KR100471518B1 - 엘리베이터의 진동 저감 장치 - Google Patents

Abstract

카의 진동을 검지하는 가속도 센서(61, 62)와, 이 가속도 센서의 신호로부터 상기 카에 가하는 힘을 계산하는 컨트롤러(90a, 90b)와, 이 컨트롤러의 계산 결과에 따라서 상기 카에 힘을 가하는 액추에이터(81∼84)를 구비한 엘리베이터의 진동 저감 장치에 있어서, 상기 가속도 센서의 노이즈 레벨에 따른 소정의 불감대 영역을 갖는 불감대 필터(102)와, 이 불감대 필터 통과 후의 상기 가속도 센서의 신호를 적분하는 적분기(92)를 상기 가속도 센서(61, 62) 또는 상기 컨트롤러(90a, 90b), 또는 이들 사이에 마련하는 엘리베이터의 진동 저감 장치.

Description

엘리베이터의 진동 저감 장치{VIBRATION REDUCER OF ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터에 있어서의 카(car) 진동을 억제하는 엘리베이터의 진동 저감 장치에 관한 것이다.

도 9는, 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제8-26624호 공보에 개시된 종래의 엘리베이터의 진동 저감 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 엘리베이터는 탑승 카(1)를, 이것을 탑재한 카 프레임(2)에 마련된 가이드 장치(51~54)에서 양측의 레일(41, 42)에 끼워 맞춰, 카 프레임(2)을 거는 와이어 로프를 권상기(모두 도시 생략)에 의해 상하 이동시켜 레일(41, 42)을 따라 승강 주행시킨다.

가이드 장치(51~54)는 카 프레임(2)의 상하 각각의 양 측 네 모서리에 마련되고, 각각에 가이드 롤러(71~74)와, 카의 진동을 억제하는 진동 저감기인 액추에이터(81~84)를 구비하고 있다. 액추에이터(81~84)로는 전자석 등으로 구성되는 비접촉의 것이 있다.

그리고, 카 프레임(2)에 마련된 가속도 센서(61, 62)에 의해 검출된 진동 정보는 동일 구성을 갖는 제어 유닛(9a, 9b)을 포함하는 컨트롤러(9)로 보내지고, 카에 부가할 진동 저감에 관한 제어력의 지령값이 계산된다. 지령값은 전류 앰프(93)로 보내지고, 이에 근거해서 액추에이터(81~84)에 구동용 전류가 공급된다. 이 때, 액추에이터(81~84)는 카의 수평 방향 진동에 따른 힘을 가이드 레일(41~42)에 대해서 발생시켜, 카의 횡 진동을 억제한다.

이 때, 컨트롤러(9) 내에서는, 가속도 신호를 적분기(92)에서 속도 신호로 변환하고, 지령값으로서 전류 앰프(93)로 출력하고 있다. 이에 따라, 카의 수평 방향 속도와 방향이 반대에서 같은 크기의 힘을 카에 가함으로써, 카에 댐핑력을 부가하는 것에 의해 카의 진동을 억제하고 있다.

또, 컨트롤러(9)의 참조 부호 91a~91d는 앰프, 참조 부호 94는 위상 반전기(反轉器)를 나타낸다. 또한, 참조 부호 31, 32는 탑승 카(1)와 카 프레임(2) 사이의 방진 고무이다.

종래의 엘리베이터의 진동 저감 장치는 이상과 같이 구성되어 있었으므로, 컨트롤러 내에 있어서 가속도 센서의 신호를 적분하는 것에 의해, 가속도 센서 신호에 포함되는 저주파의 드리프트 노이즈가 확대되고, 지령값에 저주파의 큰 오차 출력이 부가되고, 즉 포함된다. 그 때문에, 액추에이터를 구동하는 전류 앰프에 큰 전원 용량이 필요하게 된다. 또한, 엘리베이터 운전 중, 카가 승강장에 일시 정지하고 있을 때에도, 가속도 센서의 노이즈에 의해 카가 여진되기 때문에, 승차감을 악화시킬 우려가 있는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해소하고, 진동 저감 장치의 제진 성능을 향상시킨 엘리베이터의 진동 저감 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터의 진동 저감 장치의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예 1의 컨트롤러의 회로 구성을 나타내는 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 불감대 필터의 입출력 특성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예 2의 컨트롤러의 회로 구성을 나타내는 블럭도,

도 6은 본 발명의 실시예 4에 있어서의 변형예를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 4에 있어서의 다른 변형예를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 실시예 4에 있어서의 또 다른 변형예를 나타내는 도면,

도 9는 종래의 엘리베이터의 진동 저감 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

본 발명은 카의 진동을 검지하는 가속도 센서와, 이 가속도 센서의 신호로부터 상기 카에 가하는 힘을 계산하는 컨트롤러와, 이 컨트롤러의 계산 결과에 따라서 상기 카에 힘을 가하는 액추에이터를 구비한 엘리베이터의 진동 저감 장치에 있어서, 상기 가속도 센서의 노이즈 레벨에 따른 소정의 불감대 영역을 갖는 불감대 필터와, 이 불감대 필터 통과 후의 상기 가속도 센서의 신호를 적분하는 적분기를 상기 가속도 센서와 상기 컨트롤러 사이에 마련한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 진동 저감 장치이다.

또한, 상기 불감대 필터와 상기 적분기를 상기 컨트롤러에 마련한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 불감대 필터의 불감 대역을 ±2.5㎝/s²로 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러가 적분기의 후단에 하이 패스 필터를 마련한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러가, 카가 승강장에 정지하고 있는 동안에, 적분 후의 신호를 강제적으로 0으로 하는 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가속도 센서는 반도체를 내장한 가속도 센서로 하고, 상기 불감대 필터의 불감 대역을 ±6㎝/s²로 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카가 가이드 레일을 따라 승강하고, 상기 액추에이터가 상기 카와 가이드 레일 사이에 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카가 가이드 레일을 따라 승강하기 때문에 이 가이드 레일을 따라 상기 카를 유도하는 가이드 롤러를 구비하되, 상기 액추에이터가 상기 카와 상기 가이드 롤러 사이에 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카가, 탑승 카와 이 탑승 카를 플렉서블하게 지지하는 카 프레임을 갖고, 상기 액추에이터가 상기 탑승 카와 상기 카 프레임 사이에 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 엘리베이터의 진동 저감 장치에 있어서, 예컨대, 액추에이터를 작동하게 하는 컨트롤러 내에, 불감대 필터 또는 하이 패스 필터를 추가하는 것으로 제진 성능을 향상시켰다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터의 진동 저감 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 종래의 것과 동일 또는 상당 부분은 동일 부호로 나타내고, 설명을 생략한다. 참조 부호 90은 동일 구성의 제어 유닛(90a, 90b)으로 이루어지는 본 발명에 따른 컨트롤러이다. 그 밖의 부분은 기본적으로 종래의 것과 동일하다. 또, 탑승 카(1)와 카 프레임(2)을 포함하여 통상 카(car)라고 한다.

도 2는 본 발명의 실시예 1의 주요 부분인 컨트롤러(90)의 제어 유닛(90a, 90b) 내의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2에 있어서, 참조 부호 101은 밴드 패스 필터, 참조 부호 102는 불감대 필터, 참조 부호 92는 적분기, 참조 부호 91은 이득 조정기, 참조 부호 103은 하이 패스 필터, 참조 부호 93은 전류 앰프이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 가속도 센서(61, 62)에 의해 검지된 가속도 센서 신호는, 우선 밴드 패스 필터(101)로 제어에 불필요한 저주파 신호와 고주파 신호 성분이 여파(濾波)되어, 인간이 감지하기 쉬운 주파수를 포함하는 신호, 예컨대, 0.1Hz∼20Hz의 주파수 성분을 포함하는 신호로 변환된다. 또한, 도 3에 나타내는 입출력 특성을 갖는 불감대 필터(102)로 소정의 불감 대역의 노이즈 신호 성분을 여파한 후, 적분기(92)에 의해 절대 속도 신호로 변환한다.

다음에 이득 조정기(91)에 의해 제어 지령값을 증폭한다. 다음에 하이 패스 필터(103)로 저주파 성분을 여파하고, 이들의 처리를 끝낸 신호에 따라서 전류 앰프(93)로부터 액추에이터(81∼84)에 이것을 구동시키기 위한 전류를 공급한다.

이 때, 불감대 필터(102)의 불감 레벨은 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 예컨대, ±2.5㎝/s²로 설정한다. 이 값은 진동 억제 성능을 악화시키지 않고, 또한 가속도 센서(61, 62)의 저주파 드리프트 노이즈를 차단할 수 있도록 설정된 값이다.

따라서, 도 4(a)와 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 불감대 필터(102)의 기능에 의해, 입력된 소정 레벨 이하의 노이즈 가속도 신호를 불통으로 하기 위해서, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 가속도 센서 신호의 드리프트 노이즈 성분이 적분에 의해 확대되는 것을 방지하고, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 전류 앰프(93)로 보내지는 신호는, 카 정지 시에는 소정값이 된다.

또한, 소정값 이하의 미소값만을 여파하고 있으므로, 엘리베이터가 진동하고 있을 때의 제어 지령값은 거의 변화하지 않는다. 따라서, 주행 시의 진동 억제 능력은 높고, 또한 정지 시에 카를 흔드는 일이 없으므로, 승차감이 좋은 엘리베이터를 제공할 수 있다. 또한 이것에 의해 전류 앰프(93)의 전기 용량 및 소비 전력을 작게 할 수 있다.

또한, 카 정지 시에 소정값으로 된 제어 출력 신호는, 하이 패스 필터(103)의 기능에 의해, 도 4(e)에 나타낸 바와 같이 반드시 0으로 수속한다. 따라서 전류 앰프(93)가 불필요한 DC 성분 전력을 액추에이터(81∼84)에 공급하지 않으므로, 소비 전력을 작게 할 수 있다. 또한, 액추에이터(81∼84)가 한 방향으로 지속하는 힘을 발생시키면, 승차감에는 영향을 미치지 않지만, 엘리베이터의 카를 기울여 승강로 내에 마련된 각종 안전 장치(도시 생략)의 간섭이 발생할 가능성이 있지만, 이에 대해서도 하이 패스 필터(103)의 기능에 의해 방지할 수 있다.

(실시예 2)

도 5는 본 발명의 별도의 실시예에 따른 엘리베이터의 진동 저감 장치의 컨트롤러(90)의 제어 유닛(90a, 90b) 내의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다. 본 실시예는 상기 실시예 1에 있어서, 하이 패스 필터(103)를 리셋 스위치(104)로 치환한 것이다. 이 경우, 적분 후의 신호를 강제적으로 0으로 하는 수단인 리셋 스위치(104)는, 카가 정지하고 있을 때에 강제적으로 제어 출력 신호를 0으로 한다. 따라서, 실시예 1에 나타낸 하이 패스 필터(103)를 이용한 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 하이 패스 필터(103)를 이용한 경우에는, 여파되는 주파수 부근에서 위상에 어긋남이 발생하기 때문에 제어의 안정성을 조금 악화시키는 경향이 있지만, 리셋 스위치(104)를 마련한 경우에는 위상이 어긋나지 않으므로 안정성을 전혀 악화시키지 않는다.

또, 리셋 스위치(104)에는 카가 정지하고 있는 것을 나타내는 카 정지 신호를 입력시킬 필요가 있지만, 이 카 정지 신호로는, 예컨대, 카 프레임(2)을 매다는 와이어로프를 감아 올리는 권상기의 회전축에 결합되어, 탑승 카(1)의 속도를 검출하는 로터리인코더(도시 생략)로부터의 신호, 또는 탑승 카(1)가 층 마루에 정지했을 때에 록을 거는 록 신호 등을 카 정지 신호로서 사용하면 좋다.

(실시예 3)

또한, 가속도 센서(61, 62)로서, 저렴한 반도체를 내장한 반도체형 가속도 센서를 이용한 경우, 불감대 필터(102)의 불감 레벨을 ±2.5㎝/s²이라고 하면 노이즈를 완전히 차단할 수 없는 경우가 있다. 이 때, 상기 실시예 1 및 2에 있어서, 불감 레벨을 ±6㎝/s²로 변경한다. 이에 따라, 진동 억제 능력은 조금 떨어지지만, 저렴한 반도체형 가속도 센서를 적용할 수 있으므로, 진동 저감 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.

(실시예 4)

또한, 상기 각 실시예에서는 액추에이터를 가이드 장치에 마련하여 엘리베이터의 수평 방향 진동을 제어하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 액추에이터는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 카 프레임(2)과 롤러(71∼74) 사이에 설치하여도 좋다. 이 경우, 롤러(71)를 도면의 좌우 방향으로 가동을 지지하는 지지 암(71a)을 액추에이터(81)에서 가이드 레일(41) 측으로 압착하도록 한다.

또한, 도 7에 참조 부호 81∼84로 도시하는 바와 같이, 탑승 카(1)와 카 프레임(2) 사이에 마련하여도 좋다. 또한, 본 발명은 수평, 즉 횡 진동을 제어하는 경우에 한정되는 것이 아니라, 종 진동을 제어하는 경우에도 적용된다. 이 경우, 예컨대, 도 8에 참조 부호 81∼84로 도시하는 바와 같이, 탑승 카(1)의 상하에 닿는 부분이 탑승 카(1)와 카 프레임(2)의 사이에 마련하도록 한다. 또, 이 경우, 탑승 카(1)가 카 프레임(2)에 어느 정도 플렉서블하게 지지되는 것이 조건으로 된다.

또한, 횡 진동용 및 종 진동용의 쌍방의 컨트롤러 및 액추에이터를 마련하여 종합적으로 진동 저감을 행하도록 하여도 좋다.

또한 상기 각 실시예에서는 불감대 필터와 적분기를 컨트롤러 내에 마련했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 가속도 센서의 신호를 불감대 필터 및 적분기를 통과시키도록 하면, 불감대 필터와 적분기는 가속도 센서와 컨트롤러 사이의 어디에 마련하여도 좋고, 예컨대, 불감대 필터만 또는 불감대 필터와 적분기를 도 1에 파선으로 도시하는 바와 같은 가속도 센서 측에 마련하여도 좋다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 엘리베이터의 진동을 제어하는 컨트롤러에 불감대 필터를 마련함으로써 주행 시의 진동 억제 성능은 높고, 또한 정지 시의 횡 진동을 발생시키지 않아, 엘리베이터의 승차감을 개선할 수 있다. 또한, 정지 시에 전류 앰프가 불필요한 전력을 출력하지 않으므로, 전류 앰프의 전기 용량을 작게 할 수 있어, 컨트롤러를 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 엘리베이터 운전 시의 전력 소비량을 작게 할 수 있다.

또한, 불감대 필터의 불감 레벨을 ±2.5㎝/s²로 설정하는 것에 의해, 진동 억제 성능을 악화시키지 않고, 또한 가속도 센서의 저주파 드리프트 노이즈를 차단할 수 있다.

또한, 컨트롤러 내에 하이 패스 필터를 마련함으로써, 제어 지령값이 반드시 0으로 수속하기 때문에, 전류 앰프의 전력 소비량을 더 작게 할 수 있다. 또한, 카에 경사가 생기지 않으므로 승강로 내 각종 안전 장치와의 간섭이 발생하지 않기 때문에 엘리베이터를 안전하게 운행할 수 있다.

또, 컨트롤러 내에 하이 패스 필터의 대신에 카가 승강장에 정지하고 있는 동안에, 적분 후의 신호를 강제적으로 0으로 하는 수단인 리셋 스위치를 마련한 경우에는, 위상에 어긋남이 생기게 하지 않아, 하이 패스 필터를 마련한 경우와 마찬가지의 효과가 얻어지므로, 제어의 안정성을 손상시키지 않는다.

또한, 가속도 센서로서 반도체를 내장한 가속도 센서를 사용한 경우, 상기 불감대 필터의 불감 대역을 ±6㎝/s²로 함으로써 진동 억제 능력은 조금 떨어지지만, 저렴한 반도체형 가속도 센서를 적용할 수 있으므로, 진동 저감 장치를 저렴하게 제공할 수 있다.

또한, 액추에이터는, 카와 가이드 레일의 사이, 카와 가이드 롤러의 사이, 및 탑승 카와 카 프레임 사이 중 어딘가에 마련할 수 있어, 적용 범위가 넓어진다.

Claims (9)

1. 카(car)의 진동을 검지하는 가속도 센서와,

   이 가속도 센서의 신호로부터 상기 카에 가하는 힘을 계산하는 컨트롤러와,

   이 컨트롤러의 계산 결과에 따라서 상기 카에 힘을 가하는 액추에이터를 구비한 엘리베이터의 진동 저감 장치에 있어서,

   상기 가속도 센서의 노이즈 레벨에 따른 소정의 불감대(不感帶) 영역을 갖는 불감대 필터와, 이 불감대 필터 통과 후의 상기 가속도 센서의 신호를 적분하는 적분기를 상기 가속도 센서와 상기 컨트롤러 사이에 마련한 것을 특징으로 하는

   엘리베이터의 진동 저감 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 불감대 필터와 상기 적분기를 상기 컨트롤러에 마련한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 진동 저감 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 컨트롤러가, 적분기의 후단에 하이 패스 필터를 마련한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 진동 저감 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제