WO2018150786A1 - エレベーター装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an elevator apparatus having a brake device in a car.
- the traction type elevator apparatus is driven by supporting the car by the main rope, so that the car is shaken by the expansion and contraction of the main rope or the main rope itself is bent to cause rolling.
- the main rope becomes long, so that it tends to expand and contract and bend easily, and the aforementioned shaking is likely to occur.
- a brake device is provided for the car and the balance weight, and the brakes and shock absorbers of the hoisting machine operate especially during an emergency stop to prevent the car and the balance weight from jumping up and bending the main rope. Yes.
- the main rope is bent to collide with equipment in the hoistway, and a large impact force is avoided when the main rope is stretched again after the main rope is bent (see, for example, Patent Document 1). .
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an elevator device that eliminates the shaking of the car regardless of the state of the main rope.
- an elevator apparatus comprises a car, a balancing weight, a main rope that supports the riding car and the balancing weight, and a winding that is wound around the main rope and driven.
- An upper machine a car rail that guides the car, a car brake device that controls the raising and lowering of the car by applying a load to the car rail, and a hoisting machine control device that controls the hoisting machine
- a car brake control device that controls the car brake device, and a vibration detection device that detects the vibration of the car, wherein the car brake control device controls the hoisting machine by driving the hoisting machine control device.
- the braking force of the car brake device is generated until the vibration falls within a set value.
- the elevator apparatus of the present invention is configured to generate the braking force of the car brake device until the vibration is within a set value when the vibration of the car is detected based on the output signal of the vibration detection device in the running state. Therefore, it is possible to improve the ride comfort by reducing the shaking of the car due to the expansion and contraction of the main rope.
- FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an elevator apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- the elevator apparatus shown in the present embodiment is a traction type, and supports the car 1 and the balancing weight 2 suspended from both ends of the main rope 5, and the main rope 5 is wound around the sheave 4 and driven. .
- the elevator apparatus is operated by rotating the sheave 4 by the hoisting machine 3 and sending out the main rope 5 by the frictional force acting between the sheave 4 and the main rope 5.
- the car 1 is moved up and down while being guided by the car rail 6 and the balance weight 2 is guided by the balance weight rail 7.
- the car 1 includes a car brake device 8 that applies a load to the car rail 6 to brake the car 1.
- the car brake device 8 holds the car rail 6 so that the main rope 5 does not expand and contract when the user gets on and off and the car 1 is displaced up and down, or operates in an emergency such as equipment failure.
- the car 1 is decelerated and stopped.
- the car brake device 8 can be used while the car 1 is traveling.
- the period during which the car 1 is traveling includes a period during which the car 1 is accelerating, a period during which the car 1 is traveling at a constant speed, and a period during which the car 1 is decelerating.
- the elevator device includes an elevator control device 9 for controlling the operation of the elevator device.
- the elevator control device 9 includes at least a hoisting machine control device 9a for driving and controlling the hoisting machine 3, and a car brake device. And a car brake control device 9b to be controlled.
- the elevator apparatus includes a tension detection device 10.
- the tension detection device 10 detects the tension of the main rope 5, and specifically, a break detection device that detects a break of the main rope 5 by a load, or a scale device that detects the weight in the car by a load change. Etc.
- the car brake control device 9b can control the car brake device 8 based on the output signal of the tension detection device 10 while the hoisting machine control device 9a is driving and controlling the hoisting machine 3. A braking force is generated. Therefore, during traveling, the tension detection device 10 detects vibration related to the car swing and generates a braking force in the car brake device 8, thereby suppressing the swing of the car 1 caused by the expansion and contraction of the main rope 5. be able to. That is, the tension detection device 10 functions as a vibration detection device that detects vibration related to car sway.
- FIG. 2 shows a processing flow when the elevator apparatus according to the first embodiment of the present invention suppresses the swing of the car 1 due to the expansion and contraction of the main rope 5 caused by causing the car brake device 8 to generate a braking force during traveling. Is shown.
- the state of the elevator apparatus during the elevator service can be broadly classified into a traveling state (in the traveling mode in FIG. 2) and a stopped state (in the stopping mode in FIG. 2). Transitions with the start of travel and the start of landing.
- the car brake device 8 when traveling is started, the presence or absence of vibration of the car 1 is determined from the vibration change of the main rope tension based on the signal from the tension detection device 10 (STEP 1a).
- the car brake device 8 is operated in a traveling state in which the hoisting machine control device 9a is driving and controlling the hoisting machine 3.
- the vibration is suppressed by operating (STEP 2a). That is, by operating the car brake device 8 and changing the resonance frequency of the main rope 5 according to the magnitude of the main rope tension, the resonance is suppressed and eliminated by shifting the frequency of the already excited vibration from the resonance frequency. can do.
- the car brake device 8 is opened and the process proceeds to the confirmation of the generation of the vibration of the main rope tension of STEP 1a again (STEP 1a).
- the magnitude of the braking force of the car brake device 8 may be constant or may be periodically changed as will be described later.
- the car brake device 8 is not normally braked during the period in which the car 1 is accelerated or traveled at a constant speed, but particularly when vibration of the car 1 is detected during this period. By generating the braking force of the car brake device 8, an effect of suppressing vibration that is not found in the past can be obtained. This is because the tension of the main rope 5 can be directly controlled from both sides of the main rope 5.
- 3A and 3B show that the elevator apparatus according to Embodiment 1 of the present invention efficiently suppresses the swing of the car 1 caused by the expansion and contraction of the main rope 5 by generating a braking force in the car brake device 8 during traveling.
- the time change of the main rope tension and the braking force at the time of performing is shown.
- the braking force in FIG. 3B acts in the upward direction of the car 1 when the car 1 is lowered, and acts in the downward direction of the car 1 when the car 1 is raised.
- the braking force in FIG. 3B and the main rope tension in FIG. 3A each illustrate a force acting upward with respect to the car as a positive direction.
- the corresponding mode and processing STEP are shown in the lower part of the graph of the main line tension with time in FIG. 3A. Specific determination contents in each STEP will be described below.
- the main rope tension shown in FIG. 3A basically settles at a constant value after the user closes the door.
- the main rope tension in this state (hereinafter referred to as T) is stored as the main rope tension value (STEP 2b).
- main rope tension vibration is detected, that is, it is determined that main rope tension vibration greater than a set value has occurred (STEP 1a). Specifically, the presence or absence of main rope tension vibration is determined from the stored main rope tension value T (STEP2b) based on whether or not a tension of a magnitude greater than ⁇ t1, which has been set as an unacceptable tension amplitude, has occurred. can do.
- the car brake device 8 When it is determined that main rope tension vibration has occurred, the car brake device 8 is operated (STEP 2a), and whether or not the main rope tension vibration falls within the set value, that is, the main rope tension vibration exceeding the set value is detected. It is determined whether or not it has occurred (STEP 3a).
- the main rope tension value T (STEP2b) whether or not a tension having a magnitude greater than ⁇ t2 determined as a tension amplitude within a preliminarily allowable range has not occurred for a certain period of time. Is YES, it is determined that the main rope tension vibration has converged, and the car brake device 8 is released (STEP 4a).
- the fixed time can be arbitrarily determined. For example, it is conceivable to use one period w of the main rope tension vibration as a reference. This one cycle w can be set as a time interval at which the detected main rope tension intersects the tension value T as shown in FIG. 3A.
- the braking force of the car brake device 8 in a direction to suppress the expansion and contraction of the main rope vibration. Therefore, it is preferable to apply the braking force in a direction in which the car descends at the timing when the tension decreases, or in a direction in which the car 1 rises at the timing when the tension increases. Further, when the car brake device 8 is operated at such timing, a braking force is applied upward of the car 1 at the timing when the main rope tension is weakened at the same cycle as the main rope tension vibration. That is, as shown in FIG. 3A, by applying a braking force at the same period and opposite phase as the vibration of the main rope tension, the tension fluctuation period of the main rope 5 can be canceled and the vibration can be suppressed.
- the magnitude of the braking force can be arbitrarily determined, but the main rope tension vibration can be efficiently suppressed by setting it to the same magnitude as the detected main rope tension.
- the car brake device 8 does not have the control responsiveness to generate the same braking force as the detected main rope tension while detecting the main rope tension, the maximum amplitude of the rope tension before the half cycle is detected and the same Vibration can be efficiently suppressed even by a method of generating a large braking force.
- the car brake device 8 is caused to generate a braking force larger than necessary. The possibility of causing unintended shaking can be reduced.
- the main rope tension vibration of the main rope 5 is detected by the tension detection device 10 arranged on the outer upper part of the car 1, but if this main rope tension can be confirmed, it is moved to another position portion.
- Arranged tension detectors can also be used.
- the swaying of the car during traveling is controlled by the car brake control device, so that the swaying of the car due to the expansion and contraction of the main rope is reduced and the riding comfort is reduced.
- the effect which can improve is acquired.
- the swing of the car becomes large due to the acceleration in switching between the section in which the car is accelerated or decelerated and the section in which the car is operated at a constant speed.
- Can be controlled Conventionally, when driving is controlled at an acceleration or constant speed, no brake braking force is generated on the car side, so that it has been difficult to suppress the swing due to the expansion and contraction of the main rope from the hoisting machine side.
- the tension can be directly controlled at both ends of the main rope, shaking can be easily suppressed.
- FIG. FIG. 4 is an overall configuration diagram of an elevator apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
- This elevator apparatus includes a load detection device 11 that detects a loaded weight load in the car 1 at a floor position in the car 1 instead of the tension detection device in the configuration of FIG.
- the vibration of the main rope tension cannot be directly detected.
- the load value output from the load detection device 11 in the car 1 also vibrates, so the braking force corresponding to the load value is increased. Shaking can be suppressed by causing the car brake device 8 to generate it.
- the external force from the car 1 can be detected directly at the position of the car 1 and the car brake device 8 cancels the external force.
- the car 1 can be directly damped. For this reason, the shaking of the car 1 can be efficiently and accurately reduced.
- the load detection device 11 also functions as a vibration detection device that detects the vibration of the car 1. Furthermore, the control of the car brake device 8 performed to suppress the detected vibration can use the same method as in the first embodiment.
- the car brake control device controls the car brake device so as to efficiently cancel out the shaking of the car during traveling, particularly the external force from the inside of the car, By generating the braking force, it is possible to reduce the car swaying due to the expansion and contraction of the main rope and improve the riding comfort.
- FIG. FIG. 5 is an overall configuration diagram of an elevator apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
- a vibration detection device 12 for detecting the vibration of the building 20 that houses the elevator device is provided.
- a general elevator apparatus is equipped with an earthquake detector as an equivalent to a shake detection apparatus, whereby the elevator control apparatus can detect the magnitude of the shake of the building 20.
- the shake detection device 12 is a type of vibration detection device that detects vibration of the car 1.
- the elevator control device 9 detects the shaking of the building above the set value, when the building rolls due to an earthquake or strong wind, the main rope 5 shakes due to resonance and collides with equipment in the hoistway and damages it. There is also a possibility. For this reason, it is common to stop the service once and start the service again after the inspection.
- the elevator apparatus includes a car brake control device 9b, and generates a braking force of the car brake device 8 in a traveling state in which the hoisting machine control device 9a is driving and controlling the hoisting machine 3.
- the hoisting machine 3 can be driven and controlled in response to the shaking of the building due to an earthquake or strong wind. Therefore, the hoisting machine 3 is driven and controlled so as to suppress the vibration of the main rope 5 due to an earthquake or a strong wind, thereby suppressing the main rope 5 from shaking, and the main rope 5 is shaken by resonance and becomes an apparatus in the hoistway. Collisions can be avoided.
- FIG. 6 shows a processing flow when the elevator apparatus according to the third embodiment of the present invention suppresses the swing of the main rope 5 by controlling the hoisting machine 3 in response to the swing of the building 20.
- the states here can be broadly classified into two states: an in-service state (in the case of the service mode in FIG. 6) and an inactive state (in the case of the inactive mode in FIG. 6). Transition between each state is caused by service start and suspension.
- the elevator control device 9 determines whether or not the shaking of the building 20 exceeds the set value from the output signal of the shaking detecting device 12 (STEP 1c). If it is determined that the shaking of the building 20 has exceeded the set value (YES), it is determined whether or not the vehicle is running (STEP 2c). As a result, if the vehicle is traveling, the car 1 is stopped at the nearest floor (STEP 3c). Thereafter, with the car 1 stopped, the car brake device 8 is operated to hold the car 1 at the stop position (STEP 4c).
- the roll of the main rope 5 is increased because the natural frequency of the sway of the building 20 and the roll of the main rope 5 match.
- the natural frequency of the roll of the main rope 5 can be captured by simple string vibration, and is calculated by the following equation.
- ⁇ is the natural frequency of the roll of the main rope 5
- l is the length of the main rope 5 that vibrates
- ⁇ is the linear density of the main rope 5
- T is the tension applied to the main rope 5.
- detection of shaking of the building 20 and detection of vibration of the car 1 are made to correspond to each other.
- the vibration frequency of the building 20 is detected from the change in the main rope tension, and then the tension of the main rope 5 is changed by driving and controlling the hoisting machine 3.
- the same effect can be obtained by separating the natural frequency of the cable 5 from the detected vibration frequency of the building 20.
- the main rope is prevented from resonating even when the building is shaken by an earthquake or a strong wind. And the effect which prevents that a main rope collides with the apparatus in a hoistway, and is damaged is acquired.
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Abstract
乗りかご及び釣合オモリを支持する主索と、この主索を巻き掛けて駆動する巻上機と、この巻上機を制御する巻上機制御装置と、乗りかごレールに荷重を負担させて前記乗りかごの昇降を制御するかごブレーキ装置を制御するかごブレーキ制御装置と、乗りかごの振動を検知する振動検知装置を備え、かごブレーキ制御装置は、巻上機制御装置が巻上機を駆動制御している走行状態で、振動検知装置の出力信号に基づいて乗りかごの振動を検知したとき、その振動が設定値内に収まるまでかごブレーキ装置の制動力を発生させる。
Description
本発明は、乗りかごにブレーキ装置を備えたエレベーター装置に関するものである。
トラクション式エレベーター装置は主索により乗りかごを支持して駆動するため、主索の伸縮によって乗りかごが揺れたり主索自体が撓んで横揺れを生じることが知られている。特に、高層ビル等に設置されている昇降行程の長いトラクション式エレベーター装置では主索が長くなることで伸縮や撓みが生じやすく、前述の揺れが起こり易い。
従来技術では、乗りかごや釣合オモリにブレーキ装置を備え、特に非常停止時に巻上機のブレーキや緩衝器が動作することで乗りかごや釣合オモリが跳ね上がって主索が撓むことを防止している。この構成により主索が撓んで昇降路内の機器に衝突したり、主索が撓んだ後に再度主索が張った時に大きな衝撃力が生じることを回避している(例えば特許文献1参照)。
このようなエレベーター装置にあっては、非常停止時以外の状態においては主索の伸縮による揺れを解消できない。その結果、走行中の乗りかごの揺れが大きくなり乗り心地が悪くなったり、地震や強風で建築物が横揺れした際に主索が共振して振れて昇降路内機器に衝突するという問題点があった。
さらに、高層ビル等に設置されている昇降行程の長いエレベーター装置では主索が揺れ易いのに加えて乗りかごと巻上機との間に長い主索が配置されているため、巻上機だけを駆動制御して乗りかごの揺れを抑制することが困難となる問題点もあった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、主索の状態に関わらず乗りかごの揺れを解消するエレベーター装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成する為、本発明に係るエレベーター装置は、乗りかごと、釣合オモリと、前記乗りかご及び前記釣合オモリを支持する主索と、前記主索を巻き掛けて駆動する巻上機と、前記乗りかごを案内する乗りかごレールと、前記乗りかごレールに荷重を負担させて前記乗りかごの昇降を制御するかごブレーキ装置と、前記巻上機を制御する巻上機制御装置と、前記かごブレーキ装置を制御するかごブレーキ制御装置と、前記乗りかごの振動を検知する振動検知装置を備え、前記かごブレーキ制御装置は、前記巻上機制御装置が前記巻上機を駆動制御している走行状態で、前記振動検知装置の出力信号に基づいて前記乗りかごの振動を検知したとき、前記振動が設定値内に収まるまで前記かごブレーキ装置の制動力を発生させるものである。
本発明のエレベーター装置では、走行状態において、振動検知装置の出力信号に基づいて乗りかごの振動を検知したとき、その振動が設定値内に収まるまでかごブレーキ装置の制動力を発生させるように構成したので、主索の伸縮による乗りかごの揺れを低減して乗り心地を改善できる効果が得られる。
以下、本発明に係るエレベーター装置の種々の実施の形態を、上記の添付図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1によるエレベーター装置の全体構成図である。本実施の形態で示すエレベーター装置はトラクション式であり、乗りかご1と釣合オモリ2を主索5の両端に吊り下げて支持し、主索5は綱車4に巻き掛けられて駆動される。エレベーター装置は、綱車4を巻上機3により回転させることで、綱車4と主索5との間に作用する摩擦力により主索5を送り出すことで運行する。また、乗りかご1は乗りかごレール6に、釣合オモリ2は釣合オモリレール7にそれぞれ案内されながら上下に昇降する構成となっている。
図1は本発明の実施の形態1によるエレベーター装置の全体構成図である。本実施の形態で示すエレベーター装置はトラクション式であり、乗りかご1と釣合オモリ2を主索5の両端に吊り下げて支持し、主索5は綱車4に巻き掛けられて駆動される。エレベーター装置は、綱車4を巻上機3により回転させることで、綱車4と主索5との間に作用する摩擦力により主索5を送り出すことで運行する。また、乗りかご1は乗りかごレール6に、釣合オモリ2は釣合オモリレール7にそれぞれ案内されながら上下に昇降する構成となっている。
乗りかご1は、乗りかごレール6に荷重を負担させて乗りかご1を制動するかごブレーキ装置8を備えている。このかごブレーキ装置8は利用者が乗降する際に主索5が伸縮して乗りかご1が上下に位置ズレをしないように乗りかごレール6を保持したり、機器故障等の非常時に動作して乗りかご1を減速停止させたりする。この他、かごブレーキ装置8は、乗りかご1が走行している最中にも利用することができる。ここで、乗りかご1が走行している期間には、乗りかご1が加速している期間、一定速度で走行している期間、及び減速している期間が含まれる。
更に、エレベーター装置は、自身を運行制御するためのエレベーター制御装置9を備えており、このエレベーター制御装置9は、少なくとも巻上機3を駆動制御する巻上機制御装置9aと、かごブレーキ装置を制御するかごブレーキ制御装置9bとを備えている。加えて、本エレベーター装置は、張力検知装置10を備えている。この張力検知装置10は主索5の張力を検知するものであり、具体的には荷重により主索5の破断を検出する破断検出装置、又は荷重変化により乗りかご内の重量を検出する秤装置等が挙げられる。
このような構成によれば、かごブレーキ制御装置9bは、巻上機制御装置9aが巻上機3を駆動制御している状態で、張力検知装置10の出力信号に基づいてかごブレーキ装置8の制動力を発生させるものである。そのため、走行中に、張力検知装置10が、かご揺れに関係する振動を検知してかごブレーキ装置8に制動力を発生させることにより、主索5の伸縮により生じる乗りかご1の揺れを抑制することができる。すなわち、張力検知装置10は、かご揺れに関する振動を検知する振動検知装置として機能している。
図2は、本発明の実施の形態1によるエレベーター装置が、走行中にかごブレーキ装置8に制動力を発生させることで生じる主索5の伸縮による乗りかご1の揺れを抑制する際の処理フローを示したものである。エレベーターサービス中におけるエレベーター装置の状態は、走行している状態((図2における走行モードの場合)と停止している状態(図2における停止モードの場合)とに大きく分類できる。それぞれの状態間は走行開始と着床開始により遷移する。
図2における停止モードでは、利用者の乗降が完了して戸閉(扉が閉められたこと)を判定する(STEP1b)。戸閉を確認できれば、その時点の主索5の張力(以下、主索張力という。)の値を保存する(STEP2b)。
一方、図2における走行モードでは、走行を開始すると、張力検知装置10の信号に基づいて主索張力の振動変化から乗りかご1の振動の有無を判定する(STEP1a)。次に、張力検知装置10の出力信号に基づいて乗りかご1の振動が検知されると、巻上機制御装置9aが巻上機3を駆動制御している走行状態で、かごブレーキ装置8を作動させてその振動を抑制する(STEP2a)。すなわち、かごブレーキ装置8を作動させて主索張力の大きさにより主索5の共振周波数を変化させることで、既に励起されている振動の周波数を共振周波数からずらすことで共振を抑制して解消することができる。
その後、主索張力の振動が設定値内に収まったか否かを判定する(STEP3a)。主索張力の振動が設定値内に収まった場合、かごブレーキ装置8を開放して再度STEP1aの主索張力の振動発生の確認に移行する(STEP1a)。かごブレーキ装置8の制動力の大きさは、一定でも良いし、後述するように周期的に変化させても良い。また、乗りかご1を加速させている期間、又は一定速度で走行させている期間は、通常、かごブレーキ装置8を制動させないが、特にこの期間中に乗りかご1の振動を検知した場合には、かごブレーキ装置8の制動力を発生させることで、従来に無い振動抑制の効果が得られる。これは、主索5の両側から主索5の張力を直接制御できるからである。
図3A及び図3Bは、本発明の実施の形態1によるエレベーター装置が、走行中にかごブレーキ装置8に制動力を発生させることで主索5の伸縮により生じる乗りかご1の揺れを効率良く抑制する際の主索張力及び制動力の時間変化を示したものである。
ここで、図3Bにおける制動力は乗りかご1が下降している状態では乗りかご1の上昇方向に作用し、乗りかご1が上昇している状態では乗りかご1の下降方向に作用することとなる。図3Bの制動力及び図3Aの主索張力はそれぞれ乗りかごに対して上方向に働く力を正の方向として例示している。図3Aの主索張力の時間変化のグラフ下部には、対応するモード及び処理STEPが示されている。各STEPでの具体的な判定内容を以下に説明する。
図2の停止モードでは利用者の戸閉後、基本的に図3Aの主索張力は一定値に落ち着く状態となる。この状態の主索張力(以下、Tとする。)を主索張力値として保存する(STEP2b)。その後、走行を開始すると図2の走行モードに入った後、本例では主索張力振動が大きくなるケースを想定している。主索張力振動は、乗りかご1内で利用者が徒に乗りかご1を上下に揺すったり、レール6の歪みによる外乱、又はシステムの共振等により生じる。
図2の走行モードに入った後、初めは主索張力振動の検知、すなわち、設定値以上の主索張力振動が発生していることを判定する(STEP1a)。具体的には、保存した主索張力値T(STEP2b)から、予め許容しない張力振幅として定めていたΔt1以上の大きさの張力が生じたか否かにより、主索張力振動の発生の有無を判定することができる。
主索張力振動が発生したことを判定すると、かごブレーキ装置8を作動させ(STEP2a)、さらに主索張力の振動が設定値内に収まったか否か、すなわち、設定値以上の主索張力振動が発生していないか否かを判定する(STEP3a)。
具体的には、保存した主索張力値T(STEP2b)から、予め許容する範囲の張力振幅として定めたΔt2以上の大きさの張力が一定の時間生じていないか否かを判断し、判定結果がYESの場合、主索張力振動が収束したと判定し、かごブレーキ装置8を開放する(STEP4a)。ここで、一定時間は任意に定めることができるが、例えば、主索張力振動の1周期wを基準にすることが考えられる。この1周期wは、図3Aに示すように検知している主索張力が張力値Tと交差するタイミングの時間間隔とすることができる。
一方、効率的に主索張力振動を抑制するためには、主索振動の伸縮を抑制する方向にかごブレーキ装置8の制動力を発生させることが好ましい。そのため、制動力は、張力が低下するタイミングで乗りかごが下降する方向に作用させるか、又は張力が高くなるタイミングで乗りかご1が上昇する方向に作用させるのが好ましい。また、このようなタイミングでかごブレーキ装置8を動作させる場合、主索張力振動と同一周期で、主索張力が弱まるタイミングでかご1の上方向に制動力を掛けることとなる。すなわち、図3Aに示すように主索張力の振動と同一周期かつ逆位相となるタイミングで制動力を掛けることにより、主索5の張力変動周期を打ち消し、以て振動を抑制することができる。
また、図3Bに示すように制動力の大きさは任意に定めることができるが、検出した主索張力と同じ大きさとすることで効率良く主索張力振動を抑制できる。主索張力を検出しながら、検出した主索張力と同じ制動力を発生させるだけの制御応答性をかごブレーキ装置8が備えていない場合、半周期前のロープ張力の最大振幅を検出して同じ大きさの制動力を発生させる方法でも効率良く振動を抑制することができる。
また、図3Bに示すように、時点p1~p3で検知した主索張力振動の大きさに応じて制動力の振幅レベルを変えることで、かごブレーキ装置8に必要以上の大きな制動力を発生させて意図しない揺れを生じさせる可能性を低減させることができる。
本実施の形態におけるエレベーター装置では、乗りかご1の外側上部に配置された張力検知装置10で主索5の主索張力振動を検知するが、この主索張力が確認できれば、他の位置部分に配置された張力検知装置を利用することもできる。
以上のように、本発明の実施の形態1によるエレベーター装置では、走行中の乗りかごの揺れをかごブレーキ制御装置により制御することで、主索の伸縮による乗りかごの揺れを低減して乗り心地を改善できる効果が得られる。特に、かごを加速若しくは減速する区間と、等速に維持して運行する区間の切替りにおける加速度でかごの揺れが大きくなる事があるが、この揺れを直接感度良く検知して抑制するように制御する事ができる。
また、従来、加速又は等速に駆動制御しているときは、かご側でブレーキ制動力を発生しないため、主索の伸縮による揺れを巻上機側から抑制するのは困難であった。本実施の形態によって、主索の両端で張力を直接制御できるため容易に揺れを抑制できる。
また、従来、加速又は等速に駆動制御しているときは、かご側でブレーキ制動力を発生しないため、主索の伸縮による揺れを巻上機側から抑制するのは困難であった。本実施の形態によって、主索の両端で張力を直接制御できるため容易に揺れを抑制できる。
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2によるエレベーター装置の全体構成図である。このエレベーター装置は、図1の構成における張力検知装置の代わりに、乗りかご1内の床位置で乗りかご1内の積載重量負荷を検知する荷重検知装置11を備えている。
図4は、本発明の実施の形態2によるエレベーター装置の全体構成図である。このエレベーター装置は、図1の構成における張力検知装置の代わりに、乗りかご1内の床位置で乗りかご1内の積載重量負荷を検知する荷重検知装置11を備えている。
この実施の形態では、主索張力の振動を直接検出することができない。しかしながら、主索5の張力変動が生じて乗りかご1が揺れている状態では、乗りかご1内の荷重検知装置11から出力される荷重値も振動するため、その荷重値に対応する制動力をかごブレーキ装置8に発生させることで揺れを抑制することができる。
特に、利用者が乗りかご1を内部から揺することにより生じる主索張力変動に対しては、かご1内からの外力を乗りかご1の位置で直接検出でき、かごブレーキ装置8で外力を打ち消す方向に乗りかご1を直接制振することができる。このため、乗りかご1の揺れを効率的に精度良く低減することができる。
なお、本実施の形態においても荷重検知装置11は、乗りかご1の振動を検知する振動検知装置として機能している。さらに、検知した振動を抑制するために行うかごブレーキ装置8の制御は、実施の形態1と同様の方法を用いることができる。
以上のように、本発明の実施の形態2によるエレベーター装置では、走行中の乗りかごの揺れ、特にかご内からの外力を効率良く相殺するようにかごブレーキ制御装置がかごブレーキ装置を制御し、制動力を発生させることで、主索の伸縮による乗りかごの揺れを低減して乗り心地を改善できる効果が得られる。
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3によるエレベーター装置の全体構成図である。この実施の形態を上記の実施の形態1を示す図1と比較すると、張力検知装置10の代わりに、本エレベーター装置を収容する建築物20の揺れを検知する揺れ検知装置12を備えている。一般のエレベーター装置は揺れ検知装置に相当するものとして地震感知器を備えており、これによってエレベーター制御装置が建築物20の揺れの大きさを検知できる。なお、揺れ検知装置12は、乗りかご1の振動を検知する振動検知装置の一種である。
図5は、本発明の実施の形態3によるエレベーター装置の全体構成図である。この実施の形態を上記の実施の形態1を示す図1と比較すると、張力検知装置10の代わりに、本エレベーター装置を収容する建築物20の揺れを検知する揺れ検知装置12を備えている。一般のエレベーター装置は揺れ検知装置に相当するものとして地震感知器を備えており、これによってエレベーター制御装置が建築物20の揺れの大きさを検知できる。なお、揺れ検知装置12は、乗りかご1の振動を検知する振動検知装置の一種である。
エレベーター制御装置9が設定値以上の建築物の揺れを検知した場合、地震や強風で建築物が横揺れした際に主索5が共振により振れて昇降路内の機器に衝突して損傷させている可能性もある。このため、一旦サービスを停止して点検後に再度サービスを開始するのが一般的である。
一方、本発明に係るエレベーター装置は、かごブレーキ制御装置9bを備えており、巻上機制御装置9aが巻上機3を駆動制御している走行状態で、かごブレーキ装置8の制動力を発生させることができ、特に地震や強風による建築物の揺れに対応して巻上機3を駆動制御できる。そのため、地震や強風により主索5が振動するのを抑制するように巻上機3を駆動制御することで主索5の揺れを抑制し、主索5が共振により振れて昇降路内機器に衝突するのを回避することができる。
図6は、本発明の実施の形態3によるエレベーター装置が、建築物20の揺れに対応して巻上機3を駆動制御することで主索5の揺れを抑制する際の処理フローを示したものである。ここでの状態は、事象をサービス中の状態(図6におけるサービスモードの場合)と休止中の状態(図6における休止モードの場合)に大きく分類できる。それぞれの状態間はサービス開始と休止により遷移する。
図6における休止モードでは、特にエレベーター装置が駆動しないため何ら動作しない。サービスを開始して図6におけるサービスモードに入ると、建築物20の揺れが設定値を超えたか否かを揺れ検知装置12の出力信号からエレベーター制御装置9が判定する(STEP1c)。建築物20の揺れが設定値以上になったことが判ると(YES)、走行中であるか否かを判定する(STEP2c)。その結果、走行中であれば乗りかご1を最寄階に停止させる(STEP3c)。その後、乗りかご1が停止した状態で、かごブレーキ装置8を作動させて乗りかご1を停止位置に保持する(STEP4c)。そして、乗りかご1が保持されている状態で、巻上機3の駆動制御を開始して主索5の揺れを制振する(STEP5c)。その後、建築物20の揺れが設定値内になったことを確認して駆動制御を終了する(STEP6c,7c)。
次に、本実施の形態における、乗りかご1の揺れ、すなわち主索5の揺れを制振する具体的な制御方法を説明する。主索5の横揺れが大きくなるのは建築物20の揺れと主索5の横揺れの固有振動数が一致するためであり、固有振動数が一致しないように制御することで乗りかご1の振動を抑制できる。主索5の横揺れの固有振動数は、単純な弦振動で事象を捉えることができ、次式により算出される。
ここで、νは主索5の横揺れの固有振動数、lは振動する主索5の長さ、ρは主索5の線密度、Tは主索5に掛かる張力である。
これにより、張力を制御することで固有振動数を自在に変更できることが判る。従って、図6におけるサービスモードに示すように、かごブレーキ装置8により乗りかご1を停止保持している状態で巻上機3を駆動制御すれば、乗りかご1から綱車4までの主索5の張力を制御できる。そして、検知した建築物20の揺れと主索5の固有振動数とが離れるように主索張力Tを変化させることにより、建築物20の揺れにより主索5の固有振動が励起されるのを回避することができる。
また、本実施の形態においては、建築物20の揺れを検知することと、乗りかご1の振動を検知することとを対応させたが、図1の実施の形態1において、主索5の張力を張力検知装置10により検知し、その主索張力の変化から建築物20の揺れの振動数を検知した後、主索5の張力を、巻上機3を駆動制御することにより変化させ、主索5の固有振動数を、検知した建築物20の揺れの振動数から離すことによっても、同様の効果が得られる。
この際、主索5の横揺れによる振動数は、主索5の縦揺れによる振動数の1/2として検知されることに注目して、主索5の張力を制御する必要がある。すなわち、検知する主索5の振動数の1/2の周期で建築物20が横揺れしているものとして、主索張力を調整して横揺れの固有振動数を制御する必要がある。
以上のように、本発明の実施の形態3によるエレベーター装置では、主索の固有振動数を制御することで、地震や強風等により建築物が揺れた場合にも主索が共振するのを抑制し、主索が昇降路内機器に衝突して損傷させるのを防止する効果が得られる。
1 乗りかご、2 釣合オモリ、3 巻上機、4 綱車、5 主索、6 乗りかごレール、7 釣合オモリレール、8 かごブレーキ装置、9 エレベーター制御装置、9a 巻上機制御装置、9b かごブレーキ制御装置、10 張力検知装置、11 荷重検知装置、12 揺れ検知装置、20 建築物。
Claims (15)
- 乗りかごと、
釣合オモリと、
前記乗りかごと前記釣合オモリを支持する主索と、
前記主索を巻き掛けて駆動する巻上機と、
前記乗りかごを案内する乗りかごレールと、
前記乗りかごレールに荷重を負担させて前記乗りかごを制動するかごブレーキ装置と、
前記巻上機を制御する巻上機制御装置と、
前記かごブレーキ装置を制御するかごブレーキ制御装置と、
前記乗りかごの振動またはエレベーター装置を収容する建築物の振動を検知する振動検知装置を備え、
前記巻上機制御装置が前記巻上機を駆動制御し、かつ、前記かごブレーキ制御装置が前記かごブレーキ装置の制動力を発生させている状態で、前記巻上機の駆動制御を継続する
エレベーター装置。 - 前記かごブレーキ制御装置は、前記振動検知装置の出力信号に基づいて前記乗りかごの振動または前記建築物の振動を検知したとき、前記かごブレーキ装置の制動力を発生させる
請求項1に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記乗りかごの振動として、前記主索の張力を検知する張力検知装置である
請求項2に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記乗りかごの振動として、前記乗りかご内の床と前記かごブレーキ装置との間に作用する荷重を検知する荷重検知装置である
請求項2に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記建築物の横揺れを検知する揺れ検知装置である
請求項2に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記主索の張力変動により前記建築物の横揺れを検知するものである
請求項5に記載のエレベーター装置。 - 前記かごブレーキ制御装置は、前記建築物の横揺れの大きさが設定値以上のとき、前記かごブレーキ装置に制動力を発生させる
請求項5又は6に記載のエレベーター装置。 - 前記かごブレーキ制御装置は、前記振動検知装置により検知した振動の信号に応じて前記かごブレーキ装置が発生する制動力を変更する
請求項2に記載のエレベーター装置。 - 前記かごブレーキ制御装置は、前記振動検知装置により検知した振動と、前記振動検知装置が検知している現在の振動との両方の信号に基づいて前記かごブレーキ装置を制御する
請求項2または請求項8に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記乗りかごの振動として、前記主索の張力を検知する張力検知装置であり、
前記かごブレーキ制御装置は、前記張力検知装置で検知した前記張力の平均値から前記張力検知装置が検知している現在の張力を差し引いた差分値を算出し、前記差分値と同じ制動力が発生するように前記かごブレーキ装置を制御する
請求項8または9に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記乗りかごの振動として、前記乗りかご内の床と前記かごブレーキ装置との間に作用する荷重を検知する荷重検知装置であり、
前記かごブレーキ制御装置は、前記荷重検知装置で検知した前記荷重の平均値から前記荷重検知装置が検知している現在の荷重を差し引いた差分値を算出し、前記差分値と同じ制動力が発生するように前記かごブレーキ装置を制御する
請求項8または9に記載のエレベーター装置。 - 前記かごブレーキ制御装置は、前記振動検知装置で検知した振動周期と同一周期で逆位相となる制動力を発生するように前記かごブレーキ装置を制御する
請求項8から11いずれか1項に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置は、前記建築物の横揺れを検知する揺れ検知装置であり、
前記かごブレーキ制御装置は、前記建築物の横揺れの大きさが設定値以上のとき、前記かごブレーキ装置に制動力を発生させて、
前記建築物の横揺れの振動数と前記主索の固有振動数との差が大きくなるように、前記巻上機の駆動力と前記かごブレーキ装置の制動力を制御する
請求項8から11いずれか1項に記載のエレベーター装置。 - 前記巻上機制御装置が前記巻上機を駆動制御している状態は、加速駆動制御状態又は等速駆動制御状態である
請求項1から13いずれか1項に記載のエレベーター装置。 - 前記振動検知装置の出力信号に基づいて前記乗りかごの振動を検知したとき、前記振動が設定値内に収まるまで前記かごブレーキ装置の制動力を発生させる
請求項2から14いずれか1項に記載のエレベーター装置。
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