JP2009126675A

JP2009126675A - エレベータ装置及び振動抑制装置

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Publication number: JP2009126675A
Application number: JP2007305758A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Tsumaki; 宣明妻木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: JP5343349B2

Abstract

【課題】高度な乗り心地の良さ及び偏荷重への頑丈性を満たしつつ、省エネルギーを達成するかごの振動抑制装置を備えたエレベータ装置を提供する。
【解決手段】２片の永久磁石１４は、互いに同極が対向するように配設されている。永久磁石１４はヨーク１７に固定されている。コイル１５の上端はアーム１８の下端に固定されており、これらは共に上下に駆動する。アーム１８がかご室１３によってかご枠１１に向かう方向へ押されると、コイル１５も共にかご枠１１の方向に変位する。これに従ってコイル１５は永久磁石１４が発生する磁束中を移動する。するとコイル１５に起電力が発生し、コイル１５の内側にローレンツ力がかご室１３の方向に発生する。このローレンツ力によりコイル１５がかご室１３の方向に変位することによって、アーム１８はかご室１３を上方向へ押し返す。
【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータ装置のかご昇降時においてかごに発生する水平方向の振動を抑制する振動抑制装置を備えたエレベータ装置に関する。

ビルの高層化に伴ってエレベータ装置のかごは、走行中に振動を受けやすくなる。特に、かごの昇降運動に対して水平方向の振動を受けることになる。この振動の大きな原因の一つに、昇降運動するエレベータ装置のかごを案内支持するガイドレールがある。ガイドレールは、製造上の加工精度の問題や据付時の運搬および調整作業の容易さから、ある一定の長さおよび重さを持つパーツを複数個つなぎあわせることで実現されるものである。このため、ガイドレールには、パーツ自体の曲がりやパーツの継ぎ目が必ず存在することになる。この曲がりや継ぎ目によって、昇降運動するかごはその昇降速度に応じて繰り返し振動を受ける。その結果、かごの昇降時において水平方向のかご振動が発生する。

そこで、エレベータ装置のかごの乗り心地を良くするために、パーツで構成されたガイドレールができるだけ真直になるように、ガイドレールの加工や据付が厳しく管理されることで、かご振動の低減化が実現されてきた。しかしながら、ガイドレールの経年的な変形に伴い、長期に渡ってエレベータ装置の乗り心地を維持することは容易ではない。このことから、エレベータ装置では、ガイドレールの加工や据付の管理によるかご振動の低減対策の他に、ガイドレールとかごとの間で振動を低減する対策として、防振ゴムやバネなどの弾性体をガイドレールとかごとの間に設ける機械的な制振対策がなされている。これらの機械的な対策は、弾性体（防振ゴムやバネ）における振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで振動低減を実現するものである。ただし、この機械的な対策による制振度（振動を低減する度合い）の調整は、その弾性体の大きさや形状を工夫することで実現されるため、ガイドレール等ごとの間におけるスペース（弾性体の設置スペース）の制限により、結果的には充分な制振をできないという大きな問題があった。

このような背景から、水平方向のかご振動を低減する上で、制振度の調整が容易で、かつ充分な制振が実現できる振動抑制装置として電気的な制振方法が検討されるようになった。例えば、特開２００１−１２２５５５号公報にて開示されているアクチュエーターを有するガイド装置が提案されている。ただし、このガイド装置は、電気的な制振方法と上述の機械的な制振対策を併用しているものである。実際、従来における電気的な制振方法を採用した制御装置（振動抑制装置）では、電気的な制振方法と上述の機械的な制振対策が併用されることが標準的である。このように電気的な制振方法と機械的な制振対策を併用することで、上述のガイドレールに起因する振動だけでなく、かご内の乗客による荷重アンバランスに起因するかごの倒れを伴う振動、その他、かご側周辺機器（例えば、かご内の照明機器やかご上にあるエレベータドア開閉装置の電動機など）への電力を供給するための制御ケーブルの自重に起因するかごの倒れを伴う振動にも対応できると考えられる。
特開２００１−１２２５５５号公報

しかし、従来のような電気的な制振方法（機械的な制振方法も併用）を採用した振動抑制装置では、振動抑制装置への電力供給が停電により停止する場合、あるいは振動抑制装置自体が故障した場合に、機械的な制振方法のみで振動を低減することになるため、制振性能が著しく低下してしまうという問題があった。さらに、例えば建物の高層化に伴い大きくなるかごの振動を低減するためには、電気的な振動抑制装置が要する電力が大きくなるという問題があった。また、前述した制御ケーブルの電圧低下を防ぐために電源供給用の電線（ライン）を多並列化せざるを得なくなり、その結果、制御ケーブルの重量が増大することで、制御ケーブルを含むかご全体の昇降運動を駆動する巻き上げ機が必要とする駆動エネルギーも大きくなるという問題があった。

したがって、振動抑制装置への電力供給が停電により停止する場合、あるいは振動抑制装置自体が故障した場合においても有効なかごの振動低減を実現する振動抑制装置、および振動抑制装置が要する電力及び駆動エネルギーの省エネルギー化を実現するエレベータ装置の開発が望まれる。本発明の目的は、上述した問題を解決するかごの振動抑制装置を備えたエレベータ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。

本発明は、昇降路内を昇降するかごと、かごの昇降を案内するかご用案内レールと、かごを吊る懸架手段と、懸架手段を駆動する巻き上げ機と、かごの昇降を制御する制御手段と、かごの振動を抑制する振動抑制装置とを備え、振動抑制装置は、かごとかご用案内レールとの間に装着され、かごの水平方向の位置変位に基づき、永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルと鉄心との相対位置が変位するとともに、コイルと鉄心との相対変位に基づき、コイルに起電力が発生することにより、かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とする。

また、昇降路内を昇降するかごと、かごの昇降を案内するかご用案内レールと、かごを吊る懸架手段と、懸架手段を駆動する巻き上げ機と、かごの昇降を制御する制御手段と、かごの振動を抑制する振動抑制装置とを備え、振動抑制装置は、かごとかご用案内レールとの間に装着され、永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルへの電流が供給される時には、供給される電流に基づいてかごの加速方向と逆方向に力を発生させ、コイルへの電流が供給されない時には、かごの水平方向の位置変位に基づき、コイルと鉄心との相対位置が変位するとともに、コイルと鉄心との相対変位に基づき、コイルに起電力が発生することにより、かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とする。

また、かごの状態に基づいて、コイルへ電流供給を行うかどうかを決定することを特徴とする。

また、かごの水平方向の振動を検出する振動検出手段を備え、制御手段は、振動検出手段から受信した振動信号に基づいて振動抑制装置が発生すべき力を算出するとともに、力を発生させる電流をコイルに供給することを特徴とする。

また、かごはかご枠とその内側にあるかご室とから成り、振動抑制装置は、かご枠とかご室との間に弾性体と共に装着され、またはガイドローラーに装着されることを特徴とする。

本発明によれば、エレベータのかごの振動によってコイルと鉄心との相対位置が変位し、コイルが永久磁石から発生する磁束内を移動する。するとコイルに起電力が発生することによって、振動抑制装置はローレンツ力により振動と逆方向にかごを押し返す。従って、振動抑制装置のコイルに電力の供給を要さずにも、かごの制振が可能となり、ひいては、適度な乗り心地を保つとともに省エネルギーが実現される。

また、振動抑制装置のコイルに電流が供給される場合は、電流の量に比例したローレンツ力がコイルまたは鉄心を駆動させ、振動抑制装置は振動と逆方向にかごを押し返す。一方、振動抑制装置のコイルに電流が供給されない場合でも、コイルと鉄心との相対変位に基づき、コイルに起電力が発生することにより電力の供給を要さずにかごの制振が可能となる。よって、この振動抑制装置は、電力供給がされている場合とされていない場合の、両方の場合で制振することができる。電流が供給される場合の制振能力は、電流が供給されない場合の制振能力より優れている点で有利であり、電流が供給されない場合の制振は省エネルギーの面で有利である。よって、高度な乗り心地の良さを追求する場合には電流を供給し、適度な乗り心地の良さを保ちながら省エネルギーをも追求する場合には電流を供給しない、など、二つの機能を持つことで、幅広い要望に応えることができる振動抑制装置を提供することができる。

また、制御手段がエレベータ装置のかごの状態、すなわちかご内の乗客の有無、かごの振動の加速度などの条件に対応させながら、振動抑制装置のコイルに電流を供給する場合としない場合を決定でき、かごの状態に応じて制振方法を変更することに基づく省エネルギーを実現することができる。

また、振動抑制装置のコイルに電流を供給する場合において、制御手段が振動検出手段によってエレベータ装置のかごに生じる水平方向の振動を検出することで、検出された振動に対して効果的な制振が実現される。

また、かご枠とかご室との間に更にゴムやバネ等の弾性体、または、ガイドローラー等の機械的な振動抑制手段と併用することによって、これら機械的な振動抑制手段と本振動抑制装置が、かご室内の乗客等による偏荷重に起因するかごの振動を抑制し、かごの相乗的な制振が可能となる。

また、エレベータのかごの振動によってコイルと鉄心との相対位置が変位し、コイルが永久磁石から発生する磁束内を移動する。するとコイルに起電力が発生することによって、振動抑制装置はローレンツ力により振動と逆方向にかごを押し返す。振動抑制装置のコイルが電源から遮断されているため、電力の供給を要さずにかごの制振が可能である。よって、電流を供給せずに制振できるため、省エネルギーが実現される。この振動抑制装置は、かご室とかご用案内レールとの間であればどこに装着されてもよく、装着場所の例としては、かご枠とかご室の間またはガイドローラーである。

また、振動抑制装置がかご枠とかご室の間またはガイドローラーに装着されている。かご室内の乗客等による偏荷重に起因する振動が大きいため、前者の場合はかご枠とかご室との間に更にゴムやバネ等の弾性体と、後者の場合はガイドローラーと併用することによって、これら機械的な振動抑制手段がかごの振動の一部を抑制し、かごの相乗的な制振が可能となるとともに、本発明の振動抑制装置の負担を軽減する。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータ装置の全体図である。かご１は昇降路内を上下に昇降して乗客または荷物を所望の階床に運ぶ。かご用案内レール２は、かご１の昇降を案内するレールであり、かごの両側に配置され、昇降路に固定されている。かご１およびカウンターウェイト９は懸架手段３によって吊り下げられており、カウンターウェイト９はかご１と反対方向に昇降する。懸架手段３は、主にロープ、鎖、またはベルトなどによって構成される。また、巻き上げ機４は、懸架手段３が巻き掛けられるシーブ部と、このシーブ部を駆動するモータ部とから構成される。従って、モータ部の駆動によって、シーブ部が回転して懸架手段３を介して、かご１およびカウンターウェイト９を昇降させる。

かごの昇降を制御する制御手段は、エレベータ制御盤５と、かご上制御盤６と、制御ケーブル８と、以下で説明する振動抑制装置制御盤７、２１、３８と、から構成される。具体的には、エレベータ制御盤５は巻き上げ機４に駆動指令をだすことによって巻き上げ機４を駆動させてかご１の昇降を制御し、かご上制御盤６はかごドアの制御等を行う。この際、エレベータ制御盤５は制御ケーブル８を通してかご上制御盤６にエレベータ昇降に関する制御指令を行う。振動抑制装置制御盤７は、かご１の水平方向の振動抑制の制御をする。ガイドローラー１０は、かご１に装着されており、かご用案内レール２と係合することによって、かご１を支持する。ただし、図１に図示されたエレベータ装置は一例に過ぎず、本発明の課題を解決することの本質を害しない限りにおいては、他の構成を有したエレベータ装置に本発明を適用できることは言うまでもない。

図２〜５を参照して、本発明の第１の実施形態に係るエレベータ装置について詳細に説明する。図２は、第１の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図である。図３は、第１の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図である。図４及び図５については、後述にて説明する。かご用案内レール２は乗り場から見てかご枠１１の両側に配設され、かご枠１１の昇降を案内する。かご枠１１に取り付けられた４つのガイドローラー１０はかご用案内レール２にそれぞれ係合し、かご用案内レール２に沿ってガイドローラー１０の回転動作による滑り接触によって、かご１の昇降が支持される。ガイドローラー１０の代わりに図示しないすべり摩擦を伴うシューを用いたスライドシューを代用してもよい。かご枠１１は振動抑制装置１２を介してかご室１３を支持する。ここで、かご枠１１及びかご室１３によってかご１は構成される。

図３において、振動抑制装置１２a及び１２bは乗り場から見て横方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置１２c及び１２dは乗り場から見て左側前後方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置１２e及び１２fは乗り場から見て右側前後方向の振動の抑制を行うようにそれぞれ配設されている。以下、振動抑制装置１２a〜１２fを総して振動抑制装置１２と称す。

図４は、振動抑制装置１２を昇降路の上方から見た図である。図５は図４における制振抑制装置１２のＡ−Ａ断面図である。２片の永久磁石１４は、互いにＮ極が対向するように配設されている。代わりに、互いにＳ極が対向するように配設されてもよい。また、永久磁石１４はヨーク１７に固定されており、コイル１５から一定のギャップを介して、コイル１５の両側に配設されている。コイル１５の上端はアーム１８の下端に固定されており、これらは共に上下に駆動する。また、コイル１５の両端は短絡されている。鉄心１６及びヨーク１７は、共に鉄で形成されており、下面がかご枠１１に固定されている。また、鉄心１６はコイル１５の内側を通り、アーム１８は鉄心１６及びヨーク１７の外側を覆うように配設されている。アーム１８の上面はかご室１３に固定され、コイル１５が上下に駆動することにより、共にアーム１８も上下に駆動され、かご室１３を押したり引いたりができる。以下に、これらの動作を説明する。

永久磁石１４から発生する磁束は、Ｎ極から鉄心１６を通り、そしてヨーク１７を辿ってからＳ極に収束する。この磁束はコイル１５を貫く。ここで、アーム１８がかご室１３によってかご枠１１に向かう方向へ押されると、コイル１５も共にかご枠１１の方向に変位する。これに従ってコイル１５は永久磁石１４が発生する磁束中を移動する。するとコイル１５に起電力が発生し、コイル１５の内側にローレンツ力がかご室１３の方向に発生する。このローレンツ力によりコイル１５がかご室１３の方向に変位する。コイル１５がかご室１３の方向に変位することによって、アーム１８はかご室１３を上方向へ押し返す。逆に、かご室１３がアーム１８をかご枠１１から遠ざかる方向へ引っ張ると、同様にしてローレンツ力がかご枠１１の方向に発生し、コイル１５及びアーム１８はかご室１３をかご枠１１の方向へ引っ張り戻す。（以下、本明細書中ではこのような技術的思想によりエレベータ装置の振動抑制を行うことを「電気ブレーキ制振」と称す。）つまり、かご室１３の水平方向の位置変位に基づき、永久磁石１４が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイル１５と鉄心１６との相対位置が変位するとともに、このコイル１５と鉄心１６との相対変位に基づき、コイル１５に起電力が発生することにより、かご室１３の水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させる。

このように構成された振動抑制装置１２a〜１２fは、それぞれがかご室１３の水平方向の振動を低減するように働く。例えば、かご室１３が乗り場側から見て右方向へ変位すると、振動抑制装置１２bは左方向にかご室１３を押し返し、振動抑制装置１２aは左方向にかご室１３を引っ張り返す。こうして２つ以上の振動抑制装置１２が同方向にローレンツ力を発生させることによって、制振能力の相乗効果により、効果的な制振が実現できる。また、コイル１５に発生する起電力は、コイル１５が鉄心１６及び永久磁石１４の間を変位することによって発生するので、第１の実施形態での振動抑制装置１２は電力供給を要さない。よって、電流を供給せずに制振できるため、省エネルギーが実現される。

また、従来の技術のように電力供給を要する制振装置を用いたエレベータ装置では、停電や制振装置の電気回路やシステムの故障などによって、制振装置が作動しなくなると、制振能力が低下してしまうという問題があった。第１の実施形態での振動抑制装置１２は、停電や制振装置の電気回路やシステムの故障などの場合においても、電力供給を要さないで制振できる構成のため、このような問題が生じることがない。

以上に説明した図２〜５におけるエレベータ装置の構造及び構成要素の配置や、振動抑制装置１２の構造及び配置される位置は、一例に過ぎず、上記に示す技術的思想に基づくものである限り、いかなる変形も可能である。例えば、第１の実施形態で示された振動抑制装置１２は、コイル１５が固定された鉄心１６及び永久磁石１４に対して変位するが、逆にコイル１５に対して鉄心１６及び永久磁石１４が変位するように変形しても良い。

第１の実施形態で示されたエレベータ装置には、振動抑制装置１２のみがかご枠１１とかご室１３の間に装着されているが、かご室１３内の乗客等による偏荷重（かごの重心に対する乗客荷重の不均一性）等に起因してかご１の昇降時に振動が生じるため、この場合はかご枠１１とかご室１３との間に更にゴムやバネ等の弾性体や、他の機械的な制振手段と併用すると、かご室１３の相乗的な制振が可能である。また、第１の実施形態の振動抑制装置１２は、かご室１３の水平方向の制振をするために、かご室１３とかご用案内レール２との間であればどこに装着されてもよい。よって、例えばガイドローラー１０に装着することも効果的である。ガイドローラー１０に装着すると、別途振動抑制装置を配置するスペースを要することなく、機械的及び電気的な振動抑制手段の併用によって、かご室１３の効果的な制振が可能となる。

第２の実施形態．
図６〜１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係るエレベータ装置について説明する。図６は、第２の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図である。図７は、第２の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図である。図８〜１１については、後述にて説明する。かご用案内レール２は乗り場から見てかご枠１１の両側に配設され、かご枠１１の昇降を案内する。かご枠１１に取り付けられた４つのガイドローラー１０はかご用案内レール２にそれぞれ係合する。ガイドローラー１０の代わりに図示しないスライドシューを代用してもよい。かご枠１１は振動抑制装置１９を介してかご室１３を支持する。ここで、かご枠１１及びかご室１３は、かご１を構成する。

図７において、振動抑制装置１９a及び１９bは乗り場から見て横方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置１９c及び１９dは乗り場から見て左側前後方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置１９e及び１９fは乗り場から見て右側前後方向の振動の抑制を行うようにそれぞれ装着されている。図６の振動検出手段２０は、かご室１３に装着されており、かご室１３の水平方向の振動を検出し、検出した振動を図７に示すｘ、ｙ方向の振動信号へと変換し、変換したｘ、ｙ方向の振動信号を振動抑制装置制御盤２１に出力（送信）する。振動抑制装置制御盤２１は、かご枠１１に装着されており、入力（受信）されたｘ、ｙ方向の振動信号に基づいて、振動抑制装置１９が振動検出手段２０にて検出された振動を低減するに要する力を算出する。振動抑制装置制御盤２１は、算出した力を発生させるに要する電流を振動抑制装置１９に供給する。

図８は、振動抑制装置１９を昇降路の上方から見た図である。図９は振動抑制装置１９のＢ−Ｂ断面図である。２片の永久磁石２２は、互いにＮ極が対向するように配設されている。代わりに、互いにＳ極が対向するように配設されてもよい。また、永久磁石２２はヨーク２５に固定されており、コイル２３から一定のギャップを介して、コイル２３の両側に配設されている。コイル２３の上端はアーム２６の下端に固定されており、これらは共に上下に駆動する。鉄心２４及びヨーク２５は、共に鉄で形成されており、下面がかご枠１１に固定されている。また、鉄心２４はコイル２３の内側を通り、アーム２６は鉄心２４及びヨーク２５の外側を覆うように配設されている。アーム２６の上面はかご室１３に固定され、コイル２３が上下に駆動することにより、共にアーム２６も上下に駆動され、かご室１３を押したり引いたりができる。

図１０は、第２の実施形態の振動抑制装置１９及び振動抑制装置制御盤２１の関係を示すシステム構成図である。振動抑制装置制御盤２１の内部には、ノーマリークローズの電磁開閉器２７、メイン電力源２８、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９、インバーター３０、制振制御コントローラー３１が配設されている。振動抑制装置１９のコイル２３の両端は、ノーマリークローズの電磁開閉器２７で繋がれている。また、コイル２３は、メイン電力源２８、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９及びインバーター３０を含む回路を構成している。インバーター３０には、回路に制御指令を与える制振制御コントローラー３１が接続されている。以下に、これらの動作を説明する。

制振制御コントローラー３１がノーマリークローズの電磁開閉器２７をＯＮ（接続）にし、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９をＯＦＦ（開放）にすると、振動抑制装置１９にはメイン電力源２８からの電力供給が絶たれる。また、振動抑制装置１９のコイル２３の両端が短絡されているため、コイル２３への電流が供給されない場合となり、振動抑制装置１９は第１の実施形態の振動抑制装置１４と同じ動作をするようになる。つまり電気ブレーキ制振によりエレベータ装置の振動抑制が可能になる。

制振制御コントローラー３１がノーマリークローズの電磁開閉器２７をＯＦＦにし、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９をＯＮにすると、振動抑制装置１９にはメイン電力源２８からの電力供給がされる。メイン電力源２８からコイル２３に電流が供給されると、供給される電流の量と向きによって、コイル２３に働くローレンツ力の大きさとその駆動方向（かご室１３の方向またはかご枠１１の方向）が決定される。このローレンツ力を制御することによって、かご室１３に生じる振動を効果的に低減できる。（以下、本明細書ではこのような技術的思想によりエレベータ装置の振動抑制を行うことを「電力供給制振」と称す。）

図１１は、ノーマリークローズの電磁開閉器２７及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９の開閉指令回路図である。つまり、制振制御コントローラー３１がノーマリークローズの電磁開閉器２７，ノーマリーオープンの電磁開閉器２９の開閉指令（ＯＮ／ＯＦＦ指令）を行うことによって、コイル２３への電流供給の制御を行う。この開閉指令回路は、トランジスタ３２、電磁開閉器用電力源３３、ノーマリークローズの電磁開閉器２７用コイル３４、及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９用コイル３５とから構成され、振動抑制装置制御盤２１の内部に配設されている。

制振制御コントローラー３１からの開閉指令によりトランジスタ３２がＯＮすると、電磁開閉器用電力源３３からノーマリークローズの電磁開閉器２７用コイル３４及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９用コイル３５に電力が供給される。すると電磁開閉器用電力源３３からノーマリークローズの電磁開閉器２７はＯＦＦされ、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９はＯＮされる。逆に、制振制御コントローラー３１からの開閉指令によりトランジスタ３２がＯＦＦすると、電磁開閉器用電力源３３からノーマリークローズの電磁開閉器２７用コイル３４及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９用コイル３５に電力が遮断される。すると電磁開閉器用電力源３３からノーマリークローズの電磁開閉器２７はＯＮになり、ノーマリーオープンの電磁開閉器２９はＯＦＦになる。この開閉指令回路の構成は直列となっているため、ノーマリークローズの電磁開閉器２７用コイル３４及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９用コイル３５への電力供給は同時に行われ、ノーマリークローズの電磁開閉器２７及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９の同時ＯＮ状態は回避される。これは、図１１の回路が故障した場合においても同様である。以下に、電力供給制振の動作を説明する。

まず、振動検出手段２０がかご室１３の水平方向の振動を検出し、検出した振動を図７に示すｘ、ｙ方向の振動信号へと変換し、変換したｘ、ｙ方向の振動信号を制振制御用コントローラー３１に送信する。制振制御用コントローラー３１は、受信したｘ、ｙ方向の振動信号に基づいて、振動抑制装置１９が振動検出手段２０にて検出された振動を低減するに要するローレンツ力を算出する。さらに制振制御用コントローラー３１は、振動抑制装置１９が算出したローレンツ力を発生させるに要する電流の量と向きを制御するよう、インバーター３０に対し指令する。インバーター３０は、制振制御用コントローラー３１からの指令通りの電流の量と向きを、振動抑制装置１９に供給する。

このように構成された振動抑制装置１９a〜１９fは、それぞれがかご室１３の水平方向の振動を低減するように働く。例えば、かご室１３が乗り場側から見て右方向へ変位すると、振動抑制装置１９bは左方向にかご室１３を押し返し、振動抑制装置１９aは左方向にかご室１３を引っ張り返す。こうして２つ以上の振動抑制装置が同方向にローレンツ力を発生させることによって、２つ以上の振動抑制装置の制振力の相乗効果により、効果的な制振が実現できる。

第２の実施形態では、制振制御用コントローラー３１がノーマリークローズの電磁開閉器２７に開閉指令を行うことにより、電気ブレーキ制振と電力供給制振とを切り替えて振動抑制装置１９を作動させることができる。ここで、電力供給制振は、電気ブレーキ制振と異なり、電力供給を要するが、制振能力は電気ブレーキ制振より優れている点で有利である。

また、従来の技術のように電力供給を要する制振装置を用いたエレベータ装置では、停電や制振装置の電気回路やシステムの故障などによって、制振装置が作動しなくなると、制振能力が低下してしまうという問題があった。しかし、第２の実施形態での振動抑制装置１９は、ノーマリークローズの電磁開閉器２７を備えていることにより、振動抑制装置のシステムへの電力供給が途絶えてしまっても、自動的にノーマリークローズの電磁開閉器２７がＯＮし、すなわち自動的に電気ブレーキ制振が替わってエレベータ装置の制振を続けるので、このような問題を解決したといえる。さらに、部分的に振動抑制装置のシステムの故障などの異常が発生した場合でも、故障などに該当する振動抑制装置だけを電気ブレーキ制振に切り替えることによって、全体的なエレベータ装置の制振能力が低下されることを防ぐことができる。

以上に説明した図６〜１１におけるエレベータ装置の構造及び構成要素の配置や、振動抑制装置１９、振動抑制装置１９のシステム及びノーマリークローズの電磁開閉器２７及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９の開閉指令回路図の構造及び配置の位置は、一例に過ぎず、上記に示す技術的思想に基づくものである限り、いかなる変形も可能である。例えば、第２の実施形態で示された振動抑制装置１９は、コイル２３が固定された鉄心２４及び永久磁石２２に対して変位するが、逆にコイル２３に対して鉄心２４及び永久磁石２２が変位するように変形しても良い。

第２の実施形態で示されたエレベータ装置には、振動抑制装置１９がかご枠１１とかご室１３の間に装着されているが、かご室１３内の乗客等による偏荷重に起因する振動が大きいため、この場合はかご枠１１とかご室１３との間に更にゴムやバネ等の弾性体や、他の機械的な制振手段と併用すると、かご室１３の効果的な制振が可能である。また、第２の実施形態の振動抑制装置１９は、かご室１３の水平方向の制振をするために、かご室１３とかご用案内レール２との間であればどこに装着されてもよい。よって、例えばガイドローラー１０に装着することも効果的である。ガイドローラー１０に装着すると、別途振動抑制装置を配置するスペースを要することなく、機械的な振動抑制手段と併用をすることによって、かご室１３の効果的な制振が可能となる。

また、図１１における開閉指令回路図は、これの他にも、ノーマリーオープン及びノーマリークローズの複数接点を持ち、単独コイルによって動作する電磁開閉器を用いても、同様の効果が得られる。

第３の実施形態.
本実施の形態では、エレベータ制御盤５、振動検出手段３７、及び秤装置３９から得られる情報に基づき、電気ブレーキ制振及び電力供給制振のいずれかを選択するエレベータ装置につき、図１２〜１５を参照して説明する。図１２は、第３の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図である。図１３は、第３の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図である。図１４及び図１５については、後述にて説明する。かご用案内レール２は乗り場から見てかご枠１１の両側に配設され、かご枠１１の昇降を案内する。かご枠１１に取り付けられた４つのガイドローラー１０はかご用案内レール２にそれぞれ係合する。ガイドローラー１０の代わりに図示しないスライドシューを代用してもよい。かご枠１１は振動抑制装置３６を介してかご室１３を支持する。ここで、かご枠１１及びかご室１３は、かご１を構成する。

図１３において、振動抑制装置３６a及び３６bは乗り場から見て横方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置３６c及び３６dは乗り場から見て左側前後方向の振動の抑制を行い、振動抑制装置３６e及び３６fは乗り場から見て右側前後方向の振動の抑制を行うようにそれぞれ装着されている。図１２の振動検出手段３７は、かご室１３に装着されており、かご室１３の水平方向の振動を検出し、検出した振動を図１３に示すｘ、ｙ方向の振動信号へと変換し、変換したｘ、ｙ方向の振動信号を振動抑制装置制御盤３８に送信する。秤装置３９は、かご室１３の床下に装着されており、かご室１３内の重量を測定し、測定した重量の情報を振動抑制装置制御盤３８に送信する。

また、図１に図示されるエレベータ制御盤５は、エレベータ装置の運行状態、すなわちかご１が走行中あるいは停止中の状態にあるか等の情報を振動抑制装置制御盤３８に送信する。振動抑制装置制御盤３８は、かご枠１１に装着されており、受信したかご室１３のｘ、ｙ方向の振動信号、かご室１３内の重量情報、及びエレベータ装置の運行状態の情報に基づいて、電力供給制振と電気ブレーキ制振との切り替えを行い、さらに電力供給制振を行っている間は振動抑制装置３６が振動検出手段３７にて検出された振動を低減するに要する力を算出し、算出した力を発生させるに要する電流を振動抑制装置３６に供給する。

振動抑制装置３６は、第２の実施形態の振動抑制装置１９と同様に、図８及び図９のような構成をとる。

図１４は、第３の実施形態の振動抑制装置３６及び振動抑制装置制御盤３８の関係を示すシステム構成図である。振動抑制装置制御盤３８の内部には、ノーマリークローズの電磁開閉器４０、メイン電力源４１、ノーマリーオープンの電磁開閉器４２、インバーター４３、制振制御コントローラー４４が配設されている。そして、振動抑制装置３６のコイルの両端はノーマリークローズの電磁開閉器４０で繋がれている。また、振動抑制装置３６のコイルは、メイン電力源４１、ノーマリーオープンの電磁開閉器４２及びインバーター４３を含む回路を構成している。インバーター４３には、回路に制御指令を与える制振制御コントローラー４２が接続されている。これらの動作は、以下に説明するように、第２の実施形態の動作と同様である。

制振制御コントローラ−４４がノーマリークローズの電磁開閉器４０をＯＮにし、ノーマリーオープンの電磁開閉器４２をＯＦＦにすると、振動抑制装置３６にはメイン電力源４１からの電力供給が絶たれる。よって、電気ブレーキ制振によりエレベータ装置の振動抑制が可能になる。

制振制御コントローラ−４４がノーマリークローズの電磁開閉器４０をＯＦＦにし、ノーマリーオープンの電磁開閉器４２をＯＮにすると、振動抑制装置３６にはメイン電力源４１からの電力供給がなされる。よって、電力供給制振によりエレベータ装置の振動抑制が可能になる。

振動抑制装置３６は、第２の実施形態の振動抑制装置２４と同様に、図１１のようなノーマリークローズの電磁開閉器４０とノーマリーオープンの電磁開閉器４２の開閉指令回路を備えることによって電力供給制振及び電気ブレーキ制振を切り替えてエレベータ装置の振動抑制を行う。

図１５は、第３の実施形態のエレベータ装置の制振制御動作図である。まず、予め試験により、電気ブレーキ制振により充分に抑制可能な振動の周波数及び大きさを調べておく。さらに試験結果により得られた、電気ブレーキ制振が乗り心地に問題がない程度までに制振できるかご室１３に発生する振動の加速度の最大の絶対値αを、予め制振制御コントローラ−４４に登録しておく。ここで、α値を制振制御コントローラ−４４に登録するのは、随時、振動抑制装置３６やエレベータ装置の据付時及び保守時などで可能である。α値は約１０gal程度である。

次に、エレベータ制御盤５によって、エレベータ装置が走行開始されたという情報が制振制御コントローラ−４４に送信される（ステップ１）。次に、秤装置３９から受信するかご室１３内の重量情報によって、制振制御コントローラ−４４はかご室１３内の乗客の有無を把握する（ステップ２）。かご室１３内に乗客がいない場合は、高度な乗り心地の良さを要さないので、制振制御コントローラ−４４は電気ブレーキ制振指令をする（ステップ３）。

かご室１３内に乗客がいる場合は、次に、振動検出手段３７から受信するｘ、ｙ方向の振動信号に基づいて、かご室１３の加速度をｘ方向及びｙ方向のそれぞれについて算出する。尚ここでは、図１３に示すように、ｘ方向は乗り場から見て横方向、ｙ方向は乗り場から見て前後方向に相当する。ｘ方向については、ｘ方向の加速度の絶対値がα以下であるか否かを比較する（ステップ４）。加速度の絶対値がα以下であれば、ｘ方向の振動抑制装置３６a及び３６bに対して、電気ブレーキ制振指令をする（ステップ５）。加速度の絶対値がαより大きければ、ｘ方向の振動抑制装置３６a及び３６bに対して、電力供給制振指令をする（ステップ６）。

振動検出手段３７は、一定時間毎にかご室の水平方向の振動を検出し、振動信号を振動制御コントローラ−４４に送信する。振動制御コントローラ−４４では、振動検出手段３７から送信された振動信号を受信する毎に、この振動信号から算出したｘ、ｙ方向の加速度の絶対値とα値とをそれぞれ比較する（ステップ７）。電気ブレーキ制振指令後は、ｘ方向の加速度の絶対値がα以下である状態が持続している間は電気ブレーキ制振を継続する。そして制振制御コントローラ−４４は、ｘ方向の加速度の絶対値がαより大きくなった時、ｘ方向の振動抑制装置３６a及び３６bに対して、電力供給制振指令をする（ステップ６）。

電力供給制振指令後は、ｘ方向の加速度の絶対値がαより大きい状態が持続している間は電力供給制振を継続し、加速度の絶対値がα以下になった時、制振制御コントローラ−４４はｘ方向の振動抑制装置３６a及び３６bに対して、電気ブレーキ制振指令をする。

制振制御コントローラ−４４はｙ方向についても同様に、図１５に示すようなステップ８〜１１に沿って、ｙ方向の振動抑制装置３６c、３６d、３６e、３６fに対して制振指令をする。ステップ４〜７、及びステップ８〜１１は、並行して、或いは交互に行う。

更に、秤装置３９は一定時間毎にかご室内の重量を測定し、重量情報を制振制御コントローラ−４４に送信する。したがって、制振制御コントローラー４４には、かご室１３内の乗客の有無の情報がその都度更新されるので、エレベータ制御盤５によって、エレベータ装置が停止したという情報が制振制御コントローラ−４４に送信されるまで、以上のステップ２〜１１を繰り返し行うことができる。

そして、エレベータ制御盤５によって、エレベータ装置が停止したという情報が制振制御コントローラ−４４に送信されると（ステップ１２）、制振制御コントローラ−４４はエレベータ制御盤５及び秤装置３９から受信する情報に基づいて、高度な乗り心地の良さが必要か否かを判断し、電気ブレーキ制振及び電力供給制振の選定をする（ステップ１３）。例えば、かご室１３内に乗客がいない場合は、高度な乗り心地の良さを要さないので、エレベータ装置の停止中及び走行中は電気ブレーキ制振を指令する。逆に、エレベータ装置が停止中でも、かご室１３内に乗客がいる場合は、すぐにエレベータ装置が走行する可能性があるので、現状の制振方式を維持する、等が考えられる。

ただし、図１２〜１５におけるエレベータ装置の構造及び構成要素の配置や、振動抑制装置３６のシステム及びエレベータ装置の制振制御動作図は、一例に過ぎず、上記に示す技術的思想に基づくものである限り、いかなる変形も可能である。第３の実施形態で示されたエレベータ装置には、振動抑制装置３６がかご枠１１とかご室１３の間に装着されているが、かご室１３内の乗客等による偏荷重に起因する振動が大きいため、この場合はかご枠１１とかご室１３との間に更にゴムやバネ等の弾性体や、他の機械的な制振手段と併用すると、かご室１３の効果的な制振が可能である。

また、第３の実施形態の振動抑制装置３６は、かご室１３の水平方向の制振をするために、かご室１３とかご用案内レール２との間であればどこに装着されてもよい。よって、例えばガイドローラー１０に装着することも効果的である。ガイドローラー１０に装着すると、別途振動抑制装置を配置するスペースを要することなく、機械的及び電気的な振動抑制手段の併用によって、かご室１３の効果的な制振が可能となる。

さらに、第３の実施形態では、電気ブレーキ制振及び電力供給制振の選定条件を、エレベータ制御盤５、振動検出手段３７、及び秤装置３９から得られる情報としたが、この選定条件はこれらに限られず、電気ブレーキ制振のエネルギー効率性及び電力供給制振の高度な制振能力を考慮することによって、あらゆる選定の方法が可能である。

また、振動抑制装置３６が第２の実施形態における振動抑制装置２４と同様の構成を有することにより、振動抑制装置のシステムへの電力供給が途絶えてしまっても、自動的に電気ブレーキ制振が替わってエレベータ装置の制振を続けることができる。さらに、部分的に振動抑制装置のシステムの故障などの異常が発生した場合も、故障などに該当する振動抑制装置だけを電気ブレーキ制振に切り替えることによって、全体的なエレベータ装置の制振能力が著しく低下されることを防ぐことができる。

エレベータ装置の全体図第１の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図第１の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図図３の制振抑制装置１２を昇降路の上方から見た図図４における制振抑制装置１２のＡ−Ａ断面図第２の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図第２の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図図７の制振抑制装置１９を昇降路の上方から見た図図８における制振抑制装置１９のＢ−Ｂ断面図第２の実施形態の振動抑制装置１９及び振動抑制装置制御盤２１の関係を示すシステム構成図図１０のノーマリークローズの電磁開閉器２７及びノーマリーオープンの電磁開閉器２９の開閉指令回路図第３の実施形態に係るエレベータ装置の乗り場方向から見た断面図第３の実施形態に係るエレベータ装置を昇降路の上方から見た断面図第３の実施形態の振動抑制装置３６及び振動抑制装置制御盤３８の関係を示すシステム構成図第３の実施形態のエレベータ装置の制振制御動作図

符号の説明

１かご
２かご用案内レール
３懸架手段
４巻き上げ機
５エレベータ制御盤
６かご上制御盤
８制御ケーブル
７、２１、３８振動抑制装置制御盤
１２、１９、３６振動抑制装置
１４、２２永久磁石
１５、２３コイル
１６、２４鉄心
２０、３７振動検出手段
１１かご枠
１３かご室

Claims

昇降路内を昇降するかごと、
前記かごの昇降を案内するかご用案内レールと、
前記かごを吊る懸架手段と、
前記懸架手段を駆動する巻き上げ機と、
前記かごの昇降を制御する制御手段と、
前記かごの振動を抑制する振動抑制装置とを備え、
前記振動抑制装置は、
前記かごと前記かご用案内レールとの間に装着され、
前記かごの水平方向の位置変位に基づき、永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルと鉄心との相対位置が変位するとともに、前記コイルと前記鉄心との相対変位に基づき、前記コイルに起電力が発生することにより、前記かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とするエレベータ装置。
昇降路内を昇降するかごと、
前記かごの昇降を案内するかご用案内レールと、
前記かごを吊る懸架手段と、
前記懸架手段を駆動する巻き上げ機と、
前記かごの昇降を制御する制御手段と、
前記かごの振動を抑制する振動抑制装置とを備え、
前記振動抑制装置は、
前記かごと前記かご用案内レールとの間に装着され、
永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルへの電流が供給される時には、供給される電流に基づいて前記かごの加速方向と逆方向に力を発生させ、
前記コイルへの電流が供給されない時には、前記かごの水平方向の位置変位に基づき、前記コイルと鉄心との相対位置が変位するとともに、前記コイルと前記鉄心との相対変位に基づき、前記コイルに起電力が発生することにより、前記かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とするエレベータ装置。
前記制御手段は、前記かごの状態に基づいて、前記コイルへ電流供給を行うかどうかを決定することを特徴とする請求項２に記載のエレベータ装置。
前記かごの水平方向の振動を検出する振動検出手段を備え、
前記制御手段は、前記振動検出手段から受信した振動信号に基づいて前記振動抑制装置が発生すべき力を算出するとともに、前記電流を前記コイルに供給することを特徴とする請求項２または３に記載のエレベータ装置。
前記かごはかご枠とその内側にあるかご室とから成り、
前記振動抑制装置は、前記かご枠と前記かご室との間、またはガイドローラーに装着されることを特徴とする請求項１ないし４に記載のエレベータ装置。
永久磁石と、
前記永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルと、
前記コイルの内側に配置された鉄心とを備え、
エレベータ装置のかごと前記かご用の案内レールとの間に装着され、
前記かごの水平方向の位置変位に基づき、前記コイルと前記鉄心との相対位置が変位するとともに、コイルに起電力が発生することにより、前記かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とする振動抑制装置。
永久磁石と、
前記永久磁石が発生する磁束が貫く位置に配置されたコイルと、
前記コイルの内側に配置された鉄心とを備え、
エレベータ装置のかごと前記かご用の案内レールとの間に装着され、
前記コイルへの電流供給時には、電流供給量に基づいて前記かごの加速方向と逆方向に力を発生させ、
前記コイルへの電流供給がなされない時には、前記かごの水平方向の位置変位に基づき、前記コイルと前記鉄心との相対位置が変位するとともに、前記コイルに起電力が発生することにより、前記かごの水平方向の加速方向と逆方向に力を発生させることを特徴とする振動抑制装置。
前記かごはかご枠とその内側にあるかご室とから成り、
前記振動抑制装置は、前記かご枠と前記かご室との間、またはガイドローラーに装着されることを特徴とする請求項６または７に記載の振動抑制装置。