CN105460750A - 电梯装置以及轿厢内噪音降低方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供电梯装置以及轿厢内噪音降低方法。本发明的课题在于，简便且廉价地提供通过抑制在电梯轿厢内产生的声驻波来有效且稳定地降低轿厢内噪音的方法以及实现其的结构。在将从由地板面、天花板面、前面、背面以及左右两侧面这6面构成的轿厢(20)的内侧仰视的天花板面的形状看作大致四边形时，在该四边形的4个顶点部设置开口部(32a)，并且在开口部(32a)的从轿厢(20)内侧观察的里侧设置空腔部(32)，对空腔部(32)的内部输出控制用2阶声波，从而分别从设置在天花板面的4个顶点的开口部(32a)对轿厢(20)内辐射控制用2阶声波。

Description

电梯装置以及轿厢内噪音降低方法

技术领域

本发明涉及电梯的轿厢结构，特别涉及抑制在轿厢内产生的低频噪音以及低频的声驻波的技术。

背景技术

与高层建筑的建设技术的发达相伴，正在谋求电梯的高速化，最近，以每分钟1000m以上的速度上升的高速电梯已经制品化。在这些高速电梯中，由于轿厢以高速在升降通道内移动，因此轿厢周围的空气的流动剥离而产生流体噪音。由于该流体噪音一般与速度的6次方成比例地增大，因此轿厢内的噪音变得非常大，而使轿厢内的舒适性显著变差。为了对此进行改善，在一般的高速电梯中，在轿厢的上下设置专利文献1所示那样的流线型的密封舱、或者被称作扰流器的构件来抑制空气的流动的剥离，从而降低所产生的流体噪音。

为了提升电梯内的舒适性，需要降低人所感知的噪音。即，与在脚下位置或头顶等降低声压相比，在轿厢内的乘员的耳边位置降低声压更有效。考虑到用于使人在站立的状态下感觉不到闭塞感的头顶空间，将一般的电梯的轿厢高度设计为人的身高的1.5倍到2倍程度。这种情况下，前述的轿厢内的乘员的耳边的高度成为大致轿厢高度的中央附近。

图6是表示针对一般的高速电梯的轿厢内噪音在轿厢内乘员的耳边位置测量出的噪音的频率特性的图。如图6所示，在低频(例如100～170Hz)的频带看到支配全频带的综合声压即总体(overall)的峰值，能看出为了降低总体，首先必须要先降低该低频的峰值。

一般，噪音的频率特性以音源的频率特性与噪音传递率的频率特性(噪音传递特性)的相乘来表征。因此，可以认为轿厢内噪音的频率特性中的低频的峰值的产生原因是在轿厢高速移动时产生的流体噪音或者轿厢内的噪音传递特性的任意一者中有峰值。其中，在轿厢内的噪音传递特性中有峰值的情况下，其原因较多情况下是在轿厢内产生的声驻波的影响。在图7示出关于轿厢内的声驻波的示意图。已知在电梯轿厢内那样不特别进行任何吸音对策的箱形结构物的内部产生图7所例示那样的声驻波，即使轿厢内壁面稍微振动，也会激发上述那样的驻波，从而噪音变大。因此，关于该声驻波的发生频率而言，有时仅通过前述的密封舱的附加来降低流体噪音并不能达成噪音降低目标。并且，如先前说明的那样，根据一般的电梯的轿厢的大小和人的身高的关系，较多情况下人听取声音的器官即耳朵的位置来到轿厢的高度的大致中央附近。在该轿厢内的高度中央附近，成为图7所示那样的在轿厢内产生的上下方向的2阶的声驻波的声压的波腹，由于在该驻波的发生频率下形成峰值，因此轿厢内噪音的降低变得非常困难。

作为这样的在轿厢内发生的驻波的对策方法，在专利文献2中示出使用主动噪声控制的构成案。另外，在专利文献3中记载了以面向精密设备的对噪音用外罩为对象，通过主动噪声控制来抑制在外罩的内部产生的声驻波的技术。另外，所谓主动噪声控制是指如下技术：针对成为问题的噪音，根据在设为对象的系统的某处提取到的信号来制出降低对象的声信号的相反相位的控制用2阶声波，并将其附加到原来的声场，由此抵消设为对象的区域的声压。

专利文献

专利文献1：JP特开2005-162496号公报

专利文献2：JP特开平5-310389号公报

专利文献3：JP特开2012-118135号公报

如前所述，已知在电梯轿厢内会产生声驻波，仅通过所述专利文献1中记载的密封舱的附加等来降低音源，有时不能达成噪音降低目标。

在图8示出在电梯轿厢内产生的声驻波的解析结果。如图8所示，在能以大致长方体表现的轿厢内部所产生的声驻波，产生宽度方向以及纵深方向的1阶和高度方向的1阶到2阶、进而将它们复合的驻波，从而示出图示那样的特征性的声压分布。其中在设想为轿厢内乘员的耳边位置的轿厢中央成为声压的波腹的仅为图中6阶即所谓上下方向2阶的驻波，其它驻波在轿厢中央成为声压的波节。当然，关于宽度方向、纵深方向也产生2阶的驻波，与上下方向2阶同样地在轿厢内中央成为声压的波腹。但是，由于一般的电梯的轿厢的尺寸最长的就是高度方向，因此产生上述那样的宽度方向、纵深方向的2阶的驻波的是更高频区域，由于在这样的高频区域轿厢内的吸音性较大，因而声压的峰值不会太大。结果，降低轿厢内噪音最有效果的就是抑制上下方向2阶的驻波。

即，成为在图6所示的轿厢内噪音频率特性中形成了峰值的最大的原因的声驻波仅是多个声驻波当中的上下方向2阶，不需要为了降低轿厢内中央的噪音而抑制在轿厢内产生的全部声驻波。相反，除了需要对策的上下方向2阶的声驻波以外的驻波在轿厢内中央成为声压的波节，不影响其才是理想的。

对此，在所述专利文献2中记载了“一种带消音装置电梯，特征在于，在由天花板、侧板、地板构成的电梯中，在轿厢具备：检测噪音信号或与所述噪音信号具有高相关的信号的检测单元；对由所述检测单元检测到的信号进行处理的处理单元；输出用于对所述轿厢内的噪音进行消音的附加声音的发声单元；和接受由所述噪音和所述附加声音合成的声音的受声单元，将所述发声单元以及所述受声单元设置于所述轿厢的天花板或地板面与侧面的连接部”，并图示了对构成能以大致长方体表现的轿厢内的天花板面的4个顶点附近设置参考麦克风和扬声器而实现的主动噪声控制的系统构成。如图8所示，在能以大致长方体表现的电梯轿厢内，在构成天花板面的4个顶点和构成地板面的4个顶点的共计8个顶点，哪个声驻波都成为声压的波腹。因此，在专利文献2所示的构成天花板面的4个顶点附近设置扬声器的构成，在能够驱动全部声驻波的点上是合理的。但是，若考虑到一般的电梯的天花板高度即使再低也有2m以上，则在轿厢内噪音评价点成为声压的波腹的上下方向2阶的驻波成为170Hz以下的低频。因此，为了用通常的扬声器进行辐射而需要大的辐射面积，将这样的大的扬声器配置在天花板的四角的结构从轿厢内的设计性的观点出发并不优选。

另外，在该专利文献2中，图示了和扬声器相同地在构成天花板面的4个顶点附近配置参考麦克风并将在此提取到的声压信号作为2阶声波生成用信号使用的构成。这种情况下，从扬声器辐射的控制用2阶声波会影响到全部声驻波，使原本由于在轿厢内噪音评价位置成为声压的波节而未成为问题的上下方向2阶以外的声驻波也变差。因此，需要对用参考麦克风提取到的声压信号经过滤波器电路等进行处理，使得可以仅控制设为对象的驻波，其构成变得非常复杂。另外，由滤波器未处理干净的不需要的信号分量会在2阶声波中作为噪声而残留，这可能成为不能充分地发挥主动噪声控制的效果的原因之一。

另一方面，若为了避免这些问题而增加参考麦克风、扬声器的个数、或者使控制方法更复杂，则有时为了达成目标而必用的系统价格昂贵。

在专利文献3中记载了“一种主动隔音装置，具备：具有封闭空间部的隔音箱；配置在封闭空间部的上侧端部、对封闭空间部内的声信号进行收集的第1麦克风；基于收集到的声信号来生成将噪音进行消音那样的消音信号的控制器；和从封闭空间部的上端向下端输出消音信号的扬声器。所述主动隔音装置还具备配置于与在封闭空间部内产生的1阶声压模的驻波在封闭空间部的上侧端部的相位成为相反相位的位置或其近旁的第2麦克风。控制器将由第1麦克风收集的声信号、和由第2麦克风收集的声信号在电路上进行合成来设为消音信号，以便消除1阶的谐振”。另外，在该专利文献3中，作为消除上下方向1阶的谐振的方法，图示了用配置在上下方向的2个麦克风来构成2阶声波生成用信号，并从天花板面用扬声器发射2阶声波的方法。

但如前所述，在发射频率低的2阶声波的情况下，所需要的扬声器变大，有时不能和轿厢内的设计性兼顾。另外，为了降低轿厢内乘员所感觉到的噪音而要抑制的驻波不是上下方向1阶而是上下方向2阶的驻波。进而，若考虑轿厢内的设计性，则不优选将参考麦克风设置在乘员容易注意的侧面。另外，在参考麦克风位于手够得着的地方的情况下，还要考虑因乘员碰触而导致控制发散从而失败的情况。

发明内容

对上述内容进行总结，本发明要解决的课题在于，和轿厢内的设计性兼顾、并且简便且廉价地提供通过抑制在电梯轿厢内产生的声驻波来有效且稳定地降低轿厢内噪音的方法、以及实现其的结构。

为了达成上述目的，本发明所涉及的电梯装置是具备用于降低乘客所搭乘的轿厢内的噪音的轿厢内噪音降低装置的电梯装置，其特征在于，所述轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及左右两侧面这6面构成，所述轿厢内噪音降低装置具备：开口部，其在将从轿厢内侧仰视的所述天花板面的形状看作大致四边形时，设置在该四边形的4个顶点部；空腔部，其设置在所述开口部的从轿厢内侧观察的里侧；和2阶声波产生装置，其对所述空腔部的内部输出控制用2阶声波，所述轿厢内噪音降低装置从设置在所述天花板面的4个顶点部的所述开口部对所述轿厢内辐射控制用2阶声波。

另外，本发明所涉及的轿厢内噪音降低方法是用于降低乘客所搭乘的轿厢内的噪音的轿厢内噪音降低方法，在将从由地板面、天花板面、前面、背面以及左右两侧面这6面构成的所述轿厢的内侧仰视的所述天花板面的形状看作大致四边形时，在该四边形的4个顶点部设置开口部，并在所述开口部的从轿厢内侧观察的里侧设置空腔部，对所述空腔部的内部输出控制用2阶声波，从而分别从设置在所述天花板面的4个顶点的所述开口部对轿厢内辐射控制用2阶声波。

发明的效果

根据本发明，能够和轿厢内的设计性兼顾、并且简便且廉价地提供一种通过抑制在电梯轿厢内产生的声驻波来有效果且稳定地降低轿厢内噪音的方法、以及实现其的结构。

附图说明

图1是表示本发明的1个实施例的电梯装置的轿厢的立体图。

图2是在以图1所示的轿厢的点线示出的截面位置的截面图。

图3是以图2的点线圆形印记部示出的部位的放大图。

图4是表示本发明的另一实施例的电梯装置的轿厢的立体图。

图5是本发明的又一实施例中的设备接线图。

图6是表示轿厢内噪音的频率特性的曲线图。

图7是表示在轿厢内产生的声驻波的示意图。

图8是按每个阶数示出在轿厢内产生的声驻波的解析结果的示意图。

标号的说明

11声驻波的轿厢内噪音频率特性的峰值

12在轿厢内产生的声驻波的声压的波腹

20轿厢

312阶声波产生装置

32空腔部

32a使轿厢内和空腔部连通的开口部

33管道部

34图2之中的在图3放大显示的部分

35空腔部容积可变装置

36参考麦克风

41滤波器电路

42加法运算器

43延迟器

44放大器

50滤波器特性控制装置

50a发送机

50b信号延迟测量装置

51滤波器特性控制信号

52电梯运转信息

53试验信号

具体实施方式

本发明涉及降低电梯的运转时产生的轿厢内噪音的技术。具体涉及用于降低以在升降通道内移动的轿厢所产生的气动噪音、导轨和滚轮的滑动等所引起的固体振动声等为音源而激发的轿厢内的声驻波的技术，特别设想了以每分钟500～1000m以上移动的高速电梯。另外，涉及如下技术：和轿厢内的设计性兼顾、并且简便且廉价地提供一种通过仅限定在电梯轿厢内产生的声驻波之中的尤其对噪音评价点影响最大的上下方向2阶的驻波来高效地进行抑制从而有效地降低轿厢内噪音的方法以及实现其的结构。

以下参考附图来说明本发明的1个实施例(实施例1)。

图1到图3是表示本发明的实施例之一的图。图1是从斜上方观察运用本实施例的轿厢20的立体图，由轿厢20、2阶声波产生装置31、空腔部32、以及管道部33构成。图2是为了理解图1的空腔部32和管道部33的内部、与轿厢20的轿厢室内的连接而对轿厢20在图1所示的截面位置取截面的图。另外，图3同样是为了进一步理解空腔部32的详细情况而将图2的点线圆形部分34进行了放大的图。

如前所述，在轿厢内产生的全部声驻波在由大致六面体构成的轿厢20的8个顶点成为声压的波腹。因此，在将从轿厢20的内侧仰视天花板的形状看作大致四边形时，若从构成该四边形的4个顶点部输出控制用2阶声波，则能够驱动全部声驻波。另一方面，若考虑到一般的电梯的天花板高度即使再低也有2m以上，则虽然成为轿厢内噪音的主要原因的上下方向2阶的声驻波的发生频率成为170Hz以下，但为了高效地输出这样的频率低的控制用2阶声波，需要辐射面大的扬声器，和轿厢内的设计性的兼顾是课题。在本发明中，如图1到图2所示，在天花板面的4个顶点部具有开口部32a，进而在该开口部32a的从轿厢内观察的里侧设置空腔部32，对该空腔部32的内部输出控制用2阶声波。在图1以及图2中，作为向空腔部32输出控制用2阶声波的方法，示出了用管道33将该4个空腔部32连结，对该管道33的连结部安装了2阶声波产生装置31的实施例。通过这样，从该2阶声波产生装置31向管道33的连结部输出控制用2阶声波，由此使频率低的控制用2阶声波在空腔部32产生共鸣而放大，能够从该开口部32a高效地对轿厢20的内部输出。

尤其是使管道33分别与设置在天花板面的4个顶点部的从轿厢内侧仰视的里侧的空腔部32连接，使管道33在天花板面的从轿厢内侧仰视的里侧的中央部相互连结，设置了2阶声波产生装置31以便对管道33内输出控制用2阶声波，所以能够将扬声器等的2阶声波产生装置31设置在将轿厢中央部附近，进而能够通过管道33由1个2阶声波产生装置31从配置在天花板面的4个顶点部的开口部32a分别放出控制用2阶声波，能解决使用了辐射面大的扬声器的配置的问题、设计性的外观的问题以及性能问题。

另外，也可以如图3那样，空腔部32使用空腔部容积可变装置35来使其容积可变。若根据轿厢的运转速度来控制空腔部32的容积，则针对具有有速度依赖性的频率峰值的噪音也变得有效。另外，在本实施方式中，列举了设置与空腔部32的侧壁接触的同时上下可动的活塞构件的示例，但空腔部容积可变的方法也可以使用往复运动气缸等。另外，也可以不使用往复运动气缸而使用行驶时的行驶风压。另外，在使用往复运动气缸的情况下，还能够活用作为了抑制因电梯高速上下所引起的压力变化而产生的鼓膜的压迫所导致的被称作“耳堵”的耳朵堵塞现象而安装的气压控制装置。

接下来参考图4来说明本发明的另一实施例(实施例2)。

在实施例1所示的噪音降低结构中，从2阶声波产生装置31辐射的控制用2阶声波基于由参考麦克风36提取到的声压信号来生成。图4是从斜上方观察运用本发明的另一实施例的轿厢20的立体图，为了理解设置在构成天花板的四边形的4边各自的中央部近旁的参考麦克风36的位置而能透过看到一部分内部地显示。关于参考麦克风36的安装位置，在如图示那样将从轿厢内侧仰视的上述天花板的形状看作大致四边形时，设置在构成该四边形的4边各自的中央部近旁。进而，将对由4个参考麦克风36所提取到的声压信号进行相加而得到的信号用作控制信号。

由此，对于作为控制对象的上下方向2阶的声驻波而言，由于全部声压信号成为同振幅同相位，因此提取到有意义的信号。另一方面，对于不是控制对象的上下方向2阶以外的声驻波而言，4点分别成为声压的波节而未提取到控制信号，或者即使在4点全都不是声压的波节的情况下，也由于4个信号相抵，结果控制信号成为0。结果，生成仅抑制作为控制对象的上下方向2阶的声驻波的控制信号，通过将使其进一步相位反转的信号从所述2阶声波产生装置31来发射，能够降低轿厢内噪音评价点的声压。

在本实施方式中构成为，针对基于由设置在构成天花板的四边形的4边各自的中央部近旁的参考麦克风36所提取到的声信号来求取总和而得到的信号，将使其延迟了由轿厢的天花板与轿厢内噪音评价点的距离所决定的时间间隔份的信号从天花板的4个顶点部的空腔部作为2阶声波来输出。

另外，作为要配置参考麦克风36的位置，记载了构成天花板的四边形的4边各自的中央部分近旁，但若换种说法，可以说是仅上下方向2阶即6阶由参考麦克风36所取得的声压信号的总和即2阶声波生成用信号不为零的范围，可以在该范围内配置参考麦克风。

通过设为以上那样的构成，能够和轿厢内的设计性兼顾、并且简便且廉价地提供有效地降低轿厢内噪音的方法、以及实现其的结构。

接下来参考图5来说明本发明的另一实施例(实施例3)。

图5表示本发明的设备接线图，是表示从参考麦克风36到输出控制用2阶声波的2阶声波产生装置31为止的信号的流的图。如图示那样，由参考麦克风36所提取到的声压信号通过加法运算器42进行相加，通过滤波器电路41进行处理，将其输出传给2阶声波产生装置31，从该2阶声波产生装置31输出控制用2阶声波。滤波器电路41由1个或多个延迟器43、和1个或多个放大器44构成。由这些延迟器43和放大器44构成的滤波器电路41的特性通过从滤波器特性控制装置50发送滤波器特性控制信号51来进行调整，但在该滤波器电路41的特性的设定中也可以使用电梯轿厢的位置、速度、电梯门开闭信息等电梯运转信息52。例如基于这些信号，在电梯停止在给定楼层打开电梯门，乘员正在乘降的过程中弱化控制。由此能够防止在乘降中的轿厢内的声场混乱、由参考麦克风36取得突发性的声音之类的情况下控制发散。另外，电梯轿厢的位置、速度、电梯门开闭信息等电梯运转信息52从未图示的对电梯装置整体进行控制的控制装置等获得即可。

另外，在滤波器特性控制装置50所进行的滤波器电路41的特性的设定中，可以通过2阶声波产生装置31来辐射由位于滤波器特性控制装置50内部的发送机50a所生成的试验信号53，通过位于滤波器特性控制装置50内部的信号延迟测量装置50b来测量到由参考麦克风36检测到该试验信号53为止所花费的时间。通过这样，即使由于乘员的衣服所引起的轿厢内的吸音性增加、作为轿厢内的声介质的空气的体积缩小、或者音速因温度而改变从而导致轿厢内的声场和无人时相比发生变化，也能够维持适当的控制。例如，在设为控制对象的上下方向2阶的声驻波的情况下，由2阶声波产生装置31所辐射的试验信号53碰到地板或乘员进行反射后再由天花板附近的参考麦克风36检测到为止所花费的延迟时间相当于2周期份。在这种情况下，将所述试验信号的提取所涉及的延迟时间的1/4设定为滤波器电路41的延迟时间即可。

另外，关于从2阶声波产生装置31辐射试验信号53的定时和试验信号的内容，若使用在电梯门关闭后播放的广播或音乐等，则能够不给乘员带来不舒适感地实现。

另外，关于本实施方式中所说明的实施例1、2、3，作为分开的实施例进行了说明，但也可以将各个实施例进行组合作为1个实施例来运用。

Claims (6)

1.一种电梯装置，具备用于降低乘客所搭乘的轿厢内的噪音的轿厢内噪音降低装置，所述电梯装置的特征在于，

所述轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及左右两侧面这6面构成，

所述轿厢内噪音降低装置具备：

开口部，其在将从轿厢内侧仰视的所述天花板面的形状看作大致四边形时，设置在该四边形的4个顶点部；

空腔部，其设置在所述开口部的从轿厢内侧观察的里侧；和

2阶声波产生装置，其对所述空腔部的内部输出控制用2阶声波，

所述轿厢内噪音降低装置从设置在所述天花板面的4个顶点部的所述开口部对所述轿厢内辐射控制用2阶声波。

2.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，

使所述空腔部的容积可变，根据电梯轿厢的运转速度来控制所述空腔部容积。

3.根据权利要求2所述的电梯装置，其特征在于，

使管道与设置在所述天花板面的4个顶点部的从轿厢内侧仰视的里侧的所述空腔部分别连接，使所述管道在所述天花板面的从轿厢内侧仰视的里侧的中央部相互连结，设置了2阶声波产生装置使得对所述管道内输出控制用2阶声波。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电梯装置，其特征在于，

关于所输出的控制用2阶声波，在将所述天花板的形状看作大致四边形时，在构成该四边形的4边各自的中央部近旁部配置参考麦克风，基于由4个所述参考麦克风所提取到的声压信号来构成2阶声波生成用信号，将该2阶声波生成用信号从设置在天花板的所述控制用2阶声波产生装置变换成声音来进行发射。

5.根据权利要求4所述的电梯装置，其特征在于，

基于由所述参考麦克风提取到由所述2阶声波产生装置辐射的试验信号为止所花费的时间、或者电梯的位置信息、电梯的移动速度或电梯门开闭信息，使从所述2阶声波产生装置输出的控制用2阶声波的延迟时间、放大倍率进行变化。

6.一种轿厢内噪音降低方法，用于降低乘客所搭乘的轿厢内的噪音，所述轿厢内噪音降低方法的特征在于，

在将从由地板面、天花板面、前面、背面以及左右两侧面这6面构成的所述轿厢的内侧仰视的所述天花板面的形状看作大致四边形时，在该四边形的4个顶点部设置开口部，并在所述开口部的从轿厢内侧观察的里侧设置空腔部，对所述空腔部的内部输出控制用2阶声波，从而分别从设置在所述天花板面的4个顶点的所述开口部对轿厢内辐射控制用2阶声波。