JPH0930746A - ロープ式リニアエレベータの速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ロープ式リニアエレベータの調速機１２に速度
検出器１１を取付け、速度検出器１１からの乗りかご速
度信号から釣合い錘２の速度を推定する釣合い錘速度推
定手段１１０を備えて速度制御系を構成した。 【効果】速度検出器を調速機に備えた安定な走行制御が
実現できる。また、速度検出器の点検等で生じる保守上
の問題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロープ式リニアエレベ
ータの速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロープ式リニアエレベータとし
て、例えば、特開平5−15554 号公報に記載のように、
リニアモータの１次導体をエレベータの釣合い錘に組み
込み、２次導体は昇降路内に鉛直方向に配設して構成
し、１次導体に多相交流電圧を印加して移動磁界を発生
することにより釣合い錘に推力を与え、乗りかごを昇降
させる技術がある。また本号では、エレベータの速度制
御は釣合い錘に設けた速度検出器からの速度信号を用い
て行い、更に釣合い錘に設けた加速度検出器の出力に応
じた推力制御を行うことによって乗り心地を改善する方
法が述べられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術に示すロープ
式リニアエレベータ装置は、１次導体の走行方向の長さ
が有限であることに起因して生じるリニアモータ特有の
推力脈動による振動を釣合い錘に設けた加速度検出器で
検出し、これに応じた推力制御を行うことによってエレ
ベータの乗り心地改善を図ったものである。

【０００４】しかし、従来技術では速度制御の速度検出
器を釣合い錘に取付けて構成しているため、速度検出器
の保守が困難という問題がある。例えば、速度検出器の
点検を行う場合には、保守員がかご上に乗って釣合い錘
とすれ違う位置まで低速走行し、かご上から釣合い錘上
にある速度検出器を点検することになる。この作業はか
ご上から釣合い錘側に乗り出して行う必要があるため、
転落等の危険が伴う作業である。更に、速度検出器が故
障を生じた場合には、速度検出器を交換する必要が生じ
るが、この時点でエレベータは走行できないので点検時
のような作業すらできなくなる。この場合、釣合い錘を
何らかの方法で最下階まで下げるか、または、釣合い錘
のところまで足場を組んで行く等の方法を取らざるを得
ない。釣合い錘を最下階まで下げるにはブレーキを手動
開放して自由走行させる方法があるが、ロープ式リニア
エレベータではブレーキが釣合い錘に取付けられること
が多く、手動開放すること自体が困難な上、荷重条件に
よっては釣合い錘が上昇してしまい、必ずしも実現でき
るものではない。

【０００５】このように、エレベータの走行制御を司る
速度検出器が釣合い錘に取付けられていると、保守が困
難であると共に速度検出器の故障等、非常時の対応が困
難であるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、保守上の問題点を解決す
ると共に、エレベータの安定な走行制御を実現可能なロ
ープ式リニアエレベータの速度制御装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、乗りかごと釣合い錘が主ロープで第１の
プーリにつるべ状に釣下げられ、この乗りかごを駆動す
るリニアモータが前記釣合い錘に組み込まれたロープ式
リニアエレベータ装置において、前記乗りかごに前記主
ロープ以外のロープを連結し、前記主ロープ以外のロー
プで駆動される第２のプーリと、前記第２のプーリに連
動した速度検出手段を備え、前記速度検出手段からの検
出速度を帰還信号とした乗りかご速度帰還制御系を構成
し、かつ前記乗りかご速度帰還制御系に前記乗りかご速
度から前記釣合い錘の速度を推定する釣合い錘速度推定
手段を備えた。

【０００８】また、前記釣合い錘速度推定手段が、前記
釣合い錘から乗りかごまでの伝達特性の逆特性を有する
逆関数器で構成した。

【０００９】また、前記釣合い錘速度推定手段が、少な
くとも１つの帯域阻止フィルタを備えて構成した。

【００１０】また、前記帯域阻止フィルタの阻止周波数
が、少なくともエレベータ機械系の１次共振周波数を含
む。

【００１１】更に、前記乗りかごに連結した主ロープ以
外のロープで駆動される前記第２のプーリが、エレベー
タの安全装置である調速機のプーリと兼用した。

【００１２】また、乗りかごと釣合い錘が主ロープで第
１のプーリにつるべ状に釣下げられ、この乗りかごを駆
動するリニアモータが前記釣合い錘に組み込まれたロー
プ式リニアエレベータ装置において、前記釣合い錘に前
記主ロープ以外のロープを連結し、前記主ロープ以外の
ロープで駆動される第２のプーリと、前記第２のプーリ
に連動した速度検出手段を備え、前記速度検出手段から
の検出速度を帰還信号とした釣合い錘速度帰還制御系を
構成した。

【００１３】また、前記速度検出手段が前記第２のプー
リの外周に押し当てて取付けたフリクション駆動ローラ
を備え、前記フリクション駆動ローラの回転に連動した
パルスを発生する速度検出器の出力から乗りかご速度を
求める構成とした。

【００１４】また、前記速度検出手段が、前記第２のプ
ーリの軸に、前記プーリに連動したパルスを発生する速
度検出器を備え、前記プーリの出力から乗りかご速度を
求める構成とした。

【００１５】

【作用】速度検出手段は、主ロープ以外のロープで駆動
される第２のプーリに取付けたため、エレベータの昇降
路下部でかご位置とは無関係に点検できるように作用す
る。

【００１６】また、釣合い錘速度推定手段は、速度検出
器で検出した乗りかご速度信号から釣合い錘の速度を推
定するように作用し、釣合い錘に組み込まれたリニアモ
ータの速度を推定するように作用する。これにより、速
度検出手段を釣合い錘に備えた場合と同様に安定した速
度制御が実現する。

【００１７】更に釣合い錘速度推定手段の逆関数器は、
検出した乗りかご速度信号との乗算により釣合い錘速度
を算出するように作用し、釣合い錘速度を推定するよう
に作用する。

【００１８】また釣合い錘速度推定手段の帯域阻止フィ
ルタは、釣合い錘から乗りかごまでの伝達特性にあるエ
レベータ機械系の１次共振特性の逆特性を模擬して構成
され、簡易な構成で釣合い錘速度を推定するように作用
する。

【００１９】またエレベータの安全装置である調速機と
兼用した第２のプーリは、速度検出用として、新たなプ
ーリを備える必要がなく、安価なロープ式エレベータ装
置を実現するように作用する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明によるロープ式リニアエレベー
タの速度制御装置の実施例を図面により詳細に説明す
る。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例を示す系統
図、図２は本発明の動作説明図、図３は本発明の釣合い
錘速度推定手段の特性図、図４は本発明の第２の実施例
を示す図、図５は本発明の第５の実施例を示す系統図で
ある。

【００２２】まず、図１により本発明の実施例の構成を
説明する。

【００２３】エレベータの乗りかご１と釣合い錘２は主
ロープ３で連結され、昇降頂部に配設したプーリ４を介
してつるべ式に吊り下げられる。

【００２４】リニアモータの１次導体５は釣合い錘２に
組み込んで構成し、リニアモータの２次導体６は昇降路
内に鉛直方向に配設される。

【００２５】また、乗りかご１にはエレベータの非常止
装置１４を備え、この非常止装置は引上げロッド１６及
びつなぎロッド１５を介して調速機１２のプーリを駆動
するロープ１３に連結される。

【００２６】速度制御系は、エレベータの走行速度指令
を発生する速度指令発生器１０１，速度指令発生器１０
１からの速度指令１０１ａと釣合い錘速度推定手段１１
０からの推定した釣合い錘速度１１０ａとの偏差に応じ
たリニアモータの推力指令１０２ａを作成する速度制御
器１０２，推力指令１０２に応じた電流指令103ａとす
べり周波数指令１０４ａをベクトル演算により求める電
流指令演算器１０３及びすべり周波数指令演算器１０
４，すべり周波数指令１０４ａと推定釣合い錘速度との
和として得られる周波数指令１０４ｂ及び電流指令１０
３ａに応じた電力を作成し電力線１０５ａを介してリニ
アモータの１次導体５に供給する電力変換器１０５，乗
りかごの速度を検出する速度検出器１１，乗りかご速度
検出器１１からの出力１１ａから釣合い錘２の速度を推
定する釣合い錘速度推定手段１１０等から構成してい
る。

【００２７】エレベータ速度制御系の帰還信号は、速度
検出器を釣合い錘に備えたことによる保守上の問題を解
決するため、調速機１２のプーリに押当てたフリクショ
ン駆動ローラに連動してパルスを発生する速度検出器１
１の乗りかご速度信号１１ａから得るように構成した。

【００２８】しかし、従来釣合い錘に取付けていた速度
検出器を、調速機１２のプーリに取付けた場合、そのま
まではエレベータの安定な走行制御を行うことができな
い。これは、エレベータ速度を乗りかごの速度から検出
することに起因して生じる問題である。

【００２９】従来の速度検出器はリニアモータの直近に
備えられていたため、制御対象であるリニアモータの速
度を検出，制御できた。しかし、乗りかごの速度を検出
した場合にはリニアモータの速度を図２（１）に示す釣
合い錘から乗りかごまでの伝達特性を介して検出するこ
とになる。このため、検出速度にエレベータ機械系の１
次共振等、走行制御に不要な信号が含まれてしまい安定
な速度制御ができなくなるものである。

【００３０】この様子を図３に示す。図３は、速度指令
をステップ状に与えた場合の乗りかご速度の時間応答を
示している。

【００３１】図３（ａ）に示す従来の釣合い錘速度帰還
制御では、乗りかご速度がステップ状の速度指令に対し
て滑らかに追従し、安定な走行制御が実現している。

【００３２】これに対し図３（ｂ）に示す従来の乗りか
ご速度帰還制御、即ち速度検出器を単に調速機のプーリ
に取付けただけの乗りかご速度帰還制御では、速度指令
が立ち上がった途端に大きな振動を生じており、走行不
可能となっている。

【００３３】そこで本発明では、従来の釣合い錘速度帰
還制御と同様に安定な制御を実現するため、速度制御系
の制御ループ内に釣合い錘速度推定手段１１０を備えて
構成した。

【００３４】釣合い錘速度推定手段１１０の詳細を以下
に説明する。

【００３５】今、釣合い錘速度をｖ１，乗りかご速度を
ｖ２，釣合い錘から乗りかごまでの伝達関数をＧ(ｓ)と
すると乗りかご速度ｖ２は、

【００３６】

【数１】 ｖ２＝Ｇ(ｓ)・ｖ１ …（数１） で表される。このＧ(ｓ)の特性の一例として図２（１）
がある。

【００３７】この数１の関係から釣合い錘速度ｖ１を逆
算、即ち推定すると釣合い錘速度ｖ１は、

【００３８】

【数２】 ｖ１＝Ｇ(ｓ)^-1・ｖ２ …（数２） で表される。このＧ(ｓ)の逆関数、即ちＧ(ｓ)^-1の特性
の一例として図２（２）がある。従って釣合い錘速度推
定器１１０の特性は図２（２）のような特性とすれば良
い。

【００３９】ただ、図２（２）のような特性の関数器は
構成が複雑になる。

【００４０】そこで、本実施例では図２（１）に示す釣
合い錘から乗りかごの伝達特性に着目し、釣合い錘速度
推定器の簡略化を図った。内容を以下に示す。

【００４１】図２（１）の特性において特徴点は、約４
Ｈｚ付近にある１次共振と約８.５Ｈｚ付近にある２次
共振である。また、共振ゲインは１次共振の方が大き
い。

【００４２】そこで、この１次共振に着目してこの逆関
数を模擬すべく、図２（３）のような特性を有するツイ
ンティフィルタ１１１（帯域阻フィルタ）のみで釣合い
錘推定手段を構成した。

【００４３】このように構成した本発明の乗りかご速度
帰還制御では、図３（ｃ）に示すように、従来の釣合い
錘速度帰還制御と同様の安定な制御を実現できると共
に、速度検出器を調速機プーリに備えたことで、保守上
の問題点を解決できる。

【００４４】本実施例では、速度検出用のプーリを調速
機用のプーリと兼用して安価な構成を実現した。しか
し、主ロープ及び調速機用のロープ以外のロープを乗り
かごに取付け、このロープで駆動されるプーリに速度検
出器を取付けて構成しても同様の効果が得られる。

【００４５】次に本発明の第２実施例を図４により説明
する。

【００４６】第１の実施例では速度検出器１１を調速機
１２のプーリに押当てたフリクション駆動のローラに連
結して構成したが、第２の実施例では調速機１２のプー
リ軸に直結して構成した。

【００４７】このように構成しても第１の実施例と同様
の効果が得られる。

【００４８】更に、本発明の第３の実施例を図５により
説明する。

【００４９】第１，第２の実施例では何れも乗りかごの
速度を調速機プーリに取付けた速度検出機で検出し、走
行制御した。これに対して、第３の実施例は、釣合い錘
の速度を、主ロープ以外のロープ１８で駆動されるプー
リ１７に取付けた速度検出器で検出し走行制御するよう
に構成している。

【００５０】このように構成した第３の実施例では、第
１，第２の実施例と同様に保守上の問題点を解決するこ
とができる。

【００５１】尚、本実施例のように釣合い錘の速度を検
出して走行制御を行う場合には、走行制御に不要なエレ
ベータ機械系の１次共振の影響がないので、第１，第２
の実施例で備えたような釣合い錘速度推定手段１１０が
不要となる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、乗りかご、または釣合
い錘の速度を、主ロープ以外のロープで駆動されるプー
リに取付けた速度検出器で検出して走行制御を行うこと
により、速度検出器１１の点検が昇降路下部でかご位置
に無関係にできるようになり、乗りかごをいちいち釣合
い錘とすれ違う位置に移動する必要がなくなる。

【００５３】また、乗りかご上から釣合い錘側に乗り出
す危険な作業も不要となり、保守時の作業性，安全性を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す系統図。

【図２】本発明の釣合い錘速度推定手段の特性図。

【図３】本発明の動作説明図。

【図４】本発明の第２の実施例を示す系統図。

【図５】本発明の第３の実施例を示す系統図。

【符号の説明】

１…乗りかご、２…釣合い錘、３…主ロープ、４，１７
…プーリ、５…リニアモータの１次導体、６…リニアモ
ータの２次導体、７…案内レール、１１…速度検出器、
１２…調速機、１３…ロープ、１４…非常止め装置、１
５…つなぎロッド、１６…引上げロッド、１０１…速度
指令発生器、１０２…速度制御器、103…電流指令演算
器、１０４…すべり周波数指令演算器、１０５…電力変
換器、１１０…釣合い錘速度推定手段、１１１…ツイン
ティフィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 俊明 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステムサービス内 (72)発明者 長瀬 博 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 荒堀 昇 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乗りかごと釣合い錘が主ロープで第１のプ
   ーリにつるべ状に釣下げられ、前記乗りかごを駆動する
   リニアモータが前記釣合い錘に組み込まれたロープ式リ
   ニアエレベータ装置において、前記乗りかごに前記主ロ
   ープ以外のロープを連結し、前記主ロープ以外のロープ
   で駆動される第２のプーリと、前記第２のプーリに連動
   した速度検出手段を備え、前記速度検出手段からの検出
   速度を帰還信号とした乗りかご速度帰還制御系を構成
   し、前記乗りかご速度帰還制御系に前記乗りかご速度か
   ら前記釣合い錘の速度を推定する釣合い錘速度推定手段
   を備えたことを特徴とするロープ式リニアエレベータの
   速度制御装置。
2. 【請求項２】前記釣合い錘速度推定手段は、前記釣合い
   錘から乗りかごまでの伝達特性の逆特性を有する逆関数
   器で構成した請求項１に記載のロープ式リニアエレベー
   タの速度制御装置。
3. 【請求項３】前記釣合い錘速度推定手段は、少なくとも
   一つの帯域阻止フィルタを備えて構成した請求項１また
   は請求項２に記載のロープ式リニアエレベータの速度制
   御装置。
4. 【請求項４】前記帯域阻止フィルタの阻止周波数は、少
   なくともエレベータ機械系の１次共振周波数を含む請求
   項１，２または３に記載のロープ式リニアエレベータの
   速度制御装置。
5. 【請求項５】前記乗りかごに連結した主ロープ以外のロ
   ープで駆動される前記第２のプーリは、エレベータの安
   全装置である調速機のプーリと兼用した請求項１，２，
   ３または４に記載のロープ式リニアエレベータの速度制
   御装置。
6. 【請求項６】乗りかごと釣合い錘が主ロープで第１のプ
   ーリにつるべ状に釣下げられ、前記乗りかごを駆動する
   リニアモータが前記釣合い錘に組み込まれたロープ式リ
   ニアエレベータ装置において、前記釣合い錘に前記主ロ
   ープ以外のロープを連結し、前記主ロープ以外のロープ
   で駆動される第２のプーリと、前記第２のプーリに連動
   した速度検出手段を備え、前記速度検出手段からの検出
   速度を帰還信号とした釣合い錘速度帰還制御系を構成し
   たことを特徴とするロープ式リニアエレベータの速度制
   御装置。
7. 【請求項７】前記速度検出手段は、前記第２のプーリの
   外周に押し当てて取付けたフリクション駆動ローラを備
   え、前記フリクション駆動ローラの回転に連動したパル
   スを発生する速度検出器の出力から乗りかご速度を求め
   る請求項１，２，３，４，５または６に記載のロープ式
   リニアエレベータの速度制御装置。
8. 【請求項８】前記速度検出手段は、前記第２のプーリの
   軸に、前記プーリに連動したパルスを発生する速度検出
   器を備え、前記プーリの出力から乗りかご速度を求める
   構成とした請求項１，２，３，４，５，６または７に記
   載のロープ式リニアエレベータの速度制御装置。