JPH10167622A

JPH10167622A - 流体圧エレベーター

Info

Publication number: JPH10167622A
Application number: JP32413196A
Authority: JP
Inventors: Haruo Watanabe; 春夫渡辺; Ichiro Nakamura; 一朗中村; Katsuharu Shudo; 克治首藤; Hidekazu Sasaki; 英一佐々木; Akio Ueno; 昭男植野; Shigeto Kojima; 茂人小嶋; Takahisa Toba; 貴弥戸羽
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd; Hitachi Elevator Engineering Co
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Elevator Engineering Co; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】広い圧力範囲で定格速度を確保でき、かつ、全
体がコンパクトで安価な構成となる流体制御弁を備えた
流体圧エレベーターを提供する。【解決手段】流体圧エレベーターは、１個の主弁と，該
主弁の強制弁制御のための１個の常時開形パイロット弁
及び２個以上の常時閉形パイロット弁と，主弁の最大変
位を規制し所定最大弁開度にするストッパとを含み構成
する電磁切換弁100と、可変速駆動する流体圧ポンプ１
により流体圧シリンダ200の供給流体または排出流体の
流量を電磁切換弁100を介して制御し、流体圧シリンダ2
00により上昇下降運転する乗かご201の速度を制御する
制御装置５と、流体圧シリンダ側の流体圧を検出する
圧力センサ２１とを具備し、下降運転時に制御装置５
が、圧力センサ２１の圧力信号に基づいて強制弁制御を
実行し、電磁切換弁100の弁開度を下降運転時の負荷条
件に応じて２段階以上に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】流体圧シリンダに供給または
流体圧シリンダから排出する流体の流量を流体圧ポンプ
の可変速駆動により制御し、乗かごの速度を制御する方
式の流体圧エレベーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧シリンダに供給または流体圧シリ
ンダから排出する流体の流量を、流体圧ポンプを駆動す
るモータの回転数を可変速に変えることにより制御し、
流体圧シリンダ頂部に直接あるいは間接的に支持した乗
かごの速度を制御する方式の流体圧エレベーターにおい
て、乗りかご停止時の乗りかごの位置保持を主目的とす
る切換弁は、例えば、(1)特公平７−９０９９９号公報
に開示されている。また同様の方式に用いられる他の切
換弁の構造が、 (2)特開平６−１００２７１号公報に開
示されている。更に、上記方式とは異なる弁流量制御方
式の流体圧エレベーターの流量調整弁の構造としては、
(3)特開昭５７−１２６３６９号公報に開示されてい
る。

【０００３】そして、上記従来技術(1)、(2)では、下降
運転時のモータの制御に異常を生じたような場合に、パ
イロット弁に動作遅れが生じて切換弁の閉弁に遅れが生
じても、不安全な過速の発生を制限する一つの方法とし
て、切換弁の最大弁開度を機械的にストッパで制限する
技術が開示されている。

【０００４】ところで、乗りかごにつり合おもりを付加
し、等価的に乗りかごの自重を軽量化し、かつ積載量を
従来並にするとき、あるいは、乗りかご自重は変えず、
積載量を増加させるとき、100％積載時のシリンダ圧力
を全負荷圧力PFL、０％積載時のシリンダ圧力を無負荷
圧力PNLとすると、これらの圧力比をαとし、α＝PFL／
PNLで表すαの値が大きくなる。このような場合に、上
記従来技術を用いて、全負荷圧力での下降運転時に過速
を制限すべく切換弁の最大弁開度を制限すると、無負荷
圧力時に定格速度が得られないほど切換弁が絞られてし
まう場合が生じる。具体的な例として図９を用いて説明
する。

【０００５】図９は、従来技術の流体圧エレベーターを
説明する図である。図において、流体圧エレベーター
は、流体圧シリンダ200、プーリ203、ロープ202、乗り
かご201、インバータ(図示せず)により可変速に駆動さ
れるモータ２、モータ２により駆動される流体圧ポンプ
１、流体圧ポンプ１側の流路222(以下、ポンプポート流
路222という)及び流体圧シリンダ200側の流路223 (以
下、シリンダポート流路223という)の間に配置された電
磁切換弁100ａ、フィルタ３、タンク４などを備えたも
のである。ここで、乗りかご201の自重をＷＣ、乗客あ
るいは荷物等の100％の積載量をＷＬ、プランジャの受
圧面積をＳ、下降運転時に開く電磁切換弁100ａの開口
面積をＡとする。

【０００６】従って、 100％積載時のシリンダ圧力PFL
は、ＰＦＬ＝２（ＷＣ＋ＷＬ）／Ｓであり、０％積載
時のシリンダ圧力PNLは、ＰＮＬ＝２ＷＣ／Ｓであ
る。そして、圧力比αは、 α＝ＰＦＬ／ＰＮＬ＝
１＋ＷＬ／ＷＣとなる。また、下降運転時の電磁切換
弁の開口面積Ａと乗りかご速度に相当する流量Ｑの関係
は、Ｑ＝Ｋ・Ａ・Ｐ^0.5 である。ただし、Ｋは比
例定数、Ｐは電磁切換弁の圧力損失である。

【０００７】ここで、例えば、100％積載時に定格速度
の１４０％で速度制限、すなわち、流量を電磁切換弁1
00ａの開口面積Ａで制限することとする。そのときの
流量をＱMAX、電磁切換弁の開口面積をＡMAXとし、流
路等の圧力損失を無視すれば、ＱMAX＝Ｋ・ＡMAX・ＰＦ
Ｌ^0.5 を満足するようにＡMAXを選定することにな
る。一方、このＡMAXで０％積載時の最大流量Ｑ０は、
Ｑ０＝Ｋ・ＡMAX・ＰＮＬ^0.5＝Ｋ・ＡMAX・（ＰＦＬ／
α）^0.5 と表せる。以下、２つのケースを仮定し速
度制御について説明する。

【０００８】[ケース１]通常、一般には流体圧エレベー
ターはＷＣ≧ＷＬなので、例えば、ＷＣ＝ＷＬとしても
α＝２である。この場合、上記のようにＡMAXを選定し
て、０％積載時の最大流量Ｑ０を求めると、定格速度を
ＱＲとすれば、Ｑ０＝Ｋ・ＡMAX・（ＰＦＬ／α）^0.5 ＝（１／２）^0.5・Ｋ・ＡMAX・ＰＦＬ^0.5 ＝（１／２）^0.5・ＱMAX≒ＱＲとなる。したがって、シリンダ圧力のすべてを電磁切換弁の圧力
損失と見做すことができれば、定格速度は確保できる。
但し、この場合でも、シリンダポート流路223などの圧
力損失を加味すれば、定格速度の確保は難しくなる。

【０００９】[ケース２]一方、乗りかご201につり合お
もりを付ける等の手段により等価的に、または直接乗
りかごを軽くしてＷＣ＜ＷＬとする。例えば、ＷＣ＝
0.5ＷＬとすると、α＝３となる。この場合も、上記の
ようにＡMAXを選定して０％積載時の流量Ｑ０を求め
る。同様に定格速度をＱＲとすれば、Ｑ０＝Ｋ・ＡMAX・（ＰＦＬ／α）^0.5 ＝（１／３）^0.5・Ｋ・ＡMAX・ＰＦＬ^0.5 ＝（１／３）^0.5・ＱMAX≒０．８ＱＲとなる。

【００１０】従って、この場合は、シリンダ圧力のすべ
てを電磁切換弁の圧力損失と見做しても、定格速度は得
られない。また、この場合は、モータ２を定格速度相当
に制御すると、流体圧ポンプ１のポンプポート流路222
は負圧となってキャビテーションを生じ、最悪の場合、
流体圧ポンプ１は損傷する。さらに、シリンダポート流
路223などの圧力損失を加味すれば、一層Ｑ０は低下す
る。

【００１１】上記の問題を解決する技術として、例えば
前記(3)特開昭５７−１２６３６９号公報に開示された
技術がある。本従来技術は、流体圧シリンダの供給流体
あるいは排出流体の流量を流量調整弁で制御し、流体圧
シリンダ頂部に直接あるいは間接的に支持した乗かごの
速度を制御する方式の流体圧エレベーターにおいて、流
量調整弁で制御される流量がシリンダ圧力が変化しても
一定になるように、流量調整弁のほかに圧力補償を行う
構造の負荷対応作動弁を備えている。即ち、負荷対応作
動弁は、全負荷でも無負荷でも、下降運転時の最大速度
はほぼ同じになるよう、弁開度が機械的に可変制御され
るものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５７−１２
６３６９号公報に開示された従来技術を、流体圧シリン
ダへの供給流体または流体圧シリンダからの排出流体の
流量を、流体圧ポンプを駆動するモータの回転数を変え
ることにより制御し、流体圧シリンダ頂部に直接あるい
は間接的に支持した乗かごの速度を制御する方式の流体
圧エレベーターに適用することも可能であるが、最大流
量に見合った流量を調整する流量調整弁のほかに、これ
と同等の流量を制御する負荷対応作動弁を備えるため、
流体圧エレベーター用の流体制御弁として全体が大きく
なると共にコスト高となる。

【００１３】したがって、本発明の目的は、流体圧シリ
ンダに供給または流体圧シリンダから排出する流体の流
量を流体圧ポンプの可変速駆動により制御し、乗かごの
速度を制御する方式の流体圧エレベーターにおいて、コ
ンパクトかつ安価な流体制御弁を構成し、特に、「100%
積載時のシリンダ圧力／ 0%積載時のシリンダ圧力」の圧
力比を大きくしても、過速を流体制御弁で抑え非常時の
安全を確保するとともに、負荷によらず下降運転時の定
格速度を確保することのできる流体圧エレベーターを提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の流体圧エレベーターの特徴は、１個の主弁と，該主
弁の強制弁制御のための１個の常時開形切換弁及び２個
以上の常時閉形切換弁と，前記主弁の最大変位を規制し
所定最大弁開度にするストッパとを含み構成する流体制
御弁と、可変速駆動する流体圧ポンプにより流体圧シリ
ンダに供給または流体圧シリンダから排出する流体の流
量を前記流体制御弁を介して制御し、前記流体圧シリン
ダにより上昇下降運転する乗かごの速度を制御する制御
装置と、前記流体圧シリンダ側の流体圧を検出する圧力
センサとを具備し、前記制御装置は、前記下降運転時に
前記圧力センサの圧力信号に基づいて前記強制弁制御を
実行し、前記流体制御弁の弁開度を前記下降運転時の負
荷条件に応じて２段階または２段階以上に制御すること
にある。

【００１５】また、他の特徴は、１個の主弁と，該主弁
の強制弁制御のための１個の常時開形切換弁及び１個の
常時閉形切換弁と，前記主弁の変位を検出する弁変位セ
ンサと，前記主弁の最大変位を規制し所定最大弁開度に
するストッパと，を含み構成して当該主弁の開度制御が
可能である流体制御弁と、可変速駆動する流体圧ポンプ
により流体圧シリンダに供給または流体圧シリンダから
排出する流体の流量を前記流体制御弁を介して制御し、
前記流体圧シリンダにより上昇下降運転する乗かごの速
度を制御する制御装置と、前記流体圧シリンダ側の流体
圧を検出する圧力センサとを具備し、前記制御装置は、
前記下降運転時に前記圧力センサの圧力信号と前記弁変
位センサの検出信号とに基づいて前記強制弁制御を実行
し、前記流体制御弁の弁開度を前記下降運転時の負荷条
件に応じて任意に制御するところにある。

【００１６】更に、別の特徴は、１個の主弁と，該主弁
の強制弁制御のための１個の常時開形比例制御弁及び１
個の常時閉形比例制御弁と，前記主弁の変位を検出する
弁変位センサと，前記主弁の最大変位を規制し所定最大
弁開度にするストッパと，を含み構成する流体制御弁
と、可変速駆動する流体圧ポンプによって流体圧シリン
ダへ供給または流体圧シリンダから排出する流体の流量
を前記流体制御弁を介して制御し、前記流体圧シリンダ
により上昇下降運転する乗かごの速度を制御する制御装
置と、前記流体圧シリンダ側の流体圧を検出する圧力セ
ンサとを具備し、前記制御装置は、前記下降運転時に前
記圧力センサの圧力信号と前記弁変位センサの検出信号
とに基づいて前記強制弁制御を実行し、前記流体制御弁
の弁開度を前記下降運転時の負荷条件に応じて任意に制
御する点にもある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。即ち、本発明による第一実
施例の流体圧エレベーターについて、図１，図４，図
５，図６を参照し説明する。まず、流体圧エレベーター
の構成について説明する。図４は、本発明による流体圧
エレベーターを示す図である。図４の流体圧エレベータ
ーの主要な流体圧回路と制御回路に関しては、第一実施
例から第三実施例までの流体圧エレベーターとも同じで
ある。

【００１８】図４に示す流体圧エレベーターは、流体
制御弁としての電磁切換弁100と、流体圧ポンプ１と、
モータ２と、フィルタ３と、タンク４と、制御装置５
と、複数本の制御ライン６と、流体圧シリンダ200と、
乗りかご201と、ロープ202と、プーリ203と、ロープ206
と、プーリ207と、つり合おもり208と、乗りかご201に
固定されたエンコーダ・プーリ用ロープ209と、エンコ
ーダ・プーリ用ロープ209により駆動されるエンコーダ・
プーリ210，211と、エンコーダ・プーリ210の回転角度
により乗りかご201の位置を検出するエンコーダ２２
と、ポンプポート流路222の圧力及びシリンダポート流
路223の圧力を検出する圧力センサ２０,２１とから構成
される。そして、流体圧シリンダ200は、乗りかご201
をロープ202およびプーリ203を介して間接的に駆動する
プランジャ204とシリンダ205とから構成される。乗り
かご201は、ロープ206及びプーリ207を介してつり合お
もり208で乗りかご自重の何割かが補償されている。

【００１９】次に、流体圧エレベーターの動作について
説明する。モータ２は、インバータ(図示せず)を含む制
御装置５からの速度指令に従い可変速に制御される。制
御装置５は、エンコーダ２２の信号、圧力センサ２０，
２１の信号等を取り込み、モータ２のほかに、電磁切換
弁100等を制御する。尚、図４の実施例ではつり合おも
り208を備えたフォーク形の間接形流体圧エレベーター
を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、例
えば、つり合おもりの有無に関係なく、アンダスラング
形や直接形も含まれる。

【００２０】図１は、本発明による第１実施例の電磁切
換弁を示す図である。本発明になる流体圧エレベーター
の流体圧回路に用いられる電磁切換弁100を示してい
る。第１実施例の電磁切換弁100では、３個のパイロッ
ト弁が採用された構成である。電磁切換弁100は、１個
の主弁101と、主弁101の強制弁制御のための加圧側に接
続された１個の常時開形電磁切換弁としてのパイロット
弁102 および減圧側に接続された１個以上の常時閉形電
磁切換弁としての２個のパイロット弁103,104と、機械
的に主弁101の最大変位を規制し所定最大弁開度にする
ストッパ105とを主構成要素としてなるものである。

【００２１】そして、常時開形のパイロット弁102は、
シリンダポート流路223と主弁のパイロット室106を繋ぐ
供給流路107に設けられている。常時閉形のパイロット
弁103は、パイロット室106とタンク４を繋ぐ第１排出流
路108に設けられている。また、パイロット弁103と同仕
様の常時閉形のパイロット弁104は、パイロット室106と
タンク４を繋ぐ第２排出流路109に設けられている。更
に、パイロット室の圧力を封止するためにシール部材11
1,112,113,114を有する。

【００２２】主弁101は弁ボディ115に挿入され、固定
されたガイド部材116でガイドされ、ばね110で常時閉じ
方向に押されて配置されている。主弁101はテーパ面を
有するシート部117と弁ボディ側のシート部118とが接す
ることにより、ポンプポート流路222とシリンダポート
流路223との流体の流れを遮断する。Ｓｐｉｌ，Ｓｃ，
Ｓｐは主弁の各受圧面積であり、それぞれパイロット
圧，シリンダ圧，ポンプ圧が作用する。これらの大小関
係が、Ｓｐｉｌ＞Ｓｃ≒Ｓｐであり、Ｓｐｉｌ＝Ｓｃ＋
Ｓｐであるように構成されている。

【００２３】以下、乗りかごの各運転状態における動作
について、図５，図６を参照し説明する。 [停止状態の場合]モータ２即ち流体圧ポンプ１は停止し
ているので、主弁101の受圧面積Ｓｐにはポンプ圧は作
用していない。主弁101の反リフト方向の力としての
「ばね110の押しつけ力」と「常時開形のパイロット弁102
から導かれたシリンダ圧が受圧面積Ｓｐｉｌに作用する
押しつけ力」との和は、リフト方向の力としての「受圧
面積Ｓｃに作用するシリンダ圧による力」より大きいの
で、主弁101は閉じている。また、常時閉形のパイロッ
ト弁103，104は閉じている。従って、シリンダポート流
路223からポンプポート流路222，タンク４との流路は遮
断されているので、乗りかご201は停止位置が保持され
る。

【００２４】[上昇運転の場合]図１に示す電磁切換弁10
0のパイロット弁102，103，104は、制御されない。した
がって、主弁101は通常のチェック弁と同じ動作にな
る。即ち、「ポンプポート流路222の圧力」が、「シリン
ダポート流路223の圧力」と「ばね110の押しつけ力相当圧
力」との和より大きくなると、主弁101は開弁し、それ以
下なら閉弁する。そして、弁開度は流量にほぼ比例す
る。図５は、本発明による流体圧エレベーターの上昇運
転時の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開度Ｘの関
係を示す図である。

【００２５】図５において、制御装置５のモータ回転数
指令によりモータ２が上昇方向に回転すると、流体圧ポ
ンプ１によりポンプ圧が立ち上がり、ポンプポート流
路222の圧力が高くなる。シリンダ圧とポンプ圧がほぼ
等しくなったら、速度指令に応じてモータ２の回転数を
変える制御が実行され、流体圧ポンプ１が吐出する流体
は、ポンプポート流路222から主弁101を介してシリン
ダポート流路223を経て、流体圧シリンダ200側へ供給さ
れる。そして、プランジャ204が上昇し、結果的に乗り
かご201の上昇運転が為される。モータ２の回転数が停
止へ向かうと、ポンプ吐出流量(即ち、供給流量)が減少
し、主弁101の弁開度Ｘが閉じ方向へ向かい、ポンプ吐
出流量がゼロになると主弁101は閉じると共に乗りかご2
01は停止する。その後、モータ２を停止させて、上昇運
転制御が終了する。

【００２６】[下降運転の場合]図６は、第一実施例の流
体圧エレベーターの下降運転時の時間ｔに対する乗りか
ご速度ＶＣと弁開度Ｘ及び各パイロット弁の励磁状態の
関係を示す図である。電磁切換弁100のパイロット弁10
2，103，104を制御し、強制的に主弁101を開くことに
より下降運転制御が実行される。すなわち、制御
装置５のモータ回転数指令によりモータ２が上昇方向に
回転すると、流体圧ポンプ１によりポンプ圧が立ち上が
り、ポンプポート流路222の圧力が高くなる。そして、
シリンダ圧とポンプ圧がほぼ等しくなったら、パイロッ
ト弁102を励磁する。即ち、パイロット弁102を閉弁す
る。

【００２７】この時、シリンダ圧(即ち、シリンダポー
ト流路223の圧力)が例えば５０％積載時より大きけれ
ば、一方のパイロット弁103をパイロット弁102と同時に
励磁する。大きくなければ、他方のパイロット弁104を
パイロット弁102と同時に励磁する。すなわち、常時開
形のパイロット弁102の閉弁に合わせて、常時閉形のパ
イロット弁103またはパイロット弁104のどちらかを開弁
する制御を実行する。

【００２８】換言すれば、パイロット弁102を閉弁し、
パイロット弁103またはパイロット弁104のどちらかを開
弁すると、パイロット室106の圧力が減少し、主弁101
の強制弁制御のうちの強制開弁制御が行われる。即ち、
制御装置５が、圧力センサ２１が検出するシリンダポー
ト流路223の圧力(即ち、シリンダ圧)に応じて判断し、
パイロット弁103またはパイロット弁104のいずれを励磁
(開弁)するかを選択制御する。パイロット弁103を励磁
すれば、主弁101の弁開度ＸはＸ１となる。パイロット
弁104を励磁すれば、主弁101の弁開度Ｘは、Ｘ２Ａまた
はＸ２Ｂのうちのどちらかで制限される弁開度Ｘ２とな
る。

【００２９】なお、弁開度Ｘ２Ｂの大きさは、ストッパ
105により主弁101のリフト量を機械的に調整できる構成
となっている。即ち、本実施例では、２個の常時閉形の
パイロット弁103，104とストッパ105とによって、Ｘ１
とＸ２ＡまたはＸ２Ｂの２段階に弁開度が調整されてい
る。更に、２個以上の常時閉形のパイロット弁であれ
ば、２段階以上に弁開度を調整することができる。

【００３０】その後、速度指令に応じて、モータ２の回
転数を変える制御が実行されると、流体圧シリンダ200
の流体は、シリンダポート流路223から、開いた主弁10
1を介してポンプポート流路222を経て、流体圧ポンプ１
(即ち、タンク４)へ戻る。そして、プランジャ204が下
降し、結果的に乗りかご201の下降運転が為される。モ
ータ２の回転数が停止へ向かうと、流体圧ポンプ１から
タンク４への戻り流量が減少し、ポンプ流量がゼロにな
ると乗りかご201は停止する。ここで、パイロット弁10
2の励磁解除(パイロット弁102の開弁)と、パイロット弁
103または104の励磁解除(パイロット弁103または104の
閉弁)が実行される。これによりシリンダポート流路223
の圧力がパイロット室106に導かれて、ポンプポート圧
がシリンダ圧と同じでも、ばね110の押しつけ力によっ
て、主弁101は閉じる。

【００３１】換言すれば、閉弁したパイロット弁102を
開弁し、開弁したパイロット弁103またはパイロット弁1
04を閉弁すると、パイロット室106の圧力が増加して、
主弁101の強制弁制御のうちの強制閉弁制御が行われ
る。その後、モータ２を停止させて、下降運転制御が
終了する。また、走行途中で停電等の非常時では、パイ
ロット弁102,103またはパイロット弁104の励磁が解除さ
れるので、主弁101は自動的に閉弁する。

【００３２】以上の実施例の内容を、発明が解決しよう
とする課題の項で記載した例に適用し、課題を解決する
ことについて説明すると、以下のようになる。５０％積
載時のシリンダ圧力をＰＨＬとするとＰＨＬ＝２(ＷＣ＋０．５ＷＬ)／Ｓそこで、新たな圧力比α’を以下の式で定義する。 α’＝ＰＨＬ／ＰＮＬ＝１＋０．５ＷＬ／ＷＣ前記同様、100％積載時に定格速度の１４０％で速度制
限、すなわち流量制限することとし、そのときの流量
をＱMAX、電磁切換弁の開口面積をＡMAXとし、流路等の
圧力損失を無視すれば、ＱMAX＝Ｋ・ＡMAX・ＰＦＬ^0.5
を満足するようにＡMAXを選定することになる。

【００３３】一方、５０％積載時に定格速度の１４０％
で速度制限、すなわち流量制限することとする。その
ときの流量をＱMAX、シリンダ圧力をＰＨＬ，電磁切換
弁の開口面積をＡMAX’とし、流路等の圧力損失を無視
すれば、ＱMAX＝Ｋ・ＡMAX’・ＰＨＬ^0.5 を満足する
ように、ＡMAX’を選定することになる。

【００３４】このように２段階の弁開度を設け、５０
％以下の積載時にはＡMAX’を最大開口面積とするよう
弁開度を設定することとする。したがって、この場合の
０％積載時の流量Ｑ０は、Ｑ０＝Ｋ・ＡMAX’・ＰＮＬ^0.5＝Ｋ・ＡMAX’・(ＰＨＬ
／α’)^0.5 と表せる。そして、前記のケース２のα＝３の場合、
α’＝２である。上記のようにＡMAX’を選定して０％
積載時の流量Ｑ０を求める。前記同様に定格速度をＱ
Ｒとすれば、Ｑ０＝Ｋ・ＡMAX’・(ＰＨＬ／α’)^0.5 ＝(１／２)^0.5・Ｋ・ＡMAX’・ＰＨＬ^0.5 ＝(１／２)^0.5・ＱMAX≒ＱＲとなる。したがって、シリンダ圧力のすべてを電磁切換弁の損失
として見做すことができれば、定格速度は確保できる。

【００３５】このように主弁101の弁開度Ｘを制御する
ことによって、モータ２の制御に異常をきたしても主
弁101の弁開度Ｘは積載量(負荷)に応じて、制限された
速度以上にはならない。また、主弁101の弁開度Ｘは積
載量に応じて変わるので０％積載時でも定格速度を制御
できないほど絞ることはない。したがって、モータ２の
可変速運転による速度制御を行っても、定格速度の制御
になんら異常をきたすことはない。以上のように、本第
一実施例によって、流体圧ポンプの可変速駆動により乗
かごの速度を制御する方式に、全体をコンパクトにかつ
安価な構成にする流体制御弁を導入した流体圧エレベー
ターが提供される。特に、「100%積載時のシリンダ圧力
／0%積載時のシリンダ圧力」の圧力比が大きくて、下降
運転時のモータの制御に異常を生じたような場合でパイ
ロット弁に動作遅れがあっても、過速の発生を制限し、
乗りかごを安全に停止させることができる。更に、負荷
(積載量)によらず、下降運転時の定格速度を確保でき
る。

【００３６】次に、本発明による第二実施例の流体圧エ
レベーターについて、図２，図４，図５，図７を参照し
説明する。図２は、本発明による第２実施例の電磁切換
弁を示す図である。本発明になる流体圧エレベーターの
流体圧回路に用いられる電磁切換弁100'を示している。
前記図１と同一構成要素は同一符号で示す。図１と異な
る点は、弁変位センサ119を追加していること、図１の
常時閉のパイロット弁103, それに伴う流路108,及びシ
ール部材113が削減されていることである。ところで、
弁開度Ｘとは弁の開き具合であり、弁変位ｘとは弁の移
動量である。弁開度Ｘと弁変位ｘとの間には一定の関係
があり、弁開度Ｘを検出する場合は弁変位ｘを求めて該
関係に基づき換算することが一般的に行われる。従っ
て、主弁の変位を検出する弁変位センサは主弁の開度を
検出する弁開度センサと、また、最大変位は最大開度に
置き換えることも可である。

【００３７】以下、乗りかごの各運転状態における動作
を説明するが、 [停止状態と上昇運転の場合]は、図１
の実施例と同一であるので省略する。 [下降運転の場合]図７は、第二実施例の流体圧エレベー
ターの下降運転時の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと
弁開度Ｘ及び各パイロット弁の励磁状態の関係を示す図
である。即ち、時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開
度Ｘ及びパイロット弁102，104の励磁状態の関係を示し
ている。制御装置５のモータ回転数指令によりモータ２
が上昇方向に回転すると、流体圧ポンプ１によりポンプ
圧が立ち上がり、ポンプポート流路222の圧力が高くな
る。シリンダ圧とポンプ圧がほぼ等しくなったら、パ
イロット弁102，104を励磁する。このとき制御装置５
は、圧力センサ２１の検出する圧力に応じて最大弁開度
ＸＲを算出し、そして、弁変位センサ119で検出する弁
変位ｘから算出した弁開度ＸがＸＲとほぼ等しくなった
と判定したら、パイロット弁104の励磁を解除する。こ
れにより、弁開度ＸはＸＲとほぼ等しく保たれる。図７
ではＸＲ＝ＸＲ１の場合とＸＲ＝ＸＲ２の場合の２段階
設定の場合をそれぞれ示しているが、最大弁開度ＸＲは
任意に多段階に設定できる。

【００３８】その後、速度指令に応じてモータ２の回転
数を変え、流体圧シリンダ200の流体はシリンダポート
流路223から主弁101を介してポンプポート流路222、流
体圧ポンプ１へ供給され、プランジャ204が下降し、結
果的に乗りかご201を下降させる運転が為される。モー
タ２の回転数が停止へ向かうと、流体圧ポンプ１からタ
ンク４への流量が減少し、ポンプ流量がゼロになると乗
りかご201は停止する。ここでパイロット弁102の励磁
を解除する。これにより、シリンダポート流路223の圧
力がパイロット室106に導かれるので、ポンプポート流
路222の圧力がシリンダポート流路223の圧力と同じであ
っても、ばね110の押しつけ力により主弁101は閉じる。
その後モータ２を停止させる。図２の場合のストッパ10
5は、どんな条件でも主弁101がこれ以上開かないという
所定開度に設定するという役割を果たすものである。

【００３９】このように主弁101の弁開度Ｘを制御する
ことによって、モータ２の制御に異常を来しても、主
弁101の弁開度Ｘは積載量(負荷)に応じて、制限された
速度以上にはならない。また、主弁101の弁開度Ｘは積
載量に応じて変えることができるので、０％積載時でも
定格速度を制御できないほど絞ることはない。したがっ
て、モータ２の可変速運転による速度制御を行っても、
定格速度の制御になんら異常を来すことはない。以
上のように、第二実施例の場合は、コンパクトかつ安価
な構成に加えて、最大弁開度ＸＲを無段階(任意)に設定
することができるので、流体圧エレベーターの負荷条件
が限定される第一実施例の場合に比べて汎用性があると
いう効果が得られる。

【００４０】次に、本発明による第三実施例の流体圧エ
レベーターについて、図３，図４，図５，図８を参照し
説明する。図３は、本発明による第３実施例の電磁切換
弁を示す図である。本発明になる流体圧エレベーターの
流体圧回路に用いられる電磁切換弁100"を示している。
前記図２と同一構成要素は同一符号で示す。図２と異な
る点は、常時開形のパイロット弁102、常時閉形のパイ
ロット弁104が、常時開形の比例制御弁としてのパイロ
ット弁102’、常時閉形の比例制御弁としてのパイロッ
ト弁104’に置き換わっていることである。以下、乗り
かごの各運転状態における動作を説明するが、 [停止状
態と上昇運転の場合]は、図１や図２の実施例と同一で
あるので省略する。また、[下降運転の場合]は、図２
の実施例と同一に制御しても良いし、以下の実施例のよ
うにしても良い。

【００４１】[下降運転の場合]図８に時間ｔに対する乗
りかご速度ＶＣと弁開度Ｘ及びパイロット弁102'、パイ
ロット弁104'の励磁状態の関係を示す。制御装置５のモ
ータ回転数指令によりモータ２が上昇方向に回転する
と、流体圧ポンプ１によりポンプ圧が立ち上がりポンプ
ポート流路222の圧力が高くなる。シリンダ圧とポンプ
圧がほぼ等しくなったら、パイロット弁102’，104’を
制御し、主弁101を開き始める。その後、速度指令に応
じてモータ２の回転数を変え、流体圧シリンダ200の流
体はシリンダポート流路223から主弁101を介してポンプ
ポート流路222、流体圧ポンプ１へ供給され、プランジ
ャ204が下降し、結果的に乗りかご201を下降させる。こ
のとき制御装置５は、圧力センサ２１の検出する圧力に
応じて最大弁開度を算出し、更に、速度指令に応じた弁
開度指令ＸＲとを算出し、例えば、図８に示すようにＸ
Ｒ＝ＸＲ１もしくはＸＲ＝ＸＲ２のように、乗りかご速
度ＶＣに応じて弁開度Ｘを変えるように、パイロット弁
102’，104’を制御する。

【００４２】即ち、パイロット弁102’，104’が比例
制御弁であるので、弁変位センサ119の検出する弁開度
ＸがＸＲとほぼ等しくなるように、パイロット弁102’
および104’を木目細かく追従制御することが可能であ
る。これにより、弁開度ＸはＸＲに精度良くほぼ等し
く保たれる。そして、モータ２の回転数が停止へ向かう
と、流体圧ポンプ１からタンク４への流量が減少し、ポ
ンプ流量がゼロになると乗りかごは停止する。このとき
主弁101も閉じる。ここでパイロット弁102’,104’の励
磁を解除する。これによりシリンダポート流路223の圧
力がパイロット室106に導かれるので、ポンプポート流
路223の圧力がシリンダポート流路222の圧力と同じであ
っても、ばね110の押しつけ力により主弁101は閉じ
る。その後モータ２を停止させる。

【００４３】図３の場合のストッパ105も図２同様、ど
んな条件でもこれ以上主弁101が開きようがないという
所定開度に設定するという役割を果たすものである。こ
のように主弁101の弁開度Ｘを制御することによって、
モータ２の制御に異常をきたしても、主弁101の弁開度
Ｘは積載量(負荷)に応じて、制限された速度以上には
ならない。また、主弁101の弁開度Ｘは積載量に応じて
変えるので、０％積載時でも定格速度を制御できないほ
ど絞ることはない。したがって、モータ２の可変速運転
による速度制御を行っても、定格速度の制御になんら異
常をきたすことはない。そして、第三実施例の場合は、
第二実施例の場合より主弁開度の制御精度が高いので、
汎用性がさらに重要視されるときに対応できるという効
果が得られる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、流体圧シリンダに供給
または流体圧シリンダから排出する流体の流量を流体圧
ポンプの可変速駆動により制御し、乗かごの速度を制御
する方式の流体圧エレベーターにおいて、コンパクトか
つ安価な流体制御弁を構成し、特に、「100%積載時のシ
リンダ圧力／0%積載時のシリンダ圧力」の圧力比を大き
くしても、過速を流体制御弁で抑え非常時の安全を確保
するとともに、負荷によらず下降運転時の定格速度を確
保することのできる流体圧エレベーターを実現するとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例の電磁切換弁を示す図
である。

【図２】本発明による第２実施例の電磁切換弁を示す図
である。

【図３】本発明による第３実施例の電磁切換弁を示す図
である。

【図４】本発明による流体圧エレベーターを示す図であ
る。

【図５】本発明による流体圧エレベーターの上昇運転時
の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開度Ｘの関係を
示す図である。

【図６】第一実施例の流体圧エレベーターの下降運転時
の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開度Ｘ及び各パ
イロット弁の励磁状態の関係を示す図である。

【図７】第二実施例の流体圧エレベーターの下降運転時
の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開度Ｘ及び各パ
イロット弁の励磁状態の関係を示す図である。

【図８】第三実施例の流体圧エレベーターの下降運転時
の時間ｔに対する乗りかご速度ＶＣと弁開度Ｘ及び各パ
イロット弁の励磁状態の関係を示す図である。

【図９】従来技術の流体圧エレベーターを説明する図で
ある。

【符号の説明】

１…流体圧ポンプ、２…モータ、３…フィルタ、４…タ
ンク、５…制御装置、６…制御ライン、２０,２１…圧
力センサ、２２…エンコーダ、100,100',100",100ａ…
電磁切換弁、101…主弁、102,102',103,104,104'…パイ
ロット弁、105…ストッパ、106…パイロット室、107…
供給流路、108…第１排出流路、109…第２排出流路、11
0…ばね、111,112,113,114…シール部材、115…弁ボデ
ィ、116…ガイド部材、117,118…シート部、119…弁変
位センサ、200…流体圧シリンダ、201…乗りかご、202,
206…ロープ、203,207…プーリ、204…プランジャ、205
…シリンダ、208…つり合おもり、209…エンコーダ・プ
ーリ用ロープ、210,211…エンコーダ・プーリ、222…ポ
ンプポート流路、223…シリンダポート流路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村一朗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)発明者首藤克治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)発明者佐々木英一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)発明者植野昭男茨城県ひたちなか市堀口832番地の２日立システムプラザ勝田日立水戸エンジニアリング株式会社内 (72)発明者小嶋茂人茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者戸羽貴弥茨城県ひたちなか市堀口832番地の２日立エレベータエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個の主弁と，該主弁の強制弁制御のため
の１個の常時開形切換弁及び２個以上の常時閉形切換弁
と，前記主弁の最大変位を規制し所定最大弁開度にする
ストッパと，を含み構成する流体制御弁と、可変速駆動する流体圧ポンプにより流体圧シリンダに供
給または流体圧シリンダから排出する流体の流量を前記
流体制御弁を介して制御し、前記流体圧シリンダにより
上昇下降運転する乗かごの速度を制御する制御装置と、前記流体圧シリンダ側の流体圧を検出する圧力センサと
を具備し、前記制御装置は、前記下降運転時に前記圧力センサの圧
力信号に基づいて前記強制弁制御を実行し、前記流体制
御弁の弁開度を前記下降運転時の負荷条件に応じて２段
階または２段階以上に制御することを特徴とする流体圧
エレベーター。
【請求項２】１個の主弁と，該主弁の強制弁制御のため
の１個の常時開形切換弁及び１個の常時閉形切換弁と，
前記主弁の変位を検出する弁変位センサと，前記主弁の
最大変位を規制し所定最大弁開度にするストッパと，を
含み構成して当該主弁の開度制御が可能である流体制御
弁と、可変速駆動する流体圧ポンプにより流体圧シリンダに供
給または流体圧シリンダから排出する流体の流量を前記
流体制御弁を介して制御し、前記流体圧シリンダにより
上昇下降運転する乗かごの速度を制御する制御装置と、前記流体圧シリンダ側の流体圧を検出する圧力センサと
を具備し、前記制御装置は、前記下降運転時に前記圧力センサの圧
力信号と前記弁変位センサの検出信号とに基づいて前記
強制弁制御を実行し、前記流体制御弁の弁開度を前記下
降運転時の負荷条件に応じて任意に制御することを特徴
とする流体圧エレベーター。
【請求項３】１個の主弁と，該主弁の強制弁制御のため
の１個の常時開形比例制御弁及び１個の常時閉形比例制
御弁と，前記主弁の変位を検出する弁変位センサと，前
記主弁の最大変位を規制し所定最大弁開度にするストッ
パと，を含み構成する流体制御弁と、可変速駆動する流体圧ポンプによって流体圧シリンダへ
供給または流体圧シリンダから排出する流体の流量を前
記流体制御弁を介して制御し、前記流体圧シリンダによ
り上昇下降運転する乗かごの速度を制御する制御装置
と、前記流体圧シリンダ側の流体圧を検出する圧力セン
サとを具備し、前記制御装置は、前記下降運転時に前記圧力センサの圧
力信号と前記弁変位センサの検出信号とに基づいて前記
強制弁制御を実行し、前記流体制御弁の弁開度を前記下
降運転時の負荷条件に応じて任意に制御することを特徴
とする流体圧エレベーター。