JP6020269B2

JP6020269B2 - エレベータ装置

Info

Publication number: JP6020269B2
Application number: JP2013052026A
Authority: JP
Inventors: 元樹金子; 智之平田; 貴広中野
Original assignee: Fujitec Co Ltd
Current assignee: Fujitec Co Ltd
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP2014177322A

Description

本発明は、エレベータの走行中に発生する乗かごの振動を抑制する装置に関するものである。

一般に、エレベータの乗かごやカウンターウェイトからなる昇降体は、昇降路に立設された一対のガイドレールに沿って昇降する。この際、昇降体に設けられたローラガイドやガイドシューなどのガイド装置によって、昇降体はガイドレールに案内される。
しかし、ガイドレールは、据付時の誤差や経年変化などによってたわみや段差が発生するため、昇降体の昇降時に振動や騒音が発生し、乗り心地の悪化を招くという問題がある。
そこで、この問題を解決するために、ガイド装置をアクティブ制御する装置が考えられている。

従来のアクティブ制御によるガイド装置の一例（例えば特許文献１を参照）を図５により説明する。
図において、１０１はエレベータの乗かご、１０２は防振ゴム１０３，振れ止めゴム１０４を介して乗かご１０１を弾性支持するかご枠である。１０５はかご枠１０２の上枠，下枠のそれぞれ左右に取り付けられたガイド装置であり、昇降路に立設された一対のガイドレール１２０に沿って乗かご１０１の昇降をガイドするものである。

このガイド装置１０５は、かご枠１０２に固定された支持台１０６と、この支持台１０６に遥動可能に取り付けられた複数のガイドレバー１０７と、これらのガイドレバー１０７に枢着されガイドレール１２０上を転動するローラ１０８と、ガイドレバー１０７の駆動を能動的（アクティブ）に制御してガイドレール１２０とローラ１０８との当接具合を調整するアクチュエータ１０９からなっている。

１１０，１１１Ｌ，１１１Ｒは、かご枠１０２に加わる加速度を検出するセンサで、かご枠１０２の上下に設置されている。１１０はＸ方向（間口方向）の加速度を検出するＸ方向センサ、１１１Ｌ，１１１ＲはＸ方向と直角なＹ方向の加速度を検出するＹ方向センサである。Ｙ方向センサ１１１Ｌ，１１１Ｒは上下にそれぞれ２個ずつ設置されており、これによって水平面上での乗かご１０１の回転を検出可能としている。

前記の構成により、乗かご１０１が昇降中に、かご枠１０２が振動すると、センサ１１０，１１１Ｌ，１１１Ｒがこの振動による加速度を検出して、アクチュエータ１０９の制御装置（図示省略）に送る。これによってアクチュエータ１０９が制御されて、ローラ１０８とガイドレール１２０との当接具合が調整される。

特開２００１−１２２５５５号公報

前記の従来技術の場合、乗かご１０１内の偏荷重などによって、センサ１１０，１１１Ｌ，１１１Ｒが傾いた場合、Ｚ方向（上下方向）の加速度が、ＸＹ方向（水平方向）の加速度検出に影響を与えてしまうという問題がある。
図６はＹ方向センサ１１１Ｒが角度θだけ傾いた場合の例を示す図である。ここで、Ｚ方向下方にＺ１の加速度がかかると、Ｙ方向センサ１１１Ｒは、一方向にＺ１sinθの加速度がかかったと認識することになる。従って、Ｚ方向の加速度がＹ方向の加速度検出に影響を与えることになる。これはＸ方向についても同じである。

これをグラフで説明すると、図７(a)はＺ方向の加速度を示し、図７(b)はＹ方向センサ１１１Ｒで検出した加速度を示しており、各グラフとも縦軸は加速度の大きさ、横軸は時間（秒）を示している。図６で説明したようにＹ方向センサ１１１Ｒが角度θだけ傾いた場合に、図７(a)のＺ方向の加速度Ｚ１がかかると、図７(b)に示すようにＹ方向センサ１１１Ｒは、本来のＹ方向加速度である短時間に変動する加速度に、破線で示すＺ１sinθの加速度が重なった実線の波形をＹ方向の加速度として検出してしまうため、正確なＹ方向加速度を検出することができない。これはＹ方向センサ１１１ＬやＸ方向センサ１１０でも同様である。

従来のＸ方向又はＹ方向センサからの信号は、図８に示すように、ハイパスフィルタ１，積分器２，比例ゲイン３を経由してアクチュエータ１０９の制御装置に送られているため、ハイパスフィルタ１によって、Ｚ方向の加速度成分は除去する作用は働くが、ハイパスフィルタ１だけでは除去しきれないという問題がある。

本発明は、昇降路に設置されたガイドレールに沿って昇降する昇降体と、この昇降体の水平方向の振動による加速度を検出するセンサと、前記センサの出力信号を入力してそれに対応する制御信号を出力する制御手段とを備えたものにおいて、前記センサの出力信号を、現在から所定時間遡った間の平均値を演算する手段を有し、前記センサの出力から、前記演算する手段の出力を引いた値に対応する制御信号を出力する構成とすることにより、上下方向の加速度による、水平方向の加速度検出への影響を低減したことを特徴とするものである。

また本発明は、前記センサは、一対の前記ガイドレールを結ぶ水平線上であって、前記昇降体の中心から前記ガイドレール寄りにそれぞれ配置され、前記一対のガイドレールを結ぶ水平線の直角方向の振動による加速度を検出するＹ方向センサと、前記一対のガイドレールを結ぶ水平線上に配置され、前記一対のガイドレールを結ぶ水平線の方向の振動による加速度を検出するＸ方向センサであることを特徴とするものである。

更に本発明は、前記所定時間を、２〜６秒としたことを特徴とするものである。

本発明によれば、水平方向のセンサが傾斜した場合でも、上下方向の加速度による、水平方向の加速度検出への影響を低減することができる。

本発明の実施の形態による乗かごの平面図である。図１のガイド装置の説明図である。加速度信号の処理方法を示すブロック図である。加速度信号の処理方法を示すブロック図である。従来のアクティブ制御によるガイド装置を備えたエレベータを示す図である。水平方向のセンサが傾いた状態を示す図である。加速度の波形を示す説明図である。加速度信号の処理方法を示すブロック図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は乗かご１０１の平面図、図２はガイド装置の説明図であり、かご枠は省略している。図１において、ラインＡは左右のガイドレール１２０の案内部１２１の中央を連結する線であり、ラインＢは乗かご１０１の間口方向の中央を示す線である。
ラインＡ上にＸ方向の加速度を検出するＸ方向センサ１１０を設置し、また、ラインＡ上で、ラインＢを中心に対称の位置にＹ方向の加速度を検出するＹ方向センサ１１１Ｒと１１１Ｌを設置する。
この２つのＹ方向センサ１１１Ｒと１１１Ｌにより、Ｙ方向の加速度及び矢印で示す水平面上での乗かご１０１の回転を検出可能としている。

Ｘ方向センサ１１０によって検出した加速度の信号は、図２のアクチュエータ１０ＸＬ，１０ＸＲの制御装置（図示省略）に送られて、ローラ１１ＸＬ，１１ＸＲとガイドレール１２０の案内部１２１との当接具合が調整される。
Ｙ方向センサ１１１Ｌによって検出した加速度の信号は、アクチュエータ２０ＹＬ，３０ＹＬの制御装置（図示省略）に送られて、ローラ２１ＹＬ，３１ＹＬとガイドレール１２０の案内部１２１との当接具合が調整される。
Ｙ方向センサ１１１Ｒによって検出した加速度の信号は、アクチュエータ２０ＹＲ，３０ＹＲの制御装置（図示省略）に送られて、ローラ２１ＹＲ，３１ＹＲとガイドレール１２０の案内部１２１との当接具合が調整される。

これにより、乗かご１０１のＸ方向、Ｙ方向、水平面上での回転方向の振動を抑制する。
前記図１のセンサの配置は、従来の図５のセンサの配置に類似しているが、振動抑制効果をより向上させるため、本実施の形態では従来よりも厳密に配置位置を特定している。

次に、前記センサ１１０，１１１Ｌ，１１１Ｒによって検出された加速度信号の処理について説明する。
本実施の形態は、図７(b)の実線で示されるＹ方向センサ１１１Ｒによって検出した加速度は、比較的短時間のうちに「正」「負」を繰り返すＹ方向の加速度と、破線で示される緩やかに変化するＺ方向加速度とが重畳されている点に鑑み、図７(b)の波形からＺ方向の加速度成分を除去することにより、正確なＹ方向加速度を検出するものである。これはＸ方向センサ１１０，Ｙ方向センサ１１１Ｌの場合も同じであるが、以下ではＹ方向センサ１１１Ｒで説明する。

本実施の形態では、Ｙ方向センサ１１１Ｒで検出した加速度から、Ｚ方向加速度成分を抽出し、この抽出結果をＹ方向センサ１１１Ｒで検出した加速度から引くことにより、Ｙ方向センサ１１１Ｒで水平方向の加速度のみが正確に検出できるようにしたものである。具体的には、図７(b)の実線で示されるＹ方向センサ１１１Ｒによって検出した加速度から、図７(b)の破線で示されるＺ方向の加速度成分を抽出し、これを除去する。

そこで、まず図７(b)の破線で示されるＺ方向の加速度成分を抽出するために、Ｚ方向の加速度成分以外の成分を除去する。
図７(b)に示すように、Ｙ方向加速度は、短時間のうちに「正」「負」を繰り返すため、比較的短時間であってもＹ方向の加速度を平均するとほぼゼロになる。これに対して、図７(a)又は図７(b)の破線で示されるように、Ｚ方向の加速度は、その変化が遅いので、短時間で加速度を平均しても、元の波形がほぼそのまま残ることになる。

従って、図７(b)において、短時間で加速度を平均すると、Ｙ方向の加速度による成分はほぼゼロになり、Ｚ方向の加速度の影響による成分だけが残ることになる。
このようにして抽出されたＺ方向の加速度を前記図７(b)の加速度から引くと、Ｙ方向の加速度のみが残ることになり、より正確なＹ方向加速度を検出することができる。

次に、前記の処理について図３，図４により具体的に説明する。
Ｙ方向センサ１１１Ｒから得られた加速度信号ｂを、加速度平均演算器４によって、現在より所定時間遡った期間（例えば過去２秒間）の加速度の平均を演算し、減算器５により加速度信号ｂから減算し、ハイパスフィルタ１，積分器２，比例ゲイン３を経由してアクチュエータの制御装置へ送る。

このときの加速度平均演算器４の演算値である出力ｃは図７(c)に示すように、Ｙ方向の加速度が除去された波形になる。従って、加速度bから、出力ｃを減算した値ｄは、図７(d)に示すように、Ｙ方向センサ１１１Ｒによって検出された図７(b)の加速度ｂから、Ｚ方向加速度の影響を除去したＹ方向のみの加速度に近い出力になる。

図４は図３の加速度平均演算器４の詳細を示す図である。加速度を短時間ごとにｎ回検出（（z-1）〜(z-n））して加算し、それをｎで割ったものである。例えば、0.1秒毎に加速度を検出し、ｎを２０とすると、過去２秒間の加速度を0.1秒毎に検出（（z-1）〜(z-n））して平均値を演算することになる。

本実施の形態では、加速度平均演算器４で、過去２秒間の加速度の平均値を演算して、現在の加速度実測値から減算しているため、加速度平均演算器４の計算値は現在の状況より若干の遅れを有することになる。そのため、Ｚ方向の加速度が変化する付近では、Ｚ方向の加速度の影響が若干残ることになる。
例えば図７(c)の５秒付近や２７秒付近では、加速度平均演算器４の出力ｃが図７(b)の破線（Ｚ方向の加速度成分）よりも若干遅れているため、図７(d) の５秒付近や２７秒付近に若干の波形の乱れが残る。しかし補正以前の波形（図７(b)）に比べる、図７(b)に破線で示したＺ方向の加速度の影響は、大幅に改善されていることがわかる。

本実施の形態では、過去２秒間の加速度の平均値を演算しているが、この時間を短くすれば、現在の加速度実測値からの遅れは少なくできるが、短すぎると平均値の演算精度が悪くなる。
例えば、図７(b)で示すＹ方向加速度の振動数が２Hzであるとすると、１サイクル分、即ち0.5秒間の加速度を演算すればＹ方向加速度の平均値は０に近くなり、Ｚ方向の加速度の影響だけが残ることになるが、Ｙ方向加速度の振動数は常に一定ではなく、変動したり、エレベータによって相違するので、0.5秒間のような短い時間ではＹ方向の加速度の成分をゼロにするのは困難なため、Ｚ方向の加速度の影響を十分に抽出することができない。

逆に、時間を長くするとＹ方向の加速度の平均値をより正確に演算できるが、現在の加速度の実測値からの遅れが大きくなってしまう。
そのため、現実的な値としては、所定時間は２〜６秒間程度が望ましい。しかしながら個々のエレベータによって状況は異なるため、状況に応じて適当な時間を選択すればよい。
また、本実施の形態では加速度の検出は0.1秒毎の検出としているが、0.1秒に限ることはなく、エレベータの状況に応じて適当な時間を選択すればよい。
以上の説明では、Ｙ方向センサ１１１Ｒについて説明したが、Ｙ方向センサ１１１ＬやＸ方向センサ１１０の場合も同じである。

前記の実施の形態では、センサやアクチュエータは乗かごの上下に設置しているが、乗かごの下部のみに設置しても相当な効果はある。またアクチュエータとしては電磁石（リニアモータ）が考えられるが、これに限定されることはない。

１ハイパスフィルタ
２積分器
３比例ゲイン
４加速度平均演算器
１０ＸＬ、１０ＸＲ、２０ＹＬ、２０ＹＲ、３０ＹＬ、３０ＹＲアクチュエータ
１１ＸＬ、１１ＸＲ、２１ＹＬ、２１ＹＲ、３１ＹＬ、３１ＹＲローラ
１０１乗かご
１０２かご枠
１０５ガイド装置
１１０Ｘ方向センサ
１１１Ｌ、１１１ＲＹ方向センサ
１２０ガイドレール
１２１案内部

Claims

昇降路に設置されたガイドレールに沿って昇降する昇降体と、
この昇降体の水平方向の振動による加速度を検出するセンサと、
前記センサの出力信号を入力してそれに対応する制御信号を出力する制御手段とを備えたものにおいて、
前記センサの出力信号を、現在から所定時間遡った間の平均値を演算する手段を有し、
前記センサの出力から、前記演算する手段の出力を引いた値に対応する制御信号を出力する構成とすることにより、上下方向の加速度による、水平方向の加速度検出への影響を低減したことを特徴とするエレベータ装置。
前記センサは、一対の前記ガイドレールを結ぶ水平線上であって、前記昇降体の中心から前記ガイドレール寄りにそれぞれ配置され、前記一対のガイドレールを結ぶ水平線の直角方向の振動による加速度を検出するＹ方向センサと、
前記一対のガイドレールを結ぶ水平線上に配置され、前記一対のガイドレールを結ぶ水平線の方向の振動による加速度を検出するＸ方向センサであることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
前記所定時間は、２〜６秒であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータ装置。