WO2003076823A1

WO2003076823A1 - Oscillation adjuster and oscillation adjusting method

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Publication number: WO2003076823A1
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Inventors: Mimpei Morishita
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Description

明細書振動調整装置および振動調整方法技術分野

本発明は駆動力発生手段により駆動される駆動対象の駆動方向の振動を低減する振動調整装置および振動調整方法に関する。

•冃：

モー夕のような回転機のトルクで外部から駆動対象を直線運動させる場合、リンク機構やペルトもしくはロープ等を回転体と組合わせ、モ一夕トルクを所定の駆動方向の駆動力に変換することが広く行われている。こうした装置では、回転体の支持機構と回転体の回転軸が一致しない偏心や回転体の回転軸と回転体の回転重心が一致しない動的アンバランスがあると、装置全体に振動が発生し、駆動対象に所定の動きを付与することが困難になる。たとえば、エレべ一夕システムではモー夕で駆動されるシステム全体に同相の上下動が発生し、偏心もしくは動的アンバランスがある回転体の回転周期で乗りかごが上下に加振されて乗り心地が損なわれることになる。

このような装置全体の同相振動は回転運動とは振動モードが異なるのでモ一夕のトルクの制御では除去することができず、同相振動を抑制する手法としては偏心や動的アンバランスが振動源とならないよう回転体の機械的精度を高める手法が一般的である。しかし、機械的精度を高める手法では回転体の加工や取付けに時間がかかるため装置のコスト上昇を招いていた。

このように、従来の同相振動を抑制する手法においては、装置を構成する回転体の加工および取付けに高精度が要求されるとともに、振動による経年変化ゃ疲労に強い材料、これらを加工する高い技術などが必要であった。このため、装置に要求される性能、信頼性を満足させるにはコストの上昇を招くという問題があつた。

本発明はかかる事情に基づきなされたもので、その目的とするところは回転体の動的アンバランスもしくは偏心で加振される装置において駆動対象に生じる振動を抑制し、装置の機能を満足するとともにコストの低減化および信頼性の向上が図れる振動調整装置を提供することにある。発明の要約

上記目的を達成するために、本発明による振動調整装置は、駆動対象を駆動する駆動力発生手段と、前記駆動力発生手段の駆動力で回転する回転体と、前記駆動力発生手段が発生すべき推力もしくはトルクを指令する駆動力指令手段と、前記回転体の回転運動を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の回転角を出力する回転角変換部と、前記回転角検出部から出力された前記回転角の一次関数で表現される角度の正弦値または余弦値を演算する三角関数演算部と、前記三角関数演算部の出力に所定のゲインを乗じるゲイン調整部と、を含む回転演算手段と、前記回転演算手段の演算結果に基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正する駆動力指令補正手段とを備えたことを特徴としている。

前記回転演算手段は、更に、前記回転角変換部の出力の一次関数切片としての所定の調整位相値を出力する位相調整部を含んで構成することができる。この場合、前記回転角の一次関数として表現される角度は、前記回転角に前記調整位相値を加えて得られる角度であり、前記三角関数演算部は、前記回転角に前記調整位相値を加えて得られる角度の正弦値または余弦値を演算する。

前記回転演算手段が、更に、前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の角速度を出力する角速度変換部と、前記三角関数演算部もしくは前記ゲイン調整部の出力に前記角速度変換部から出力された角速度の 2乗を乗じる角速度乗算部と、を含んでいてもよい。

前記回転演算手段が、更に、前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の角加速度を出力する角加速度変換部と、前記三角関数演算部もしくは前記ゲイン調整部の出力に前記角加速度変換部の出力を乗じる角加速度乗算部と、を含んでいてもよい。

前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記ゲイン調整部の出力の和を演算する加算器を有していてもよい。

前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記角速度乗算部の出力の和を演算する加算器を有していてもよい。

前記駆動力指令補正手段が、前記角加速度乗算部出力と前記角速度乗算部出力の和を演算する加算器を有していてもよい。

前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記角速度乗算部の出力と前記ゲイン調整部の出力の和を演算する加算器を有していてもよい。前記回転演算手段が、前記回転角を 0、前記ゲイン調整部のゲインを G i、前記位相調整部の調整位相値を?^、とした場合に、以下の式で得られる前記回転体の偏心補償量 F _CDを算出し、

F_CD = G、 sin(0 + (式 1 )

前記駆動力指令補正手段は、前記偏心補償量 F C Dに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正するようにしてもよい。

前記回転演算手段が、前記回転角を 6>、前記角速度を ω、前記ゲイン調整部のゲインを G₂、前記位相調整部の調整位相値を 2、とした場合に、以下の式で得られる前記回転体の動的アンバランス補償量 F_UBを算出し、

F U, B G₂w sin (式 2 )

前記駆動力指令補正手段は、前記動的アンバランス補償量 F CDに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正するようにしてもよい。

前記回転演算手段が、前記回転角を Θ、前記角速度を ω、前記角加速度を α、前記ゲイン調整部のゲインを G₃、前記位相調整部の調整位相値を 3とした場合に、以下の式で得られる前記回転体の偏心カアンバランス補償量 F _CFを算出し、 F_CF = Θ₃ {ω² s (e + ip₃ ) + a os(d + ψ₃ )) · . . (式 3 )

前記駆動力指令補正手段は、前記偏心カアンバランス補償量 F _CFに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正するようにしてもよい。

前記回転演算手段が、前記駆動対象の運転状態に応じて前記ゲイン調整部のゲィンを複数個の所定値を切替えて設定するゲイン切替え手段を有していてもよい。前記回転演算手段が、前記駆動対象の運転状態に応じて前記位相調整部の位相を複数個の所定値を切替えて設定する位相切替え手段を有していてもよい。

前記回転演算手段が、前記回転体の回転方向に応じて前記位相調整部の位相を設定する位相設定器を有していてもよい。

前記回転角変換部が、前記角速度変換部の出力を積分する積分器を有していてもよい。

この振動調整装置は、前記駆動対象の駆動方向の振動を検出する振動検出手段を更に備えて構成してもよい。この振動検出手段が、駆動対象の加速度を検出する加速度検出手段を有していてもよい。

前記回転検出手段がレゾルバを有していてもよい。前記回転検出手段が発電機を有していてもよい。また、前記回転検出手段がエンコーダを有していてもよい c 前記回転体が、電動機の回転子であってもよい。前記回転体が、エレべ一夕システムのメインシープであってもよい。また、前記回転体が、エレべ一夕システムのコンペンシーブであってもよい。

前記駆動対象が、エレべ一夕システムの乗りかごであってもよい。

また、本発明は、駆動対象を駆動する駆動力発生手段と、前記駆動力発生手段の駆動力で回転する回転体と、前記駆動力発生手段が発生すべき推力もしくはトルクを指令する駆動力指令手段と、を備えたシステムにおいて、前記駆動力指令手段の指令出力を所定の補償値を用いて補正することにより前記駆動対象に発生する振動を調整する方法を提供する。この方法は、前記回転体の回転角を求めるステップを含む回転検出工程と、前記回転角の一次関数として表現できる角度の正弦値または余弦値と所定のゲインとの積を求めるステップを含み、前記積に基づいて前記補償値を演算する演算工程と、前記駆動対象に発生している所定の振動成分の振幅が最小となるような前記ゲインを決定するステツプを含む決定工程とを備えたことを特徴としている。

前記演算工程において、前記回転角の一次関数として表現できる角度として、前記回転角に所定の調整位相値を加えて得られる角度が用いることができ、前記決定工程は、更に、前記駆動対象に発生している所定の振動成分の振幅が最小となるような前記調整位相値を決定するステップを含んでいてもよい。

前記回転検出工程が、前記回転体の角速度を求めるステップを更に含み、かつ、前記演算工程において、前記正弦値または余弦値および前記ゲインの前記積と、前記回転体の角速度と、の積に基づいて前記補償値が演算されるようにしてもよい。

また、前記回転検出工程は、前記回転体の角加速度を求めるステップを更に含み、かつ、前記演算工程において、前記正弦値または余弦値および前記ゲインの前記積と、前記回転体の角加速度と、の積に基づいて前記補償値が演算されるようにしてもよい。

本発明はモータで駆動される回転体の偏心や動的アンバランスに起因して振動が発生する装置においてモー夕のトルクもしくは推力を用いて駆動対象で生じている振動を効果的に低減する。そして、複数の回転体が個別に偏心や動的アンバランスを有する場合にはそれぞれの回転体に起因する振動成分に対応して前記回転演算手段を複数個設けることですベての振動成分を効果的に低減することがでぎる。

すなわち、回転体の質量を m、回転重心と回転軸間の距離を r、回転角速度を ωとすると、回転軸には下式 4の遠心力 f 。が作用する。 - mrco² · · · 、 4 J

の遠心力 f <=が動的アンバランスとして装置に作用すると装置に振動が発生し、この振動のうち駆動対象の駆動方向と平行な成分が駆動対象を加振する。この加振により駆動対象には本来の所定の運動にはない振動が発生する。一般に、駆動対象に生じる振動は駆動力発生手段としてのモー夕による回転力を駆動方向の駆動力に変換して抑制されるが、こうした装置全体に生じる振動では駆動力発生手段に加えリンク機構やベル卜もしくはロープ等を回転体と組合わせた回転力一直線駆動力変換機構も振動しているため、回転力による振動抑制は著しく困難なものとなる。

今、遠心力 f cにより動的アンバランスを有する回転体が発生する駆動方向の加振力 F。は、 6>を動的アンバランスを有する回転体の回転角、を加振力と当該回転体回転角との位相差として次式 5で表すことができる。

F = _c 8ίη(θ + ψ ) · · · (式 5 )

ラプラス変換演算子を s、加振力 F _cから駆動対象に作用する加振力 F。までの加振力伝達関数を H ( s ) とすると、加振力 F。_bはラプラス変換 Lで次式 6のように与えられる。 b (^s) = ^ιητω² sin(e + φ )]i (s) · · · (式 6 )

一方、駆動力発生手段では、駆動対象に所定の運動をさせるベく駆動力指令手段において、たとえばモ一夕回転子につながれた駆動用シ一ブ（回転体）の角速度 w_mを目標角速度。に一致させるベくサーボ制御が行われ、駆動力指令手段の出力値、すなわちトルク司令値 Τ。に一致するトルクが出力されている。このとき、駆動用シ一ブの半径を r _mとすれば、駆動用シープが駆動対象に及ぼす駆動力 F _m。は、駆動用シーブから駆動対象までの駆動力伝達関数を G ( s ) として、

(式 7 ) となる。ここで、動的アンバランスを有する回転体の回転角 0および角速度 ωを用いてトルク指令値 T_cを次式 1 1で定義する。

Τ + φ) · · · (式 8)

ただし、 k_mおよび (Z まゲイン調整パラメ一夕、位相調整パラメ一夕である。このトルク指令値 T cが駆動対象に対して作用する駆動力 F _m 0は、前記式 7より、 ^( ) = ^₀(8) + L[k_mw² sin(0 ₊ )]G(s) · · · (式 9)

で表せる。

駆動対象には駆動力と加振力が作用する。これらの力の合計を作用力 Fとすると、前記式 8および式 9より、

F(s) sin(0 + )] (s)

• · · (式 10 ) と計算される。

前記式 10において ωが一定であれば、 G (s) のゲインおよび位相差をそれそれ G_db、ァ _Gとし、 H (s) のゲインおよび位相差を H_db、 y_Hとして、前記式 10の右辺の第二項、第三項の振動成分は、 L ¹を逆ラプラス変換として、

Ζ"Ίφ_Μω² sin(0 + sin(0 + φ + γ_σ) . . . (式 1 1)

—¹ [zjwra² sin(0 + ψ )]H(s)j = H_dbmrco² sin(0 + φ +γ_Η) . . . (式 12)

と表される。したがって、前記式 8のゲイン調整パラメ一夕 k_mおよび位相調整パラメ一夕 f を、 k_m mr, φ +γ_Η - Y_G ' · · (式 13)

^Gdb と設定すると、前記式 1 0の右辺の第二項および第三項が相殺され、

^(s) = _OT0(s) . · · (式 14) となる。このため、駆動対象への作用力 Fから振動成分が除去され、駆動対象をあたかも駆動力 F _m。のみが作用したように駆動することが可能となる。

また、 G (s) =H (s) の場合、前記式 9は、 (s) = F_m0 (s) + φ„ω² sin(0 + φ) + mrco ² sin(( + ψ )]G(S) · · ' (式 15 ) となるので、

k_m = -mr， φ = ιρ (式 1 6) と調整することで角速度 ωの値に関係なく振動成分が除去できる。

次に、偏心を有する回転体によって駆動対象が加振される場合を考える。いま、回転体の偏心振幅を r_d、回転角を 0_dとすると、駆動方向の偏心による変位 Zd は、

z_d = r d, sin (式 1 7) と表せる。ただし、 _dは位相差である。この変位 z_dに起因した駆動対象への加振力 F_dは z_dから F_dまでの加振力伝達関数を D (s) とすると、加振力 F_dはラプラス変換 Lで次式 18のように与えられる。 F_d (s) sin(¾ +i _d

) (s) (式 1 8)

ここで、偏心を有する回転体の回転角 0_d用いてトルク指令値 T_dを次式 19で疋 3る。 k

sim (式 19)

r m. ただし、 k_dおよび f_dはそれぞれゲイン調整パラメ一夕、位相調整パラメ一夕である。このトルク指令値 T _dが駆動対象に対して作用する駆動力 F _mは前記式 7より、

F_m (s) = F_m0 (s) + L[k_d sin(¾ )]G(S) … (式 2 0)

となる。

駆動対象に作用する作用力 Fは前記式 18と 20の合計であるから、

F(_S) = F_m0(s) + l[k_d sin(e_d + _ά )]G(s) + L[r_d {θ_ά + ψ_ά )]D(S) … （式 21) となる。

前記式 2 1において偏心を有する回転体の角速度 w_dが一定であれば、 G (s) のゲインおよび位相差をそれそれ G_db、ァまた D (S) のゲインおよび位相差をそれぞれ D_db、ァ。として、前記式 21右辺の第二項および第三項の振動成分は、 L ¹を逆ラプラス変換として、

II k„ sinfe + _ά )lG(s)l = G_dbk_d sin(¾ +φ_ά +Y_G) . . . (式 22 ) -¹ sm(d_d + ψ_ά )]D(s)] = D_dbr_d sin ( +φ_ά +y_D) . . . (式 23 ) と表される。したがって、前記式 1 9のゲイン調整パラメ一夕 k_dおよび位相調整パラメ一夕 f _dを k_d +γ₀ -γ_ΰ · · · (式 24)

と設定すると前記式 2 1の右辺の第二項と第三項とが相殺される。このため、駆動対象への作用力 Fから振動成分が除去され、駆動対象をあたかも駆動力 F _m0のみが作用したように駆動することが可能となる。

また、 G (s) =D (s) の場合は、

F(s) = _m0 (s) + L[k_d sin(0_rf +φ_ά) + Γ_ά sin( + )]i?(s) · · · (式 25 ) になるので、 -— ， · · · (式^{2 6}) と調整することで角速度の値に関係なく回転体の偏心による振動成分が除去できる。

さらに、偏心を有する回転体の偏心加振力によって駆動対象が加振される場合を考える。偏心加振力 F_rは前記式 17の変位 Z_dから得られる加速度に偏心で加振される質量 m_dを乗じて求めることができ、 w_dを >_dの角速度、 αを 0_dの角加速度として、

^Fr ^{= ηΐ}ά^- ^ωά ^^η{^θά ^{+ 1}Pd ) ^{+ (X C0S}{^ed + )) · · . (式 27) と表せる。この偏心加振力 F rに起因した駆動対象への加振力 F _dは F _rから F _dまでの加振力伝達関数を R (s) とすると、加振力 F_dはラプラス変換 Lで次式 2 8のように与えられる。 F_d (s) = L m_dr_d (- ω sin(0_rf +φ_ά) + cos(¾ +ゆ _d ))|R(s) · · . (式 28 ) ここで、偏心を有する回転体の回転角 0dを用いてトルク指令値 T rを次式で定義する。

T_r = Τ₀ sm(e_d +φ_Γ) + cos(d_d + (f>_r )) · · · (式 2 9 )

ただし、 krおよび 0 rはそれそれゲイン調整パラメ一夕、位相調整パラメ一夕である。このトルク指令値 T rが駆動対象に対して作用する駆動力 Fmは前記式 7 より、

s) = _m0(_S)" k_r、一 o)_d sim6_d +φ + cos ( + φ, (s) • · · (式 3 0 ) となる。

駆動対象に作用する作用力 Fは前記式 28と前記式 30との合計であるから.

F(s) = F_m0(s) ₊ L_l k_r (一 ω_ά ² sin( θ_α +φ_Γ) + α cos(d_d + t_r jJjG(s) + L m_dr_d (一 ω sin(¾

• · ·式（3 1) 前記式 3 1において偏心を有する回転体の角速度 ω _dが一定であればひはゼ口であり、 G ( s) のゲインおよび位相差をそれそれ G_db、ァ Gとし、また R (s) のゲインおよび位相差をそれそれ： _db、ァ Bとして、前記式 31の右辺の第二項および第三項の振動成分は、 L _ ¹を逆ラプラス変換として、 V L k_{r d} ²sm(e_d (s) G_dbk_{r d} sin(¾ +φ_Γ +γ₀

(式 32)

L— L m_dr_{d d} ²sm{e_d sin(¾ + +γ_κ

(式 33) と表される。したがって、前記式 29のゲイン調整パラメ一夕 k_rおよび位相調整パラメ一夕 ci_rをそれそれ

R db

： ⁺ YR - YG (式 34)

G db と設定すると前記式 29の右辺の第二項および第三項が相殺される。このため、駆動対象への作用力 Fから振動成分が除去され、駆動対象をあたかも駆動力 F _ml のみが作用したように駆動することが可能となる。

また、 G (s) =R (s) の場合は、

F(s) = F_m0(s) ₊ L k_r、-（o_d sin(¾ +φ_Γ) + α cos(¾ +<^_r)J

+ m_dr_d - _d sin (l¾ +^) + acos(¾ +I^))]G(S)

(式 35) となるので、 = -m_dr_d , = ψ_ά (式 3 6) と調整することで角速度 w_dの値に関係なく回転体の偏心による振動成分が除去できる。そして、動的アンバランスと同時に偏心を有する回転体に偏心加振力が作用する場合においては、 0 = 0 _dであるから、トルク指令値 Tを

+ <p_r ))

• · · (式 3 7 ) とし、前記式 1 3，式 1 6、式 2 4 , 式 2 6 , 式 3 4および式 3 6に示すように各調整パラメ一夕 k _m、 k _d、 k r φ、 0 _dおよび _rを決めることで駆動対象の振動が低減されることは言うまでもない。図面の簡単な説明

図 1は、本発明による振動調整装置の第 1の実施形態の全体的な構造を示す斜視図。

図 2は、第 1の実施の形態に係る振動調整装置の全体的な構成を示すプロック図。

図 3は、第 1の実施の形態に係る振動調整装置が設けられたエレべ一夕システムの構成を示す概略図。

図 4は、第 1の実施の形態における角速度指令値と時間との関係を示すパ夕一ン図。

図 5は、第 1の実施の形態における加速度と時間との関係を示すパターン図。図 6は、第 1の実施の形態における加速度と時間との関係を示すパターン図。図 7は、第 1の実施の形態における加速度と時間との関係を示すパターン図。図 8は、第 1の実施の形態の変形例の全体的な構造を示す斜視図。

図 9は、第 1の実施の形態の他の変形例の全体的な構造を示す斜視図。

図 1 0は、本発明の第 2の実施の形態に係る振動調整装置が設けられたエレべ一夕システムの構成を示す概略図。図 1 1は、第 2の実施の形態に係る振動調整装置の全体的な構成を示すプロック図。

図 1 2は、本発明の第 3の実施の形態に係る振動調整装置が設けられた一軸位置決めテ一プル装置の構成を示す概略図。

図 1 3は、第 3の実施の形態に係る振動調整装置の全体的な構成を示すプロック図。

図 1 4は、本発明による振動調整装置の第 4の実施形態の全体的な構成を示すプロック図。発明の実施の形態

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。

[第 1の実施の形態]

図 1乃至図 3には第 1の実施の形態における振動調整装置が全体として 1で示されているとともに、駆動力発生手段としての回転電動機 1 1、駆動対象としての移動体 1 4を備えたエレべ一夕システムが全体として 5で示されている。そして、振動調整装置 1は回転検出手段 C 1と回転演算手段 C 2 , C 2 'を備えている。

本実施の形態における回転検出手段 C 1は検出対象としての回転電動機 1 1に取付けられ当該回転電動機 1 1の回転子回転軸 1 3の回転角に比例した電圧を出力するレゾルバ 1 5とレゾルバ 1 5の図示しない回転子に直結する入力回転軸 1 7と前記回転子回転軸 1 3を接続し回転子回転軸 1 3の回転をレゾルバ 1 5の入力回転軸 1 7に伝達する回転伝達手段 1 9で構成されている。

前記回転伝達手段 1 9はたとえばユニバーサルジョイントゃカツブラ一を備えている。レゾルバ 1 5は卷線を施された図示しない回転子および同じく卷線を備えた固定子 2 1で構成されるとともに前記入力回転軸 1 7の所定の原点からの回転角 0〜2 ττ (rad) ごとに回転角に対応する電圧たとえば 0〜5 (V) の電圧を出力する信号処理部 2 3を備えている。レゾルバ 1 5の前記固定子 2 1は台板 2 5上に支持部材 2 7により所定の方法で固定されている。

ここで、駆動力発生手段である回転電動機 1 1について説明する。回転電動機 1 1はベース 29上に乗せられるとともにストヅパー 31で固定されておりべ一ス 29と一体化されている。回転電動機 1 1は前記回転子回転軸 13の他に当該回転電動機 1 1の固定子を内蔵する固定子ハウジング 33、固定子ハウジング 3 3の円筒底面中央部で前記回転子回転軸 13を回転可能に支持する軸受け 35、当該回転子回転軸 13のもう一方の先端に取付けられ回転電動機 1 1のトルクをロープ 36を介して駆動対象としての移動体 14に駆動力を伝達する回転体としてのシープ 37、前記振動調整装置 1の出力に基づいて前記回転子回転軸 13の回転速度を制御するトルク指令値を演算する速度制御装置 39、三相交流電源 4 1から電力を受けるとともに前記速度制御装置 39の出力に基づいて前記回転子回転軸 13に前記トルク指令値に等しいトルクを発生させる駆動装置 43を備えている。

—方、回転検出手段 C 1の出力は前記回転演算手段 C 2， C 2'に導入されている。すなわち、回転演算手段 C2は、前記信号処理部 23の出力を前記回転子回転軸 13の回転角に変換する回転角変換部 45、同出力を前記回転子回転軸 1 3の角速度に変換する角速度変換部 47、前記回転角変換部 45の出力に対する位相角を調節するための位相調整部 49、前記位相調整部 49の出力（ ₂) と回転角変換部 45の出力とを加算する加算器 53、前記加算器 53の出力

{ θ + ζ) が入力されるとともに入力した値の正弦値 (sin (θ + ζ) ) を計算する正弦演算部 55、前記正弦演算部 55の出力に調整可能なゲインを乗じるゲイン調整部 57、前記角速度演算部 47の出力（ω) を二乗する乗算器 59および前記ゲイン調整部 57の出力 (G in (θ + ₂) ) と乗算器 59の出力

(ω²) を乗算する角速度乗算部としての乗算器 6 1を備えている。そして、前記位相調整部 49、加算器 53および前記正弦演算部 55は全体として三角関数演算部 C 3を構成している。

さらに、回転演算手段 C2'は、角速度変換部 47の出力である角速度を積分する積分器としての回転角変換部 45' s、前記回転角変換部 45， sの出力に対する位相角を調節するための位相調整部 49'、前記位相調整部 49'の出力（ iと回転角変換部 45' sの出力（0) とを加算する加算器 53'、前記加算器 53 ，の出力を入力するとともに入力した値の正弦値を計算する正弦演算部 5 5，、前記正弦演算部 5 5 'の出力（sin i ^ + ^ i ) ) に調整可能なゲイン G ,を乗じるゲイン調整部 5 7 'とを備えている。ここでは、三角関数演算部 C 3 ' が前記位相調整部 4 9 '、加算器 5 3 'および前記正弦演算部 5 5 'で構成されることになる。

ここで、理解を容易にするため駆動力指令手段としての速度制御装置 3 9および回転電動機 1 1とともに駆動力発生手段としての駆動装置 4 3について説明する。速度制御装置 3 9は、前記回転子回転軸 1 3の角速度が追従すべき角速度目標パターンを出力する角速度目標パターン発生器 6 5、角速度目標パターン発生器 6 5の出力および角速度変換部 4 7の出力に基づいて前記回転子回転軸 1 3の回転速度を目標パターンに追従させるためのトルク指令値を演算するトルク指令演算部 6 7を備えている。このトルク指令演算部 6 7の出力は、前記乗算器 6 1 および前記ゲイン調整部 5 7 'のそれそれの出力とともに加算され複合振動調整加算器としての加算器 6 8より出力される。また、駆動装置 4 3は、前記三相交流電源 4 1からの電力を直流電力に変換するためのコンバータ 6 9、前記加算器 6 8の出力および回転角変換部 4 5 ' sの出力に基づいて前記加算器 6 8の出力値と等しいトルクを前記回転電動機 1 1が発生するようにコンバ一夕 6 9の直流電力から三相交流電力を供給するインバー夕 7 1を備えている。ここで、インバー夕 7 1は、所定のトルクを発生させる三相交流電流で回転電動機 1 1が励磁されるように前記加算器 6 8の出力および回転角変換部 4 5 ³ sが出力するシーブ 3 7 の回転角に基づいてサイリス夕点弧角を制御する点弧角制御部 7 3および点弧角制御部 7 3の出力によりに前記回転電動機 1 1に三相交流電流を供給するサイリス夕部 7 5を備えている。

振動調整装置 1、速度制御装置 3 9および駆動装置 4 3においてこれらの装置の動作に必要な電力は単相交流電源 7 7より供給されている。なお、以下のプロック図において、矢印線は信号経路を、また棒線は回転電動機 1 1および振動調整装置 1周辺の電力経路を示している。

また、エレべ一夕システム 5は、上下方向に所定の取付方法で敷設されたガイドレール 7 9と、このガイドレール 7 9に沿って上下に移動する移動体 1 4、上方から移動体 1 4に所定の方法で取り付けられた第 1のロープ 3 6、移動体 1 4 の重量を支持する際に発生する前記ロープ 3 6の張力の方向を反転させるシープ 3 7およびセカンダリーシ一プ 8 1、前記ロープ 3 6のもう一方の端部に所定の方法で取り付けられ、移動体 1 4の重量に起因する前記ロープ 3 6の張力に略バランスする重量を備えた重量部 8 3、回転電動機 1 1、前記移動体 1 4より垂下され、もう一方の端部が前記重量部 8 3に所定の方法で取り付けられた第 2の口ープ 8 5、前記ロープ 8 5が掛けられ当該ロープ 8 5の移動によって回転するとともに自重で前記ロープ 8 5に張力を付与する第 2のシ一ブ 8 7、前記ロープ 8 5の張力変動で生じる前記シーブ 8 7の上下動にダンピング力を付与するとともに当該シーブ 8 7を左右に案内するシーブ支持手段 8 9で構成されている。移動体 1 4は、前記ロープ 3 6および 8 5の張力に対して十分な剛性を有するかご枠 9 1、前記かご枠 9 1の四隅に配置され移動体 1 4を前記ガイドレール 7 9に沿って案内するためのガイドローラユニット 9 3、人荷を載せるための乗りかご 9 5、かご枠 9 1を介して乗りかご 9 5に侵入する前記ロープ 3 6および 8 5の縦振動高周波成分を遮断するとともにかご枠 9 1に対して乗りかご 9 5を支持するためのサスペンション 9 7を備えている。ここで、駆動対象である乗りかご 9 5には加速度検手段として当該乗りかご 9 5の上下方向加速度を検出するための加速度検出器 9 9が所定の方法で取付けられている。加速度検出器 9 9の検出結果は図示していないケーブルで回転演算手段 C 2， C 2，の近傍に配置される加速度表示手段 1 0 1に導入され、加速度検出結果が例えばタイムチヤ一トとして表示される。

回転電動機 1 1は前記ペース 2 9を介して前記セカンダリーシーブ 8 1とともにマシンベッド 1 0 3に所定の方法で取り付けられており、全体として電動機ュニヅト 1 0 4を構成している。そして、前記マシンべヅド 1 0 3は防振ゴム 1 0 5を介して図示しない建物の上階の床 1 0 7に据付られている。なお、セカンダリーシーブ 8 1がロープ 3 6の張力で自由に回転可能であることは言うまでもない。

シーブ支持手段 8 9は、前記シ一ブ 8 7を回転可能に支持するための軸受け 1 0 9、前記軸受け 1 0 9を両側から挟み込むように配置され上下する前記シーブ 8 7を案内するシ一ブガイド 1 1 1とで構成されている。なお、前記シーブガイド 1 1 1の下端は図示しない建物の下階の床 1 1 3に固定されている。

次に、以上のように構成された本実施の形態に係る振動調整装置の動作について説明する。

装置が待機状態すなわち三相交流電源 4 1および単相交流電源 7 7が投入されるとともに振動調整装置 1、速度制御装置 3 9および駆動装置 4 3が稼動状態であるが角速度目標パターン発生器 6 5がゼロを出力している場合には、回転子回転軸 1 3は角速度ゼロの状態を維持している。また、装置の最初の起動時にはゲイン調整部 5 7および 5 7，にはゼロが設定されている。やがて、角速度目標パターン発生器 6 5がたとえば図 4のような台形パターンを発生し目標角速度が増加を始めるとトルク指令演算部 6 7において角速度変換部 4 7から出力される現在の回転子回転軸 1 3の角速度と目標パターン発生器 6 5の角速度目標値に基づいて回転電動機 1 1が発生すべきトルク指令値が演算され、演算結果が加算器 6 8を介して駆動装置 4 3に出力される。すると点弧角制御部 7 5では回転電動機 1 1が指令値どおりのトルクを発生するようにサイリス夕部 7 3の対する点弧角が制御され、ィンバ一夕 7 3から励磁電流が出力されて回転電動機 1 1は指令値どおりのトルクを発生する。そして、回転電動機 1 1のトルクによりシ一ブ 3 7 が回転子回転軸 1 3とともに回転を開始する。回転子回転軸 1 3の回転は回転伝達手段 1 9、回転入力軸 1 7を介してレゾルバ 1 5に入力され、信号処理部 2 3 では回転子回転軸 1 3の回転角の増加に対応して出力電圧が上昇する。信号処理部 2 3の出力電圧は回転角変換部 4 5において回転子回転軸 1 3の回転角に変換される一方で角速度変換部 4 7においてたとえば疑似微分器等により角速度に変換される。この角速度は再びトルク指令演算部 6 7にフィードバックされ、かくしてシーブ 3 7の回転速度（角速度）は図 4のように目標値に追従する。するとシーブ 3 7に掛けられたロープ 3 6を介して張力が移動体 1 4に伝達され、移動体 1 4も所定の目標速度パターンに追従して上昇する。この場合、移動体 1 4は図 5に示すような加速度で運動する。

この時、回転体としてのシーブ 3 7に動的アンバランスがあると、前述の式 4 f_c =mroy² · · · (式 4) で表現される遠心力がエレべ一夕システム 5に作用する。（以下、引用する式の意義については「発明の要約」の項を参照）

すると、防振ゴム 105で支持される電動機ュニヅト 1 04にはその重心回りに振動が発生し、この振動の移動体 14の駆動方向つまり上下方向の振動成分がロープ 36を介して移動体 14に伝播する。同様にしてこの振動の上下方向の振動成分は重量部 83にも伝播する。そして、ロープ 85を介してシ一プ 87にも当該振動が伝播し、結局、エレべ一夕システム 5全体に上下動が発生する。

電動機ュニット 104に作用する上下方向の加振力は前述の式 5

F_c = /_c sini0 + ) · * · (式 5) そして、この加振力が移動体 14に伝播したときの加振力は前述の式 6

F_ob (s) - L\mr ² sm(6 + ^^(s) · · · (式 6) で記述され、移動体 14には図 6のような上下振動が発生する。

移動体 14が所定の速度目標値に追従する際にこうした上下振動が生じるとそれがサスペンション 97を介して乗りかご 95に伝播し、乗り心地が著しく損なわれることになる。

しかし、本発明に係わる振動調整装置 1にあってはトルク指令演算部 67の出力に回転演算手段 C 2の出力が加算され、移動体 14を加振する前述した式 6の加振力が相殺される。すなわち、回転検出手段 C 1の出力が回転角変換部 45に導入され、回転角変換部 45より出力される回転角（0) が加算器 53において位相調整部 49の所定の位相角（と加算されて正弦演算部 55に導入され、加算器 53の出力値（6>+ ₂) の正弦値（sin (θ+φ₂) ) が演算される。一方、角速度変換部 47から出力される現在の回転子回転軸 1 3の角速度（ω) は乗算器 59に導入され角速度の平方値（ω²) が計算される。正弦演算部 55の出力にはゲイン調整部 57で所定のゲイン（G₂) が乗ぜられた後、乗算器 61 において前記乗算器 59からの角速度平方値（ω²) が乗ぜられる。そして、乗算器 61の出力が回転演算手段 C 2の出力となる。つまり、回転子回転軸 13の回転角（Θ) および角速度（ω) に対し、前述の式 2

(式 2) における演算結果が回転演算手段 C 2から出力されることになる。

このとき、前記式 2のゲイン G₂および位相差 ₂が前述した式 13

H db

k =- mr φ = ι +γ_Η -γ G (式 1 3)

'db または、前述した式 16 k = -mr， φ = ι · · · 、i 丄 6ノで定義されるゲイン k_mおよび位相差に等しければ移動体 14に作用する加振力が相殺され上下振動が発生することなく移動体 14は滑らかに上昇する。また、移動体 14が下降する場合は図 4の速度目標パターンを— 1倍して角速度目標パ夕一ン発生器 65から出力すれば良く、この場合も前記式 13および式 16の関係が成立するので、前述した式 14

F(s)-F_m0(s) · · · (式 14) が満足される。したがって、移動体 14が滑らかに下降することは言うまでもない。

さらに、回転軸 13に取付けられるシーブ 37に偏心があると、シ一プ 37には前述した式 17 z_d =r_d sin(¾ +ip_d) · · · (式 1 7) のような上下の変位が発生する。この変位も遠心力と同様にエレべ一夕システム 5に作用する。

したがって、この変位に起因する移動体 14への加振力は前述した式 18 F_d (s) = sin(e_d + φ_ά )]D(S) · · · (式 18 )

で記述されるようになる。そして、移動体 14には上下振動が発生する。

しかし、本発明に係わる振動調整装置 1にあってはトルク指令演算部 67の出力に回転演算手段 C 2，の出力が加算され、移動体 14を加振する上記式 18に示す加振力が相殺される。すなわち、角速度変換部 47の出力（ω) が回転角変換部 45' sに導入され、回転角変換部 45' sより出力される回転角（0) が加算器 53'において位相調整部 49'の所定の位相角、、と加算されて正弦演算部 55，に導入され、加算器 53，の出力値の正弦値（sin (θ+ ι) ) が演算される。正弦演算部 55，の出力にはゲイン調整部 57，で所定のゲイン（G が乗ぜられ、回転演算手段 C 2'の出力となる。

つまり、回転子回転軸 13の回転角および角速度に対し、前述した式 1

F_CD =G₁ sin^+^! (式 1) における演算結果が回転演算手段 C 2 'から出力されることになる。

このとき、上記式 1のゲインおよび位相差が前述した式 24

D db

r_d, _ά = +y_D-r G (式 24)

G db

あるいは前述した式 26 (式 2 6 ) で定義されるゲイン k _dおよび位相差 _dに等しければ移動体 1 4に作用する加振力が相殺され上下振動が発生することなく移動体 1 4は滑らかに上昇する。また、移動体 1 4が下降する場合は図 4の速度目標パターンを- 1倍して角速度目標パ夕一ン発生器 6 5から出力すれば良く、移動体 1 4が滑らかに下降することは言うまでもない。

また、本実施の形態ではシーブ 3 7の動的アンバランスおよび偏心に起因した複合的上下振動が移動体 1 4に発生する場合を説明しているが、このような場合でもゲイン G ₂ , および位相差は次のようにして調整できる。

①すべての値をゼロに設定する。このとき、加速度表示手段にはたとえば図 7 に示すように図 6より大きな移動体 1 4の上下振動が表示されている。

②ゲイン G iを徐々に大きく設定しながら、図 7の上下振動振幅に変化が見られるようになるまで移動体 1 4の昇降を繰り返す。

③図 7の振幅に変化が見られたらゲイン G を固定する。

④位相差を増加（減少）させながら移動体 1 4の昇降を繰り返し、移動体 1 4の上下振動振幅が最小となったところで位相差 tを固定する。

⑤ゲインを増加（減少）させながら移動体 1 4の昇降を繰り返し、移動体 1 4の上下振動振幅が最小となったところでゲインを固定する。この操作でゲインおよび位相差 iがそれそれゲイン k _dおよび位相差 ^ _dと等しくなり、偏心に起因する移動体 1 4の上下振動が相殺され、たとえば図 6の振動波形が加速度表示手段に現れる。

⑥ゲイン G ₂を徐々に大きく設定しながら、図 6の上下振動振幅に変化が見られるようになるまで移動体 1 4の昇降を繰り返す。

⑦図 6の振幅に変化が見られたらゲイン G ₂を固定する。

⑧位相差 ₂を増加（減少）させながら移動体 1 4の昇降を繰り返し、移動体 1 4の上下振動振幅が最小となったところで位相差 2を固定する。

⑨ゲイン G ₂を増加（減少）させながら移動体 1 4の昇降を繰り返し、移動体 1 4の上下振動振幅が最小となったところでゲイン G ₂を固定する。この操作でゲイン G ₂および位相差 ₂がそれそれ k_mおよび位相差と等しくなり、動的ァンバランスに起因する移動体 1 4の上下振動が相殺され、たとえば図 5の加速度波形が加速度表示手段に現れ、上下振動が除去されたことが確認できる。

上述のように本実施の形態ではシ一プ 3 7の動的アンバランスおよび偏心といつた機械的精度が原因となって移動体 1 4に発生する上下振動がトルク制御で除去される。このため、乗りかご 9 5の加速度で規定される乗り心地基準等、装置に要求される性能、優れた乗り心地を装置全体の剛性や加工精度に頼ることなく提供することができ、高強度の材料や補強が不要でコストの上昇を招くことがない。

なお、上記の第 1の実施の形態では、動的アンバランスおよび偏心に起因した移動体 1 4の複合的上下振動に対処するため、二つの回転演算手段を備えているが、これは回転演算手段の使用個数をなんら限定するものでなく、動的アンバランスもしくは偏心を有する回転体の個数に応じて必要数備えてよい。

また、回転体としてのシ一ブが動的アンバランスと偏心を有しているが、これは動的アンバランスもしくは偏心を有する回転体の種類をなんら限定するものでなく、たとえば電動機の回転子であってもよい。

さらに、回転検出手段がレゾルバを備えているが、これは回転検出手段の構成を何ら限定するものでなく、種々の変更が可能である。例えば、入力軸の角速度の増加に比例した出力電圧が得られる発電機であって何ら差し支えない。

加えて、回転伝達手段 1 9および回転入力軸 1 7により回転電動機 1 1の回転を伝達しているが、これは回転伝達手段 1 9の形態や回転入力軸 1 7の使用を何ら制限するものでなく、たとえば、図 8に示すように回転子回転軸 1 3の端部周囲に等間隔の縞模様 1 1 5を設け、信号処理部 2 3 'に付随する光学素子 1 1 7 でこれを読み取る回転検出手段 C Γとしての光学式エンコーダ 1 1 9であったり、図 9に示すように回転子回転軸 1 3の回転を回転伝達手段としてのローラ 1 2 1を介して口一夕リーエンコーダ 1 2 3に伝達する回転検出手段 C ，であつてもよい。

また、振動調整装置 1、速度制御装置 3 9および駆動装置 4 3が個別に配置されているが、これはそれそれの配置や設置個所をなんら限定するものでなく、速度制御装置や駆動装置内に振動調整装置が全体としてもしくは分割されて設置されていたり、駆動装置内に振動調整装置および速度制御装置が設置されていてもなんら差し支えない。

[第 2の実施の形態]

次に、本発明の第 2の実施の形態を図 1 0、図 1 1に基づいて説明する。第 1 の実施の形態では、回転体が動的アンバランスおよび偏心を有するシーブ 3 7である場合を想定し、これに対応して並列に並ぶ二つの回転演算手段 C 2、 C 2 ' を用いた例を示した。これに対して、第 2の実施形態においては、ともに動的ァンバランス（偏心は無視できる）が問題となるシ一ブ 3 7およびシ一プ 8 7を回転体として備えた系における振動調整について説明することとする。

本実施の形態における振動調整装置は、シーブ 3 7の回転を検出する回転検出手段 C l、シ一ブ 8 7の回転を検出する回転検出手段 C 、回転演算手段 C 2、これと同一構成を備えた回転演算手段 C 2 "を備えて構成される。

なお、以下において第 1の実施の形態における要素と同一の構成および機能を有する要素については同一符号を付して説明を省略するとともに、構成または機能に差異がある場合には「'」または「' '」記号の付加で区別こととする。

回転検出手段 C 1 'は、回転体としてのシーブ 8 7の円筒底面に設けられた回転軸の回りに等間隔の縞模様 1 1 5 '、軸受け 1 0 9の上端に所定の方法で取付けられた信号処理部 2 3 'に付随する光学素子 1 1 7を備えた光学式エンコーダ 1 1 9，を有している。したがって、回転演算手段 C 2 "には回転変換部 4 5を介してシ一プ 8 7の回転情報が入力される。

すると、回転演算手段 C 2 "からはシーブ 8 7の動的アンバランスに起因した移動体 1 4の上下振動を抑制すべく、前述した式 2

F, UB si + (式 2 ) に基づいたトルク指令補償値が出力される。

トルク指令演算部 6 7、回転演算手段 C 2および回転演算手段 C 2 "のそれそれの出力は動バランス調整加算器としての加算器 6 8⁵で加算され、加算器 6 8 ' の出力がシ一ブ 3 7およぴシ一ブ 8 7の動的アンバランスに起因した移動体 1 4 の上下振動を抑制するトルク指令値として駆動装置 4 3に導入されている。

[第 3の実施の形態]

次に、本発明の第 3の実施の形態を図 1 2、図 1 3に基づいて説明する。上述の第 1および第 2の実施の形態では、駆動力発生手段が回転電動機、駆動対象がエレべ一夕システムの移動体 1 4であった。しかし、本発明における駆動力発生手段や駆動対象をなんら限定するものではなく、種々変形してなんら差し支えない。本実施の形態においては、駆動対象が一軸位置決めテーブル装置のテーブル、駆動力発生手段がリニアモ一夕である場合の振動調整について説明する。

すなわち、本実施の形態においては、駆動対象が一軸位置決めテーブル装置 1 2 5の位置決めテーブル 1 2 7である。一軸位置決めテーブル装置 1 2 5は、リニァ固定子 1 2 6と可動子を兼ねたテーブル 1 2 7で構成される駆動力発生手段としてのリニア誘導モー夕 1 2 9、入力される推力指令値に一致する推力をテ一ブル 1 2 7に付与するための駆動力発生手段としての駆動装置 4 3 \ テーブル

1 2 7をリニア誘導モー夕 1 2 9の両端で支持するための回転体としてのローラ

1 3 3 a , 1 3 3 b, 断面が逆 U字形状の軌道枠 1 3 7、前記軌道枠 1 3 7の側面に固定されローラ 1 3 3 a , 1 3 3 bを回転可能に保持するための軸受け 1 3 9、テーブル 1 2 7の位置を検出するための光学式リニアセンサ 1 4 1、光学式リニァセンサ 1 4 1で検出されたテーブル 1 3 7の位置情報を擬似微分器 1 4 3 を介して導入するとともに速度目標パターン発生器 1 4 5の出力を導入してテ一プル 1 3 7の動きを所定の速度パターンに追従させるための推力指令値を出力する推力指令演算部 1 4 7を備えた速度制御装置 3 9 '、図示しないカップラを介してローラ 1 3 3 a， 1 3 3 bのそれそれの回転軸に検出軸が接続された回転検出手段 C 1 "としてのロー夕リ一エンコーダ 1 2 3 a， 1 2 3 bを備えている。そして、本実施の形態に係わる振動調整装置 'は、回転伝達手段 1 9として図示しないカヅプラ、ロー夕リ一エンコーダ 1 2 3 a ( 1 2 3 b》の出力を回転角に応じた電圧に変換する信号処理部 23⁵⁵ a (23" b) で構成される回転検出手段 C Γ' a (C 1" b) と、回転検出手段 C 1" a (C 1" b) の出力に基づいてローラ 133 a ( 133b) の偏心に起因して発生するテ一プル 127の駆動方向の振動を抑制するための推力補償値を演算する回転演算手段 C 2' a (C 2，b) と、回転演算手段 C 2' a， C 2' bのそれそれの出力および速度制御装置 39'の出力を合計する偏心振動調整加算器としての加算器 68"とを備えている。なお、前記回転演算手段 C 2， a (C2'b) において回転検出手段 C 1" a (C 1" b) の出力が回転角変換部 45，においてローラ 133 a ( 13 3b) の回転角に変換されることは言うまでもない。

ここで、ローラ 133 a (133b) に偏心があると、ローラ 133 a ( 13 3 b) の回転にともなってリニア固定子 126とテーブル 127の空隙長が変動し、リニア誘導モー夕 129の推力は回転に同期して変動する。このため、テープル 127は駆動方向に振動しながら速度パターンに追従することになる。しかるに本実施の形態によれば、口一ラ 133 a ( 133b) の偏心に起因するリニァ誘導モー夕 129の推力変動が振動調整装置 'で補償され、テーブル 127 に駆動方向の振動が生じることがない。

このため、ローラ 133 a, 133 bの加工精度ならびに取付け精度を緩和することができ、装置のコスト低減が可能となる。なお、回転演算手段 C 2' a， C 2' bのそれそれのゲイン調整部 57 位相調整部 49'の値を決める際は光学式リニアセンサ 141の位置情報出力を直列につながれた 2つの擬似微分器を介してテーブル 141の加速度に変換すると上述の調整手順に従うことができ、パラメ一夕調整作業が容易になる。この場合、光学式リニアセンサ 141、 2つの擬似微分器 143, 149で加速度検出手段 15 1が構成されることになる。

[第 4の実施の形態]

さらに、本発明の第 4の実施の形態を図 1、図 3および図 14に基づいて説明する。上述の第 1乃至第 3の実施の形態ではゲイン調整部および位相調整部の値が固定されていたが、これはゲイン調整部および位相調整部の値を限定するものでなく、駆動対象の運転状態に応じて適当な所定値を設定してなんら差し支えない。すなわち、本実施の形態では、第 1の実施の形態のエレべ一夕システム 5において、エレべ一夕システム 5の昇降行程が長く、駆動対象としての移動体 14の運転時最大加速度および同最大速度が大きく設定されている。また、最大速度運転時における回転電動機 11の振動を床に伝えないため、防振ゴム 105にはより大きな弾性が与えられている。

そして、速度制御装置 39からはエレべ一夕システム運転時の最大設定速度に基づいて設定速度信号 Vおよびエレべ一夕昇降時の回転電動機 11の回転方向信号 Dが出力されている。振動調整装置 Γ"は回転検出手段 C 1と回転演算手段 C 2 , C 2"\ 設定速度信号 Vに基づいて所定の値を出力するゲイン切替え手段 153、同位相切替え手段 155、設定速度信号 Vおよび回転方向信号 Dに基づいて所定の値を出力する位相設定器 157、前記位相切替え手段 155および前記位相設定器 157の出力を加算する加算器 159を備えている。

回転演算手段 C 2では、ゲイン調整器 57および位相調整器 49はゲイン切替え手段 153および加算器 159の出力に基づいて、それそれ所定の値に調整される。

また、回転演算手段 C 2'"は、前記角速度変換部 47の出力を前記回転子回転軸 13の角加速度（α) に変換する角加速度変換部 161、前記回転子回転軸 13の角度（0) を出力する積分器 45's、前記回転角変換部 45⁵ s (積分器）の出力（0) に対する位相角を加算器 159の出力に基づいて設定するための位相調整部 49'\ 前記位相調整部 49"の出力（ ₃) と回転角換部 45'sの出力（0) とを加算する加算器 53''、前記加算器 53"の出力（θ+¾^₃) が入力されるとともに入力した値の余弦値（cos (θ+≠3) ) を計算する余弦演算部 55"、前記ゲイン切替え手段 153の出力に基づいて前記余弦演算部 55" の振幅（G₃) を設定するゲイン調整部 57"、前記角加速度演算部 161の出力（ひ）と前記ゲイン調整部 57"の出力（Gscos (θ+φ₃) ) を乗算する角加速度乗算部としての乗算器 6 Γ'を備えている。そして、前記位相調整部 49 ⁵\ 加算器 53"および前記余弦演算部 55"は全体として三角関数演算部 C 3 "を構成している。そして、角速度乗算部としての前記乗算器 61および前記乗算器 6 Γ'の出力が、すなわち回転演算手段 C2, C2"'の出力が、前記トルク指令演算部 67の出力とともに加算器 68"に入力され、多重振動調整加算器としての加算器 68，，から出力される。

なお、加算器 68''に入力される回転演算手段 C 2 , C 2⁵''の出力の和は、刖迚の式 3

F_CF ^G₃{co² s' (p + ψ₃) + α cos(^ + )) · · · ³) で表現することができる。

このため、結果として前述した式 29

T_r sin(d_d +φ_Γ) + α cos ( + φ, )) (式 29)

に基づくトルク指令値が前記駆動装置 43に入力される。

本実施の形態のように昇降行程が長く運転時最大加速度およぴ同最大速度が大きく設定されている上に防振ゴム 1 05の弾性が低いエレべ一夕システムでは、シーブ 37が軸偏心を有すると最大速度およびその近傍の加減速時においてシ一ブ 37の軸偏心に起因する偏心加振力が過大となり、移動体 14には縦振動が発生する。さらに、防振ゴム 105の弾性が低い場合には、過大となった偏心加振力により防振ゴム 105上で電動機ュニヅト 104全体が上下に振動し、この電動機ュニット 104の振動が偏心加振力に加わって移動体 14が加振されることになる。この電動機ュニヅト 104の上下振動と偏心加振力の加振合力はその振幅および前記回転軸 13の回転角との位相差が運転時の最大設定速度および同設定加速度で変化する。そして、位相差については回転電動機 1 1の回転方向によつても変化する。このため、移動体 14が特定の最大設定速度で上昇する場合において移動体 14の上下振動が収まるようにゲイン調整部 57, 57''および位相調整部 49 , 49''を調整しても、たとえば、移動体 14の下降時においては移動体 14の縦振動が収まらないという事態が生じることになる。また、最大設定速度を変更すると上昇時も下降時も移動体 14には縦振動が発生することになる。しかるに、本実施の形態にあつては振動調整装置 Γ ' 'が図 14のように構成されており、前記ゲイン切替え手段 153、前記位相切替え手段 155および前記位相設定器 157により、最大設定速度および回転電動機 1 1の回転方向に応じてゲイン調整部 57, 57''のゲイン（G₃) および位相調整部 49, 49" の位相差（ ₃)が適切に設定される。前記加振合力は最大設定速度および回転電動機 1 1の回転方向に応じて振幅と位相差が変化する偏心加振力とみなすことができるので、運転状態ごとに前述した式 28 m_dr_d (- )_d ² sm(d_d +ip_d) + a cos(¾ + i _d ))jR(s) . . . (式 28) で表される偏心加振力が前述した式 29

Τ_τ ω sm(0_d +φ_τ) + α cos(¾ + φ_τ )) . . . (式 29)

に基づくトルク指令値で相殺され、すべての運転状態において移動体 14の縦振動が減少する。

このため、移動体 14の昇降時でどちらかに縦振動が発生することもなく、また、夜間において静粛運転のため最大設定速度を低く設定しても移動体 14に縦振動が発生することもない。

加えて、上記各実施の形態では、回転演算手段はアナログ演算的に説明されているがこれは、アナログ、デジタルの演算方式を何ら限定するものではなくデジタル演算方式を適用してもよい。

このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

以上のように、本発明の振動調整装置によれば、回転体の動的アンバランスや偏心に起因する駆動対象の振動を機械的精度や剛性を高めることなく大幅に低減することができるので装置のコストを低減できる。また、駆動対象に余計な振動が発生せず破損しにくくなるため、装置の信頼性向上を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 駆動対象を駆動する駆動力発生手段と、

前記駆動力発生手段の駆動力で回転する回転体と、

前記駆動力発生手段が発生すべき推力もしくはトルクを指令する駆動力指令手段と、

前記回転体の回転運動を検出する回転検出手段と、

前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の回転角を出力する回転角変換部と、前記回転角検出部から出力された前記回転角の一次関数で表現される角度の正弦値または余弦値を演算する三角関数演算部と、前記三角関数演算部の出力に所定のゲインを乗じるゲイン調整部と、を含む回転演算手段と、

前記回転演算手段の演算結果に基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正する駆動力指令補正手段と、

を備えた振動調整装置。

2 . 前記回転演算手段が、更に、前記回転角変換部の出力の一次関数切片としての所定の調整位相値を出力する位相調整部を含み、前記回転角の一次関数として表現される角度は、前記回転角に前記調整位相値を加えて得られる角度であり、前記三角関数演算部は、前記回転角に前記調整位相値を加えて得られる角度の正弦値または余弦値を演算することを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整

3 . 前記回転演算手段が、更に、前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の角速度を出力する角速度変換部と、前記三角関数演算部もしくは前記ゲイン調整部の出力に前記角速度変換部から出力された角速度の 2乗を乗じる角速度乗算部と、を含むことを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

4 . 前記回転演算手段が、更に、前記回転検出手段の出力に基づき前記回転体の角加速度を出力する角加速度変換部と、前記三角関数演算部もしくは前記ゲィン調整部の出力に前記角加速度変換部の出力を乗じる角加速度乗算部と、を含むことを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

5 . 前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記ゲイン調整部の出力の和を演算する加算器を有することを特徴とする、請求項 1に記載の

6 . 前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記角速度乗算部の出力の和を演算する加算器を有することを特徴とする、請求項 3に記載の

7 . 前記駆動力指令補正手段が、前記角加速度乗算部出力と前記角速度乗算部の出力の和を演算する加算器を有することを特徴とする、請求項 4に記載の振

8 . 前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段の出力と前記角速度乗算部の出力と前記ゲイン調整部の出力の和を演算する加算器を有することを特徴とする、請求項 3に記載の振動調整装置。

9 . 前記駆動力指令補正手段が、前記駆動力指令手段出力と前記角加速度乗算部出力と前記角速度乗算部の出力と前記ゲイン調整部の出力の和を演算する加算器を有することを特徴とする、請求項 4に記載の振動調整装置。

1 0 . 前記回転演算手段が、前記回転角を 0、前記ゲイン調整部のゲインを G K 前記位相調整部の調整位相値をとした場合に、以下の式で得られる前記回転体の偏心補償量 F C Dを算出し、 - G_{l S}i + J 前記駆動力指令補正手段は、前記偏心補償量 F CDに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正することを特徴とする、請求項 2に記載の振動調整装置。

11. 前記回転演算手段が、前記回転角変換部の出力の一次関数切片としての所定の調整位相値を出力する位相調整部を含み、

前記回転演算手段が、前記回転角を 6>、前記角速度を ω、前記ゲイン調整部のゲインを G₂、前記位相調整部の調整位相値を ₂、とした場合に、以下の式で得られる前記回転体の動的アンバランス補償量 F_UBを算出し、

F UB 0₂ω sm 前記駆動力指令補正手段は、前記動的アンバランス補償量 F_CDに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正することを特徴とする、請求項 3に記載の振動調整

12. 前記回転演算手段が、前記回転角変換部の出力の一次関数切片としての所定の調整位相値を出力する位相調整部を含み、

前記回転演算手段が、前記回転角を 0、前記角速度を ω、前記角加速度をひ、前記ゲイン調整部のゲインを G₃、前記位相調整部の調整位相値を ₃とした場合に、以下の式で得られる前記回転体の偏心カアンバランス補償量 F_CFを算出し、

F_CF =G₃(co² sin(e + ₃ ) + a cos(0 + ₃ ))

前記駆動力指令補正手段は、前記偏心カアンバランス補償量 F_CFに基づいて前記駆動力指令手段の出力を補正することを特徴とする、請求項 4に記載の振動調

1 3 . 前記回転演算手段が、前記駆動対象の運転状態に応じて前記ゲイン調整部のゲインを複数個の所定値を切替えて設定するゲイン切替え手段を有することを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

1 4 . 前記回転演算手段が、前記駆動対象の運転状態に応じて前記位相調整部の位相を複数個の所定値を切替えて設定する位相切替え手段を有することを特徴とする、請求項 2に記載の振動調整装置。

1 5 . 前記回転演算手段が、前記回転体の回転方向に応じて前記位相調整部の位相を設定する位相設定器を有することを特徴とする、請求項 2に記載の振動

1 6 . 前記回転角変換部が、前記角速度変換部の出力を積分する積分器を有することを特徴とする、請求項 3に記載の振動調整装置。

1 7 . 前記駆動対象の駆動方向の振動を検出する振動検出手段を更に備えたことを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

1 8 . 前記振動検出手段が、駆動対象の加速度を検出する加速度検出手段を有することを特徴とする、請求項 1 7に記載の振動調整装置。

1 9 . 前記回転検出手段がレゾルバを有することを特徴とする、請求項 1に

2 0 . 前記回転検出手段が発電機を有することを特徴とする、請求項 1に記

2 1 . 前記回転検出手段がエンコーダを有することを特徴とする、請求項 1

2 2 . 前記回転体が、電動機の回転子であることを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

2 3 . 前記回転体が、エレべ一夕システムのメインシ一ブであることを特徴とする、請求項 1記載の振動調整装置。

2 4 . 前記回転体が、エレべ一夕システムのコンペンシ一プであることを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

2 5 . 前記駆動対象が、エレべ一夕システムの乗りかごであることを特徴とする、請求項 1に記載の振動調整装置。

2 6 . 駆動対象を駆動する駆動力発生手段と、前記駆動力発生手段の駆動力で回転する回転体と、前記駆動力発生手段が発生すべき推力もしくはトルクを指令する駆動力指令手段と、を備えたシステムにおいて、前記駆動力指令手段の指令出力を所定の補償値を用いて補正することにより前記駆動対象に発生する振動を調整する方法であって、

前記回転体の回転角を求めるステップを含む回転検出工程と、

前記回転角の一次関数として表現できる角度の正弦値または余弦値と所定のゲインとの積を求めるステップを含み、前記積に基づいて前記補償値を演算する演算工程と、

前記駆動対象に発生している所定の振動成分の振幅が最小となるような前記ゲィンを決定するステツプを含む決定工程と、

を備えた振動調整方法。

2 7 . 前記演算工程において、前記回転角の一次関数として表現できる角度として、前記回転角に所定の調整位相値を加えて得られる角度が用いられ、前記決定工程は、更に、前記駆動対象に発生している所定の振動成分の振幅が最小となるような前記調整位相値を決定するステップを含んでいることを特徴とする、請求項 2 6に記載の振動調整方法。

2 8 . 前記回転検出工程は、前記回転体の角速度を求めるステップを更に含み、

前記演算工程において、前記正弦値または余弦値および前記ゲインの前記積と、前記回転体の角速度と、の積に基づいて前記補償値が演算されることを特徴とする、請求項 2 6に記載の振動調整方法。

2 9 . 前記回転検出工程は、前記回転体の角加速度を求めるステップを更に含み、

前記演算工程において、前記正弦値または余弦値および前記ゲインの前記積と、前記回転体の角加速度と、の積に基づいて前記補償値が演算されることを特徴とする、請求項 2 6に記載の振動調整方法。