JP2008201535A - Elevator device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トラクション方式のエレベータ装置に関するものである。 The present invention relates to a traction type elevator apparatus.
一般に、トラクション方式のエレベータ装置では、非常停止する際に、駆動シーブと主索との間にスリップが発生し、停止距離が長くなる現象が生じる場合がある。これに対して、従来のエレベータ装置では、スリップを検出するとブレーキによる制動力を弱め、駆動シーブの動きと主索の動きとを同期させる（例えば、特許文献１参照）。 In general, in an elevator device of a traction type, when an emergency stop occurs, a slip may occur between the drive sheave and the main rope, and a phenomenon that a stop distance becomes longer may occur. On the other hand, in the conventional elevator apparatus, when slip is detected, the braking force by the brake is weakened, and the movement of the drive sheave and the movement of the main rope are synchronized (for example, see Patent Document 1).
また、上記のようなスリップを抑制する技術を採用しない場合、非常停止動作を試験的に行い、駆動シーブと主索との間でスリップが生じないことを確認していた（例えば、特許文献２参照）。 In addition, when the above-described technology for suppressing slip is not employed, an emergency stop operation is experimentally performed to confirm that no slip occurs between the drive sheave and the main rope (for example, Patent Document 2). reference).
しかし、上記のような従来のエレベータ装置では、スリップしていることを検知するために、駆動シーブ及び主索の２つの動きを検知して比較しなければならず、また、スリップを正確かつ迅速に検知するためには、駆動シーブ付近における主索の動作を計測する必要があった。また、スリップが生じないことを試験的に確認する場合においても、少なくとも主索又はかごの動作を検知する装置が必要であった。 However, in the conventional elevator apparatus as described above, in order to detect the slipping, it is necessary to detect and compare two movements of the drive sheave and the main rope, and to accurately and quickly detect the slip. Therefore, it was necessary to measure the movement of the main rope near the drive sheave. Further, even when confirming that slip does not occur on a trial basis, a device for detecting at least the operation of the main rope or the cage is required.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動シーブと主索との間のスリップをより簡単な構成で検出することができるエレベータ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an elevator apparatus that can detect a slip between a drive sheave and a main rope with a simpler configuration. .
この発明に係るエレベータ装置は、駆動シーブと、駆動シーブの回転を制動するブレーキ装置とを有する巻上機、駆動シーブに巻き掛けられている主索、主索により吊り下げられ、巻上機により昇降されるかご、主索により吊り下げられ、巻上機により昇降される釣合おもり、駆動シーブの回転状態を検出する回転検出手段、ブレーキ装置を制御するブレーキ制御部、及び回転検出手段からの情報に基づいて駆動シーブの加速度を検出するとともに、検出された加速度と加速度閾値とを比較することにより、主索と駆動シーブとの間にスリップが発生したことを検出するスリップ検出部を備えている。 An elevator apparatus according to the present invention includes a hoisting machine having a driving sheave and a brake device that brakes rotation of the driving sheave, a main rope wound around the driving sheave, and suspended by the main rope. From a lifted car, a counterweight suspended by a main rope and lifted by a hoist, rotation detection means for detecting the rotation state of the drive sheave, a brake control unit for controlling the brake device, and a rotation detection means A slip detector that detects the occurrence of slip between the main rope and the drive sheave by detecting the acceleration of the drive sheave based on the information and comparing the detected acceleration with an acceleration threshold value. Yes.
この発明のエレベータ装置は、スリップ検出部が、回転検出手段からの情報に基づいて駆動シーブの加速度を検出するとともに、検出された加速度と加速度閾値とを比較することにより、主索と駆動シーブとの間にスリップが発生したことを検出するので、駆動シーブと主索との間のスリップをより簡単な構成で検出することができる。 In the elevator apparatus according to the present invention, the slip detection unit detects the acceleration of the drive sheave based on the information from the rotation detection means, and compares the detected acceleration with the acceleration threshold value, so that the main rope and the drive sheave Therefore, it is possible to detect the slip between the drive sheave and the main rope with a simpler configuration.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、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によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、主索（懸架手段）３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。ここで、釣合おもり２は、主にかご重量に対するカウンタおもりとして運転の省力化の役割を果たすものであり、主索３により吊り下げられることで主索張力を維持して、主索３と駆動シーブ５間の摩擦力を維持する役割も果たすものである。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an elevator apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a car 1 and a
巻上機４は、主索３が巻き掛けられた駆動シーブ５、駆動シーブ５を回転させる電動機６、及び駆動シーブ５の回転を制動するブレーキ装置７を有している。ブレーキ装置７は、駆動シーブ５と一体に回転されるブレーキ車８、ブレーキ車８に接離されるブレーキライニング９、ブレーキライニング９をブレーキ車８に押し付ける制動力付勢手段１０、及びブレーキライニング９をブレーキ車８から開離させる制動力解放手段１１を有している。
The
ブレーキ車８としては、ブレーキディスク又はブレーキドラムが用いられている。制動力付勢手段１０としては、ブレーキばねが用いられている。制動力付勢手段１０は、ブレーキライニング９をブレーキ車８に押し付けることにより、ブレーキ車８の回転を摩擦制動し、駆動シーブ５の回転を制動する。制動力解放手段１１としては、電磁マグネットが用いられている。
As the brake wheel 8, a brake disc or a brake drum is used. As the braking force urging means 10, a brake spring is used. The braking force urging means 10 presses the
ブレーキ装置７の動作は、ブレーキ制御部１２により制御される。即ち、ブレーキ制御部１２からのブレーキ解放指令が制動力解放手段１１に入力されると、制動力解放手段１１の電磁力により、制動力付勢手段１０の付勢力に抗してブレーキライニング９がブレーキ車８から開離される。また、ブレーキ解放指令が発生されていないときには、制動力解放手段１１は消勢され、制動力付勢手段１０の付勢力によりブレーキライニング９がブレーキ車８に押し付けられる。
The operation of the
巻上機４には、駆動シーブ５及び電動機６の回転速度に応じた信号を発生する回転検出手段としての速度検出器１３が設けられている。速度検出器１３としては、エンコーダが用いられている。かご１には、かご１内の積載重量を検出する秤装置１４が設けられている。
The hoisting
速度検出器１３からの信号は、スリップ検出部１５に入力される。スリップ検出部１５は、速度検出器１３からの信号に基づいて、主索３と駆動シーブ５との間に生じるスリップを検出する。ブレーキ制御部１２には、スリップ検出部１５からのスリップ検出信号が入力される。
A signal from the
昇降路の上部には、かご１の過速度を検出する調速機１６が設けられている。調速機１６は、かご１の走行に伴って回転される調速機シーブ１７と、調速機シーブ１７に巻き掛けられている調速機ロープ１８とを有している。調速機ロープ１８の一部は、かご１に接続されている。
A
図２は一般的なエレベータ装置における制動時の制動力の時間変化を示すグラフである。図において、時刻ｉは制動動作の開始時刻、時刻ｉｉは制動力の発生時刻をそれぞれ示している。このように、通常のブレーキ装置には動作遅れがあり、時刻ｉで制動動作を開始するのに対し、少し遅れて時刻ｉｉから制動力が立ち上ってくる。特に、摩擦ブレーキを用いた場合には、ブレーキライニングとブレーキ車との間にギャップがあるため、制動力が発生するまでに時間を要する。 FIG. 2 is a graph showing a change over time in braking force during braking in a general elevator apparatus. In the figure, time i indicates the start time of the braking operation, and time ii indicates the generation time of the braking force. As described above, the normal braking device has an operation delay, and the braking operation starts at the time i, while the braking force rises from the time ii with a slight delay. In particular, when a friction brake is used, it takes time until the braking force is generated because there is a gap between the brake lining and the brake vehicle.
図３は一般的なエレベータ装置における制動時の駆動シーブ及び主索の速度の時間変化を示すグラフであり、特に駆動シーブと主索との間にスリップが発生した場合の例を示している。図において、曲線Ｉは、駆動シーブの速度を示している。曲線ＩＩは、主索の速度を示している。曲線ＩＩＩは、曲線Ｉよりも積載重量が小さい場合の駆動シーブの速度を示している。曲線ＩＶは、曲線ＩＩＩよりも積載重量が小さい場合の主索の速度を示している。 FIG. 3 is a graph showing temporal changes in the speed of the drive sheave and the main rope during braking in a general elevator apparatus, and particularly shows an example in the case where a slip occurs between the drive sheave and the main rope. In the figure, curve I indicates the speed of the drive sheave. Curve II shows the velocity of the main rope. Curve III shows the speed of the drive sheave when the loaded weight is smaller than that of curve I. A curve IV indicates the speed of the main rope when the loaded weight is smaller than that of the curve III.
また、２箇所の点ｉｉｉは、駆動シーブと主索との間にスリップが生じ始める点である。駆動シーブと主索とは、スリップが生じるまでは同期して動作しているが、スリップ発生後は別々に減速され停止する。 Further, two points iii are points where slip starts to occur between the drive sheave and the main rope. The drive sheave and the main rope operate synchronously until a slip occurs, but after the slip occurs, they are decelerated and stopped separately.
さらに、駆動シーブと主索との間の摩擦係数はスリップ発生後に低下するが、ブレーキ装置による制動力は時間と共に増加する傾向を持つ。このため、駆動シーブはスリップ後に急激に減速されるのに対し、主索は低下した摩擦力により緩やかに減速される。このときの駆動シーブと主索との間の摩擦係数は、図４に示すように、一般的に駆動シーブに対する主索の相対速度の増加に応じて単調減少する傾向を持つ。 Furthermore, although the coefficient of friction between the drive sheave and the main rope decreases after the occurrence of slip, the braking force by the brake device tends to increase with time. For this reason, the drive sheave is decelerated rapidly after slipping, while the main rope is slowly decelerated by the reduced frictional force. As shown in FIG. 4, the friction coefficient between the drive sheave and the main rope at this time generally tends to monotonously decrease as the relative speed of the main rope with respect to the drive sheave increases.
図５は一般的なエレベータ装置における制動時の駆動シーブ及び主索の減速度（走行方向に対して減速する方向を正とした場合の加速度）の時間変化を示すグラフである。図において、ｉ〜ｉｉｉ、Ｉ〜ＩＶは、図３に対応している。 FIG. 5 is a graph showing changes over time in the drive sheave and main rope deceleration (acceleration when the direction of deceleration relative to the traveling direction is positive) during braking in a general elevator apparatus. In the figure, i to iii and I to IV correspond to FIG.
上述した摩擦係数及び制動力の特性から、スリップが生じた後の駆動シーブの減速度は、図５に示すように顕著に変化する。このため、駆動シーブの速度や減速度に現れる変化を捉えることで、スリップの有無を判断することが可能である。 From the characteristics of the friction coefficient and the braking force described above, the deceleration of the drive sheave after the slip is generated changes significantly as shown in FIG. For this reason, it is possible to determine the presence or absence of slip by capturing changes appearing in the speed and deceleration of the drive sheave.
図６は図１のスリップ検出部１５の機能を示すブロック図である。信号変換部２１は、速度検出器１３からの速度信号（エンコーダ信号）を、駆動シーブ５の加速度を表す加速度信号に変換して加速度比較部２２に送る。加速度比較部２２は、信号変換部２１からの加速度信号と予め設定された加速度閾値とを比較し、比較結果を判断部２３に送る。判断部２３は、加速度比較部２２から得た信号を参照して、スリップの有無を判定する。
FIG. 6 is a block diagram showing the function of the
加速度比較部２２で用いる加速度閾値は、例えば、かご１内の積載重量やブレーキ装置７の制動力等の条件を様々に変化させて実験を行い、スリップが発生する加速度を求めることにより設定することができる。
The acceleration threshold value used in the
また、駆動シーブ５が重力加速度（１Ｇ）を超えて加減速される場合、かご１側か釣合おもり２側のどちらかは、主索３の張力を保つ役割を果たさなくなり、主索３を駆動シーブ５に密着させることができず、駆動シーブ５が空回りして主索３との間にスリップが発生する。従って、駆動シーブ５の減速度が１Ｇを超えた場合は駆動シーブ５と主索３とが同期して動作することはない。このため、加速度閾値を１Ｇに設定し、駆動シーブ５の加速度が１Ｇを超えた場合にはスリップが発生していると判断するようにしてもよい。
When the driving
さらに、スリップが発生しない場合の加速度を算出し、その値を加速度閾値として設定してもよい。 Further, the acceleration when no slip occurs may be calculated and set as the acceleration threshold value.
実施の形態１のエレベータ装置の構成における運動方程式は以下のように定められる。
数式中において、Ｉｍは駆動シーブ５及びそれと同期動作する電動機６等を含めた機器の慣性質量、Ｒは駆動シーブ５の実効半径、ｍＣはかご１内の積載重量を含めたかご１全体の重量、ｍＷは釣合おもり２の重量である。ここで、ｍＣに駆動シーブ５からかご１側の主索３の重量を、ｍＷに駆動シーブ５から釣合おもり２側の主索３の重量を含めて検討すると、より正確に検討することができる。
In the equation, I m is the inertial mass of the device including the
また、Ｔ１はかご１が吊り下げられている主索３の張力、Ｔ２は釣合おもり２が吊り下げられている主索３の張力、Ｆはブレーキ装置７による制動力、ｇは重力加速度、Ｇ１は駆動シーブ５の換算加速度、Ｇ２はかご１及び釣合おもり２の加速度である。なお、Ｇ１及びＧ２は、かご１が上昇し、釣合おもり２が下降する方向を正とする。また、制動力Ｆの符号は上昇時が−Ｆ、下降時が＋Ｆである。
T 1 is the tension of the
ここで、スリップが発生する場合と発生しない場合とについて、状態を比較整理する。
まず、スリップが発生しない場合では、駆動シーブ５と主索３とが同期動作する。このときの加速度をＧ３とすると、
First, when no slip occurs, the
次に、スリップが発生しているときは、かご１及び釣合おもり２は駆動シーブ５よりも多く進むこととなる。そのため、スリップが発生していて、なおかつ駆動シーブ５が完全に停止していない場合、Ｇ１〜Ｇ３には以下の関係がある。
式４と式５とを比較するとわかるように、駆動シーブ５の換算加速度Ｇ１を監視し、予め算出したスリップが発生しない場合の加速度Ｇ３と比較することで、スリップの発生の有無を判断することができる。即ち、Ｇ１の絶対値がＧ３の絶対値よりも大きくなった場合に、スリップが発生していると判断することができる。
As can be seen from a comparison between
ここで、スリップしない場合の加速度Ｇ３は、式１〜式４から以下のように求めることができる。
式６において、分母部分はエレベータ駆動部全体の慣性に相当し、分子部分はエレベータ駆動部全体に働く力に相当する。減速度は、式６からもわかるように、質量や制動力等に基づいて算出した加速度Ｇ３により定められる。従って、積載重量が変動すると、かご１全体の重量ｍＣが変動し、減速度も変化する。
In
そこで、スリップを判定するための加速度閾値には、ｍＣの変動を考慮し、スリップのない状態で減速度が最大となる場合を想定した値を利用することが好適である。これにより、スリップのない状態をスリップとして誤検出することなく、スリップをより正確に検出できる。 Therefore, it is preferable to use a value that assumes the case where the deceleration becomes maximum in the absence of slip in consideration of the fluctuation of m C as the acceleration threshold for determining slip. Thereby, it is possible to detect slip more accurately without erroneously detecting a slip-free state as slip.
例えば、図５において、スリップのない場合での最大減速度を点線で示しているが、縦線部Ａ及び横線部Ｂは、共に最大減速度を超えているため、その範囲においてスリップが生じていると判定できる。 For example, in FIG. 5, the maximum deceleration when there is no slip is indicated by a dotted line, but since both the vertical line portion A and the horizontal line portion B exceed the maximum deceleration, slip occurs in that range. Can be determined.
また、スリップが発生する場合の加速度を算出し、その値から加速度の閾値を定めてもよい。スリップが発生する場合では、以下の関係式が成り立つ。
式７において、μは駆動シーブ５と主索３との間の摩擦係数、ｋは駆動シーブ５と主索３との間の相関状態により定められる係数である。ここで、制動時にスリップが発生する場合の走行方向と張力との関係として、かご１が上昇しているときはＴ２＞Ｔ１であり、かご１が下降しているときはＴ２＜Ｔ１である。
In
従って、式１〜式３及び式７から、上昇時のＧ１，Ｇ２は、
下降時のＧ１，Ｇ２は、
式９又は式１１を利用して定められる減速度は、スリップした場合の主索３側の減速度であるが、μの値として静止摩擦係数μ０を利用することで、スリップが生じ始めるときの減速度を定めることができる。図４に示すように、静止摩擦係数μ０は相対速度が０のときの摩擦係数である。
The deceleration determined using
スリップが発生しない限りにおいて、主索３と駆動シーブ５とは同期して動作するため、スリップ開始までの主索３の加速度は駆動シーブ５の動作監視により検知でき、スリップ開始までは駆動シーブ５の加速度を主索３の加速度として扱ってよい。スリップは、主索が式９又は式１１から定められる加速度閾値を超えた場合に発生するため、駆動シーブ５を通じて主索３の加速度を検出して、その加速度と上記閾値とを比較することで、その判定が可能である。
As long as no slip occurs, the
式９又は式１１から定められる加速度閾値は、駆動シーブ５と主索３との間の摩擦力の関係から定められるため、式６から定められる加速度閾値と比較すると、制動力Ｆの設計誤差等に起因する変動による影響を受けない利点がある。一方、駆動シーブ５と主索３との間のトラクション能力を定める摩擦係数μ及び相関係数ｋの値が定められている必要がある。
Since the acceleration threshold value determined from the
ここで、式９又は式１１からスリップ発生時の減速度を定める場合、かご１全体の重量ｍＣが積載重量により変動することを考慮しなければならない。図２及び図５に示すように、積載重量が異なる場合には、スリップ開始点の減速度、速度、時刻のいずれもが異なる。その変動した場合を考慮して、スリップ発生の基準減速度の最大値を定め、その最大値よりも減速度が大きくなった場合にスリップが発生したと判断することで、より正確にスリップの発生を判断することができる。また、その変動した場合を考慮してスリップ発生の基準減速度の最小値を定め、その最小値よりも減速度が小さい場合に、スリップが全く発生していないことが判断できる。
Here, when the deceleration at the time of slip occurrence is determined from
このように、実施の形態１のエレベータ装置では、駆動シーブ５の動作検知のみからスリップの発生の有無を判断するので、駆動シーブ５と主索３との間のスリップをより簡単な構成で検出することができる。
As described above, in the elevator apparatus according to the first embodiment, since the presence or absence of the occurrence of slip is determined only from the operation detection of the
ここで、現在の多くのエレベータ装置では、電動機６と駆動シーブ５とが同軸上に配置されているか又は同期回転され、ブレーキ装置７により駆動シーブ５の回転が制動される。また、電動機６の多くには、回転を制御するために回転角度や回転速度を検出する速度検出器１３が設けられている。このため、新たなセンサを敷設しなくても、駆動シーブ５の動きを検出することができる。実施の形態１の方式は、駆動シーブ５の回転状態のみを検出することで駆動シーブ５と主索３との間のスリップを判断することができるため、多くのエレベータ装置に対して、新たなセンサを敷設することなくスリップを検知できる利点がある。
Here, in many current elevator apparatuses, the
また、駆動シーブ５の動作検知のみからスリップを判断する方法は、スリップせずに非常停止できることの確認試験にも利用できる。具体的には、新たにエレベータを設置する場合やメンテナンス時において、試験的に非常停止時動作を行って非常停止動作中の駆動シーブ５の減速度を確認することで、主索３との間でスリップが生じているか否かの判断を行うことができ、エレベータ装置が安全運行できる能力があることを確認できる。
さらに、スリップ発生からのタイムラグを少なく判断することができれば、発生後に制動力を緩和し、駆動シーブ５と主索３とを再同期させることも可能である。
Further, the method of judging the slip only from the operation detection of the
Furthermore, if the time lag from the occurrence of the slip can be determined to be small, the braking force can be reduced after the occurrence and the
実施の形態２．
次に、図７はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置のスリップ検出部の機能を示すブロック図であり、エレベータ装置全体の構成は図１と同様である。実施の形態１では、かご１内の積載重量の変動によりスリップが発生した場合の駆動シーブ５の減速度の大きさが変わることを考慮して加速度閾値を定めた。これに対して、実施の形態２では、秤装置１４からの信号の利用によりかご１内の積載重量を検知し、かご１全体の重量を求める。これにより、積載重量が変動することによる誤差がなく、スリップ判定を行う閾値をより正確に定めることができる。
Next, FIG. 7 is a block diagram showing the function of the slip detection unit of the elevator apparatus according to
図７において、閾値算出部２４は、秤装置１４からの秤信号に基づいて閾値を求める。即ち、実施の形態２のスリップ検出部１５は、予め規定された閾値を利用するのではなく、閾値を算出する機能を有する。
In FIG. 7, the
図５には、積載重量の変動等を考慮して定めた閾値と、各積載重量に応じて算出した閾値とを示している。積載重量の変動等を考慮して定めた閾値に比べると、各積載重量に応じて算出した閾値は減速度としては小さく、実際にスリップが発生している点ｉｉｉでの減速度に近い。そのため、各積載重量に応じて算出した閾値を利用することで、迅速かつ正確にスリップの判断を行うことができる。 FIG. 5 shows threshold values determined in consideration of fluctuations in load weight and the like, and threshold values calculated according to each load weight. Compared to the threshold value determined in consideration of fluctuations in the loaded weight, the threshold value calculated according to each loaded weight is small as the deceleration, and is close to the deceleration at the point iii where the slip actually occurs. Therefore, it is possible to quickly and accurately determine the slip by using the threshold value calculated according to each loaded weight.
実施の形態３．
実施の形態１では、スリップ発生後に制動力を緩和することで駆動シーブ５と主索３とを再同期することについて簡単に述べた。実施の形態３では、駆動シーブ５と主索３との間のスリップが収まり両者が再び同期したことを検知する。上記のようなスリップ発生後にそれを抑制する技術においては、駆動シーブ５と主索３との間のスリップが収まり両者が再び同期したことを検知できれば、より効果的にスリップを抑制できる。なお、実施の形態３のエレベータ装置の全体構成は、図１と同様である。
In the first embodiment, it has been briefly described that the
駆動シーブ５と主索３との間のスリップと再度の動作同期とを検知し、スリップを抑制しながら制動する場合のフローを図８に示す。図８では、通常の緊急停止動作と同様、始めに緊急停止指令を発して制動動作を開始する（ステップＳ１）。この後、駆動シーブ５が停止したかどうかを確認する（ステップＳ２）。そして、駆動シーブ５が停止していれば、処理を終了する。
FIG. 8 shows a flow in the case of detecting the slip between the driving
駆動シーブ５が停止していない場合には、スリップが発生しているかどうかを判断する（ステップＳ３）。スリップが発生していなければ、駆動シーブ５の停止判断に戻る（ステップＳ１）。即ち、駆動シーブ５が停止するまで、スリップの発生を監視する。
If the
スリップが発生した場合、ブレーキ装置７に指令を与えて制動力を緩和する（ステップＳ４）。制動力を緩和した後は、駆動シーブ５と主索３とが同期するまで、同期の判断を行う（ステップＳ５）。同期が確認された後には、制動力を再びかけ（ステップＳ６）、駆動シーブ５の停止判断に戻る。
If slip occurs, a command is given to the
上記のような制御動作のうち、駆動シーブ５の停止判断は、駆動シーブ５の速度から実施することができる。また、スリップの判断は、実施の形態１、２で述べたように、駆動シーブ５の速度から実施することができる。
Of the control operations as described above, the stop determination of the
さらに、駆動シーブ５と主索３との同期は、スリップ開始後の主索３の速度Ｖ２が実測の駆動シーブ５の速度に近づいてＶ２とほぼ等しくなることにより判断することができる。このとき、主索３の速度は、主索３を直接計測してもよいし、かご１やかご１と同調動作する調速機１６の動作を計測してもよい。
Furthermore, the synchronization between the
また、主索３の速度は、駆動シーブ５の速度から推定することもできる。具体的には、式９又は式１１でのスリップ後の主索３の加速度を積分することで、上昇時の速度を
下降時の速度を
The speed when descending
ここで、Ｖ’２は主索３の推定速度、Ｔは推定時の時刻、Ｖ０はスリップ発生時の駆動シーブ５の速度、Ｔ０はスリップ発生時の時刻である。スリップ発生時の速度Ｖ０はスリップが判断されたときの駆動シーブ５の速度として検知することができ、Ｔ０に関しても同様である。
Here, V ′ 2 is the estimated speed of the
また、各スリップ判断の方法において、スリップ発生の時刻と速度とを定める際に、実際のスリップの発生減速度とスリップを判断する基準減速度とが異なることによる検知の遅れを考慮すると、より精度良く速度推定が可能である。 Also, in each slip determination method, when determining the time and speed of slip occurrence, taking into account the detection delay due to the difference between the actual slip occurrence deceleration and the reference deceleration for judging the slip, it is more accurate. The speed can be estimated well.
また、摩擦係数は、厳密にはμ（Ｖｒ）、即ち相対速度Ｖｒ＝Ｖ１−Ｖ２の関数として定義できる。ここでは、Ｖ１は駆動シーブ５の速度、Ｖ２は主索３の速度を表す。スリップ後における速度の推定には、厳密な摩擦係数μ（Ｖｒ）を用いてもよいが、例えば図４中に点線で示したような簡易の最低摩擦係数を用いてもよい。但し、より確実に同期を判断するためには、簡易計算に用いる摩擦係数は、厳密な摩擦係数μ（Ｖｒ）よりも低くとらなければならない。
Strictly speaking, the friction coefficient can be defined as a function of μ (V r ), that is, relative speed V r = V 1 −V 2 . Here, V 1 represents the speed of the
図９は実施の形態３によるエレベータ装置のスリップ検出部の機能を示すブロック図である。実施の形態３のスリップ検出部１５は、エンコーダ信号と秤信号とを参照して、駆動シーブ５と主索３との間のスリップと同期とを判定して出力する。信号変換部２１は、エンコーダ信号を加速度信号及び速度信号に変換する。加速度信号は駆動シーブ５の加速度を表す信号であり、速度信号は駆動シーブ５の速度を表す信号である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating the function of the slip detection unit of the elevator apparatus according to the third embodiment. The
閾値算出部２４は、実施の形態２に示したように、秤信号に基づいて、スリップの判定に利用する加速度閾値を算出する。なお、加速度閾値は、実施の形態１と同様に、予め定めた値を用いてもよい。
As shown in the second embodiment, the
加速度比較部２２は、得られた駆動シーブ５の加速度と閾値とを比較して、その大小の結果を判断部２３及び主索速度推定部２５に出力する。主索速度推定部２５は、加速度比較部２２での演算結果と速度信号及び秤信号とを利用して、主索速度を推定する。そして、加速度比較部２２からの信号により、スリップが生じていないと判断された場合は、駆動シーブ５の速度を主索の速度として出力する。
The
スリップが生じていると判断された場合は、式１２及び式１３に従って主索速度を算出して推定する。その算出に際して、スリップ発生時の駆動シーブ５の速度Ｖ０、その時の時刻Ｔ０、かご１内の積載重量を含めたかご全体の重量ｍＣが必要となる。このため、加速度比較部２２からの信号を利用することでスリップ発生時を判断して、その時の速度Ｖ０と時刻Ｔ０とを検知する。また、秤信号を利用して、かご１内の積載重量を含めたかご全体の重量ｍＣを定める。
If it is determined that slip has occurred, the main rope speed is calculated and estimated according to
速度比較部２６は、信号変換部２１から得た駆動シーブ５の速度と主索速度推定部２５から得た主索３の推定速度とを比較して、その結果を判断部２３に出力する。判断部２３は、加速度比較部２２から得られた信号を参照してスリップの発生を判定し、速度比較部２６から得られた信号を参照して発生したスリップが収束して駆動シーブ５と主索３とが同期したことを判定する。
The
図１０はスリップを抑制した場合の速度の時間変化を示すグラフ、図１１はスリップを抑制した場合の減速度の時間変化を示すグラフである。なお、図１０には、主索３の推定速度及び実速度と、駆動シーブ５の速度とを示している。
FIG. 10 is a graph showing the time change of the speed when the slip is suppressed, and FIG. 11 is a graph showing the time change of the deceleration when the slip is suppressed. FIG. 10 shows the estimated speed and actual speed of the
ここでは、主索３の速度推定を行う際の摩擦係数として、実際よりも低く見積もった値を利用しているため、スリップ中の主索実速度は主索推定速度よりも常に低くなる。これにより、駆動シーブ５と主索３との同期判断をより確実に行うことができる。
Here, since the value estimated lower than the actual value is used as the friction coefficient when the speed of the
同期後においては、再度のスリップ発生を抑制するために、スリップ発生時の制動力に比べて緩和した制動力で制動してもよいし、通常通りの制動力をかけて再びスリップが発生した場合に同様の方法で抑制してもよい。本例では、同期後には緩和した制動力で停止する場合を示している。即ち、同期後の減速度は、図１１に示すように、スリップが発生した減速度よりも小さくなり、これにより再度のスリップ発生が防止されている。 After synchronization, in order to suppress the occurrence of slip again, braking may be performed with a braking force that is less than the braking force at the time of slip occurrence, or when slip occurs again with normal braking force applied The same method may be used. In this example, a case where the vehicle stops with a relaxed braking force after synchronization is shown. In other words, the deceleration after synchronization is smaller than the deceleration at which slip occurs, as shown in FIG. 11, thereby preventing another slip from occurring.
なお、スリップ判断の基準減速度算出の際には、かご１全体の重量が積載状態により変動すること以外にも、制動力の変動や、昇降行程に依存する主索重量の変動などを考慮してもよい。 When calculating the standard deceleration for slip judgment, in addition to the fact that the weight of the entire car 1 fluctuates depending on the loading state, the fluctuation of the braking force and the fluctuation of the main rope weight depending on the lifting / lowering stroke are taken into consideration. May be.
実施の形態４．
次に、図１２はこの発明の実施の形態４によるエレベータ装置を示す構成図である。実施の形態１では、１：１ローピング方式のエレベータ装置を示したが、ローピング方式はこれに限定されるものではなく、実施の形態４では２：１ローピング方式のエレベータ装置を示している。このように、ローピング方式が異なる場合にも、運動方程式を立てて加速度閾値を算出することが可能である。
Next, FIG. 12 is a block diagram showing an elevator apparatus according to
図１２に示すように、かご１及び釣合おもり２の動作に対して駆動シーブ５が２倍動作する２：１ローピング方式の場合の運動方程式は、
そして、駆動シーブ５と主索３とが同期動作するときの駆動シーブ５の加速度をＧ３とすると、
従って、スリップしない場合の加速度Ｇ３は式１'〜式４'から以下のように定められる。
また、スリップが発生する場合の加速度を算出して、その値から加速度の閾値を定めるのには、１：１ローピング方式の場合と同じ式７を利用することができる。式７の左辺は、式２'及び式３'の張力から定まるが、その大きさは式２及び式３の張力から定めた値に等しく、２：１ローピング方式の場合にも式９及び式１１を利用することができる。
Further, in order to calculate the acceleration when slip occurs and to determine the threshold value of acceleration from the calculated value, the
なお、上記の例では、減速度を基準としてスリップの発生を判断する方法を具体的に示したが、減速度に現れる現象は速度や位置にも現れるため、速度や位置の変化の様子を基準にしてもよい。また、図５中にｉｉｉとして示した減速度変化を、加速度の微分であるジャークで捉えてもよい。即ち、スリップ検出部は、駆動シーブの加速度を、駆動シーブの速度、回転位置、ジャーク等の監視に置き換えて間接的に監視してもよい。さらに、スリップ時の主索の速度推定も同様に、式１２及び式１３が利用可能となる。
In the above example, the method for judging the occurrence of slip based on the deceleration is specifically shown, but the phenomenon that appears in the deceleration also appears in the speed and position. It may be. In addition, the deceleration change indicated as iii in FIG. 5 may be captured by jerk, which is a differential of acceleration. In other words, the slip detection unit may monitor the drive sheave acceleration indirectly by monitoring the drive sheave speed, rotational position, jerk, and the like. Further, the
また、上記の例では、設計誤差等を考慮せずに閾値の算出を行ったが、例えば、ブレーキ装置の制動力の設計誤差を考慮に入れ、余裕を見て大きめに閾値を定めてもよい。 Further, in the above example, the threshold value is calculated without considering the design error or the like. For example, the threshold value may be set to a larger value taking into account the design error of the braking force of the brake device. .
さらに、駆動シーブの慣性質量の大きさによっては、減速度は主索の振動の影響を受け、駆動部全体の平均的な減速度に対して振動的になる場合がある。この場合には、フィルタに通して振動を除去した減速度を、スリップ判断の減速度閾値と比較することで、振動成分による誤判断を回避してもよい。
さらにまた、駆動シーブと主索との間に生じるスリップを判断する方法は、スリップを判断してそれを抑制する技術以外に、スリップを発生せずに停止できることを確認するための試験等にも適用できる。
また、スリップ検出部は、演算処理部（ＣＰＵ等）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等）及び信号入出力部を持ったコンピュータにより構成することができる。即ち、スリップ検出部の機能は、コンピュータにより実現することができる。この場合、記憶部には、スリップ検出部の機能を実現するためのプログラムが格納されている。また、ブレーキ制御部の機能とスリップ検出部の機能とを共通のコンピュータにより実現させることもできる。
Furthermore, depending on the size of the inertial mass of the drive sheave, the deceleration may be influenced by the vibration of the main rope, and may become oscillating with respect to the average deceleration of the entire drive unit. In this case, an erroneous determination due to the vibration component may be avoided by comparing the deceleration through which the vibration has been removed with a deceleration threshold value for the slip determination.
Furthermore, the method for judging the slip generated between the drive sheave and the main rope is not limited to a technique for judging the slip and suppressing it, but also for a test for confirming that the vehicle can be stopped without causing the slip. Applicable.
Further, the slip detection unit can be configured by a computer having an arithmetic processing unit (CPU or the like), a storage unit (ROM, RAM, hard disk, or the like), and a signal input / output unit. That is, the function of the slip detection unit can be realized by a computer. In this case, the storage unit stores a program for realizing the function of the slip detection unit. Moreover, the function of a brake control part and the function of a slip detection part are also realizable by a common computer.
１ かご、３ 主索、４ 巻上機、５ 駆動シーブ、７ ブレーキ装置、１２ ブレーキ制御部、１３ 速度検出器（回転検出手段）、１４ 秤装置、１５ スリップ検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car, 3 main rope, 4 hoisting machine, 5 drive sheave, 7 brake device, 12 brake control part, 13 speed detector (rotation detection means), 14 scale apparatus, 15 slip detection part.
Claims (7)
上記駆動シーブに巻き掛けられている主索、
上記主索により吊り下げられ、上記巻上機により昇降されるかご、
上記主索により吊り下げられ、上記巻上機により昇降される釣合おもり、
上記駆動シーブの回転状態を検出する回転検出手段、
上記ブレーキ装置を制御するブレーキ制御部、及び
上記回転検出手段からの情報に基づいて上記駆動シーブの加速度を検出するとともに、検出された加速度と加速度閾値とを比較することにより、上記主索と上記駆動シーブとの間にスリップが発生したことを検出するスリップ検出部
を備えていることを特徴とするエレベータ装置。 A hoisting machine having a drive sheave and a brake device for braking rotation of the drive sheave;
A main rope wound around the drive sheave,
A car suspended by the main rope and lifted by the hoisting machine,
A counterweight suspended by the main rope and lifted and lowered by the hoisting machine,
Rotation detection means for detecting the rotation state of the drive sheave;
By detecting the acceleration of the drive sheave based on information from the brake control unit that controls the brake device and the rotation detection means, and comparing the detected acceleration with an acceleration threshold, the main rope and the An elevator apparatus comprising a slip detection unit that detects that slip has occurred between the drive sheave and the drive sheave.
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