JP4643803B2 - エレベータの制振装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はエレベータの制振装置に関するもので、特にエレベータ昇降時における乗り心地と静粛性を向上させたものである。
【0002】
【従来の技術】
超高層ビルに据付けるエレベータは、その昇降行程が長ければ長い(高い)ほど高速化が要求される。高速エレベータの設計において特に注意しなければならないのは、昇降時における乗り心地と振動や騒音問題である。乗り心地に関し、エレベータかご内の乗客は、常に重力に対して真直な方向(鉛直方向)、換言すればエレベータかごの床面が常に水平な状態を生理的に基準としていると思われる。したがって、エレベータかごの床面が鉛直方向とはずれて水平でない場合は違和感を生じるものと思われる。
【0003】
乗り心地について考えてみると、エレベータかごの動きの加速度や加・加速度につき、コントローラーやドライブ等を考慮に入れるのは当然であるが、如何にこれらの精度を向上させても、エレベータかごの動きを案内するガイドレールが曲がっていたり、ガイドレールのジョイント部分に段差があったりすると、これらが乗り心地に大きく悪影響してしまう。
【0004】
従来は、これらの対応策として、ガイドレールのジョイントで隣接するものに対して相マークを付けたり、ガイドレール自体の仕上げ精度を向上させたり、据付け上ではレーザーを用いた据付け用治具でガイドレールの芯出しを行ったりしている。また、エレベータかご側の対応策としては、カーフレームのガイドローラーをアクティブに油圧や磁気でコントロールしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーフレーム側の対応策では、建物自体が揺動することを考慮していないから、建物自体が揺動する場合にはカーフレームも当然に揺動して床面の水平度が変化するため、乗客は不快感を生じて乗り心地が良くないことはいうまでもないことである。
【0006】
また、ガイドローラをコントロールする方策では、常にガイドレールを基準として水平振動を抑制するが、超高層ビルでは地震や風によっても建物が大きく横振れするので、これとともに、ガイドレールも当然に横振れを起こすことになるから、カーフレーム及びエレベータかごは当然に横振れをして床面の水平度が変化するため、乗客は不快感を生じて乗り心地が良くないことになる。
【0007】
そこで、この発明は地震や風に因る建物自体の振動に対しても制振効果を発揮して乗り心地の良い超高層ビル用のエレベータを得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるエレベータの制振装置は、請求項1記載のように、ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、上部をX,Y軸方向の2軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの下部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのX軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのY軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置を提供する。
【0011】
したがって、サブカーフレームはメインカーフレーム内において上部の連結器で吊支されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの下部に制振装置を配置することができる。また、建物自体が振動する場合にもサブカーフレームの水平度が常に自動的に維持されるから、乗り心地と静粛性の良いエレベータを得る。
【0012】
さらに、請求項2記載によれば、ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、下部をX,Y軸方向の2軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの上部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのX軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのY軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置を提供する。
【0013】
したがって、サブカーフレームはメインカーフレーム内において下部の連結器で支持されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの上部に制振装置を配置することができる。また、建物自体が振動する場合にもサブカーフレームの水平度が常に自動的に維持されるから、乗り心地と静粛性の良いエレベータを得る。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の第1形態を図1及び図2に基づき説明する。主かご枠又はメインカーフレーム1内の、副かご枠又はサブカーフレーム2は、その上部中央がX軸12及びY軸11の2軸を有する連結器3を介して前後左右方向へ揺動可能に吊支されている。サブカーフレーム2のプランクフレーム2aはブレース2b,2bで本体と直交状態に維持されている。このプランクフレーム2a上に乗客を収容するエレベータかご5が搭載される。そして、メインカーフレーム1とサブカーフレーム2のプランクフレーム1a,2a間に制振機構6が設けられる。そのため、サブカーフレーム2のプランクフレーム2aの略中央には、位置検出センサーとしてポジショニングセンサー4が配設されている。
【0015】
ポジショニングセンサー4は、サブカーフレーム2のプランクフレーム2aにセンサー可動部4aを、また、このセンサー可動部4aに面するメインカーフレーム1のプランクフレーム1aに、連結器3を中心とする弧状にX,Y軸方向へ延伸する部分を備えたセンサー固定部4bを載置固定してなる。ポジショニングセンサー4は、光学式や電磁式の位置検出センサーが望ましいが、パソコンで使用するマウスのような機械的なもののローラをセンサー可動部4aとし、ローラが空回りしないようにスプリングでセンサー固定部4bに押し当ててX,Y軸方向のずれを検知するようにしてもよい。
【0016】
プランクフレーム1a,2a間にはX軸方向及びY軸方向にサブカーフレーム2を移動させるアクチュエータ7,8が設けられる。アクチュエータ7はサブカーフレーム2をY軸方向へ移動させるもので、図3及び図4に示すように、プランクフレーム2aの一端側底部にブラケット17,17で滑り軸としてバー16をX軸方向へ固定し、このバー16に係合する滑り軸受としてのボールリテーナ15にピストンロッド14の一端部を首振り可能に連結し、ピストンロッド14の他端部は油圧装置13に接続してある。
【0017】
アクチュエータ8はサブカーフレーム2をX軸方向へ移動させるもので、プランクフレーム2aの他端側底部にブラケット19,19で滑り軸としてバー20をY軸方向へ固定し、このバー20に係合する滑り軸受としてボールリテーナ21にアーム23の一端部を軸部22で回動可能に連結し、アーム23はプランクフレーム1aに固定した支軸24に回動可能に支持され、アーム23の他端部には軸部25と軸受26を介してピストンロッド27の一端部を回動可能に連結し、ピストンロッド27を油圧装置28に接続してある。
【0018】
アクチュエータ7,8に関し、油圧装置のほか電磁電動機と歯車の組み合わせなどを用いることができる。最近では工作機械のXYテーブルとして用いられるものが薄型であり、とりわけ、リニアモーター等を使用して高速且つ正確に位置制御するものがあるので、これを用いることも可能である。要すれば、アクチュエータ7,8をメインカーフレーム1の移動方向と反する方向の制振方向へ移動させることができる駆動源を有すればばよい。
【0019】
そして、メインカーフレーム1にはアクチュエータ用コントローラとしてのアンプであるコントローラー9が搭載され、このコントローラー9と電気的に配線31で接続されたジャイロボックス10をメインカーフレーム1の中央部に搭載する。コントローラー9とポジショニングセンサー4のセンサー固定部4bも配線32で電気的に結合される。さらに、コントローラー9からアクチュエータ7,8にはそれぞれの油圧装置13,28を動作せるための信号を送致する配線33,34が接続される。
【0020】
そこで、メインカーフレーム1がガイドレールに沿って昇降移動するときに、ガイドレールの曲がりや段差に対応して揺れると、サブカーフレーム2が連結器3を中心に前後又は左右方向へ揺動する。サブカーフレーム2のこの動きを、ポジショニングセンサー4のセンサー可動部4aがセンサー固定部4b上で揺動することによりその前後又は左右方向の動きをセンサー固定部4bが検出してその信号をコントローラー9に送り、コントローラー9はジャイロボックス10から送られる基準鉛直位置に比較して演算しアクチュエータ7,8に補正信号を送る。アクチュエータ7,8はコントローラー9から送られる補正信号に基づいてメインカーフレーム1の動きに反する制振方向への動きをサブカーフレーム2に生じさせる。
【0021】
例えば、メインカーフレーム1が図1において左又は右側へ傾斜した場合、ジャイロボックス10内のジャイロの軸がそれと反する右又は左側へ傾いてその軸が基準鉛直方向を指示するとともに、サブカーフレーム2は連結器3のY軸11を中心にメインカーフレーム1と同じ左又は右側へ傾斜しようとする。この動きをポジショニングセンサー4が検出してジャイロボックス10から送致される信号と比較し演算し、その補正信号をコントローラー9からアクチュエータ7に送る。
【0022】
したがって、この場合、Y軸方向のアクチュエータ7が動作して油圧装置13がロッド14を引き寄せ、又は、押し出してサブカーフレーム2をメインカーフレーム1の動きに反する右又は左側へ所要量分移動させる。そのため、サブカーフレーム2はメインカーフレーム1内で連結器3を中心にメインカーフレーム1の左又は右方への動きに反してY−Y´方向の右又は左側へ動くために、サブカーフレーム2の鉛直状態がジャイロが指示する基準鉛直位置に沿って自動的に維持される。
【0023】
また、メインカーフレーム1が図1において前又は後側へ傾斜した場合、ジャイロボックス10内のジャイロの軸がそれと反する後又は前側へ傾いてその軸が基準鉛直方向を指示するとともに、サブカーフレーム2は連結器3のX軸12を中心にメインカーフレーム1と同じ前又は後側へ傾斜しようとする。この動きをポジショニングセンサー4が検出してジャイロボックス10から送致される信号と比較して演算し、その補正信号をコントローラー9からアクチュエータ8に送る。
【0024】
したがって、この場合、X軸方向のアクチュエータ8が動作して油圧装置28がピストンロッド27を押し出し(図4中単線矢示)又は引き寄せ(図4中複線矢示)てアーム23が支軸24を中心に反時計回り(図4中単線矢示)又は時計回り(図4中複線矢示)に回動し、ボールリテーナ21はバー20を右又は左(Y軸方向)へ移動し、これによりサブカーフレーム2をメインカーフレーム1内でX−X´方向の後(図4中単線矢示)又は前(図4中複線矢示)方向へ所要量分移動させる。
【0025】
そのため、サブカーフレーム2はメインカーフレーム1内で連結器3のX軸12を中心にメインカーフレーム1の前(図4中複線矢示)又は後(図4中単線矢示)側への動きに反して後(図4中単線矢示)又は前(図4中複線矢示)側へ動くために、サブカーフレーム2の鉛直状態がジャイロが指示する基準鉛直位置に沿って自動的に維持される。
【0026】
なお、図1及び図2において、39はメインカーフレーム1を吊支する複数本のトラクションロープ、38はガイドレールに3面で摺接するガイドローラーである。
【0027】
次に、この発明の実施の第2形態を図5に基づき説明する。メインカーフレーム1内のサブカーフレーム2は、プランクフレーム1a,2aの略中央がX,Y軸方向の2軸を有する連結器3で揺動可能に支持されており、また、上部中央には位置検出センサーとしてポジショニングセンサー4を有する。ポジショニングセンサー4は、メインカーフレーム1に面するサブカーフレーム2の上面にセンサー可動部4aを、また、このセンサー可動部4aに面するメインカーフレーム1の天井部に、連結器3を中心とする弧状にX,Y軸方向へ延伸する部分を備えたセンサー固定部4bを載置固定してなる。一方、サブカーフレーム2の上面とメインカーフレーム1の天井部間にはX,Y軸方向にサブカーフレーム2を移動させるアクチュエータ7,8が設けられる。
【0028】
さらに、アクチュエータ用コントローラとしてのアンプであるコントローラー9と電気的に配線31で接続されたジャイロボックス10及びポジショニングセンサー4のセンサー固定部6をメインカーフレーム1の天井部に搭載する。コントローラー9とポジショニングセンサー4のセンサー固定部6も配線32で電気的に結合される。さらに、コントローラー9からアクチュエータ7,8にはそれぞれの油圧装置13,28を動作せるための信号を送致する配線33,34が接続される。油圧装置13,28はメインカーフレーム1の天井部に固定され、ブラケット17,19はサブカーフレーム2の上面に固定される。
【0029】
すなわち、この実施の第2形態は前記実施の第1形態とは上下部の構成が全く逆の構成、すなわち、連結器3が下部に、制振機構6が上部になっている。その他の構成は実施の第1形態と同じで構成部材も全て同一であり、それらの作用効果も同じであるから、重複する説明は省略する。
【0030】
かくして、建物が揺動した場合に揺動するメインカーフレーム1の基準鉛直位置を検出するとともに、サブカーフレーム2の前後左右の位置を検出し基準鉛直位置と比較して演算し、その補正信号をコントローラー9からアクチュエータ7,8に出力し、アクチュエータ7,8を介してサブカーフレーム2をX,Y軸方向へ移動させて基準鉛直位置にリアルタイムで合わせることができる。したがって、サブカーフレーム2の床面、すなわちエレベータかご5の床面の水平度が常に維持されるので、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、サブカーフレームはメインカーフレーム内で上部の連結器で吊支されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの下部に制振装置を配置することができる。そして、サブカーフレームの水平方向の揺動を検出することが出来て、その検出値をジャイロが示す基準鉛直位置に比較し演算してコントローラーが補正信号をアクチュエータに送れば、アクチュエータがサブカーフレームの下部を前後左右へメインカーフレーム内で所要量移動させて基準鉛直位置へ自動的に合わせるので、建物自体が振動する場合でもサブカーフレーム、すなわちエレベータかごの床面は常に水平に維持されるから、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【0033】
請求項2記載の発明によれば、サブカーフレームはメインカーフレーム内で下部の連結器で支持されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの上部に制振装置を配置することができる。そして、サブカーフレームの水平方向の揺動を検出することが出来て、その検出値をジャイロが示す基準鉛直位置に比較し演算してコントローラーが補正信号をアクチュエータに送れば、アクチュエータがサブカーフレームの上部を前後左右へメインカーフレーム内で所要量移動させて基準鉛直位置へ自動的に合わせるので、建物自体が振動する場合でもサブカーフレーム、すなわちエレベータかごの床面は常に水平に維持されるから、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【0034】
かくして、本発明は特に高速、かつ、ハイライズのエレベータであって、メインカーフレームが長くなる、ダブルデッキ式のエレベータに採用するとその効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の第1形態を示すエレベータの正面図。
【図2】図1の側面図。
【図3】この発明の要部を示す図1の一部拡大図。
【図4】図3のX−X断面図。
【図5】この発明の実施の第2形態を示すエレベータの正面図。
【符号の説明】
1…メインカーフレーム
2…サブカーフレーム
3…連結器
4…ポジショニングセンサー
4a…センサー可動部
4b…センサー固定部
5…エレベータかご
6…制振機構
7,8…アクチュエータ
9…アンプ(コントローラー)
10…ジャイロボックス
11…Y軸
12…X軸
13,28…油圧装置
14,27…ピストンロッド
15,21…ボールリテーナー(滑り軸受)
16,20…バー(滑り軸)
17,19…ブラケット
Claims (2)
- ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、上部をX,Y軸方向の2軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの下部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのX軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのY軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置。
- ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、下部をX,Y軸方向の2軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの上部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのX軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのY軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置。
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