.

[実施例] 以下、この発明の一実施例によるエレベータの荷重検出
器を第1図乃至第6図を用いて説明する。なお、図中、
従来例と同一符号及び記号は従来例の構成部分と同一ま
たは相当する構成部分を示すものであるから、ここでは
重複する説明を省略する。
[Embodiment] An elevator load detector according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to Figs. 1 to 6. In the figure,
The same reference numerals and symbols as those of the conventional example indicate the same or corresponding components as those of the conventional example, and therefore, duplicated description will be omitted here.

第1図はこの発明の一実施例によるエレベータの荷重検
出器の取付け方法を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method of mounting a load detector of an elevator according to an embodiment of the present invention.

第1図において、11aは電動機12の電動機軸の延長から
なる入力軸、11bはこの入力軸11aに固着された第1歯
車、11cは第2軸、11dはこの第2軸11cに軸支されて第
1歯車11bと噛合う第2歯車、11eは同じく第2軸11cに
軸支された第3歯車、11fは出力軸で、駆動綱車7が固
着されている。11gは出力軸11fに固着されていて、第3
歯車11eと噛合う第4歯車、11hは歯車箱である。12aは
入力軸11aを制止させる制動機、17は駆動綱車7に掛か
る不平衡トルクによって出力軸11fに発生するねじれを
検出する検出器で、その詳細を第2図に示す。
In FIG. 1, 11a is an input shaft which is an extension of the electric motor shaft of the electric motor 12, 11b is a first gear fixed to the input shaft 11a, 11c is a second shaft, and 11d is axially supported by the second shaft 11c. A second gear that meshes with the first gear 11b, a third gear 11e that is also axially supported by the second shaft 11c, and an output shaft 11f, to which the drive sheave 7 is fixed. 11g is fixed to the output shaft 11f,
The fourth gear 11h meshes with the gear 11e, and 11h is a gear box. Reference numeral 12a is a brake for stopping the input shaft 11a, and 17 is a detector for detecting the twist generated in the output shaft 11f due to the unbalanced torque applied to the drive sheave 7, the details of which are shown in FIG.

第2図はこの発明の一実施例によるエレベータの荷重検
出器の回転軸のねじれ検出方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a method of detecting the twist of the rotary shaft of the load detector of the elevator according to the embodiment of the present invention.

第2図において、17aは第1磁性層で、出力軸11fの中心
線に対して傾斜角が45度となるように表面に沿って螺旋
状に形成された複数の磁歪材(例えばパーマロイ)から
なり、この磁歪材が所定の間隔で軸11fの周方向に配列
されている。17bは第2磁性層で、第1磁性層17aと逆方
向に傾斜して傾斜角が45度となり、第1磁性層17aと対
称となるように配設されている。17cは励磁コイル。17
d,17eは第1超電導コイル、17fは出力軸11fが貫通する
円筒形の非磁性体、17gはこの非磁性体17fが収納され歯
車箱11hに固着された支持材、17hは非磁性体17fの開端
に取り付けられた端部材である。
In FIG. 2, 17a is a first magnetic layer, which is composed of a plurality of magnetostrictive materials (for example, permalloy) spirally formed along the surface so that the inclination angle is 45 degrees with respect to the center line of the output shaft 11f. The magnetostrictive material is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the shaft 11f. Reference numeral 17b is a second magnetic layer, which is inclined in a direction opposite to that of the first magnetic layer 17a and has an inclination angle of 45 degrees, and is arranged so as to be symmetrical to the first magnetic layer 17a. 17c is an exciting coil. 17
d and 17e are the first superconducting coils, 17f is a cylindrical non-magnetic body through which the output shaft 11f penetrates, 17g is a support member that houses the non-magnetic body 17f and is fixed to the gear box 11h, and 17h is a non-magnetic body 17f. Is an end member attached to the open end of the.

第3図(a),(b)は超電導コイルによる磁束検出方
法を示す説明図である。
3 (a) and 3 (b) are explanatory views showing a magnetic flux detection method using a superconducting coil.

第3図において、17dは第1超電導コイル、20dは超電導
コイルで第1超電導コイル17dに接続された第1超電導
コイル17dより小さいインダクタンスを有する第2超電
導コイル、21dはホール素子で、第2超電導コイル20dに
取り囲まれている。22dは第2超電導コイル20dとホール
素子21dを被い、外部から侵入する磁束を遮蔽する磁気
シールドである。
In FIG. 3, 17d is a first superconducting coil, 20d is a superconducting coil, a second superconducting coil having an inductance smaller than that of the first superconducting coil 17d connected to the first superconducting coil 17d, 21d is a hall element, and a second superconducting coil. It is surrounded by the coil 20d. Reference numeral 22d is a magnetic shield that covers the second superconducting coil 20d and the Hall element 21d and shields the magnetic flux entering from the outside.

全く同じ構成が、他の超電導コイル17eにも設けられて
いる。第1超電導コイル17d,17eのインダクタンスをL
1、第2超電導コイル20d,20eのインダクタンスをL2とす
る。第1超電導コイル17d,17e、第2超電導コイル20d,2
0eを超電導状態になるような低温で作動させる。
The exact same configuration is provided for the other superconducting coils 17e. The inductance of the first superconducting coils 17d and 17e is set to L
1. Let L2 be the inductance of the second superconducting coils 20d and 20e. First superconducting coils 17d, 17e, second superconducting coils 20d, 2
0e is operated at such a low temperature that it becomes superconducting.

次に、第1超電導コイル17d,17eについて説明する。Next, the first superconducting coils 17d and 17e will be described.

第1超電導コイル17dを磁束検出位置、即ち、測定すべ
き外部磁界に入れる。その磁束密度をB1とする。第1,第
2超電導コイルでできたループの中に入る磁束は超電導
による完全反磁性により全体で「0」になる。第1超電
導コイル17dを検出位置に置いて検出磁束Φ1を鎖交さ
せると、磁気遮蔽させているために、第1超電導コイル
17dのL1に鎖交した逆向きの磁束Φ2が第2超電導コイ
ル20dのL2と鎖交する。即ち、 L1・Φ1=L2・Φ2 となる。また、第2超電導コイル20dの中の磁束密度をB
2とすると、磁束密度B2はほぼ次式で表される。
The first superconducting coil 17d is placed in the magnetic flux detection position, that is, in the external magnetic field to be measured. Let the magnetic flux density be B1. The magnetic flux entering the loop made of the first and second superconducting coils becomes "0" as a whole due to perfect diamagnetism due to superconductivity. When the first superconducting coil 17d is placed at the detection position and the detected magnetic flux Φ1 is linked, the first superconducting coil is shielded because of the magnetic shielding.
The opposite magnetic flux Φ2 that is linked to L1 of 17d is linked to L2 of the second superconducting coil 20d. That is, L1 · Φ1 = L2 · Φ2. Also, the magnetic flux density in the second superconducting coil 20d is
Assuming 2, the magnetic flux density B2 is approximately expressed by the following equation.

B2=L1・B1/L2 この実施例では、L1>L2としてあるので、第2超電導コ
イル20dの中で磁束密度B2は磁束密度B1よりも大きくな
る。即ち、磁束が増幅されてホール素子21dに加わり、
高感度測定ができる。
B2 = L1 · B1 / L2 In this embodiment, since L1> L2, the magnetic flux density B2 becomes larger than the magnetic flux density B1 in the second superconducting coil 20d. That is, the magnetic flux is amplified and added to the Hall element 21d,
Highly sensitive measurement is possible.

なお、この実施例に係る超電導材としては、例えば、Nb
Ti系の超電導合金、Nb3Sn系の金属間化合物及び臨界温
度の高いBa−Y−Cu−O系、Sc−Sr−CuO系等の高温酸
化物超電導体などの各種超電導体が用いられる。
As the superconducting material according to this embodiment, for example, Nb
Various superconductors such as Ti-based superconducting alloys, Nb3Sn-based intermetallic compounds, and high-temperature oxide superconductors such as Ba-Y-Cu-O-based and Sc-Sr-CuO-based having a high critical temperature are used.

また、上記実施例では、磁気センサとしてホール素子を
利用したが、他の磁気センサに適用しても測定磁束密度
の増幅が行え、測定感度を大幅に向上できる。
Further, although the Hall element is used as the magnetic sensor in the above-mentioned embodiment, the measurement magnetic flux density can be amplified even when applied to other magnetic sensors, and the measurement sensitivity can be greatly improved.

次に、ホール効果を利用した磁気センサの測定原理を第
4図に示す。
Next, the measurement principle of the magnetic sensor using the Hall effect is shown in FIG.

第4図はホール効果を利用した磁気センサの測定原理を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the measurement principle of the magnetic sensor using the Hall effect.

第4図において、23d,24dはホール素子21dに電流Iを流
す端子、25d,26dのホール素子21dの電圧Vを測定する端
子である。ホール素子21dを磁界中に置き、両端子23d,2
4d間に電流Iを流し、磁界をそのホール素子21dに加え
ると、電流及び磁界の双方に垂直な方向に電圧が発生す
る。これをホール効果と呼び、磁界を加えることにより
ホール素子21dの中の電子は曲がりながら移動する。こ
のようにして電場と磁場に垂直方向に電位差Vが発生す
る。この電位差は次式で表される。
In FIG. 4, 23d and 24d are terminals for passing a current I through the hall element 21d, and terminals for measuring the voltage V of the hall element 21d for 25d and 26d. Place the Hall element 21d in the magnetic field and connect both terminals 23d, 2
When a current I is passed between 4d and a magnetic field is applied to the Hall element 21d, a voltage is generated in a direction perpendicular to both the current and the magnetic field. This is called the Hall effect, and when a magnetic field is applied, the electrons in the Hall element 21d move while bending. In this way, a potential difference V is generated in the direction perpendicular to the electric field and the magnetic field. This potential difference is expressed by the following equation.

V=Rh・B・I/d ここで、dはホール素子の厚さ、Bは磁場の強さ、Iは
素子に流す電流、Rhはホール係数である。そこで、この
電圧Vを測定することにより、磁場Bを測定できる。こ
こでは、超電導コイル17dについて説明したが、超電導
コイル17eについても全く同様である。
V = Rh · B · I / d where d is the thickness of the Hall element, B is the strength of the magnetic field, I is the current flowing through the element, and Rh is the Hall coefficient. Therefore, the magnetic field B can be measured by measuring the voltage V. Here, the superconducting coil 17d has been described, but the same applies to the superconducting coil 17e.

第5図はこの発明の一実施例によるエレベータの荷重検
出器における電動機のトルク制御信号出力回路の構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a torque control signal output circuit of an electric motor in an elevator load detector according to an embodiment of the present invention.

第5図において、30は交流電源、Vd,Veはそれぞれホー
ル素子21d,21eに発生する電圧、31は電圧Vdを増幅する
増幅回路、41は電圧Veを増幅する増幅回路、32はピーク
ホールド回路で、ダイオード33と、このダイオード33の
出力を蓄えるコンデンサ34と、かご15の起動直前に開放
され動きだすと閉成する接点35と、電界効果トランジス
タ(以下、単に「FET」という)36と、プラス電源37
と、マイナス電源(−V)へ接続される抵抗器38とから
なる。42はピークホールド回路32と同じ構成のピークホ
ールド回路である。43は2組のピークホールド回路32及
び42の出力を減算する減算回路で、かご15側の方が重い
ときにはプラス、釣合い錘16が重いときはマイナスとな
り、且つ、出力軸11fに働くトルク値に比例した値とな
る不平衡トルク信号を出力するものである。
In FIG. 5, 30 is an AC power supply, Vd and Ve are voltages generated in the hall elements 21d and 21e, 31 is an amplifier circuit for amplifying the voltage Vd, 41 is an amplifier circuit for amplifying the voltage Ve, and 32 is a peak hold circuit. , A diode 33, a capacitor 34 that stores the output of this diode 33, a contact 35 that is opened immediately before the car 15 is opened and closed when it starts moving, a field effect transistor (hereinafter simply referred to as "FET") 36, and Power 37
And a resistor 38 connected to the negative power source (-V). 42 is a peak hold circuit having the same configuration as the peak hold circuit 32. Reference numeral 43 is a subtraction circuit for subtracting the outputs of the two sets of peak hold circuits 32 and 42. When the car 15 side is heavier, it becomes positive, when the counterweight 16 is heavier, it becomes negative, and the torque value acting on the output shaft 11f becomes It outputs an unbalanced torque signal having a proportional value.

次に、この実施例によるエレベータの荷重検出器の動作
について述べる。
Next, the operation of the load detector of the elevator according to this embodiment will be described.

かご15が停止中は制動機12aが作動していて入力軸11aを
制止させている。
While the car 15 is stopped, the brake 12a is operating to stop the input shaft 11a.

先ず、かご15が停止していて、かご15側が釣合い錘
より重いとする。
First, it is assumed that the car 15 is stopped and the car 15 side is heavier than the counterweight.

出力軸11fには第2図矢印cで示す方向にねじれが発生
する。このため第1磁性層17aには張力が、また、第2
磁性層17bには圧縮力がそれぞれ働く。ところで、第1
及び第2磁性層17a,17bは第6図に示す特性を有してい
る。
The output shaft 11f is twisted in the direction shown by the arrow c in FIG. Therefore, tension is applied to the first magnetic layer 17a, and
Compressive force acts on each of the magnetic layers 17b. By the way, first
The second magnetic layers 17a and 17b have the characteristics shown in FIG.

第6図は回転軸における磁性層のB−H曲線図である。FIG. 6 is a BH curve diagram of the magnetic layer on the rotation axis.

第6図に示すように、力が作用していないときのB−H
曲線は符号doで示すとおりとなり、張力が働くと符号du
で示すように、その張力の大きさに応じて傾きが大とな
り、圧縮力が働くと符号dαで示すように、その圧縮力
の大きさに応じて傾きが小さくなる。B/Hは透磁率μで
あるから、このように張力か、圧縮力かによって透磁率
が変わり、張力が働くとμ→大、圧縮力が働くとμ→小
となる。
As shown in FIG. 6, B-H when no force is applied
The curve is as shown by the code do, and when tension acts, the code du
As indicated by, the inclination becomes large in accordance with the magnitude of the tension, and when the compressive force acts, the inclination becomes small in accordance with the magnitude of the compressive force as indicated by the symbol dα. Since B / H has a magnetic permeability μ, the magnetic permeability changes depending on whether the tension or the compression force is applied. When tension acts, μ → large, and when compressive force acts, μ → small.

励磁コイル17cによって出力軸11fに誘起される漏れ磁束
は透磁率μによって変わり、μの大きいほど漏れ磁束も
大きい。したがって、 ホール素子21eに発生する電圧Ve>ホール素子21dに発生
する電圧Vdとなる。電圧Vdは増幅回路31で増幅されてピ
ークホールド回路32のダイオード33で反波整流されてコ
ンデンサ34を充電する。かご15の起動直前は接点35は開
放しているから、コンデンサ34はピーク電圧が発生す
る。このピーク電圧相当分がFET36を介して抵抗器38に
発生する。この発生電圧αは減算回路43の端子(−)に
入力される。
The leakage flux induced in the output shaft 11f by the exciting coil 17c changes depending on the permeability μ, and the larger μ, the greater the leakage flux. Therefore, the voltage Ve generated in the hall element 21e> the voltage Vd generated in the hall element 21d. The voltage Vd is amplified by the amplifying circuit 31, is inversely rectified by the diode 33 of the peak hold circuit 32, and charges the capacitor 34. Immediately before the start of the car 15, the contact 35 is open, so that the peak voltage is generated in the capacitor 34. This peak voltage equivalent is generated in the resistor 38 via the FET 36. The generated voltage α is input to the terminal (−) of the subtraction circuit 43.

一方、ホール素子21eに発生する電圧Veも同様に処理さ
れてピークホールド回路42から発生電圧βとなって減算
回路43の端子(+)に入力される。減算回路43では減算
結果(β−α)が出力される。この出力(β−α)は出
力軸11fの不平衡トルクを表示するもので、電動機12の
起動に先立って不平衡トルクに見合ったトルクを予め発
生させるためのトルク信号として制御回路44へ入力され
る。
On the other hand, the voltage Ve generated in the hall element 21e is processed in the same manner and becomes the generated voltage β from the peak hold circuit 42 and is input to the terminal (+) of the subtraction circuit 43. The subtraction circuit 43 outputs the subtraction result (β-α). This output (β-α) displays the unbalanced torque of the output shaft 11f, and is input to the control circuit 44 as a torque signal for generating a torque corresponding to the unbalanced torque in advance before starting the electric motor 12. It

次に、かご15が停止中であって釣合い錘16側の方が
かご15より重いとする。
Next, it is assumed that the car 15 is stopped and the counterweight 16 side is heavier than the car 15.

出力軸11fには第2図に矢印Wで示す方向にねじれが生
じ、第1磁性層17aには圧縮力が、また、第2磁性層17b
には張力がそれぞれ働く。このため、ホール素子21dに
発生する電圧Vd>ホール素子21eに発生する電圧Veとな
り、減算回路43の出力(β−α)は負の値となる。つま
り、前記第1項の場合とは逆方向のトルクを電動機12に
発生させて、釣合い錘16の方が重いことに起因する不平
衡トルクに見合うものとなる。
The output shaft 11f is twisted in the direction shown by the arrow W in FIG. 2, a compressive force is applied to the first magnetic layer 17a, and a second magnetic layer 17b is applied.
Tension acts on each. Therefore, the voltage Vd generated in the Hall element 21d> the voltage Ve generated in the Hall element 21e, and the output (β−α) of the subtraction circuit 43 has a negative value. That is, a torque in the opposite direction to that in the case of the first term is generated in the electric motor 12, and it becomes commensurate with the unbalanced torque due to the fact that the counterweight 16 is heavier.

次に、かご15側と釣合い錘16側の重量が等しいとす
る。
Next, it is assumed that the car 15 side and the counterweight 16 side have the same weight.

かご15側と釣合い錘16側が等しい重量のときは、出力軸
11fにはねじれが生じない。このため、ホール素子21dに
発生する電圧Vd=ホール素子21eに発生する電圧Veとな
り、ピークホールド回路32,42の出力α及びβはそれぞ
れ等しい値となる。このため、減算回路43の出力は零と
なる。すなわち、不平衡トルクを打ち消すためのトルク
は電動機12からは発生されない。
If the basket 15 side and the counterweight 16 side have the same weight, the output shaft
There is no twist in 11f. Therefore, the voltage Vd generated in the Hall element 21d = the voltage Ve generated in the Hall element 21e, and the outputs α and β of the peak hold circuits 32 and 42 have the same value. Therefore, the output of the subtraction circuit 43 becomes zero. That is, the torque for canceling the unbalanced torque is not generated from the electric motor 12.

上記実施例によれば、巻き上げ機の出力軸11fのねじれ
から不平衡荷重に基づくトルクを直接検出するようにし
たので、乗客がかご15内で片寄ったとしても不平衡トル
クを正確に検出できる。
According to the above-described embodiment, the torque based on the unbalanced load is directly detected from the twist of the output shaft 11f of the hoisting machine, so that the unbalanced torque can be accurately detected even if the passenger is biased in the car 15.

また、不平衡トルクはマイクロスイッチによる場合に比
べて連続的に検出でき、木目の細かい制御が可能であ
る。更にまた、上記実施例では磁性層17a,17bは出力軸1
1fの軸芯方向に対して45度傾斜しているので、ねじれに
対して最もよく応動し、かつ磁性層17a,17bは逆方向に
傾斜して相互に対称配置されているので一方が伸びると
他方は圧縮することになって、感度は更に向上する。
In addition, the unbalanced torque can be detected continuously as compared with the case of using a micro switch, and finer grain control is possible. Furthermore, in the above embodiment, the magnetic layers 17a and 17b are the output shaft 1
Since it is inclined by 45 degrees with respect to the axial direction of 1f, it responds best to twisting, and since the magnetic layers 17a and 17b are inclined symmetrically in opposite directions and are symmetrically arranged with respect to each other, The other will be compressed, further improving the sensitivity.

なお、本実施例の出力軸11fの不平衡トルクと減算回路4
3からの出力が比例関係になるとは限らない。必要に応
じて減算回路43の出力を一旦補正回路(図示しない)に
入力して比例関係になるように補正し、この補正値を第
5図の制御回路44に入力するようにしてもよい。
The unbalanced torque of the output shaft 11f and the subtraction circuit 4 of this embodiment are
The output from 3 is not necessarily proportional. If necessary, the output of the subtraction circuit 43 may be once input to a correction circuit (not shown) to be corrected so as to have a proportional relationship, and this correction value may be input to the control circuit 44 of FIG.

[発明の効果] 以上説明したとおり、この発明のエレベータの荷重検出
器は、2列形成した磁歪材を各々取り囲む第1超電導コ
イルと、各々の第1超電導コイルに誘導した磁界を磁電
変換する各々の磁電変換素子と、前記各々の磁電変換素
子を磁気シールド状態で取り囲む第2超電導コイルから
なる検出器で構成されているので、超電導コイルを使用
しているので検出コイルの抵抗分を考慮する必要がな
く、また検出コイルから直接に磁電変換素子に入力され
電圧信号として取り出すことができるので、従来のよう
に検出コイルで生じた電流を電圧変換して増幅しピーク
ホールド回路で電圧信号として取り出すという多数の素
子を使用した複雑な回路を使用する必要がないため、機
器としての精度を損なうことなく、さらに磁電変換素子
を第2超電導コイルで取り囲んでいるのでそのマイスナ
ー効果から外部磁界の影響を遮断でき高精度の荷重検出
器が実現できる。なお、ここで必要とするエレベータの
荷重とは回転軸に加わるかごと釣合おもりとの負荷アン
バランスであり、かご室に設けた荷重検出器と異なり直
接回転軸に加わる負荷アンバランスによるねじれを測定
するもので、かご位置によって変化する主索や制御ケー
ブルなどの影響あるいはかご内の乗客の片寄って乗った
場合などを考慮する必要がなく、高い精度でのかごの荷
重の検出ができる。
[Effects of the Invention] As described above, the load detector of the elevator according to the present invention performs the magnetoelectric conversion on the first superconducting coils surrounding the two rows of magnetostrictive materials and the magnetic fields induced in the respective first superconducting coils. It is composed of a magnetoelectric conversion element and a detector composed of a second superconducting coil surrounding each of the magnetoelectric conversion elements in a magnetically shielded state. Therefore, since the superconducting coil is used, it is necessary to consider the resistance of the detection coil. In addition, since it can be directly input from the detection coil to the magnetoelectric conversion element and taken out as a voltage signal, the current generated in the detection coil is voltage-converted, amplified, and taken out as a voltage signal by the peak hold circuit. Since it is not necessary to use a complicated circuit that uses a large number of elements, the magnetoelectric conversion element can be Since it is surrounded by two superconducting coils, the influence of the external magnetic field can be cut off from the Meissner effect, and a highly accurate load detector can be realized. The elevator load required here is the load imbalance between the cage and the counterweight applied to the rotating shaft.Unlike the load detector installed in the cab, the twist due to the load imbalance directly applied to the rotating shaft is used. Since the measurement is performed, it is possible to detect the load of the car with high accuracy without the need to consider the influence of the main ropes and control cables that change depending on the car position, or the case where the passenger in the car leans toward the vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例によるエレベータの荷重検
出器の取付け方法を示す説明図、第2図はこの発明の一
実施例によるエレベータの荷重検出器の回転軸のねじれ
検出方法を示す説明図、第3図(a),(b)は超電導
コイルによる磁束検出方法を示す説明図、第4図はホー
ル効果を利用した磁気センサの測定原理を示す説明図、
第5図はこの発明の一実施例によるエレベータの荷重検
出器における電動機のトルク制御信号出力回路の構成
図、第6図は回転軸における磁性層のB−H曲線図、第
7図は従来の荷重検出装置を用いたエレベータの側面か
らみた構成図、第8図は従来の荷重検出装置を用いたエ
レベータの正面からみた構成図である。 図において、 7……駆動綱車、11f……出力軸、12……電動機、14…
…主索、15……かご、16……釣合い錘、17……検出器、
17c……励磁コイル、17d,17e,20d,20e……超電導コイ
ル、21d,21e……ホール素子 である。 なお、図中、同一符号及び記号は同一または相当する構
成部分を示すものである。
FIG. 1 is an explanatory view showing a method of mounting an elevator load detector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a method of detecting twist of a rotary shaft of an elevator load detector according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are explanatory views showing a magnetic flux detection method using a superconducting coil, and FIG. 4 is an explanatory view showing a measurement principle of a magnetic sensor utilizing the Hall effect,
FIG. 5 is a configuration diagram of a torque control signal output circuit of an electric motor in an elevator load detector according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a BH curve diagram of a magnetic layer on a rotating shaft, and FIG. FIG. 8 is a configuration diagram seen from a side surface of an elevator using a load detection device, and FIG. 8 is a configuration diagram seen from a front surface of an elevator using a conventional load detection device. In the figure, 7 ... drive sheave, 11f ... output shaft, 12 ... electric motor, 14 ...
… Main rope, 15 …… Cage, 16 …… Balance weight, 17 …… Detector,
17c ... Excitation coil, 17d, 17e, 20d, 20e ... Superconducting coil, 21d, 21e ... Hall element. In the drawings, the same reference numerals and symbols indicate the same or corresponding constituent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方にかご及び他方に釣合い錘をそれぞれ
吊られた主索が巻き掛けられた駆動綱車と、前記駆動綱
車を制止する制動機と、前記駆動綱車と前記制動機との
間に介在して制動力を前記駆動綱車へ伝達する回転軸
と、前記主索に働く不平衡荷重によって前記回転軸に生
じるねじれを検出するねじれ検出器とを具備し、前記か
ご側と前記釣合い錘側との不平衡荷重を検出するエレベ
ータの荷重検出装置において、 前記ねじれ検出器は、前記回転軸の周囲にその傾斜角度
が45度の複数螺旋とその傾斜角度が135度の複数螺旋と
を前記回転軸の軸方向に離間して2列形成した磁歪材
と、前記2列形成した磁歪材を各々取り囲む第1超電導
コイルと、前記各々の第1超電導コイルの間に位置し、
前記回転軸を励磁する励磁コイルと、前記各々の第1超
電導コイルと接続され閉回路を形成する第2超電導コイ
ルと、この第2超電導コイルに取り囲まれる位置に配置
され、前記第2超電導コイルに発生する磁界を検出する
磁電変換素子と、前記各々の第2超電導コイルとこれに
対応する磁電変換素子を取り囲む磁気シールドからなる
エレベータの荷重検出装置。
1. A drive sheave around which main ropes, each of which has a car on one side and a counterweight on the other side, are wound, a brake for stopping the drive sheave, the drive sheave and the brake. A rotating shaft for transmitting a braking force to the drive sheave interposed between the rotating sheave and a twist detector for detecting a twist generated in the rotating shaft due to an unbalanced load acting on the main rope; In a load detecting device for an elevator that detects an unbalanced load with the counterweight side, the twist detector has a plurality of spirals having an inclination angle of 45 degrees and a plurality of spirals having an inclination angle of 135 degrees around the rotation axis. And a magnetostrictive material formed in two rows spaced apart in the axial direction of the rotating shaft, a first superconducting coil surrounding each of the magnetostrictive materials formed in the two rows, and located between each of the first superconducting coils,
An exciting coil that excites the rotating shaft, a second superconducting coil that is connected to each of the first superconducting coils to form a closed circuit, and is arranged at a position surrounded by the second superconducting coil. A load detecting device for an elevator, comprising a magnetoelectric conversion element for detecting a magnetic field generated, a magnetic shield surrounding each of the second superconducting coils and a corresponding magnetoelectric conversion element.
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