JP2015199586A - エレベータ用動吸振器 - Google Patents

Abstract

【課題】ロープの横振れに対し、任意の水平方向においてロープの振動を一様に抑制できるエレベータ用動吸振器を提供する。【解決手段】複数の主ロープＲ１（釣合ロープＲ２）の両端部のうち少なくとも一方の端部より上方（下方）位置において、これらを一体的に束ねて保持する主ロープ保持部材１（釣合ロープ保持部材６）と、これらに自在継手２１を介して連結され、自在継手２１を支点として揺動自在に垂下された複数のリンク部材２と、各リンク部材２の先端部に連結されて主ロープ保持部材１（釣合ロープ保持部材６）の下方に吊り下げられた付加質量体３と、を備えた振り子構造型の質量付加機構から構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータ用の動吸振器に関し、特に、エレベータの昇降路内で生じる主ロープや釣合ロープの横振れ対策として使用する動吸振器に関する。

従来から、強風や地震などの影響で建物が横揺れすると、その建物に設置されたエレベータの昇降路内で主ロープや釣合ロープ等が建物の揺れ方向（水平方向）へ横振れすることが知られている。その際、横振れが生じたロープの固有振動数が建物の固有振動数に近づくと、共振によりロープの振れ幅は一段と大きくなる。そうなれば、昇降路内にある種々の機器や設備にロープが接触したり絡まったりするおそれが高まり、場合によっては、接触時の衝撃等によりこれらを破損する可能性もある。

このようなロープの振動対策の一例として、横振れが生じたロープの振動エネルギーを吸収する動吸振装置をエレベータのかご上方近傍等の所定位置に設けてロープの振動を抑制する技術が下記特許文献１に開示されている。この動吸振装置は、ロープに対して常時非接触状態で対向配置された複数の永久磁石と、各永久磁石が固定された一又は複数の可動剛体と、この可動剛体に連結されたダンパー、ばね等から成る減衰要素と、から構成されるエネルギー吸収手段を備えている。かかる動吸振装置は、エネルギー吸収手段がロープに対する永久磁石の吸引力に対し減衰要素の減衰力を作用させることでロープの振動エネルギーを吸収し、ロープの振動抑制を図るというものである。

ところで、ロープの横振れの主な要因となる「建物の横揺れ」は、上記のとおり、強風や地震などによって引き起こされるものであるが、そのような自然現象に起因する以上、その建物に将来的に生じる揺れの方向やその発生のタイミング等を事前に正確に予測することは、実質上不可能に近い。これは、ロープの振れ方向、また、ロープの振れ幅の程度等についても同様のことが言える。

しかしながら、上記の動吸振装置において、ロープが永久磁石に対し正対方向へ振れる場合と非正対方向へ振れる場合とでは、ロープに働く永久磁石の吸引力の強さに差異が生じる。その結果、ロープの振動エネルギー吸収能にアンバランスが生じるため、水平方向における任意の方向について所望の振動抑制効果が一様に得られるとは言い難い。

特開２００７−３０９４１１号公報

本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであり、ロープの横振れに対し、任意の水平方向においてロープの振動を一様に抑制できるエレベータ用動吸振器を提供することを目的とする。

本発明は、建物に設置されたエレベータにおいて、駆動シーブに巻き掛けられてかご及び釣合錘を吊り下げる複数の主ロープに横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するエレベータ用動吸振器であって、前記複数の主ロープの両端部のうち少なくとも一方の端部より上方位置において該各主ロープを一体的に束ねた状態に保持する主ロープ保持部材と、前記主ロープ保持部材に自在継手を介して連結され、該自在継手を支点として揺動自在に垂下された複数のリンク部材と、前記複数のリンク部材の各先端部に連結されて前記主ロープ保持部材の下方に吊り下げられた付加質量体と、を備えることを特徴とする。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記主ロープに横振れが生じていないときにおける前記主ロープ保持部材の重心位置と前記付加質量体の重心位置とが、鉛直方向において同軸上に配置されていることを特徴に加えてもよい。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記付加質量体が、自在継手を介して前記複数のリンク部材と連結されていることを特徴に加えてもよい。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記付加質量体が、前記複数の主ロープを取り囲む環状部材から成り、該環状部材の周方向に一定の間隔で前記複数のリンク部材が連結されていることを特徴に加えてもよい。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記付加質量体が前記複数の主ロープに対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動するときの該付加質量体の固有振動数を、前記建物に横揺れが生じたときの該建物の固有振動数と一致させたことを特徴に加えてもよい。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記付加質量体と前記複数の主ロープとの間に設けられ、該付加質量体の該複数の主ロープへの接触を回避するストッパーを備えることを特徴に加えてもよい。

本発明のエレベータ用動吸振器では、前記付加質量体と前記複数の主ロープとの間に緩衝部材が設けられていることを特徴に加えてもよい。

また、本発明は、建物に設置されたエレベータにおいて、駆動シーブに巻き掛けられてかご及び釣合錘を吊り下げる複数の主ロープの重量アンバランスを補償する複数の釣合ロープに横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するエレベータ用動吸振器であって、前記複数の釣合ロープの両端部のうち少なくとも一方の端部より下方位置において該各釣合ロープを一体的に束ねた状態に保持する釣合ロープ保持部材と、前記釣合ロープ保持部材に自在継手を介して連結され、該自在継手を支点として揺動自在に垂下された複数のリンク部材と、前記複数のリンク部材の各先端部に連結されて前記釣合ロープ保持部材の下方に吊り下げられた付加質量体と、を備えることを特徴とする。

本発明のエレベータ用動吸振器によれば、横振れが生じた主ロープの振動エネルギーを付加質量体の振動エネルギーへ転換することにより主ロープの振動エネルギーを吸収し、主ロープの横振れを抑制することができる。付加質量体は任意の水平方向へ揺動自在に設けられているため、任意の水平方向における主ロープの横振れを一様に抑制することが可能である。また、主ロープ保持部材、複数のリンク部材、及び付加質量体から構成される「振り子構造」という至って簡易な構成を採用しているため、既存のエレベータへの後付け等にも低コストで容易に対応することが可能であり、メンテナンス等の作業も簡単である。特に、付加質量体の固有振動数はリンク部材のリンク長によって定まるため、設定調整が比較的簡易である。

主ロープに横振れが生じていないときにおける主ロープ保持部材の重心位置と付加質量体の重心位置とが、鉛直方向において同軸上に配置されている本発明のエレベータ用動吸振器によれば、横振れが生じた主ロープの振動エネルギーをより円滑に付加質量体へ伝達することができる。これにより、付加質量体に優れた振動応答性を発揮させることができる。

付加質量体が、自在継手を介して複数のリンク部材と連結されている本発明のエレベータ用動吸振器によれば、付加質量体が振動する際、鉛直方向への変位が抑制され、略水平方向への変位で往復揺動させることができる。これにより、付加質量体が揺動するときに鉛直方向へ加わる力が抑制され、複数の主ロープに固定された主ロープ保持部材へかかる負荷を軽減することができる。

付加質量体が、複数の主ロープを取り囲む環状部材から成り、この環状部材の周方向に一定の間隔で複数のリンク部材が連結された本発明のエレベータ用動吸振器によれば、主ロープを環状部材の中空部に配しつつも、付加質量体を水平方向へ所要距離だけ変位させることができる。したがって、幅方向のスペースに多くの制限が課される昇降路内においても動吸振器を正常に機能させることができる。

付加質量体の固有振動数を建物の固有振動数と一致させた本発明のエレベータ用動吸振器によれば、主ロープと建物が最も共振しやすい状況下において振動エネルギー吸収能が最大限に発揮される機能設定を実現できる。

付加質量体と複数の主ロープとの間にストッパーを備えた本発明のエレベータ用動吸振器によれば、付加質量体が主ロープに接触するのを確実に防ぐことができる。このため、付加質量体との接触等に起因して主ロープが損傷や切断する事態を確実に防止でき、動吸振器の作動時における安全性が確保される。

付加質量体と複数の主ロープとの間に緩衝部材が設けられた本発明のエレベータ用動吸振器によれば、付加質量体が主ロープ等に接触するほど大きい揺れが生じたとしても、その接触時の衝撃が緩和されるため、動吸振器の作動時の安全性が高められる。

また、本発明のエレベータ用動吸振器によれば、横振れが生じた釣合ロープの振動エネルギーを付加質量体の振動エネルギーへ転換することにより釣合ロープの振動エネルギーを吸収し、釣合ロープの横振れを抑制することができる。付加質量体は任意の水平方向へ揺動自在に設けられているため、任意の水平方向における釣合ロープの横振れを一様に抑制することが可能である。また、釣合ロープ保持部材、複数のリンク部材、及び付加質量体から構成される「振り子構造」という至って簡易な構成を採用しているため、既存のエレベータへの後付け等にも低コストで容易に対応することが可能であり、メンテナンス等の作業も簡単である。特に、付加質量体の固有振動数はリンク部材のリンク長によって定まるため、設定調整が比較的簡易である。

本実施形態に係るエレベータ用動吸振器が設けられたエレベータを示す概略構成図である。 本実施形態に係るエレベータ用動吸振器の（ａ）平面図、及び（ｂ）Ａ−Ａ線側断面図である。 本実施形態に係るエレベータ用動吸振器を構成するリンク部材に設けられたリンク長調整機構の部分拡大図である。 本実施形態に係るエレベータ用動吸振器の動作を示す説明図である。 他の実施形態に係るエレベータ用動吸振器が設けられたエレベータを示す概略構成図である。 他の実施形態に係るエレベータ用動吸振器の（ａ）Ｂ−Ｂ線側断面図、及び（ｂ）平面図である。 本発明の実施形態に係るエレベータ用動吸振器の（ａ）第一の変形例、及び（ｂ）第二の変形例を示す平面図である。

以下、本発明に係るエレベータ用動吸振器（以下、単に「動吸振器」と示す）の実施形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の動吸振器１０は、不図示の建物に設置されたエレベータ１００の主ロープＲ１に適用される。主ロープＲ１は、その両端部に連結されたかご１０１及び釣合錘１０２を互いに逆方向へ昇降移動させるための動力伝達部材である。本実施形態において、主ロープＲ１は、機械室に設置された巻上機１０３に軸支された駆動シーブ１０４及びそらせシーブ１０５に巻き掛けられた金属製のワイヤロープから構成され、かご１０１及び釣合錘１０２をつるべ式に吊り下げている。かご１０１及び釣合錘１０２は、駆動シーブ１０４を巻上機１０３の支軸回りに回転させたとき当該駆動シーブ１０４と主ロープＲ１との間に生じる摩擦力によって、昇降路内を互いに逆方向へ昇降移動させられる。

本実施形態の動吸振器１０は、かかるエレベータ１００において、主ロープＲ１に横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するためのものである。ここでいう「横振れ」とは、主ロープＲ１が、鉛直線と平行に緊張した状態を基準位置として、任意の水平方向へ周期的に変位する振動のことをいう。本実施形態の動吸振器１０は、図２に示すように、複数の主ロープＲ１の両端部のうち少なくとも一方の端部より上方位置に設けられた主ロープ保持部材１と、この主ロープ保持部材１に連結された複数のリンク部材２と、これら複数のリンク部材２の各先端部に連結された付加質量体３と、を備えた振り子構造型の質量付加機構から構成されている。

主ロープ保持部材１は、その取付位置において複数の主ロープＲ１を一体的に束ねた状態に保持するための構成部材である。主ロープ保持部材１を設けることで、複数の主ロープＲ１に生じた横振れを一の振動系として取り扱うことが可能となる。本実施形態の主ロープ保持部材１は、円柱状の本体１１と、本体１１の軸方向に貫通し主ロープＲ１が挿通される複数の貫通孔１２と、各貫通孔１２を避けて本体１１に複数設けられた各リンク部材２との連結部１３と、を有するブロック材から構成されている。本体１１に設けられた各貫通孔１２に挿通された主ロープＲ１の外面を、例えば、ボルト等の締結部材（図示省略）の締結力によって押圧することにより、本体１１と主ロープＲ１とが強固に固定されている。

また、本実施形態の主ロープ保持部材１では、各貫通孔１２の重心位置が本体１１の軸心上となるよう各貫通孔１２が配置されている。すなわち、図２に示すように、５本の主ロープＲ１に対し、各貫通孔１２が正五角形の各頂点の位置に配置されており、且つ、この正五角形の重心位置が本体１１の軸心上に配置されている。このように重心位置が本体１１の軸心上となるよう各貫通孔１２を配置すれば、主ロープＲ１への取付け時における主ロープ保持部材１の安定性が向上する。なお、貫通孔１２の数は主ロープＲ１の本数に応じて適宜変更可能であり、例えば、主ロープＲ１が４本の場合には、本体１１の軸心上で対角線が交差する四角形の各頂点に貫通孔１２を配置したような形態で実施しても構わない。

主ロープ保持部材１の主ロープＲ１に対する固定手段については特に限定されないが、後述する複数のリンク部材２及び付加質量体３の総重量に耐え得るだけの固定強度を確保できることが必要である。即ち、各リンク部材２を介して付加質量体３を振り子状に吊り下げた状態に維持できなければならない。このような状態の維持が可能である限り、主ロープ保持部材１の形状、大きさ、材質、及びその質量等は不問である。

リンク部材２は、主ロープ保持部材１と付加質量体３とを連結するための連結部材である。本実施形態のリンク部材２は、自在継手２１を介して主ロープ保持部材１と連結されており、この自在継手２１を支点として任意方向へ揺動自在に垂下されている。本実施形態では、自在継手２１として、リンク部材２を構成するロッド部２２の一端に設けられた球状のヘッド部２３が、主ロープ保持部材１の連結部１３に収容されて成るボールジョイントが採用されている。つまり、自在継手２１を構成するボールジョイントは、リンク部材２のロッド部２２の一端がボールスタッドを構成し、主ロープ保持部材１の連結部１３がハウジングを構成している。

リンク部材２の数については特に限定されないが、少なくとも３以上であることが望ましい。また、各リンク部材２と連結される自在継手２１は、主ロープ保持部材１の重心を中心とする円周に沿って等ピッチで配設されていることがより望ましい。これにより、振り子状に吊り下げられた付加質量体３の任意の水平方向への変位をより安定的に許容するとともに、各リンク部材２へ伝達される主ロープＲ１の振動エネルギーの均等化を図ることができる。本実施形態では、４つのリンク部材２が、主ロープ保持部材１の底面の周縁部に沿って、その周方向に９０°の間隔で配設された４つの自在継手２１を介して連結されている。

リンク部材２の長さＬは、想定される付加質量体３の固有振動数に応じて決定される。つまり、リンク部材２の長さＬは、付加質量体３の振動数を決定・調整するためのパラメータとして重要な意義を有している。これは、付加質量体３が主ロープ保持部材１に吊り下げられた振り子であることに変わりはなく、その振動が微小なものであると仮定した場合、付加質量体３の振動数がこれを吊り下げるリンク部材２の長さＬと重力加速度のみで定まるものと近似的に取り扱っても特に差し支えはないと考えられるからである。但し、動吸振器１０の設置現場において付加質量体３の振動数を適宜調整できることが望ましいことから、本実施形態のリンク部材２には、図３に示すように、その長さＬを可変とするリンク長調整手段２４が設けられている。

本実施形態のリンク長調整手段２４は、図３に示すように、ロッド部２２に設けられた長孔２５を利用している。リンク部材２のロッド部２２は、複数のロッド部材２２ａ，２２ｂが接合されたものであり、各ロッド部材２２ａ，２２ｂに設けられた長孔２５同士が互いに重なる貫通部２６を通じて、例えば、ボルトとナット等の固定部材２７によりロッド部材２２ａ，２２ｂが一体的に接合されている。リンク長調整手段２４は、ロッド部材２２ａに対しロッド部材２２ｂを長孔２５の長手方向に沿って適宜スライドさせた状態でこれらを固定することで、固定部材２７を使用可能な大きさの貫通部２６が形成される範囲において、リンク部材２の長さＬを適宜調整することができる。

図２に戻り、付加質量体３は、主ロープ保持部材１の下方に複数のリンク部材２を介して振り子状に吊り下げられた振動子である。付加質量体３は、主ロープ保持部材１及びリンク部材２を通じて伝達される主ロープＲ１の振動エネルギーにより、主ロープＲ１に対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動させられる。こうして、主ロープＲ１の振動エネルギーが付加質量体３の振動エネルギーへと転換される。このとき、付加質量体３は、主ロープＲ１に対して慣性質量を付加する。

本実施形態では、付加質量体３が揺動（振動）するときの当該付加質量体３の固有振動数を、エレベータ１００が設置された建物に横揺れが生じたときの当該建物の固有振動数と一致させている。これにより、主ロープＲ１が最も共振しやすい状況下において、動吸振器１０による振動エネルギー吸収能を最大限に発揮する機能設定が実現される。主ロープＲ１が最も共振しやすい状況下とは、例えば、主ロープＲ１の長さが建物の高さに最も近い値となるような状況が挙げられる。具体的には、かご１０１が建物の最下階付近に停止している状況が想定される。その場合、かご１０１側の各主ロープＲ１の固有振動数が建物の固有振動数に近づき、共振するからである。なお、本実施形態で吸振対象としていない釣合錘１０２側の各主ロープＲ１については、かご１０１が最上階付近に停止している状況で固有振動数が建物の固有振動数に近づき、共振する。

付加質量体３の質量は、その固有振動数には特に大きく影響しないものの、主ロープＲ１の振動エネルギーを転換し得るだけの適正な質量を有する必要がある。付加質量体３の質量が軽すぎると、主ロープＲ１の振動エネルギーを吸収しきれないばかりか、主ロープＲ１に対し慣性質量が十分に付加されないため主ロープＲ１の振れを効果的に抑制できず、動吸振器１０としての実効的機能を果たさない。一方、付加質量体３の質量が重すぎると、主ロープ保持部材１に要求される主ロープＲ１との間の固定強度や主ロープＲ１に掛かる負荷が増大することに加え、かご１０１側の総質量が増すのでエレベータ走行に支障を来すおそれもある。このため、付加質量体３の質量は、想定される主ロープＲ１の振動エネルギーの大きさを考慮しつつ、主ロープＲ１の数およびその質量、エレベータ１００が設置される建物の高さ等に応じて、可能な限り重く設定するのが望ましい。例えば、エレベータ１００を高さ２００ｍ程度の建物に設置すると仮定した場合の付加質量体３の質量として、１００ｋｇ程度の重さを想定している。

付加質量体３の形状については特に限定されない。但し、静止時（即ち、主ロープＲ１に横振れが生じていないとき）における付加質量体３の重心位置が、主ロープ保持部材１の重心位置と鉛直方向において同軸上に配置されていることが望ましい。これにより、主ロープＲ１の振動エネルギーをより円滑に付加質量体３へ伝達することができ、優れた振動応答性を発揮させることができる。本実施形態の付加質量体３は、複数の主ロープＲ１を取り囲む円形の環状部材３１から構成されており、この環状部材３１の周方向に一定の間隔で複数のリンク部材２が連結されている。環状部材３１の中空部３２には、各主ロープＲ１が配されており、平面視において、環状部材３１の内周面（及び外周面）と、主ロープ保持部材１の外周面とが異径の同心円を成すように配置されている。付加質量体３を円形の環状部材３１とすることで、各主ロープＲ１を中空部３２に配しつつも、付加質量体３を水平方向へ所要距離だけ変位させることができる。よって、幅方向のスペースに制限が多い昇降路内においても動吸振器１０を正常に機能させることができる。

また、本実施形態の付加質量体３は、上記の主ロープ保持部材１と同様に、自在継手２１を介して各リンク部材２と連結されている。より詳しくは、リンク部材２の先端部に設けられた球状のヘッド部２３から成るボールスタッドと、環状部材３１の上面にその周方向に沿って等ピッチで設けられ、各ヘッド部２３を収容する連結部３３から成るハウジングと、から構成されるボールジョイントを介して一体的に連結されている。このため、付加質量体３が振動する際には、鉛直方向への変位が抑制され、略水平方向へ変位しながら往復揺動することとなる。これにより、付加質量体３が揺動するときに鉛直方向へ加わる力が抑制され、各主ロープＲ１に固定された主ロープ保持部材１へかかる負荷が軽減されるという利点がある。

また、本実施形態の動吸振器１０は、付加質量体３の各主ロープＲ１への接触を回避するためのストッパー４が、付加質量体３と各主ロープＲ１との間に設けられている。図２に示すように、各主ロープＲ１の一端部は、カーフレーム１０６の上面の下側に設けられた既存の縦振動抑制機構１０７に連結されており、カーフレーム１０６を介してかご１０１を吊り下げている。本実施形態のストッパー４は、このカーフレーム１０６の上面から各主ロープＲ１の周囲を取り囲むように立設された複数の突起部材から構成されている。ストッパー４を設けることにより、付加質量体３との接触等に起因して主ロープＲ１が損傷や切断する事態が確実に防止でき、動吸振器１０の作動時の安全性を確保している。

さらに、本実施形態の動吸振器１０は、付加質量体３と各主ロープＲ１との間に緩衝部材５が設けられている。本実施形態では、緩衝部材５として、ストッパー４に一端が固定されると共に、環状部材３１の内周面に他端が固定されたコイルばねを採用している。これにより、付加質量体３がストッパー４と接触するほど大きい揺れが生じても、その接触時の衝撃が緩和されるため、動吸振器１０の作動時の安全性がより一層高められる。

次に、本実施形態の動吸振器１０の動作について説明する。エレベータ１００が設置された建物に横揺れが発生すると、昇降路上方の機械室に設置された巻上機１０３も建物と共に横揺れする。その際、横揺れする建物の振動エネルギーが、巻上機１０３に軸支された駆動シーブ１０４（及びそらせシーブ１０５）を通じて各主ロープＲ１へ伝達され、各主ロープＲ１にも横振れが生じる。

本実施形態の動吸振器１０は、各主ロープＲ１の端部側に取り付けられており、横振れが生じた各主ロープＲ１の振動エネルギーは、動吸振器１０を構成する主ロープ保持部材１、各リンク部材２を通じて、最終的に付加質量体３まで伝達される。そして、振り子状に吊り下げられた付加質量体３は、各主ロープＲ１から伝達される振動エネルギーによって加振され、主ロープＲ１に対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動させられる。こうして、横振れが生じた各主ロープＲ１の振動エネルギーが付加質量体３の振動エネルギーへと転換されることにより、各主ロープＲ１の振動エネルギーが動吸振器１０に吸収される。

ここで、本実施形態の動吸振器１０において、主ロープ保持部材１は各主ロープＲ１に固定されているため、常に各主ロープＲ１と同じ周期で振動するが、付加質量体３は自在継手２１を介して主ロープ保持部材１に連結された複数のリンク部材２によって振り子状に吊り下げられているため、基本的には、各主ロープＲ１（及び主ロープ保持部材１）とは異なる周期で振動する。また、仮に同周期振動となることがあっても、各主ロープＲ１と付加質量体３は互いに異なる位相で振動することになる。このとき、揺動（振動）する付加質量体３によって各主ロープＲ１に対して慣性質量が付加されることで、各主ロープＲ１の振れ方向とは逆向きの力が作用し、各主ロープＲ１の振動が抑制される。

なお、本実施形態の動吸振器１０は、付加質量体３の固有振動数をエレベータ１００が設置された建物の固有振動数と一致させることにより、各主ロープＲ１と建物が最も共振しやすい状況下において、動吸振器１０による振動エネルギー吸収能が最大限に発揮される機能設定を実現している。これを以下に詳細に説明する。

かご１０１が建物の最下階付近に待機しているときに建物に横揺れが生じるという状況になった場合、かご１０１側の各主ロープＲ１の長さと建物の高さとが比較的近い値となっているため、各主ロープＲ１は、建物の固有振動数に近い振動数で水平方向へ振動することとなる。建物の横揺れの規模や推移を見定め、主ロープＲ１の振動の成長が看過できない等と判断すると管制運転へ移行し、かご１０１を特定の避難階まで移動させたりすることになる。

各主ロープＲ１に生じた当該振動の振動エネルギーは、上記のように付加質量体３の振動エネルギーへと転換されるため、付加質量体３は各主ロープＲ１から伝達される振動エネルギーによって加振され、主ロープＲ１に対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動（振動）させられる。このとき、付加質量体３は、建物の固有振動数と同じ振動数で振動するため、付加質量体３の振動数と各主ロープＲ１の振動数は近い値となるが、各主ロープＲ１の振動と付加質量体３の振動は略逆位相の関係となる。そのため、各主ロープＲ１に加わる振れ方向への加振力の大部分が、付加質量体３が各主ロープＲ１に対して付加する慣性質量の作用によって打ち消される。

かかる状況における動吸振器１０の見かけ上の挙動を図４に示す。図４（ａ），（ｂ）に示すように、付加質量体３は、各主ロープＲ１に対し水平方向へ相対的に変位しながら往復揺動（振動）を繰り返す。これに対し、各主ロープＲ１の水平方向への振動は、付加質量体３が各主ロープＲ１に対して付加する慣性質量によって相殺され、微振動と呼べる程度にまで抑えられる。これはつまり、各主ロープＲ１に生じた横振れによる振動エネルギーのほとんどが、そのまま付加質量体３の振動エネルギーへと転換されることを意味する。こうして、動吸振器１０の機能が最大限に発揮され、各主ロープＲ１の振動エネルギーのほとんどが動吸振器１０によって吸収されるのである。

しかも、本実施形態の動吸振器１０は、上述のとおり、主ロープ保持部材１に振り子状に吊り下げられた付加質量体３について、任意の水平方向への変位を許容するように構成されている。したがって、エレベータ１００が設置された建物に生じる横揺れが如何なる方向であっても、その振動エネルギー吸収能にムラが生じることはなく、任意の水平方向における主ロープＲ１の横振れを一様に抑制することが可能である。

このように、本実施形態の動吸振器１０によれば、主ロープＲ１の横振れを抑制することで、建物に横揺れが生じた際にエレベータ１００が管制運転へ移行する条件を緩和したり、エレベータ１００の運転再開までの復旧時間や避難階での待機時間を短縮したりすることができる。また、当該動吸振器１０は、主ロープ保持部材１、複数のリンク部材２、及び付加質量体３から構成される「振り子構造」という至って簡易な構成が採用されている。このため、既存のエレベータ１００への後付け等にも低コストで容易に対応することが可能であり、メンテナンス等の作業も簡単である。特に、付加質量体３の固有振動数はリンク部材２のリンク長によって定まるため、設定調整が比較的簡易である。

また、本実施形態の動吸振器１０は、いわゆるパッシブ（受動）型であるため、電力はもちろん制御や作動させるためのトリガ等を必要とせず、吸振の目的となる現象（すなわち、主ロープＲ１の横振れ）が起これば、それに応じて自然に作動するという利点も有する。したがって、例えば、停電等の状況下であっても、所望する吸振機能を確実に発揮させることが可能であり、また、発生のタイミングの予測が極めて困難な主ロープＲ１の横振れを確実に抑制することを可能とする。しかも、パッシブ型の動吸振器１０は、故障し難いため、据付性にも優れている。

以上、本実施形態の動吸振器１０について説明したが、本発明に係る動吸振器は、その他の形態で実施することもできる。なお、以下に示す他の実施形態及びその変形例において、上記動吸振器１０と実質的に共通する構成に関する詳細な説明は適宜省略する。

例えば、図５及び図６に示すように、エレベータ２００が、釣合ロープＲ２を備えたものである場合、動吸振器２０を釣合ロープＲ２に適用してもよい。釣合ロープＲ２は、かご１０１と釣合錘１０２の位置関係によって生じる主ロープＲ１の重量アンバランスを補償するための補償部材である。このエレベータ２００において、釣合ロープＲ２は、主ロープＲ１と同様に金属製のワイヤロープから構成され、各ワイヤロープの一端側がかご１０１に、他端側が釣合錘１０２にそれぞれ連結された状態で懸下されている。また、釣合ロープＲ２は、昇降路の下方に設けられ、不図示のガイドレールに沿って昇降自在に配設された動滑車２０１に掛けられており、この動滑車２０１の自重により一定以上の張力が維持されている。

かかる実施形態の動吸振器２０は、エレベータ２００において、釣合ロープＲ２に横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するためのものである。動吸振器２０は、複数の釣合ロープＲ２の両端部のうち少なくとも一方の端部より下方位置に設けられた釣合ロープ保持部材６と、この釣合ロープ保持部材６に連結された複数のリンク部材２と、これら複数のリンク部材２の各先端部に連結された付加質量体３と、を備えた振り子構造型の質量付加機構から構成されている。

釣合ロープ保持部材６は、かご１０１よりも下方に固定される点、及び、束ねる対象が複数の釣合ロープＲ２である点を除き、基本的には上記の主ロープ保持部材１と同じ構成である。つまり、動吸振器２０を構成する釣合ロープ保持部材６、各リンク部材２及び付加質量体３と、上記の動吸振器１０を構成する主ロープ保持部材１、各リンク部材２及び付加質量体３とは、実質的には同一の構成となる。したがって、かかる動吸振器２０においても、上記動吸振器１０と同様に、付加質量体３が複数の釣合ロープＲ２に対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動するときの付加質量体３の固有振動数を、エレベータ２００が設置された建物に横揺れが生じたときの当該建物の固有振動数と一致させておくことが望ましい。

また、動吸振器２０では、上記のストッパー４に相当する構成が設けられておらず、緩衝部材５として、付加質量体３を構成する環状部材３１の内周面に緩衝材が設けられている。緩衝部材５は、動吸振器２０がストッパー４を有しないことから、緩衝性能と変形後の復元力に優れた弾性変形材料（例えば、ゴム、発泡性もしくは多孔質性の高分子ポリマー等）を用いるのが好ましい。付加質量体３が釣合ロープＲ２に接触したとしても、釣合ロープＲ２が受けるダメージを低減させるためである。なお、仮に、釣合ロープＲ２が付加質量体３との接触により切断されたとしても、かご１０１や動吸振器２０が直ちに落下するような事態は生じない。そのため、動吸振器２０に対しては、上記の動吸振器１０と比較しても安全性への要求が緩和され、装置構成をより簡素化できるという利点がある。

動吸振器２０の作動時のメカニズムについては、上記の動吸振器１０と同様である。また、動吸振器２０は、付加質量体３の固有振動数と、エレベータ２００が設置された建物の固有振動数とを一致させておくことで、各釣合ロープＲ２と当該建物が最も共振しやすい状況下において、その振動エネルギー吸収能が最大限に発揮されるように機能させることができる。各釣合ロープＲ２と建物が最も共振しやすい状況下とは、例えば、かご１０１が建物の最上階付近で待機している状況が挙げられる。かかる状況下において建物に横揺れが生じた場合、かご１０１側の各釣合ロープＲ２の長さと建物の高さとが比較的近い値となっているため、各釣合ロープＲ２は、建物の固有振動数に近い振動数で水平方向へ振動することとなるからである。

かかる動吸振器２０においても、任意の水平方向における釣合ロープＲ２の横振れを一様に抑制することが可能であると同時に、パッシブ（受動）型であるという点も上記の動吸振器１０と共通している。したがって、上記の動吸振器１０と同様の作用、機能を奏するとともに、動吸振器１０によるものと同様の効果を得ることができる。

また、上記の説明では、本発明の各実施形態に係る動吸振器１０，２０が、かご１０１側に設けられた形態を例示したが、図１及び図５に示すように、動吸振器１０，２０は、釣合錘１０２側の主ロープＲ１および釣合ロープＲ２に設置して用いることもできる。その場合、各動吸振器１０，２０の振動エネルギー吸収能が最大限に発揮される状況は、かご１０１側に設置されているときとは逆の状況になる。すなわち、動吸振器１０を釣合錘１０２側に設置したとき、その振動エネルギー吸収能が最大限に発揮されるのは、かご１０１が建物の最上階付近で待機しているときである。同様に、動吸振器２０を釣合錘１０２側に設置したとき、その振動エネルギー吸収能が最大限に発揮されるのは、かご１０１が建物の最下階付近で待機しているときである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

例えば、図７（ａ）に示すように、主ロープ保持部材１に吊り下げられる付加質量体３を任意の水平方向へ揺動可能に連結できる限り、リンク部材２の数は任意である。また、ストッパー４の形状、数についても特に限定はない。例えば、円弧状に湾曲する突起部材から構成されるストッパー４を、各主ロープＲ１の周りを囲むように設けてもよい。この場合、上記動吸振器２０で用いた緩衝部材５と同様のものをストッパー４の外面側に設けておくのが望ましい。さらに、ストッパー４を、付加質量体３の内周面と同心円弧状に構成すれば、付加質量体３とストッパー４（緩衝部材５）が面接触となり緩衝効果がさらに高められるという点でより望ましい。

なお、上記の動吸振器１０において、各主ロープＲ１と付加質量体３の接触時の安全面が確保できる限り、ストッパー４を設けることなく実施することもできる。つまり、動吸振器２０を主ロープＲ１側に設置した形態で実施してもよい。これとは逆に、釣合ロープＲ２側における安全性を高めるために、動吸振器２０において、ストッパー４に相当する構成を付加した形態で実施することもできる。この場合、図示を省略するが、例えば、釣合ロープ保持部材６の下面に突起部材を設けるなどの形態が挙げられる。

また、付加質量体３の形状は、上述した円環状（円筒状）のほか、例えば図７（ｂ）に示すような、角部が丸みを帯びた四角環などの多角環状に形成されていてもよい。但し、本発明の動吸振器を設置する際に、重心位置の位置決めが容易であるという観点から、付加質量体３は正多角環状とするのが好ましい。なお、図示を省略するが、付加質量体３は必ずしも一体的に成形された部材である必要はなく、複数に分割された部品を一体的に組み上げるように構成してもよい。付加質量体３を分割組立型とすれば、動吸振器１０，２０を既存のエレベータ１００，２００へ後付けする場合、かご１０１や釣合錘１０２の周辺設備を部分的に分解したりする必要がなく設置作業が簡便である。

また、動吸振器１０，２０、及びその変形例に係る各実施形態において、付加質量体３と各リンク部材２とは、何れも自在継手２１を介して連結されているが、自在継手２１を介することなく固定されていてもよい。かかる場合であっても、付加質量体３が振り子のように周期的な揺動（振動）を繰り返すことに変わりはないからである。

さらに、主ロープ保持部材１（又は釣合ロープ保持部材６）と各リンク部材２とを連結する自在継手２１は必ずしも、上記のような一体埋込み型のボールジョイントである必要はなく、各リンク部材２の揺動方向を制限しない限り、他の連結機構を採用することができる。例えば、ツェッパ型の等速ジョイントなどを用いてもよい。

１ 主ロープ保持部材
２ リンク部材
３ 付加質量体
４ ストッパー
５ 緩衝部材
６ 釣合ロープ保持部材
１０ 動吸振器
２０ 動吸振器
２１ 自在継手
３１ 環状部材
１００ エレベータ
１０１ かご
１０２ 釣合錘
１０４ 駆動シーブ
２００ エレベータ
Ｒ１ 主ロープ
Ｒ２ 釣合ロープ

Claims (8)

1. 建物に設置されたエレベータにおいて、駆動シーブに巻き掛けられてかご及び釣合錘を吊り下げる複数の主ロープに横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するエレベータ用動吸振器であって、
   前記複数の主ロープの両端部のうち少なくとも一方の端部より上方位置において該各主ロープを一体的に束ねた状態に保持する主ロープ保持部材と、
   前記主ロープ保持部材に自在継手を介して連結され、該自在継手を支点として揺動自在に垂下された複数のリンク部材と、
   前記複数のリンク部材の各先端部に連結されて前記主ロープ保持部材の下方に吊り下げられた付加質量体と、
   を備えることを特徴とするエレベータ用動吸振器。
2. 前記主ロープに横振れが生じていないときにおける前記主ロープ保持部材の重心位置と前記付加質量体の重心位置とが、鉛直方向において同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用動吸振器。
3. 前記付加質量体が、自在継手を介して前記複数のリンク部材と連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ用動吸振器。
4. 前記付加質量体は、前記複数の主ロープを取り囲む環状部材から成り、該環状部材の周方向に一定の間隔で前記複数のリンク部材が連結されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一つに記載のエレベータ用動吸振器。
5. 前記付加質量体が前記複数の主ロープに対して水平方向へ相対的に変位しながら揺動するときの該付加質量体の固有振動数を、前記建物に横揺れが生じたときの該建物の固有振動数と一致させたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一つに記載のエレベータ用動吸振器。
6. 前記付加質量体と前記複数の主ロープとの間に設けられ、該付加質量体の該複数の主ロープへの接触を回避するストッパーを備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一つに記載のエレベータ用動吸振器。
7. 前記付加質量体と前記複数の主ロープとの間に緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一つに記載のエレベータ用動吸振器。
8. 建物に設置されたエレベータにおいて、駆動シーブに巻き掛けられてかご及び釣合錘を吊り下げる複数の主ロープの重量アンバランスを補償する複数の釣合ロープに横振れが生じたときの振動エネルギーを吸収するエレベータ用動吸振器であって、
   前記複数の釣合ロープの両端部のうち少なくとも一方の端部より下方位置において該各釣合ロープを一体的に束ねた状態に保持する釣合ロープ保持部材と、
   前記釣合ロープ保持部材に自在継手を介して連結され、該自在継手を支点として揺動自在に垂下された複数のリンク部材と、
   前記複数のリンク部材の各先端部に連結されて前記釣合ロープ保持部材の下方に吊り下げられた付加質量体と、
   を備えることを特徴とするエレベータ用動吸振器。

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