JP2020083582A - 乗りかごの重量計測方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】つり合い重りの重量からの推定ではなく、計測のための特別の機器を用いずに乗りかごの重量を直接的に計測できるようにする。【解決手段】実施形態による乗りかごの重量計測方法では、巻上機モータをフィードバック制御する制御装置からトルクを増大させるトルク指令を前記巻上機モータに印加し、前記巻上機モータから前記制御装置に返される速度指令、トルク指令に対するフィードバック信号を検出器により取り込み、前記乗りかごを上昇させる間に、前記巻上機モータにかかるつり合い重り側の不釣り合いトルクが消失する状況を作為的に作り出し、前記不釣り合いトルクが消失したときのトルク指令のフィードバック値に基づいて前記乗りかごの重量を算出する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータの乗りかごの重量計測方法および装置に関する。

既設のエレベータシステムのリニューアルを実施するにあたっては、乗りかごの重量を把握しておくことが必要となる。しかし、乗りかごの重量を直接計測することは困難である。従来から行われていたのは、単位重りの枚数を数え、設計上の単位重りの重量に枚数を乗じることで、つり合い重り全体の重量を算出し、この重量と設計上のオーバーバランスを考慮して乗りかごの重量を推定していた。

つり合い重りには、多数の単位重りが積載されているが、従来は、作業者が目視により１枚１枚単位重りを数えていた。特許文献１は、単位おもりの枚数を自動計測する方法を提案している。

他方、かご重量を直接計測する試みも行われている。例えば、特許文献２では、ピットに設置されているかごバッファの上に、動作させないためのカバーを設け、このカバーの上にジャッキとロードセルを配置し、乗りかごをジャッキで持ち上げることで、乗りかごの重量を直接計測する方法を提案している。

特開２０１６−１９６３４９号公報 特開２０１６−１２８３４７号公報

しかしながら、単位重りを数えて算出したつり合い重り全体の重量を乗りかごの重量と推定する場合、古い年代の機種になると、個々の単位重りの重量にばらつきがあることが多く、つり合い重り全体の正確な重量を知ることができない。オーバーバランス
これに対して、乗りかごの重量を直接計測する場合、計測のための機材を設置することが必要となり、特に、安全上問題のあるピットでの作業を強いられるという問題がある。

本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、つり合い重りの重量からの推定ではなく、計測のための特別の機器を用いずに乗りかごの重量を直接的に計測できるようにした乗りかごの重量計測方法および装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る乗りかごの重量計測方法は、主索により接続された乗りかごとつり合い重りが昇降路内を反対方向に昇降するエレベータにおいて、前記乗りかごの重量を計測する方法であって、巻上機モータをフィードバック制御する制御装置からトルクを増大させるトルク指令を前記巻上機モータに印加し、
前記巻上機モータから前記制御装置に返される速度指令、トルク指令に対するフィードバック信号を検出器により取り込み、前記乗りかごを上昇させる間に、前記巻上機モータにかかるつり合い重り側の不釣り合いトルクが消失する状況を作為的に作り出し、前記不釣り合いトルクが消失したときのトルク指令のフィードバック値に基づいて前記乗りかごの重量を算出することを特徴とするものである。

本発明の第１実施形態による乗りかごの重量計測方法が適用されるエレベータのシステム構成図である。 乗りかごが上昇している間でのトルク指令に対するフィードバックされたトルク値の時間変化および速度指令に対するフィードバックされた速度値の時間変化を示す図である。 本発明の第１実施形態の変形例による乗りかごの重量計測方法が適用されるエレベータのシステム構成図である。 本発明の第２実施形態による乗りかごの重量計測方法が適用されるエレベータのシステム構成図である。

以下、本発明による乗りかごの重量計測方法および装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による乗りかごの重量計測方法が適用されるエレベータのシステム構成図である。
図１において、参照番号1は、乗りかごを示している。参照番号2は、つり合い重りである。乗りかご1とつり合い重り2は、主索3によって連結されている。巻上機4は、駆動綱車4aと従動綱車4bを備えている。主索3は、駆動綱車4aと従動綱車4bに２回巻き掛けられ、駆動綱車4aは、巻上機モータ8によって駆動される。昇降路の最下部にあるピット９には、乗りかご1、つり合い重り2のそれぞれに対する緩衝器5a、5bが設置されている。

参照番号6は、エレベータの制御盤を示している。この制御盤6には、巻上機モータ8を制御する制御装置が設けられている。この制御装置は、巻上機モータ8を制御するフィードバック制御回路を備えており、このフィードバック制御回路は、位置制御ループ、速度制御ループ、トルク制御ループを有している。

制御盤6には、速度制御ループ、トルク制御ループからそれぞれ速度フィードバック信号、トルクフィードバック信号を取り込むフィードバック検知器7が接続されている。フィードバック検知器７には、速度並びにトルクのフィードバック信号の変化を表示したり、乗りかご２の重量の計測に必要な演算を行う計測装置12として利用するパソコンや携帯端末が接続されている。

本実施形態による乗りかごの重量計測方法は、巻上機モータから帰還してくるフィードバック信号を利用して、以上のような手順で実施される。

図１において、乗りかご１の重量を計測する時には、乗りかご１を最上階に配置する。このとき、つり合い重り2は、緩衝器5bには接触していない位置にある。

そこで、乗りかご1を所定距離だけゆっくりと上昇させる。乗りかご1の上昇とともに、つり合い重り2は降下し、緩衝器4bに当たるが、トルク指令を増加させながら乗りかご1の移動を続ける。つり合い重り2は、緩衝器4bを突き下げる。つり合い重り2の重量は、緩衝器4bによって支えられるので、巻上機4には、つり合い重り2の重量はかからなくなる。つり合い重り2には、さらに下降を続けさせる。

ここで、図２は、乗りかご1が上昇している間でのトルク指令に対するフィードバックされたトルクの値の時間変化および速度指令に対するフィードバックされた速度の値の時間変化を示す図である。
乗りかご1が動き始めると、速度指令、トルク指令の増加とともにフィードバックされる実際の巻上機モータ8の速度、トルクとも徐々に増加していく。つり合い重り2が緩衝器5bを当たった瞬間にフィードバックされる速度に変動（脈動）が生じる。当たった直後の巻上機４には、乗りかご1の重量だけがかかっていると考えられる。その後、速度変動のピークを超えると、巻上機４は、増加するトルク指令に追従しながら乗りかご1を引き上げる。したがって、速度変動のピークの瞬間では、つり合い重り2の重量による不つり合いトルクは消失し、乗りかご1の重量による不釣り合いトルクと巻上機４の駆動トルクが一致していると考えてよい。

図２において、速度変動のピークの時点（ｔ1）におけるトルクのフィードバック値Ｔ（ｔ1）を求めることにより、次の（１）式から、乗りかご1の重量を算出することができる。

Ｗｃ＝（Ｔ（ｔ1）／Ｒ）−ΣＷｉ…（１）

ここで、Ｒは、駆動綱車4aの半径、ΣＷｉは、乗りかご１からつりさげられている機器の重量総和である。

このようにして、本実施形態によれば、エレベータのフィードバック制御システムを利用してフィードバック信号を取り込み、巻上機モータのトルクのフィードバック値から乗りかご1の重量を計測することができる。この計測作業は、かご重量計測のための特別な機器を昇降路内の、例えばピットに持ち込み、設置する必要なく、機械室内での単純な計測作業になり、安全に行うことができる。

（変形例）
次に、図３は、第１実施形態による乗りかごの重量計測方法の変形例を示す図である。
この変形例では、つり合い重り2により緩衝器5bを突き下げることはしないで、つり合い重り２側の主索3を機械室に配置したロープ固定治具14で固定しておく。そこで、乗りかご１を所定距離だけゆっくりと上昇させる。

乗りかご1が上昇すると、つり合い重り2側の主索3が固定されているので、巻上機4にはつり合い重り2の重量はかからなくなる。したがって、図２において、速度変動のピークの時点（ｔ1）におけるトルクのフィードバック値Ｔ（ｔ1）を求めることにより、上述した第１実施形態と同じように、乗りかご1の重量を算出することができる。

（第２実施形態）
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態の図４と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第２実施形態は、つり合い重り2の重量をトルク指令に対するフィードバック値から計測するようにした実施の形態である。

図４において、つり合い重り2の重量を計測する場合には、つり合い重り2を最上階に配置する。このとき、乗りかご1は、緩衝器5aに接触していないように少し上の位置にある。そこで、つり合い重り2を所定距離だけゆっくりと上昇させる。

つり合い重り2の上昇とともに、乗りかご1は降下し、緩衝器4aに当たってこれを突き下げる。乗りかご1の重量は、緩衝器4aによって支えられるので、巻上機4には、乗りかご1の重量はかからなくなる。

つり合い重り2が上昇している間でのトルク指令に対するフィードバックされたトルク値の時間変化および速度指令に対するフィードバックされた速度値の時間変化は、図２と同様の変化を示す。
乗りかご1が緩衝器5aに当たった直後の巻上機４には、乗りかご1の重量による不釣り合いトルクは消失し、つり合い重り2の重量による不釣り合いトルクだけがかかっていると考えられる。したがって、第１実施形態と同様に、速度変動のピークの時点（ｔ1）におけるトルクのフィードバック値Ｔ（ｔ1）を読み取ることにより、つり合い重り2の重量を求めることができる。

こうして計測したつり合い重り2の重量は、乗りかご1の重量と等しいわけではない。実際には、つり合い重り2の重量は、乗りかご1の自重に一定の割合（オーバーバランス率）を加えた値になっている。オーバーバランスは、エレベータの仕様から既知であるので、つり合い重り2の重量とオーパーバランスとから逆算して、乗りかご1の重量を精度良く求めることができる。

以上、本発明に係る乗りかごの重量計測方法および装置について、好適な実施形態を挙げて説明したが、これらの実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。

1…乗りかご、2…つり合い重り、3…主索、4…巻上機、4a…駆動綱車、4b…従動綱車、6…制御盤、7…フィードバック検知器、8…巻上機モータ、12…計測装置

Claims (7)

1. 主索により接続された乗りかごとつり合い重りが昇降路内を反対方向に昇降するエレベータにおいて、前記乗りかごの重量を計測する方法であって、
   巻上機モータをフィードバック制御する制御装置によりトルク指令を前記巻上機モータに印加し、
   前記巻上機モータから前記制御装置に返される、速度指令、トルク指令に対するフィードバック信号を検出器により取り込み、
   前記乗りかごを上昇させる間に、前記巻上機モータにかかるつり合い重り側の不釣り合いトルクが消失する状況を作為的に作り出し、
   前記不釣り合いトルクが消失したときのトルク指令のフィードバック値に基づいて前記乗りかごの重量を算出することを特徴とする乗りかごの重量計測方法。
2. 最上階にある前記乗りかごを上昇させるとともに前記つり合い重りをピットに設置された緩衝器に接触させ、さらに、前記乗りかごを上昇させることにより、前記緩衝器を突き下げ、つり合い重り側の不つり合いトルクを消失させることを特徴とする請求項１に記載の乗りかごの重量計測方法。
3. 前記つり合い重りが前記緩衝器を突き下げる過程で、速度指令に対するフィード値の変動から前記つり合い重り側の不つり合いトルクの消失した瞬間を検知することを特徴とする請求項２に記載の乗りかごの重量計測方法。
4. 主索により接続された乗りかごとつり合い重りが昇降路内を反対方向に昇降するエレベータにおいて、前記乗りかごの重量を計測する方法であって、
   巻上機モータをフィードバック制御する制御装置によりトルクを増大させるトルク指令を前記巻上機モータに印加し、
   前記巻上機モータから前記制御装置に返される、速度指令、トルク指令に対するフィードバック信号を検出器により取り込み、
   前記乗りかごを下降させる間に、前記巻上機モータにかかる前記乗りかご側の不釣り合いトルクが消失する状況を作為的に作り出し、
   前記不釣り合いトルクが消失したときのトルク指令のフィードバック値に基づいて前記つり合い重りの重量を算出し、前記つり合い重りのオーバーバランスから逆算して前記乗りかごの重量を算出することを特徴とする乗りかごの重量計測方法。
5. 前記最下階にある乗りかごを下降させてピットに設置された緩衝器に接触させ、さらに、前記乗りかごを下降させることにより、前記緩衝器を突き下げ、乗りかご側の不つり合いトルクを消失させることを特徴とする請求項４に記載の乗りかごの重量計測方法。
6. 前記乗りかごが前記緩衝器を突き下げる過程で、速度指令に対するフィード値の変動から前記乗りかご側の不つり合いトルクの消失した瞬間を検知することを特徴とする請求項５に記載の乗りかごの重量計測方法。
7. 主索により接続された乗りかごとつり合い重りが昇降路内を反対方向に昇降するエレベータにおいて、前記乗りかごの重量を計測する装置であって、
   巻上機モータをフィードバック制御する制御装置と、
   前記巻上機モータから前記制御装置に返される、速度指令、トルク指令に対するフィードバック信号を取り込む検出部と、
   前記検知部と接続され、前記速度指令、トルク指令のフィードバック信号の時間変化を表示する計測装置と、を具備することを特徴とする乗りかごの重量計測装置。

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