JP2014234295A - Elevator device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンペンプーリとコンペンロープを有するコンペンプーリ装置を備えたエレベータ装置に関する。 The present invention relates to an elevator apparatus including a compensation pulley apparatus having a compensation pulley and a compensation rope.
一般に、エレベータ装置は、巻上機の出力軸に取り付けられたシーブと、シーブに架けられる主ロープと、主ロープに懸垂され巻上機により速度制御される乗りかごと、主ロープに懸垂される乗りかごの質量と同等の質量の釣合いおもりで構成される。このようなつるべ式のエレベータ装置においては、乗りかご側と釣合いおもり側の質量をつり合わせることでモータの実効負荷を減らして乗りかごを昇降制御している。 In general, an elevator apparatus is suspended on a main rope, a sheave attached to the output shaft of the hoisting machine, a main rope hung on the sheave, a car suspended on the main rope and controlled in speed by the hoisting machine. Consists of a counterweight with a mass equivalent to that of the car. In such a lift type elevator apparatus, the elevator car is lifted and lowered by reducing the effective load of the motor by balancing the masses of the car side and the counterweight side.
エレベータ行程が長くなると、乗りかご位置によって主ロープの占める質量の割合が変化し、アンバランスが発生して巻上機の実効負荷が変動する。この様な巻上機の負荷変動を最小限にするために、乗りかごと釣合いおもりの下部に接続され、主ロープと同等の質量と長さを持つコンペンロープと、コンペンロープに張力をあたえるコンペンプーリを有するコンペンプーリ装置が設けられている。 If the elevator stroke becomes longer, the proportion of the mass occupied by the main rope changes depending on the position of the car, and an imbalance occurs and the effective load of the hoisting machine fluctuates. In order to minimize such load fluctuations of the hoist, a compen- sion rope connected to the lower part of the carriage and the counterweight and having the same mass and length as the main rope, and a compensator that applies tension to the compen- sion rope A compensatory pulley device having a pulley is provided.
コンペンプーリは、気温や経年劣化などによって長さの変化するコンペンロープに張力を与えるために、建屋に固定せずコンペンロープに懸垂する構造とし、建屋に設けられたガイドレールとコンペンプーリに設けられた摺動部との摩擦力によりコンペンプーリ上下方向振動の減衰を加えている。 Compensation pulleys are designed not to be fixed to the building but to be suspended from the compensation rope in order to give tension to the compensation rope whose length changes due to temperature, aging, etc. The vibration of the Complied pulley is attenuated by the frictional force with the sliding part.
エレベータ装置は、主ロープやコンペンロープの弾性、及び巻上機の回転慣性、乗りかごや釣合いおもりの質量、コンペンプーリ装置の質量とその回転部分の回転慣性等のファクタにより定まる上下振動モードの挙動によっては、巻上機の速度制御系が不安定となり振動が生じ、エレベータ装置としての乗り心地を損なう場合がある。 The elevator system depends on the behavior of the vertical and vibration modes determined by factors such as the elasticity of the main rope and compen- sion rope, the rotational inertia of the hoist, the weight of the car and counterweight, the weight of the compensator pulley and the rotational inertia of its rotating part. In some cases, the speed control system of the hoisting machine becomes unstable and vibrations occur, which may impair the riding comfort as an elevator apparatus.
従来のエレベータ装置において、コンペンプーリの上下振動の減衰はガイドレールとの摩擦力のみとなり、効果的にコンペンプーリの上下振動を抑制できない場合には、コンペンロープを介して振動が励起され乗りかごの上下振動が増大する。コンペンプーリの上下振動に対して減衰を与える手段に関する従来技術として、特許文献1には、コンペンプーリを二つ用いた機構によりそれぞれのプーリに独立に減衰を与えるダンパを設け、乗りかごと釣合いおもりが同相または逆相に動くことで振動を低減する構成が開示されている。
In a conventional elevator system, the vertical vibration of the compensation pulley is attenuated only by the frictional force with the guide rail. If the vertical vibration of the compensation pulley cannot be effectively suppressed, the vibration is excited through the compensation rope and the car Vertical vibration increases. As a prior art relating to a means for giving damping to the vertical vibration of a compensatory pulley,
特許文献1は、乗りかごと釣合いおもりにより発生する振動に対して、コンペンプーリに設けられたダンパにより上下振動の低減を行っている。しかし、エレベータの長行程化に伴うロープ弾性低下によりロープ固有振動数が低下すると、ダンパの減衰効果は弱まり、コンペンプーリの上下振動を低減することが出来なくなる。また、特許文献1の構成において長行程化に伴うロープ弾性低下によるロープ振幅の増加に対応するためには、ダンパのストロークを長くするか、または機構の大型化が必要になる。さらに、ダンパのストロークを超えるロープ振幅が発生した場合には、コンペンプーリ機構自体が上下振動してしまい、制振機構が機能しないという課題がある。
In
本発明の目的は、長行程エレベータ装置であっても、コンペンプーリに発生する振動を抑制することで、乗りかごに発生する上下振動を抑制し、エレベータ装置の乗り心地を快適にすることにある。 An object of the present invention is to suppress vertical vibrations generated in a car by suppressing vibrations generated in a compensator pulley even in a long-stroke elevator device, thereby making the ride comfort of the elevator device comfortable. .
本発明は、主ロープに吊り下げられた乗りかごと釣り合いおもりを巻上機で昇降すると共に、乗りかご下部と、釣り合いおもり下部に接続されたコンペンロープとコンペンプーリを有し、該コンペンプーリをガイドレールに沿って摺動案内するコンペンプーリ装置を備えたエレベータ装置において、コンペンプーリ装置に、ガイドレールに直交方向に摩擦力を増加させる押付け力を与えるアクチュエータ装置を設け、コンペンプーリとアクチュエータ装置の間に、アクチュエータ装置の変位をコンペンプーリのガイドレール方向の変位に変換するリンク機構を設けたことを特徴とする。 The present invention lifts and lowers a passenger car and a counterweight suspended from a main rope by a hoisting machine, and includes a lower part of the car, a compenand rope connected to the lower part of the counterweight, and a compensator pulley. In an elevator apparatus equipped with a compensatory pulley device that slides and guides along a guide rail, the compensator pulley is provided with an actuator device that applies a pressing force that increases a frictional force in a direction orthogonal to the guide rail. A link mechanism for converting the displacement of the actuator device into the displacement of the compen pulley in the guide rail direction is provided.
本発明によれば、主ロープに吊り下げられた乗りかごと釣り合いおもりを巻上機で昇降すると共に、乗りかご下部と、釣り合いおもり下部に接続されたコンペンロープとコンペンプーリを有し、該コンペンプーリをガイドレールに沿って摺動案内するコンペンプーリ装置を備えたエレベータ装置において、コンペンプーリ装置に、ガイドレールに直交方向に摩擦力を増加させる押付け力を与えるアクチュエータ装置を設け、コンペンプーリとアクチュエータ装置の間に、アクチュエータ装置の変位をコンペンプーリのガイドレール方向の変位に変換するリンク機構を設けたことにより、
ガイドレールとコンペンプーリとの摩擦力を高めることで、コンペンプーリの上下振動を低減することが可能となる。また、リンク機構を用いてアクチュエータの水平方向変位をコンペンプーリの上下方向変位に変換し、コンペンプーリの上下振動を減衰することにより、コンペンプーリ装置の効果的な振動低減が可能となり、コンペンプーリ装置の上下振動により励起されるかご上下振動が低減されることにより、エレベータ装置としての乗り心地を快適なものとすることができる。
According to the present invention, the car and the counterweight suspended from the main rope are moved up and down by the hoisting machine, the lower part of the car, the compenand rope connected to the lower part of the counterweight and the compensator pulley, In an elevator apparatus equipped with a compensatory pulley apparatus that slides and guides a pulley along a guide rail, the compensator apparatus is provided with an actuator device that applies a pressing force that increases a frictional force in a direction orthogonal to the guide rail. By providing a link mechanism that converts the displacement of the actuator device into the displacement of the guide pulley in the guide rail direction between the devices,
By increasing the frictional force between the guide rail and the compensation pulley, it is possible to reduce the vertical vibration of the compensation pulley. In addition, by converting the horizontal displacement of the actuator to the vertical displacement of the compensation pulley using a link mechanism and attenuating the vertical vibration of the compensation pulley, it becomes possible to effectively reduce the vibration of the compensation pulley device. By reducing the car vertical vibration excited by the vertical vibration of the car, the ride comfort as the elevator apparatus can be made comfortable.
以下、本発明を、実施例と図面を用いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and drawings.
以下に本発明の実施例1について説明する。図1は実施例1に係るエレベータ装置の全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、エレベータ装置100は、図示しない巻上機の出力軸に取り付けられているシーブ1に、主ロープ2を介して乗りかご6と釣合いおもり3が接続されている。50はコンペンプーリ装置であり、乗りかご6の位置による主ロープ2の重量変化を補償するコンペンロープ4が、コンペンプーリ5を介して、乗りかご6と釣り合いおもり3の下側で接続される。51、52はガイドレール7に摺動案内されるガイドシュー、53はアクチュエータ装置、56はコンペンプーリ枠である。55はアクチュエータ装置53と、コンペンプーリ枠56を接続するリンクである。200はアクチュエータ制御部、202はコンペンプーリ5の位置センサである。Fは建屋床面である。
As shown in FIG. 1, in an
図2Aは実施例1におけるコンペンプーリ装置の構成を示す正面図、図2Bはコンペンプーリ装置の構成を示す側面図である。コンペンプーリ5は、コンペンロープ4に懸垂し、コンペンロープ4の伸縮に対応するためにガイドレール7によって上下方向の移動を可能としている。このとき、コンペンプーリ5とガイドレール7とは、ガイドシュー51によってガイドされている。ガイドシュー51は、コンペンプーリ5の軸を有するコンペンプーリ枠56に取り付けられている。リンク55は、軸70、71によりコンペンプーリ枠56とアクチュエータ装置53の間に設けられ、軸70、71で回動可能に支持される。リンク55に接続されるアクチュエータ装置53はアクチュエータ支持部81とリニアアクチュエータ82を有し、ガイドレール7によりガイドシュー52を介して上下方向にガイドされている。
FIG. 2A is a front view illustrating the configuration of the compensator pulley device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a side view illustrating the configuration of the compensator pulley device. The
図3は、実施例1におけるアクチュエータ装置53の詳細な構成を示す斜視図である。リンク55に接続される軸71はアクチュエータ支持部81にて支持される。リニアアクチュエータ82は、アクチュエータ支持部81とガイドシュー52の間に、ガイドレール7と直交方向に取り付けられ、電磁力により伸縮自在に変位可能である。図3は装置前面側のガイドレール7に係合する一組のアクチュエータ装置53のみを示す。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a detailed configuration of the
図4は実施例1におけるアクチュエータ制御部200の回路構成を示すブロック線図である。図4において、矢印線は信号線を示している。アクチュエータ制御部200は、センサ部201とトルク演算部210と駆動制御部220を備えている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the
センサ部201内では、位置センサ202によりコンペンプーリ枠56の上下方向の位置を検出し、センサ部201の出力を基にリニアアクチュエータ82に駆動トルクを出力する。位置センサ202は、コンペンプーリ枠56と建屋床面Fとの距離を測って振動により発生する移動距離を検出し、位置信号変換部203により位置信号をデジタル信号に変換する。
In the
トルク演算部210では、位置信号変換部203の出力にゲイン補償器212がゲインを乗じ、この出力とコンペンプーリ枠56の目標位置となる目標値発生器211の出力を加算器213により加算する。この目標位置との差を指令値として駆動制御部220に入力する。次いで、駆動制御部220にて求めたトルクでリニアアクチュエータ82を駆動する。
In the
図5A〜図5Dは、実施例1におけるコンペンプーリ装置の動作を説明する説明図である。コンペンプーリ枠56に取り付けられた位置センサ202はコンペンプーリ枠56と建屋床面Fとの距離を検出する。アクチュエータ装置53は、位置センサ202によって出力される情報を基に制御が行われガイドレール方向へ駆動されるように構成され、ガイドレール7へ押付け力を付与する。
FIG. 5A to FIG. 5D are explanatory diagrams for explaining the operation of the compensator pulley device according to the first embodiment. The
コンペンプーリ5が上昇している時には、図5Aに示す様に、リニアアクチュエータ82をガイドレール7方向へ駆動させる。これにより、図5Bに示す様に、リンク55により、リニアアクチュエータ82側のリンクの軸71がガイドレール7方向に移動し軸71を中心にリンク55が回転する。この回転によってコンペンプーリ枠56が下方に押付けられることにより、コンペンプーリ5の上昇を抑えることが出来る。
When the
反対に、コンペンプーリ5が下降している時には、図5Cに示す様に、リニアアクチュエータ82をガイドレール7と反対方向に駆動させる。これにより、図5Dに示す様に、 リンク55により、リニアアクチュエータ82側のリンク55がガイドレール7に沿って逆方向に移動することにより、リンク55がリニアアクチュエータ82側の軸71を中心に回転する。この回転によってコンペンプーリ枠56が上方に持ち上げられることにより、コンペンプーリ5の下降を抑えることが出来る。
On the other hand, when the
リニアアクチュエータ82の駆動によって生じるガイドレール7への押付け力により、コンペンプーリ装置50の減衰効果が高まり、振動抑制に働く。さらに、リニアアクチュエータ82の駆動によって生じるガイドレール方向の駆動をリンク55によりコンペンプーリ枠55、コンペンプーリ5の上下方向への駆動に変換し、コンペンプーリ5自身の上下方向の振動を低減させる。
The pressing force to the
この際、リニアアクチュエータ82のガイドレール7方向への駆動の際に、押付け方向と引付け方向でガイドレール7に対する摩擦力を高めるために、アクチュエータ82に取り付けられたガイドシュー52はガイドレール7を両方向から押付け力が発生できるように断面コ字状に形成してある。また、図2及び図3では、簡単のためにアクチュエータ装置53の前面のみの図を示しているが、背面についても同様な構成となる。
At this time, when the
実施例1では、アクチュエータをリニアアクチュエータとして説明したが、これはガイドレールへの押付け力を付加できるものであれば、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを直線に変換する機構を用いてもよく、例として、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、ボールねじ、ラック・オピニオンを適用してもよい。また同じく、振動計を変位計として説明をしたが、コンペンプーリの振動を検出できるものであれば加速度計または速度計などを用いてもよい。 In the first embodiment, the actuator is described as a linear actuator. However, as long as it can apply a pressing force to the guide rail, a mechanism that converts a linear actuator or a rotary actuator into a straight line may be used. A hydraulic actuator, a pneumatic actuator, a ball screw, or a rack opinion may be applied. Similarly, although the vibration meter has been described as a displacement meter, an accelerometer, a speedometer, or the like may be used as long as it can detect the vibration of the compensation pulley.
以上のように実施例1によれば、アクチュエータを用いてガイドレール方向の押付け力を増加させることにより、ガイドレールとの摩擦力による振動の減衰効果を上げることが可能となる。また、アクチュエータのガイドレール方向への駆動をコンペンプーリの上下方向の駆動に変更するリンク機構により、コンペンプーリの上下振動の低減が可能となる。これらの作用によって、コンペンプーリ5に発生する振動を低減し、コンペンプーリ5の振動によるかご上下振動を低減でき、乗り心地をより快適なものとすることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to increase the vibration damping effect due to the frictional force with the guide rail by increasing the pressing force in the guide rail direction using the actuator. Further, the vertical vibration of the compensation pulley can be reduced by the link mechanism that changes the driving of the actuator in the guide rail direction to the vertical driving of the compensation pulley. By these actions, the vibration generated in the
次に、実施例2について、図6〜図8を用いて説明する。図6は、本発明の実施例2に係るエレベータ装置101の全体構成を示す模式図である。図7A〜図7Bは、実施例2におけるコンペンプーリ装置の構成を示す側面図である。図8は、実施例2におけるコンペンプーリ装置の斜視図である。
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the
図6〜図8において、補助プーリ枠92に補助プーリ91を回転自在に保持し、補助プーリ91にコンペンロープ4を架け渡し、アクチュエータ装置53のリニアアクチュエータ82で補助プーリ枠92及び補助プーリ91をガイドレール7と直交方向に駆動させることにより、コンペンプーリ5と補助プーリ91の間のコンペンロープ4にかかるロープ張力を変化させ、コンペンロープ4の固有振動数を変化させる。
6 to 8, the
これにより、乗りかご6と釣合いおもり3の間の逆位相振動によって生じるロープ振動についても低減させ、コンペンプーリ5に発生する回転振動を低減させることで、乗りかご6の上下振動低減をより確実に行うことが出来る。300はアクチュエータ制御部、302は補助プーリ91の回転を検出する回転角度検出器である。
Thereby, the rope vibration caused by the antiphase vibration between the
なお、説明の簡単化のために、以下には実施例1の共通の部分には同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。 For simplification of description, the same reference numerals are used for the common parts in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
図6に示すように、補助プーリ枠92には、リンク55に接続された軸71を設けた構成とする。補助プーリ91は、乗りかご6または釣合いおもり3とコンペンプーリ5の間に設ける。
As shown in FIG. 6, the
図7A、7B、図8に示すように、コンペンロープ4はコンペンプーリ5と補助プーリ91に架け渡されて設置される。補助プーリ91は、リニアアクチュエータ82の駆動範囲において、アクチュエータ変位量が最大となる場合にもコンペンロープ4と接触するように設置する。
As shown in FIGS. 7A, 7B, and 8, the
図9は、実施例2における制御部の回路構成を示すブロック線図である。アクチュエータ制御部300は、センサ部301とトルク演算部310と駆動制御部220を備える。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a control unit according to the second embodiment. The
センサ部301では、回転角速度センサ302により補助プーリ91の回転角速度を検出し、回転角速度信号変換部303でデジタル信号に変換する。センサ部301の出力を基にトルク演算部310と駆動制御部220を介してリニアアクチュエータ82に駆動トルクを出力する。センサ部301は、補助プーリ91の回転角速度を検出しており、乗りかご6と釣合いおもり3に発生するそれぞれ逆方向に振動する振動モードによる補助プーリ91の回転を検出し、回転速度の信号をデジタル信号に変換する。
In the
トルク演算部310で、回転角速度信号変換部303の出力にゲイン補償器312がゲインを乗じ、加算機313で目標値発生器311の目標値と加算して、駆動制御部320に指令値を入力し、補助プーリ91の回転が減衰する様にリニアアクチュエータ82でコンペンロープ4に張力を与える。
In the
図10A、10Bは、実施例2におけるコンペンプーリ装置の動作によるロープ変化を示す模式図である。まず、図10Bに示すように、リニアアクチュエータ82をガイドレール方向に収縮駆動させることによってリンク55でコンペンロープ4に張力が加えられ、コンペンロープ4の固有振動数が上がる方向に変化することで、コンペンロープの固有振動数とコンペンロープの振動の振動数をずらすことで、振動を伝播しにくくさせる。
10A and 10B are schematic diagrams illustrating a rope change due to the operation of the compensator pulley device according to the second embodiment. First, as shown in FIG. 10B, the
また、図10Aに示すように、逆にリニアアクチュエータ82をガイドレールと反対方向に伸張駆動させることによりコンペンロープ4の張力が低下し、コンペンロープ固有振動数が下がる方向に変化し、コンペンロープ振動を伝播しにくくすることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 10A, when the
さらに、補助プーリ91を用いることにより、例えばコンペンロープ4が下降した際にアクチュエータによってコンペンプーリ5を上昇させたとしても、補助プーリ91が最大縮み時においてもコンペンロープ4がかかることによって、コンペンロープ4に張力を与え続けることができるため、本来のコンペンプーリ5の役割であるコンペンロープ4への張力負荷をかけ続けることが可能となる。
Further, by using the
以上のように実施例2によれば、リニアアクチュエータ82によるガイドレール7への摩擦力増加とコンペンプーリ5の上下変位に加え、補助プーリ91を用いることにより、補助プーリ91とコンペンプーリ5間のコンペンロープ4の張力を制御することが可能となる。従って、補助プーリ91とコンペンプーリ5間のコンペンロープ4の固有振動数を変化させることが可能となり、コンペンロープ4による振動を伝えにくくすることで、コンペンプーリ5を回転振動させる振動を低減させることにより、さらに効果的にかご上下振動を低減でき、乗り心地をより快適なものとすることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the
2 主ロープ
3 釣合いおもり
4 コンペンロープ
5 コンペンプーリ
6 乗りかご
7 ガイドレール
50 コンペンプーリ装置
51、52 ガイドシュー
53 乗りかご
55 リンク
56 コンペンプーリ枠
81 アクチュエータ支持部
82 リニアアクチュエータ
91 補助プーリ
92 補助プーリ枠
100、101 エレベータ装置
200、300 アクチュエータ制御部
201、301 センサ部
202 位置センサ
203 変位信号変換部
210、310 トルク演算部
211、311 目標値発生器
212、312 ゲイン補償貴
213、313 加算器
220、320 駆動制御部
302 回転角速度検出器
303 回転角速度変換部
2 Main rope 3
Claims (13)
前記コンペンプーリ装置に、該コンペンプーリの上下振動を低減するために該コンペンプーリの上下振動に減衰力を発生させるアクチュエータ装置を設けたことを特徴とするエレベータ装置。 The car and the counterweight suspended from the main rope are moved up and down by a hoisting machine, and the lower part of the car and the compen- sion rope and the compensator pulley connected to the lower part of the counterweight are provided, and the compensator pulley is guided by the guide rail In an elevator apparatus equipped with a compensatory pulley device that slides and guides along
An elevator apparatus characterized in that an actuator device for generating a damping force in the vertical vibration of the compensation pulley is provided in the compensation pulley device in order to reduce the vertical vibration of the compensation pulley.
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