CN106185551B - 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的降低轿厢内噪音的方法以及实现其的结构。轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及两侧面这6面构成，在将从轿厢内侧仰视的天花板的形状看作大致四边形时，在构成该四边形的4边各自的中央部分附近设置参考麦克风，在天花板面的中央配置2阶声波产生装置，并且基于由多个参考麦克风所采集到的声压信号来生成2阶声波生成用信号，从设置在天花板的2阶声波产生装置将该2阶声波生成用信号变换成声音来发射。

Description

电梯装置以及轿厢内噪音降低方法

技术领域

本发明涉及降低电梯装置的轿厢内噪音的技术，特别涉及抑制低频下在轿厢内产生的声驻波的技术。

背景技术

高层建筑的建设技术发达，与此相伴，电梯也正在被谋求高速化，最近以每分钟1000m以上的速度上升的高速电梯已经开始出现。在这些高速电梯中，轿厢以高速在升降通道内移动，但由于因空气的流动的剥离而产生的流体噪音与速度的6次方成比例地增大，因此轿厢内的噪音变得非常大，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仓或者被称作扰流器的构件来抑制空气的流动的剥离，来降低所产生的流体噪音。

另外，为了电梯内的舒适性提升而降低人所感知的噪音是有效的。即，相比于例如在脚下位置或头顶等降低声压，更加理想的是在轿厢内的乘员的耳边位置降低声压。图9是将一般的电梯轿厢的大小和人的大小进行了比较的图，根据通常人以站立的状态进行搭乘、为了在搭乘时不感到闭塞感或者为了反而感受到开阔感所需要的头顶空间等的关系，一般的电梯轿厢的高度被设计为大致人的身高的1.5倍到2倍程度。在这种情况下，前述的轿厢内的乘员的耳边的高度成为大致轿厢天花板高度的中央附近。

图10是表示对一般的高速电梯的轿厢内噪音示出在轿厢内乘员的耳边位置测量出的噪音的频率特性的图。如图所示，在低频所处的频带，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而必须降低该低频的峰值。

该轿厢内噪音的频率特性中的低频的峰值的原因可以用轿厢高速移动时产生的流体噪音处于支配地位的音源的特性、和在轿厢内产生的声驻波处于支配地位的传递特性的相乘来说明。在图11示出针对这当中与轿厢内的传递特性相关的在轿厢内产生的声驻波的示意图。已知在如电梯轿厢内那样不特别进行任何吸音的箱形结构物的内部产生图那样的声驻波，即使轿厢内壁面稍微振动，也会激发上述那样的驻波，对于该频率而言，产生仅通过上述的密封仓的附加来降低音源，很难降低噪音的问题。并且，如先前说明的那样，根据一般的电梯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的位置来到大致轿厢的高度的中央附近，在该轿厢内中央，在轿厢内产生的上下方向的2阶的声驻波成为声压的波腹，由于在该产生频率下形成峰值，因此该降低变得更加困难。

作为这样的在轿厢内产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，记载了虽然对象制品不是电梯而是防音外罩，但同样地通过主动噪声控制来抑制在外罩这样的封闭空间的内部所产生的声驻波的技术。所谓主动噪声控制是指如下技术：针对成为问题的噪音，基于在某处得到的信号来制出降低对象的声信号的相反相位的2阶声波，并附加到原来的声场，由此抵消成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，已知在电梯轿厢内那样不特别进行任何吸音的箱形结构物的内部会产生声驻波，即使轿厢内壁面稍微振动，也会激发上述驻波，对于该频率而言，仅通过上述的密封仓的附加来降低音源，很难降低噪音。作为这样的在轿厢内产生的驻波的对策方法，虽然有主动噪声控制，但另一方面，根据对为了制出相反相位的2阶声波所需要的2阶声波生成用信号进行测量的参考麦克风的位置、控制方法不同，也存在不但没有顺利地降低反而引起发散使得噪音增大的情况。另外，若增加参考麦克风的个数或使控制方法变得复杂，则为了达成目标而必用的系统变得价格昂贵，从而成本效益变差。

发明内容

本发明要解决的课题在于，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且稳定地降低轿厢内噪音的方法以及实现其的结构。

本发明的电梯装置以及轿厢内噪音降低方法的特征在于，所述轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及两侧面这6面构成，在将从所述轿厢内侧仰视的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边各自的中央部分近旁设置参考麦克风，在所述天花板面的中央配置2阶声波产生装置，并基于由多个所述参考麦克风所采集到的声压信号来生成2阶声波生成用信号，从设置于所述天花板的所述2阶声波产生装置将所述2阶声波生成用信号变换成声音来发射2阶声波。

发明的效果

根据本发明，能够高效地抑制在电梯轿厢内产生的声驻波之中的影响到噪音评价点的上下方向2阶的声驻波，并能够简便且廉价地提供一种有效且稳定地降低轿厢内噪音的方法以及实现其的电梯装置。

附图说明

图1是说明在轿厢内产生的声驻波的计算模型的图。

图2是表示在轿厢内产生的声驻波的计算结果的图。

图3是表示本发明的1个实施例的立体图。

图4是从轿厢内部仰视本发明的1个实施例的图3所示的轿厢天花板的图。

图5是表示本发明的1个实施例的轿厢内噪音降低装置的设备接线图。

图6是从轿厢内部仰视本发明的另一实施例的轿厢天花板的图。

图7是表示本发明的另一实施例的轿厢内噪音降低装置的设备接线图。

图8是表示本发明的另一实施例的轿厢内噪音降低装置的设备接线图。

图9是表示一般的轿厢内噪音评价点的位置的图。

图10是表示轿厢内噪音的频率特性的图。

图11是在轿厢内产生的声驻波的示意图。

标号的说明

21 轿厢内声驻波的声压的波腹

31 参考麦克风

32 2阶声波产生装置

33 加法器

34 延迟器

35 放大器

36 滤波器电路

具体实施方式

以下说明的实施例涉及降低运转时所产生的电梯轿厢内噪音的技术。作为其一例，涉及用于降低以在升降通道内移动的轿厢所产生的空气噪音、或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。

特别在本实施例中，说明如下技术：简单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影响到噪音评价点的上下方向2阶的声驻波来高效地进行抑制从而有效且稳定地降低轿厢内噪音的方法以及实现其的结构。

在图1示出用于解析在电梯轿厢内产生的声驻波的数值解析模型，在图2示出仅抽出了其解析结果之中的从低频侧到10阶为止的结果。如图2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，从而示出这样的特征性的声压分布。其中，在设想为轿厢内乘员耳边位置的轿厢中央成为声压的波腹的仅为图中6阶的上下方向2阶的驻波，除此以外的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阶的驻波是在更高阶的频率区域，在这样的高频区域，由于尽管微小但却存在的轿厢内的吸音性的影响，因而其峰值不会变得那么大。结果，降低轿厢内噪音最有效的就是抑制上下方向2阶的驻波。

即，成为在图10所示的轿厢内噪音频率特性中形成峰值的最大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轿厢内产生的全部声驻波。相反，由于除了需要对策的上下方向2阶的声驻波以外的声驻波在轿厢内中央都成为声压的波节，因此即使实现用于降低轿厢内中央噪音的主动噪声控制，关于其控制方法，较为理想的也是不影响到设为对象的上下方向2阶的声驻波以外的声驻波。

另一方面，在前述的专利文献2所记载的主动噪声控制的系统构成中，示出了在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的构成。如图2所示，在能以大致长方体表现的轿厢内，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，所有的声驻波都成为声压的波腹。因此，若将专利文献2所示的在构成天花板面的4个顶点附近取得的声压信号直接作为2阶声波生成用信号来使用，则会影响到全部声驻波，对于难得在轿厢内噪音评价位置为声压的波节而不会成为问题的上下方向2阶以外的声驻波，也会使其变差。因此，需要针对所取得的声压信号通过滤波器等来进行处理，以使得可以仅控制设为对象的驻波，但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，变得不能充分发挥主动噪声控制的效果。

另外在专利文献3中，作为消除上下方向1阶的谐振的方法，记载了利用配置在上下方向的2个麦克风来构成2阶声波生成用信号的方法。但是如上所述，从降低轿厢内乘员所感觉到的噪音的观点出发，降低对象为上下方向2阶，另外若考虑到轿厢内的设计性，则设计上很难将参考麦克风设置在乘员容易注意的与天花板面相接的位置以外的侧面。另外，在参考麦克风位于手够得着的情况下，还要考虑会因乘员碰触而导致控制失败的情况。进而，为了仅降低目标驻波，结果需要用于调整各信号的分配的滤波器电路，成本效益变差，另一方面，与前述同样，由滤波器未处理干净的不需要的信号作为2阶声波的噪声而残留，会妨碍主动噪声控制的效果。

与此相对，在本实施例中，在将从轿厢内侧仰视的天花板的形状看作大致四边形时，在构成该四边形的4边各自的中央部分附近配置参考麦克风31，将由这些参考麦克风31所得到的4个声信号的总和作为2阶声波生成用信号，将使该2阶声波生成用信号延迟了由轿厢的天花板高度所决定的时间间隔而得到的信号进行放大，从设置在天花板的2阶声波产生装置32变换成声音来发射。

在图3到图5示出本发明的实施例。

图3是从斜上方观察轿厢的俯视图，将前面到侧面部和天花板部透明显示，从而能透过看到内部。另外，图4是从轿厢内部仰视图3的天花板面的图，图5是本实施例的主动噪声控制系统的装置接线图。在本实施例中，在将图示那样从轿厢内侧仰视的天花板的形状看作大致四边形时，在构成该四边形的4边各自的中央部分附近配置参考麦克风。并且，使由这些参考麦克风31所得到的4个声信号简单进行总和来构成2阶声波生成用信号。由于是仅简单进行综合，所以仅是信号线缆的物理接线即可，并由于仅降低专利文献3所述的目标驻波，因此控制对象外的噪声分量得到抑制，从而能够充分发挥主动噪声控制的效果。

将使该2阶声波生成用信号延迟了传播从轿厢的天花板到轿厢内乘员的耳边位置为止的距离的声波的到达时间份的信号进行放大，从设置在天花板的2阶声波产生装置32进行发射。另外，将轿厢的天花板高度设为H，将噪音评价点高度设为h，2阶声波产生的延迟时间ΔT被计算为(H-h)/340[sec]。通过设为这样的构成，能够仅高效地降低需要对策的声驻波。

例如，图2所示的声驻波之中的7阶以及8阶在本实施例的参考麦克风配置位置成为声压的波节，因此几乎探测不到该驻波所引起的声压，如预期的那样，本实施例的主动噪声控制系统针对该非降低对象声驻波几乎没有影响。结果，在声压评价点，保持不控制的状态不变而以声压的波节继续存在。另外，关于图2的2阶到5阶、以及9阶到10阶，针对4个参考麦克风31之中的位于构成看作四边形的天花板的4边中的一对对边上的2个参考麦克风成为声压的波节，而另一对对边上的2个参考麦克风成为声压的波腹。但是，由于在该2点彼此成为相反相位，因而由这4个麦克风所取得的声压信号的总和结果成为零。因此本实施例的主动噪声控制系统针对这些驻波几乎没有影响。

结果，在图2所示的声驻波中在本实施例中受到影响的仅为1阶和6阶。但由于1阶的音速也还是340m，因此若考虑轿厢内的高度在通常的高速电梯中为2.5m以上，则以该驻波进行往来的波的波长为5m以上，故所产生的频率成为340/5＝68Hz以下，其是可搭载于电梯天花板的一般的小型扬声器能够输出的声音的下限以下，所以结果不能输出2阶声波，给予影响较小。

最终，仅图2所示的声驻波之中的上下方向2阶即6阶成为由参考麦克风31所取得的声压信号的总和即2阶声波生成用信号不成为零、并且该2阶声波生成用信号具有与设想为轿厢内乘员耳边位置的轿厢内中央的声压信号相反的相位的驻波。

因此，针对该2阶声波生成用信号，考虑从配置2阶声波产生装置32的天花板到轿厢内中央的声波的到达时间来使其延迟，将其从设置在天花板的该2阶声波产生装置32变换成声音来发射，由此能够仅高效地抑制在设想为轿厢内乘员耳边位置的轿厢内中央声压成为波腹的驻波即图2的6阶的驻波也就是上下方向2阶的驻波。

另外，关于从2阶声波产生装置输出2阶声波生成用信号时的延迟时间，若考虑在对象频率下天花板和轿厢内中央成为相反相位，则成为半周期份、即成为从2阶声波产生装置32发射仅使2阶声波生成用信号反转的信号。

进而，作为要配置参考麦克风31的位置，记载为构成天花板的四边形的4边各自的配置参考麦克风的中央部分附近，但若换种说法，则可以说是仅上下方向2阶即6阶由参考麦克风31所取得的声压信号的总和即2阶声波生成用信号不成为零的范围，可以在该范围内配置参考麦克风。

在图6到图8示出本发明的另外的实施例。

图6是设置了4个以输出低频的声音为目的而配置于天花板的2阶声波产生装置的情况的示例。4个2阶声波产生装置分别被输入如上所述进行处理后的相同的2阶声波信号，输出同振幅同相位的声音。由此，能够高效地输出由1个2阶声波产生装置单体难以发射的低频的2阶声波，还能够应对由于轿厢天花板高度较高从而上下方向2阶的驻波产生频率较低的情况。另外，也可以进行控制使得参考麦克风和从2阶声波产生装置发射的声音正确地成为相反相位。

图7是在输入到2阶音源发生装置中之前设置了滤波器电路36的实施例。在如上所述上下方向2阶的驻波产生频率低、且原样处理后的信号不能由单个2阶声波产生装置产生的情况下，可以进行处理使得通过滤波器电路36来增强对象频带。另外，为了如前述那样通过图3所示的参考麦克风31的配置来发挥仅抽出成为降低对象的上下方向2阶的驻波的效果，也可以进一步通过滤波器电路36来阻断所设想的上下方向2阶的驻波的产生频率以外的声音。进而，这样的滤波器电路36也可以如图8所示分别紧跟在由4个参考麦克风31分别取得的各个声压信号之后进行配置。

另外，在电梯停止在给定楼层打开电梯门、乘员乘降的过程中，由于轿厢内的声场混乱，此外有可能由参考麦克风31取得突发性的声音而发散，因而在这期间进行主动噪声控制是不合适的。因此，可以基于电梯的位置信息、运转信息对控制的开闭进行控制。

进而，在乘员进入电梯的状态下，由于基于乘员的衣服的轿厢内的吸音性增加，或者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，因此轿厢内的声场与无人时相比发生变化，从结果来看有时从2阶声波产生装置32到轿厢内中央为止的声波的到达时间会改变。在这样的情况下，也可以在轿厢运转动作中从该2阶声波产生装置32产生延迟时间计算用的声信号，使其在轿厢内回响，并同样基于直到由设置在天花板的该参考麦克风31检测到为止的时间来重新计算2阶声波生成用信号的延迟时间。这种情况下的延迟时间是用于成为相反相位的时间，即是声音传播半波长份的时间。另一方面，若从上下方向2阶的驻波的观点出发，由2阶声波产生装置31所发射的声音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31检测为止所花费的时间是2波长份。因此，将延迟时间计算为由该2阶声波产生装置31发射的声音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31检测为止所花费的时间的大致1/4。

进而在这样的情况下，关于延迟时间计算用的声信号，可以使用电梯门关闭后播放的广播或音乐等以便不会使乘员感到不愉快。

Claims (9)

1.一种电梯装置，具备用于降低轿厢内噪音的轿厢内噪音降低装置，所述电梯装置的特征在于，

所述轿厢内噪音降低装置具备多个参考麦克风和2阶声波产生装置，

所述轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及两侧面这6面构成，

在将从所述轿厢内侧仰视的所述天花板的形状看作大致四边形时，将所述参考麦克风设置在构成该四边形的4边各自的中央部分近旁，将所述2阶声波产生装置配置在所述天花板面的中央，并且，

所述轿厢内噪音降低装置基于由多个所述参考麦克风所采集到的声压信号来生成2阶声波生成用信号，从设置在所述天花板的所述2阶声波产生装置将所述2阶声波生成用信号变换成声音来发射2阶声波。

2.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，

将由多个所述参考麦克风所采集到的声压信号全部进行总和，并将使其反转而得到的信号进一步改变倍率，来构成所述2阶声波生成用信号。

3.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，

将由多个所述参考麦克风所采集到的声压信号全部进行总和，并进行控制使得与所述声压信号成为相反相位，来构成所述2阶声波。

4.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，

从所述2阶声波产生装置输出的所述2阶声波的放大倍率基于电梯的位置信息或者电梯门开闭信息、或者这两方的信息而变化。

5.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，

从所述2阶声波产生装置输出的所述2阶声波的放大倍率基于电梯的移动速度信息而变化。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的电梯装置，其特征在于，

所述2阶声波在电梯停止时停止噪音降低的控制，并从所述2阶声波产生装置产生鉴定用于2阶声波形成的参数的测试声信号，由所述参考麦克风对其进行测量，基于所述测试声信号的信息和由所述参考麦克风所测量出的声信号的信息来计算用于所述2阶声波形成的参数。

7.根据权利要求6所述的电梯装置，其特征在于，

用于所述2阶声波生成的所述参数使用直到由所述参考麦克风检测到从所述2阶声波产生装置发射的所述测试用声信号为止所花费的时间。

8.根据权利要求6所述的电梯装置，其特征在于，

延迟时间计算时的从2阶声波产生装置发射的用于2阶声波生成的参数计算用的声信号使用了电梯动作开始时的音乐或广播。

9.一种轿厢内噪音降低方法，用于降低电梯装置的轿厢内噪音，所述轿厢内噪音降低方法的特征在于，

所述轿厢由地板面、天花板面、前面、背面以及两侧面这6面构成，在将从所述轿厢内侧仰视的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边各自的中央部分近旁设置参考麦克风，在所述天花板面的中央配置2阶声波产生装置，并且，

基于由多个所述参考麦克风所采集到的声压信号来生成2阶声波生成用信号，从设置在所述天花板的所述2阶声波产生装置将所述2阶声波生成用信号变换成声音来发射2阶声波。