JP2000219441A

JP2000219441A - 制振装置

Info

Publication number: JP2000219441A
Application number: JP11364113A
Authority: JP
Inventors: W Fuller James; ダヴリュー．フラージェイムス; Randall K Roberts; ケイ．ロバーツランダル
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2000-08-08
Also published as: US6216824B1; CN1141238C; CN1259480A

Abstract

(57)【要約】【課題】エレベータかご１２の垂直方向の振動を制振
するアクチュエータの種類及びその制御を改善する。【解決手段】比較的長いエレベータの移動経路に沿っ
たエレベータかご１２の垂直移動における振動をセミア
クティブに制振する装置である。エレベータかご１２
は、ロープ１４との相対的な垂直移動が制限されるよう
にこのロープに接続されている。圧力アキュムレータ５
０と制御可能なセミアクティブヒッチアセンブリ３６と
がロープとエレベータかごとの間に並列に接続されてい
る。セミアクティブヒッチアセンブリ３６は、可変オリ
フィスバルブ４４によって制御されるピストン４２Ｂと
シリンダ４２Ａを含む。制御装置が、動作制御のために
モータを制御するとともに、振動を制振するように可変
オリフィスバルブ４４を制御する動作指令信号を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にエレベータの
動作制御に関し、特にエレベータの動作制御を改善する
セミアクティブエレベータヒッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】エレベータは、特定の加加速度、加速
度、及び速度の制約条件において移動時間が最小となる
移動プロファイルに従うように制御されている。これら
の条件は、快適な乗り心地を提供するように選択され
る。実際には、エレベータの垂直移動には基準経路（プ
ロファイル）を中心とした振動が含まれ、このような振
動によって乗り心地が低下してしまう。上記振動は、エ
レベータのモータとかごとの間の主ロープの種々のばね
／質量の振動モードによって実質的に引き起こされる。
これらの振動モードは、非常に軽くしか制振されていな
いので、移動時におこる小さな乱れによって引き起こさ
れるおそれがある。振動を引き起こす小さな乱れには、
乗客の移動、レールの接合部、機械的な摩耗、駆動装置
及びモータによって引き起こされるトルク脈動、及び階
の敷居、他のかご、昇降路内の他の構造部材を通過する
時に生じる空気圧の変化などが含まれる。

【０００３】エレベータの動作制御は、エレベータを基
準移動経路に沿って移動させる機構である。エレベータ
の動作制御は、一般にエレベータ動作制御装置を用いて
行われる。エレベータ動作制御装置では、エレベータが
従うべき基準プロファイルが、このプロファイルに沿っ
たエレベータかごの指示速度として入力される。指示速
度は、エレベータのモータ用の基準指令速度を求めるた
めに使用される。移動の終わり近くには、エレベータか
ごの位置が測定されて残る移動距離の予測を求めるため
に使用される。この予測は、エレベータが所望の停車正
確さ以内で所望の行先階に円滑でかつ制御された動きで
停車する（到着して停止する）ように、上記基準指令速
度の修正値を求めるために使用される。

【０００４】動作制御装置は、一般的に、機械室モータ
速度制御装置を含み、この機械室モータ速度制御装置
は、動作指令を実行するためにモータ即ち綱車速度のフ
ィードバックを提供する。モータ速度をモータトルクへ
フィードバックすることによって、同位置において振動
モードを制振することができ、振動モードがより速く制
振される。一般には、所望の通りに振動を制振すること
ができないために、基準プロファイルに沿った移動には
多少のエラーが生じる。このエラーは、移動の最後の時
点で最も重大であり、この時点でのエラーは“レベリン
グエラー”と呼ばれる。トラッキング及びレベリングに
関するエラーは、動作制御のフィードバックループの帯
域幅に伴って減少し、加速度及び減速度のレベルに伴っ
て増加する。現時点では、帯域幅は、ロープを通じた伝
搬遅延により制限されている。

【０００５】巻上げロープが長いと弾力性が大きくなる
ので、高層ビルでは、経路追随エラーがより大きくな
り、機械室におけるモータ動作の微少な動きがロープを
伝ってかごまで伝達されるまでかなりの時間遅延が生じ
る。一般的なエレベータロープにおけるこの張力波動の
速度は、２５００〜３５００メートル／秒である。従っ
て、かごが機械室の３００メートル下に位置する場合に
は、機械室の微少な動きがかごに伝達されるまで約０．
１秒の遅延がある。動作制御フィードバックループにお
けるこのような時間遅延によって、その帯域幅が制限さ
れ、これに伴って基準移動経路の追随エラーや乱れに対
する制御装置の反応速度が制限されてしまう。このよう
な制限によって、２つの影響が及ぼされる。これらの影
響とは、（１）エレベータの垂直方向の振動を同様に制
振することができないことと、（２）かごの減速経路に
沿った移動の正確さが低下することである。エレベータ
の高さが高くなればなるほど、時間遅延の影響が大きく
なる。着床時における正確さを維持するために（例え
ば、レベリングエラーを最小とするために）、高層ビル
では、かごの減速度を減少させる必要がある。しかし、
その場合には、階間の移動時間が増加してしまうので望
ましくない。従って、特に長い昇降路を有するビルにお
いて、移動時間を増加させることなく振動の制振を改善
する改善されたエレベータ動作制御装置が求められてい
る。

【０００６】正確に着床するためには、エレベータ動作
制御装置は、ある程度の位置エラーフィードバックを含
む必要がある。このことを達成するための一般的な方法
は、指示速度を、残る移動距離の関数とすることであ
る。位置フィードバックは、正確に着床するためには必
要であるが、振動モードの制振を低下させてしまう。ゲ
イン（即ち残る移動距離に対する指示速度の関数の傾
斜）が大きいと、不安定性が引き起こされるおそれがあ
る。また、位置ゲインを減少させると移動時間が増加す
ることが周知である。許容される位置エラーフィードバ
ックの程度は、振動モードの制振とともに増加する。更
に、従来技術において（駆動及び制動のサブシステムに
提供される）速度指令に対してかごの加速度をフィード
バックすることによって、適度な大きさのビルにおける
このような制振力を大きくすることができるということ
が周知である。高層ビルでは、メインモータからかごへ
の伝達動作において比較的大きい時間遅延があるため
に、このことは効果的ではない。従って、改善された位
置エラーフィードバック制御を得るために振動に対する
制振を改善することが更に求められている。

【０００７】米国特許第５，７５０，９４５号では、所
望のエレベータ移動経路を示す指示された移動経路信号
と、実際のエレベータ動作を示す測定された移動経路信
号と、を比較し、適切な回路に動作指令信号を提供する
エレベータ動作制御装置が開示されている。動作指令信
号の周波数は、高周波数成分と低周波数成分とに分割さ
れ、エレベータモータが動作指令信号の低周波数／高ス
トローク部分を実行するために使用され、エレベータか
ごに設けられたアクティブフォースアクチュエータが動
作指令信号の高周波数／低ストローク部分を実行するた
めに使用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】アクティブフォースア
クチュエータは、受動的な制振装置とともにヒッチとエ
レベータのかご枠との間もしくはかご枠とかごとの間に
設けられている。１つもしくは複数のアクティブフォー
スアクチュエータは、コイルに与えられる制御信号によ
って伸び縮みする電磁音声コイルとすることができ、ま
たは、油圧アクチュエータ、親ねじを有する回転式モー
タ、もしくは他の適切な装置とすることもできる。いず
れの場合でも、アクチュエータは、移動経路に沿ったエ
レベータの垂直方向の動作制御を改善するために、両方
向（即ち、伸び及び縮みの両方向）でアクティブに制御
される。このようなアクティブ制御により、エレベータ
ロープの長さによって引き起こされる遅延が補償され、
エレベータの実際の動作がエレベータの垂直移動指令信
号に接近してこれに追随することが可能となる。

【０００９】しかし、それぞれのアクティブアクチュエ
ータのエネルギー源には、通常、そのアクチュエータを
両方向に駆動するために、エレベータかごに設けられた
モータ、気圧ポンプや油圧ポンプ、もしくは大きな電磁
コイルが含まれる。このような装置は、通常、比較的重
量が重く、音が大きく、またはコストが高く、かつ信頼
性が低いおそれがあるために、この特定の環境における
総合的な有用性が制限されている。

【００１０】従って、エレベータかごの垂直振動を制振
する、エレベータかご及びヒッチに関連したアクチュエ
ータの種類及び制御を更に改善することが求められてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、エレベータの
移動経路に沿ってエレベータかごが垂直に移動する時の
振動を、上述したアクティブヒッチ装置よりも比較的コ
ストが低く、軽量で、かつ静かに制振する装置を提供す
る。また、本発明は、信頼性を高めることもできる。

【００１２】従って、本発明は、エレベータの移動経路
に沿ったエレベータかごの垂直移動における振動をセミ
アクティブに制振するための装置に関する。エレベータ
かごは、エレベータのモータに固定された綱車にロープ
によって接続されている。このロープは、かごとの間の
相対的な垂直移動が制限されるようにかごに接続されて
いる。セミアクティブ制振装置が、エレベータの移動経
路に沿った所望の行先として指示されるエレベータの移
動プロファイルに対応する動作指令信号を提供する。ば
ね手段がロープとエレベータかごとの間に接続されてこ
れらの間に垂直方向のスプリング力を提供する。制御可
能な制振手段が、ばね手段と並列にエレベータかごとロ
ープとの間に接続され、この制振手段は、制振指令信号
に応答してエレベータかごとロープとの間の相対的な垂
直方向の変位を選択的に防止する。また、エレベータか
ごの垂直方向の測定速度を示す信号を供給する手段と、
動作指令信号とかご速度信号とに応答して上記制御可能
な制振手段を選択的に起動するための制振指令信号を提
供する制御手段と、が提供される。

【００１３】ばね手段は、エレベータかごとロープの振
動の比較的低い周波数において、エレベータかごの相対
的な垂直移動と、エレベータかごとロープとの間の相対
的な垂直移動と、の位相が一致するように、充分に小さ
い、即ち比較的軟らかいばね定数を有する。いくつかの
実施例では、ばね定数は、ロープのばね定数の２分の１
よりも小さくすることができる。ばね手段は、油圧アキ
ュムレータなどを含むことができる。

【００１４】制御可能な制振手段は、エレベータかごと
ロープとの間にヒッチアセンブリなどによって接続され
た１つもしくはそれ以上の油圧ピストン及びシリンダの
組み合わせを含むことができる。上記ヒッチアセンブリ
は、エレベータかごに接続された支持部材と、ロープと
接触しているとともに支持部材に対して移動可能となっ
ているヒッチプレートと、を有する。油圧回路が、可変
オリフィスバルブを通してピストンの両側でシリンダに
流体を供給する。バルブのオリフィスは、制振指令信号
に従って小さい制御モータなどによって調整され、エレ
ベータかごとロープとの間の相対的な移動を制御して防
止する。

【００１５】装置の制御手段は、更に、エレベータブレ
ーキ信号に応答して制振を制限する指令信号を提供する
ことができ、この指令信号によって、制御可能な制振手
段は、エレベータかごとロープとの間の相対的な垂直移
動が充分に防止されるように制振力を制限することがで
きる。制御手段は、更に、ブレーキ信号の解除及び可変
オリフィスにわたる圧力差の値を示す信号に応答して、
制振力の制限が解除される速度を制御するための初期張
力解除信号を提供することができる。

【００１６】上述の制振装置は、ポンプ、モータ、また
は他の大きい動力を備えたアクチュエータ駆動手段をエ
レベータかごに設ける必要のある、エレベータとロープ
との間で作動するアクティブなアクチュエータを必要と
せずに望ましくない振動を防止することができる点でセ
ミアクティブである。上記のようなアクティブな駆動装
置を本発明の装置と取り替えることで、比較的静かでコ
ストが低く、かつ信頼性が高い動作を得ることができ
る。

【００１７】本発明に係る上述の特徴や利点は、以下の
実施形態の詳細な説明及び添付図面によってより明らか
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、エレベータかごと主ロ
ープ、もしくはエレベータかご室とエレベータかご枠と
を相互に接続するためにセミアクティブエレベータヒッ
チを使用することで、エレベータの動作制御を大きく改
善する。セミアクティブエレベータヒッチは、受動的な
ばね装置と並列もしくは直列に動作するセミアクティブ
制振装置を含み、特に、高層ビルにおいて、エレベータ
の乗り心地及び移動時間を改善する。

【００１９】図１を参照すると、従来技術で周知のよう
に、エレベータ１０は、昇降路（図示省略）内に配置さ
れたエレベータかご１２を含み、このエレベータかご１
２は、一方の端部１３で主ロープ１４に接続され、必ず
しも必要ではないが、他方の端部１５で釣合いロープ１
６に接続されている。釣合いロープ１６は、釣合い車２
０の周囲に収容され、主ロープ１４は、捻れ綱車などの
綱車２４の周囲に収容される。綱車２４は、綱車２４を
回転させる電気モータもしくは油圧モータなどのモータ
２８に接続されている。綱車２４の回転動作は、主ロー
プ１４を介してエレベータかご１２の長手方向での移動
に変換される。従来技術で周知のように、エレベータか
ご１２の重量に対抗して釣合いおもり３２を設けること
ができる。当業者であれば、図１のエレベータ構成は、
本発明の全体的な環境を図示するものであって、本発明
は、例えば、釣合いロープ及び釣合い車もしくは釣合い
重りを実質的に使用しない構成、リニアモータを使用し
た構成、２対１ローピングもしくは他の機構、駆動綱車
に設けられるダブルラップトラクション方式を含む種々
の他のエレベータ構成とともに使用することができるこ
とが理解されるであろう。

【００２０】次に、図２を参照すると、エレベータかご
１２は、セミアクティブヒッチアセンブリ３６によって
主ロープ１４に接続されており、このセミアクティブヒ
ッチアセンブリは、図３でより詳細に示されている。図
３では、セミアクティブヒッチアセンブリ３６は、エレ
ベータかご１２と主ロープ１４とを相互に接続してい
る。図３で示されているように、主ロープ１４は、セミ
アクティブヒッチアセンブリ３６によってエレベータか
ご１２に接続された複数のスチール製ケーブル、例えば
３つのスチール製ケーブルを含むことができる。図示し
た実施例では、主ロープ１４は、支持プレート４０及び
ヒッチプレート４６を貫通してロープターミネータ４９
に連結されている。支持プレート４０は、単独のプレー
トであってもよく、または、ここで示したようにエレベ
ータかご枠４１の一部であってもよい。ターミネータ４
９とヒッチプレート４６との間には、複数の受動的なヒ
ッチばね要素５２が配置されている。図示した実施例で
は、ヒッチプレート４６とターミネータ４９との間に配
置された受動的なヒッチばね要素５２は、それぞれその
間を通る主ロープ１４を構成するスチール製ロープのう
ちの１つを含む。受動的なヒッチばね要素５２は、主ロ
ープ１４を構成するスチール製ロープにそれぞれ等しい
張力を加える。

【００２１】ヒッチプレート４６と支持プレート４０の
間には、一対のシリンダ４２Ａ及びピストン４２Ｂと油
圧回路４７で接続された可変オリフィスバルブ４４を有
するセミアクティブヒッチアセンブリ３６が配置されて
いる。油圧回路４７は、シリンダ４２Ａの反対側の端部
をそれぞれ接続する。また、油圧回路４７は、更に圧力
アキュムレータ５０に接続されており、アキュムレータ
５０とシリンダ４２Ａ及びピストン４２Ｂとは、セミア
クティブヒッチアセンブリ３６と並列に接続された受動
的なヒッチ圧力ばねとして機能する。

【００２２】シリンダ４２Ａは、支持プレート４０に固
定されており、その長さが２０インチ（５０．８セン
チ）以上であり得るために、通常支持プレートを貫通す
るように設けることができる。同様に、ピストン４２Ｂ
及び対応するピストンロッド４２Ｃは、ヒッチプレート
４６と継続的に接触しており、望ましくは、ヒッチプレ
ート４６に固定されている。ヒッチプレート４６は、支
持プレート４０の下側に配置されているので、ロープ１
４にかかるエレベータかご１２及びかご枠４１の重量と
ばね５２とによって、相対的にプレート４０の方向（上
向き）に押される。ヒッチプレート４６は、反対側の端
部にそれぞれリニアベアリング４６Ａを含み、これらの
リニアベアリング４６Ａは、支持プレート４０からカン
チレバー状に延びる一対の対応するガイドレール４８上
をスライドする。

【００２３】アキュムレータ５０は、可変オリフィスバ
ルブとシリンダ４２Ａの下端との間の位置で油圧回路と
接続されている。アキュムレータ５０をオリフィスバル
ブ４４とシリンダ４２Ａの上端との間に接続することも
できるが、前述の構成の方がより多くの流体がバルブを
通るのでより望ましい。ピストン４２Ｂがシリンダ４２
Ａ内で常に中間位置にバイアスされ、ケーブル１４を介
してエレベータかご１２に初期の“持ち上げ”力を提供
する軟らかいばねとして機能するように、アキュムレー
タ５０は、油圧回路４７に対して充分な圧力を加えるよ
うに窒素ガスなどによって予圧される。

【００２４】可変オリフィスバルブ４４は、オリフィス
の大きさを制御することで回路４７の油圧インピーダン
スを制御するように、信号に対して直接もしくは間接的
に応答する種類のものであればどのようなものでもよ
い。図示した実施例では、可変オリフィスバルブ４４
は、オリフィスを相対的に開閉するためにリニア型もし
くは回転型のステップモータ（図示省略）に応答するリ
ニア型もしくは回転型の要素を含み得る。オリフィスを
制御するために電気的に変形可能な要素などの他の機構
を用いることもできる。

【００２５】オリフィスバルブ４４内のオリフィスの大
きさを選択的に制御することで、油圧回路４７のインピ
ーダンスを調整することができ、これにより、エレベー
タかご１２とロープ１４との間に相対的に働く垂直方向
の力に対してシリンダ４２Ａ内の各ピストン４２Ｂのス
トロークを調整即ち制御して制振することが可能とな
る。このようにすると、エレベータかご１２に対して、
セミアクティブヒッチアセンブリ３６を介してロープ１
４に上向きもしくは下向きに働く移動力に対して対抗す
ることができる。

【００２６】上述したように、アキュムレータ５０によ
って提供される圧力ばねは、比較的“軟らかく”設計さ
れており、ロープ１４のばね定数の半分より小さいばね
定数を有し得る。これは、ヒッチストロークとエレベー
タかご１２の振動動作との位相が一致した状態に保たれ
るようにするためである。これにより、セミアクティブ
ヒッチアセンブリ３６は、エレベータかご１２及びロー
プ１４に関する比較的低周波数（即ち約５Ｈｚよりも小
さい）の振動動作に対して対抗するように即ちこのよう
な動作を制振するように制御可能となる。従って、シリ
ンダ４２Ａ／ピストン４２Ｂ、及びバルブ４４は、エネ
ルギを分散させることのみが要求され、これらをアクテ
ィブに駆動即ち動力を与える必要がない。このために、
別個の大きなエネルギ源をエレベータかご１２もしくは
かご枠４１に設ける必要がなくなり、オリフィスバルブ
４４のオリフィスを制御するための比較的小型で単純な
駆動装置のみが必要となる。

【００２７】再び図３を参照すると、油圧回路４７に
は、可変オリフィスバルブ４４のオリフィスにわたる圧
力差を示す電気信号ΔＰを出力して提供するためにオリ
フィスバルブ４４の反対側の端部に圧力センサ５４が接
続されている。この電気信号は、オリフィスバルブ４４
にわたる力の勾配即ち張力を表すとともに、以下で説明
するように制御アルゴリズムで使用される。

【００２８】可変オリフィスバルブ４４、ピストン４２
Ｂ及びシリンダ４２Ａ、及びアキュムレータ５０によっ
て形成される圧力ばねによって構成される制振装置の動
作を更に理解するために、装置における力の関係を説明
する。ピストン４２Ｂに加わる“下向き”の力は、“上
側”の油圧Ｐ_Uとシリンダの面積Ａ_Cとの積である。同様
に、このピストンに加わる“上向き”の力は、“下側
の”油圧Ｐ_Lと実面積との積である。この実面積とは、
シリンダの面積Ａ_Cからピストンロッドの面積Ａ_Rを差し
引いたものである。よって、ピストン４２Ｂの反対側の
面にそれぞれ加わる反対向きの力は、Ｐ_UＡ_C−Ｐ_L（Ａ_C
−Ａ_R）として表される。この式は、制振成分（Ｐ_U−Ｐ
_L）Ａ_Cとばね成分Ｐ_LＡ_Rに分解することができる。

【００２９】続いて、図４では、エレベータモータそし
て本発明のセミアクティブエレベータヒッチの制御に使
用することができる制御装置が示されている。まず、所
望の即ち指示されたエレベータかご１２の位置を示す信
号が信号供給源５６によって提供され、この信号がエレ
ベータ移動経路制御装置５８への入力となる。エレベー
タ移動経路制御装置５８は、指示された移動経路に従っ
て、エレベータのモータ２８（即ち綱車２４）と、セミ
アクティブヒッチアセンブリ３６に関連する制振装置の
可変オリフィスバルブ４４（図３参照）と、を制御する
制御信号を生成する。エレベータ移動経路制御装置５８
に対する他の入力は、位置を示す位置センサ６０からの
ライン５９を介したフィードバック信号であり、即ちエ
レベータかご１２の制御された応答である。位置センサ
６０は、かご枠４１に固定されているが、かご１２もし
くはかご及びかご枠とともに移動する他の要素に固定す
ることもできる。

【００３０】エレベータ移動経路制御装置５８は、ライ
ン６１に動作指令信号を提供し、この信号は、加算器６
５を介してエレベータモータ制御装置６２へと伝達され
る。ライン６１上の動作指令信号は、通常、速度を指令
するが、他のパラメータを含むこともできる。エレベー
タモータ制御装置６２は、動作指令信号を実行するため
に、エレベータの動作速度（図１参照）即ち綱車２４を
制御するための制御信号をライン６３を介してエレベー
タモータ２８に提供する。ライン６３を介して提供され
る信号に対するエレベータモータ２８（図１参照）もし
くは綱車２４の制御に関する応答は、エレベータモータ
２８（図１参照）の速度制御に関する従来周知の方法で
ライン６４を介して他の加算器６５へフィードバックと
して提供される。

【００３１】ライン６１上の動作指令信号は、セミアク
ティブヒッチアセンブリ３６用の制御回路へも伝達され
る。具体的には、ライン６１上の動作指令信号は、ラグ
プレフィルタ６７を介して加算器６６へと伝達され、こ
の加算器６６でライン６８上の速度フィードバック信号
と加算即ち比較される。ラグプレフィルタ６７は、ロー
プ１４の遅延に疑似する遅延を導入する。ライン６８上
の速度フィードバック信号は、エレベータかご１２／か
ご枠４１の動作速度（速さ及び方向）を示し、これらに
固定されたセンサ７０によって提供される。センサ７０
は、加速度計などであり、その出力は、積算器７２など
で積算され、ライン６８に速さ即ち速度信号が提供され
る。

【００３２】ライン６１上の動作指令信号は、移動方向
の指令を示し、ある程度まで指令速度を示す。この信号
は、ライン６８を介してフィードバックされた実際の速
度／方向信号との加算器６６での比較により修正された
後に、ライン７４上のエラー信号を生じさせる。このエ
ラー信号は、ヒッチ制御アルゴリズム回路７６に伝達さ
れ、ここであるゲインによって適切に概算される。この
結果生じるヒッチ制御アルゴリズム回路７６からの信号
は、セミアクティブヒッチアセンブリ３６によって加え
られるべき力の制振成分をシリンダの面積で割って、可
変オリフィスバルブ４４にわたる圧力の単位として示し
たものであり、この信号は、ライン７８を介して加算器
８２へ、そしてライン８３上の加算器８２の出力から力
制御アルゴリズム回路８０へと伝達される。更に、圧力
差センサ５４（図３参照）によって測定される可変オリ
フィスバルブ４４（図３参照）にわたる圧力差ΔＰは、
ライン８４を介して力制御アルゴリズム回路８０へとフ
ィードバックされる。

【００３３】力制御アルゴリズム回路８０は、ライン８
３の入力指令信号を所望の即ち指令された圧力差の値Δ
Ｐｃの指標として扱い、これを、次のように可変オリフ
ィスバルブ４４のオリフィスの指令された開口面積へと
変換する。即ち、（ΔＰ／ΔＰｃ）＞０のときには、面
積指令＝現在面積×√（ΔＰ／ΔＰｃ）＋Ｋｖ×（｜Δ
Ｐ｜−｜ΔＰｃ｜）とし、（ΔＰ／ΔＰｃ）≦０のとき
には、最大面積とする。ここでは、ΔＰは、可変オリフ
ィスバルブ４４にわたって実際に測定された圧力差であ
り、ΔＰｃは、ライン６１上の動作指令信号の関数であ
る指令された圧力差を、加算器６６及びヒッチ制御アル
ゴリズム回路７６とによって修正したものである。この
結果求められる面積指令信号は、更に、力制御回路８０
に関連するルックアップテーブルによって、ライン８６
上のバルブ駆動モータ指令信号へと変換される。

【００３４】ライン８６上のバルブ駆動モータ指令信号
は、可変オリフィスバルブ４４のオリフィス面積を調整
する小さなステップモータなど（図示省略）へと伝達さ
れる。

【００３５】可変オリフィスバルブ４４は、初期動作指
令信号によって動作が生じてはならないことが指示され
る乗客の乗降時には、制限位置にあり、この場合は閉じ
ている。これは、セミアクティブヒッチアセンブリ３
６、特にシリンダ４２Ａ及びシリンダ４２Ｂが位置決め
の正確さを保つために固定された相対位置に保たれるよ
うにするためである。しかし、このことは、制御装置に
よるエレベータかご１２の次の始動時において、乗客が
エレベータから乗降したことによる初期張力即ち可変オ
リフィスバルブにわたる圧力差が生じるおそれがあるこ
とを意味する。従って、本発明の他の形態では、制御回
路は、更に、可変オリフィスバルブ４４にわたるこのよ
うな張力を徐々に解除することによって、エレベータか
ご１２の始動時における急発進を防ぐための機能を含
む。

【００３６】具体的には、制御装置は、図５により詳細
に示したように、初期張力解除制御回路８８を含む。こ
の初期張力解除制御回路８８は、ライン９０を介したエ
レベータモータ制御装置６２からの入力信号と、ライン
８４を介した可変オリフィスバルブ４４にわたる実際の
圧力差ΔＰを示した入力信号と、を有する。ライン９０
上の信号は、エレベータのモータブレーキが解除された
ことを示す。このブレーキは、エレベータかご１２が停
止するようにプログラムされたインターバルにわたって
作動し、始動時や移動時に解除される。ライン８４上の
ΔＰ信号は、ラッチ９１に入力される。ライン９０上の
ブレーキ解除信号も、ΔＰバルブのラッチ動作を始動す
るために、ラッチ９１に与えられる。同様に、ライン９
０上のブレーキ解除信号は、積算器９２と低周波フィル
タ９３に伝達されてこれらを初期化する。ΔＰのラッチ
値は、加算器９４へと伝達され、この出力は、時定数要
素９５によって概算されて低周波フィルタの入力として
与えられる。低周波フィルタ９３の出力は、積算器９２
を介してフィードバックされ、加算器９４の他方の入力
となる。このように、低周波フィルタ９３と積算器９２
とは、加算器９４からの出力に対して実質的に高周波フ
ィルタとして働く。低周波フィルタ９３からの出力は、
圧力ばねモデルの逆関数９６へと伝達され、これによ
り、ライン９７に、ブレーキ解除の結果生じるエレベー
タかご速度を指示する入力を加算器６５に提供するため
の信号が提供される。エレベータかご速度の指示は、モ
ータ速度指令をバイアスするために使用され、張力の解
除によってかごが実質的に移動しないようにモータ２８
及び綱車２４がヒッチ間隙動作に対抗して働くようにす
る。同様に、加算器９４の出力は、加算器８２に他方の
入力を提供するようにライン９８を介して伝達され、こ
の出力は、ブレーキ解除に続く始動時においてオリフィ
スバルブ４４への適切な制御信号をライン８６を介して
提供するのを補助するために、可変オリフィスバルブ４
４で測定されるΔＰの関数となっている。これにより、
初期張力の解除機能８８によって、バルブ４４にわたる
張力が徐々に解除され、かつエレベータのモータ２８に
与えられる動作指令が適切に調整される。

【００３７】制御装置とセミアクティブヒッチアセンブ
リ３６を用いたエレベータかご１２の全動作をみてみる
と、アクティブヒッチを含まない装置に比べて、特に昇
降路が長い場合に性能が大きく向上している。指令され
たかご１２の速度と、制御されたモータ２８がロープ１
４を通して動作することで生じるかご１２の速度と、の
差が、かごフィードバック制御ループを通じて減少す
る。かご１２に力即ち制振力を加えるために、昇降路に
対するかごの速度をフィードバックすることによって、
振動モードに対する制振力が大きく増加して振動が実質
的になくなる。これは、速さが測定される個所（かご枠
４１、かご１２）と同じ位置に力が加えられるので、非
常に強力な制振方法である（即ちかごの質量やロープの
柔軟性に関する未知の変化にかかわらず良好に機能す
る）。

【００３８】本発明では、可変オリフィスバルブ４４の
制御は、プログラムされた移動プロファイルに対して相
対的に上向きか下向きかにかかわらず、望ましくない振
動によるずれに対抗してこれを制振するようなタイミン
グ及び量で行われる。これは、制振動作であり、単にセ
ミアクティブであるので、例えば可変オリフィスバルブ
４４である制振機構の制御は、比較的小さなエネルギ量
のみを要するとともに、比較的静かに達成することがで
きる。

【００３９】シミュレーション解析によると、２４イン
チ（６０．９６センチ）のストロークを有するピストン
４２Ｂと直径２インチ（５．０８センチ）のピストンロ
ッド４２Ｃとを含む直径４インチ（１０．１６センチ）
のシリンダ４２Ａと、直径６インチ（１５．２４セン
チ）で長さ１０インチ（２５．４センチ）のアキュムレ
ータ５０との組み合わせにより、アクティブもしくはセ
ミアクティブヒッチ制御装置を全く含まない装置と比較
して、２６７メートルにわたる運転時間を４４秒から３
６秒に短縮するとともに走行を円滑にすることができ
る。（エレベータかご１２，乗客、及びかご枠４１を含
む）総重量が６９００キロであるエレベータに関してシ
ミュレーションを行った。

【図面の簡単な説明】

【図１】エレベータの概略図である。

【図２】本発明に係るセミアクティブヒッチを有するエ
レベータかごの説明図である。

【図３】図２のエレベータかごとともに使用されるセミ
アクティブヒッチの詳細な説明図である。

【図４】本発明に係るエレベータのモータとセミアクテ
ィブエレベータヒッチの制御装置の概略的なブロック図
である。

【図５】図４の制御装置の初期張力解除機能の詳細なブ
ロック図である。

【符号の説明】

１４…主ロープ３６…セミアクティブヒッチアセンブリ４０…支持プレート４２Ａ…シリンダ４２Ｂ…ピストン４２Ｃ…ピストンロッド４４…可変オリフィスバルブ４６…ヒッチプレート４６Ａ…リニアベアリング４７…油圧回路４８…ガイドレール４９…ロープターミネータ５０…圧力アキュムレータ５２…ヒッチばね要素５４…圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ランダルケイ．ロバーツアメリカ合衆国，コネチカット，アムストン，セトルメントロード 48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレベータの移動経路に沿ったエレベー
タかごの垂直移動における振動をセミアクティブに制振
する制振装置であって、エレベータかごは、エレベータ
のモータに固定された綱車にロープによって接続されて
おり、前記ロープと前記かごとは、これらの間の相対的
な垂直移動が制限されるように接続されており、この制
振装置は、動作指令信号を提供する手段を有し、この動作指令信号
は、前記エレベータの移動経路に沿ったエレベータの所
望の行先によって指示されるエレベータ移動プロファイ
ルに対応し、前記ロープと前記エレベータかごとの間に接続されてこ
れらの間に垂直方向のスプリング力を提供するばね手段
を有し、前記エレベータかごと前記ロープとの間で前記ばね手段
と並列に接続された制御可能な制振手段を有し、この制
振手段は、制振指令信号に応答して前記エレベータかご
と前記ロープとの間の相対的な垂直方向の変位を選択的
に防止し、前記エレベータかごの垂直速度を計測するとともにこれ
を示す信号を提供する手段を有し、前記動作指令信号と前記かごの速度信号に応答する制御
手段を有し、この制御手段は、前記制御可能な制振手段
を選択的に起動するようにこの制御可能な制振手段に前
記制振指令信号を提供することを特徴とする制振装置。
【請求項２】前記ばね手段は、充分に小さいばね定数
を有していることにより比較的軟らかく、前記エレベー
タかごと前記ロープとの振動の比較的低い周波数におい
て前記エレベータかごの相対的な垂直移動と、前記エレ
ベータかごと前記ロープとの間の相対的な垂直移動と、
の位相が一致した状態に保たれることを特徴とする請求
項１記載の制振装置。
【請求項３】前記ばね手段のばね定数は、前記ロープ
のばね定数の２分の１よりも小さいことを特徴とする請
求項２記載の制振装置。
【請求項４】前記エレベータかごは、ヒッチアセンブ
リによって前記ロープに接続されており、このヒッチア
センブリは、前記エレベータかごに接続された支持部材
と、前記ロープと接触しているとともに前記支持部材に
対して相対的に移動可能なヒッチプレートと、を含み、
前記制御可能な制振手段は、前記支持部材及び前記ヒッ
チプレートと接触して、これらの間の相対的な動作を制
御して制振することを特徴とする請求項２記載の制振装
置。
【請求項５】制御可能な制振手段は、前記支持部材と前記ヒッチプレートとを機能的に接続す
る少なくとも１つの油圧ピストンとシリンダとの組み合
わせと、前記シリンダ内の前記ピストンの両側へ作動油を供給す
るとともにここから作動油の供給を受ける油圧回路と、前記エレベータかごと前記ロープとの間の相対的な垂直
移動を防止するために、前記制振指令信号に応答して前
記油圧回路を通る作動油の流れを調整するためにこの油
圧回路に接続された可変オリフィスバルブと、を含むこ
とを特徴とする請求項４記載の制振装置。
【請求項６】前記ばね手段は、油圧アキュムレータを
含み、この油圧アキュムレータは、前記油圧回路に接続
されているとともに予圧されており、かつ前記油圧回路
が前記ばね定数を有するような寸法及び圧力となってい
ることを特徴とする請求項５記載の制振装置。
【請求項７】前記エレベータかごの前記垂直速度を計
測する手段は、前記エレベータかごの前記垂直速度を直
接的に示すことができるような構成及び配置となってい
ることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記動作指令信号と前
記かごの速度信号とに応答して前記可変オリフィスバル
ブのオリフィス面積を制御する指令信号を提供し、これ
により、前記エレベータかごと前記ロープとの間の相対
的な垂直方向の変位を防止する制振力を制御することを
特徴とする請求項５記載の制振装置。
【請求項９】エレベータブレーキの使用時にブレーキ
信号を提供する手段を有し、前記制御手段は、前記ブレ
ーキ信号に応答して制振を制限する指令信号を提供し、
前記制御可能な制振手段は、前記制振を制限する指令に
応答して前記エレベータかごと前記ロープとの間の相対
的な垂直移動が充分に防止されるように制振力を制限す
ることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項１０】エレベータのブレーキの使用時にブレ
ーキ信号を提供する手段を有し、前記制御手段は、前記
ブレーキ信号に応答して制振を制限する指令信号を提供
し、前記制御可能な制振手段は、前記制振を制限する指
令に応答して前記ばね手段を抑制して前記エレベータか
ごと前記ロープとの間の相対的な垂直移動が充分に防止
されるように制振力を制限することを特徴とする請求項
６記載の制振装置。
【請求項１１】前記ブレーキ信号の解除と前記可変オ
リフィスバルブにわたる圧力差を示す信号とに応答する
手段を含み、この手段は、前記制振力の制限を解除する
速度を制御する初期張力解除信号を提供することを特徴
とする請求項１０記載の制振装置。