JPH08312604A - 液圧エレベータ制御弁の流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量応動ディスクの移動をアナログ間隔セン
サにより計測し、流体流量を電子的に検出し、コンピュ
ータにより目標流量と比較し、必要な場合に流量修正が
できるようにする。 【解決手段】 コンピュータ制御の電磁弁２２，２５；
３９，４１が弁室内のパイロット流体圧力に作用し、弁
の開度を制御することにより、通過流量を制御する。こ
れが、逆に流量検出弁５０を通過する流量に作用し、上
昇速度が選択的に可変にされる。下降速度も、ほぼ同じ
原理で選択的に可変にされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧式エレベータ
用の電気式サーボ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、１９７４年１２月２７日付先
行英国特許第１，３７８，３４５号「液圧式エレベータ
用駆動制御装置」に開示されている発明を補足するもの
である。

【０００３】液圧式エレベータは、その所定停止位置に
ゆるやかに、かつ正確に接近せねばならない。昇程の後
の停止時にエレベータの底部と各階の床とを確実に整列
させるため、接近最終段階には、下からゆっくりした速
度で停止点に接近する。従来の液圧・機械式速度制御に
用いられている公知の弁は、荷重や粘性の変化度に左右
される。この種の弁は、正確に構成されていれば、高い
信頼性があり、乗り心地も良好であるが、遠隔用調節や
自動角調節には不適である。

【０００４】近年、各階間の移動速度が、これまで以上
に等しくなるような設備が要求されるようになった。こ
うした要求には、コンピュータ制御で応える試みがなさ
れてきた。しかし、これらの試みは、エレベータ操作の
信頼性を増するものではなかった。逆に、経験から分か
った点は、コンピュータ制御を採用した場合には、機械
式弁の場合よりも、問題が頻発し、製品のコールバック
も多いという点である。

【０００５】加えて、そうした電子式サーボ弁の、市場
での販売効率は比較的低い。この理由は、昇程時の弁の
流量計測システム内の過剰な圧力降下、又は流体の分岐
にある。この分岐は、機械的な限界、たとえばポンプ最
大出力に到達済みのため、電子プログラムに入力されて
いた目標速度が達成不可能な場合に発生する不安定状態
を防止する措置である。

【０００６】流量検出ピストンの運動を測定するため、
ホール効果誘導型センサ（米国特許５，１１５，６８
４）を用いた公知電子制御式エレベータ用弁は、その運
動が、流量検出ピストン自体と平行して行なわれ、かつ
ピストンの運動と等距離で行なわれるように強制的な磁
石が配置される場合に、限定される。このため、この種
の弁の構成の選択肢が制限される。加えて、磁石の磁化
や設置は、きわめて厄介であり、満足のゆく操作が不可
能なことが極めて多い。

【０００７】別の誘導型の公知センサは、円錐形逆止め
弁の開弁をコンピュータが監視するというだけのもので
ある（米国特許５，２１２，９５１）。この誘導型セン
サは、他の点では、逆止め弁の開弁距離を記録するには
不適であり、エレベータの運動のサーボ制御が必要とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、流量
検出ディスクのより大きい運動を、経済的に利用可能な
周波数誘導アナログ間隔センサの、より小さい間隔計測
能力に変換することであり、それにより、シリンダへの
流路を通過する流体の流量を電子式に記録し、コンピュ
ータにより目標流量と比較可能にし、それによって、必
要な場合に、流体流量の修正ができるようにすることで
ある。本発明は、特に、液圧エレベータを駆動するシリ
ンダの運動に対して特に有用である。

【０００９】本発明の目的は、更に、電子式のサーボ制
御原理を液圧制御弁に適用して、液圧エレベータが、選
択可能な種々の円滑かつ正確な昇折特性を確実に有する
ことである。

【００１０】本発明の、更に別の目的は、最小の電気エ
ネルギーを用いてエレベータの運動を制御することにあ
る。

【００１１】更に別の、本発明の目的は、コンピュータ
と組合せて電子式流量センサを用いることによって、エ
レベータが既に移動した距離を評価し、それにより目標
速度を生じさせたり、残りの距離でエレベータの速度を
変えたりし、停止の正確さや乗っている人々の快適さが
得られるようにすることである。

【００１２】本発明の更に別の目的は、先行する種々の
操作の特性をコンピュータに記憶させ、かつ評価させる
ことにより、次の種々の操作の制御信号を修正し、昇降
時間を短縮すること、又は別の目標昇降特性が得られる
ようにすることである。

【００１３】更に、本発明の別の目的は、電子制御弁の
パイロット流路装置内に、オーバーライド安全電磁弁が
含まれるようにし、それにより流体の速度を急激に減速
し、昇降両方向での非制御運動の発生時は、エレベータ
の減速を可能にすることである。

【００１４】

【発明の実施の形態】エレベータの昇程の始動には、電
動モータ駆動式ポンプ１１が励起され、流体が、制御弁
のポンプ室１３内へバイパス弁２の入口３を通過して急
送され、還流路１０を介してタンク７０へ戻される。モ
ータの励起と同時に、電磁弁２２，２５が励磁される。
弁２２は、常時開の開・閉の２位置弁であり、弁２５
は、常時開の比例弁である。固定オリフィス９を流過し
てバイパス弁室６へ達するパイロット液圧油量が、弁２
５を介してタンク７０へ逃げることができる。その量
は、電磁弁を閉じるコイルへの電気信号の強さと反比例
する。

【００１５】この電気信号の強さは、流量検出弁５０に
より決定される。この弁５０は、エレベータを上昇させ
るシリンダ４９への流量を記録する。この流量検出弁５
０は、主として流量検出金属スプレール５２と、周波数
誘導アナログ間隔センサ５９とから成っている。コンピ
ュータにプログラミングされているスプール５２の目標
変位は、スプール５２の実際変位比較され、その結果、
必要な修正が計算され、修正された電気信号が電磁弁２
５へ送られる。プログラミング通りにエレベータが加速
されないか、加速が不適であった場合、コンピュータが
弁２５への電気出力を増加させ、弁２５を更に閉じるこ
とによりバイパス室６内のパイロット圧を上昇させ、バ
イパス弁２をバイパスばね４の開弁力に抗して前進さ
せ、この前進を、ポンプ室１３内の圧力がシリンダ室４
５内の圧力を超えるまで続けさせる。前記圧力を超えた
時点で、エレベータは上方へ加速開始する。エレベータ
の上昇加速と、続くすべての運動、すなわち高速、減
速、緩速接近速度、停止等とは、流量検出弁５０により
モニタされる。この弁５０は、エレベータの運動を表わ
す、シリンダ４９への流量の変換実際値を、コンピュー
タへ中継して、既述のように、目標値と比較する。

【００１６】調節ねじ５はバイパス弁２の開位置と休止
位置とを制限し、ポンプ１１の作動中の装置内の初期パ
イロット圧を保証する。

【００１７】流量検出弁５０（図２）は、軸５６に取付
けられた金属製の流量検出金属スプール５２から成って
いる。このスプール５２は、滑りブッシュ５８を外方へ
押付けている軸ばね５７上に軸方向に、定心配置されて
いる。ブッシュ５８は、弁５０の内燃肩６１に押付けら
れている。スプール５２の一端には、流れに応動するデ
ィスク５３が一体に設けられている。このディスク５３
は、固定流量リング５５内に密に、しかしスライド可能
はめ込まれている。この結果、流量４５から流量４８へ
の、またその逆の流れにより、一方又は他方の方向へデ
ィスクがスプールと共に移動する。スプール直径部上に
スプール軸線に沿って円錐面５４が設けられている。こ
の円錐面５４の頂部はアナログ間隔センサ５９の検出面
５１中央の下に位置している。センサ５９はスプール軸
線に対して直角に配置されている。

【００１８】流量検出弁５０を通過する流体流量は、デ
ィスク５３とリング５５との間の開度を決定する。この
開度は、軸に沿ってスプールが移動する間隔に直接影響
する。この間隔に比例して、センサ５９の検出面５１と
スプールの円錐面５４との間隔が影響を受ける。この変
化する間隔は、センサ５９により記録され、コンピュー
タへ送られ、処理される。

【００１９】エレベータの正常な上昇作動中、上昇安全
電磁弁２２（図１）は励磁され続ける。コンピュータシ
ステムの故障により、不都合な動きがエレベータに生じ
た場合、たとえば速度過剰や振動が生じた場合、電磁弁
２２の励磁を停止することにより、エレベータは、機械
式に調整され低速にされ、この措置は、ポンプ１１の作
動が続き、電磁弁２５が励磁されている間は続く。ある
いは又、エレベータを特に低速で上昇させることが要求
される場合も生じる。たとえば、エレベータの点検を行
なう場合や、油漏れ、装置の冷却、ケーシングへの乗込
み等により、エレベータが床から数ミリメータ低い位置
になったさいに、上方へレベル調整して等しい高さにす
るような場合である。その場合レベル調整スイッチ（図
示せず）の起動により、電磁弁２５は最大電力で励磁さ
れ、ポンプを起動する一方、上昇用の安全電磁弁２２は
励磁を停止させたままにされる。

【００２０】今や、緩速のレベル調整上昇速度は、バイ
パス弁２が、固定オリフィス９を通りバイパス室６内に
入るパイロット液圧油の作用を受けて前進するにつれ
て、生じてくる。このバイパス室６から流路２０、２
１、電磁弁２２を経てタンク７０へ至るこのパイロット
液圧油流は可変オリフイス１８を介して行なわれる。オ
リフィス１８は、逆止め弁１４の軸状延長部１６の制御
エッジ１７により一部制限されている。これは、前記制
御エッジが、逆止め弁ばね１５により閉じ方向に予圧を
与えられた逆止め弁１４の位置に応じて可変オリフィス
１８を多少の差はあれ遮断するためである。逆止め弁
の、液圧的に平衡のとれた位置は、バイパス弁の開口３
を通過する流体流量に依存する。バイパス弁は、ポンプ
室１３から弁５０のシリンダ室５０へ、ここから更にシ
リンダへ流れる流体の残り量を決定し、したがって、エ
レベータの緩速レベル調整上昇速度を直接に制御する。
逆止め弁１４が、液圧的に平衡化され、それによりエレ
ベータ速度も平衡化される位置を決定する可変オリフィ
ス１８の位置は、調節ねじ１９を内方又は外方へ調節す
ることで変更でき、それにより、必要な、エレベータの
機械式レベル調整上昇速度を減速又は加速することがで
きる。

【００２１】この緩速のレベル調整上昇速度は、元来、
発明人の１９７４年１２月２７日付英国特許明細書１３
７８３４５号の客体であった。

【００２２】しかし、既述のように、これを敏感な電子
サーボ弁に、安全バックアップ装置として用いること
は、これまで知られていなかった。

【００２３】エレベータの降程を生じさせるには、流量
検出金属スプール５２の構成が機能対称的であるため、
流量検出弁５０を流過する流れが間隔センサに、したが
ってまた、コンピュータに送られる信号に与える作用
は、原則として昇程について説明したことと類似してい
る。異なる点は、ポンプ１１の作動が不要であり、流体
の流れが、したって流量検出金属スプール５２が、逆方
向に移動する点、言いかえると、全体の方向では、シリ
ンダからタンク７０へ、又はシリンダ室４７からシリン
ダ室７７へ移動する点であり、かつまた、降下用安全電
磁弁４１が励磁される点である。また、前記コンピュー
タからは、降程用の電磁弁３９への電力に対する必要な
修正値が発生せしめられる。

【００２４】昇程時同様、エレベータに過剰速度や振動
が生じた場合には、比例電磁弁３９のコイルの励磁を停
止することにより緩速にできる。電磁弁３９は、その場
合、閉弁され、他方、降下用安全電磁弁４１は励磁さ
れ、開弁を続ける。

【００２５】いまや、緩速のレベル調整降下速度は、降
下用弁室４０内へ固定オリフィス４４を介して流入する
パイロット流体の作用に応じて降下用弁３１が前進する
につれて、生ぜしめられる。このパイロット油流は、降
下用弁室から流路３０を通り、オリフィス３６を介して
流路３８へ流れる。オリフィス３６の開口は、ばね３３
により降下用弁３１に押付けられている軸部３４の制御
エッジ３７により制限される。これは、軸部３４の制御
エッジ３７が、降下用弁３１の液圧的に平衡化された位
置を生じさせる前記オリフィスを多少の差はあれ遮断す
るからである。この平衡化された位置は、降下用流れの
案内３２の開口の開度を決定する。案内３２を介してシ
リンダからタンク７０へ流れ、エレベータの降下速度を
決定する。

【００２６】緩速降下速度の調節ねじ３５内のオリフィ
ス３６は、ねじ３５を内方又は外方へ回わすことによっ
て下降用弁に対する位置を変更できる。これによって、
液圧制御される降下緩速は、機械式に望み通りに設定で
きる。

【００２７】降下用安全電磁弁の別の構成によれば、エ
レベータが所望のように作動しない場合には、安全電磁
弁４１の励磁を停止することにより、エレベータの運動
は完全に停止される。

【００２８】調節ねじ３９は、降下用弁の最大開度と、
したがってエレベータの最大可能な降下速度とを、機械
式に制限する。

【図面の簡単な説明】

【図１】エレベータの昇・降用の弁を示した略示回路図
である。

【図２】流量検出弁の断面とアナログ間隔センサとを示
した図である。弁の金属スプールは、流れに応動するデ
ィスク、それも流入する流れを加減する対称的な円錐面
を有し、スプールと軸方向に一体に形成されたディスク
から成り、この円錐面の頂点のところに、スプール軸線
と直角にアナログ間隔センサが配置されている。

【符号の説明】

２ バイパス弁 ３ バイパス弁開口 ５，１９ 調節ねじ ６ バイパス室 ７，１０ 戻りバイパス ９ 固定オリフィス １１ ポンプ １３ ポンプ室 １４ 逆止め弁 １５ ばね １６ 延長部 １７，３７ 制御エッジ １８ 可変オリフィス ２０，２１，３０ 流路 ２２，２５ 電磁弁 ３１ 降下用弁 ３３ ばね ３４ 軸部 ３５ 調節ねじ ３６ オリフィス ３８ 流路 ３９，４１ 電磁弁 ４０ 弁室 ４５，４７ シリンダ室 ４８ 流路 ４９ シリンダ ５０ 流量検出弁 ５１ 検出面 ５２ 流量検出金属スプール ５３ 流量応動ディスク ５４ 円錐面 ５５ 固定流量リング ５６ 軸 ５７ 軸ばね ５８ スライドブッシュ ５９ アナログ間隔センサ ６１ 内側肩 ７０ タンク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧エレベータ制御弁の流量検出装置で
   あって、 ａ)弁ハウジングと、ｂ)このハウジング内に固定され、
   中央部と中央部両側のテーパ部とを有する流量リング
   と、ｃ）軸線と直径部とを有する流量に応動する金属ス
   プールとが備えられ、前記直径部の１端が、前記流量リ
   ング内を前記軸線に沿って可動のディスクの形状を有し
   ており、ｄ）前記ディスクが、流れの無い条件下ではリ
   ングに対し中央に位置せしめられるばねであり、更に、
   前記構成により流量検出装置を流過するいずれか一方の
   方向の流れが、ディスクを移動させ、かつ流体の通過す
   る、ディスクとリングとの間隙を、通過流量に比例して
   開かせる形式のものにおいて、前記装置の改良装置の場
   合に、ディスクの前記移動が、ディスクを一体の部分と
   して有している金属スプール全体に生ぜしめられ、かつ
   また金属スプールが、その軸線に沿ってディスク部分か
   ら間隔をおいて低い外形の円錐形直径部を有しており、
   この円錐形の頂点部が、流れの無い条件下で、周波数誘
   導アナログ間隔センサの検出部中央と向い合う位置を占
   めるため、流れが生じて、それに比例して流量検出金属
   スプールが移動し、誘導に影響を及ぼす円錐形面と、前
   記スプールの移動軸線と直角に弁ハウジングに取付けら
   れ、弁ハウジングに貫入している間隔センサとの間隔が
   増大し、これにより、センサにより記録された誘導信号
   の強さが無段階的に変化し、この変化がコンピュータに
   より受信され、評価され、比例パイロット電磁弁に命令
   する磁気コイルへの電気出力が、前記変化に合わせて修
   正され、このパイロット電磁弁が、バイパス弁の移動目
   的で、バイパス弁のパイロット室からの液圧油のパイロ
   ット流を無段階的に制御し、パイロット室内に加えられ
   る圧力を、それにより無段階的に制御し、そうすること
   によって、余剰の流体主流部分をタンクへ分岐させ、シ
   リンダへ直接に達する流量が正しい流量となるように
   し、それにより、エレベータを目標速度で移動させた
   り、速度を変化させたりすることを特徴とする、流量検
   出装置。
2. 【請求項２】 エレベータの昇程に適用される原理が、
   流量検出金属スプールと流量リングとの機能対称性によ
   りエレベータの降程に適用されることを特徴とする、請
   求項１記載の流量検出装置。
3. 【請求項３】 補助２位置開閉型電磁弁が、電気制御式
   の無段階的に変化可能な降下用電磁弁と液圧的に直列配
   置されており、この結果、降下方向でエレベータが過剰
   速度となった場合、無段階的に可変の電磁弁により正常
   に調整され、降程条件下で励磁し開弁する２位置降下用
   電磁弁が、励磁停止により急速に閉じられ、降下用弁の
   パイロット室から出るパイロット液圧油流が止まり、他
   方、シリンダ圧力ラインからのパイロット流インプット
   が調節可能なオリフィスを通過することにより、急速だ
   が円滑に降下用弁が閉じられ、これによりエレベータ
   が、それ以上過剰速度で降下することが防止されること
   を特徴とする、請求項１記載の流量検出装置。
4. 【請求項４】 補助２位置電磁弁が励磁されて単独で働
   く一方、無段階的に可変の降下用電磁弁が不働のままで
   ある場合、補助２位置電磁弁が降下用弁を制限的に開弁
   するよう制御し、それによって、発明の詳細な説明で説
   明した機械式に構成され液圧式に制御される降下用緩速
   装置によるエレベータの緩速降下が可能にすることを特
   徴とする、請求項３記載の流量検出装置。
5. 【請求項５】 手動式２位置（開・閉）弁が、液圧式に
   補助２位置電磁弁と並列接続されており、この結果、手
   動式２位置弁の手動開弁時には、エレベータが緩速降下
   し、電力を必要としないことを特徴とする、請求項３記
   載の装置。
6. 【請求項６】 補助２位置電磁弁を液圧回路から除外
   し、手動式２位置弁のみを、機械式に設定された緩速で
   エレベータの降下に利用可能であることを特徴とする、
   請求項５記載の流量検出装置。