(57)【要約】【課題】スムーズな停止を行うことができ、移動時間を短縮できて乗り心地のよいエレベータを提供する。【解決手段】  巻上機と、ブレーキ部と、ロープパラメータ推定部と、粘性力推定部と、巻上機ブレーキ制御部と、を備える。ロープパラメータ推定部は、巻上機による回転によるロープの位置情報と乗りかごの位置情報とからロープの長さを算出し、ロープにかかる荷重と乗りかごの重量とからロープの重量を算出し、ロープの長さとロープの重量とからロープの弾性係数を算出する。粘性力推定部は、ロープにかかる力と、乗りかごの位置情報、速度、及び加速度とから、乗りかごにかかる粘性力に対応する粘性係数を算出する。巻上機ブレーキ制御部は、巻上機を動作させ、かつ、乗りかごの重量、乗りかごの加速度、及び弾性係数から導いた値と、粘性係数から導いた値であって粘性力が大きいほど大きくなる値とを比較して、ブレーキ部を動作させるかどうかを判定する。【選択図】図１
2014065589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごに接続するロープによって該乗りかごをレールに沿って昇降させる巻上機と、
前記レールに対して前記乗りかごを停止させるブレーキ力を発生するブレーキ部と、
前記巻上機による回転によるロープの位置情報と前記乗りかごの位置情報とから前記ロープの長さを算出し、前記ロープにかかる荷重と乗りかごの重量とから前記ロープの重量を算出し、該ロープの長さと該ロープの重量とからロープの弾性係数を算出するロープパラメータ推定部と、
前記ロープにかかる力と、前記乗りかごの位置情報、速度、及び加速度とから、前記乗りかごにかかる粘性力に対応する粘性係数を算出する粘性力推定部と、
前記巻上機を動作させ、かつ、前記乗りかごの重量、前記乗りかごの加速度、及び前記弾性係数から導いた第１値と、前記粘性係数から導いた値であって粘性力が大きいほど大きくなる第２値とを比較して、前記ブレーキ部を動作させるかどうかを判定する巻上機ブレーキ制御部と、を具備するエレベータ。
【請求項２】
前記巻上機ブレーキ制御部は、
所望の速度パターンで前記乗りかごが動作するために前記第１値及び第２値に基づいて前記ブレーキ部を動作させる必要があるかどうかを判定するブレーキ駆動判断部と、
前記速度パターンを実現させるように前記巻上機への第１指令を生成する第１生成部と、
前記第１指令に応じて前記巻上機を制御する第１制御部と、
前記ブレーキ部を動作させる必要があると判定された場合に、前記速度パターンを実現させるように前記ブレーキ部への第２指令を生成する第２生成部と、
前記第２指令に応じて前記ブレーキ部を制御する第２制御部と、を具備する請求項１のエレベータ。
【請求項３】
前記乗りかごに搭載される該乗りかごの加速度を検知する加速度検知部と、
前記乗りかごに搭載され、前記レールに押し当てたローラの回転を検知するローラ回転検知部と、
各フロアに設置される対象物を検知して乗りかごのフロア位置を検知するフロア位置検知部と、
前記乗りかごと前記ロープの端との間に設置され、乗りかごの重量を計測する荷重検知部と、
前記加速度、前記回転、前記フロア位置、及び前記重量によって、前記加速度検知部のドリフトを検知するドリフト検知部と、
前記ローラの滑りを検知するローラ滑り検知部と、
前記乗りかごの速度を検知する速度検知部と、
前記乗りかごの位置を検知する位置検知部と、をさらに具備する請求項１または請求項２に記載のエレベータ。
【請求項４】
前記荷重検知部は、弾性体を含み、該弾性体の変位を変位センサにより測定することによって前記荷重を算出する請求項３に記載のエレベータ。
【請求項５】
前記巻上機の回転位置を検知する回転位置検知部と、
前記巻上機で発生する力を検知する力検知部と、をさらに具備する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエレベータ。
【請求項６】
前記力検知部は、弾性体を含み、該弾性体の変位を変位センサにより測定することによって前記力を算出する請求項５に記載のエレベータ。
【請求項７】
巻上機ブレーキ制御部は、前記ブレーキ部を作動させると判定した場合には、前記ロープがゆるんだり、張り過ぎたりしないように前記巻上機を制御する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエレベータ。
【請求項８】
前記ブレーキ部は、
前記レールに垂直な方向に前記レールを挟み込むように動く第１ブレーキシューと、
前記レールに沿って、前記乗りかごに対して相対的に上下動する楔形状である第２ブレーキシューと、
水平方向への力を発生するアクチュエータと、を具備し、
前記アクチュエータが前記第１ブレーキシューをレールに押し付ける第１向きへ動作し、該第１向きと逆方向の第２向きへの力を発生させ前記第２ブレーキシューが前記乗りかごに固定された楔形状のガイドによって前記レールに接する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、昇降する際に加速または減速するための速度制御を行うエレベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
高層建築におけるエレベータにおいて、特に下層に乗りかごが位置する場合、巻上機の制御のみでは、乗りかごと巻上機との間に長いメインロープがあるのでこのメインロープの弾性の影響により、乗りかごを機敏に制御することができなくなる場合がある。例えば、乗りかごが停止する際に減速を必要以上にゆるやかに設定しなければならなかったり、乗りかごの位置合わせに時間がかかってしまったりする。また、乗りかごが停止している状態での乗客の乗降時に、乗りかごが振動するという問題がある。
【０００３】
そこで、エレベータの乗りかごにセンサを搭載し、このセンサによる情報を元に巻上機を制御することによって、スムーズな加減速及び位置合わせを行う方法が提案されている。また、乗客の昇降時の振動に対して、ドアの開閉機構と連動して乗りかごのブレーキ機構を動作させることによって、振動を抑制する機構が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５１６５６号公報
【特許文献２】特開２００９−２０８９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の手法では、あくまで巻上機、及び巻上機に接続されたブレーキの制御であるため、巻上機と乗りかごとの間に長いロープがある場合、ロープの弾性などの影響が大きくなり、乗りかごのスムーズな制御が困難になる。さらに乗りかごの加減速時には、振動やオーバーシュートをしないようなゆっくりとした加減速を行わなければならないという問題がある。
【０００６】
また、乗りかごが停止したときに乗りかごに搭載したブレーキ機構をＯＮまたはＯＦＦすることによって、乗客の乗降時の振動は抑えることができても、エレベータの加減速時の振動はおさえることができないという問題がある。
【０００７】
そこで、発明が解決しようとする課題は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スムーズな停止を行うことができ、移動時間を短縮できて乗り心地のよいエレベータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、エレベータは、巻上機と、ブレーキ部と、ロープパラメータ推定部と、粘性力推定部と、巻上機ブレーキ制御部と、を備えている。巻上機は、乗りかごに接続するロープによって該乗りかごをレールに沿って昇降させる。ブレーキ部は、前記レールに対して前記乗りかごを停止させるブレーキ力を発生する。ロープパラメータ推定部は、前記巻上機による回転によるロープの位置情報と前記乗りかごの位置情報とから前記ロープの長さを算出し、前記ロープにかかる荷重と乗りかごの重量とから前記ロープの重量を算出し、該ロープの長さと該ロープの重量とからロープの弾性係数を算出する。粘性力推定部は、前記ロープにかかる力と、前記乗りかごの位置情報、速度、及び加速度とから、前記乗りかごにかかる粘性力に対応する粘性係数を算出する。巻上機ブレーキ制御部は、前記巻上機を動作させ、かつ、前記乗りかごの重量、前記乗りかごの加速度、及び前記弾性係数から導いた第１値と、前記粘性係数から導いた値であって粘性力が大きいほど大きくなる第２値とを比較して、前記ブレーキ部を動作させるかどうかを判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態のエレベータの全体の概略図。
【図２】図１の全体制御装置とその装置周辺のブロック図。
【図３】図２の乗りかご速度指令部が算出する速度パターンの一例を示す図。
【図４】図２の巻上機ブレーキ制御部の詳細を示すブロック図。
【図５】図４のブレーキ駆動判断部の動作の一例を示すフローチャート。
【図６】図１の乗りかごに設置される検知部と、そこでの測定値を補正するための装置部分を示すブロック図。
【図７】図２のロープパラメータ推定部の詳細と、ブレーキ力推定部とについて説明するための図。
【図８Ａ】図１の巻上機のみで乗りかごを制御する場合の動作を示す図。
【図８Ｂ】図１の巻上機とブレーキ機構との両方によって乗りかごを制御する場合の動作を示す図。
【図９】図１のブレーキ機構１１５の詳細の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら実施形態に係るエレベータについて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。また、同一図面内で同じ模様の部分はそれらが一体に形成されていることを示している。  
本実施の形態のエレベータについて図１を参照して説明する。図１は実施の形態のエレベータのブロック図である。  
本実施の形態のエレベータ１００は、乗りかご１０１、メインロープ１０２、プーリ１０３、巻上機１０４、カウンタウエイト１０５、レール１０６、全体制御装置１０７、フロア位置検知部１０８、測定対象１０９、扉１１０、ロープ荷重センサ１１１、乗りかご荷重検知部１１２、加速度検知部１１３、ローラ１１４、ブレーキ機構（ブレーキ部とも呼ぶ）１１５、巻上機センサ部１１６、ローラ回転検知部１１７を備えている。乗りかご１０１には、フロア位置検知部１０８、乗りかご荷重検知部１１２、加速度検知部１１３、ローラ１１４、ローラ回転検知部１１７、ブレーキ機構１１５が搭載されている。
【００１１】
エレベータの乗りかご１０１は、メインロープ１０２に接続され、巻上機１０４によって、昇降駆動される。メインロープ１０２の、乗りかご１０１が接続する端とは逆の端には、重りとなるカウンタウエイト１０５が接続されている。また、乗りかご１０１は、レール１０６をガイドとして接触しながらレール１０６に沿って昇降する。
【００１２】
ブレーキ機構１１５は、レール１０６に対してブレーキシュー（９０５として後述する）を押し付けて摩擦力を発生し、ブレーキ力を発生することができる。このブレーキ機構１１５は、レール１０６に押し付ける力を調整することによって、ブレーキ力を能動的に制御することができる。
【００１３】
フロア位置検知部１０８は、各階に設置される測定対象１０９を検知することで、各階のうちどの階の位置と乗りかご１０１の位置とが合っているかどうかを検知できる。すなわち、フロア位置検知部１０８は乗りかごが存在するフロア（フロア位置とも称す）を検知することができる。各階には扉１１０があり扉１１０が開閉することによって人等が乗りかご１０１に乗ったり、乗りかご１０１から降りることができる。
【００１４】
メインロープ１０２は、プーリ１０３を介して吊り下げられた状態である。このプーリ１０３とエレベータ１００の建物上面（天井）との間には、ロープ荷重センサ１１１が配置されている。ロープ荷重センサ１１１は、メインロープ１０２の上端にかかる、乗りかご１０１の重量、メインロープ１０２の重量などの力の合計を測定することができる。
【００１５】
メインロープ１０２の下端と、乗りかご１０１との接続部分には、乗りかご荷重検知部１１２が設置されている。乗りかご荷重検知部１１２は、乗りかご１０１の中身も含んだ重量など、ロープ１０２の下端にかかる力（荷重）を測定することができる。かご荷重センサ１１２は例えば、弾性体を含み、この弾性体の変位を変位センサにより測定することによって荷重を算出する。
【００１６】
加速度検知部１１３は、乗りかご１０１の振動や速度変化などの加速度を測定することができる。
【００１７】
ローラ１１４は、レール１０６に押し付けられ、レール１０６に接触しながら回転して、乗りかご１０１をレール１０６に沿って導く。ローラ回転検知部１１７は、このローラ１１４の回転位置、速度を検知することで、乗りかご１０１の位置や速度を測定することができる。
【００１８】
巻上機センサ部１１６は、巻上機１０４からロープ１０２に伝わる回転の位置変化、力を検知する。巻上機センサ部１１６とロープ荷重センサ１１１を用いれば、巻上機自体の摩擦の影響などを除外した、ロープ１０２にかかる力を測定することができる。巻上機センサ部１１６は例えば、弾性体を含み、該弾性体の変位を変位センサにより測定することによって力を算出する。
【００１９】
全体制御装置１０７は、フロア位置検知部１０８、ロープ荷重センサ１１１、乗りかご荷重検知部１１２、加速度検知部１１３、巻上機センサ部１１６、ローラ回転検知部１１７からセンサ情報を取得し、巻上機１０４及びブレーキ機構１１５を同時に制御する。
【００２０】
次に、図１の全体制御装置１０７について図２を参照して説明する。図２は図１で示した全体制御装置１０７とその周辺のブロック図である。  
全体制御装置１０７は、乗りかご運行管理部２０１、粘性力推定部２０２、乗りかご位置指令部２０３、乗りかご速度指令部２０４、ロープパラメータ推定部２０５、ブレーキ力推定部２０６、異常振動検知部２０７、異常速度検知部２０８、巻上機ブレーキ制御部２０９を備えている。
【００２１】
粘性力推定部２０２は、巻上機センサ部１１６と乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７からの情報をもとに、乗りかご１０１にかかる粘性力またはこの粘性力に対応する粘性係数を推定する。粘性力は、乗りかご１０１の移動の際の空気抵抗による力と、レールと乗りかご１０１との接触部分であるガイドでの摩擦力とがある。粘性力推定部２０２は、巻上機センサ部１１６からはロープ１０２にかかる力を得て、乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７からは乗りかご１０１の位置、速度、加速度、各階との相対距離を得る。  
これらのセンサ情報をもとに、全体制御装置１０７は、巻上機１０４とブレーキ機構１１５の駆動制御を行っていく。  
乗りかご運行管理部２０１は、エレベータに乗っているユーザ及び、各階にいるユーザのボタン入力による行き先階を受付、乗りかご１０１の次の停止階を決定する。
【００２２】
乗りかご位置指令部２０３は、乗りかご運行管理部２０１により決められた停止階情報をもとに、加減速を考慮した乗りかご１０１の停止位置を位置指令値として算出する。
【００２３】
乗りかご速度指令部２０４は、乗りかご位置指令部２０３により算出された位置指令値から、最高速度、加減速、乗り心地を考慮した乗りかご１０１の速度指令値を算出する。
【００２４】
ロープパラメータ推定部２０５は、巻上機センサ部１１６の位置情報と、乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７による位置情報のとの差分情報から、ロープ１０２ののびを含んだ現在の長さを算出する。またロープパラメータ推定部２０５は、ロープ荷重センサ１１１の重量情報と、乗りかご荷重検知部１１２の重量情報との差分情報により、ロープ１０２の現在の自重を算出することができる。さらにロープパラメータ推定部２０５は、先に算出したロープ１０２の長さ、重量から、ロープ１０２の現在の弾性係数を算出することができる。これらのロープ１０２のパラメータをリアルタイムで算出して制御に用いることによって、どのようなロープ１０２の長さであってもスムーズな乗りかご１０１及びロープ１０２の駆動制御を行うことができる。
【００２５】
ブレーキ力推定部２０６は、ブレーキ機構１１５で実際に生じているブレーキ力を算出し、ブレーキ制御にフィードバックすることによって、より正確な制御を行うためのものである。ブレーキ力は、乗りかご荷重検知部１１２と、乗りかご１０１の加速度情報を元に算出する。
【００２６】
巻上機ブレーキ制御部２０９は、乗りかご位置指令部２０３による位置指令値、乗りかご速度指令部２０４による速度指令値、ロープパラメータ推定部２０５によるロープパラメータ、ブレーキ力推定部２０６によるブレーキ力の情報をもとに、巻上機１０４とブレーキ機構１１５を制御して乗りかご１０１とロープ１０２をスムーズに同時に駆動制御する。
【００２７】
異常振動検知部２０７は、地震や乗客の運動などで、エレベータが運行中に乗りかご１０１に異常な振動が生じた場合、これを検知して、状態を巻上機ブレーキ制御部２０９に知らせる。巻上機ブレーキ制御部２０９は、これらの振動を打ち消す制御を行う、もしくは、速度を緩めたり、停止を行う判断を行う。
【００２８】
異常速度検知部２０８は、乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７によって異常速度が検知された場合、直接、ブレーキ機構１１５を制御することで、緊急停止を行うことができる。
【００２９】
次に、図２の乗りかご速度指令部２０４が算出した速度指令値の時間変化を示す速度パターンの一例について図３を参照して説明する。  
図３は、横軸に時間、縦軸に速度をとってあり、乗りかご１０１の停止時を想定している。従来の減速パターンでは、巻上機１０４のみでロープ１０２とロープに接続された乗りかご１０１を制御するため、ロープ１０２が長くなると、ロープ１０２の重量や弾性の影響で機敏な減速ができずに、ゆっくりとした減速となっていた。本発明では、巻上機１０４と乗りかご１０１に搭載したブレーキ機構１１５を同時に制御することにより、ロープ１０２の影響なしに、乗りかご１０１を機敏に停止させることができる。
【００３０】
次に、図２の巻上機ブレーキ制御部２０９について図４を参照して詳細に説明する。図４は図２の巻上機ブレーキ制御部２０９の内容を示したブロック図である。  
巻上機ブレーキ制御部２０９は、ブレーキ駆動判断部４０１、巻上機指令値生成部４０２、巻上機駆動制御部４０３、ブレーキ指令値生成部４０４、ブレーキ駆動制御部４０５を備えている。
【００３１】
ブレーキ駆動判断部４０１は、上述した位置指令値、速度指令値、ロープパラメータ、ブレーキ力の情報をもとに、ロープ１０２と乗りかご１０１の運動を推定する。ブレーキ駆動判断部４０１は、もしブレーキ機構１１５を動作させなくても、巻上機１０４のみで所望の速度パターンを生成できると判断した場合には、乗りかご１０１が所望の速度パターンとなるように巻上機１０４のみを制御し、ブレーキ機構１１５は作動させない。ブレーキ駆動判断部４０１は、巻上機１０４のみでは所望の速度パターンを生成できないと判断した場合には、乗りかご１０１が所望の速度パターンとなるように、巻上機１０４とブレーキ機構１１５とを作動させる。
【００３２】
巻上機指令値生成部４０２は、乗りかごの所望の速度パターンを実現するために巻上機１０４を駆動する指令値を生成する。巻上機駆動制御部４０３はこの指令値に基づいて、フィードバック制御により、巻上機１０４を制御する。巻上機指令値生成部４０２は、ブレーキ機構１１５を作動させると判定した場合には、ロープがゆるんだり、張り過ぎたりしないように巻上機１０４を駆動する指令値を生成し、巻上機駆動制御部４０３はこの指令値にしたがって巻上機１０４を制御する。
【００３３】
ブレーキ指令値生成部４０４は、ブレーキ機構１１５を動作させると判定された場合に、乗りかごの所望の速度パターンを実現するためにブレーキの指令値を生成する。ブレーキ駆動制御部４０５はこの指令値に基づいて、フィードバック制御により、ブレーキを制御する。
【００３４】
次に、ブレーキ駆動判断部４０１の動作の一例について図５を参照して説明する。  
乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７から、かごの質量Ｍを受け取る（ステップＳ５０１）。例えば乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７がかごの重量から質量を導く。
【００３５】
ロープパラメータ推定部２０５から、ロープ弾性係数ｋを受け取る（ステップＳ５０２）。
【００３６】
乗りかご速度指令部２０４から、かごの加減速度ａを受け取る（ステップＳ５０３）。
【００３７】
粘性力推定部２０２から、かごにかかる粘性力に対応する粘性係数ｃを受け取る（ステップＳ５０４）。
【００３８】
粘性係数ｃから、ブレーキ判断係数Ｐを算出する（ステップＳ５０５）。ブレーキ判断係数Ｐは、粘性力の関数になり、粘性力が大きいほどその値が大きくなる関係にある。
【００３９】
このブレーキ判断係数Ｐが、Ｍ×ａ／ｋよりも小さいかどうか判定し、小さい場合にはステップＳ５０７に進み、小さくない場合にはステップＳ５０８に進む（ステップＳ５０６）。
【００４０】
ブレーキ判断係数ＰがＭ×ａ／ｋよりも小さいと判定された場合には、ブレーキを駆動すると判定する（ステップＳ５０７）。
【００４１】
ブレーキ判断係数ＰがＭ×ａ／ｋよりも小さくないと判定された場合には、ブレーキは駆動しないと判定する（ステップＳ５０８）。
【００４２】
次に、乗りかごセンサ部１０８，１１２，１１３，１１７で検知された情報に含まれる誤差を補正することについて図６を参照して説明する。
【００４３】
誤差補正部６５０は、乗りかごセンサ部６００（１０８，１１２，１１３，１１７）の出力に含まれる誤差を小さくする。加速度検知部１１３、ローラ回転検知部１１７、フロア位置検知部１０８、乗りかご荷重検知部１１２によって検知される情報には誤差が含まれている。特に、加速度検知部１１３にはドリフト誤差があり、ローラ回転検知部１１７にはローラ１１４とレール１０６とのすべりによる誤差が大きい。そこで誤差補正部６５０が、それぞれの検知部（センサ）の情報を組み合わせることによって、誤差を小さくする。
【００４４】
誤差補正部６５０は、センサドリフト検知部６５１、ローラ滑り検知部６５２、速度検知部６５３、位置検知部６５４を備えている。
【００４５】
誤差補正部６５０では、具体的には、カルマンフィルタを用いて、検出加速度、検出速度、検出位置を比較し、直前までの情報と、たった今取得したデータをもとに、最も適切なシステムの状態を推定する。これは、時間ステップをひとつ進めるたびに予測と更新の二つの手続きを行う。予測では、前の時刻の推定状態から、今の時刻の推定状態を計算する。更新では、今の時刻の観測を用いて、推定値を補正してより正確な状態を推定する。この繰り返しによって，より確からしい予測ができる。
【００４６】
このようにして、センサドリフト検知部６５１、及びローラ滑り検知部６５２は、センサの誤差を推定することができる。速度検知部６５３、及び位置検知部６５４が、これらの誤差の影響を除いた、速度、位置を算出する。また、フロア位置記憶部６０１は各フロア間の距離を記憶しており、フロア位置検知部１０８の検知タイミングによって、乗りかご１０１と各フロアとの距離を確認する。また、この各フロア間の距離は、設計図面などを用いて入力することもできるが、入力の手間があるので、自動でデータを生成する機能を持っていてもよい。初期の学習段階では、加速度、ローラ速度、ローラ回転位置情報をもとに、隣り合う階のフロア検知対象物が検知されるタイミングをもとに、カルマンフィルタでできるだけ誤差を覗いたフロア間距離が算出される。これをフロア位置記憶部６０１に記録しておく。なお、学習は何回か行うことによって、より正確なフロア間の距離が算出できる。
【００４７】
次に、図２のロープパラメータ推定部２０５の詳細とブレーキ力推定部２０６とについて図７を参照して説明する。  
ロープパラメータ推定部２０５は、ロープ長さ推定部７０１、ロープ重量推定部７０２、ロープ弾性推定部７０３を備えている。
【００４８】
ロープパラメータ推定部２０５は、巻上機回転位置情報７５１、ロープ荷重情報７５２、乗りかご位置情報７５３、乗りかご荷重情報７５４を受け取り、ブレーキ力推定部２０６は、乗りかご荷重情報７５４と乗りかご加速度情報７５５とを受け取る。
【００４９】
巻上機回転位置情報７５１は巻上機センサ部１１６で検出され、巻上機１０４がどの程度回転したかを示す情報であり、ロープ１０２がどれだけの長さだけ送り出されたか、または引きこまれたかを示す情報である。ロープ荷重情報７５２はロープ荷重センサ１１１で検出され、ロープ１０２にかかる荷重であり、乗りかご１０１の重量、メインロープ１０２の重量などの合計を示す。乗りかご位置情報７５３は、ローラ回転検知部１１７で検知され位置検知部６５４で補正された、乗りかご１０１の位置情報を示す。乗りかご荷重情報７５４は、乗りかご荷重検知部１１２により検知された荷重情報である。乗りかご加速度情報７５５はセンサドリフト検知部６５１が検知したドリフト誤差により、センサドリフトを除去した、加速度検知部１１３の加速度のデータである。
【００５０】
ロープ長さ推定部７０１は、巻上機回転位置情報７５１と乗りかご位置情報７５３とを受け取り、これらの位置情報の差分情報によって、実際に垂れ下がっているロープ１０２の長さを推定する。
【００５１】
ロープ重量推定部７０２は、ロープ荷重情報７５２と乗りかご荷重情報７５４とを受け取り、これらの荷重情報の差分情報によって、実際に垂れ下がっているロープ１０２の重量を推定する。
【００５２】
ロープ弾性推定部７０３は、ロープ長さ推定部７０１が推定した長さと、ロープ重量推定部７０２が推定した重量とによって、実際に垂れ下がっているロープ１０２の弾性を推定する。
【００５３】
ブレーキ力推定部２０６は、乗りかご荷重情報７５４と乗りかご加速度情報７５５とを受け取り、これらに基づいてブレーキ力を推定する。
【００５４】
巻上機ブレーキ制御部２０９は、これらのパラメータをリアルタイムで算出しながら制御に反映させていく。
【００５５】
次に、巻上機１０４のみで乗りかご１０１を制御する場合について図８Ａを参照して説明し、巻上機１０４とブレーキ機構１１５とを使用して乗りかご１０１を制御する場合について図８Ｂを参照して説明する。  
まず巻上機１０４のみで制御する場合について図８Ａを参照して説明する。  
乗りかご速度指令部２０４が、乗りかご位置指令部２０３による位置指令を入力して、最高速度、加減速制限を考慮した速度指令を生成する。そしてブレーキ駆動判断部４０１がこの速度指令と、ロープパラメータ推定部２０５で推定されたロープパラメータとに基づいて、ブレーキが必要かどうかを判断する。ブレーキ駆動判断部４０１がブレーキは必要ないと判断した場合は、巻上機１０４のみに指令値が出力され、巻上機１０４がメインロープ１０２を駆動する。そして、ロープ１０２は乗りかご１０１を駆動する。ロープ１０２の荷重情報、及び位置情報はロープパラメータ推定部２０５にフィードバックされる。また、乗りかご１０１の荷重情報、及び位置情報もロープパラメータ推定部２０５にフィードバックされる。乗りかご１０１の速度情報は、乗りかご速度指令部２０４にフィードバックされ、乗りかご１０１の位置情報は、乗りかご位置指令部２０３にフィードバックされる。
【００５６】
これに対して、巻上機１０４とブレーキ機構１１５とによって制御する場合について図８Ｂを参照して説明する。  
ブレーキ駆動判断部４０１が図８Ａの場合と同じ手法によってブレーキが必要かどうかを判断し、ブレーキが必要であると判断されると、ブレーキ機構１１５を制御する。ブレーキ機構１１５によるブレーキ力は乗りかご１０１に作用して、乗りかご１０１の位置、速度、荷重情報は、それぞれ、乗りかご位置指令部２０３、乗りかご速度指令部２０４、ロープパラメータ推定部２０５にフィードバックされる。次に、乗りかご１０１の加減速がロープ１０２に作用することによって、ロープ１０２がゆるんだり、強く張り過ぎたりしないように、巻上機１０４はロープ１０２の位置情報及び荷重情報をもとに、ロープ１０２の張力を制御する。
【００５７】
このように、ブレーキが必要かどうかに応じて、制御を切り替えることによって、ロープ１０２がゆるんで、建物に引っかかるといったトラブルや、ロープ１０２が張り過ぎて、切れるといったトラブルを回避して、スムーズな乗りかご１０１の制御及びロープ１０２の制御が可能となる。
【００５８】
次に、ブレーキ機構１１５の一例について図９を参照して説明する。  
ブレーキ機構１１５は、楔ガイド９０１、楔状部材９０２、アクチュエータガイド９０３、アクチュエータ９０４、ブレーキシュー９０５を備えている。楔ガイド９０１、アクチュエータ９０４は乗りかご１０１に固定されている。アクチュエータ９０４がブレーキシュー９０５をレール１０６から離す方向に動かすと、ブレーキシュー９０５がアクチュエータガイド９０３に当たり、楔状部材９０２が上方に動ように、設定されている。楔状部材９０２が楔ガイド９０１に当たると、楔ガイド９０１の誘導によって楔状部材９０２がレール１０６に押し当てられるように設定されている。すなわち、楔状部材９０２はブレーキシューの役割を果たす。
【００５９】
乗りかご１０１は、レール１０６に沿って昇降する。アクチュエータ９０４は先端にブレーキシュー９０５を備え、アクチュエータ９０４によりブレーキシュー９０５をレール１０６に押し付けることによって、ブレーキシュー９０５とレール１０６との間に摩擦力が発生し、ブレーキ力となる。このアクチュエータ９０４の発生力を制御することによって、ブレーキ力を制御できる。
【００６０】
また、ブレーキ力を最大に発生させても、ブレーキ力が足りずに、乗りかご１０１の所望の減速性能が得られない可能性がある。そこで、アクチュエータ９０４を逆方向に駆動することによって、乗りかご１０１に固定された斜め形状のアクチュエータガイド９０３により、楔状部材９０２を持ち上げる。楔状部材９０２は、斜め形状の楔ガイド９０１に沿って、持ち上がりながらレール１０６に接触する。いったん接触して摩擦力が発生すれば、くさび効果により楔状部材９０２はレール１０６と楔ガイド９０１の間に挟まっていき、確実に乗りかご１０１を止めることができる。本ブレーキ機構１１５は、非常停止ブレーキも兼ねることができ、異常速度検知部２０８によって異常速度が検出された場合、本機構を用いることによって、確実にブレーキをかけることができる。
【００６１】
以上の実施形態のエレベータによれば、メインロープの弾性及び乗りかごにかかる粘性力の影響を考慮することによって、ブレーキ機構を使用するかどうかを判定し、乗りかごの動作をブレーキ機構と巻上機とを制御する。この結果、乗りかごの動作を所望の速度パターンを実現することができ、スムーズな停止を行うことができ、移動時間を短縮できて乗り心地のよいエレベータを提供できる。実施形態のエレベータは、特に高層建築において、その効果が顕著に現れると想定される。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０１・・・乗りかご、１０２・・・メインロープ、１０３・・・プーリ、１０４・・・巻上機、１０５・・・カウンタウエイト、１０６・・・レール、１０７・・・全体制御装置、１０８・・・フロアセンサ、１０９・・・測定対象、１１０・・・扉、１１１・・・ロープ荷重センサ、１１２・・・乗りかご荷重検知部、１１３・・・加速度検知部、１１４・・・ローラ、１１５・・・ブレーキ機構、１１６・・・巻上機センサ部、１１７・・・ローラ回転検知部、２０１・・・乗りかご運行管理部、２０２・・・粘性力推定部、２０３・・・乗りかご位置指令部、２０４・・・乗りかご速度指令部、２０５・・・ロープパラメータ推定部、２０６・・・ブレーキ力推定部、２０７・・・異常振動検知部、２０８・・・異常速度検知部、２０９・・・巻上機ブレーキ制御部、４０１・・・ブレーキ駆動判断部、４０２・・・巻上機指令値生成部、４０３・・・巻上機駆動制御部、４０４・・・ブレーキ指令値生成部、４０５・・・ブレーキ駆動制御部、６０１・・・フロア位置記憶部、６５１・・・センサドリフト検知部、６５２・・・ローラ滑り検知部、６５３・・・速度検知部、６５４・・・位置検知部、７０１・・・ロープ長さ推定部、７０２・・・ロープ重量推定部、７０３・・・ロープ弾性推定部、９０１・・・楔ガイド、９０２・・・楔状部材、９０３・・・アクチュエータガイド、９０４・・・アクチュエータ、９０５・・・ブレーキシュー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月6日(2014.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごに接続するロープによって該乗りかごをレールに沿って昇降させる巻上機と、
前記レールに対して前記乗りかごを停止させるブレーキ力を発生するブレーキ部と、
前記巻上機による回転によるロープの位置情報と前記乗りかごの位置情報とから前記ロープの長さを算出し、前記ロープの上端部にかかる荷重と乗りかごの重量とから前記ロープの重量を算出し、該ロープの長さと該ロープの重量とからロープの弾性係数を算出するロープパラメータ推定部と、
前記ロープの下端部にかかる荷重と、前記乗りかごの位置情報、速度、及び加速度とから、前記乗りかごにかかる粘性力に対応する粘性係数を算出する粘性力推定部と、
前記巻上機を動作させ、かつ、前記乗りかごの重量、前記乗りかごの加速度、及び前記弾性係数から導いた第１値と、前記粘性係数から導いた値であって粘性力が大きいほど大きくなる第２値とを比較して、前記ブレーキ部を動作させるかどうかを判定する巻上機ブレーキ制御部と、を具備するエレベータ。
【請求項２】
前記巻上機ブレーキ制御部は、
所望の速度パターンで前記乗りかごが動作するために前記第１値及び第２値に基づいて前記ブレーキ部を動作させる必要があるかどうかを判定するブレーキ駆動判断部と、
前記速度パターンを実現させるように前記巻上機への第１指令を生成する第１生成部と、
前記第１指令に応じて前記巻上機を制御する第１制御部と、
前記ブレーキ部を動作させる必要があると判定された場合に、前記速度パターンを実現させるように前記ブレーキ部への第２指令を生成する第２生成部と、
前記第２指令に応じて前記ブレーキ部を制御する第２制御部と、を具備する請求項１のエレベータ。
【請求項３】
前記乗りかごに搭載される該乗りかごの加速度を検知する加速度検知部と、
前記乗りかごに搭載され、前記レールに押し当てたローラの回転を検知するローラ回転検知部と、
各フロアに設置される対象物を検知して乗りかごのフロア位置を検知するフロア位置検知部と、
前記乗りかごと前記ロープの端との間に設置され、乗りかごの重量を計測する荷重検知部と、
前記加速度、前記回転、前記フロア位置、及び前記重量によって、前記加速度検知部のドリフトを検知するドリフト検知部と、
前記ローラの滑りを検知するローラ滑り検知部と、
前記乗りかごの速度を検知する速度検知部と、
前記乗りかごの位置を検知する位置検知部と、をさらに具備する請求項１または請求項２に記載のエレベータ。
【請求項４】
前記荷重検知部は、弾性体を含み、該弾性体の変位を変位センサにより測定することによって前記荷重を算出する請求項３に記載のエレベータ。
【請求項５】
前記巻上機の回転位置を検知する回転位置検知部と、
前記巻上機で発生する力を検知する力検知部と、をさらに具備する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエレベータ。
【請求項６】
前記力検知部は、弾性体を含み、該弾性体の変位を変位センサにより測定することによって前記力を算出する請求項５に記載のエレベータ。
【請求項７】
巻上機ブレーキ制御部は、前記ブレーキ部を作動させると判定した場合には、前記ロープがゆるんだり、張り過ぎたりしないように前記巻上機を制御する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエレベータ。
【請求項８】
前記ブレーキ部は、
前記レールに垂直な方向に前記レールを挟み込むように動く第１ブレーキシューと、
前記レールに沿って、前記乗りかごに対して相対的に上下動する楔形状である第２ブレーキシューと、
水平方向への力を発生するアクチュエータと、を具備し、
前記アクチュエータが前記第１ブレーキシューをレールに押し付ける第１向きへ動作し、該第１向きと逆方向の第２向きへの力を発生させ前記第２ブレーキシューが前記乗りかごに固定された楔形状のガイドによって前記レールに接する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエレベータ。