JPH0747444B2

JPH0747444B2 - 流体圧エレベ−タ

Info

Publication number: JPH0747444B2
Application number: JP62116830A
Authority: JP
Inventors: 一朗中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPS63282069A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は流体圧シリンダへ高圧流体を供給、或いはそれ
から排出することによつて、乗かごの速度制御を行う形
式の流体圧エレベータに関する。

〔従来の技術〕

従来この種の流体エレベータは特公昭54−14386号公報
などに記載される如く、乗かごの速度制御を流体圧ジヤ
ツキに給排する圧力流体を流量制御弁で流量制御するこ
とによつて行つている。このとき流量制御弁の制御は昇
降路内に設けたスイツチ類，乗かご内や乗場に設けたス
イツチ類，押釦類からのON−OFF信号を受けて、流体圧
的にシーケンシヤルに行つている。

この種の流量制御では、本質的に流体圧力や流体粘度が
変れば流量制御弁の流量特性が変化し、乗かごの速度特
性が変化する。このため、乗かご停止時の着床精度を向
上する目的で、着床前に低速で走行される時間、即ち着
床走行時間を長くする場合がある。これはエレベータの
運転時間を長くすることであり、乗心地を低下させた
り、エネルギ損失の増大を招くことになる。エネルギ損
失の増大は流体温度の上昇となり、前述の傾向を益益助
長する。また、これを解決する目的で、乗かごの減速開
始時間を制御する方法としては特開昭59−203074があ
る。これは乗かごの走行特性から着床走行時間を推定
し、着床走行時間の目標値より長い時間に相当する距離
を高速で走行させ、全体の運転時間を短縮し、前述の欠
点を解決するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は制御弁の流量制御特性が負荷や流体粘度
によつて変化して、加速中や減速中の加速度が変化する
ことを許容した内容である。このため負荷の変動や、流
体粘度（流体温度でも同じ）の変化に伴い加速・減速特
性が変り、乗心地の改善にも限界があつた。更に、定格
速度の大きい流体圧エレベータを単階床運転するとき、
加速時の加速度が小さくて、乗かごが加速終了する以前
に減速開始点に到達し、先の補正効果を十分に得られな
い場合があつた。

また、乗かごの速度パターン自体を目標とする速度パタ
ーンに近づけるため、加速，減速時は勿面全速速度，着
床速度に致るまで全てを制御する方法があり、この方法
はエレベータを起動し、停止させるまでを全て目標とす
る速度パターンに一致させるため前述の不都合は解消さ
れるが、その方法では低い全速速度を目標とする速度に
引き上げるために、制御弁での機械的或いは構造的な流
量の最大値は必要とする流量より大きく採る必要があ
る。このため万一制御が正常に動作しない場合には乗か
ごが規定の許容速度を越えた大きい速度で走行する場合
があり、安全上不都合である。安全性を確保するために
は別に安全装置を設ける必要がある。このことは価格が
高価になり、且つ据付の手数が増大することになり不都
合である。

本発明の目的は、簡単にして且つ特別な安全装置を設け
なくても、常に一定の加速度（減速度）が得られ、且つ
最短の時間でエレベータを運転し、乗心地の向上，エネ
ルギの節約，高い信頼性確保等が実現できる流体圧エレ
ベータを提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では前述の目的を達成するために２つの手段を講
ずる。

まず第１にパルス列で駆動され、且つパルスの幅に比例
して流量の変化率を制御できる流量制御弁を用いる。第
２に、乗かごの位置検出手段、及び運転条件の検出手段
と演算制御装置とを用いる。指令に比例したパルス幅の
ポルス列信号で流量制御弁を制御したときの乗かごの走
行特性を検出し、この走行特性から加速・減速特性及び
着床走行時間を算出し、次回同様の運転条件で運転する
ときに、目標とする加速・減速特性が得られる様にポル
ス列信号のパルス幅を算出、更に減速開始点を算出す
る。これらの必要情報を一時記憶しておき、これらの情
報を用いて実際にエレベータを運転する。これらの運転
に必要な情報はエレベータの運転の度毎に補正，記憶す
る。更に運転条件の検出手段により、エレベータの運転
される状態、例えば負荷（荷重或いは負荷圧力）や流体
の粘度（或いはそれに代る流体温度）を検出し運転条件
に分けて、それらの必要情報を記憶，制御して、よりき
め細かい制御を行う。

〔作用〕

本発明になる流体圧エレベータはこの様に構成し、且つ
制御するので、エレベータの運転条件に対応した加速・
減速指令で流量制御弁を制御できるので、常に目標とす
る加速度（減速度）でエレベータを運転できる。このた
め、加速の途中で減速を開始しなければならないという
不都合はなくなる。更に、着床走行時間も同様に運転条
件にかかわりなく目標とする時間に、又は距離にするこ
とができる。即ち常に、運転条件の如何にかかわらず常
に最短の運転時間、良好な乗心地，エネルギの節約及び
安定性の向上が得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明になる流体圧エレベータの一実施例を示
す図。

１は乗かご、２は頂部にプーリ６を設けたプランジヤ４
とシリンダ５で構成する流体圧ラム、３は昇降路上下に
設けたプーリ11a,11b、該プーリ間に張り渡し端部を乗
かご１に固定したロープ或いはテープ12とプーリ11aの
回転を検出する検出器13で構成する乗かご位置検出装
置、７は一端をばね8aを介して固定され、他端をばね8b
を介して乗かごに取り付けられ、プーリ６を介して乗か
ごを支えるロープ、24は演算部20,記憶部21,信号の変換
部22,制御部23で構成する演算制御部、25はPWM信号で駆
動される流量制御弁、26は流体圧源、９は昇降路内及び
乗場に設けたスイツチ或いは押釦類、10は乗かご内の押
釦類である。図中これらの機器を結ぶ破線は信号の流れ
を、実線は圧力流体の流れを示す。

本発明になる流体圧エレベータは上述の構成になつてい
るので次の様に動作する。

まず上昇の場合、演算制御部24の制御部23は、乗かご１
或いは乗場からの呼び指令を受けると、その方向，行先
等を識別し、演算部20に対して流量制御弁25,流体圧源2
6を駆動すべき指令を要求する。更に演算部20からの指
令に従つて流量制御弁25,流体圧源26を駆動し、流体圧
ラム２へ供給する圧力流体の流量を制御する。従つて乗
かご１はプーリ6,ロープ７を介して流体圧ラム２で上昇
の走行を制御される。ここで演算部20は制御部23から制
御弁25,流体圧源26の駆動指令の要求を受けると、まず
エレベータの運転条件、通常は負荷や流体粘度（流体温
度）、交換部22を経由して検出する。次にエレベータの
運転条件に対応した運転情報を記憶している記憶部21よ
り読み出し、今回の運転条件に適切な運転指令，流量制
御弁25を駆動するパルス列信号，流体圧源を駆動する信
号及びそのタイミング等を作成して制御部23へ送る。乗
かごが走行を開始すると検出装置３からの信号を変換部
22を経て監視していて、乗かご１を乗心地よく目的階へ
移動させるべく、その加速度，減速開始，停止等の指令
信号を時々刻々制御部23へ送る。このときの乗かご１の
走行特性（一般に速度の時間経過で表わす）は第２図
（Ｉ）の様になる。

次に下降の場合であるが、上昇の場合とほぼ同様の手順
でエレベータを運転する。ただ異なるのは流体圧ラム２
へ圧力流体を供給するのではなく、乗かご１の自重を利
用して流体圧ラム２から圧力流体を排出して乗かご１を
走行させることである。このため流体圧源のポンプを駆
動する等の手続は不要となる。

流体圧エレベータでは運転条件が変ると走行特性が変化
することは周知である。即ち負荷や流体粘度（通常流体
温度の変化或いは流体の種類に伴つて変る）が変ると同
一の流量制御弁で同一の制御をしても、例えば第２図の
（Ｉ）の特性が（II）の様になる場合がある。即ち、図
からも明らかな様に加減速時の加速度は定速での走行速
度が変る。本発明ではこれに対し次の様な制御をしてい
る。

まず第１は、加速・減速・停止等の特性の一定化であ
る。加速・減速・停止に対応したパルス列信号で制御弁
25を駆動したときの乗かご１の走行特性を検出装置３で
検出し、目標とする加速・減速・停止等の特性に一致す
るか否かを演算部20で判定する。第２図（Ｉ）を目標の
走行特性とし、これに対して実際の走行特性が第２図
（II）の様になつた場合は加速が遅く、減速が速いこと
になる。このとき演算部20は、加速時は速く加速する様
に、減速時には遅く減速する様に、制御弁25を駆動する
パルス列信号の変調率をに従つて変更する。ここにα₀は修正前の、αは修正し
た後のは目標とする、は実際の加速度を示す。次回エレベータを同様の運転条
件で運転するときは、この修正した変調率のパルス列信
号で流量制御弁25を駆動する。こうすることにより、乗
かご１の走行特性は同図（III）で示す様に、加速・減
速・停止時の特性が改善される。同図（II）とは逆に加
速が速すぎる、減速が遅すぎる等の場合も同様にして、
加速・減速・停止等の走行特性を目標値に近づけること
ができる。

第２は着床走行時間（減速終了から停止までの時間）の
短縮を図ることである。第３図は第２図（III）の減速
〜停止を説明するためのに転記したものである。Ａは減
速開始を、C₃は減速終了し、着床走行開始を、B₃は着床
走行終了し停止を各々表わす。減速時間（Ａ→C₃）は
t_d、着床走行時間（C₃〜B₃）はt_eで表わしている。t_eが
この様に長いことは前述の様に乗心地上もエネルギ節約
の点からもまた流体温度上昇からも不都合である。本発
明では全速速度V_T，着床走行速度V_Lやt_d，t_e等を用いて
減速開始を遅延させる減速遅延時間Δｔを次式によつて
演算部20で求める。

t_e＊は着床走行時間の目標値演算部20は検出装置３から
の信号を元に乗かご１が減速開始点を通過後Δｔだけ遅
れて制御弁25に減速動作を行なわせるパルス列信号を発
生し、制御部23へ送る。こうすることにより乗かご１の
減速〜停止の走行特性は第３図（IV）の如くになり、着
床走行時間はt_eよりt_e′へと大幅に短縮され、目標値t_e
＊に近づく。

乗かごの加速・減速・停止時の走行特性の制御及び着床
走行時間短縮の制御は、乗かごの移動方向に関係なく、
同様の手法で実現できる。

更に乗かごの走行距離ｘは速度Ｖと時間ｔとの積である
から、（１）式は又は、 x_d＝V_T・Δｔ＝x_e …（３）でも表わせる。それ故、検出装置３の信号を基準にし
て、（１）式で求めたΔｔの変りに（２）式で求めたΔ
ｔや、（３）式で求めたx_dを用いても同様の効果が得ら
れる。

実用されるエレベータでは多数の機種があるし、且つ同
一機種でも据付場所の条件の相違や、製作上のバラツキ
は当然生ずるものである。本発明ではこの様なエレベー
タの相違、バラツキに通し次の様にいてそれをも補正す
る。第４図は制御弁25を駆動するパルス列信号の変調率
を変えて補正する場合を加速状態を例にとつて示してい
る。

最初に変調率α⁽⁰⁾でエレベータを運転したときの加速
時の特性が目標値に対して「０回目」で示す様になつて
いるとき、制御弁25を駆動するパルス列の変調率をここにａを比例定数とする。

に変更する。この変調率α⁽¹⁾での走行特性が同図に
「１回目」と示してある。これに対しても前回同様に、
変調率をとして変更してエレベータを走行させると「２回目」と
示す様になる。これを次々に繰返せば、でもつて表わされるα⁽ⁿ⁺¹⁾はエレベータの加速時の走
行特性を限りなく目標値に近づけることになる。これは
減速や、停止の場合についても同様である。ここにdV/d
tは加速度を表示するが、速度ＶがV₁→V₂に変化する時
間でもつてdV/dtに代えてもとなり同様の効果を表わす。着床走行時間の修正も同様
にして行う。第５図はそれを示すもので、「０回目」の
特性に対してなる補正値Δt⁽¹⁾を求め、減速開始をΔt⁽¹⁾だけ遅らせ
ると「１回目」の走行特性となる。これに対しても同様
に、とすれば同様に「２回目」の走行特性となる。これを次
々と繰返せば、となり、着床走行時間を限りなく目標値t_e＊に近づける
ことができる。

この様に漸近的にパルス列信号の変調率や減速遅延時間
を修正することは、目標値になるまでに数回の走行（運
転）を必要とするが、過修正の心配がなく、安全性が高
められると同時に、何らかの理由で修正が不十分であっ
た場合でも２回目,3回目等の修正で目標値に近づけられ
る。更に途中でエレベータの特性が変化した様な場合で
も速やかに対応できる。

第６図はこの様な制御を可能にする流量制御弁の例を示
す。弁ボデイは30aとその一部となるプレート30bで構成
し、下降用制御弁28a,上昇用制御弁28b,逆止め弁37を内
蔵し、且つパイロット弁52,53,54,55も一体的に結合し
ている。制御弁25はタンクポート31,シリンダポート32,
タンクポート33で各々、流体圧源26のポンプ，流体圧ラ
ム2,流体圧源26のタンクに接続されている。下降用制御
弁28bは、３つの弁体39a,40a,46を組み合せて構成し、
弁体39aと46とはパツキン47を固定しナツト48で結合さ
れ、弁体39aと40aとは内部にばね41aを含んで、ピン42a
とガイド孔43で摺動可能に結合されている。この下降用
制御弁38aはプレート30bに設けたストツパ50aでその移
動量を制限されている。弁体46のスカート部44aには切
欠き45aを設けてあり、弁体46の移動に伴つてこの切欠
き45aを介して流体室35と34を流体的に結合し、その開
口面積によつて流体流量を制御する。パイロツト弁52,5
3はパルス列信号で駆動され、流体室51bの圧力を制御、
従つて下降用制御弁28aを制御する。

上昇用制御弁38bもほぼ同様の構造である。弁体39bと40
bとは内部にばね41bを内蔵し、ピン42bとガイド孔43bで
摺動自在に結合されている。弁体39bのスカート部44bに
は切欠き45bが設けられ、弁体39bの移動により、流体室
34と36との流体的結合の強さ、即ち開口面積を制御す
る。パイロツト弁54,55はパルス列信号で駆動され、流
体室51bの流体を制御、即ち弁体39b,40bの動きを制御
し、弁体40bはストツパ50bでその移動量を機械的に制限
されている。

制御弁25は上述の構造であり、次の様に動作する。まず
上昇の場合、流体圧源26からの圧力流体はポート31から
逆止め弁37を経て第１の流体室34へ流入し、上昇用制御
弁38bの弁体39bをばね41bの力に逆らつて上方へ押しス
カート部44bの切欠き45bの開口を通つて、第３の流体室
36へ流入しポート33からタンクへ流出する。演算制御装
置24からのパルス列信号でパイロツト弁54,55を駆動す
れば、流体室51bの流体圧を任意に制御でき、従つて弁
体40bの上下に作用する力の差を制御でき、その位置を
も制御できる。このことは切欠き45bの開口面積即ちプ
ンプポートからタンクポートへの流量を制御する。これ
によりポンプ吐出流量の残余の流量に下降制御弁38aを
押し開いてシリンダポート32よりシリンダへ流入、乗り
かご１を上昇させる。この速度はパイロツト弁54,55の
駆動の仕方とパルス列の変調率によつて任意に制御でき
る。

次に下降の場合であるが、上昇の場合と同様にパイロツ
ト弁52,53をパスル列信号で駆動し、流体室51aの流体圧
を制御することで弁体40aを移動量を制御、即ち切欠き4
5aの開口面積を制御する。これにより流体圧ラム２から
の排出流量を制御して乗かごの速度を制御する。

このとき弁体40aがストツパ50aでその移動量がそれ以上
増大しないように制限されているときが、下降，速度の
最大であるが、これは負荷や流体粘度によつて変化す
る。しかし本発明になるエレベータでは前述の様に一定
速で走行するときの速度が変化しても前述の様に適切な
補正を行える。

更に流体圧エレベータを運転する条件は常に一定である
どころか広い領域に渡つて変化する。その運転条件に対
応して、前述の補正膜、α⁽ⁿ⁺¹⁾やΔt⁽ⁿ⁺¹⁾の最適値が
ある。本発明では第７図に示す様に運転条件領域を小領
域に分割して、各小領域の最適なこれらの値又はこれら
の値を算出するデータを記憶部21へ記憶しておく。それ
は運転条件検出器27によつて検出した条件が、どの小領
域に対応するかを判定しそのときの運転に最適なα，Δ
ｔを対応させて記憶すればよい。そして、実際に運転す
るときは、27で検出した運転条件に対応する小領域に記
憶されたデータを基にしてエレベータを運転する。

〔発明の効果〕

本発明になる流体圧エレベータは前述の構成，構造並び
に動作となつているので次の効果がある。

まず、第１に、機種の相違・据付場所の相違・製作上の
バラツキがあつても、エレベータを運転することによつ
て自己学習機能を発揮し、常に最適な加減速特性並びに
着床走行時間に近づき、乗心地，運転時間の短縮，エネ
ルギ節約の効果がある。

第２に、エレベータが全速速度で走行する際は常に流量
制御弁によつてその速度を機械的に制限されているの
で、万一制御上の不都合を生じてもそれ以上の速度にな
ることはなく、安全性が高い。

第３に運転条件の領域を小領域に分割して前述の制御を
行うので、何如なる運転条件でも常に最適な状態での運
転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる流体圧エレベータの構成、第２図
は走行特性を示す図、第３図は着床走行時間の制御原理
を説明する図、第４図は加速特性の制御を説明する図、
第５図は着床走行時間の制御を説明する図、第６図は流
量制御弁の構造を説明する図、第７図は運転条件の領域
分割を説明する図である。１……乗かご、２……流体圧ラム、３……位置速度検出
装置、５……シリンダ、24……制御部、25……流量制御
弁、26……流体圧源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体圧発生源，流量制御弁，流体圧ラム及
びこれらの制御を行う制御装置を備え、パルス列信号で
流量制御弁を制御して、流体圧ラムへ供給、或いはそれ
から排出する圧力流体を制御し、もって乗かごの速度を
制御する流体圧エレベータにおいて、前記エレベータの
運転条件に対応して、乗かごの加速時、減速時等の加速
度をパルス列信号の変調率を変えて制御し、加速度が目
標値に近づく様に制御し、且つ、着床走行時間が目標値
に対し長い或いは短い場合には、前記目標値との差に対
応して乗かごの減速開始を遅らせる演算制御装置を備
え、前記演算制御装置はパルス列の変調率を現在の値に
対し、目標とする加速度と実際の加速度との差に比例し
て補正し新しい変調率としてエレベータを制御すること
を特徴とする流体圧エレベータ。
【請求項２】着床走行時間の目標値と実際の着床走行時
間の差によって、現在の減速遅延時間又は減速開始位置
を補正することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の流体圧エレベータ。
【請求項３】エレベータの運転条件に対応して、運転領
域を小領域に分割してパルス列の変調率，減速遅延時間
或いはそれを算出するためのデータを記憶しておき、運
転前に運転条件を検出して、それに対応する値によって
運転指令を発生することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の流体圧エレベータ。