(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
かごの振動を検知する加速度センサと、
この加速度センサの信号から前記かごに加える力を計算するコントローラと、
このコントローラの計算結果に従って前記かごに力を加えるアクチュエータとを備えたエレベータの振動低減装置であって、
前記加速度センサのノイズレベルに応じた所定の不感帯領域を有する不感帯フィルタと、この不感帯フィルタ通過後の前記加速度センサの信号を積分する積分器とを前記加速度センサと前記コントローラとの間に設けたことを特徴とするエレベータの振動低減装置。
【請求項２】
前記不感帯フィルタと前記積分器とを前記コントローラに設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項３】
前記不感帯フィルタの不感帯域を±２．５ｃｍ／ｓ２としたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項４】
前記コントローラが、積分器の後段にハイパスフィルタを設けたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項５】
前記コントローラが、かごが乗り場に停止している間に、積分後の信号を強制的にゼロにする手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項６】
前記加速度センサは半導体を組み込んだ加速度センサとし、前記不感帯フィルタの不感帯域を±６ｃｍ／ｓ２としたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項７】
前記かごがガイドレールに沿って昇降し、前記アクチュエータが前記かごとガイドレールとの間に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項８】
前記かごがガイドレールに沿って昇降するためにこのガイドレールに沿って前記かごを導くガイドローラを備え、前記アクチュエータが前記かごと前記ガイドローラとの間に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【請求項９】
前記かごが、乗りかごとこの乗りかごをフレキシブルに支持するかご枠とを有し、前記アクチュエータが前記乗りかごと前記かご枠との間に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータの振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、エレベータにおけるかごの振動を抑制するエレベータの振動低減装置に関する。
背景技術
図９は例えば特開平８−２６６２４号公報に開示された従来のエレベータの振動低減装置の構成を示す図である。エレベータは、乗りかご１をこれを搭載したかご枠２に設けられたガイド装置５１〜５４で両側のレール４１、４２に係合させ、かご枠２を吊るワイヤロープを巻上機（共に図示略）により上下させてレール４１、４２に沿って昇降走行させる。
ガイド装置５１〜５４はかご枠２の上下それぞれの両側の四隅に設けられ、それぞれにガイドローラー７１〜７４と、かごの振動を抑制する振動低減器であるアクチュエータ８１〜８４とを備えている。アクチュエータ８１〜８４として電磁石等から構成される非接触のものがある。
そして、かご枠２に設けられた加速度センサ６１、６２によって検出された振動情報は同じ構成を有する制御ユニット９ａ、９ｂを含むコントローラ９に送られ、かごに加えるべきの振動低減に関する制御力の指令値が計算される。指令値は電流アンプ９３に送られ、これに基づきアクチュエータ８１〜８４に駆動用の電流が供給される。この時、アクチュエータ８１〜８４はかごの水平方向振動に応じた力をガイドレール４１〜４２に対して発生し、かごの横振動を抑制する。
この時、コントローラ９内では、加速度信号を積分器９２で速度信号に変換し、指令値として電流アンプ９３に出力している。これにより、かごの水平方向速度と向きが反対で同じ大きさの力をかごに加えることにより、かごにダンピング力を付加することでかごの振動を抑制している。
なおコントローラ９の９１ａ〜９１ｄはアンプ、９４は位相反転器を示す。また３１、３２は乗りかご１とかご枠２の間の防振ゴムである。
従来のエレベータの振動低減装置は以上のように構成されていたので、コントローラ内において加速度センサの信号を積分することにより、加速度センサ信号に含まれる低周波のドリフトノイズが拡大され、指令値に低周波の大きな誤差出力がのる、すなわち含まれる。そのため、アクチュエータを駆動する電流アンプに大きな電源容量が必要となる。また、エレベータ運転中、かごが乗り場に一時停止している時にも、加速度センサのノイズによりかごが励振されるため、乗り心地を悪化させる恐れがあるなどの問題があった。
本発明は上記の問題を解消し、振動低減装置の制振性能を向上させたエレベータの振動低減装置を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明は、かごの振動を検知する加速度センサと、この加速度センサの信号から前記かごに加える力を計算するコントローラと、このコントローラの計算結果に従って前記かごに力を加えるアクチュエータとを備えたエレベータの振動低減装置であって、前記加速度センサのノイズレベルに応じた所定の不感帯領域を有する不感帯フィルタと、この不感帯フィルタ通過後の前記加速度センサの信号を積分する積分器とを前記加速度センサと前記コントローラとの間に設けたことを特徴とするエレベータの振動低減装置にある。
また、前記不感帯フィルタと前記積分器とを前記コントローラに設けたことを特徴とする。
また、前記不感帯フィルタの不感帯域を±２．５ｃｍ／ｓ２としたことを特徴とする。
また、前記コントローラが、積分器の後段にハイパスフィルタを設けたことを特徴とする。
また、前記コントローラが、かごが乗り場に停止している間に、積分後の信号を強制的にゼロにする手段を設けたことを特徴とする。
また、前記加速度センサは半導体を組み込んだ加速度センサとし、前記不感帯フィルタの不感帯域を±６ｃｍ／ｓ２としたことを特徴とする。
また、前記かごがガイドレールに沿って昇降し、前記アクチュエータが前記かごとガイドレールとの間に設けられたことを特徴とする。
また、前記かごがガイドレールに沿って昇降するためにこのガイドレールに沿って前記かごを導くガイドローラを備え、前記アクチュエータが前記かごと前記ガイドローラとの間に設けられたことを特徴とする。
また、前記かごが、乗りかごとこの乗りかごをフレキシブルに支持するかご枠とを有し、前記アクチュエータが前記乗りかごと前記かご枠との間に設けられたことを特徴とする。
本発明はエレベータの振動低減装置において、例えばアクチュエータを作動させるコントローラ内に、不感帯フィルタあるいはハイパスフィルタを追加することで制振性能を向上させた。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
図１は本発明の一実施の形態によるエレベータの振動低減装置の構成を示す図である。従来のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。９０は同一構成の制御ユニット９０ａ、９０ｂからなるこの発明によるコントローラである。その他の部分は基本的に従来のもの同一である。なお、乗りかご１とかご枠２を含めて通常、かごとしている。
図２は本発明の実施の形態１の主要部分であるコントローラ９０の制御ユニット９０ａ、９０ｂ内の回路構成を示すブロック図である。図２において、１０１はバンドパスフィルタ、１０２は不感帯フィルタ、９２は積分器、９１はゲイン調整器、１０３はハイパスフィルタ、９３は電流アンプである。
図２で示したとおり、加速度センサ６１、６２で検知された加速度センサ信号は、まずバンドパスフィルタ１０１で制御に不必要な低周波信号と高周波信号成分が濾波され、人間が感知し易い周波数を含む信号、例えば０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数成分を含む信号に変換される。さらに図３に示す入出力特性を持つ不感帯フィルタ１０２で所定の不感帯域のノイズ信号成分を濾波したあと、積分器９２により絶対速度信号へと変換する。
次にゲイン調整器９１により制御指令値を増幅する。次にハイパスフィルタ１０３で低周波成分を濾波して、これらの処理を済ませた信号に従い電流アンプ９３からアクチュエータ８１〜８４にこれを駆動させるための電流を供給する。
このとき、不感帯フィルタ１０２の不感レベルは図４のｂに示したごとく、例えば±２．５ｃｍ／ｓ２に設定する。この値は振動抑制性能を悪化させることなく、かつ加速度センサ６１、６２の低周波ドリフトノイズを遮断できるように設定された値である。
従って、図４のａ〜ｂに示したごとく、不感帯フィルタ１０２の機能により、入力された所定レベル以下のノイズ加速度信号を不通とするため、図４のｃに示すように加速度センサ信号のドリフトノイズ成分が積分により拡大されることを防止し、図４のｄに示すごとく電流アンプ９３に送られる信号は、かご停止時には所定値となる。
また、所定値以下の微小値のみを濾波しているので、エレベータが振動している時の制御指令値はほとんど変化しない。したがって、走行時の振動抑制能力は高いままで、停止時にかごを揺らすことがないので、乗り心地のよいエレベータを提供することができる。またこれにより電流アンプ９３の電気容量及び消費電力を小さくすることができる。
また、かご停止時に所定値となった制御出力信号は、ハイパスフィルタ１０３の効能により、図４のｅに示したごとく必ずゼロに収束する。従って電流アンプ９３が無駄なＤＣ成分電力をアクチュエータ８１〜８４に供給することがないので、消費電力を小さくすることができる。また、アクチュエータ８１〜８４が一方向に持続する力を発生させると、乗り心地には影響しないが、エレベータのかごを傾け昇降路内に設けられた各種安全装置（図示略）との干渉が生じる可能性があるが、これについてもハイパスフィルタ１０３の効能により防止することができる。
実施の形態２．
図５は本発明の別の実施の形態によるエレベータの振動低減装置のコントローラ９０の制御ユニット９０ａ、９０ｂ内の回路構成を示すブロック図である。この実施の形態のものは上記実施の形態１において、ハイパスフィルタ１０３をリセットスイッチ１０４に置き換えたものである。この場合、積分後の信号を強制的にゼロにする手段であるリセットスイッチ１０４は、かごが停止している時に強制的に制御出力信号をゼロにする。従って、実施の形態１に示したハイパスフィルタ１０３を用いた場合と同様な効果が得られる。
また、ハイパスフィルタ１０３を用いた場合は、濾波される周波数近辺で位相にズレが生じるため制御の安定性を少し悪化させる傾向にあるが、リセットスイッチ１０４を設けた場合は位相がズレないので安定性を全く悪化させない。
なおリセットスイッチ１０４にはかごが停止していることを示すかご停止信号を入力させる必要があるが、このかご停止信号としては例えば、かご枠２を吊すワイヤロープを巻き上げる巻上機の回転軸に結合され、乗りかご１の速度を検出するロータリーエンコーダ（図示略）からの信号、あるいは乗りかご１が階床に停止した時にロックをかけるロック信号等をかご停止信号として使用すればよい。
実施の形態３．
また、加速度センサ６１，６２として、安価な半導体を組み込んだ半導体型加速度センサを用いた場合、不感帯フィルタ１０２の不感レベルを±２．５ｃｍ／ｓ２とするとノイズを完全に遮断できないことがある。この時、上記実施の形態１及び２において、不感レベルを±６ｃｍ／ｓ２と変更する。これにより、振動抑制能力は少し落ちるが、安価な半導体型加速度センサを適用できるので、振動低減装置を安価に製造できる。
実施の形態４．
また、上記各実施の形態ではアクチュエータをガイド装置に設けてエレベータの水平方向振動を制御する場合について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アクチュエータは図６に示すようにかご枠２とローラー７１〜７４の間に設置してもよい。この場合、ローラー７１を図面の左右方向に可動に支持する支持アーム７１ａをアクチュエータ８１でガイドレール４１側に押しつけるようにする。
また、図７に８１〜８４で示すように、乗りかご１とかご枠２の間に設けてもよい。さらに、本発明は水平すなわち横振動を制御する場合に限るものではなく、縦振動を制御する場合にも適用される。この場合、例えば図８に８１〜８４で示すように乗りかご１の上下に当たる部分の乗りかご１とかご枠２の間に設けるようにする。なおこれらの場合、乗りかご１がかご枠２にある程度フレキシブルに支持されていることが条件となる。
また、横振動用および縦振動用の双方のコントローラおよびアクチュエータを設けて総合的に振動低減を行うようにしてもよい。
さらに上記各実施の形態では不感帯フィルタと積分器とをコントローラ内に設けたが、この発明はこれに限定されることはなく、加速度センサの信号を不感帯フィルタおよび積分器を通すようにすれば、不感帯フィルタと積分器とは加速度センサとコントローラとの間のどこに設けてもよく、例えば不感帯フィルタだけあるいは不感帯フィルタと積分器を図１に破線で示すように加速度センサ側に設けてもよい。
産業上の利用の可能性
以上のようにこの発明によれば、エレベータの振動を制御するコントローラに不感帯フィルタを設けることで、走行時の振動抑制性能は高いまま、停止時の横揺れを生じることが無く、エレベータの乗り心地を改善できる。また、停止時に電流アンプが無駄な電力を出力しないので、電流アンプの電気容量を小さくすることができ、コントローラを安価に製造できる。また、エレベータ運転時の電力消費量を小さくすることができる。
また、不感帯フィルタの不感レベルを±２．５ｃｍ／ｓ２に設定することにより、振動抑制性能を悪化させることなく、かつ加速度センサの低周波ドリフトノイズを遮断できる。
また、コントローラ内にハイパスフィルタを設けることで、制御指令値が必ずゼロに収束するので、電流アンプの電力消費量をさらに小さくすることができる。さらに、かごに傾きが生じないので昇降路内各種安全装置との干渉が生じないのでエレベータを安全に運行することができる。
さらにコントローラ内にハイパスフィルタの代わりにかごが乗り場に停止している間に、積分後の信号を強制的にゼロにする手段であるリセットスイッチを設けた場合には、位相にズレを生じることなく、ハイパスフィルタを設けた場合と同様な効果が得られるので、制御の安定性を損なうことがない。
また、加速度センサとして半導体を組み込んだ加速度センサを使用した場合、前記不感帯フィルタの不感帯域を±６ｃｍ／ｓ２とすることで、振動抑制能力は少し落ちるが、安価な半導体型加速度センサを適用できるので、振動低減装置を安価に提供できる。
また、アクチュエータは、かごとガイドレールの間、かごとガイドローラの間、および乗りかごとかご枠の間のいずれかに設けることができ、適用範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施の形態によるエレベータの振動低減装置の構成を示す図、
図２は本発明の実施の形態１のコントローラの回路構成を示すブロック図、
図３は本発明による不感帯フィルタの入出力特性を示した図、
図４は本発明の効果を説明するための図、
図５は本発明の実施の形態２のコントローラの回路構成を示すブロック図、
図６は本発明の実施の形態４における変形例を示す図、
図７は本発明の実施の形態４における他の変形例を示す図、
図８は本発明の実施の形態４におけるさらに別の変形例を示す図、
図９は従来のエレベータの振動低減装置の構成を示す図である。
【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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