(57)【要約】【課題】エレベータロープの揺れを低減してエレベータロープと昇降路内の機器との衝突や絡まりを防止する。【解決手段】エレベータが設置された建物の揺れを検出する揺れ検出センサ２３と、エレベータロープとしてのメインロープ４の水平方向の変位を計測するロープ変位センサ３３と、前記揺れ検出センサ２３およびロープ変位センサ３３の出力信号が入力される制御装置２１と、前記メインロープの水平方向の移動を拘束するロープ拘束部材２６と、このロープ拘束部材２６を駆動するアクチュエータ２５とを設け、建物が揺れた際に、前記変位センサ３３および検出センサ２３の出力信号を制御装置２１に入力し、それに対応する制御信号を制御装置２１から出力して、建物とメインロープ４との相対変位が小さくなるようにロープ拘束部材２６をアクチュエータ２５を介して動作させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータロープの水平方向の変位を計測するロープ変位センサと、
このロープ変位センサの出力信号を入力して、それに対応する制御信号を出力する制御装置と、
この制御装置が出力する制御信号に基づいて動作するアクチュエータと、
このアクチュエータにより駆動され、前記エレベータロープの変位を制御するロープ拘束部材と、
を備えることを特徴とするエレベータロープの制振装置。
【請求項２】
エレベータが設置された建物の揺れを検出する揺れ検出センサと、
エレベータロープの水平方向の変位を計測するロープ変位センサと、
前記揺れ検出センサおよびロープ変位センサの出力信号を入力して、それに対応する制御信号を出力する制御装置と、
この制御装置が出力する制御信号に基づいて動作するアクチュエータと、
このアクチュエータにより駆動され、前記エレベータロープの変位を制御するロープ拘束部材と、
を備えることを特徴とするエレベータロープの制振装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレベータの制振装置において、
前記制御装置には、前記ロープ変位センサの出力信号、または前記ロープ変位センサおよび揺れ検出センサの出力信号とともに、かごの位置についての信号が入力され、それに対応する制御信号が前記制御装置から前記アクチュエータに出力されることを特徴とするエレベータの制振装置。
【請求項４】
前記アクチュエータがリニアモータまたはサーボモータを駆動源とする機器で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエレベータの制振装置。
【請求項５】
前記ロープ拘束部材がアクチュエータにより水平二方向に駆動されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエレベータの制振装置。
【請求項６】
前記ロープ変位センサとして画像センサが用いられていることを特徴とする請求項１ないし５に記載のエレベータの制振装置。
【請求項７】
前記ロープ拘束部材が一対のローラを備え、そのローラ間に前記エレベータロープが挿入されていることを特徴とする請求項１ないし６に記載のエレベータの制振装置。
【請求項８】
前記各ローラの周面にはウレタンゴム等の弾性体からなる被覆層が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のエレベータの制振装置。
【請求項９】
前記エレベータロープは前記ローラ間に遊びをもって挿入されていることを特徴とする請求項７または８に記載のエレベータの制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータロープとしてのメインロープやコンペンロープの揺れを抑えるエレベータロープの制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９には従来のエレベータロープの制振装置を示してあり、昇降路１の上部の機械室２に巻上機３が設置されている。巻上機３にはメインロープ４が巻き掛けられ、このメインロープ４の一端部にかご５が、他端部にカウンターウエイト６がそれぞれ連結され、このメインロープ４を介してかご５およびカウンターウエイト６が昇降路１内に吊り下げられている。
【０００３】
また、かご５の下端部とカウンターウエイト６の下端部との間にはコンペンロープ７が掛け渡され、このコンペンロープ７が昇降路１の下部に設けられたコンペンシーブ８に巻き掛けられている。
【０００４】
機械室２には、メインロープ４の水平方向の変位を規制するロープ制振装置９が設けられている。このロープ制振装置９はメインロープ４を走行自在に支持してその水平方向の変位を規制するガイド９ａを備えている。
【０００５】
エレベータの運転時には、巻上機３によりメインロープ４が駆動され、かご５およびカウンターウエイト６が互いに反対方向に昇降する。そしてかご５およびカウンターウエイト６の昇降に応じるかご５側とカウンターウエイト６側とのメインロープ４の重量差がコンペンロープ７により補償される。
【０００６】
地震や強風等により建物が揺れたときには、機械室２と共に巻上機３やメインロープ４等も揺れる。かご５の位置によっては、建物の揺れの振動数とメインロープ４の固有振動数が接近し、メインロープ４の揺れが大きくなり、メインロープ４が昇降路１内の機器等に衝突したり絡まったりする恐れがある。
【０００７】
なお、かご５およびカウンターウエイト６は、その昇降案内用のガイドレール（図示せず）によってそれぞれ水平方向の動きが規制されており、したがってかご５およびカウンターウエイト６が個々に揺れるようなことはない。
【０００８】
メインロープ４の揺れに対応するために、機械室２にはロープ制振装置９が設けられている。しかし、従来のロープ制振装置９は機械室２に固定して設置され、単にガイド９ａを介してメインロープ４の水平方向の変位を規制するだけであり、建物が揺れたときにはロープ制振装置９も一体に揺れてしまい、このためメインロープ４の揺れを有効に抑えることができない。
【０００９】
そこで、図１０に示すような制振装置が提案されている。この制振装置は建物の揺れを検出する揺れ検出センサ１２と、メインロープ４の揺れを抑える制振機構１３とを備えている。揺れ検出センサ１２および制振機構１３は機械室２の床上に設置されている。
【００１０】
制振機構１３は、メインロープ４の水平方向の変位を規制する作動子１３ａと、この作動子１３ａを水平方向に移動させる作動機１３ｂとを備えている。
【００１１】
建物が揺れたときには、その揺れが検出センサ１２により検出され、その信号に基づいて作動機１３ｂによりその揺れと逆方向に作動子１３ａが駆動され、この作動子１３ａによりメインロープ４を建物の揺れと逆方向に水平移動させてメインロープ４の揺れを抑えようとするものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの制振装置においては、建物の揺れを検出し、その揺れと逆方向にロープを移動させるだけで、制振対象のロープの揺れ量を検出していない。建物が揺れたときには、ロープ自体が加振し応答する。この応答（ロープ変位）は、初期条件、境界条件等に依存するため、建物の揺れだけでは一義的に決定することはできない。したがって、建物の揺れのデータのみでは、充分にロープの揺れを低減できないという問題がある。
【００１３】
また、かごの位置に関するデータを追加しても、ロープ自体の変位が計測されていないため、同様にロープの変位を一義的に決定することができず、充分にロープの揺れを低減できない。
【００１４】
この発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、ロープの変位を計測し、そのデータを用いてロープの変位を制御することによりロープの揺れを的確に低減することができるエレベータロープの制振装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、エレベータロープの水平方向の変位を計測するロープ変位センサと、このロープ変位センサの出力信号を入力して、それに対応する制御信号を出力する制御装置と、この制御装置が出力する制御信号に基づいて動作するアクチュエータと、このアクチュエータにより駆動され、前記エレベータロープの変位を制御するロープ拘束部材とを備えることを特徴としている。
【００１６】
また、この発明は、エレベータが設置された建物の揺れを検出する揺れ検出センサと、エレベータロープの水平方向の変位を計測するロープ変位センサと、前記揺れ検出センサおよびロープ変位センサの出力信号を入力して、それに対応する制御信号を出力する制御装置と、この制御装置が出力する制御信号に基づいて動作するアクチュエータと、このアクチュエータにより駆動され、前記エレベータロープの変位を制御するロープ拘束部材とを備えることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１ないし図８を参照して説明する。なお、従来の構成と対応する部分には同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００１８】
図１には第１の実施形態を示してあり、この実施形態においては、機械室２の下方に機械室（建物）床プレート２０が設けられ、機械室２に設置された巻上機３からは機械室２の床および前記機械室床プレート２０を貫通してメインロープ４がその下方に導出され、このメインロープ４によりかご５およびカウンターウエイト６が昇降路１内に吊り下げられ、またかご５の下端部とカウンターウエイト６の下端部との間にコンペンロープ７が掛け渡され、このコンペンロープ７が昇降路１の下部に設けられたコンペンシーブ８に巻き掛けられている。
【００１９】
機械室２の床上には、制御装置２１と、この制御装置２１からの信号によって動作する制振器２２と、機械室２（建物）の揺れを検出する加速度センサ等からなる揺れ検出センサ２３と、エレベータの運転を制御する制御盤２４とが設けられている。
【００２０】
前記制振器２２は、駆動源としてのアクチュエータ２５と、このアクチュエータ２５により駆動されるロープ拘束部材２６とを備え、アクチュエータ２５は例えばリニアモータであって、図２に示すように、固定部２７と可動部２８とを備え、その可動部２８にロッド２９を介して前記ロープ拘束部材２６が取り付けられている。
【００２１】
ロープ拘束部材２６は、フレーム３０の内側に一対のローラ３１を互いに平行にかつ回転自在に架設してなり、その一対のローラ３１間にエレベータロープとしてのメインロープ４が挿入されて水平方向の移動が拘束されている。
【００２２】
かご５およびカウンターウエイト６は、ほぼ平行に引き揃えられた複数本のメインロープ４によって昇降路１内に吊り下げられている。したがって、ロープ拘束部材２６における各ローラ３１の周面には、図２（Ａ）に示すように、その複数本のメインロープ４に対応する数の断面ほぼＵ字状をなす係合溝３１ａが形成され、これらの係合溝３１ａ内に各メインロープ４が適度な遊びをもって係合している。
【００２３】
前記支持機械室床プレート２０の上には、メインロープ４の水平方向の変位を計測する画像センサ等からなるロープ変位センサ３３が設けられている。このロープ変位センサ３３は、前記ロープ拘束部材２６と所定の間隔を保つようにそのロープ拘束部材２６の下方に配設されている。
【００２４】
また、前記制御盤２４は、かご５の位置を逐次検出してかご５の運行を制御する制御手段を備えている。
【００２５】
図３には電気回路の構成を示してあり、制御装置２１には、揺れ検出センサ２３による建物の揺れに関するデータの信号、ロープ変位センサ３３によるメインロープ４の水平方向の変位に関するデータの信号、および制御盤２４によるかご５の位置に関するデータの信号がそれぞれ入力され、またその入力に基づく信号がアクチュエータ２５に送信されるようになっている。
【００２６】
地震や強風時に建物が揺れると、かご５の位置によっては、建物の揺れの振動数とメインロープ４の固有振動数とが接近してメインロープ４の揺れが大きくなる。
【００２７】
この際、建物の揺れ（加速度または変位）が揺れ検出センサ２３により検出され、メインロープ４の変位がロープ変位センサ３３により検出され、それぞれその検出のデータの信号が制御装置２１に入力される。また、併せて制御盤２４が把握しているかご５の位置に関するデータの信号が制御装置２１に入力され、所定の演算が行なわれる。なお、ロープ変位センサ３３として画像センサを用いた場合には、メインロープ４と非接触でその変位を計測することができる。
【００２８】
そして制御装置２１から前記入力信号に対応する制御信号がアクチュエータ２５に送信され、その制御信号に基づいてロープ拘束部材２６がアクチュエータ２５により水平方向に駆動され、巻上機３とかご５との間の区間のメインロープ４の上端部付近が強制的に所定の水平方向に動かされる。
【００２９】
すなわち、ロープ変位センサ３３によりフィードバックされるメインロープ４の変位に関する信号と、揺れ検出センサ２３で検出される建物の揺れに関する信号をもとに、建物とメインロープ４との相対変位が小さくなるようにロープ拘束部材２６が制御され、メインロープ４が所定の水平方向に駆動される。
【００３０】
これにより、建物に対するメインロープ４の変位つまり揺れを的確に抑えることができ、メインロープ４と昇降路１内の機器との衝突や絡みを防止することができる。
【００３１】
なお、ロープ拘束部材２６は巻上機３の近くに配置され、巻上機３とかご５との間の区間のメインロープ４の上端部付近がそのロープ拘束部材２６により駆動される状態にあるから、かご５が昇降路１内の最上部まで上昇してもそのロープ拘束部材２６と干渉するようなことはない。
【００３２】
ロープ拘束部材２６に対する制御の方式として、制御盤２４からのかご５の位置に関する信号をもとに、巻上機３とかご５との間のメインロープ４の長さＬを求め、メインロープ４の固有振動数ｆを下式により計算し、ロープ変位センサ３３からの信号や、揺れ検出センサ２３が検出する加振源となる機械室２の加速度または変位についての信号をもとに、制御装置２１においてメインロープ４の応答を予測してロープ拘束部材２６の移動量を決定してメインロープ４の変位が小さくなるように制御することが可能であり、これによりさらにメインロープ４の揺れを低減することができる。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
なお、ロープ変位センサ３３により計測されるメインロープ４の変位量が所定値以下であるときには、許容範囲内の揺れとして制振器２２を動作させず、また大きな地震等によりロープ変位センサ３３により計測されるメインロープ４の変位量が所定値を大きく上回り、制振器２２ではその変位を抑えることができないときには、制振器２２を動作させず、エレベータの運転を停止させる。これにより、制振器２２の無用な動作を避けて消費電力を少なくすることができる。
【００３５】
図２（Ａ）に示すように、メインロープ４はロープ拘束部材２６を構成する一対のローラ３１の係合溝３１ａ内に遊びをもって挿入されており、このため通常時にはメインロープ４とローラ３１の係合溝３１ａとはほぼ非接触状態に保たれ、このためその相互の摩耗を小さく抑えてその交換寿命を長くすることができる。
【００３６】
制振器２２のアクチュエータ２５としては、リニアモータを用いる場合のほか、固定部と可動部を備えるリニアガイドを設け、その固定部と可動部とのいずれか一方にボールねじのボールねじ軸を、他方にそのボールねじ軸に係合するボールナットを設け、そのボールねじ軸をサーボモータで駆動して可動部をロープ拘束部材と一体的に水平移動させる構成とすることも可能である。
【００３７】
ところで、図４に示すように、ロープ拘束部材２６を構成するローラ３１の係合溝３１ａの内面を含むその周面の全体に弾性体としてのウレタンゴムからなる所定の厚さの被覆層４０を設けることも可能である。
【００３８】
ロープ拘束部材２６やメインロープ４が水平移動したときには、そのメインロープ４がローラ３１の係合溝３１ａに接触してその係合溝３１ａの周面に水平方向の衝撃的な荷重が加わって摩耗の原因となるが、ローラ３１の周面にウレタンゴムからなる被覆層４０を設けた場合には、その荷重を低減して摩耗を抑え、ローラ３１の交換寿命をより長くすることができる。
【００３９】
被覆層４０の材料としてウレタンゴムを用いた場合には、メインロープ４が被覆層４０に衝突する際のウレタンゴムの摩耗量を他の材料の場合よりも著しく低減させることができる。
【００４０】
図５には各弾性体材料の機械的特性を、図６には各弾性体材料の衝撃荷重に対する摩耗量の関係を示してあり、図５（Ｂ）に示すように、ウレタンゴムは一定荷重に対する耐摩耗性は他の材料に比べて多少良い程度であるが、図６に示すように、衝撃荷重に対する摩耗量は他の材料に比べて著しく小さい。これは、図５（Ａ）に示すように、ウレタンゴムが他の材料に比べて機械的強度が高いことと、金属材料に比べれば弾性が大きく、衝撃荷重が緩和されるからである。
【００４１】
図６に示すように、メインロープ４が被覆層４０としてのウレタンゴムに衝突する際に発生する荷重領域では、衝突１回当りの摩耗量は１０−５ｍｍ程度であり、１年間のロープ衝突回数を１０５回程度と想定しても、１年間の摩耗量は１ｍｍ程度となり、ウレタンゴムの厚さによりその交換頻度を大幅に低くすることができる。
【００４２】
また、被覆層４０の材料としてウレタンゴムを用いることにより、メインロープ４に対する損傷や摩耗を抑えることができるため、メインロープ４の健全性を確保することができる。なお、被覆層４０の材料としては、ポリエチレン等のエチレン系でも所望の特性を得ることができるならば、選択して使用することができる。
【００４３】
図７には制振器２２の変形例を示してあり、この制振器２２は、水平移動が可能な第１のアクチュエータ２５ａと、この第１のアクチュエータ２５ａの上に取り付けられ、第１のアクチュエータ２５ａとは直角の水平方向に移動が可能な第２のアクチュエータ２５ｂとを備え、その第２のアクチュエータ２５ｂにロッド２９を介してロープ拘束部材２６が取り付けられ、このロープ拘束部材２６によりメインロープ４の水平方向の移動が規制されている。
【００４４】
また、この場合には、メインロープ４の変位を検出するロープ変位センサがそのメインロープ４の水平二方向分の変位を計測し、機械室（建物）の加速度または変位を検出する揺れ検出センサがその機械室（建物）の水平二方向分の加速度または変位を計測するようになっており、他の構成は前記第１の実施形態の場合と同様となっている。
【００４５】
地震や強風時に建物が揺れた際には、その揺れによる建物（機械室）の水平二方向分の変位が揺れ検出センサにより検出され、メインロープ４の水平二方向分の変位がロープ変位センサにより検出される。
【００４６】
そして、それぞれその検出のデータの信号および制御盤が把握しているかごの位置に関するデータの信号がそれぞれ制御装置に入力され、所定の演算が行なわれ、この制御装置から前記入力信号に対応する制御信号が制振器２２の第１のアクチュエータ２５ａおよび第２のアクチュエータ２５ｂに送信され、その制御信号に基づいてロープ拘束部材２６が水平二方向に駆動され、このロープ拘束部材２６によりメインロープ４の建物に対する相対変位が小さくなるように制御され、これにより建物に対するメインロープ４の変位つまり揺れが小さく抑えられ、メインロープ４と昇降路１内の機器との衝突や絡みが防止される。
【００４７】
ところで、前記第１の実施形態においては、図１に示すように、巻上機３とかご５との間の区間のメインロープ４の上部、つまり巻上機３の近くにロープ拘束部材２６やロープ変位センサ３３を設けるようにしたが、前記メインロープ４の下部つまりかご５の上にロープ拘束部材２６やロープ変位センサ３３を設け、そのロープ拘束部材２６でメインロープ４の建物に対する相対変位が小さくなるように制御してメインロープ４の揺れを抑えるようにすることも可能である。
【００４８】
また、前記第１の実施形態においては、巻上機３とかご５との間の区間のメインロープ４を対象としてその揺れを抑えるようにしたが、図８に第２の実施形態として示すように、エレベータロープとしてのコンペンロープ７を対象とし、例えばかご５とコンペンシーブ８との間の区間のコンペンロープ７の下部に前記第１の実施形態の場合と同様に、アクチュエータ２５、ロープ拘束部材２６、ロープ変位センサ３３を設けてそのコンペンロープ７の揺れを抑えるように構成することも可能である。
【００４９】
さらに、図示しないが、巻上機３とカウンターウエイト６との間の区間のメインロープ４に対して同様の制振装置を設けたり、あるいはカウンターウエイト６とコンペンシーブ８との間の区間のコンペンロープ７に対して同様の制振装置を設けることも可能である。
【００５０】
勿論、巻上機３とかご５との間の区間のメインロープ４、かご５とコンペンシーブ８との間の区間のコンペンロープ７、巻上機３とカウンターウエイト６との間の区間のメインロープ４、カウンターウエイト６とコンペンシーブ８との間の区間のコンペンロープ７のそれぞれに対して同様の制振装置を設けることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、地震や強風等で建物が揺れたときのエレベータロープの揺れを的確に低減することができ、したがってエレベータロープと昇降路内の機器との衝突や絡まりを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す側面図。
【図２】その実施形態における制振器の構造を示し、（Ａ）は制振器の平面図、（Ｂ）は制振器の側面図。
【図３】その実施形態の電気回路の構成を示すブロック図。
【図４】その実施形態におけるロープ拘束部材のローラに弾性体からなる被覆層を設ける場合の例を示す断面図。
【図５】各弾性体材料の機械的特性を示す図。
【図６】各弾性体材料の衝撃荷重と摩耗量との関係を示すグラフ図。
【図７】制振器の変形例を示す平面図。
【図８】この発明の第２の実施形態を示す側面図。
【図９】従来のエレベータロープの制振装置を示す側面図。
【図１０】従来のさらに異なるエレベータロープの制振装置を示す側面図。
【符号の説明】
１…昇降路、２…機械室、３…巻上機、４…メインロープ、５…かご、６…カウンターウエイト、７…コンペンロープ、８…コンペンシーブ、２１…制御装置、２２…制振器、２３…揺れ検出センサ、２４…制御盤、２５…アクチュエータ、２６…ロープ拘束部材、３１…ローラ、３３…ロープ変位センサ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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