(57)【要約】【課題】振動の低減能力を損なうことなく制振装置の小型化を図ることで設置の自由度を確保することができるエレベータ制振装置を提供する。【解決手段】制振対象物に取り付けられるケーシング２４と、ケーシング２４内で少なくとも一部に磁性体を有する重り２２と、重り２２を制振方向に変位自在に支持する弾性体２６と、ケーシング２４内で重り２２を挟んで配置される電磁石２５と、を備え、この重り２２は、電磁石２５を収める凹部２２ａを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象物に取り付けられるケーシングと、
前記ケーシング内で少なくとも一部に磁性体を有する重りと、
前記重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、
前記ケーシング内で前記重りを挟んで配置される電磁石と、を備え、
前記重りは、前記電磁石を収める凹部を備えることを特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項２】
前記重りの凹部は、対向配置される一対の前記電磁石をそれぞれその位置関係を保持したまま収めるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制振装置。
【請求項３】
前記重りの凹部は、前記電磁石の少なくとも１つを収めるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制振装置。
【請求項４】
制振対象物に取り付けられるケーシングと、
前記ケーシング内で少なくとも一部に磁性体を有する重りと、
前記重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、
前記ケーシング内で前記重りを挟んで配置される電磁石と、を備え、
前記重りは、薄い板状体であることを特徴とするエレベータ制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータの振動を低減するためのエレベータ制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物の省スペース化に伴い、巻上機を小型化して昇降路内に設置したマシンルームレス型のエレベータが普及している。マシンルームレス型のエレベータ構成は、以下の特許文献１に開示されているように、従来の機械室ではなく昇降路内の壁やレール上等に制御盤や巻上げ機等が配置されている。そしてこれらレール等はブラケット等により昇降路内壁に固定されており、昇降路内で巻上機が駆動されることにより、巻上機のシーブに巻き掛けられたロープを介して乗りかごが昇降動作する。この際、かごの昇降等によって生ずる振動が梁等を介して建物に伝わり騒音等の原因となっていた。
【０００３】
特に、ロープの強度向上により細径化が進むと、それに伴ってシーブの径も小さくなるため、シーブが高速回転することにより約１０Ｈｚ以上の振動が発生する。この振動は建物側の住居の壁等に響いて騒音の原因となる。このような背景から、巻上機を支持する支持部材に振動センサと共に制振装置を設置し、制振装置を駆動することにより振動センサによって検出される振動と逆位相の力を制振力として支持部材に与えることにより、支持部材を介して建物へ伝わる振動を低減する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１５１６１号公報
【特許文献２】特開２００７−２９７１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献２に記載されている制振装置は、その大きさを考慮していない。
【０００５】
すなわち制振装置は通常重りとその重りを挟んで電磁石が存在し、この電磁石の力によって重りを振動と逆位相に動かすことによって振動を低減する。上述したように制振装置を振動が発生する場所に設置して駆動させることで振動の低減を図ることになるが、制振装置がこのような構造である関係上、ある程度の大きさを持っており、エレベータ内のいずれの場所であっても問題なく設置することができるわけではない。特に、一般的なエレベータよりも省スペースなマシンルームレス型のエレベータではなお一層、制振装置の設置場所が限定される可能性が出てくる。
【０００６】
このような状況で制振装置の大きさを考慮しないと、建物に伝わる振動を低減させるという制振装置の所期の目的を達成することはできない。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、振動の低減能力を損なうことなく制振装置の小型化を図ることで設置の自由度を確保することができるエレベータ制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、エレベータ制振装置において、制振対象物に取り付けられるケーシングと、ケーシング内で少なくとも一部に磁性体を有する重りと、重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、ケーシング内で重りを挟んで配置される電磁石と、を備え、この重りは、電磁石を収める凹部を備える。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、エレベータ制振装置において、制振対象物に取り付けられるケーシングと、ケーシング内で少なくとも一部に磁性体を有する重りと、重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、ケーシング内で重りを挟んで配置される電磁石と、を備え、この重りは薄い板状体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動の低減能力を損なうことなく制振装置の小型化を図ることで設置の自由度を確保することができるエレベータ制振装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係るエレベータ制振装置を適用したマシンルームレス型のエレベータの構成について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
〔エレベータの全体構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の実施の形態となるマシンルームレス型のエレベータの全体構成について説明する。
【００１３】
本発明の実施の形態となるマシンルームレス型のエレベータでは、図１に示すように、巻上機１１等の機器類（図示しない制御盤を含む）が小型化されて昇降路１０内に配置されている。巻上機１１は、昇降路１０の上部に水平方向に架設された支持部材１２に受台１３を介して設置されている。支持部材１２は、例えば鉄製の強固な部材（建物の梁を利用することも可能）からなる。巻上機１１の底部に取り付けられた受台１３は、例えば防振ゴム等の吸音部材からなる。巻上機１１の回転軸１１ａにはメインシーブ１４が回転自在に取り付けられ、メインシーブ１４にはロープ１５が巻き掛けられている。
【００１４】
ロープ１５の両端部は昇降路１０の所定の箇所に設けられたヒッチ部に固定されており、乗りかご１６はかご下シーブ１７ａ，１７ｂを介して図示しないカウンタウェイトと共に２：１ローピング方式で支えられている。なお図１にはロープ１５が１本しか図示されていないが、実際には複数本のロープ１５がメインシーブ１４やかご下シーブ１７ａ，１７ｂ等に巻き掛けられている。乗りかご１６は、一対のガイドレール１８ａ，１８ｂに摺動自在に支持され、巻上機１１の駆動に応じてロープ１５を介して昇降動作する。ガイドレール１８ａ，１８ｂは支持部材１２に連結され、支持部材１２の端部は建物の側壁１９に固定されている。
【００１５】
このような構成を有するマシンルームレス型のエレベータでは、巻上機１１の駆動に伴って振動が発生し、それが巻上機１１の周囲に伝わる。特に、ロープ１５の強度向上により細径化が進むと、それに伴ってメインシーブ１４の径も小さくなるため、高速回転により約１０Ｈｚ以上の振動が生じ易くなる。そしてこの振動は、支持部材１２を介して建物の側壁１９に伝わり、例えば住居の壁等に響いて騒音の原因となる。そこでこのマシンルームレス型のエレベータには、巻上機１１から建物の側壁１９に伝わる振動を低減するために、支持部材１２に振動センサ２０と制振装置２１が設けられている。
【００１６】
振動センサ２０は、例えば加速度センサからなり、その設置箇所に生じている振動を検出する。制振装置２１は、振動センサ２０によって検出された振動信号に基づいて重り２２を所定方向に動かすことにより、制振対象（この例では支持部材１２）に制振力を与える。より具体的には、制振装置２１は、支持部材１２の裏側（すなわち巻上機１１とは反対側の面）に振動センサ２０と共に設けられている。巻上機１１の駆動時に支持部材１２に伝わる振動はその支持部材１２上に設けられた振動センサ２０により検出される。制振装置２１は、振動センサ２０によって検出された振動信号に基づいて内部の重り２２を動かすことにより、支持部材１２に伝わる振動とは逆位相の力を発生させる。これにより、支持部材１２に制振力が与えられ、巻上機１１からの振動が相殺される。この結果、巻上機１１から支持部材１２を介して建物の側壁１９へ伝わる振動を低減できる。
【００１７】
〔制振装置の内部構成〕
次に、図２を参照して、本発明の実施の形態となる制振装置２１の内部構成について説明する。
【００１８】
制振装置２１は、少なくとも一部に磁性体を有する重り２２を内部に収容する空間２３を形成するケーシング２４と、ケーシング２４内側の底面２４ａと、重り２２を挟むようにしてケーシング２４内側の上面に対向配置された電磁石２５ａ，２５ｂと、ケーシング２４内側の底面２４ａに配設され、重り２２を図中の矢印Ｘ，−Ｘ方向（制振方向，上下方向）に変位自在に支持する弾性体２６ａ，２６ｂを備える。
【００１９】
この制振装置２１では、電磁石２５ａ，２５ｂが励磁されると、その時に発生する電磁力により少なくとも一部に磁性体を有する重り２２が制振方向に動き、その反力がケーシング２４に作用する。従って、ケーシング２４に作用する反力が制振力となるように電磁石２５ａ，２５ｂを励磁制御すれば、巻上機１１からの振動を相殺することができる。
【００２０】
なお、ケーシング２４については、制振装置２１を箱状に構成しその６面全てを面として構成することで電磁石等を内部に囲むように構成されている必要はない。従って、本発明の実施の形態においては例えば、最低限電磁石２５ａ，２５ｂが設けられている上下面を有するものであればよく、必ずしも４つの側面を有する必要はない。また電磁石２５ａ，２５ｂは、重り２２と弾性体２６ａ，２６ｂにより構成される振動系の回転モードの節（振動時に変位しない点）に対応する位置（弾性体が２つである場合には重り２２の重心位置）に配置することが望ましい。このような構成によれば、重り２２の２次振動モード（例えば重り２２の重心位置を中心とする揺動回転）が励振されることによって制振力を正確に制御できなくなることを防止できる。
【００２１】
また電磁石２５ａ，２５ｂを構成するコアは積層鋼板，フェライト，パーマロイ等の電気抵抗が比較的大きい材料により形成されていることが望ましい。これは、鉄等の電気抵抗が比較的小さい材料によりコアを形成した場合、コイルに高周波電流を通電した場合、コア表面に渦電流が発生することにより、発生した電磁力が電磁石２５ａ，２５ｂ内で打ち消され、制振力を正確に制御できなくなる可能性があるためである。
【００２２】
〔制振装置の制御系の構成〕
次に、図３を参照して、制振装置２１の動作を制御する本発明の一実施形態となる制御系の構成について説明する。
【００２３】
制御装置４０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の汎用のコンピュータにより構成され、Ａ／Ｄ変換器４１、ハイパスフィルタ４２、積分器４３、ゲイン調整器４４、平方根演算器４５、電磁力分配演算器４６、及びＤ／Ａ変換器４７，４８を備える。振動センサ２０により検出された振動信号は、Ａ／Ｄ変換器４１によりＡ／Ｄ変換された後にハイパスフィルタ４２に与えられ、ハイパスフィルタ４２により抑止する周波数範囲（例えば約５０〜３００Ｈｚ）の振動成分が抽出される。ハイパスフィルタ４２により抽出された振動成分は積分器４３により数値積分された後、ゲイン調整器４４にて所定のゲインを乗じることで制振信号が生成される。
【００２４】
制振装置２１に備えられた電磁石２５ａ，２５ｂは、それぞれ重り２２を吸引する方向（制振方向）の電磁力しか発生できない。そこで、電磁力分配演算器４６において、例えば重り２２を上方向（Ｘ方向）に動かす瞬間は一方の電磁石２５ａの電磁力による吸引作用を大きくし、他方の電磁石２５ｂの電磁力による吸引作用を小さくするといったように、重り２２を動かすタイミングに応じて電磁石２５ａ，２５ｂの電磁力を分配する。電磁力分配演算器４６から出力される制振信号は、Ｄ／Ａ変換器４７，４８によりＤ／Ａ変換され、必要に応じてアンプ（ＡＭＰ）４９，５０により増幅された後、電磁石２５ａ，２５ｂに与えられる。これにより、電磁石２５ａ，２５ｂが励磁駆動され、ケーシング２４に反力が作用することにより、巻上機１１からの振動を相殺することができる。
【００２５】
なお電磁石２５ａ，２５ｂがＵ型の電磁石である場合、電磁石２５ａ，２５ｂが発生する電磁力Ｆは、磁路断面積をＳ，コイル巻数をＮ，コイル電流をＩ，電磁石コアの磁路長をＬ１，重り２２の磁路長をＬ２，電磁石２５ａ，２５ｂと重り２２間のギャップ長をＬ３，電磁石コアの透磁率をμ１，重り２２の透磁率をμ２，空気の透磁率をμ０とすると、以下の数式１のように表される。
【数１】
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【００２６】
すなわち制振装置２１が発生する制振力はコイル電流Ｉの２乗値に比例するので、制御装置４０に制振力の大きさを制御信号として入力する場合には、制御装置４０は制御信号を符号付きの平方根信号に変換することによりコイル電流Ｉを導出しなければならない。以上のことから、制御装置４０に制振力の大きさを制御信号として入力する場合には、平方根演算器４５が制御信号を符号付きの平方根信号に変換することが望ましい。
【００２７】
このように本発明の実施形態となるマシンルームレス型のエレベータでは、エレベータの巻上機１１を支持する部材（支持部材１２やマシンベッド）に振動センサ２０と共に制振装置２１を設置しておき、振動センサ２０によって検出される振動信号に基づいて制振装置２１を駆動することにより、巻上機１１から支持部材を介して建物の側壁１９を伝わる振動を低減し、建物の隣室居室等への影響を軽減することができる。
【００２８】
〔重りの形状〕
本発明の実施の形態における重り２２は、図２に示すように電磁石２５ａ，２５ｂを収める凹部２２ａ，２２ｂを備える。電磁石は重り２２を挟むようにお互い対向する位置に設けられていることから、重り２２は図２に示すように略Ｈ型をしている。
【００２９】
一般的に制振装置は、電磁石の力によって重りを振動と逆位相に動かすことによって振動を低減する作用を奏する。この逆位相の振動を作り出すため、制振装置は重りとその重りを挟んで電磁石が存在する構造を採用する。しかし、このような構造では、重りの厚さに加えてその重りを挟んで位置する電磁石の厚みも制振装置の大きさに現われることになるため、制振装置２１の小型化には限界が生ずる。
【００３０】
そこで、本発明の実施の形態における重り２２のように、重り２２を挟むような位置に電磁石２５ａ，２５ｂが設けられていても、図２に示すように重り２２に凹部２２ａ，２２ｂを設けこれらの凹部とケーシング２４との間に形成される空間に電磁石２５ａ，２５ｂを収めるように設置する。このことによって、電磁石２５ａ，２５ｂの厚みを重り２２の厚みに吸収することができることになるため、制振装置２１の全体のＸ，−Ｘ方向の厚みが薄くなる。
【００３１】
厚みが薄くなればそれだけ制振装置２１全体の大きさを小型化することができるため、エレベータ内における制振装置２１の設置の自由度が高まる。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態における重り２２は、弾性体２６ａ，２６ｂが重り２２の底面を支える構造ではなく重り２２に凸部２２ｃ，２２ｃを設けている。この凸部２２ｃ，２２ｃを直接弾性体２６ａ，２６ｂに載置することによって、例えば、直方体の重りの底面を弾性体で支える構造よりも制振装置２１の厚みを薄くすることができる。
【００３３】
図４は、図２に示す重り２２の形状とは別の形状を採用した重りを備える制振装置３１の内部構成を示す図である。この制振装置３１内には電磁石が３つ設けられている。ケーシング２４の内部上面に設置される電磁石２５ａと、ケーシング２４の内部底面２４ａに設置される第１の電磁石３３ａと第２の電磁石３３ｂとである。
【００３４】
重り３２は、これら３つの電磁石の間を縫うように略クランク状に形成され、重り３２の凹部は、電磁石２５，３３の少なくとも１つを収めるように設けられている。図４に示す制振装置３１では、この設けられた凹部３２ａに電磁石２５ａが収まるように設けられている。一方、重り３２の両翼であって重り３２を支える弾性体２６ａ，２６ｂと第１の電磁石２５ａとの間にはそれぞれ第１の電磁石３３ａと第２の電磁石３３ｂとが設置される。電磁石２５をこのように配置することで電磁石２５の厚みを重り３２の厚みに吸収することができるため、制振装置３１全体の厚み薄くすることができる。
【００３５】
また、重り３２をクランク状に形成し、その両翼部分にそれぞれ第１の電磁石３３ａと第２の電磁石３３ｂとを配置することで、それぞれの電磁石を小型化することができる。すなわち、−Ｘ方向にＸ方向と同じ制振力を発揮させるためには２つ設けられている第１の電磁石３３ａと第２の電磁石３３ｂとに励磁すれば良い。そのため、第１の電磁石３３ａと第２の電磁石３３ｂとに対する電磁力は電磁石２５ａに対する電磁力と比べて略半分となる。従って、それだけ電磁石２５に比べて電磁石３３の大きさを小さくすることができ、このことは制振装置３１全体の小型化に寄与する。
【００３６】
このように重りの厚みに電磁石の厚みを吸収する構造を採用することによって、振動の低減能力を損なうことなく制振装置の小型化を図ることで設置の自由度を確保することができるエレベータ制振装置を提供することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００３８】
第２の実施の形態における制振装置５１は、重りの厚さを薄くするとともに、電磁石の大きさを小さくすることによって制振装置全体の厚みを薄くして小型化を図っている点に特徴を有する。
【００３９】
すなわち、図５に示す制振装置５１は、これまで図２で示した制振装置２１とは異なり、その高さ方向（厚み）が薄くなっている。制振装置５１のケーシング２４内の空間２３には、重り５２と、６つの電磁石５３ａないし５３ｆ（以下、適宜まとめて「電磁石５３」と表わす。）が設けられている。重り５２の両端は弾性体２６ａ，２６ｂ上に載置され、弾性体２６ａ，２６ｂに挟まれた領域であって重り５２を挟んで対向する位置に電磁石５３が２つずつ３対設けられている。
【００４０】
重り５２の厚みが薄くなれば、制振力を得るために重り５２を動かす電磁石５３も小さくすることが可能となる。薄くなった重り５２と小さくなった電磁石５３とでは発生させる制振力に限度があるが、その点は図５に示す制振装置５１のように、制振装置５１内に設ける電磁石５３の数を増やすことによって対応することができる。
【００４１】
このように、重りの厚みを薄くし、電磁石を小型化する構造を採用することによって、振動の低減能力を損なうことなく制振装置全体の小型化を図ることが可能となり、エレベータ内における設置の自由度を確保することができるエレベータ制振装置を提供することができる。
【００４２】
以上、本発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。
【００４３】
例えば、上述した各実施の形態においては、重りの形状を変化させることで制振装置の小型化を図っているが、重りの材料として鉄の比重よりも大きな材料（例えば、鉛やタングステン）を使用することで小型化に寄与することとしても良い。すなわち、重りの質量と、重りを支持する弾性体の弾性定数で定まる１次共振周波数は変化させずに重りの寸法を小さくするには、重りの比重が大きな材質を重りとして採用すれば良い。例えば、鉄の１．５倍の比重を持つタングステンを重りとして使用すると、重りの寸法は１／１．５の大きさで済む。これにより制振装置の小型化をより一層図ることができる。
【００４４】
また、例えば本実施形態では、電磁石２５ａ，２５ｂの位置は固定されているが、電磁石２５ａ，２５ｂに可動機構を設けることにより重り２２と電磁石２５ａ，２５ｂ間のギャップ長を調整可能なようにしてもよい。また、本実施形態は制振装置をエレベータに設けたものであるが、本発明はこれに限られることはなく、電車や自動車等の車両にも適用することができる。また、上述したエレベータ内の各構成要素以外の振動が発生する位置に制振装置２１を設置することができるのはもちろんである。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。さらに、以上では図１に示すような２：１ローピング方式の場合のエレベータを例に挙げて説明を行っているが、例えば１：１ローピング方式の場合で同様の位置に制振装置を設置し、発生した振動を制振力にて低減させる効果を有することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態となるマシンルームレス型のエレベータの構成を示す図である。
【図２】図１に示す制振装置の内部構成を示す図である。
【図３】図２に示す制振装置の制御系の構成を説明するための図である。
【図４】図２に示す重りの形状とは別の形状を採用した重りを採用する制振装置の内部構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態における制振装置の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：昇降路
１１：巻上機
１１ａ：回転軸
１２：支持部材
１３：受台
１４：メインシーブ
１５：ロープ
１６：乗りかご
１７ａ，１７ｂ：かご下シーブ
１８ａ，１８ｂ：ガイドレール
１９：建物の側壁
２０：振動センサ
２１：制振装置
２２：重り
２２ａ，２２ｂ：凹部
２２ｃ：凸部
２３：空間
２４：ケーシング
２５ａ，２５ｂ：電磁石
２６ａ，２６ｂ：弾性体
４０：制御装置
４１：Ａ／Ｄ変換器
４２：ハイパスフィルタ
４３：積分器
４４：ゲイン調整器
４５：平方根演算器
４６：電磁力分配演算器
４７，４８：Ｄ／Ａ変換器
４９，５０：ＡＭＰ
【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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