JPH08217346A

JPH08217346A - 油圧エレベータ

Info

Publication number: JPH08217346A
Application number: JP7047913A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hatano; 一尋幡野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】油圧エレベータを駆動するための電動機容量
を軽減し、電源設備を小さく抑えると共に、乗りかごの
速度の高速化や高階床ビルへの設置を可能とした油圧エ
レベータを得ることにある。【構成】乗りかごを昇降させるための油圧シリンダに
圧油を供給するための油圧ポンプと、油圧シリンダに供
給するための油を外力により圧力が印加されている状態
で停留すると共に外気から密閉されている油タンクと、
油圧シリンダ側の圧力と油圧タンク側の油圧との偏差が
所定の範囲内になるように調整してから乗りかごが所定
の速度パターンで昇降するように電動機に制御指令値を
出力する速度制御装置とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ポンプの回転数制
御方式の油圧エレベータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧エレベータには、流量制御
方式と回転数制御方式とがある。流量制御方式の油圧エ
レベータは、乗りかごの速度制御を油の流量制御で行う
ものであり、一方、回転数制御方式の油圧エレベータ
は、油圧ポンプを駆動する電動機を回転数制御して乗り
かごの速度制御を行うものである。

【０００３】流量制御方式の油圧エレベータでは、上昇
運転時、油圧ポンプを駆動する電動機を一定速度で回転
させ、油圧ポンプから油圧ジャッキの油圧シリンダに定
吐出量の油が供給され、油圧タンクから油シリンダへ還
流する油量を流量制御弁で調整され、これにより乗りか
ごの速度制御が行なわれる。一方、下降運転時には、乗
りかごの自重により油圧シリンダ内の油が油タンクへ還
流する油量を流量制御弁で制御することにより乗りかご
の速度制御が行なわれる。つまり、流量制御方式は、油
の還流流量によりエレベータの速度を制御する方式であ
る。

【０００４】これに対し、回転数制御方式は、交流電動
機をインバータ制御により可変速運転を行い、油圧ポン
プの吐出量を制御するものである。つまり、油圧ポンプ
の回転数を制御することにより、油圧ポンプの吐出量を
制御し、乗りかごの速度制御をするものである。このよ
うに、いずれの制御方式も油の流量制御を行う方式が異
なること以外は、機構上全く同じものである。すなわ
ち、油ジャッキの先端に取り付けられたプーリにて、ロ
ープを介して乗りかご自体を昇降させようとするもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
油圧エレベータでは、油圧機械系に直接乗りかごの自重
が加わるため、つるべ式のものに比較し、電動機の容量
を大きくする必要があり、これに伴って、電源設備も大
きくする必要がある。また、油圧システムの効率自体が
低いことから、つるべ式エレベータに比べ、乗りかごの
高速化や高階床ビルへの設置が困難である。そこで、特
開平１−３０８３８３号公報、特開平３−１０６７８３
号公報、特開平４−２７７１８０号公報等に示されるよ
うに、油圧エレベータを支える主シリンダとは別に、バ
ランスエレベータとこれを支える副シリンダとを設け、
これらの二つのシリンダを油圧配管で連結し、油圧ポン
プにより双方のシリンダへの油量を制御するようにした
ものがある。これらは、油圧エレベータの上昇時に要す
る電動機の負荷を軽減すると共に、下降時のエネルギー
を有効に使うようにしているが、いずれの場合もシステ
ムの大型化及び、それに伴いシステムコストが高くなる
問題がある。

【０００６】本発明の目的は、油圧エレベータを駆動す
るための電動機容量を軽減し、電源設備を小さく抑える
と共に、乗りかごの速度の高速化や高階床ビルへの設置
を可能とした油圧エレベータを得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の油圧エレベータ
は、予め定められた圧力が作用している油を蓄える油タ
ンクと、乗りかごを昇降させるための油圧ジャッキの油
圧シリンダに油タンク内の油を供給するための油圧ポン
プと、油圧シリンダに供給される油圧を検出するための
油圧シリンダ圧力センサと、油圧ポンプを駆動するため
の電動機と、油圧シリンダ圧力センサの検出信号と油圧
タンクの油圧との偏差が所定の範囲内になるように調整
してから乗りかごが所定の速度パターンで昇降するよう
に電動機に制御指令値を出力する速度制御装置とを備え
ている。

【０００８】そして、油圧タンク内の油への外力は、固
定重りで印加するようにし、その固定重りによる油タン
ク内の油の受圧面積は、油圧ジャッキの内径面積に等し
くする。また、固定重りの重量は、乗りかごの定格積載
量の５０％とする。

【０００９】一方、油圧タンク内の油への外力が未知で
ある場合に備えて、油圧タンクの油圧を検出する油圧タ
ンク圧力センサを追加して設け、速度制御装置は、油圧
シリンダ圧力センサの検出信号と油圧タンク圧力センサ
の検出信号との偏差が所定の範囲内になるように調整し
てから乗りかごが所定の速度パターンで昇降するように
電動機に制御指令値を出力するように構成する。この場
合、油圧タンク内の油への外力は、固定重りで印加す
る。

【００１０】

【作用】本発明の油圧エレベータは、乗りかごを上昇さ
せるときは、速度制御装置は油圧シリンダ圧力センサの
検出信号を入力し、予め設定された油圧タンクの油圧と
の偏差を求め、その偏差が所定の範囲内になるように電
動機の回転数を制御して調整する。そして、その偏差が
所定の範囲内になると、既知の圧力が印加されている油
タンクから圧油を油圧シリンダに供給する。この場合、
速度制御装置は乗りかごが所定の速度パターンで昇降す
るように電動機に制御指令値を出力する。一方、乗りか
ごを下降させるときは、速度制御装置は圧力シリンダの
圧油を油タンクの方に供給し、乗りかごの位置エネルギ
ーを油タンクに蓄積する。たとえば、固定重りの位置エ
ネルギーとして蓄積する。

【００１１】一方、油圧タンク内の油への外力が未知で
ある場合は、乗りかごを上昇させるときは、速度制御装
置は油圧シリンダ圧力センサの検出信号及び油圧タンク
の油圧を検出する油圧タンク圧力センサを入力して、そ
れらの偏差を求め、その偏差が所定の範囲内になるよう
に電動機の回転数を制御して調整する。そして、その偏
差が所定の範囲内になると、圧力が印加されている油タ
ンクから圧油を油圧シリンダに供給する。この場合、速
度制御装置は乗りかごが所定の速度パターンで昇降する
ように電動機に制御指令値を出力する。一方、乗りかご
を下降させるときは、速度制御装置は圧力シリンダの圧
油を油タンクの方に供給し、乗りかごの位置エネルギー
を油タンクに蓄積する。たとえば、固定重りの位置エネ
ルギーとして蓄積する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の第１の実施例を示すシステム構成図である。乗り
かご１にはロープ５が取り付けられており、このロープ
５は、油圧ジャッキ２のプランジャ３の先端に設けられ
たプーリ４を介して、油圧ジャッキ２の下部に固定され
ている。乗りかご１は、油圧ジャッキ２のプランジャ３
の昇降により、ガイドレール１５に案内されて昇降し、
その昇降速度は速度検出器１４で検出される。検出され
た昇降速度は速度制御装置１２に入力されている。

【００１３】油圧ジャッキ２の油圧シリンダ（図示せ
ず）への圧油の供給は、油圧ポンプ９にて行われる。す
なわち、油圧配管６に設けられた逆止弁８を介して油タ
ンク１３からの圧油が油圧ジャッキ２の油圧シリンダへ
供給される。油圧ポンプ９は電動機１０で駆動され、電
動機１０は速度制御装置１２にてインバータ装置１１を
介して回転数制御される。また、油圧ジャッキ２の油圧
シリンダへの圧油の圧力は、油圧シリンダ圧力センサ７
ａで検出され、速度制御装置１２に入力されている。

【００１４】次に、本発明における油タンク１３は、油
を貯蔵する油タンク固定部１３ａ、油の量に応じて変位
する油タンク可動部１３ｂ、及びこの油タンクか同部１
３ｂに力を加える固定重り１３ｃからなる。いま、固定
重り１３ｃの重量をＷｇ、油タンク可動部１３ｂが油液
面を押す部分の面積をＡｇとすると、油圧エレベータの
停止時には、油タンク１３から逆止弁８までの圧力Ｐｃ
は、Ｐｃ＝Ｗｇ／Ａｇとなる。

【００１５】この第１の実施例では、固定重り１３ｃの
重量Ｗｇを乗りかご１の定格積載加重の５０％に設定
し、固定重り１３ｃの受圧面積Ａｇを油圧ジャッキ２の
内径面積と同一にする。これは、乗りかご１を上昇させ
るときは、固定重り１３ｃによる位置のエネルギーにて
５０％のエネルギーを負担し、油圧ポンプ９で消費する
エネルギーを軽減すると共に、乗りかご１を下降させる
ときは、乗りかご１の自重で固定重り１を上方に押し上
げることができるようにするためである。また、油タン
ク可動部１３ｂが油液面を押す部分の面積である固定重
り１３ｃの受圧面積Ａｇを油圧ジャッキの内径面積と同
一にするのは、固定重り１３ｃの位置のエネルギーの圧
力Ｐｃによる乗りかご１への力の伝達を効率的にできる
ようにすると共に、固定重り１３ｃによる圧力を既知の
ものにするためである。

【００１６】油タンク１３の固定重り１３ｃによる圧力
Ｐｃは、油圧エレベータの機器適用に応じて決定される
圧力である。すなわち、油タンク１３の大きさ、油タン
ク１３と逆止弁８との油圧配管の距離、油タンク可動部
１３ｂの受圧面積Ａｇ等によって決定される圧力であ
る。したがって、図１では、固定重り１３ｃの受圧面積
Ａｇは、油タンク１３の大きさ全域に渡ったものが示さ
れているが、図２に示すように、油タンク１３ｃの大き
さが大きいときは、固定重り１３ｃの受圧面積Ａｇが油
圧ジャッキの内径面積と同一になるように構成される。
また、油タンク１３と逆止弁８との油圧配管の距離を考
慮に入れる場合は、この配管による圧力損失を考慮に入
れる場合である。

【００１７】次に、この第１の実施例の動作を説明す
る。乗りかご１が停止しているとき、逆止弁８は閉じて
いる。運転指令が出ると逆止弁８は開き、速度制御装置
１２によって電動機１０の回転数制御が開始される。す
なわち、速度制御装置１２によって生成された速度パタ
ーンに基づき、油圧ポンプ９からの油吐出量が制御さ
れ、油圧ジャッキ２のプランジャ３と乗りかご１の昇降
が制御される。

【００１８】図３は、第１の実施例における速度制御装
置１２の演算フローチャートである。この演算は速度制
御装置１２内部で定期的に実行される。まず、運転開始
指令があると、起動処理が完了しているか否かの判断を
行う（Ｓ１）。起動処理とは、逆止弁８の前後の圧力が
等しくなるように調整し、その逆止弁８の前後の圧力が
ほぼ等しくなったら逆止弁８を開く処理である。すなわ
ち、油タンク１３側の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧
力Ｐｃｈとの偏差が所定の範囲内に入るように油圧ポン
プ９を制御し、その偏差が所定の範囲内なったら逆止弁
８を開する。この処理の後に速度制御をすることにな
る。

【００１９】この起動処理が完了しているときはステッ
プＳ１１に進み、完了していないときは、起動完了信号
を初期化し（Ｓ２）、油圧シリンダの圧力センサ７ａか
らの検出信号Ｐｃｈを入力する（Ｓ３）。そして、油タ
ンク１３側の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈ
との大きさを比較する（Ｓ４）。ここで、油タンク１３
側の圧力Ｐｃは、既知の値であるので、速度制御装置１
２内に予め設定されている。すなわち、上述のように固
定重り１３ｃの受圧面積Ａｇが油圧ジャッキの内径面積
と同一になるように構成され、固定重り１３ｃも予め定
めた重量のもの例えば、乗りかご重量の５０％のものを
用いるので、油タンク１３側の圧力Ｐｃは既知の値であ
る。

【００２０】油タンク１３側の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ
２側の圧力Ｐｃｈとの比較の結果、油タンク１３側の圧
力Ｐｃが大きいときは、油タンク１３側の圧力Ｐｃから
油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈを減算してその偏差が求
められ（Ｓ５）、油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈが大き
いときは、油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈから油タンク
１３側の圧力Ｐｃを減算して、その偏差が求められる
（Ｓ６）。つまり、油タンク１３側の圧力Ｐｃと油圧ジ
ャッキ２側の圧力Ｐｃｈとの偏差の絶対値ΔＰが算出さ
れる。

【００２１】次に、この圧力偏差絶対値ΔＰに基づい
て、この圧力偏差を解消するための電動機１０への電流
指令補正値ΔＩを算出する（Ｓ７）。すなわち、ΔＩ＝
ｆ（ΔＰ）で電流指令補正値を算出する。ここで関数ｆ
は圧力に応じた油圧ポンプ９の漏れ流量を補償するため
の関数である。この場合、油温度ｔによる油圧ポンプ９
の漏れ流量が無視できない場合は、油温度ｔを変数とて
加味した、ΔＩ＝ｆ（ΔＰ，ｔ）として、ΔＩを求めて
も良い。

【００２２】圧力偏差ΔＰを補償するための電流指令補
正値ΔＩが算出されたら、再度、油タンク１３側の圧力
Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈとの大きさの比較
を行う（Ｓ８）。油タンク１３側の圧力Ｐｃが大きいと
きは、電流指令値Ｉａとして、電流指令基準値ＩｒにΔ
Ｉを加算したＩａ＝Ｉｒ＋ΔＩを電動機１０への指令値
となるようにインバータ装置１１に出力する（Ｓ９）。
一方、油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈが大きいときは、
電流指令値Ｉａとして、電流指令基準値ＩｒにΔＩを減
算したＩａ＝Ｉｒ−ΔＩを電動機１０への指令値となる
ようにインバータ装置１１に出力する（Ｓ１０）。

【００２３】そして、インバータ装置１１及び電動機１
０を介した油圧ポンプ９の制御により、油タンク１３側
の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈとの偏差が
所定の範囲内に入ったか否かの判断を行い（Ｓ１１）、
油タンク１３側の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧力Ｐ
ｃｈとの偏差が所定の範囲内に入っているときは、起動
完了信号を出力する（Ｓ１２）。これにより逆止弁８が
開く。逆止弁８が開き起動が完了したことを確認し（Ｓ
１３）、起動が完了している場合は、速度制御処理に移
行する（Ｓ１４）。すなわち、所定の速度パターンに応
じて電動機１０の回転数を制御するための指令をインバ
ータ装置１１に出力する。

【００２４】一方、ステップＳ１１の判断で、油タンク
１３側の圧力Ｐｃと油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈとの
偏差が所定の範囲内に入っていないときは、電流指令値
Ｉａとして、所定の単位補正信号Ｉｉｎｃを加算した電
流指令値を出力し（Ｓ１５）、その後に、逆止弁８が開
き起動が完了しているか否かを判断し（Ｓ１３）、起動
が完了していないときは再度、元の処理であるステップ
Ｓ１に戻る。

【００２５】この第１の実施例によれば、油圧ジャッキ
２の油圧シリンダに供給するための油タンク１３に貯蔵
した油に対し、固定重り１３ｃで圧力を印加しているの
で、乗りかご１が上昇するときはその固定重り１３ｃの
位置のエネルギーを乗りかご１に供給することができ
る。そして、乗りかご１が下降するときは乗りかごの位
置エネルギーを固定重り１３ｃに蓄積することができる
ので、電動機１０の供給するエネルギーが少なくて済
む。また、固定重り１３ｃで既知の圧力を印加している
ので、油圧エレベータの起動開始時に油タンク１３の油
圧を検出する必要がない。

【００２６】一方、油圧シリンダの圧力センサ７ａの検
出信号と油圧タンク１３の油圧との偏差が所定の範囲内
になるように調整してから、乗りかご１が所定の速度パ
ターンで昇降するように電動機１０に制御指令値を出力
するので、油圧エレベータの起動開始時においても安定
した運転ができる。

【００２７】次に、本発明の第２の実施例のシステム構
成図を図４に示す。この第２の実施例は、油圧タンク１
３内の油への外力が未知である場合に備えて、油圧タン
ク１３の油圧を検出する油圧タンク圧力センサ１７ｂを
追加して設け、速度制御装置１２は、油圧シリンダ圧力
センサ１７ａの検出信号と油圧タンク圧力センサ１７ｂ
の検出信号との偏差が所定の範囲内になるように調整し
てから、乗りかご１が所定の速度パターンで昇降するよ
うに電動機１０に制御指令値を出力するようにしたもの
である。

【００２８】すなわち、第１の実施例では、固定重り１
３ｃの重量Ｗｇを乗りかご１の定格積載加重の５０％に
設定したが、この第２の実施例では、固定重り１３ｃの
重量Ｗｇを特に規定しない。このため、油タンク１３側
の圧力Ｐｃは油圧エレベータの機器適用に応じて変動す
る圧力となる。つまり、油タンク１３と逆止弁８との間
の油圧配管距離、油タンク１３の大きさ、油タンク可動
部１３ｂの受圧面積等により、油タンク１３側の圧力Ｐ
ｃは変動する。したがって、起動開始時に当たっては、
機器適用ごとに、油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈのみな
らず油タンク１３側の圧力Ｐｃの値も検出し入力する必
要がある。そこで、この第２の実施例では、油タンク１
３側にも油タンク圧力センサ７ｂを設け、この油タンク
圧力センサ７ｂの検出値を速度制御装置１２に入力する
ようにしている。

【００２９】図５は、第２の実施例における速度制御装
置の演算フローチャートを示すものである。図３に示し
た第１の実施例と異なる点は、油タンク１３側の圧力Ｐ
ｃが油タンク圧力センサ７ｂの検出値Ｐｃｈ１に置き代
わり、第１の実施例での油圧ジャッキ２側の圧力Ｐｃｈ
がＰｃｈ２と表記されている点である。その他は図３に
示した第１の実施例と同一であるので、その説明は省略
する。

【００３０】この第２の実施例の場合は、油タンク１３
側の圧力を油タンク圧力センサ７ｂで検出するようにし
ているので、油タンクでの外力が未知である場合であっ
ても、円滑に油圧エレベータの起動を開始することがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油タンク
内の油は外気から密閉し、例えば固定重りにより圧力を
印加しているので、油タンクの固定重りと乗りかごが油
圧配管で結ばれバランスする構成になる。従って、乗り
かごの下降時には乗りかごの位置のエネルギーが固定重
りに蓄積されるので、油の熱エネルギーに置き代えられ
ることが少なくなり、効率の良い運転が可能となる。こ
のことから、油の温度が上昇が抑制でき、機械室の排気
設備を極力小さくすることができる。

【００３２】また、固定重りの位置エネルギーにより、
乗りかごの上昇時に必要となる油圧ポンプ動力が小さく
なり、電動機の容量も小さいもので済む。また、油タン
クに圧力を印加する構成としているので、バランスする
ための重り用の油ジャッキを別に設ける必要がなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すシステム構成図

【図２】本発明の油タンクにおける固定重りの受圧面積
の説明図

【図３】本発明の第１の実施例における速度制御装置の
演算フローチャート

【図４】本発明の第２の実施例を示すシステム構成図

【図５】本発明の第２の実施例における速度制御装置の
演算フローチャート

【符号の説明】

１乗りかご２油圧ジャッキ３プランジャ４プーリ５ロープ６油圧配管７油圧シリンダ圧力センサ８逆止弁９油圧ポンプ１０電動機１１インバータ装置１２速度制御装置１３油タンク１４速度検出器１５ガイドレール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められた圧力が作用している油を
蓄える油タンクと、乗りかごを昇降させるための油圧ジ
ャッキの油圧シリンダに前記油タンク内の油を供給する
ための油圧ポンプと、、前記油圧シリンダに供給される
油圧を検出するための油圧シリンダ圧力センサと、前記
油圧ポンプを駆動するための電動機と、前記油圧シリン
ダ圧力センサの検出信号と前記油圧タンクの油圧との偏
差が所定の範囲内になるように調整してから前記乗りか
ごが所定の速度パターンで昇降するように前記電動機に
制御指令値を出力する速度制御装置とを備えたことを特
徴とする油圧エレベータ。
【請求項２】前記油圧タンク内の油へ作用する圧力
は、固定重りの重量によるものとしたことを特徴とする
請求項１に記載の油圧エレベータ。
【請求項３】前記固定重りによる前記油タンク内の油
の受圧面積は、前記油圧ジャッキの内径面積に等しくし
たことを特徴とする請求項２に記載の油圧エレベータ。
【請求項４】前記固定重りの重量は、前記乗りかごの
定格積載量の５０％としたことを特徴とする請求項２又
は請求項３に記載の油圧エレベータ。
【請求項５】予め定められた圧力が作用している油を
蓄える油タンクと、乗りかごを乗降させるための油ジャ
ッキの油圧シリンダに前記湯タンク内の油を供給するた
めの油圧ポンプと、前記油圧シリンダに供給される油圧
を検出するための油圧シリンダ圧力センサと、前記油圧
タンクの油圧を検出する油圧タンク圧力センサと、前記
油圧ポンプを駆動するための電動機と、前記油圧シリン
ダ圧力センサの検出信号と前記油圧タンク圧力センサの
検出信号との偏差が所定の範囲内になるように調整して
から前記乗りかごが所定の速度パターンで昇降するよう
に前記電動機に制御指令値を出力する速度制御装置とを
備えたことを特徴とする油圧エレベータ。
【請求項６】前記油圧タンク内の油へ作用する圧力
は、固定重りの重量によるものとしたことを特徴とする
請求項１に記載の油圧エレベータ。