WO1995009801A1

WO1995009801A1 - Damping device for elevators

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Publication number: WO1995009801A1
Application number: PCT/JP1993/001447
Authority: WO
Inventors: Hideya Kohara; Shigeo Nakagaki; Tadashi Shudo; Yukihiko Kazao
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 1996-04-07
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Description

明細書

エレベータの制振装置技術分野

この発明は、エレベータの制振装置に関する。背景技術

従来一般に、高層ビルの昇降路の各ガイドレールに沿って昇降するエレべ一夕における乗りかごは、図 1 6に示す構成となっている。すなわち、高層ビルの昇降路 1の両側壁各々にガイドレール 2が垂直に立設されており、この両ガイドレール 2の間に、吊りローブ 3にて昇降する乗りかご 4が昇降自在に設けられている。この乗りかご 4は、かご枠 5とこれに載置されたかご室 6とで構成されている。また、かご枠 5の上下には、案内装置 7が合計 4個取り付けられている。そして図 1 7に示すように、この案内装置 7は、かご枠 5に固定された案内装置台 8 aにレバー 8 bの一方の端部を回転自在に取り付け、このレバー 8 bの他方の端部にガイドローラ 8 cを回転自在に取り付けて、このガイドローラ 8 cの変位を抑えるために、案内装置台 8 aに一端を固定したロッド 8 dとレバー 8 bとの間に抑えバネ 8 eを取り付けた構成とし、ガイドローラ 8 cが各ガイドレール 2 の両側と面とに当接して転動するようにしてある。

また図 6に示すように、かご枠 5の下部上面には床受け枠 9が敷設されており、この床受け枠 9とかご室 6の底部下面との間に防振ゴム 1 0がかご室 6を支えるようにして設けられている。

そして、このような従来のエレベータでは、昇降時にガイドレール 2の曲がりやガイドレール 2の据え付けにおける設置誤差などによる曲がり、さらにはレ一ル継ぎ目の段差などに起因してガイドレール 2から乗りかご 4に振動が伝えられ、これが乗りかご 4の乗客に伝わり、乗り心地を低下させるのであるが、この振動を防振ゴム 1 0によって吸収することによりエレベータの乗り心地の向上を図つていた。

ところが、このような従来のエレベータでは、ガイドレールからの振動を完全に除去することはできず、また一般に走行速度が増加すればそれに伴ってガイドレールからの振動も増加するので、乗りかごの運転速度がある値を超えると各ガィドレールから受ける乗りかごの横揺れが許容範囲を超え、乗り心地が悪くなる問題点があった。また、乗りかごの運転速度がある値になれば、ガイドレールの曲がりなどの強制変位による加振周波数とエレベータの乗りかごの固有振動数が一致して共振現象が発生し、乗りかごが激しく横揺れし、乗り心地を著しく悪化させることがある問題点があつた。発明の開示

この発明は、上記のような従来の問題点に鑑みなされたもので、乗りかごの振動を減衰させる方向に強制的に乗りかごを変位させ、あるいは重りの慣性力を働かせることによつて振動を低減させ、乗り心地を良くすることができるエレべ一夕の制振装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項 1の発明は、昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に摇動自在に設けたレバーそれぞれにガイドロ一ラを回転自在に取り付け、スプリングによって当該ガイドローラがガイドレールに当接して転動するように付勢した案内装置を備えたェレベータにおいて、上下の案内装置のいずれか一方のガイドローラの横方向の変位を調整するために、圧電素子を多層に重ねたァクチユエ一夕をスブリングとガイドロ一ラとの間に設け、乗りかごに横方向の振動加速度を検出する振動センサを設け、振動センサが検出する乗りかごの横方向の振動加速度を打ち消す方向にァクチユエ一夕を変位させるために圧電素子に相当の電圧を印加する制御装置を備えたものである。

請求項 2の発明は、請求項 1のエレベータの制振装置において、ァクチユエ一タを上下の案内装置の部分に取り付け、上下のァクチユエ一夕それぞれを制御する制御装置を備え、振動センサを乗りかごの上側、下側それぞれの部分の横方向の振動加速度を検出するように乗りかごの上下に取り付け、対応する制御装置各々に横方向の振動加速度検出信号を入力するようにしたものである。

請求項 3の発明は、昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に揺動自在に設けたレバーそれぞれにガイドローラを回転自在に取り付け、スプリングによつて当該ガイドローラがガイドレールに当接して転動するように付勢した案内装置を備えたエレベータにおいて、エレベータの乗りかごの上下いずれか一方にサーボモータと、これによつて回転運動を横方向の直線運動に変換する直動機構と、直動機構によって横方向に直線運動する重りと、乗りかごの横方向の振動を検出する振動センサと、振動センサからの信号を演算して乗りかごの横方向の振動を打ち消す方向に慣性力を発生するべく重りを横方向に直線運動させるようにサーボモータを回転駆動する制御装置とを備えたものである。

請求項 4の発明は、請求項 3のエレベータの制振装置において、エレベータの乗りかごの上下両方に、サーボモータと、これによつて回転運動を横方向の直線運動に変換する直動機構と、直動機構によって横方向に直線運動する重りと、乗りかごの振動を検出する振動センサと、振動センサからの信号を演算して乗りかごの横方向の振動を打ち消す方向に慣性力を発生するべく重りを横方向に直線運動させるようにサーボモータを回転駆動する制御装置とを備えたものである。請求項 5の発明は、昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に揺動自在に設けたレバーそれぞれにガイドローラを回転自在に取り付け、スプリングによつて当該ガイドローラがガイドレールに当接して転動するようにした案内装置を備えたエレベータにおいて、エレベータの乗りかごの上下いずれか一方に重りと、これを橫方向に直線運動させる直動機構と、直動機構を駆動するサーボモータと、案内装置に取り付けたガイドローラの横方向の変位を検出するための変位検出手段と、変位検出手段からの信号に基づいて、ガイドローラの横方向の変位に起因する乗りかごの横方向の振動を減衰させるために直動機構によって重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要なサーボモータの駆動量を演算する演算器と、演算器の演算結果に基づいてサーボモータを回転駆動する制御装置とを備えたものである。

請求項 6の発明は、請求項 5に記載のエレベータの制振装置において、エレべ一夕の乗りかごの上下両方に、重りと、重りを横方向に直線運動させる直動機構と、直動機構を駆動するサーボモータと、案内装置に取り付けたガイドローラの横方向の変位を検出するための変位検出手段と、変位検出手段からの信号に基づいて、ガイドロ一ラの横方向の変位に起因する乗りかごの横方向の振動を減衰させるために直動機構によって重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要なサ —ボモータの駆動量を演算する演算器と、演算器の演算結果に基づいてサーボモ —タを回転駆動する制御装置とを備えたものである。

請求項 7の発明は、請求項 5または 6のエレベータの制振装置において、変位検出手段を左右対向するように 2個設け、演算装置において 2個の変位検出手段の変位検出信号を加重平均して演算器に与えるようにしたものである。

請求項 8の発明は、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、変位検出手段として、乗りかごとガイドレールと横方向の相対変位を検出する非接触変位検出器を用いたものである。

請求項 9の発明は、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、変位検出手段として、乗りかご側に取り付けられ、ガイドローラがガイドレールに沿って転動する際の横方向の変位量を検出して乗りかごの横方向の変位検出信号とする接触型変位検出器を用いたものである。

請求項 1の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの昇降時に、ガイドレ —ルの曲がり、レール継ぎ目の段差などが乗りかごを励振することによって生じる乗りかごの横揺れを、かご室に取り付けた振動センサによって検出し、その振動加速度を打ち消すようなァクチユエ一夕の操作量を制御装置によって演算し、ァクチユエ一夕へ入力する。これによつて、ァクチユエ一夕の多層の圧電素子が入力に見合った量だけの変位を起こし、横揺れを減衰させる方向に乗りかごを変位させて乗りかごに加わる力を抑え、乗りかごの横揺れを低減して乗り心地の改善を図る。

請求項 2の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの上下両方に設けた振動センサによって乗りかごの上下両方の横方向の振動を検出し、上下それぞれの振動加速度を打ち消すような上下のァクチユエ一夕それぞれの操作量を上下の制御装置それぞれによって演算し、上下のァクチユエ一夕それぞれへ入力する。これによって、上下のァクチユエ一タそれぞれの多層の圧電素子が入力に見合つた量だけの変位を起こし、横揺れを減衰させる方向に乗りかごの上部、下部それぞれを変位させて乗りかごに加わる力を抑え、乗りかごの横揺れをいつそう効果的に低減して乗り心地の改善を図る。請求項 3の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの昇降時に、ガイドレールの曲がり、レール継ぎ目の段差などが乗りかごを励振することによって生じ、乗りかごの横揺れを振動センサによって検出し、制御装置によつて振動センサからの信号を演算して、乗りかごの横方向の振動を減衰させる方向に慣性力を発生すべく重りを横方向に直線運動させるようにサーボモータを回転駆動して直動機構に伝達する。こうして、乗りかごに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を直動機構の重りの移動によって乗りかごに加えることにより、乗りかごの横方向の振動を低減して乗り心地の改善を図る。

請求項 4の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの上下両方に設けた振動センサによって乗りかごの上下両方の横方向の振動を検出し、上下の制御装置それぞれによって上下それぞれの振動センサからの信号を演算して、乗りかごの上部、下部それぞれの横方向の振動を減衰させる方向に慣性力を発生すべく上下の重りそれぞれを横方向に直線運動させるように上下のサ一ボモ一夕それぞれを回転駆動して上下の直動機構それぞれに伝達する。こうして、乗りかごの上部、下部それぞれに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を乗りかごの上部、下部それぞれに加えることにより乗りかごの横方向の振動をいつそう効果的に低減し、乗り心地の改善を図る。

請求項 5の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの昇降時に、ガイドレ —ルの曲がり、レール継ぎ目の段差などが乗りかごを励振することによって生じる乗りかごの横揺れを変位検出手段によって変位量として検出し、変位検出手段からの信号に基づいて、ガイドローラの横方向の変位に起因する乗りかごの横方向の振動を減衰させるために直動機構によって重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要なサーボモータの駆動量を演算器によって演算し、この演算器の^ 算結果に基づいて制御装置がサーボモータを所定量だけ回転駆動する。こうして乗りかごに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を直動機構の重りの移動によって乗りかごに加えることにより、乗りかごの横方向の振動を低減させてより心地の改善を図る。

請求項 6の発明のエレベータの制振装置では、乗りかごの上下両方に設けた変位検出手段からの信号に基づいて、ガイドローラの横方向の変位に起因する乗りかごの上部、下部それぞれの横方向の振動を減衰させるために上下の直動機構によって上下の重りそれぞれを所定量だけ横方向に移動させるのに必要な上下のサ一ボモータそれぞれの駆動量を上下の演算器それぞれによつて演算し、この上下の演算器それぞれの演算結果に基づいて上下の制御装置それぞれが上下のサーボモータそれぞれを所定量だけ回転駆動する。こうして、乗りかごの上部、下部それぞれに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を上下の直動機構それぞれの重りの移動によって乗りかごに加えることにより、乗りかごの横方向の振動を上下両方で低減させて乗り心地の改善を図る。

請求項 7の発明では、請求項 5または 6のエレベータの制振装置において、変位検出手段を左右対向するように 2個設け、演算装置において 2個の変位検出手段の変位検出信号を加重平均して演算器に与えることにより、乗りかごに横方向の変位量をより正確に検出し、この変位量を用いて直動機構の重りの移動量を的確に制御することにより、乗りかごの横方向の振動を効果的に減衰させて乗り心地の改善を図る。

請求項 8の発明では、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、乗りかごとガイドレールとの間の横方向の相対変位の検出を非接触変位検出器を用いて行なう。

請求項 9の発明では、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、乗りかご側に取り付けられた接触型変位検出器を用いることによって、ガイドローラがガイドレールに沿って転動する際の横方向の変位量を検出して乗りかごの横方向の変位検出信号を得る。図面の簡単な説明

図 1は請求項 1の発明の一実施例の機構図、

図 2は上記実施例におけるァクチユエ一夕の機構図、

図 3は上記実施例におけるァクチユエ一夕としての圧電素子の構造を示す断面図、

図 4は上記実施例の回路構成を示すプロック図、

図 5は上記実施例による乗りかごの制振作用を示す説明図、図 6は請求項 4の発明の一実施例の機構図、

図 7は上記実施例の回路構成を示すプロック図、

図 8は請求項 3の発明の一実施例の機構図、

図 9は請求項 5の発明の一実施例の機構^、

図 1 0は上記実施例における変位センサ^構成を示す拡大図、

図 1 1は請求項 6の発明の一実施例の回路構成を示すプロック図、

図 1 2は請求項 7の発明の一実施例の機構図、

図 1 3は請求 8の発明の一実施例の機構図、

図 1 4は上記実施例の他の実施例の機構図、

図 1 5は請求項 9の発明の一実施例の機構図、

図 1 6は従来例の機構図、

図 1 7は従来例の案内装置部分の拡大図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。図 1は請求項 1の発明のェレベータの制振装置の一実施例を示しており、図 1 6および図 1 7に示した従来例と共通する構成部分を多く備え、その共通する部分には同一の符号を付すことにより説明を省略する。そして、この発明の実施例の特徴として、図 2に詳しく示す案内装置 7と、この案内装置 7による制振制御を行なうための制御装置 1 2 と、乗りかご 4の振動を検出するための加速度センサ 1 1を備えている。

かご枠 5は、上下左右 4ケ所の案内装置 7により建物の昇降路 1に垂直に立設された 1対のガイドレール 2に沿って案内されて昇降する。かご室 6は床受け枠 9と防振ゴム 1 0を介してかご枠 5に支持されている。また乗りかご 4は吊り口 —ブ 3により上下に移動する。ガイドレール 2には、据え付け誤差などによるガィドレール 2の曲がりやレール継ぎ目の段差があり、そこを乗りかご 4が通過するときに引き起こされる強制変位による横振動を、力、ご室 6に取り付けられた加速度センサ 1 1により検出し、この横振動を減衰させるために必要な操作量を制御装置 1 2にて演算し、図 2に示す案内装置 7のァクチユエ一夕としての圧電素子 8 f および抑えバネ 8 eを介して乗りかご 4に力を与えるようになつている。図 2に示す案内装置 7は、かご枠 5に固定された案内装置台 8 aにレバ一 8 b を回転自在に取り付け、このレバー 8 bの他方の端部にガイドローラ 8 cを回転自在に取り付けて、このガイドローラ 8 cの変位を抑えるために、案内装置台 8 aに一端を固定したロッド 8 dとレバ一 8 bとの間に抑えバネ 8 eとァクチユエ —タとしての圧電素子 8 f を取り付けた構成とし、ガイドローラ 8 cが各ガイドレール 2の両側と端面とに当接して転動するようにしてある。

ァクチユエ一夕としての圧電素子 8 f は、図 3に示すように単板素子 2 1 aが 1つでは変位レンジが 0 . 1 mm程度と小さく、大きな変位を出すことができないので、単板素子 2 1 aを複数個積層した構成としている。そして、この圧電素子 8 f の変位量をさらに増幅するためにレバー 8 bを介在させることによって、十分な変位量が乗りかご 4に伝えられるようにしている。

図 4には電気制御系統を示してあるが、加速度センサ 1 1からの加速度信号と、目標加速度としての基準加速度信号との偏差を加算器 2 2において求め、この偏差量を制御装置 1 2に入力し、必要な変位量を演算して電圧信号として圧電素子 8 f に出力し、圧電素子 8 f の圧電作用によって入力電圧に見合う変位量に変換し、これを抑えバネ 8 eで增幅してレバー 8 bに与え、ガイドローラ 8 cを必要量だけ変位させるようにしてある。

次に、上記の構成のエレベータの制振装置の動作について説明する。ガイドレール 2の継ぎ目の段差や曲がりによって外部からの励振が乗りかご 4に加わると、乗りかご 4に設置された加速度センサ 1 1から信号が出力される。その信号を制御装置 1 2で演算して、ァクチユエータである圧電素子 8 f に変位量としての電圧を出力する。そこで、圧電素子 8 f は、この電圧をもとにして乗りかご 4の加速度を打ち消す方向に抑えパネ 8 eを介し、さらにレバー 8 bによって変位量を増幅させて乗りかご 4に力を与える。これによつて、乗りかご 4の加速度を 0 に近づけ、乗りかご 4の横揺れを抑制する。

なお、停止階では、ァクチユエ一夕である圧電素子 8 f の変位量を基準値まで戻してから昇降させるようにして、ァクチユエ一夕が大きな変位量のまま置かれることによつて制振作用ができなくなることがないようにする。

このようにして、この実施例のエレベータの制振装置では、乗りかごに生じる横振動を能動的に制振することができ、エレベータの乗り心地を良くすることができる。そのうえ、加速度センサは取付が容易であり、ァクチユエ一夕として圧電素子を使用するのでエレベータの重量増加を抑えることができ、従来のエレべ一タに追加工事としてこの発明の制振装置を簡単に取り付けて使用することがでなお、この請求項 1の発明のェレベータの制振装置は上記の実施例それぞれに限定されることはない。すなわち、上記の実施例では図 5 ( a ) に示すように並進方向の加速度に対する制振作用を行なうようにしたが、乗りかごに 1個もしくはそれ以上の角加速度センサを取り付け、この角加速度センサの検出した角加速度を打ち消すような変位量をァクチユエ一夕としての圧電素子が発生するように、制御装置で必要な電圧信号を演算して出力するようにすれば、図 5 ( b ) に示すような乗りかごの回転振動に対しても制振作用を行なうことができ、ェレベータの乗り心地のいっそうの改善が図れる。

また上記請求項 1の発明の実施例ではァクチユエ一夕 8 f を乗りかご 4の上側の案内装置 7にだけ設けたが、上記の実施例に限定されることはなく、請求項 2 の発明の実施例として、上述の制振装置を構成するァクチユエ一夕としての圧電素子 8 f を乗りかご 4の上下両方に設け、加速度センサ 1 1もこれに応じて乗りかご 4の上下の適所に設け、上下それぞれの加速度センサ 1 1からの加速度検出信号に基づいて乗りかご 4の上下それぞれの圧電素子 8 f の印加電圧を個別に制御する制御装置 1 2を備えた構成とすることができる。

そして、この実施例の場合には、乗りかご 4の上下両方に設けた加速度センサ 1 1によって乗りかご 4の上下両方の横方向の振動を検出し、上下それぞれの振動加速度を打ち消すのに必要な上下の圧電素子 8 f それぞれの操作量を上下の制御装置 1 2それぞれによって演算し、上下の圧電素子 8 f それぞれへ入力する。これによつて、上下のァクチユエ一夕それぞれの多層の圧電素子 8 f が入力に見合った量だけの変位を起こし、横揺れを減衰させる方向に乗りかご 4の上部、下部それぞれを変位させて乗りかご 4に加わる力を抑え、乗りかご 4の横揺れをいつそう効果的に低減して乗り心地の改善を図れるようになる。

次に、請求項 4の発明のエレベータの制振装置の実施例について図 6、図 7に基づいて説明する。この実施例のエレベータの制振装置は、乗りかご 4の上下にそれぞれ、サーボモータ 1 3と直動機構 1 4とこれらによって直線運動可能に構成された重り 1 5とから成るァクチユエ一夕部 1 6と、このァクチユエ一夕部 1 6の付近で、それぞれ乗りかご 4上に設置された 2つの振動センサ 1 7と、この振動センサ 1 7の検出した振動量に対して、それを打ち消すために必要な慣性力を生じさせるために必要なサーボモータ 1 3の駆動量を演算する制御装置 1 8と、サ一ボモータ 1 3のドライバ 1 9とから構成されている。なお、 2 0は重り 1 5 に対する位置センサである。

上記の構成のエレべ一夕の制振装置では、エレベータの乗りかご 4が図 1に示した昇降路のガイドレール 2の継ぎ目の段差や曲がりなどによって生じる横振動を振動センサ 1 7が加速度信号として検出し、この信号と目標加速度としての基準加速度信号との偏差信号に対して、制御装置 1 8が横振動を打ち消すのに必要な逆方向の慣性力をモータ回転量として算出し、ドライバ 1 9に与える。ドライバ 1 9をこの信号によりサ一ボモータ 1 3を正逆いずれかの方向に所定量だけ回転させる。これにより、直動機構 1 4が所定量だけ回転し、これに螺合している重り 1 5が横振動を打ち消す方向に所定量だけ直線移動し、乗りかご 4の横揺れを抑制する。

ここで、乗りかご 4に発生する振動には、前述の図 5に示すように並進振動と回転振動とがあるが、同図（a ) に示す並進振動の場合には、上下の制御装置 1 8が同じ向きに重り 1 5を移動させることによりその振動を抑制する。しかしながら、同図（b ) に示すように乗りかご 4が回転振動する場合には、上下の振動センサ 1 7で検出する振動が逆位相になり、これによつて上下の制御装置 1 8が求める重り 1 5の移動方向も互いに逆方向となり、回転振動を抑制することになこのようにして、この実施例のエレベータの制振装置では、エレべ一夕の乗りかごに生じる横振動を、それを打ち消す方向に重りを移動させることにより慣性力によって抑制し、乗り心地の改善が図れる。

図 8は請求項 3の発明の一実施例を示しており、この請求項 3の発明のェレべ一夕の制振装置では上記の実施例に限定されることはなく、乗りかご 4の下部だけ、あるいは上部だけに制振装置を設けている。そして、乗りかご 4の下部に設ける場合には、乗りかご 4の下部には設置スペースが広くとれること、また制振装置の動作音が乗客の耳から遠くなつて制振装置から生ずる騒音を感じさせなくすることができる有利な点がある。

次に、請求項 5および 7に記載のエレベータの制振装置の実施例について、図 9〜図 1 1を参照して説明する。この実施例のエレベータの制振装置は、図 1 6 および図 1 7に示した従来例と共通する構成部分を多く備え、その共通する部分には同一の符号を付すことによって説明を省略する。また図 1〜図 8に示す各実施例と共通する部分についても同一の符号を付すことによって詳しい説明を省略する。

この実施例のェレベー夕の制振装置では、乗りかご 4の上側にサ一ボモータ 1 3と、このサーボモータ 1 3の回転運動を直線運動に変換する直動機構 1 4と、この直動機構 1 4によって往復運動する重り 1 5と、左右の案内装置 7それぞれに取り付けた変位センサ 2 1とから構成される。この案内装置 7の拡大図が図 1 0に示してあるが、案内装置 7は内装置台 8 a上に構成されており、揺動自在にその一端が案内装置台 8 a上に取り付けられたレバー 8 bの他端にガイドローラ 8 cが回転自在、かつ昇降路 1のガイドレール 2に対して転動するように取り付けられている。そして案内装置台 8 aに一端が固定されたロッド 8 dにスブリング 8 eが取り付けられていて、このスブリング 8 eがレバー 8 bをガイドレール 2側に付勢し、この付勢力によってガイドローラ 8 cがガイドレール 2に圧力をかけるようにして接触し駆動するようにしてある。

変位センサ 2 1は、左右の案内装置 8において案内装置台 8 aとレバー 8 bとの間に取り付けられており、レバー 8 bと乗りかご 4との相対変位を検出するようになつている。この変位センサ 2 1は例えばポテンショメータによって構成され、レバー 8 bに対する接触子の移動量を電圧の変化として出力し、この電圧信号が変位量検出信号として利用されることになる。

図 1 1はこの実施例のエレベータの制振装置の回路構成を示しており、左右の変位センサ 2 1からの変位量検出信号を入力して AZD変換する AZD変換器 2 2と、この A ZD変換器 2 2によって A ZD変換変換された変位量ディジタル信号を取り込んで左右の変位量を加重平均し、乗りかご 4の橫方向の振動に対して減衰をかけるために必要な重り 15の移動量を計算し、さらにこの移動量に対応すサーボモータ 1 3の回転駆動力を算出する演算器 2 3と、この演算器 23の求めたサーボモータ駆動力指令のディジタル信号を DZ A変換して出力する DZA 変換器 24と、 D/A変換器 24からの信号に基づいてサ一ボモータ 1 3の駆動制御を行なうサーボドライバ 25を備えている。

なお、エレベータがいずれかの階で停止したときに直動機構の 14の重り 1 5 を初期の規定位置まで復帰させるために重り 1 5の位置を検出するセンサ 20が直動機構 1 4に設けられており、この位置センサ 20からの信号も AZD変換器 22を通して演算器 23に入力され、ここで重り 1 5の位置偏量を求め、規定位置まで戻すために必要なサーボモータ 1 3の回転駆動量を演算し、これをサーボドライバ 25に出力するようにもなつている。

次に、上記構成のエレベータの制振装置の動作について説明する。エレベータの運転によって乗りかご 4がガイドレール 2に沿って昇降して間に、ガイドレ一ル 2の曲がりやレール継ぎ目の段差などによって乗りかご 4が振動すると、案内装置 7においてスブリング 8 eによって付勢されているレバー 8 bとガイドロ一ラ 8 cとがガイドレール 2との間の間隔の相対的な変動によって案内装置台 8 a に対してほぼ横方向に変動し、この相対的な変動が変位センサ 2 1によって変位量として検出され、 AZD変換器 22を介して演算器 23に入力されてくる。そこで、左右の変位センサ 21から入力されてくる変位量信号に対して、演算器 23は加重平均演算を行なう。つまり、右側の変位センサ 21の変位量を X r ( t ) 、左側の変位センサ 2 1の変位量を X 1 (t ) とすると、

X (t ) = (X r (t ) +X 1 (t ) ) /2 …… （1)

の式に基づいて乗りかご 4の変位量 X ( t ) を求める。

続いて、演算器 23は、直動機構 14の重り 1 5の質量を M、リ—ド（つまり、軸の 1回転で重り 15が進む距離）をァとすると、サーボモータ 1 3の回転角速度 Ω ( t ) が与えられると重り 15の運動によって生じる慣性力 F ( t ) は、

F (t ) = y/2 · Μ · d Q (t ) /d t …… （2)

となる。そこでいま、演算器 23およびサーボドライバ 25においてサ一ボモータ 13 の角速度 Ω (t ) を変位量 X (t ) に比例して与えると、

Ω (t) =k · X (t) …… （3) となり、慣性力 F (t) は、

F (t) = γ/2 π * kM » ά Χ (t) /d t …… (4) となり、変位量 X (t) によって決定されることになる。なお、ここで、 kは比例ゲインである。

したがって、（4) 式より慣性力 F (t ) は変位量 X (t) の時間微分、つまり速度に比例して与えることができるようになる。そこで、演算器 23によって変位量 X (t ) を演算し、さらにこの変位量 X (t) の時間微分をとつて、これに実験的に決定される比例ゲイン kをかけることによってサーボドライバ 25に対して角速度指令 Ω (t ) を出力するようにすれば、乗りかご 4の横方向の振動に対して、その変位量の大きさに対応した慣性力を生起させるように重り 15を移動させることができ、これによつて乗りかご 4の横方向の振動を効果的に減衰させることができるようになる。

なお、請求項 5の発明は上記の実施例に限定されることはなく、乗りかご 4の下部のみに上記の制振装置を取り付けることもできる。さらに上記実施例では左右の変位センサ 21からの信号の加重平均をとるようにしたが、変位センサを片側だけに設け、あるいは左右の中央に 1個だけ設けるようにしてもよい。

次に請求項 6の発明の実施例を図 12に基づいて説明すると、上記図 9および図 10に示す構成の制振装置を乗りかご 4の上部と下部の両方に設けている。すなわち、乗りかご 4の上部と下部とに共に乗りかご 4の上側にサーボモータ 13 と、このサ一ボモータ 13の回転運動を直線運動に変換する直動機構 14と、この直動機構 14によって往復運動する重り 15と、左右の案内装置 7それぞれに取り付けた変位センサ 21とから構成される。

そして上下の制振装置それぞれの回路構成も図 11と同じとし、左右の変位センサ 21からの変位量検出信号を入力して AZD変換する AZD変換器 22と、この AZD変換器 22によって AZD変換変換された変位量ディジタル信号を取り込んで左右の変位量を加重平均し、乗りかご 4の横方向の振動に対して減衰をかけるために必要な重り 1 5の移動量を計算し、さらにこの移動量に対応すサ一ボモータ 1 3の回転駆動力を算出する演算器 2 3と、この演算器 2 3の求めたサーボモータ駆動力指令のディジタル信号を DZ A変換して出力する D ZA変換器 2 4と、 DZA変換器 2 4からの信号に基づいてサーボモータ 1 3の駆動制御を行なうサーボドライバ 2 5とから構成される。

この図 1 2に示す実施例では、乗りかご 4の上部の振動を上側の制振装置によつて減衰させ、乗りかご 4の下部の振動を下側の制振装置によって減衰させることができる。そしてこの実施例の場合には、乗りかご 4の上下両方の横方向の振動を個別に減衰させることができるので、乗りかご 4の走行時の横揺れを効果的に低減させることができ、乗り心地の改善がいっそう効果的に行なえるようにな図 1 3は請求項 8のエレベータの制振装置の一実施例を示しており、請求項 5 〜マのエレベータの制振装置の発明において共通に使用することができる変位センサの構成を示している。この図 1 3に示す変位センサは、乗りかご 4の変位を検出するために、乗りかご 4に固定されている案内装置台 8 a側に超音波センサ、光電センサなどの非接触型の距離センサ 2 1 aを取り付け、この距離センサ 2 1 aによってガイドレール 2に沿って転動するガイドローラ 8 cをガイドレール 2 側に押しつけるためにスプリング 8 eの付勢力によって揺動するレバー 8 bまでの距離を検出し、この距離信号の変化によって乗りかご 4の橫方向の変位量を求めるようにしたものである。

したがって、この距離センサ 2 1 aからの距離検出信号を図 1 1に示す回路の演算器 2 3に入力し、時間微分することによって乗りかご 4の変位量 X ( t ) を求める。そしてこの変位量 X ( t ) を用いて、上述の（1 ) 式〜（4 ) 式に基づいてサ一ボモータ 1 3の角速度 Ω ( t ) を求め、サーボモータ 1 3の回転を制御することにより、重り 1 5の慣性力 F ( t ) によって乗りかご 4の横振動を減衰させ、乗り心地の改善を図ることができるようになる。

請求項 8の発明の他の実施例として、図 1 4に変位センサの他例が示してある。この実施例の変位センサは、乗りかご 4の横方向の変位量を検出するために案内装置 7の案内装置台 8 aに非接触型の距離センサ 2 1 bを取り付け、この距離センサ 2 1 bによってガイドレール 2との間の距離を検出し、この距離検出信号の時間微分をとることによって乗りかご 4の変位量を求めるようにしたものである。

したがって、この実施例の変位センサにあっても、図 1 3に示した実施例と同じょうに距離センサ 2 1 bからの距離検出信号を図 1 1に示す回路の演算器 2 3 に入力し、時間微分することによって乗りかご 4の変位量 X ( t ) を求め、そしてこの変位量 X ( t ) を用いて、上述の（1 ) 〜（4 ) の式に基づいてサーボモ —夕 1 3の角速度 Ω ( t ) を求め、サーボモータ 1 3の回転を制御することにより、重り 1 5の慣性力 F ( t ) によって乗りかご 4の横振動を減衰させ、乗り心地の改善を図ることができるようになる。

図 1 5は請求項 9の発明の一実施例を示しており、乗りかご 4とガイドレール 2との間の相対距離の変化から乗りかご 4の変位量を検出するために乗りかご 4 側に進退自在に取り付けられたローラ 2 1 cをスブリング 2 1 dの力を利用してガイドレール 2に押しつけるようにし、このローラ 2 1 cの変位に対応してポテンショメータのような変位センサ 2 1 eが変位量を検出するようにしたものである。そしてこの実施例の変位センサ 2 1 eからの変位量検出信号は、図 1 1に示す演算器 2 3に入力する構成とすることにより、上記各実施例と同じようにサーボモータ 1 3の回転を制御することにより、重り 1 5の慣性力 F ( t ) によって乗りかご 4の横振動を減衰させ、乗り心地の改善を図ることができるようになる c 産業上の利用可能性

以上のように請求項 1の発明によれば、乗りかごに加速度センサを取り付け、その検出値によって、ガイドローラに取り付けられたァクチユエ一夕としての圧電素子を検出加速度を打ち消す方向に変位させることによって乗りかごに力を加えるようにしているため、乗りかごの横揺れをそれと逆位相の強制的な変位によつて相殺して横揺れを抑えることができ、乗り心地の改善を図ることができる。請求項 2の発明によれば、乗りかごの上下両方に設けた振動センサによって乗りかごの上下両方の横方向の振動を検出し、上下それぞれの振動加速度を打ち消すような上下のァクチユエ一夕それぞれの操作量を上下の制御装置それぞれによつて演算し、上下のァクチユエ一夕それぞれへ入力するようにしているため、上下のァクチユエ一タそれぞれの多層の圧電素子が入力に見合った量だけの変位を起こし、横揺れを減衰させる方向に乗りかごの上部、下部それぞれを変位させて乗りかごに加わる力を抑え、乗りかごの横揺れをいつそう効果的に低減して乗り心地の改善を図ることができる。

また請求項 3の発明によれば、振動センサによって乗りかごの振動を検出し、制御装置によって振動センサからの信号を演算して、乗りかごの振動を打ち消す方向に慣性力を発生すベく重りを直線運動させるようにサーボモータを回転駆動して直動機構に伝達するようにしているため、乗りかごに生じる振動を減衰させるような慣性力を乗りかごに加えることにより乗りかごの振動を低減させ、乗り心地の改善を図ることができる。

請求項 4の発明によれば、乗りかごの上下両方に設けた振動センサによって乗りかごの上下両方の横方向の振動を検出し、上下の制御装置それぞれによつて上下それぞれの振動センサからの信号を演算して、乗りかごの上部、下部それぞれの横方向の振動を減衰させる方向に慣性力を発生すべく上下の重りそれぞれを横方向に直線運動させるように上下のサーボモー夕それぞれを回転駆動して上下の直動機構それぞれに伝達するようにしているため、乗りかごの上部、下部それぞれに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を乗りかごの上部、下部それぞれに加えることにより乗りかごの横方向の振動をいつそう効果的に低減させ、乗り心地の改善を図ることができる。

請求項 5の発明によれば、乗りかごの横揺れを変位量として検出し、この信号に基づいて、ガイドローラの横方向の変位に起因する乗りかごの横方向の振動を減衰させるために直動機構によって重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要なサ一ボモータの駆動量を演算し、この演算結果に基づいてサ一ボモータを所定量だけ回転駆動するようにしているため、乗りかごに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を直動機構の重りの移動によって乗りかごに加えることができ、乗りかごの横方向の振動を低減させて乗り心地の改善を図ることができる。請求項 6の発明によれば、乗りかごの上下両方の変位量を検出し、この信号に基づいて、ガイドローラの横方向の変位に起因する乗りかごの上部、下部それぞれの横方向の振動を減衰させるために上下の直動機構によって上下の重りそれぞれを所定量だけ横方向に移動させるのに必要な上下のサーボモータそれぞれの駆動量を演算し、この演算結果に基づいて上下のサーボモータそれぞれを所定量だけ回転駆動するようにしているため、乗りかごの上部、下部それぞれに生じる横方向の振動を減衰させるような慣性力を上下の直動機構それぞれの重りの移動によって乗りかごに加えることができ、乗りかごの横方向の振動を上下両方で低減させて乗り心地の改善を図ることができる。

請求項 7の発明によれば、乗りかごの上下いずれか一方に、または両方において変位検出手段を左右対向するように 2個設け、この 2個の変位検出手段の変位検出信号を加重平均して正規の変位量として用いるようにしているため、乗りかごの上部または下部の変位量を正確に検出することができ、それだけ変位量に見合った重りの移動量を正確に演算することができ、乗りかごの横揺れを効果的に低減し、乗り心地の改善を図ることができる。

請求項 8の発明によれば、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、乗りかごとガイドレールと横方向の相対変位の検出を非接触変位検出器を用いて行なうことができる。

請求項 9の発明では、請求項 5、 6または 7のエレベータの制振装置において、乗りかご側に取り付けられた接触型変位検出器を用いることによって、ガイドローラがガイドレールに沿って転動する際の横方向の変位量を検出して乗りかごの横方向の変位検出信号を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に揺動自在に設けたレバーそれぞれにガイドローラを回転自在に取り付け、スブリングによって当該ガイドローラが前記ガイドレールに当接して転動するように付勢した案内装置を備えたエレベータにおいて、

前記上下の案内装置のいずれか一方のガイドローラの横方向の変位を調整するために、圧電素子を多層に重ねたァクチユエ一夕を前記スブリングとガイドローラとの間に設け、前記乗りかごに横方向の振動加速度を検出する振動センサを設け、前記振動センサが検出する乗りかごの横方向の振動加速度を打ち消す方向に前記ァクチユエ一夕を変位させるために前記圧電素子に相当の電圧を印加する制御装置を備えて成るエレベータの制振装置。

2 . 請求項 1に記載のエレベータの制振装置において、前記ァクチユエ一夕を前記上下の案内装置の部分に取り付け、前記上下のァクチュエータそれぞれを制御する制御装置を備え、前記振動センサを前記乗りかごの上側、下側それぞれの部分の横方向の振動加速度を検出するように前記乗りかごの上下に取り付け、対応する前記制御装置各々に横方向の振動加速度検出信号を入力するようにして成るエレベータの制振装置。

3 . 昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に揺動自在に設けたレバーそれぞれにガイドロ一ラを回転自在に取り付け、スプリングによって当該ガイドローラが前記ガイドレールに当接して転動するように付勢した案内装置を備えたエレベータにおいて、前記エレベータの乗りかごの上下いずれか一方にサーボモータと、これによつて回転運動を横方向の直線運動に変換する直動機構と、前記直動機構によって横方向に直線運動する重りと、前記乗りかごの横方向の振動を検出する振動センサと、前記振動センサからの信号を演算して前記乗りかごの横方向の振動を打ち消す方向に慣性力を発生するべく前記重りを横方向に直線運動させるように前記サーボモータを回転駆動する制御装置とを備えて成るエレべ —夕の制振装置。

4 . 請求項 3に記載のエレベータの制振装置において、エレベータの乗りかごの上下両方に、サーボモータと、これによつて回転運動を横方向の直線運動に変換する直動機構と、前記直動機構によって横方向に直線運動する重りと、前記乗りかごの振動を検出する振動センサと、前記振動センサからの信号を演算して前記乗りかごの横方向の振動を打ち消す方向に慣性力を発生するべく前記重りを横方向に直線運動させるように前記サーボモータを回転駆動する制御装置とを備えて成るエレベータの制振装置。

5 . 昇降路にガイドレールを備え、乗りかごの上下に揺動自在に設けたレバーそれぞれにガイドローラを回転自在に取り付け、スブリングによって当該ガイドローラが前記ガイドレールに当接して転動するようにした案内装置を備えたエレベータにおいて、前記エレベータの乗りかごの上下いずれか一方に重りと、前記重りを横方向に直線運動させる直動機構と、前記直動機構を駆動するサ一ボモ一夕と、前記案内装置に取り付けた前記ガイドローラの横方向の変位を検出するための変位検出手段と、前記変位検出手段からの信号に基づいて、前記ガイドロ一ラの横方向の変位に起因する前記乗りかごの横方向の振動を減衰させるために前記直動機構によつて前記重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要な前記サ一ボモータの駆動量を演算する演算器と、前記演算器の演算結果に基づいて前記サ一ボモー夕を回転駆動する制御装置とを備えて成るェレベー夕の制振装置。

6 . 請求項 5に記載のエレベータの制振装置において、前記エレベータの乗りかごの上下両方に、重りと、前記重りを横方向に直線運動させる直動機構と、前記直動機構を駆動するサーボモータと、前記案内装置に取り付けた前記ガイドロ一ラの横方向の変位を検出するための変位検出手段と、前記変位検出手段からの信号に基づいて、前記ガイドローラの横方向の変位に起因する前記乗りかごの横方向の振動を減衰させるために前記直動機構によつて前記重りを所定量だけ横方向に移動させるのに必要な前記サーボモータの駆動量を演算する演算器と、前記演算器の演算結果に基づいて前記サーボモータを回転駆動する制御装置とを備えて成るエレベータの制振装置。

7 . 請求項 5または 6に記載のエレベータの制振装置において、前記変位検出手段を左右対向するように 2個設け、前記演算装置において前記 2個の変位検出手段の変位検出信号を加重平均して前記演算器に与えるようにしたことを特徴とするエレベータの制振装置。

8 . 請求項 5、 6または 7に記載のエレベータの制振装置において、前記変位検出手段として、前記乗りかごとガイドレールと横方向の相対変位を検出する非接触変位検出器を用いて成ることを特徴とするエレベータの制振装置。

9 . 請求項 5、 6または 7に記載のエレベータの制振装置において、前記変位検出手段として、前記乗りかご側に取り付けられ、前記ガイドローラが前記ガイドレールに沿つて転動する際の横方向の変位量を検出して前記乗りかごの横方向の変位検出信号とする接触型変位検出器を用いて成ることを特徴とするエレべ一夕の制振装置。