(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、上部をＸ，Ｙ軸方向の２軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの下部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＸ軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＹ軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置。
【請求項２】
ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、下部をＸ，Ｙ軸方向の２軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの上部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＸ軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＹ軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする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の制振装置に関するもので、特にエレベータ昇降時における乗り心地と静粛性を向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
超高層ビルに据付けるエレベータは、その昇降行程が長ければ長い（高い）ほど高速化が要求される。高速エレベータの設計において特に注意しなければならないのは、昇降時における乗り心地と振動や騒音問題である。乗り心地に関し、エレベータかご内の乗客は、常に重力に対して真直な方向（鉛直方向）、換言すればエレベータかごの床面が常に水平な状態を生理的に基準としていると思われる。したがって、エレベータかごの床面が鉛直方向とはずれて水平でない場合は違和感を生じるものと思われる。
【０００３】
乗り心地について考えてみると、エレベータかごの動きの加速度や加・加速度につき、コントローラーやドライブ等を考慮に入れるのは当然であるが、如何にこれらの精度を向上させても、エレベータかごの動きを案内するガイドレールが曲がっていたり、ガイドレールのジョイント部分に段差があったりすると、これらが乗り心地に大きく悪影響してしまう。
【０００４】
従来は、これらの対応策として、ガイドレールのジョイントで隣接するものに対して相マークを付けたり、ガイドレール自体の仕上げ精度を向上させたり、据付け上ではレーザーを用いた据付け用治具でガイドレールの芯出しを行ったりしている。また、エレベータかご側の対応策としては、カーフレームのガイドローラーをアクティブに油圧や磁気でコントロールしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーフレーム側の対応策では、建物自体が揺動することを考慮していないから、建物自体が揺動する場合にはカーフレームも当然に揺動して床面の水平度が変化するため、乗客は不快感を生じて乗り心地が良くないことはいうまでもないことである。
【０００６】
また、ガイドローラをコントロールする方策では、常にガイドレールを基準として水平振動を抑制するが、超高層ビルでは地震や風によっても建物が大きく横振れするので、これとともに、ガイドレールも当然に横振れを起こすことになるから、カーフレーム及びエレベータかごは当然に横振れをして床面の水平度が変化するため、乗客は不快感を生じて乗り心地が良くないことになる。
【０００７】
そこで、この発明は地震や風に因る建物自体の振動に対しても制振効果を発揮して乗り心地の良い超高層ビル用のエレベータを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるエレベータの制振装置は、請求項１記載のように、ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、上部をＸ，Ｙ軸方向の２軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの下部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＸ軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＹ軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置を提供する。
【００１１】
したがって、サブカーフレームはメインカーフレーム内において上部の連結器で吊支されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの下部に制振装置を配置することができる。また、建物自体が振動する場合にもサブカーフレームの水平度が常に自動的に維持されるから、乗り心地と静粛性の良いエレベータを得る。
【００１２】
さらに、請求項２記載によれば、ガイドレールにて案内昇降可能なメインカーフレーム内に、下部をＸ，Ｙ軸方向の２軸を有する連結器で前後左右方向へ揺動可能に連結したサブカーフレームと、サブカーフレームの上部中央に配置したポジショニングセンサーと、メインカーフレームの基準鉛直位置を検知するジャイロボックスと、ポジショニングセンサーからの信号を受けジャイロボックスからの基準鉛直位置信号と比較してアクチュエータに補正信号を送致するコントローラーと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＸ軸方向に移動させるアクチュエータと、コントローラーからの補正信号によりサブカーフレームをメインカーフレームのＹ軸方向に移動させるアクチュエータとを有することを特徴とするエレベータの制振装置を提供する。
【００１３】
したがって、サブカーフレームはメインカーフレーム内において下部の連結器で支持されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの上部に制振装置を配置することができる。また、建物自体が振動する場合にもサブカーフレームの水平度が常に自動的に維持されるから、乗り心地と静粛性の良いエレベータを得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の第１形態を図１及び図２に基づき説明する。主かご枠又はメインカーフレーム１内の、副かご枠又はサブカーフレーム２は、その上部中央がＸ軸１２及びＹ軸１１の２軸を有する連結器３を介して前後左右方向へ揺動可能に吊支されている。サブカーフレーム２のプランクフレーム２ａはブレース２ｂ，２ｂで本体と直交状態に維持されている。このプランクフレーム２ａ上に乗客を収容するエレベータかご５が搭載される。そして、メインカーフレーム１とサブカーフレーム２のプランクフレーム１ａ，２ａ間に制振機構６が設けられる。そのため、サブカーフレーム２のプランクフレーム２ａの略中央には、位置検出センサーとしてポジショニングセンサー４が配設されている。
【００１５】
ポジショニングセンサー４は、サブカーフレーム２のプランクフレーム２ａにセンサー可動部４ａを、また、このセンサー可動部４ａに面するメインカーフレーム１のプランクフレーム１ａに、連結器３を中心とする弧状にＸ，Ｙ軸方向へ延伸する部分を備えたセンサー固定部４ｂを載置固定してなる。ポジショニングセンサー４は、光学式や電磁式の位置検出センサーが望ましいが、パソコンで使用するマウスのような機械的なもののローラをセンサー可動部４ａとし、ローラが空回りしないようにスプリングでセンサー固定部４ｂに押し当ててＸ，Ｙ軸方向のずれを検知するようにしてもよい。
【００１６】
プランクフレーム１ａ，２ａ間にはＸ軸方向及びＹ軸方向にサブカーフレーム２を移動させるアクチュエータ７，８が設けられる。アクチュエータ７はサブカーフレーム２をＹ軸方向へ移動させるもので、図３及び図４に示すように、プランクフレーム２ａの一端側底部にブラケット１７，１７で滑り軸としてバー１６をＸ軸方向へ固定し、このバー１６に係合する滑り軸受としてのボールリテーナ１５にピストンロッド１４の一端部を首振り可能に連結し、ピストンロッド１４の他端部は油圧装置１３に接続してある。
【００１７】
アクチュエータ８はサブカーフレーム２をＸ軸方向へ移動させるもので、プランクフレーム２ａの他端側底部にブラケット１９，１９で滑り軸としてバー２０をＹ軸方向へ固定し、このバー２０に係合する滑り軸受としてボールリテーナ２１にアーム２３の一端部を軸部２２で回動可能に連結し、アーム２３はプランクフレーム１ａに固定した支軸２４に回動可能に支持され、アーム２３の他端部には軸部２５と軸受２６を介してピストンロッド２７の一端部を回動可能に連結し、ピストンロッド２７を油圧装置２８に接続してある。
【００１８】
アクチュエータ７，８に関し、油圧装置のほか電磁電動機と歯車の組み合わせなどを用いることができる。最近では工作機械のＸＹテーブルとして用いられるものが薄型であり、とりわけ、リニアモーター等を使用して高速且つ正確に位置制御するものがあるので、これを用いることも可能である。要すれば、アクチュエータ７，８をメインカーフレーム１の移動方向と反する方向の制振方向へ移動させることができる駆動源を有すればばよい。
【００１９】
そして、メインカーフレーム１にはアクチュエータ用コントローラとしてのアンプであるコントローラー９が搭載され、このコントローラー９と電気的に配線３１で接続されたジャイロボックス１０をメインカーフレーム１の中央部に搭載する。コントローラー９とポジショニングセンサー４のセンサー固定部４ｂも配線３２で電気的に結合される。さらに、コントローラー９からアクチュエータ７，８にはそれぞれの油圧装置１３，２８を動作せるための信号を送致する配線３３，３４が接続される。
【００２０】
そこで、メインカーフレーム１がガイドレールに沿って昇降移動するときに、ガイドレールの曲がりや段差に対応して揺れると、サブカーフレーム２が連結器３を中心に前後又は左右方向へ揺動する。サブカーフレーム２のこの動きを、ポジショニングセンサー４のセンサー可動部４ａがセンサー固定部４ｂ上で揺動することによりその前後又は左右方向の動きをセンサー固定部４ｂが検出してその信号をコントローラー９に送り、コントローラー９はジャイロボックス１０から送られる基準鉛直位置に比較して演算しアクチュエータ７，８に補正信号を送る。アクチュエータ７，８はコントローラー９から送られる補正信号に基づいてメインカーフレーム１の動きに反する制振方向への動きをサブカーフレーム２に生じさせる。
【００２１】
例えば、メインカーフレーム１が図１において左又は右側へ傾斜した場合、ジャイロボックス１０内のジャイロの軸がそれと反する右又は左側へ傾いてその軸が基準鉛直方向を指示するとともに、サブカーフレーム２は連結器３のＹ軸１１を中心にメインカーフレーム１と同じ左又は右側へ傾斜しようとする。この動きをポジショニングセンサー４が検出してジャイロボックス１０から送致される信号と比較し演算し、その補正信号をコントローラー９からアクチュエータ７に送る。
【００２２】
したがって、この場合、Ｙ軸方向のアクチュエータ７が動作して油圧装置１３がロッド１４を引き寄せ、又は、押し出してサブカーフレーム２をメインカーフレーム１の動きに反する右又は左側へ所要量分移動させる。そのため、サブカーフレーム２はメインカーフレーム１内で連結器３を中心にメインカーフレーム１の左又は右方への動きに反してＹ−Ｙ´方向の右又は左側へ動くために、サブカーフレーム２の鉛直状態がジャイロが指示する基準鉛直位置に沿って自動的に維持される。
【００２３】
また、メインカーフレーム１が図１において前又は後側へ傾斜した場合、ジャイロボックス１０内のジャイロの軸がそれと反する後又は前側へ傾いてその軸が基準鉛直方向を指示するとともに、サブカーフレーム２は連結器３のＸ軸１２を中心にメインカーフレーム１と同じ前又は後側へ傾斜しようとする。この動きをポジショニングセンサー４が検出してジャイロボックス１０から送致される信号と比較して演算し、その補正信号をコントローラー９からアクチュエータ８に送る。
【００２４】
したがって、この場合、Ｘ軸方向のアクチュエータ８が動作して油圧装置２８がピストンロッド２７を押し出し（図４中単線矢示）又は引き寄せ（図４中複線矢示）てアーム２３が支軸２４を中心に反時計回り（図４中単線矢示）又は時計回り（図４中複線矢示）に回動し、ボールリテーナ２１はバー２０を右又は左（Ｙ軸方向）へ移動し、これによりサブカーフレーム２をメインカーフレーム１内でＸ−Ｘ´方向の後（図４中単線矢示）又は前（図４中複線矢示）方向へ所要量分移動させる。
【００２５】
そのため、サブカーフレーム２はメインカーフレーム１内で連結器３のＸ軸１２を中心にメインカーフレーム１の前（図４中複線矢示）又は後（図４中単線矢示）側への動きに反して後（図４中単線矢示）又は前（図４中複線矢示）側へ動くために、サブカーフレーム２の鉛直状態がジャイロが指示する基準鉛直位置に沿って自動的に維持される。
【００２６】
なお、図１及び図２において、３９はメインカーフレーム１を吊支する複数本のトラクションロープ、３８はガイドレールに３面で摺接するガイドローラーである。
【００２７】
次に、この発明の実施の第２形態を図５に基づき説明する。メインカーフレーム１内のサブカーフレーム２は、プランクフレーム１ａ，２ａの略中央がＸ，Ｙ軸方向の２軸を有する連結器３で揺動可能に支持されており、また、上部中央には位置検出センサーとしてポジショニングセンサー４を有する。ポジショニングセンサー４は、メインカーフレーム１に面するサブカーフレーム２の上面にセンサー可動部４ａを、また、このセンサー可動部４ａに面するメインカーフレーム１の天井部に、連結器３を中心とする弧状にＸ，Ｙ軸方向へ延伸する部分を備えたセンサー固定部４ｂを載置固定してなる。一方、サブカーフレーム２の上面とメインカーフレーム１の天井部間にはＸ，Ｙ軸方向にサブカーフレーム２を移動させるアクチュエータ７，８が設けられる。
【００２８】
さらに、アクチュエータ用コントローラとしてのアンプであるコントローラー９と電気的に配線３１で接続されたジャイロボックス１０及びポジショニングセンサー４のセンサー固定部６をメインカーフレーム１の天井部に搭載する。コントローラー９とポジショニングセンサー４のセンサー固定部６も配線３２で電気的に結合される。さらに、コントローラー９からアクチュエータ７，８にはそれぞれの油圧装置１３，２８を動作せるための信号を送致する配線３３，３４が接続される。油圧装置１３，２８はメインカーフレーム１の天井部に固定され、ブラケット１７，１９はサブカーフレーム２の上面に固定される。
【００２９】
すなわち、この実施の第２形態は前記実施の第１形態とは上下部の構成が全く逆の構成、すなわち、連結器３が下部に、制振機構６が上部になっている。その他の構成は実施の第１形態と同じで構成部材も全て同一であり、それらの作用効果も同じであるから、重複する説明は省略する。
【００３０】
かくして、建物が揺動した場合に揺動するメインカーフレーム１の基準鉛直位置を検出するとともに、サブカーフレーム２の前後左右の位置を検出し基準鉛直位置と比較して演算し、その補正信号をコントローラー９からアクチュエータ７，８に出力し、アクチュエータ７，８を介してサブカーフレーム２をＸ，Ｙ軸方向へ移動させて基準鉛直位置にリアルタイムで合わせることができる。したがって、サブカーフレーム２の床面、すなわちエレベータかご５の床面の水平度が常に維持されるので、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、サブカーフレームはメインカーフレーム内で上部の連結器で吊支されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの下部に制振装置を配置することができる。そして、サブカーフレームの水平方向の揺動を検出することが出来て、その検出値をジャイロが示す基準鉛直位置に比較し演算してコントローラーが補正信号をアクチュエータに送れば、アクチュエータがサブカーフレームの下部を前後左右へメインカーフレーム内で所要量移動させて基準鉛直位置へ自動的に合わせるので、建物自体が振動する場合でもサブカーフレーム、すなわちエレベータかごの床面は常に水平に維持されるから、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、サブカーフレームはメインカーフレーム内で下部の連結器で支持されてその連結器を中心に前後左右へ揺動することができるから、サブカーフレームの上部に制振装置を配置することができる。そして、サブカーフレームの水平方向の揺動を検出することが出来て、その検出値をジャイロが示す基準鉛直位置に比較し演算してコントローラーが補正信号をアクチュエータに送れば、アクチュエータがサブカーフレームの上部を前後左右へメインカーフレーム内で所要量移動させて基準鉛直位置へ自動的に合わせるので、建物自体が振動する場合でもサブカーフレーム、すなわちエレベータかごの床面は常に水平に維持されるから、乗り心地の良いエレベータを得ることができる。
【００３４】
かくして、本発明は特に高速、かつ、ハイライズのエレベータであって、メインカーフレームが長くなる、ダブルデッキ式のエレベータに採用するとその効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の第１形態を示すエレベータの正面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】この発明の要部を示す図１の一部拡大図。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。
【図５】この発明の実施の第２形態を示すエレベータの正面図。
【符号の説明】
１…メインカーフレーム
２…サブカーフレーム
３…連結器
４…ポジショニングセンサー
４ａ…センサー可動部
４ｂ…センサー固定部
５…エレベータかご
６…制振機構
７，８…アクチュエータ
９…アンプ（コントローラー）
１０…ジャイロボックス
１１…Ｙ軸
１２…Ｘ軸
１３，２８…油圧装置
１４，２７…ピストンロッド
１５，２１…ボールリテーナー（滑り軸受）
１６，２０…バー（滑り軸）
１７，１９…ブラケット
【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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