JP7205645B2 - エレベーターの索条体の制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベーターの索条体の制振装置に関する。

特許文献１は、制振装置の例を開示する。制振装置は、かごの上の主ロープの端部の近くに設けられる。制振装置は、エレベーターの主ロープに負の復元力を及ぼすことによって、主ロープの変位を増幅する。制振装置は、振動に伴う摩擦抵抗によって主ロープの振動を抑制する。

日本特開平３－２６６８２号公報

しかしながら、特許文献１の制振装置は、倒立レバーおよびバネを組み合わせた不安定機構によって負の復元力を生じさせる。不安定機構が生じさせる負の復元力は、主ロープの変位の増加に対し非線形に増加する。このため、主ロープの変位が大きくなると、負の復元力が過大になることで主ロープの変位が不安定になる場合がある。この場合に、制振装置は、負の復元力による主ロープの制振を行うことができない。

本発明は、このような課題を解決するためになされた。本発明の目的は、変位を増幅させる負の復元力によって主ロープなどのエレベーターの索条体の変位が不安定になることを抑制できる索条体の制振装置を提供することである。

本発明に係るエレベーターの索条体の制振装置は、エレベーターの索条体の長手方向の第１位置において、索条体の平衡位置を中心とした振動の横方向の変位を計測する第１変位計測部と、索条体の変位を増幅する負の復元力を索条体に加える第１変位増幅器と、第１変位計測部が計測した変位に基づいて、索条体を平衡位置に戻す正の復元力より小さい負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる制御部と、を備え、制御部は、建物揺れとの共振条件を索条体が満たすときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせ、共振条件を索条体が満たしていないときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせない。

本発明に係る制振装置であれば、変位を増幅させる負の復元力によってエレベーターの索条体の変位が不安定になることを抑制できる。

実施の形態１に係るエレベーターの構成図である。 実施の形態１に係るエレベーターの構成図である。 実施の形態１に係る制振装置の構成図である。 実施の形態１に係る制振装置の構成図である。 実施の形態１に係る制振装置による制振性能の例を示す図である。 実施の形態１に係る制振装置による負の復元力の例を示す図である。 実施の形態１に係る制振装置による負の復元力の例を示す図である。 実施の形態１の変形例に係る制振装置の構成図である。 実施の形態１の変形例に係る制振装置の構成図である。 実施の形態１の変形例に係る制振装置の構成図である。 実施の形態１に係る制振装置の主要部のハードウェア構成図である。 索条体の変位を増幅する制振装置による負の復元力の例を示す図である。 実施の形態２に係る制振装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制御入力演算部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制振装置による負の復元力の例を示す図である。 実施の形態２に係る制振装置の変形例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制振装置の変形例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る制振装置の構成図である。 実施の形態３に係る制振装置の変形例の構成図である。 実施の形態４に係る制振装置において張力が検出されているときの主ロープの状態を示す模式図である。 実施の形態４に係る制振装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る制振装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る制振装置の動作の例を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１に係るエレベーターの構成図である。

図１に示す例において、エレベーター１は、複数の階床を有する建物２に適用される。エレベーター１において、昇降路３が、建物２の複数の階床にわたって設けられる。エレベーター１において、機械室４が、昇降路３の上方に設けられる。機械室４において、ロープダクト５が、床面に設けられる。ロープダクト５は、機械室４から昇降路３に通じる開口である。エレベーター１において、例えばピット６が、昇降路３の下端部に設けられる。

エレベーター１は、巻上機７と、主ロープ８と、かご９と、釣合い錘１０と、釣合いロープ１１と、張り車１２と、を備える。巻上機７は、例えば機械室４に設けられる。巻上機７は、シーブおよびモーターを有する。巻上機７のシーブは、巻上機７のモーターの回転軸に接続される。巻上機７のモーターは、巻上機７のシーブを回転させる駆動力を発生させる機器である。主ロープ８は、巻上機７のシーブに巻き掛けられる。主ロープ８は、ロープダクト５を通じて機械室４から昇降路３に延びる。かご９および釣合い錘１０は、昇降路３において主ロープ８によって吊られている。かご９は、昇降路３の内部を鉛直方向に走行することで乗客などを複数の階床の間で輸送する機器である。釣合い錘１０は、主ロープ８を通じて巻上機７のシーブにかかる荷重の釣合いをかご９との間でとる機器である。かご９および釣合い錘１０は、巻上機７のシーブの回転によって主ロープ８が移動することで、昇降路３において互いに反対方向に走行する。釣合いロープ１１は、主ロープ８の移動によって生じる主ロープ８のかご９の側の自重および主ロープ８の釣合い錘１０の側の自重の不均衡を補償する機器である。釣合いロープ１１の一端は、かご９に取り付けられる。釣合いロープ１１の他端は、釣合い錘１０に取り付けられる。釣合いロープ１１は、張り車１２に巻き掛けられる。張り車１２は、釣合いロープ１１に張力をかけるシーブである。張り車１２は、例えばピット６に設けられる。主ロープ８は、エレベーター１の索条体の例である。釣合いロープ１１は、エレベーター１の索条体の例である。エレベーター１の索条体は、例えばワイヤロープ、ベルトロープ、またはチェーンなどを含んでもよい。

エレベーター１は、調速機１３と、調速機ロープ１４と、調速機ロープ張り車１５と、を備える。調速機１３は、例えば機械室４に設けられる。調速機１３は、かご９の過剰な走行速度を抑える機器である。調速機１３は、シーブを有する。調速機ロープ１４は、調速機１３のシーブに巻き掛けられる。調速機ロープ１４の両端は、かご９に取り付けられる。調速機ロープ１４は、調速機ロープ張り車１５に巻き掛けられる。調速機ロープ張り車１５は、調速機ロープ１４に張力をかけるシーブである。調速機ロープ張り車１５は、例えばピット６に設けられる。調速機ロープ１４は、エレベーター１の索条体の例である。

エレベーター１は、制御ケーブル１６と、制御盤１７と、を備える。制御ケーブル１６は、制御信号などを通信するケーブルである。制御ケーブル１６の一端は、かご９に接続される。制御ケーブル１６の他端は、例えば昇降路３の壁面に取付けられる。制御盤１７は、エレベーター１の動作を制御する装置である。制御盤１７は、例えば機械室４に設けられる。制御盤１７は、例えば制御ケーブル１６を通じてかご９との間で制御信号を通信する。制御ケーブル１６は、エレベーター１の索条体の例である。

エレベーター１は、建物揺れ検知器１８を備える。建物揺れ検知器１８は、建物揺れを検知する機器である。建物揺れ検知器１８は、例えば機械室４に設けられる。建物揺れ検知器１８は、ピット６に設けられていてもよい。建物揺れは、例えば地震、または風などの外乱によって発生する建物２の揺れである。建物揺れ検知器１８は、例えば予め設定された閾値より大きい建物揺れを検知するときに、検知信号を出力する。建物揺れの大きさは、例えば揺れの振幅、または加速度などによって判定される。

以下において、次のように設定されるｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。ｘ軸の正の方向は、鉛直下方向である。ｙｚ平面は、水平面である。ｚ軸の方向は、例えば巻上機７のシーブの回転軸の方向である。

図２は、エレベーター１において、建物揺れ１９が発生している状態を示す図である。建物揺れ１９の発生によって、建物２に固定されている巻上機７および調速機１３などは、建物２とともに揺れる。これにより、エレベーター１の索条体の例である主ロープ８、釣合いロープ１１、調速機ロープ１４、および制御ケーブル１６は、振動を加えられる。ここで、建物揺れ１９の周波数および索条体の固有振動数が一致するときに、索条体の揺れは、共振現象によって大きくなる。エレベーターにおいて共振現象が発生する場合に、索条体は、基本振動によって共振することが多い。基本振動は、最も低い固有振動数に対応する振動である。図２に示す例において、主ロープ８のかご９の側の部分の基本振動による共振現象が発生している。

この例において、主ロープ８のかご９の側の部分は、巻上機７のシーブから昇降路３に引き出されてかご９に取り付けられる。このため、主ロープ８のかご９の側の部分の基本振動の節は、巻上機７のシーブから引き出される点Ｎ１、およびかご９に取り付けられる点Ｎ２である。主ロープ８のかご９の側の部分の基本振動の腹は、２つの節の中間の点Ｍである。主ロープ８のかご９の側の部分は、平衡位置２０を中心として正の復元力によって横方向に振動する。平衡位置２０は、振動していない状態の索条体の位置である。正の復元力は、平衡位置２０から変位した索条体に働く、索条体を平衡位置２０に戻す方向の力である。正の復元力は、例えば索条体の張力による力である。横方向は、例えば索条体の長手方向に垂直な方向である。以下において、主ロープ８のかご９の側の部分を、索条体の振動部分の例とする。

索条体が大きく振動すると、エレベーター１の運転に支障をきたすことがある。このため、制振装置２１が、エレベーター１に設けられる。制振装置２１は、索条体の振動部分の振動を抑制する装置である。制振装置２１は、例えば索条体の振動部分の腹より節に近い部分に設けられる。この例において、制振装置２１は、機械室４のロープダクト５に設けられる。

続いて、図３を用いて制振装置２１の構成を説明する。
図３は、実施の形態１に係る制振装置の構成図である。

図３は、上方から見た制振装置２１を示す図である。
制振装置２１は、変位増幅器２２と、変位計測部２３と、制御部２４と、を備える。

変位増幅器２２は、接触部２５と、アクチュエーター２６と、を備える。接触部２５は、索条体である主ロープ８と一体に横方向に変位しうるように、横方向から主ロープ８に接触する部分である。接触部２５は、例えば互いに平行な一対のローラー２７を備える。一対のローラー２７は、主ロープ８を間に挟み込むように配置される。接触部２５は、一対のローラー２７を通じて主ロープ８と一体に横方向に変位する。この例において、接触部２５は、主ロープ８と一体にｙ方向に変位する。また、接触部２５は、主ロープ８の長手方向の移動を拘束しない。アクチュエーター２６は、例えばリニアモーターである。アクチュエーター２６は、固定子２８と、可動子２９と、を備える。固定子２８は、制振装置２１が設けられる機械室４において固定されている。可動子２９は、固定子２８に対して直線的に運動する。可動子２９は、接触部２５に連結される。アクチュエーター２６は、可動子２９を運動させることで、接触部２５を通じて主ロープ８に制振力を加える。制振力は、制振装置２１の変位増幅器２２が索条体に加える横方向の力である。変位増幅器２２は、第１変位増幅器の例である。

この例において、エレベーター１は、複数の主ロープ８を備えている。接触部２５は、複数の主ロープ８をまとめて挟み込むように配置される。なお、エレベーター１は、１本の主ロープ８を備えていてもよい。また、接触部２５は、１本の主ロープ８について、シーブなどによって巻き返された複数の部分をまとめて挟み込むように配置されてもよい。

変位計測部２３は、索条体の振動の横方向の変位を計測する部分である。変位計測部２３は、例えば主ロープ８と一体に変位する可動子２９の動きを検出することによって、主ロープ８の変位を計測する。変位計測部２３は、例えばリニアエンコーダー、加速度センサー、またはカメラなどである。変位計測部２３は、第１変位計測部の例である。

制御部２４は、変位計測部２３が計測する変位に基づいて、変位増幅器２２が索条体に加える制振力を制御する部分である。制御部２４は、索条体の変位を増幅する負の復元力を索条体への制振力の成分として変位計測部２３に加えさせる。負の復元力は、索条体の平衡位置２０から遠ざかる方向の力である。この例において、負の復元力の大きさは、変位が大きくなるほど大きくなる。負の復元力は、例えば負剛性力である。ここで、負剛性力は、変位の大きさに比例する変位と同じ方向の力である。正の線形な剛性力または弾性力は、変位の大きさに比例する変位と反対方向の力である。このため、負剛性力は、剛性力における変位の比例係数を負の値とした力として考えることができる。

続いて、図４および図５を用いて、制振装置２１による制振の原理を説明する。
図４は、実施の形態１に係る制振装置の構成図である。図５は、実施の形態１に係る制振装置による制振性能の例を示す図である。

図４は、ｚ軸に平行な方向から見た制振装置２１を示す図である。主ロープ８の振動部分の長さは、振動部分の両端の点Ｎ１および点Ｎ２の間の長さである。主ロープ８の振動部分の長さをＬとする。振動部分の端の節である点Ｎ１を原点としたｘ方向の位置をｘとする。変位増幅器２２は、位置ｘ_０に配置される。位置ｘ_０は、主ロープ８の長手方向の第１位置Ｐ１の例である。変位計測部２３は、位置ｘ_０において主ロープ８の変位を計測する。

主ロープ８が静止している状態を原点とした時刻をｔとする。すなわち、初期条件として、主ロープ８は、時刻０において静止している。時刻ｔ、および位置ｘにおける主ロープ８の横方向の振動の変位を関数ｖ（ｘ，ｔ）によって表す。主ロープ８にかかる張力をＴとする。主ロープ８の線密度をρとする。複数の主ロープ８が設けられる場合に、張力Ｔおよび線密度ρの値は、例えば複数の主ロープ８についての合計または平均の値であってもよい。変位増幅器２２による制振力をＦ_ｃｍｐとする。このとき、主ロープ８の振動の運動方程式は、次の式（１）によって表される。なお、δ（・）は、ディラックのデルタ関数である。

・・・・・・（１）

式（１）は、主ロープ８における波動の伝播を表す方程式である。波動の伝播速度ｃは、次の式（２）によって表される。

・・・・・・（２）

建物揺れの変位をｖ_ｅｘｔとする。振動部分の端点Ｎ１は、主ロープ８が巻上機７のシーブから引き出される点である。巻上機７のシーブは、建物２に固定されて設けられている。このため、端点Ｎ１は、建物揺れ１９によって建物２とともに変位する。このとき、端点Ｎ１における境界条件は、次の式（３）によって表される。

・・・・・・（３）

また、振動部分の端点Ｎ２は、かご９に固定される点である。かご９は、建物２に対して固定されていない。このため、端点Ｎ２は、建物揺れによっては変位しないと考えることができる。このとき、端点Ｎ２における境界条件は、次の式（４）によって表される。

・・・・・・（４）

これらの境界条件および初期条件のもとで、式（１）をラプラス変換することによって、次の式（５）が得られる。なお、ｓは、ラプラス変換における周波数領域の変数である。ｓｉｎｈ（・）は、双曲線正弦関数である。

・・・・・・（５）

ここで、変位増幅器２２は、主ロープ８の振動部分の端点Ｎ１の近傍に設けられる。このとき、変位増幅器２２が設けられる位置ｘ_０の値は、主ロープ８の振動部分の長さＬの値に比べて十分小さいと考えることができる。この場合に、変位増幅器２２が設けられる位置における主ロープ８の横方向の変位Ｖ（ｘ_０，ｓ）は、次の式（６）によって表される。ただし、簡単化のため、α＝（Ｌ－ｘ_０）^３／Ｌ^３とおいた。

・・・・・・（６）

なお、ω_Ｌは、主ロープ８の長さをＬとしたときの、主ロープ８の基本振動の固有振動数である。ω_Ｌは、次の式（７）によって表される。ω_ｘ０は、主ロープ８の長さをＬ－ｘ_０としたときの、主ロープ８の基本振動の固有振動数である。ω_ｘ０は、次の式（８）によって表される。

・・・・・・（７）

・・・・・・（８）

ここで、変位増幅器２２による制振力Ｆ_ｃｍｐを、剛性力の成分と粘性力の成分との合力であるとする。剛性力は、物質の剛性に由来する力のみではない擬似的な剛性力であってもよい。粘性力は、物質の粘性に由来する力のみではない擬似的な粘性力であってもよい。

剛性力の成分の剛性値をＫ_ｐとする。粘性力の成分の粘性値をＤ_ｐとする。ここで、変位増幅器２２は、制御部２４の制御によって負剛性力を主ロープ８に加える。変位増幅器２２が負剛性力を主ロープ８に加える場合に、剛性値Ｋ_ｐは、負の値である。すなわち、変位増幅器２２は、剛性値Ｋ_ｐを負の変位制御ゲインとして、変位に比例する負剛性力を主ロープ８に加える。また、変位増幅器２２は、粘性値Ｄ_ｐを速度制御ゲインとして、変位の速度に比例する粘性力をさらに主ロープ８に加える。このとき、制振力Ｆ_ｃｍｐは、次の式（９）によって表される。ここで、Ｋ_ｐ ^０バー（記号Ｋ_ｐ ^０の上方に水平線を有する表記）は、係数Ｇによって正規化された剛性値である。Ｄ_ｐ ^０バーは、係数Ｇによって正規化された粘性値である。係数Ｇは、Ｇ＝Ｔ／ｘ_０によって定義される。

・・・・・・（９）

式（６）および式（９）から、次の式（１０）によって表される特性多項式Ｄ（ｓ）が得られる。

・・・・・・（１０）

ここで、負剛性力によって制振を行う制振装置２１の最大減衰比ζは、粘性値の調整によって変化する。最大減衰比ζは、正規化された負の剛性値であるＫ_ｐ ^０バーの関数として、次の式（１１）によって表される。

・・・・・・（１１）

図５は、式（１１）の関係を表すグラフである。
図５のグラフは、変位増幅器２２が設けられる位置ｘ０の値と主ロープ８の振動部分の長さＬの値の比ｘ_００／Ｌが０．０１の場合の最大減衰比ζを示す。図５において、横軸は、正規化変位制御ゲインの値を表す。正規化変位制御ゲインは、係数Ｇによって正規化された剛性値Ｋ_ｐ ^０バーである。図５において、縦軸は、最大減衰比ζの値を表す。図５において、境界Ｇ１は、正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーの値によって２つに分けられる左右の領域の境界である。領域Ｇ２は、境界Ｇ１より左側の領域である。

正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーが０から境界Ｇ１に近づくにつれて、負の値であるＫ_ｐ ^０バーの絶対値は大きくなる。このとき、最大減衰比ζの値は、双曲線的に増加する。このため、最大減衰比ζの値は、正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーの値が境界Ｇ１の値に０の側から近づくほど大きくなる。一方、最大減衰比ζの値は、正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーが境界Ｇ１より左側の値であるときに、最大減衰比ζの値が負になる。このとき、制振装置２１によって主ロープ８の変位は不安定になる。主ロープ８の変位は、例えば変位増幅器２２による負の復元力が正の復元力より大きい場合に不安定になる。

境界Ｇ１の値は、式（１１）において最大減衰比ζが無限大となるＫ_ｐ ^０バーの値である。このときのＫ_ｐ ^０バーの値をＫ_ｐ ^ａｓｙバーとする。Ｋ_ｐ ^ａｓｙバーは、次の式（１２）によって表される。

・・・・・・（１２）

したがって、正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーの値は、次の式（１３）によって表される範囲に設定される。このとき、変位増幅器２２が主ロープ８に加える負の復元力は、主ロープ８の正の復元力より小さい。

・・・・・・（１３）

また、式（１３）に係数Ｇを乗じることによって、次の式（１４）によって表される変位制御ゲインＫ_ｐについての範囲が得られる。

・・・・・・（１４）

式（１４）に示されるように、主ロープ８の変位が不安定になる変位制御ゲインＫ_ｐ ^０の境界の値は、張力Ｔおよび変位増幅器２２の位置ｘ_０によって変化しうる。ここで、主ロープ８の張力Ｔは、かご９の走行、およびかご９への利用者の乗降などによって変化する。

続いて、図６および図７を用いて、制振装置２１の動作を説明する。

図６および図７は、実施の形態１に係る制振装置による負の復元力の例を示す図である。
図６および図７のグラフは、制御部２４が変位増幅器２２に制振力として加えさせる負の復元力の大きさを示す。当該グラフの横軸は、変位増幅器２２が設けられる位置の主ロープ８の横方向の変位の大きさを表す。当該グラフの縦軸は、変位増幅器２２が主ロープ８に加える負の復元力の大きさを示す。

図６において、張力Ｔが主ロープ８にかかっている場合の負の復元力が示される。図６の境界ａは、主ロープ８の変位が不安定になる境界を表す。図６のグラフにおいて、境界ａより上の領域は、不安定領域を表す。不安定領域は、例えば負の復元力の大きさが正の復元力の大きさより大きい領域である。境界ａは、次の式（１５）によって表される変位に対して単調増加な直線となる。ここで、負の復元力の大きさをＦとする。また、変位増幅器２２が設けられる位置ｘ_０の主ロープ８の横方向の変位の大きさをＹとする。

・・・・・・（１５）

図６の直線ｂおよび直線ｃの各々は、変位制御ゲインＫ_ｐの値を一定としたときの制振装置２１が加える負の復元力である負剛性力を表す。直線ｂおよび直線ｃにおいて、互いに異なる変位制御ゲインＫ_ｐの値が設定される。直線ｂの場合の変位制御ゲインＫ_ｐの絶対値は、直線ｃの場合の変位制御ゲインＫ_ｐの絶対値より大きい。直線ｂの場合の変位制御ゲインＫ_ｐの値は、直線ｃの場合の変位制御ゲインＫ_ｐの値より、式（１３）の下限に近い。このため、直線ｂの場合の制振の性能は、直線ｃの場合の制振の性能より高い。一方、直線ｂおよび直線ｃは、いずれも不安定領域の外にある。このため、制振装置２１によって主ロープ８の変位は不安定にならない。

一方、図７において、図６の場合の張力Ｔと異なる張力Ｔ´が主ロープ８にかかっている場合の負剛性力が示される。この例において、図７の張力Ｔ´は、図６の張力Ｔより低い。図７の境界ａ２は、張力Ｔ´のもとで制振装置２１によって主ロープ８の変位が不安定になる境界を表す。主ロープ８の張力が低くなると、正の復元力は小さくなる。このため、境界ａ２は、境界ａより下側にある。このとき、直線ｂで表される負剛性力は、不安定領域の境界に入っている。すなわち、主ロープ８の張力の変化を考慮しなければ、主ロープ８の変位が不安定になることがある。

このため、制御部２４は、主ロープ８の張力が変動する範囲に基づいて、変位増幅器２２による負の復元力の大きさの範囲を定める。変位制御ゲインＫ_ｐの値は、例えば張力Ｔが下限値を取るときの式（１４）の範囲の値に設定される。このとき、制振装置２１は、例えば次のように主ロープ８の制振を行う。

主ロープ８が振動するときに、変位計測部２３は主ロープ８の横方向の変位を計測する。変位計測部２３は、計測した変位を制御部２４に出力する。制御部２４は、設定された変位制御ゲインＫ_ｐの値および変位計測部２３から入力された変位に基づいて、制振力として加えさせる負剛性力の値を算出する。このときの負剛性力の大きさは、当該変位に対する正の復元力の下限より小さい。ここで、正の復元力の下限は、主ロープ８の張力の変動する範囲に応じて予め定まる。制御部２４は、算出した負剛性力の指令値を変位増幅器２２に出力する。変位増幅器２２は、制御部２４から入力された指令値に基づいて、制振力を主ロープ８に加える。変位増幅器２２から加えられた制振力によって、主ロープ８の振動が抑制される。

以上に説明したように、実施の形態１に係る制振装置２１は、第１変位計測部と、第１変位増幅器と、制御部２４と、を備える。第１変位計測部は、エレベーター１の索条体の長手方向の第１位置Ｐ１において、索条体の平衡位置２０を中心とした振動の横方向の変位を計測する。第１変位増幅器は、索条体の変位を増幅する負の復元力を索条体に加える。制御部２４は、第１変位計測部が計測した変位に基づいて、正の復元力より小さい負の復元力を、第１変位増幅器に加えさせる。正の復元力は、索条体を平衡位置２０に戻す力である。

制振装置２１は、第１変位増幅器が加える負の復元力によって索条体の変位を増幅することで、索条体の振動を抑制する。制御部２４は、第１変位計測部が計測する変位に基づいて、第１変位増幅器が加える負の復元力の大きさを、正の復元力より小さい範囲に制御する。これにより、変位を増幅させる負の復元力によってエレベーター１の索条体の変位が不安定になることが抑制される。

また、制御部２４は、正の復元力の下限より小さい負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる。正の復元力の下限は、索条体の張力の変動する範囲に応じて予め定まる。

これにより、索条体の張力が変動する場合においても、変位を増幅させる負の復元力によってエレベーター１の索条体の変位の不安定化が抑制される。制御部２４は、変位について非線形な負の復元力を変位増幅器２２に加えさせてもよい。

なお、変位増幅器２２は、索条体に接触せずに制振力を主ロープ８に加えてもよい。制振力は、制御部２４の制御に基づいて可変な力であればよい。例えば主ロープ８が強磁性を有する場合に、変位増幅器２２は、例えば磁界の強さが可変な電磁石、または主ロープ８に対して可動な永久磁石などの磁力によって制振力を主ロープ８に加えてもよい。

また、制振装置２１は、かご９の上部に設けられていてもよい。制振装置２１は、例えばかご枠に設けられる。索条体が例えばピット６に設けられるシーブに巻きかけられている場合に、制振装置２１は、ピット６に配置されていてもよい。また、エレベーター１が機械室４を有していない場合に、巻上機７は例えば昇降路３の上部または下部に設けられる。このとき、制振装置２１は、昇降路３において、腹よりも巻上機７に近い位置に設けられていてもよい。

続いて、図８および図９を用いて実施の形態１の変形例を説明する。
図８および図９は、実施の形態１の変形例に係る制振装置の構成図である。

図８は、上方から見た制振装置２１を示す図である。変位増幅器２２のアクチュエーター２６は、ボールネジ３０と、ナット３１と、モーター３２と、を備える。ボールネジ３０は、主ロープ８に長軸を向けて配置される。ナット３１は、ボールネジ３０の長軸の周りの回転によってボールネジ３０の長軸の方向に移動しうるように、ボールネジ３０に通される。ナット３１は、接触部２５に連結される。モーター３２は、ボールネジ３０を回転駆動する機器である。アクチュエーター２６は、モーター３２でボールネジ３０を回転させることによって、ナット３１とともに接触部２５を移動させる。これにより、アクチュエーター２６は、接触部２５を通じて主ロープ８に制振力を加える。変位計測部２３は、例えばモーター３２に設けられるロータリーエンコーダーであってもよい。

図９は、ｚ軸に平行な方向から見た制振装置２１を示す図である。制振装置２１は、力センサー３３を備える。力センサー３３は、ナット３１と接触部２５との連結部に設けられる。力センサー３３は、主ロープ８などの索条体からの反力を計測する機器である。力センサー３３は、計測した反力を制御部２４に出力する。これにより、ボールネジ３０およびナット３１の摩擦などによって主ロープ８の反力がモーター３２に伝達しない場合においても、制御部２４は、主ロープ８の振動をより正確に把握できる。

続いて、図１０を用いて実施の形態１の他の変形例を説明する。
図１０は、実施の形態１の変形例に係る制振装置の構成図である。

図１０は、上方から見た制振装置２１を示す図である。例えばエレベーター１が複数の主ロープ８を備えている場合などに、制振装置２１は、複数の主ロープ８の各々に対して独立に複数設けられていてもよい。このとき、複数の制振装置２１の各々は、複数の主ロープ８のうちのいずれか一本に制振力を加えることで振動を抑制する。複数の主ロープ８の張力にばらつきがある場合に、主ロープ８の正の復元力にばらつきが生じうる。この場合においても、複数の主ロープ８の各々の正の復元力に基づいて、制振装置２１は、より効果的に制振を行うことができる。

続いて、図１１を用いて、制御部２４のハードウェア構成の例について説明する。
図１１は、実施の形態１に係る制御部の主要部のハードウェア構成図である。

制御部２４の各機能は、処理回路により実現し得る。処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ２４ｂと少なくとも１つのメモリ２４ｃとを備える。処理回路は、プロセッサ２４ｂおよびメモリ２４ｃと共に、あるいはそれらの代用として、少なくとも１つの専用のハードウェア２４ａを備えてもよい。

処理回路がプロセッサ２４ｂとメモリ２４ｃとを備える場合、制御部２４の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。そのプログラムはメモリ２４ｃに格納される。プロセッサ２４ｂは、メモリ２４ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部２４の各機能を実現する。

プロセッサ２４ｂは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。メモリ２４ｃは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリなどにより構成される。

処理回路が専用のハードウェア２４ａを備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。

制御部２４の各機能は、それぞれ処理回路で実現することができる。あるいは、制御部２４の各機能は、まとめて処理回路で実現することもできる。制御部２４の各機能について、一部を専用のハードウェア２４ａで実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア２４ａ、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御部２４の各機能を実現する。

実施の形態２．
実施の形態２において、実施の形態１で開示される例と相違する点について特に詳しく説明する。実施の形態２で説明しない特徴については、実施の形態１で開示される例のいずれの特徴が採用されてもよい。

図１２を用いて、索条体の張力の変動による制振装置の制振性能の低下の可能性を説明する。
図１２は、索条体の変位を増幅する制振装置による負の復元力の例を示す図である。

図１２のグラフは、図６および図７のグラフと同様に、制御部が変位増幅器に制振力として主ロープ８に加えさせる負の復元力である負剛性力の大きさを示す。図１２において、図６の場合の張力Ｔと異なる張力Ｔ´が主ロープ８にかかっている場合の負剛性力が示される。この例において、図１２の張力Ｔ´は、図６の張力Ｔより高い。図１２の境界ａ３は、張力Ｔ´のもとで主ロープ８の変位が不安定になる境界を表す。主ロープ８の張力が高くなると、主ロープ８の正の復元力は大きくなる。このため、境界ａ３は、境界ａより上側にある。このとき、直線ｂで表される負剛性力は、不安定領域の境界から遠くなる。すなわち、主ロープ８の張力によらずに制御部が応答する制振装置において、主ロープ８の張力の変化によって制振装置の制振性能が低下することがある。

このため、実施の形態２に係る制振装置２１の制御部２４は、主ロープ８の張力の変化に応じて変位への応答を変化させる。制御部２４は、例えば制御ゲインの更新によって負の復元力である負剛性力を変化させる。ここで、制御ゲインは、変位制御ゲイン、および速度制御ゲインを含む。

続いて、制振装置２１の構成を説明する。
図１３は、実施の形態２に係る制振装置の構成を示すブロック図である。

制振装置２１は、張力検出部３４を備える。張力検出部３４は、主ロープ８などの索条体の張力を検出する装置である。張力検出部３４は、検出した張力を制御部２４に出力する。

制御部２４は、張力検出部３４から入力された張力に基づいて、張力に応じて定まる正の復元力より小さい範囲で主ロープ８への負の復元力を変位増幅器２２に加えさせる。この例において、制御部２４は、例えば負剛性力を負の復元力として変位増幅器２２に加えさせる。制御部２４は、制御ゲイン更新部３５と、制御入力演算部３６と、駆動部３７と、を備える。

制御ゲイン更新部３５は、制振力の大きさを定める制御ゲインを索条体の張力に応じて更新する部分である。制御ゲイン更新部３５は、張力検出部３４からの張力の入力を受け付ける。制御ゲイン更新部３５は、例えば次のように制御ゲインを更新する。

式（１２）および式（１３）などに示されるように、索条体の変位が不安定にならない範囲で、正規化変位制御ゲインがＫ_ｐ ^ａｓｙバーに近いほど、制振の性能が高くなる。このため、制御ゲイン更新部３５は、正規化変位制御ゲインを一定に保つように制御ゲインを更新する。正規化変位制御ゲインは、例えば目標とする制振性能に基づいて定められる。目標とする制振性能の指標は、例えば減衰比である。このため、例えば式（１１）などに基づいて、目標とする減衰比に対応する正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーは定められる。一方、制御ゲインを正規化する係数Ｇは、張力Ｔを含む。このため、張力Ｔが主ロープ８にかかっているときの変位制御ゲインＫ_ｐは、次の式（１６）によって表される。

・・・・・・（１６）

また、正規化速度制御ゲインＤ_ｐ ^０バーは、設定された正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーに対して制振性能が高くなるように、次の式（１７）によって与えられる。

・・・・・・（１７）

なお、簡単化のため、式（１７）において次の式（１８）によって表されるＸを用いた。

・・・・・・（１８）

正規化速度制御ゲインＤ_ｐ ^０バーは、張力Ｔに依存しない。このため、Ｄ_ｐ ^０バーの値は、Ｋ_ｐ ^０バーの値に応じて定まる。このため、正規化された制御ゲインを一定に保つ場合に、張力がＴ´に変化したときの変位制御ゲインＫ_ｐ´および速度制御ゲインＤ_ｐ´は、次の式（１９）によって表される。

・・・・・・（１９）

制御入力演算部３６は、変位増幅器２２に加えさせる索条体への制振力の指令値を算出する部分である。制御入力演算部３６は、更新された制御ゲインの制御ゲイン更新部３５からの入力を受け付ける。制御入力演算部３６は、変位計測部２３からの変位の入力を受け付ける。制御入力演算部３６は、受け付けた制御ゲインおよび変位の入力に基づいて、制振力の指令値を算出する。制御入力演算部３６は、算出した指令値を駆動部３７に出力する。

駆動部３７は、変位増幅器２２に出力する制振力の指令信号を生成する部分である。駆動部３７は、制御入力演算部３６からの指令値の入力を受け付ける。駆動部３７は、入力された指令値に基づいて、変位増幅器２２に出力する指令信号を生成する。駆動部３７は、生成した指令信号を変位増幅器２２に出力する。変位増幅器２２は、駆動部３７から入力される指令信号に基づいて、制振力を主ロープ８に加える。

図１４は、実施の形態２に係る制御入力演算部の構成を示すブロック図である。

制御入力演算部３６は、変位フィードバック演算器３８、速度フィードバック演算器３９、および微分器４０を有する。変位フィードバック演算器３８は、制御ゲイン更新部３５から入力された制御ゲインによって変位制御ゲインの値を更新する。速度フィードバック演算器３９は、制御ゲイン更新部３５から入力された制御ゲインによって速度制御ゲインの値を更新する。変位計測部２３から入力された変位の定常状態からの偏差は、変位フィードバック演算器３８に入力される。ここで、定常状態における変位は、たとえば０である。変位フィードバック演算器３８は、入力された変位の偏差および更新された変位制御ゲインに基づいて、負剛性力の指令値を算出する。変位計測部２３から入力された変位の定常状態からの偏差は、微分器４０に入力される。微分器４０は、変位の微分によって変位の速度を算出する。微分器４０は、算出した変位の速度を速度フィードバック演算器３９に入力する。速度フィードバック演算器３９は、入力された変位の速度および更新された速度制御ゲインに基づいて、粘性力の指令値を算出する。算出された負剛性力および粘性力の指令値は、制振力の指令値として加算される。このように算出された制振力の指令値は、駆動部３７に出力される。

続いて、図１５を用いて、制振装置２１の動作を説明する。
図１５は、実施の形態２に係る制振装置による負の復元力の例を示す図である。

図１５のグラフは、図１２のグラフと同様に、制御部２４が変位増幅器２２に加えさせる負の復元力である負剛性力の大きさを示す。図１５において、主ロープ８の張力がＴからＴ´に高くなるときに、不安定境界はａからａ３に変化する。このとき、制御ゲイン更新部３５は、正規化変位制御ゲインを一定に保つように、制御ゲインを張力に応じて更新する。ここで、制御ゲインが更新されない場合において、負剛性力は変位に応じてグラフの直線ｂのように応答する。一方、実施の形態２の制振装置２１において、制御ゲインは更新される。このため、負剛性力は、変位に応じて直線ｂ３のように応答する。このように、主ロープ８の張力に応じて制御ゲインが動的に更新されるので、主ロープ８の張力の変化によって制振装置２１の制振性能が低下しない。

また、図１５において、主ロープ８の張力がＴより低くなるときに、不安定境界はａからａ２に変化する。このとき、主ロープ８の張力が高くなるときと同様に、制御ゲイン更新部３５は、正規化変位制御ゲインを一定に保つように制御ゲインを張力に応じて更新する。安定領域の範囲内に設定されている正規化変位制御ゲインが一定であれば、変位増幅器２２による負の復元力は正の復元力を超えない。このように、主ロープ８の張力に応じて制御ゲインが動的に更新されるので、主ロープ８の張力の変化によって制振装置２１による制振が不安定にならない。

続いて、図１６を用いて実施の形態２の変形例を示す。
図１６は、実施の形態２に係る制振装置の変形例を示すブロック図である。

この例において、エレベーター１は、秤装置４１を備える。秤装置４１は、かご９の重量を測定する装置である。秤装置４１は、かご９に設けられる。かご９の重量は、例えば乗客の乗降などによって変動する。秤装置４１は、測定した重量を表す信号を外部に出力する。

ここで、主ロープ８の張力は、かご９の重量に依存する。このため、この例において、張力検出部３４は、秤装置４１から入力された信号に基づいて主ロープ８の張力を検出する。

続いて、図１７を用いて実施の形態２の他の変形例を示す。
図１７は、実施の形態２に係る制振装置の変形例を示すブロック図である。

この例において、張力検出部３４は、変位計測部２３が計測する変位の入力を受け付ける。張力検出部３４は、入力された変位に基づいて主ロープ８の張力を検出する。張力検出部３４は、例えば主ロープ８の振動の物理モデルに基づいて張力を検出する。張力検出部３４は、例えば物理モデルのパラメータを同定する同定理論などに基づく手法によって張力を検出してもよい。

以上に説明したように、実施の形態２に係る制振装置２１は、張力検出部３４を備える。張力検出部３４は、索条体の張力を検出する。制御部２４は、張力検出部３４が検出する張力に基づいて、正の復元力より小さい負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる。正の復元力は、張力に応じて定まる。

制御部２４は、張力に応じて負の復元力の大きさを制御する。これにより、索条体の張力が変動する場合においても、変位を増幅させる負の復元力によってエレベーター１の索条体の変位が不安定になることが抑制される。なお、制御部２４は、変位について非線形な負の復元力を変位増幅器２２に加えさせてもよい。

また、張力検出部３４は、エレベーター１の秤装置４１が計測する重量に基づいて索条体の張力を検出する。

索条体の例である主ロープ８の張力は、かご９の重量によって変動する。このため、張力検出部３４は、直接的な測定値に基づいて主ロープ８の張力を検出できる。例えば索条体がシーブなどによって張力を与えられる場合に、エレベーター１は、当該シーブによる重量を計測する秤装置を備えていてもよい。この場合に、張力検出部３４は、当該秤装置が計測する重量に基づいて索条体の張力を検出してもよい。

また、張力検出部３４は、第１変位計測部が計測する変位に基づいて索状体の張力を検出する。

これにより、制振装置２１は、張力を検出するための新たなハードウェアの追加を必要としない。

また、制御部２４は、張力検出部３４が検出する張力に基づいて負の変位制御ゲインの大きさを更新する。制御部２４は、負の変位制御ゲインおよび変位に基づく負剛性力を負の復元力として第１変位増幅器に加えさせる。

これにより、制御部２４は、複雑な計算を必要とすることなく、張力に応じて負の復元力の大きさを制御できる。

また、制御部２４は、不等式（１３）を満たす正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーによって等式（１６）から得られる変位制御ゲインＫ_ｐに基づいて、負剛性力を第１変位増幅器に加えさせる。なお、式（１３）および式（１６）において、振動の節から第１変位増幅器が配置される位置までの距離をｘ_０とする。前記索条体の振動部分の長さをＬとする。索条体の張力をＴとする。

これにより、制振装置２１は、張力が変動する場合においても、索条体の変位の不安定化を抑えられる。また、制振装置２１は、張力が変動する場合においても、設定した制振性能を維持できる。

また、制御部２４は、第１変位計測部が計測した変位に基づいて変位の速度を検出する。制御部２４は、張力検出部３４が検出する張力に基づいて速度制御ゲインの大きさを更新する。制御部２４は、速度制御ゲインおよび速度に基づく索条体への横方向の粘性力を第１変位増幅器に加えさせる。

粘性力は、張力が変動する場合においても、変化する張力に応じて更新される。これにより、制振装置２１による制振がより効果的に行われる。

なお、速度制御ゲインは固定の値であってもよい。また、制振力は、粘性力の成分を含まなくてもよい。

実施の形態３．
実施の形態３において、実施の形態１または実施の形態２で開示される例と相違する点について特に詳しく説明する。実施の形態３で説明しない特徴については、実施の形態１または実施の形態２で開示される例のいずれの特徴が採用されてもよい。

図１８は、実施の形態３に係る制振装置の構成図である。
制振装置２１は、索条体の張力に応じて変位計測部２３および変位増幅器２２を索条体の長手方向に移動させることによって、索条体の変位への応答を変更する。このとき、制御部２４は、制御ゲインを更新しなくてもよい。

図１８は、ｚ軸に平行な方向から見た制振装置２１を示す図である。制振装置２１は、可動機構４２を備える。可動機構４２は、主ロープ８などの索条体の長手方向に沿って変位計測部２３および変位増幅器２２の位置を移動させる機構である。可動機構４２は、例えば変位計測部２３および変位増幅器２２を載せる可動ステージなどである。可動機構４２は、例えば変位計測部２３、変位増幅器２２および主ロープ８の横方向の相対的な位置を保ちながら変位計測部２３および変位増幅器２２を移動させる。

制御部２４は、張力検出部３４が検出する張力に基づいて、変位計測部２３および変位増幅器２２の位置を可動機構４２によって移動させる。例えば、主ロープ８の張力がＴからＴ´に変化するときに、制御部２４は、次の式（２０）によって変位計測部２３および変位増幅器２２の位置をｘ_０からｘ_０´に移動させる。

・・・・・・（２０）

これにより、変位制御ゲインＫ_ｐの更新によらずに、正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーは、索条体の張力が変化しても一定に保たれる。制振装置２１は、張力が変動する場合においても、索条体の変位の不安定化を抑えられる。また、制振装置２１は、張力が変動する場合においても、設定した制振性能を維持できる。

なお、可動機構４２は、変位計測部２３および変位増幅器２２の長手方向の位置を、離散的な複数の段階の位置の間で移動させてもよい。このとき、制御部２４は、変位計測部２３および変位増幅器２２の位置の段階に応じて、例えば正規化変位制御ゲインＫ_ｐ ^０バーが一定に保たれるように制御ゲインを更新してもよい。

続いて、図１９を用いて実施の形態３の変形例を説明する。
図１９は、実施の形態３の変形例に係る制振装置の構成図である。

制振装置２１は、変位計測部２３および変位増幅器２２の組を２組備える。２組の変位計測部２３および変位増幅器２２は、例えば互いに同様の構成である。変位計測部２３および変位増幅器２２の組の一方は、主ロープ８の長手方向の第１位置Ｐ１において配置される。変位計測部２３および変位増幅器２２の組の他方は、主ロープ８の長手方向の第２位置Ｐ２において配置される。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１と主ロープ８などの索条体の長手方向において異なる位置である。この例において、第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１より節に近い位置である。第１位置Ｐ１に配置される変位計測部２３ａおよび変位増幅器２２ａは、第１変位計測部および第１変位増幅器の例である。第２位置Ｐ２に配置される変位計測部２３ｂおよび変位増幅器２２ｂは、第２変位計測部および第２変位増幅器の例である。

制御部２４は、張力検出部３４が検出する張力に基づいて、第１変位増幅器または第２変位増幅器の一方を選択する。制御部２４は、例えば式（２０）などによって算出されるｘ０´に近い位置に配置された変位増幅器２２を選択する。制御部２４は、選択した変位増幅器２２に主ロープ８などの索条体への負の復元力を加えさせる。これにより、制御部２４は、変位計測部２３および変位増幅器２２の長手方向の位置を、離散的な多段階の位置の間で実効的に移動させる。

なお、第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１より腹に近い位置であってもよい。

また、制振装置２１は、変位計測部２３および変位増幅器２２の組を３組以上備えてもよい。このとき、制御部２４は、変位計測部２３および変位増幅器２２の複数の組のうちから１つまたは複数の組を選択してもよい。

実施の形態４．
実施の形態４において、実施の形態１から実施の形態３の各々で開示される例と相違する点について特に詳しく説明する。実施の形態４で説明しない特徴については、実施の形態１から実施の形態３の各々で開示される例のいずれの特徴が採用されてもよい。

図２０を用いて、制振装置２１の張力検出部３４による張力の検出方法の原理を説明する。
図２０は、実施の形態４に係る制振装置において張力が検出されているときの主ロープの状態を示す模式図である。
図２０において、建物揺れが発生していないときに横方向から一定のオフセット力Ｆａｄｄが加えられた状態の主ロープ８が示される。

建物揺れが発生していないので、横方向の力の釣合いは、次の式（２１）によって表わされる。ここで、主ロープ８の張力は、建物揺れが発生していない定常状態において検出される。このため、主ロープ８の変位は、主ロープ８の長手方向の位置の関数ｖ（・）として表される。

・・・・・・（２１）

式（２１）を変形することによって、張力Ｔは次の式（２２）によって求められる。すなわち、張力検出装置は、一定のオフセット力Ｆ_ａｄｄが加えられたときの位置ｘ０における主ロープ８の変位ｖ（ｘ_０）に基づいて、主ロープ８の張力Ｔを検出する。

・・・・・・（２２）

続いて、図２１を用いて制振装置２１の構成を説明する。
図２１は、実施の形態４に係る制振装置の構成を示すブロック図である。

制御部２４は、オフセット信号出力部４３を備える。オフセット信号出力部４３は、制振力の指令値にオフセット値Ｆ_ａｄｄを加算する。オフセット信号出力部４３は、制振力の指令値に加えたオフセット値Ｆ_ａｄｄを、張力検出部３４にも出力する。

張力検出部３４は、オフセット信号出力部４３からのオフセット値の入力を受け付ける。張力検出部３４は、変位計測部２３が計測した変位の入力を受け付ける。

続いて、図２２を用いて張力検出部３４による張力の検出の例を説明する。
図２２は、実施の形態４に係る張力検出部の構成を示すブロック図である。

張力検出部３４は、ローパスフィルタ４４と、乗算器４５と、張力演算器４６と、を備える。ローパスフィルタ４４は、時間的な変動が遅い周波数成分の信号を抽出するフィルタである。ローパスフィルタ４４が抽出する周波数の範囲は、入力された信号の直流成分を抽出可能な範囲に設定される。張力演算器４６は、変位計測部２３が設けられる位置ｘ_０および主ロープ８の振動部分の長さＬに応じた係数ｘ_０（Ｌ－ｘ_０）／Ｌを記憶している。

主ロープ８の張力を検出するときに、オフセット信号出力部４３は、オフセット値を出力する。変位増幅器２２は、入力されたオフセット値に基づいて、オフセット力Ｆ_ａｄｄを横方向から主ロープ８に加える。変位計測部２３は、オフセット力Ｆ_ａｄｄによる主ロープ８の変位を計測する。オフセット力Ｆ_ａｄｄによる主ロープ８の変位は、例えば主ロープ８の変位の直流成分に相当する。

張力検出部３４は、変位計測部２３が計測した変位の入力を受け付ける。この例において、張力検出部３４は、ローパスフィルタ４４の前処理として変位ｖ（ｘ_０，ｔ）の逆数をとる。ローパスフィルタ４４は、変位の逆数の信号の入力を受け付ける。ローパスフィルタ４４は、入力された信号の直流成分を抽出する。ローパスフィルタ４４は、抽出した直流成分を乗算器４５に出力する。乗算器４５は、ローパスフィルタ４４から入力された直流成分の信号と、オフセット値Ｆ_ａｄｄと、を乗算する。乗算器４５は、乗算した値を張力演算器４６に出力する。張力演算器４６は、記憶している係数ｘ_０（Ｌ－ｘ_０）／Ｌを乗算器４５から入力された値に乗じることで、式（２２）に基づいて張力Ｔの値を得る。張力演算器４６は、得られた張力Ｔの値を制御部２４に出力する。

続いて、図２３を用いて制振装置２１の動作の例を説明する。
図２３は、実施の形態４に係る制振装置の動作の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、制御部２４は、例えば制御盤１７から取得する制御信号などに基づいて、かご９が停止しているかを判定する。判定結果がＹｅｓの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ２に進む。判定結果がＮｏの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ２において、張力検出部３４は、索条体の張力を検出する。その後、制振装置２１の動作は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、制御部２４の制御ゲイン更新部３５は、検出された張力に基づいて制御ゲインを更新する。その後、制振装置２１の動作は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ４において、制御部２４は、例えば建物揺れ検知器１８から取得する検知信号などに基づいて、予め設定された閾値より大きい建物揺れが発生したかを判定する。判定結果がＮｏの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ５に進む。判定結果がＹｅｓの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、制御部２４は、索条体が建物揺れとの共振条件を満たすかを判定する。共振条件は、例えば建物揺れの周波数および索条体の固有振動数が一致する条件である。あるいは、共振条件は、例えば建物揺れの周波数および索条体の固有振動数の差異が、例えば測定誤差または安全率などに基づいて予め定められた周波数の範囲内にある条件であってもよい。判定結果がＹｅｓの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ６に進む。判定結果がＮｏの場合に、制振装置２１の動作は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６において、制御部２４は、変位増幅器２２を作動させる。すなわち、制御部２４は、索条体への制振力を変位増幅器２２に加えさせる。なお、制御ゲイン更新部３５によって制御ゲインが更新されていない場合に、制御部２４は、前回更新された制御ゲインに基づく制振力を変位増幅器２２に加えさせてもよい。あるいは、制御部２４は、予め設定された制御ゲインに基づく制振力を変位増幅器２２に加えさせてもよい。その後、制振装置２１の動作は、ステップＳ１に進む。

ステップＳ７において、制御部２４は、変位増幅器２２を停止させる。このとき、索条体は、変位増幅器２２によって横方向の変位が増幅されない。その後、制振装置２１の動作は、ステップＳ１に進む。

以上に説明したように、実施の形態４に係る制振装置２１の制御部２４は、索条体への一定の横方向のオフセット力を第１変位増幅器に加えさせる。張力検出部３４は、オフセット力による索条体の変位に基づいて索条体の張力を検出する。

これにより、制振装置２１は、張力を検出するための新たなハードウェアの追加を必要とすることなく、測定値に基づいて主ロープ８の張力を検出できる。

また、張力検出部３４は、エレベーター１のかご９が停止しているときに索条体の張力を検出する。張力検出部３４は、エレベーター１のかご９が走行しているときに索条体の張力を検出しない。

主ロープ８などの索条体の張力は、かご９の重量などのエレベーター１の運転状態によって変動する。運転状態の例であるかご９の重量は、乗客の乗降などによって変動する。乗客は、かご９が停止しているときに乗降する。このため、張力検出部３４は、索条体の張力の状態が変動しやすいタイミングで張力を検出する。張力検出部３４は、必要性の低いときに動作しない。これにより、エレベーター１における演算リソースなどが節約される。

また、制御部２４は、エレベーター１のかご９が停止しているときに変位制御ゲインの大きさを更新する。制御部２４は、エレベーター１のかご９が走行しているときに変位制御ゲインの大きさを更新しない。

これにより、制御ゲインの変動によってかご９の走行の動作が不安定にならない。また、制御ゲインの値が切り替わることによるチャタリングの発生が抑制される。

また、制御部２４は、エレベーター１のかご９が停止しているときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる。制御部２４は、エレベーター１のかご９が走行しているときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせない。

主ロープ８などの索条体は、かご９が停止しているときに建物揺れによる加振の影響を受けやすい。このため、制御部２４は、索条体が大きく振動しやすいタイミングで変位増幅器２２を作動させる。変位増幅器２２は、必要性の低いときに作動しない。これにより、変位増幅器２２の待機電力などによるエネルギーの消費が抑えられる。

また、制御部２４は、予め設定される閾値より大きい建物揺れが発生しているときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる。制御部２４は、閾値より大きい建物揺れが発生していないときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせない。

制御部２４は、建物揺れによる加振の影響を受けうるタイミングで変位増幅器２２を作動させる。変位増幅器２２は、必要性の低いときに作動しない。これにより、変位増幅器２２の待機電力などによるエネルギーの消費が抑えられる。

また、制御部２４は、建物揺れとの共振条件を索条体が満たすときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせる。制御部２４は、共振条件を索条体が満たしていないときに負の復元力を第１変位増幅器に加えさせない。

制御部２４は、建物揺れによって共振現象が発生しうるタイミングで変位増幅器２２を作動させる。変位増幅器２２は、必要性の低いときに作動しない。これにより、変位増幅器２２の待機電力などによるエネルギーの消費が抑えられる。

なお、制御部２４は、かご９の停止の判定、建物揺れの発生の判定、および共振条件の判定の一部および全部の判定を省いてもよい。例えば、制御部２４は、これらの全部の判定を省く場合に、変位増幅器２２を常時作動させてもよい。変位増幅器２２が常時作動する場合に、制振装置２１は、突発的に生じる大きな建物揺れにも対応できる。また、制振装置２１が常時作動しているため、制振の遅延によって制振の初期に必要な力が大きくなりにくい。また、制振装置２１は、建物揺れの情報およびかご９の走行状態の情報などを必要としない。このため、制振装置２１と制御盤１７などとの間の配線または通信路が増えない。

また、かご９の停止の判定、建物揺れの発生の判定、および共振条件の判定の一部および全部によって変位増幅器２２の作動を切り替える動作は、実施の形態１から実施の形態３の各々に係る制振装置２１のいずれにおいても適用できる。また、かご９の停止の判定によって張力の検出または制御ゲインの更新を行う動作は、実施の形態２または実施の形態３に係る制振装置２１のいずれにおいても適用できる。

本発明に係る制振装置は、エレベーターに適用できる。

１ エレベーター、 ２ 建物、 ３ 昇降路、 ４ 機械室、 ５ ロープダクト、 ６ ピット、 ７ 巻上機、 ８ 主ロープ、 ９ かご、 １０ 釣合い錘、 １１ 釣合いロープ、 １２ 張り車、 １３ 調速機、 １４ 調速機ロープ、 １５ 調速機ロープ張り車、 １６ 制御ケーブル、 １７ 制御盤、 １８ 建物揺れ検知器、 １９ 建物揺れ、 ２０ 平衡位置、 ２１ 制振装置、 ２２、２２ａ、２２ｂ 変位増幅器、 ２３、２３ａ、２３ｂ 変位計測部、 ２４ 制御部、 ２５ 接触部、 ２６ アクチュエーター、 ２７ ローラー、 ２８ 固定子、 ２９ 可動子、 ３０ ボールネジ、 ３１ ナット、 ３２ モーター、 ３３ 力センサー、 ３４ 張力検出部、 ３５ 制御ゲイン更新部、 ３６ 制御入力演算部、 ３７ 駆動部、 ３８ 変位フィードバック演算器、 ３９ 速度フィードバック演算器、 ４０ 微分器、 ４１ 秤装置、 ４２ 可動機構、 ４３ オフセット信号出力部、 ４４ ローパスフィルタ、 ４５ 乗算器、 ４６ 張力演算器、 ２４ａ ハードウェア、 ２４ｂ プロセッサ、 ２４ｃ メモリ、 Ｐ１ 第１位置、 Ｐ２ 第２位置

Claims (11)

1. エレベーターの索条体の長手方向の第１位置において、前記索条体の平衡位置を中心とした振動の横方向の変位を計測する第１変位計測部と、
   前記索条体の前記変位を増幅する負の復元力を前記索条体に加える第１変位増幅器と、
   前記第１変位計測部が計測した前記変位に基づいて、前記索条体を前記平衡位置に戻す正の復元力より小さい前記負の復元力を前記第１変位増幅器に加えさせる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、建物揺れとの共振条件を前記索条体が満たすときに前記負の復元力を前記第１変位増幅器に加えさせ、前記共振条件を前記索条体が満たしていないときに前記負の復元力を前記第１変位増幅器に加えさせない
   エレベーターの索条体の制振装置。
2. 前記共振条件は、建物揺れの周波数および前記索条体の固有振動数の差異が予め定められた周波数の範囲内にある条件である
   請求項１に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
3. 前記共振条件は、建物揺れの周波数および前記索条体の固有振動数が一致する条件である
   請求項１に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
4. 前記制御部は、前記索条体の張力の変動する範囲に応じて予め定まる前記正の復元力の下限より小さい前記負の復元力を前記第１変位増幅器に加えさせる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
5. 前記索条体の張力を検出する張力検出部
   を備え、
   前記制御部は、前記張力検出部が検出する張力に基づいて、前記張力に応じて定まる前記正の復元力より小さい前記負の復元力を前記第１変位増幅器に加えさせる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
6. 前記張力検出部は、エレベーターの秤装置が計測する重量に基づいて前記索条体の張力を検出する
   請求項５に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
7. 前記張力検出部は、前記第１変位計測部が計測する前記変位に基づいて前記索条体の張力を検出する
   請求項５に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
8. 前記張力検出部は、エレベーターのかごが停止しているときに前記索条体の張力を検出し、エレベーターのかごが走行しているときに前記索条体の張力を検出しない
   請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
9. 前記制御部は、前記張力検出部が検出する張力に基づいて負の変位制御ゲインの大きさを更新し、前記負の変位制御ゲインおよび前記変位に基づく負剛性力を前記負の復元力として前記第１変位増幅器に加えさせる
   請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
10. 前記制御部は、エレベーターのかごが停止しているときに前記変位制御ゲインの大きさを更新し、エレベーターのかごが走行しているときに前記変位制御ゲインの大きさを更新しない
    請求項９に記載のエレベーターの索条体の制振装置。
11. 前記制御部は、前記第１変位計測部が計測した前記変位に基づいて前記変位の速度を検出し、前記張力検出部が検出する張力に基づいて速度制御ゲインの大きさを更新し、前記速度制御ゲインおよび前記速度に基づく前記索条体への横方向の粘性力を前記第１変位増幅器に加えさせる
    請求項９または請求項１０に記載のエレベーターの索条体の制振装置。

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