(57)【要約】【課題】大きな制振力であるにも係わらず小型、特に高さ方向の寸法が小さく、制御動作がより安定な制振装置付きエレベータを得る。【解決手段】昇降路内に配設されたガイドレールに沿って、乗りかご１が上下動可能とされ、乗りかご１の振動を検出し、検出した信号によりアクチュエータ２７を駆動制御する制振装置付きエレベータにおいて、回転軸４１によって対を成すように支持された円盤２１ａ，２１ｂと、それぞれの円盤において回転軸４１から偏芯した位置に設けられた錘２２ａ，２２ｂと、を備え、アクチュエータ２７により円盤２１ａ，２１ｂが回転駆動される。【選択図】  図２
2011037603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路内に配設されたガイドレールに沿って、乗りかごが上下動可能とされ、前記乗りかごの振動を検出し、検出した信号によりアクチュエータを駆動制御する制振装置付きエレベータにおいて、
回転軸によって対を成すように支持された円盤と、
それぞれの前記円盤において前記回転軸から偏芯した位置に設けられた錘と、
を備え、前記アクチュエータにより前記円盤が回転駆動されることを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤は、回転量に見合った円弧が形成された円弧形状とされたことを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤は、逆回転されることを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤は、外周に接する円筒形のローラで駆動されることを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤のそれぞれを駆動する円筒形の２個のローラを備え、前記２個のローラの一方は前記アクチュエータにより回転駆動される主動ローラとされ、他方は前記主動ローラにより駆動される従動ローラとされたことを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項６】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤のそれぞれを駆動する円筒形の２個のローラを備え、前記２個のローラは逆回転されることを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項７】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤のそれぞれを摩擦駆動する円筒形の２個のローラを備え、前記２個のローラの一方は他方を摩擦駆動し、互いに逆回転することを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【請求項８】
請求項１に記載のものにおいて、前記円盤は同一径とされ、前記円盤のそれぞれを駆動する２個のローラを備え、前記ローラは大径部と小径部を有し、前記大径部で一方から他方を駆動し、前記小径部で前記円盤が駆動されることを特徴とする制振装置付きエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブ制振装置を用いたエレベータに係わり、特に、小型で、エレベータとしてより実用性が高いものに好適である。
【背景技術】
【０００２】
エレベータは、乗りかごがロープによって懸架されており、モータでロープを巻上げることで上下に昇降する。乗りかごは、左右に設置されたガイドレールに、シューないしローラを用いたガイド装置でエレベータの走行を案内している。また、エレベータの走行中には、乗りかごに振動が発生する。この振動には大きく分けて上下方向と横方向の振動がある。
【０００３】
乗りかごの乗り心地の向上とかごの走行安定性能を両立し、乗りかごに発生する横振動を制振するため、乗りかごの振動方向及び振動の大きさを検出し、検出した振動を相殺するアクティブ制振装置を設けることが知られ、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エレベータにアクティブ制振装置を適用する場合、アクティブ制振装置による騒音が乗りかごの内部に空気伝搬、もしくは固体伝搬すること、昇降路の省スペース化を図るため、乗りかごの天井上やかご下にもスペースを確保する必要があり、装置全体として小型化を図ること、制御動作が安定で、不要な振動を引き起こさないこと、が必要とされる。したがって、上記特許文献１のように、単にアクティブ制振装置を設けることではエレベータとしての実用性が高いものとはならない。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、大きな制振力であるにも係わらず小型、特に高さ方向の寸法が小さく、制御動作がより安定な制振装置付きエレベータを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、昇降路内に配設されたガイドレールに沿って、乗りかごが上下動可能とされ、前記乗りかごの振動を検出し、検出した信号によりアクチュエータを駆動制御する制振装置付きエレベータにおいて、回転軸によって対を成すように支持された円盤と、それぞれの前記円盤において前記回転軸から偏芯した位置に設けられた錘と、を備え、前記アクチュエータにより前記円盤が回転駆動されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転軸によって対を成すように支持され、偏芯した位置に錘が設けられた円盤を回転駆動するので、大きな制振力であるにも係わらず小型で制御動作がより安定な制振装置付きエレベータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による一実施の形態であるエレベータ全体を示す斜視図。
【図２】本発明による一実施の形態である制振装置を示す斜視図。
【図３】図２の制振装置の上面図。
【図４】本発明による他の実施の形態である制振装置を示す側面図。
【図５】一実施形態である制振装置をエレベータに適用した正面図。
【図６】さらに他の実施形態である制振装置をエレベータに適用した正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
エレベータにおいて、上下方向の振動は、巻上機のモータのトルクリップルやシーブやプーリの偏芯による強制変位がロープに伝播して発生する。これを低減するために、リップルの低減や回転体の偏芯量を小さくすることなどを行っている。
【００１１】
横振動は、主にガイドレールの曲がりや段差の強制変位が乗りかごに加わることによって発生する。この横振動を低減するには、ガイドレールの据付誤差が小さくなるように施工を管理したり、ガイド装置や乗りかごの下に防振ゴムやダンパを用いて減衰付加を行っている。
【００１２】
本実施の形態では、錘付きの円盤を２個用いて、各々に回転式のアクチュエータを設置する。また、２つのアクチュエータの回転量を等しく制御するため、エンコーダなどのセンサならびに制御器を設ける。
【００１３】
制御動作が不安定となった場合には、制振対象とする方向と直角な方向の不要な振動を引き起こす可能性がある。すなわち、上下方向を対象とした振動に対して、不必要に左右方向の振動を引き起こしかねない。また、減速機などを用いない構成とすると、円盤をダイレクトドライブ式のモータで駆動することとなるため、微小角の制御が困難となり、スリット数の多い高分解能のエンコーダが必要とされる。また、円盤を３６０度回転可能な構成とすると、エレベータの高さ方向の寸法が増大する。
【００１４】
以下、一実施例について、図面を用いて説明する。図１は、エレベータの乗りかご１の斜視図であり、乗りかご１の正面に対して奥行き方向をＸ方向、水平方向をＹ方向、上下方向をＺ方向と定義する。
【００１５】
図示したエレベータは、巻上用のシーブ４を昇降路底部に有する機械室レスタイプを示している。乗りかご１とつり合重り２には、それぞれ動滑車に相当するかご下プーリ６ａ，６ｂ，８を備えており、乗りかご１の移動量を１とした場合に、巻上機５の巻き取り量が２となる２：１ローピング構成をとっている。
【００１６】
エレベータの昇降路内には、Ｔ型断面のガイドレール３４ａ，３４ｂが鉛直方向に左右一対設けられており、このガイドレール３４ａ，３４ｂに沿って乗りかご１が上下に昇降する。シーブ４に巻きかけられたロープ３は、それぞれ乗りかご１とつり合重り２に巻きかけられて、それぞれガイドレール３４ａ，３４ｂと結合された頂部ベース（図示せず）に固定される。機械室レスタイプでは、最上階に停止した際の、乗りかご頂部の隙間寸法を小さくするため、かご下プーリ６ａ，６ｂを乗りかご１の下に設置されている。
【００１７】
ガイドレール３４ａ，３４ｂには据付時にこれらの接続点において段差や曲がりが生じるため、これらが強制変位として乗りかご１に作用する。強制変位に起因した振動が、乗りかご１へ伝播するのを防ぐため、乗りかご１とかご枠（図示せず）の間には防振ゴムが設けられている。また、かご枠には、上部と下部にそれぞれガイド装置を取り付けて乗りかごの走行を案内するが、このガイド装置にもゴムローラやダンパを用いる。
【００１８】
制振装置３２は、乗りかご１の下に設置されており、乗りかご１に取り付けられた加速度センサ３３の出力に応じてフィードバック制御を行っている。制振装置３２を駆動する制御盤４２は乗りかご１の下に設置されている。
【００１９】
図２は制振装置３２の詳細を示し、図中のｚ方向の制振を行う機構を示している。回転軸４１には同一径（直径）を有する２つの円盤２１ａ，２１ｂが同軸に取り付けられており、これらの外周近くには錘２２ａ，２２ｂが取り付けられている。錘２２ａ，２２ｂは初期位置が水平軸上の左右に設置され、円盤２１ａ，２１ｂは逆方向に回転される。したがって、２つの錘２２ａ，２２ｂが回転軸４１部に与える反力は、水平方向の力を打ち消しあうことから、上下方向（ｚ方向）の力を得ることができる。
【００２０】
２つの円盤２１ａ，２１ｂにそれぞれ回転式のアクチュエータ２７を取り付けると、高トルクのアクチュエータ２７が２台必要となる。アクチュエータはコスト低減のためにも小型で最小数であることが求められている。このため、以下１つの小型のアクチュエータにて駆動する。
【００２１】
錘２２ａ，２２ｂを有する円盤２１ａ，２１ｂには、これらの外周に接する円筒形のローラ２６ａ，２６ｂが各々の円盤２１ａ，２１ｂに取り付けられている。ローラ２６ａ，２６ｂは、大径部２５ａ，２５ｂと小径部２４ａ，２４ｂからなる。大径部２５ａ，２５ｂは、互いに対向しており、一方のローラ２６ａに取り付けたアクチュエータ２７を用いて他方のローラ２６ｂを摩擦駆動している。これにより、２つのローラ２６ａ，２６ｂを逆回転させる。小径部２４ａ，２４ｂはそれぞれ円盤２１ａ，２１ｂに接しており、円盤２１ａ，２１ｂを摩擦駆動して、錘２２ａ，２２ｂを回転駆動する。なお、図示しないが、ばねを用いて対向するローラを押し付ければ、すべりのない安定した駆動力を与えることができる。
【００２２】
錘２２ａ，２２ｂは、自由落下によって、錘２２ａ，２２ｂが最下端に来るまで円盤２１ａ，２１ｂが回転してしまうが、これを防止するにはアクチュエータ２７で錘の重力補償トルクを与える。すなわち錘２２ａ，２２ｂの回転角を計測してこれに応じたトルクをアクチュエータ２７で与える。
【００２３】
また、錘２２ａ，２２ｂもしくは円盤２１ａ，２１ｂにばね２３ａ，２３ｂを取り付けて、ばね２３ａ，２３ｂの一端をフレーム側に固定すれば、錘２２ａ，２２ｂの自由落下を防止する役割を有する。このとき、ばね２３ａ，２３ｂと錘２２ａ，２２ｂと円盤２１ａ，２１ｂを含めた回転体からなる固有振動数は、制振対象周波数よりも高い周波数となるようにばね２３ａ，２３ｂを選定する。本図は引張りばねで記載しているが、ねじりばねなどコイルばね以外でも良い。
【００２４】
図３は上面図を示しており、大径部２５ａ，２５ｂは直径Ｄ１であって、小径部２４ａ，２４ｂは直径Ｄ２となっている。ローラ２６ａ，２６ｂは大径部２５ａ，２５ｂ部で一方２６ａから他方２６ｂを駆動し、小径部２４ａで円盤２１ａ，２４ｂで円盤２１ｂが駆動される。
【００２５】
ローラ２６ａ，２６ｂのシャフトを両端で支持構造とした場合には、支持体３８ａ，３８ｂが必要となるが、直径Ｄ１とＤ２と同一径とした場合、ローラ間の軸間距離Ａは小さくなるため、ローラ２６ａ，２６ｂと支持体３８ａ，３８ｂが干渉したり、アクチュエータ２７やカップリング２８と干渉する恐れがある。
【００２６】
ローラ軸間距離Ａを大きくするには、直径寸法を大きくすれば良いが、円盤２１ａ，２１ｂの直径Ｄ３との比が小さくなるため、減速比Ｄ３／Ｄ１が小さくなりアクチュエータを小型化する上では不利となる。これに対して、２つのローラ２６ａ，２６ｂ内の２つの段部直径比Ｄ１／Ｄ２を大きくすることによって、ローラ軸間距離Ａを拡大することで、アクチュエータが小型化している。
【００２７】
また、円盤２１ａ，２１ｂについて軸方向のローラ間距離Ｂを近づけ、垂直軸回り（図２中のｚ軸回り）のモーメントを小さくして、乗りかごに不要なモーメントが作用することを防いでいる。
【００２８】
次に図４を参照して制振装置３２の他の実施例について説明する。本図は、同軸上に配置された２枚の円盤２１ａ，２１ｂを横に並べて記載した正面図である。円盤２１ａ，２１ｂが逆回転すると、初期状態において水平軸上に設置された錘２２ａ，２２ｂはそれぞれ２２ａ′と２２ｂ′の位置に移動するが、それぞれの、錘２２ａ′と２２ｂ′にはたらく遠心力は、左側の錘２２ａ′が−Ｚ方向と−Ｙ方向、右側の錘２２ｂ′が−Ｚ方向と＋Ｙ方向である。したがって、２つの錘に働く力は、Ｙ方向については互いに打ち消しあって、Ｚ方向の遠心力の反力３６ａ，３６ｂが円盤中心に＋Ｚ方向にはたらく。この力を利用して、乗りかご１の上下方向の制振を行う。
【００２９】
一方、初期状態において垂直軸上に設置された錘３５ａ，３５ｂはそれぞれ３５ａ′と３５ｂ′の位置に移動するが、それぞれの、錘３５ａ′と３５ｂ′にはたらく遠心力は、左側の錘３５ａ′が＋Ｚ方向と−Ｙ方向、右側の錘３５ｂ′が＋Ｚ方向と−Ｙ方向である。このため、円盤中心は＋Ｙ方向の力３７ａ，３７ｂを受け、乗りかご１の横方向の制振を行う。
【００３０】
制振装置３２をエレベータに適用した形態について、図５を参照して詳細に説明する。
本図は、エレベータの乗りかご１の正面図を表しており、上下方向の制振を行う。乗りかご１の下にはプーリ６ａ，６ｂが設置されており、これらの下端にはロープ３が通過する。制振装置は、乗りかご１の高さ方向縮小のため、このロープ３よりも上側に配置する。さらに、左右方向については、２つのかご下プーリ６ａ，６ｂの間の空隙に設置する。制振装置のベース３０は、円盤２１ａ，２１ｂの回転軸と一体に結合されており、小径部２４ａ，２４ｂとアクチュエータ（図３中２７）からなる駆動ユニット４０を支持ロッド４３を介してこのベース３０に固定する。なお、小径部２４ａ，２４ｂと円盤２１ａ，２１ｂをすべりがないように安定的に押し付けるため、ロッド４３の端部にはばね３９が設置されている。
【００３１】
小径部２４ａ，２４ｂと円盤２１ａ，２１ｂの間には、一旦すべりが発生すると、不要な水平方向の力が発生するため、小径部２４ａ，２４ｂの回転量を計測するセンサ３１ａ，３１ｂを設けて、２つの円盤２１ａ，２１ｂの位相差を常時モニターする。計測手段は、円盤の一部に突起ないし段部を形成して、センサを近接センサなどで構成し、回転に応じたパルスの遅延量などを計測すればよい。
【００３２】
図６は、制振装置３２をエレベータに適用した他の形態であり、かご下プーリ６ａ，６ｂの直径Ｄｐを小径にした場合は、制振装置の上下方向の設置スペースがさらに小さくなることから、円盤の回転量を例えば、±６０゜などになるように錘の質量を決定し、円盤２１ａ，２１ｂを半円形状としている。これにより、高さ方向は円形形状に比べて縮小することが可能となる。なお円盤２１ａ，２１ｂは、下方の小径部２４ａ，２４ｂと接する部分において、錘２２ａ，２２ｂの回転量だけ円弧を形成した円弧形状であれば、半円形状に限定されず、扇形状などでよい。
【００３３】
以上述べたように、２つの円盤に偏芯した位置に錘を設けて、これらを逆回転させる。２つの錘は、例えば水平軸上で左右に１８０度位相がずれた状態に初期セットして、この状態から回転制御を開始すると、左右方向の力は上下方向の並進力を得ることが可能で、水平方向の並進力は互いに打ち消されることになる。さらに錘を小型化して回転量を大きくすれば、大きな制振力を得ることができる。
【００３４】
また、ローラを小径化すると同時に円盤を大径化することによって、大きな減速比を得てアクチュエータを小型化できる。さらに、錘を有する回転円盤の下方に小型のアクチュエータを配置するため、エレベータの上下方向にスペースを大きく必要としない。さらに、ボールネジやリニアガイドなどの機構品を付加することがないので、装置を安価に構成することができる。
【００３５】
さらに、回転する円筒面に２つの円盤を摩擦駆動させることによって、２つの円盤を機械的に協調動作させるので、より微小角の制御が可能であり、高回転数で円盤制御を行うことができる。さらに、錘の回転量を±６０度以内に制限すれば、円盤を扇形状として制振装置の高さ寸法縮小を図ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  乗りかご
２  つり合重り
３  ロープ
４  シーブ
５  巻上機
６ａ，６ｂ  かご下プーリ
７ａ，７ｂ，７ｃ  頂部プーリ
８  つり合重りプーリ
２１ａ，２１ｂ  円盤
２２ａ，２２ｂ  錘
２３ａ，２３ｂ  ばね
２４ａ，２４ｂ  小径部
２５ａ，２５ｂ  大径部
２６ａ，２６ｂ  ローラ
２７  アクチュエータ
３０  ベース
３１ａ，３１ｂ  センサ
３２  制振装置
３３  加速度センサ
３４ａ，３４ｂ  ガイドレール
４１  回転軸
４２  制御盤
Ｄ１  大径部直径
Ｄ２  小径部直径
Ｄ３  円盤直径
Ｄｐ  かご下プーリ直径
Ａ  ローラ軸間距離
Ｂ  ローラ間距離（軸方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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