JP3179193B2 - 昇降機用水平懸架手段制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、昇降機に関し、特に、
昇降機の水平懸架装置及びその制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】昇降機のかご室アセンブリは、通常、長
方形のかご枠に据付けられた乗客用かご室を有してい
る。かご室アセンブリは、昇降路の対向する両側壁に取
付けられたガイドレールに沿って、昇降機の昇降路を上
下に移動する。

【０００３】平成３年１月３１日公開の特許公開公報平
３−２３１８５号において、昇降路のガイドレールに沿
って移動しながら昇降機のかご室を安定させるシステム
について開示されている。ガイドレールは、様々なコン
プライアンスを有している。このシステムでは、かご室
アセンブリに対して相対的に調節的に移動可能な横方向
の梁をかご室の上下に備えている。横方向の梁の両端に
は、耐振性の防振ゴムによってレール係合子が据付けら
れている。この梁は耐振性の防振ゴムによってかご室ア
センブリにも連結されている。昇降路の壁には、レール
のコンプライアンス値を仮想した輪郭ゲージが固定され
ている。さらに、梁には接触センサが取付けられてお
り、輪郭ゲージ上を摺動する。接触センサの動きは、接
触センサの動きに応答して横方向に梁を移動させるよう
に動作可能なアクチュエータを動作させる制御システム
によって監視されている。したがって、レール係合子
は、レールコンプライアンスの変化に伴ってかご室アセ
ンブリに対して横方向に移動する。この方法における問
題点は、左側のレールのコンプライアンスにおける変化
に応答して左側のレール係合子を移動させるために、梁
が左側に動いた場合、右側のレール係合子も左側のレー
ル係合子として必然的に同じ方向に動くということであ
る。レールコンプライアンスの増加時にレールに近付
き、レールコンプライアンスの減少時にレールから離れ
るレール係合子の移動目標となるのは、このように片方
のレールにのみ限られてしまい、対向するレール係合子
は対向する側の他のレールで移動する。さらに輪郭ゲー
ジの使用も面倒であり、レールコンプライアンスを反映
させる能力には問題がある。平成３年３月５日公開の特
許公開公報平３−５１２８０号において、これと同一の
システムの他の態様について最もよく記載されている。

【０００４】また、平成３年３月５日公開の特許公開公
報平３−５１２７９号には、かご室の上部四隅の対角線
に沿ってプーリの方向に張られ、かご室上の一点に集ま
ってかご室の傾斜面を制御する作動可能な水平ロープを
用いた方法について示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】継続中の米国出願第０
７／５５５，１３０号、第０７／５５５，１３１号、第
０７／５５５，１３２号、第０７／５５５，１３３号、
第０７／５５５，１３５号、第０７／５５５，１４０
号、第０７／６６８，５４４号、及び第０７／６６８，
５４６号において記載されているように、昇降路におい
て垂直方向に移動するエレベータは、偏心荷重や風圧の
ようなかごに対する直接的な力とレール誘導力の両方の
影響を受ける。これらの力はいずれもかごの水平加速度
を増加させる。上述した米国出願においてさらに示され
ているように、様々な周波数で発生するこれらの力は、
所定位置において効果的に相殺しておく必要がある。さ
らに、あらゆる力によって生じる偏心荷重は、継続中の
米国出願第０７／５５５，１３０号に記載されているよ
うな位置制御ループにおける緩徐処理が可能である。こ
のような力には、かごの中での乗客の静止及び運動に応
じて静的または動的のいずれともなり得る偏心荷重も含
まれる。高周波数の力との相互作用を必要とする弱い力
は、上述の米国出願において示されるような加速ループ
において速やかに処理しなければならない。継続中の米
国出願第０７／５５５，１３０号に示されているような
完全磁気アクチュエータや、上述したような力をすべて
処理できるスライドガイドを構成するためには、極めて
高価な材料を用いる必要がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、一次懸架装置（すなわちレール）に対するかごの
位置を制御する外位置ループにおいて二次懸架装置を制
御し、かごを昇降路の中央に保ち、かごに対する二次懸
架装置のアクチュエータの位置を制御する内位置ループ
において二次懸架装置を制御し、一次懸架装置に最低で
も選択された力が加わるように維持する。

【０００７】（左右方向に安定したかごの対向する側面
または前後方向に安定したレールの対向する側面に）対
向してアクチュエータを位置させる場合、適当な調節を
施していないとアクチュエータは斜めに動作する可能性
がある。したがって、昇降路におけるかごの中立度（例
えばレール、一次懸架装置、または他の基準物に対する
かごの位置）を示す検出信号に応答する外ループを使用
して昇降路でかごを中央に戻すようにアクチュエータに
指示し、かごに対するアクチュエータの位置を示す検出
信号に応答する内ループを使用してアクチュエータの位
置を制御し、最低でも予荷重力が一次懸架装置に加わる
ように維持する制御方法を考えた。

【０００８】従来の受動的懸架装置では、水平方向の振
動によって一次懸架装置がかごに接触する可能性が高
い。例えば、受動的ローラガイドを使用すると、このガ
イドが枢支止めに接触するのである。したがって、本発
明の第１の態様によれば、上述したような昇降機のかご
の偏心荷重に対して力を相互に作用させることすなわち
かごを中央に保つことにより、（かごと一次懸架装置と
の間に連結された）二次懸架装置を用いて、昇降機のか
ごに対する一次懸架装置（ローラ、スライドガイド、電
磁軸受けなど）の接触を自動的に防止する。このような
相互作用は、センタリング制御ループによって二次懸架
装置を制御すれば自動的に達成されるものである。この
場合、各々の軸についての最低一つのばね及び位置調節
装置を二次懸架装置とみなすことができる。測定された
かご位置信号を処理し、対向する一対のアクチュエータ
の最低一つを動作させる。一つのアクチュエータが動作
している間は、内ループによって他のアクチュエータは
選択されたゼロ位置すなわち中立位置に戻される。この
ようにして、かごの中立位置において一次懸架装置に選
択された予荷重力を加える。

【０００９】本発明の上述した態様は、昇降路レールに
沿ってかごを移動させるためのローラ、スライドシュ
ー、電磁軸受けなどの一次懸架装置と、一次懸架装置と
かごとの間に連結された二次懸架装置とを有する昇降機
のガイドアセンブリにも関連している。これは、乗客に
よるかごの偏心荷重や昇降路での風などの比較的低周波
数の力に応答して、一定の制限内で自動調節が可能であ
る。この比較的低周波数の力は、一つまたは複数のかご
のガイドアセンブリに対して強いガイドレールスラスト
力が加わる原因となるものである。

【００１０】このようなアセンブリは、ローラクラスタ
を備える一次懸架装置と、ローラをレールに向かって付
勢する自動調節可能なばねを備える二次懸架装置とを有
するレール係合子を含んでもよい。例えば、１ローラあ
たり約５０ニュートンの予荷重でのばね定数が４０ニュ
ートン／ｍｍであるばねを用いるとよい。したがって、
本発明の態様による一実施例によれば、このようなガイ
ドローラを枢支可能なリンクに取り付ける。このリンク
はばねによって偏心されるので、ローラは予め定められ
たスラスト力でガイドレールの方向に付勢される。リン
クの枢支移動可能な範囲を制限するために、リンクには
枢支止めが連結されている。したがって、ガイドローラ
がガイドレールから離れる方向で移動できる範囲も制限
される。一次懸架装置（ローラ）すなわちレールのかご
に対する位置を示すために、リンクには位置センサも連
結されている（本発明ではローラは圧縮不可能であると
仮定する）。このため、リンクとリンクの脚の位置を測
定し、この測定値を用いてレールに対するかごの位置を
示す。自動リンク位置調節装置は、位置センサと協働し
て作動するため、各リンクの枢支位置を自動的に調節
し、かごを中立位置に維持してリンクが枢支止めと接触
しないようにする。このように、各リンクの枢支止めに
対する枢支位置を自動的に調節し、接触を生じないよう
にする。このような調節は、リンクと枢支止めとの間に
多少なりとも好ましくない距離があいていることを位置
センサによって検出したときに、「バングバング」式制
御によって行うことができる。これにより、昇降機が動
作している間、リンクと枢支止めとは全く接触しないか
最低でも長い間接触する率は限られる。または、多少な
りとも連続した（比例）制御において、例えば、比例制
御、比例積分（ＰＩ）制御、比例積分微分（ＰＩＤ）制
御を有するフィードバックループなどにより、係合子が
検出中央制御信号に十分応答するように保つこともでき
る。

【００１１】ローラガイドの態様について、昇降機のか
ご室が、乗客による偏心荷重のような特定のガイドロー
ラに対するガイドレールの偏心的なスラスト力を生じ得
るかごの力の影響を受けるような場合、このような大荷
重が加わるガイドローラを移動させるリンクを枢支止め
に向けて枢支しておく。センサは位置を検出し、（例え
ば比例的に）連続的または（バングバング制御で）選択
的に調節装置を指定された位置に維持するか、または枢
支止めから離れる方向に移動させる。これにより、指定
されたスラスト力（アクチュエータ位置増加時間ばね定
数）を発生し、選択的にガイドローラにスラスト力を加
えてガイドレールから引き戻す。したがって、昇降路に
おけるかご室の位置は維持されるか、または本来の無荷
重位置に戻される。昇降路においてかご室が上下に移動
する時、リンクが長い間枢支止めと接触する可能性はわ
ずかであるかまたは全くない。さらに、レール偏差は容
易にガイドローラのリンクばねに吸収させることができ
る。本発明の一態様による二次懸架装置は、昇降機のか
ご室における乗客による偏心荷重の分配及び左右方向ま
たは前後方向の荷重を補正するために使用できる。

【００１２】本発明の第２の態様によれば、対向する一
次懸架装置に対するかごの位置を示す一対の信号の大き
さを示す差分信号によって、昇降機のかごの対向する側
面に備えられた対向する一対の二次懸架装置（左右方向
の水平懸架装置）またはレールブレードの対向する面
（前後方向の水平懸架装置）を互いに制御する。測定し
た差分位置を用いて対向する懸架装置のうちの一つまた
は複数の動作を操舵してもよい。

【００１３】換言すれば、一対の対向する一次懸架装置
の各々の位置（例えば前後方向懸架装置用レールの両側
または左右方向の懸架装置用の一対の対向するレール）
は、かごに鑑みて測定することができる。さらに、一方
の位置を他方の位置と合わせたものを一次懸架装置に連
結された二次懸架装置の位置を指示する際に使用しても
よい。

【００１４】このように、本発明の第２の態様によれ
ば、前後方向または左右方向の対向する懸架装置のいず
れについても、対向する二次懸架装置は、かごの位置を
示すかご位置信号に応答する。ゼロ交点付近に選択され
たデッドゾーンを備え、各々の動作が相互に排他的にな
るようにする。

【００１５】上述したように、かご位置信号は、一方の
レール（またはレールの一方の側面）に対する昇降機の
かごの位置を示す第１の位置検出信号と、他方のレール
（またはレールの他方の側面）に対する昇降機のかごの
位置を示す第２の位置検出信号との差を示す差分信号を
有している。しかしながら、差分信号は符号も有してお
り、この符号は単に一つの選択された基準物に対するか
ご全体の位置を示しているわけではない。選択された基
準物としては例えば左右方向の成分があるが、この成分
は一つのレールだけではなく両方のレールに存在する。
両方のレールに対するかごの位置を測定（すなわち両方
の一次懸架装置に対するかごの位置を測定）することに
より、かごの両側におけるギャップの偏差平衡について
示すことができる。したがって、位置制御ループによっ
てかごを自動的に最適な位置に自己中立できる。外位置
制御ループは対称中立信号上で利用可能な結合動的範囲
を中央に保つ。このような実施態様として、二つの新規
な非線形位置センサを組み合わせることによって対称自
己中立信号を供給する。もちろん、より高価な線形位置
センサを用いることもできる。

【００１６】上述したような差分制御信号を処理するこ
とにより、一つの懸架装置が分配力を相殺するように動
作している時は、他方はゼロのままとなる。仮にゼロに
なっていなかった場合にはゼロに復心される。本発明の
第１の態様及び第２の態様において、ゼロは選択された
一次懸架装置の予荷重を維持できるような位置に極めて
近い。後述する実施例において、非動作アクチュエータ
はアクチュエーション速度よりも遅い速度でゼロに復心
される。このゼロへの復心はより高速で行うこともでき
るし、ばねを復位させるなどの他の様々な機械的な手段
によって行うこともできる。一度分配力を効果的に相殺
すると、ゼロ差分位置信号によって示されるように、能
動的アクチュエータは分配力が存在する間はそのままの
位置にとどまる。分配力がなくなると、相殺力が能動的
アクチュエータによって加わり、差分位置信号操舵制御
が他方のアクチュエータに対してなされるまでは、能動
的アクチュエータがかごを駆動する。この点において、
前者の能動的懸架装置はゼロ入力指示に応答して自らの
位置制御ループなどを開始する。

【００１７】本発明の第３の態様によれば、二次懸架装
置は、比較的低駆動力のアクチュエータに結合された比
較的高駆動力のアクチュエータを有する。アクチュエー
タを相殺する低周波数の力は約数千ニュートンであり、
このような構成にすることで、高駆動力アクチュエータ
で低周波数の力を扱うように設計することができる。一
方、約数百ニュートンで低駆動力アクチュエータを駆動
することができる。

【００１８】実際には、２種類のアクチュエータを制御
することは全く別々のことではない。ラグフィルタまた
は他の平均化方法を用いて比較的遅い動作を作りだし、
位置基準制御ループによって比較的高駆動力のアクチュ
エータを制御し、制御された昇降機システムによってこ
れを比較的高速の加速度基準制御ループと組み合わせて
比較的低駆動力のアクチュエータを制御する。換言すれ
ば、二つのアクチュエータに加わる力の混合を行ってそ
れぞれの対応する制御ループに反映させる。二つのアク
チュエータは、別々に制御するようにしてもよい。

【００１９】このように、本発明の第３の態様によれ
ば、低駆動力アクチュエータを制御するための加速度フ
ィードバックループを用いて二次懸架装置を制御し、高
周波数の力を相互作用させる。さらに、位置基準制御ル
ープを用いて高駆動力アクチュエータを制御し、低周波
数の力を相互作用させる。

【００２０】ローラガイドの態様において、高駆動力ア
クチュエータはボールドライブアクチュエータのような
線形アクチュエータである。これは、かなり応答速度が
遅いが強力で比較的安価なものである。また、このよう
なアクチュエータとして円形アクチュエータを用いても
よい。どちらの型のアクチュエータについても以下にお
いて詳細に説明するが、これらは設計次第で相互交換可
能に用いることができる。低駆動力アクチュエータは、
例えば後述するような電磁アクチュエータであってもよ
い。

【００２１】本発明による装置及びその制御方法によれ
ば、安価かつ効果的な方法で昇降機の乗心地を改良す
る。さらに、本発明は、新規な装置だけではなく近代的
な仕様に対しても効果的に適用できる。このように、受
動的ガイドを半能動的ガイド（位置基準制御ループのみ
を有する高駆動力アクチュエータ）や能動的ガイド（位
置及び加速度ループを有する高駆動力及び低駆動力のア
クチュエータ）に変える近代的な技術により、安価かつ
効果的な方法で従来の昇降機の乗心地を改良して昇降機
の近代化能を実質的に増すことが可能となる。

【００２２】上述した本発明の目的及び特徴、利点につ
いては後述の実施例及び図面からより一層明白となる。

【００２３】

【実施例】図１において、ロープ１２によって吊された
昇降機のかご１０を示す。かご１０は、ロープによって
昇降路１４を垂直に上下移動する。昇降路１４は、かご
１０の両側にある昇降路壁１９ａ及び１９ｂに取り付け
られたレール１６及び１８を備えている。スライドガイ
ドや電磁軸受け、ローラガイドなどの何らかのガイド装
置であればよい水平懸架装置２０，２２，２４，２６
は、かご１０の上下に取り付けられている。このとき、
ローラ式のガイド装置を用いるのであれば、ガイド装置
はレールの表面上を転がる円形のローラを有している。

【００２４】ローラガイドを有する一次的懸架装置と、
線形及び円形のアクチュエータとばねとを有する二次懸
架装置については、以下においてより詳細に示すが、こ
のような懸架装置には様々な型のものがある。これらの
うちで以下において詳細に説明するいくつかを本発明を
実行する上で用いてもよい。このように、本発明の特許
請求の範囲は、特定の型の懸架装置に限定されるのでは
なく、一次的及び二次的な懸架装置やその制御システム
であれば、いかなる型のものにも応用することが可能な
のである。

【００２５】水平懸架装置２０，２２，２４，２６を備
えることで、昇降機のかご１０内の乗客３０をできるだ
け穏やかに運搬する。もちろん、様々な受動的ガイドを
備えることについては周知のことであり、例えばビー・
ダブリュ・タッカー（Ｂ．Ｗ．Ｔｕｃｋｅｒ）に付与さ
れた米国特許第３，０９９，３３４号に記載されている
ようなものがある。

【００２６】上述したように、様々な構成要素とともに
以下において半能動的二次懸架装置及び能動的二次懸架
装置について教示する。これらはいずれも穏やかな乗心
地を提供し、さらに一次懸架装置やレールの昇降機のか
ごへの接触を防止するためのものである。

【００２７】［内部及び外部ポジションループを有する
二次懸架装置］図２を参照すると、レール２９に接触し
てレール上を転がるか、または（エアクッションに接触
して）レール２９に近接状態にある第１の一次懸架装置
２８を有する昇降機のかご２７が示されている。かご２
７は、機械的または電磁的にかご２７に取り付けられた
二次懸架装置３０と機械的または電磁的に連結されてい
る。昇降路の反対側では、第２のレール３１ａと接触し
ているかまたは極めて近接した状態で、第２の一次懸架
装置３１が備えられている。この第２の一次懸架装置３
１は、機械的または電磁的にかご２７に取り付けられた
第２の二次懸架装置３１ｂと機械的または電磁的に連結
されている。

【００２８】このように図２は、ロープ（図示せず）で
昇降路に垂直に懸架され、さらに一次懸架装置によって
かごの両側にある昇降路のレールの間に垂直に懸架され
た昇降機のかごを示す図である。この一次懸架装置は、
昇降路のレールと互いに接触しているかまたは極めて近
接しており、それぞれに対応する一対の二次懸架装置の
片側は一次懸架装置と連結され、反対側はかごと連結さ
れている。本発明によれば、一次懸架装置はローラやス
ライドガイド、電磁軸受けのようなものであればよい。
一方、各二次懸架装置は、半能動的または能動的懸架装
置であり、これにより、二次懸架装置に連結された一次
懸架装置の位置をかごの位置に鑑みて制御する。このよ
うな制御は、例えば、一つまたは複数のセンサ２７ａ及
び２７ｂから供給される検出位置信号に応答して行われ
る。検出位置信号は、昇降路でのかごの位置を示してい
る。さらに、一次懸架装置の位置は、対応する一対の検
出位置信号にも鑑みて制御される。この一対の検出位置
信号は、一対のセンサ２７ｃ及び２７ｄから供給され、
かごに対する二次懸架装置の位置を示している。かごを
中心に位置させるために中央位置センサ２７ａ及び２７
ｂを用いることで、一次懸架装置がかごやレールに接触
しないようにするために二次懸架装置をいくらか制約し
た上で、一次懸架装置の接触を防止できる範囲内で、各
二次懸架装置を自動的に制御することができる。上述し
たように、「半能動的」という語は、閉ループ位置制御
システムを用いた二次懸架装置を指すものとし、「能動
的」は閉ループ位置制御システムと加速制御システムと
を用いた二次懸架装置とを指すものとする。以下に述べ
る詳細な実施例の大部分ではローラガイドに関して説明
を進めるが、本願に記載されている基本原理は他の型の
懸架装置にも等しく適用できるものであり、本発明の特
許請求の範囲は、特定の型の懸架装置に限定されるもの
ではなく、昇降機システムにおけるあらゆる型の懸架装
置をも包含する。

【００２９】比較的大きな直接的かご力による偏心荷重
は、（約１０００ニュートン以上の比較的大きな力を加
え得る）比較的高駆動力のアクチュエータと相互に作用
させることが可能であるが、比較的遅い（例えば１秒あ
たり２５０ニュートン）固有の応答性を有してもよい
し、そうでなくてもよい。もちろん、アクチュエータが
本質的に高速のものである場合は、以下において詳述す
るような補償方法によってその応答速度を落とし、所望
の応答性とすることも可能である。

【００３０】［半能動的二次懸架装置］図３に「半能動
的」ガイドを示す。半能動的ガイドは、レール１６及び
レール１８の表面を転がるローラ３４から構成されてい
るが、必ずしもローラである必要はない。ローラ３４に
はアーム３６が取り付けられており、アーム３６は、枢
支点３８を有している。アーム３６は、基板４０を介し
て昇降機のかご１０に接続されている。

【００３１】アーム３６の一部は、枢支点３８上に延在
しており、ばね４４によって作動可能である。このばね
は、ボールドライブアクチュエータ４６を用いて駆動さ
れる。ボールドライブアクチュエータ４６の内部には、
ねじ４７が挿入されており、基板４０に取り付けられて
いる。位置センサ４８は、アーム３６の位置を検出し、
線５０を介して検出位置信号を位置制御装置５２に送
る。位置制御装置５２は、線５４を介してアクチュエー
タ制御信号をアクチュエータ４６に送る。位置制御装置
５２は、位置センサ５６ａから線５５を介して供給され
る第２の検出位置信号に応答するが、必ずしもこのよう
にする必要はない。この位置センサ５６ａは、基板４０
またはアクチュエータ４６に対するねじ４７の位置を検
出する。位置センサ５６ａを図２６を用いて後述するよ
うな内部位置制御ループにおける位置フィードバックに
使用し、最低一つの選択された予荷重力を一次懸架装置
で維持してもよい。例えば、図１７に示すような機械的
に結合されたローラを用いる場合などは、位置センサ５
６ａは必要ない。位置センサ５６ａとしては、ポテンシ
ョメータやＬＶＤＴ、光学位置センサ、位置エンコーダ
などを用いることが可能である。さらに、位置センサ５
６ａは、ある種のモータから出力されるパルスによって
その性能を十分に発揮するようにもできる。このような
モータは、位置検出に適したもので駆動装置としてアク
チュエータ４６において使用してもよい。さらに、この
ようなモータは、一つまたは複数のリミットスイッチと
ともに使用して、アクチュエータが最大限に移動したこ
とを判定できるようにしてもよい。位置制御装置５２
は、必ずしも必要というわけではないが、線５６を介し
て供給される標準位置信号に応答して検出位置信号と標
準位置信号とを比較し、アーム３６の位置を制御するた
めの閉ループ位置基準フィードバック制御を行うように
してもよい。本発明の方法によれば、線５６に送られる
標準信号は定電圧信号であり、後述するような二つの対
向する位置制御ループ間のバランス信号、すなわち複合
信号によって機能する。この位置制御ループは、位置を
制御する要素の一つである。位置センサ４８と位置制御
装置５２、ばね４２、ボールドライブアクチュエータ４
６、さらに（対向する一次懸架装置が機械的に結合され
ていない場合などの）特定の場合にはセンサ５６ａも含
むが、これらはいずれも自動調節可能な二次懸架装置５
７に備えられている。本発明によれば、例えばローラ３
４のような一次懸架装置の位置は、制御装置５２によっ
てリミット６０と６２との間で制御される。このように
して一次懸架装置が基板４０を介してかご１０に接触す
るのを防止している。換言すれば、一次懸架装置とリミ
ットとの機械的な接触はわずかであるか、または全く接
触しないように制御を行うのである。これは、かごの反
対側に備えられた対向するガイドについても同様であ
り、二つのガイドは、各々対向する位置制御装置によっ
て協働して作用し、かごの位置を昇降路の中央に保って
いるのである。

【００３２】図１に示すガイド２４及び２６のような底
部の水平懸架装置は、例えば図３に示すような型の「半
能動的ガイド」であってもよいし、または後述するよう
な「能動的ガイド」であってもよい。図１においてかご
の上に示されるガイド２０及び２２は、タッカー（Ｔｕ
ｃｋｅｒ）の米国特許第３，０９９，３３４号やブラン
ズ（Ｂｒｕｎｓ）の米国特許第３，０８７，５８３号に
記載されているような受動的ローラの他、周知の受動型
のローラから適当なものであればよい。一方、４つのガ
イド２０，２２，２４，２６については、図３に示すよ
うな半能動的ローラガイドを用いてもよいし、後述する
ような能動的ガイドを用いてもよい。

【００３３】図３に示すアクチュエータ４６は、比較的
大きなアクチュエータであってもよく、かなり遅い応答
性（例えば１ｍｍあたり約２５０ニュートン以下）によ
って補償されるものでも本質的に作動速度が遅いもので
もよい。レール誘導偏差によって個々に発生する高周波
振動を処理できるものである必要はない。後述する説明
において、加速度フィードバックを用いた能動的な高周
波振動を制御する装置についても述べる。

【００３４】［低駆動力アクチュエータ制御装置］本発
明によるこのような高周波制御システムの設計方法につ
いて述べるにあたり、図４、図５、図６を参照してこの
ようなシステムの予備制御設計方法について説明する。
図において示すようなブロック図は、予備設計工程にお
いて制御技術者によって作成しておくものであり、同時
にこれをハードウェア設計段階でハードウェアに組み込
んでおく。本発明では、様々なハードウェアについての
実施例を示すが、図４、図５及び図６において示される
情報及びこれに関連する図は二次懸架装置の高周波制御
方法についてのものであり、当業者によって同等の機能
を有する他の様々な実施例に応用することができる制御
内容をも含まれる。

【００３５】図４は、簡単な周波数制御／懸架装置シス
テムを示す図である。入力加算器からの出力は、制御さ
れた質量Ｍに作用するすべての力から構成されている。
図において、加速度ループ以外は古典的二次線形動的シ
ステムを示している。Ａは加速度（加速度計）フィード
バックである。実際には加速度フィードバックは、検出
された加速度信号、処理回路、力アクチュエータによっ
て実行される。Ｄは粘性ダンパ（ダッシュポット）のよ
うな機械的ダンパなどによる機械的ダンピングを示して
いる。Ｋは昇降機の懸架装置のばね定数である。

【００３６】設計者は、システムが効果的な質量、ダン
ピング定数（ζ）及び固有周波数（ω₀）をもつように
システムを検査する必要がある。システムの固有周波数
を低下させる特性を持つ効果的なシステム質量を増加さ
せ、予備的な設計段階においてシステムの固有周波数を
最低でも３ファクタ減少させることが好ましい。このよ
うな目的を達成することができるか否かは、構造上の共
振次第である。さらに予備的な設計をするにあたり、ダ
ンピング定数を０．３から０．７とした。しかしなが
ら、特定の実施例においてこの数値を達成できない場合
でも、乗心地を良くするための有意な電磁的ダンピング
を行うことも可能なのである。

【００３７】図５は、図４におけるブロック図を処理
し、純粋に機械的な手段によってではなく、電気機械的
な手段によって図４に示す機械的ダンピングの実現を可
能とした結果を示す図である。ブロック［Ａ＋Ｄ／Ｓ］
の出力は力を表している。要素Ａ＋Ｄ／Ｓは、実際に
は、加速度計、処理回路、力アクチュエータを組み合わ
せることによって実現されるものである。図４及び図５
は、実行方法は異なるが伝達関数の観点からみれば全体
として等価なものである。

【００３８】図６においてさらに制御処理を行う。ここ
では、ＡとＭとを合わせたもので、加速度フィードバッ
クによって電気機械的に生成された質量増加分が生じる
ということを示している。このように、図６は、加速度
フィードバックによって電気機械的に誘導される質量増
加分が生じるということを示すための図である。図６
は、質量（Ｍ）と関係する加速度フィードバック（Ａ）
の大きさを理解する上で有用な図である。昇降機のかご
の質量（Ｍ）は、本願発明者らが相互作用に用いること
を意図している加速度の原因となる力の影響を受ける。
本願発明者らは質量を「増加」させなければならない。

【００３９】実用的なシステムにおいて、ダンピングを
得るには、積分器ではなく低域通過（ｌａｇ）フィルタ
を用いる。さらに、高周波ノイズを減少させるための高
周波応答をロールオフしなければ加速度の純粋なフィー
ドバックは実用的ではない。理想的なシステムにおい
て、加速度計のフィードバック伝達即速度は、以下の数
式１によって示されるようになる。

【００４０】

【数１】

【００４１】また、非理想的なシステムにおいて、加速
度計及び加速度計に接続されたネットワークの伝達関数
は以下の数式２によって示される。

【００４２】

【数２】

【００４３】ここで、ω₁は例えば０．１ラジアン／秒
のような低周波ロールオフであり、積分機能をカットす
るために用いられる。ω₂は約１００ラジアン／秒以上
であり、ω₃は約０．１ラジアン／秒である。ｓ／（ｓ
／ω₂＋１）（ｓ＋ω₃）の項は、高周波をロールオフ
し、加速度計フィードバックのＤＣゲインをゼロに減少
させるために用いられる。ｓは常にｊωと等しい。

【００４４】図６におけるＰＯＳ／Ｆ伝達関数は以下の
数式３によって表される。

【００４５】

【数３】

【００４６】上述の数式３より、システムの固有周波数
ω₀は以下の数式４のようになる。

【００４７】

【数４】

【００４８】さらに、ダンピング定数ζは以下の数式５
によって表される。

【００４９】

【数５】

【００５０】上記数式から、加速度フィードバックＡに
よって固有周波数及びダンピング定数を低下させること
が可能であることが分かる。昇降機の懸架装置システム
では、ダンピング定数を０．３以上０．７以下とするこ
とが好ましい。

【００５１】以下、例を用いて説明する。ここでは、ω
₀＝０であり、機械的ダンピングのない受動的ばね質量
システムを用いる。ω₀を３ファクタ減少させ、ゼータ
（ζ）＝０．５とすることが好ましい。このような状態
は、Ａ＝８ＭかつＤ＝９ω₀Ｍのときに満足される。

【００５２】Ｍ＝１０００ｋｇのとき、Ａ＝８０００ニ
ュートン／（ｍ／ｓ²）となる。この値は７８．４ニュ
ートン／ｍｇ（ここで、「ｍｇ」は「ミリ重力定数」で
あるとする）と等しい。Ｄは９０００ニュートン／（ｍ
／ｓ）と等しい。Ｄ／Ａ比は１１．２５である。これ
は、加速度計フィードバックループに使用すべき比例ゲ
インの積分の比である。

【００５３】さらに、上述の例についてボーデプロット
を行う。また、Ｇ＝ＰＯＳ／Ｆ伝達関数をどのように修
正して他の重要な伝達関数を見付けるかについても示
す。ここで使用する例では、受動的システムのダンピン
グ速度はゼロではなく０．１とし、プロットを簡単にす
る。これは、上述したように受動的システムをいくらか
のダンピングがある状態で始動させることと同じであ
る。能動的懸架装置のダンピング定数は上記のものと同
様に０．５である。

【００５４】まず、ｓ²Ｇ＝Ｇ１を見付け、受動的懸架
装置及び加速度計のフィードバックによって改良された
懸架装置の周波数の関数としてプロットする。Ｇ１は、
かごに加わる力に対するかごの加速度である。Ｇ１はｍ
ｇ／ニュートンという単位で表され、デシベル（ｄＢ）
という単位でプロットされる。図７にこの結果を示す。
能動的懸架装置では、１０Ｈｚまでの周波数域における
直接的かご力に対する反応性についておよそ２０ｄＢの
減少が見られる。これを昇降機システムにおける能動的
制振装置の設計目的として示す。通常、最初に０．５か
ら２Ｈｚ内におけるほとんどの動きの減衰を大きくしよ
うとする。これは、人間が水平方向の振動を最大限に知
覚するのはこの周波数域であるとされているためであ
る。レール位置オフセットに対するシステムの応答は、
約数ミリメータであるとされるが、この応答は目盛係数
以外は図７において示す曲線と類似したものとなる。レ
ール位置オフセットＸによって、力ＫＸが生じる。Ｘに
対するかごの加速度に関連する伝達関数はＧ１＊Ｋとな
る。ここで、Ｋは以下の数式６において示される。

【００５５】

【数６】

【００５６】図８は、レールオフセットによって生じる
かごの加速度を示す図である。単位はｍｇ／ｍｍを使用
する。図８における振幅は図７の場合よりも４０ｄＢ大
きい。レール偏差は約数ｍｍ以下である。本願発明者ら
の目的は、０．５から２．０Ｈｚでロールオフを有する
フィルタによって測定した振動レベルを０．５ｍｇＲＭ
Ｓまで減衰させることであるが、この目的は設計者に応
じて変えることも可能である。能動的懸架装置を使用す
ることは、受動的懸架装置に大きな利点となる。他にも
軟らかな受動的懸架装置を使用することも可能である
が、これには乗客による荷重分配などの静的な偏心荷重
の問題を伴う。

【００５７】図９は、他の方法でシステム性能を明らか
にするための図である。プロットはＫ＊Ｇである。これ
はかごの変位とレールの変位との比率である。さらに、
これは、かごの加速度とレール表面の加速度との比率と
も等しい。このように示すことの重要性は、レール誘導
加速度を減衰させる受動的懸架装置及び能動的懸架装置
を使用していることを示すことにある。グラフは、レー
ルによって主要部を直接駆動する「ハード乗車」におけ
る性能の向上を示している。基本的な記載は改良された
能動的制振装置の設計に使用してもよい。

【００５８】本願発明者らは以下の項目について示す。

【００５９】１．加速度フィードバックは、ダンピング
の増加によって行わなければならない。

【００６０】２．ダンピングは加速度計の出力を積分す
ることによって得られる。

【００６１】３．能動的制振装置は、かなり受動的制振
装置をかなり改良するものである。これは昇降機のガイ
ドレール偏差によって生じた位置的な乱れや制御された
質量（昇降機のかご）に直接作用する力などに適用され
る。

【００６２】本発明によるさらに重要な記述によれば、
例えば１０００ニュートン以上の力を出力可能な比較的
高駆動力のアクチュエータは高速応答のものであっても
よいが、このようなアクチュエータを、例えば１０００
ニュートン未満の力しか出力しない比較的低駆動力のア
クチュエータと組み合わせて、本願におけるアクチュエ
ータとすることも可能である。これは本願発明者らによ
る「能動的」二次懸架装置の一実施例を示すものであ
り、ローラガイド、磁気軸受け、スライドガイドなどの
あらゆる型のガイドによって実行できる。

【００６３】［能動的二次懸架装置］図１０は、本願発
明者らが「能動的」ローラガイド９２と呼ぶローラを用
いた二次懸架装置の一実施例を示す図である。しかしな
がら、この二次懸架装置の実施例では、一次懸架装置の
ローラの代わりに、磁気軸受けやスライドガイドなどを
用いることもできる。ローラ１００はレール１６及び１
８上を転がるように、点１０４において枢支されている
アームの片方の脚１０２ａに取り付けられている。アー
ムの他方の脚１０２ｂは、比較的高駆動力のアクチュエ
ータ１０６及び比較的低駆動力のアクチュエータ１０８
によって駆動される。加速度計１１０は、昇降機のかご
の水平加速度を検出し、線１１２を介して検出信号を能
動的制振装置１１４に送る。この能動的制振装置１１４
はコンピュータであってもよい。制御装置１１４は、線
１１６を介して制御信号を出力する。この制御信号は、
アクチュエータ１０８が電磁石１２０であるような場合
に、電磁駆動装置１１８によって低駆動力アクチュエー
タ１０８を制御するために使用される。

【００６４】中央位置制御装置１２２は、図３において
上述した位置制御装置５２と類似のものであり、ギャッ
プセンサ１２６から線１２４を介して供給される検出位
置信号に応答する。さらに、中央位置制御装置１２２
は、位置センサ１２７ａから線１２７を介して供給され
る位置信号にも応答する。位置センサ１２７ａには、ポ
テンショメータや光学センサ、ＬＶＤＴ、モータエンコ
ーダなどを使用することができる。このような中央位置
制御装置１２２は、線１２８を介してアクチュエータ１
０６に制御信号を供給し、一次懸架装置が一つまたは複
数のリミット１２９ａ及び１２９ｂと接触しないように
している。また、図２６を用いて後述するように、これ
によって対向する懸架装置同士が「競合状態」となるの
を防止している。

【００６５】図１１を参照すると、能動的ガイド用の制
御装置が示されている。このような制御装置は、図１７
において示すような前後方向の二次懸架装置において必
要とされるようなものである。

【００６６】昇降機のかごは、線１４２において同時に
作用する複数の加算された力によって作用する質量Ｍを
有するものとしてブロック１４０で示す。この加算され
た力は、加算点１４４から供給されるものであり、加算
点１４４は線１４６で示される直接的なかご力に応答す
る。

【００６７】昇降機のかごの前後方向加速度は、線１４
８において示す加速度と、（ブロック１５２で示す昇降
機システムによって積分された）線１５０において示す
速度と、ブロック１５６で示すシステムによってさらに
積分された昇降機のかごの変位とによって表される。

【００６８】図１０に示す加速度計は、線１４８によっ
て示される前後方向加速度を検出するために使用しても
よいが、加速度計自体が完全なものとは言えなかった
り、配列上の問題などのため、垂直加速度の成分を検出
するようになっている。このような加速度成分は、線１
４８上の加速度自体とともに加算接点１６０において加
算されたものとして示されるので、加速度計１１０は、
垂直加速度の成分によって改ざんされた線１６２上の加
速度信号に応答する。同様に、加速度計はドリフト成分
にも影響する。このようなドリフト成分は、接点１６４
においてさらに加算されたものとして示される。接点１
６４では、加速度計から供給される線１６６上の検出信
号を、線１６８から供給される信号と加算する。この線
１６８から供給される信号は加速度計のドリフトを示し
ている。線１７０に出力される加算後信号はさらに、ブ
ロック１７２で示すフィルタ／補償ネットワークに供給
される。フィルタ／補償ネットワークは、もちろんソフ
トウェアに組み込まれているものである。信号調節の内
容は、図４から図６までを用いて既に説明したが、これ
は、本発明の特定の実施例に基づいて当業者がソフトウ
ェアによって実行することも可能である。フィルタを通
過して補償され、線１７４に出力された信号は、加算接
点１７６に供給される。この加算接点１７６において、
線１７４上の信号は、位置制御スピードアップ信号と加
算され、スピードアップ信号が線１１６に出力される。
線１１６上の信号はさらに、例えば、図１０において示
す電磁アクチュエータ／ドライバ１１８及び１２０に供
給される。線１８０によって示される相殺力を加算接点
１４４に供給し、加速度計１１０によって検出された加
速度と相殺させる。

【００６９】ブロック１８２において示す機械的ダンピ
ングは、線１５０から供給されるかご速度に応答して、
線１８４で示す機械的ダンピング力を加算接点１４４に
供給する。一方、加速度ループでは、電気信号で表現し
たりソフトウェアを用いたりして様々なものを組み合わ
せることが可能である。

【００７０】線１８６上の垂直基準線からのオフセット
を示す信号は、加算接点１８８においてかごの位置を示
す線１５４上の信号から減算される。加算接点１８８
は、線１９０にギャップ信号を出力する。ギャップ信号
は、レールの表面に鑑みたかごの位置を示している。ギ
ャップ信号は、位置センサ１９２によって検出される。
位置センサ１９２は、線１９４を介して加算接点１９６
に位置信号を出力し、この信号を線１９８から供給され
る基準信号から減算する。この基準信号は、所望のギャ
ップの大きさを示している。ギャップエラー信号は、線
２００を介してフィルタ／補償ネットワーク２０２に供
給される。フィルタ／補償ネットワーク２０２は遅れフ
ィルタであり、例えばフィルタを通過し、平均化される
か、または遅延補償された信号が線２０４に供給される
ように１．０秒の遅れを生じさせるものである。線２０
４上の信号は、モータ制御装置２０６に供給される。モ
ータ制御装置２０６は、線２０８で示すモータ力を出力
してアクチュエータ２１０を駆動する。アクチュエータ
２１０は、線２１２で示される位置移動量としての作動
信号を出力する。この信号は、加算接点２１４において
線１９０からのギャップと組み合わせられる。アクチュ
エータのばねのばね定数は、例えば１ミリメータあたり
約４０ニュートンである。ループのゲインが６ｍｍ／秒
前後に設定されている場合は、６ｍｍ／秒×４０Ｎ／ｍ
ｍ＝２４０Ｎ／秒という比較的遅い速度比が得られる。
したがって、線２１８上の加算信号に応答し、信号１４
６，１８０及び１８４と加算するための相互作用力信号
を線２２０上に出力するばね速度２１６は、特に高速で
ある必要はないのである。

【００７１】図１２には、図１１に示す信号によって表
されるパラメータのいくつかを、垂直基準線２２１、か
ご、前後方向移動用ガイドの実施例におけるローラの片
方のアクチュエータなどとともに簡単に示す図である。
必要に応じて、反対側のローラは、直接機械的にローラ
１００に接続してもよい。しかしながら、図１１に示す
制御装置では、図１７に示すようにローラを機械的に結
合してあると仮定する。したがって、図１２も両方のロ
ーラについての一つの位置制御（高駆動力）アクチュエ
ータのみを用いて示す。前後方向移動用ローラが図１７
のように機械的には結合されていない場合には、図２６
に示すような制御装置を用いて、別々の位置基本制御ル
ープ内で二つのローラを独立に駆動する。ここでは、か
ご１０をリジッド連結装置２２９を介してブロック２３
０と連結した状態で示す。ブロック２３０は、かごに対
するモータドライブアクチュエータを示す。アクチュエ
ータ１０６のばね部分は、ばね２３２によって示す。こ
のばね２３２は、図１１に示すばね定数２１６を有する
回転ばねである。ばねは、アーム１０１ａ及び１０２ｂ
によって図１０に示すローラ１００に取り付けられてい
る。このロールは、図２における一次懸架装置を示して
おり、ばね２３２とアクチュエータ２３０とが二次懸架
装置を示している。二次懸架装置は、かごにリジッドで
固定された状態で示されているが、他の方法で回転させ
ることも可能である。また、両側を弾性的に連結された
状態とすることで、リジッドによる固定をなくすことも
可能である。いずれの場合においても、図１１及び図１
２に示す制御装置周辺を単に変えるだけで、このような
取付け上の変更も容易に行うことができる。

【００７２】ロールのオフセットは、レール１６の表面
から垂直基準線２２１までの距離であり、破線２４０で
概略的に示す。もちろん、このオフセットは取付けにお
ける前後方向の偏心荷重に応じて変化する。これは、図
１１における線１８６上の信号によって示される。線１
９０上のギャップ信号は、図１２において線２４０と垂
直線２４２との間の距離として示される。垂直線２４２
は、かご１０の最も近い垂直端と一致する。図１１にお
ける線１５４上の位置信号は、図１２では垂直基準線２
２１と線２４２との間の距離として示される。

【００７３】図１１において線２１２で示すアクチュエ
ータの動き（これは線２００上のギャップエラ信号によ
って生じたものであるが）は、図１２では線２４２と線
２４４との間の距離として示されている。したがって、
この距離Ｘ_Aは、線２００上のギャップエラー信号の大
きさに応じて動くアクチエータの位置と考えられる。こ
のように、かごに鑑みたアクチュエータの位置と、かご
とレールとのギャップとの距離は、図１２において線２
４０と２４４との間の距離に対応して示されている。こ
れは図１１では線２１８上の信号として示される。図１
１におけるブロック２１６のばね定数の影響を受ける
と、もちろんこの線２１８上の信号は、線２２０で示す
力に変えられる。この線２２０上の力は、加算接点１４
４において加算され、真の垂直材からの前後方向レール
オフセットと相互に作用する。

【００７４】図１３及び図１４は、「能動的」ローラガ
イドの形としての本発明による二次懸架装置の他の実施
例を示す図である。図において、ローラクラスタ３００
の形としての一次懸架装置についても詳細に示す。左右
方向移動用ローラのうちの一つが他の二つよりも高い位
置にあるが、ローラクラスタ３００は、レール３０１上
の周知のローラであることは分かるであろう。しかしな
がら、受動的に用いられるこのようなクラスタにのみが
関係するのであり、このようなローラクラスタをアクチ
ュエータに用いた従来技術はない。さらに、本発明によ
る実施例では、アクチュエータにこのようなクラスタを
使用し、新規な方法でアクチュエータを選択・配置して
動作させる。

【００７５】クラスタ３００は、左右方向移動用ガイド
ローラ３０２と、前後方向移動用ガイドローラ３０４及
び３０６とを有している。ローラクラスタ３００は、基
板３０８に取付けられており、基板３０８は昇降機のか
ご室の枠の上ばりに固定されている。ガイドレール３０
１は周知のものであり、一般にＴ型構造をしている。ガ
イドレール３０１は、レールを昇降路の壁面３１２に固
定するための基板フランジ３１０と、ローラ３０２，３
０４，３０６の方向に昇降路に突出しているブレード３
１４とを有している。ブレード３１４は、左右方向移動
用ローラ３０２と係合する端面３１６と、前後方向移動
用ローラ３０４及び３０６と係合する側面３１８とを有
している。ガイドレールのブレード３１４は、ローラク
ラスタ基板３０８に備えられた穴３２０を貫通して延在
している。したがって、ローラ３０２，３０４及び３０
６がブレード３１４と係合できるのである。

【００７６】図１４において最もよく示されるように、
左右方向移動用ローラ３０２はリンク３２２にジャーナ
ル止めされている。リンク３２２は、ピボットピン３２
６によって台座３２４に枢支されている。台座３２４
は、基板３０８に固定されている。リンク３２２は、コ
イルばね３３０の一端を収めるカップ３２８を有してい
る。ばね３３０の他方の端は、ばねガイド３２２に係合
されている。ばねガイド３２２は、ボルト３３６によっ
て筒型ボールねじ調節装置３３４の端に連結されてい
る。調節装置３３４は、ばね３３０によって、リンク３
２２及びローラ３０２に加わる力を変化させるために伸
縮可能になっている。ボールねじ調節装置３３４は、プ
ラットホーム３４０にボルト止めされたクレビス３３８
に取付けられている。プラットホーム３４０は、ブラケ
ット３４２及び３４４を用いて基板３０８に固定されて
いる。プラットホーム３４０、ブラケット３４２及び３
４４を用いることにより、基板３０８上で周知のローラ
ガイドアセンブリに直接逆固定することが可能になる。
ボールねじ調節装置３３４は、電気的モータ３４６によ
って駆動される。本発明に適しているボールねじアクチ
ュエータは、ボックス１１、シュルーズベリ、ニュージ
ャージー州０７７０２（Ｂｏｘ１１，Ｓｈｒｅｗｓｂｕ
ｒｙ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７７０２）のモーシ
ョンシステム社（Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能である。アクチュエー
タモータ３４６は、ＡＣモータでもＤＣモータでもよ
い。これらはいずれもモーションシステム社から入手可
能である。モーションシステム社の型番８５１５１／８
５１５２アクチュエータは、本発明における使用に特に
適している。これらの装置は、モータ速度を落としてボ
ールドライブアクチュエータを駆動するためのギア減速
装置３４８を備えるＡＣまたはＤＣモータ３４６を有し
ている。ボールドライブアクチュエータは、エピサイク
リックボールねじ３３４であるが、図において示されて
いるのはそのカバー部分のみである。また、ブラシレス
ＤＣモータを備えてもよい。概略的にしか示していない
が、ポテンショメータや光センサのような位置センサ３
４９をかごの枠に取り付けてねじの線形延伸度を測定し
てもよい。このとき、取り付けは、ねじホルダ３３２の
後方に備えられたリップに対する減速器３４８のアタッ
チメントによって行う。このような位置センサは、図１
０に示すセンサ１２７ａの役割を果たすものである。も
ちろん、他の位置センサも全く同じように用いることが
できる。

【００７７】ガイドローラ３０２は、回転軸３５０にジ
ャーナル止めされている。回転軸３５０は、リンク３２
２の上端で調節可能なレセプタ３５２に取り付けられて
いる。ピボット止め３５４は、ねじロッド３５６に取り
付けられており、ねじロッド３５６は、台座３２４の上
端３６０に備えられた通路３５８を貫通して延在してい
る。ピボット止め３５４は、台座３２４と選択的に係合
して作動可能であり、リンク３２２がピン３２６を中心
として反時計回りに回転する動きを制限する。さらに、
ローラ３０２のレールから離れる方向、すなわち図にお
いて矢印Ｄで示す方向への移動を制限する。台座３２４
は、希土類化合物を含有する電磁ボタン３６６を含むく
ぼみ部分３６４とともに形成されている。サマリウムコ
バルトは、電磁ボタン３６６に使用することが可能な希
土類化合物である。ホール効果検出器（図示せず）を端
３７０の極めて近くに含む鋼管３６８は、リンク３２２
を貫通する通路に取り付けられている。電磁ボタン３６
６とホール効果検出器とで近接センサを形成している。
この近接センサは、電気モータ３４６への電力を制御す
るスイッチに作用的に連結されている。近接センサは、
電磁ボタン３６６と鋼管３６８との間の距離を検出す
る。この距離は、ピボット止め３５４と台座３２４との
間の距離に影響する。すなわち、鋼管３６８とそのホー
ル効果検出器とが電磁ボタン３６６から離れる方向に移
動すると、ピボット止め３５４は台座３２４の方に移動
する。検出器は、検出器と電磁ボタンとの間のギャップ
の大きさに比例する信号を出力する。この信号は、電気
モータ３４６の制御に使用され、これにより、ボールね
じ３３４のジャッキは、リンク３２２とローラ３０２と
をレールに向かって動かしたり、場合によっては、レー
ルから離れる方向に動かしたりする。使用する制御シス
テムの型によっては、ピボット止め３５４は、台座３２
４と接触しないようにしておくか、または、最低でも長
い間接触した状態とならないようにしておく。このよう
にすることで、ローラ３０２をばね３３０によって連続
的にダンピングし、ピボット止め３５４及び台座３２４
によって基板３０８に接触しないようにできる。さら
に、乗客による偏心荷重や、かごに加わる他の直接的な
力によるかごの左右方向の傾きも修正できる。上述した
ように、電気モータ３４６は、可逆モータとすることも
可能であり、これによってかご室の両側での調節を両方
向すなわちレールに対して近付く方向と離れる方向とに
行うことができる。

【００７８】図１３、図１４及び図１５を参照すると、
前後のローラ３０４，３０６の基板３０８上における取
り付け状態が明白に示されている。各ローラ３０４及び
３０６は、リンク３７０に取り付けられている。リンク
３７０は、ピボットピン３７２に連結されており、ピボ
ットピン３７２は、ローラ３０４及び３０６とは反対側
の端にクランクアーム３７４を有している。ローラ３０
４及び３０６の回転軸３７６は、リンク３７０の調節可
能な逃げ部分３７８に取り付けられている。ピボットピ
ン３７２は、二分されたブッシュ３８０に取り付けられ
ている。このブッシュは、ベースブロック３８４とカバ
ープレート３８６とに形成された溝３８２に収まる。こ
のベースブロック３８４とカバープレート３８６とは、
ボルトによって基板３０８に止められる。平面状の螺旋
ばね３８８（図１６参照）を空間３８９（図１３参照）
に取り付け、さらにこのばねの外側の端をクランクアー
ム３７４に連結させる。螺旋ばね３８８の内側の端３９
２は、円形カラー（図示せず）に連結されている。円形
カラーは、ギアボックス３９４に取り付けられたギア列
（図示せず）によって回転する。可逆電気モータ３９６
を備えることで、このギア列は、どちらの方向にも回転
することができる。螺旋ばね３８８は、ローラ３０６用
の懸架装置ばねであり、ばねの偏心力によってローラ３
０６をレールのブレード３１８方向に付勢する。螺旋ば
ね３８８は、電気モータ３９６によって回転する時、ク
ランクアーム３７４及びピボットピン３７２を介してロ
ーラ３０６に対する反発力を生じ、乗客による偏心荷重
などのかごに直接加わる前後の力によって発生する前後
方向へのかごの傾きをオフセットする。

【００７９】ＲＶＤＴや円形ポテンショメータのような
円形位置センサ（図示せず）を備えて、図１０に示すセ
ンサ１２７ａとしてもよい。このようなセンサは、一端
をクランクアーム３７４に取り付けて、他方の端を基板
３０８に取り付けることが可能である。

【００８０】ローラ３０４及び３０６の各々は、図２６
において示すように、それぞれが対応する電気モータ及
び必要であれば螺旋ばねによって独立して制御すること
ができる。または、これらのローラを機械的に連動さ
せ、図１１、図１２、図１３及び図１７において示すよ
うに一つのモータ／ばねの組合せによって制御すること
も可能である。このようなローラ３０４と３０６との作
用的な連動については、図１７において詳細に示す。図
１５及び図１７において、リンク３７０は下方に延在す
るクレビス３９８を有している。さらに、このクレビス
にはボルト穴４００が備えられている。リンククレビス
３９８は、基板３０８に備えられたギャップ４０２を貫
通して下方に延在している。クレビス３９８には、ボル
ト４０６によってカラー４０４が連結されている。連結
ロッド４０８はカラー４０４を貫通する筒型である。連
結ロッド４０８は、ロッド４０８の捩じ切りした端に捩
子止めされる一対のナット４０９によって、カラー４０
４に固定されている。図１７において示すように、ロッ
ド４０８にはコイルばね４１０が取り付けられている。
コイルばね４１０は、カラー４０４を付勢し、さらにリ
ンク３７０をピボットピン３７２を中心として反時計回
りに偏心させる。対向するローラ３０４は、ローラ３０
６の場合と同一のリンクとカラーアセンブリとをロッド
４０８の他方の端に連結された形で有しており、ばねに
よって時計回り方向に付勢されている。電気モータ３９
６によってリンク３７０が時計回りに動くことで、対向
するリンクは反時計回りに回転する。これは、連結ロッ
ド４０８が備えられているためである。同時に、これら
は、レールのブレード３１８における連続性がないた
め、必要に応じてばね４１０によって両方のリンクを対
向する方向に枢支することも可能である。このため、連
結ロッドを用いて二つのローラリンクをしっかりと結合
しても、柔軟性のある穏やかな乗心地が得られるのであ
る。

【００８１】図１７において示されるように、止め金と
位置センサとのアセンブリは、上述したものと同様であ
り、リンク３７０に取り付けられている。ブロック４１
２は、リンク３７０に形成されたアーム４１４の下方で
基板３０８にボルト止めされている。ブロック４１２に
はカップ４１７が固定されている。カップ４１７は、サ
マリウムコバルトのような希土類元素から形成される電
磁ボタン４１６を有している。リンクアーム４１４の通
路４２０には鋼管４１８が取り付けられており、鋼管４
１８はその下端にホール効果検出器を備えている。この
ようにして、リンク３７０の位置を監視する近接センサ
を形成する。リンクアーム４１４の端には、ブロック４
１２と対向してピボット止め４２２が取り付けられてい
る。これにより、リンク３０の移動可能な範囲を制限
し、さらにローラ３０６がレールのブレード３１４から
離れることが可能な範囲も制限している。ピボット止め
４２２とブロック４１２との間の距離は、ホール効果検
出器と電磁ボタン４１６との距離に比例する。ホール効
果検出器は、例えばピボット止め４２２がブロック４１
２と予め設定された距離以内に近付いた時などに、電気
モータ３９６を起動するためのフィードバック信号を出
力するために用いられる。その上でモータ１１２は、螺
旋ばね１０４を介してリンク８６を枢支し、止め１３６
をブロック１２４から離れる方向に移動させる。また、
他の例として、比例（Ｐ）型、比例積分（ＰＩ）型、ま
たは比例積分偏差（ＰＩＤ）型のフィードバックループ
において位置信号は基準信号と比較されるが、これらの
差は、ループによっていずれにしてもゼロに戻されるの
である。図１０に示す位置センサ１２７ａは、図２６に
おいて後述するように、基板３０８に対するアクチュエ
ータの位置のトラックを維持するためにも使用される。
いずれの場合も、このような動きによってローラ３０６
は、レールのブレード３１４に対して押されるかたちと
なり、連結ロッド４０８によってローラ３０４は、図１
７において矢印Ｅで示す方向に引っ張られる。ローラ３
０４と３０６との間に同時に発生するシフト（変位）に
より、例えば乗客による偏心荷重などによって発生する
前後方向への昇降機のかご室の傾きを修正する。

【００８２】図１３、図１４及び図１８を参照すると、
Ｕ型の鉄芯４３４に取り付けられたコイル４３０及び４
２３から成る電磁石が示されている。鉄芯４３４は、ブ
ラケット３４４に取り付けられている。ブラケット３４
４は、それ自体が基板３０８に取り付けられている。上
述したように、ボールドライブの軸３３４は、ボールね
じの軸に沿って枢支されたリンク３２２に力を加える。
リンク３２２は、点３２６で枢支されており、枢支点の
下方で電磁石のコイル４３０及び４３２まで延在してい
る。また、リンク３２２は、電磁石の鉄芯４３４の表面
とは接触していない表面４３８を有しており、これらの
間のギャップを横切る磁束を受けている。

【００８３】図１９は、カップ３６４を示す図である。
カップ３６４は、強磁性材料で形成され、内部に希土磁
石３６６を備えている。一例として、図に示すように、
カップのくぼみの深さは１５ｍｍ、内径は２５ｍｍ、外
径は３０ｍｍとする。スリーブ３６８は、例えば長さ４
５ｍｍ、内径１２ｍｍ、外径１６ｍｍとする。ホールセ
ル４４０は、管３６８の開口付近に位置しており、磁石
３６６から発生する磁束を検出できるようになってい
る。本発明によれば、管の組成物は強磁性材料であり、
ホールセルが磁石から発生する磁束をより確実に検出
し、ロールガイド上のいずれかの場所に取り付けた電磁
石によって発生した磁束からのシールドを供給できる。
位置トランスデューサの仕様は、以下の表１に示す通り
である。

【００８４】

【表１】

【００８５】図２０は、リアクションプレート４３８に
取り付けられたこのようなホールセル４４０と、図１
３、図１４及び図１８に示すコイル４３０（突起部４３
４ａにも示される）に連結された板４３８に取り付けら
れた電磁石４３４の鉄芯の突起部４３４ａとを示す図で
ある。鉄芯の表面にはセンサが取り付けられているが、
このセンサは、このような位置上に備えることが可能で
ある。さらにこのセンサは、力アクチュエータにおける
磁束のフィードバックのための継続中の米国出願第０７
／５５５，１３０号に記載されているような方法で、図
２３において示す電磁石に使用してもよい。ホールセン
サアセンブリの仕様は、以下の表２に示す通りである。

【００８６】

【表２】

【００８７】前後方向移動用ローラ３０６について見る
と、図１４において一対の電磁石４４４及び４４６が示
されている。図１５において概略的に示し、図１７では
断面で示すリンク３７０のブロック部分４４８は、図１
４及び図１７に示されるように、延在部分４５０を備え
ている（図１５には示されていない）。延在部分４５０
は、コイル４４４及び４４６が取り付けられている鉄芯
４５６と連結された一対の鉄芯の表面と対向する表面４
５２を有している。図１７においては、片側の表面４５
４のみを示してある。

【００８８】図２１は、図１３に示すコイル４３０及び
４３２や、図１４に示すコイル４４４及び４４６を取り
付ける電磁石鉄芯の側面図である。図示の寸法は、ミリ
メータ単位である。図２２は、これと同一の鉄芯を示す
平面図である。図２２では、破線で示す一対のコイルと
ともに深さ寸法を示してある。図２１及び図２２に示す
鉄芯は、方向性（Ｍ６）２９ゲージ鋼で作られており、
例えば溶融などの方法によってアングル鉄に取り付けら
れている。例えばコイル４３０及び４３２は一対のもの
とする必要があり、各々巻線を３５０回巻いた直径１．
１５ｍｍのコイルである。コイルは、並列再接続するこ
ともできる。巻線の絶縁は、重（二重）巻ＧＰ２００、
すなわち等価定数２００Ｃである。含浸は、１８０Ｃ以
上の真空定数である。コイルの動作電圧は、約２５０ボ
ルトであり、コイル自体も電位が高いもので、必要があ
れば２．５キロボルトで接地試験を行う。接続用のコイ
ルのリード線は、直径１．２９ｍｍ、長さが約５０ｃｍ
のストランドである。重量は約２．０ｋｇであり、０．
８ｋｇの鉄と１．２ｋｇの銅とから構成されている。磁
束密度約０．６Ｔｅｓｌａで２〜１０ｍｍのエアギャッ
プにおいて、約２００ニュートンの力が得られる。この
ような設計状態は、上述した能動的ローラガイドに適し
ている。必要とされる２倍以上の力出力可逆性を有す
る。

【００８９】図２３は、左右方向二次懸架装置として昇
降機のかごの底部に取付けられた一対の能動的ローラガ
イド４４０及び４４２を示している。図２３はさらに、
これらのローラに対応する一対の電磁石４４６及び４４
８を制御するための制御装置も示している。ここでは上
述した電磁石用制御回路において加速度フィードバック
を使用するが、他の手段を用いてもよい。加速度制御に
ついては、図２６に示す強力アクチュエータの位置制御
に関して（簡単に）再説明する。加速度計４５０は、プ
ラットホームの底部において左右方向加速度を検出す
る。したがって、加速度計４５０は、二つの能動的ロー
ラガイド４４０と４４２との間に位置しているとよい。
加速度計が加速度を検出可能な方向は、図において矢印
Ｓ−Ｓで示す。この方向は、昇降路の壁面に対して垂直
である。線４５２上の検出信号は、信号処理装置４５４
に供給される。信号処理装置４５４は、検出信号に応答
して、線４５６を介して力指令信号を第２の信号処理装
置４５９に供給する。応答性を高めるために、第２の信
号処理装置４５８は、個別部品で構成されている。線４
５６上の力指令信号は、加算器４６０において線４５８
上の力フィードバック信号と加算される。加算器４６０
は、線４６２を介して力誤差信号をステアリング回路に
供給する。ステアリング回路は、一対のダイオード４６
４と４６６とで構成されている。正の力誤差信号は、ダ
イオード４６４を導通し、負の力誤差信号は、ダイオー
ド４６６を導通する。突然オン状態となったりオフ状態
となったりしないように、正の力応答と負の力応答との
交点付近における二つの電磁石４４６及び４４８の作用
力には、図２４において示すように、ＰＷＭ制御装置に
供給される左及び右の信号を偏心させるためのバイアス
電圧が供給される。このようなバイアス電圧は、一対の
加算器４６８及び４７０をポテンショメータ４７２に接
続することによって供給することができる。このポテン
ショメータ４７２を適当な電圧で偏心させ、図２４に示
すような力加算方法を提供する。これにより、二つの電
磁石間の遷移を円滑に行うことが可能となる。一対のパ
ルス幅変調制御装置４７４及び４７６は、加算器４６８
及び４７０から供給される加算信号に応答して、線４７
８及び４８０に信号を供給する。この信号は、加算器４
６８及び４７０から線４８２及び４８４に出力される信
号の大きさに応じてデューティ比が変化する信号であ
る。

【００９０】線４５８上の力フィードバック信号は、線
４８８を介して供給される第１の力信号と、線４９０を
介して供給される第２の力信号とに応答して、加算器４
８６から出力される。積算回路４９２は、ホールセル４
９６から線４９４を介して供給される検出磁束信号に応
答し、線４９４からの磁束信号を積算して位取りした
後、線４８８に第１の力信号を出力する。同様に、積算
回路４９８はホールセル５０２から線５００を介して供
給される検出磁束信号に応答する。一対のホールセル４
９６及び５０２は、ローラガイド４４０及び４４２の各
々のアーム５０４及び５０６と電磁石との間の磁束を検
出できるような位置で、それぞれ対応する電磁石の鉄芯
面の一方に取付けられている。

【００９１】図２３に示す信号処理装置４５４は、図
４、図５及び図６において詳細に説明した補償を実行す
るようにプログラムされている。

【００９２】図２３に示す信号処理装置４５９は、図２
５により詳細に示されている。図において、アナログ装
置ＡＤ５３４などが用いられる集積回路５３０は、線４
５６を介して供給される力指令信号と、線４９４を介し
て供給される第１の磁束信号と、線５００を介して供給
される第２の磁束信号とに応答し、図２３において示す
ように線４６２を介して力誤差信号を出力する。ＰＩ制
御装置５５２は、力誤差信号を増幅し、線５５４を介し
て増幅信号を「１ボルトあたり１００ボルト（ゲイン１
００）回路」に供給し、図２３にも簡単に示すように、
さらにこの信号を精密整流器、すなわちダイオードステ
アリング回路４６４及び４６６に供給する。インバータ
５５８は、ステアリング回路４６４からの出力を反転
し、線５６０及び５６２を介して加算器４６８及び４７
０に供給される信号の極性を対応させる。線４８２及び
４８４に供給される加算信号は、ＰＷＭ制御装置に送ら
れる。このＰＷＭ制御装置は、サイネティックＮＥ／Ｓ
Ｅ５６６０型（Ｓｉｇｎｅｔｉｃｓ ＮＥ／ＳＥ ５５
６０ ｔｙｐｅ）の制御装置である。これらのＰＷＭ制
御装置４７４及び４７６は、可変デューティ比信号を線
４７８及び４８０を介して高圧ゲート駆動回路５６０及
び５６２に供給する。高圧ゲート駆動回路５６０及び５
６２は、ブリッジ回路５６４及び５６６にゲート信号を
供給する。さらに、ブリッジ回路５６４及び５６６は電
磁石４４６及び４４８に電流を供給する。

【００９３】増幅器５６８及び５７０は、ブリッジ回路
における電流をモニタリングし、過電流の場合にはＰＷ
Ｍ制御回路４７４及び４７６に遮断信号を供給する。

【００９４】また、ポテンショメータ５７２によって比
較器５７４に基準信号を供給することも可能である。比
較器５７４は、電流センサ５７０の出力と基準信号とを
比較し、線５７６を介してＯＲゲート５７８に出力信号
を送る。ＯＲゲート５７８は、電流センサ５７０から供
給される信号が、ポテンショメータから供給される基準
信号を越えている場合に、線５７６から供給される信号
を線５８０を介して高圧ゲート駆動回路５６２に供給す
る。さらに、比較器５８６において、線５８４から供給
される温度過昇との比較を行うために、信号サーミスタ
または熱電対を図示の回路のヒートシンクに使用するこ
とも可能である。比較器５８６は、ヒートシンクの温度
が温度過昇基準値を越えた場合に、線５８８を介してＯ
Ｒゲート５７８に出力信号を送る。このような場合にお
いて、線５８０に供給される信号は、高圧ゲート駆動回
路に送られて、Ｈブリッジを遮断する。上述した電流及
び温度過昇に対する保護回路のほとんどが磁石１（４４
６）のＨブリッジには示されていないが、図面を簡単に
するために省略しただけであって、このブリッジにも同
等のものが供給されているものとする。

【００９５】図２６を参照すると、図２に示す懸架装置
３０，３１ｂや、図２３に示す左右方向移動用能動的ロ
ーラガイド４４０，４４２のような一対の対向する二次
懸架装置の制御スキームを表すためのシステムレベル図
が示されている。図において、例えば、一対の低駆動力
アクチュエータ４４６，４４８のための上述したような
加速度フィードバックと、ねじアクチュエータ６００，
６０２のような一対の高駆動力アクチュエータのための
位置フィードバックとの両方が示されている。図２６に
示すスキームは、例えば図１７に示すように機械的に連
結されていないような、独立して制御される（同一のレ
ールのブレードの対向する側面で）対向する前後方向懸
架装置にも同様に適用することができる。図２６におい
て、昇降機のかご質量６０４は、線６０６を介して加算
器６０８から供給される正味力信号に影響される。加算
器６０８は、線６１０を介して供給される摂動力と、線
６１２，６１４，６１６，６１８及び６２０を介して供
給される複数の力とに応答する。これらの力はすべて加
算器６０８において加算される。線６１０を介して供給
される摂動力は、複数の摂動力を表しているが、まとめ
て線６１０で示す。このような摂動力には、直接的なか
ご力またはレール誘導力が含まれる。二つの力の違い
は、直接的なかご力は風のように大きな力ではあるが作
用速度が遅い力であり、偏心荷重のように時には静的で
ある場合もあるが、一方レール誘導力のほうは高周波で
小さな力の外乱である。線６１２〜６２２で示される力
は、線６１０で示される摂動力と相互に作用する力を表
している。いずれにしても、線６０６で示される正味力
によって昇降機のかご質量６０４は、線６２４で示す加
速度で加速する。昇降機システムは、積分器６２６によ
って示されるように、この加速度を積分する。積分器６
２６は、線６２８で示すある速度でのかごの移動を示
す。線６２８で示すある速度は、積分器６３０で示すよ
うに、昇降機システムによって積分され、線６３２で示
すような昇降機のかご質量となる。

【００９６】電磁石４４６，４４８及び駆動装置はいず
れも、図２３において信号処理装置４５９で示すよう
に、図２６ではブロック６３４として一つのブロックで
示されている。ブロック６３４は、線６３６を介して加
算器６３８から供給される信号に応答する。加算器６３
８は、図２３に示すデジタル信号処理装置４５４から線
４５６を介して供給される力指令信号に応答する。この
デジタル信号処理装置４５４は、図２６では「フィルタ
／補償」ブロックとして同じ符号４５４を付してある。
図５及び図６において詳細に述べたように、このブロッ
クは補償及びフィルタリングを実行する。線６４０を介
して供給される位置制御スピードアップ信号は、線６９
８におけるギャップ誤差信号から得られる。スピードア
ップ信号を用いて、低速制御を補助するための高速制御
を可能にしてもよい。このような補助能は、加速度計に
よって直接的に検出することによって本来得られるもの
である。図２３に示す加速度計４５０は、図２６では線
６２４で示す昇降機のかごの加速度に応答している。し
かしながら、この線６２４で示す昇降機のかごの加速度
は、線６５０で示す加速度の垂直成分によって改ざんさ
れ、加算器６５２において実加速度と加算されている。
このように、図２３に示す線Ｓ−Ｓに沿った左右方向加
速度は、小さな垂直成分によって改ざんされる。したが
って、線４５２上の信号は完全に純粋な左右方向加速度
というわけではない。同様に、加速度計は、信号線６５
４で示すドリフトにも影響する。これは、信号線６５４
で示すドリフトは、加算器６５６において加速度計４５
０からの出力と加算され、スプリアス（偽）加速度信号
を作成する。最後に、検出加速度信号は、線６５８から
処理装置４５４に供給される。以上で加速度ループの説
明を終了する。

【００９７】図２３に示す二つの電磁石４４６及び４４
８では、互いに「対立」や「競合」という問題は生じな
い。これは、二つの電磁石の間で制御がなされているか
らである。例えば、二つのボールねじアクチュエータ６
００及び６０２のような二つの対向する高駆動力アクチ
ュエータを用いる場合、二つのアクチュエータは、互い
に「競合」するため、これらを独立して動作させる上で
同じような問題が生じてくる。二つのアクチュエータの
うちの一方をうまく処理することによって図２３に示す
二つの高駆動力アクチュエータ６００及び６０２を制御
する方法について述べる。

【００９８】指令信号をセンタリングし、この信号を処
理して二つのアクチュエータを制御する図２６において
示すような新規な開発方法について、図２７を参照して
説明する。図２７は図１２と類似の図であるが、かごの
両側と両方のガイドを一緒に示してある点で図１２とは
異なる。基準点は０で示す。一対の昇降機の昇降路壁面
６６０及び６６２には、各々対応する一対のレール６６
４及び６６６が取付けられている。各々のレールの表面
は、ローラ６６８及び６７０のような一次懸架装置が、
それぞれＸＲＡＩＬ１及びＸＲＡＩＬ２で示す距離をあ
けて各々対応するレール上を転がる。図２６においてブ
ロック６７１ａで示すばね定数Ｋ２は、ローラ６６８と
アクチュエータ６６０との間に作用する。一方、図２６
ではブロック６７１ｂで示すばね定数Ｋ１は、ローラ６
７０とアクチュエータ６０２との間に作用する。かご６
０４に対するアクチュエータ６００の位置は、距離Ｘ２
で示される。一方、かご６０４と中央位置６７１との間
の距離は、距離ＰＯＳで示される。距離ＰＯＳが正であ
る場合は中央より右側、負である場合は中央より左側と
なる。昇降機のかご６０４とレール６６４の表面との間
の距離は、距離ＧＡＰ２で示されている。したがって、
アクチュエータ６００とレールの表面との間の距離は、
ＧＡＰ２−Ｘ２となる。ＧＡＰ２０は、かごが中央にあ
る場合の昇降路の壁面６６０とかご６０４との間の距離
を示す。これと全く同じことがかごの反対側にも言え
る。

【００９９】ここで図２を参照すると、二次懸架装置３
０の一方の側面と昇降機のかご２７との間の距離は、こ
の距離を示す信号を出力する位置（Ｘ１）センサ２７ｃ
によって測定されたものとして示されている。Ｘ１の量
は、アクチュエータ６０２の位置とともに図２７におい
て示されている。図２には、他の位置センサ２７ａも示
されている。この位置センサ２７ａは、昇降機のかご２
７と一次懸架装置２８との間の距離（ＧＡＰ１）を検出
し、この距離を示す信号を出力する。これと同じ量のＧ
ＡＰ１を図２７において示す。

【０１００】図２に示すかご２７の反対側には、上述し
たセンサと同様の一対のセンサ２７ｂ及び２７ｄが示さ
れている。センサ２７ｂ及び２７ｄは各々Ｘ２及びＧＡ
Ｐ２の量を検出し、それぞれ懸架装置３１ｂの片側とか
ご２７との間の距離及び一次懸架装置３１とかご２７と
の間の距離を示す信号を出力する。

【０１０１】図２に示す二次懸架装置３０及び３１ｂを
制御するための制御システムを設計して、かごを適当に
水平にすると同時に二つの懸架装置３０及び３１ｂが
「競合」したり移動許容範囲を越えて移動したりしない
ように維持する場合、このようなことが起こらないよう
に、上手に制御計画を立てる必要がある。

【０１０２】図２６を参照すると、図１０におけるセン
サ１２６と同様の位置センサがブロック６７６で示され
ている。ブロック６７６は、図２７に示す距離ＧＡＰ１
を検出するためのものである。同様に、位置センサ６７
８は図２７に示すＧＡＰ２の量を検出する。一対のセン
サ６７６及び６７８を図２３及び図２６において示す。
しかしながら、二つのＧＡＰ信号の差を求めることによ
って得られる信号には自己中立能は備わっていないので
あるが、ギャップ（ＧＡＰ１及びＧＡＰ２）は、単一の
センサによって検出してもよい。図２６によって明らか
なように、検出した量は、図２７において以下の数式７
及び数式８によって示される量と関連している。

【０１０３】

【数７】

【０１０４】

【数８】

【０１０５】図２６は、線６３２で示すかご室の位置
（ＰＯＳ）に応答する二つの位置センサ６７６及び６７
８が備えられている点と、高駆動力アクチュエータがア
クチュエータとして能動的に用いられていない時には必
ず所定位置、すなわちゼロの位置に戻すための位置セン
サを有する付加的な内部ループを備えたこと除いてほと
んどが図１１と類似の図である。図２７において、二つ
のギャップ位置線（ＧＡＰ１０及びＧＡＰ２０）は、か
ごが中央にある場合のかごと昇降路の壁面との距離を示
している。さらに、線６８８及び６９０にＧＡＰ１及び
ＧＡＰ２を出力する「加算器」６８４及び６８６に入力
される「信号」も示されている。これらはシステムを理
解する上で有用なものである。

【０１０６】位置センサ６７６及び６７８から出力され
る出力信号は、それぞれの信号線６９２及び６９４を介
して加算器６９６へと送られる。加算器６９６は、二つ
の信号の大きさの差をとり、線６９８を介してラグ（遅
れ）フィルタ７００に差分（中立制御）信号を供給す
る。ラグフィルタ７００は、中立制御信号をフィルタリ
ングした後、これを線７０２を介して接点７０４に供給
する。接点７０４は、フィルタ後の差分信号を一対の精
密整流器７０６及び７０８の各々に供給する。この精密
整流器７０６及び７０８と、接点７０４とでステアリン
グ制御回路７０９を構成している。ステアリング制御回
路７０９は、線７０２から供給されるフィルタ後の中立
信号を処理する。このフィルタ後の中立信号は、同時に
両方の整流器に供給されることはなく、必ずどちらか一
方に供給される。一対のギヤードモータ制御回路７１０
及び７１２が示されている。これらのうちの一方が、線
７１３または７１４で示す比較的遅い速度で動くことに
よって処理後の中立指令信号に応答する。この線７１３
または７１４で示す速度は、積分ブロック７１６及び７
１８によって示されるシステムによって積分され、線６
１６または６１４によって示される力を供給するための
ばね定数６７１ｄまたは６７１ｃを作動させるために、
線７２０及び７２２で示すアクチュエータ位置（Ｘ１及
びＸ２）として出力される。この制御システム図では、
ばね定数６７１ｂ及び６７１ｄはアクチュエータ７１０
によって作動するばね定数と関連している。同様に、ば
ね定数６７１ａ及び６７１ｃは、本実施例ではアクチュ
エータ７１２によって作動する同一のばねに関連してい
る。一対の位置フィードバックブロック７２４及び７２
６は、線７２０及び７２２で示されるアクチュエータの
位置に応答する。さらに、位置フィードバックブロック
７２４及び７２６は、線７２８及び７３０で示されるフ
ィードバック位置信号を供給するための位置センサを備
えている。線７２８及び７３０で示されるフィードバッ
ク位置信号は、かごに対するアクチュエータの位置を示
している。これらの位置信号は、ローゲインフィードバ
ックパスを供給する信号状態に影響する。一対の加算器
７３２及び７３４は、線７２８及び７３０から供給され
るフィードバック信号と、線７０２を介して供給され、
ステアリング制御回路において処理されたセンタリング
指示信号とに応答し、線７３６及び７３８に、その差を
示す差分信号を出力する。線７４０及び７４２を介して
精密整流器７０６及び７０８から供給される一対の出力
信号のうちの一方は、線７０２に出力される処理後の中
立指令信号であり、他方はゼロである。ここで、ゼロ
は、アクチュエータをゼロ位置に戻すために必要とされ
る大きさと等しい大きさを有する指示を意味する。ゼロ
位置は、最低でも一次懸架装置の所望の予荷重を維持す
るために必要とされる位置である。

【０１０７】図２８を参照すると、図１９に示すような
位置トランスデューサの応答性について示されている。
図において示すものは、経験によって決められた応答性
である。特定のトランスデューサの応答性のみを示して
あるが、線形センサを含む他の適当な位置センサの中か
ら任意のものを用いることが可能であることは言うまで
もない。線６９２及び６９４における二つの信号の加算
について、昇降機のかごの遷移許容範囲全体（図示した
特定の検出アレンジメントに対して測定）にわたって図
２７に示す。本実施例による能動的ガイドのリンクの位
置は、遷移距離がわずか１０ｍｍしかないような位置で
ある。したがって、ロールガイドに対応する二つの位置
センサは、図２９において示されるように、応答に隙間
を生じないように結合することが可能である。これは、
図２５に示すラグフィルタ７００が備えられているため
である。

【０１０８】［本願発明者らの教示は広く応用可能であ
る。］図１を参照すると、本発明の原理は主にガイドに
応用可能であるので、複数のガイド２０，２２，２４，
２６を主なガイドとして示して説明してきた。さらに、
ローラ式のガイドを用いた実施例についても示した。こ
こで、本発明は、他のガイドにも同様に適応できるとい
うことを簡単に説明する。

【０１０９】図３０を参照すると、昇降路壁面１９ｃ及
び１９ｄに取付けられた一対の昇降路レール１６ａ及び
１８ａの間でかご１０ａを動かすためのガイド２０ａ，
２２ａ，２４ａ，２６ａが示されている。ガイドの各々
は、「Ｐ」で示す電磁石からなる一次懸架装置と、
「Ｓ」で示す二次懸架装置とを有している。二次懸架装
置「Ｓ」には一次懸架装置「Ｐ」が取付けられている。
上述したように、二次懸架装置は図２及び図３に示すも
のと同様のものである。一方、一次懸架装置は、図３１
において示されるように各々が鉄芯７５０を備えてい
る。鉄心７５０は、幅よりも長さの方がかなり長いもの
である。これによって良好で高速の性能を発揮すること
ができ、例えば特許公告公報昭５８−３９７５３号及び
特許公開公報昭６０−３６２７９号に記載されているよ
うな短い鉄心を用いた上述の電磁アクチュエータの場合
に比較して、より良い前後方向への移動性を得ることが
できる。鉄心の長さに関係なく、二次懸架装置に連結さ
れた一次懸架装置は電磁石であってもよい。このような
懸架装置は、Ｃ型レール７５２に鑑みて方向付けられ
る。Ｃ型レール７５２は、片方の脚にコイル７５４を有
し、他方の脚にコイル７５６を有する鉄心７５０と対向
しており、Ｃ型レール７５２、鉄心７５０及びこれらの
間にあるギャップを含む磁束パスに磁束を発生させる。
もちろん、鉄心７５０は、二次懸架装置に取付けられて
おり、二次懸架装置はかごに取付けられている。ここ
で、図３において示したものと同様に、ばねを用いて鉄
心を付勢するボールねじアクチュエータ７５７を示す。
さらに、一対の安定ガイド７５７ａ及び７５７ｂを示
す。この安定ガイド７５７ａ及び７５７ｂは、受動的ま
たは能動的にソレノイド動作する。能動的である場合
は、安定ガイドは安定性を増すための付加的なものとし
て、アクチュエータ７５７と並列に使用する。このよう
な懸架装置は、対向する昇降路レール上でも同様に左右
方向安定化（横方向の安定性を保つため）に使用され
る。さらに付加した対向する前後方向懸架装置７５７ｃ
及び７５７ｄも同様に示す。このような前後方向懸架装
置も対向するレール上で同じように使用することができ
る。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏心荷重などの昇降機に加わる不要な力を相殺して安定
した乗心地を提供する昇降機の水平懸架装置制御システ
ムが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】昇降路において垂直に移動する昇降機のかごを
示す図である。

【図２】本発明による二次懸架装置を示すブロック図で
ある。

【図３】比較的高駆動力のアクチュエータを制御するた
めの位置フィードバック制御ループによって制御される
本発明による半能動的ローラガイドの一実施例を示す図
である。

【図４】簡単な制振方法を説明するための図である。

【図５】加速度フィードバックを用いた減衰誘導を説明
するための図である。

【図６】加速度フィードバックを用いた質量の合成を説
明するための図である。

【図７】能動的制振を行った場合と行わない場合におけ
る直接的な力の応答性を示す図である。

【図８】レール位置オフセットに対する応答性を示す図
である。

【図９】レール誘導加速度の減衰を示す図である。

【図１０】本発明による二次懸架装置の一実施例を示す
図であり、位置基準フィードバックループ及び加速度基
準フィードバックループを用いた能動的ローラガイドに
適応される二次懸架装置の一実施例を示す図である。

【図１１】比較的高駆動力及び低駆動力のアクチュエー
タを有する能動的ローラガイドを制御するための制御ル
ープを説明するためのブロック図である。

【図１２】図１１におけるいくつかの制御パラメータの
概略図である。

【図１３】本発明による二次懸架装置の一実施例に適応
されるガイドローラクラスタを有する一次懸架装置を示
す斜視図である。

【図１４】図１３に示すガイドローラの側面図であり、
二次懸架装置の左右方向移動用ローラ機構を詳細に示し
た図である。

【図１５】図１６に示すばねが連結される前後方向二次
懸架装置のローラ調節クランクを示す概略図である。

【図１６】クラスタにおける前後方向一次懸架装置のロ
ーラをダンピング及び調節するための前後方向二次懸架
装置に用いられる平面状の螺旋ばねを示す平面図であ
る。

【図１７】一次懸架装置のクラスタの前後方向移動用ロ
ーラの上面図である。

【図１８】図１３に示す二次懸架装置及び一次懸架装置
のガイドレールクラスタを示す部分平面図である。

【図１９】ギャップセンサを示す断面図である。

【図２０】図１１に示す加速度ループにおいて使用可能
な磁束センサを示す図である。

【図２１】電磁石鉄心の側面図である。

【図２２】図２１に示す鉄心にコイルが巻かれた状態を
示す平面図である。

【図２３】二つの能動的ガイドを制御するためのステア
リング回路を示す概略ブロック図である。

【図２４】一対の対向する電磁石を制御するための偏心
方法のプロットである。

【図２５】図２３に示す信号処理装置を詳細に示すブロ
ック図である。

【図２６】高駆動力及び低駆動力のアクチュエータと高
駆動力アクチュエータ用操舵構成との制御を含む一対の
能動的ガイド用の制御スキームである。

【図２７】図２６に示す制御スキームにおける制御パラ
メータを示す図である。

【図２８】単一の位置トランスデューサの応答を説明す
るための図である。

【図２９】複数の位置トランスデューサの応答を説明す
るための図である。

【図３０】本発明による二次懸架装置に連結された磁気
一次懸架装置を有する昇降機を示す図である。

【図３１】本発明による垂直方向で位置する比較的長い
電磁石鉄心を示す図である。

【図３２】図３１に示す長い鉄心をＣ型レールと対向さ
せた状態を示す図である。

【図３３】図３１に示す長い鉄心を一組にして標準型レ
ールと対向させた状態を示す図である。

【図３４】例えば複数の油圧アクチュエータと対向させ
た一次懸架装置としての摺動ガイドシューを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０…かご １２…ロープ １４…昇降路 １６，１８…レール １９ａ，１９ｂ…昇降路壁面 ２０，２２，２４，２６…水平懸架装置 ２７…かご ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…位置センサ ２８…第１の一次懸架装置 ２９…レール ３０…第１の二次懸架装置 ３１…第２の一次懸架装置 ３１ｂ…第２の二次懸架装置 ３４…ローラ ３６…アーム ３８…支点 ４０…基板 ４４…ばね ４６…ボールドライブアクチュエータ ４７…ねじ ４８…位置センサ ５２…位置制御装置 ５６ａ…位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−88687（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−23185（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66B 1/06,7/04,11/02

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降路のレールに沿って昇降機を案内す
   る一次懸架手段と、前記昇降機と前記一次懸架手段との
   間に配置され、前記昇降機に対する前記一次懸架手段の
   位置を定めるように動作可能な二次懸架手段と、を有す
   る昇降機用水平懸架手段制御システムにおいて、 前記一次懸架手段に対する前記昇降機の位置に応答し、
   前記昇降機の位置を示す量の第１の位置信号を出力する
   第１の位置センサと、 前記昇降機に対する前記二次懸架手段の動作可能な部分
   の位置に応答し、前記二次懸架手段の動作可能な部分の
   位置を示す量の第２の位置信号を出力する第２の位置セ
   ンサと、 前記第１の位置信号に応答し、第１の制御信号を前記二
   次懸架手段に出力して前記一次懸架手段に対する前記昇
   降機の位置を制御し、前記第２の位置信号に応答し、第
   ２の制御信号を前記二次懸架手段に出力して前記一次懸
   架手段と前記昇降路のレールとの間に所定の付勢力を維
   持する制御手段と、を有することを特徴とする昇降機用
   水平懸架手段制御システム。
2. 【請求項２】 前記第１の位置センサは、一端にホール
   セルを備え、磁束を検出して前記第１の位置信号を検出
   磁束信号として出力する強磁性の管と、 前記管の前記一端を収容するくぼみを有する強磁性カッ
   プと、 前記カップ内に備えられ、前記ホールセルによって検出
   される前記磁束を発生する磁石と、を備え、前記ホール
   セルと前記磁石とが近付くにつれて前記検出される磁束
   が強大することを特徴とする請求項１記載の昇降機用水
   平懸架手段制御システム。
3. 【請求項３】 昇降機のかごと昇降路のレールとの間で
   動作可能な水平懸架手段によって前記昇降機のかごの水
   平位置を制御するための制御信号を出力する制御システ
   ムにおいて、 前記かごと前記昇降路のレールとの間の距離に応答し
   て、該距離の長さを示す位置信号を出力するかご位置検
   出手段と、 前記位置信号の出力状態と非出力状態とを示す信号に交
   互に応答し、（ａ）前記位置信号の出力時には、前記懸
   架手段の動作可能な部分によって前記かごと前 記昇降路
   のレールとの間の前記距離を制御し、（ｂ）前記位置信
   号の非出力時には、前記動作可能な部分を制御して前記
   懸架手段と前記昇降路のレールとの間に所定の付勢力を
   維持する制御手段と、を有することを特徴とする昇降機
   用水平懸架手段制御システム。
4. 【請求項４】 前記かごに対する前記懸架手段の前記動
   作可能な部分の位置に応答し、該位置を示す量の対応す
   る動作可能部分位置信号を出力するセンサを有する請求
   項３記載の昇降機用水平懸架手段制御システムであっ
   て、前記制御手段は前記動作可能部分位置信号に応答し
   て、前記かごに対する前記動作可能な部分の位置を制御
   することを特徴とする昇降機用水平懸架手段制御システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記位置検出手段は、一端にホールセル
   を備え、磁束を検出して検出磁束信号を出力する強磁性
   の管と、 前記管の前記一端を収容するくぼみを有する強磁性カッ
   プと、 前記カップ内に備えられ、前記ホールセルによって検出
   される前記磁束を発生する磁石と、を備え、前記ホール
   セルと前記磁石とが近付くにつれて前記検出される磁束
   が強大することを特徴とする請求項３記載の昇降機用水
   平懸架手段制御システム。
6. 【請求項６】 昇降機の昇降路レール係合子であって、 前記昇降路レールに対して前記昇降機を案内する一次懸
   架手段と、二次懸架手段とを備え、前記二次懸架手段
   は、前記一次懸架手段と前記昇降機との間に取付けら
   れ、位置制御信号に応答して前記昇降機に対して前記一
   次懸架手段を動作させる第１のアクチュエータと、 検出位置信号に応答して、前記位置制御信号を出力する
   位置制御手段と、前記昇降機と前記一次懸架手段との間の距離 に応答し、
   前記距離の長さを示す前記検出位置信号を出力する位置
   検出手段と、 前記第１のアクチュエータよりも低駆動力の第２のアク
   チュエータであって、前記一次懸架手段と前記昇降機と
   の間に取付けられ、加速度制御信号に応答して前記昇降
   機に対して前記一次懸架手段を動作させる第２のアクチ
   ュエータと、 前記昇降機の水平加速度に応答し、前記昇降機の水平加
   速度の大きさを示す量の検出加速度信号を出力する加速
   度検出手段と、 前記検出加速度信号に応答して、前記加速度制御信号を
   出力する制振手段と、を備える昇降機昇降路レール係合
   子を有することを特徴とする昇降機用水平懸架手段制御
   システム。
7. 【請求項７】 前記係合子は、昇降機のかごに対する前
   記第１のアクチュエータの位置に応答して該位置を示す
   量の第２の検出位置信号を出力する第２の位置検出手段
   を備え、前記位置制御手段は、前記第２の検出位置信号
   に応答し、前記かごに対する前記第１のアクチュエータ
   の位置を制御することを特徴とする請求項６記載の昇降
   機用水平懸架手段制御システム。
8. 【請求項８】 前記位置検出手段は、一端にホールセル
   を備え、磁束を検出して検出磁束信号を出力する強磁性
   の管と、 前記管の前記一端を収容するくぼみを有する強磁性カッ
   プと、 前記カップ内に備えられ、前記ホールセルによって検出
   される前記磁束を発生する磁石と、を備え、前記ホール
   セルと前記磁石とが近付くにつれて前記検出される磁束
   が強大することを特徴とする請求項６記載の昇降機用水
   平懸架手段制御システム。
9. 【請求項９】 対向する一対の昇降路レールの間で昇降
   機のかごを懸架支持するための水平懸架手段であって、 前記かごの対向する側に備えられ、前記レールに沿って
   前記かごを案内する第１及び第２の一次懸架手段と、第
   １及び第２の二次懸架手段とを備え、前記第１及び 第２の二次懸架手段は、前記第１及び第２
   の一次懸架手段と前記昇降機との間に各々取付けられ、
   第１及び第２の制御信号に応答して、前記第１及び第２
   の一次懸架手段の位置を移動許容位置範囲内に制御する
   第１及び第２のアクチュエータと、 前記一次懸架手段の１つまたは両方に対する前記かごの
   位置に応答し、該位置を示す量の一つまたは一組の検出
   位置信号を出力するセンサ手段と、 前記一つまたは一組の検出位置信号に応答して、前記第
   １及び第２の一次懸架手段の前記移動許容位置範囲に対
   応する制御範囲内の量の前記第１及び第２の制御信号を
   出力する制御手段と、を備える水平懸架手段を有する昇
   降機用水平懸架手段制御システム。
10. 【請求項１０】 前記水平懸架手段は、前記かごの水平
    加速度を示す量の検出加速度信号に応答する手段を有
    し、前記制御手段は、前記加速度信号に応答して、前記
    一次懸架手段のうちの１つまたは両方と前記かごとの動
    作を制御することを特徴とする請求項９記載の昇降機用
    水平懸架手段制御システム。
11. 【請求項１１】 前記水平懸架手段は、前記かごに対す
    る前記アクチュエータの位置に応答して、該位置を示す
    量の第３及び第４の位置信号を各々出力する第３及び第
    ４のセンサを有し、前記制御手段は、前記第３及び第４
    の位置信号に応答して、前記かごに対する前記二次懸架
    手段の前記アクチュエータの位置を制御することを特徴
    とする請求項９記載の昇降機用水平懸架手段制御システ
    ム。
12. 【請求項１２】 前記センサ手段は、一端にホールセル
    を備え、磁束を検出して検出磁束信号を出力する強磁性
    の管と、 前記管の前記一端を収容するくぼみを有する強磁性カッ
    プと、 前記カップ内に備えられ、前記ホールセルによって検出
    される前記磁束を発生する磁石と、を備え、前記ホール
    セルと前記磁石とが近付くにつれて前記検出される磁束
    が強大することを特徴とする請求項９記載の昇降機用水
    平懸架手段制御システム。