JPH0470229B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は油圧ポンプを駆動してかごを走行さ
せる油圧エレベータを制御する装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

油圧エレベータの油圧制御方式の一つに流量制
御弁によるものがある。これは、上昇時は電動機
を一定回転速度で回転させ、この電動機で油圧ポ
ンプを駆動し、この油圧ポンプからの定吐出量の
油を油タンクへ戻しておいて、運転指令が出ると
油タンクへ戻す量を流量制御弁で調整することに
より、かごの速度を制御し、下降時はかごを自重
で降下させ、これを流量制御弁で調節してかごの
速度を制御するものである。この方式は上昇時余
分な油を循環させることと、下降時は位置エネル
ギを油の発熱に消費するので、エネルギ損失が大
きく、油温上昇が著しい。

これを改良するものとして、例えば特開昭57−
98477号公報に示されるように、定吐出形油圧ポ
ンプを駆動する誘導電動機を、半導体で構成され
た制御装置により制御し、電圧・周波数を広範囲
にわたつて調整して、電動機の回転速度を制御す
るものが提案されている。すなわち、電動機の回
転速度を変えることにより、油圧ポンプの吐出量
を可変制御するものであり、安価であり信頼性も
高い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来の油圧エレベータの制御装置
では、油圧ポンプの漏れのために、油圧ポンプを
回転させても、かごは直ちに起動しないことがあ
る。

すなわち、第６図に示すように、時刻t₀で運転
指令が出されたとすると、油圧ポンプは徐々に加
速し、時刻t₁で回転速度n₁に達する。しかし、油
圧ポンプの漏れのため、かごは起動しない。回転
速度がn₁を越えると、漏れ量以上の油が油圧ポン
プから吐出され、かごは動き出す。このように、
漏れ量以上の多量の油が油圧ポンプと逆止弁（後
出）の間の管路に供給されるので、高い圧力が発
生し、逆止弁を急速に押し開くため、大きな起動
衝撃と振動が生じる。かごは時刻t₂で一定速度に
達し、時刻t₃で減速を開始して時刻t₄でかごは停
止する。油圧ポンプは更に回転し続け、時刻t₅で
停止する。起動衝撃は主にかご起動時に油圧ポン
プの回転速度の増加が著しいことに起因するもの
であるから、第７図に示すように、回転速度を緩
やかに増加させるようにすると、かごは時刻t₁₁
で起動し、以後同時に時刻t₁₂、t₁₃、t₁₄、t₁₅で、
一定速度速行、減速、かご停止及び油圧ポンプ停
止の経路をたどる。このように、回転速度を緩や
かに増加させると、衝撃は小さくなるが起動遅れ
が大きくなると共に、運転時間も長くなり、輸送
能率が悪化する。また、下降時は逆止弁を電磁コ
イルの付勢により開させ、油圧シリンダからの圧
油を油タンクへ戻すようにしているが、このとき
逆止弁と油圧ポンプ間の管路には油がなく、また
油圧ポンプもこの流量を阻止する力を持たない。
そのため、油圧シリンダからの油が急激に管路を
通じて油タンクへ戻され、これが起動衝撃とな
り、かごの乗心地を悪くする等の問題点がある。

この発明に上記問題点を解決するためになされ
たもので、急激な流量及び圧力の変化を抑え、か
ごを円滑に起動できるようにした油圧エレベータ
の制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る油圧エレベータの制御装置は、
かごの重量が油に与える圧力と、油圧ポンプを通
過する油の温度を検出し、運転指令が発せられて
から所定時間後の圧力信号及び油温信号の内少な
くとも圧力信号を保持し、これと油温信号及び油
圧ポンプの持つ漏れ係数とから油圧ポンプの漏れ
量を演算し、この漏れ量信号とこれに続く走行パ
ターン信号をそれぞれパターン信号として電動機
を制御するものである。

〔作用〕

この発明による油圧エレベータの制御装置にお
いては、少なくとも圧力信号は、運転指令が発せ
られてから所定時間後に保持されて油圧ポンプの
漏れ量が演算されるから、かごへの乗降による負
荷変動が安定した状態で漏れ量演算が行われる。

〔実施例〕

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示す図
である。

図中、１はエレベータ昇降路、２は昇降路１の
底部に埋設された油圧シリンダ、３は油圧シリン
ダ２に充てんされた圧油、４は圧油３により昇降
するプランジヤ、５はプランジヤ４の頂部に設置
されたかご、６はかご５に装着されたカム、７は
昇降路１に設置されカム６と係合すると減速指令
信号７ａを発する減速指令スイツチ、８は同じく
停止指令信号８ａを発する停止指令スイツチ、９
は階床、１０は後出する管路１１Ｂに接続されか
ご５の重量が油に与える圧力（以下かご圧力とい
う）を検出し圧力信号１０ａを発する圧力検出
器、１１は常時逆止弁として機能し電磁コイル１
１Ａが付勢されると切り変えられて逆方向にも導
通させる電磁切換弁、１１Ｂは電磁切換弁１１と
油圧シリンダ２の間に接続され圧油を送受する管
路、１２は可逆回転し管路１２Ａを介して電磁切
換弁１１との間で圧油を送受する油圧ポンプ、１
３は油圧ポンプ１２を駆動する三相誘導電動機、
１４は電動機１３に直結されその回転速度を検出
して速度信号１４ａを発生する速度検出器、１５
は管路１５Ａを介して油圧ポンプ１２との間で油
を送受する油タンク、１６は油タンク１５内に設
けられ油温を検出して油温信号１６ａを発する油
温検出器、Ｒ，Ｓ，Ｔは三相交流電源、２１は三
相交流を直流に変換する整流回路、２２は整流回
路２１の直流出力を平滑する平滑コンデンサ、２
３は直流入力をトランジスタとダイオードからな
る回路でパルス幅制御して可変電圧・可変周波数
の三相交流を変換するインバータ、２４は交流電
源Ｒ，Ｓ，Ｔとインバータ２３の直流側の間に接
続され直流回生電力を交流に変換して交流電源
Ｒ，Ｓ，Ｔに返還する回生用インバータ、２５は
圧力信号１０ａ、油温信号１６ａ、速度信号１４
ａ、減速指令信号７ａ、停止指令信号８ａ及び後
出する運転指令信号３８を入力してインバータ２
３のトランジスタを制御する制御信号２５ａを発
する速度制御装置、３０ａ〜３０ｃはインバータ
２３と電動機１３の間に挿入され起動指令が出て
から停止指令が出るまで閉成する運転用電磁接触
器接点、３８はかご５に運転指令が出ると「Ｈ」
となりかご５が停止した後「Ｌ」となる運転指令
信号、３９は運転指令信号３８が「Ｈ」になると
所定時間遅れて（第３図の時刻t_s−t₂₀間）出力を
発する遅延回路、４０は遅延回路３９の出力が入
力されると一定時間遅れて出力を発する遅延回
路、４１Ｕは遅延回路４０の出力、減速指令信号
７ａ及び停止指令信号８ａを入力して上昇時の加
速、高速一定速、減速及び低速一定速を指令する
上昇走行パターン信号４１Uaを発生する上昇走
行パターン発生回路、４１Ｄは同じく下降走行パ
ターン信号４１Daを発生する下降走行パターン
発生回路、４１UAは上昇運転期間中閉成する上
昇用リレー接点、４１DAは下降運転期間中閉成
する下降用リレー接点、４３は圧力信号１０ａと
油温信号１６ａを入力し遅延回路３９の出力が
「Ｈ」になるとそれぞれ圧力信号４３ａ及び油温
信号４３ｂとして出力し、遅延回路３８の出力が
「Ｌ」になると圧力信号４３ａ及び油温信号４３
ｂの保持を解除する保持回路、４４は油圧ポンプ
１２の持つ漏れ係数値が記憶又は設定され漏れ係
数値信号４４ａを発する漏れ係数補正回路、４５
は圧力信号４３ａ、油温信号４３ｂ及び漏れ係数
値信号４４ａを入力し後出する式の演算を行い
油圧ポンプ１２からの漏れ量に相当する漏れ量信
号４５ａを出力する演算回路、４６は遅延回路３
９の出力が「Ｈ」になるとそのときの油圧ポンプ
１２の漏れ量相当分の回路速度で回転させるバイ
アスパターン信号４６ａを発するバイアスパター
ン発生回路、４７は上昇又は下降走行パターン信
号４１Ua，４１Daとバイアスパターン信号４６
ａを加算してパターン信号４７ａを出力するパタ
ーン発生回路で、この実施例では加算器が用いら
れている。４８は速度信号１４ａをパターン信号
と同一電圧レベルに変換する変換回路、４９はパ
ターン信号４７ａと変換回路４８の出力の偏差を
出力する加算器、５０は加算器４９の出力を所定
の増幅度で伝達する伝達回路、５１は伝達回路５
０の出力と変換回路４８の出力を加算して周波数
指令信号ω₀を出力する加算器、５２は周波数指
令信号ω₀に対して、例えば直線状に変化する電
圧指令信号Ｖを発する関数発生回路、５３は周波
数指令信号ω₀と電圧指令信号Ｖに基づいて正弦
波の三相交流がインバータ２３から出力されるよ
うにインバータ２３内のトランジスタに与える制
御信号２５ａを発する基準正弦波発生回路であ
る。

次に、この実施例の動作を説明する。

今、かご５が停止していて、上昇方向に呼びが
生じたとする。圧力信号１０ａ及び油温信号１６
ａは常に出力されており、保持回路４３は保持状
態ではないので、上記信号１０ａ，１６ａはその
まま圧力信号４３ａ及び油温信号４３ｂとして出
力されている。また、漏れ係数補正回路４４はあ
らかじめ記憶又は設定された漏れ係数値信号４４
ａを発している。したがつて、演算回路４５も常
時動作し、漏れ量信号４５ａを出力している。

すなわち、一般に油圧エレベータ用の油圧ポン
プ１２はIMO形ねじポンプが使用されており、
この油圧ポンプ１２の漏れ量は、ポンプ吐出圧
力、油温及びポンプ特性により、次式で示され
る。

ここに、Ｑ：ポンプからの漏れ量 Ｋ：ポンプ製造上のばらつきによる漏れ係数 Ｐ：ポンプ吐出部圧力 Ｅ：油温に対応して変化する油のエングラ粘度 演算回路４５は上記式の演算を行うもので、
かご５の運転時はポンプ吐出部圧力Ｐは圧力信号
１０ａに、粘度Ｅは油温信号１６ａに、係数Ｋは
漏れ係数値信号４４ａにそれぞれ相当する。

かご５の起動時に衝撃が生じるのは、この漏れ
量Ｑを補正していないためである。したがつて、
かご５が起動する前にあらかじめ起動及び走行時
のかご圧力及び油温を検出すると共に、漏れ係数
値を与え、これらから漏れ量を演算し、かご５の
起動時及び走行中における漏れ量を補正すれば、
油圧ポンプ１２の吐出圧力が急激に変化すること
はないので、起動衝撃は抑えられる。例えば、か
ご５が無負荷で呼びに応答しようとしている場
合、かご圧力が15Kg／cm²、油温が35℃のときの粘
度Ｅが4.9、油圧ポンプ１２の漏れ係数Ｋが６と
すると、 となり、この状態における起動時及び走行中の漏
れ量は約10.5である。この漏れ量Ｑに応じた漏
れ量信号４５ａが演算回路４５から出力される。

したがつて、かご５が戸開して乗客が乗降して
いる間、圧力信号１０ａは変化するので、漏れ量
信号４５ａも刻々変化している。

第３図の時刻t_sで戸閉が完了近くなると、運転
指令信号３８が「Ｈ」になり、所定時間後の時刻
t₂₀で遅延回路３９の出力が「Ｈ」になると、保
持回路４３はその時点での圧力信号１０ａ及び油
温信号１６ａを保持し、これを圧力信号４３ａ及
び油温信号４３ｂとして出力する。演算回路４５
はこれらの信号４３ａ，４３ｂと漏れ係数値信号
４４ａを演算し、一定値の漏れ量信号４５ａをバ
イアスパターン発生回路４６に与える。

戸閉完了して起動条件が成立すると起動指令が
出て、運転用電磁接触器接点３０ａ〜３０ｃは閉
成し、電動機１３はインバータ２３に接続され
る。また、バイアスパターン発生回路４６から第
３図ｂに示す上記演算結果に基づいたバイアスパ
ターン信号４６ａが発生する。この信号４６ａは
加算器４７を介してパターン信号４７ａとなり、
加算器４９で変換回路４８を介した速度信号１４
ａとの偏差が演算され、伝達回路５０を経由して
加算器５１に入力される。ここで、速度信号１４
ａと加算されて周波数指令信号ω₀となり、また
関数発生回路５２を介して電圧指令信号Ｖとな
る。これらの信号ω₀，Ｖにより、基準正弦波発
生回路５３から制御信号２５ａが発せられ、イン
バータ２３のトランジスタがパルス幅制御され、
インバータ２３からバイアスパターン信号４６ａ
に従つた低い電圧及び周波数の三相交流が発せら
れる。これで、電動機１３は油圧ポンプ１２の漏
れ量相当の低い回転速度で油圧ポンプ１２を駆動
する。したがつて、バイアスパターン信号４６ａ
では、かご５が上昇することはない。

時刻t₂₁になると、遅延回路４０の出力が「Ｈ」
となり、上昇走行パターン発生回路４１Ｕから第
３図ａに示す上昇走行パターン信号４１Uaが発
せられる。このとき、上昇用リレー接点４１UA
は閉成しているので、加算器４７からは第３図ｃ
に示すパターン信号４７ａが出力され、上述のよ
うにしてこのパターン信号４７ａに従つて電動機
１３の回転速度は制御される。すなわち、時刻
t₂₁以後は油圧ポンプ１２はその漏れ量以上の圧
油を送出する。油は油タンク１５−管路１５Ａ−
油圧ポンプ１２−管路１２Ａ−電磁切換弁１１−
管路１１Ｂ−油圧シリンダ２の経路で、油圧シリ
ンダ２に送られ、この油量に見合つた分だけかご
５は上昇される。油圧ポンプ１２は加速され、や
がて一定速度に達する。時刻t₂₂において、かご
５が呼びのある階の手前所定距離の点に達する
と、カム６が減速指令スイツチ７と係合し、減速
指令信号７ａが発せられる。これで、上昇走行パ
ターン信号４１Uaは漸減し、やがて一定値を出
力するようになる。かご５はこれに従つて低速度
で上昇を続け、時刻t₂₃でカム６が停止指令スイ
ツチ８と係合して停止指令信号８ａが発せられる
と、上昇走行パターン信号４１Uaは更に減少し、
時刻t₂₄で零となる。一方、バイアスパターン信
号４６ａも時刻t₂₃で減少し始め、時刻t₂₅で零と
なる。このため、パターン信号４７ａは時刻t₂₃
から時刻t₂₄の間では急激に減少する。そして、
かご５は油圧ポンプ１２の油量が漏れ量相当分よ
りも少なくなる時刻t₂₆で停止する。

この間、演算回路４５からの漏れ量信号４５ａ
は、戸閉完了時に保持した値となつており、バイ
アスパターン発生回路４６もバイアスパターン信
号４６ａを発している。しかし、かご５が停止し
て戸が開き、運転指令信号３８が「Ｌ」になる
と、保持回路４３の信号保持状態は解除され、漏
れ量信号４５ａは刻々変化するが、遅延回路３９
の出力は「Ｌ」になつているので、バイアスパタ
ーン信号４６ａは発生されない。

次に、下降運転について説明する。

今、かご５が停止していて下降方向に呼びがあ
ると、上昇時と同様運転指令信号３８が第４図の
時刻t_sで「Ｈ」になると、所定時間後の時刻t₃₀で
遅延回路３９の出力は「Ｈ」となり、そのときの
圧力信号１０ａ及び油温信号１６ａが保持回路４
３で保持され、演算回路４５はバイアスパターン
発生回路４６へ一定値を与える。起動条件が成立
すると、上昇時同様、バイアスパターン信号４６
ａが発せられ、これにより電動機１３の回転速度
が制御され、油圧ポンプ１２は駆動されて、漏れ
量を補正すると共に管路１５Ａに油を供給する。
また、電磁切換弁１１の電磁コイル１１Ａも付勢
されるが、動作遅れがあるため、徐々に管路１２
Ａと管路１１Ｂは連通して行く。

時刻t₃₁で遅延回路４０から出力が発せられ、
下降走行パターン発生回路４１Ｄから第４図ａに
示す下降走行パターン信号４１Daが発せられる。
このため、加算器４７からは第４図ｃに示すパタ
ーン信号４７ａが出力される。電動機１３はパタ
ーン信号４７ａによつて制御されて、時刻t₃₁か
ら徐々に減速し始める。この減速に伴つて油は油
圧シリンダ２から油タンク１５へ流入する。電動
機１３は時刻Z₁で停止した後逆転し、時刻t₃₂で
減速指令信号７ａが出力されると減速を開始し、
時刻Z₂で停止する。時刻Z₁から時刻Z₂間では、電
動機１３は油圧ポンプ１２によつて駆動されるの
で、誘導発電機として作用し、回生電力を回生用
インバータ２４を介して交流電源Ｒ，Ｓ，Ｔへ返
還する。時刻Z₂以降は電動機１３は再び正回転を
する。時刻t₃₃で停止指令信号８ａが発せられる
と、電磁切換弁１１の電磁コイル１１Ａは消勢さ
れ、電磁切換弁１１は復帰して油圧シリンダ２か
らの圧油の流出は阻止され、かご５は停止する。

一方、下降走行パターン信号４１Daも時刻t₃₃
で減少し始め、時刻t₃₄で零となる。また、バイ
アスパターン信号４６ａも同様に時刻t₃₃で減少
し始め、時刻t₃₅で零となる。走行パターン信号
４７ａは時刻t₃₃以降しばらく一定値となり、時
刻t₃₄から減少し始め、時刻t₃₅で零となる。電動
機１３はこのパターン信号４７ａによつて制御さ
れて、油圧ポンプ１２を駆動する。

このようにして、かご５の起動に先立つてかご
圧力及び油温を検出し、また油圧ポンプ１２の持
つ漏れ係数をあらかじめ記憶又は設定し、これら
から漏れ量を演算しかつこれを保持させ、この値
によりバイアスパターン信号４６ａを発生させ、
電動機１３を低速度で運転し、油圧ポンプ１２の
持つ漏れ量を補つておいてからバイアスパターン
信号４６ａに走行パターン信号４１Ua，４１Da
を加算して、電動機１３を起動させるようにして
いる。したがつて、上昇時は油圧ポンプ１２から
急激に多量の油が吐出されることを阻止し、下降
時は油の急激な流れを抑えるので、振動を発生す
ることなく、かご５を円滑に起動させることがで
きる。

ここで、第５図により圧力信号１０ａ及び油温
信号１６ａの保持の時期について説明する。

起動時に発せられる漏れ量信号４５ａは、戸閉
完了近くの時刻t_sで発せられる運転指令信号３８
よりも所定時間遅れた時刻t₂₀で保持された圧力
信号１０ａ及び油温信号１６ａに対応する値とな
る（第５図ｂ）。これは、例えばかご５が停止し、
戸を開き始めた時刻t_cから戸閉完了近くまでに
は、乗客又は荷物の乗降があり、負荷圧力が変動
するのを防止するためである。すなわち、負荷圧
力が大きく変化すると、これにより負荷圧力は主
として系の固有周期T₀で振動する。そのため、
戸閉完了付近での圧力信号１０ａを入力すると、
場合によつては第５図ａのように、誤差の大きい
圧力信号１０ａを取り込むことになる。これに対
し、遅延時間（時刻t_s−t₂₀間）を系の固有周期
T₀の1/2程度にすると、上記振動はかなり減衰す
るので、誤差を十分少なくすることができ、いつ
そう正確に漏れ量を補正できる。

また、遅延回路３９へ入力される運転指令信号
３８は戸閉完了信号でもよく、乗客又は荷物が乗
降できない程度戸が閉じた時点以後の戸閉機械の
戸位置信号を、戸閉完了信号として用いればよ
い。

また、圧力信号４３ａ及び油温信号４３ｂをか
ご５の走行停止後戸開するまで保持するようにし
たので、走行中油圧ポンプ１２からの漏れ量が補
正でき、かご５の速度を一定に保つことが可能と
なり、低速走行時間の短縮又は省略及び着床精度
の向上を図ることができる。また、漏れ量補正
は、漏れ量相当量であることが望ましいが、走行
パターン信号４１Ua，４１Da発生までの遅延時
間を短くすれば、若干補正量が多くても衝撃は少
なくて済む。

なお、保持回路４３への入力は圧力信号１０ａ
及び油温信号１６ａとしたが、実状に応じていず
れか一方とし、他方を演算回路４５へ入力して漏
れ量を演算しても十分実用に供し得る。

また、漏れ係数値信号４４ａは演算回路４５に
入力されているが、保持回路４３を介して入力し
ても、漏れ量演算に支障はない。

実施例では、起動に先立つバイアスパターン信
号４６ａと、走行パターン信号４１Ua，４１Da
を加算するようにしたが、他のパターン信号に切
り換えるようにしてもよい。

なお、油圧ポンプ１２を駆動する電動機１３は
誘導電動機に限ることなく、パターン信号によつ
て可変制御される電動機であれば、十分所期の目
的を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたとおりこの発明では、油圧エレベー
タのかごの重量が油に与える圧力と、油圧ポンプ
を通過する油の温度を検出し、運転指令が発せら
れてから所定時間後の圧力信号及び油温信号の内
少なくとも圧力信号を保持し、これと油温信号及
び油圧ポンプの持つ漏れ係数とから油圧ポンプの
漏れ量を演算し、この漏れ量信号とこれに続く走
行パターン信号をそれぞれパターン信号として電
動機を制御するようにしたものである。これによ
り、かごへの乗降による負荷変動が安定した状態
で漏れ量演算が行われ、急激な流量及び圧力変化
を抑え、かごを円滑に起動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明による油圧エレベー
タの制御装置の一実施例を示す図で、第１図は第
２図の速度制御装置のブロツク回路図、第２図は
全体構成図、第３図は上昇運転の動作説明図、第
４図は下降運転の動作説明図、第５図は第１図の
遅延回路３９の動作説明図、第６図及び第７図は
従来の油圧エレベータの制御装置の動作説明図で
ある。 図中、２は油圧シリンダ、５はかご、１０は圧
力検出器、１２は油圧ポンプ、１３は三相誘導電
動機、１６は油温検出器、３８は運転指令信号、
３９は遅延回路、４１Ｕは上昇走行パターン発生
回路、４１Ｄは下降走行パターン発生回路、４３
は保持回路、４５は演算回路、４６はバイアスパ
ターン発生回路、４７はパターン発生回路（加算
器）である。なお、図中同一符号は同一部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ かご戸が全閉又は全閉直前位置に来て運転指
   令信号が発せられるとパターン信号に従つて制御
   される電動機によつて油圧ポンプを駆動してかご
   を走行させるようにしたものにおいて、走行パタ
   ーン信号を発する走行パターン発生回路、上記か
   ごの重量が油に与える圧力を検出する圧力検出
   器、上記油圧ポンプを通過する油の温度を検出す
   る油温検出器、上記運転指令信号を所定時間遅ら
   せて出力する遅延回路、上記圧力検出器の出力及
   び上記油温検出器の出力の内少なくとも上記圧力
   検出器の出力を上記遅延回路の出力により保持す
   る保持回路、この保持回路の出力又はこれと上記
   油温検出器の出力を演算して上記油圧ポンプの漏
   れ量に対応する漏れ量信号を発する演算回路、並
   びに上記漏れ量信号を上記パターン信号として発
   した後上記走行パターン信号を上記パターン信号
   として発するパターン発生回路を備えたことを特
   徴とする油圧エレベータの制御装置。