エレベータ制振装置
【課題】一対の電磁石を安価に励磁駆動する。
【解決手段】電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電する整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられている。これにより、制御装置４０は交流電流を出力するだけで電磁石２６ａ，２６ｂを交互に励磁駆動することができる。
【解決手段】電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電する整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられている。これにより、制御装置４０は交流電流を出力するだけで電磁石２６ａ，２６ｂを交互に励磁駆動することができる。
【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では、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、巻上機の振動が梁等を介して建物側に伝わる。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１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９７１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の制振装置は、支持部材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を制振方向（例えば上下方向）に変位自在に支持する弾性体と、ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石とを備え、一対の電磁石が発生する電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に振動させることにより、ケーシングを介して支持部材に制振力を与えるように構成されている。ところが一対の電磁石はそれぞれ磁性体を吸引する方向の電磁力しか発生できない。そこで従来の制振装置では、重りを一方の方向に動かす瞬間は一方の電磁石の電磁力による吸引作用を大きくし、他方の電磁石の電磁力による吸引作用を小さくするといったように、重りを動かすタイミングに応じて電磁石の電磁力を個別に励磁駆動していた。しかしながらこのような構成によれば、電磁石の制御信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制御信号を増幅出力するアンプを電磁石毎に用意しなければならないために、制振装置を安価に構成することが難しい。
【０００５】
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、その目的は、一対の電磁石を安価に励磁駆動することが可能なエレベータ制振装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、一つの電磁石及び制御部により制振力を与えることが可能なエレベータ制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係るエレベータ制振装置は、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に対向配置された一対の電磁石と、一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石間に接続され、交流電流の正方向電流のみを通電する第１の整流回路と、制御部と一対の電磁石の他方の電磁石間に接続され、交流電流の逆方向電流のみを通電する第２の整流回路とを備える。
【０００７】
本発明の第２の態様に係るエレベータ制振装置は、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、ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石と、一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、制御部と一対の電磁石の一方の電磁石を接続する第１の電流線と、制御部と一対の電磁石の他方の電磁石を接続する第２の電流線と、制御部と第１及び第２の電流線間に接続され、第１の電流線と第２の電流線との間で交流電流を供給する電流線を切り換える電流切換回路とを備える。
【０００８】
本発明の第３の態様に係るエレベータ制振装置は、制振対象物に取り付けられるケーシングと、ケーシング内で重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、重り上に配置され、重りの制振方向に固定磁界を永久的に発生させる磁界発生部と、ケーシング内で磁界発生部に対向配置された電磁石と、電磁石に交流電流を供給する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るエレベータ制振装置によれば、一対の電磁石を安価に励磁駆動することができる。また本発明に係るエレベータ制振装置によれば、一つの電磁石及び制御部により制振力を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】本発明の第２の実施形態となる制振装置の制御系の構成を説明するための図である。
【図５】本発明の第３の実施形態となる制振装置の内部構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態となる制振装置の制御系の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
マシンルームレス型のエレベータ構成は、例えば、特開２００４−１１５１６１号公報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、巻上げ機の駆動、かごの昇降等によって生ずる振動が建物に伝わり騒音等の原因となっていた。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、本発明の第１の実施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】
本発明の第１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、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、本発明の第１の実施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に形成された凹部２５と、重り２２を挟むようにしてケーシング２４内側の上面及び凹部２５の底面２５ａに対向配置された電磁石２６ａ，２６ｂ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ａ，ｂ方向（制振方向，上下方向）に変位自在に支持する弾性体２７ａ，２７ｂを備える。この制振装置２１では、電磁石２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００１９】
なおケーシング２４は、電磁石２６ａ，２６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２６ａ，２６ｂは、重り２２と弾性体２７ａ，２７ｂ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。
【００２０】
また電磁石２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００２１】
〔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第１の実施形態となる制御系の構成について説明する。
【００２２】
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、及びＤ／Ａ変換器４５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。制振信号はＤ／Ａ変換器４５によりＤ／Ａ変換され、アンプ（ＡＭＰ）４６により増幅される。電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電するダイオード等の整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられている。これにより、制振信号の正方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合、電磁石２６ｂが励磁駆動され、重り２２が図１に示すｂ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。また同様に、制振信号の逆方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合には、電磁石２６ａが励磁駆動され、重り２２が図１に示すａ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となるマシンルームレス型のエレベータによれば、電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電する整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられているので、制御装置４０は交流電流を出力するだけで電磁石２６ａ，２６ｂを交互に励磁駆動することができる。従って、本発明の第１の実施形態となるマシンルームレス型のエレベータによれば、従来の制振装置のように、制振信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制振信号を増幅出力するアンプを電磁石毎に用意する必要がなく、制振装置を安価に構成することができる。
【００２４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の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について説明する。なお本実施形態は、制御系の構成が上記第１の実施形態のそれと異なるだけでけであるので、以下では、図４を参照して、制御系の構成についてのみ説明する。
【００２５】
本実施形態では、制御装置４０は、ＤＳＰ等の汎用のコンピュータにより構成され、図４に示すように、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、Ｄ／Ａ変換器４５、及びルート演算器５０、及び切換信号生成部５１を備える。またアンプ４６と電磁石２６ａ，２６ｂを接続する電流線５２ａ，５２ｂには切換信号生成部５１により駆動されるインバータ等のスイッチング回路５３ａ，５３ｂが設けられている。この制御系では、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。制振信号はＤ／Ａ変換器４５によりＤ／Ａ変換され、アンプ４６により増幅される。また切換信号生成部５０は、制振信号の逆方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合、スイッチング回路５３ａ，５３ｂをそれぞれオン，オフする。これにより、電磁石２６ａが励磁駆動され、重り２２が図１に示すａ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。一方、制振信号の正方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合には、切換信号生成部５０はスイッチング回路５３ａ，５３ｂをそれぞれオフ，オンする。これにより、電磁石２６ｂが励磁駆動され、重り２２が図１に示すｂ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。
【００２６】
第１の実施形態のように通電する電磁石の切換をダイオード等の受動素子で行った場合、ダイオードの特性に起因する電圧波形の歪みが発生したり、アンプ４６側に予想しない負担が掛かる等、予期せぬ悪影響が生じる可能性も考えられる。本実施形態では、電流の周波数よりも高速なスイッチング回路５３ａ，５３ｂを用いて通電する電磁石の切換を能動的に実施しているので、予期せぬ悪影響が生じることを抑制できる。
【００２７】
〔第３の実施形態〕
最後に、本発明の第３の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について説明する。
【００２８】
本実施形態では、制振装置２１は、図５に示すように、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の内側底面に固定されたＵ型の電磁石２６と、ケーシング２４の内側側面に固定されたＬ字部材６１ａ，６１ｂと、Ｌ字部材６１ａ，６１ｂ上に配設され、重り２２を図中の矢印ａ，ｂ方向（制振方向，上下方向）に変位自在に支持する弾性体２７ａ，２７ｂと、電磁石２６に対向する重り２２の底面に設けられた永久磁石６２ａとＵ型鉄心６２ｂからなる永久磁界発生部６２とをを備える。永久磁界発生部６２は、永久磁石６２ａの磁束がＵ型鉄心６２ｂ内に集中して通過することにより、重り２２の下部にＮ極とＳ極の磁界を常時発生させる。電磁石２６はＵ型鉄心６２ｂと対向する位置に変動磁界を発生させる。このような制振装置２１によれば、アンプ４６によって１つの電磁石２６を励磁することにより（図６参照）、電磁石２６と重り２２間で吸引力と反発力の両方向の力を発生させることができる。従って本実施形態によれば、電磁石の制御信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制御信号を増幅出力するアンプは１つだけでよくなるので、制振装置を安価に構成することができる。
【００２９】
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。すなわち、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。
【符号の説明】
【００３０】
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
２３：空間
２４：ケーシング
２５：凹部
２６ａ，２６ｂ：電磁石
２７ａ，２７ｂ：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：Ｄ／Ａ変換器
４６：ＡＭＰ
４７ａ，４７ｂ：整流回路
【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では、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、巻上機の振動が梁等を介して建物側に伝わる。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１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９７１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の制振装置は、支持部材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を制振方向（例えば上下方向）に変位自在に支持する弾性体と、ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石とを備え、一対の電磁石が発生する電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に振動させることにより、ケーシングを介して支持部材に制振力を与えるように構成されている。ところが一対の電磁石はそれぞれ磁性体を吸引する方向の電磁力しか発生できない。そこで従来の制振装置では、重りを一方の方向に動かす瞬間は一方の電磁石の電磁力による吸引作用を大きくし、他方の電磁石の電磁力による吸引作用を小さくするといったように、重りを動かすタイミングに応じて電磁石の電磁力を個別に励磁駆動していた。しかしながらこのような構成によれば、電磁石の制御信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制御信号を増幅出力するアンプを電磁石毎に用意しなければならないために、制振装置を安価に構成することが難しい。
【０００５】
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、その目的は、一対の電磁石を安価に励磁駆動することが可能なエレベータ制振装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、一つの電磁石及び制御部により制振力を与えることが可能なエレベータ制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係るエレベータ制振装置は、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に対向配置された一対の電磁石と、一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石間に接続され、交流電流の正方向電流のみを通電する第１の整流回路と、制御部と一対の電磁石の他方の電磁石間に接続され、交流電流の逆方向電流のみを通電する第２の整流回路とを備える。
【０００７】
本発明の第２の態様に係るエレベータ制振装置は、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、ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石と、一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、制御部と一対の電磁石の一方の電磁石を接続する第１の電流線と、制御部と一対の電磁石の他方の電磁石を接続する第２の電流線と、制御部と第１及び第２の電流線間に接続され、第１の電流線と第２の電流線との間で交流電流を供給する電流線を切り換える電流切換回路とを備える。
【０００８】
本発明の第３の態様に係るエレベータ制振装置は、制振対象物に取り付けられるケーシングと、ケーシング内で重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、重り上に配置され、重りの制振方向に固定磁界を永久的に発生させる磁界発生部と、ケーシング内で磁界発生部に対向配置された電磁石と、電磁石に交流電流を供給する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るエレベータ制振装置によれば、一対の電磁石を安価に励磁駆動することができる。また本発明に係るエレベータ制振装置によれば、一つの電磁石及び制御部により制振力を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】本発明の第２の実施形態となる制振装置の制御系の構成を説明するための図である。
【図５】本発明の第３の実施形態となる制振装置の内部構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態となる制振装置の制御系の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
マシンルームレス型のエレベータ構成は、例えば、特開２００４−１１５１６１号公報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、巻上げ機の駆動、かごの昇降等によって生ずる振動が建物に伝わり騒音等の原因となっていた。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、本発明の第１の実施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】
本発明の第１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、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、本発明の第１の実施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に形成された凹部２５と、重り２２を挟むようにしてケーシング２４内側の上面及び凹部２５の底面２５ａに対向配置された電磁石２６ａ，２６ｂ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ａ，ｂ方向（制振方向，上下方向）に変位自在に支持する弾性体２７ａ，２７ｂを備える。この制振装置２１では、電磁石２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００１９】
なおケーシング２４は、電磁石２６ａ，２６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２６ａ，２６ｂは、重り２２と弾性体２７ａ，２７ｂ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。
【００２０】
また電磁石２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００２１】
〔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第１の実施形態となる制御系の構成について説明する。
【００２２】
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、及びＤ／Ａ変換器４５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。制振信号はＤ／Ａ変換器４５によりＤ／Ａ変換され、アンプ（ＡＭＰ）４６により増幅される。電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電するダイオード等の整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられている。これにより、制振信号の正方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合、電磁石２６ｂが励磁駆動され、重り２２が図１に示すｂ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。また同様に、制振信号の逆方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合には、電磁石２６ａが励磁駆動され、重り２２が図１に示すａ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となるマシンルームレス型のエレベータによれば、電磁石２６ａとアンプ４６の間には制振信号の正方向成分を遮断し、逆方向成分のみを電磁石２６ａに通電する整流回路４７ａが設けられ、電磁石２６ｂとアンプ４６の間には制振信号の逆方向成分を遮断し、正方向成分のみを電磁石２６ｂに通電するダイオード等の整流回路４７ｂが設けられているので、制御装置４０は交流電流を出力するだけで電磁石２６ａ，２６ｂを交互に励磁駆動することができる。従って、本発明の第１の実施形態となるマシンルームレス型のエレベータによれば、従来の制振装置のように、制振信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制振信号を増幅出力するアンプを電磁石毎に用意する必要がなく、制振装置を安価に構成することができる。
【００２４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の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について説明する。なお本実施形態は、制御系の構成が上記第１の実施形態のそれと異なるだけでけであるので、以下では、図４を参照して、制御系の構成についてのみ説明する。
【００２５】
本実施形態では、制御装置４０は、ＤＳＰ等の汎用のコンピュータにより構成され、図４に示すように、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、Ｄ／Ａ変換器４５、及びルート演算器５０、及び切換信号生成部５１を備える。またアンプ４６と電磁石２６ａ，２６ｂを接続する電流線５２ａ，５２ｂには切換信号生成部５１により駆動されるインバータ等のスイッチング回路５３ａ，５３ｂが設けられている。この制御系では、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。制振信号はＤ／Ａ変換器４５によりＤ／Ａ変換され、アンプ４６により増幅される。また切換信号生成部５０は、制振信号の逆方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合、スイッチング回路５３ａ，５３ｂをそれぞれオン，オフする。これにより、電磁石２６ａが励磁駆動され、重り２２が図１に示すａ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。一方、制振信号の正方向成分がアンプ４６から増幅出力された場合には、切換信号生成部５０はスイッチング回路５３ａ，５３ｂをそれぞれオフ，オンする。これにより、電磁石２６ｂが励磁駆動され、重り２２が図１に示すｂ方向に吸引され、その反動によりケーシング２４自体が振動する。
【００２６】
第１の実施形態のように通電する電磁石の切換をダイオード等の受動素子で行った場合、ダイオードの特性に起因する電圧波形の歪みが発生したり、アンプ４６側に予想しない負担が掛かる等、予期せぬ悪影響が生じる可能性も考えられる。本実施形態では、電流の周波数よりも高速なスイッチング回路５３ａ，５３ｂを用いて通電する電磁石の切換を能動的に実施しているので、予期せぬ悪影響が生じることを抑制できる。
【００２７】
〔第３の実施形態〕
最後に、本発明の第３の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について説明する。
【００２８】
本実施形態では、制振装置２１は、図５に示すように、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の内側底面に固定されたＵ型の電磁石２６と、ケーシング２４の内側側面に固定されたＬ字部材６１ａ，６１ｂと、Ｌ字部材６１ａ，６１ｂ上に配設され、重り２２を図中の矢印ａ，ｂ方向（制振方向，上下方向）に変位自在に支持する弾性体２７ａ，２７ｂと、電磁石２６に対向する重り２２の底面に設けられた永久磁石６２ａとＵ型鉄心６２ｂからなる永久磁界発生部６２とをを備える。永久磁界発生部６２は、永久磁石６２ａの磁束がＵ型鉄心６２ｂ内に集中して通過することにより、重り２２の下部にＮ極とＳ極の磁界を常時発生させる。電磁石２６はＵ型鉄心６２ｂと対向する位置に変動磁界を発生させる。このような制振装置２１によれば、アンプ４６によって１つの電磁石２６を励磁することにより（図６参照）、電磁石２６と重り２２間で吸引力と反発力の両方向の力を発生させることができる。従って本実施形態によれば、電磁石の制御信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器や制御信号を増幅出力するアンプは１つだけでよくなるので、制振装置を安価に構成することができる。
【００２９】
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。すなわち、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。
【符号の説明】
【００３０】
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
２３：空間
２４：ケーシング
２５：凹部
２６ａ，２６ｂ：電磁石
２７ａ，２７ｂ：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：Ｄ／Ａ変換器
４６：ＡＭＰ
４７ａ，４７ｂ：整流回路
【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、
ケーシング内で少なくとも一部に磁性体を有する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に対向配置された一対の電磁石と、
前記一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、
前記制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石間に接続され、前記交流電流の正方向電流のみを通電する第１の整流回路と、
前記制御部と前記一対の電磁石の他方の電磁石間に接続され、前記交流電流の逆方向電流のみを通電する第２の整流回路とを備え、
前記一対の電磁石の電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項２】
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、
ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石と、
前記一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、
前記制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石を接続する第１の電流線と、
前記制御部と前記一対の電磁石の他方の電磁石を接続する第２の電流線と、
前記制御部と前記第１及び第２の電流線間に接続され、第１の電流線と第２の電流線との間で交流電流を供給する電流線を切り換える電流切換回路とを備え、
前記一対の電磁石の電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項３】
制振対象物に取り付けられるケーシングと、
ケーシング内で重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、
前記重り上に配置され、重りの制振方向に固定磁界を永久的に発生させる磁界発生部と、
ケーシング内で前記磁界発生部に対向配置された電磁石と、
前記電磁石に交流電流を供給する制御部とを備え、
前記電磁石と前記磁界発生部間の電磁力の作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項１】
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に対向配置された一対の電磁石と、
前記一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、
前記制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石間に接続され、前記交流電流の正方向電流のみを通電する第１の整流回路と、
前記制御部と前記一対の電磁石の他方の電磁石間に接続され、前記交流電流の逆方向電流のみを通電する第２の整流回路とを備え、
前記一対の電磁石の電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項２】
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、
ケーシング内で磁性体に対向配置された一対の電磁石と、
前記一対の電磁石に交流電流を供給する制御部と、
前記制御部と前記一対の電磁石の一方の電磁石を接続する第１の電流線と、
前記制御部と前記一対の電磁石の他方の電磁石を接続する第２の電流線と、
前記制御部と前記第１及び第２の電流線間に接続され、第１の電流線と第２の電流線との間で交流電流を供給する電流線を切り換える電流切換回路とを備え、
前記一対の電磁石の電磁力の磁性体に対する作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【請求項３】
制振対象物に取り付けられるケーシングと、
ケーシング内で重りを制振方向に変位自在に支持する弾性体と、
前記重り上に配置され、重りの制振方向に固定磁界を永久的に発生させる磁界発生部と、
ケーシング内で前記磁界発生部に対向配置された電磁石と、
前記電磁石に交流電流を供給する制御部とを備え、
前記電磁石と前記磁界発生部間の電磁力の作用により重りを制振方向に動かすことにより、ケーシングを介して制振対象物に制振力を与えること
を特徴とするエレベータ制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１８００３２（Ｐ２０１０−１８００３２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６５９３（Ｐ２００９−２６５９３）
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
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