JP2006168978A - エレベータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 エレベータの駆動装置を設置する空間の高さ方向について省スペース化を図ることができ、かつ、ロープ敷設の簡素化を実現できるエレベータシステムを提供すること。
【解決手段】 乗りかご１と釣合い錘り２が吊下げられているロープ３を２系統のシーブ４ａ、４ｂに掛け渡すことにより、ロープ３がシーブに接触する部分の長さを増加させ、且つシーブ４ａ、４ｂを同期して回転駆動することにより、これらシーブ４ａ、４ｂの径を小さくしてもロープ３との摩擦伝動能力が大きく得られるようにしたもの。シーブ４ａ、４ｂの径が小さくでき、モータ７ａ、７ｂの高さが低くできるので、エレベータ昇降路の上部に必要な空間を小さくすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シーブを用いたつるべ式のエレベータシステムに係り、特に、シーブを複数個用いたエレベータシステムに関するものである。

一般的なエレベータシステムは、乗りかごとつりあいおもりをロープでシーブ(駆動シーブ)に吊下げ、シーブをモータで回転駆動させ、シーブとロープの間の摩擦力に依存して乗りかごを上下に移動させるようになっている。

このとき用いられるシーブは通常１個(１輪)で、これをモータ(電動機)で回転駆動するようになっているのが一般的であるが、しかし、シーブを複数個、例えば２個以上用いたエレベータ駆動システムやエレベータ駆動制御装置も従来から知られている(例えば、特許文献１、２参照。)。

ここで、上記した従来技術のうち、前者(従来技術１)のエレベータ駆動システムの場合、ロープは、乗りかごの上部左右に２個あるシーブに吊下げられ、２個の逸らせ車(そらせ車)を介して２個の釣合い錘に繋がるという構成であり、速度差が生じてもロープ荷重や巻上げトルクのアンバランスが発生しないようにした点を特徴とするものである。

一方、後者(従来技術２)のエレベータ駆動制御装置では、主巻上機の他に、主巻上機の近辺や錘部分、更にはコンペンロープ部分に夫々副巻上機を設け、大きな駆動力を必要とする場合には、副巻上機を駆動させて主巻上機を補助する点を特徴とするものである。
特開平６−６４８６３公報 特開２００２−１４５５４４公報

上記従来技術は、エレベータ昇降路上部のかご上空間の大きさについて配慮がされておらず、省空間化(省スペース化)に問題があった。

シーブを昇降路の上部に設けるようにした機械室レスタイプのエレベータシステムでは、乗りかごが最上階に停止したとき、その位置にある乗りかごの頂部から更に上の部分にモータとシーブを設置しなければならないので、そのための空間が必要であり、更に乗りかごが異常速度で最上階に接近した場合を考慮し、上部に余裕を持って空間を確保する必要がある。

この結果、従来技術によるエレベータシステムでは、昇降路上部のかご上空間を大きくする必要があり、延いてはエレベータを設置する建物自体の高さも大きくなるため、かご上部の省スペース化が求められている。

また、専用の機械室を備えた機械室タイプのエレベータシステムにおいても、モータ・シーブの据付やメンテナンスの容易性の観点から高さ方向の小型化が求められている。

しかしながら、従来技術による１対１ローピング構成のエレベータシステムでは、省スペース化を図るために、かご上のシーブとプーリを同一高さに近づけるほど、シーブとロープが接触する円弧状の部分の角度が十分に確保できず、シーブとロープの摩擦伝動能力が低下してしまう虞がある。

また、２対１ローピング構成の従来技術によるエレベータシステムでは、ロープの敷設が複雑化しロープの取りまわしによる空間消費が増加する上、ロープ長も長くする必要がある。

シーブ・ロープの摩擦伝動能力を稼ぐために複数系統のシーブを使用している従来技術では、システムの大容量化を目的としているものであり、個別に評価した場合、従来技術１では、ロープの両端におもりが接続された２対１ローピング構成であり、ロープが長くなってしまうという問題がある。更に従来技術１の構成では、ロープ長の調整が極めて難しく、ロープ伸びが発生した場合の対処が困難である。

従来技術２では、複数の駆動シーブが存在するものの、通常は１台の主駆動シーブで動作し、駆動力が必要なときのみ、補助的に取り付けた駆動シーブを駆動させるものであるため、視点が省スペース化になく、高効率化・省エネルギー化にあるので、省スペース化に基づくシーブの配置や複数シーブの制御方法に関しては何も開示していない。

ここで、特にモータなどの駆動装置を昇降路の上部に設置した機械室レスタイプのエレベータシステムにおける課題について、図３と図４を用いて説明する。なお、以下、つりあいおもりについては、釣合い錘りと記載する。

まず、図３は、従来技術のエレベータシステムの中で、１対１ローピングの場合の概要図で、乗りかご１と釣合い錘り２をロープ３で駆動シーブ４ｃとプーリ１２に吊下げたものであり、このとき駆動シーブ４ｃはモータ７ｃにより駆動され、このモータ４ｃには、電力変換器(図示してない)から電力が供給され、これにより回転速度が制御される。これらシーブ４とモータ７ｃ、それにプーリ１２は、昇降路１１の上部に設置され、プーリ１２はそらせ車として機能している。

このような１対１ローピング構成の場合、駆動シーブを昇降路１１の下部に設置しプーリ等を用いて懸架するエレベータシステムの場合に比較して、ロープ３の長さを短くすることができるという特長がある。

しかし、この場合、シーブ４ｃとモータ７ｃ、それにプーリ１２は、乗りかご１が最上階に停止した位置での乗りかご頂部よりも更に上部に設置する必要があり、且つ乗りかご１が最下階に停止した位置での釣合い錘り２の頂部よりも上部に設置する必要がある。

加えて、乗りかご１、或いは釣合い錘り２が異常速度で最上階に接近することも考慮し、最上階で停止時の乗りかご１の頂部、或いは釣合い錘り２の頂部とシーブ４ｃ、モータ７ｃ、プーリ１２の最下部の間は、所定の距離以上離しておく必要がある。

従って、乗りかご１の上部に大きな空間を設ける必要があるが、このことは昇降路１１の高さを増加させることになり、延いては建物自体の高さを増加させることに繋がるため、建築コストの増加に直結する。しかも、建物が高くなることにより生まれる空間に着目してみても、最上階よりも上の領域の空間であるため、有効に活用することは極めて困難である。

このことから、昇降路１１の頂部からシーブ４ｃ、或いはモータ７ｃ、或いはプーリ１２の何れかの最下部までの間の距離Ｌを、できるだけ小さくしたいという要望が強いが、図３のような従来の１対１ローピング構成の場合には、シーブ・ロープの摩擦伝動能力を満足すべくシーブ４ｃとロープ３が接触する円弧状部分の角度を十分に取るためには、シーブ４ｃとプーリ１２の据付の高さや径の大きさを変える必要がある。この場合には昇降路１１の頂部と、シーブ４ｃ或いはモータ７ｃ或いはプーリ１２の最下部との間の距離Ｌが大きくなることは避けられない。

また、機械室タイプのエレベータシステムにおいても、モータ・シーブの据付やメンテナンスの容易性や建物の不要スペース削除の観点から、高さ方向つまり機械室の頂部と、モータ或いはシーブの最下部との間の距離を縮めることが求められているが、しかし、１対１ローピング構成の場合には、機械室レスタイプの場合と同じ理由で、高さ方向の距離を縮めることは困難である。

次に、図４は、従来技術のエレベータシステムの中で、２対１ローピングの場合の概要図で、この構成の場合は、駆動シーブ４ｃとロープ３が接触する円弧状部分の角度が大きくできるので、シーブ・ロープの摩擦伝動能力を増加させることができる。また、この従来技術は、乗りかご１の下部に２個のプーリ１２を備え、これにロープ３を掛け渡したアンダースラングタイプになっているので、昇降路１１の頂部とシーブ４ｃ或いはモータ７ｃの最下部との間の距離を、図３の場合よりも更に小さくできる。

しかしながら、このような２対１ローピングの場合には、ロープの取りまわしが複雑化する上、ロープ長も長くする必要があり、このため、据付の容易性やメンテナンス性の低下は避けられない。

本発明の目的は、エレベータの駆動装置を設置する空間の高さ方向について省スペース化を図ることができ、かつ、ロープ敷設の簡素化を実現できるエレベータシステムを提供することにある。

上記目的は、少なくとも乗りかごと、つりあいおもりと、これら乗りかごとつりあいおもりを繋いだロープと、複数個のシーブと、前記シーブを駆動するための前記シーブと同数台のモータと、前記モータを制動するブレーキと、前記モータを制御する電力変換器を備えたエレベータシステムにおいて、前記乗りかごと前記つりあいおもりは、１対１ローピング構成で前記ロープに懸けられ、前記複数個のシーブはほぼ同一の径を有し、前記乗りかごと前記つりあいおもりの間に設置されて前記ロープを駆動し、前記複数台のモータはほぼ同じ容量で、且つ、これら複数台のモータはほぼ同一の高さに設置されているようにして達成することができる。

ここで、更に、前記シーブを駆動する複数台のモータは、速度制御方式で制御されるモータと、トルク制御方式で制御されるモータに別れていることによっても上記目的を達成することができる。

また、ここで、更に、前記乗りかご側の重量と前記つりあいおもり側の重量を比較する手段を備え、軽い方の側のシーブを駆動するモータを速度制御方式で制御し、重い方の側のシーブを駆動するモータはトルク制御方式で制御することによっても上記目的を達成することができる。

同じく、ここで、更に、少なくとも１個のそらせ車を使用し、前記複数個のシーブのうちの少なくとも１個のシーブは、前記ロープと接触する円弧状部分の角度が９０度よりも大きくなるように、前記そらせ車が配置されていることによっても上記目的を達成することができる。

同じく、ここで、更に、前記複数台のモータの回転速度の差分を検出する手段を設け、前記電力変換器の指令値生成に、前記複数台のモータの回転速度の差分を反映させるようにしても上記目的を達成することができる。

次に、上記目的は、少なくとも乗りかごと、つりあいおもりと、ロープと、２個のシーブと、前記シーブを駆動する４台のモータと、前記モータを制動するブレーキと、前記モータを制御する電力変換器とを備えたエレベータシステムにおいて、前記乗りかごと前記つりあいおもりは１対１ローピング構成によりロープに懸けられ、前記２個のシーブは前記乗りかごと前記つりあいおもりの間に同一高さで設置して前記ロープを駆動する構成であり、かつ、各シーブはほぼ同一の径をもち、それぞれ２台のモータにより駆動され、前記４台のモータはほぼ同容量で、ほぼ同一の高さに設置されていることにより達成することができる。

本発明によれば、従来技術よりもシーブの径が小さい場合においても、ロープとシーブの間の摩擦伝動能力を十分に稼ぐことができるので、建物の高さを増加させることなくエレベータを設置することができ、ロープ敷設の簡素化を得ることができる。

以下、本発明によるエレベータシステムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明に係るエレベータシステムの第１の実施形態で、乗りかご１と釣合い錘り２を備え、これら乗りかご１と釣合い錘り２の間を結んでいるロープ３は、１対１ローピング形式により、２個(２輪)のシーブ４a、４ｂに懸けられている。

これらのシーブ４ａ、４ｂは、それぞれモータ７ａ、７ｂにより回転駆動され、これらのモータ７ａ、７ｂは、電源５から供給される電力を電力変換器６ａ、６ｂにより周波数変換された電力により、制御回路９から出力される指令値ｓａ、ｓｂに基づいてそれぞれ制御される。ここで、符号の添字ａは一方の系統に当該部分が属していることを表わし、添字のｂは、他方の系統に当該部分が属していることを表わす。

制御回路９は、電力変換器６ａ、６ｂの出力電流情報ｉａ、ｉｂとモータ７ａ、７ｂに取り付けられたロータリエンコーダ８ａ、８ｂより得られる速度情報のうち、少なくとも一方の速度情報、及び乗りかご１に搭載された図示していない重量センサから得られる乗りかご１の積載重量情報ｍｗに基いて演算処理を実行し、電力変換器６ａ、６ｂを駆動するための指令値ｓａ、ｓｂを出力する。

各シーブ４ａ、４ｂの軸には、乗りかご１が停止しているとき、それを停止状態に保持するための電磁ブレーキ２７ａ、２７ｂが備えてあり、制御回路９から出力されるブレーキ信号ｂｒに基づいて制御されるようになっている。

次に、このようなエレベータシステムにおけるシーブ・ロープの摩擦伝動能力について、図２により説明する。この図２は、図１のシーブ部分１０の拡大図で、シーブ４ａとロープ３が接触している円弧状の部分の角度をΘとしており、この場合、シーブとロープの摩擦伝動能力Ｆは次式で表わされる。

Ｆ ∝ exp(α・Θ) …… ……(1)
ここで、αは摩擦係数で、ロープ３とシーブ４ａの材質などから決まる値である。

この(1)式から明らかなように、摩擦伝動能力Ｆを確保するためには、円弧状部分の角度Θを大きくすればよく、逆に角度Θが小さい場合には、ロープ滑りの原因となる。

図１の第１の実施形態では、前記の課題を解決するため、ロープ敷設の簡素化が図れる１対１ローピング構成を前提にした上で、２個のシーブ４ａ、４ｂを用い、これにより、ロープとシーブが接触する円弧状の部分の角度の増加が得られ、シーブ・ロープの摩擦伝動能力Ｆの増加が図れるようにしたものである。

２台のモータ７ａ、７ｂにはほぼ同容量のものを使用し、これらをほぼ同じ高さに設置する。モータの高さは容量にほぼ比例するため、２台のモータをほぼ同容量にすることによって、一方のモータの高さが大きくなる状態を避けることができる。しかも、ほぼ同じ高さに設置することにより、昇降路の頂部或いは機械室の頂部と、モータ或いはシーブの最下部との間の距離を短くできる効果がある。

図１の実施形態１では、２系統の電力変換器、モータ、シーブを有し、一方の系統では、速度情報を利用して速度制御系(ASR:Auto Speed Regulator)の演算を行った後、電流制御系(ACR:Auto Current Regulator)の演算を実施し、他方の系統は、前記の速度制御系の演算結果に基づいて電流制御系のみの演算を実施する。つまり、一方の系統は速度制御で駆動し、他方の系統は速度制御系の演算結果に基づくトルク制御で駆動させている。

理想的な条件下では、両方の系統において速度制御で駆動させることができる。しかし、現実には、装置のパラメータ誤差や検出装置の誤差により、２系統間で微小な速度差が発生し、ロープのたるみや引っ張りの要因となるが、この第１実施形態では、一方の系統を速度制御で駆動し、他方の系統はトルク制御で駆動させているので、ロープのたるみや引っ張りが防止できる。また、２系統以上の場合は、１系統を速度制御で駆動し、残りの系統をトルク制御で駆動することにより同様の効果を得ることができる。

次に、図１の第１の実施形態における制御回路９について、図５により説明する。まず、速度指令部１３では、エレベータの速度パターンに基づく速度指令値ｖ* を演算する。次に、速度情報選択部１４では、図１のロータリエンコーダ８ａ、８ｂから入力される速度情報ｖａ、ｖｂのいずれかを選択して選択値ｖｆとする。そして、これら速度指令値ｖ* と選択値ｖｆの差分が速度制御部(ＡＳＲ)１５に入力される。そこで、この速度制御部１５は、入力された差分に基づいて演算を行い、トルク電流指令値ｉｑ* を算出する。

この実施形態では、２系統のモータ７ａ、７ｂを同時に駆動させるため、このトルク電流指令値ｉｑ* をそれぞれのモータ駆動用に分配する必要があり、この分配をゲイン部１６ａ、１６ｂで実行する。このときゲイン部１６ａ、１６ｂのゲインは、和が常に１となるように設定する(複数系統の場合も総和が１となるように設定する)。

図１の実施形態では、２系統の電力変換器とモータ、それにシーブが全く同じものである場合、ゲイン部１６ａ、１６ｂのゲインは共に０．５となる。そこで、ゲイン部１６ａ、１６ｂでは、設定されているゲインを積算し、各系統のトルク電流指令値ｉａ_ｑ*、ｉｂ_ｑ* を演算する。

一方、座標変換部１８ａ、１８ｂでは、図１の電力変換器６ａ、６ｂの出力電流情報ｉａ、ｉｂを入力し、三相／二相変換と回転座標変換を実施し、各々をｄ軸電流成分(界磁電流成分)ｉａ_ｄ、ｉｂ_ｄとｑ軸電流成分(トルク電流成分)ｉａ_ｑ、ｉｂ_ｑに分離する。更に、このｑ軸電流成分ｉａ_ｑ、ｉｂ_ｑとトルク電流指令値ｉａ_ｑ*、ｉｂ_ｑ* の各々の差分をｑ軸電流の電流制御系(ＡＣＲ)１９ａ、１９ｂに入力し、ｑ軸成分の指令電圧ｖａ_ｑ*、ｖｂ_ｑ* を演算する。

また、これらｄ軸電流成分ｉａ_ｄ、ｉｂ_ｄは、ｄ軸電流指令部２０ａ、２０ｂから出力されるｄ軸電流指令の演算値ｉａ_ｄ*、ｉｂ_ｄ* と比較され、差分がｄ軸電流の電流制御系(ＡＣＲ)２１ａ、２１ｂに入力され、ここでｄ軸成分の指令電圧ｖａ_ｄ*、ｖｂ_ｄ* を演算する。

そして、これらｑ軸成分の指令電圧ｖａ_ｑ*、ｖｂ_ｑ* とｄ軸成分の指令電圧ｖａ_ｄ*、ｖｂ_ｄ* が座標変換部２２ａ、２２ｂに入力され、二相／三相変換処理されてインバータ指令信号ｓａ、ｓｂが出力され、夫々電力変換器６ａ、６ｂに供給されるようになるのである。

次に、図５の速度情報選択部１４における速度情報ｖａ、ｖｂの選択方法について、図６により説明する。ここで、この図６は乗りかご１と釣合い錘り２の重量と、駆動シーブ４ａ、４ｂの面にロープ３から加わえられる力の関係を示す図であり、ここで、Ｍは乗りかご１の重量、ｍは釣合い錘り２の重量、ｇは重力加速度であり、ここではＭ＞ｍであるとする。

また、このとき、ロープ３の重量を無視すると、このロープ３の駆動シーブ４ａと乗りかご１の間にある部分に働く張力をＴ１とすると、Ｔ１＝Ｍ・ｇとなり、同様に、シーブ４ｂと釣合い錘り２の間の部分に働く張力Ｔ２については、Ｔ２＝ｍ・ｇとなる。そして、ロープ３の駆動シーブ４ａと駆動シーブ４ｂの間にある部分の張力をＴ３とすると、シーブ４ａとシーブ４ｂの面に加わる力Ｆ１、Ｆ２は、図６に示されているように、各張力のベクトル和として表すことができる。

このとき、図６から明らかなように、Ｍ＞ｍが前提なので、重量が重くなっている乗りかご１側のシーブ４ａに加わる力Ｆ１の方が、釣合い錘り２側のシーブ４ｂに加わる力Ｆ２よりも大きくなる。これは、乗りかご１側のシーブ４ａの方がロープ３が強く押し付けられ、滑り難くなっていることを意味している。

この実施形態では、この特性を利用し、滑り易くなっている釣合い錘り２側のシーブ４ｂは速度制御により駆動し、滑り難くなっている乗りかご１側のシーブ４ａをトルク制御により駆動させることにより、安定したエレベータ駆動が得られるようにしている。

このため、図５の速度情報選択部１４では、乗りかご１の積載重量情報ｍｗを入力し、これに基いて計算した乗りかご１全体の重量と、既知であり変化することがない釣合い錘り２の重量を比較し、軽い方の系統の速度情報を選択する。

なお、図１のロータリーエンコーダ８ａ、８ｂを予め一方のみとし、そこから得られる情報を速度情報としてもよい。この場合には、他方のモータを位置センサ無しで駆動することになり、安価に構成できるという利点がある。

また、図５のゲイン演算部１７において、乗りかご１の重量情報ｍｗを利用し、直接、トルク電流指令値ｉｑ* のゲインを調整するようにしても良く、この場合は、図６において、駆動シーブ４ａに加わる力Ｆ１とシーブ４ｂに加わる力Ｆ２に比例してトルク電流指令値ｉｑ* が割り振られるようにゲインを演算することになる。

次に、この実施形態におけるロープとシーブの間に滑りが発生した場合の検出方法と対処方法について説明する。ここで、ロープとシーブの間に滑りが発生した場合には、摩擦力が極めて小さくなってしまうので、シーブの回転速度が指令回転速度より大きくなるという、いわゆる過回転状態になりる。このため、一方の系統のシーブに滑りが発生したとすると、駆動シーブ４ａと駆動シーブ４ｂで回転速度が異なった状態になる。

そこで、図５の実施形態では、各系統の速度情報ｖａ、ｖｂに基づいて、過回転・すべり検出部２３により駆動シーブ４ａ、４ｂの回転速度を比較し、回転速度差が所定の割合を越えていた場合、例えば速度差が１０％を越えていた場合には、滑りが発生していると判断し、ゲイン部１６ａ、１６ｂによりゲインを調整し、過回転状態にある系統のゲインを低下させたり、或いは速度指令部１３による速度指令値を調整する。

これにより、滑りが発生し、シーブが過回転の状態になった場合でも良好に対応することができる。ここで２系統以上の複数系統の場合も、それぞれの速度を比較し、速度差が所定の割合を超えているかどうかを確認することにより同様に対応できる。

次に、２系統のシーブに微小な速度差が生じた場合の本発明の実施形態による別の対処方法について説明する。ここで、速度差が生じた場合は、たとえそれが微小であってもロープのたるみや引っ張りの原因となり、昇降動作に支障をきたす虞がある。

そこで、図５の実施形態では、速度差検出・誤差調整値演算部２４において２系統のシーブの回転速度の差を誤差量として演算し、演算した誤差量に応じてゲイン部１６ａ、１６ｂによるゲインが調整されるようにしてある。

従って、この実施形態によれば、微小な速度差にも応答し、補償が与えられるようになるので、速度差の無い状態に容易に保つことことができ、ロープのたるみや引っ張りの発生を抑え、支障の無い昇降動作を得ることができる。

このとき、ゲイン部１６ａ、１６ｂによるゲインの調整に代え、図５に示されているように、速度差検出・誤差調整値演算部２４で誤差調整分となるトルク電流値Δｉａ_ｑ、Δｉｂ_ｑを演算し、ｑ軸電流の電流制御系１９ａ、１９ｂの入力に対して、これら誤差調整分となるトルク電流値Δｉａ_ｑ、Δｉｂ_ｑが加算されるようにしても良い。

また、このようなシステムでは、機械的なパラメータ誤差により、先天的、或いは後天的に速度差が発生する場合がある。特に後者の場合のパラメータ誤差は、急激に変動するものではなく、徐々に変動していくものである。

そこで、これらの速度差についても、速度差検出・誤差調整値演算部２４で速度誤差を学習し、誤差調整分のトルク電流値Δｉａ_ｑ、Δｉｂ_ｑを演算し調整することより、安定した駆動が容易に実現できる。なお、２系統以上の複数系統の場合も同様に対応すればよい。

次に、２系統あるモータ７ａ、７ｂの一方のモータが故障した場合の救出運転について説明する。例えば、ｂ系のモータ７ｂが故障した場合、まず、ａ系のゲイン部１６ａのゲインを１、ｂ系のゲイン部１６ｂのゲインを０として演算する。或いは、図１において、ｂ系の電力変換器６ｂを停止させ、ａ系の電力変換器６ａのみで駆動させる。更には、救出運転用に低速で運転させるために、速度指令部１３から救出運転用の指令ｖ* を出力させる。これらの何れかの方法を適用することにより、万が一、一方の系統が故障した場合でも二重系による救出運転が可能になる。

次に、図７は、本発明の第２の実施形態で、図１で説明した第１の実施形態において、ローピング方法を変更し、ロープ３をシーブ４ａとシーブ４ｂの間で１往復巻回させた場合の一実施形態である。なお、ここでは、電力変換器部分やブレーキ部分などは記載を省略し、シーブ４ａ、４ｂとモータ７ａ、７ｂだけを示してある。

この図７の実施形態の場合、図示のように、乗りかご１を一方のシーブ４ａから吊下げたロープ３が他方のシーブ４ｂに架け渡された後、そのまま釣合い錘り２につなげられるのではなく、ここで反転して下側から再びシーブ４ａに戻り、ここで再び反転されてシーブ４ｂに戻り、この後、釣合い錘り２に接続されるようになっている。

そして、この結果、ロープ３は、上記したように、シーブ４ａとシーブ４ｂの間で１往復して巻回された状態で架け渡され、乗りかご１と釣合い錘り２の間に連結されていることになる。

図１の実施形態では、シーブとロープが接触している円弧状部分の角度が、シーブ４ａ側で概ね９０度、シーブ４ｂ側で概ね９０度、合計１８０度になっているが、これに対して、この図７の実施形態では、シーブとロープが接触している円弧状部分の角度は、シーブ４ａ側で９０度プラス１８０度、シーブ４ｂ側で１８０度プラス９０度、合計５４０度になっている。

従って、この図７の実施形態によれば、シーブとロープの接触面積が大幅に増加されるので、シーブ４ａ、４ｂとロープ３の間の摩擦伝動能を増加させることができ、これにより駆動シーブ４ａ、４ｂに径の小さいシーブを使用しても、滑りが発生しシーブが空転してしまう現象を防止することができる。

よって、この図７の実施形態によれば、駆動シーブ４ａ、４ｂの径を更に小さくすることができるようになるので、これに応じてモータ７ａ、７ｂにも径の小さい電動機を使用することにより、図２で説明した距離Ｌを更に充分に小さくできるようになる。

次に、図８は、本発明の第３の実施形態で、これも、図１で説明した第１の実施形態において、ローピング方法を変更したもので、ここでも電力変換器部分やブレーキ部分などは記載を省略し、シーブ４ａ、４ｂとモータ７ａ、７ｂだけが示されている。

そして、この図８は、そらせ車２５を用い、これによりロープ３とシーブ４ａが接触する円弧状の部分の角度が９０度以上になるようにした場合の一実施形態である。

この図８の実施形態の場合、図示のように、そらせ車２５があるので、一方のシーブ４ａからロープ３がそのまま垂れ下がって乗りかご１に連結されるのではなく、シーブ４ａの回りで水平方向になるまで進んでからそらせ車１５に向かい、ここで再び垂れ下がって乗りかご１に接続されることになる。

そして、この結果、ロープ３は、シーブ４ａと接触している円弧状の部分の角度が概ね１８０度になっている状態にされることになり、従って、この実施形態によれば、そらせ車１５の分だけ高さ方向が若干長くなるが、極めて簡単な構成でシーブとロープが接触する円弧状部分の角度を増加させ、摩擦伝動能を増加させることができ、シーブ４a、４ｂとロープ３の間で滑りが発生してシーブが空転する現象を防止抑えることができる。

なお、この図８では、乗りかご１側のシーブ４ａに対してそらせ車２５を設けているが、釣合い錘り２側のシーブ４ｂにそらせ車を設けるようにしても良い。

次に、図９は、本発明の第４の実施形態で、これも、図１で説明した第１の実施形態において、ローピング方法を変更したもので、ここでも電力変換器部分やブレーキ部分などは記載を省略し、シーブ４ａ、４ｂとモータ７ａ、７ｂだけが示されている。

この図９の実施形態では、２個あるシーブ４ａ、４ｂの双方にそらせ車２５、２６をを設け、シーブ４ａ、４ｂのそれぞれがロープ３と９０度以上の角度で接触するようにしたものであり、図８の実施形態と比較して、そらせ車の数は増加するものの、シーブとロープの接触面積を約２倍に増加させることができる。

この結果、シーブとロープが接触する円弧状部分の角度が増加し、摩擦伝動能が多く得られるので、シーブ４ａ、４ｂとロープ３の間に滑りが発生しシーブが空転してしまうという現象を防止することができる。

次に、図１０は、本発明の第５の実施形態で、図１で説明した第１の実施形態において、モータ７a、７ｂとして誘導電動機２８a、２８ｂを使用した場合の一実施形態である。

誘導電動機を同容量の同期電動機と比較すると、容積が若干大きくなり、効率が若干低下するものの、安価であり、同期制御に誤差が生じたとしても容易に調整できるという特徴があり、このため、図１０に示されているように、電力変換器が１台の電力変換器６ｃに共通化でき、システムの全体の小型化と低コスト化が可能になる。また、誘導電動機の容積についても、本実施例の場合は同じ容量を２台の電動機で分担しているため、高さ方向の寸法については、１台の同期電動機の場合よりも小さくすることができる。

図１０において、２台の誘導電動機２８ａ、２８ｂは電力変換器６ｃにより運転が制御され、電力変換器６ｃは制御回路９から出力される指令値Ｓｃに基づいて制御される。そして、制御回路９は、図１の実施形態の場合と同様に、出力電流情報ｉｃと、ロータリエンコーダ８ａ、８ｂから得られる速度情報Ｖａ、Ｖｂのうち少なくとも一方の速度情報と、乗りかご１の積載重量情報ｍｗに基づいて演算を実行し、電力変換器６ｃを駆動するための指令値ｓｃを出力する。このときロータリエンコーダは何れか一方の系統のみに取り付けて運転しても良いことは言うまでもない。

次に、図１１は、本発明の第６の実施形態で、２台の誘導電動機で１個のシーブを駆動するようにした場合の本発明の一実施形態であり、図１０の実施形態において、２台の誘導電動機２８ａ、２８ｂに、更に２台の誘導電動機２８ｃ、２８ｄを付加したものに相当する。そして、この場合も１台のインバータ６ｃにより４台の誘導電動機を共通に駆動させることができる。

図１１には示されていないが、このとき必要な電磁ブレーキについては、各誘導電動機に１台づつ設けるようにしても良いし、誘導電動機２８ａ、２８ｃに対して共通に１台、誘導電動機２８ｂ、２８ｄに対しても共通に１台、計２台の電磁ブレーキを設けるようにしてもよい。。

この図１１の構成によると、エレベータシステムの容量が大きくなった場合においても、駆動装置を設置する空間の高さ方向について、省スペース化を図ることができる。

次に、以上の実施形態におけるシーブの制動動作について、図１２により説明する。ここで、この図１２は、図１における制御回路９と２系統のブレーキ２７ａ、２７ｂの部分を取り出して詳細に示したものである。

エレベータのブレーキは、ブレーキパッドをスプリングによりブレーキドラム又はブレーキディスクに押し付けて制動を働かせ、ブレーキを開放する場合は、電磁的な力でスプリングによる力を打ち消し、ブレーキドラム又はブレーキディスクからブレーキパッドを引き離すことによりブレーキが開放されるようになっているものである。

従って、図１２において、制御回路９は、ブレーキ信号ｂｒとして、エレベータが昇降駆動されるときは、電源をＯＮしてブレーキ部分の電磁コイルに電流を流し、停止時にはＯＦＦして、電磁コイルの通電を切るようにする信号を発生することになる。

本実施例のように、駆動系が複数、例えば２系統ある場合、ブレーキの制動時にロープ３のたるみや引っ張りの発生を防止するためには、２系統の電磁ブレーキ２７ａ、２７ｂを同時に、且つ同じ制動力が発揮されるように制御しなければならないが、このことは、図１２に示すように、２系統のブレーキ２７ａ、２７ｂの電磁コイルを直列に接続することにより簡単に実現できる。

また、制御回路９から出力されるブレーキ信号ｂｒを、ＯＮ／ＯＦＦのみの信号ではなく、段階的に増減して可変電源を制御する信号とし、電磁コイルに流す電流を段階的に調整することにより緩やかな制動が実現されるようにしても良い。

ところで、図１２では、電磁コイルを直列に接続した場合であるが、並列に接続しても２系統のブレーキ２７ａ、２７ｂを同時に、且つ同じ制動力が発揮されるように制御することができる。

また、図１２では、ブレーキ信号ｂｒによって可変電源を制御する方式を記載したが、可変電源ではなく単一電源とスイッチの構成であっても良い。この場合には、ＯＮ／ＯＦＦのみの制御しかできないが、装置構成が簡単にできる。

ところで、以上に説明した実施形態では、シーブの駆動系が２系統の場合であるが、本発明の実施形態は、２系統を越えた複数系統であっても良いことは言うまでもない。

以上、本発明について、いくつかの実施の形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々な変形として実施できることは言うまでもない。

本発明によるエレベータシステムの第１の実施形態を示すブロック構成図である。 本発明の第１の実施形態におけるシーブ部分の概要を示す説明図である。 １対１ローピング形式によるエレベータシステムの従来技術の一例を示す概要説明図である。 ２対１ローピング形式によるエレベータシステムの従来技術の一例を示す概要説明図である。 本発明の第１の実施形態における制御回路のブロック図である。 乗りかご及び釣合い錘りの重量とシーブ面に加わる力の関係を説明するための模式図である。 本発明によるエレベータシステムの第２の実施形態を示す構成図である。 本発明によるエレベータシステムの第３の実施形態を示す構成図である。 本発明によるエレベータシステムの第４の実施形態を示す構成図である。 本発明によるエレベータシステムの第５の実施形態を示す構成図である。 本発明によるエレベータシステムの第６の実施形態を示す構成図である。 本発明によるエレベータシステムの第１の実施形態におけるブレーキ動作を説明するための模式図である。

符号の説明

１：乗りかご
２：つりあいおもり(釣合い錘り)
３：ロープ
４ａ、４ｂ、４ｃ：シーブ(駆動シーブ)
５：電源
６ａ、６ｂ：電力変換器
７ａ、７ｂ、７ｃ：モータ
８ａ、８ｂ：ロータリエンコーダ
９：制御回路
１０：シーブ部分
１１：昇降路
１２：プーリ
１３：速度指令部
１４：速度情報選択部
１５：速度制御部(ＡＳＲ)
１６ａ、１６ｂ：ゲイン部
１７：ゲイン演算部
１８ａ、１８ｂ：座標変換部
１９ａ、１９ｂ：ｑ軸電流の電流制御系(ＡＣＲ)
２０ａ、２０ｂ：ｄ軸電流指令部
２１ａ、２１ｂ：ｄ軸電流の電流制御系(ＡＣＲ)
２２ａ、２２ｂ：座標変換部
２３：過回転・すべり検出部
２４：速度差検出・誤差調整値演算部
２５、２６：そらせ車
２７ａ、２７ｂ：電磁ブレーキ
２８ａ、２８ｂ：誘導電動機

Claims (6)

1. 少なくとも乗りかごと、つりあいおもりと、これら乗りかごとつりあいおもりを繋いだロープと、複数個のシーブと、前記シーブを駆動するための前記シーブと同数台のモータと、前記モータを制御する電力変換器を備えたエレベータシステムにおいて、
   前記乗りかごと前記つりあいおもりは、１対１ローピング構成で前記ロープに懸けられ、
   前記複数個のシーブはほぼ同一の径を有し、前記乗りかごと前記つりあいおもりの間に設置されて前記ロープを駆動し、
   前記複数台のモータはほぼ同じ容量で、且つ、これら複数台のモータはほぼ同一の高さに設置されていることを特徴とするエレベータシステム。
2. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、
   前記シーブを駆動する複数台のモータは、速度制御方式で制御されるモータと、トルク制御方式で制御されるモータに別れていることを特徴とするエレベータシステム。
3. 請求項２に記載のエレベータシステムにおいて、
   前記乗りかご側の重量と前記つりあいおもり側の重量を比較する手段を備え、軽い方の側のシーブを駆動するモータを速度制御方式で制御し、重い方の側のシーブを駆動するモータはトルク制御方式で制御することを特徴とするエレベータシステム。
4. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、
   少なくとも１個のそらせ車を使用し、
   前記複数個のシーブのうちの少なくとも１個のシーブは、前記ロープと接触する円弧状部分の角度が９０度よりも大きくなるように、前記そらせ車が配置されていることを特徴とするエレベータシステム。
5. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、
   前記複数台のモータの回転速度の差分を検出する手段を設け、
   前記電力変換器の指令値生成に、前記複数台のモータの回転速度の差分を反映させるように構成したことを特徴とするエレベータシステム。
6. 少なくとも乗りかごと、つりあいおもりと、ロープと、２個のシーブと、前記シーブを駆動する４台のモータと、前記モータを制御する電力変換器とを備えたエレベータシステムにおいて、
   前記乗りかごと前記つりあいおもりは１対１ローピング構成によりロープに懸けられ、前記２個のシーブは前記乗りかごと前記つりあいおもりの間に同一高さで設置して前記ロープを駆動する構成であり、
   かつ、各シーブはほぼ同一の径をもち、それぞれ２台のモータにより駆動され、
   前記４台のモータはほぼ同容量で、ほぼ同一の高さに設置されていることを特徴とするエレベータシステム。

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