JP2865949B2 - エレベータの制振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエレベータのかご室の
水平方向及び垂直方向の振動を抑制するエレベータの制
振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人間が乗るエレベータは乗りご
こちが重視されかご室内の振動は５〜１５Ｈｚの人間の
最も体感の鋭い領域においてピーク対ピークで１０〜１
５Ｇａｌ以下に抑えるのが望ましい。しかし、近年、建
築物のより一層の高層化によりエレベータの昇降速度も
より高速化が求められ、この結果、かご室に加わる外力
レベルは増加し、かご室内の振動レベルを１０〜１５Ｇ
ａｌ以下に抑えるのが困難になっている。水平方向振動
は主としてガイドレールのたわみにより発生するが、ガ
イドレールを完全に真っ直ぐにかつ継ぎ目もなく架設す
ることは現実には極めて困難であり、ガイドレールには
いくらかのたわみが存在する。このため、例えば、特開
平３−５１２８１号公報に示されるように、かごの横揺
れ振動を制御する際に、繰り返しによる学習制御により
ガイドレール変位の学習データを蓄積し、このデータを
利用して振動抑制する制振装置が提案されている。

【０００３】また、垂直方向の振動に関しては、主ロー
プを介して巻き上げ機に吊持されているエレベータのか
ご室は、主ロープの固有振動数が普通１〜１０Ｈｚにあ
り、このロープ系の共振尖鋭度が高いため、わずかのト
ルクリップルが巻き上げ機にあっても垂直方向の振動が
発生して乗りごこちに著しく悪影響を及ぼす。特に本質
的にトルクリップルを有するギヤ付き巻き上げ機や可変
電圧可変周波数電源用サイリスタやトランジスタなどの
半導体を用いた場合に問題となる。さらに、建築物の高
層化により、主ロープが長くなり、これに伴いロープ駆
動系のばね定数が小さくなるためエレベータのかご室に
垂直方向振動が発生しやすくなり、その抑制が重要な問
題となっている。この問題に対処するため、従来、例え
ば、１９９０年Ｖｏｌ．６４・Ｎｏ．１０三菱電機技報
（ｐ２７〜ｐ３２）で示されるように、コンペンロープ
およびコンペンシーブとダンパによる振動抑制装置が用
いられてきた。また、例えば、特開昭６０−１０６７６
９号公報で示されたようにかごの上下の振動を抑えるた
めのアクティブマスダンパを用いた制振装置が提案され
ている。

【０００４】図１８，図１９は上記特開平３−５１２８
１号公報に示された従来のエレベータの水平方向振動の
制振装置を示す正面図及び斜視図であり、図において、
１はエレベータのかご室、２はかご室１を防振ゴム８を
介して支持するかご枠、３はかご枠２の両側に垂直に平
行に配された２本のガイドレール、４はかご枠２を吊り
下げる主ロープ、２８，２９はかご枠２の上下にそれぞ
れ防振ゴム７を介して連結された上連結枠及び下連結
枠、５は上連結枠２８、下連結枠２９の両側にそれぞれ
防振ゴム６を介して連結されかつガイドレール３に移動
可能に係合して案内されるレール係合子である。

【０００５】１９はかご枠２に取付けられ、このかご枠
２と上連結枠２８との間を前後方向（Ｙ方向）に駆動す
る変位センサを内蔵するアクチュエータ、２０はアクチ
ュエータ１９の出力を上連結枠２８に伝えるリンク機
構、２１はリンク機構２０に設けられた荷重センサ、２
２はかご枠２に取付けられ、このかご枠２と上連結枠２
８との間を左右方向（Ｘ方向）に駆動する変位センサを
内蔵するアクチュエータ、２３はアクチュエータ２２の
出力を上連結枠２８に伝えるリンク機構、２４はリンク
機構２３に設けられた荷重センサである。なお、図示せ
ずも、上記アクチュエータ１９，２２と同様の機構が下
連結枠２９に対しても設けられている。なお、かご室
１、かご枠２、上連結枠２８、下連結枠２９によりかご
が構成される。

【０００６】２５は上連結枠２８に設けられた２個のＹ
方向，Ｘ方向の加速度センサ、２６は加速度センサ２５
の加速度信号及び上記変位センサの変位信号に応じてア
クチュエータ１９，２２を学習制御する学習制御システ
ム、２７は上記荷重センサ２４の荷重信号及び上記変位
信号に応じてアクチュエータ１９，２２を制御するコン
プライアンス補償制御システムである。

【０００７】次に動作について説明する。かごは、主ロ
ープ４により懸架され、巻き上げ機（図示せず）により
主ロープ４を巻き上げることにより、昇降する。かごが
昇降する際、レール係合子５はかごの両脇に設置された
ガイドレール３に係合し、かご枠２をガイドレール３に
沿って案内する。荷重センサ２１，２４が設けられてい
る駆動用のアクチュエータ１９，２２は、コンプライア
ンス補償制御システム２７によりガイドレール３のたわ
みに応じてかご枠２に加わる外力を相殺するようにコン
プライアンス制御される。学習制御システム２６は、加
速度センサ２５の加速度信号を積分することにより、か
ご枠２にかかる変位を検出し、そのデータを学習してコ
ンピュータのメモリ上に蓄積する。ガイドレール３の据
え付け時の誤差に起因するかごの水平変位をこの学習制
御システム２６により補正する。これらのコンプライア
ンス補償制御システム２７と学習制御システム２６とを
併用して用いることにより、かごの横揺れ振動を抑制す
る。

【０００８】図２０は上記１９９０年Ｖｏｌ．６４・Ｎ
ｏ．１０三菱電機技報（ｐ２７〜ｐ３２）に示される従
来のエレベータの垂直方向振動を抑制する制振装置の機
械モデルの要部を示す構成図である。図において、支持
器１７で支持される巻き上げ機１１、そらせ車１２に巻
きかけられた主ロープ４にはシャックルばね９を介して
かご１０が接続されている。かご１０は、ここではかご
枠２、防振ゴム８およびかご室１により構成され、主ロ
ープ４はかご枠２にシャックルばね９を介して接続され
ている。かご１０の反対側の主ロープ４の端にはかご１
０とほぼ同じ重量のカウンタウエイト１３が接続され、
巻き上げ機１１に過大な片荷重が加わらないようにして
いる。かご１０とカウンタウエイト１３の下側にはコン
ペンロープ１４が接続し、コンペンシーブ１５の自重に
より張力が加えられている。同様に主ロープ４にも張力
が与えられ、これにより、主ロープ４およびコンペンロ
ープ１４に生ずるロープの横振動が抑制される。さら
に、コンペンシーブ１５に取り付けたコンペンシーブダ
ンパ１６は、コンペンシーブ１５の縦振動を減衰させる
ことでロープ類に発生する振動の減衰を図っている。こ
のようにロープ類の振動が抑制されることにより、これ
に吊り下げられたかご１０の縦振動も抑制される。なお
ｋO 〜ｋ5 ，Ｃd ，Ｃ1 〜Ｃ5 は各部のばね及びダンパ
を示している。

【０００９】図２１は上記特開昭６０−１０６７６９号
公報に示された従来のエレベータの垂直方向振動を抑制
する制振装置の要部を示す正面図である。図において、
かご室１、かご枠２を含むかご１０は主ロープ４により
懸架され上下に昇降する。３１はかご１０の上面に立設
された一対のガイド、３２はローラ３３を介してこのガ
イド３１に案内された上下動自在なダンパ用おもり、３
４はかご１０の上面とダンパー用おもり３２の底面との
間に設けられ、制御信号に制御されて伸縮し、制御力を
発生させてダンパ用おもり３２を上下動させるアクチュ
エータ、３５はダンパ用おもり３２の上面に設けられ
て、ダンパ用おもり３２の振動を検出するダンパ用セン
サ、３６はかご１０の振動を検出するかご用センサ、３
７はダンパ用センサ３５とかご用センサ３６の検出信号
を比較し、この比較結果に基づいて制御量を出力しアク
チュエータ３４を伸縮させるコントローラである。な
お、ガイド３１、ダンパ用おもり３２、ローラ３３、ア
クチュエータ３４、ダンパ用センサ３５、かご用センサ
３６及びコントローラ３７はかご１，２の振動を抑制す
るアクティブマスダンパ３８を構成するものである。

【００１０】以上のように構成されたアクティブマスダ
ンパ３８はかご１０の振動をかご用センサ３６で検出し
てコントローラ３７に入力し、このコントローラ３７で
振動速度に比例する制御信号を出力し、この制御信号で
アクチュエータ３４を駆動して、ダンパ用おもり３２を
上下動させて制御力を発生させる。これにより、減衰が
増しロープ系の共振の尖鋭度を下げることができ、かご
１０の垂直方向の振動を抑制する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のエレベータの制
振装置は以上のように構成されているので、図１８，図
１９のようなガイドレール３の変位を学習制御により蓄
積させるエレベータの制振装置では、（１）学習するガ
イドレール３の変位情報が膨大であり、これをコンピュ
ータのメモリ上に蓄積することは非効率的である。
（２）ガイドレール３の変位の温度変化や経年変化に対
応するため常に学習を繰り返す必要があり、かつ、膨大
な量のデータを学習記憶するには高性能なＣＰＵが不可
欠となる。（３）エレベータは加減速と停止とを繰り返
し運行されるため、上記方式では有効な変位情報が学習
できるとは考えにくい。（４）超高速エレベータのよう
に行程も長く昇降速度の速いエレベータではより学習が
困難となるという問題点があった。

【００１２】また、かご室１とかご枠２を同時に振動抑
制するように機構と制御装置とが構成されているので、
（５）かご室１のみを制振する場合に比べ、より大きな
アクチュエータ１９，２２のパワーが必要である。
（６）アクチュエータ１９，２２をかご枠２の上下箇所
に取り付けており、設置およびメインテナンスが困難で
ある。（７）本来振動を抑えるべきかご室１の床部の振
動を検出していないので、かご室１の振動を十分抑制で
きない、という問題点があった。

【００１３】また、図２０のようなコンペンロープ１４
とコンペンシーブ１５およびコンペンシーブダンパ１６
による制振装置では、ある程度の張力をコンペンロープ
１４に与えようとすると、コンペンシーブ１５の重量を
大きくしなければならない。また、昇降行程が長い超高
層ビル用のエレベータでは、建物のゆれによる主ロープ
４、コンペンロープ１４の振動が大きくなる可能性があ
り、ロープ類の振動抑制には建物のゆれに応じて十分な
張力を与える必要が生じるが、常時張力を与えることは
巻き上げ機１１に加わる荷重を増加させ望ましくないな
どの問題点があった。

【００１４】さらに図２１のようなかご１０の垂直方向
振動をアクティブマスダンパ３８による制御で抑制する
方法および装置では、ある程度の制振効果を得るために
は、ダンパ用おもり３２の質量を大きくするか、あるい
はダンパ用おもり３２の往復移動距離を大きく取るかの
いずれかの対策が必要となる。しかし、エレベータのか
ご１０は主ロープ４に吊り下げられ巻き上げ機により昇
降されるため、重量に制限があり、かご１０に重量が増
えることはそのままエレベータ乗員の定員が減ることに
つながる。また、ダンパ用おもり３２の質量を増やさず
にダンパ用おもり３２の移動距離を大きく取るには、ア
クチュエータ３４のストロークと移動速度を増やさねば
ならない。重量に制限があり、かつ一般に利用可能なア
クチュエータを用いるのでは現実にはあまり容易なこと
ではない。さらに、エレベータが大型化すると、ロープ
系の共振周波数も低下する傾向にある。より低い周波数
における制御力を得るには、周波数の低下倍率の２乗倍
のダンパ用おもり３２の質量増加かあるいは移動距離の
増加が必要となる、という問題点があった。

【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、膨大な学習データを用いること
なく制振効果を向上できると共に、アクチュエータ設置
上の問題を解決し、さらにエレベータ停止の際の位置決
め精度を良くすることのできるエレベータの制振装置を
得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るエ
レベータの制振装置は、ガイドレール変位センサの検出
信号をフィードフォワード信号、かごの振動をフィード
バック信号としてエレベータかご室の制振に用いるコン
トローラを備えたものである。

【００１７】請求項２の発明に係るエレベータの制振装
置は、かご室及びかご枠に直接接続 され、かご室及びか
ご枠の間の水平方向相対位置を制御するアクチュエータ
と、かご室のアクチュエータが接続された近傍に設けら
れ、かご室の水平方向振動を検出する振動センサと、振
動センサの検出信号に応じてアクチュエータを制御する
コントローラとを備えたものである。

【００１８】請求項３の発明に係るエレベータの制振装
置は、かご室のアクチュエータが接続された近傍に設け
られ、かご室の水平方向振動を検出する第１振動センサ
と、かご枠のアクチュエータが接続された近傍に設けら
れ、かご枠の水平方向振動を検出する第２振動センサ
と、第１及び第２振動センサの検出信号に応じてアクチ
ュエータを制御するコントローラとを備えたものであ
る。

【００１９】請求項４の発明に係るエレベータの制振装
置は、アクチュエータとして、コントローラにより制御
されるサーボモータと、サーボモータの回転を水平方向
の移動に変換するボールねじとを備えたものである。

【００２０】請求項５の発明に係るエレベータの制振装
置は、コントローラに、振動センサ、または第１及び第
２振動センサの検出信号、アクチュエータの回転角、回
転速度あるいは位置、速度信号、及び駆動指令信号の複
数の情報と所定の数学モデルとを用いてかご室とかご枠
の絶対位置及び速度を推定する状態推定オブザーバを備
えたものである。

【００２１】請求項６の発明に係るエレベータの制振装
置は、コンペンシーブにかかる力、位置、および速度に
応じて、コンペンシーブを索引してコンペンロープの張
力制御を行う張力制御装置を備えたものである。

【００２２】請求項７の発明に係るエレベータの制振装
置は、コンペンシーブにかかる力を検出する力センサ
と、コンペンシーブの位置を検出すると共に、コンペン
シーブを索引するアクチュエータと、そのコンペンシー
ブの位置に基づいてコンペンシーブの速度を演算し、コ
ンペンシーブにかかる力、位置、および速度に応じて、
アクチュエータによる索引を制御し、コンペンロープの
張力制御を行うコントローラとを備えたものである。

【００２３】請求項８の発明に係るエレベータの制振装
置は、アクチュエータとして、コンペンシーブの位置を
検出し、コントローラにより制御されるサーボモータ
と、サーボモータの回転を垂直方向の移動に変換するボ
ールねじとを備えたものである。

【００２４】請求項９の発明に係るエレベータの制振装
置は、かご室及びかご枠に直接接続され、かご室及びか
ご枠の間の垂直方向相対位置を制御するアクチュエータ
と、かご室のアクチュエータが接続された近傍に設けら
れ、かご室の垂直方向振動を検出する振動センサと、振
動センサの検出信号に応じてアクチュエータを制御する
コントローラとを備えたものである。

【００２５】請求項１０の発明に係るエレベータの制振
装置は、アクチュエータをエレベータの各フロアへの停
止時に高精度位置決め用として用いるようにしたもので
ある。

【００２６】

【作用】請求項１の発明におけるエレベータの制振装置
は、エレベータのかごを制振するために必要なガイドレ
ールの変位情報を、かごがガイドレールを通過する直前
に検出するので、学習するためのエレベータの走行や膨
大なデータの蓄積が不必要となる。また、ガイドレール
の変位情報をフィードフォワード信号として、かごの振
動をフィードバック信号として制御に用いることによ
り、より高性能なかごの振動制御が実現できる。

【００２７】請求項２の発明におけるエレベータの制振
装置は、かご室とかご枠との間の水平方向相対位置を直
接駆動し、かご室のみを絶対空間に対し制振するもの
で、かご枠の制振は積極的には行なわない。そのためア
クチュエータにより駆動の対象とされる質量はかご室質
量であり、かご室とかご枠を同時に制振する場合のかご
室とかご枠を加えた質量に比べ小さくなり、アクチュエ
ータに要求されるパワーは少なくてすむ。また、アクチ
ュエータがかご室及びかご枠に直接接続され、かつ、振
動センサがかご室のアクチュエータが接続された近傍に
設けられているので、制御の対象となるかご室の状態量
に位相遅れが生じることなく、制御性能が良く、コント
ローラの構成も簡単にする。

【００２８】請求項３の発明におけるエレベータの制振
装置は、かご枠の水平方向振動を検出する第２振動セン
サにより、より制御性能を向上させる。

【００２９】請求項４の発明におけるエレベータの制振
装置は、サーボモータの回転運動をボールねじにより直
線運動に変換するため、高推力が得られ、アクチュエー
タの重量および供給電力に厳しい制約のあるエレベータ
の制振用アクチュエータとして効率的に機能する。

【００３０】請求項５の発明におけるエレベータの制振
装置は、状態推定オブザーバを用いることにより、制御
状態変数となるかご室とかご枠の絶対位置と速度の推定
精度は向上し同様に制御性能も向上する。

【００３１】請求項６の発明におけるエレベータの制振
装置は、張力制御装置により、コンペンシーブにかかる
力に応じた力要素、位置に応じたバネ要素、および速度
に応じた減衰要素を、任意に組み合わせてコンペンロー
プの張力を制御する。

【００３２】請求項７の発明におけるエレベータの制振
装置は、コントローラとアクチュエータにより、コンペ
ンシーブにかかる力に応じた力要素、位置に応じたバネ
要素、および速度に応じた減衰要素を、任意に組み合わ
せてコンペンロープの張力を制御する。

【００３３】請求項８の発明におけるエレベータの制振
装置は、サーボモータの回転運動をボールねじにより直
線運動に変換するため、高推力が得られ、効率良くロー
プ類の制振が行える。

【００３４】請求項９の発明におけるエレベータの制振
装置は、かご室とかご枠との間の垂直方向相対位置を直
接駆動し、かご室の振動を抑制するものであり、従来の
アクティブマスダンパー方式の制振装置のダンパー用の
おもり質量に比べ、かご室、かご枠の質量が大きいた
め、アクチュエータの移動するストロークも小さくて済
み、かつ低周波数域まで十分対応できる。また、ダンパ
ー用おもりによる余分な重量増加が少ない。また、アク
チュエータがかご室及びかご枠に直接接続され、かつ、
振動センサがかご室のアクチュエータが接続された近傍
に設けられているので、制御の対象となるかご室の状態
量に位相遅れが生じることなく、制御性能が良く、コン
トローラの構成も簡単にする。

【００３５】請求項１０の発明におけるエレベータの制
振装置は、かご室とかご枠との間の垂直方向相対位置駆
動アクチュエータにストロークが小さく、高精度な位置
決めの機能を有するものを用いることができるため、主
ロープの巻き上げ機による位置決めに加え、これを微調
整する形でかご室の位置決めが行える。

【００３６】

【実施例】実施例１． 以下、請求項１の発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、１はかご室、２はかご室１を防振ゴ
ム７，８を介して支持するかご枠、１０はかご室１、か
ご枠２を含むかご、４はかご１０を吊り下げる主ロー
プ、３は一対のガイドレール、５はかご１０にガイドロ
ーラサスペンション５ａを介して設けられガイドレール
３に係合するガイドローラから成るレール係合子で、図
示のものは向って左右方向にかご１０を支持するが、図
示せずも紙面に垂直方向にかご１０を支持するレール係
合子も設けられている。

【００３７】４１はガイドレール３に転動可能に係合す
るガイドローラ、４２はガイドローラ４１を介してガイ
ドレール３の変位を検出する振動センサ、４０はガイド
ローラ４１及び振動センサ４２で構成されるガイドレー
ル変位センサで、かご枠２の上下に設けられている。４
３はガイドレール変位センサ４０をかご枠２に支点４３
ａを中心に回動自在に取付けるアーム、４４はアーム４
３を所定方向に付勢するばね、ダンパ、４５はかご１０
に設けられたかご室振動抑制制御装置である。

【００３８】かご室振動抑制制御装置４５において、４
６はかご１０の水平方向振動を検出するためのかご室
１、かご枠２に取付けられた振動センサ、４７は振動セ
ンサ４６の検出信号及びガイドレール変位センサ４０の
検出信号に基づいて制御信号を作るコントローラ、４8
はコントローラ４７の制御信号に基づいてかご室１の水
平方向振動を抑制するサーボモータ、４８ａはサーボモ
ータ４８に直結したボールねじ、４８ｂはボールねじ４
８ａのナット、４９はサーボモータ４８、ボールねじ４
８ａ、ナット４８ｂで構成されるアクチュエータであ
る。なお、アクチュエータ４９、コントローラ４７によ
り制振手段が構成される。

【００３９】図２は上記のように構成されたエレベータ
の制振装置におけるガイドレール変位センサ４０の働き
を示すブロック図であり、図１に示したガイドレール変
位センサ４０、コントローラ４７、アクチュエータ４
９、かご１０、振動センサ４６等がブロックにより示さ
れている。

【００４０】次に動作について説明する。ガイドレール
３は完全に真直なレールであることが理想であるが、現
実には高層ビルの高さに相当する長さのレールを完全に
真直にかつ継目も無く製造、設置することは不可能であ
り、また、レール及び高層ビル自体の経年変化に伴うゆ
がみが生じるため、ガイドレール３に案内され、上下に
高速昇降するかご枠２及びかご室１には水平方向に振動
を生じる。この水平方向振動を低減させる目的で、ガイ
ドレール３からかご枠２の間にはガイドローラサスペン
ション５ａに支持されたガイドローラから成るレール係
合子５が、かご枠２の両側上下に合計４個取り付けてあ
る。ガイドローラ及びガイドローラサスペンション５ａ
は前後方向にもそれぞれ取り付けてある。またかご枠２
からかご室１に伝わる振動は防振ゴム７，８により減衰
される。通常の昇降速度のエレベータならば、これら二
つの振動減衰機構により、かご室１に伝わる振動レベル
を目標値である１０〜１５Ｇａｌ以下に抑えることが可
能である。しかし、超高層ビル用の最大速度が５００Ｍ
／ｍｉｎ以上となる超高速エレベータでは、この振動減
衰機構のみでは振動レベルを目標値以下に抑制すること
は一般に困難となるため、かご室振動抑制制御装置４５
などを取り付ける必要が生じてくる。

【００４１】そこで通常は、かご室１に生じる振動を振
動センサ４６により計測し、この振動が小さくなるよう
にアクチュエータ４９を駆動する、いわゆるフィードバ
ック制御系を構成する。これにより振動抑制効果はかな
り得られる。しかし、あらかじめ、エレベータのかご１
０に加わる外乱成分を検出し、フィードフォワード制御
することにより、より効果の高い振動制御系が実現でき
る。このためにエレベータのかご１０の上下にガイドレ
ール３のたわみ変位を計測するガイドレール変位センサ
４０を取り付けている。このガイドレール変位センサ４
０は、そのガイドローラ４１がアーム４３とばね、ダン
パ４４とによりガイドレール３に押しつけられており、
エレベータ昇降時にガイドレール３のたわみにより生ず
る振動を振動センサ４２により計測する。この変位情報
をコントローラ４７にフィードフォワード情報として与
え、かご室１に取り付けた振動センサ４６のフィードバ
ック情報による制御系と組み合わせて、より高性能な制
振制御系を実現する。

【００４２】図２に示すブロック図は以上の動作を説明
したものである。レール変位による外乱がガイドレール
変位センサ４０により計測されコントローラ４７に入力
される。一方、エレベータのかご１０にはある一定の時
間遅れＴを有した後、レール変位による外乱が加わる。
エレベータのかご１０に生ずる振動は振動センサ４６に
より検出されコントローラ４７に入力される。コントロ
ーラ４７はこれら振動センサ４６からのフィードバック
信号とガイドレール変位センサ４０からのフィードフォ
ワード信号とを用いて、かご１０が振動しないようにア
クチュエータ４９に制御信号を出力し、かご１０の制振
を実現している。

【００４３】実施例２． 上記実施例１ではガイドレール変位センサ４０は左右方
向のガイドレール３の変位を検出していたが、ガイドレ
ール変位センサ４０は前後方向のガイドレール３の変位
計測にも適用可能であり、前後左右の水平方向振動抑制
装置として用いることができる。

【００４４】実施例３． 上記実施例１ではかご室振動抑制制御装置４５としてか
ご室１とかご枠２をアクチュエータ４９により相対的に
駆動する形式のものを用いているが、ガイドローラ変位
センサ４０は図３に示すように、従来のガイドローラサ
スペンション５ａの代わりにガイドローラの支持部に設
けたガイドローラアクティブサスペンション５０と組み
合わせた場合でも、実施例１と同様に実現可能である。
即ち、ガイドレール変位センサ４０からのフィードフォ
ワード信号とかご１０に設けたアクティブサスペンショ
ン用の振動センサ５１からのフィードバック信号をコン
トローラ５２に入力することで、ガイドローラアクティ
ブサスペンション５０の制御信号が得られ、実施例１と
同等な制振性能を発揮する。なお、ガイドローラアクテ
ィブサスペンション５０とコントローラ５２により制振
手段が構成される。

【００４５】実施例４． また、ガイドローラ変位センサ４０は図４に示すよう
に、かご枠２に設けたアクティブマスダンパ形式の振動
抑制制御装置５３と組み合わせても有効に機能する。即
ち、ガイドローラ変位センサ４０の出力信号をフィード
フォワード信号としてアクティブマスダンパ用のコント
ローラ５４に与えることにより実施例１，２と同等の制
振性能を発揮する。また、他のいかなる振動抑制制御装
置と組み合わせても有効である。その場合、振動抑制制
御装置５３とコントローラ５４とにより制振手段が構成
される。

【００４６】実施例５． さらにガイドローラ変位センサ４０用の振動センサとし
て変位計のほか、加速度計や速度計の出力を積分して利
用することも可能である。

【００４７】実施例６． 図５は請求項２，３，４，５の発明の一実施例を示し、
図１と対応部分には同一符号を付して説明を省略する。
図５において５５はボールねじ４８ａのナット４８ｂに
取り付けられたスラスト移動機構である。５６はかご枠
ボールねじ締結器であり、かご枠２に取り付けられスラ
スト移動機構５５を介しナット４８ｂからの軸力をかご
枠２へ伝達する。５７はボールねじ４８ａの片端を支持
するボールねじ支えである。５８はかご室１の床部のボ
ールねじ支え５７の近傍に設置された振動センサ（第１
振動センサ）、５９はかご枠２の下部のかご枠ボールね
じ締結器５６の近傍に設置された振動センサ（第２振動
センサ）、６０はサーボモータ４８のロータに直結され
て回転を検出するエンコーダである。６１は振動センサ
５８，５９、エンコーダ６０の情報などをもとにサーボ
モータ４８を制御するコントローラである。同図は駆動
用のアクチュエータ４９としてサーボモータ４８とボー
ルねじ４８ａ及びナット４８ｂから構成されるものを用
いた場合を示している。また、その駆動用のアクチュエ
ータ４９は、かご室１に直付けされたボールねじ支え５
７、及びかご枠２に直付けされたかご枠ボールねじ締結
器５６に直接接続されるものである。

【００４８】図６は前記のように構成されたエレベータ
の制振装置の機構部分とエレベータかご室１、かご枠２
を２自由度の質点系にモデル化したものである。図７は
エレベータの制振装置のコントローラ６１の構成の一例
を示したブロック図である。コントローラ６１の内部
は、各種センサ情報より制御状態量を推定する状態指定
オブザーバ６２と、振動センサ５８，５９、エンコーダ
６０から成る各種センサ情報部６３と状態推定オブザー
バ６２からの推定状態量をもとに制御指令信号Ｔｃを出
力する補償器６４とから構成される。図８はこの発明に
よるエレベータの制振装置の制振効果を示すボード線図
の一例である。

【００４９】次に動作について説明する。従来の振動減
衰機構では抑制できない振動成分がかご室１に生じる
と、かご室１の床部に設置された振動センサ５８がかご
室１の床部の振動を検出する。さらに、かご枠２の下部
にも同様に設置された振動センサ５９がかご枠２の振動
を検出する。これらの振動センサ５８，５９により計測
される加速度あるいは速度信号に加え、サーボモータ４
８のエンコーダ６０より測定される位置又は速度信号を
もとにコントローラ６１はサーボモータ４８の制御指令
信号Ｔｃを発生する。制御指令信号はかご室１の床部の
振動レベルが低減するようにアクチュエータ４９を駆動
する。かご室１の床下部に固定されたサーボモータ４８
のロータが回転することにより、ロータに連結されたボ
ールねじ４８ａも回転する。一方、ナット４８ｂはスラ
スト移動機構５５とかご枠ボールねじ締結器５６とを通
じてかご枠２に固定されている。よって、サーボモータ
４８が回転することによりかご室１とかご枠２とは相対
的に図に向かって左右に移動する。

【００５０】ところで、かご室１は主ロープ４に懸架さ
れたかご枠２に防振ゴム７，８により弾性支持されてい
るため、かご室１内の搭乗人数の増減による重量の変化
に応じかご枠２とかご室１との相対位置は上下に振動す
る。そのため、かご室１に固定されたサーボモータ４８
とかご枠２に固定されたかご枠ボールねじ締結器５６と
は相対的に上下に変位することとなる。従って、直接に
ナット４８ｂとかご枠ボールねじ締結器５６とを締結す
ると、かご室１の重量の増減による上下動によりボール
ねじ４８ａに直行方向に荷重が加わることとなる、ボー
ルねじ４８ａに軸方向以外の外力が加わることは、機構
の安定した動作と寿命の面から好ましくないので、この
上下動の動きをボールねじ４８ａに伝えないように、ボ
ールねじ４８ａの軸方向に剛性が高く、ボールねじ４８
ａの直角方向には自由に動く機構としてスラスト移動機
構５５がナット４８ｂとかご枠ボールねじ締結器５６と
の間に取り付けられている。よって、サーボモータ４８
とボールねじ４８ａからなる駆動用のアクチュエータ４
９は、ボールねじ４８ａの軸方向のみに力を発生するこ
ととなる。

【００５１】かご室１とかご枠２の下部にアクチュエー
タ４９を取り付け、かご室１とかご枠２とを左右方向に
相対的に変位させることにより、かご室１のみを制振
し、かご枠２は積極的に制振しない。そのため、かご枠
２とかご室１を合わせて制振する場合に比べ制振の対象
となる質量が軽減され、アクチュエータ４９に要求され
るエネルギーも少なくなる。さらに、かご室１の上部は
かご室振れ止め用の防振ゴム７により弾性支持されるた
め、アクチュエータ４９を駆動した際のかご室１の動き
は、ほぼこの支持点回りに振れることになり、アクチュ
エータ４９の駆動の対象となる質量はかご室１の全体質
量よりもさらに軽減される。また、振動センサ５８，５
９はそれぞれかご室１の床部、かご枠２の下部のアクチ
ュエータ４９の駆動部に近い位置に設置している。この
ため、振動センサ５８，５９の検出信号とアクチュエー
タ駆動信号との間に無用の位相遅れを生じ難い構造とな
り制御系の安定性が増し、制御性能も向上する。

【００５２】以上説明したエレベータのかご室１とかご
枠２と制振装置からなるシステムは、図６に示すよう
に、かご室１とかご枠２をそれぞれ１質点に置き換えた
２自由度系の振動モデルに近似できる。振動はガイドレ
ール３の変位ｘ０により生じ、ばねＫ7 、ダンパＣ7 を
有するガイドローラサスペンション５ａを通じ、かご枠
２に対応する質点ｍ２を加振する、さらに振動はばねｋ
6 、ダンパＣ6 を介しかご室１に対応する質点ｍ１に伝
わる。サーボモータ４８とボールねじ４８ａ及びナット
４８ｂからなるアクチュエータ４９はこれらの質点ｍ
１，ｍ２の間に設置され、これら二つの質点を反対方向
に相対的に駆動する。このシステムの制御目的は質点ｍ
１すなわちかご室１を絶対空間に目標加速度以下に静止
させることである。

【００５３】制御性能の向上のためには、質点ｍ１の絶
対空間に対する位置、速度などの状態変数の情報が要求
される。しかし、一般に絶対空間に対する位置を測定す
るには、参照となる絶対位置がない限り容易には行えな
い。エレベータの場合、一見、固定部と考えられる建築
物自体が実際には風や地震などの外乱により揺れるため
絶対位置の参照点とはならない。また、速度センサも小
型軽量で、このシステムに利用可能な精度を有するもの
は現状では無い。よって、振動センサ５８，５９として
一般に利用可能なものは加速度センサとなる。しかし、
加速度センサを用いた場合、この加速度信号からかご室
１の位置、速度を推定するのに、数学的には加速度信号
を１回積分、２回積分すればよいはずであるが、実際の
加速度信号にはノイズやＤＣドリフト成分が必ず含まれ
るため、特に２回積分が必要となる位置推定では値がす
ぐに飽和してしまい、実質的に推定不可能となる。

【００５４】そこで図７に示すように、センサ信号とし
てかご室１の加速度信号のみではなく、かご枠２の加速
度信号、また、これら２つの質点の相対位置、速度信号
がサーボモータ４８のエンコーダ６０より測定されるの
で、この信号とさらにサーボモータ４８の駆動信号Ｔｃ
とを用いて、状態推定オブザーバ６２により制御に用い
る状態量を推定する。状態推定オブザーバ６２の内部に
はあらかじめ図６に示す数学モデルを有している。よっ
て、より多くのセンサ信号と内部数学モデルを用いるこ
とにより、加速度信号を単に積分した場合に比べ、状態
量の精度の高い推定が可能となる。

【００５５】以上のように構成された制振装置を用いる
ことにより、かご室１はガイドレール３のたわみにより
生じる水平方向振動を目標値である１０〜１５Ｇａｌ以
下に抑えることが可能となる。かご室１の位置、速度及
びサーボモータ４８の回転速度をフィードバック制御信
号として用いた一例を非制御時（現状）と比較して図８
に示す。縦軸のゲインはガイドレール３の変位ｘ0 に対
するかご室１の変位ｘ1 として求めている。非制御時の
状態（点線）では、このシステムの１次固有振動数に相
当する共振ピークが１．５Ｈｚ近傍に生じ、また、２次
共振点も０ｄＢ以下ではあるが６．０Ｈｚ近傍に生じて
いる。これに対し、制御時（実線）では位置フィードバ
ック制御によりボード線図の低周波数域のゲインが現状
よりも低下することが示されている。位置フィードバッ
クゲインの増加に比例してボード線図の低周波数域ゲイ
ンは低下するが、同時に安定余裕も低下するため、適度
な位置フィードバックゲインを設定する必要がある。ま
た、速度フィードバック成分により減衰の増加と安定性
の増加が図られる。

【００５６】実施例７． 上記実施例６では駆動用のアクチュエータ４９としてサ
ーボモータ４８とボールねじ４８ａ及びナット４８ｂか
ら構成されるアクチュエータ４９を用いているが、同様
な機構でアクチュエータとして油圧、空気圧、その他の
電動アクチュエータの構成も当然のことながら可能であ
る。また、アクチュエータの位置、速度検出器としては
上述のエンコーダ６０の他、タコジェネレータ、ソレノ
イド等の他の速度、位置センサも同様に使用可能であ
る。

【００５７】実施例８． 上記実施例６では振動制御用のコントローラ６１として
複数のセンサ信号を入力とする状態推定オブザーバ６２
と補償器６４からなるコントローラ６１を用いていた
が、かご室１の振動センサ５８，５９の信号を入力と
し、アクチュエータ４９に振動を抑制する信号を与える
コントローラであれば、いかなる構成のものでも使用可
能である。また、振動センサはかご室１の床部には最低
限必要であるが、それ以外のセンサは省略可能である。

【００５８】実施例９． 上記実施例１では制振装置はエレベータ入口正面から見
て左右方向のみに駆動アクチュエータ４９が動く構造と
なっている。一般に、エレベータかご室１内の水平方向
振動を実測した場合、一般に入口正面に向かって左右方
向の振動レベルが前後方向の振動レベルに比べて大き
く、かご室１の水平方向振動問題は左右方向の振動がま
ず問題となる。しかし、エレベータの超高速化に伴い前
後方向の振動レベルも当然のことながら問題となる。図
９は、エレベータかご室１を左右方向のみではなく前後
方向にも制振可能となるように、サーボモータ４８とボ
ールねじ４８ａ及びナット４８ｂからなるアクチュエー
タ４９を４個取り付けた状態を示す下面図である。ま
た、ここには図示されていないが、振動センサ５８，５
９も左右方向のものに加え前後方向の振動センサがかご
室１の床部とかご枠２の下部に設置されている。実施例
１と同様な制振装置を前後、左右方向に設置することに
より、エレベータかご室１床部の振動レベルを前後左右
方向にわたり目標値の１０〜１５Ｇａｌ以下に抑制可能
となる。

【００５９】実施例１０． 上記実施例９ではアクチュエータ４９をエレベータかご
室１の下部に４個設置し、前後と左右のアクチュエータ
４９をそれぞれ独立に制御することで、前後左右方向の
振動抑制が行える。しかし、前後、左右のアクチュエー
タ４９を独立ではなく、協調して制御することにより、
エレベータかご室１の鉛直軸回りの回転成分の振動も抑
制可能となる。

【００６０】実施例１１． 図１０は請求項６，７，８の発明の一実施例を示し、前
記図２０と対応部分には同一符号を付して説明を省略す
る。図１０において、６５は減速器付きのサーボモー
タ、６６はこの減速器付きのサーボモータ６５の出力軸
にカップリングにより直結したボールねじ、６７はボー
ルねじナットを固定しリニアガイド６８に従い上下動す
るボールねじナット付きガイドである。６９は力センサ
７１とボールねじナット付きガイド６７とを剛に連結す
る連結器、７０はコンペンシーブ１５の回転軸を支持す
るコンペンシーブ受けであり、力センサ７１に接続され
ている。７２はサーボモータ６５に取り付けられたエン
コーダである。７３はサーボモータ６５とボールねじ６
６などから構成されるアクチュエータ、７４はアクチュ
エータ７３を地面に固定する架台である。７５は力セン
サ７１およびエンコーダ７２の検出信号をもとに張力制
御を行なうコントローラである。なお、サーボモータ６
５、ボールねじ６６、ボールねじナット付きガイド６
７、リニアガイド６８、連結器６９、力センサ７１、コ
ンペンシーブ受け７０、エンコーダ７２、架台７４、お
よびコントローラ７５によりロープ類の張力設定と制振
を行なう張力制御装置７６が構成される。

【００６１】図１１はエレベータの機械モデルとコント
ローラ７５の機能を示す制御システムのブロック図であ
る。７７はコントローラ７５の特性を調整する補償要
素、７８は位置信号のフィードバックゲイン、７９は信
号の加算器、８０は速度信号のフィートバックゲインで
ある。８１はボールねじ６６に重力により加わる自重で
ありコンペンシーブ１５およびコンペンシーブ受け７
０、力センサ７１、連結器６９等の重量を加算した値で
ある。８２はボールねじ６６と減速器付きサーボモータ
６５の回転部分の等価質量と積分器、８３は積分器であ
る。８４はロープ類のばね定数、８５は減速器付きのサ
ーボモータ６５によりボールねじ６６に生じる軸力、８
６，８７はそれぞれ位置信号と速度信号のフィードバッ
ク信号をオンオフするスイッチである。

【００６２】図１２は巻き上げ機１１とそらせ車１２の
回転慣性、かご１０の質量、カウンタウエイト１３の質
量、コンペンシーブ１５の回転慣性、および主ロープ４
によるばねとコンペンシーブ１４によるばねにより構成
される４自由度のエレベータ振動モデルの振動モード図
である。図１２において、かご１０とカウンタウエイト
１３は対称な位置にあり、コントローラ７５を用いた時
の振動モードの一例を示している。図１３は制御時の制
振効果を示す根軌跡の一例である。図１４はかご１０と
カウンタウエイト１３が非対称な位置にあるときの振動
モード図の一例である。図１５はそのときの制振効果を
示す根軌跡の一例である。

【００６３】次に動作について説明する。主ロープ４に
シャックルばね９を介し吊り下げられたかご１０とカウ
ンタウエイト１３は、巻き上げ機１１とそらせ車１２に
巻き付けられた主ロープ４を巻き上げ機１１を回転させ
ることにより、上下に昇降される。かご１０とカウンタ
ウエイト１３の下側にはコンペンロープ１４がつながれ
ており、このコンペンロープ１４をコンペンシーブ１５
を介して下側へ力を加えることにより、コンペンロープ
１４および主ロープ４に一定の張力を与えることができ
る。コンペンシーブ１５はコンペンシーブ受け７０によ
り回転支持されており、コンペンロープ１４の移動に応
じて自由に回転可能となっている。さらにコンペンシー
ブ１５およびコンペンシーブ受け７０は力センサ７１と
連結器６９を介してボールねじナット付きガイド６７に
つながっており、ボールねじ６６の回転により上下動可
能な機構を有している。ボールねじ６６はエンコーダ７
２が直結したサーボモータ６５により回転される。ボー
ルねじナット付きガイド６７はリニアガイド６８によ
り、なめらかに上下動するような機構となっている。サ
ーボモータ６５は架台７４に取り付けており、この架台
７４は地面に強固に固定してある。

【００６４】以上の構成により、ロープ類に生じる横振
動の状況に応じ、コンペンシーブ１５の自重に加え、コ
ンペンシーブ１５をサーボモータ６５にトルクを加え上
下動させることにより、コンペンロープ１４および主ロ
ープ４に加わる張力を任意に調整することが可能とな
る。これによりコンペンシーブ１５の自重を重くするこ
と無しに、主ロープ４に加わる張力を大きく与えること
が可能となり、この結果行程の長い超高速エレベータに
おいても十分にコンペンロープ１４や主ロープ４の横振
動の低減が可能となり、同時に主ロープ４に吊り下げら
れたかご１０の縦振動も抑制される。また、不要な張力
を常に主ロープ４に加え続けることを防ぎ、巻き上げ機
１１への負荷を軽減することが可能となる。

【００６５】また、静的にコンペンロープ１４および主
ロープ４に加わる張力を調整できる機能に加え、コンペ
ンシーブ１５を引っ張る力を力センサ７１により検出
し、同時にサーボモータ６５の回転の位置と速度をエン
コーダ７２により検出し、これらの検出信号をコントロ
ーラ７５に与える。これにより、コントローラ７５はあ
る一定の張力をコンペンロープ１４と主ロープ４に与え
た状態で、巻き上げ機１１、かご１０、カウンタウエイ
ト１３、コンペンシーブ１５および主ロープ４、コンペ
ンロープ１４からなる機構システムの振動減衰能が大き
くなるように制御信号Ｔｃを発生する。これにより、コ
ントローラ７５による減衰能付加機能は、従来用いられ
ていた図１９のコンペンシーブダンパー１６と同等以上
の減衰能付加能力を有す。この減衰能付加機能により、
さらに主ロープ４やかご１０に生ずる縦振動は抑制され
る。

【００６６】次に、図１１に示された機械モデルとコン
トローラ７５の機能を示す制御システムのブロック図に
より、コントローラ７５の機能を説明する。コントロー
ラ７５には力センサ７１の信号とエンコーダ７２の位
置、速度信号が入力として与えられ、力−位置−速度フ
ィードバック制御を行っている。力センサ７１の出力値
と軸力指令値を加算器７９により比較し、その差分値に
対し補償要素７７のｈ（ｓ）が乗ぜられる。さらにエン
コーダ７２による位置ｘ信号が加算器７９により加えら
れ、その値に対し位置のフィードバックゲイン７８のＫ
ｐが乗ぜられる。これに加えエンコーダ７２による速度
ｘ信号も加算器７９により加えられ、速度のフィードバ
ックゲイン８０のＫｖが乗ぜられる。この結果、減速器
付きサーボモータ６５とボールねじ６６とからなるアク
チュエータ７３に軸力８５のＦｍが発生する。このアク
チュエータ７３の軸力８５にコンペンシーブ１５などの
自重８１のｍｇを加えた値と、コンペンロープ１４の張
力によりコンペンシーブ１５を引っ張る力を差し引いた
力がアクチュエータ７３の回転部に加わることとなる。
力センサ７１の信号によるフィードバックはコンペンシ
ーブ１５を下方に引っ張る力を一定に保ち、位置フィー
ドバック制御はアクチュエータ７３に等価的にある一定
のばねを与え、速度フィードバック制御はアクチュエー
タ７３に等価的なダンピングを与えることとなる。

【００６７】図１２に示す振動モード図の一例より、か
ご１０とカウンタウエイト１３が対称な位置にあると
き、１次と４次の振動モードにおいてコンペンシーブ１
５が上下動することが分かる。すなわち、１次と４次の
振動モードに対しコンペンシーブ１５の上下動に応じて
適当なダンピングを与えれば振動抑制が行われる。図１
３はコントローラ７５の内部の位置のフィードバックゲ
イン７８と速度のフィードバックゲイン８０とを適切に
与え、補償要素７７の力フィードバックゲインをパラメ
ータとして変化させたときの根軌跡の一例である。この
図より力フィードバックゲインを適切に調整することに
より、１次と４次の極が虚軸から離れ、振動に対して有
効な減衰能を与えられることが分かる。同様に図１４に
示す振動モード図と図１５の根軌跡の一例から、かご１
０とカウンタウエイト１３が非対称な位置にあっても、
各振動モードに有効な減衰能が付加されることが分か
る。

【００６８】実施例１２． 上記実施例１１ではアクチュエータ７３としてサーボモ
ータ６５とボールねじ６６及びボールねじナット付きガ
イド６７から構成されるアクチュエータ７３を用いてい
るが、同様な機構でアクチュエータ７３として油圧、空
気圧、その他の電動アクチュエータの構成も当然のこと
ながら可能である。また、アクチュエータ７３の位置、
速度検出器としては上述のエンコーダの他、タコジェネ
レータ、ソレノイド等の他の速度、位置センサも同様に
使用可能である。

【００６９】実施例１３． 上記実施例１１では力センサ７１を用い、力フィードバ
ック制御を実施していたが、力センサ７１を用いなくて
も、エンコーダ７２から検出されるサーボモータ６５の
回転位置と速度信号による位置速度フィードバック制御
を行うコントローラにより等価的なばね−ダンパ系を構
成することで、同様の減衰能を付加することが可能であ
る。ただし、力センサ７１を用いない場合は、ボールね
じ６６の部分における摩擦等の影響を大きく受け、振動
減衰効果が幾分劣ることとなる。しかし、シャックルば
ね９の部分にダンパを追加することなどにより、減衰効
果の向上が多少は可能であり、力センサ７１を用いない
分だけ安価な制振装置が構成できる。

【００７０】実施例１４． 図１６は請求項９，１０の発明の一実施例を示し、図１
と対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
図１６において、８８はサーボモータであり、かご室１
の両側に固定されている。８９はこのサーボモータ８８
のロータに連結したボールねじ、９０はボールねじナッ
トであり、これらのサーボモータ８８とボールねじ８９
とボールねじナット９０により駆動用のアクチュエータ
９１が構成される。９２はボールねじナット９０に取り
付けられたスラスト移動機構、９３はかご枠２に取り付
けられたかご枠ボールねじ締結器で、スラスト移動機構
９２を介してボールねじナット９０からの軸力をかご枠
２へ伝達する。９４はボールねじ８９の片端を支持する
ボールねじ支えである。９５はかご室１のボールねじ支
え９４の近傍に設置された垂直方向の振動センサ、９６
はかご枠２に設置された垂直方向の振動センサ、９７は
サーボモータ８８のロータに直結されたエンコーダであ
る。９８は振動センサ９５，９６及びエンコーダ９７の
情報などをもとにサーボモータ８８を制御するコントロ
ーラである。また、その駆動用のアクチュエータ９１
は、かご室１に直付けされたボールねじ支え９４、及び
かご枠２に直付けされたかご枠ボールねじ締結器９３に
直接接続されるものである。

【００７１】次に動作について説明する。主ロープ４に
吊り下げられたかご枠２、かご室１は、巻き上げ機によ
り上下に昇降される。この際、主ロープ４のバネ定数と
かご室１、かご枠２の質量により構成される振動系は、
その固有振動数がおおよそ１〜１０Ｈｚにあり、かつそ
の共振尖鋭度も高いため、かご室１に垂直方向振動を発
生させ乗りごこちを著しく劣化させる。また、問題とな
る振動の周波数成分も、主ロープ４の長さがかご室１の
上下動により変化し、かご室１が最上階の時最短、かご
室１が最下階の時最長となり、そのバネ定数も大きく変
化し固有振動数も変化するため、かご室１の位置により
異なったものとなる。かご室１とかご枠２の間は防振ゴ
ム７，８により弾性支持されているため、主ロープ４の
振動による外力成分が少ない場合はこの防振ゴム７，８
の振動減衰効果によりかご室１の振動レベルは目標値の
１０〜１５Ｇａｌ以下に抑制可能であるが、エレベータ
の昇降速度が増した高速エレベータの場合では、これら
防振ゴム７，８による振動抑制効果では十分でなくなる
ことがある。

【００７２】本実施例による制振装置は、従来の防振ゴ
ム等による振動減衰機能を生かしたまま、制振機能を付
加したものである。以上説明した防振ゴム７，８による
振動減衰機能では抑制しきれない垂直方向振動成分がか
ご室１に発生すると、かご室１に設置された振動センサ
９５がかご室１の垂直方向の振動を検出する。さらに、
かご枠２に取り付けた振動センサ９６もかご枠２の垂直
方向振動を検出する。これらの振動センサ９５，９６に
より計測される加速度あるいは速度信号にはかごの昇降
による加速度、速度成分が含まれている。かごの昇降に
よる加速度、速度成分はあらかじめ巻き上げ機の指令信
号により既知な値であるので、振動センサ９５，９６の
検出信号から、巻き上げ機の指令信号より求める加速
度、速度成分を差し引いた値が、かご室１に主ロープ４
の振動により発生している振動成分となる。あるいは、
かご昇降の速度指令信号はかごに大きな加速度を与えな
いように低周波なパターンとなっているので、振動セン
サ信号を、この昇降速度指令信号をカットするハイパス
フィルタによりフィルタリングして振動信号を得ること
も可能である。

【００７３】これら振動センサ９５，９６の信号をもと
にコントローラ９８はサーボモータ８８の制御指令信号
Ｔｃを生成する。また、サーボモータ８８のロータに直
結したエンコーダ９７の出力信号もコントローラ９８の
入力となりコントローラ９８の制御性能を向上させる。
制御指令信号はかご室１の垂直方向振動レベルが低減す
るようにサーボモータ８８とボールねじ８９およびボー
ルねじナット９０より構成されるアクチュエータ９１を
駆動する。かご室１に固定されたサーボモータ８８のロ
ータが回転することにより、ロータに連結されたボール
ねじ８９も回転する。一方、ボールねじナット９０はス
ラスト移動機構９２とかご枠ボールねじ締結器９３を通
じてかご枠２に固定されているため、サーボモータ８８
が回転することによりかご室１とかご枠２とは相対的に
図に向かって上下方向に移動する。

【００７４】ところで、かご室１はかご枠２に防振ゴム
７，８により弾性支持されているため、ガイドレール３
の変位による外乱によりかご室１およびかご枠２の水平
方向振動が発生すると、かご室１とかご枠２とは同相で
振動するモードと逆相で振動するモードとの二つの水平
方向振動モードを有し、逆相で振動するモードの場合、
かご室１とかご枠２の水平方向には相対的位置偏差が生
じる。そのため、かご室１に固定されたサーボモータ８
８とかご枠２に固定されたかご枠ボールねじ締結器９３
は相対的に左右に変位することとなる。直接ボールねじ
ナット９０とかご枠ボールねじ締結器９３とを締結する
と、かご室１とかご枠２の相対左右方向移動により、ボ
ールねじ８９に直行方向に荷重が加わることとなる。ボ
ールねじ８９に軸方向以外の外力が加わることは機構の
安定した動作と寿命の面から好ましくないので、この左
右方向の動きをボールねじ８９に伝えないように、ボー
ルねじ軸方向には剛性が高く、ボールねじ直角方向には
自由に動く機構としてスラスト機構９２がボールねじナ
ット９０とかご枠ボールねじ締結器９３との間に取り付
けられている。これにより、サーボモータ８８とボール
ねじ８９からなる駆動アクチュエータ９１は、ボールね
じ８９の軸方向のみに力を発生することとなる。また、
かご室１はかご床の防振ゴム８によりかご枠２に弾性支
持され、かご室１の自重分はこの防振ゴム８により支え
られるため、アクチュエータ９１に要求される軸力はか
ご室１の自重を支える必要はなく、かご室１の振動成分
を抑制するのに必要な軸力のみであり、要求されるアク
チュエータ９１の容量も少なくてすむようになってい
る。アクチュエータ９１は図１６に向かい左右独立に２
個取り付けてあるが、これらは１つのコントローラ９８
により制御される。

【００７５】また、エレベータの行程が長くなるに従
い、巻き上げ機によるかご室１を各フロアーに停止する
位置決めの困難さも増してくる。アクチュエータ９１
は、かご室１の位置を上下に微動するものであり、位置
センサとしてエンコーダ１７を備えているため、かご室
１の微少な位置決めが可能である。これにより、巻き上
げ機による位置決めを粗動、制振装置のアクチュエータ
９１による位置決めを微動として高精度なかご室１の位
置決めも行える。

【００７６】実施例１５． 上記実施例１４ではアクチュエータ９１としてサーボモ
ータ８８とボールねじ８９及びボールねじナット９０か
ら構成されるアクチュエータ９１を用いているが、同様
な機構でアクチュエータとして油圧、空気圧、その他の
電動アクチュエータの構成も当然のことながら可能であ
る。また、アクチュエータ９１の位置、速度検出器とし
ては上述のエンコーダ９７の他、タコジェネレータ、ソ
レノイド等の他の速度、位置センサも同様に使用可能で
ある。

【００７７】実施例１６． 上記実施例１４で用いたかご室１とかご枠２の間の防振
ゴム７，８は、ばねとダンパの機能を合わせ持つが、一
般にそのストロークは小さい。制振のために動かされる
アクチュエータ９１のストロークが防振ゴムでは不十分
な場合、防振ゴムに代わり、ばねとダンパによる振動減
衰装置の利用が可能である。

【００７８】実施例１７． 上記実施例１４ではエレベータかご室１の垂直方向のみ
の振動抑制を行なうものであったが、エレベータかご室
１の振動は垂直方向、水平方向のあらゆる方向に１０〜
１５Ｇａｌ以下の振動レベルに抑える必要がある。従っ
て、水平方向制振装置との併用も可能である。図１７は
上記実施例１４に図５の実施例６による水平方向制振装
置のアクチュエータ４９を取り付けた場合を示してい
る。これにより、エレベータかご室１の振動レベルを垂
直、水平方向に対し同時に目標値以下に抑制可能とな
る。

【００７９】実施例１８． 上記実施例１４におけるエレベータの方式は、かご室１
およびかご枠２が主ロープ４により吊り下げられ、巻き
上げ機により昇降させられるものであったが、油圧方式
のエレベータや、エレベータの方式としては現時点では
実用化されていないが、エレベータのかごの両脇にステ
ータによりかごを走行させるリニアモータ型のエレベー
タなどの他の方式のエレベータにも適用可能であり、振
動抑制と微小位置決めの機能を与えることが可能であ
る。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、ガイドレール変位センサの検出信号をフィードフォ
ワード信号、かごの振動センサ検出信号をフィードバッ
ク信号として組み合わせて用いるコントローラを用いる
ように構成したので、高性能な振動抑制効果を得ること
ができる効果がある。例えば、ガイドレールの曲率が大
きい場合でも、かごの振動を抑制することができる。

【００８１】請求項２の発明によれば、エレベータかご
室とかご枠との間の水平方向相対位置を直接駆動するア
クチュエータ、かご室とかご枠との間の水平方向振動セ
ンサ及びそのセンサ信号を制御信号として上記アクチュ
エータを制御するコントローラを設けるように構成した
ので、エレベータかご室の水平方向振動を有効に抑制で
きる効果がある。また、アクチュエータがかご室及びか
ご枠に直接接続され、かつ、振動センサがかご室のアク
チュエータが接続された近傍に設けられているので、制
御対象となるかご室の状態量に位相遅れが生じることな
く、制御性能が良く、コントローラの構成も簡単にする
ことができる。

【００８２】請求項３の発明によれば、かご枠の水平方
向振動を第２振動センサにより検出して、そのかご枠の
水平方向振動も加えてコントローラによりアクチュエー
タを制御するように構成したので、より制御性能を良
く、エレベータかご室の水平方向振動を有効に抑制でき
る効果がある。

【００８３】請求項４の発明によれば、アクチュエータ
をサーボモータとボールねじとを組み合わせた構成とし
たので、高推力が得られ、アクチュエータの重量と供給
電力に厳しい制限があるエレベータかご部の駆動アクチ
ュエータに適し、効率的に機能する効果がある。

【００８４】請求項５の発明によれば、振動センサやア
クチュエータの移動位置、速度、さらにアクチュエータ
制御信号などの複数のセンサ情報と内部数学モデルとを
用いた状態推定オブザーバを有するコントローラを用い
る構成としたので、制御性能がさらに向上する効果があ
る。

【００８５】請求項６の発明によれば、張力制御装置に
より、コンペンシーブにかかる力、位置、および速度に
応じてコンペンシーブを牽引制御するように構成したの
で、コンペンシーブにかかる力に応じた力要素、位置に
応じたばね要素、および速度に応じた減衰要素を、任意
に組み合わせてコンペンロープの張力を可変調整するこ
とが可能となり、コンペンシーブの自重分に加え、コン
ペンロープおよび主ロープの横振動およびかごの縦振動
を低減できる効果がある。

【００８６】請求項７の発明によれば、コントローラと
アクチュエータにより、コンペンシーブにかかる力、位
置、および速度に応じてコンペンシーブを牽引制御する
ように構成したので、コンペンシーブにかかる力に応じ
た力要素、位置に応じたばね要素、および速度に応じた
減衰要素を、任意に組み合わせてコンペンロープの張力
を可変調整することが可能となり、コンペンシーブの自
重分に加え、コンペンロープおよび主ロープの横振動お
よびかごの縦振動を低減できる効果がある。

【００８７】請求項８の発明によれば、アクチュエータ
をサーボモータとボールねじとを組み合わせた構成とし
たので、高推力が得られ、かつ小さな容積におさまるの
で、効率的に機能し狭いエレベータ坑内にも設置できる
効果がある。

【００８８】請求項９の発明によれば、エレベータかご
室とかご枠の間の垂直方向相対位置を直接駆動するアク
チュエータ、水平方向の振動センサ及びそのセンサ信号
を制御信号としてアクチュエータを制御するコントロー
ラを設けるように構成したので、エレベータかご室の垂
直方向振動を抑制できる効果がある。また、アクチュエ
ータがかご室及びかご枠に直接接続され、かつ、振動セ
ンサがかご室のアクチュエータが接続された近傍に設け
られているので、制御対象となるかご室の状態量に位相
遅れが生じることなく、制御性能が良く、コントローラ
の構成も簡単にすることができる。

【００８９】請求項１０の発明によれば、上記アクチュ
エータをエレベータ停止時の位置決めに用いるように構
成したので、エレベータかご室の微小位置決めを高精度
に行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるエレベータの制振装
置を示す正面図である。

【図２】この発明の実施例１の制御系の概略を示すブロ
ック図である。

【図３】この発明の実施例３によるエレベータの制振装
置を示す正面図である。

【図４】この発明の実施例４によるエレベータの制振装
置を示す正面図である。

【図５】この発明の実施例６によるエレベータの制振装
置を示す正面図である。

【図６】この発明の実施例６を近似的に質点系にモデル
化した構成図である。

【図７】この発明の実施例６のコントローラのブロック
図である。

【図８】この発明の実施例６の制振効果を示すボード線
図である。

【図９】この発明の実施例９，１０によるエレベータの
制振装置を示す底面図である。

【図１０】この発明の実施例１１によるエレベータの制
振装置を示す正面図である。

【図１１】この発明の実施例１１を示す制御システムの
ブロック図である。

【図１２】この発明の実施例１１のかごとカウンタウエ
イトが対称な位置における振動の様子を示す振動モード
の構成図である。

【図１３】この発明の実施例１１のかごとカウンタウエ
イトが対称な位置における振動モードの根軌跡を示す特
性図である。

【図１４】この発明の実施例１１のかごとカウンタウエ
イトが非対称な位置における振動の様子を示す振動モー
ドの構成図である。

【図１５】この発明の実施例１１のかごとカウンタウエ
イトが非対称な位置における振動モードの根軌跡を示す
特性図である。

【図１６】この発明の実施例１４によるエレベータの制
振装置を示す正面図である。

【図１７】この発明の実施例１７によるエレベータの制
振装置を示す正面図である。

【図１８】従来のエレベータの水平方向振動制振装置の
要部を示す正面図である。

【図１９】従来のエレベータの水平方向振動の制振装置
の要部を示す斜視図である。

【図２０】従来のエレベータの垂直方向振動の制振装置
を示す構成図である。

【図２１】従来のエレベータのアクティブマスダンパー
方式制振装置の要部を示す正面図である。

【符号の説明】

１ かご室 ２ かご枠 ３ ガイドレール ４ 主ロープ ７，８ 防振ゴム １０ かご １３ カウンタウエイト １４ コンペンロープ １５ コンペンシーブ ４０ ガイドレール変位センサ ４６ 振動センサ ４７ コントローラ（制振手段） ４８ サーボモータ ４８ａ ボールねじ ４９ アクチュエータ（制振手段） ５０ ガイドローラアクティブサスペンション（制振手
段） ５１ 振動センサ ５２ コントローラ（制振手段） ５３ 振動抑制制御装置（制振手段） ５４ コントローラ（制振手段） ５８ 振動センサ（第１振動センサ） ５９ 振動センサ（第２振動センサ） ６１ コントローラ ６２ 状態推定オブザーバ ６５ サーボモータ ６６ ボールねじ ７１ 力センサ ７３ アクチュエータ ７６ 張力制御装置 ９１ アクチュエータ ９５ 振動センサ ９７ エンコーダ ９８ コントローラ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−24768（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−132270（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−50147（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66952（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66B 11/02 B66B 1/06 B66B 7/04 B66B 7/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かご室を防振ゴムを介して支持するかご
   枠とから成るかごの上下に設けられ、そのかごの昇降を
   案内するガイドレールの変位を検出するガイドレール変
   位センサと、上記かごの水平方向振動を検出する振動セ
   ンサと、上記ガイドレール変位センサの検出信号をフィ
   ードフォワード信号、上記振動センサの検出信号をフィ
   ードバック信号として組み合わせて用いることにより、
   上記かごの水平方向振動を抑制制御するようにそのかご
   に設けられた制振手段とを備えたエレベータの制振装
   置。
2. 【請求項２】 かご室を防振ゴムを介して支持するかご
   枠と、上記かご室及び上記かご枠に直接接続され、それ
   らかご室及びかご枠の間の水平方向相対位置を制御する
   アクチュエータと、上記かご室の上記アクチュエータが
   接続された近傍に設けられ、そのかご室の水平方向振動
   を検出する振動センサと、その振動センサの検出信号に
   応じて上記アクチュエータを制御するコントローラとを
   備えたエレベータの制振装置。
3. 【請求項３】 かご室を防振ゴムを介して支持するかご
   枠と、上記かご室及び上記かご枠に直接接続され、それ
   らかご室及びかご枠の間の水平方向相対位置を制御する
   アクチュエータと、上記かご室の上記アクチュエータが
   接続された近傍に設けられ、そのかご室の水平方向振動
   を検出する第１振動センサと、上記かご枠の上記アクチ
   ュエータが接続された近傍に設けられ、そのかご枠の水
   平方向振動を検出する第２振動センサと、上記第１及び
   第２振動センサの検出信号に応じて上記アクチュエータ
   を制御するコントローラとを備えたエレベータの制振装
   置。
4. 【請求項４】 アクチュエータは、コントローラにより
   制御されるサーボモータと、そのサーボモータの回転を
   水平方向の移動に変換するボールねじとを備えたことを
   特徴とする請求項２または請求項３記載のエレベータの
   制振装置。
5. 【請求項５】 コントローラは、振動センサ、または第
   １及び第２振動センサの検出信号、アクチュエータの回
   転角、回転速度あるいは位置、速度信号、及 び駆動指令
   信号の複数の情報と所定の数学モデルとを用いてかご室
   とかご枠の絶対位置及び速度を推定する状態推定オブザ
   ーバを備えたことを特徴とする請求項２または請求項３
   記載のエレベータの制振装置。
6. 【請求項６】 一端にエレベータのかごを吊下げ、他端
   にカウンタウエイトを吊下げた主ロープと、一端に上記
   エレベータのかごが接続され、コンペンシーブを介して
   他端に上記カウンタウエイトが接続されたコンペンロー
   プと、上記コンペンシーブにかかる力、そのコンペンシ
   ーブの位置、およびそのコンペンシーブの速度に応じ
   て、そのコンペンシーブを索引して上記コンペンロープ
   の張力制御を行う張力制御装置とを備えたエレベータの
   制振装置。
7. 【請求項７】 一端にエレベータのかごを吊下げ、他端
   にカウンタウエイトを吊下げた主ロープと、一端に上記
   エレベータのかごが接続され、コンペンシーブを介して
   他端に上記カウンタウエイトが接続されたコンペンロー
   プと、上記コンペンシーブにかかる力を検出する力セン
   サと、上記コンペンシーブの位置を検出すると共に、そ
   のコンペンシーブを索引するアクチュエータと、上記ア
   クチュエータにより検出された上記コンペンシーブの位
   置に基づいてそのコンペンシーブの速度を演算し、上記
   力センサにより検出されたそのコンペンシーブにかかる
   力、そのアクチュエータにより検出されたそのコンペン
   シーブの位置、およびその演算したコンペンシーブの速
   度に応じて、そのアクチュエータによる索引を制御し、
   上記コンペンロープの張力制御を行うコントローラとを
   備えたエレベータの制振装置。
8. 【請求項８】 アクチュエータは、コンペンシーブの位
   置を検出し、コントローラにより制御されるサーボモー
   タと、そのサーボモータの回転を垂直方向の移動に変換
   するボールねじとを備えたことを特徴とする請求項７記
   載のエレベータの制振装置。
9. 【請求項９】 かご室を防振ゴムを介して支持するかご
   枠と、上記かご室及び上記かご枠に直接接続され、それ
   らかご室及びかご枠の間の垂直方向相対位置を制御する
   アクチュエータと、上記かご室の上記アクチュエータが
   接続された近傍に設けられ、そのかご室の垂直方向振動
   を検出する振動センサと、その振動センサの検出信号に
   応じて上記アクチュエータを制御するコントローラとを
   備えたエレベータの制振装置。
10. 【請求項１０】 かご室を防振ゴムを介して支持するか
    ご枠と、上記かご室及び上記かご枠に直接接続され、そ
    れらかご室及びかご枠の間の垂直方向相対位置を制御す
    るアクチュエータと、そのアクチュエータの制御量を検
    出するエンコーダと、上記かご室の上記アクチュエータ
    が接続された近傍に設けられ、そのかご室の垂直方向振
    動を検出する振動センサと、上記エンコーダ及び上記振
    動センサの検出信号に応じて上記アクチュエータを制御
    して上記かご室を所定の位置に停止させるコントローラ
    とを備えたエレベータの制振装置。