JP2000211830A - 機械室レスエレベ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ローピングがアンダースラングタイプで、駆動
電動機が最下階に設置してあり、ロープ全長が通常の
２：１ローピングよりも長く、カーと釣り合い錘とロー
プで構成される機械系の固有振動が極端に低いシステム
では、機械系と速度制御系との共振によるカーの振動が
発生しやすい。 【解決手段】本発明では、電動機軸から遠く離れたカー
側の移動情報を検出し、その信号に基づいて速度指令を
作成する。また、その信号に基づいて制振信号を生成
し、速度制御系のメインループの内側に注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレベータ案内レ
ールに沿って可動のエレベータカーと、釣り合い錘案内
レールに沿って可動の釣り合い錘と、転向プーリを用い
て前記エレベータカーの下を通して該エレベータカーお
よび該釣り合い錘を懸架している１組の巻き上げロープ
と係合するトラクションシーブよりなる駆動装置とを有
し、該駆動装置がエレベータシャフトの最下部に配置さ
れている長ロープ系によるトラクションシーブエレベー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】エレベータシステムは、昇降路内を実際
に移動するエレベータカーと釣り合い錘に割かれる空間
のほか、駆動装置など固定的にビル内空間を占有する機
器より構成されている。

【０００３】この占有空間の削減を目指して特許第2593
288 号公報に提案されているように、従来の駆動装置を
昇降路とは異なる機械室に設置するのではなく、昇降路
最上部の昇降路側壁面とエレベータカーの移動空間の延
長空間とのすき間に設置する方式や日立評論１９９３
年，Ｖol.７５，Ｎo.７，Ｐ３１−３４ に提案されてい
るように昇降路最下部に駆動装置を設置する方式などが
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した駆動用電動機
の最上部設置方式では、電動機が大型化する高速，高行
程，重積載機種においては電動機を設置する空間サイズ
の制約の点から実現に限界がある。

【０００５】一方、前記した電動機の最下部設置方式で
は、電動機配置に関する問題よりも、ロープ長が非常に
長くなることによるエレベータカーの低周波振動抑制が
システム実現上の課題となる。

【０００６】本発明の目的は、機械室を削減しうる省空
間型のトラクションエレベータシステムにおいて、高速
・高行程・重積載荷重を提供しうる大容量エレベータシ
ステムを良好な乗り心地で実現しうるエレベータの制御
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】前記目的を達成するた
め、本発明のある一形態では、エレベータカーの下部に
ロープを通すアンダースラング方式と電動機を昇降路の
最下部に設置する方式により減速比をかせぐエレベータ
システムにおいて、エレベータカーに設置された移動情
報発生センサと、このセンサの出力情報を受け、エレベ
ータカーの運転制御にこれを用いる振動抑制制御装置と
を備える。

【０００８】また本発明のある一形態では、エレベータ
カーの下部にロープを通すアンダースラング方式と電動
機を昇降路の最下部に設置する方式により減速比をかせ
ぐエレベータシステムにおいて、エレベータカーに設置
されカーの移動情報を間接的に計測する第一の移動情報
発生センサと、電動機部に設置された第二の移動情報発
生センサと、これら両センサの出力情報を受け、エレベ
ータカーの運転制御にこれらを用いる振動抑制制御装置
とを備える。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を示す。

【００１０】図１は本発明の全体構成を示している。な
お、ここでは、エレベータ駆動用電動機４は昇降路最下
部に設置され、これに主回路としてＰＷＭインバータ３
とＰＷＭコンバータ２と電源１が電気的に接続されてい
る。機械的には電動機４の回転に伴ってパルスを発生
し、カーの移動情報を等価的に電動機の回転情報から生
成する第一のパルス発生器５と電動機の小型化に寄与す
る減速機６、及びメインロープ７とのトラクションリレ
ーションによりエレベータカー８を駆動するシーブ９が
電動機回りに接続されている。メインロープ７の一端は
昇降路最上部１０に接続され、エレベータカー８の下部
に設けられている転向プーリ１１，１２を介して、再び
昇降路最上部に設置されたプーリ１３を介して転向し、
最下部のシーブ９に至り、再び昇降路最上部に設置され
たプーリ１４を介して、釣り合い錘１５に接続されたプ
ーリ１６を介して昇降路最上部１７に締結されている。

【００１１】このシステムは、通常の電動機最上部置き
のアンダースラングシステムとローピングは１：２で同
様であり、カーを可能な限り昇降路の頂上部まで昇降で
きることとローピングにより電動機の回転数を上げ、最
大発生トルクを等価的に低減できる効果を有する。

【００１２】さらに、この電動機下置き方式では、保守
が地上から可能なことや機器配置が電動機上置き方式よ
りも自由度があることと、機器落下や取り付け部の挫屈
など地震などによる建屋振動等への心配はないが、逆に
電動機が昇降路の最下部に設置してあるので、最上部置
きに対して全ロープ長が昇降路長の２倍だけ余分に長く
なっていることからカーの振動に関する問題が生じる。
つまり、固有振動数が低くなり速度制御系との共振回避
が困難になる点が異なる。このカーの振動に関しては、
行程が長くなるほど問題は顕在化し、システムの実現自
体を危うくする本質的な問題点となる。

【００１３】エレベータカー側にはカーの移動に伴って
パルスを発生し、カーの移動情報を生成するパルス発生
器１８，１９が設置されている。パルス発生器１８は転
向プーリ１１に直結されたセンサであり、摩擦駆動のよ
うに対向する側との間の接触で回転するのではないので
特別な対向部材を設ける必要がない長所があるが、カー
と釣り合い錘が同一方向に振れるカーの振動状態を検出
できない欠点がある。一方、カー側のセンサ１９をロー
ラを介して対向するガイドレールや専用の対向物２０と
の間でフリクション駆動によって駆動してもカーの移動
情報を検出することができる。

【００１４】このフリクション駆動の場合には、パルス
発生器５では検出不可能なカーと釣り合い錘が同一方向
に振れる振動状態を検出できる効果があるが、対向物面
とのフリクション駆動に関する管理がややわずらわしい
欠点がある。

【００１５】いずれの駆動方式を採用してもよいが、電
動機４に接続されたシーブ９から長いロープを介して離
れた位置にあるカー８の移動状態を観測する別置センサ
をカーに設けている。センサ１８または１９はカーの移
動に伴ってパルスを発生するパルス発生器であるため、
通常出力として数ボルトレベルの微弱信号しか期待でき
ない。そのため、直接、パルスレベルの信号のままの状
態でカーから遠く離れた制御装置２１まで情報を伝送す
ることは困難である。

【００１６】そこで、この実施例では、パルスレベルの
移動情報を一旦カー上の演算装置２２で受けて後述する
ように、カーの移動距離，移動速度，移動加速度などに
変換する演算処理を施している。この演算処理結果は情
報伝送用のインターフェースである伝送装置２３から、
テールコード内の伝送路２４を介して制御装置２１まで
直列、または並列伝送を行う。

【００１７】制御装置２１ではカーからの移動情報２４
と電動機からの回転情報２５をもとにして次に述べるよ
うな制御処理を行う。図２に制御装置２１の構成を示
す。制御装置２１にはカーの移動情報２４が処理装置２
１０１に、電動機回転情報２５が処理装置２１０２に入
力される。処理装置２１０１はカーの位置情報２１０
３，カーの速度情報２１０４，カーの加速度情報２１０
５を生成し、処理装置2102は電動機の回転速度情報２１
０６を生成する。

【００１８】カーの位置情報２１０３を受けた速度指令
発生装置２１０７は加速時はタイムベースの速度指令、
減速時は目的階までの走行残距離と所定の目標減速度と
から平方根演算またはテーブル参照によって速度指令２
１０８を発生し、加算点2109で速度偏差２１１０を算出
し、比例積分器２１１１はスイッチ２１１２，2113が開
いている場合、ＰＷＭ信号生成装置２１１４にトルク指
令をそのまま送りだし、駆動回路２１１５を介してイン
バータ３を制御する。

【００１９】ここでは、長いロープに釣り下げられたカ
ーを駆動するシステムゆえに、電動機軸部では正確なカ
ーの位置情報が求めにくいために、カーに取り付けたパ
ルス発生器の出力２１０３を速度指令作成に用い、長い
ロープに釣り下げられたことによって生じる不正確な定
点停止精度を改善している。一方、入出力を省略してあ
るコンバータ用ＰＷＭ信号生成装置２１１６はインバー
タ用信号とは独立に駆動回路２１１７を介してコンバー
タ２を制御する。

【００２０】さらに、カーの速度情報２１０４と電動機
の回転速度情報２１０６との速度差情報２１１９を加算
点２１１８で算出し、ロープの先に取り付けられて電動
機部では認識しづらいカーの振動情報の元となる情報を
取り出し、波形成形とディメンション合わせを波形処理
装置２１２２で行いカーの振動抑制成分に変換してスイ
ッチ２１１３を閉路することによりＡＳＲ系のメインル
ープの内側である加算点２１２０からその信号を注入し
てカーの振動を抑制するものである。

【００２１】この様にすれば、電動機軸端のパルス発生
器では観測しにくいカーの振動現象も低減が可能であ
り、カー側のパルス発生器をフリクション駆動するタイ
プにすれば電動機軸側で全く観測できない振動モードで
あるカーと釣り合い錘が同じ方向に振動するモード１に
対しても、乗り心地を改善できる効果がある。なお、カ
ーと釣り合い錘が１：１に接続される通常タイプのエレ
ベータではこのモード１と、カーと釣り合い錘が逆相に
揺れるモード２の共振周波数が存在し、前者が後者より
も小さく、かつ適度に離れているので、モード１に対し
ては速度制御系の位相余裕を確保すること、モード２に
対してはゲイン余裕を確保することによって速度制御系
の安定化が図れる。

【００２２】しかし、本発明で前提としている電動機下
置きの２：１タイプのエレベータでは、モード１とモー
ド２の共振周波数が非常に接近したり、極端な場合大小
が逆転しており、従来の位相余裕とゲイン余裕の分担で
は系の安定化を図ることは困難である。そこで、本実施
例では速度負帰還制御のメインループの内側に制振信号
を注入することによってこの問題を解決している。

【００２３】同様の制振効果は、処理装置２１０１が生
成するカーの加速度情報２１０５をスイッチ２１１２を
閉路することによって制御系に振動抑制信号を注入して
も得られる。

【００２４】本実施によれば、電動機軸端から遠く離れ
たカーの移動情報を捉えるためのセンサをカー側に設け
ることにより正確な着床制御，ロープ系などの機械系と
の共振振動の少ないカーの制振制御等を実現できる効果
がある。

【００２５】本実施によれば、電動機軸端から遠く離れ
たカーの移動情報を捉えるためのセンサをカー側に設け
ることと、電動機軸に設けたセンサの差信号からロープ
系などの機械系との共振振動の少ないカーの制振制御を
正確に実現できる効果がある。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ーピングがアンダースラングタイプで、駆動電動機が最
下階に設置してあり、ロープ全長が通常の２：１ローピ
ングよりも長く、カーと釣り合い錘とロープで構成され
る機械系の固有振動が極端に低いシステムにおいて、所
要の定点停止性能や速度制御性能が達成され、安全な機
械室レスエレベータシステムを構築できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるエレベータの全
体システム構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態におけるエレベータの制
御装置の構成図である。

【符号の説明】

１…電源、２…ＰＷＭコンバータ、３…ＰＷＭインバー
タ、４…駆動用電動機、５…パルス発生器、６…減速
機、７…メインロープ、８…カー、９…シーブ、１０…
昇降路最上部、１１，１２，１３，１４…転向プーリ、
１５…釣り合い錘、１６…転向プーリ、１７…昇降路最
上部、１８，１９…パルス発生器、２０…レール、２１
…制御装置、２２…演算装置、２３…伝送装置、２４…
移動情報、２５…回転情報、２１０１…処理装置、２１
１１…速度制御系比例積分器、2112，２１１３…スイッ
チ、２１１４，２１１６…ＰＷＭ信号発生装置、２１１
５，２１１７…駆動回路、２１２２…波形処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二瓶 秀樹 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 小川 岳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 石井 博 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大宮 昭弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3F002 DA03 EA08 GA05 3F303 CB12 CB36 CB41 FA01 FA10 FA11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エレベータ案内レールに沿って可動のエレ
   ベータカーと、釣り合い錘案内レールに沿って可動の釣
   り合い錘と、転向プーリを用いて前記エレベータカーの
   下を通して該エレベータカー、および該釣り合い錘を懸
   架している１組の巻き上げロープと係合するトラクショ
   ンシーブよりなる駆動装置とを有し、該駆動装置がエレ
   ベータシャフトの最下部に配置されているトラクション
   シーブエレベータにおいて、前記エレベータカーに設置
   されエレベータカーの移動情報を発生するセンサと、該
   移動情報をエレベータカーの運転制御に用いる制御装置
   を設けたことを特徴とする機械室レスエレベータ。
2. 【請求項２】エレベータ案内レールに沿って可動のエレ
   ベータカーと、釣り合い錘案内レールに沿って可動の釣
   り合い錘と、転向プーリを用いて前記エレベータカーの
   下を通して該エレベータカー、および該釣り合い錘を懸
   架している１組の巻き上げロープと係合するトラクショ
   ンシーブよりなる駆動装置とを有し、該駆動装置がエレ
   ベータシャフトの最下部に配置されているトラクション
   シーブエレベータにおいて、前記エレベータカーに設置
   されエレベータカーの移動情報を発生する第一のセンサ
   と該駆動装置に接続されエレベータカーの移動情報を等
   価的に発生する第二のセンサと、該第一のセンサと第二
   のセンサとの差情報をエレベータカーの運転制御に用い
   る制御装置を設けたことを特徴とする機械室レスエレベ
   ータ。
3. 【請求項３】請求項１、または請求項２において、上記
   移動情報は上記エレベータカーの移動距離，速度，加速
   度であることを特徴とする機械室レスエレベータ。
4. 【請求項４】請求項１、または請求項２において、上記
   センサはパルス発生器を含むことを特徴とする機械室レ
   スエレベータ。
5. 【請求項５】請求項１、または請求項２において、上記
   センサはパルス発生器と、その出力を上記エレベータカ
   ーの移動距離，速度，加速度などの移動情報に変換する
   演算装置と、この演算装置の出力結果を上記制御装置に
   伝送する伝送装置から構成されることを特徴とする機械
   室レスエレベータ。
6. 【請求項６】請求項４において、上記パルス発生器は上
   記転向プーリに直結駆動、または、上記エレベータ案内
   レールに摩擦駆動されることを特徴とする機械室レスエ
   レベータ。
7. 【請求項７】請求項１、または請求項２において、上記
   制御装置は上記エレベータカーの上下振動を抑制する制
   御成分を速度負帰還制御系のメインループの内側に注入
   するよう構成したことを特徴とする機械室レスエレベー
   タ。