JPH072456A - エレベータの走行案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】案内レール４とかご枠２との間のギャップを制
御するギャップ制御装置にかご室１またはかご枠２の加
速度を帰還する加速度帰還の経路にかご位置及び負荷重
量に応じて変化する帰還特性補正器２７を設け、機械系
の共振特性が変化してもかご室の横振動抑制が常に最適
に行えるように構成した。 【効果】かご位置及び負荷重量が変化して機械系の共振
特性が変化しても、案内レールの曲がりや乗客の移動な
どによる乗りかごの横振動を常に最小に抑制できるの
で、円滑なエレベータの走行案内が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレベータ装置に係り、
特に、安定なエレベータ乗りかごの案内支持を行うこと
のできるエレベータの走行案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭58−39753 号公報には乗りかごに
設けた非接触磁気ガイドと昇降路内に立設した案内レー
ルとの間のギャップを一定に制御することによって、ガ
イドローラを不要とし、ローラの回転に伴う振動や騒音
を低減する、エレベータの走行案内装置に関する提案が
なされている。

【０００３】一方、特開昭52−103118号公報には、超高
速車両の吸引磁気案内のギャップ制御に各マグネットと
案内軌道間のギャップ及び車両の左右加速度の比例補償
信号及び積分補正信号と一定のバイアス信号との加算値
を用い、温度などによるマグネットコイルのばらつき、
取付け位置のばらつきによる平面性の差，検出信号と実
ギャップの差，加速度検出器系のドリフトなどを補償
し、過渡的にも定常的にも車両が軌道の中心を走行でき
るようにする提案がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来技術は
案内レールの軌道に曲がりがあるとこれに応じてかごが
揺動するため、これに伴うかご室の横振動が発生する問
題がある。

【０００５】また、超高速磁気浮上車両の走行案内制御
技術である第２の従来技術は、軌道と車両とのギャップ
信号及び車両の左右方向加速度信号をギャップ制御の補
償信号とすることでギャップ制御の安定化を図ることが
述べられている。この方式によればギャップ制御に車両
の加速度帰還が付加されるため、上記軌道曲がり伴う横
振動を抑制することができる。しかし、ここではエレベ
ータのかご位置や負荷重量によってその特性が変化する
機械系の共振現象（主としてロープの影響）に関する配
慮がなく、エレベータの運転状態によって乗り心地が変
化する問題がある。

【０００６】本発明の目的は、エレベータの運転状態に
かかわらず常に乗りかご横振動を最適に抑制できるエレ
ベータ走行案内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】本発明によれば上記目的
は、上記かご室またはかご枠の横方向の加速度を検出し
ギャップ制御回路に帰還する加速度帰還ループの周波
数，ゲイン、及び位相特性をエレベータのかご位置及び
負荷重量に応じて補正する帰還特性補正手段を備えたこ
とにより達成される。

【０００８】

【作用】上記帰還特性補正手段は、かご位置及び負荷重
量に応じて変化する機械系の共振特性に応じて加速度帰
還回路の周波数，ゲイン、及び位相を補正するように動
作し、加速度帰還回路がエレベータの運転状態にかかわ
らず常に最適な横振動抑制を行えるように作用する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明によるエレベータの走行案内装
置の実施例を図面により詳細に説明する。

【００１０】図１は第１の実施例の全体構成を示す説明
図、図２は１組の非接触磁気ガイドの構成を示す斜視
図、図３はギャップ制御装置の詳細構成を示す説明図、
図４は振動抑制動作の説明図である。

【００１１】図１において、かご室１はロープ５によっ
て吊りさげられたかご枠２の上に、防振ゴム１６を介し
て乗せられている。かご枠２は案内レール４−１，４−
２との間をかご枠ガイド装置の一例である非接触磁気ガ
イド９によって支持されている。

【００１２】非接触磁気ガイド９は図２に示すように、
電磁コイル９−１，９−２、と鉄心９−３とから構成す
る電磁石Ｍ１と、これと同様に構成した電磁石Ｍ２及び
Ｍ３をそれぞれ案内レールに対向した３方向に配置し、
これらを、かご枠２に固定した支持版９−１２に取付け
て構成する。これらの電磁石がそれぞれ電磁吸引力を発
生することによりかご枠の非接触案内を実現する。ま
た、この非接触磁気ガイドは、かご枠２と案内レール４
−１とのギャップを制御するため三方向のギャップ値を
知る必要があり、ギャップ検出器９−１０及び９−１１
が取付けられるが前後方向の後側（Ｍ３側）には取付け
ていない。これは図２でわかるように、前後方向の場
合、構造上それぞれのギャップの和が一定になるので、
後側のギャップ値は前側の検出値から算出するように
し、装置を安価に構成するためである。このような非接
触磁気ガイド９では、たとえば乗りかごの左右方向、即
ち、案内レール間方向の案内は、案内レール間方向に対
向している電磁石Ｍ１で行われる。また、乗りかごの前
後方向の非接触案内は、電磁石Ｍ２と案内レール４を挾
んで対向している電磁石Ｍ３との吸引力により行われ
る。この吸引力をギャップ制御装置３によって制御する
ことでかご枠と案内レール間のギャップ制御が行われ
る。

【００１３】ギャップ制御装置３は、案内レール４−
１，４−２とかご枠２とのギャップが本実施例では一定
値であるキャップ指令３−１１に追従するよう、非接触
磁気ガイド９を制御している。

【００１４】ここで、ギャップ制御の方法をかご下部前
後方向の制御を例にして説明する。ギャップ制御装置３
は、各電磁石毎に１ユニットずつ設けられ、左前の電磁
石を３−１，左後ろの電磁石を３−２，右前の電磁石を
３−３，右後ろの電磁石を３−４で制御している。

【００１５】各ギャップ制御装置は基本的に、入力ギャ
ップ指令３−１１とキャップ信号線１２からのギャップ
検出値とし、出力を電流供給線１３を介して非接触磁気
ガイド９の電磁石に供給される電磁石電流として構成さ
れる。図３に、左側のギャップ制御装置３−１，３−２
の詳細構成を示す。ギャップ制御装置３−１では、ま
ず、ギャップ指令１１と信号線１２−１からのギャップ
検出値を突合わせて偏差を求める。求めた偏差は比例制
御器３−１−１によって増幅され、これに応動してＰＷ
Ｍ信号作成器３−１−２が動作しＰＷＭ信号が作成され
る。スイッチング回路３−１−３ではこのＰＷＭ信号を
受けて直流電圧をチョッピングし偏差に応じた電圧を発
生する。この電圧が電流供給線１３−１を介してかご下
部左側の非接触磁気ガイド９の前側の電磁石に加えられ
ることにより電磁石電流が供給されるようになる。この
構成により、前側のギャップが小さくなると前側の電磁
石の吸引力が小さく、ギャップが大きくなると吸引力が
大きくなるように変化する。また同時に、後側のギャッ
プ制御回路３−２が前側と反対の動作を行うことで、前
側の電磁石と後側の電磁石の吸引力が交互に増減し、ギ
ャップを一定に制御される。

【００１６】後側のギャップ制御装置３−２では、前側
のギャップ検出値から後側のギャップ検出値を得るた
め、基準値３−２−８との突合わせ回路を付加してい
る。この基準値は前側のギャップと後側のギャップの和
であり、前後の電磁石間の距離とレール幅から決定され
る。この値はエレベータの安全装置である非常止め装置
の動作範囲や、レールの据付け精度，ギャップ制御の応
答速度，エレベータ速度などを考えて、電磁石がレール
接触することがないように設定される。

【００１７】また各ギャップ制御装置には、電磁石電流
を電流検出器３−１−４または３−２−４で検出しギャ
ップ指令１１に帰還する電流帰還３−１−５または３−
２−５を設け、電磁石のコイル抵抗が温度変化等で変化
しても所要の電流が得られるようにし、それぞれのギャ
ップ制御が安定に行えるようにしている。

【００１８】ここでは、かご下部左側の前後方向のギャ
ップ制御を説明したが、他の前後方向制御も同様のギャ
ップ制御を行っている。また左右方向制御では、案内レ
ールの据付け状態によって左右のギャップの和が一定に
ならないので、右と左それぞれにギャップ検出器を設置
し、それぞれの制御回路に帰還する点が前後方向制御と
違うが、その他は同様である。

【００１９】しかし、この構成では、案内レールの据付
軌道に曲がりがあるとこれに沿ってかご枠２が揺動する
ことになり、これに起因した横振動がかご室１に発生し
てしまう。

【００２０】そこでかご枠の揺動に伴うかご室の振動を
抑制するため図１に示すように、かご枠２の下部の前後
方向加速度を加速度検出器２１で検出し、検出した加速
度信号を信号線２により帰還特性補正器２７を介してか
ご下部の前後方向のギャップ制御装置３−１から３−４
に帰還するようにしている。以下、この構成をかご枠加
速度帰還という。

【００２１】このかご枠加速度帰還によるかご室の横振
動抑制動作を、かご下部左側前後方向の前側のギャップ
制御における動作を例にとって図４により説明する。

【００２２】図４において、δＲは左レール前面の変
位、δ１，δ２はかご下部左前の案内レールとかご枠間
のギャップ、Ｉ１，Ｉ２はかご下部左前の電磁石電流、
α１，α２はかご室の前後方向加速度を示す。ここで
は、レールの据付け状態が悪い場合として、レール面が
レールの継目部Ａで大きく変化した状態をかごが通過す
ることを想定して説明する。

【００２３】まず、かご枠加速度帰還のない場合の動作
を説明する。レールの継目部Ａでレール面がδＲのよう
に変化すると、案内レールとかご枠間のギャップがδ１
のように急激に変化する。ギャップ制御装置はこのギャ
ップが一定になるように磁気ガイドを制御するためギャ
ップδ１が小さくなるように、電磁石にはＩ１のような
電流が流れる。この電磁石電流Ｉ１による吸引力によっ
てかご枠２がレール面δＲに追従するように移動し、ギ
ャップδ１が所定の値に近づいていく。このかご枠２の
移動に伴い、かご枠２に乗せられたかご室１にはα１の
ような振動が発生する。また、この振動はかご移動の間
だけでなく、位置Ｂで電磁石電流Ｉ１がほぼ所定の値に
戻りかごの移動が完了した後もロープの長さやかごの重
量などで決まるエレベータ機械系の固有振動数で持続
し、乗り心地が悪くなる。

【００２４】次に、かご枠加速度帰還を付加した場合の
動作を説明する。加速度検出器２１で検出した加速度信
号は、防振ゴム１６を介しているもののかご室加速度α
１に準じた波形となる。この信号はかご室加速度α１と
逆位相の波形α１′のようになるよう帰還特性補正器２
７による特性補正を受けた後、振動抑制信号α１′とし
てギャップ指令の突き合わされる。

【００２５】この構成により電磁石電流は、Ｉ１に振動
抑制信号α１′の成分が合成されＩ２のようになる。こ
の電磁石電流Ｉ２による吸引力によりかご枠がかご室加
速度α１と逆位相に動作するため、案内レールとかご枠
間のギャップはδ２のようになる。この動作によりレー
ル継目部Ａ通過直後のかごの移動が緩やかになるため、
加速度のピークが大幅に抑制され位置Ｂ通過後の持続振
動がなくなり、かご室加速度はα２のようになる。

【００２６】ギャップ制御装置３−２ではこれと逆方向
に制振動作を行うようにするため、後側の振動抑制信号
は、図３に示すように、前側の振動抑制信号とは逆位相
でギャップ指令に突合わせている。

【００２７】また、かご下部右側前後方向のギャップ制
御装置３−３，３−４での制振動作は下部左側の制振動
作と同様に行われる。

【００２８】このようにかご枠加速度帰還をギャップ制
御装置に付加したことにより乗りかごの横振動が可能に
なる。このかご枠加速度帰還による振動抑制動作におい
て最も重要なことは、ギャップ制御回路の応答特性や乗
りかごの振動特性を司る機械系の共振特性にあわせて加
速度の帰還特性を最適に設定することである。しかし、
このうち機械系の共振特性は、エレベータのかご位置及
び負荷重量(乗客の数)の変化によって大きく変化し、特
に昇降行程の長い超高速エレベータではこの変化も大き
くなる。そのため、帰還特性補正器２７の補正乗数を一
定に設定したのでは、所定のかご位置及び負荷重量のと
きは最適な振動抑制が可能でも、他の条件では振動抑制
効果を得られないばかりか、逆に発散振動を生じる可能
性がある。

【００２９】本実施例では、帰還特性補正器２７がその
補正定数をエレベータのかご位置及び負荷重量に応じて
変化できるようにした。以下に、帰還特性補正器２７の
詳細を図５を用いて説明する。

【００３０】帰還特性補正器２７は、帰還信号の周波数
を補正する周波数補正部２７−１と、位相を補正する位
相補正部２７−２と、ゲインを補正するゲイン補正部２
７−３と、かご位置及び負荷重量の情報をエレベータ制
御装置２６から通信によって受取る通信部２７−５と、
かご位置及び負荷重量に対応しあらかじめ設定した最適
な特性補正定数を保存する補正定数記憶部２７−６と、
通信によって得たかご位置及び負荷重量の情報に対応し
た特性補正定数を補正定数記憶部２７−６から検索し各
補正器に与える検索出力処理部から構成している。

【００３１】エレベータ制御装置２６には、図示しない
かご位置検出器の検出信号から現在のかご位置を算出す
るかご位置演算部２６−１と、図示しない負荷重量検出
器の検出信号から現在の負荷重量を演算する負荷重量演
算部２６−２と、かご位置及び負荷重量の情報を帰還特
性補正器２７に通信する通信部２６−３を設けている。

【００３２】この構成により、帰還特性補正器２７は帰
還信号の周波数，位相、及びゲイン特性をかご位置及び
負荷重量に応じて設定できるようになるため、かご位置
及び負荷重量が変化し、エレベータの共振特性が変化し
た場合にも常にかご枠加速度帰還による振動抑制が最適
に行われ、快適な乗り心地を得ることができる。

【００３３】図１の実施例では、かご枠下部の加速度を
下部のギャップ制御装置に帰還する例を述べたが、更
に、かご上部にも同様のかご枠加速度帰還を適用すれば
より効果的である。この場合には、かご下部の加速度を
かご下部のギャップ制御装置に、かご上部のかご枠加速
度をかご上部に帰還するのが最も効果的であるが、加速
度検出器の増設を避けたい場合には、下部のかご枠加速
度信号を上下のギャップ制御装置に帰還しても効果があ
る。また、この場合には帰還特性補正器２７の補正値を
上部と下部の共振特性に合わせそれぞれ最適な値を設定
すれば更に良い。また、案内レールの据付け状態が悪い
ところをエレベータが通過するときの振動抑制を例に述
べたが、本発明はかごに生じた振動成分を検出してこれ
を抑制する装置を適用するため、かご内での乗客の移動
等による外乱に対して振動抑制を行う場合にも同様の効
果がある。

【００３４】更に、本実施例では前後方向のギャップ制
御に振動抑制効果を持たせる例を示したが、本発明は左
右方向のギャップ制御に同様の振動抑制効果を持たせる
場合にも同様の効果を得ることができる。この場合、か
ご枠加速度帰還は、かご枠の左右方向の加速度検出値と
右と左のギャップ制御装置に帰還して左右の磁気ガイド
がそれぞれかご室の加速度と逆位相で動作するように構
成し、帰還特性補正定数は、左右方向の機械系共振特性
に合わせて最適値を設定する。

【００３５】このように、かご枠加速度帰還にエレベー
タのかご位置及び負荷重量によって補正定数の変化する
帰還特性補正器を設けた本実施例によれば、かご位置及
び負荷重量が変化して機械系の共振特性が変化しても常
に振動抑制を最適に行うことができるため、案内レール
の据付け状態が悪い昇降路を走行した場合にも、かご枠
の横振動を常に最小にできる。また、この技術を用いた
エレベータは、案内レールの据付け作業を簡易化できる
ため、より安価なエレベータを提供できる効果がある。
特に案内レールの正確な据付けが困難で、かつかご位置
による機械系共振特性の変化が大きな高揚程エレベータ
では、その効果は大である。

【００３６】次に本発明の第二の実施例を図６により説
明する。第一の実施例ではかご枠の加速度をギャップ制
御装置に帰還するように構成しているのに対し、第二の
実施例ではかご室の加速度をギャップ制御装置に帰還す
るように構成している点が違っている。帰還回路をこの
ように構成した場合でも、かご室の振動がギャップ制御
装置により帰還制御されるので振動抑制効果が同様に得
られ、本発明による振動抑制の最適化効果も同様に得ら
れる。但し、この場合には帰還ループ内に防振ゴムが介
在するようになるため帰還特性補正回路の補正定数はこ
の防振ゴムの特性を考慮して決定する必要がある。

【００３７】本発明の第三の実施例を図７により説明す
る。第一の実施例ではかご枠ガイド装置を非接触磁気ガ
イド９のみで構成しているのに対し、第三の実施例では
非接触磁気ガイド９とガイドローラ９′を併設してい
る。かご枠ガイド装置をこのようにした場合にも本発明
の効果は同様に得られる。また、かご枠ガイド装置をこ
のように構成した場合には、第一の実施例に比べ非接触
磁気ガイドに必要な吸引力を小さく設定できるので電磁
石の小型軽量化や省電力化が図れる。

【００３８】次に本発明の第四の実施例を図８により説
明する。第一，第二，第三の実施例ではかご枠ガイド装
置として非接触磁気ガイドを用いた場合及び、非接触磁
気ガイドとガイドローラを併用した場合の適用例を示し
たが、本発明の効果が得られるかご枠ガイド装置は、案
内レールとかご枠との間のギャップ保持力を有し、この
ギャップ保持力が制御可能なものであればどのような構
成でも良い。そこで、第四の実施例では、かご枠ガイド
装置９を油圧ジャッキ３１とローラ２９の組合わせで構
成している。このように構成したかご枠ガイド装置９と
ギャップ制御装置３との間には、油圧ジャッキの駆動力
を発生する油圧駆動装置３０を設け、ギャップ制御装置
の出力１３に応じて油圧ジャッキ３１に送る作動油量を
変化できるようにしている。このように構成した第四の
実施例でも、かご室の加速度をギャップ制御装置に帰還
し帰還経路に設けた帰還特性補正器の補正定数をかご位
置及び負荷重量に応じて変えることにより、第一，第
二，第三の実施例と同様の動作でかご位置及び負荷重量
に関らず常に最適な振動抑制効果を得ることができる。
但し、この場合には油圧駆動装置３０や油圧ジャッキ３
０の応答特性を考慮して帰還特性補正定数を設定する必
要がある。

【００３９】更にローラをシューに、油圧ジャッキをソ
レノイドに変更してかご枠ガイド装置を構成した場合に
も同様の効果が得られる。

【００４０】また、かご枠ガイド装置すべてをギャップ
が制御可能な磁気ガイドや油圧ガイドで構成すると装置
が高価となる。より安価な構成となるように上部または
下部のみ磁気ガイドで構成する方法が考えられるが、こ
の場合、磁気ガイドは、かご室を支持しているかごの下
部に設けたほうが振動低減により効果的である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、かご室またはかご枠の
振動成分をかご枠またはかご室ガイド装置のギャップ制
御装置に帰還する帰還経路に帰還特性補正器を備え、補
正定数をエレベータのかご位置及び負荷重量に応じて可
変可能としたことにより、かご位置及び負荷重量が変化
し、エレベータ機械系の共振特性が変化しても乗りかご
の横振動抑制が最適に行えるため、案内レールの曲がり
によるかごの揺動や、かご内の乗客の移動によるかご室
横振動を十分に抑制でき、乗りかごの円滑な走行案内が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の全体構成を示す説明
図。

【図２】一組の非接触磁気ガイドの構成を示す斜視図。

【図３】ギャップ制御装置の詳細構成を示す説明図。

【図４】加速度帰還による振動抑制動作の説明図。

【図５】帰還特性補正器の詳細を示す説明図。

【図６】第二の実施例を示す説明図。

【図７】第三の実施例を示す説明図。

【図８】第四の実施例を示す説明図。

【符号の説明】

１…かご室、２…かご枠、３…ギャップ制御装置、３−
１−１…比例制御器、３−１−２…ＰＷＭ信号作成器、
３−１−３…スイッチング回路、３−１−４…電流検出
器、３−１−５…電流帰還、３−１−６…位相調整器、
３−２−８…基準値、３−１１…ギャップ指令、４…案
内レール、５…ロープ、９…かご枠ガイド装置、１２，
２５…信号線、１３…電流供給源、１６…防振ゴム、２
６…エレベータ制御装置、２８…通信線。

───────────────────────────────────────────────────── 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 紺谷 雅宏 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 稲葉 博美 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 山崎 正親 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 重田 政之 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 伊藤 正信 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 目黒 都志雄 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エレベータのかご枠と、これに乗せられた
   かご室と、昇降路内の案内レールに沿って上記かご枠を
   走行案内するかご枠ガイド装置と、上記かご枠と上記案
   内レール間のギャップを制御するギャップ制御装置と、
   上記かご室または上記かご枠の横方向の加速度を検出し
   ギャップ制御回路に帰還する加速度帰還ループを備えた
   エレベータシステムにおいて、上記エレベータの状態に
   よって上記加速度帰還ループの帰還特性を補正する帰還
   特性補正手段を備えたことを特徴とするエレベータの走
   行案内装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記帰還特性補正手段
   は、上記エレベータのかご位置を要素として帰還特性を
   補正するエレベータの走行案内装置。
3. 【請求項３】請求項１において、上記帰還特性補正手段
   は、負荷重量を要素として帰還特性を補正するエレベー
   タの走行案内装置。
4. 【請求項４】請求項１において、上記帰還特性補正手段
   は、帰還信号の周波数，ゲイン，位相のうち少なくとも
   一つを補正するエレベータの走行案内装置。
5. 【請求項５】請求項１において、上記かご枠の加速は、
   かご上部から検出したものをかご上部、かご下部から検
   出したものをかご下部の上記ギャップ制御回路に帰還す
   るエレベータの走行案内装置。
6. 【請求項６】請求項１において、上記かご枠ガイド装置
   は、上記案内レールとの間に吸引力を発生する電磁石で
   構成した磁気ガイドであるエレベータの走行案内装置。
7. 【請求項７】請求項１において、上記かご枠ガイド装置
   は、上記案内レールと上記かご枠との間のギャップ保持
   力を発生する油圧ジャッキ又はソレノイドに上記案内レ
   ールを圧接するガイドローラまたはガイドシューを取付
   けて構成したエレベータ走行案内装置。
8. 【請求項８】請求項１において、上記かご枠ガイド装置
   は、上記ガイドローラと上記磁気ガイドを上記かご枠に
   併設したエレベータの走行案内装置。
9. 【請求項９】請求項１において、上記磁気ガイドは、か
   ご下部に設置したエレベータの走行案内装置。
10. 【請求項１０】請求項１または２において、上記ギャッ
    プ制御装置は、ギャップ制御を安定化する電流帰還を設
    けたエレベータの走行案内装置。