JPWO2017130271A1 - エレベータの秤装置 - Google Patents

Abstract

エレベータの秤装置は、かご（１）を吊り下げる主索（４）に設けられる反射板（１１）と、主索（４）に設けられ、レーザ光を反射板（１１）に投光して反射板（１１）からの反射光を受光することで反射板（１１）までの距離（Ｌ）を測定して出力するレーザ変位計（１０）と、レーザ変位計（１０）から入力された距離（Ｌ）に対応するロープ伸び量（Δε）を計算し、計算されたロープ伸び量（Δε）からかご内負荷を計算する制御装置（１２）と、を備えて構成されている。

Description

本発明は、エレベータのかご内負荷を検出するエレベータの秤装置に関する。

従来から、主索に接続されるシャックルに取付けられるシャックルバネの変位を差動トランスで検出することでかご内負荷を検出するように構成されたエレベータの秤装置がある（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、特許文献１に記載のエレベータの秤装置は、エレベータのかご枠を構成する上梁と、上梁に上下動自在に挿通支持された複数のシャックルと、複数のシャックルにそれぞれ接続された主索と、上梁上に立設された複数のガイドと、複数のガイドにそれぞれ嵌通されシャックルとともに上下動する複数の検出板と、上梁に取着された検出板の上下動に基づきエレベータかごの重量を検出する差動トランスとを備えている。

特開平３−９８９７４号公報

従来のエレベータの秤装置は、上記のように構成されているので、既存のエレベータに秤装置を追加する場合、かご枠の上梁とシャックルとの間に差動トランスを含んだ秤装置を取り付けなければならない。そのため、既存のシャックルの長さでは、秤装置とシャックルとが干渉するので、ロッド部の長いシャックルへ交換しなければならないという問題点がある。また、シャックルを交換するには、かごを固定し、ロープにかかる張力を抜く作業が必要となるため据付作業が長期化するという問題もある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、既存のエレベータに対して容易に後付けすることができるとともに、秤装置を追加するための工期を従来よりも短縮することのできるエレベータの秤装置を得ることを目的とする。

本発明におけるエレベータの秤装置は、かごを吊り下げる主索に設けられる反射板と、主索に設けられ、レーザ光を反射板に投光して反射板からの反射光を受光することで反射板までの距離を測定して出力するレーザ変位計と、レーザ変位計から入力された距離に対応するロープ伸び量を計算し、計算されたロープ伸び量からかご内負荷を計算する制御装置と、を備えたものである。

本発明によれば、既存のエレベータに対して容易に後付けすることができるとともに、秤装置を追加するための工期を従来よりも短縮することのできるエレベータの秤装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるエレベータの秤装置を備えたエレベータ装置を示す構成図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータの秤装置の正面図である。 本発明の実施の形態１における制御装置がかご内負荷を計算する方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態２における制御装置がかご内負荷を計算する方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態３におけるエレベータの秤装置の正面図である。

以下、本発明によるエレベータの秤装置を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるエレベータの秤装置を備えたエレベータ装置を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるエレベータの秤装置の正面図である。

昇降路内には、かご１および釣合錘３が、駆動シーブ５およびそらせ車６に巻き掛けられている主索４により吊り下げられている。主索４の一端部は、かご枠２のかご枠上梁９に設けられているシャックル１３に接続されている。駆動シーブ５は、巻上機（図示せず）の駆動力により回転する。かご１および釣合錘３は、駆動シーブ５の回転により昇降路内を上下方向へ移動する。

釣合鎖７は、かご１側と釣合錘３側との間の重量バランスを調整するために設けられており、一端部がかご１側に接続され、他端部が釣合錘３側に接続されて吊り下げられている。制御ケーブル８は、かご１の各種機器および後述するレーザ変位計１０を制御装置１２が制御するために設けられており、一端部がかご１側に接続され、他端部が制御装置１２側に接続されて吊り下げられている。

エレベータの秤装置は、かご１を吊り下げる主索４に設けられているレーザ変位計１０および反射板１１と、制御装置１２とを備える。

レーザ変位計１０は、非接触式のレーザ変位計であり、レーザ光を投光するための投光面と、反射板１１からの反射光を受光するための受光面とを有する。レーザ変位計１０は、投光面からレーザ光を反射板１１に投光して反射板１１からの反射光を受光面で受光することで反射板１１までの距離Ｌを測定し、その測定結果を、制御ケーブル８を介して制御装置１２に出力する。

レーザ変位計１０は、投光面および受光面を下に向けて、主索４の一端部側、すなわち、主索４のシャックル１３側に設けられている。このように、投光面および受光面が下に向けられてレーザ変位計１０が主索４に設けられることで、埃の堆積および汚れに起因したレーザ変位計１０の誤作動を防止することができる。

反射板１１は、レーザ変位計１０の投光面から投光されるレーザ光を反射してレーザ変位計１０の受光面に入射するために設けられており、主索４の一端部側に設けられている。反射板１１は、レーザ変位計１０とシャックル１３との間であって、レーザ変位計１０から一定距離分離れて位置している。

制御装置１２は、例えば、メモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、システムＬＳＩ等の処理回路によって実現される。制御装置１２は、レーザ変位計１０の動作を制御するとともに、かご１の昇降といったエレベータ装置全体の動作を制御する。

制御装置１２は、レーザ変位計１０から入力された距離Ｌに対応するロープ伸び量Δεを計算し、そのロープ伸び量Δεから、かご１の積載重量に相当するかご内負荷を計算する。また、制御装置１２は、計算されたロープ伸び量Δεの大きさから、かご１の過積載を検出する。

次に、制御装置１２がかご内負荷を計算する方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における制御装置１２がかご内負荷を計算する方法を示す説明図である。

なお、図３では、横軸をロープ伸び量Δε、縦軸をかご重量Ｗとしている。ロープ伸び量Δεは、あらかじめ決められた基準値に対する距離Ｌの変化量、すなわち、距離Ｌと基準値との差を示す。つまり、レーザ変位計１０によって測定された距離Ｌと、基準値との差を計算することで、距離Ｌに対応するロープ伸び量Δεを計算することができる。また、かご重量Ｗは、かご１の自重と、かご１のかご内負荷と、釣合鎖７の重量と、制御ケーブル８の重量との和を示す。かご重量Ｗが大きいほど、主索４が引っ張られるので、距離Ｌが大きくなり、その結果、ロープ伸び量Δεが大きくなる。

まず、制御装置１２は、かご内負荷を計算するにあたって、ロープ伸び量Δεとかご重量Ｗとが関連付けられるマップを生成する以下のマップ生成処理を実行する。例えば秤装置を据え付けた後の秤装置の調整時に、マップ生成処理がはじめて実行される。

制御装置１２は、かご内負荷がゼロでかご１が最下階に位置する状態（以下、第１のかご状態と称す）のときの距離Ｌを第１の距離Ｌ１として測定するようにレーザ変位計１０を制御する。具体的には、制御装置１２は、かご内負荷がゼロのときにかご１を最下階に移動させ、レーザ変位計１０を制御することで、第１のかご状態に対応する第１の距離Ｌ１を取得する。また、制御装置１２は、第１の距離Ｌ１に対応する第１のロープ伸び量Δε１を計算する。

続いて、制御装置１２は、かご内負荷がゼロでかご１が最上階に位置する状態（以下、第２のかご状態と称す）のときの距離Ｌを第２の距離Ｌ２として測定するようにレーザ変位計１０を制御する。具体的には、制御装置１２は、かご内負荷がゼロのときにかご１を最上階に移動させ、レーザ変位計１０を制御することで、第２のかご状態に対応する第２の距離Ｌ２を取得する。また、制御装置１２は、第２の距離Ｌ２に対応する第２のロープ伸び量Δε２を計算する。

ここで、かご１の自重およびかご１のかご内負荷は、かご１の位置によらず同じである。一方、釣合鎖７の重量は、かご１の位置に応じてかご１へ吊り下がっている釣合鎖７の長さが変化するので、かご１の位置によって変化する。同様に、制御ケーブル８の重量は、かご１の位置に応じてかご１へ吊り下がっている制御ケーブル８の長さが変化するので、かご１の位置によって変化する。

したがって、第１のかご状態のときの第１のかご重量Ｗ１と、第２のかご状態のときの第２のかご重量Ｗ２との第１の重量差ΔＷ１は、第１のかご状態と第２のかご状態との間における釣合鎖７の重量差と、第１のかご状態と第２のかご状態との間における制御ケーブル８の重量差との和に相当する。ここで、かご１へ吊り下がっている釣合鎖７および制御ケーブル８のそれぞれの長さは、かご１の位置ごとに既知であり、釣合鎖７および制御ケーブル８のそれぞれの単位長さ当たりの重量も既知である。そのため、第１の重量差ΔＷ１をあらかじめ求めることができ、その第１の重量差ΔＷ１は、記憶装置（図示せず）に記憶されている。

続いて、制御装置１２は、第１のロープ伸び量Δε１と、第２のロープ伸び量Δε２と、記憶装置に記憶される第１の重量差ΔＷ１とから、マップを生成し、そのマップを記憶装置に記憶する。具体的には、ロープ伸び量Δεとかご重量Ｗとの関係が線形であると仮定し、第１のかご状態に対応する第１のロープ伸び量Δε１および第１のかご重量Ｗ１と、第２のかご状態に対応する第２のロープ伸び量Δε２および第２のかご重量Ｗ２とを線形近似することで、マップを生成するように構成されている。なお、図３では、第１のかご状態に対応する第１のロープ伸び量Δε１および第１のかご重量Ｗ１を点Ａ（Δε１，Ｗ１）として図示し、第２のかご状態に対応する第２のロープ伸び量Δε２および第２のかご重量Ｗ２を点Ｂ（Δε２，Ｗ２）として図示している。

このように、制御装置１２は、マップ生成処理において、点Ａおよび点Ｂをロープ伸び量Δεの実測値から求め、それらの点Ａおよび点Ｂの２点を用いて線形近似することで、ロープ伸び量Δεとかご重量Ｗとが関連付けられるマップを生成するように構成されている。

制御装置１２は、レーザ変位計１０から入力された距離Ｌに対応するロープ伸び量Δεを計算し、記憶装置に記憶されるマップに従って、そのロープ伸び量Δεからかご内負荷を計算する。

具体的には、一例として、以下のようにかご内負荷が計算される。制御装置１２は、かご１が最下階に位置するときにレーザ変位計１０から入力された距離Ｌを取得し、取得された距離Ｌに対応するロープ伸び量Δε、すなわち、かご１が最下階に位置するときのロープ伸び量Δεを計算する。ここで、かご１が最下階に位置するときのかご重量Ｗと、第１のかご重量Ｗ１との重量差がかご内負荷に相当する。そこで、制御装置１２は、計算されたロープ伸び量Δεを用いて、その重量差をマップから計算し、その計算値をかご内負荷の値とする。

また、別例として、以下のようにかご内負荷が計算される。制御装置１２は、かご１が最上階に位置するときにレーザ変位計１０から入力された距離Ｌを取得し、取得された距離Ｌに対応するロープ伸び量Δε、すなわち、かご１が最上階に位置するときのロープ伸び量Δεを計算する。ここで、かご１が最上階に位置するときのかご重量Ｗと、第２のかご重量Ｗ２との重量差がかご内負荷に相当する。そこで、制御装置１２は、計算されたロープ伸び量Δεを用いて、その重量差をマップから計算し、その計算値をかご内負荷の値とする。

このように、制御装置１２は、レーザ変位計から入力された距離Ｌに対応するロープ伸び量Δεを計算し、計算されたロープ伸び量Δεからかご内負荷を計算するように構成されている。

次に、制御装置１２がマップを補正する方法について説明する。ここで、マップを用いてロープ伸び量Δεからかご内負荷を計算するように構成されているので、主索４の経年劣化および主索４のロープテンションのばらつきの変化等の要因によって、かご内負荷の検出精度が悪くなる可能性がある。したがって、制御装置１２は、このような要因を考慮して、マップを補正することが望ましい。

そこで、制御装置１２は、定期的にまたは保守点検時といったあらかじめ決められた時期にマップ生成処理を再度実行することで、記憶装置に記憶されるマップを補正する。このように構成することで、補正後のマップを用いてかご内負荷が計算されるので、かご内負荷の検出精度の劣化を抑制することができる。

次に、制御装置１２がかご１の過積載を検出する方法について、先の図３を参照しながら説明する。

ここで、第１のかご状態と、かご内負荷が最大許容値でかご１が最下階に位置する状態（以下、第３のかご状態と称す）とを考える。なお、最大許容値は、かご１が過積載状態であるか否かを判定するための閾値であり、あらかじめ決められるものである。

この場合、第１のかご状態および第３のかご状態のいずれもかご１が最下階に位置するので、第１のかご状態と第３のかご状態との間における釣合鎖７の重量差と、第１のかご状態と第３のかご状態との間における制御ケーブル８の重量差とは、ともにゼロである。したがって、第１のかご状態のときの第１のかご重量Ｗ１と、第３のかご状態のときの第３のかご重量Ｗ３との第２の重量差ΔＷ２は、最大許容値に相当するので、あらかじめ求めることができ、その第２の重量差ΔＷ２は、記憶装置に記憶されている。

制御装置１２は、マップに従って、記憶装置に記憶される第２の重量差ΔＷ２から、第３のかご状態のときのロープ伸び量Δεを第３のロープ伸び量Δε３として計算する。なお、図３では、第３のかご状態に対応する第３のロープ伸び量Δε３および第３のかご重量Ｗ３を点Ｃ（Δε３，Ｗ３）として図示している。このように構成することで、かご内負荷が最大許容値となるようにかご１へ実際に積載物を積載しなくても、第２の重量差ΔＷ２を用いて、マップから第３のロープ伸び量Δε３を容易に計算することができる。

制御装置１２によって計算された第３のロープ伸び量Δε３は、かご内負荷が最大許容値であるときにとりうるロープ伸び量Δεに対応する。また、ロープ伸び量Δεが第３のロープ伸び量Δε３よりも大きい場合、かご内負荷が最大許容値よりも大きく、かご１が過積載状態であることが分かる。そこで、制御装置１２は、ロープ伸び量Δεが第３のロープ伸び量Δε３よりも大きい場合、かご１が過積載状態であると判定する。このように構成することで、ロープ伸び量Δεの大きさから、かご１の過積載を検出することができる。

以上、本実施の形態１によれば、かごを吊り下げる主索に設けられる反射板と、主索に設けられ、反射板までの距離を測定して出力するレーザ変位計と、レーザ変位計から入力された距離に対応するロープ伸び量を計算し、計算されたロープ伸び量からかご内負荷を計算する制御装置とを備えてエレベータの秤装置が構成されている。

これにより、既存のエレベータに対して秤装置を追加する際にシャックル等の部品の交換を必要としないので、容易に後付けすることができ、秤装置を追加するための工期を従来よりも短縮することができる。また、従来のシャックルバネの変位量ではなく、既存の主索の伸び量を、非接触式のレーザ変位計によって測定するので、その他の部品に対して影響を与えることなく、秤装置を追加することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１とは異なるマップ生成処理を実行する制御装置１２を備えたエレベータの秤装置について説明する。なお、本実施の形態２では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

図４は、本発明の実施の形態２における制御装置１２がかご内負荷を計算する方法を示す説明図である。なお、図４では、先の図３と同様に、横軸をロープ伸び量Δε、縦軸をかご重量Ｗとしている。

制御装置１２は、先の実施の形態１と同様に、第１の距離Ｌ１に対応する第１のロープ伸び量Δε１と、第２の距離Ｌ２に対応する第２のロープ伸び量Δε２とを計算する。

制御装置１２は、第３のかご状態のときの距離Ｌを第３の距離Ｌ３として測定するようにレーザ変位計１０を制御する。この場合、かご内負荷が最大許容値となるようにかご１へ実際に積載物を積載する必要がある。制御装置１２は、かご内負荷が最大許容値のときにかご１を最下階に移動させ、レーザ変位計を制御することで、第３のかご状態に対応する第３の距離Ｌ３を取得する。また、制御装置１２は、第３の距離Ｌ３に対応する第３のロープ伸び量Δε３を計算する。

続いて、制御装置１２は、第１のロープ伸び量Δε１と、第２のロープ伸び量Δε２と、第３のロープ伸び量Δε３と、記憶装置に記憶される第１の重量差ΔＷ１および第２の重量差ΔＷ２とから、マップを生成する。具体的には、ロープ伸び量Δεとかご重量Ｗとの関係が線形であると仮定し、第１のかご状態に対応する第１のロープ伸び量Δε１および第１のかご重量Ｗ１と、第２のかご状態に対応する第２のロープ伸び量Δε２および第２のかご重量Ｗ２と、第３のかご状態に対応する第３のロープ伸び量Δε３および第３のかご重量Ｗ３とを線形近似することで、マップを生成するように構成されている。なお、図４では、第１のかご状態に対応する第１のロープ伸び量Δε１および第１のかご重量Ｗ１を点Ａ（Δε１，Ｗ１）として図示し、第２のかご状態に対応する第２のロープ伸び量Δε２および第２のかご重量Ｗ２を点Ｂ（Δε２，Ｗ２）として図示し、第３のかご状態に対応する第３のロープ伸び量Δε３および第３のかご重量Ｗ３を点Ｃ（Δε３，Ｗ３）として図示している。

このように、制御装置１２は、マップ生成処理において、点Ａおよび点Ｂに加えて、さらに点Ｃをロープ伸び量Δεの実測値から計算し、それらの点Ａ、点Ｂおよび点Ｃの３点の実測値を用いて線形近似しているので、先の実施の形態１と比べて、マップをより精度良く生成することができる。

なお、本実施の形態２では、３点の実測値を用いて線形近似することでマップを生成する場合について説明したが、３点以上の複数点の実測値を用いて線形近似することでマップを生成するように構成してもよい。

以上、本実施の形態２によれば、先の実施の形態１の構成に対して、マップ生成処理において、レーザ変位計から入力された第３の距離に対応するロープ伸び量を第３のロープ伸び量としてさらに計算し、第１のロープ伸び量と、第２のロープ伸び量と、第３のロープ伸び量と、記憶装置に記憶される第１の重量差および第２の重量差とから、マップを生成するように構成されている。これにより、先の実施の形態１と比べて、ロープ伸び量とかご重量とが関連付けられるマップをより精度良く生成することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、先の実施の形態１、２の各構成に対して、レーザ変位計１０および反射板１１の設置個所が異なるエレベータの秤装置について説明する。なお、本実施の形態３では、先の実施の形態１、２と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１、２と異なる点を中心に説明する。

図５は、本発明の実施の形態３におけるエレベータの秤装置の正面図である。ここで、先の実施の形態１では、ローピング方式が１：１ローピングであるエレベータに秤装置を設けている。ローピング方式が１：１ローピングであるエレベータでは、先の実施の形態１で説明したとおり、かご枠２のかご枠上梁９にシャックル１３が設けられている。

これに対して、本実施の形態３では、先の実施の形態１とは異なり、ローピング方式が２：１ローピングであるエレベータに秤装置を設けている。ローピング方式が２：１ローピングであるエレベータでは、図５に示すように、綱止め梁１４にシャックル１３が設けられている。この場合、主索４に設けられているレーザ変位計１０および反射板１１のそれぞれの位置がシャックル１３の下側になるように構成する。

以上、本実施の形態３によれば、ローピング方式が２：１ローピングであるエレベータに秤装置を設ける場合であっても、レーザ変位計および反射板のそれぞれの位置をローピング方式に合わせて調整することで、先の実施の形態１、２と同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態１〜３について個別に説明してきたが、本実施の形態１〜３のそれぞれで開示した構成例は、任意に組み合わせることが可能である。

Claims (7)

1. かごを吊り下げる主索に設けられる反射板と、
   前記主索に設けられ、レーザ光を前記反射板に投光して前記反射板からの反射光を受光することで前記反射板までの距離を測定して出力するレーザ変位計と、
   前記レーザ変位計から入力された前記距離に対応するロープ伸び量を計算し、計算された前記ロープ伸び量からかご内負荷を計算する制御装置と、
   を備えたエレベータの秤装置。
2. 前記かご内負荷がゼロで前記かごが最下階に位置する第１のかご状態のときの第１のかご重量と、前記かご内負荷がゼロで前記かごが最上階に位置する第２のかご状態のときの第２のかご重量との第１の重量差を記憶する記憶装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記第１のかご状態のときの前記距離を第１の距離として測定し、前記第２のかご状態のときの前記距離を第２の距離として測定するように前記レーザ変位計を制御し、前記第１の距離に対応する前記ロープ伸び量を第１のロープ伸び量として計算し、前記第２の距離に対応する前記ロープ伸び量を第２のロープ伸び量として計算し、前記第１のロープ伸び量と、前記第２のロープ伸び量と、前記記憶装置に記憶される前記第１の重量差とから、ロープ伸び量とかご重量とが関連付けられるマップを生成して前記記憶装置に記憶するマップ生成処理を実行し、
   前記記憶装置に記憶される前記マップに従って、前記ロープ伸び量から前記かご内負荷を計算する
   請求項１に記載のエレベータの秤装置。
3. 前記記憶装置は、
   前記第１のかご重量と、前記かご内負荷が最大許容値で前記かごが前記最下階に位置する第３のかご状態のときの第３のかご重量との第２の重量差をさらに記憶し、
   前記制御装置は、
   前記マップに従って、前記記憶装置に記憶される前記第２の重量差から、前記第３のかご状態のときの前記ロープ伸び量を第３のロープ伸び量として計算する
   請求項２に記載のエレベータの秤装置。
4. 前記記憶装置は、
   前記第１のかご重量と、前記かご内負荷が最大許容値で前記かごが前記最下階に位置する第３のかご状態のときの第３のかご重量との第２の重量差をさらに記憶し、
   前記制御装置は、
   前記マップ生成処理において、前記第３のかご状態のときの前記距離を第３の距離としてさらに測定するように前記レーザ変位計を制御し、前記第３の距離に対応する前記ロープ伸び量を第３のロープ伸び量としてさらに計算し、前記第１のロープ伸び量と、前記第２のロープ伸び量と、前記第３のロープ伸び量と、前記記憶装置に記憶される前記第１の重量差および前記第２の重量差とから、前記マップを生成する
   請求項２に記載のエレベータの秤装置。
5. 前記制御装置は、
   前記ロープ伸び量が前記第３のロープ伸び量よりも大きい場合、前記かごが過積載状態であると判定する
   請求項３または４に記載のエレベータの秤装置。
6. 前記制御装置は、
   あらかじめ決められた時期に前記マップ生成処理を実行することで、前記記憶装置に記憶される前記マップを補正する
   請求項２から５のいずれか１項に記載のエレベータの秤装置。
7. 前記レーザ変位計は、投光面および受光面が下に向けられて前記主索に設けられる
   請求項１から６のいずれか１項に記載のエレベータの秤装置。

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