JPH0379579A - 懸垂条体の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は懸垂条体の張力に対して直角をなす方向の横揺
れ振動を抑制する制振装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、昇降機では主ローブ、重量補償ロープテールコ
ード等のように長い条体が狭い塔内に垂直に懸垂架設さ
れているので、地震や台風等によって条体の支持部近傍
が揺れると条体は共振して大きく揺れて塔内機器に衝突
したり絡み付いたりしてトラブルを起こし易く、このよ
うな懸垂条体の横振動を制振するには、振動の節である
支持点ではなく、横振動の振幅の最も大きな振動の腹の
部分に制動力を及ぼすのが有効である。

そこで、昇降機の籠とつながる懸垂条体を所謂浮動懸架
機構で支持し、つまり支持点を可動としてそこにダンパ
ーを設け、支持点が条体の振動の節から腹になるように
して条体の制振をすることを試みたものとして、特開昭
５５−９４０４５号公報に記載された「垂直に吊るした
可撓線材の制振装置」が知られている。

この制振装置は、地震等による建物の振動が条体に伝達
されることを浮動懸架機構が遮断、吸収するのに有効で
ある。また条体に蓄積されてしまった波動エネルギーに
ついては、条体から支持点へ波動が入射された場合に、
浮動懸架機構が波動エネルギーを消耗させるために波動
の反射率が下がる効果がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら従来の制振装置は、次のように対象が条体
であることに起因した特殊な状況があることが判明した
。

つまり懸架される負荷が一体の剛体である場合浮動懸架
機構が受動的に揺動して振動を吸収することができるが
、負荷が条体の場合、その振動モードが１次、２次・・
・・・・ｎ次と高い自由度を持っているために受動的浮
動懸架機構では理想的な制振を行わない。これは、浮動
懸架機構にはクーロン摩擦が避けられないが、昇降塔内
のように狭くて極めて長い場所に懸垂された条体を浮動
懸架する場合、条体に加わっている張力は大きいにも拘
らず揺動している条体が浮動懸架機構を揺り動かそうと
する力は極めて弱く、この僅かなり−ロン摩擦抵抗によ
って浮動懸架機構の動きはロックされ易いからである。

このため適切な復心力発生装置を設けた場合であっても
復心力の値は小であり、摩擦抵抗によりロックされて中
立位置から偏った位置で停止してしまうというドリフト
現象が生じ易い、またロックされた状態では浮動懸架機
構の機能は停止しており、摩擦抵抗に打ち勝って浮動さ
せようとする力が一定以上になったところで均衡が破れ
、恰もトリガーが外れたような現象を呈して急速に移動
速度が上昇する。

また浮動懸架機構にはそのｉｌｌ戒部材の質量に起因す
る慣性力が避けられないが、上述のクーロン摩擦による
トリガー作用によって移動速度が上昇すると、この運動
エネルギーが慣性質量に貯えられ、条体の揺動支持点は
不必要に動き過ぎてオーバーシュートをする。この結果
条体の揺動支持点は滑らかな動きをしない。この現象は
負荷が条体の場合、高次のモードでの条体の自動振動を
誘起してしまう。エレベータの主ロープ、重量補償ロー
プ等の条体では非常止め装置、タイダウン装置等が作動
した場合、通常の荷重の数倍の大きさの張力荷重を受け
るので、浮動懸架機構は頑丈な設計にしなければならな
い、このために慣性質量が大きく且つ摩擦抵抗が大きく
なることが避けられず、上述の状況はより深刻化する。

このように従来の浮動懸架機構は、懸垂条体という特殊
な負荷の場合、負荷の動きに対して追従が難しくなり、
これが原因で本来の制振性能を十分に発揮できない。

本発明の目的は揺動支持点を積極的に動き易くして良好
な制振性能を発揮できる懸垂条体の制振装置を提供する
にある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は上記目的を達成するため、揺動支持点をその揺
動方向に駆動するアクチュエータと、このアクチュエー
タの駆動力が上記条体に及ぶ点から見た上記条体の揺動
傾斜角を減少する方向に上記アクチュエータを駆動する
装置とを設けたことを特徴とする。

く作用〉 本発明による懸垂条体の制振装置は上述のように構成し
たため、まず条体が静止している状態で地震等で籠が揺
れ条体を加振しようとする場合、靜疋している条体と動
いている籠との間に位置のずれが生じ揺動支持点から見
た条体の揺動傾斜角が生じるが、アクチュエータはこの
揺動傾斜角を減らすように揺動支持点の運動を制御する
ので、揺動支持点を静止している条体に合わせて出来る
だけ静止しているように、揺動する籠との間の相対運動
を制御する。このため条体が受は取る加振エネルギーは
最小で済む。また条体が既に揺れている場合、条体から
波動が揺動支持点に入射して来るが、揺動支持点の動き
よりも条体の動きの方が進んでいるので、やはり条体の
揺動傾斜角が生じる。ラジアンで表した揺動傾斜角と張
力の積は条体が揺動支持点に及ぼす揺動駆動力であるか
ら、この揺動傾斜角を減らすようにアクチュエータによ
って揺動支持点の運動を制御するということは、条体か
ら揺動駆動力を受けた方向に常に追従しつつ揺動支持点
が動くことを意味し、条体の揺動エネルギーは効率よく
揺動支持機構の揺動支持点に吸収される。このようにし
て、常に懸垂条体の揺動エネルギーの増加を抑制し、こ
れを減少させることができる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明を昇降機のテールコードの制振に応用し
た制振装置を示す斜視図である。

昇降路１９内には、乗かご２が主ローブ４によって懸架
されており、かご２の制御信号および動力等はテールコ
ード３により伝達されている。このテールコード３は制
御線や電力線等を撚り合わして成る多芯ケーブル６．７
と、重量を支えるための芯線であるスチールコード４．
５とからなっており、これらを外装被覆材により包み込
んで構成されている。このテールコード３の昇降路側の
端は、スチールコード５を揺動支持機構のシャトル１１
に連結し、また芯ケーブル７を塔側のジャンクションボ
ックス８に接続している。テールコード３のかご側の端
は、スチールコード４を揺動支持機構のシャトル１０に
連結すると共に、多芯ケーブル６をかご醐のジャンクシ
ョンボックス８に接続している。

次にテールコード３を揺動可能に支持した揺動支持機構
について説明する。

昇降路１９の内壁面に固定した１対のブラケット１８上
に、案内面を有する案内レール１５を固定し、上述のシ
ャトル１１にはこの案内面上をＸ軸方向に揺動するロー
ラ１３が取付けられている。

案内レール１５の近傍には、テールコード３の揺動支持
機構への支持点となっている。またシャトル１１には傾
斜角センサ２１が取付けられ、その突き出したアーム２
３の先端２３′はテールコード３と図示のように係合し
ている。

乗かご２側でテールコード３を揺動可能に支持した乗か
ご側の揺動支持機構も同様に構成されている。案内面を
有する案内レール１４を乗かご２の底面に固定し、この
案内面上をＹ軸方向に揺動するローラ１２を有したシャ
トル１０が配置されている。案内レール１４の近傍には
、テールコード３の揺動支持機構への支持点となってい
るシャトル１０をＹ軸方向に揺動させるアクチュエータ
１６が設けられている。またシャトル１０には傾斜角セ
ンサ２０が取付けられ、その突き出したアーム２２の先
端２２′はテールコード３に係合している。

このような構成ではテールコード３が揺れると、シャト
ル１０．１１はテールコード３のスチールコード４．５
に引き摺られて案内レール１４．１５に沿って揺れるが
、もし摩擦抵抗や慣性抵抗によりテールコード３の揺れ
よりもシャトル１０．１１の揺れが遅れると、この遅れ
を傾斜角センサ２０．２１はアーム２２．２３の傾きと
して検出する。つまり案内レール１４．１５のレール面
が水平であるから、傾斜角センサ２０．２１は揺動して
いるテールコード３が鉛直線となす角度θを検出する。

図示しないアクチュエータの制御装置は、この揺動傾斜
角度θを帰還入力とし、揺動傾斜角度θが零になる方向
にアクチュエータ１６．１７を制御してシャトル１０．
１１を駆動する。

このためにシャトル１０．１１は見掛は上、テールコー
ド３の振れの方向に素直に追従して動くようになり、揺
動支持機構が等価的に実現される。

このときの条体の張力をＰとすると、この揺動傾斜角度
θと張力Ｐの積の（Ｐ・θ）が揺動支持点を変位させよ
うとする力を表す。またシャトル１０．１１すなわち揺
動支持点が揺動するテールコード３で駆動されるときの
移動速度をＶとすると、仕事率（ワット）は力とその力
の方向の移動速度の積であるから、揺動支持機構がテー
ルコード３から受は取る揺動エネルギーの仕事率Ｗは、
Ｗ＝Ｐ・θ・Ｖ　　　　　（１） となる。

この仕事率Ｗが大きくなるように自動制御を行うことに
より、既に揺れているテールコード３の振動エネルギー
を効率良く揺動支持点で吸収することができるが、これ
はテールコード３の揺動傾斜角を減少する方向にアクチ
ュエータ１６．１７を駆動制御することである。この揺
動傾斜角を減らすように揺動支持点の運動を制御するに
は、揺動支持点に及ぼす力を制御したり、揺動支持点の
加速度を制御したりあるいは揺動支持点の運動速度を制
御したりすることができる。この後者の２方式は、クー
ロン摩擦等により揺動支持点の動きがロックされるよう
な場合でも、クーロン摩擦に打ち勝って滑らかな運動を
実現することができる。

また同方式は、強度設計上の都合から揺動支持点の慣性
質量が過大となり、慣性質量が運動エネルギーを蓄積し
て揺動支持点の条体に対する追従動作がオーバーシュー
トし易い場合でも、オーバーシュートを低減することが
できる。

第２図は本発明を昇降機の主ロープ１の横揺れの制振に
応用した制振装置を示す正面図である。

上枠２３、側枠２４および下枠２５から成る枠体に防振
ゴム２６を介してケージ２７を支持してかごを構成し、
このかごはガイドシュー２８により案内レール２９に沿
って昇降する。上枠２３の下部には下面が球面になった
釣り板３０があり、この釣り板３０に対向して同じ曲率
の球面板３１が密着しており、この密着面は潤滑されて
いる。

この球面板３１には主ロープ１が結合されて第１図のシ
ャトル１０．１１に対応しており、これを中心として揺
動支持機構が構成されている。尚、釣り板３０および球
面板３１の曲率は誇張して極めて大きく描いている。

球面板３１には、リンク３２を介して上枠２３に取付け
たアクチュエータ３３が連結されている。

また主ロープ１には傾斜角センサ３４が取付けられてお
り、この傾斜角センサ３４によって主ロー１１の同位置
における傾斜角度すなわち鉛直軸とのなす角度が検出さ
れる。更に図示しない制御装置は、この傾斜角センサ３
４からの制御信号に基づきアクチュエータ３３の駆動電
流を制御し、揺動支持機構の揺動支持点である球面板３
０の運動の制御を行うように構成されている。

懸垂条体の揺動傾斜角度を検出する装置は、角度そのも
のを直接的に計測するセンサーを使用する必要はなく、
例えば条体の上下に若干前れた位置に２個の加速度セン
サを設け、この信号をそれぞれ２回積分して変位を求め
、この２箇所の変位の差を求める演算処理をマイクロコ
ンピュータで構成しても良い。

前述した第１図に示す実施例では水平面内の二次元方向
の揺動の制振を行ったが、第２図に示す実施例のように
一次元方向の制振を行うようにしても良い。

尚、上記の実施例では、昇降機のテールコードと主ロー
プについて適用した制振装置について説明したが、重量
補償ローブ、カバナロープ等の懸垂条体に適用すること
ができる。また昇降機に限定されず、条体の支持点に加
わる地震力や条体に直接加わる風力、潮力等によって揺
動を開始し次第に揺動のエネルギーを蓄積して揺動が成
長することが問題となる全ての設備に適用することが可
能であり、また条体の懸垂の方向は鉛直方向に制約され
てはいない。更に、条体とは鎖、糸、紐、ロープ、ケー
ブル、テープ等の如く引っ張り荷重にのみ耐える可撓長
尺材のことを意味するが、丸棒、パイプ等の素材も細長
比が著しく大きくなれば、圧縮荷重や曲げ荷重には耐え
られなくなり、引っ張り荷重にのみ耐えられる条体とし
て扱える。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、揺動支持機構の揺
動支持点を条体の揺動傾斜角を減少する方向にアクチュ
エータにより積極的に駆動制御するようにしたため、揺
動支持機構の揺動支持点はクーロン摩擦抵抗や慣性抵抗
があっても動きが悪くなることがなくなり、負荷の動き
に対して理想的に追従して揺動エネルギーを吸収し、良
好な制振性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による制振装置を示す斜視図
、第２図は本発明の他の実施例による制振装置の正面図
である。 １・・・・・・主ロープ、２・・・・・・乗かご、３・
・・・・・テールコード、４．５・・・・・・スチール
コード、１０．１１・・・・・・シャトル、１４．１５
・・・・・・案内レール、１６．１７・・・・・・アク
チュエータ、２０．２１・・・・・・傾斜センサ。 第２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）懸垂された条体の少なくとも一方の支持点を上記
   条体の張力の方向と直角をなす方向に揺動可能に支持す
   ると共に、この揺動支持点の揺動を抑制する揺動支持機
   構を備えて成る懸垂条体の制振装置において、この揺動
   支持点をその揺動方向に駆動するアクチュエータと、こ
   のアクチュエータの駆動力が上記条体に及ぶ点から見た
   上記条体の揺動傾斜角を減少する方向に上記アクチュエ
   ータを駆動制御する装置とを設けたことを特徴とする懸
   垂条体の制振装置。