JPH0471836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は油圧エレベータ装置に関するもので
ある。

〔従来技術〕

従来の油圧エレベータの油圧制御方式には流量
制御弁による制御方式、ポンプ制御方式、電動機
回転数制御方式があるが、流量制御弁による制御
方式は、上昇時は電動機を定回転で回転させ、油
圧ポンプからの定吐出量の油をタンクへ戻してお
き、起動指令が出るとタンクへ戻す量を流量制御
弁で調節することによりかごの速度を制御し、
又、下降時は自重によるかごの降下を流量制御弁
で調節し、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
時は位置エネルギーを油の発熱に消費するのでエ
ネルギーロスが大きく、油温上昇が著しい。

この欠点を補うものとして、上昇時は必要な油
量のみを送り、下降時は電動機を回生制動させる
方式として、ポンプ制御方式と電動機回転数制御
方式がある。ポンプ制御方式は可変容量形ポンプ
を用いてポンプ自身の吐出量を制御装置により可
変とするものであり、制御装置及びポンプの構造
が複雑であり、又、高価である。

これに対し、近年半導体の技術進歩に伴い電
圧、周波数を変化させて誘導電動機を広い範囲に
わたつて回転数制御する方式が考えられており
（特開昭57−98477号公報）、これを用いたのが電
動機回転数制御方式で、定吐出形ポンプを用いポ
ンプの吐出量を電動機の回転数を変えることによ
り、可変制御するもので、安価でかつ信頼性が高
いものである。

第５図〜第９図は従来のこの種の油圧エレベー
タ装置の構成及び動作例を説明するもので、第５
図中、１は昇降路、２はこの昇降路１のピツトに
埋設されたシリンダ、３はこのシリンダに充満さ
れた圧油、４はこの圧油に支持されたプランジ
ヤ、５はこのプランジヤ４の頂部に載置されたか
ご、６はかご床、７は乗場床、８はかご５に取り
付けられたカム、９は移動中のかご５を減速させ
るための減速指令スイツチ、１０はかご５を停止
させるための停止指令スイツチ、１１は常時、逆
止弁として機能し、電磁コイル１１ｂが付勢され
ることにより、切り換えられて逆方向も導通させ
る電磁切換弁、１１ａはシリンダ２と電磁切換弁
１１の間に接続され、圧油を送受する管、１２は
可逆回転し、管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、１３はこの油
圧ポンプ１２を駆動する三相誘導電動機、１４は
この三相誘導電動機１３の回転数を検出する速度
発電機、１５は管１５ａを介して油圧ポンプ１２
へ圧油を送受する油タンクである。

しかして、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はこの直流
を平滑するコンデンサ、２３は直流をパルス幅制
御して可変電圧可変周波数の三相交流を発生させ
るインバータ、２４は直流を三相交流電源R.S.T
に返還する回生用インバータ、２５は速度発電機
１４の速度信号１４ａと減速指令信号９ａ及び起
動指令が出てから、停止指令がでるまで閉成され
る常間接点３０Tcによつて発生する運転指令信
号と運転接触器３０の常開接点３０ｄによつて発
生する運転信号３０daとの入力に基いて制御信
号２５ａを出力し、インバータ２３を制御する速
度制御装置を示す。また、３０ａ〜３０ｃは三相
誘導電動機１３とインバータ２３間に設けられ
た、後述する第７図に示す運転接触器３０の常開
接点である。

ここで、上記速度制御装置２５は第６図に示す
構成を備えている。第６図中、４０は常開接点３
０Tcが閉成すると所定時間遅れて出力を発する
遅延回路、４１Ｄは遅延回路４０の出力によつて
第８図ｂに示す通り下降方向へ時刻t₁から立上
り、時刻t₃で減速指令信号９ａが発せられると減
少して一旦一定低速となり、時刻t₆で零となる下
降走行パターン発生回路、４１Ｕは上昇走行パタ
ーン発生回路で、同様に４Ｄとは逆方向の同一の
走行パターン信号を出力するものである。４１
Uaは上方向運転の期間中閉成し続ける上方向接
点、４１Da，４１Dbは下方向運転の期間中閉成
し続ける下方向接点、４５は常閉接点３０Tcが
閉成すると、その時の油圧ポンプ１２のもれ量相
当分の回転数で回転するよう指令を出すと共にそ
の量を保持するバイアスパターン発生回路で接点
３０ｄが開放すると零となるものである。４６は
走行パターン発生回路４１Ｕ又は４１Ｄの出力と
バイアスパターン発生回路４５の出力とを加算し
て第８図Ｃのパターン信号を出力する加算器、４
７は速度信号１４ａをパターン信号と同一電圧レ
ベルにレベル変換する変換回路、４８は加算器４
６の出力と変換回路４７の出力との差をとる減算
器、４９はこの減算器４８の出力を所定の増幅度
で伝達する伝達回路、５０はこの伝達回路４９の
出力と変換回路４７の出力とを加算して周波数指
令信号ω₀を出力する加算器、５１はこの加算器
５０の周波数指令信号ω₀に対して直線状の電圧
指令信号Ｖを発する関数発生回路、５２は周波数
指令信号ω₀と電圧信号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制
御信号２５ａを出力する基準正弦波発生回路であ
る。

さらに、第７図は速度制御装置２５に制御指令
を送出するための制御回路の接続図を示し、図
中、（＋）、（−）は制御電源、２３は呼び信号及
び戸閉検出信号等によつて閉成する起動指令回
路、２９ａ，２９ｂは異常検出リレー（図示しな
い）の常開接点で、常時、異常検出リレーは励磁
状態にあつて該接点２９ａ，２９ｂは閉成されて
いて、例えばインバータ故障等を検出すると開放
される。３０Ｔは一端が起動指令回路２８及び異
常検出リレーの常開接点２９ａを介して制御電源
（＋）に、他端が制御電源（−）に接続された運
転指令時限継電器、３０Taはこの時限継電器３
０Ｔの常開接点で、一端が停止指令スイツチ１０
の常閉接点１０ｂを介して制御電源（＋）に他端
が異常検出リレーの常開接点２９ａの一端に接続
されている。３０Tbは時限継電器３０Ｔの時限
復帰の常開接点、３０Tc，３０Tdは同じく時限
継電器３０Ｔの常開接点、３０はこの常開接点３
０Tbに制御される運転接触器で、第５図〜第７
図に示す常開接点３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０
ｄ，３０ｆを開放、閉成させるものである。

上記のとおり構成された油圧エレベータの制御
装置において、今、かご５が停止していて上昇方
向に呼びがあるとすると、かご５は戸閉完了後に
起動指令が出され、第７図における時限継電器３
０Ｔが励磁されて、その接点３０Taの閉成によ
り自己保持される。そして、その接点３０Tbの
閉成により運転接触器３０が励磁され、第５図に
おける常開接点３０ａ〜３０ｃが閉成して電動機
１３にインバータ２３が接続されて給電されると
共に、常開接点３０Tcも閉成することによつて
第６図におけるバイアスパターン発生回路４５か
ら第８図ａに示すバイアスパターンが時刻t₀で発
生する。このバイアスパターンに従つてインバー
タ２３からは低い電圧及び周波数の三相交流が発
せられ、三相誘導電動機１３は油圧ポンプ１２の
もれ量相当の低い回転数で油圧ポンプ１２を駆動
する。したがつて、バイアスパターンではかご５
が上昇することはない。

時限継電器３０Ｔの励磁後一定時間経過した後
第８図に示す時刻t₁になると遅延回路４０から出
力が発せられ、上昇走行パターン発生回路４１Ｕ
から走行パターン信号が発せられる。このため、
バイアスパター発生回路４５からのバイアスパタ
ーンと上昇走行パターン発生回路４１Ｕからの走
行パターンは加算器４６により加算され、ポンプ
１２からは圧油が徐々に供給量を増し切換弁１１
を押し開き、かご５は走行を始めやがて時刻t₂で
一定速となる。

さらに、時刻t₃でかご５が目的階の手前所定位
置に達するとカム８が減速指令スイツチ９を作動
させる。この作動により上昇走行パターン発生回
路４１Ｕのパターン信号は漸減し減速となりやが
て一定低速となり、かご５は上昇を続け、時刻t₅
でカム８が停止指令スイツチ１０を作動させる
と、起動指令回路２８は減速指令スイツチ９の作
動によつて開放されており、スイツチ１０ｂの開
放によつて時限継電器３０Ｔは消勢され、パター
ン発生回路４１Ｕは出力ゼロに落ちていくので、
走行パターンはさらに減少し、ジヤツキへの吐出
量が減るので切換弁１１は徐々に閉じ時刻t₆でか
ごは停止する。そして、時限継電器３０Ｔは消勢
するが、限時接点３０Tbは一定時間閉成状態を
保つので、運転接触器３０は励磁状態であり、バ
イアスパターン信号により電動機１３は回転を続
ける。

接点３０Tbが時限後開放すると運転接触器３
０の消勢により、時刻t₇で、接点３０ａ〜３０ｃ
で電動機１３への給電を断つと共に、接点３０ｄ
により、バイアスパターン発生回路４５も断たれ
時刻t₈で電動機１３は停止する。

次に、下降運転について述べる。下降呼びのあ
るとき、戸閉完了後に起動指令が出されると時限
継電器３０Ｔが励磁される。この時限継電器３０
Ｔにより接点３０Tbが閉成し運転接触器３０が
励磁され接点３０ａ〜３０ｄの閉成により電動機
１３に給電されると共に、バイアスパターンが発
生し、時刻t₀で上昇時と同様、ポンプ１２から油
を吐出する方向に低回転する。これによりもれ分
は補正される。

また接点３０ｆ，３０Tdにより電磁弁コイル
１１ｂが励磁され弁１１は開き時刻t_pで全開とな
る。そして、一定時間後遅延回路４０から出力が
発せられ、時刻t₁で下降走行パターン発生回路４
１Ｄより走行パターンが出力され、第８図Ｃに示
す如く、バイアスパターン発生回路４５と走行パ
ターン発生回路４１Ｄの出力は加算され、従つ
て、電動機１３は徐々に回転を下げ、ゼロ回転よ
り逆転方向へと回転し、第８図ｄに示す如くかご
５は下降方向に走行し、やがて時刻t₂で一定速と
なる。

さらに、カム８が減速指令スイツチ９を作動さ
せると、上昇時と同様時刻t₃で減速し、その後一
定低速となり下降をつづける。停止指令スイツチ
１０が動作すると、走行パターンは更に減少し、
以後バイアスパターン分の回転で廻ることにな
り、ポンプ１２はもれ分のみしか供給しないので
かご５は時刻t₆で停止する。

また、停止指令スイツチ１０の動作により時限
継電器３０Ｔが消磁され接点３０Tdが開放とな
るので、電磁コイル１１ｂが消磁し、電磁弁１１
は徐々に閉じ時刻t_Dで全閉しシリンダ２からの圧
油を止めるのでかご５は停止状態を保つ。以後は
上昇時と同様一定時限後時刻t₈で電動機１３への
給電及びバイアスパターンも絶たれ、ポンプ１２
も止まる。

上記した如く、従来装置は、下降時切換弁１１
を大きく開き、モータにより回生制動を行い、エ
ネルギーの回収を図るもので、この為例えば走行
中に停電が生じるとポンプ１２及び電動機１３は
制動作用を失い、切換弁１１の閉成するまでの遅
れ時間の間、ポンプ１２及び電動機１３はジヤツ
キからの流量により回され、かご５は増速する。
又、その後弁１１は徐々に閉じ閉り切ると、かご
５は停止することになる。

しかしながら、電動機１３及ポンプ１２はジヤ
ツキよりの油の流量により蓄えられた回転エネル
ギーを消費して止めるまでに長時間を要し、すな
わち、弁１１の開度による流量よりもポンプ１２
及び電動機１３の慣性による回転での排出量が多
くなると、ポンプー切換弁間が負圧となり異常音
及び機器の破損を生じる恐れがあつた。これを第
９図の特性曲線図を用いて説明する。今、時間t_s
で停電が生じたとすると、これにより電源は断た
れるので、運転接触器３０は消磁し、接点３０ａ
〜３０ｃにより電動機１３への給電は断たれ、
又、パターン信号も断たれるのでインバータ出力
もしや断たれ、ポンプ１２、電動機１３は無制御
となり流量により逆に回される。しかし切換弁１
１のコイル１１ｂへの電流は断たれるがこのかご
速度に対応した流量を制限する為には負荷、油温
変動を見込むと弁の特性上約0.3〜１秒程度の遅
れ時間がある為t_aの間は閉らないのでかご５は増
速し、負荷等の条件によつては過速し安全上問題
となる場合が生ずる。

弁１１が徐々に閉り始めると、今度は電動機１
３、ポンプ１２の慣性エネルギーによる油の排出
量が弁１１の開度による流量よりも大きくなると
負圧を生じこれは弁１１が閉じても電動機１３、
ポンプ１２が止まるまで続くことになる。

〔発明の概要〕

この発明は上記欠点を解消するもので、弁の閉
成までの遅れ時間の間に過速が生じることに着目
し、弁の遅れ時間よりも早く動作し、かつ大きく
増速することを押える程度の制動力をもつブレー
キ装置を備え、下降時走行中異常が生じた場合に
電動機への正規の給電が断たれたときにはブレー
キにより電動機、ポンプに制動力を与え、弁が閉
り始めるまでの間のかごの過速及び弁が閉り始め
た後の管路の負圧を押えることを目的とするもの
である。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を従来装置と同一部分
は同一符号を付し第１図〜第４図によつて説明す
る。第１図において６０はブレーキ装置、速度検
出装置及カツプリングを含めたポンプ、電動機連
結装置で、第２図に詳細を示す。第２図におい
て、６１はポンプ１２、電動機１３を取付ける
台、６２はポンプ１２と電動機１３とを連結する
カツプリング、６３はブレーキ用デイスク円板
で、カツプリング６２にボルトで締付けられる。
６４はデイスクブレーキ、６５はデイスクブレー
キ６４のシユーを動作させる電磁コイル、６６は
ポンプ１２及び電動機１３の回転速度を検出する
速度検出装置で、デイスク円板６３にスリツトが
円周上に等間隔であけられており、本体に設けた
光電装置により回転体が回転したとき、スリツト
を通してパルス数をカウントし、電動機１３の回
転速度に応じた電圧を出力するもので出力信号は
第５図の１４ａと同一である。６９ａは第３図に
示すブレーキ動作指令リレー６９の常開接点で、
この信号により、デイスクブレーキ６４の電磁コ
イル６５を動作させる。

第３図で６９はブレーキ動作指令リレーで、６
９ａはこの常開接点である。２９ｃは異常検出リ
レーの常開接点である。

次に動作について説明する。かご５が正常の場
合は、ブレーキ動作指令リレー６９は励磁されて
いるもので接点６９ａは閉成し、ブレーキ電磁コ
イル６５は励磁されておりブレーキ６４の制動シ
ユーはデイスク円板６３を押してはいない。すな
わちデイスクブレーキ６４は開いている。このと
き、かご５が走行し始めると、ポンプ１２及び電
動機１３は回転し、これによりデイスク円板６３
は廻り始めるので、速度検出装置６６は円板上の
スリツトを切つて回転数に対応する出力信号１４
を発生し、これにより速度制御装置２５により制
御される。

今、かご走行中に停電が生じた場合を考える
と、電動機１３は給電を断たれるので制動力を失
う。又（＋）、（−）電源は喪失し、電磁コイル１
１ｂが消磁するので弁１１には閉成指令が出され
るが、前述の如く弁１１の遅れ時間が大きいの
で、この間かご５のもつ位置エネルギーを放出す
べくかご５は増速しようとする。しかし、ブレー
キ動作指令リレー６９が消磁して接点６９ａが開
放するので、ブレーキ６４の制御シユーがデイス
ク円板６３に突出し、油圧ポンプ１２及び電動機
１３に制動力を与える。この為、かご５は増速が
押えられ、過速までは至らない。その後は弁１１
が遅れ時間後閉成し始め流量を押えるのでかご５
は減速する。

以後は弁１１が徐々に閉成し、流量は減少して
ゆくのでポンプ１２及び電動機１３には増速力は
加えられず、このブレーキによりポンプ１２及び
電動機１３の慣性エネルギーを制動するので第４
図に示すように前述の如き負圧は押えられ、機器
への影響は生じない。従つて過速を防ぐと共に負
圧を押え、安全なエレベータを構成できる。

前述した如く、このブレーキ６４は弁１１の閉
じ始めるまでの遅れ時間の間にかご５のもつエネ
ルギーをブレーキ６４にて吸収し、増速を押える
ものであり、制動力は小さい例えば小形のデイス
クブレーキでよい。

すなわち、第９図で時刻t_s、（t_s＋t_a）のときか
ご５の位置をh₁、h₂ポンプ１２及び電動機１３の
回転角速度をω₁、ω₂、かご速度をv₁、v₂、かご
質量をｍ、重力加速度をｇと、ブレーキ６４を用
いないときのエネルギーはポンプ１２からのもれ
量分及び流体抵抗分を無視すると、 E_p＝E〓＋E_vとなるかご速度v₂となる。

ここでブレーキ６４を増速を押える程度の制動
力をもつものとすると、時刻（t_s＋t_a）での回転
角速度をω₁′、かご速度をv₁′とすると、制動エネ
ルギーE_Bは、 E_B＝１／２Ｊ（ω′²−ω₁ ²）＋１／２ｍ（V₁′²−V₁ ²
）とな り、 例えば今全速走行中の速度45ｍ／minに対し、
105％すなわち2.25ｍ／min増速で押えるには、 E_B＝0.1025×（１／２Jω₁ ²＋１／２mv₁ ²）程度でよ い。

これに対し、ブレーキ６４をかご速度を押える
様な制動力をもつものを選ぶと、例えば時刻（t_s
＋t_a）でかご速度が０ｍ／minにすると、ブレー
キ６４の必要な制動エネルギーは、 E_B＝１／２Jω₁ ²＋１／２mv₁ ²となり約10倍の制動ト ルクを要することになる。従つてブレーキ６４の
制動トクをかご速が増速を押える程度にすること
により、ブレーキ６４は小形のものでよく、応答
も早い安価なブレーキを用いることができる。

又、このブレーキ６４にデイスクブレーキを用
い、デイスク円板６３をカツプリング６２に取付
けるようにし、更に従来のポンプ１２又は電動機
１３軸に連結した速度検出装置（例えばタコジエ
ネレータ）をやめ、このデイスク円板６３を利用
しこの上にスリツトを設け検出するようにしたの
で、連結金具等が少なくなり、構造が簡単になり
又、安くできる。

尚、上記実施例では速度検出装置としてスリツ
トを用いた光電装置としたが、スリツトでなく反
射板を貼るのでもよく、又、磁気センサー等でも
よい。

又、上記実施例ではポンプ１２、電動機１３を
直結としたがこれに限るものではない。

又、制限する増速の許容範囲については、例で
は５％増として計算したが、安全上支障のない範
囲であれば適当に決めればよい。

又、上記実施例では過速の生じる恐れのある異
常時を下降時走行中の停電時としたが、停電時に
限らず例えばインバータ故障時等油圧ポンプ１２
が無制御になつた場合は同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、電動機により
油圧ポンプを駆動し、その吐出流量を制御してか
ごを昇降させるものにおいて、上記電動機と油圧
ポンプとの連結部に、油圧ポンプ又は電動機の回
転速度を検出し増速等の異常時に異常検出信号を
出力する速度検出装置からの信号により過速しな
い程度の制動力を与えるブレーキ装置を設けてい
るので、かごの過速及び管路の負圧を押えること
ができ、安価で安全性の高い油圧エレベータを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の油圧エレベータ装置を示す
系統図、第２図は第１図の連結装置を示す詳細
図、第３図は制御回路接続図、第４図はかご速度
と切換弁開度との関係を示す特性図、第５図は従
来の油圧エレベータ装置を示す第１図相当図、第
６図は第５図に示す速度制御装置の詳細図、第７
図は制御回路を示す第３図相当図、第８図はバイ
アスパターン、走行パターン、電動機パターン、
かご速度及び切換弁開度の経時変化を示す特性
図、第９図はかご速度と切換弁開度との関係を示
す第４図相当図である。 ５：かご、１２：油圧ポンプ、１３：三相誘導
電動機、２３：インバータ、２５：速度制御装
置、６０：連結装置、６２：カツプリング、６
３：デイスク円板、６４：デイスクブレーキ、６
５：電磁コイル、６６：速度検出装置、６９：ブ
レーキ動作指令リレー、なお各図中、同一符号は
同一又は相当部分を示すものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機により油圧ポンプを駆動し、その吐出
   流量を制御してかごを昇降させるものにおいて、
   上記電動機と油圧ポンプとの連結部に、油圧ポン
   プ又は電動機の回転速度を検出し増速等の異常時
   に異常検出信号を出力する速度検出装置からの信
   号により過速しない程度の制動力を与えるブレー
   キ装置を設けたことを特徴とする油圧エレベータ
   装置。 ２ ブレーキ装置を、電動機と油圧ポンプとの連
   結部に取付けられたデイスク円板とデイスクブレ
   ーキとを有するデイスクブレーキ装置で構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の油
   圧エレベータ装置。 ３ デイスク円板を、速度検出装置の回転速度検
   出部としても用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の油圧エレベータ装置。