JP2835206B2 - 自走式エレベータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リニアモータを駆動
装置として用いた縦横自在に走行可能な自走式エレベー
タおいて、複数台の乗りかごを同一走行路内に同時に走
行させるための制御に特徴を持つ自走式エレベータの制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から広く用いられているエレベータ
は、油圧プランジャを用いて乗りかごを昇降させる油圧
式エレベータや比較的小容量域に使用される巻胴式エレ
ベータを除いて、その大半が乗りかごと釣合重りをロー
プでつるべ状に結合した方式であり、１つの昇降路に１
つの乗りかごを配置している。

【０００３】このつるべ式エレベータは、図５に示すよ
うに昇降路中に乗りかご１と釣合重り２を、それぞれ案
内用レール（ガイドレール）３，４を設けてその間に配
置し、昇降路上部の機械室に設置された巻き上げ機５の
シーブ６やそらせシーブ７などを介して、ロープ８で両
者をつるべ状に結合する構成である。そして、近年で
は、巻き上げ機５の駆動用電動機として三相誘導電動
機、制御装置にマイクロプロセッサを搭載したインバー
タ装置が広く用いられている。

【０００４】このようなつるべ式エレベータの制御装置
では、モータの制御異常や機器故障などによって考えら
れるかごの衝突事故は終端階でのみ発生する可能性があ
り、終端階ではかごの異常なオーバースピードを検出
し、かごを急減速させ、あるいは急停止させる終端階強
制減速装置が設けられており、このシステムは、従来か
ら広く利用されてきている方式であるために性能面、安
全面で技術が確立されていて信頼性がある。

【０００５】ところが、近年、将来的な見通してとし
て、超高層ビルや超々高層ビルなどの要求に答えるため
の新しい階間交通システムの考え方が種々提案されるよ
うになっているが、提案されている新交通システムの１
つが、ロープを用いずに、乗りかご自体が走行する自走
式エレベータであり、これは、上下方向のみならず水平
方向にも走行可能な構成を備えた縦横自在走行可能なエ
レベータの構想である。

【０００６】この自走式エレベータシステムの構想は、
従来の１昇降路１乗りかごの既成概念を打破するもので
あり、１昇降路に複数台の乗りかごを走行させることが
可能な革新的な技術として注目されつつある。

【０００７】図６はそのような縦横走行自在の自走式エ
レベータのシステム構成を示しており、複数台の乗りか
ご９にリニアモータ二次導体１０を設置し、昇降路に設
けられたリニアモータ一次導体１１との間の磁気力によ
って駆動推力を得るようにしている。そして、安全装置
として、ブレーキ１２や乗りかご９相互の衝突による衝
撃を緩和するための緩衝機１３が設置され、また連結走
行を行なうための超電導磁石１４が設置されている。さ
らに、最上階には、吊り下げ機１５と水平走行用可動式
プレート１６が設置され、最下階には、同じく油圧ジャ
ッキ１７が設置され、１昇降路に複数台の乗りかご９を
走行可能としている。

【０００８】そして、乗りかご９の周辺の詳しい機器配
置としては、図７に示すように乗りかご９に推進用リニ
アモータの二次導体１０が設置され、リニアモータの一
次導体１１が昇降路に施設されている。また、乗りかご
９はガイドレール１８にガイドされる形で昇降し、その
ガイドレール１８に対して制動力を得るようにブレーキ
１２が配置されている。さらに、乗りかご９の照明や制
御機器などの電源を供給するための集電装置１９が乗り
かご９に設置され、信号伝送を行なうための情報伝送用
ケーブル２０が昇降路に設置されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような提案されて
いる自走式エレベータの制御装置では、上記のように安
全装置の１つとして乗りかご相互の衝突による衝撃を緩
和するために緩衝機が設けられているが、定格スピード
にて走行中であれば、この緩衝機は最終段の安全装置で
あり、乗りかご相互の衝突を防ぐためには、まず衝突し
ないような安全車間距離をとって各かごを走行させるこ
とが望ましい。

【００１０】この発明は、このような技術的課題を解決
するためになされたもので、複数台の乗りかごが同一昇
降路を相互に安全車間距離を保持しつつ走行させること
により、安全で信頼性の高い運行制御が行なえるように
した自走式エレベータの制御装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、建物に形成
された走行路に沿って設けられた多相交流リニアモータ
の一次コイルと前記走行路に配置された複数台の乗りか
ごごとに設置されたリニアモータの二次導体との間の磁
気力によって推力を発生し、前記乗りかごが走行路を自
走するようにした自走式エレベータの制御装置におい
て、各かごの走行速度を周期的に検出する速度検出手段
と、自かごと進行方向前方かごとの間の距離を周期的に
検出する距離検出手段と、前記速度検出手段による自か
ごと進行方向前方かごとの速度から前方かごの急停止時
に追突を回避できる最小接近距離を演算する最小接近距
離演算手段と、自かごと前方かごとの間における前記距
離検出手段による実距離と前記最小接近距離演算手段に
よる最小接近距離とを比較して、実距離が最小接近距離
よりも小さいときに自かごを強制的に急減速させて追突
予防する強制減速手段とを備えたものである。

【００１２】

【作用】この発明の自走式エレベータの制御装置では、
速度検出手段によって各かごの走行速度を周期的に検出
し、前記速度検出手段によって求めた自かごと進行方向
前方かごとの速度から最小接近距離演算手段によって前
方かごの急停止時に追突を回避できる最小接近距離を演
算する。また、距離検出手段によって自かごと進行方向
前方かごとの間の距離を周期的に検出する。

【００１３】そして、強制減速手段により、自かごと前
方かごとの間における前記距離検出手段によって求めた
実距離と前記最小接近距離演算手段によって求めた最小
接近距離とを比較して、実距離が最小接近距離よりも小
さいときに自かごを強制的に急減速させて追突予防す
る。

【００１４】こうして、同一走行路内を走行する複数の
乗りかごの相互の車間距離を常に追突を予防できる安全
車間距離に保持し、各乗りかごの安全運行を保証する。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１６】まず、制御装置の全体的な構成について説
明する。図１は、複数の走行路（シャフト）Ａ〜Ｚに１
〜Ｘ号機までの複数の乗りかご９を走行させるシステム
を示している。ただし、説明の簡略化のために昇降方向
のみが記載されている。

【００１７】図中、２１は駆動用リニアモータの走行路
一次コイルであり、各走行路Ａ〜Ｚごとに、その全昇降
行程の長さに応じて複数の区間ａ〜ｙに分割されて設置
されている。このようにして一次コイル２１を複数の区
間に分割する理由は、一次コイルを走行路長全体に渡る
ようにするならば長大なコイルとなるが、現状ではその
ような長大なコイルは損失が大きく、システム全体の経
済性が損なわれるためである。

【００１８】２２は駆動電源供給用の制御装置であり、
乗りかご１〜Ｘ号機の台数に対応して設置されている。
また、２３は各制御装置２２から各区間コイル２１に駆
動電源を供給するための区間選択切換器であり、図示す
るように、各制御装置２２の出力端が区間選択切換器２
３を介してすべての区間コイル２１に接続されている。
したがって、各区間コイル２１には乗りかご台数分の区
間選択切換器２３が接続されていて、例えば、１号機の
乗りかごの制御装置２２は、１号機の乗りかごが存在す
る区間の区間選択切換器２３を選択して区間コイル２１
に駆動電源を供給し、乗りかごの進行方向に応じて区間
選択切換器２３を順次選択して行くことによって、乗り
かごを推進させることができる。

【００１９】つまり、１号機の乗りかごがＡ走行路のａ
区間に存在しているとすれば、１号機の乗りかごの制御
装置２２はまず１Ａａの区間選択切換器２３を選択し、
乗りかごがＡ走行路のｂ区間に移行すると、１Ａｂの区
間選択切換器２３を選択するようにして推進していくの
である。

【００２０】このような自走式エレベータシステムにお
いて、各制御装置２２は、同一走行路内を走行する進行
方向前方の乗りかごとの間に常に安全車間距離を保持す
るために図２に示す機能構成を備えている。なお、この
図２はこの発明の実施例に不可欠な各手段の関連を示す
機能ブロック図であり、これらの各手段は、自かごの運
転制御を行なう汎用のマイクロコンピュータのソフトウ
ェアによって、他の必要な種々の機能と共に実現するも
のである。

【００２１】図２に示すように、各号機の制御装置２２
は、自号機の乗りかご９の走行速度を周期的に検出する
速度検出部２４と、自号機の乗りかご９と進行方向前方
の乗りかご９との間の距離を周期的に検出するかご間距
離検出部２５と、前方号機の乗りかご９の自号機に対す
る相対速度を算出する相対速度演算部２６とを備えてい
る。

【００２２】また、速度検出部２４による自号機の乗り
かご９の速度と前方号機の乗りかご９の相対速度とか
ら、前方の乗りかご９が万一急停止したときでも急減速
を行なうことによって追突を回避できる最小接近距離
（最小安全車間距離）を演算する最小接近距離演算部２
７を備え、さらに、自号機の乗りかご９と前方号機の乗
りかご９との間におけるかご間距離検出部２５による実
距離と最小接近距離演算部２７による最小接近距離とを
比較する比較部２８と、この比較部２８における比較結
果から、実距離が最小接近距離よりも小さいときに自号
機の乗りかご９を強制的に急減速させて追突予防する強
制減速部２９を備えている。

【００２３】次に、上記構成の自走式エレベータの制御
装置の動作について説明する。

【００２４】図３に示すように、速度検出部２４は、ガ
イドレール１８に沿って転動するローラガイド３０など
に取り付けられたパルス発生器からの走行パルス信号３
０ａを入力し、周期的に自号機Ａの乗りかご９の速度ｖ
a を算出して求める。また、かご間距離検出部２５は、
自号機Ａの乗りかご９の進行方向前面に取り付けられた
かご間距離検出装置３１より光や電波の反射信号を利用
したかご間距離信号３１ａを入力し、進行方向前方を走
行する前方号機Ｂの乗りかご９との間の距離ｓを周期的
に算出して求める。

【００２５】相対速度演算部２６は、次式に示すように
かご間距離検出部２５によって周期的に求めるかご間距
離ｓt を時間微分することによって相対速度ｖx を求め
る。

【００２６】 ｖx ＝（ｓt −ｓt-1 ）／Δｔ ここで、Δｔは演算周期を示している。

【００２７】そして、最小接近距離演算部２７は、これ
らの自号機Ａの実速度ｖa と、かご間距離ｓと、相対速
度ｖx とから、次式に従って最小接近距離Ｓtripを算出
する。

【００２８】まず、前方号機Ｂの乗りかご９の速度ｖb
は、自号機Ａの乗りかご９の速度ｖa と相対速度ｖx と
から、 ｖb ＝ｖa ＋ｖx として求める。

【００２９】そして、自号機Ａが前方号機Ｂに異常接近
して、最小接近距離Ｓtripよりも接近した場合の自号機
Ａの強制減速運転減速度βとする（β＞α；αは通常運
転時の減速度）と、図３に示すように、自号機Ａの乗り
かご９が初速ｖa0で強制減速運転動作した場合の走行距
離は、ｖa0² ／２βである。また、前方号機Ｂの乗りか
ご９が初速ｖb0で何らかの故障で強制停止動作した場合
の走行距離は、ｖb0² ／２γである。ここで、γは、ブ
レーキ動作の減速度であり、（γ＞β＞α）である。

【００３０】そこで、これらのデータをもとにしてかご
９，９同士の衝突防止を目的とした強制減速動作を行な
うべき最小かご間距離Ｓtripは、次式

【００３１】

【数１】

【００３２】より、

【００３３】

【数２】

【００３４】となる。

【００３５】実際のＳtrip値としては、検出保護動作遅
れなどに対する余裕度ｓαを加味し、次式のように、

【００３６】

【数３】

【００３７】とする。ここで、余裕度ｓαは、保護動作
遅れを十分補償できる値とする。

【００３８】同様にして、かご衝突防止を目的とした強
制停止動作を行なうべき最小かご間距離Ｓ'trip は、次
式のようになる。

【００３９】

【数４】

【００４０】比較部２８では、上記の各部で得た相対速
度データｖx 、最小かご間距離データＳtrip、かご間距
離データｓの各データを比較し、実際のかご間距離ｓが
最小接近距離Ｓtripよりも小さくなっていれば、強制減
速部２９がブレーキ１２に対して強制急減速指令２９ａ
を出力し、自号機Ａの乗りかご９が前方号機Ｂから最小
接近距離Ｓtrip以上の車間距離をとるように制動をかけ
る。

【００４１】こうして、同一走行路内を走行する複数の
乗りかごがその走行速度に応じてふさわしい車間距離を
保ちながら運行し、追突事故の起こらないように制御す
るのである。

【００４２】以上の動作を図４に示すフローチャートを
参照して説明すると、一定周期Δｔで、自号機Ａの乗り
かご９の走行パルス信号Ｄx と、前方走行号機Ｂに対す
るかご間距離信号Ｓx を入力し（ステップＳ１）、これ
らの入力を周期Δｔにより時間微分することにより、相
対速度ｖx 、自号機Ａの速度ｖa を周期的に算出し（ス
テップＳ２）、さらに、これらの演算結果から、前方号
機Ｂの実速度ｖb を算出する（ステップＳ３）。

【００４３】 ｖx ＝（Ｓx −Ｓx-1 ）／Δｔ ｖa ＝（Ｄx −Ｄx-1 ）／Δｔ ｖb ＝ｖa ＋ｖx 続いて、これらの演算結果から、上述の数３の式に基づ
いて最小接近距離Ｓtripを算出する（ステップＳ４）。

【００４４】続くステップＳ５では相対速度をチェック
し、相対速度データより、ｖx ＞０、つまり、前方号機
Ｂの速度の方が速い場合には衝突（追突）の可能性がな
いので、本ルーチンを終了する。

【００４５】しかしながら、相対速度データより、ｖx
≦０の場合には、ステップＳ６，Ｓ７にてかご間距離検
出データＳx と最小接近距離Ｓtripとを比較判別し、Ｓ
x ≦Ｓtripを検出した場合には、ステップＳ８にて強制
減速指令を制御装置２２に出力し、Ａ号機に強制急制動
をかけて最小接近距離Ｓtrip以上のかご間距離が確保で
きるように車間距離を開けるようにする。

【００４６】このようにして、自号機Ａと前方走行号機
Ｂとのかご間距離を常に監視し、自号機Ａの速度とかご
間相対速度とから各かごの速度を算出し、そのデータに
基づいてかご間最小接近距離を求め、その最小接近距離
データを基準値として実かご間距離と比較判別し、各か
ご速度が時々刻々変化する中で、Ａ号機−Ｂ号機走行速
度に対応したかご間最小接近距離基準値により強制減速
保護動作を行なうことによって、同一走行路内に複数の
乗りかごを安全車間距離を保持しつつ走行させることが
できる。

【００４７】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはなく、上記の実施例では前方の乗りかごの速度
演算をかご間距離検出データと自号機の実速度とから演
算して求めたが、前方号機のかご速度をその乗りかごに
取り付けた速度検出器により直接求め、その検出値と自
号機の速度検出値とから最小接近距離を算出し、安全車
間距離に保持するように自号機の速度制御を行なうよう
にしても良い。

【００４８】また、かご間距離の検出も、前方号機Ｂの
制御装置自身が自号機の位置検出を行ない、その位置検
出信号を自号機Ａの位置検出信号と比較することにより
行なうようにすることもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、自号機
と前方走行号機の走行速度およびかご間距離を検出し
て、前方号機が急停止しても追突しないで停止できるだ
けの最小接近距離を求め、自号機がその最小接近距離よ
りも大きな車間距離を保つように速度制御するようにし
ているために、特に同一走行路内を複数台の乗りかごが
同時に走行する場合に追突しないで各乗りかごを走行さ
せることができ、自走式エレベータの各乗りかごの安全
走行を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】上記実施例の制御装置の機能ブロック図。

【図３】上記実施例の動作を説明する説明図。

【図４】上記実施例の動作を説明するフローチャート。

【図５】従来のつるべ式エレベータシステムの構成図。

【図６】提案されている自走式エレベータシステムの構
成図。

【図７】上記自走式エレベータシステムの乗りかごの周
辺機器配置を示す平面図。

【符号の説明】

２１ 区間コイル ２２ 制御装置 ２３ 区間選択切換器 ２４ 速度検出部 ２５ かご間距離検出部 ２６ 相対速度演算部 ２７ 最小接近距離演算部 ２８ 比較部 ２９ 強制減速部 ３０ ローラガイド ３１ かご間距離検出装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物に形成された走行路に沿って設けら
   れた多相交流リニアモータの一次コイルと前記走行路に
   配置された複数台の乗りかごごとに設置されたリニアモ
   ータの二次導体との間の磁気力によって推力を発生し、
   前記乗りかごが走行路を自走するようにした自走式エレ
   ベータの制御装置において、各かごの走行速度を周期的
   に検出する速度検出手段と、自かごと進行方向前方かご
   との間の距離を周期的に検出する距離検出手段と、前記
   速度検出手段による自かごと進行方向前方かごとの速度
   から前方かごの急停止時に追突を回避できる最小接近距
   離を演算する最小接近距離演算手段と、自かごと前方か
   ごとの間における前記距離検出手段による実距離と前記
   最小接近距離演算手段による最小接近距離とを比較し
   て、実距離が最小接近距離よりも小さいときに自かごを
   強制的に急減速させて追突予防する強制減速手段とを備
   えて成る自走式エレベータの制御装置。