CN112088260B - 减振装置和电梯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,得到高效地抑制机械构造上具有柔软性的长条构造体的共振现象引起的振动的放大且具有不稳定防止单元的减振装置。降低长条构造体(1)的振动的减振装置(100)具有位移放大器(7)和限制部件(8)。位移放大器(7)沿着构造体(1)的长度方向的任意位置配置。位移放大器(7)对构造体(1)的位移进行放大。限制部件(8)抑制位移放大器(7)以比使得不返回振动的平衡位置的第1位移大的方式对构造体(1)的位移进行放大。
Description
技术领域
本发明涉及抑制长条构造体的振动的减振装置。
背景技术
关于现有的减振装置,例如,作为电梯绳索的减振装置,公开了如下内容:在接近电梯绳索端部的机房设置(将振动能量转换为热能并消散能量的)减振器,由此抑制电梯绳索的振动(专利文献1)。
此外,关于另一个减振装置,公开了如下内容:具有设置于绳索端部附近而使负复原力作用于与电梯绳索的位移方向相同的方向上的机械要素,为了实现负复原力而使用倒立摆(专利文献2)。此外,公开了如下内容:为了实现负复原力而活用永久磁铁的吸引力(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-1711号公报
专利文献2:日本特开平3-26682号公报
专利文献3:日本特开2007-309411号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有的减振装置中,在长条构造体的振幅较小的部位设置减振器,因此,减振效果较低,此外,有时无法在振幅较大的部位设置减振器。此外,基于倒立摆、永久磁铁的负刚性具有刚性值伴随着长条构造体的位移增加而非线性地增加的性质,因此,当长条构造体的位移增大时,负刚性过度增大而不稳定。于是,减振装置的位移被固定于减振机构的可动范围的最大位置,存在无法发挥基于负刚性的减振效果的问题。
本发明的目的在于,得到高效地抑制机械构造上具有柔软性的长条构造体的共振现象引起的振动的放大且具有不稳定防止单元的减振装置。
用于解决课题的手段
本发明的减振装置降低长条构造体的振动,其中,所述减振装置具有:位移放大器,其沿着构造体的长度方向的任意位置配置,对构造体的位移进行放大;以及限制部件,其抑制位移放大器以比使得不返回振动的平衡位置的第1位移大的方式对构造体的位移进行放大。
本发明的电梯装置具有上述减振装置。
发明效果
根据本发明,通过设置于沿着长条构造体的任意位置的减振装置,能够防止不稳定而进行振动抑制。
附图说明
图1是实施方式1的长条构造体的概略图。
图2是示出实施方式1的长条构造体的振动的状况的示意图。
图3是示出通过减振器对实施方式1的长条构造体的振动进行减振的状况的示意图。
图4是设置于实施方式1的长条构造体的位移放大器的图。
图5是说明位移放大器的不稳定现象的曲线图。
图6是说明防止减振装置动作不稳定的概念的曲线图。
图7是说明实施方式1的减振装置的限制部件的图。
图8是实施方式1的具有减振器的减振装置的图。
图9是说明实施方式1的另一个限制部件的结构和效果的曲线图。
图10是说明将实施方式1的减振装置应用于端部成为自由端的构造体的例子的图。
图11是说明不将实施方式1的减振装置固定于其他物体而使减振装置的两端与构造体连结的例子的图。
图12是实施方式2的电梯装置的图。
图13是示出实施方式2的电梯装置被激振时的图。
图14是实施方式2的电梯装置的减振装置的图。
图15是实施方式2的电梯装置的带限制部件的减振装置的图。
图16是实施方式2的电梯装置的设置于绳索管的减振装置的图。
图17是实施方式2的电梯装置的使用利用连杆机构的负刚性部的减振装置的侧视图。
图18是实施方式2的电梯装置的使用利用连杆机构的负刚性部的减振装置的俯视图。
图19是示出从端部到振动衰减装置设置位置的距离与实施方式2的电梯装置的主绳索的长度之比和最大衰减比的关系的曲线图。
图20是示出对实施方式2的电梯装置的减振装置应用负或正刚性时的归一化刚性值和最大衰减比的关系的曲线图。
图21是示出实施方式2的电梯装置的进行铅直方向的减振的减振装置的结构的例子的图。
图22是实施方式2的减振装置的立体图。
图23是示出实施方式2的电梯装置的轿厢的位置与绳索偏角的关系的图。
图24是实施方式2的减振装置的立体图。
图25是实施方式2的减振装置的立体图。
图26是实施方式2的减振装置的俯视图。
图27是实施方式2的减振装置的侧视图。
图28是实施方式2的减振装置的侧视图。
图29是实施方式2的电梯装置的结构图。
图30是实施方式2的减振装置的侧视图。
图31是实施方式3的电梯装置的结构图。
图32是实施方式3的电梯装置的结构图。
图33是实施方式3的减振装置的侧视图。
图34是实施方式3的减振装置的侧视图。
图35是实施方式3的减振装置的侧视图。
图36是实施方式3的减振装置的侧视图。
图37是实施方式3的减振装置的侧视图。
图38是实施方式3的减振装置的侧视图。
图39是实施方式3的减振装置的侧视图。
图40是实施方式3的减振装置的侧视图。
图41是实施方式3的减振装置的侧视图。
图42是实施方式3的减振装置的立体图。
图43是实施方式3的减振装置的俯视图。
图44是实施方式3的减振装置的立体图。
图45是实施方式3的减振装置的侧视图。
图46是实施方式3的减振装置的俯视图。
图47是实施方式3的减振装置的侧视图。
图48是实施方式3的减振装置的立体图。
图49是实施方式3的减振装置的立体图。
图50是实施方式3的减振装置的俯视图。
图51是实施方式3的减振装置的俯视图。
图52是实施方式3的电梯装置的结构图。
图53是实施方式3的减振装置的侧视图。
图54是实施方式3的电梯装置的结构图。
具体实施方式
实施方式1
使用附图对实施方式1进行说明。另外,发明不限于记载的具体例,能够适当变更尺寸、材料、形状。
图1是在本实施方式中作为减振装置100的减振对象的构造体1的示意图。这里所说的构造体1具备在至少一个方向上具有比其他方向长的尺寸的长条形状。构造体1例如可以是棒状或板状的构造物、绳索状的物体。此外,构造体1也可以是支承什么并维持形状的构造部件,也可以是形状由于外界干扰而大幅变化的柔软部件。此外,构造体1在具有较长尺寸的方向上的任意部位与其他物体固定即可。
构造体1的两端固定于固定面2a和固定面2b。在附图中示出3轴直角坐标系的x轴、y轴和z轴,铅直下方是x轴的正方向。构造体1的长度方向与x轴平行,沿铅直方向配置,固定面2a相对于构造体1位于铅直上方,固定面2b位于铅直下方。此外,图1示出构造体1未被激振而未产生与长度方向垂直的方向即横向的振动(以下称作“横向振动”)的状态。
图2是示出被激振的构造体1a的状况的示意图。在图1中,使固定面2a振动的激振力3被施加给固定面2a,并且,当基于激振力3的激振频率与构造体1a的固有频率一致时,产生共振现象,构造体1a(和固定面2a)的振幅放大。在附图中示出激振力3和构造体1a的振动方向为y轴方向,但是不限于此,yz平面上的任意方向也是同样的。此外,在固定面2b被激振的情况下也产生同样的现象。
这里,构造体1a产生共振时的振动的振幅根据构造体1a的长度方向(x方向)的各位置而不同,由构造体1a的刚性和质量的分布来决定。
图3是通过减振器对构造体1a的(共振)振动进行减振的情况的示意图。这里,减振器通过粘性阻力、摩擦等将振动能量转换为热能,消散能量来吸收振动,是发挥与速度成比例的力的粘性要素。图3的(a)示出在从固定面2b朝向铅直方向(x方向)上方分开距离5a的位置经由固定面2c设置振动衰减单元即减振器4。与此相对,在图3的(b)中,在从固定面2b朝向铅直方向(x方向)上方分开比距离5a大且为构造体1的长度方向长度的一半的距离5b的位置设置减振器4。
在图3的(a)、图3的(b)中,在对设置有减振器4的位置处的构造体1a的振动的振幅进行比较时,更加接近固定面2b的图3的(a)中的振幅6a小于图3的(b)中的振幅6b。于是,图3的(a)的减振器4的位移小于图3的(b)的减振器4的位移,因此,图3的(a)的减振器4的减振效果低于图3的(b)的减振器4的减振效果。
但是,图3的(a)的减振器4的设置位置接近固定面2b,因此,与图3的(b)的减振器4相比,容易设置。因此,在容易设置的固定面2b附近设置减振器4,导入提高减振器4的减振效果的装置。另外,这里,以提高减振器4的减振效果为目的,但是,也能够设为可以没有减振器4的装置结构。
除了上述减振器4以外,作为现有的减振装置,还存在使用专利文献2或3中记载的倒立摆机构或基于永久磁铁的负刚性机构的减振装置。但是,这些负刚性机构发挥的刚性特性的刚性值(弹性系数)相对于构造体的位移的变化并不固定,具有刚性值伴随着位移而增加的非线性。
在倒立摆机构或基于永久磁铁的负刚性机构中,伴随着构造体1的位移增加,负刚性值过度增大,可能引起不稳定的举动。这里,负刚性值增大是指负刚性的刚性值的绝对值增大。不稳定的举动具有实用方面的问题。具体而言,负刚性机构的刚性特性为非线性,由此,当不稳定时,在现有的减振装置中,构造体1的设置有减振装置的位置处的位移固定于减振装置的可动域的最大位置。这是因为,基于负刚性的力大于构造体1要返回平衡位置的力。当构造体1固定于减振装置的可动域的最大位置时,没有得到位移放大的效果,无法完全发挥基于负刚性的减振效果。
另外,为了防止负刚性值的增加引起的不稳定,也可考虑预先将负刚性值设定为较小的值,但是,负刚性值较小,因此,构造体1的位移的放大量较小,其结果是,减振效果降低,或者减振器的减振效果的提高降低。进而,在负刚性机构中,即使是较小的负刚性值,也具有基于非线性的负刚性值的增加特性,因此,即使预先将负刚性值设定为较小的值,也没有在本质上解决上述不稳定的现象。
图4是示出本实施方式的减振装置100中的设置于构造体的位移放大器7的例子的图。位移放大器7是对构造体1的振动的位移进行放大的装置。位移放大器7例如通过负刚性或负惯性等对构造体1的位移进行放大。在本实施方式中,位移放大器7对构造体1的位移进行放大,而不需要来自外部的能量输入。即,位移放大器7是无源装置。位移放大器7例如是负刚性部71。负刚性部71经由固定面2c而与设置有图3的(a)的减振器4的位置即从固定面2b起距离5a的位置连接。负刚性部71被配置成,在构造体1静止时成为自然长度。
这里,构造体1静止的状态是指,没有与构造体1的长度方向垂直的方向上的位移且没有振动的状态,是未对构造体1施加重力以外的外力的状态。此时,构造体1位于平衡位置。负刚性部71具有相对于力难以变形的程度即与一般的正刚性相反的特性。具有正刚性的弹簧等使弹力作用于与受到的位移相反的方向上,与此相对,负刚性部71使弹力作用于与受到的位移相同的方向上。
负刚性部71能够采用倒立摆机构或使用永久磁铁的机构。倒立摆机构是在比支点高的位置处具有重心的摆机构。将支点固定于固定部,使锤在铅直上方上与静止状态的构造体1连接,当构造体沿横向位移时,锤倾斜,进而由于重力而产生要倾倒的力。能够使用该要倾倒的力作为上述负刚性力。但是,基于倒立摆的负刚性不是线性的,当位移增加时,负刚性力更大。
此外,使用永久磁铁的机构在构造体1自身或设置于构造体1的与位移放大器7对置的位置的部件,使用铁等强磁性体,在与静止状态的构造体1分开的位置设置永久磁铁。静止状态的构造体1和永久磁铁有距离,因此,之间作用的磁力较小,但是,当构造体1位移而接近永久磁铁时,彼此吸引的磁力增大,成为上述负刚性力。但是,磁力基于库仑定律,因此,跟构造体1与永久磁铁之间的距离的平方成反比例,因此,如果不设置特别的机构,则上述负刚性成为非线性。此外,当然地,当构造体1和永久磁铁接触而使之间的距离成为0时,即使构造体1的位移增加,负刚性力也不会增加。
负刚性部71使被设置的构造体1a的位置即从固定面2b起距离5a的位置处的构造体1a的位移增加。图4在附图中示出这种情况。在图4中,当如点线所示的构造体1a那样位移时,负刚性部71在与位移相同的方向上发挥力而收缩,构造体借助该力而变形为实线所示的构造体1b这样的空间波形,能够进行整形。
这样,在不是构造体1的振动的波腹的位置也设置位移放大部,由此,能够以构造体1的振动的波腹接近减振器4的方式,改变构造体1a的振动的空间波形即振动模式。因此,即使是图3的(a)那样设置于从固定面2b起距离5a(小于构造体1的长度的一半)的位置的减振器4,通过在减振器4设置负刚性部71,也能够提高减振器4的减振效果。
图5是说明本实施方式的减振装置100中的负刚性引起的不稳定现象的曲线图。在附图中,纵轴是负刚性力(N),横轴是负刚性部71的位移(m)。曲线图中的实线a和虚线b示出表示位移与负刚性力的关系的特性,线的斜率相当于负刚性值。
位移放大器7发挥实线a那样斜率恒定的负刚性力,在构造体1如构造体1a那样位移时,应该发挥具有比在返回静止状态的构造体1的方向上产生的复原力小的绝对值的、位移方向的力。在图5中,灰色表示的区域c是基于负刚性的位移放大器7产生的力大于构造体的复原力的绝对值的区域,是不稳定区域。在进入不稳定区域c时,基于负刚性的振动模式整形无法有效发挥功能,也无法得到基于减振器的减振效果。
为了发挥比上述不稳定区域的力小的力,位移放大器7需要设定为比实线a的斜率小的值的负刚性值。但是,当使用作为具有负刚性的特性的机械的倒立摆机构或永久磁铁时,如点线b所示,无论如何,在原理上,负刚性力都是斜率伴随着位移而增加的非线性的力。即,在设作为稳定极限的线性负刚性即实线a与实际的负刚性部71的非线性负刚性力即点线b的交点为d时,当产生比交点d处的负刚性部71的位移v1大的位移时,具备具有这种负刚性特性的位移放大器7的减振装置100动作不稳定。
图6是说明针对本实施方式的构造体1的振动,通过作为位移放大器7的负刚性部71的非线性刚性特性防止减振装置100动作不稳定的概念的曲线图。通常,减振装置100为了应对构造体1的更大的振动振幅(激振振幅),优选位移放大器7扩大稳定发挥功能的位移的范围。在图6中,与图5同样,纵轴是负刚性力,横轴是负刚性部71的位移。曲线图中的实线a是示出基于负刚性的位移放大器7产生的力与构造体的复原力的绝对值相等的稳定极限的线,虚线b和点线e示出表示负刚性部71的位移与负刚性力的关系的负刚性特性曲线。
如图6的点线e所示,与实线a相比,设计成负刚性部71的负刚性力较弱,由此,稳定极限的实线a与负刚性部71的特性曲线b、e各自的交点从交点d向交点f移动。于是,稳定极限的实线a与负刚性部71的特性曲线的交点向位移增大的方向移动,减振装置100能够将稳定地动作的稳定范围扩大到更大的位移v2。
但是,位移为0附近的负刚性值(曲线图上的虚线和点线的斜率)减小,存在没有充分得到基于位移放大器7的构造体1的位移增加的问题。为了解决该问题,需要能够防止减振装置的不稳定而不降低位移为0附近的负刚性值的单元。
图7是示出本实施方式的具有位移放大部和抑制其放大位移的限制部件的减振装置100的图。限制部件是防止上述减振装置100的不稳定的单元。在图7的(a)中,作为位移放大部的负刚性部71的一端固定于固定面2c,另一端和与构造体1连结的连结部9连接。这里,连结部9被连接成能够向构造体1传递力。连结部9也可以以非接触的方式向构造体1传递力。限制部件8是设置于固定面2c且向构造体1侧突出规定长度的棒状部件。伴随着激振力3的振幅增大,构造体1的振幅增大,当与构造体1b的状态相比振幅增加时,通过位移放大器7进一步位移,连结部9进一步接近固定面2c侧。
然后,构造体1位移,直到设置于负刚性部71的另一端的连结部9与设置于固定面2c的限制部件8碰撞或接触为止。图7的(b)示出该连结部9碰到限制部件8的状态。构造体1变形(位移)到图中的构造体1c的状态。关于附图的构造体1c,设置于固定面2c的限制部件8和设置于负刚性部71的另一端的连结部9碰撞或接触,负刚性部71的位移放大被限制。
这里,限制部件8的规定长度成为如下长度:在负刚性部71的位移不超过图5、6的曲线图中的基于负刚性的位移放大器7产生的力与构造体1的复原力的绝对值相等的稳定极限线a与负刚性部71的负刚性特性曲线b的交点d的位移v1的状态下,限制部件8和连结部9接触。
通过如上所述设定限制部件8的长度,作为位移放大器7的负刚性部71不进入图5、6的不稳定区域c,减振装置100稳定地进行动作。此外,通过设置限制部件8,负刚性部71不会不稳定,因此,不需要将作为位移放大器7的负刚性部71的位移0附近的负刚性值设定为较低。因此,能够同时实现负刚性部71的减振效果和稳定性双方。
此外,限制部件8还能够抑制所述位移放大器7,使得由位移放大器7产生的力不超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是构造体1和固定面的连结位置与位移放大器7对所述位移进行放大的连结位置之间的构造体的位移方向上的等效刚性。由位移放大器7产生的力超过基于等效刚性的力时的构造体1的位移是第1位移的例子,所述等效刚性是构造体1和固定面的连结位置与位移放大器7对所述位移进行放大的连结位置之间的构造体的位移方向上的等效刚性。这里,第1位移是使得构造体1不会由于位移放大器7而返回振动的平衡位置的位移。由此,限制部件8防止构造体1的振动不稳定。
图8是示出针对本实施方式的构造体1的振动,设置作为位移放大器7的负刚性部71和作为振动衰减单元的减振器的减振装置100的结构的图。在图8中,与图7同样,减振器4的一端与负刚性部71一起与连结部9连接,另一端与负刚性部71一起与固定面2c连接,该连结部9设置成在从固定面2b分开比构造体1的长度的一半小的距离5a的位置处与构造体1连结。减振器4的两端与连结部9和固定面2c连接,在这之间发挥振动衰减作用。
在图3的(a)中说明了,减振器4设置于接近构造体1的固定部的固定面2c时,构造体1的位移较小,因此,减振效果较小。但是,即使减振器4设置于同样的位置(连结部9、固定面2c),通过图7所示的位移放大器7,包含减振器4的减振装置100的设置部位处的构造体1的位移也会增加,因此,最大限度地发挥减振器4的减振效果。
另外,在图8中,示出减振器4与位移放大部一起跟与构造体1连结的连结部9连接的例子,但是,也可以不同于位移放大器7(负刚性部71),并列地在相邻的构造体1的位置处使减振器4与构造体1连接。这是因为,只要是位移放大部与构造体1连接的位置的附近,就可得到构造体1的位移增大的效果,减振器4的减振效果提高。此外,当分别使位移放大部和减振器4与构造体1连接时,还能够期待连结部9等的减振装置100的构造不会复杂的效果。
图9是说明本实施方式的另一个限制部件的例子的图。图9的(a)是示出具有另一个限制部件的减振装置100的结构的概念图。图9的(b)是说明图9的(a)的结构的效果的曲线图。
在图9的(a)中,基于固定面2c、负刚性部71、连结部9和减振器4的减振装置100的结构与图8相同,但是,限制部件8的结构不同。在图9的(a)中,限制部件8具有规定的长度这点与图8相同,但是,具备具有正刚性的正刚性部10这点不同。正刚性部10在被赋予位移时,在与位移相反的方向上产生斥力。通过设置正刚性部10,在连结部9与限制部件8碰撞时,限制部件8向长度收缩的方向位移,对连结部9乃至构造体1赋予反作用力。
在图8中,限制部件8的长度不变,因此,在连结部9与限制部件8碰撞时,负刚性部71和构造体1均无法位移。另一方面,在图9的(a)的结构中,限制部件8在连结部9与限制部件碰撞后向限制部件8收缩的方向位移,因此,负刚性部71也继续位移。但是,当限制部件8收缩时,正刚性部10发挥反作用力。该正刚性部10发挥的反作用力是与负刚性部71发挥的负刚性力方向相反的力,因此,减弱过大地增大的负刚性部71的负刚性力。
在图8的结构中,负刚性部71不会位移到安全边界的近前的位移以上,以使负刚性部71不会进入不稳定区域。与此相对,在图9的(a)的结构中,负刚性部71比图8的例子的安全边界的位移v1更大地位移,但是,产生抵消的力,不会成为过大的负刚性力。由此,能够扩大成为作为位移放大部的负刚性部71的安全区域的位移。
图9的(b)是说明图9的(a)的结构的效果的曲线图。在附图中,与图5同样,纵轴是负刚性力,横轴是负刚性部71的位移。曲线图中的实线a是示出基于负刚性的位移放大器7产生的力与构造体的复原力的绝对值相等的稳定极限的线,虚线b示出表示负刚性部71的位移与负刚性力的关系的负刚性特性曲线。此外,单点划线g表示基于安装于限制部件8的正刚性部10的力,是以返回位移为0的位置的方式发挥的复原力。在该曲线图中,将负刚性力设为纵轴的正方向,因此,基于正刚性部10的力的值成为负值。
此外,在图9的(b)中,设定成当连结部9(负刚性部71)的位移成为0.6[m]时,与限制部件8接触。基于限制部件8和负刚性部71的合力成为位移放大器7作用于构造体1b的力,在图9的(b)中利用点线h表示。基于限制部件8和负刚性部71的合力在连结部9与限制部件8接触之前具有曲线b的特性,在接触后具有曲线h的特性。
此外,在比安全极限的曲线a与基于限制部件8和负刚性部71的合力曲线h的交点的位移v3小的装置位移中,基于限制部件8和负刚性部71的合力成为安全极限曲线a以下。由此,装置位移在0附近不会降低负刚性值,减振装置100的稳定区域能够从v1向安全极限的曲线a与合力曲线h的交点的位移即v3扩展。
图10是将本实施方式的减振装置100应用于在构造体的端部的两侧没有固定面的对象的图。图10的(a)是对构造体1d的一端与固定面2a连接且另一端自由的构造体1d应用减振装置100的例子。在附图中,作为应用对象的构造体1d越接近固定面2a,则振幅越小,但是,在接近固定面2a的位置容易设置减振装置100。这里,在接近固定面2a的位置设置固定面2c,在固定面2c与构造体1d之间设置上述的减振装置100。上述减振装置100即使设置于构造体1d的位移较小的位置,也通过负刚性部71增加位移,对振动模式进行变更,并且,通过限制部件8防止过大地位移放大,稳定地发挥减振效果。
另外,如图所示,也可以在与构造体1d连结的连结部9,与负刚性部71一起设置减振器4。当这样构成时,能够提高减振器4的减振效果。此外,限制部件8也可以构成为包含正刚性部10,扩大稳定区域的位移。此外,在附图中,示出在铅直上方具有固定面2a且构造体1d垂下的结构,但是,相反地,也可以构成为在铅直下方具有固定面且构造体1d立起。
图10的(b)是对两端自由的构造体1e应用减振装置100的例子。在该例子中,构造体1e的中央被固定。减振装置100配置于构造体1e的接近被固定的部分的部位。图10的(b)的构造体1e的中央部分的位移较小。因此,即使在中央部分设置减振器4,效果也较低。但是,即使减振器4设置于同样的位置(连结部9、固定面2c),通过位移放大器7,包含减振器4的减振装置100的设置部位处的构造体1的位移也增加,最大限度地发挥减振器4的减振效果。
在附图中,上述的减振装置100设置于固定面2c与构造体1e之间。上述减振装置100即使设置于构造体1e的位移较小的位置,也通过负刚性部71增加位移,对振动模式进行变更,并且,通过限制部件8防止过大地位移放大,稳定地发挥减振效果。
此外,与图10的(a)同样,也可以在与构造体1e连结的连结部9,与负刚性部71一起设置减振器4,即使限制部件8构成为包含正刚性部10,也可得到与上述相同的效果。
图11是示出不将本实施方式的减振装置100与构造体以外的部件连接而构成的例子的图。即,图11的构造没有固定面2c,取而代之,减振装置100在从连结部9与构造体1d连结的第一位置分开的第二位置处具有与构造体1d连结的连结部9a。而且,作为位移放大部的负刚性部71设置于在第一位置处与构造体1d连结的第一连结部9与在第二位置处与构造体1d连结的第二连结部9a之间。
上述减振装置100构成为第一连结部9和第二连结部9a连结的位置(第一位置、第二位置)分开,因此,当构造体1振动而变形为波型的形状时,第一连结部9和第二连结部9a在与构造体1d的长度方向垂直的方向上的位移不同,位移之差通过作为位移放大部的负刚性部71而增加,构造体1d的振动模式变化,能够提高基于减振器4的衰减效果。
此外,在附图中,限制部件8设置于第一连结部9或第二连结部,防止负刚性部71位移到规定的位移以上,或者,通过正刚性部10发挥与负刚性部71发挥的负刚性力方向相反的力,防止成为过大的负刚性力。
上述减振装置100中的构造体1与位移放大器7(或连结部9)的连结位置也可以配置于比构造体1的振动的波腹更接近波节的位置。此时,该连结位置与构造体1的振动的波节之间的距离比该连结位置与构造体1的振动的波腹之间的距离短。此外,该连结位置与构造体1的振动的波节之间的距离比0长。在比构造体(以固有频率)进行振动的振动的波腹更接近振动的波节的位置设置连结位置,由此,更加容易使振动的模式变化,减振效果提高。这是因为,与设置于振动的波腹而进一步增大位移相比,在位移较小的振动的波节附近设置位移放大器7,由此,产生另一个振动的波腹,变化为不同的振动模式。这样,一般而言,变化后的振动模式成为低频率,从变化前的固有频率分开,可期待振幅减小。通过这样使固有频率变化,可期待减振装置100在没有减振器的结构中也避免构造体1的共振。
根据本实施方式,减振装置100具有:位移放大器7,其沿着构造体的长度方向的任意位置配置,对构造体的位移进行放大;以及限制部件8,其抑制该位移放大器7以比预先设定的位移大的方式对构造体的位移进行放大。这里,预先设定的该位移是使得构造体1不返回振动的平衡位置的第1位移。由此,减振装置100使设置有位移放大器7的构造体的位置处的振动的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
此外,位移放大器7也可以配置于比所述构造体的振动的波腹更接近波节的位置。此时,位移放大器7的位置与构造体1的振动的波节之间的距离比该连结位置与构造体1的振动的波腹之间的距离短。此外,位移放大器7的位置与构造体1的振动的波节之间的距离比0长。于是,位移放大器7配置于比构造体的固有振动模式的振动波形的波腹更接近波节的位置,因此,能够对构造体的振动的波形形状乃至振动模式进行变更。
此外,位移放大器7由永久磁铁或倒立摆等负刚性部件的简易构造构成。因此,轻量化,耐久性提高,不需要控制,能够不进行电力供给地进行减振。
此外,限制部件由具有正刚性的弹性体构成,因此,在构造体的位移成为预先设定的位移时,弹性体向长度收缩的方向位移,对构造体施加与位移方向相反的力。于是,弹性体发挥的力和上述位移放大器7发挥的负刚性力是方向相反的力,因此,抑制位移放大器7的过大的负刚性力,防止不稳定。
此外,限制部件构成为抑制位移放大器7,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是构造体的固定位置与放大器对位移进行放大的连结位置之间的构造体的位移方向上的等效刚性。因此,位移放大器7发挥减振效果,并且能够防止不稳定。
此外,限制部件的预先设定的第1位移,是位移放大器7发挥的力超过基于构造体的固定位置与位移放大器7对所述位移进行放大的连结位置之间的构造体的所述位移方向上的等效刚性的力时的位移。因此,位移放大器7发挥减振效果,并且能够防止不稳定。
此外,位移放大器7构成为作用构造体的振动的振动(位移)方向且正在进行位移的方向的力的分量。因此,位移放大器7能够发挥减振效果。
此外,减振装置100具有使构造体的振动衰减的振动衰减器。因此,通过位移放大器7和限制部件,高效地消散振动能量,能够得到较高的减振效果。
此外,作为如图1那样两端被固定面固定的构造体的例子,可举出电梯绳索、正时皮带、吊桥的主缆线和放电加工机的线等。此外,作为如图10的(a)那样单侧固定于固定面且一方自由的构造体的例子,可举出起重机的钢丝绳和天线等。进而,作为如图10的(b)那样两侧自由的构造体的例子,可举出绳系卫星等不具有固定面的构造体。能够在上述例子中应用本实施方式的结构,提高减振效果而不会不稳定。
此外,在实施方式1中,叙述了与构造体的长度方向垂直的横向振动的减振,但是,关于与构造体的长度方向平行的纵向振动的减振,与横向振动同样,通过改变位移放大器7和减振效果的朝向进行应用,能够提高减振效果而不会不稳定。
实施方式2
在本实施方式中,将减振装置100的减振对象设为电梯绳索,叙述应用实施方式1的减振控制装置的概念的实施方式。
图12是示出本实施方式的电梯装置的结构的概略图。在图12中示出3轴直角坐标系的x轴、y轴和z轴。在图12中,铅直下方是x轴的正方向。另外,在图12中示意地示出没有建筑物晃动且未产生振动的状态的电梯装置。另外,这里,建筑物自身没有详细记载,以与电梯装置相关联的部分为中心进行记载。此外,省略各部件的支承部和控制装置等。
在图12中,在电梯装置11的上部具有机房29,在机房29中设置有曳引机12、偏导轮13和限速器19。承载乘客的轿厢14与主绳索16的一端连接,主绳索16的另一端经由曳引机12和偏导轮13而与对重15连接。
当曳引机12旋转时,通过设置于曳引机12的轴的滑轮与主绳索16之间的摩擦力,使与主绳索16连接的轿厢14沿铅直上下方向(图中的x轴方向)升降。在主绳索16的跟与轿厢14连接的一端不同的另一端连接对重15,由此,抵消轿厢14的自重,减小曳引机12的驱动力。
此外,随着轿厢14的升降,曳引机12的轿厢14侧和对重15侧的主绳索16的长度变化。于是,主绳索16也按照每单位长度具有自重,因此,曳引机12的轿厢14侧和对重15侧的质量不均衡(不平衡)。为了补偿这种质量的不均衡,经由平衡轮18设置补偿绳索17,该补偿绳索17的一端与轿厢14的下侧连接,另一端与对重15连接。
进而,为了掌握轿厢14的铅直上下方向(x轴方向)上的升降位置,设置有以伴随着轿厢14的升降而移动的方式与轿厢14结合的限速器绳索20、被卷绕有限速器绳索20的限速器19、以及与限速器19相反一侧的张紧轮21。限速器绳索20刚性地与轿厢14结合,伴随着轿厢14的升降而移动,因此,通过设置于限速器19的编码器来计测限速器绳索20的移动量。此外,在轿厢14设置有用于传递电力或信息的信号的控制缆线22。这里,实施方式2的作为减振对象的构造体1是电梯绳索。电梯绳索是电梯装置11的绳状的构造体。电梯绳索例如是主绳索16、补偿绳索17、限速器绳索20或控制缆线22。电梯绳索包含钢丝绳和带绳。电梯绳索例如由强磁性体形成。或者,电梯绳索例如也可以通过在表面具有强磁性体而具有强磁性。
图13是示出在图12所示的电梯装置中例如由于地震、风等外界干扰而产生建筑物晃动23时的图。当产生建筑物晃动23时,固定于建筑物的曳引机12和限速器19也同样晃动,由此,电梯装置的绳索(电梯绳索)即主绳索16、补偿绳索17、限速器绳索20和控制缆线22被激振。此时,当建筑物晃动23的激振频率与各电梯绳索的固有频率一致时,产生共振现象,晃动放大。在图13中,作为例子,示出主绳索16a的固有频率与建筑物晃动的激振频率一致而在主绳索16中产生共振现象的状态。
图14是示出本实施方式的抑制电梯装置的主绳索16的振动的减振装置100的例子的图。此外,减振装置100进行减振的主绳索的范围是接近曳引机的主绳索端部B1与轿厢和主绳索的连结部B2之间。此外,此后在没有特别说明的情况下,将绳索端部B1与轿厢和主绳索的连结部B2的距离称作主绳索的长度。在图14中,示出电梯装置的减振装置100设置于机房地面28且位移放大器7由永久磁铁构成的例子。机房地面28具有绳索管28a。绳索管28a是从机房29通向井道的开口。主绳索16a穿过绳索管28a。
另外,在图14中示出电梯装置的减振装置100设置于机房地面28的例子,但是,这只是一例,减振装置100的设置位置不限于上述。关于减振装置100的设置位置,只要设置于轿厢14停止在最上层的状态下从绳索端部B1到连结部B2的范围的任意位置即可。
在本实施方式中,位移放大器7是无源装置。在该例子中,实施方式2的减振装置100的作为位移放大器7的负刚性部71具有一对磁铁单元54。一对磁铁单元54分别具有永久磁铁24(24a、24b)和磁轭25。永久磁铁24(24a、24b)以对置的方式隔着主绳索16(图中的点线)设置于对称的位置。磁轭25沿着与主绳索16平行的方向配置。永久磁铁24a使磁极从主绳索16的方向朝向磁轭25的上端。永久磁铁24b使与永久磁铁24a相反的磁极从主绳索16的方向朝向磁轭25的下端。磁铁单元54的磁极例如是永久磁铁24的未朝向磁轭25的磁极。一对磁铁单元以使相同磁极朝向彼此的方式对置。实施方式2的作为位移放大器7的负刚性部71由永久磁铁24a、24b构成。限制部件通过由非磁性体构成的限制部件8a构成。基于永久磁铁24(24a、24b)的磁力的针对主绳索16的吸引力跟永久磁铁24(24a、24b)与主绳索16a之间的距离成反比例,吸引力增大。利用该性质,在主绳索16a从静止状态位移时,吸引力作用于位移的方向上,主绳索16a的位移进一步增大。这样,永久磁铁24产生负刚性力,发挥作为位移放大器的功能。
一对磁铁单元54也可以隔着主绳索16设置于不同高度的位置。
实施方式2的减振装置100的作为位移放大器7的负刚性部71也可以具有至少一个磁铁单元54。此外,也可以沿着主绳索16的长度方向的位置配置多个磁铁单元54。
基于永久磁铁24的吸引力跟永久磁铁24与主绳索16a之间的距离成反比例,因此,相对于主绳索16a的位移具有非线性的特性。利用装置配置的几何学的对称性,能够消除以级数方式展开非线性要素时的偶数次的项,负刚性部71构成为非线性成为最小限度。
此外,在图14中,设置配置于永久磁铁的侧面的磁轭25、卷绕于该磁轭25而构成的线圈26、以及与该线圈26电连接的电阻27。磁轭25、线圈26和电阻27实现作为振动衰减部的减振器的特性。
伴随着主绳索16a的位移变化,基于永久磁铁的磁通量变化,通过磁轭25内的磁通量也变化。当通过磁轭25内的磁通量变化而使通过线圈26的磁通量变化时,由于电磁感应现象而在线圈26中产生电压。在线圈26的两端之间产生电压,由此,在电阻27中流过电流,电阻散发焦耳热。其结果是,主绳索16a的位移的变化即振动能量作为焦耳热而被电阻27消散。通过线圈26的磁通量的变化量依赖于主绳索16a的位移的速度,因此,其结果是,通过线圈26和电阻27,能够得到与安装机械式减振器相同的效果。另外,限制部件8a是非磁性体,安装于磁铁24a、24b。关于限制部件8a的厚度,设定有使得主绳索16不会由于负刚性而不稳定的范围内的厚度。该限制部件8a限制主绳索16a与磁铁24之间的距离,使得不会小于限制部件8a的厚度。
限制部件8使位移放大器7发挥的力小于用于借助电梯绳索的张力使电梯绳索返回平衡位置(静止状态的位置)的力。由此,能够防止振动成为不稳定区域。
位移放大器7也可以配置于比轿厢14或对重15更接近卷绕有电梯绳索的绳轮(曳引机、偏导轮)的位置。位移放大器7也可以配置于比电梯绳索的中央位置更接近轿厢14或对重15或卷绕有电梯绳索的绳轮的位置。电梯绳索的中央位置例如是固定位置B1和固定位置B2之间的中点。此时,位移放大器的位置与轿厢14或对重15或该绳轮之间的距离比与电梯绳索的中央位置之间的距离短。此外,位移放大器的位置与轿厢14或对重15或该绳轮之间的距离比0长。由此,在从一次振动模式的振动的波腹分开的位置处,容易使电梯绳索的振动模式变化成另一个振动模式。
此外,位移放大器7由在远离电梯绳索的平衡位置的方向上发挥与电梯绳索的横向位移对应的力的负刚性部件构成。由此,能够有效地抑制电梯绳索的振动。
图15是在本实施方式的上述减振装置100设置有辊型限制部件的减振装置100的图。主绳索16a伴随着轿厢14的升降而沿x轴方向移动,因此,在图14这样的具有限制部件8a的减振装置100中,在主绳索16a与限制部件8a接触时产生摩擦力,可能促进主绳索16a的劣化。
在图15中,在减振装置100与主绳索16a之间,将末端带有辊的限制部件8b设置于限制装置,由此,限制部件8b的末端的辊首先碰到主绳索16a,在铅直上下方向(x轴方向)上,减小针对主绳索16a的负荷。另一方面,在与铅直方向正交的横向(y轴的方向)方向上,能够通过限制部件8b限制主绳索16a的位移。
此外,还能够将末端设置有辊的限制部件8b经由正刚性部10安装于非磁性体的固定部件30。由此,与实施方式1的图9同样,在作为负刚性部71的永久磁铁的负刚性力(吸引力)过大的情况下,正刚性部10发挥与该负刚性力方向相反的力,能够扩展作为负刚性部71的永久磁铁的稳定范围。进而,限制部件8b安装于非磁性体的固定部件30,由此,能够降低对由永久磁铁24、磁轭25、线圈26和电阻27构成的减振器的功能造成影响。
上述设置磁轭25、线圈26和电阻27而设为振动衰减部(减振器),但是,即使不设置这些,固有频率也成为低频率,能够通过避免与建筑物晃动23之间的共振而发挥减振效果。即,也可以是设置有作为负刚性部71的永久磁铁24和末端设置有辊的限制部件8b的限制装置。此外,也可以是设置有永久磁铁24和末端设置有辊且包含正刚性部10的限制部件8b的限制装置。由此,能够提供不会使负刚性部71的负刚性力过大而不稳定的减振装置100。
上述减振装置100设置于机房,设置在设置于铅直上方的曳引机12的附近,但是,也可以设置于接近轿厢14与主绳索16的接合部的位置、或接近对重15与主绳索16的接合部的位置。由此,在从一次振动模式的振动的波腹分开的位置处,容易使电梯绳索的振动模式变化成另一个振动模式。即,设置于从一次振动模式的振动的波腹分开的位置时,是有效的。
图16是设置于绳索管28a的本实施方式的减振装置100的图。减振装置100具有一对永久磁铁24和一对限制部件8d。永久磁铁24是磁铁单元的例子。一对永久磁铁24中的一方配置于一对限制部件8d中的一方的内侧。一对永久磁铁24中的另一方配置于一对限制部件8d中的另一方的内侧。
一对限制部件8d设置于绳索管28a。一对限制部件8d配置于关于主绳索16a彼此对称的位置。例如在绳索管28a为矩形的开口的情况下,一对限制部件8d设置于绳索管28a的对边。一对限制部件8d隔着主绳索16a而彼此对置。
一对永久磁铁24分别与一对限制部件8d一起设置于绳索管28a。一对永久磁铁24分别使磁极朝向主绳索16a进行配置。一对永久磁铁24各自的磁极被一对限制部件8d分别覆盖。
由此,减振装置100变得紧凑。因此,减振装置100还能够应用于从绳索管28a到曳引机12的距离较短的电梯装置。
图17和图18是示出通过连杆机构构成本实施方式的抑制电梯的主绳索16的振动的减振装置100的例子的图。如图17所示,与图14所示的减振装置100同样,减振装置100的负刚性部71将静止状态的主绳索16作为对称轴而具有线对称的构造(例如沿着图中的xy平面的截面进行观察)。
减振装置100的负刚性部71的呈线对称的单侧具有肘杆机构31,由锤31a、连杆31b和旋转支点31c构成。肘杆机构31的一端固定于轿厢14,另一端固定或利用旋转支点固定于绳索约束部件32。绳索约束部件32与一个或多个主绳索16a结合,通过直动引导件33将绳索约束部件32支承为能够沿水平方向(y轴方向)自由移动。直动引导件33也可以具有隔着主绳索16而接触的一对辊。
此外,通过设置于固定面的限制部件8c限制绳索约束部件32的水平方向的位移。通过限制部件8c防止作为负刚性部71的肘杆机构31发挥的负刚性力过大而不稳定。图17是从水平方向横向观察减振装置100的主视图,与此相对,图18是从铅直上方向下观察减振装置100的俯视图。
接着,对图17和图18的结构的作用进行说明。在图17和图18中,当主绳索16a位移时,与绳索约束部件32接触,绳索约束部件32位移。于是,与绳索约束部件32连接的位移方向侧的肘杆机构31的连杆31b折叠,另一侧的肘杆机构31的连杆31b成为伸展的形状。肘杆机构31是在由于锤31a的惯性而伸展时产生较大的力(该情况下为负刚性力)的机构。关于肘杆机构31向主绳索16a传递的力,与连杆31b折叠时相比,连杆31b伸展时较大。因此,与位移方向侧的肘杆机构31对主绳索16a施加的力相比,另一侧的肘杆机构31对主绳索16a施加的力较大。由此,肘杆机构31产生负刚性力。肘杆机构31是利用一个以上的连杆的位移而产生负刚性力的不稳定的连杆机构的例子。
根据肘杆机构31的特性,其结果是,能够附加与主绳索16a的位移相同方向的力,即位移放大器7的负刚性的特性。另一方面,关于振动衰减单元的粘性,对于直动引导件33具有的摩擦程度的大小来说是充分的,因此,在该例子中,没有额外安装液压减振器等。另外,在直动引导件33的摩擦中粘性不充分等情况下,也可以根据情况而安装减振器。
接着,使用数式对实施方式2的电梯绳索的减振装置100的减振原理以及负刚性值和减振器的粘性值的决定方法进行说明。这里,叙述针对电梯绳索中的主绳索16的设计方法。另外,针对其他电梯绳索,也能够同样地应用理论。
首先,参照图13,对主绳索16中的、从曳引机12垂下且与轿厢14连接之前的主绳索16a进行说明。当考虑主绳索16a的振动时,构造体的两端成为主绳索16与曳引机12绳轮的接触端部B1和与轿厢14的连接点即端部B2。设该端部B1与端部B2之间的距离为L。将主绳索16的端部B1设为原点,将铅直向下方向设为x轴正方向。将时刻t的、从原点分开距离x的位置处的主绳索16a的横向振动位移表示为函数v(x,t)。此时,主绳索16a的时空特性由式(1)所示的运动方程式左右。
【数式1】
其中,ρ是主绳索16a的线密度,Fcmp是减振装置100对主绳索16a施加的力,δ(·)表示狄拉克函数,x0表示减振装置100的设置位置。此外,T表示主绳索16a的张力,这里设为恒定。式(1)的左边表示对线密度乘以质点的加速度(振动位移函数v(x,t)的时间的2阶偏微分)而得到的微小质点的惯性力,表示该左边与作用于微小质点的两端的张力T的水平方向分力的差分(振动位移函数v(x,t)的位置x的2阶偏微分)平衡。进而,在位置x0,被施加基于减振装置100的力Fcmp。式(1)作为描述波动传播的方程式而被公知,被称作波动方程式。另外,波动的传播速度c由式(2)表示。
【数式2】
式(2)表示主绳索16a的波动的传播速度c是主绳索16a的张力T除以线密度ρ而得到的值的平方根。主绳索16a的边界条件由下面的式(3)和式(4)表示。
【数式3】
v(0,t)=vext······(3)
【数式4】
v(L,t)=0·······(4)
其中,Vext表示建筑物晃动的位移。式(3)表示主绳索16a的端部B1由于建筑物晃动而被赋予强制位移Vext。另一方面,(4)式表示从端部B1起距离为L的端部B2的位移为0即被固定。此外,初始条件设为如下条件:在t=0时,主绳索16静止。
通过使用上述的边界条件和初始条件,能够求解式(1)所示的波动方程式的传递函数的精确解,由下面的式(5)表示。
【数式5】
其中,s表示拉普拉斯算子,sinh表示双曲线函数。
这里,为了设计能够由输出减振力Fcmp的机械要素实现的减振装置100,对式(5)中的双曲线函数实施基于无穷乘积展开的近似。此外,在进行近似时,减振装置100的设置位置x0设为远远小于主绳索16的长度L,即接近曳引机侧端部B1。根据以上的假设,到设置位置的主绳索16的横向振动位移V(x0,s)和主绳索16的中央位置的横向振动位移V(L/2,s)的传递函数由式(6)和式(7)表示。
【数式6】
其中,为了简化,设α=(L-x0)3/L3。
【数式7】
这里,ωL和ωx0是主绳索16的长度为L或从端部B1到减振装置100的设置位置的距离Lx0时的主绳索16的一次固有频率,分别由式(8)和式(9)表示。
【数式8】
【数式9】
这里,减振装置100输出的力(负刚性部71的负刚性力)Fcmp为下面的式(10)所示的刚性和粘性要素的合力。
【数式10】
其中,Kp和Dp表示位移放大器7(负刚性部71)的刚性值和粘性值。此外,Kp和Dp的拔(上述有线的表记)表示通过常数G归一化的位移放大器7(负刚性部71)的刚性值和粘性值,常数G由以下的值给出。
【数式11】
将基于减振装置100的力即式(10)代入传递函数的式(6)而计算特性多项式时,得到下面的式(12)。
【数式12】
其中,在式(12)中,为了简化,定义以下的常数。
这里,当假设通过减振装置100使主绳索16的衰减比为1并且角频率为ωn时,特性多项式由下面的式(13)表示。
【数式13】
关于通过减振装置100使衰减比为1的条件,将Kp拔、Dp拔和ωn设为未知数,求解对式(12)和式(13)进行系数比较的联立方程式时,求出下面的式(14)、式(15)和式(16)。
【数式14】
【数式15】
【数式16】
对由式(14)和式(15)计算出的归一化的刚性值和粘性值乘以常数G,由此计算实际刚性值和粘性值。此外,观察式(14)时,根据ωL是接近ωx0的值这样的条件,可知值为负,在主绳索16的减振中负刚性的安装必不可少。
此外,通过对减振装置100应用负刚性,可通过粘性值的调整而获得的最大衰减比(以下称作最大衰减比)变化。最大衰减比ζ表示为归一化负刚性值Kp拔的函数,由下面的式(17)给出。
【数式17】
特别地,在归一化负刚性值Kp拔为0时,与仅利用粘性要素构成减振装置100时等效,此时,最大衰减比ζ由下面的式(18)表示。
【数式18】
根据归一化负刚性值为0时的最大衰减比即式(18),可知最大衰减比由设置位置x0与主绳索16的长度L之比(以下简称作比)决定。此外,可知当主绳索16的长度L增大而比减小时,式(18)的分子减小,最大衰减比也减小。即,可知针对主绳索16的长度较长的高层建筑物中的电梯绳索,在仅利用粘性构成的减振装置中,很难进行减振。因此,基于负刚性的位移放大器7的减振装置100的效果提高。
接着,根据上述式子,讨论负刚性和粘性的减振效果。图19是表示最大衰减比的式(18)的函数的曲线图,示出不使用上述负刚性而仅通过粘性构成的减振装置的减振效果。在附图中,横轴是设置位置x0与主绳索16的长度L之比x0/L,纵轴是最大衰减比。可知最大衰减比与比成比例。但是,例如,在比为0.01的情况下,最大衰减比ζ成为0.005,提高的绝对值微小。因此,在比小的区域中,无法期待减振效果。
此外,在电梯装置中,当设减振装置的设置位置x0不变时,绳索长度L伴随着轿厢14的升降而变化,因此,比也大幅变动。即,在仅利用粘性进行振动衰减时,具有容易依赖于绳索长度即轿厢14的位置而使性能产生偏差的缺点。
图20图示出在从端部B1到减振装置100设置位置的距离x0与主绳索16的长度L之比x0/L为0.01的情况下应用包含位移放大器7的正或负刚性时的最大衰减比。附图的曲线图是根据式(17)计算的,横轴是减振装置的归一化负刚性值Kp拔,纵轴是最大衰减比ζ。在比x0/L为0.01的情况下,在上述图19中,在仅由基于粘性的振动衰减器(减振器)构成的情况下,最大衰减比ζ为0.005,是衰减效果微小的情况。此外,在附图中,横轴将归一化刚性值的正值增加的方向设为右侧方向,因此,关于负刚性,绝对值增大的方向成为左侧方向。
在图20中,归一化负刚性值Kp拔从0朝向边界G1,随着刚性值的绝对值增加,最大衰减比ζ以双曲线方式增加。另一方面,归一化负刚性值Kp拔比-1更靠左侧,当绝对值超过1时,最大衰减比成为负的较大值。进而,随着归一化负刚性值Kp拔的绝对值增加,最大衰减比的负的绝对值降低,但是,最大衰减比ζ从负接近0。根据该曲线图,可以说归一化刚性值在比-1稍大的值具有边界(G1)。这里,在使归一化刚性值从0向负方向变化时,最大衰减比急剧地向正侧增加,然后,最大衰减比向负反转。将最大衰减比从正转换为负的归一化刚性值的边界设为边界G1。于是,可知归一化负刚性值Kp拔越接近边界G1的值,则最大衰减比越提高。
这里,与仅通过图19所示的振动衰减器(减振器)构成的减振进行比较时,可知最大衰减比极大地提高。此外,通过使用作为位移放大器7的具有负刚性的特性的负刚性部71,主绳索16的位移增加,接近振动的波腹的特性。
负刚性部71的负刚性的特性的效果大幅依赖于从绳索终端B1或B2到减振装置100的设置位置的距离x0,针对主绳索16的长度L的灵敏度较低。还能够一并提高作为振动衰减单元的减振器的鲁棒性。
这里,当绝对值大于边界G1的归一化负刚性值时,最大衰减比的值为负。即,可知归一化负刚性值小于-1的G2所示的区域是不稳定的区域。在(17)式中,边界G1处的归一化负刚性值的值是衰减比无限大的Kp拔的值,由下式表示。
【数式19】
式(19)表示边界G1处的归一化负刚性值的绝对值是主绳索16的长度除以主绳索16的长度与从端部B1到振动衰减装置设置位置的距离之差而得到的值。当在电梯的曳引机的附近设置减振装置100的情况下,边界G1处的归一化负刚性值的绝对值成为主绳索16的长度除以从减振装置100到轿厢14的距离而得到的值。或者,当在电梯的轿厢14的附近设置减振装置100的情况下,边界G1处的归一化负刚性值的绝对值成为主绳索16的长度除以从减振装置100到曳引机的距离而得到的值。
其中,上述主绳索16的长度是从曳引机的绳轮接触端部到轿厢14的主绳索16的长度,因此,在使电梯的轿厢14升降时,上述主绳索16的长度变化。因此,在轿厢14位于最上层时,边界G1的归一化负刚性值的绝对值增大,在轿厢14位于最下层时,边界G1的归一化负刚性值的绝对值减小。
由此,在构成具有比成为“轿厢14位于最下层时的主绳索16的长度”除以“该主绳索16的长度与从端部B1到振动衰减装置设置位置的距离之差”而得到的值的归一化负刚性值的绝对值小的绝对值的合成刚性值的减振装置100时,确实不会成为不稳定状态。因此,在构成作为减振装置100的合成刚性的绝对值不大于“轿厢14位于最下层时的主绳索16的长度”除以“该主绳索16的长度与从端部B1到振动衰减装置设置位置的距离之差”而得到的值、且作为减振装置100的合成刚性值尽可能小的负刚性部71(位移放大器7)和限制部件时,能够防止不稳定,并且得到减振效果较高的装置。
此外,图20所示的区域G4是减振装置100的刚性部件的刚性值为正的区域。在区域G4的区域中,最大衰减比为0,因此,当考虑图19的基于粘性的衰减装置的最大衰减比的特性时,与仅粘性的情况相比,得到的最大衰减比更小,因此,正刚性的安装是不优选的。因此,在进行主绳索16的减振时,优选安装下式的范围内的归一化负刚性值。
【数式20】
式(20)示出归一化负刚性值的值Kp拔大于式(19)的边界G1的归一化负刚性值的值且小于0。Kp拔在归一化时除以上述式(11)的常数G,因此,对式(20)乘以常数G,能够求出应该安装的负刚性值。
【数式21】
本实施方式被设计成,通过使用限制部件,在式(21)所示的稳定区域内保留负刚性值,最大限度地提取基于粘性的衰减效果。此外,式(21)的左边相当于实施方式1中说明的图5中的实线a的斜率。图5中的实线a的斜率表示由于负刚性部71而不会不稳定的最小负刚性(作为刚性力的绝对值,是最大刚性)。具体而言,稳定的最小负刚性是对主绳索的张力除以设置位置而得到的值乘以由主绳索的长度和设置位置构成的校正系数而得到的。
式(21)表示位移放大器7的负刚性部71的负刚性值Kp的期望范围。此外,同样,式(19)表示边界G1处的归一化负刚性值的值,但是,在对其乘以式(11)的常数G而成为负刚性值时,得到下式。
【数式22】
式(22)是减振装置100的位移放大器7稳定和不稳定的边界的负刚性值Kp asy。另外,上标字符asy是渐近线asymptote的意思。与上述式(19)所述的情况同样,在构成作为减振装置100的合成刚性值不小于式(22)的负刚性值且尽可能大的负刚性部71(位移放大器7)和限制部件时,能够防止不稳定,并且得到减振效果较高的装置,该式(22)由张力T、从端部B到振动衰减装置设置位置的距离x0和轿厢14位于最下层时的主绳索16的长度L表现。
进而,关于上述图15的限制部件8b,以作为位移放大部的永久磁铁24进行吸引的力不小于由式(22)表示的负刚性值Kp asy的方式,以永久磁铁24与主绳索16a的距离使限制部件8b的末端辊与主绳索16接触。由此,作为位移放大部的永久磁铁24的吸引力(负刚性力)不会进入减振装置100不稳定的区域,能够稳定地放大位移。
此外,关于上述图17的限制部件8c,在肘杆机构31发挥的负刚性力不小于由式(22)表示的负刚性值Kp asy的状态下,在与限制部件8c接触的位置设置限制部件8c。由此,作为位移放大部的肘杆机构31的负刚性力不会进入减振装置100不稳定的区域,能够稳定地放大位移。
另外,关于主绳索16的张力T,也可以求出边界的负刚性值Kp asy作为轿厢14为空的状态的张力,设为作为减振装置100的合成刚性值。在轿厢14为空的状态下,主绳索16的张力最小。因此,在轿厢14为空的状态下,边界的负刚性值Kp asy最小。通过这样设定作为减振装置100的合成刚性值,不会不稳定,是安全的。
此外,不仅是曳引机与轿厢14之间的主绳索16,曳引机和对重15、限速器绳索、控制缆线这样的其他电梯绳索也是同样的。
根据本实施方式,电梯装置11具有减振装置100。减振装置100降低电梯绳索的振动。即,本实施方式的减振装置100将电梯绳索设为作为减振对象的构造体。特别地,减振装置100将与电梯的轿厢14和对重15连接且卷绕于绳轮的电梯的主绳索16设为作为减振对象的电梯绳索。本实施方式的减振装置100具有:位移放大器7,其沿着电梯绳索的长度方向的任意位置配置,对电梯绳索的位移进行放大;以及限制部件,其抑制位移放大器7以比预先设定的第1位移大的方式对电梯绳索的位移进行放大。通过这样构成,使设置有位移放大器7的电梯绳索的位置处的振动的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
此外,本实施方式的减振装置100具有限制部件,该限制部件使位移放大器7发挥的力小于用于借助所述电梯绳索的张力使所述电梯绳索返回平衡位置的力。因此,使设置有位移放大器7的电梯绳索的位置处的振动的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
此外,本实施方式的减振装置100的位移放大器7由在远离电梯绳索的平衡位置的方向上发挥与电梯绳索的横向位移对应的力的负刚性部件构成。因此,能够有效地对电梯绳索的横向振动进行减振。
此外,本实施方式的减振装置100的位移放大器7配置于比轿厢14或锤更接近绳轮的位置。因此,即使是电梯绳索的横向位移较小的位置,位移放大器7也增大位移,改变振动模式,能够有效地减振。
此外,本实施方式的减振装置100的位移放大器7的位置与轿厢14或对重15或该绳轮之间的距离比电梯绳索的两侧的固定位置之间的距离短。此外,位移放大器7的位置与轿厢14或对重15或该绳轮之间的距离比0长。由此,即使是电梯绳索的位移较小的位置,位移放大器7也增大位移,由此改变振动模式,减振装置100能够有效地减振。
此外,本实施方式的减振装置100的限制部件抑制位移放大器7的位移放大的第1位移是发挥基于弹性系数的力的位移,弹性系数的值是在轿厢14为空的状态下位于电梯的最上层时施加给电梯绳索的张力,除以从电梯绳索的固定位置到与位移放大器7连结的连结位置的距离而得到的。由此,减振装置100必定使电梯绳索的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
此外,本实施方式的减振装置100的位移放大器7和限制部件发挥基于弹性系数K的力,由此对主绳索16的位移进行放大。弹性系数K满足由式(23)表示的不等式。其中,设电梯绳索的张力为T,设从轿厢14或锤与电梯绳索的连接点到配置有位移放大器7的位置的距离为x0,设电梯绳索的全长为L。由此,减振装置100必定使电梯绳索的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
【数式23】
此外,位移放大器7也可以具有一对磁铁单元54。一对磁铁单元54使磁极朝向彼此,隔着电梯绳索而对置。限制部件8a是配置于一对磁铁单元54各自的磁极与电梯绳索之间的一对非磁性体。限制部件8a抑制电梯绳索以比限制部件8a的厚度更近的方式接近一对磁铁单元54各自的磁极。因此,使限制部件8a的厚度比主绳索16以第1位移进行位移时主绳索16接触的厚度厚,由此,减振装置100稳定地进行电梯绳索的减振。此外,位移放大器7以非接触的方式对电梯绳索的位移进行放大。由此,抑制由于位移的放大而使电梯绳索等磨损。
此外,一对磁铁单元54分别以使相同磁极朝向彼此的方式对置。由此,一对磁铁单元54分别彼此排斥。因此,一对磁铁单元54之间的间隙不会由于一对磁铁单元54的磁力而闭合。由此,关于一对磁铁单元54的固定,不需要考虑一对磁铁单元54之间的引力。
此外,一对磁铁单元54分别具有磁轭25、永久磁铁24a和永久磁铁24b。磁轭25沿着与电梯绳索平行的方向配置。永久磁铁24a使磁极从电梯绳索的方向朝向磁轭25的一端。永久磁铁24b使与永久磁铁24a相反的磁极从与永久磁铁24a相同的方向朝向磁轭25的另一端。由此,磁轭25将从电梯绳索的相反侧的磁极发出的磁通量引导至内部。由此,磁铁单元54能够抑制从电梯绳索的相反侧泄漏的磁通量。因此,抑制减振装置100对周边设备的影响。
此外,位移放大器7也可以具有利用一个以上的连杆的位移而产生负刚性力的不稳定的连杆机构。限制部件8c抑制一个以上的连杆中的至少任意一方的位移。由此,位移放大器7与磁力无关地产生负刚性力。
此外,位移放大器7的连杆机构也可以是隔着电梯绳索配置的一对肘杆机构31。由此,位移放大器7通过简易的机构产生负刚性力。
此外,位移放大器7也可以具有与电梯绳索接触的辊。由此,抑制电梯绳索与位移放大器7之间的摩擦引起的劣化。
此外,减振装置100也可以具有使电梯绳索的振动衰减的振动衰减器。由此,高效地消散振动能量。因此,得到较高的减振效果。
此外,振动衰减器例如具有线圈26和电阻27。线圈26使穿过一对磁铁单元54中的至少任意一方的磁通量穿过。电阻27与线圈26电连接。线圈26也可以卷绕于一对磁铁单元54中的至少任意一方的磁轭25。由此,同时由位移放大器7放大位移并由振动衰减器消散振动能量。因此,减振装置100能够通过简易的构造更加有效地对电梯绳索进行减振。
此外,本实施方式的减振装置100还能够应用于主绳索16的纵向振动。图21示出抑制主绳索16的纵向振动的减振装置的结构的一例。主绳索16a经由钩环棒36和钩环弹簧35固定于轿厢上梁34。在钩环棒端部安装强磁性体37,以与强磁性体37对置的方式在轿厢上梁34设置磁铁24。通过这种结构,能够在x方向(铅直方向)上赋予负刚性特性。此外,设置限制部件38以防止不稳定。另外,纵向振动的振幅比横向振动的振幅小,因此,当仅在位移放大部的非线性不强的区域内进行动作的情况下,也可以去除限制部件38。此外,作为实现负刚性部71的要素,也可以代替永久磁铁24而使用肘杆机构。
此外,本实施方式的减振装置100的限制部件具有与电梯绳索接触的辊。因此,具有减轻电梯绳索与限制部件之间的摩擦并防止双方劣化的效果。
图22是应用于具有多个主绳索16的电梯装置11的本实施方式的减振装置100的图。此时,减振装置100进行减振的构造体1是多个主绳索16。多个主绳索16各自的端部与轿厢14的上部连接。减振装置100设置于轿厢14的上部。减振装置100具有支承台50和约束部件51。
支承台50设置于轿厢14的上部。支承台50设置于多个主绳索16的周围。
约束部件51由强磁性体形成。约束部件51是使多个主绳索16各自之间的水平方向的距离保持恒定的部件。约束部件51例如是分别固定于多个主绳索16的块状部件。
减振装置100具有至少3个磁铁单元54。在该例子中,减振装置100具有4个磁铁单元54。多个磁铁单元54分别设置于支承台50的上表面。多个磁铁单元54分别具有永久磁铁24(24a、24b)。多个磁铁单元54的磁极以包围约束部件51的方式从彼此不同的方向朝向约束部件51。例如,在具有3个磁铁单元的情况下,多个磁铁单元54的磁极也可以相对于沿着主绳索16的长度方向的约束部件51的中心轴每隔120°进行配置。此外,在具有4个磁铁单元的情况下,多个磁铁单元54的磁极也可以相对于沿着主绳索16的长度方向的约束部件51的中心轴每隔90°进行配置。关于多个磁铁单元54各自的配置,也可以沿着主绳索16的长度方向配置于不同高度的位置。
这样,在减振装置100进行减振的构造体1是多个主绳索16的情况下,减振装置100具有约束部件51。约束部件51使多个主绳索16各自之间的水平方向的距离保持恒定。如式(11)所示,负刚性部71的负刚性值的设计值由电梯绳索的张力决定。因此,在减振装置100对多个主绳索16进行减振的情况下,当在多个主绳索16各自之间张力产生偏差时,减振装置100的减振性能降低。因此,多个主绳索16分别通过约束部件51的约束而一体化,由此,负刚性部71的负刚性值的设计值由多个主绳索16各自的张力的合计决定。多个主绳索16各自的张力在正或负双方参差不齐。因此,多个主绳索16各自的张力的合计的偏差抵消多个主绳索16各自的张力的偏差的影响。由此,减轻多个主绳索16各自的张力的偏差引起的减振性能的降低。此外,减振装置100的减振性能相对于多个主绳索16的张力的偏差的鲁棒性提高。
此外,约束部件51分别固定于多个主绳索16。由此,利用块状部件等简易的构造构成约束部件51。
使用图23对轿厢14的位置引起的影响进行说明。图23的(a)示出轿厢14停止在最下层时的状态。图23的(b)示出轿厢14停止在最上层时的状态。
如图23的(a)所示,例如在电梯装置11具有多个主绳索16的情况下,主绳索16安装于轿厢14上的不同的多个部位。因此,多个主绳索16以绳索偏角θ从端部B1扩展到轿厢14。
如图23的(b)所示,绳索偏角θ根据轿厢14与曳引机12的距离而变化。在轿厢14停止在最上层时,轿厢14与曳引机12的距离最短。此时,绳索偏角θ最大。当绳索偏角θ变化时,以绳索偏角θ从端部B1扩大的多个主绳索16与负刚性部71的距离变化。在主绳索16不振动的情况下,从负刚性部71观察的主绳索16的水平方向的位置有时也变化。此时,如果主绳索16的水平方向的移动量较大,则主绳索16可能与负刚性部71的永久磁铁24接触。
图24是示出轿厢14停止在最下层时的减振装置100的图。在图24中,主绳索16a位于平衡位置。此时,主绳索16a通过绳索管28a的中央。该状态下,绳索偏角θ最小。
图25是示出轿厢14停止在最上层时的减振装置100的图。在图25中,主绳索16a位于平衡位置。主绳索16a以比轿厢14位于最下层时的绳索偏角大的绳索偏角θ张紧于曳引机12和轿厢14之间。此时,与轿厢14停止在最下层时相比,主绳索16a更接近负刚性部71的永久磁铁24。此外,与轿厢14停止在最下层时相比,永久磁铁24以更强的力进一步拉近主绳索16。由此,从主绳索16a的平衡位置到第1位移的余量减小。因此,由于伴随着轿厢14的位置的变化而引起的绳索偏角θ的变化,由减振装置100减振的主绳索16的位移的范围有时减小。
接着,使用图26和图27对抑制绳索偏角θ的影响的减振装置100的例子进行说明。图26是减振装置100的俯视图。图27是减振装置100的侧视图。多个主绳索16沿水平方向排列成一列。多个主绳索16例如沿曳引机12的旋转轴的方向排列。
如图26所示,减振装置100具有约束部件51和台基52。减振装置100例如设置于机房29。
约束部件51具有一对辊53。一对辊53各自的旋转轴朝向与多个主绳索16排列的方向平行的方向。一对辊53从与旋转轴垂直的方向的两侧分别与多个主绳索16接触。一对辊53分别在侧面具有槽状的引导件,以使多个主绳索16各自之间的水平方向的距离保持恒定。
如图27所示,台基52被设置成从上方覆盖负刚性部71。台基52的上表面是水平面。
约束部件51设置于台基52的上方。约束部件51以能够在水平面内沿与多个主绳索16排列的方向垂直的方向自由位移的方式设置于台基52的上表面。
这样,在多个主绳索16沿水平方向排列成一列的情况下,约束部件51具有一对辊53。一对辊53具有与多个主绳索16排列的方向平行的旋转轴。一对辊53从与旋转轴垂直的方向的两侧分别与多个主绳索16接触。约束部件51在位移放大器7的上方通过一对辊53分别聚拢多个主绳索16。由此,关于主绳索16的位置,移动量从虚线所示的位置变化为实线所示的位置。因此,避免减振装置100与主绳索16接触。此外,轿厢14的位置对减振装置100与主绳索16的距离的影响减小,因此,轿厢14的位置引起的减振装置100的减振效果的变动减小。由此,减振装置100能够稳定地对电梯绳索进行减振。
接着,使用图28对减振装置100的另一例进行说明。在该例子中,约束部件51设置于一对磁铁单元54之间。约束部件51设置于机房地面28的上方。约束部件51以能够在水平面内沿与多个主绳索16排列的方向垂直的方向自由位移的方式设置于机房地面28的上方。约束部件51在机房地面28的上方能够位移的方向的两侧具有磁性体。
由此,能够抑制减振装置100的铅直方向的设置空间。此外,在平衡位置处,约束部件51与磁铁单元54的距离与轿厢14的位置无关。因此,减振装置100的减振性能稳定。
图29是示出对控制缆线22进行减振的减振装置100的例子的图。控制缆线22的一端通过井道的内壁的井道侧终端48b连接。控制缆线22的另一端的轿厢侧终端与轿厢14连接。控制缆线22的与轿厢14连接的一侧的部分通过固定部48a固定于轿厢14。固定部48a例如设置于轿厢14的下部。在轿厢侧终端与轿厢14的上部连接的情况下,控制缆线22也可以回绕到轿厢14的下部的固定部48a。
图30是示出对控制缆线22进行减振的减振装置100的结构的例子的图。在图30的(a)中,减振装置100设置于轿厢14的下部的固定部48a。减振装置100例如具有一对磁铁单元54和限制部件8a。在控制缆线22由铁等磁性材料形成的情况下,控制缆线22被从磁铁单元54受到的磁力减振。另一方面,在控制缆线22例如由铜等非磁性材料构成的情况下,控制缆线22例如可以被强磁性体包覆。由此,控制缆线22被该强磁性体从磁铁单元54受到的磁力减振。
减振装置100也可以通过例如肘杆机构等不稳定的连杆机构对控制缆线22进行减振。减振装置100也可以在固定部48a的下方具有搭载连杆机构的台。施加给连杆机构的力例如可以是锤的重量、弹簧的弹力或磁力中的任意一方。
如图30的(b)所示,减振装置100也可以设置于井道侧终端48b。减振装置100可以设置于固定部48a和井道侧终端48b双方。
这样,减振装置100将与电梯的轿厢14连接的控制缆线22设为作为减振对象的电梯绳索。位移放大器7沿着控制缆线22的长度方向的任意位置配置。位移放大器7对控制缆线22的位移进行放大。限制部件8抑制位移放大器7以比第1位移大的方式对控制缆线22的位移进行放大。由此,控制缆线22的振动降低。
实施方式3
在本实施方式中,说明对卷绕于电梯的一个以上的绳轮并折返的电梯绳索进行减振的减振装置100。
图31是实施方式3的电梯装置的结构图。另外,在图31中示意地示出没有建筑物晃动且未产生振动的状态的电梯装置11。在该例子中,电梯装置11是2:1绕绳方式的电梯。
电梯装置11具有曳引机12和偏导轮13。承载乘客的轿厢14在上部具有轿厢吊轮39a。对重15在上部具有对重吊轮39b。主绳索16的两端通过绳索固定件55固定于井道的上部。主绳索16在从轿厢14侧的绳索固定件55到对重15侧的绳索固定件55之间,依次卷绕于轿厢吊轮39a、曳引机12、偏导轮13和对重吊轮39b。
图32是实施方式3的电梯装置的结构图。图32示出在电梯装置11中例如由于地震或风等外界干扰而产生建筑物晃动23的状态。在产生建筑物晃动23的情况下,固定于建筑物的曳引机12、偏导轮13和图32中未图示的限速器19等也同样晃动。由此,作为电梯绳索的主绳索16、补偿绳索17、限速器绳索20和控制缆线22被激振。该情况下,在建筑物晃动23的激振频率与电梯绳索的固有频率一致时,由于共振现象而使电梯绳索的晃动增大。在图32所示的例子中,示出主绳索16b的固有频率与建筑物晃动的激振频率一致从而在主绳索16b产生共振现象的状态。
在图33和图34中示出设置于轿厢吊轮39a的壳体40上方的减振装置100。图33和图34是实施方式3的减振装置的侧视图。
如图33所示,主绳索16在第1部分R1与第2部分R2之间卷绕于轿厢吊轮39a。主绳索16的第1部分R1是从作为绳轮的轿厢吊轮39a引出的部分。主绳索16的第2部分R2是从轿厢吊轮39a引出的部分。第2部分R2从第1部分R1的相反侧引出。第1部分R1和第2部分R2彼此平行地引出。
减振装置100具有位移放大器7和限制部件8a。
在本实施方式中,位移放大器7是无源装置。位移放大器7配置在主绳索16的第1部分R1到第2部分R2的范围内。位移放大器具有一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57。
位移放大器7也可以构成为具有一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57中的至少任意一方。外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57也可以沿着主绳索16的长度方向配置于不同高度的位置。此外,也可以沿着主绳索16的长度方向的位置配置多个外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57。
一对外侧磁铁单元56分别例如是单一的永久磁铁。一对外侧磁铁单元56分别在水平连结主绳索16的第1部分R1和第2部分的方向上配置于第1部分R1和第2部分R2的外侧。一对外侧磁铁单元56使磁极朝向彼此进行配置。
内侧磁铁单元57例如是单一的永久磁铁。内侧磁铁单元57配置于主绳索16的第1部分R1和第2部分R2的内侧。内侧磁铁单元57的一个磁极隔着主绳索16的第1部分R1而与一对外侧磁铁单元56的一个磁极对置。内侧磁铁单元57的另一个磁极隔着主绳索16的第2部分R2而与一对外侧磁铁单元56的另一个磁极对置。
限制部件8a例如是一组非磁性体。限制部件8a的非磁性体的一部分设置于一对外侧磁铁单元56各自的磁极与主绳索16之间。多个限制部件8a的非磁性体的一部分设置于内侧磁铁单元57的磁极与主绳索16之间。限制部件8a的非磁性体的厚度例如被设定成,在主绳索16以第1位移进行位移时,主绳索16接触限制部件8a的非磁性体。
如图34的(a)所示,内侧磁铁单元57使S极朝向主绳索16的第1部分R1。与内侧磁铁单元57的S极对置的外侧磁铁单元56使S极朝向主绳索16的第1部分R1。内侧磁铁单元57使N极朝向主绳索16的第2部分R2。与内侧磁铁单元57的N极对置的外侧磁铁单元56使N极朝向主绳索16的第2部分R2。即,内侧磁铁单元57使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的磁极而对置。另外,如图34的(b)所示,一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57也可以颠倒S极和N极进行配置。
在由于建筑物晃动23而使主绳索16被激振时,关于主绳索16的第1部分R1,通过一对外侧磁铁单元56中的一方与内侧磁铁单元57之间的磁场对振动的位移进行放大。此外,关于主绳索16的第2部分R2,通过一对外侧磁铁单元56中的另一方与内侧磁铁单元57之间的磁场对振动的位移进行放大。此外,主绳索16在以第1位移进行位移时,与限制部件8a接触。限制部件8a抑制位移放大器7以比第1位移大的方式对第1部分R1的位移进行放大。限制部件8a抑制位移放大器7以比第1位移大的方式对第2部分R2的位移进行放大。
如以上说明的那样,电梯装置11具有减振装置100。减振装置100降低卷绕于电梯的绳轮并折返的电梯绳索的振动。电梯绳索例如是主绳索16。减振装置100具有位移放大器7和限制部件8a。位移放大器7配置于主绳索的第1部分R1和第2部分R2的范围内。主绳索16的第1部分R1是从绳轮引出的部分。主绳索16的第2部分R2是从绳轮引出的与第1部分R1相反一侧的部分。第1部分R1和第2部分R2平行地引出。位移放大器7对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2各自的位移进行放大。位移放大器7对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2各自的位移进行放大。限制部件8a抑制位移放大器7以比第1位移大的方式对第1部分R1或第2部分R2的位移进行放大。第1位移是使得主绳索16不返回振动的平衡位置的位移。由此,使设置有位移放大器7的主绳索16的位置处的振动的位移增加而不会不稳定,能够提高减振效果。
此外,位移放大器7具有一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57。一对外侧磁铁单元56在水平连结主绳索16的第1部分R1和第2部分R2的第1方向上配置于第1部分R1和第2部分R2的外侧。一对外侧磁铁单元56使磁极朝向彼此进行配置。内侧磁铁单元57配置于第1部分R1和第2部分R2的内侧。内侧磁铁单元57使两侧的磁极分别朝向一对外侧磁铁单元56进行配置。限制部件8a是配置于一对外侧磁铁单元56各自的磁极与主绳索16之间、以及内侧磁铁单元57的两侧的磁极与主绳索16之间的一组非磁性体。限制部件8a抑制主绳索16以比限制部件8a的厚度更近的方式接近一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57各自的磁极。因此,使限制部件8a的厚度比主绳索16以第1位移进行位移时主绳索16接触的厚度厚,由此,减振装置100稳定地进行主绳索16的减振。此外,位移放大器7以非接触的方式对主绳索16的位移进行放大。由此,能够抑制由于位移的放大而使主绳索16等磨损。此外,内侧磁铁单元57对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2双方的位移进行放大。由此,与设置单独抑制主绳索16的第1部分R1和第2部分R2的振动的减振装置相比,能够以较少的部件数量构成减振装置100。
此外,内侧磁铁单元57使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的磁极而对置。由此,一对外侧磁铁单元56中的各个外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57彼此排斥。因此,一对外侧磁铁单元56中的各个外侧磁铁单元56与内侧磁铁单元57之间的间隙不会由于磁力而闭合。由此,关于一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57,不需要考虑基于磁力的引力来进行牢固的固定。
图35是实施方式3的减振装置的侧视图。在图35中示出减振装置100的另一例。为了高效地放大主绳索16的横向位移,优选主绳索16配置于一对外侧磁铁单元56中的各个外侧磁铁单元56与内侧磁铁单元57之间的间隙的中央。即,优选间隙尺寸满足ld1=ld2和ld3=ld4的条件。这里,ld1是主绳索16的第1部分R1与面向第1部分R1的外侧磁铁单元56的磁极之间的间隙尺寸。ld2是主绳索16的第1部分R1与面向第1部分R1的内侧磁铁单元57的磁极之间的间隙尺寸。ld3是主绳索16的第2部分R2与面向第2部分R2的内侧磁铁单元57的磁极之间的间隙尺寸。ld4是主绳索16的第2部分R2与面向第2部分R2的外侧磁铁单元56的磁极之间的间隙尺寸。这里,也可以配置一对外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57,使得间隙尺寸满足ld1=ld2=ld3=ld4的条件。
例如,内侧磁铁单元57具有永久磁铁24和一对磁性体47。一对磁性体47配置于永久磁铁24的各个磁极。此时,内侧磁铁单元57的磁极是一对磁性体47的与永久磁铁24相反一侧的面。根据轿厢吊轮39a的直径的大小和永久磁铁24的长度等尺寸,一对磁性体47的厚度例如被设定成满足ld1=ld2和ld3=ld4的条件。限制部件8a设置于内侧磁铁单元57的磁极。磁性体47配置于永久磁铁24的磁极与限制部件8a之间。
这样,内侧磁铁单元57配置于与隔着主绳索16的第1部分R1而对置的外侧磁铁单元56之间的间隙宽度和与隔着主绳索16的第2部分R2而对置的外侧磁铁单元56之间的间隙宽度相等的位置。此时,主绳索16的第1部分R1穿过的外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57之间的间隙的宽度与主绳索16的第2部分R2穿过的外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57之间的间隙的宽度相等。由此,主绳索16的横向位移在两侧被对称地放大。因此,高效地放大主绳索16的横向位移。
此外,内侧磁铁单元57具有永久磁铁24和磁性体47。永久磁铁24使磁极朝向水平连结电梯绳索的第1部分和第2部分的第1方向。磁性体47配置于永久磁铁24的磁极。磁性体47对内侧磁铁单元57的第1方向的长度进行调整。由此,例如能够根据轿厢吊轮39a的直径的大小或永久磁铁24的长度等尺寸设定内侧磁铁单元57的结构,使得高效地放大主绳索16的横向位移。
图36是实施方式3的减振装置的侧视图。在图36中示出减振装置100的另一例。为了有效地作用针对主绳索16的横向位移的位移放大力,优选设置于主绳索16两侧的磁铁单元的磁动势相等。这里,磁铁单元的磁动势由磁铁单元的磁极方向的长度lm决定。即,优选一对外侧磁铁单元56各自的磁极方向的长度和内侧磁铁单元57的磁极方向的长度相等。
内侧磁铁单元57具有永久磁铁24和一对磁性体47。一对磁性体47配置于永久磁铁24的各个磁极。此时,内侧磁铁单元57的磁极是一对磁性体47的与永久磁铁24相反一侧的面。一对磁性体47的厚度被设定成,内侧磁铁单元57的磁极方向的长度为lm。限制部件8a设置于内侧磁铁单元57的磁极。磁性体47配置于永久磁铁24的磁极与限制部件8a之间。
一对外侧磁铁单元56分别具有永久磁铁24和一对磁性体47。一对磁性体47配置于永久磁铁24的各个磁极。此时,一对外侧磁铁单元56各自的磁极是一对磁性体47的与永久磁铁24相反一侧的面。一对磁性体47的厚度被设定成,一对外侧磁铁单元56各自的磁极方向的长度与内侧磁铁单元57的磁极方向的长度lm相等。限制部件8a设置于一对外侧磁铁单元56各自的磁极。磁性体47配置于永久磁铁24的磁极与限制部件8a之间。
这样,一对外侧磁铁单元56各自的水平连结电梯绳索的第1部分和所述第2部分的第1方向的长度与内侧磁铁单元57的第1方向的长度相等。由此,设置于电梯绳索两侧的磁铁单元的磁动势相等。因此,有效地作用针对电梯绳索的横向位移的位移放大力。
图37是实施方式3的减振装置的侧视图。在图37中示出减振装置100的另一例。如图37的(a)所示,一对外侧磁铁单元56分别具有外侧磁轭58、第1外侧永久磁铁60a和第2外侧永久磁铁60b。外侧磁轭58沿着与主绳索16的第1部分R1或第2部分R2平行的第2方向配置。第1外侧永久磁铁60a使磁极从主绳索16的方向朝向外侧磁轭58的上端。第2外侧永久磁铁60b使与第1外侧永久磁铁60a相反的磁极从主绳索16的方向朝向外侧磁轭58的下端。外侧磁铁单元56的磁极例如是第1外侧永久磁铁60a和第2外侧永久磁铁60b各自的未朝向外侧磁轭58的磁极。
内侧磁铁单元57具有内侧磁轭59、第1内侧永久磁铁61a和第2内侧永久磁铁61b。内侧磁轭59沿着与主绳索16的第1部分R1或第2部分R2平行的第2方向配置。第1内侧永久磁铁61a在内侧磁轭59的上端使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的第1外侧永久磁铁60a的磁极而对置。第2内侧永久磁铁61b在内侧磁轭59的下端使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的第2外侧永久磁铁60b的磁极而对置。
一对外侧磁铁单元56分别在主绳索16侧朝向磁场。外侧磁轭58在第1外侧永久磁铁60a与第2外侧永久磁铁60b之间形成磁路。因此,在一对外侧磁铁单元56的外侧抑制泄漏磁通量。
这样,一对外侧磁铁单元56分别具有外侧磁轭58、第1外侧永久磁铁60a和第2外侧永久磁铁60b。外侧磁轭58沿着与电梯绳索的第1部分或第2部分平行的第2方向配置。第1外侧永久磁铁60a使磁极从电梯绳索的方向朝向外侧磁轭58的一端。第2外侧永久磁铁60b使与第1外侧永久磁铁60a相反的磁极从与第1外侧永久磁铁60a相同的方向朝向外侧磁轭58的另一端。内侧磁铁单元57具有内侧磁轭59、第1内侧永久磁铁61a和第2内侧永久磁铁61b。内侧磁轭59沿着第2方向配置。第1内侧永久磁铁61a在内侧磁轭59的一端使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的第1外侧永久磁铁60a的磁极而对置。第2内侧永久磁铁61b在内侧磁轭59的另一端使相同磁极朝向一对外侧磁铁单元56各自的第2外侧永久磁铁60b的磁极而对置。由此,抑制来自位移放大器7的磁铁单元的泄漏磁通量对周边设备的动作造成影响。此外,磁通量的泄漏降低,由此,朝向电梯绳索的磁通量的量增加。由此,更加有效地进行电梯绳索的位移放大。因此,减振性能提高。
另外,如图37的(b)所示,内侧磁铁单元57也可以在内侧磁轭59的上端具有一对永久磁铁24c。一对永久磁铁24c隔着内侧磁轭59的上端进行配置。内侧磁铁单元57也可以在内侧磁轭59的下端具有一对永久磁铁24d。一对永久磁铁24d隔着内侧磁轭59的下端进行配置。
图38是实施方式3的减振装置的侧视图。如图38所示,位移放大器7也可以针对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2分别具有一对磁铁单元54。
图39是实施方式3的减振装置的侧视图。在图39中示出减振装置100的另一例。减振装置100具有磁屏蔽件46。磁屏蔽件46由强磁性体形成。或者,磁屏蔽件46的表面被强磁性体覆盖。由此,磁屏蔽件46具有强磁性。这里,磁屏蔽件46中使用的强磁性体例如是金属板或坡莫合金等通常用作磁屏蔽材料的物质。
这样,减振装置100具有磁屏蔽件46。磁屏蔽件46具有强磁性。由此,抑制来自位移放大器7的磁铁单元的泄漏磁通量对周边设备的动作造成影响。
图40是实施方式3的减振装置的侧视图。图40是示出减振装置100的另一例的图。如图40的(a)所示,一对外侧磁铁单元56中的各个外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57也可以具有3个以上的永久磁铁24。3个以上的永久磁铁24例如在沿着主绳索16的方向上以相反的磁极交替朝向主绳索16的方式排列。
此外,外侧磁轭58在朝向主绳索16的一侧的表面具有槽。按照外侧磁铁单元56的永久磁铁24的形状对外侧磁轭58的槽进行加工。由此,抑制由于在主绳索16延伸的方向上相邻的一对永久磁铁24之间的引力而使该一对永久磁铁24错误地彼此紧贴。因此,容易安装永久磁铁24。
此外,如图40的(b)所示,位移放大器7也可以针对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2,分别具备具有3个以上的永久磁铁24的一对磁铁单元54。
图41~图43是示出减振装置100的另一例的图。图41是实施方式3的减振装置的侧视图。图42是实施方式3的减振装置的立体图。图43是实施方式3的减振装置的俯视图。
减振装置100具有振动衰减器。振动衰减器具有线圈26和电阻27。线圈26卷绕于外侧磁轭58和内侧磁轭59。电阻27与线圈26电连接。
此时,伴随着主绳索16的位移变化,通过外侧磁轭58和内侧磁轭59的磁通量变化。由此,由于电磁感应现象而在线圈26中产生电压。由此,在电阻27中流过电流。这样,主绳索16的振动的能量作为电阻27中的焦耳热被消散。因此,振动衰减器使主绳索16的振动衰减。
图44是实施方式3的减振装置的立体图。图44是示出减振装置100的另一例的图。减振装置100进行减振的构造体是多个主绳索16。多个主绳索16各自的第1部分R1在1个铅直面内沿水平方向的一个方向排列。在该例子中,铅直面是xz平面。多个主绳索16分别沿z方向排列。多个主绳索16各自的第2部分R2在与包含多个主绳索16各自的第1部分R1的铅直面平行的铅直面内排列。
位移放大器7的永久磁铁24使磁极朝向多个主绳索16的沿水平方向排列的第1部分R1或第2部分R2。永久磁铁24的磁极与包含第1部分R1或第2部分R2的铅直面平行地配置。永久磁铁24的水平方向的宽度比第1部分R1或第2部分R2排列的水平方向的宽度宽。由此,能够对多个主绳索16的振动的位移进行放大。
图45和图46是示出减振装置100的另一例的图。图45是实施方式3的减振装置的侧视图。图46是实施方式3的减振装置的俯视图。如图45所示,位移放大器7也可以通过不稳定的连杆机构对第1部分R1或第2部分R2的位移进行放大。位移放大器7针对主绳索16a的第1部分R1和第2部分R2,分别具有一对肘杆机构31和绳索约束部件32。
如图46所示,绳索约束部件32具有一对辊45。一对辊45以分别隔着多个主绳索16a的方式从水平方向的两侧接触。一对辊45的旋转轴朝向多个主绳索16a排列的方向。
图47和图48是示出减振装置100的另一例的图。图47是实施方式3的减振装置的侧视图。图48是实施方式3的减振装置的立体图。在该例子中,减振装置100进行减振的构造体是一根主绳索16。
减振装置100针对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2具有一对辊单元41。一对辊单元41分别具有箱41a、多个辊41c和一对连杆41e。
一对辊单元41中的一方的箱41a配置于一对外侧磁铁单元56中的一方与内侧磁铁单元57之间。一对辊单元41中的另一方的箱41a配置于一对外侧磁铁单元56中的另一方与内侧磁铁单元57之间。箱41a例如是上下具有开口的筒状部件。箱41a由强磁性体形成。或者,箱41a也可以在表面安装强磁性体,由此具有强磁性。
多个辊41c分别配置于箱41a的内侧。多个辊41c例如是分别配置于箱41a的上部和下部的一对辊。配置于箱41a的上部的一对辊41c从主绳索16的水平方向的两侧与主绳索16接触。配置于箱41a的下部的一对辊41c从主绳索16的水平方向的两侧与主绳索16接触。多个辊41c相对于与轿厢14的移动相伴的主绳索16的上下方向的移动进行旋转,由此引导主绳索16。
一对连杆41e分别是棒状部件。一对连杆41e在上端具有接头41b。一对连杆41e分别通过上端的接头41b将箱41a支承为能够旋转。一对连杆41e分别在下端具有接头41d。一对连杆41e分别通过下端的接头41d以能够旋转的方式支承于壳体40。接头41b和接头41d克服旋转而产生摩擦力。一对连杆41e分别将箱41a支承为能够沿水平连结第1部分R1和所述第2部分R2的第1方向位移。
当第1部分R1或第2部分R2由于振动而向第1方向位移时,箱41a通过多个辊41c向第1方向位移。具有强磁性的箱41a的第1方向的位移被来自外侧磁铁单元56和内侧磁铁单元57的磁力放大。箱41a通过多个辊41c对主绳索16的位移进行放大。
在箱41a位移时,接头41b和接头41d旋转。此时,以接头41b和接头41d为支点的运动的能量作为摩擦热被消散。由此,接头41b和接头41d作为振动衰减器发挥功能。
如上所述,减振装置100具有一对辊单元41。一对辊单元41分别针对主绳索16的第1部分R1和第2部分R2分别进行设置。一对辊单元41分别具有箱41a、一对辊41c和连杆41e。箱41a具有强磁性。箱41a配置于一对外侧磁铁单元56中的任意一方与内侧磁铁单元57之间。一对辊41c在箱41a的内侧从与主绳索16垂直的方向的两侧与主绳索16接触。连杆41e将箱41a支承为能够沿第1方向位移。由此,关于不具有强磁性的主绳索16,位移放大器7的磁铁单元也能够经由具有强磁性的箱41a进行位移的放大。此外,主绳索16经由一对辊41c从位移放大器7受到力。由此,抑制主绳索16的磨损。
此外,连杆41e经由能够旋转的接头支承箱41a。连杆41e借助与接头的旋转相伴的摩擦使主绳索16的振动衰减。由此,高效地消散振动能量。因此,得到较高的减振效果。
另外,一对连杆41e也可以经由例如凝胶等冲击吸收材料支承于壳体40。一对连杆41e也可以经由例如凝胶等冲击吸收材料支承壳体40。
图49和图50是示出减振装置100的另一例的图。图49是实施方式3的减振装置的立体图。图50是实施方式3的减振装置的俯视图。在该例子中,减振装置100进行减振的构造体是多个主绳索16。
一对辊41c各自的旋转轴朝向与多个主绳索16排列的方向平行的方向。一对辊41c从与旋转轴垂直的方向的两侧分别与多个主绳索16接触。一对辊41c分别在侧面具有槽状的引导件,以使要接触的多个主绳索16各自之间的水平方向的距离保持恒定。
这样,在电梯绳索是沿水平方向排列成一列的多个主绳索16的情况下,辊41c具有与多个主绳索16排列的方向平行的旋转轴。由此,一对辊单元41分别作为使要接触的多个主绳索16各自之间的水平方向的距离保持恒定的约束部件发挥功能。因此,抑制多个主绳索16各自的张力的偏差引起的减振性能的降低。
图51是实施方式3的减振装置的俯视图。图51是示出减振装置100的另一例的图。减振装置100也可以具有在多个主绳索16排列的方向上对置的一对磁铁单元54。由此,减振装置100能够从水平面内的两个方向抑制主绳索16的振动。另外,图51中的磁铁单元54的配置只是一例,不限于该例子。例如,减振装置100具有多个磁铁单元54。多个磁铁单元54的磁极也可以构成为以分别包围一对辊单元41的方式从彼此不同的方向朝向辊单元41。关于多个磁铁单元54各自的配置,也可以沿着主绳索16的长度方向配置于不同高度的位置。
图52是实施方式3的电梯装置的结构图。图52是示出减振装置100的另一例的图。如图52的(a)所示,减振装置100设置于机房29。如图52的(b)所示,主绳索16卷绕于曳引机12的绳轮和作为绳轮的偏导轮13。主绳索16的第1部分R1例如是从曳引机12的绳轮引出的部分。主绳索16的第2部分R2例如是从偏导轮13的绳轮引出的部分。这样,主绳索16也可以卷绕于多个绳轮并折返。
图53是实施方式3的减振装置的侧视图。图53是示出减振装置100的另一例的图。减振装置100对补偿绳索17进行减振。补偿绳索17卷绕于平衡轮18a并折返。减振装置100设置于平衡轮18a的壳体18b上方。
图54是实施方式3的电梯装置的结构图。图54是示出减振装置100的另一例的图。减振装置100对限速器绳索20进行减振。如图54的(a)所示,减振装置100设置于机房29。如图54的(b)所示,限速器绳索20卷绕于限速器19的绳轮。减振装置100设置于限速器19下方。
产业上的可利用性
本发明的减振装置能够应用于电梯装置。本发明的电梯装置能够应用于具有多个楼层的建筑物。
标号说明
1、1a、1b、1c、1d、1e:构造体;2、2a、2b、2c:固定面;3:激振力;4:减振器;5a、5b:距离;6a、6b、6c:振幅;7:位移放大器;71:负刚性部;8、8a、8b、8c、8d:限制部件;9:连结部;10:正刚性部(弹性体);11:电梯装置;12:曳引机;13:偏导轮;14:轿厢;15:对重;16、16a、16b:主绳索;17:补偿绳索;18、18a:平衡轮;18b:壳体;19:限速器;20:限速器绳索;21:张紧轮;22:控制缆线;23:建筑物晃动;24、24a、24b:永久磁铁;25:磁轭;26:线圈;27:电阻;28:机房地面;28a:绳索管;29:机房;30:固定部件;31:肘杆机构;31a:锤;31b:连杆;31c:旋转支点;32:绳索约束部件;33:直动引导件;34:轿厢上梁;35:钩环弹簧;36:钩环棒;37:强磁性体;38:限制部件;39a:轿厢吊轮;39b:对重吊轮;40:壳体;41:辊单元;41a:箱;41c:辊;41e:连杆;41b、41d:接头;45:辊;46:磁屏蔽件;47:磁性体;48a:固定部;48b:井道侧终端;50:支承台;51:约束部件;52:台基;53:辊;54:磁铁单元;55:绳索固定件;56:外侧磁铁单元;57:内侧磁铁单元;58:外侧磁轭;59:内侧磁轭;60a:第1外侧永久磁铁;60b:第2外侧永久磁铁;61a:第1内侧永久磁铁;61b:第2内侧永久磁铁。
Claims (48)
1.一种减振装置,其降低长条构造体的振动,其中,所述减振装置具有:
位移放大器,其沿着所述构造体的长度方向的任意位置配置,对所述构造体的位移进行放大;以及
限制部件,其抑制所述位移放大器以比使得所述构造体不返回所述振动的平衡位置的第1位移大的方式对所述构造体的位移进行放大。
2.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
所述位移放大器配置于与所述构造体的所述振动的波节之间的距离比与所述构造体的所述振动的波腹之间的距离短且比0长的位置。
3.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有发挥负刚性的机械构造,该机械构造施加随着所述构造体的位移增大而增大的弹力。
4.根据权利要求2所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有发挥负刚性的机械构造,该机械构造施加随着所述构造体的位移增大而增大的弹力。
5.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
所述限制部件由具有正刚性的弹性体构成。
6.根据权利要求2所述的减振装置,其中,
所述限制部件由具有正刚性的弹性体构成。
7.根据权利要求3所述的减振装置,其中,
所述限制部件由具有正刚性的弹性体构成。
8.根据权利要求4所述的减振装置,其中,
所述限制部件由具有正刚性的弹性体构成。
9.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
10.根据权利要求2所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
11.根据权利要求3所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
12.根据权利要求4所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
13.根据权利要求5所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
14.根据权利要求6所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
15.根据权利要求7所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
16.根据权利要求8所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器的放大,使得不会超过基于等效刚性的力,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的所述位移的方向上的等效刚性。
17.根据权利要求1~8中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述限制部件设所述第1位移为所述位移放大器发挥的力超过基于等效刚性的力时的位移,来抑制所述位移放大器对所述构造体的位移的放大,所述等效刚性是所述构造体的固定位置与所述位移放大器对所述构造体的位移进行放大的连结位置之间的所述构造体的位移的方向上的等效刚性。
18.根据权利要求1~16中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器作用所述构造体的所述振动的位移的方向且正在进行位移的朝向的力的分量。
19.根据权利要求1~16中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述减振装置具有振动衰减器,该振动衰减器使所述构造体的所述振动衰减。
20.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
在所述构造体是电梯绳索的情况下,
所述位移放大器沿着所述电梯绳索的长度方向的任意位置配置,对所述电梯绳索的位移进行放大,
所述限制部件抑制所述位移放大器以比所述第1位移大的方式对所述电梯绳索的位移进行放大。
21.根据权利要求20所述的减振装置,其中,
所述位移放大器配置于与所述电梯绳索的所述振动的波节之间的距离比与所述电梯绳索的所述振动的波腹之间的距离短且比0长的位置。
22.根据权利要求20所述的减振装置,其中,
在所述电梯绳索是与电梯的轿厢和对重连接且卷绕于绳轮的主绳索的情况下,
所述位移放大器沿着所述主绳索的长度方向的任意位置配置,对所述主绳索的位移进行放大,
所述限制部件抑制所述位移放大器以比所述第1位移大的方式对所述主绳索的位移进行放大。
23.根据权利要求21所述的减振装置,其中,
在所述电梯绳索是与电梯的轿厢和对重连接且卷绕于绳轮的主绳索的情况下,
所述位移放大器沿着所述主绳索的长度方向的任意位置配置,对所述主绳索的位移进行放大,
所述限制部件抑制所述位移放大器以比所述第1位移大的方式对所述主绳索的位移进行放大。
24.根据权利要求22所述的减振装置,其中,
所述位移放大器配置于与所述轿厢或所述对重或所述绳轮之间的距离比与所述主绳索的两侧的固定位置间的中点之间的距离短且比0长的位置。
25.根据权利要求23所述的减振装置,其中,
所述位移放大器配置于与所述轿厢或所述对重或所述绳轮之间的距离比与所述主绳索的两侧的固定位置间的中点之间的距离短且比0长的位置。
26.根据权利要求22所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器对所述主绳索的位移进行放大,使得所述位移放大器发挥的力小于用于借助所述主绳索的张力使所述主绳索返回平衡位置的力。
27.根据权利要求23所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器对所述主绳索的位移进行放大,使得所述位移放大器发挥的力小于用于借助所述主绳索的张力使所述主绳索返回平衡位置的力。
28.根据权利要求24所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器对所述主绳索的位移进行放大,使得所述位移放大器发挥的力小于用于借助所述主绳索的张力使所述主绳索返回平衡位置的力。
29.根据权利要求25所述的减振装置,其中,
所述限制部件抑制所述位移放大器对所述主绳索的位移进行放大,使得所述位移放大器发挥的力小于用于借助所述主绳索的张力使所述主绳索返回平衡位置的力。
31.根据权利要求22~29中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述限制部件设所述第1位移为发挥基于弹性系数的力的位移,来抑制所述位移放大器对所述主绳索的位移的放大,所述弹性系数的值是在所述轿厢为空的状态下位于电梯最上层时施加给所述主绳索的张力,除以从所述主绳索的固定位置到所述主绳索与所述位移放大器的连结位置的距离而得到的。
32.根据权利要求20所述的减振装置,其中,
在所述电梯绳索是与电梯的轿厢和对重连接且卷绕于绳轮的多个主绳索的情况下,
所述减振装置具有约束部件,该约束部件使所述多个主绳索各自之间的水平方向的距离保持恒定。
33.根据权利要求32所述的减振装置,其中,
所述约束部件分别固定于所述多个主绳索。
34.根据权利要求32所述的减振装置,其中,
在所述多个主绳索沿水平方向排列成一列的情况下,
所述约束部件具有一对辊,该一对辊具有与所述多个主绳索排列的方向平行的旋转轴,从与所述旋转轴垂直的方向的两侧分别与所述多个主绳索接触。
35.根据权利要求20所述的减振装置,其中,
在所述电梯绳索是与电梯的轿厢连接的控制缆线的情况下,
所述位移放大器沿着所述控制缆线的长度方向的任意位置配置,对所述控制缆线的位移进行放大,
所述限制部件抑制所述位移放大器以比所述第1位移大的方式对所述控制缆线的位移进行放大。
36.根据权利要求20~29、32~35中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器由在远离所述电梯绳索的平衡位置的方向上发挥与所述电梯绳索的横向位移对应的力的负刚性部件构成。
37.根据权利要求20~29、32~35中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有至少一个磁铁单元,
所述限制部件是配置于所述磁铁单元的磁极与所述电梯绳索之间的非磁性体。
38.根据权利要求20~29、32~35中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有使磁极朝向彼此且隔着所述电梯绳索对置的一对磁铁单元,
所述限制部件是配置于所述一对磁铁单元的各个磁极与所述电梯绳索之间的一对非磁性体。
39.根据权利要求38所述的减振装置,其中,
所述一对磁铁单元以使相同磁极朝向彼此的方式对置。
40.根据权利要求38所述的减振装置,其中,
所述一对磁铁单元分别具有:沿着与所述电梯绳索平行的方向配置的磁轭、使磁极从所述电梯绳索的方向朝向所述磁轭的一端的第1永久磁铁、以及使相反的磁极从所述电梯绳索的方向朝向所述磁轭的另一端的第2永久磁铁。
41.根据权利要求20~29、32~35、39~40中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述限制部件具有与所述电梯绳索接触的辊。
42.根据权利要求20~29、32~35中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有利用一个以上的连杆的位移而产生负刚性力的不稳定的连杆机构,
所述限制部件抑制所述一个以上的连杆中的至少任意一方的位移。
43.根据权利要求42所述的减振装置,其中,
所述连杆机构是隔着所述电梯绳索配置的一对肘杆机构。
44.根据权利要求20~29、32~35、43中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述位移放大器具有与所述电梯绳索接触的辊。
45.根据权利要求20~29、32~35、43中的任意一项所述的减振装置,其中,
所述减振装置具有振动衰减器,该振动衰减器使所述电梯绳索的所述振动衰减。
46.根据权利要求38所述的减振装置,其中,
所述减振装置具有振动衰减器,该振动衰减器使所述电梯绳索的所述振动衰减,
所述振动衰减器具有供通过所述一对磁铁单元中的至少任意一方的磁通量通过的线圈、以及与所述线圈电连接的电阻。
47.根据权利要求40所述的减振装置,其中,
所述减振装置具有振动衰减器,该振动衰减器使所述电梯绳索的所述振动衰减,
所述振动衰减器具有卷绕于所述一对磁铁单元中的至少任意一方的所述磁轭的线圈、以及与所述线圈电连接的电阻。
48.一种电梯装置,其中,所述电梯装置具有权利要求20~47中的任意一项所述的减振装置。
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