(57)【要約】【課題】本発明は、センサを省略してコストを低減できるとともに、保守の手間を軽減することができるエレベータの制振装置を得ることを目的とするものである。【解決手段】かごに振動が発生すると、ガイドローラ１１が変位され、電磁アクチュエータ１７のコイル１５に逆起電力による電流が流れる。かごの振動により電磁アクチュエータ１７に発生する電流を検知し、かごの振動を推定するかご振動推定装置と、かご振動推定装置からの情報に応じてかごの振動を抑制するための指令信号を電磁アクチュエータ１７に出力する指令発生装置とを制御部に設けた。【選択図】        図１
2004244173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
かごに対して変位可能に設けられ、かごガイドレールに係合して上記かごの昇降を案内するガイド部材、
上記かごに搭載され、上記ガイド部材を上記かごに対して変位させる電磁アクチュエータ、
上記電磁アクチュエータに接続され、上記かごの振動による上記ガイド部材の変位に伴って上記電磁アクチュエータに発生する電流を検知し、上記かごの振動を推定するかご振動推定手段、及び
上記かご振動推定手段からの情報に応じて上記かごの振動を抑制するための指令信号を上記電磁アクチュエータに出力する指令発生手段
を備えていることを特徴とするエレベータの制振装置。
【請求項２】
上記電磁アクチュエータは、互いに対向する磁石とコイルとを有しており、上記磁石に発生する磁界の方向は、上記磁石と上記コイルとの間に発生する駆動力の方向に対して交差していることを特徴とする請求項１記載のエレベータの制振装置。
【請求項３】
上記電磁アクチュエータは、互いに対向する磁石とコイルとを有しており、上記磁石及び上記コイルは、上記磁石に対して上記コイルが変位しても上記コイルを横切る上記磁石の磁束がほぼ維持されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータの制振装置。
【請求項４】
上記電磁アクチュエータの駆動回路には、上記電磁アクチュエータのコイルに対して直列にコンデンサが接続されている、又は、それと電気的に等価な回路構成になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエレベータの制振装置。
【請求項５】
かごに対して変位可能に設けられ、かごガイドレールに係合して上記かごの昇降を案内するガイド部材、及び上記かごに搭載され、上記ガイド部材を上記かごに対して変位させる電磁アクチュエータを備えたエレベータの制振方法であって、
上記かごの振動による上記ガイド部材の変位に伴って上記電磁アクチュエータに発生する電流を検知し、上記かごの振動を推定する工程、及び
推定された上記かごの振動に応じて上記かごの振動を抑制するための指令信号を上記電磁アクチュエータに出力する工程
を含むことを特徴とするエレベータの制振方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、かごの振動をアクティブに低減するエレベータの制振装置及び制振方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータの制振装置においては、かごに発生した振動が、かご枠に取り付けられた加速度センサにより検出される。加速度センサからの検出信号は、制御装置にフィードバックされる。これにより、振動を抑制する制御信号が制御装置からアクチュエータに出力され、かごに発生する振動が制振される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２２５５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の制振装置では、専用の加速度センサを必要とするため、コストが高くなるとともに、保守の手間がかかる。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、センサを省略してコストを低減できるとともに、保守の手間を軽減することができるエレベータの制振装置及び制振方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベータの制振装置は、かごに対して変位可能に設けられ、かごガイドレールに係合してかごの昇降を案内するガイド部材、かごに搭載され、ガイド部材をかごに対して変位させる電磁アクチュエータ、電磁アクチュエータに接続され、かごの振動によるガイド部材の変位に伴って電磁アクチュエータに発生する電流を検知し、かごの振動を推定するかご振動推定手段、及びかご振動推定手段からの情報に応じてかごの振動を抑制するための指令信号を電磁アクチュエータに出力する指令発生手段を備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態の一例によるエレベータの制振装置を示す構成図である。図において、昇降路内には、一対のかごガイドレール１が設置されている。かご２は、かごガイドレール１に沿って昇降路内を昇降される。また、かご２は、かご枠３と、かご枠３の内側に支持されたかご室４とを有している。
【０００８】
かご枠３には、かごガイドレール１に係合してかご２の昇降を案内する４組のガイド装置５が搭載されている。これらのガイド装置５は、かご枠３の上部の幅方向（間口方向）両端部と、かご枠３の下部の幅方向両端部とに配置されている。ここでは、ガイド装置５として、ローラガイド装置が用いられている。かご枠３の下端部には、ガイド装置５を制御する制御部３０が搭載されている。制御部３０の搭載位置は、特に限定されず、例えばかご２上であってもよい。
【０００９】
図２は図１のガイド装置５を示す側面図、図３は図１の要部を示す斜視図である。ガイド装置５は、かご枠３に固定された支持台６、支持台６に立設されたガイドレバー支持部材７、揺動軸８を中心に揺動可能にガイドレバー支持部材７に取り付けられたガイドレバー９、及びローラ軸１０を中心に回転可能にガイドレバー９に取り付けられたガイド部材としてのガイドローラ１１を有している。また、図では省略したが、ガイド装置５には、ガイドローラ１１をかごガイドレール１に押し付けるばねが設けられている（但し、この発明は、ばねを用いないものにも適用できる）。
【００１０】
ガイドローラ１１は、かごガイドレール１の正面に接するように配置されており、かご２の昇降に伴ってかごガイドレール１に沿って転動される。かご２の左右に配置されたガイド装置５のガイドローラ１１により、かご２の幅方向への変位が規制される。また、ここでは図示しないが、各ガイド装置５には、ガイドレール１の両側面に接する２個のガイドローラも設けられており、これらのガイドローラによりかご２の奥行き方向への変位が規制される。
【００１１】
支持台６上には、ヨーク１２が固定されている。ヨーク１２には、複数の磁石（永久磁石）１３が固定されている。ヨーク１２の外側には、ボビン１４が配置されている。ボビン１４には、ヨーク１２の内側で磁石１３に対向するようにコイル１５が巻回されている。ボビン１４及びコイル１５は、ヨーク１２及び磁石１３に対して上下方向へ変位可能になっている。
【００１２】
ボビン１４には、アーム１６が固定されている。アーム１６は、ローラ軸１０に当接している。ガイドローラ１１をかご２に対して変位させる電磁アクチュエータ（リニアモータ）１７は、ヨーク１２、磁石１３、ボビン１４、コイル１５及びアーム１６を有している。
【００１３】
図４は図２の電磁アクチュエータ１７の動作を説明する説明図、図５は図４のアーム１６が変位された状態を示す説明図である。磁石１３に発生する磁界の方向は図のＹ軸方向であり、電磁アクチュエータ１７の駆動力の方向は図のＺ軸方向である。即ち、磁石１３の磁界の方向は、コイル１５の揺動面に対して交差、ここでは直交している。
【００１４】
ボビン１４がＺ軸方向へ駆動されると、アーム１６によりローラ軸１０が押圧され、ガイドレバー９が揺動軸８を中心として揺動される。これにより、ガイドローラ１１は、水平方向へ変位しようとし、かごガイドレール１の長手方向に交差する方向に力が発生する。このかごガイドレール１に対する力のリアクションにより、かご２に制振力が加えられ、かご２の振動が抑制される。
【００１５】
また、かご２に振動が発生すると、ガイドローラ１１がかご２に対して水平方向へ変位されるかたちとなり、ボビン１４及びコイル１５が磁石１３に対して変位される。これにより、コイル１５には逆起電力による電流が流れる。
【００１６】
また、磁石１３とコイル１５との対向面は、図４及び図５に示すように、平行四辺形（長方形を含む）Ａ，Ｂである。従って、対向面Ａ，Ｂの面積、即ちコイル１５を横切る磁石１３の磁束の量は、コイル１５の変位によって殆ど変化しない。即ち、磁石１３の形状及び大きさ、コイル１５の形状及び大きさ、並びにアーム１６の揺動角度範囲等は、磁石１３に対してコイル１５が変位してもコイル１５を横切る磁束がほぼ維持されるように設定されている。
【００１７】
図６は図１の制御部３０と図２の電磁アクチュエータ１７との関係を示すブロック図である。制御部３０は、かご振動推定手段としてのかご振動推定装置１９と、指令発生手段としての指令発生装置１８とを有している。かご振動推定装置１９は、コイル１５に接続され、かご２の振動によるガイドローラ１１の変位に伴ってコイル１５に発生する電流を検知し、かご２の振動を推定する。また、指令発生装置１８は、かご振動推定装置１９からの情報に応じてかご２の振動を抑制するための指令電圧（指令信号）を電磁アクチュエータ１７のコイル１５に出力する。
【００１８】
図７は図２の電磁アクチュエータ１７の駆動回路を示す回路図である。図において、電磁アクチュエータ１７は、駆動アンプ２１から供給される電流により駆動される。また、この駆動回路では、電磁アクチュエータ１７のコイル１５の抵抗２２及びリラクタンス２３に対して直列にコンデンサ２４が接続されている。
【００１９】
電磁アクチュエータ１７のコイル１５のインダクタンスをＬ、抵抗値をＲとし、コンデンサ２４のキャパシタをＣとすると、Ｌ、Ｒ、Ｃを用いて表される回路全体のインピーダンスＺは次式となる。
Ｚ＝Ｒ＋ｊ｛ωＬ−（１／ωＣ）｝  ・・・（式１）
但し、ｊは虚数単位（ｊ２＝−１）である。
【００２０】
これにより、この駆動回路のインピーダンスＺは、次の条件が成り立つときに最小となる。
ω＝１／√（ＬＣ）  ・・・（式２）
【００２１】
これは、インピーダンスＺが小さくなる周波数では電流が流れ易くなることを示す。そこで、かご２の振動を抑制したい周波数ωＣに対して、式２で示される電気回路の共振周波数ωを一致、又はその近傍の周波数となるようにキャパシタＣを調整する。これにより、その振動周波数以外の信号成分が通過しにくくなることから、ノイズなどによる雑音成分を除去することができる。その結果、問題とする振動周波数での逆起電力を検出し易くすることができ、微少な振動の検出も可能となる。
【００２２】
このようなエレベータの制振装置は、かご２の振動により電磁アクチュエータ１７に発生する電流を検知し、かご２の振動を推定するかご振動推定手段１９と、かご振動推定手段１９からの情報に応じてかご２の振動を抑制するための指令信号を電磁アクチュエータ１７に出力する指令発生装置１８とを用いたので、かごの水平方向への振動の検出と抑制との両方を電磁アクチュエータ１７により行うことができ、センサを省略してコストを低減できるとともに、保守の手間を軽減することができる。
【００２３】
ここで、図８は図１のかご２を正弦波で加振したときに図２の電磁アクチュエータ１７で発生する逆起電力の大きさを測定した結果を示す関係図である。図８に示すように、かご２が加振された場合には、逆起電力が発生し、かご２の振動が観測される。従って、逆起電力の測定により、振動の推定が可能となる。特に、発生する起電力とかご２の振動との関係が線形に近い状態となるようにすれば、かご振動推定装置１９における振動の推定は容易である。
【００２４】
また、上記の例では、磁石１３の磁界の方向がコイル１５の揺動面に対して交差しているため、コイル１５の変位（揺動）により磁界の方向が変化せず、逆起電力の発生量が電磁アクチュエータ１７の駆動状態の影響を受け難くなり、かご振動推定装置１９における振動の推定が容易になる。さらに、指令信号に対して電磁アクチュエータ１７が発生する駆動力（制御力）が線形に近い特性を持つことになり、制御系の構成が容易である。
【００２５】
さらに、磁石１３及びコイル１５は、磁石１３に対してコイル１５が変位してもコイル１５を横切る磁束がほぼ維持されるように配置されているので、かご２内の負荷の偏荷重や建物の揺れによる傾きに対しても、コイル１５を横切る磁束が殆ど変化せず、コイル１５に発生する逆起電力からかご２の振動を安定して推定できるとともに、安定した制御力を発生させることができる。
【００２６】
さらにまた、電磁アクチュエータ１７の駆動回路にコンデンサ２４を挿入し、コンデンサ２４のキャパシタを調整（選択）することにより、駆動回路の共振周波数を調整可能としたので、所望の周波数のかご振動を特に効果的に抑制することができる。
【００２７】
最後に、図９は図１の制振装置による制御を行わない場合のかご振動の測定結果を示す関係図、図１０は図１の制振装置による制御を行った場合のかご振動の測定結果を示す関係図であり、いずれも同様の加振力をかご２に加えたときのかご振動の時間応答を示している。図９及び図１０から、本実施の形態による制振装置による制振効果は明らかである。
【００２８】
なお、上記の例では、電磁アクチュエータ１７の固定側に磁石１３を配置し、可動側にコイル１５を配置したが、逆であってもよい。
また、上記の例では、電磁アクチュエータ１７のコイル１５に対して直列にコンデンサ２４を接続したが、それと電気的に等価な回路構成としてもよい。
さらに、上記のような制振装置は、かごの上部及び下部のいずれか一方のガイド装置のみに適用しても両方のガイド装置に適用してもよい。
さらにまた、上記の例では、かごの幅方向の振動について説明したが、前後方向の振動を抑制する制振装置にもこの発明が適用できるのは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のエレベータの制振装置は、かごの振動により電磁アクチュエータに発生する電流を検知し、かごの振動を推定するかご振動推定手段と、かご振動推定手段からの情報に応じてかごの振動を抑制するための指令信号を電磁アクチュエータに出力する指令発生装置とを用いたので、センサを省略してコストを低減できるとともに、保守の手間を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の一例によるエレベータの制振装置を示す構成図である。
【図２】図１のガイド装置を示す側面図である。
【図３】図１の要部を示す斜視図である。
【図４】図２の電磁アクチュエータの動作を説明する説明図である。
【図５】図４のアームが変位された状態を示す説明図である。
【図６】図１の制御部と図２の電磁アクチュエータとの関係を示すブロック図である。
【図７】図２の電磁アクチュエータの駆動回路を示す回路図である。
【図８】図１のかごを加振したときに図２の電磁アクチュエータで発生する逆起電力の大きさを測定した結果を示す関係図である。
【図９】図１の制振装置による制御を行わない場合のかご振動の測定結果を示す関係図である。
【図１０】図１の制振装置による制御を行った場合のかご振動の測定結果を示す関係図である。
【符号の説明】
１  かごガイドレール、２  かご、１１  ガイドローラ（ガイド部材）、１７電磁アクチュエータ、１８  指令発生装置（指令発生手段）、１９  かご振動推定装置（かご振動推定手段）、２４  コンデンサ。
【図１】
2004244173.tif 000003
【図２】
2004244173.tif 000004
【図３】
2004244173.tif 000005
【図４】
2004244173.tif 000006
【図５】
2004244173.tif 000007
【図６】
2004244173.tif 000008
【図７】
2004244173.tif 000009
【図８】
2004244173.tif 000010
【図９】
2004244173.tif 000011
【図１０】
2004244173.tif 000012