(57)【要約】【課題】突発的な外乱に対しても乗りかごの振動を応答性良く低減することにより乗り心地を向上したエレベータを提供する。【解決手段】昇降路２内に配置された乗りかご５と、昇降路内に垂直に延びるように取り付けられたガイドレール３と、ガイドレールに対して接離するように乗りかごに取り付けられガイドレールに圧接されて乗りかごを昇降自在に案内するガイドローラ１２と、乗りかご上に設けられガイドローラを介して乗りかごに与えられる振動を減衰させるダンパ装置１４と、ダンパ装置に連結されダンパ装置の減衰係数を変化させるモータ３１と、乗りかごにおけるガイドローラの取付部位の加速度を検出する第１の加速度センサ３４と、ガイドローラの加速度を検出する第２の加速度センサ３５と、各センサの検出値に基づいて乗りかごの振動が低減するようにモータを駆動する制御部３６とを具備することを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004075228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路内に配置された乗りかごと、前記昇降路内に垂直に延びるように取り付けられたガイドレールと、前記ガイドレールに対して接離するように前記乗りかごに取り付けられ前記ガイドレールに圧接されて前記乗りかごを昇降自在に案内するガイドローラと、前記乗りかご上に設けられ前記ガイドローラを介して前記乗りかごに与えられる振動を減衰させるダンパ装置と、前記ダンパ装置に連結され前記ダンパ装置の減衰係数を変化させるアクチュエータと、前記乗りかごの振動の大きさを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出値に基づいて前記乗りかごの振動が低減するように前記アクチュエータを駆動する制御手段とを具備することを特徴とするエレベータ。
【請求項２】
前記振動検出手段は、前記乗りかごにおける前記ガイドローラの取付部位の振動方向の加速度を検出する第１の加速度センサと、前記ガイドローラの振動方向の加速度を検出する第２の加速度センサとから成り、前記制御手段は、前記第１及び第２の加速度センサの検出値に基づいて前記取付部位の振動方向の速度Ｖ１及び前記ガイドローラの振動方向の速度Ｖ２を算出すると共にＶ１×（Ｖ１−Ｖ２）を算出し、その正負に基づいて前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１記載のエレベータ。
【請求項３】
前記ダンパ装置が、粘性流体を収容するシリンダと、前記シリンダ内に軸方向に移動自在に収容されたピストンとを備え、前記アクチュエータにより前記ピストンを前記シリンダに対して相対的に移動させて前記シリンダの内周部と前記ピストンの外周部との間のギャップの大きさを変化させることにより減衰係数を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエレベータ。
【請求項４】
前記ダンパ装置、前記振動検出手段、及び前記アクチュエータが前記乗りかごの上面側あるいは下面側のいずれか一方にのみ設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、昇降路内で乗りかごを巻上機の吊りロープで昇降させるロープ式のエレベータに係り、特に乗りかごをガイドレールに沿って案内する案内装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なロープ式のエレベータの構造を図１１に基づいて説明する。すなわち、建物１には垂直に延びる昇降路２が形成されており、この昇降路２内には一対のガイドレール３，３が複数個のブラケット４，４，・・・を介して垂直に延びるように取り付けられている。
【０００３】
昇降路２内には乗りかご５が図示しない巻上機の吊りロープ６で吊り下げられ、ガイドレール３，３により昇降自在に案内されている。なお、乗りかご５はかご枠７とかご室８とで構成されている。
【０００４】
図１２に拡大して示すように、かご枠７の上下両面の各隅部には支持部材９が取り付けられている。この支持部材９には、略Ｔ字形の作動杆１０がピン軸１１を介して回動自在に軸支されている。作動杆１０の中間部にはガイドローラ１２が支軸１３を介して回転自在に軸支されており、その外周面はガイドレール３に接している。
【０００５】
さらに、この作動杆１０の一端は、乗りかご５上に設けられたダンパ装置１４にピン軸１５を介して回動自在に連結されている。なお、ダンパ装置１４は例えば油圧シリンダ装置により構成される。
【０００６】
支持部材９の上部には、水平に延びる上下一対の案内杆１６，１７の一端が固定されており、これらの案内杆１６，１７は作動杆１０の上部を貫通している。
【０００７】
案内杆１６の他方の端部にはナット１８が取り付けられ、案内杆１６におけるナット１８と作動杆１０の間の部位にはコイル状の調整バネ１９が同軸状に挿入装着されている。この調整バネ１９により作動杆１０を介してガイドローラ１２がガイドレール３に圧接されている。
【０００８】
また、案内杆１７の他方の端部にはナット２０が取り付けられ、案内杆１７におけるナット２０と作動杆１０の間の部位に設けられたストッパ２１が案内杆１７から抜け出るのが防止されている。このストッパ２１により作動杆１０の動作が規制される。
【０００９】
このエレベータでは、図１１に誇張して示したように、ガイドレール３に曲がりが有った場合でも、作動杆１０がストッパ２１に接触しない範囲で変位し、ダンパ装置１４と調整バネ１９の緩衝効果により乗りかご５の振動を低減している。
【００１０】
一般に、乗りかご５内の荷重が均等に分散されて乗りかご５が水平な状態に保持されており、しかも各ガイドレール３の曲がりをダンパ装置１４と調整バネ１９で吸収している状態では、ガイドレール３からガイドローラ１２を介して乗りかご５に伝わる外力が小さい方が乗りかご５の振動は小さくて乗り心地がよい。そのため、調整バネ１９のばね定数及びダンパ装置１４のオイルの粘性係数はなるべく低く設定した方がよい。
【００１１】
しかしながら、調整バネ１９のばね定数を小さくし過ぎると、比較的小さな偏荷重に対しても作動杆１０がストッパ２１に当接することになる。しかも乗りかご５が高速で上昇する際には、各ガイドレール３の曲がりによって乗りかご５が直接強制変位を受けることになり、これによって乗りかご５に大きな横揺れが生じる等の問題が生じる。
【００１２】
また、各ガイドレール３の大きな曲がりの波長は、ガイドレール３の支持間隔と一致することが多く、しかもこの支持間隔は建物の床の間隔と一致するため、実際には３〜５ｍとなるが、ガイドレール３に沿って乗りかご５が毎分３６０ｍ以上の高速で昇降する場合、乗りかご５は横方向へ２〜４Ｈｚで加振されることになる。
【００１３】
乗りかご５の横方向の第１次の固有振動数はこの領域に有る場合が多いため、各ブラケット４を高速で通過する場合の加振周波数と第１次の固有振動数が一致すると、乗りかご５が共振し、大きな横揺れが生じることになる。
【００１４】
この共振時の振幅を下げるためには、ダンパ装置１４の粘性係数を大きくすることが有効であるが、この粘性係数を大きくすることは、図１３のグラフに示す振動伝達率と周波数との関係から明らかなように、各ガイドレール３の小さな曲がりによる１０Ｈｚ以上の加振力に対し、調整バネ１９の緩衝効果を低下させて乗り心地を悪くすることになり、高い防振効果（制振効果）を上げることは困難である。
【００１５】
このような問題を解決し、ガイドローラに加えられた振動を抑制する方法としては、例えば特許公報第２８９９４５５号のエレベータが知られている。この技術について図１４、図１５を参照して説明する。なお、上記従来例と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、同一の部分については説明を省略する。
【００１６】
図１４に示すように、このエレベータでは、ダンパ装置１４が、非磁性材から成るシリンダ本体２２と、このシリンダ本体２２内に充填された粘性流体としての磁性流体２３と、シリンダ本体２２の外周部に巻着された電磁コイル２４とを有している。
【００１７】
作動杆１０の一端には、下方に向けて垂設されたピストン状の連杆２５が形成されており、その下端部が磁性流体２３中に浸漬している。なお、シリンダ本体２２の上端開口部は、磁性流体２３が漏洩しないように、ゴム製のシール材２２ａにより密封されている。
【００１８】
電磁コイル２４には、図１５に示ように、乗りかご５の振動の大きさを検出する加速度センサのような振動検出センサ２６が制御回路２７を介して接続されている。電磁コイル２４及び制御回路２７は、ダンパ装置１４における磁性流体２３の粘性係数を可変制御する粘性係数可変手段としての機能を有している。
【００１９】
このように構成されたエレベータでは、振動検出センサ２６で検出された振動波形の信号を制御回路２７へ送信して周波数を比較分析し、これに基づいて電磁コイル２４に制御電流を流して磁性流体２３の粘性を調整する。
【００２０】
すなわち、乗りかご５の振動周波数が固有振動数に近いときは、ダンパ装置１４の磁性流体２３の粘性による減衰係数を大きくすることで、乗りかご５に伝達される振動を低減している。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このエレベータでは、振動検出センサ２６により検出された加速度信号に基づいて周波数分析し、これに基づいて電磁コイル２４に電流を流して磁性流体２３の粘度を制御しているため、応答が遅い。したがって、定常的に同じような振動数の加振力が作用するような外乱に対しては効果が有るものの、突発的な外乱に対しては効果が期待できないという問題点が有る。
【００２２】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、突発的な外乱に対しても乗りかごの振動を応答性良く低減することにより乗り心地を向上したエレベータを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、昇降路内に配置された乗りかごと、前記昇降路内に垂直に延びるように取り付けられたガイドレールと、前記ガイドレールに対して接離するように前記乗りかごに取り付けられ前記ガイドレールに圧接されて前記乗りかごを昇降自在に案内するガイドローラと、前記乗りかご上に設けられ前記ガイドローラを介して前記乗りかごに与えられる振動を減衰させるダンパ装置と、前記ダンパ装置に連結され前記ダンパ装置の減衰係数を変化させるアクチュエータと、前記乗りかごの振動の大きさを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出値に基づいて前記乗りかごの振動が低減するように前記アクチュエータを駆動する制御手段とを具備することを特徴とするエレベータである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。図１は本発明の第１の実施形態の要部拡大図、図２は第１の実施形態のダンパ装置の横断面図であり、モータの回転軸の回転角度が０°の場合を示す図、図３は本実施形態の制御ブロック図、図４は第１の実施形態のダンパ装置の横断面図であり、モータの回転軸の回転角度が１８０°の場合を示す図、図５は第１の実施形態のモータの回転軸の回転角度とダンパ装置の減衰係数との関係を示すグラフである。なお、上記従来技術と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、同一の部分については説明を省略してある。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態では、ダンパ装置１４が、有底筒状のシリンダ２８と、このシリンダ２８内に上下方向に移動自在に収容されたピストン２９とを備えており、シリンダ２８内に充填された空気の粘性により振動が減衰するようにしている。
【００２６】
ダンパ装置１４の上方において、作動杆１０の一端には取付部材３０を介してモータ３１が下向きに取り付けられている。図２に示すように、モータ３１の回転軸３２の軸心３２ａはピストン２９の軸心２９ａ及びシリンダ２８の軸心２８ａに対して距離Ｌ１だけ偏心しており、回転軸３２の下端部はピストン２９に固定されている。回転軸３２は、シリンダ２８の上端部に取り付けられたベアリング等のガイド部材３３により軸方向に摺動自在に案内されている。
【００２７】
また、かご枠７における支持部材９の取付部位には振動方向（矢印Ａ方向）の加速度を検出する第１の加速度センサ３４が取り付けられ、作動杆１０には、ガイドローラ１２の振動方向（矢印Ａ方向）の加速度を検出する第２の加速度センサ３５が取り付けられている。
【００２８】
乗りかご５が昇降する際に、ガイドレール３の曲がりが加振源となってガイドローラ１２が振動し、さらには乗りかご５が振動する。このとき、乗りかご５には、調整バネ１９からその変形量に比例した力が、ダンパ装置１４からその動作速度に比例した力が作用する。
【００２９】
ダンパ装置１４から乗りかご５に伝達される力は、乗りかご５のＡ方向の速度をＶ１、ガイドローラ１２のＡ方向の速度をＶ２とすると、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＞０の場合には、乗りかご５の速度と、乗りかご５とガイドローラ１２との相対速度との方向が同じであるため、乗りかご５の振動を減少させる方向に作用する。
【００３０】
一方、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＜０の場合には、乗りかご５の速度と、乗りかご５とガイドローラ１２との相対速度との方向が逆であるため、ダンパ装置１４から乗りかご５に作用する力は乗りかご５の振動を増加させる方向に作用する。
【００３１】
また、ダンパ装置１４から乗りかご５に伝達される力は、ガイドローラ１２と乗りかご５との相対速度（Ｖ１−Ｖ２）に比例するだけでなく、ダンパ装置１４の減衰係数にも比例する。したがって、ダンパ装置１４から乗りかご５に伝達される力が振動を増幅する方向に作用している間は減衰係数を小さくして加振力を抑え、逆に振動を減少させる方向に作用している間は減衰係数を大きくして振動を抑えることで乗りかご５の振動を低減することができる。
【００３２】
図３に示すように、第１及び第２の加速度センサ３４，３５の信号はマイクロコンピュータから成る制御部３６に伝送され、制御部３６では、それぞれの加速度データを数値積分することで速度データＶ１，Ｖ２に変換し、さらにＶ１×（Ｖ１−Ｖ２）を演算してその正負を判定する。
【００３３】
そして、制御部３６は、その判定結果に応じてモータ３１を動作させる。これにより、例えば図４に示すように、シリンダ２８の内周部とピストン２９の外周部との間のギャップＧの大きさが変化し、ダンパ装置１４の減衰係数が図５に示すように変化する。
【００３４】
Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＜０の場合には、モータ３１の回転軸３２の回転角度を例えば１８０°にして減衰係数を小さくし、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＞０の場合には、回転軸３２の回転角度を０°にして減衰係数を大きくすることで乗りかご５の振動を低減することができる。
【００３５】
このように、乗りかご５におけるガイドローラ１２の取付部位とガイドローラ１２の加速度を検出し、この加速度データに基づいて制御部３６において演算を行い、その結果に基づいてモータ３１を動作させてダンパ装置１４の減衰係数を変化させることで、定常的な外乱だけでなく、突発的な外乱に対しても乗りかご５の振動を応答性良く低減することができる。したがって、本発明によれば、乗り心地の良いエレベータを提供することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、アクチュエータの回転軸に偏心した状態で取り付けられたピストンを回転させて減衰係数を調節するようにしているが、これに代えて、ピストンに対して偏心したシリンダをアクチュエータで回転させても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、ダンパ装置が空気の粘性を利用して緩衝を行うものである場合について説明したが、空気以外の粘性流体を用いて緩衝を行うものとしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は第２の実施形態の要部拡大図、図７は第２の実施形態のダンパ装置の横断面図、図８は第２の実施形態のダンパ装置のピストンとシリンダの間のギャップの大きさと減衰係数との関係を示すグラフである。なお、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、同一の部分については説明を省略してある。
【００３９】
図６に示すように、本実施形態のダンパ装置１４では、ピストン２９に同心状に固定された軸３７が取付部材３０を介して作動杆１０の一端に取り付けられている。軸３７は、かご枠上に固定された支持体３８上に支持されたガイド部材３３により軸方向に摺動自在に案内されている。
【００４０】
また、支持体３８上にはリニアモータ３９の固定部４０が固定されており、リニアモータ３９の可動部４１にはシリンダ２８が固定されている。リニアモータ３９を駆動することによりシリンダ２８が矢印Ｂ方向に移動する。これにより、ピストン２９の外周部とシリンダ２８の内周部との間のギャップＧの大きさＬ０（図７参照）が変化し、図８に示すようにダンパ装置１４の減衰係数が変化する。本実施形態のその他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４１】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、作動杆に取り付けられた加速度センサ及びかご枠に取り付けられた加速度センサの信号が制御部に伝送され、制御部では、それぞれの加速度データを数値積分することで速度データＶ１，Ｖ２に変換し、さらにＶ１×（Ｖ１−Ｖ２）を演算してその正負を判定し、それに基づいてリニアモータ３８を駆動する。
【００４２】
すなわち、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＜０の場合には、リニアモータ３８をＬ０が大きくなる方向に駆動して減衰係数を小さくし、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＞０の場合には、リニアモータ３８をＬ０が小さくなる方向に駆動して減衰係数を大きくすることで乗りかご５の振動を低減することができる。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図９は第３の実施形態のダンパ装置の縦断面図である。なお、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、同一の部分については説明を省略してある。
【００４４】
本実施形態では、ダンパ装置１４が、シリンダ４２と、このシリンダ４２に対して同軸状かつシリンダ４２の外周面に対向するように配置された外筒４３と、シリンダ４２及び外筒４３の下面を覆う底蓋４４と、シリンダ４２及び外筒４３の上面を覆う天蓋４５と、モータ３１（図１参照）の回転軸３２に偏心して取り付けられたピストン２９と、シリンダ４２及び天蓋４５に取り付けられ回転軸３２を軸方向に摺動自在に案内するガイド部材３３と、シリンダ４２内に収容された粘性流体（例えばオイル）４６と、シリンダ４２内部と外筒４３内部を相互に連通する複数個の連通孔４７とを備えている。
【００４５】
回転軸３２が回転することによりシリンダ４２の内周部とピストン２９の外周部との間のギャップの大きさが変化し、ダンパ装置１４の減衰係数が変化する。本実施形態のその他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４６】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、作動杆に取り付けられた加速度センサ及びかご枠に取り付けられた加速度センサの信号が制御部に伝送され、制御部では、それぞれの加速度データを数値積分することで速度データＶ１，Ｖ２に変換し、さらにＶ１×（Ｖ１−Ｖ２）を演算してその正負を判定し、それに基づいてモータの回転軸３２を回転させる。
【００４７】
すなわち、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＜０の場合には、回転軸３２を減衰係数が小さくなる方向に回転させ、Ｖ１×（Ｖ１−Ｖ２）＞０の場合には、回転軸３２を減衰係数が大きくなる方向に回転させることで乗りかご５の振動を低減することができる。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。図１０は第４の実施形態のダンパ装置の縦断面図である。なお、第３の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、同一の部分については説明を省略してある。
【００４９】
本実施形態では、シリンダ４２の内部下方に隔壁４８が設けられ、この隔壁４８には流路４９が形成されている。また、底壁４４にソレノイド５０が取り付けられ、その駆動軸５１には切換弁５２が取り付けられている。なお、ピストン２９には軸５３が同軸状に固定され、この軸５３はガイド部材３３により軸方向に摺動自在に案内され、軸５３の上端部は作動杆１０（図１参照）に固定されている。
【００５０】
ソレノイド５０に通電することで、駆動軸５１が後退して切換弁５２が流路４９を封閉する。また、ソレノイド５０への通電を遮断することで、駆動軸５１が突出して切換弁５２が流路４９を開放する。これにより、ダンパ装置１４の減衰係数を変化させることができる。本実施形態のその他の構成は第３の実施形態と同様である。
【００５１】
なお、上記各実施形態では、ダンパ装置、加速度センサ（振動検出手段）、モータやソレノイド等のアクチュエータを乗りかごの上下両面に設けた場合について説明したが、乗りかごの上面あるいは下面のいずれかにのみ設けるようにすると、低コストで乗り心地の良いエレベータを提供することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、突発的な外乱に対しても乗りかごの振動を応答性良く低減することができるので、乗り心地を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の要部拡大図。
【図２】第１の実施形態のダンパ装置の横断面図であり、モータの回転軸の回転角度が０°の場合を示す図。
【図３】実施形態の制御ブロック図。
【図４】第１の実施形態のダンパ装置の横断面図であり、モータの回転軸の回転角度が１８０°の場合を示す図。
【図５】第１の実施形態のモータの回転軸の回転角度とダンパ装置の減衰係数との関係を示すグラフ。
【図６】第２の実施形態の要部拡大図。
【図７】第２の実施形態のダンパ装置の横断面図。
【図８】第２の実施形態のダンパ装置のピストンとシリンダの間のギャップの大きさと減衰係数との関係を示すグラフ。
【図９】第３の実施形態のダンパ装置の縦断面図。
【図１０】第４の実施形態のダンパ装置の縦断面図。
【図１１】一般的なロープ式のエレベータの構造を示す図。
【図１２】従来技術の要部拡大図。
【図１３】エレベータの乗りかごの周波数と振動伝達率の関係を示すグラフ。
【図１４】従来技術（特許公報第２８９９４５５号）の要部拡大図。
【図１５】従来技術（特許公報第２８９９４５５号）の要部正面図。
【符号の説明】
２　昇降路
３　ガイドレール
５　乗りかご
１２　ガイドローラ
１４　ダンパ装置
２８　シリンダ
２９　ピストン
３１　モータ（アクチュエータ）
３４　第１の加速度センサ
３５　第２の加速度センサ
３６　制御部（制御手段）
４２　リニアモータ（アクチュエータ）
４２　シリンダ
５０　ソレノイド（アクチュエータ）
【図１】
2004075228.tif 000003
【図２】
2004075228.tif 000004
【図３】
2004075228.tif 000005
【図４】
2004075228.tif 000006
【図５】
2004075228.tif 000007
【図６】
2004075228.tif 000008
【図７】
2004075228.tif 000009
【図８】
2004075228.tif 000010
【図９】
2004075228.tif 000011
【図１０】
2004075228.tif 000012
【図１１】
2004075228.tif 000013
【図１２】
2004075228.tif 000014
【図１３】
2004075228.tif 000015
【図１４】
2004075228.tif 000016
【図１５】
2004075228.tif 000017