図面 (/)

技術 エレベータの振動低減装置及びエレベータ

出願人 三菱電機株式会社
発明者 宇都宮健児
出願日 2013年2月8日 (7年10ヶ月経過) 出願番号 2013-023513
公開日 2014年8月25日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2014-152020
状態 特許登録済
技術分野 エレベータ制御 エレベータのケージ及び駆動装置
主要キーワード 超高速領域 振れ止 非接触式変位センサ 増幅周波数帯域 高周波数振動 据付誤差 据付精度 外乱周波数
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年8月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (13)

課題

かご横振動から外乱周波数周波数成分の振動を低減することができるエレベータ振動低減装置及びこれを備えたエレベータを提供する。

解決手段

エレベータのかご1に制振力を付加するアクチュエータ13a、13bと、かご1の横振動を計測する振動センサである加速度センサ11a、11bと、加速度センサ11a、11bが計測したかご1の横振動からかごに設けられた上側ローラガイド9aと下側ローラガイド9bとの距離であるガイドスパンとエレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数の周波数成分を抽出し抽出した周波数成分に基づいてかご1の横振動の当該周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ13a、13bを制御する制御部である制振コントローラ12a、12bとを備えたエレベータの振動低減装置とする。

概要

背景

エレベータかごの上面左右には上側ローラガイド対称的に設けられ、かごの下面左右には下側ローラガイドが対称的に設けられている。そして、ローラガイド昇降路建屋壁に縦設されたガイドレールに接しており、ローラガイドがガイドレール上を案内されることで、エレベータは昇降を繰り返す。

そのため、ガイドレールの加工誤差に起因する僅かな曲りや、ガイドレール同士の継ぎ目据付誤差に起因する段差などの外乱により、上側ローラガイドと下側ローラガイドが加振され、加振で生じた振動かご枠を介してかごに伝達される。その結果、エレベータに横振動が発生することとなり、エレベータの乗り心地が低下する。

従来のエレベータの振動低減装置では、ローラガイドにアクチュエータを設置し、かご枠に設置した振動センサの信号にしたがってアクチュエータを制御し、アクチュエータが制振力を与えることでかごの横振動を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、上下に一対のかごが設けられたダブルデッキエレベータの技術に関して、ローラガイドから伝達される振動によってかご枠が共振湾曲振動することがあるが、左右方向に移動するとこの錘の移動により変形するばね具とからなる振動吸収装置を上下のかごの間にある中間枠に設けることで、かご枠の共振を低減しエレベータの乗り心地を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。

概要

かごの横振動から外乱周波数周波数成分の振動を低減することができるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータを提供する。エレベータのかご1に制振力を付加するアクチュエータ13a、13bと、かご1の横振動を計測する振動センサである加速度センサ11a、11bと、加速度センサ11a、11bが計測したかご1の横振動からかごに設けられた上側ローラガイド9aと下側ローラガイド9bとの距離であるガイドスパンとエレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数の周波数成分を抽出し抽出した周波数成分に基づいてかご1の横振動の当該周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ13a、13bを制御する制御部である制振コントローラ12a、12bとを備えたエレベータの振動低減装置とする。

目的

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、かごの横振動を低減することができるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

エレベータかご制振力を付加するアクチュエータと、前記かごの横振動計測する振動センサと、前記振動センサが計測した前記かごの横振動から前記かごに設けられた上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離であるガイドスパンと前記エレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数周波数成分を抽出し、抽出した前記周波数成分に基づいて前記かごの横振動の前記周波数成分が打ち消されるように前記アクチュエータを制御する制御部と、を備えたことを特徴とするエレベータの振動低減装置

請求項2

前記振動センサは前記横振動を示す振動信号を出力し、前記制御部は、前記振動信号の前記周波数成分を増幅し、増幅した前記振動信号に基づいて前記アクチュエータを制御する、ことを特徴とする請求項1に記載のエレベータの振動低減装置。

請求項3

前記エレベータの昇降速度を検出する速度検出部と、前記ガイドスパンを予め記憶する第一の記憶部とを備え、前記制御部は、前記速度検出部が検出した前記エレベータの昇降速度と、前記第一の記憶部に記憶されたガイドスパンとから前記周波数成分を増幅する、ことを特徴とする請求項2に記載のエレベータの振動低減装置。

請求項4

前記エレベータの最大昇降速度と前記ガイドスパンとを予め記憶する第二の記憶部を備え、前記制御部は、前記第二の記憶部が記憶した前記エレベータの最大昇降速度と前記ガイドスパンとから前記周波数成分を増幅する、ことを特徴とする請求項2に記載のエレベータの振動低減装置。

請求項5

かご室及び前記かご室が収納されるかご枠から構成されるかごと、前記かご枠の上側に設けられる上側ローラガイドと、前記かご枠の下側に設けられる下側ローラガイドと、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のエレベータの振動低減装置と、を備えたことを特徴とするエレベータ。

請求項6

前記アクチュエータは前記上側ローラガイド又は前記下側ローラガイドの少なくともいずれか一方に取り付けられる、ことを特徴とする請求項5に記載のエレベータ。

請求項7

前記かご室は上下一対のかご室であり、ダブルデッキエレベータあることを特徴とする請求項6に記載のエレベータ。

請求項8

前記ダブルデッキエレベータの最大昇降速度は分速10m以上である、ことを特徴とする請求項7に記載のエレベータ。

技術分野

0001

本発明は、エレベータ振動低減装置およびこれを備えたエレベータに関するものである。

背景技術

0002

エレベータのかごの上面左右には上側ローラガイド対称的に設けられ、かごの下面左右には下側ローラガイドが対称的に設けられている。そして、ローラガイド昇降路建屋壁に縦設されたガイドレールに接しており、ローラガイドがガイドレール上を案内されることで、エレベータは昇降を繰り返す。

0003

そのため、ガイドレールの加工誤差に起因する僅かな曲りや、ガイドレール同士の継ぎ目据付誤差に起因する段差などの外乱により、上側ローラガイドと下側ローラガイドが加振され、加振で生じた振動かご枠を介してかごに伝達される。その結果、エレベータに横振動が発生することとなり、エレベータの乗り心地が低下する。

0004

従来のエレベータの振動低減装置では、ローラガイドにアクチュエータを設置し、かご枠に設置した振動センサの信号にしたがってアクチュエータを制御し、アクチュエータが制振力を与えることでかごの横振動を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、上下に一対のかごが設けられたダブルデッキエレベータの技術に関して、ローラガイドから伝達される振動によってかご枠が共振湾曲振動することがあるが、左右方向に移動するとこの錘の移動により変形するばね具とからなる振動吸収装置を上下のかごの間にある中間枠に設けることで、かご枠の共振を低減しエレベータの乗り心地を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。

先行技術

0005

特開2001−122555号公報
特開平09−208162号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来のエレベータの振動低減装置にあっては、上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離(以下、「ガイドスパン」と呼ぶ。)やかごの昇降速度、及びかごの固有振動数やガイドレールの曲り等の外乱に起因してかごの横振動が増大する場合があり、外乱周波数周波数成分の振動を十分に低減することが困難となり、エレベータの乗り心地が低下するという問題があった。

0007

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、かごの横振動を低減することができるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明にかかるエレベータの振動低減装置は、エレベータのかごに制振力を付加するアクチュエータと、かごの横振動を計測する振動センサと、振動センサが計測したかごの横振動からかごに設けられた上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離であるガイドスパンとエレベータの昇降速度とによって定まる外乱周波数の周波数成分を抽出し抽出した周波数成分に基づいてかごの横振動の当該周波数成分が打ち消されるように前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたものである。

発明の効果

0009

本発明にかかるエレベータの振動低減装置によれば、制御部が振動センサによって計測されたエレベータの横振動から外乱周波数の周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分に基づいてかごの横振動の当該周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータを制御するため、アクチュエータが付加する制振力によって外乱周波数におけるかごの横振動を低減することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施の形態1にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。
本発明の実施の形態1にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態1にかかる狭帯域増幅フィルタの特性を示す図である。
ガイドレールの曲りによるかご横振動のシミュレーション結果の一例を示す図である。
従来のエレベータの振動と周波数との関係を示す図である。
本発明の実施の形態1にかかるエレベータの振動低減装置の振動低減効果を示す図である。
本発明の実施の形態1にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成の変形例を示すブロック図である。
本発明の実施の形態2にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。
本発明の実施の形態2にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態2にかかるダブルデッキエレベータの変形例が昇降路に懸架された状態を示す断面図である。
本発明の実施の形態3にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。
本発明の実施の形態3にかかるダブルデッキエレベータの変形例が昇降路に懸架された状態を示す断面図である。

実施例

0011

実施の形態1.
まず、本発明の実施の形態1にかかるエレベータの振動低減装置及びこれを備えたエレベータのかごの構成を説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかるエレベータのかご1が複数のガイドレールが連なって縦設された軌条上に設置された状態を示す断面図である。

0012

図1において、昇降路の上端に設けられた図示しない機械室巻上機から垂下したロープ2の下端にダブルデッキエレベータのかご1が懸架されている。かご1は、かご枠3と上下一対かご室である上部かご室7及び下部かご室6とで構成される。

0013

かご枠3は、上枠3a、中間枠3b、下枠3c、及び2本の縦柱3dで構成され、下枠3cは防振ゴム5を介して下部かご室6を支持し、中間枠3bは防振ゴム5を介して上部かご室7を支持している。また、上部かご室7と下部かご室6の上端の左右には、それぞれ振れ止ゴム8が縦柱3dとの間に設けられている。さらに、上枠3aの上面左右にはそれぞれ上側ローラガイド9aが対称的に設けられ、下枠3cの下面左右にはそれぞれ下側ローラガイド9bが対称的に設けられている。各ローラガイド9a、9bは、昇降路の建屋壁に縦設されたガイドレール10に接しており、各ローラガイド9a、9bがガイドレール10上を案内されることで、かご1は昇降を繰り返す。

0014

また、かご1には、加速度センサ11a、11b、制振コントローラ12a、12b、及びアクチュエータ13a、13bから構成される振動低減装置が設けられている。振動センサである加速度センサ11a、11bはそれぞれ上枠3a、下枠3cに設置され、アクチュエータ13a、13bはそれぞれ上側ローラガイド9a、下側ローラガイド9bに設置されている。

0015

振動センサである加速度センサ11a、11bはかご1の横振動としてそれぞれ上枠3a、下枠3cの振動を検出し、かご1の横振動を示す振動信号として上枠3aと下枠3cの加速度信号を制振コントローラ12a、12bにそれぞれ送信する。制振コントローラ12a、12bは、加速度センサ11a、11bからの加速度信号からかご枠3の横振動を低減するために必要な制振力を計算する。そして、制振コントローラ12a、12bは計算結果に基づいて制振電流をそれぞれアクチュエータ13a、13bに供給する。アクチュエータ13a、13bは供給された制振電流に応じてかご枠3に制振力を付加することでかご1に制振力を付加する。

0016

次に、制振コントローラ12a、12bによるアクチュエータの制御方法の詳細について説明する。図2は、本発明の実施の形態1にかかる振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。なお、以下においては、まず制振コントローラ12bについて説明する。

0017

図2において、制振コントローラ12bは、広帯域バンドパスフィルタ14、積分器15、ゲイン16、記憶手段20a、狭帯域増幅フィルタ17、及び電源18から構成される。加速度センサ11bから入力される加速度信号、及び昇降速度検出手段19から入力される信号を用いてアクチュエータ13bに制振電流を出力し、制振制御を行う。なお、図1においては図示していないが、昇降速度検出手段19はかご1の昇降速度を検出するものであり、エンコーダレゾルバ等によって巻上機の回転速度等を検出し、検出した回転速度等から算出することができる。

0018

加速度センサ11bで検出された振動信号である加速度信号は、広帯域バンドパスフィルタ14によって制振制御に不要な低周波数成分高周波数成分が除去される。なお、低周波数成分の除去は、低周波数成分が過大増幅され、必要な制御力が大きくなるのを防ぐためであり、高周波数成分の除去は、かご1の高周波数振動モードの振動が発生し制振制御が不安定化するのを防止するためである。

0019

したがって、広帯域バンドパスフィルタ14の特性は、通過周波数帯域増幅率理想的には1で、低周波及び高周波の非通過低域ではできるだけゼロに近づくような特性が選択される。また、通過周波数帯域は、低減したいかご1の振動モードの周波数が通過帯域に全て含まれるように広く選ばれる。例えば、0.5〜30Hzとすることができる。これは、人が感知しやすく、一般に低減したいかご1の横振動の周波数が1〜10Hzの間に分布するため、これを含むように選択される。ただし、上記周波数はあくまでも一例であり、この周波数に限定されるものではない。

0020

広帯域バンドパスフィルタ14により不要な周波数帯域が除去された加速度信号は、積分器15で積分計算される。これは、加速度信号を積分すると速度信号となり、速度に逆比例する力を加えることで制振できることが当業者であれば周知の事実として知られているからである。

0021

積分器15から出力される速度信号はゲイン16により増幅率Kp倍で増幅される。制振性能を向上させるために、増幅率Kpの絶対値をできるだけ大きくすればよいが、その値が大きすぎる場合には高周波数の振動モードが励起され制御が不安定化するという問題が発生する。そのため、高周波数の振動モードが励起されない範囲で増幅率Kpを設定する。なお、増幅率Kpは、かごの横振動の後述する周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ11bを制御するため、負の値となるように設定する。

0022

狭帯域増幅フィルタ17は、特定の増幅周波数帯域以外の周波数では増幅率がほぼ1であり、増幅周波数帯域では1を超える増幅率を有するフィルタとして構成され、ゲイン16から入力される信号から、外乱周波数を中心周波数とする周波数帯の周波数成分のみを増幅し出力する。例えば、式(1)に示すような伝達関数Fp(s)で表される狭帯域増幅フィルタとすることができる。

0023

0024

式(1)において、sはラプラス演算子、ωpは通過帯域の中心周波数である。また、ζ1とζ2は、ζ1>ζ2を満たすように要求に応じて設定される定数であり、通過帯域のピークの高さがζ1/ζ2で表される。

0025

以下、ζ1とζ2との設定について説明する。図3は、狭帯域増幅フィルタ17の設計例における周波数特性を示した図であり、図3(a)は増幅率と周波数との関係を示し、図3(b)は位相と周波数との関係を示している。ζ1とζ2は、増幅周波数帯域での増幅率が大きくなるとともに、十分な位相余裕が確保されるように設定する。例えば、増幅周波数帯域の中心周波数での増幅率を4倍となるように、ζ1=1、ζ2=0.25と設定すると、狭帯域増幅フィルタ17は図3に示すような周波数特性となる。図3に示すように、増幅したい周波数では増幅率が4となり、低周波数帯域及び高周波数帯域では増幅率が1となっていることが確認できる。

0026

また、中心周波数ωp[rad/秒]は、式(2)に示すように、ガイドスパンL[m]と昇降速度V[m/秒]とによって設定することができる。

0027

0028

なお、ここでいう増幅周波数帯域とは、その増幅率が中心周波数での増幅率の1/2以上となる周波数の帯域をいうこととする。

0029

記憶手段20aは、ガイドスパンLを定数として予め記憶している。そして、記憶手段20aから取り出したガイドスパンLと、昇降速度検出手段19で検出した昇降速度Vの情報を元に、式(1)にしたがって、ゲイン16から出力された信号が増幅周波数帯域で増幅されることとなる。

0030

電源18は、増幅された信号に応じてアクチュエータ13bに制振電流を供給する。そして、アクチュエータ13bによりかご枠3に制振力が付加されることで、かご1の横振動が低減される。

0031

また、図2及び図3においては、下枠3c側に設置した制振コントローラ12bについて説明したが、上枠3a側に設置した制振コントローラ12aについても同様の構成とし、同様の処理が行われる。

0032

ここで、かご1に発生するかご横振動について説明する。なお、本稿において、かご横振動とはかご1の昇降する方向に垂直な方向の振動のことをいう。かご横振動は、ガイドレール10の僅かな曲りや、据付誤差により各ローラガイド9a、9bが加振されることで生じる。そこで、図4にガイドレール10の曲りによるかご横振動をシミュレーションした結果の一例を示す。図4において、横軸はエレベータの最大昇降速度を示し、縦軸はかご横振動の最大値を示しており、実測した同じレール曲りのデータの外乱が入力した場合のダブルデッキエレベータのかご横振動(図4実線)とシングルデッキエレベータのかご横振動(図4破線)とを比較した図である。なお計算に用いたダブルデッキエレベータとシングルデッキエレベータは、乗り心地で特に問題となる1〜3Hzの周波数帯域での振動モード周波数がおおよそ同じとなっている。

0033

図4に示すように、振動モード周波数がほぼ同じであるにも関わらず、昇降速度が10[m/秒]を超える超高速領域ではダブルデッキエレベータのかご横振動がシングルデッキエレベータと比較して著しく悪化していることが確認できる。2013年現在、実際に稼働しているダブルデッキエレベータの世界最高速度は10[m/秒]であるから、この振動問題は、ダブルデッキエレベータが高速化した時に問題となる振動であり、これまで認識されていなかった問題である。

0034

ダブルデッキエレベータで顕著に発生する振動は、上側ローラガイドと下側ローラガイドとの距離(以下、「ガイドスパン」と呼ぶ。)Lと昇降速度V[m/秒]とで定まる周波数fr=V/L[Hz](以下、「外乱周波数」と呼ぶ。)が、かごの固有振動数と近接することで生じていることが分かった。これは、エレベータが速度V[m/秒]で上昇している場合を考えると、上側ローラガイド9aから入力されるガイドレール10の曲りは、L/V秒遅れて下側ローラガイド9bから同じように入力されることになる。その結果、一定の周期(周波数)で同じガイドレール10の曲りがかごに加わることになるので、この外乱周波数がかごの固有振動数に近接すると大きな振動が生じることになる。

0035

外乱周波数とかごの固有振動数が近接する現象はシングルデッキエレベータについても同様に起こりうることであるが、ガイドレール10の加工精度据付精度が一定の場合には、外乱周波数のかご横振動の振幅は外乱の振幅に依存し、外乱の振幅はガイドスパンLに依存するため、外乱周波数のかご横振動はガイドスパンLが長いダブルデッキエレベータで特に問題となる。

0036

より詳細には、シングルデッキエレベータでは、内部に1つのかご室しか含まないため、ガイドスパンLも5〜6[m]程度となるのに対し、ダブルデッキエレベータでは上下に一対のかご室を含むため、必然的にガイドスパンLが長くなり、10[m]を超えるものとなる。ガイドレール10の1本の長さは通常4〜5[m]であるため、シングルデッキエレベータではガイドレール10の1本分の曲りによる外乱が入力されることとなり、外乱の振幅はほぼガイドレール10の加工精度に依存する。一方、ダブルデッキエレベータではガイドレール2〜3本分の曲りによる外乱が生じるとともに、ガイドレール10の据付誤差による外乱も含まれるため、シングルデッキエレベータの場合と比較して外乱の振幅が大きくなる。したがって、ダブルデッキエレベータが高速化した場合には、外乱周波数とかご1の固有振動数が近接し、かつ、ガイドレールの曲り等の影響によって外乱の振幅が増大するため、外乱周波数の周波数帯におけるかご横振動はダブルデッキエレベータにおいて顕著となる。

0037

図5に、外乱の振幅がガイドスパンLに依存することを示す図である。図5は、各ローラガイド9a、9bから入力されるガイドレールの曲りを加えた場合のパワースペクトル解析した結果であり、横軸は振動の周波数を示し、縦軸はパワーを示し、破線はシングルデッキエレベータの解析結果を、実線はダブルデッキエレベータの解析結果を示している。なお、図5においては外乱周波数とかごの固有振動数がほぼ一致するように、ダブルデッキエレベータでは昇降速度14[m/秒]で昇降した場合を、シングルデッキエレベータでは昇降速度7[m/秒]で昇降した場合について解析した結果を示している。

0038

図5に示すように、全く同じガイドレール10の曲りデータを用いているにも関わらず、ダブルデッキエレベータでは、シングルデッキエレベータに対してガイドレール10による振動成分が大きくなっていることが確認できる。なお、シングルデッキエレベータで速度をダブルデッキエレベータと同じ14[m/秒]とした場合でも、横軸の周波数がシフトするたけで縦軸の大きさは変わらない。以上のように、ダブルデッキエレベータの高速化が進むと、ガイドスパンLと昇降速度Vで決まるガイドレール10による外乱が大きくなり、これがかごの固有振動数と一致することで大きな振動が生じることとなる。また、シングルデッキエレベータにおいても、ガイドレール10の加工精度の低下等に起因して各ローラガイドから伝達される外乱の振幅が大きくなった場合には、かごの昇降速度によっては外乱周波数とかご1の固有振動数が近接するため、ダブルデッキエレベータが高速化した場合と同様に大きな振動が生じることがある。

0039

本実施の形態では、外乱周波数の周波数成分の振動に着目し、上述の構成を有するエレベータの振動低減装置を設けることにより、かごの横振動を低減している。すなわち、かご1の横振動から外乱周波数の周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分が打ち消されるようにアクチュエータ13a、13bを制御することにより、かご1の横振動において外乱周波数の周波数成分を低減することができる。

0040

図6に、本実施の形態の効果を示すダブルデッキエレベータの昇降速度に対するかご横振動のシミュレーション結果を示す。図6(a)において、破線は制振制御を行わない場合のかご横振動を示し、実線は本実施の形態の制振制御を行う場合のかご横振動を示している。また、図6(b)において、破線は狭帯域増幅フィルタ17を備えない従来の制振制御を行った場合のかご横振動を示し、実線は本実施の形態の制振制御を行う場合のかご横振動を示している。図6に示すように、本実施の形態にかかる振動低減装置を用いることで、かご横振動を低減することがわかり、特に昇降速度が10[m/秒]を超える高速領域でかご横振動低減の顕著な効果が確認することができる。

0041

また、本実施の形態では、狭帯域増幅フィルタ17を用いて特定の周波数帯のみを増幅しているため、かご横振動の高周波数帯域は増幅されることがなく、高周波数振動モードの励起による制振制御の不安定化を生じることもない。

0042

さらに、アクチュエータ13a、13bをそれぞれ上側ローラガイド9a、下側ローラガイド9bに設置したため、外乱とかごとの共振振動における各かご室6、7とかご枠3が一体となって振動する振動モードに対して、効果的に振動を低減することができる。

0043

なお、狭帯域増幅フィルタ17の特性を表す式として式(1)を示したが、式(1)に限定されるものではなく、増幅周波数帯域が外乱周波数を含む一定の周波数帯域となる特性を有しているものであれば他の構成とすることとしても良い。ここで、一定の周波数帯域とは、周波数帯の幅が外乱周波数及びその近傍の周波数を含む周波数帯域であり、かごの横振動が顕著に増加している周波数帯域とする。例えば、図5に示した外乱が入力された場合には、増幅周波数帯域の幅が0.5Hz〜2.0Hz程度の幅となるものとすればよい。

0044

また、狭帯域増幅フィルタ17の代わりに、図7(a)に示すように、狭帯域バンドパスフィルタ29とゲイン30と加算器31とを設け、外乱周波数を含む周波数帯の周波数成分を増幅することとしてもよい。なお、図7(a)においては、図2における制振コントローラ12bのゲイン16から電源18の間の制御構成に関する変形例のみを示す。かかる場合には、バンドバスフィルタ29の通過帯域が外乱周波数を含む一定の周波数帯域となるようにすればよく、狭帯域バンドパスフィルタ29とゲイン30との順を逆にすることとしてもよい。

0045

さらに、本実施の形態では、図2に示すような制御構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成を適宜変更することが出来る。例えば、本実施の形態では狭帯域増幅フィルタ17をゲイン16と電源18との間に設けることにしたが、ゲイン16の前に狭帯域増幅フィルタ17を設け特定周波数帯の増幅を行うこととしてもよい。

0046

なお、本実施の形態では、図1紙面に対して左右方向について示したが、紙面に対して垂直方向、すなわちエレベータの前後方向についても、同様の制振装置が構成され、振動を低減することができる。

0047

また、本実施の形態においては、昇降速度検出手段19が検出したかごの昇降速度を用いて、狭帯域増幅フィルタ17の特性を決定することとしたが、これに限定されるものではなく、あらかじめ定められた最大昇降速度を用いることとしてもよい。かかる場合、制振コントローラ12bは、図7(b)に示すような構成とし、記憶手段20bが記憶したガイドスパンLと最大昇降速度Vmとから狭帯域増幅フィルタ17の特性を決定する。このような構成とすることで、昇降速度情報として実測した値ではなく固定の最大速度Vmを用いるため、低速走行時には実際の外乱周波数と異なる値を狭帯域増幅フィルタの中心周波数に設定することになる。したがって、昇降中の昇降速度を用いる場合と比較して低速走行時の制振性能は劣るが、昇降速度検出手段19を別途設ける必要がないため、振動低減装置の構成を簡素化することができる。

0048

実施の形態2.
実施の形態1においては、アクチュエータをそれぞれ上側ローラガイドと下側ローラガイドに設けるとともに振動センサとして加速度センサを用いる構成としたが、これに限定されるものではない。そこで、実施の形態2として、アクチュエータの位置等を変更した場合の実施の形態について説明する。

0049

図8は本発明の実施の形態2にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。また、図9は本発明の実施の形態2にかかるエレベータの振動低減装置の制御構成を示すブロック図である。図9において、図2又は図7と同一の符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態1とは、変位センサ27a、27bを有する点やアクチュエータ24a、24bの位置等の構成が相違している。

0050

図8において、下枠3cにはそれぞれ取付台21bが固定されている。取付台21b上には、錘22bが取付台21bに対して横方向に可動するように設置されており、取付台21bと錘22bの間にはばね23bが設置されている。また、取付台21bと錘22bの間にはアクチュエータ24bがばね23bと並列に設置されている。下枠3cには、振動センサである加速度センサ26bが設置されかご1の横振動として下枠3cの振動を検出する。また、取付台21bには、別の振動センサである非接触式変位センサ27bが設置されており、取付台21bと錘22bの間の変位を検出する。

0051

そして、加速度センサ26bで計測された振動信号である加速度信号と、変位センサ27bで計測された振動信号である変位信号は制振コントローラ25bに送信され、必要な制振力が計算されることで制御信号がアクチュエータ24bに出力されることとなる。これにより、アクチュエータ24bが動作し、かご枠3に制振力が付加されることとなり、かご1に制振力が付加される。

0052

また、中間枠3bにおいても、取付台21aが固定されており、下枠3cの場合と同じように制振装置が構成されている。

0053

次に、各制振コントローラ25a、25bによる制御方法について説明する。以下においては、制振コントローラ25bの構成及び制御方法を例にして説明を行う。図9において、加速度センサ26bで検出された加速度信号は、広帯域バンドパスフィルタ14で制振制御に不要な低周波数成分と高周波数成分が除去される。広帯域バンドパスフィルタ14により制御に不要な周波数帯域を除去された加速度信号は、積分器15で積分計算され速度信号に変換され、ゲイン16によりKp倍に増幅される。狭帯域増幅フィルタ17は、記憶手段20aに記憶されたガイドスパン情報と定格最大速度情報とから増幅する中心周波数を決定し、ゲイン16から出力された信号の外乱周波数の周波数成分を増幅する。

0054

変位センサ27bで検出された取付台21bと錘22bの間の距離信号は、ゲイン33によりKmp倍される。また、取付台21bと錘22bの間の距離信号は微分器34で微分処理され、取付台21bに対する錘22bの相対速度信号に変換されることとなる。相対速度信号に変換された信号は、ゲイン35でKmv倍に増幅される。そして、ゲイン33の出力とゲイン35の出力は加算器36で加算処理される。

0055

狭帯域増幅フィルタ17からの出力と加算器36からの出力とは加算器37で加算処理され、電源18に出力される。そして、電源18は加算された信号に応じてアクチュエータ24bに制振電流を供給する。これにより、アクチュエータ24bによりかご枠3に制振力が付加される。

0056

以上のような構成とすることで、本実施の形態2においても、昇降速度とガイドスパンとで決まる外乱周波数を含む一定の周波数帯を増幅する狭帯域増幅フィルタ17を設けることで、かご横振動から外乱周波数の周波数成分を低減することができる。

0057

なお、本実施の形態では、各アクチュエータ24a、24bは、ばね23a、23b、錘22a、22bとともに、中間枠3b及び下枠3cに取り付けられた取付台21a、21b上にそれぞれ設けることとしたが、図10に示すように上部かご室7と中間枠3bとの間及び下部かご室6と下枠3cとの間にアクチュエータ41a、41bを設けることとしても良い。かかる場合には、例えば、上部かご室7と下部かご室6の底面に振動センサである加速度センサ39a、39bを設置し、中間枠3b及び下枠3cには、加速度信号から必要な制振力を算出して各アクチュエータ41a、41bを制御する制振コントローラ40a、40bが設置する。

0058

このように、各かご室6、7にアクチュエータ41a、41bをそれぞれ設置することでかご室6、7に制振力を付加することでかご1に制振力を付加することとなるため、外乱とかごとの共振振動における各かご室6、7とかご枠3とが逆位相で振動する振動モードに対しても、効果的に振動を低減することができる。

0059

実施の形態3.
実施の形態1及び2においては、外乱周波数の周波数成分を低減するために、いわゆるアクティブ制振装置を用いることとしてが、伸縮機構を備えた振動低減装置とすることもできる。そこで、実施の形態3として、伸縮機構を備えたエレベータの振動低減装置について説明する。

0060

図11は、実施の形態3にかかるダブルデッキエレベータが昇降路に懸架された状態を示す断面図である。他の実施の形態と異なる点は、下側ローラガイド9bが下枠3cに伸縮機構であるボールねじ42を介して設置されている点であるため、その点についてのみ、以下では説明する。

0061

図11において、下側ローラガイド9bと下枠3cとの間にボールねじ42が設けられている。そして、ダブルデッキエレベータのかごが昇降路の下部で停止している時にはボールねじ42を縮めることで、下側ローラガイド9bと昇降路の底部との干渉を防止する。一方、かごが上昇している間等の昇降路の下部から離れた時には、ボールねじ42を伸ばすことで、ガイドスパンLを大きくする。

0062

実施の形態1において説明したように、ダブルデッキエレベータが高速走行すると、ガイドスパンL[m]と昇降速度V[m/秒]で決まるガイドレール10による外乱周波数fr=V/L[Hz]と、かごの固有振動数foが近接することで大きな振動が生じる。

0063

しかしながら、本実施の形態では、ダブルデッキエレベータが高速化してVが大きくなったとしても、かごが昇降している際にボールねじ42が伸びることによりガイドスパンLが大きくなるので、固有振動数foと外乱周波数frとが乖離し、ダブルデッキエレベータのかご横振動増大を抑制することができる。特に、昇降速度Vとかごの固有振動数foで決まる干渉長さLo=V/fo[m]に対してガイドスパンLが十分大きくなるようにボールねじ42の伸縮長さをとれば、固有振動数foと外乱周波数frが近接することはないので、かご横振動の増大を防ぐことができる。

0064

また、エレベータのかごが昇降する昇降路の上下寸法には制限があるためガイドスパンLを単純に長くすると昇降路の上下寸法が増加し新たな問題となるが、本実施の形態では昇降路の下部にかごが存在するときにはボールねじ42を縮めることでガイドスパンLを小さくしているため、昇降路の上下寸法が増加することを抑制できる。

0065

なお、本実施の形態では、伸縮機構としてボールねじ42を設けることとしたが、ボールねじ42の代わりに伸縮機構としてパンタグラフを用いることとしてもよい。例えば、図12に示すように、上側ローラガイド9aと上枠3aとの間にパンタグラフ43を設け、ダブルデッキエレベータのかごが昇降路の上部にあり停止している時にはパンタグラフ43を縮め、昇降路の上部から離れかごが下降している時にはパンタグラフ43を伸ばすこととしてもよい。

0066

また、上記においては、伸縮機構を下側ローラガイド9bと下枠3cとの間に設けた例と伸縮機構を上側ローラガイド9aと上枠3aとの間に設けた例について示したが、伸縮機構を下側ローラガイド9bと下枠3cとの間及び上側ローラガイド9aと上枠3aとの間の双方に設けることとしてもよいのは言うまでもない。

0067

なお、本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

0068

1エレベータ、3かご枠、6 下部かご室、7 上部かご室、9a 上側ローラガイド、9b 下側ローラガイド、10ガイドレール、11a加速度センサ、11b 加速度センサ、12a制振コントローラ、12b 制振コントローラ、13aアクチュエータ、13b アクチュエータ、17狭帯域増幅フィルタ、19昇降速度検出手段、24a アクチュエータ、24b アクチュエータ、25a 制振コントローラ、25b 制振コントローラ、26a 加速度センサ、26b 加速度センサ、27a変位センサ、27b 変位センサ、39a 加速度センサ、39b 加速度センサ、40a 制振コントローラ、40b 制振コントローラ、41a アクチュエータ、41b アクチュエータ、42ボールねじ、43パンタグラフ。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 エレベーターのロープ外れ止め装置」が 公開されました。( 2020/10/22)

    【課題・解決手段】調整作業を必要としないエレベーターのロープ外れ止め装置を提供する。この発明に係るエレベーターのロープ外れ止め装置(1)は、綱車(8)の支持体に一端部が取り付けられ、綱車(8)の回転軸... 詳細

  • サノシーテック株式会社の「 エレベータ巻上機」が 公開されました。( 2020/10/15)

    【課題】高さを低くして小型とすることができ、駆動時の静音性が高く、安価に製造可能であり、荷物用として用いるに好適なエレベータ巻上機を提供する。【解決手段】モータと荷物を昇降させるカゴと錘とが両側に懸吊... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 エレベータ制御装置」が 公開されました。( 2020/10/15)

    【課題】少ない部品点数で排気ファンの故障を検出するエレベータ制御装置を提供する。【解決手段】エレベータ制御装置は、排気ファンと吸気ファンとを同時に駆動させる駆動指令を出力するファン駆動部と、前記ファン... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ