JP5942875B2 - エレベータの振動低減装置及びエレベータ - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの振動低減装置およびこれを備えたエレベータに関するものである。

エレベータのかごの上面左右には上側ローラガイドが対称的に設けられ、かごの下面左右には下側ローラガイドが対称的に設けられている。そして、ローラガイドは昇降路の建屋壁に縦設されたガイドレールに接しており、ローラガイドがガイドレール上を案内されることで、エレベータは昇降を繰り返す。

そのため、ガイドレールの加工誤差に起因する僅かな曲りや、ガイドレール同士の継ぎ目の据付誤差に起因する段差などの外乱により、上側ローラガイドと下側ローラガイドが加振され、加振で生じた振動がかご枠を介してかごに伝達される。その結果、エレベータに横振動が発生することとなり、エレベータの乗り心地が低下する。

従来のエレベータの振動低減装置では、ローラガイドにアクチュエータを設置し、かご枠に設置した振動センサの信号にしたがってアクチュエータを制御し、アクチュエータが制振力を与えることでかごの横振動を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、上下に一対のかごが設けられたダブルデッキエレベータの技術に関して、ローラガイドから伝達される振動によってかご枠が共振し湾曲振動することがあるが、左右方向に移動する錘とこの錘の移動により変形するばね具とからなる振動吸収装置を上下のかごの間にある中間枠に設けることで、かご枠の共振を低減しエレベータの乗り心地を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１２２５５５号公報 特開平０９−２０８１６２号公報

しかしながら、従来のエレベータの振動低減装置にあっては、上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離（以下、「ガイドスパン」と呼ぶ。）やかごの昇降速度、及びかごの固有振動数やガイドレールの曲り等の外乱に起因してかごの横振動が増大する場合があり、外乱周波数の周波数成分の振動を十分に低減することが困難となり、エレベータの乗り心地が低下するという問題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、かごの横振動を低減することができるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータを提供することを目的とする。

本発明にかかるエレベータの振動低減装置は、エレベータのかごに制振力を付加するアクチュエータと、かごの横振動を計測する振動センサと、振動センサが計測したかごの横振動からかごに設けられた上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離であるガイドスパンとエレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数の周波数成分を抽出し抽出した周波数成分に基づいてかごの横振動の当該周波数成分が打ち消されるように前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたものである。

本発明にかかるエレベータの振動低減装置によれば、制御部が振動センサによって計測されたエレベータの横振動から外乱周波数の周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分に基づいてかごの横振動の当該周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータを制御するため、アクチュエータが付加する制振力によって外乱周波数におけるかごの横振動を低減することができる。

本発明の実施の形態１にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる狭帯域増幅フィルタの特性を示す図である。 ガイドレールの曲りによるかご横振動のシミュレーション結果の一例を示す図である。 従来のエレベータの振動と周波数との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかるエレベータの振動低減装置の振動低減効果を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態２にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかるダブルデッキエレベータの変形例が昇降路に懸架された状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態３にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態３にかかるダブルデッキエレベータの変形例が昇降路に懸架された状態を示す断面図である。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータのかごの構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるエレベータのかご１が複数のガイドレールが連なって縦設された軌条上に設置された状態を示す断面図である。

図１において、昇降路の上端に設けられた図示しない機械室の巻上機から垂下したロープ２の下端にダブルデッキエレベータのかご１が懸架されている。かご１は、かご枠３と上下一対のかご室である上部かご室７及び下部かご室６とで構成される。

かご枠３は、上枠３ａ、中間枠３ｂ、下枠３ｃ、及び２本の縦柱３ｄで構成され、下枠３ｃは防振ゴム５を介して下部かご室６を支持し、中間枠３ｂは防振ゴム５を介して上部かご室７を支持している。また、上部かご室７と下部かご室６の上端の左右には、それぞれ振れ止めゴム８が縦柱３ｄとの間に設けられている。さらに、上枠３ａの上面左右にはそれぞれ上側ローラガイド９ａが対称的に設けられ、下枠３ｃの下面左右にはそれぞれ下側ローラガイド９ｂが対称的に設けられている。各ローラガイド９ａ、９ｂは、昇降路の建屋壁に縦設されたガイドレール１０に接しており、各ローラガイド９ａ、９ｂがガイドレール１０上を案内されることで、かご１は昇降を繰り返す。

また、かご１には、加速度センサ１１ａ、１１ｂ、制振コントローラ１２ａ、１２ｂ、及びアクチュエータ１３ａ、１３ｂから構成される振動低減装置が設けられている。振動センサである加速度センサ１１ａ、１１ｂはそれぞれ上枠３ａ、下枠３ｃに設置され、アクチュエータ１３ａ、１３ｂはそれぞれ上側ローラガイド９ａ、下側ローラガイド９ｂに設置されている。

振動センサである加速度センサ１１ａ、１１ｂはかご１の横振動としてそれぞれ上枠３ａ、下枠３ｃの振動を検出し、かご１の横振動を示す振動信号として上枠３ａと下枠３ｃの加速度信号を制振コントローラ１２ａ、１２ｂにそれぞれ送信する。制振コントローラ１２ａ、１２ｂは、加速度センサ１１ａ、１１ｂからの加速度信号からかご枠３の横振動を低減するために必要な制振力を計算する。そして、制振コントローラ１２ａ、１２ｂは計算結果に基づいて制振電流をそれぞれアクチュエータ１３ａ、１３ｂに供給する。アクチュエータ１３ａ、１３ｂは供給された制振電流に応じてかご枠３に制振力を付加することでかご１に制振力を付加する。

次に、制振コントローラ１２ａ、１２ｂによるアクチュエータの制御方法の詳細について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。なお、以下においては、まず制振コントローラ１２ｂについて説明する。

図２において、制振コントローラ１２ｂは、広帯域バンドパスフィルタ１４、積分器１５、ゲイン１６、記憶手段２０ａ、狭帯域増幅フィルタ１７、及び電源１８から構成される。加速度センサ１１ｂから入力される加速度信号、及び昇降速度検出手段１９から入力される信号を用いてアクチュエータ１３ｂに制振電流を出力し、制振制御を行う。なお、図１においては図示していないが、昇降速度検出手段１９はかご１の昇降速度を検出するものであり、エンコーダやレゾルバ等によって巻上機の回転速度等を検出し、検出した回転速度等から算出することができる。

加速度センサ１１ｂで検出された振動信号である加速度信号は、広帯域バンドパスフィルタ１４によって制振制御に不要な低周波数成分と高周波数成分が除去される。なお、低周波数成分の除去は、低周波数成分が過大増幅され、必要な制御力が大きくなるのを防ぐためであり、高周波数成分の除去は、かご１の高周波数振動モードの振動が発生し制振制御が不安定化するのを防止するためである。

したがって、広帯域バンドパスフィルタ１４の特性は、通過周波数帯域の増幅率が理想的には１で、低周波及び高周波の非通過低域ではできるだけゼロに近づくような特性が選択される。また、通過周波数帯域は、低減したいかご１の振動モードの周波数が通過帯域に全て含まれるように広く選ばれる。例えば、０．５〜３０Ｈｚとすることができる。これは、人が感知しやすく、一般に低減したいかご１の横振動の周波数が１〜１０Ｈｚの間に分布するため、これを含むように選択される。ただし、上記周波数はあくまでも一例であり、この周波数に限定されるものではない。

広帯域バンドパスフィルタ１４により不要な周波数帯域が除去された加速度信号は、積分器１５で積分計算される。これは、加速度信号を積分すると速度信号となり、速度に逆比例する力を加えることで制振できることが当業者であれば周知の事実として知られているからである。

積分器１５から出力される速度信号はゲイン１６により増幅率Ｋｐ倍で増幅される。制振性能を向上させるために、増幅率Ｋｐの絶対値をできるだけ大きくすればよいが、その値が大きすぎる場合には高周波数の振動モードが励起され制御が不安定化するという問題が発生する。そのため、高周波数の振動モードが励起されない範囲で増幅率Ｋｐを設定する。なお、増幅率Ｋｐは、かごの横振動の後述する周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ１１ｂを制御するため、負の値となるように設定する。

狭帯域増幅フィルタ１７は、特定の増幅周波数帯域以外の周波数では増幅率がほぼ１であり、増幅周波数帯域では１を超える増幅率を有するフィルタとして構成され、ゲイン１６から入力される信号から、外乱周波数を中心周波数とする周波数帯の周波数成分のみを増幅し出力する。例えば、式（１）に示すような伝達関数Ｆｐ（ｓ）で表される狭帯域増幅フィルタとすることができる。

式（１）において、ｓはラプラス演算子、ωｐは通過帯域の中心周波数である。また、ζ１とζ２は、ζ１＞ζ２を満たすように要求に応じて設定される定数であり、通過帯域のピークの高さがζ１／ζ２で表される。

以下、ζ１とζ２との設定について説明する。図３は、狭帯域増幅フィルタ１７の設計例における周波数特性を示した図であり、図３（ａ）は増幅率と周波数との関係を示し、図３（ｂ）は位相と周波数との関係を示している。ζ１とζ２は、増幅周波数帯域での増幅率が大きくなるとともに、十分な位相余裕が確保されるように設定する。例えば、増幅周波数帯域の中心周波数での増幅率を４倍となるように、ζ１＝１、ζ２＝０．２５と設定すると、狭帯域増幅フィルタ１７は図３に示すような周波数特性となる。図３に示すように、増幅したい周波数では増幅率が４となり、低周波数帯域及び高周波数帯域では増幅率が１となっていることが確認できる。

また、中心周波数ωｐ［ｒａｄ／秒］は、式（２）に示すように、ガイドスパンＬ［ｍ］と昇降速度Ｖ［ｍ／秒］とによって設定することができる。

なお、ここでいう増幅周波数帯域とは、その増幅率が中心周波数での増幅率の１／２以上となる周波数の帯域をいうこととする。

記憶手段２０ａは、ガイドスパンＬを定数として予め記憶している。そして、記憶手段２０ａから取り出したガイドスパンＬと、昇降速度検出手段１９で検出した昇降速度Ｖの情報を元に、式（１）にしたがって、ゲイン１６から出力された信号が増幅周波数帯域で増幅されることとなる。

電源１８は、増幅された信号に応じてアクチュエータ１３ｂに制振電流を供給する。そして、アクチュエータ１３ｂによりかご枠３に制振力が付加されることで、かご１の横振動が低減される。

また、図２及び図３においては、下枠３ｃ側に設置した制振コントローラ１２ｂについて説明したが、上枠３ａ側に設置した制振コントローラ１２ａについても同様の構成とし、同様の処理が行われる。

ここで、かご１に発生するかご横振動について説明する。なお、本稿において、かご横振動とはかご１の昇降する方向に垂直な方向の振動のことをいう。かご横振動は、ガイドレール１０の僅かな曲りや、据付誤差により各ローラガイド９ａ、９ｂが加振されることで生じる。そこで、図４にガイドレール１０の曲りによるかご横振動をシミュレーションした結果の一例を示す。図４において、横軸はエレベータの最大昇降速度を示し、縦軸はかご横振動の最大値を示しており、実測した同じレール曲りのデータの外乱が入力した場合のダブルデッキエレベータのかご横振動（図４の実線）とシングルデッキエレベータのかご横振動（図４の破線）とを比較した図である。なお計算に用いたダブルデッキエレベータとシングルデッキエレベータは、乗り心地で特に問題となる１〜３Ｈｚの周波数帯域での振動モード周波数がおおよそ同じとなっている。

図４に示すように、振動モード周波数がほぼ同じであるにも関わらず、昇降速度が１０［ｍ／秒］を超える超高速領域ではダブルデッキエレベータのかご横振動がシングルデッキエレベータと比較して著しく悪化していることが確認できる。２０１３年現在、実際に稼働しているダブルデッキエレベータの世界最高速度は１０［ｍ／秒］であるから、この振動問題は、ダブルデッキエレベータが高速化した時に問題となる振動であり、これまで認識されていなかった問題である。

ダブルデッキエレベータで顕著に発生する振動は、上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離（以下、「ガイドスパン」と呼ぶ。）Ｌと昇降速度Ｖ［ｍ／秒］とで定まる周波数ｆｒ＝Ｖ／Ｌ［Ｈｚ］（以下、「外乱周波数」と呼ぶ。）が、かごの固有振動数と近接することで生じていることが分かった。これは、エレベータが速度Ｖ［ｍ／秒］で上昇している場合を考えると、上側ローラガイド９ａから入力されるガイドレール１０の曲りは、Ｌ／Ｖ秒遅れて下側ローラガイド９ｂから同じように入力されることになる。その結果、一定の周期（周波数）で同じガイドレール１０の曲りがかごに加わることになるので、この外乱周波数がかごの固有振動数に近接すると大きな振動が生じることになる。

外乱周波数とかごの固有振動数が近接する現象はシングルデッキエレベータについても同様に起こりうることであるが、ガイドレール１０の加工精度や据付精度が一定の場合には、外乱周波数のかご横振動の振幅は外乱の振幅に依存し、外乱の振幅はガイドスパンＬに依存するため、外乱周波数のかご横振動はガイドスパンＬが長いダブルデッキエレベータで特に問題となる。

より詳細には、シングルデッキエレベータでは、内部に１つのかご室しか含まないため、ガイドスパンＬも５〜６［ｍ］程度となるのに対し、ダブルデッキエレベータでは上下に一対のかご室を含むため、必然的にガイドスパンＬが長くなり、１０［ｍ］を超えるものとなる。ガイドレール１０の１本の長さは通常４〜５［ｍ］であるため、シングルデッキエレベータではガイドレール１０の１本分の曲りによる外乱が入力されることとなり、外乱の振幅はほぼガイドレール１０の加工精度に依存する。一方、ダブルデッキエレベータではガイドレール２〜３本分の曲りによる外乱が生じるとともに、ガイドレール１０の据付誤差による外乱も含まれるため、シングルデッキエレベータの場合と比較して外乱の振幅が大きくなる。したがって、ダブルデッキエレベータが高速化した場合には、外乱周波数とかご１の固有振動数が近接し、かつ、ガイドレールの曲り等の影響によって外乱の振幅が増大するため、外乱周波数の周波数帯におけるかご横振動はダブルデッキエレベータにおいて顕著となる。

図５に、外乱の振幅がガイドスパンＬに依存することを示す図である。図５は、各ローラガイド９ａ、９ｂから入力されるガイドレールの曲りを加えた場合のパワースペクトルを解析した結果であり、横軸は振動の周波数を示し、縦軸はパワーを示し、破線はシングルデッキエレベータの解析結果を、実線はダブルデッキエレベータの解析結果を示している。なお、図５においては外乱周波数とかごの固有振動数がほぼ一致するように、ダブルデッキエレベータでは昇降速度１４［ｍ／秒］で昇降した場合を、シングルデッキエレベータでは昇降速度７［ｍ／秒］で昇降した場合について解析した結果を示している。

図５に示すように、全く同じガイドレール１０の曲りデータを用いているにも関わらず、ダブルデッキエレベータでは、シングルデッキエレベータに対してガイドレール１０による振動成分が大きくなっていることが確認できる。なお、シングルデッキエレベータで速度をダブルデッキエレベータと同じ１４［ｍ／秒］とした場合でも、横軸の周波数がシフトするたけで縦軸の大きさは変わらない。以上のように、ダブルデッキエレベータの高速化が進むと、ガイドスパンＬと昇降速度Ｖで決まるガイドレール１０による外乱が大きくなり、これがかごの固有振動数と一致することで大きな振動が生じることとなる。また、シングルデッキエレベータにおいても、ガイドレール１０の加工精度の低下等に起因して各ローラガイドから伝達される外乱の振幅が大きくなった場合には、かごの昇降速度によっては外乱周波数とかご１の固有振動数が近接するため、ダブルデッキエレベータが高速化した場合と同様に大きな振動が生じることがある。

本実施の形態では、外乱周波数の周波数成分の振動に着目し、上述の構成を有するエレベータの振動低減装置を設けることにより、かごの横振動を低減している。すなわち、かご１の横振動から外乱周波数の周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ１３ａ、１３ｂを制御することにより、かご１の横振動において外乱周波数の周波数成分を低減することができる。

図６に、本実施の形態の効果を示すダブルデッキエレベータの昇降速度に対するかご横振動のシミュレーション結果を示す。図６（ａ）において、破線は制振制御を行わない場合のかご横振動を示し、実線は本実施の形態の制振制御を行う場合のかご横振動を示している。また、図６（ｂ）において、破線は狭帯域増幅フィルタ１７を備えない従来の制振制御を行った場合のかご横振動を示し、実線は本実施の形態の制振制御を行う場合のかご横振動を示している。図６に示すように、本実施の形態にかかる振動低減装置を用いることで、かご横振動を低減することがわかり、特に昇降速度が１０［ｍ／秒］を超える高速領域でかご横振動低減の顕著な効果が確認することができる。

また、本実施の形態では、狭帯域増幅フィルタ１７を用いて特定の周波数帯のみを増幅しているため、かご横振動の高周波数帯域は増幅されることがなく、高周波数振動モードの励起による制振制御の不安定化を生じることもない。

さらに、アクチュエータ１３ａ、１３ｂをそれぞれ上側ローラガイド９ａ、下側ローラガイド９ｂに設置したため、外乱とかごとの共振振動における各かご室６、７とかご枠３が一体となって振動する振動モードに対して、効果的に振動を低減することができる。

なお、狭帯域増幅フィルタ１７の特性を表す式として式（１）を示したが、式（１）に限定されるものではなく、増幅周波数帯域が外乱周波数を含む一定の周波数帯域となる特性を有しているものであれば他の構成とすることとしても良い。ここで、一定の周波数帯域とは、周波数帯の幅が外乱周波数及びその近傍の周波数を含む周波数帯域であり、かごの横振動が顕著に増加している周波数帯域とする。例えば、図５に示した外乱が入力された場合には、増幅周波数帯域の幅が０．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚ程度の幅となるものとすればよい。

また、狭帯域増幅フィルタ１７の代わりに、図７（ａ）に示すように、狭帯域バンドパスフィルタ２９とゲイン３０と加算器３１とを設け、外乱周波数を含む周波数帯の周波数成分を増幅することとしてもよい。なお、図７（ａ）においては、図２における制振コントローラ１２ｂのゲイン１６から電源１８の間の制御構成に関する変形例のみを示す。かかる場合には、バンドバスフィルタ２９の通過帯域が外乱周波数を含む一定の周波数帯域となるようにすればよく、狭帯域バンドパスフィルタ２９とゲイン３０との順を逆にすることとしてもよい。

さらに、本実施の形態では、図２に示すような制御構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成を適宜変更することが出来る。例えば、本実施の形態では狭帯域増幅フィルタ１７をゲイン１６と電源１８との間に設けることにしたが、ゲイン１６の前に狭帯域増幅フィルタ１７を設け特定周波数帯の増幅を行うこととしてもよい。

なお、本実施の形態では、図１の紙面に対して左右方向について示したが、紙面に対して垂直方向、すなわちエレベータの前後方向についても、同様の制振装置が構成され、振動を低減することができる。

また、本実施の形態においては、昇降速度検出手段１９が検出したかごの昇降速度を用いて、狭帯域増幅フィルタ１７の特性を決定することとしたが、これに限定されるものではなく、あらかじめ定められた最大昇降速度を用いることとしてもよい。かかる場合、制振コントローラ１２ｂは、図７（ｂ）に示すような構成とし、記憶手段２０ｂが記憶したガイドスパンＬと最大昇降速度Ｖｍとから狭帯域増幅フィルタ１７の特性を決定する。このような構成とすることで、昇降速度情報として実測した値ではなく固定の最大速度Ｖｍを用いるため、低速走行時には実際の外乱周波数と異なる値を狭帯域増幅フィルタの中心周波数に設定することになる。したがって、昇降中の昇降速度を用いる場合と比較して低速走行時の制振性能は劣るが、昇降速度検出手段１９を別途設ける必要がないため、振動低減装置の構成を簡素化することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、アクチュエータをそれぞれ上側ローラガイドと下側ローラガイドに設けるとともに振動センサとして加速度センサを用いる構成としたが、これに限定されるものではない。そこで、実施の形態２として、アクチュエータの位置等を変更した場合の実施の形態について説明する。

図８は本発明の実施の形態２にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。また、図９は本発明の実施の形態２にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。図９において、図２又は図７と同一の符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、変位センサ２７ａ、２７ｂを有する点やアクチュエータ２４ａ、２４ｂの位置等の構成が相違している。

図８において、下枠３ｃにはそれぞれ取付台２１ｂが固定されている。取付台２１ｂ上には、錘２２ｂが取付台２１ｂに対して横方向に可動するように設置されており、取付台２１ｂと錘２２ｂの間にはばね２３ｂが設置されている。また、取付台２１ｂと錘２２ｂの間にはアクチュエータ２４ｂがばね２３ｂと並列に設置されている。下枠３ｃには、振動センサである加速度センサ２６ｂが設置されかご１の横振動として下枠３ｃの振動を検出する。また、取付台２１ｂには、別の振動センサである非接触式変位センサ２７ｂが設置されており、取付台２１ｂと錘２２ｂの間の変位を検出する。

そして、加速度センサ２６ｂで計測された振動信号である加速度信号と、変位センサ２７ｂで計測された振動信号である変位信号は制振コントローラ２５ｂに送信され、必要な制振力が計算されることで制御信号がアクチュエータ２４ｂに出力されることとなる。これにより、アクチュエータ２４ｂが動作し、かご枠３に制振力が付加されることとなり、かご１に制振力が付加される。

また、中間枠３ｂにおいても、取付台２１ａが固定されており、下枠３ｃの場合と同じように制振装置が構成されている。

次に、各制振コントローラ２５ａ、２５ｂによる制御方法について説明する。以下においては、制振コントローラ２５ｂの構成及び制御方法を例にして説明を行う。図９において、加速度センサ２６ｂで検出された加速度信号は、広帯域バンドパスフィルタ１４で制振制御に不要な低周波数成分と高周波数成分が除去される。広帯域バンドパスフィルタ１４により制御に不要な周波数帯域を除去された加速度信号は、積分器１５で積分計算され速度信号に変換され、ゲイン１６によりＫｐ倍に増幅される。狭帯域増幅フィルタ１７は、記憶手段２０ａに記憶されたガイドスパン情報と定格最大速度情報とから増幅する中心周波数を決定し、ゲイン１６から出力された信号の外乱周波数の周波数成分を増幅する。

変位センサ２７ｂで検出された取付台２１ｂと錘２２ｂの間の距離信号は、ゲイン３３によりＫｍｐ倍される。また、取付台２１ｂと錘２２ｂの間の距離信号は微分器３４で微分処理され、取付台２１ｂに対する錘２２ｂの相対速度信号に変換されることとなる。相対速度信号に変換された信号は、ゲイン３５でＫｍｖ倍に増幅される。そして、ゲイン３３の出力とゲイン３５の出力は加算器３６で加算処理される。

狭帯域増幅フィルタ１７からの出力と加算器３６からの出力とは加算器３７で加算処理され、電源１８に出力される。そして、電源１８は加算された信号に応じてアクチュエータ２４ｂに制振電流を供給する。これにより、アクチュエータ２４ｂによりかご枠３に制振力が付加される。

以上のような構成とすることで、本実施の形態２においても、昇降速度とガイドスパンとで決まる外乱周波数を含む一定の周波数帯を増幅する狭帯域増幅フィルタ１７を設けることで、かご横振動から外乱周波数の周波数成分を低減することができる。

なお、本実施の形態では、各アクチュエータ２４ａ、２４ｂは、ばね２３ａ、２３ｂ、錘２２ａ、２２ｂとともに、中間枠３ｂ及び下枠３ｃに取り付けられた取付台２１ａ、２１ｂ上にそれぞれ設けることとしたが、図１０に示すように上部かご室７と中間枠３ｂとの間及び下部かご室６と下枠３ｃとの間にアクチュエータ４１ａ、４１ｂを設けることとしても良い。かかる場合には、例えば、上部かご室７と下部かご室６の底面に振動センサである加速度センサ３９ａ、３９ｂを設置し、中間枠３ｂ及び下枠３ｃには、加速度信号から必要な制振力を算出して各アクチュエータ４１ａ、４１ｂを制御する制振コントローラ４０ａ、４０ｂが設置する。

このように、各かご室６、７にアクチュエータ４１ａ、４１ｂをそれぞれ設置することでかご室６、７に制振力を付加することでかご１に制振力を付加することとなるため、外乱とかごとの共振振動における各かご室６、７とかご枠３とが逆位相で振動する振動モードに対しても、効果的に振動を低減することができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び２においては、外乱周波数の周波数成分を低減するために、いわゆるアクティブ制振装置を用いることとしてが、伸縮機構を備えた振動低減装置とすることもできる。そこで、実施の形態３として、伸縮機構を備えたエレベータの振動低減装置について説明する。

図１１は、実施の形態３にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。他の実施の形態と異なる点は、下側ローラガイド９ｂが下枠３ｃに伸縮機構であるボールねじ４２を介して設置されている点であるため、その点についてのみ、以下では説明する。

図１１において、下側ローラガイド９ｂと下枠３ｃとの間にボールねじ４２が設けられている。そして、ダブルデッキエレベータのかごが昇降路の下部で停止している時にはボールねじ４２を縮めることで、下側ローラガイド９ｂと昇降路の底部との干渉を防止する。一方、かごが上昇している間等の昇降路の下部から離れた時には、ボールねじ４２を伸ばすことで、ガイドスパンＬを大きくする。

実施の形態１において説明したように、ダブルデッキエレベータが高速走行すると、ガイドスパンＬ［ｍ］と昇降速度Ｖ［ｍ／秒］で決まるガイドレール１０による外乱周波数ｆｒ=Ｖ／Ｌ［Ｈｚ］と、かごの固有振動数ｆｏが近接することで大きな振動が生じる。

しかしながら、本実施の形態では、ダブルデッキエレベータが高速化してＶが大きくなったとしても、かごが昇降している際にボールねじ４２が伸びることによりガイドスパンＬが大きくなるので、固有振動数ｆｏと外乱周波数ｆｒとが乖離し、ダブルデッキエレベータのかご横振動増大を抑制することができる。特に、昇降速度Ｖとかごの固有振動数ｆｏで決まる干渉長さＬｏ＝Ｖ／ｆｏ［ｍ］に対してガイドスパンＬが十分大きくなるようにボールねじ４２の伸縮長さをとれば、固有振動数ｆｏと外乱周波数ｆｒが近接することはないので、かご横振動の増大を防ぐことができる。

また、エレベータのかごが昇降する昇降路の上下寸法には制限があるためガイドスパンＬを単純に長くすると昇降路の上下寸法が増加し新たな問題となるが、本実施の形態では昇降路の下部にかごが存在するときにはボールねじ４２を縮めることでガイドスパンＬを小さくしているため、昇降路の上下寸法が増加することを抑制できる。

なお、本実施の形態では、伸縮機構としてボールねじ４２を設けることとしたが、ボールねじ４２の代わりに伸縮機構としてパンタグラフを用いることとしてもよい。例えば、図１２に示すように、上側ローラガイド９ａと上枠３ａとの間にパンタグラフ４３を設け、ダブルデッキエレベータのかごが昇降路の上部にあり停止している時にはパンタグラフ４３を縮め、昇降路の上部から離れかごが下降している時にはパンタグラフ４３を伸ばすこととしてもよい。

また、上記においては、伸縮機構を下側ローラガイド９ｂと下枠３ｃとの間に設けた例と伸縮機構を上側ローラガイド９aと上枠３aとの間に設けた例について示したが、伸縮機構を下側ローラガイド９ｂと下枠３ｃとの間及び上側ローラガイド９aと上枠３aとの間の双方に設けることとしてもよいのは言うまでもない。

なお、本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ エレベータ、３ かご枠、６ 下部かご室、７ 上部かご室、９ａ 上側ローラガイド、９ｂ 下側ローラガイド、１０ ガイドレール、１１ａ 加速度センサ、１１ｂ 加速度センサ、１２ａ 制振コントローラ、１２ｂ 制振コントローラ、１３ａ アクチュエータ、１３ｂ アクチュエータ、１７ 狭帯域増幅フィルタ、１９ 昇降速度検出手段、２４ａ アクチュエータ、２４ｂ アクチュエータ、２５ａ 制振コントローラ、２５ｂ 制振コントローラ、２６ａ 加速度センサ、２６ｂ 加速度センサ、２７ａ 変位センサ、２７ｂ 変位センサ、３９ａ 加速度センサ、３９ｂ 加速度センサ、４０ａ 制振コントローラ、４０ｂ 制振コントローラ、４１ａ アクチュエータ、４１ｂ アクチュエータ、４２ ボールねじ、４３ パンタグラフ。

Claims (8)

1. エレベータのかごに制振力を付加するアクチュエータと、
   前記かごの横振動を計測する振動センサと、
   前記振動センサが計測した前記かごの横振動から前記かごに設けられた上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離であるガイドスパンと前記エレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数の周波数成分を抽出し、抽出した前記周波数成分に基づいて前記かごの横振動の前記周波数成分が打ち消されるように前記アクチュエータを制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とするエレベータの振動低減装置。
2. 前記振動センサは前記横振動を示す振動信号を出力し、
   前記制御部は、
   前記振動信号の前記周波数成分を増幅し、増幅した前記振動信号に基づいて前記アクチュエータを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの振動低減装置。
3. 前記エレベータの昇降速度を検出する速度検出部と、前記ガイドスパンを予め記憶する第一の記憶部とを備え、
   前記制御部は、前記速度検出部が検出した前記エレベータの昇降速度と、前記第一の記憶部に記憶されたガイドスパンとから前記周波数成分を増幅する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエレベータの振動低減装置。
4. 前記エレベータの最大昇降速度と前記ガイドスパンとを予め記憶する第二の記憶部を備え、
   前記制御部は、前記第二の記憶部が記憶した前記エレベータの最大昇降速度と前記ガイドスパンとから前記周波数成分を増幅する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエレベータの振動低減装置。
5. かご室及び前記かご室が収納されるかご枠から構成されるかごと、
   前記かご枠の上側に設けられる上側ローラガイドと、
   前記かご枠の下側に設けられる下側ローラガイドと、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエレベータの振動低減装置と、
   を備えたことを特徴とするエレベータ。
6. 前記アクチュエータは前記上側ローラガイド又は前記下側ローラガイドの少なくともいずれか一方に取り付けられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のエレベータ。
7. 前記かご室は上下一対のかご室であり、
   ダブルデッキエレベータあることを特徴とする請求項６に記載のエレベータ。
8. 前記ダブルデッキエレベータの最大昇降速度は分速１０ｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項７に記載のエレベータ。

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