(57)【要約】【課題】  ２台の巻上機でかごを駆動するシステムの安全を確保するとともに、２台の巻上機の駆動距離をバランスさせるエレベータの駆動システムを得る。【解決手段】  複数台の巻上機７０でかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、複数台の駆動トルクの差、または回転速度の差、または、回転距離の差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段２００を備え、異常を検出した場合に、１台の巻上機もしくは、２台の巻上機の昇降駆動を停止する。【選択図】    図１
2005145637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の巻上機でかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
複数台の駆動トルクの差、または回転速度の差、または、回転距離の差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、
異常を検出した場合に、１台の巻上機もしくは、２台の巻上機の昇降駆動を停止することを特徴とするエレベータの駆動システム。
【請求項２】
２台の巻上機と２つの釣合い錘を配置し、吊りロープと補償ロープを一つのループをなすように釣合い錘を介して互いに接続し、２台の巻上機及びかご上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げるように構成し、または、２台の巻上機を高さの異なる位置に別々に設置し、吊りロープがそれ自身でループをなすようにその両端を接続し、２台の巻上機並びにかご上部及び釣合い錘上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げる様に構成し、２台の巻上機によりかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
２台の駆動トルクの差、または回転速度の差、または、回転距離の差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、
異常を検出した場合に、１台の巻上機もしくは、２台の巻上機の昇降駆動を停止することを特徴とするエレベータの駆動システム。
【請求項３】
２台の巻上機と２つの釣合い錘を配置し、吊りロープと補償ロープを一つのループをなすように釣合い錘を介して互いに接続し、２台の巻上機及びかご上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げるように構成し、または、２台の巻上機を高さの異なる位置に別々に設置し、吊りロープがそれ自身でループをなすようにその両端を接続し、２台の巻上機並びにかご上部及び釣合い錘上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げる様に構成し、２台の巻上機によりかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
２台の駆動トルクの差、または回転速度の差、または、回転距離の差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、
異常を検出した場合に、２台の巻上機の昇降駆動を停止するとともに、２台の巻上機それぞれのブレーキを動作させて、停止することを特徴とするエレベータの駆動システム。
【請求項４】
２台の巻上機と２つの釣合い錘を配置し、吊りロープと補償ロープを一つのループをなすように釣合い錘を介して互いに接続し、２台の巻上機及びかご上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げるように構成し、または、２台の巻上機を高さの異なる位置に別々に設置し、吊りロープがそれ自身でループをなすようにその両端を接続し、２台の巻上機並びにかご上部及び釣合い錘上部に設けた動滑車を介してかご及び釣合い錘を吊り下げる様に構成し、２台の巻上機によりかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
各階における釣合い錘の位置は所定位置が設定されており、釣合い錘の位置が前記設定値よりずれたことを検出して、２台の巻上機の回転距離の差を修正する修正制御手段を備えたことを特徴とするエレベータの駆動システム。
【請求項５】
２台の巻上機の回転距離の差で釣合い錘の位置のずれを間接的に検出することを特徴とする請求項４記載のエレベータの駆動システム。
【請求項６】
複数台の巻上機でかごを吊りロープで別々に吊り、昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
かごの傾き、または、かごからレールヘの偏荷重を検出し、それが所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、異常を検出した場合に、巻上機の昇降駆動を停止することを特徴とする士レベータの駆動システム。
【請求項７】
複数台の巻上機でかごを吊りロープで別々に吊り、昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、
かごの傾き、または、かごからレールヘの偏荷重を検出し、それがなくなるように、複数台の巻上機の出力トルクを修正するトルクバランス修正手段備えたことを特徴とするエレベータの駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータの駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２台の巻上機によりかごを駆動するエレベータ駆動システムの基本構成例を図５に示す。図５において、同一符号は同一部品であることを示し、添字ａ、ｂは２台の各巻上機用に分けて記載したものである。図５に示すエレベータ駆動システムは、図６に示す従来の１：１ローピングシステムを２つ並べ、かつ、かごを一つに纏めたものである。なお、図５は後述するこの発明の実施の形態５におけるエレベータの駆動システムを示すものでもある。
このシステムにおいて、２台の巻上機にかかる荷重、及び吊りロープ５ａ、５ｂにかかる荷重は、両巻上機が全く同一速度で駆動されていれば等しくなる。しかしながら、２台の巻上機をそれぞれ揃速制御していても、制御誤差によりある程度の速度誤差を生じるのは避けられず、荷重のアンバランスは避けられない。また、停電などにより非常制動をかけた場合、両巻上機のブレーキ投入タイミングのずれやブレーキトルクの立上がり誤差、ブレーキライニングの摩擦力の差などにより、両巻上機の速度は等しくならず、極端な荷重アンバランスを生じることが有り得る。
図８は従来のエレベータ駆動システムを示すもので、図５及び図６と同一符号は同一部品を示す。即ち、１つのかご６に対して２台の巻上機（モータ１ａ、ブレーキ２ａ、綱車３ａ、及びモータ１ｂ、ブレーキ２ｂ、綱車３ｂからなる）が配置されている。また、１０、１１はかご６の上部及び下部に設けられた動滑車であり、それぞれ吊りロープ５及び補償ロープ８が懸架されている。図５に示した吊りロープ５ａ、５ｂは図８においては１本の吊りロープ５に纏められ、この吊りロープ５は両巻上機の綱車３ａ、３ｂ、並びにそらせ車４ａ、４ｂ及び動滑車１０を介してかご６を吊っており、その両端は釣合い錘７ａ、７ｂに固定されている。また、図５における補償ロープ８ａ、８ｂも補償ロープ８として一本に纏められており、補償ロープ用滑車９ａ、９ｂ及びかご下部の動滑車１１を介して釣合い錘７ａ、７ｂにその両端が接続されている。即ち、吊りロープ５及び補償ロープ８は、釣合い錘７ａ、７ｂを介して一つのループを成すように接続されている。
上記構成において、２台の巻上機のモータ１ａ、１ｂは基本的には揃速制御され、巻き上げ時には綱車３ａ、３ｂは図８の実線矢印Ａ、Ｂの向きに同速度で回転するので、動滑車１０、１１も基本的には回転しないで昇降運動を行う。２台の巻上機に速度差が生じた場合、例えば、巻き上げ時に綱車３ａの速度が綱車３ｂの速度よりも速くなった場合は、綱車３ａと綱車３ｂの速度差に相当する速度で図８の点線矢印の向きに回転しながら昇降運動を行う。また、吊りロープ５と補償ロープ８は釣合い錘７ａ、７ｂを介して一本のループとして接続され、かつ動滑車１０、１１が前記速度差に応じて回転できる構成になっているため、吊りロープ５の巻上機側荷重（図５のロープ５ａ及び５ｂの荷重に相当する）は常に均等化される。なお、図８においては巻上機のモータ１ａ、１ｂは同一フロアに設置されており、また釣合い錘７ａ、７ｂがかご６の両端を昇降するため、かご６の入口は図８の正面となるように配置することになる。
通常のエレベータの配置は、複数台のエレベータが横に何台も並べられるように、釣合い錘がかごの裏側（かごの入口と反対側）を昇降するようになることが多い。図９はこのような配列を可能とする実施例である。図９において、同一符号並びに同一添字は図５及び図８と同じ部品を示す。なお、巻上機のモータ及びブレーキは図示していない。１２は釣合い錘７の上部に設けた動滑車である。この方式は２台の巻上機を上下２つのフロアに分けて設置し、また釣合い錘７並びに補償ロープ用滑車９をそれぞれ一個に纏めたものである。釣合い錘７を一個に纏めたため、昇降路のかご入口とは反対側の奥を昇降するように配置することができる。吊りロープ５はそれ自身でループを成すようにその両端が接続されており、動滑車１０、１２を介してかご６及び釣合い錘７を吊り下げる構成となっているので、動滑車１０、１２の作用により図８と同様に巻上機の吊りロープの荷重を常に均等化でき、従って両巻上機のトルクも均等化できる。
図８、図９は１：１ローピングの場合の適用例であったが、２：１ローピングの場合の適用例を示す。図１０は２台の巻上機を同一フロアに設置し、釣合い錘をかごの両側に分けて配置した構成を示したもので、同一符号及び同一添字は図８、図９と同一部品を示す。なお、モー夕及びブレーキは図示していない。１３、1４ａ、１４ｂは建物の梁などに固定された滑車を示す。かご６の上部に設置する動滑車１０ａ、１０ｂは２個に分けて配置すると共に、釣合い錘７ａ、７ｂにはそれぞれ動滑車１２ａ、１２ｂが取り付けてある。吊りロープ５はそれ自身でループをなすように両端が接続されおり、かつ動滑車１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂを介してかご６及び釣合い錘７ａ、７ｂを吊り下げているので、図８に記した１：１ローピングの場合と同様に、巻上機の綱車３ａ、３ｂに速度差が生じても、両巻上機にかかるロープ荷重や巻上トルクを均等化することができる。
図１１は同じく２：１ローピング適用例であり、巻上機２台を上下２つのフロアに分けて設置し、釣合い錘７を一つに纏めた方式である。図１１において、同一符号及び同一添字は図１０と同一部品を示す。なお、モータ及びブレーキは図示していない。かご６及び釣合い錘７の上部にはロープの干渉を避けるため、それぞれ３個の動滑車１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設置してある。吊りロープ５は図１０に示すと同様にそれ自身でループをなすように両端が接続され、かつ、かご６の上部の動滑車１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び釣合い錘７の上部の動滑車１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介してかご６及び釣合い錘７を吊り下げているので、巻上機の綱車３ａ、３ｂに速度差が生じても、両巻上機にかかるロープ荷重や巻上げトルクを均等化することができる。エレベータ配列上の効果は図９と同様である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図１２に他の従来例を示す。図１２（ａ）は、昇降路３３の内部における概略構成を示しており、２１は乗りかご、２３は主巻上機、２４ａ、２４ｂ、２４ｃは副巻上機、２５はメインシーブ、２６はそらせシーブ、２７は荷重検出装置、２８は釣合い錘、２９はメインロープ、３０はコンペン（補償）ロープ、３１はコンペンシーブ、３２は釣合い錘シーブ、３４は機械室である。
主巻上機２３と副巻上機２４ａは、昇降路３３の上部に設けられた機械室３４の中に配置される。主巻上機２３は、乗りかご２１の垂直方向上方に固定され、その内部に設けられたメインシーブ２５を駆動する。副巻上機２４ａは、乗りかご２１と釣合い錘２８との衝突等による干渉を防止できる位置に固定され、その内部に設けられたそらせシーブ２６を駆動する。副巻上機２４ｂは釣合い錘２８の上部に固定され、その内部に設けられた釣合い錘シーブ３２を駆動する。
メインロープ２９の一端は乗りかご２１の上部に固定され、その他端はメインシーブ２５、そらせシーブ２６、釣合い錘シーブ３２を介して昇降路３３の上部下面に固定される。このメインロープ２９により乗りかご２１および釣合い錘２８が吊るされ、そのバランスがとられる。
副巻上機２４ｃは、昇降路３３の下部に固定され、その内部に設けられたコンペンシーブ３１を駆動する。コンペンロープ３０の一端は乗りかご２１の下部に固定され、その他端はコンペンシーブ３１を介して釣合い錘２８の下部に固定される。このようにメインロープ２９とコンペンロープ３０とにより一つのループを構成することにより、メインロープ２９の自重によるアンバランスの影響が相殺される。
図１２（ｂ）は、駆動制御系統を示しており、３２は制御装置、３６は主巻上機２３のメインシーブ２５を駆動する電動機、３７は電動機３６を駆動する駆動回路、３５は電動機３６の回転数を検出する回転数検出装置である。３６ａ、３６ｂ、３６ｃは副巻上機２４ａ、２４ｂ、２４ｃのそれぞれのシーブを駆動する電動機、３７ａ、３７、３７ｃは電動機３６ａ、３６ｂ、３６ｃをそれぞれ駆動する駆動回路である。３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、電動機３６ａ、３６ｂ、３６ｃのそれぞれの回転数を検出する回転数検出装置である。駆動回路３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃには電源３８から電力が供給される（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−６４８６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエレベータの駆動システムは、上記のように構成されているので、２台の巻上機からのロープの送り出し距離に差が生じると、釣合い錘の位置がずれていき、終端階に走行したときに緩衝器に衝突し、使用不能、衝突による乗客への乗り心地悪化等の課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、２台の巻上機でかごを駆動するシステムの安全を確保するとともに、２台の巻上機の駆動距離をバランスさせるエレベータの駆動システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るエレベータ駆動システムは、複数台の巻上機でかごを昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、複数台の駆動トルクの差、または回転速度の差、または、回転距離の差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、異常を検出した場合に、１台の巻上機もしくは、２台の巻上機の昇降駆動を停止するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、この発明によれば、吊りロープと補償ロープがひとつのループをなすように両端を接続し、または吊りロープ自身でループをなすようにその両端を接続して、かご又は釣合い錘に設けた動滑車を介して、又は建物の梁に固定した滑車を介して、かご及び釣合い錘を吊り下げるようにした構成のエレベータにおいて、巻上機間のトルクバランス、速度差、距離差が生じた場合でも、安定した性能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
図１において、交流電源１０の交流はコンバータ２０によって直流に変換され、この直流電圧は平滑コンデンサ３０で平滑され、平滑された直流は更にインバータ４０で、可変電圧・可変周波数の交流に変換される。この交流は誘導電動機（ＩＭ）、または永久磁石式同期電動機（ＰＭ）６０に供給され、電動機６０を可変速駆動する。電動機６０の回転動作によって、巻上機７０を回転させ、エレベータ乗りかごを昇降する。さらに、巻上機７０にはエレベータ停止時に巻上機を静止保持する電磁ブレーキ７５が備えられている。なお、５０、５１、５２は電流検出器である。
次にインバータ４０にＰＷＭパルスを出力し、電動機６０を駆動するための制御部の個々の構成とその動作について説明する。
１００はエレベータの運転を制御する運転制御手段で、乗り場から発生する呼びや乗りかご内から発生する利用階に応じてエレベータを目的の階へ運転制御するために、乗りかごの速度を電動機速度に換算した速度指令ωｒ＊を出力する。
１１０は運転制御手段１００から発せられた速度指令ωｒ＊に速度検出器１１５で検出した電動機速度ωｒが追従するために必要なトルク指令τ＊を出力する速度制御手段、１２０はトルク指令τ＊に応じたトルクが電動機６０で発生するように電動機６０に流す電流とその角周波数を演算するトルク制御手段である。
１４０はトルク／励磁電流検出手段で、電流検出手段５０〜５２によって検出される三相１次電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗから、励磁成分の電流Ｉｍとトルク成分の電流Ｉｔを式（４）〜（６）に従い演算する。
１３０は電流制御手段で、トルク電流指令Ｉｔ＊と励磁電流指令Ｉｍ＊との組み合わせに対応したトルク電流Ｉｔと励磁電流Ｉｍが誘導電動機６０の内部に流れるように動作する。
具体的には、先ず、励磁電流指令Ｉｍ＊と励磁分電流Ｉｍ、及びトルク電流指令Ｉｔ＊とトルク分電流Ｉｔとの偏差がゼロになるような各軸の電圧指令Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を演算する。次に、演算したｄ軸電圧指令Ｖｄ＊とｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を三相の交流電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換（トルク／励磁電流検出手段１４０で演算した三相／二相変換の逆変換に対応）し、出力する。
１５０はＰＷＭパルス発生手段で、上記交流電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に応じたＰＷＭパルスを出力し、インバータ４０を制御する。この結果、インバータ４０の端子には上記トルク指令に対応したトルクが発生するような端子電圧が発生し、電動機６０を駆動することができる。誘導電動機でも永久磁石式同期電動機においても、速度制御、トルク制御手段の構成は同じである。
２００は駆動ずれ異常検出手段であり、２台の駆動トルクの差、すなわちトルク分電流Ｉｔの差、または、回転速度の差、すなわち電動機速度ωｒの差、または、回転距離の差、すなわち電動機速度ωｒの積分値Ｓの差のいずれか、もしくは複合して検出し、その差が所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、異常を検出した場合に、１台の巻上機もしくは、２台の巻上機の昇降駆動を停止するために、ＰＷＭパルス発生手段１５０の出力を停止する。１台の巻上機を停止させれば、２台の巻上機の昇降駆動の差は無くなり、もう１台の巻上機で昇降駆動は可能である。
また、２台の巻上機の昇降駆動を停止するためには、ＰＷＭパルス発生手段１５０の出力を停止するとともに、巻上機７０のブレーキ７５を閉成させてかごを停止させる必要がある。
【００１０】
実施の形態２．  
図２はこの発明の実施の形態２におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図中、図１、図８と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。
図２において、２１０は釣合い錘位置修正手段であり、各階における釣合い錘の所定位置を記憶する手段と、釣合い錘の位置が前記記憶値よりずれたことを検出する検出手段と、前記ずれ検出値が所定値以上ずれたことにより、２台の巻上機の回転距離の差を修正するための、修正距離をそれぞれの運転制御手段１００に指令する修正制御手段とから構成されている。修正距離は、各階における釣合い錘の所定位置よりずれた分の距離を、それぞれの運転制御手段１００の走行距離に加算、減算することで補正する。釣合い錘の位置は釣合い錘に接続されたロープを介して、上部のプーリの回転距離で測定する。
【００１１】
実施の形態３．  
図３はこの発明の実施の形態３におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図中、図１、図２と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。
この実施の形態３では、図３に示すように、釣合い錘の位置は、それぞれの巻上機の回転距離、すなわち電動機速度ωｒの積分値Ｓの差を釣合い錘のずれ量とみなすこともできるので、この釣合い錘のずれ量を釣合い錘位置修正手段２１０に入力したものである。
【００１２】
実施の形態４．  
図４はこの発明の実施の形態４におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図中、図１、図２と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。
図４に示すように、複数台の巻上機でかごを吊りロープで別々に吊り、昇降駆動するようにしたエレベータの駆動システムにおいて、６ａはレール、６ｃはかごからレールヘの偏荷重を検出する荷重検出器、６ｂはかごの水平度を検出する傾斜角度検出器、２２０はトルクバランス異常検出手段である。
トルクバランス異常検出手段２２０は、傾斜角度検出器６ｂによりかごの傾きを検出し、または、荷重検出器６ｃによりかごからレールヘの偏荷重を検出し、それが所定値以上であれば、異常として判断する異常検出手段を備え、異常を検出した場合に、２台の巻上機の昇降駆動を停止するために、ＰＷＭパルス発生手段１５０の出力を停止する。
また、２台の巻上機の昇降駆動を停止するためには、ＰＷＭパルス発生手段１５０の出力を停止するとともに、巻上機７０のブレーキ７５を閉成させてかごを停止させる必要がある。
【００１３】
実施の形態５．  
図５はこの発明の実施の形態５におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図中、図１、図２と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。
図５において、６ａはレール、６ｃはかごからレールヘの偏荷重を検出する荷重検出器、６ｂはかごの水平度を検出する傾斜角度検出器、２３０はトルクバランス修正手段である。  トルクバランス修正手段２３０は、傾斜角度検出器６ｂによりかごの傾きを検出し、または、荷重検出器６ｃによりかごからレールヘの偏荷重を検出し、それがなくなるように、２台の巻上機の回転距離の差を修正するための修正距離をそれぞれの運転制御手段１００に指令する修正制御手段から構成され、それぞれの運転制御手段１００の走行距離に修正距離を加算、減算することで補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態５におけるエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の１：１ローピングのエレベータの駆動システムを示す基本構成図である。
【図７】従来の巻上機２台によるエレベータの駆動システムを示す基本構成図である。
【図８】従来の巻上機２台によるエレベータの駆動システムを示す構成図である。
【図９】従来の巻上機２台によるエレベータの駆動システムを示す構成図である。
【図１０】従来の巻上機２台によるエレベータの駆動システムを示す構成図である。
【図１１】従来の巻上機２台によるエレベータの駆動システムを示す構成図である。
【図１２】従来の複数巻上機によるエレベータの駆動システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００１５】
６ａ  レール
６ｃ  荷重検出器
６ｂ  傾斜角度検出器
１０  交流電源
２０  コンバータ
３０  平滑コンデンサ
４０  インバータ
５０、５１、５２  電流検出器
６０  電動機
７０  巻上機
７５  電磁ブレーキ
１００  運転制御手段
１１０  速度制御手段
１２０  トルク制御手段
１３０  電流制御手段
１４０  トルク／励磁電流検出手段
１５０  ＰＷＭパルス発生手段
２００  駆動ずれ異常検出手段
２１０  釣合い錘位置修正手段
２２０  トルクバランス異常検出手段
２３０  トルクアンバランス修正手段
【図１】
2005145637.tif 000003
【図２】
2005145637.tif 000004
【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８】
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【図９】
2005145637.tif 000011
【図１０】
2005145637.tif 000012
【図１１】
2005145637.tif 000013
【図１２】
2005145637.tif 000014