JPWO2017013737A1 - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

エレベータ装置は、綱車（５）とモータとブレーキとを備えた巻上機（４）と、カゴ（１）とおもり（２）とを繋ぎ、綱車（５）に巻回されたロープ（３）と、綱車（５）とおもり（２）との間に設けられ、ロープ（３）が巻回されたそらせ車（６）と、そらせ車（６）を支持し、そらせ車（６）の垂直方向の移動を可能にするそらせ車取付梁（７）と、カゴ（１）のカゴ内負荷の値に応じて、そらせ車（６）の垂直方向の位置を制御するバネ（１０）とを備え、バネ（１０）は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車（６）を下方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車（６）を上方に移動させるものである。

Description

この発明はエレベータ装置に関し、特に、カゴ内負荷に応じて非常停止時の減速度を制御して衝撃を緩和させるエレベータ装置に関する。

従来のエレベータ装置の巻上機は、綱車と、そらせ車と、綱車を回転させるためのモータと、綱車の回転を制動するためのブレーキとを有している。綱車及びそらせ車には、ロープが巻き掛けられている。ロープの一端には、カゴが連結されている。また、ロープの他端には、おもりが連結されている。カゴおよびおもりは、モータにより、昇降路内を昇降される。また、カゴの到着時には、ブレーキにより、綱車の回転が制動され、カゴが停止する。

また、カゴの下側には、非常止めが設けられている。非常止めは、非常時に、昇降路に設けられたガイドレールに係合して、カゴの昇降を阻止する。非常止めは、ロープが切れた場合、および、何らかの原因でカゴが定格速度を超える速度で降下し始めた場合にのみ、使用される。従って、地震などの非常停止時においても、通常は、巻上機のブレーキにより、カゴが停止される。

従来のエレベータ装置の竣工の際には、巻上機のブレーキの試験が行われる。当該試験の結果に基づき、必要に応じて、ブレーキトルクの調整を行う。

また、従来のエレベータ装置の竣工の際には、非常止めの試験も行なう。当該試験においては、カゴを停止させた状態で、非常止めを作動させて、カゴが下降する方向にモータを駆動させる。このとき、カゴは非常止めによって昇降が阻止されているので、カゴは移動しない。そのため、ロープが緩み、その結果、綱車が空転し始める。一方、もし、非常止めの阻止力が不十分であれば、ロープが緩まず、カゴが下降する。このことから、カゴが下降しなければ、非常止めが良好であると判断できる。

非常止めの試験は上記のように行うので、試験時には、巻上機のモータは、綱車が空転を始めるのに十分な非常に大きなトルクを出す必要がある。巻上機のモータの容量は、このトルクの大きさによって決定される。

しかしながら、このトルクの大きさは、実使用の運転に必要なトルクよりも大きい。従って、実使用の運転に必要なトルクに基づいて、巻上機のモータの容量を決定することができれば、モータの容量を小さくすることができる。

そこで、特許文献１においては、そらせ車の位置を移動させるための可動装置が設けられている。可動装置は、非常止めの試験時に、そらせ車の位置を、通常運転時の位置よりも上昇させる。これにより、綱車へのロープの巻き付け角が小さくなる。その結果、ロープのトラクションを小さくすることが可能となる。これにより、非常止めの試験に用いるトルクを小さくすることができる。その結果、モータの容量を小さくすることができる。

特開２００２−３４８０７３号公報

特許文献１では、竣工時の試験を行うときにのみ、そらせ車の位置を変更している。試験終了後、そらせ車の位置を元の位置に戻す。従って、特許文献１では、エレベータの運行中に、そらせ車の位置を変化させる事は出来ない。

上述したように、通常運転時においては、カゴは、巻上機のブレーキにより、停止される。また、地震などの非常停止時においても、巻上機のブレーキにより、カゴが停止される。停止するための必要なブレーキトルクは、カゴ内の負荷の大きさによって変化する。

しかしながら、従来のエレベータ装置においては、竣工時にブレーキトルクの調整を行っている。従って、ブレーキトルクは常に一定である。従来のエレベータ装置においては、カゴ内の負荷変動に応じて、ブレーキトルクを変化させることはできない。上記の特許文献１においても、ブレーキトルクは常に一定である。

通常のカゴの着床時においては、予め設定された停止速度パターンに基づいてカゴが停止する。従って、適切な停止速度パターンを選択していれば、ブレーキトルクが一定であっても、乗客に衝撃を与えることはない。

しかしながら、非常停止時においては、通常の停止速度パターンよりも速い停止速度パターンで、カゴを停止させる。このとき、ブレーキトルクが一定であると、カゴ内負荷が小さい場合には、不必要に大きな減速度が発生してしまう。そのため、カゴが急激に停止してしまうので、カゴからの衝撃を乗客に与えてしまっていた。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、カゴ内負荷に応じて減速度を制御して、カゴの停止時の衝撃を緩和させることが可能なエレベータ装置を得ることを目的としている。

この発明は、綱車と、前記綱車を回転させるモータと、前記綱車を制動するブレーキと、を備えた巻上機と、カゴとおもりとを繋ぎ、前記綱車に巻回された、ロープと、前記綱車と前記おもりとの間に設けられ、前記ロープが巻回された、そらせ車と、前記そらせ車を支持し、前記そらせ車の垂直方向の移動を可能にする、そらせ車取付梁と、前記カゴのカゴ内負荷の値に応じて、前記そらせ車の垂直方向の位置を制御する位置制御部とを備え、前記位置制御部は、前記カゴ内負荷の増加に応じて前記そらせ車を下方に移動させ、前記カゴ内負荷の減少に応じて前記そらせ車を上方に移動させる、エレベータ装置である。

この発明においては、位置制御部が、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車を下方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車を上方に移動させるようにした。それにより、ロープのトラクションを変化させることができるので、カゴ停止時の減速度を制御して、カゴの停止時の衝撃を緩和させることができる。

この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す部分正面図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す部分側面図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す部分正面図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す部分側面図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示す部分正面図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示す部分側面図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示す部分正面図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示す部分側面図である。 一般的なエレベータ装置におけるカゴ減速度とカゴ内負荷率との関係をグラフで示した説明図である。 この発明の実施の形態１に係るバネによるそらせ車の垂直方向位置の自動調整の原理について説明した説明図である。

カゴを停止させるために必要なブレーキトルクは、カゴ内負荷の値に応じて変化する。しかしながら、従来のエレベータ装置においては、竣工時の試験の際にブレーキトルクの調整を行うため、ブレーキトルクは常に一定であった。そのため、従来のエレベータ装置においては、カゴ内負荷が小さい状態で、カゴが非常停止した場合、大きな減速度が発生していた。そこで、この発明に係るエレベータ装置では、カゴ内負荷変動に応じて、そらせ車の垂直方向位置を自動的に調整できる機構を設けている。これにより、ロープのトラクションを制御し、カゴ停止時の衝撃を緩和させる。

以下、この発明を実施するための実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成を示す模式的な構成図である。図１に示すように、カゴ１及びおもり２が昇降路内に設けられている。昇降路の上部には、巻上機４が設けられている。巻上機４は、カゴ１及びおもり２を昇降させる。巻上機４は巻上機本体と綱車５とを有している。巻上機本体は、モータとブレーキとを含む。綱車５は、モータにより回転される。綱車５には、複数本のロープ３が巻き掛けられている。また、綱車５とおもり２との間にはそらせ車６が配置されている。そらせ車６にも、ロープ３が巻き掛けられている。ロープ３の一端にはカゴ１が連結されている。ロープ３の他端にはおもり２が連結されている。カゴ１及びおもり２は、ロープ３により、昇降路内に吊り下げられている。カゴ１及びおもり２は、綱車５の回転により昇降路１内を昇降される。

また、巻上機４は、巻上機台８に載置されている。巻上機台８は、昇降路の上部に固定されている。巻上機台８には、そらせ車６を取り付けるためのそらせ車取付梁７が設けられている。そらせ車取付梁７は、そらせ車６を支持している。そらせ車取付梁７は、そらせ車６の垂直方向の移動を可能にしている。そらせ車取付梁７は、矩形形状を有している。そらせ車取付梁７の長手方向は、垂直方向、すなわち、昇降方向である。巻上機台８も矩形形状である。巻上機台８の長手方向は、水平方向である。従って、巻上機台８の垂直方向の長さは、そらせ車取付梁７の垂直方向よりも短い。そらせ車取付梁７には、そらせ車６を垂直方向に移動させるための上下調整用溝９が設けられている。上下調整用溝９は、垂直方向、すなわち、昇降方向に延びている。上下調整用溝９内には、そらせ車６の中心軸６１が挿入されている。そらせ車６の中心軸６１は、上下調整用溝９に案内されて、垂直方向に移動することができる。このように、そらせ車取付梁７は、そらせ車６を支持するとともに、そらせ車６を垂直方向に移動させる。

図２Ａ、図２Ｂ、および、図３Ａ、図３Ｂは、本実施の形態に係るエレベータ装置の部分詳細図である。図２Ａ、図２Ｂが、カゴ内負荷が小さい場合を示し、図３Ａ、図３Ｂが、カゴ内負荷が大きい場合を示している。また、図２Ａが正面図、図２Ｂが図２Ａに対応する側面図である。同様に、図３Ａが正面図、図３Ｂが図３Ａに対応する側面図である。

図２Ａ、図２Ｂ、および、図３Ａ、図３Ｂに示すように、１対のそらせ車取付梁７と、1対の巻上機台８とが設けられている。図２Ｂおよび図３に示すように、２つの巻上機台８は、背中合わせに設けられている。２つの巻上機台８の間には、そらせ車取付梁７が設けられている。そらせ車取付梁７も、背中合わせに設けられている。各そらせ車取付梁７を、各巻上機台８が支持している。２つのそらせ車取付梁７の間には、そらせ車７が配置されている。図２Ｂ、図３Ｂに示されるように、各そらせ車取付梁７の上端７１と下端７２とは、同方向に、直角に折り曲げられている。従って、図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、各そらせ車取付梁７の側面の形状は、コの字型になっている。同様に、各巻上機台８の上端８１と下端８２とは、同方向に、直角に折り曲げられている。従って、各巻上機台８の側面の形状は、図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、コの字型になっている。各そらせ車取付梁７の上端７１が、各巻上機台８の上端８１の上に、配置されている。各そらせ車取付梁７の上端７１の下面と、各巻上機台８の上端８１の上面とが、接合されている。各そらせ車取付梁７の垂直方向の長さは、各巻上機台８の垂直方向の長さよりも長い。従って、各そらせ車取付梁７の下端７２は、各巻上機台８の下端８２よりも、下方に位置している。そのため、各巻上機台８の下端８２と各そらせ車取付梁７の下端７２との間には、空間がある。この空間内を、そらせ車６の中心軸６１が、対向して配置された２つの上下調整用溝９に案内されて、垂直方向に移動する。上下調整用溝９は、この空間に対応する部分のそらせ車取付梁７に形成されている。上下調整用溝９は、貫通穴である。そらせ車６の中心軸６１の両端は、これらの上下調整用溝９に挿入されている。そらせ車６の中心軸６１の両端は、上下調整用溝９を介して、外部に突き出ている。

図２Ｂ、図３Ｂに示されるように、そらせ車６の中心軸６１の両端の下面と、各そらせ車取付梁７の下端７２の上面との間には、バネ１０が設けられている。バネ１０は、垂直方向、すなわち、昇降方向に設けられている。バネ１０は、垂直方向に、伸び縮みする。バネ１０は、カゴ内負荷の値に応じて、そらせ車６の垂直方向の位置を制御する位置制御部を構成している。図２Ａ、図２Ｂは、バネ１０が伸びている状態を示す。また、図３Ａ、図３Ｂは、バネ１０が縮んでいる状態を示す。バネ１０は、そらせ車６を支持している。バネ１０は、その伸縮により、そらせ車６を垂直方向に移動させることができる。なお、バネ１０のバネ定数の値が小さすぎると、そらせ車６が支持できず、一方、バネ１０のバネ定数の値が大きすぎると、バネ１０において所望の変位量が得られない。そこで、バネ１０のバネ定数は、バネ１０がそらせ車６を支持でき、且つ、そらせ車６の垂直方向位置の調整が良好に行えるように、適宜、適切な値に選定される。
ここで、バネ定数とは、バネに単位あたりの変位を与えるのに必要な力のことである。すなわち、バネ定数とは、バネに対する荷重とバネの変位との比であり、それらの関係は、下式で表される。
荷重 ＝ バネの変位 × バネ定数

なお、図２Ａ，図２Ｂに示すように、カゴ内負荷が小さいときのそらせ車６を「そらせ車６ａ」と呼び、その場合のバネ１０を「バネ１０ａ」と呼ぶ。同様に、図３Ａ，図３Ｂに示すように、カゴ内負荷が大きいときのそらせ車６を「そらせ車６ｂ」と呼び、その場合のバネ１０を「バネ１０ｂ」と呼ぶ。図から明らかなように、バネ１０ａの圧縮量は、バネ１０ｂの圧縮量よりも小さい。カゴ内負荷が小さくなると、そらせ車６は、そらせ車６ａの位置に移動する。これにより、ロープ３の綱車５への巻付角θが小さくなる。そのため、綱車５とロープ３との間で発生するトラクションが小さくなる。その結果、ブレーキの非常停止時のカゴ１の減速度が小さくなる。なお、以下では、カゴ内負荷が小さい場合の巻付角θをθａ、カゴ内負荷が大きい場合の巻付角θをθｂと呼ぶ。ここで、巻付角θとは、ロープ３と綱車５とが接触している部分に対応する角度のことである。

本実施の形態に係るエレベータ装置の動作を説明する前に、まず、その原理について説明する。

走行中に非常停止する際のカゴの減速度は、（１）エレベータシステムのイナーシャと、（２）ブレーキトルク、及び、（３）綱車５とロープ３との間のトラクションの３つの要素に依存する。これらの３つの要素について、以下に説明する。

（１）エレベータシステムのイナーシャ
エレベータシステムのイナーシャとは、エレベータシステムの慣性力のことである。通常、カゴ動作時に非常停止をした場合、エレベータシステムのイナーシャが小さい場合、すなわち、カゴ内負荷が小さい場合は、カゴ１の減速度が大きくなり、逆に、イナーシャが大きい場合、すなわち、カゴ内負荷が大きい場合は、カゴ１の減速度が小さくなる。

（２）ブレーキトルク
ブレーキトルクとは、巻上機４のブレーキの停止時のトルクのことである。ブレーキトルクが大きい場合は、カゴ１の減速度が大きくなり、逆に、ブレーキトルクが小さい場合は、カゴ１の減速度が小さくなる。

（３）綱車５とロープ３との間のトラクション
巻上機４の綱車５とロープ３との間のトラクションとは、ロープ３と綱車５との間に発生する摩擦力のことである。以下では、この摩擦力を、ロープ３のトラクションと呼ぶ。ロープ３のトラクションによって、巻上機４の回転力が、ロープ３を介して、カゴ１の上下の移動に変換される。従って、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが長ければ長いほど、すなわち、巻付角θが大きいほど、ロープ３のトラクションは大きくなる。逆に、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが短いほど、すなわち、巻付角θが小さいほど、トラクションは小さくなる。ここで、「綱車５に巻き付けるロープ３の長さ」とは、綱車５とロープ３とが接触している部分のロープ３の長さ、すなわち、巻付角θに対応するロープ３の長さである。

次に、トラクションとブレーキトルクとの関係について説明する。
ブレーキトルクがロープ３のトラクションよりも小さい場合は、ブレーキトルクによってカゴ１の減速度が決まる。
一方、ブレーキトルクがロープ３のトラクション以上の場合は、全ブレーキトルクが発生する前に、トラクション限界により、ロープ３と綱車５との間で滑りが発生する。そのため、トラクション限界よりも高いブレーキトルクは、カゴ１には伝わらないことになる。なお、トラクション限界とは、トラクションの最大値のことである。
以上から、ブレーキトルクが一定の場合においても、トラクションの大きさを変化させる事により、カゴ１の減速度を変化させる事が可能となることがわかる。

次に、一般的なエレベータ装置における、カゴ減速度とカゴ内負荷との関係について説明する。図７は、カゴ減速度とカゴ内負荷との関係を示したグラフである。図７において、縦軸はカゴ１の減速度であり、横軸はカゴ内負荷率である。カゴ内負荷率［％］とは、カゴ１の乗車率［％］のことである。

一般的なエレベータ装置においては、おもりの重りが、カゴ質量とカゴ積載量の１／２との和に等しくなるように、おもりの重さを設定する。すなわち、乗車率５０％の時にカゴの重量とおもりの重量とが釣り合うように、おもりの重さを設定する。図７は、そのようなエレベータ装置において、カゴが非常停止した際のカゴの減速度を表している。図７において、Ｄ₁が、上方向に走行中のカゴが非常停止した場合のグラフで、Ｄ₂が、下方向に走行中のカゴが非常停止した場合のグラフである。図７から、以下の特徴が読み取れる。
（ａ）カゴの減速度が最も大きくなる条件は、カゴ内負荷が小さく、かつ、カゴが下方向に移動している場合。
（ｂ）カゴの減速度が最も小さくなる条件は、カゴ内負荷が大きく、かつ、カゴが下方向に移動している場合。
（ｃ）カゴが下方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に伴って、カゴの減速度が小さくなる。
（ｄ）カゴが上方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に伴って、カゴの減速度が大きくなる。すなわち、上記（ｃ）と逆の現象となる。
（ｅ）カゴ内負荷率の変化による、カゴの減速度の最大値と最小値との差分は、カゴが下方向に移動している時の方が、カゴが上方向に移動している時よりも大きい。なお、当該差分とは、減速度の変動幅である。

このように、一般的なエレベータ装置においては、カゴ内負荷率および走行方向によって、減速度が変化する。そのため、カゴが非常停止すると、大きな減速度が発生する場合がある。そこで、本実施の形態では、カゴ内負荷変動に応じて、減速度を調整することで、大きな減速度の発生を抑える。具体的には、バネ１０を用いて、そらせ車６の垂直方向位置を調整する。これにより、ロープ３のトラクションを変化させ、非常停止時の衝撃を緩和する。衝撃を緩和するためには、特に、上記（ａ）の場合の減速度が大きいので、上記（ａ）の場合の減速度の低減を図ることが重要である。そのため、本実施の形態では、特に、上記（ａ）の場合の減速度の低減に着目する。

本実施の形態に係るエレベータ装置の動作について説明する。
上述したように、本実施の形態においては、カゴ１内の負荷の変動に応じて、そらせ車６の垂直方向位置を調整する。
そらせ車６の垂直方向位置の調整のために、本実施の形態においては、バネ１０とそらせ車取付梁７とが設けられている。そらせ車取付梁７には、上下調整用溝９が設けられている。そらせ車６は、そらせ車取付梁７により支持されている。そらせ車６の中心軸６１は、上下調整用溝９に案内されて、垂直方向に移動する。これにより、そらせ車６は垂直方向に移動する。具体的には、カゴ内負荷が小さいときは、図２Ａ，図２Ｂに示されるように、バネ１０が伸びて、そらせ車６が上方向に移動する。一方、カゴ内負荷が大きいときは、図３Ａ，図３Ｂに示されるように、バネ１０が縮んで、そらせ車６が下方向に移動する。

このように、カゴ１内の負荷が小さい時は、そらせ車６が上方向に移動することで、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが短く、巻付角θが小さくなる。すなわち、図２Ａに示す、θ＝θａの状態である。これにより、綱車５とロープ３との接触面積が小さくなるので、ロープ３のトラクションが低下する。このため、巻上機４のブレーキのブレーキトルクが一定でも、カゴ１の減速度を小さくする事ができる。

一方、カゴ１内の負荷が大きい時は、そらせ車６が下方向に移動することで、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが長く、巻付角θが大きくなる。すなわち、図３Ａに示す、θ＝θｂの状態である。これにより、綱車５とロープ３との接触面積が大きくなるので、ロープ３のトラクションが上昇する。このため、巻上機４のブレーキのブレーキトルクが一定でも、カゴ１の減速度を大きくする事ができる。

こうすることで、上記（ａ）の場合の減速度を低減することができる。また、上記（ｅ）の差分についても、カゴ１が下方向に移動している場合の差分を小さくすることができる。このように、本実施の形態は、カゴが下方向に移動している場合に、特に有効である。カゴが上方向に移動している場合には、逆の動作になる。そのため、カゴ内負荷が大きい場合には、減速度を低減することができるので、本実施の形態は有効である。一方、カゴ内負荷が小さい場合には、減速度が増加してしまうが、減速度の絶対値が元々小さいため、それほど、問題はない。
従って、本実施の形態においては、カゴ１が非常停止しても、常に大きな減速度が発生しないので、非常停止時の衝撃を緩和することができる。

上述したように、本実施の形態においては、カゴ１内の負荷の変動に応じて、そらせ車６の垂直方向位置が自動的に調整されるように、バネ１０を設けている。バネ１０による自動調整方法について以下に説明する。

図８に示すように、そらせ車６の中心軸６１には、そらせ車６を介して、ロープ３から、斜め下方向に負荷Ｌが掛かる。負荷Ｌの方向は、ロープ３とそらせ車６との接点Ｐとそらせ車６の中心とを結ぶ直線の方向と一致する。このとき、ロープ３に生じる張力が大きくなればなるほど、そらせ車６の中心軸６１には、大きな負荷Ｌが生じることになる。ロープ３に生じる張力は、カゴ１内の負荷が大きいときに大きくなり、カゴ１内の負荷が小さいときに小さくなる。
負荷Ｌは、図８に示すように、分力Ｌ₁，Ｌ₂に分けることができる。分力Ｌ₁は、下方向の分力である。分力Ｌ₂は、綱車５とそらせ車６との間のロープ３の向きに平行な方向の分力である。従って、負荷Ｌが大きくなれば、同時に、分力Ｌ₁も大きくなる。そのため、カゴ１内の負荷が大きくなればなるほど、分力Ｌ₁も大きくなる。

この原理により、カゴ１内の負荷が小さい場合には、分力Ｌ₁が小さいため、図２Ａ，図２Ｂに示すように、バネ１０は伸びている。従って、そらせ車６の垂直方向位置は高い。
一方、カゴ１内の負荷が大きい場合には、分力Ｌ₁が大きいため、図３Ａ，図３Ｂに示すように、バネ１０は縮んでいる。従って、そらせ車６の垂直方向位置は低い。

このように、本実施の形態においては、バネ１０により、カゴ１内の負荷の変動に応じて、そらせ車６の垂直方向位置が自動的に調整される。バネ１０の圧縮量は、カゴ１内の負荷とバネ定数とにより、一意に決定される。そのため、バネ１０のバネ定数を適宜選定する事により、カゴ１内の負荷に追従させて、そらせ車６を所望の位置に調整することができる。そのため、カゴ１内の負荷を測定しなくても、常に、ロープ３の巻付角θを自動的に最適な値に調整することができる。従って、本実施の形態においては、カゴ１内の負荷を測定するためのセンサーを設ける必要もない。

以上のように、本実施の形態においては、エレベータ装置が、綱車５と、綱車５を回転させるモータと、綱車５を制動するブレーキとを備えた巻上機４と、カゴ１とおもり２とを繋ぎ、綱車５に巻回された、ロープ３と、綱車５とおもり２との間に設けられ、ロープ３が巻回された、そらせ車６と、そらせ車６を支持し、そらせ車６の垂直方向の移動を可能にする、そらせ車取付梁７と、カゴ１のカゴ内負荷の値に応じて、そらせ車６の垂直方向の位置を制御する位置制御部としてのバネ１０とを備えている。バネ１０は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車６を下方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車を上方に移動させる。そらせ車６の上下方向の移動により、ロープ３のトラクションを調整することができるので、カゴ内負荷に応じて、非常停止時の減速度を制御して衝撃を緩和させることができる。

また、本実施の形態においては、そらせ車取付梁７が、そらせ車６の中心軸６１を上下方向にのみ移動可能にする上下調整用溝９を備えている。これにより、中心軸６１は、上下移動のみが可能で、横方向に移動することはない。従って、そらせ車６の動きが安定する。

また、本実施の形態では、そらせ車６とそらせ車取付梁７の下端７２との間に、位置制御部としての、バネ１０が設けられている。バネ１０は、カゴ内負荷の変動に追従して、伸縮する。そのため、そらせ車６の上下位置は、バネ１０の伸縮により、自動的に移動する。具体的には、カゴ内負荷が大きい時は、当該カゴ内負荷に応じてバネ１０が縮んで、そらせ車６の位置が下方向に移動する。一方、カゴ内負荷が小さい時は、当該カゴ内負荷に応じてバネ１０が伸びて、そらせ車６の位置が上方向に移動する。このため、バネ１０のバネ定数を適切に選定することにより、そらせ車６の移動距離を任意に決める事ができる。そのため、カゴ１内の負荷を測定しなくても、常に、ロープ３の巻付角θを自動で最適な値とすることができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成を示す模式的なブロック図である。本実施の形態と上記の実施の形態１との主要な相違点は、本実施の形態においては、バネ１０の代わりに、アクチュエータ１１が設けられている点である。以下、本実施の形態について詳細に説明する。

本実施の形態においては、巻上機４の巻上機本体２０には、モータ１８と、ブレーキ１６と、エンコーダ１２とが設けられている。

エンコーダ１２は、モータ１８の回転方向を検出することで、綱車５の回転方向を検出する検出器である。エンコーダ１２は、綱車５の回転方向に応じた信号を発生する。エンコーダ１２からの信号の正負により、綱車５の回転方向、すなわち、カゴ１の移動方向を検知することができる。

巻上機４の他の構成については、実施の形態１と同じであるため、ここでは、説明を省略する。

また、カゴ１には、秤装置１３が設けられている。秤装置１３は、カゴ１内の重量を、カゴ内負荷として検出する。秤装置１３は、検出したカゴ内負荷に応じた信号を出力する。

エンコーダ１２からの信号、及び、秤装置１３からの信号は、エレベータ制御装置１４へ伝送される。エレベータ制御装置１４は、これらの信号に基づいて、後述するアクチュエータ制御装置１９を介して、アクチュエータ１１の伸縮を制御する。従って、本実施の形態においては、エレベータ制御装置１４が、カゴ１の移動方向およびカゴ内負荷に応じて、アクチュエータ１１の伸縮量を演算する伸縮量演算部を構成している。

また、エレベータ制御装置１４は、電力変換装置１５を介して、巻上機４のモータ１８を動作させる。さらに、エレベータ制御装置１４は、ブレーキ制御装置１７を介して、ブレーキ１６を動作させる。

本実施の形態においては、そらせ車６に対し、アクチュエータ１１が設けられている。アクチュエータ１１は、垂直方向に設けられている。アクチュエータ１１は、そらせ車６を支持している。アクチュエータ１１は、そらせ車６を垂直方向に移動させることができる。エレベータ制御装置１４からの信号が、アクチュエータ制御装置１９を介して、アクチュエータ１１に伝送される。当該信号により、アクチュエータ１１が動作する。こうして、そらせ車６は、アクチュエータ１１により、上下に動かされる。

本実施の形態においては、アクチュエータ１１と、秤装置１３と、エンコーダ１２と、エレベータ制御装置１４と、アクチュエータ制御装置１９とが、カゴ内負荷の値に応じて、そらせ車６の垂直方向の位置を制御する位置制御部を構成している。

次に、図５Ａ、図５Ｂ、および、図６Ａ、図６Ｂを用いて、アクチュエータ１１の構成について説明する。図５Ａ、図５Ｂ、および、図６Ａ、図６Ｂは、本実施の形態に係るエレベータ装置の部分詳細図である。図５Ａ、図５Ｂが、カゴ内負荷が小さい場合を示し、図６Ａ、図６Ｂが、カゴ内負荷が大きい場合を示している。また、図５Ａが正面図、図５Ｂが図５Ａに対応する側面図である。図６Ａが正面図、図６Ｂが図６Ａに対応する側面図である。

アクチュエータ１１は、上端部１１１と、下端部１１２と、上端部１１１と下端部１１２とを繋ぐアーム１１３とから構成されている。アクチュエータ１１のアーム１１３は、垂直方向、すなわち、昇降方向に設けられている。アクチュエータ１１のアーム１１３は、垂直方向に伸縮する。本実施の形態においては、アーム１１３の伸縮により、そらせ車６が、上下調整用溝９に案内されて、上下に移動する。

なお、図５Ａ，図５Ｂに示すように、カゴ内負荷が小さい場合のそらせ車６のを「そらせ車６ａ」と呼び、その場合のアクチュエータ１１を「アクチュエータ１１ａ」と呼ぶ。同様に、図６Ａ，図６Ｂに示すように、カゴ内負荷が大きい場合のそらせ車６を「そらせ車６ｂ」と呼び、その場合のアクチュエータ１１を「アクチュエータ１１ｂ」と呼ぶ。

このように、本実施の形態においては、アクチュエータ１１が、そらせ車６を支持するとともに、そらせ車６の垂直方向位置を調整する。エンコーダ１２と秤装置１３とからの信号に基づいて、エレベータ制御装置１４が、アクチュエータ１１を伸ばすか又は縮めるかを決定する。また、エレベータ制御装置１４は、伸ばす場合には、その伸び量を演算し、縮める場合には、その縮め量を演算する。エレベータ制御装置は、それらの演算結果に基づいて、アクチュエータ制御装置１９を制御する。当該制御により、アクチュエータ制御装置１９は、アクチュエータ１１のアーム１１３の伸縮を調整する。アーム１１３が伸縮する事により、そらせ車６は、以下のように移動する。

（１）カゴが下方向に移動している場合：
・カゴ内負荷が小さい場合は、そらせ車６を上方向に移動させる。
・カゴ内負荷が大きい場合は、そらせ車６を下方向に移動させる。

（２）カゴが上方向に移動している場合：
・カゴ内負荷が小さい場合は、そらせ車６を下方向に移動させる。
・カゴ内負荷が大きい場合は、そらせ車６を上方向に移動させる。

上記（１）は実施の形態１と同じ動作であるが、上記（２）は実施の形態１と逆の動作である。図７のグラフからわかるように、カゴが下方向に移動している場合には、カゴ内負荷が小さい場合は減速度を小さくし、カゴ内負荷が大きい場合は減速度を大きくすることが望ましい。したがって、本実施の形態では、上記（１）のように、そらせ車６を移動させる。一方、 カゴが上方向に移動している場合には、カゴ内負荷が小さい場合は減速度を大きくし、カゴ内負荷が大きい場合は減速度を小さくすることが望ましい。したがって、本実施の形態では、上記（２）のように、そらせ車６を移動させる。
上記動作により、カゴ１が下方向へ移動している際の効果は実施の形態１と同じであるが、上方向へカゴ１が移動している際には、実施の形態１に比べて、さらに、カゴ１の減速度を低減することが可能となる。

このように、本実施の形態においては、アクチュエータ１１が、カゴ１が下方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車６を下方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車６を上方に移動させる。一方、カゴ１が上方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車６を上方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車６を下方に移動させる。

アクチュエータ１１の伸縮量は、例えば、以下のようにして決定する。
カゴ１が上方向に移動の場合と下方向に移動の場合とに分けて、２つのルックアップテーブルを用意する。各ルックアップテーブルは、カゴ内負荷率［％］とアクチュエータ１１の長さ［ｃｍ］との対応関係が予め定められている。例えば、上方向のルックアップテーブルでは、カゴ内負荷率が０％以上２０％未満の場合は、アクチュエータ１１の長さが○○ｃｍ、カゴ内負荷率が２０％以上４０％未満の場合は、アクチュエータ１１の長さが△△ｃｍ、・・・というように、予め決定されている。下方向のルックアップテーブルでも同様である。これにより、エレベータ制御装置１４は、現在のカゴ内負荷に対応するアクチュエータ１１の長さを、当該ルックアップテーブルから検索する。そうして、エレベータ制御装置１４は、現在のアクチュエータ１１の長さと検索したアクチュエータ１１の長さとを比較して、アクチュエータ１１の伸縮量を決定する。
なお、アクチュエータ１１の伸縮量の決定方法は、この場合に限らない。たとえば、カゴ１が上方向に移動の場合と下方向に移動の場合ごとに、カゴ内負荷をパラメータとする関数を用意しておき、当該関数により演算するようにしてもよい。あるいは、他の方法により、演算するようにしてもよい。

他の構成および動作については、実施の形態１と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、エレベータ装置が、カゴ１とおもり２とを繋ぐロープ３と、ロープ３が巻掛けられた綱車５及びそらせ車６と、そらせ車６の垂直方向位置を調整可能にそらせ車６を支持するそらせ車取付梁７とを備えている。本実施の形態においては、カゴ内負荷とカゴ１の移動方向とに応じて、上記（１），（２）に示したように、そらせ車６を上方向または下方向に移動させる。

これにより、カゴ１が下方向に移動していて、且つ、カゴ内負荷が小さい場合、および、カゴ１が上方向に移動していて、且つ、カゴ内負荷が大きい場合には、そらせ車６を上方向に移動させる。これにより、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが短くなり、巻付角θが小さくなる。その結果、ロープ３のトラクションが低下する。このため、巻上機４のブレーキのブレーキトルクが一定の場合においても、カゴ１の減速度を小さくする事ができる。

一方、カゴ１が上方向に移動していて、且つ、カゴ内負荷が小さい場合、および、カゴ１が下方向に移動していて、且つ、カゴ内負荷が大きい場合には、そらせ車６を下方向に移動させる。これにより、綱車５に巻き付けるロープ３の長さが長くなり、巻付角θが大きくなる。その結果、ロープ３のトラクションが増加する。このため、巻上機４のブレーキのブレーキトルクが一定の場合においても、カゴ１の減速度を大きくする事ができる。

以上のように、本実施の形態においても、カゴ内負荷に応じて、そらせ車６の垂直方向位置を移動させるようにしたので、上記の実施の形態１と同様に、カゴ内負荷に応じて非常停止時の減速度を制御して衝撃を緩和させることができる。

さらに、本実施の形態においては、エンコーダ１２により、カゴ１が上方向に移動しているのか、あるいは、カゴ１が下方向に移動しているのかを、検出することができる。それにより、カゴ内負荷だけでなく、カゴの移動方向も考慮して、そらせ車６の垂直方向位置を移動させる。その結果、カゴ１が上方向および下方向のいずれの方向に移動している場合にも、乗客に衝撃を与えるような大きな減速度の発生を常に抑えることができ、さらに、カゴ１の減速度の変動幅を低減することが可能となる。

また、本実施の形態においては、位置制御部を、そらせ車を支持する、伸縮可能なアクチュエータ１１と、カゴ内負荷を測定する秤装置１３と、モータ１８の回転方向を検知することで、カゴ１の移動方向を検知するエンコーダ１２と、秤装置１３で測定されたカゴ内負荷とエンコーダ１２で検知されたカゴ１の移動方向とに基づいて、アクチュエータ１１の伸縮量を演算する伸縮量演算部としてのエレベータ制御装置１４と、伸縮量演算部で演算された伸縮量に基づいて、アクチュエータ１１を伸縮させるアクチュエータ制御装置１９とから構成した。アクチュエータ１１は、カゴ内負荷の変動およびカゴの移動方向に応じて伸縮することにより、そらせ車６の垂直方向の位置を制御する。これにより、アクチュエータ１１が、カゴ内負荷の変動およびカゴの移動方向に応じて、そらせ車６の位置を制御することができる。上記の実施の形態１は、特に下方向にカゴ１が移動している場合に有効であったが、本実施の形態においては、上方向および下方向のいずれの場合にも有効である。

本実施の形態では、アクチュエータ１１は、カゴ１が下方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車６を下方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車６を上方に移動させる。一方、カゴ１が上方向に移動している場合は、カゴ内負荷の増加に応じてそらせ車６を上方に移動させ、カゴ内負荷の減少に応じてそらせ車６を下方に移動させる。これにより、カゴ１が上方向および下方向のいずれの方向に移動している場合においても、不必要な大きな減速度が発生することを抑えることができる。また、カゴ１が上方向および下方向のいずれの方向に移動している場合においても、減速度の変動幅を小さくすることができる。

Claims (5)

1. 綱車と、前記綱車を回転させるモータと、前記綱車を制動するブレーキと、を備えた巻上機と、
   カゴとおもりとを繋ぎ、前記綱車に巻回された、ロープと、
   前記綱車と前記おもりとの間に設けられ、前記ロープが巻回された、そらせ車と、
   前記そらせ車を支持し、前記そらせ車の垂直方向の移動を可能にする、そらせ車取付梁と、
   前記カゴのカゴ内負荷の値に応じて、前記そらせ車の垂直方向の位置を制御する位置制御部と
   を備え、
   前記位置制御部は、前記カゴ内負荷の増加に応じて前記そらせ車を下方に移動させ、前記カゴ内負荷の減少に応じて前記そらせ車を上方に移動させる、
   エレベータ装置。
2. 前記そらせ車取付梁は、垂直方向に設けられ、前記そらせ車の軸が挿入されて、前記軸の垂直方向の移動を案内する上下調整溝を有している
   請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 前記位置制御部は、前記そらせ車を支持するバネから構成され、
   前記バネは、前記カゴ内負荷の変動に応じて伸縮することにより、前記そらせ車の垂直方向の位置を制御する
   請求項１または２に記載のエレベータ装置。
4. 前記位置制御部は、
   前記そらせ車を支持する、伸縮可能なアクチュエータと、
   前記カゴ内負荷を測定する秤装置と、
   前記モータの回転方向を検知することで、前記カゴの移動方向を検知するエンコーダと、
   前記秤装置で測定された前記カゴ内負荷と前記エンコーダで検知された前記カゴの移動方向とに基づいて、前記アクチュエータの伸縮量を演算する伸縮量演算部と、
   前記伸縮量演算部で演算された前記伸縮量に基づいて、前記アクチュエータを伸縮させるアクチュエータ制御装置と
   から構成され、
   前記アクチュエータは、前記カゴ内負荷の変動および前記カゴの移動方向に応じて伸縮することにより、前記そらせ車の垂直方向の位置を制御する
   請求項１または２に記載のエレベータ装置。
5. 前記アクチュエータは、
   前記カゴが下方向に移動している場合は、前記カゴ内負荷の増加に応じて前記そらせ車を下方に移動させ、前記カゴ内負荷の減少に応じて前記そらせ車を上方に移動させ、
   前記カゴが上方向に移動している場合は、前記カゴ内負荷の増加に応じて前記そらせ車を上方に移動させ、前記カゴ内負荷の減少に応じて前記そらせ車を下方に移動させる、
   請求項４に記載のエレベータ装置。

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