JP2008007271A - エレベーターの制振制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータ乗りかごの水平方向振動を抑制するアクティブガイド制御装置に用いるボールネジの磨耗による制振効果の劣化を防止し、その長寿命化を図る。
【解決手段】乗りかごの水平方向の振動を加速度センサで検出し、ガイドローラ６の乗りかごに対する位置をボールネジ８で制御する。ここで、ボールネジ８を回転駆動するモータ７を、ボールネジ８の可動範囲の中点を中心に、１Ｈｚ以下の低周波で、変化率が率７×１０^−３ｍ／ｓ^２以下の正弦波状にシフトさせる信号を重畳して駆動することにより、ボールネジ８の局部的な磨耗を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エレベーター乗りかごの水平方向の振動を抑制するエレベーターの制振制御装置および方法に関する。

エレベーターの乗りかごには、ガイドレールの曲がりや据付け時の誤差などが原因で振動が発生する。この乗りかごに生じる振動を抑制制御するアクティブガイド装置では、アクチュエータにボールネジの回転力を利用するものがある。例えば、特許文献１には、水乗りかごに平方向に移動可能に錘を設け、ボールネジで駆動する制振制御装置が開示されている。ボールネジは、接触している台座を回転しながら往復を繰り返し、ボールネジの回転力を直動変換することによって錘を移動させ制振制御を行う。

また、特許文献２には、昇降路に設けられた一対のガイドレールを挟む２つのガイドローラからなるガイド装置を乗りかごに搭載し、これらガイドローラの圧縮力を調整する制振装置が開示されている。

なお、工作機械の分野においては、特許文献３のように、加工の時間経過と共に旋盤の往復台を自動的に移動させ、刃物台のボールネジあるいは摺動面の磨耗を均一化する方法がある。そこでは、旋盤に設けられている二つの往復台（主・副）の位置の和を指令位置に保つように制御する装置を備えている。

特開２０００−１２８４５９号公報 特開２００６−１３１３８５号公報 特開平３−１７８７０４号公報

特許文献１では、ボールネジが、接触している台座を回転しながら往復を繰り返すため、台座と接触する一部分のみが磨耗しやすくなる。このため、ボールネジの大部分は十分な制御精度を有しているにも関わらず、局部的な磨耗により寿命が短く、動作特性を維持するために、ボールネジの交換頻度が増加してしまう。

そこで、特許文献１の錘や特許文献２のガイド装置の制御に、特許文献３の技術を採用し、主往復台の位置Ｘ１と、副往復台の位置Ｘ２を反対方向に等量ずつ変更し、加工工具の位置Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２を指令位置に保つように制御することが考えられる。しかし、特許文献２のエレベーターのガイド装置に適用した場合、台座の位置を変更するとレバーに傾きが生じて、ガイドローラとガイドレールの押し付け圧力が変化してしまい、かごのバランスが取れなくなってしまう。

本発明の目的は、ボールネジによって制振制御を行いつつ、その長寿命化を図ることができるエレベーターの制振制御装置および方法を提供することである。

本発明は、その一面において、乗りかごの水平方向の振動を検出する加速度センサの出力に基いて、可動体を駆動制御するアクティブガイド制御装置を備えたエレベーターの制振制御装置において、回転運動により前記可動体を直線運動させるボールネジと、このボールネジを回転駆動するモータと、このモータを、前記加速度センサの出力信号および別の信号の合成信号に基いて駆動制御する手段を備えたことを特徴とする。

本発明の望ましい実施態様においては、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を、周波数１Ｈｚ以下の正弦波状に連続的にシフトさせる信号とする。

さらに、本発明の望ましい実施態様においては、昇降路内に設けられ、乗りかごの昇降移動を案内する一対のガイドレールと、乗りかごに搭載され、前記ガイドレールに沿って前記乗りかごの昇降移動方向を案内するガイドローラと、このガイドローラの前記乗りかごに対して水平で前後／左右方向の取り付け位置を変位させる可動体と、前記乗りかごの水平で前後／左右方向の振動を検出する加速度センサと、この加速度センサの出力に基いて、前記可動体を駆動制御するアクティブガイド制御装置を備えたエレベーターの制振制御装置において、回転運動により前記可動体を直線運動させるボールネジと、このボールネジを回転駆動するモータと、前記加速度センサの出力信号と、周波数１Ｈｚ以下で連続的に変化する正弦波状の信号を加算した信号に基いて前記モータを駆動制御する手段を備える。

本発明の望ましい実施態様によれば、前記ボールネジの一部分のみに生じる磨耗を防ぎ、ボールネジの局所的な伝達特性の劣化を防ぐことができ、ボールネジの交換間隔を延ばし、その長寿命化を図ることができる。

本発明の望ましい実施態様によれば、制振制御性能の維持が図れ、制御部品の長寿命化が可能となるエレベーターの制振制御装置および方法を提供することができる。

本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例によるエレベーター乗りかごに対するガイド装置の位置関係を側面から見た概略構成図である。エレベーターの昇降路内には、鉛直方向に設けられた一対のガイドレール１があり、ガイドレール１に沿って乗りかご２が昇降を行う。乗りかご２には、乗客がこの乗りかご２に出入りするためのドア３が設けられている。また、乗りかご２の上下にはガイド装置４（４１，４２）が取り付けられており、乗りかご２のガイドレール１に沿った昇降運動が可能な構造となっている。なお、乗りかご２の下部には、乗りかご２が昇降運動を行う際にガイド装置４に生じる振動を制御するためのアクティブガイド制御装置５が取り付けられている。

図２は、ガイド装置４に生じる振動を制御する機構を備えたアクティブガイド装置の概略機構図である。乗りかご２が、ガイドレール１に沿って昇降運動を行う際に、エレベーター据付時に生じるガイドレール１の段差や曲がりによってガイドローラ６には振動が発生する。乗りかご２への振動の伝播を抑制するために、アクティブガイド制御装置５は、制御用モータ７に駆動電圧を出力する。制御用モータ７の回転運動に応じて、ボールネジ８も回転し、台座９が往復することによって、回転運動が直線運動に変換される。可動体１０は台座９と接続されているため、台座９の動きに連動して移動する。可動体１０の動作に応じてコイルばね１１が伸縮し、レバー１２が動作することによってガイドローラ６への押し圧力が変化する。

以上のように、ガイドレール１から発生するガイドローラ６への振動を、制御用モータ７がガイドレール１からの振動と逆相の振動をガイドローラ６に与えることによって相殺することが出来る。

ここで、制振制御を行う際、ボールネジ８の回転部分と台座９との接触部分が毎回同様の位置であると、ボールネジ８の局所的な部分のみが偏磨耗し伝達特性に変化が生じてしまう。ボールネジ８の大部分はその制振性能を維持しているにも関わらず、局所的な劣化によって部品を交換する必要が出てくる。

そこで、本実施例においては、前述のアクティブガイド制御装置５を、制振制御に加えて位置制御を重畳したトルク指令を出力するように構成する。望ましくは、正弦波状の周期関数を、例えば、０．１Ｈｚの低周波で重畳することによって、乗りかご２の乗り心地を損なうことなく、ボールネジ８の局所的な偏磨耗を防ぎ、制振制御性能の維持及び、長寿命化を可能とする。

図３は、本発明の一実施例によるエレベーター制振制御装置のブロック図である。アクティブガイド制御装置５の制御系は、制振制御系１３及び位置制御系１４で構成される。制振制御系１３には、まず、加速度センサ１５からの加速度信号１５１が入力され、制振制御系１３にて制振信号（トルク指令値）１３１を生成する。更に、位置制御系１４は、ボールネジ位置を変更するための位置シフト信号（トルク指令）１４１を生成する。制振制御系１３からの制振信号１３１と位置制御系１４からの位置シフト信号１４１を重畳した合成信号１６によって制御用モータ７を駆動させ、エレベーターに発生する振動に対する制振制御を行う。また、制御用モータ７は、モータ電流帰還信号１７をアクティブガイド制御装置５にフィードバックし、トルク制御が正常に行われているかをこの帰還信号によって判断している。

図４は、本発明の一実施例によるエレベーターの制振制御装置における信号波形図である。制振信号１３１は、加速度センサ１５の出力である加速度信号１５１に応じて、これを相殺するために、ガイドローラ６を前後又は左右方向に変位させる信号成分である。位置シフト信号１４１は、０．１Ｈｚの周波数で可動体１０を前後又は左右に５ｍｍづつ、滑らかにシフトさせる正弦波状の信号である。ボールネジ８の長さが１２ｍｍであるとき、その中央から、図２の左右へ、それぞれ５ｍｍの範囲でシフトさせており、どの位置においても、制振制御が可能な範囲に設定している。合成信号１６は、これらの制振信号１３１と位置シフト信号１４１を重畳して得られた信号であり、この信号に応じた駆動電圧を制御用モータ７に印加する。

この実施例によれば、１Ｈｚ以下の、望ましくは、０．１Ｈｚ程度の低周波の正弦波状に可動体１０を緩やかにシフトさせる。これに応じて、乗りかご２も前後又は左右方向に変位するが、極めて緩やかな変位であるため、乗客には全く感じられないにも拘らず、ボールネジの局所的磨耗を防止することができる。

本実施例においては、制振信号１３１に、別の信号として位置シフト信号１４１を重畳しており、この別の信号は、乗客に感じさせずに可動体をシフトさせるものであり、その範囲で、次のような変形が可能である。

まず、ボールネジ８における可動体１０を駆動する駆動部位を、時間の経過と共にシフトさせる駆動制御する信号とすることができる。

また、前記位置シフト信号１４１は、ボールネジ８の可動体１０を駆動する駆動部位を連続的にシフトさせる信号とすることができる。

この場合に、前記位置シフト信号１４１は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を、変化率７×１０^−３ｍ／ｓ^２以下、望ましくは、変化率５×１０^−３ｍ／ｓ^２以下で連続的にシフトさせる信号とすることができる。

さらに、ボールネジ８における可動体１０を駆動する駆動部位を、エレベーターの運転に関連してシフトさせる信号とすることができる。例えば、エレベーターの始動および／または休止、あるいは、起動および／または停止に連動して前記モータを駆動制御し、可動体１０が、ボールネジ８の異なる位置で、エレベーターが始動および／または休止し、あるいは、起動および／または停止するようにすることができる。

本発明の一実施例によるエレベーター乗りかごに対するガイド装置の位置関係を側面から見た概略構成図。 ガイド装置に生じる振動を制御する機構を備えたアクティブガイド装置の概略機構図。 本発明の一実施例によるエレベーター制振制御装置のブロック図。 本発明の一実施例によるエレベーター制振制御装置における信号波形図。

符号の説明

１…ガイドレール、２…乗りかご、３…ドア、４（４１，４２）…ガイド装置、５…アクティブガイド制御装置、６…ガイドローラ、７…制御用モータ、８…ボールネジ、９…台座、１０…可動体、１１…コイルばね、１２…レバー、１３…制振制御系、１３１…制振信号、１４…位置制御系、１４１…位置シフト信号、１５…加速度センサ、１５１…加速度信号、１６…合成信号、１７…モータ電流帰還信号。

Claims (11)

1. 昇降路内に設けられ、乗りかごの昇降移動を案内するガイドレールと、乗りかごに搭載され、前記ガイドレールに沿って前記乗りかごの昇降移動方向を案内するガイド装置と、このガイド装置の前記乗りかごに対する水平方向の取り付け位置を変位させる可動体と、前記乗りかごの水平方向の振動を検出する加速度センサと、この加速度センサの出力に基いて、前記可動体を駆動制御するアクティブガイド制御装置を備えたエレベーターの制振制御装置において、回転運動により前記可動体を直線運動させるボールネジと、このボールネジを回転駆動するモータと、このモータを、前記加速度センサの出力信号および別の信号の合成信号に基いて駆動制御する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
2. 請求項１において、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を、時間の経過と共にシフトさせる駆動制御する信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
3. 請求項１において、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を、エレベーターの運転に関連してシフトさせる信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を連続的にシフトさせる信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を変化率７×１０^−３ｍ／ｓ^２以下で連続的にシフトさせる信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
6. 請求項１，２，４，または５において、前記別の信号は、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位を、周波数１Ｈｚ以下の正弦波状に連続的にシフトさせる信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記モータの駆動電圧に、前記別の信号に応じて、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位をシフトさせる電圧を重畳する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
8. 請求項１または３において、前記別の信号は、エレベーターの始動および／または休止、あるいは、起動および／または停止に連動して前記モータを駆動制御する信号であることを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
9. 昇降路内に設けられ、乗りかごの昇降移動を案内する一対のガイドレールと、乗りかごに搭載され、前記ガイドレールに沿って前記乗りかごの昇降移動方向を案内するガイドローラと、このガイドローラの前記乗りかごに対して水平で前後／左右方向の取り付け位置を変位させる可動体と、前記乗りかごの水平で前後／左右方向の振動を検出する加速度センサと、この加速度センサの出力に基いて、前記可動体を駆動制御するアクティブガイド制御装置を備えたエレベーターの制振制御装置において、回転運動により前記可動体を直線運動させるボールネジと、このボールネジを回転駆動するモータと、前記加速度センサの出力信号と、周波数１Ｈｚ以下で連続的に変化する正弦波状の信号を加算した信号に基いて前記モータを駆動制御する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制振制御装置。
10. 昇降路内に乗りかごの昇降移動を案内するガイドレールを設け、前記ガイドレールに沿って前記乗りかごの昇降移動方向を案内するガイド装置を乗りかごに搭載し、加速度センサによって前記乗りかごの水平方向の振動を検出し、この加速度センサの出力に基いて、可動体を駆動制御して前記可動体を直線運動させ、この可動体によって前記ガイド装置の前記乗りかごに対する水平方向の取り付け位置を変位させるエレベーターの制振制御方法において、前記加速度センサの出力信号と別の信号との合成信号に基いてモータを駆動し、このモータによってボールネジを回転駆動し、このボールネジの回転運動により、前記可動体を水平方向に駆動することを特徴とするエレベーターの制振制御方法。
11. 請求項１０において、前記ボールネジの前記可動体を駆動する駆動部位が、周波数１Ｈｚ以下の正弦波状に連続的にシフトするように、前記モータを駆動制御することを特徴とするエレベーターの制振制御方法。

Images