WO2005097655A1 - エレベータの制振装置 - Google Patents

Abstract

　かご室に生じている振動を効率良く制振してかご室内における乗り心地を向上させることができるエレベータの制振装置を提供する。かご室に設けた振動計測手段から得られる信号のうち、かご室を弾性支持している振動絶縁手段の低次固有周波数を含む周波数帯以外の周波数帯のゲインを低下させるためにフィルタ手段を用いる。これにより、振動絶縁手段の低次固有周波数に起因して生じる振動を制振するために、可動錘および駆動手段を集中的に用いて、かご室内の乗り心地を向上させることができる。

Description

明 細 書

エレベータの制振装置

技術分野

[0001] 本発明は、力ご室に変位自在に支持した可動錘を駆動して変位させることによりか ご室の振動を減少させる制振装置に関し、より詳しくは、力ご室の振動を効率良く減 少することができるように制振装置を改良する技術に関する。

背景技術

[0002] 図 7に示したように、エレベータの乗りかご 1は、かご枠 2上に振動絶縁体 3を介して 支持されたかご室 4を有するとともに、図示されない卷上機力も垂下するメインロープ 5が振動絶縁体 6を介してかご枠 3に接続されて昇降路 7の内部を昇降する。

また、かご枠 2の上下の四隅に振動絶縁体 8を介して支持されたガイドローラ 9は、 昇降路 7の壁面 7aに取り付けられて上下方向に延びる左右一対のガイドレール 10L , 10R上を転動して乗りかご 1の昇降を案内する。

[0003] このとき、ガイドレール 10L, 10Rにはわずかながら曲がりが生じているため、昇降 路 7内を昇降する乗りかご 1にはガイドローラ 9を介して横方向の加振力が作用する。 この加振力は、かご室 4に伝わるまでの間に振動絶縁体 8および振動絶縁体 3によ つて有る程度減衰させることはできるものの、完全に遮断することはできな 、。

また、ガイドレーノレ 10L, 10Rに生じている曲がりを取り除くためには、その据付お よび調整に力なりの作業工数を必要とする。

さらに、乗りかご 1の昇降速度の増加に伴い、ガイドレール 10L, 10Rにはより高い 据付精度が求められるが、その作業精度にも限界がある。

そこで、力ご室 4の横方向の振動を減衰させて乗り心地を向上させるための制振装 置が提案されている (例えば、下記特許文献 1を参照)。

[0004] 図 7に示した制振装置 12は、力ご室 4の底部に固定されており、駆動モータ 13によ つて正逆両方向に回転駆動されるボールねじ 14と、このボールねじ 14に螺合してそ の軸線方向に往復変位させられる可動錘 15と、力ご室 4に固定された加速度計 16 力も得られる信号に基づいて駆動モータ 13の作動を制御する制御手段 17とを備え ている。

これにより、可動錘 15を強制変位させて得られる慣性力によってかご室 4に生じた 振動を打ち消し、その乗り心地を向上させることができる。

[0005] 特許文献 1 :特開平 5— 310386号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、上述した従来の制振装置 12においては、加速度計 16から出力される信 号の中に風による建屋の揺れに伴う振動成分も含まれて!/、るため、制御手段 17は建 屋の揺れに伴う振動成分をも打ち消そうとして可動錘 15を駆動してしまう。

し力しながら、建屋の揺れは、高階床で柔構造の場合には非常に低い周波数 (0. 5Hz以下）であり、その変位も数百 mmのオーダーになる。

これにより、このような振動成分を打ち消すためには、可動錘 15の質量を非常に大 きくしたり可動錘 15の変位ストロークを非常に大きく設定したりする必要があり、制振 装置 12の大型化を招くことになる。

また、耐震上の観点から、ガイドレール 10L, 10Rと乗りかご 2との間の相対変位は 数 mmであって、建屋の揺れに対しては制振装置による対応の範囲外であり、かつ 建屋自体が揺れて 、るのだ力 対応も不要である。

[0007] また、力ご室 4の振動を減少させて乗り心地を向上させる際に問題となる振動は、ガ イドローラ 9に付設されている振動絶縁体 8や、かご枠 2とかご室 4との間に介装され ている振動絶縁体 3における低次の固有周波数の振動である。

したがって、制振装置 12によって制振しょうとする振動の周波数を不必要に拡げる ことは、制振装置 12の大型化を招くば力りでなぐ制振が必要な周波数帯における 制振効率の低下をも招 、てしまう。

[0008] さらに、制振装置 12において発生する駆動モータ 13の高調波振動等がかご室 4に 伝播すると、力ご室 4内における乗り心地の悪ィ匕を招いてしまう。

加えて、ボールねじ 14等の可動部分に外部力も異物が侵入すると装置が劣化し、 滑らかな作動が妨げられて制振作用の低下を招くおそれもある。

[0009] そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、力ご室に生 じている振動を効率良く制振して力ご室内における乗り心地を向上させることができ るエレベータの制振装置を提供することにある。 課題を解決するための手段

[0010] 上記の課題を解決する第 1の態様のエレベータの制振装置は、エレベータのかご 室に生じる振動を制振するために前記力ご室に設けられる制振装置であって、 前記エレベータが、前記かご室を支持しているかご枠と、昇降路のガイドレールと 協動して前記かご枠の昇降を案内する、前記かご枠に設けられた案内手段と、前記 案内手段と前記かご枠との間に介装された第 1の振動絶縁手段と、を備えており、 かつ前記制振装置が、前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、前記可動錘 を駆動して変位させる駆動手段と、前記力ご室に生じて!/、る振動を計測する振動計 測手段と、前記振動計測手段から得られる信号のうち、前記第 1の振動絶縁手段の 低次固有周波数を含む周波数帯の信号を通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ 手段を通過した信号に基づ!、て前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を有し ていることを特徴としている。

なお、フィルタ手段として、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせて 用!/、ることができる。

[0011] すなわち、第 1の態様のエレベータの制振装置においては、加速度計等の振動計 測手段力 得られる信号のうち、第 1の振動絶縁手段の低次固有周波数を含む周波 数帯の信号のみを通過させる、言い換えると第 1の振動絶縁手段の低次固有周波数 を含む周波数帯以外の周波数帯のゲインを低下させるためにフィルタ手段を用いる これにより、第 1の振動絶縁手段の低次固有周波数に起因してガイドレールとかご 枠との間に生じる振動を制振するために、可動錘および駆動手段を集中的に用いる ことができる。

したがって、可動錘および駆動手段による制振能力を限定して小型軽量化を図る ことができる力 、乗りかご全体の質量を減少させることもできるし、駆動手段を作動さ せるために必要な電力を低減することもできる。

[0012] また、上記の課題を解決する第 2の態様のエレベータの制振装置は、エレベータの 力ご室に生じる振動を制振するために前記力ご室に設けられる制振装置であって、 前記エレベータが、前記力ご室を支持するかご枠と、前記かご枠と前記かご室との 間に介装された第 2の振動絶縁手段と、を備えており、

かつ前記制振装置が、前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、前記可動錘 を駆動して変位させる駆動手段と、前記力ご室に生じて!/、る振動を計測する振動計 測手段と、前記振動計測手段から得られる信号のうち、前記第 2の振動絶縁手段の 低次固有周波数を含む周波数帯の信号を通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ 手段を通過した信号に基づ!、て前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を有 することを特徴としている。

なお、フィルタ手段として、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせて 用!/、ることができる。

[0013] すなわち、第 2の態様のエレベータの制振装置においては、加速度計等の振動計 測手段力 得られる信号のうち、第 2の振動絶縁手段の低次固有周波数を含む周波 数帯の信号のみを通過させる、言い換えると第 2の振動絶縁手段の低次固有周波数 を含む周波数帯以外の周波数帯のゲインを低下させるためにフィルタ手段を用いる これにより、第 2の振動絶縁手段の低次固有周波数に起因して力ご枠とかご室との 間に生じる振動を制振するために、可動錘および駆動手段を集中的に用いることが できる。

したがって、可動錘および駆動手段による制振能力を限定して小型軽量化を図る ことができる力 、乗りかごの質量を減少させることもできるし、駆動手段を作動させる ために必要な電力を低減することもできる。

[0014] また、上記の課題を解決する第 3の態様のエレベータの制振装置は、エレベータの 力ご室に生じる振動を制振するために前記力ご室に設けられる制振装置であって、 前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、前記可動錘を駆動して変位させる 駆動手段と、前記かご室に生じている振動を計測する振動計測手段と、前記振動計 測手段力 得られる信号より、前記エレベータを設置した建屋の低次固有周波数成 分を取り除くフィルタ手段と、前記フィルタ手段を通過した信号に基づいて前記駆動 手段の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴として 、る。

なお、フィルタ手段としてノッチフィルタや、ローパスフィルタとハイパスフィルタとの 組み合わせ等を用いることができる。

[0015] すなわち、第 3の態様のエレベータの制振装置においては、加速度計等の振動計 測手段力 得られる信号から、エレベータを設置した建屋の低次固有周波数成分を 取り除くために、言 、換えると建屋の低次固有周波数成分のゲインを低めるためにフ ィルタ手段を用いる。

これにより、力ご室の振動に含まれている建屋の低次固有周波数成分を制振する ために駆動手段を作動させる必要が無ぐまた可動錘の変位ストロークを小さくすると ともに可動錘を軽量ィ匕することができるから、制振装置全体を小型化することが可能 となり、かつ駆動手段を作動させるために必要な電力を低減することもできる。

[0016] また、第 1〜第 3の態様のエレベータの制振装置において、少なくとも前記可動錘 および前記駆動手段は、第 3の振動絶縁手段を介して前記かご室に取り付けること ができる。

これにより、駆動手段等が発生する高周波数の振動のかご室への伝播を防止でき るから、力ご室内の騒音を低減して乗り心地を向上させることができる。

[0017] また、第 1〜第 3の態様のエレベータの制振装置においては、少なくとも前記可動 錘および前記駆動手段を密閉する、前記力ご室に対して着脱自在に取り付けられた 密閉手段をさらに設けることができる。

これにより、駆動手段等に含まれる精密可動部品に塵芥等が付着することを防止で きるば力りでなぐ駆動手段等が発生する高周波数の振動が空気を介して伝播する ことを防止することちできる。

また、点検時には密閉手段を取り外せばよぐ重量の有る装置全体を取り外す必要 が無いから、メンテナンスを簡単に行うこともできる。

[0018] また、第 1〜第 3の態様のエレベータの制振装置においては、前記振動計測手段 カゝら得られる信号を周波数分析して前記エレベータを設置した建屋の低次固有周波 数の値を演算する周波数分析演算部と、演算によって得られた前記建屋の低次固 有周波数の値を表示する表示部と、をさらに設けることができる。 これにより、振動計測手段力 得られた信号をフィルタ手段に通すことなく制御手段 に取り込んで、その周波数分析演算部において処理し、表示器に表示することにより 、建屋の固有振動数を知ることができる。

したがって、建屋の固有振動数を知るために別の測定器を用意する必要が無い。 また、建屋の固有振動数を直接知ることができるから、制御手段の作動が最適とな るように制御手段を調整することができ、良好な制振作用を得ることができる。

発明の効果

[0019] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、力ご室に生じている振動を効率 良く制振してかご室内における乗り心地を向上させることができるエレベータの制振 装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の制振装置を設けたエレベータを示す側面図。

[図 2]図 1に示した制振装置を拡大して示す側面図。

[図 3]図 2に示した制御手段の作用を説明するブロック図。

[図 4]各フィルタの遮断特性を示すゲイン線図。

[図 5]制振装置のカバーを示す正面図 (a)および側面図 (b)。

[図 6]制御手段の作用を説明するブロック図。

[図 7]従来の制振装置を設けたエレベータを示す側面図。

符号の説明

[0021] 1 乗りかご

2 かご枠

3 振動絶縁体 (第 2の振動絶縁体）

4 かご室

5 メインロープ

6 振動絶縁体

7 昇降路

7a 壁面

8 振動絶縁体 (第 1の振動絶縁体） ガイドローラ

L, 10R ガイドレ

従来の制振装置

駆動モータ

ボールねじ

可動錘

加速度計

制御手段

本発明の制振装置

固定部材

振動絶縁体 (第 3の振動絶縁体) 支持フレーム

ねじロッド

駆動モータ

可動錘

加速度計

制御手段

加速度信号

ローパスフィノレタ

ハイパスフイノレタ ノッチフィルタ

積分器

増幅器

加算器

錘位置信号

錘位置信号制御演算部 ローパスフィルタの遮断特性 ハイパスフィルタの遮断特性 43 ノッチフィルタの遮断特性

50 筐体

51 本体部分

52 蓋体

53 ボノレト

61 加速度信号

62 周波数分析演算部

63 表示部

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、図 1乃至図 6を参照し、本発明に係るエレベータの制振装置の一実施形態 について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、同一の部分には同一の 符号を用いて重複した説明を省略することがある。

[0023] まず最初に図 1を参照し、本第 1実施形態の制振装置を適用するエレベータの構 造について概説すると、乗りかご 1は、力ご枠 2上に振動絶縁体 (第 2の振動絶縁体） 3を介して支持されたかご室 4を有するとともに、図示されない卷上機力も垂下するメ インロープ 5が振動絶縁体 6を介してかご枠 3に接続されて昇降路 7の内部を昇降す る。

また、かご枠 2の上下の四隅に振動絶縁体 (第 1の振動絶縁体) 8を介して支持され たガイドローラ 9は、昇降路 7の壁面 7aに取り付けられて上下方向に延びる左右一対 のガイドレール 10L, 10R上を転動し、乗りかご 2の昇降を案内する。

そして、力ご室 4の横方向の振動を減衰させて乗り心地を向上させるために、かご 室 4の底部には制振装置 20が装着されている。

[0024] 制振装置 20は、図 2に示したように、力ご室 4の底面に固着された固定部材 21と、 この固定部材 21上に振動絶縁体 (第 3の振動絶縁体) 22を介して支持されたフレー ム 23とを有して!/ヽる。

また、フレーム 23の左右の縦壁 23a, 23b間に回転自在に支持されて図示左右方 向に延びるねじロッド 24は、図示右側の縦壁 23bに設けられた駆動モータ 25によつ て正逆両方向に回転させることができる。 さらに、ねじロッド 24には可動錘 26が螺合しており、ねじロッド 24の回転によって図 示左右方向に変位させることができる。

カロえて、力ご室 4には加速度計 (振動計測手段） 27が設けられており、かご室 4に生 じて 、る振動を計測して制御手段 28に出力するようになって 、る。

[0025] 制御手段 28においては、図 3に模式的に示したように、加速度計 27から入力する 加速度信号 31がローパスフィルタ 32,ハイパスフィルタ 33,ノッチフィルタ 34,積分 器 35,増幅器 36を介して処理され、加算器 37に入力する。

一方、図示されない錘位置センサ力も得られる錘位置信号 38は、錘位置信号制御 演算部 39において処理された後に加算器 37に入力し、結果として得られる可動錘 推力指令信号が駆動モータ 25に出力される。

なお、図 3には各フィルタ (フィルタ手段）を直列に接続している力 必要に応じて使 用するフィルタの種類を変更したり並列に接続したりすることもできる。

[0026] また、図 4に示したゲイン線図は、 41がローパスフィルター， 42がハイパスフィルタ 一， 43がノッチフィルタ一の遮断特性を示している。

このゲイン線図から明らかなように、加速度計 27から流力する信号のうち、エレべ一 タを設置した建屋の低次固有周波数成分に対するゲインが低められている。

また、第 1および第 2の振動絶縁手段 8, 3の低次固有周波数を含む周波数帯以外 の周波数帯のゲインが低められて 、る。

[0027] すなわち、本実施形態の制振装置 20にお 、ては、ノッチフィルタ 34を通過したカロ 速度信号 31には、エレベータを設置した建屋の低次固有周波数成分が含まれてい ない。

これにより、力ご室 4の振動に含まれている建屋の低次固有周波数成分を制振する ように制御手段 28が駆動モータ 25を作動させることがな 、から、可動錘 26の変位ス トロークを小さく設定して制振装置 20を小型化することが可能となるし、駆動モータ 2 5を作動させるために必要な電力を低減することもできる。

[0028] また、本実施形態の制振装置 20においては、ローパスフィルタ 32,ハイパスフィル タ 33を通過した加速度信号 31には、振動絶縁体 (第 1の振動絶縁体) 8に起因して ガイドレール 10L, 10Rとかご枠 2ちの間に生じる振動の周波数成分、および振動絶 縁体 (第 2の振動絶縁体) 3の固有周波数に起因して力ご枠 2との間に生じる振動の 周波数成分が主に含まれて ヽる。

これにより、力ご室 4に生じている振動を制振するために可動錘 26および駆動モー タ 25を集中的に用いることができる。

したがって、可動錘 26および駆動モータ 25を小型軽量ィ匕することができるから、か ご室 4の質量をも減少させることができるし、駆動モータ 25を作動させるために必要 な電力を低減することもできる。

[0029] また、図 5には、制振装置 20を内蔵して密閉するための筐体 (密閉手段) 50が示さ れている。

この筐体 50は、力ご室 4の底面に固定されて制振装置 20を内蔵する箱状の本体 部分 51と、この本体部分の下方の開口を着脱自在に開閉する蓋体 52とを有しており 、ボルト 53によって蓋体 52を本体部分に固定する構造となっている。

[0030] これにより、ねじロッド 24や駆動モータ 25等に含まれる精密可動部品に塵芥等が 付着することを防止できるば力りでなぐ駆動モータ 25等が発生する高周波数の振 動が空気を介して力ご室 4の内部に伝播することを防止することもできる。

また、点検時には蓋体 52を取り外せばよぐ重量の有る制振装置 20の全体を取り 外す必要が無 、から、メンテナンスを簡単に行うことができる。

[0031] さらに、図 6は制振装置 20に含まれている機能を示しており、力ご室 4に取り付けら れている加速度計 27から得られた加速度信号 61は、各フィルタを通ることなく制御 手段 28の周波数分析部 62に直接入力する。

すると、周波数分析演算部 62は、加速度信号 61を処理することによりエレベータを 設けた建屋の固有振動数を算出し、表示部 63に表示させる。

[0032] これにより、建屋の固有振動数を知るために別の測定器を用意する必要が無いば 力りでなぐ建屋の固有振動数に合わせて制御手段 28の作動が最適となるように制 御手段 28の設定を現場におて調整できるから、良好な制振作用を達成することがで きる。

Claims

請求の範囲

[1] エレベータのかご室に生じる振動を制振するために前記かご室に設けられる制振 装置であって、

前記エレベータが、

前記かご室を支持して!/、るかご枠と、

昇降路のガイドレールと協動して前記力ご枠の昇降を案内する、前記力ご枠に設け られた案内手段と、

前記案内手段と前記かご枠との間に介装された第 1の振動絶縁手段と、を備えてお り、

かつ前記制振装置が、

前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、

前記可動錘を駆動して変位させる駆動手段と、

前記力ご室に生じている振動を計測する振動計測手段と、

前記振動計測手段から得られる信号のうち、前記第 1の振動絶縁手段の低次固有周 波数を含む周波数帯の信号を通過させるフィルタ手段と、

前記フィルタ手段を通過した信号に基づいて前記駆動手段の作動を制御する制御 手段と、を有している、

ことを特徴とするエレベータの制振装置。

[2] エレベータのかご室に生じる振動を制振するために前記かご室に設けられる制振 装置であって、

前記エレベータが、

前記かご室を支持するかご枠と、

前記かご枠と前記かご室との間に介装された第 2の振動絶縁手段と、を備えており、 かつ前記制振装置が、

前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、

前記可動錘を駆動して変位させる駆動手段と、

前記力ご室に生じている振動を計測する振動計測手段と、

前記振動計測手段から得られる信号のうち、前記第 2の振動絶縁手段の低次固有周 波数を含む周波数帯の信号を通過させるフィルタ手段と、

前記フィルタ手段を通過した信号に基づいて前記駆動手段の作動を制御する制御 手段と、を有している、

ことを特徴とするエレベータの制振装置。

[3] エレベータのかご室に生じる振動を制振するために前記かご室に設けられる制振 装置であって、

前記力ご室に変位自在に支持された可動錘と、

前記可動錘を駆動して変位させる駆動手段と、

前記力ご室に生じている振動を計測する振動計測手段と、

前記振動計測手段から得られる信号より、前記エレベータを設置した建屋の低次 固有周波数成分を取り除くフィルタ手段と、

前記フィルタ手段を通過した信号に基づいて前記駆動手段の作動を制御する制御 手段と、を備えることを特徴とするエレベータの制振装置。

[4] 少なくとも前記可動錘および前記駆動手段が、第 3の振動絶縁手段を介して前記 力ご室に取り付けられていることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載した エレベータの制振装置。

[5] 前記かご室に取り付けられた前記可動錘および前記駆動手段を密閉する、前記か ご室に対して着脱自在に取り付け可能な密閉手段をさらに備えることを特徴とする請 求項 1乃至 3のいずれかに記載したエレベータの制振装置。

[6] 前記振動計測手段から得られる信号を周波数分析して前記エレベータを設置した 建屋の低次固有周波数の値を演算する周波数分析演算部と、

演算によって得られた前記建屋の低次固有周波数の値を表示する表示部と、 をさらに有することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載したエレベータの 制振装置。