JP2007217089A - エレベータの制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、高価な振動センサを不要とすることでコストを低減できるエレベータの制振装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】かご室４の外壁とかご枠２及び床部２ｂとの間には、かご室４に伝わる振動を制振する複数の垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４が配置されている。制振制御装置２０は、水平方向用アクチュエータ１４による制振動作は常に行うが、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作は、かご１が加減速していないと判定される場合にのみ行う。
【選択図】図２

Description

この発明は、エレベータのかごの振動を制振するエレベータの制振装置に関するものである。

近年、エレベータの乗り心地を良くするためにかご室での振動を制振するエレベータの制振装置が発案されている。従来装置では、かご室とかご枠との間にアクチュエータが配置され、例えば、ガイドレールのたわみによる水平方向の振動、及び駆動装置のトルクリップルによる垂直方向の振動等が検出された場合に、それら振動を打ち消すようにかご室をアクチュエータによって変位させる（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３１９７３９号公報

ところで、かご室での垂直方向の加速度には、かごの走行運転のための加減速による加速度と、トルクリップルや乗客の移動等による垂直方向の振動の加速度とが含まれており、振動による加速度は、かごの加減速による加速度に比べて小さい。
上記のような従来のエレベータの制振装置では、かごの加減速中にも垂直方向の制振動作を行うので、かごの加減速による加速度を検出できるように広範囲の加速度を検出する必要があるとともに、振動による細かな加速度の変化も検出できるように高精度で加速度を検出する必要があり、高価な振動センサが必要となる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高価な振動センサを不要とすることで、コストを低減できるエレベータの制振装置を提供することである。

この発明に係るエレベータの制振装置は、かご室とかご枠との間に配置され、かご室の垂直方向の振動を制振するための垂直方向用アクチュエータと、かご室の垂直方向の振動を検出する振動検出手段と、垂直方向用アクチュエータの動作を制御する制振制御装置とを備え、制振制御装置は、かご室及びかご枠からなるかごが非加減速中であると判定される場合に、振動検出手段の出力に基づいて、垂直方向用アクチュエータによる制振動作を行い、かごが加減速中であると判定される場合に、垂直方向用アクチュエータによる制振動作を休止する。

この発明のエレベータの制振装置によれば、制振制御装置は、かご室及びかご枠からなるかごが非加減速中であると判定される場合に、振動検出手段の出力に基づいて、垂直方向用アクチュエータによる制振動作を行い、かごが加減速中であると判定される場合に、垂直方向用アクチュエータによる制振動作を休止するので、広範囲の加速度を検出する必要をなくすことができ、上記振動検出手段は安価な振動センサで対応できる。つまり、高価な振動センサを不要とすることができ、コストを低減できる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータのかごを示す側面図である。図において、かご１には、かご枠２とかご室４とが設けられている。かご枠２には、枠部２ａと、枠部２ａに載せられた床部２ｂと、枠部２ａ及び床部２ｂ間を連結するブレース２ｃとが設けられている。かご室４は床部２ｂの上に載せられている。かご１は、乗場階に着床されている。かご室４と乗場６との間の出入口は、かごの戸７と乗場の戸８とによって開閉される。

また、かご１は、複数本の主ロープ（図示せず）によって昇降路内に吊り下げられている。主ロープは、駆動装置（巻上機）９の駆動車に巻き掛けられている。かご１は、駆動装置９の駆動力によって昇降される。駆動装置９の動作は、運転制御装置１０によって制御される。即ち、かご１の昇降は、運転制御装置１０によって制御される。

かご１側方の昇降路壁には、かご１の昇降方向に延在するように一対のガイドレール１１が取り付けられている。枠部２ａの上部及び下部には、ガイドレール１１に案内される複数のガイドローラ装置１２が取り付けられている。かご１の昇降は、ガイドレール１１及びガイドローラ装置１２によって案内される。

次に、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図３は、図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。図において、かご室４とかご枠２との間には、かご室４の振動を制振するための複数の垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４が配置されている。

垂直方向用アクチュエータ１３は、かご室４の上下にそれぞれ配置されている。垂直方向用アクチュエータ１３は、かご室４をかご枠２に対して垂直方向（上下方向）に変位させるためのものである。

水平方向用アクチュエータ１４は、かご室４の左右に配置された一対の左右方向用アクチュエータ１６と、かご室４の前後に配置された複数の左側前後方向用アクチュエータ１７及び右側前後方向用アクチュエータ１８とを有している。

左右方向用アクチュエータ１６は、かご室４の側壁と枠部２ａとの間に配置されている。左右方向用アクチュエータ１６は、かご室４をかご枠２に対して左右方向に変位させるためのものである。

左側前後方向用アクチュエータ１７及び右側前後方向用アクチュエータ１８は、かご室４の前壁及び後壁と、床部２ｂの突出部１９との間に配置されている。左側前後方向用アクチュエータ１７及び右側前後方向用アクチュエータ１８は、かご室４をかご枠２に対して前後方向に変位させるためのものである。

かご枠２の上部には、垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４の動作を制御する制振制御装置２０が取り付けられている。かご室４の下部には、振動検出手段である振動センサ２１が取り付けられている。振動センサ２１は、垂直方向の振動（加速度）と、水平方向（前後方向及び左右方向）の振動とを検出する。なお、図３では、ブレース２ｃの図示を省略している。この実施の形態では、エレベータの制振装置は、垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４と、制振制御装置２０と、振動センサ２１とを有している。

次に、図４は、図２のエレベータの制振装置を示すブロック図である。図において、制振制御装置２０には、運転制御装置１０、垂直方向用アクチュエータ１３、左右方向用アクチュエータ１６、左側前後方向用アクチュエータ１７、右側前後方向用アクチュエータ１８、及び振動センサ２１が接続されている。制振制御装置２０は、運転制御装置１０及び振動センサ２１の出力に基づいて、各アクチュエータ１３，１６〜１８の動作をそれぞれ制御する。なお、制振制御装置２０は、プログラム等の情報を格納する情報格納部（ＲＯＭ及びＲＡＭ）と、情報格納部に格納された情報に基づいて演算処理を行う演算処理部（ＣＰＵ）とを有するコンピュータである。

次に、図５は、図２の垂直方向用アクチュエータ１３の拡大断面図である。図６は、図５の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。各アクチュエータ１３，１６〜１８は同一方式のアクチュエータであり、それらの構造は同一である。具体例として、垂直方向用アクチュエータ１３の構造について説明する。図において、垂直方向用アクチュエータ１３は、高さ方向に沿う断面が中空の四角形である支持枠２５と、一対の永久磁石２６と、鉄心２７ａに電磁コイル２７ｂが巻回された可動部２７とを有している。

各永久磁石２６は、同極が互いに対向するように支持枠２５の内周に貼り付けられている。支持枠２５の上部及び下部には貫通孔２５ａが設けられている。鉄心２７ａは、各永久磁石２６間を通過するように貫通孔２５ａに挿通されている。電磁コイル２７ｂは、鉄心２７ａに巻き付けられている。電磁コイル２７ｂと各永久磁石２６との間には、所定幅のギャップ２９が設けられている。

ここで、電磁コイル２７ｂに通電され、例えば図５における右側の電磁コイル２７ｂの断面に紙面の表面から裏面へ向かう方向に電流が流されたとすると、左側の電磁コイル２７ｂの断面には、紙面の裏面から表面へ向かう方向に電流が流れる。このとき、電磁コイル２７ｂの右側及び左側の両側には、Ｎ極が対向するように永久磁石２６がそれぞれ配置されているので、フレミングの左手の法則に基づき、電磁コイル２７ｂには上方向の力が作用する。即ち、可動部２７は、電磁コイル２７ｂに通電されることで、図中の矢印に沿う直線上を進退できる。鉄心２７ａの変位方向は、電磁コイル２７ｂに流される電流の向きによって決まる。鉄心２７ａが変位する力の大きさは、電磁コイル２７ｂに流される電流に比例する。各永久磁石２６は、可動部２７の可変方向に沿った周囲に同じ極が互いに対向するように配置されている。

各アクチュエータ１３，１６〜１８の鉄心２７ａの両端は、かご室４の外壁及びかご枠２にそれぞれ当接されている。制振制御装置２０は、振動センサ２１の出力に基づいて、各アクチュエータ１３，１６〜１８の電磁コイル２７ｂの通電状態を、かご室４の振動を打ち消すように制御する（各アクチュエータ１３，１６〜１８による制振動作）。

ここで、かご１の垂直方向の加速度について説明する。図７は、図１のかご１の垂直方向の加速度を示す説明図である。図において、かご１の垂直方向の加速度には、かご１の加減速による加速度と、例えば駆動装置のトルクリップル等による振動の加速度とが含まれている。加減速による加速度は、振動による加速度に比べて大きい。つまり、図に示すように、かご１の垂直方向の加速度の中で、振動による加速度が占める割合は小さい。また、効果的な制振動作を行うためには、細かい振動を検出できなければならない。

具体的に説明すると、例えば、振動による加速度は、垂直方向の加速度全体の中で１／１００程度を占めている。効果的な制振動作を行うためには、振動による加速度の変化を１／１００の精度で検出しなければならない。即ち、効果的な制振動作を行うためには、１／１００００の精度で垂直方向の加速度の変化を検出する必要がある。

つまり、従来装置のように、垂直方向の制振動作を常に行おうとすると、広範囲の加速度を検出できるとともに微細な加速度も正確に検出でき、さらに検出速度が速い（サンプリング周期を短く設定できる）高価な振動センサが必要である。この実施の形態の制振制御装置２０は、水平方向用アクチュエータ１４による制振動作は、かご１が加減速しているか否かに拘わらず常に行うが、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作は、かご１が加減速していないと判定される場合にのみ行う。

次に、図８は、図４の運転制御装置１０の制御によるかご１の昇降速度を示す説明図である。図において、運転制御装置１０は、かご１の昇降を開始する場合に、駆動装置９に対して加速指令を発し、かご１の昇降速度が所定速度に達するまでかご１を加速させる。また、運転制御装置１０は、かご１の昇降速度が所定速度に達したことを検出した場合に、一定速度でかご１を走行させる。さらに、運転制御装置１０は、かご位置検出装置（図示しない）からの情報に基づいて、かご１が所定位置に達したことを検出した場合に、駆動装置９に対して減速指令を発し、かご１を減速させるとともに停止させる。

制振制御装置２０は、運転制御装置１０との通信を行うことによって、加速指令及び減速指令のいずれか一方が運転制御装置１０によって発せられているかどうかを判定する。制振制御装置２０は、加速指令及び減速指令のいずれか一方が運転制御装置１０によって発せられていると判定した場合に、かご１が加減速していると判定し、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作を休止する。即ち、制振制御装置２０は、加速指令及び減速指令の両方が運転制御装置１０によって発せられていない場合、即ちかご１が停止している場合、及びかご１が一定速度で走行されている場合にのみ、垂直方向用アクチュエータ１３を動作させる。

次に、動作について説明する。図９は、図４の制振制御装置２０が行う垂直方向制振制御を示すフローチャートである。図において、制振制御装置２０の電源が投入されると、垂直方向の振動が振動センサ２１によって検出されているかどうかが判定される（ステップＳ１）。このとき、振動センサ２１によって垂直方向の振動が検出されていると判定されると、加速指令又は減速指令が運転制御装置１０によって発せられているかどうかが判定され（ステップＳ２）、加速指令又は減速指令が運転制御装置１０によって発せられていると判定されなかった場合に、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作が行われる（ステップＳ３）。

これに対して、垂直方向の振動が振動センサ２１によって検出されていないと判定された場合と、加速指令及び減速指令の両方が運転制御装置１０によって発せられていると判定された場合には、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作が休止される（ステップＳ４）。

このようなエレベータ制振装置では、制振制御装置２０は、かご１が非加減速中であると判定される場合に、振動センサ２１の出力に基づいて、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作を行い、かご１が加減速中であると判定される場合に、垂直方向用アクチュエータ１３による制振動作を休止するので、広範囲の加速度を検出する必要をなくすことができ、安価な振動センサ２１でも効果的な制振動作が行うことができる。つまり、高価な振動センサを不要とすることで、コストを低減できる。
具体的には、図７を用いて説明したように、効果的な制振動作を行うためには、従来装置では１／１００００の加速度検出精度の振動センサが必要であったが、この実施の形態のエレベータ制振装置では１／１００の加速度検出精度、即ち有効数字桁数が２桁小さい振動センサ２１で済む。
また、垂直方向の加速度の検出精度を水平方向の加速度検出精度と同程度にすることができるので、振動センサ２１を簡易化することができコストを低減できる。

また、制振制御装置２０は、かご１の昇降を制御する運転制御装置１０によって加速指令及び減速指令のいずれか一方が発せられている場合に、かご１が加減速中であると判定するので、かご１が加減速中であることをより確実に判定することができ、動作の信頼性を向上させることができる。

さらに、従来装置では、アクチュエータとしてモータが用いられる場合では回転する部品が用いられているので、例えばベアリングの劣化による故障等の問題があったが、この実施の形態のエレベータの制振装置では、垂直方向用アクチュエータ１３は、永久磁石２６と、電磁コイル２７ｂと、直線上を進退できる鉄心２７ａを有するアクチュエータであり、回転する部品が用いられていないので、そのような問題を解消でき動作の信頼性を向上できる。

さらにまた、垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４は同一方式のアクチュエータであるので、各アクチュエータ１３，１６〜１８の制御用プログラムを簡易化することができ、制振制御装置２０の演算処理部の負荷を低減できる。また、各アクチュエータ１３，１６〜１８のインバータの制御回路を共通化することができ、電源チェックや短絡センサ等の保護回路の構成も共通化できる。さらに、横方向の制振のノウハウをそのまま活かすことができる。つまり、信頼性及び保守性に優れた安価な装置とすることができる。

実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２によるエレベータの制振装置を示す正面図である。図１１は、図１０のエレベータの制振装置を示すブロック図である。実施の形態１では、かご室４とかご枠２との間には、垂直方向用アクチュエータ１３及び水平方向用アクチュエータ１４が配置されていたが、この実施の形態２では、垂直方向用アクチュエータ１３だけが、かご室４とかご枠２との間に配置されている。

各ガイドローラ装置３０には、ガイドレール１１に案内された複数のガイドローラ３０ａ、及び垂直方向用アクチュエータ１３と同一方式の水平方向用アクチュエータ（図示せず）がそれぞれ組み込まれている。各ガイドローラ装置３０のガイドローラ３０ａは、図示は省略するが、ガイドレール１１の前後及びかご１側の三方からガイドレール１１に押し当てられるように設けられている。ガイドローラ装置３０の水平方向用アクチュエータは、各ガイドローラ３０ａをガイドレール１１に押しつけるように駆動する。

かご枠２の下部には、水平方向用振動センサ３１が取り付けられている。制振制御装置３２は、水平方向用振動センサ３１の出力に基づいて、ガイドローラ装置３０の動作を制御する。具体的には、制振制御装置３２は、振動を打ち消すように、かご枠２をガイドレール１１に対して水平方向（前後及び左右）へ変位させる。

かご室４の下部には、垂直方向用振動センサ３３が取り付けられている。制振制御装置３２は、垂直方向用振動センサ３３及び運転制御装置１０からの情報に基づいて、垂直方向用アクチュエータ１３の動作を制御する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、垂直方向用アクチュエータ１３と同一方式の水平方向用アクチュエータを、ガイドローラ装置３０に内蔵しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、水平方向用振動センサ３１をかご枠２に取り付けるとともに、垂直方向用アクチュエータ１３をかご室４に取り付けているので、精度良く制振動作を行うことができる。

なお、実施の形態１，２では、制振制御装置２０，３２は、加速指令及び減速指令のいずれか一方が運転制御装置１０によって発せられている場合に、かご１が加減速中であると判定すると説明したが、振動センサ２１及び垂直方向用振動センサ３３によって検出された垂直方向の加速度が、かご１の昇降運転中の加減速状態であることを判断するために予め定められた基準値以上となっている時間が、所定時間に達した場合に、かご１が加減速中であると判定してもよい。例えば、垂直方向の加速度が振動センサ２１及び垂直方向用振動センサ３３によって検出できる加速度の上限値及び下限値となっている時間が、所定時間に達した場合等に、かご１が加減速中であると判定してよい。
このように、垂直方向の加速度が所定時間、基準値以上となった場合に、かご１が加減速中であると判定させることで、例えば乗客が飛び跳ねた場合等でも、かご１が加減速しているかどうかをより正確に判定できる。

この発明の実施の形態１によるエレベータのかごを示す側面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 図２のエレベータの制振装置を示すブロック図である。 図の垂直方向用アクチュエータの拡大断面図である。 図５の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。 図１のかごの垂直方向の加速度を示す説明図である。 図４の運転制御装置の制御によるかごの昇降速度を示す説明図である。 図４の制振制御装置が行う垂直方向制振制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるエレベータの制振装置を示す正面図である。 図１０のエレベータの制振装置を示すブロック図である。

符号の説明

１ かご、２ かご枠、４ かご室、１０ 運転制御装置、１１ ガイドレール、１３ 垂直方向用アクチュエータ、１４ 水平方向用アクチュエータ、２０，３２ 制振制御装置、２１ 振動センサ（振動検出手段）、２６ 永久磁石、２７ 可動部、３０ ガイドローラ装置、３０ａ ガイドローラ、３１ 水平方向用振動センサ、３３ 垂直方向用振動センサ。

Claims (6)

1. かご室とかご枠との間に配置され、上記かご室の垂直方向の振動を制振するための垂直方向用アクチュエータと、
   上記かご室の垂直方向の振動を検出する振動検出手段と、
   上記垂直方向用アクチュエータの動作を制御する制振制御装置と
   を備え、
   上記制振制御装置は、上記かご室及びかご枠からなるかごが非加減速中であると判定される場合に、上記振動検出手段の出力に基づいて、上記垂直方向用アクチュエータによる制振動作を行い、上記かごが加減速中であると判定される場合に、上記垂直方向用アクチュエータによる制振動作を休止することを特徴とするエレベータの制振装置。
2. 上記制振制御装置は、上記かごの昇降を制御する運転制御装置が加速指令及び減速指令のいずれか一方を発している場合に、上記かごが加減速中であると判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制振装置。
3. 上記制振制御装置は、上記振動検出手段によって検出された垂直方向の加速度が基準値以上となっている時間が、所定時間に達した場合に、上記かごが加減速中であると判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制振装置。
4. 上記垂直方向用アクチュエータは、鉄心に電磁コイルが巻回された可動部と、上記可動部の可変方向に沿った周囲に同じ極が互いに対向するように配置された複数の永久磁石とを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエレベータの制振装置。
5. 上記垂直方向用アクチュエータと同一方式のアクチュエータであるとともに、上記かご室とかご枠との間に配置され、上記かご室の水平方向の振動を制振するための水平方向用アクチュエータをさらに備え、
   上記振動検出手段はさらに、上記かご室の水平方向の振動を検出し、
   上記制振制御装置はさらに、上記かごが加減速中か否かに拘わらずに、上記振動検出手段の出力に基づいて、上記水平方向用アクチュエータによる制振動作を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエレベータの制振装置。
6. かごの昇降方向に延在するガイドレールに案内されるガイドローラと、上記垂直方向用アクチュエータと同一方式であり、上記ガイドローラを上記ガイドレール側に押さえつけるように駆動する水平方向用アクチュエータとを有し、上記かご枠に取り付けられて、上記かご枠の水平方向の振動を制振するガイドローラ装置をさらに備え、
   上記振動検出手段は、上記かご室に取り付けられて、上記かご室の垂直方向の振動を検出する垂直方向用振動センサと、上記かご枠に取り付けられて、上記かご枠の水平方向の振動を検出する水平方向用振動センサとを有し、
   上記制振制御装置は、上記かごが非加減速中であると判定される場合に、上記垂直方向用振動センサの出力に基づいて、上記垂直方向用アクチュエータによる制振動作を行うとともに、上記かごが加減速中か否かに拘わらず、上記水平方向用振動センサの出力に基づいて、上記ガイドローラ装置による制振動作を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエレベータの制振装置。

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