JP4614835B2

JP4614835B2 - エレベータ乗りかごの縦振動抑制装置

Info

Publication number: JP4614835B2
Application number: JP2005192377A
Authority: JP
Inventors: 修大貫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007008668A

Description

本発明は、乗りかごに発生する縦振動を抑制するエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置に関する。

一般に、エレベータは、巻上機モータの動力により巻上機シーブを介して主ロープを摩擦駆動し、それに吊り下がっている乗りかご及び釣合い錘を昇降するようになっている。従って、巻上機シーブや、あるいは、主ロープを巻き掛けている転向プーリにおいて、偏心やアンバランスが存在すると、その回転運動に同期した周波数の振動が外乱となって発生する。一方、エレベータの主ロープは弾性体であるため、それに乗りかごなどの重量物が吊り下がっていると特定の固有振動数を有する振動系が形成される。この２者の周波数が近くなった場合、共振して乗りかごに縦振動が発生し、エレベータの乗り心地を著しく悪化させる要因となる。

この問題を防止するための従来技術としては、シーブの加工精度や取付け精度を高める手法や、振動系の共振周波数に同調させた動吸振器を乗りかごに取付けて、乗りかごの縦振動を打ち消す手法がある。

また、複数の巻上機で乗りかごを昇降させ、それによる巻上機の小型化により、モータの低振動化を図り、さらに主ロープの張力を複数の巻上機のうちの１つの巻上機のモータの制御により調整する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−７７１７１号公報

前述したエレベータの乗りかごの縦振動の問題を防止するために、従来の技術であるシーブの加工精度や取付け精度を高める手法をとった場合には、製作あるいは据付作業に多大な負担をもたらすこととなり、コスト上昇につながる恐れがあった。

また、振動系の共振周波数に同調させた動吸振器を乗りかごに取付けて、乗りかごの縦振動を打ち消す手法を用いた場合には、乗りかごの重量増加と、それに伴うコスト上昇につながる恐れがあった。

更に又、特許文献１の手法を用いた場合においては、積載荷重が大きくなるとパワーの面で不利となるばかりか、シーブに偏心やアンバランスが存在する場合などには、その振動を打ち消すような適切な張力を巻上機のモータの制御で発生させるために精度を高めようとすると、制御系の複雑化とコストの増大をもたらす可能性があった。

本発明の目的は、据付作業を複雑化することなく、かつ、コスト増大を抑制し、振動の少ない乗り心地の良いエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置を提供するにある。

前記目的を達成するために、本発明は、巻上機モータの動力により巻上機シーブを介して主ロープを摩擦駆動し、それに吊り下がっている乗りかご及び釣合い錘を昇降するようにしたエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置において、前記巻上機シーブの近傍に、補助モータにより前記主ロープを摩擦駆動する補助シーブを設け、前記補助モータを速度制御する手段として、前記補助シーブの回転速度と前記巻上機モータの速度指令信号との差に対して制御ゲインを乗じたフィードバック制御を行なう速度制御器と、その信号を電力増幅し駆動力を発生させる補助モータ駆動用アンプを備え、前記速度制御器の入出力端のいずれか一方に、前記巻上機シーブの回転速度に同期した周波数成分に対して急峻にゲインを落とすノッチフィルタを設けたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、補助シーブを、巻上機シーブの近傍に取付け、この補助シーブを、外乱の周波数成分を除去した駆動力で強制的に駆動することで、乗りかごと主ロープなどから形成される特定の固有振動数を有する振動系への外乱の伝導を遮断することができる。

本発明によれば、補助シーブを、巻上機シーブの近傍に取付け、この補助シーブを、外乱の周波数成分を除去した駆動力で強制的に駆動することで、乗りかごと主ロープなどから形成される特定の固有振動数を有する振動系への外乱の伝導を遮断することができ、振動が少なく、且つ、乗り心地の良いエレベータを提供することができる。

以下、本発明に係るエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置の実施形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態になるエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置の全体構成図、図２は本発明の補助シーブの速度制御系を説明するためのブロック線図、図３は本発明の補助シーブの速度制御系におけるノッチフィルタの特性を示す図、図４は補助シーブを乗りかご側のみに設けた例を示す拡大図、図５は補助シーブを主ロープ内側に設けた例を示す拡大図、図６は巻上機シーブを上方に設けた時の補助シーブの取付け状態を示す拡大図、図７は補助シーブを転向プーリ近傍に設けた例を示す拡大図である。

図１において、乗りかご１は、巻上機モータ４の動力により巻上機シーブ５を介して主ロープ３を摩擦駆動し、それに吊り下がって昇降するようになっている。一方、前記巻上機シーブ５を基準として乗りかご１と逆側に、前記主ロープ３に釣合い錘２が吊り下がって昇降するようになっている。ここで、巻上機シーブ５の近傍には、補助モータ９の軸と締結した補助シーブ１０を主ロープの乗りかご１側と釣合い錘２側に押し付けるように設けられている。しかも、補助モータ９には一般周知の速度検出器(図示せず)が取付けられていて、補助シーブ１０の回転速度ωを検出できるようになっている。１２は速度制御器で、この速度制御器１２においては、エレベータの制御盤内のマイコンなどにおける巻上機モータ４への速度指令信号ω_ｒとの差に対して、例えば図２のブロック線図に示すような比例ゲインΚ_Ｐ、積分ゲインΚ_Ｉ、微分ゲインΚ_Ｄをそれぞれ乗じるようなフィードバック制御を施し、その信号を補助モータ駆動用アンプ１３で電力増幅を行い、その駆動力ｕで補助モータ９を駆動するようになっている。６は転向プーリ、７はかご取付けプーリ、８は吊り合い錘取付けプーリである。

１１はノッチフィルタで、このノッチフィルタ１１は次のような理由で設けられる。即ち、もし前記巻上機シーブ５において意図しないながらも偏心やアンバランスが存在している場合、速度検出器で検出される回転速度の信号にはシーブ回転速度ωに同期した周波数成分が含まれてしまう。このため、それをそのまま用いてフィードバック制御を施したのでは乗りかご１の振動をさらに助長する恐れがある。そこで、速度制御器１２の入出力端（効果が得られれば片側のみでもよい）に、巻上機シーブ５の回転速度に同期した周波数成分ｆ_０において急峻にゲインを落とすことで、その周波数成分に対して大きな減衰を与えるノッチフィルタ１１が設けられている。このノッチフィルタ１１は、図３に示すような周波数特性のものを挿入する。前記ノッチフィルタ１１はハードウェアで構成しても、ソフトウェアで構成してもどちらでもよい。

すなわち、補助シーブの速度制御系にこのようなノッチフィルタ１１を挿入することで、巻上機シーブ５の回転に起因した特定周波数の外乱に影響を受けないような補助シーブ１０の速度制御系を構成し、その補助シーブ１０を強制駆動し、巻上機シーブ５に起因する外乱が巻上機シーブ５から乗りかご１・主ロープ３系へ伝導するのを遮断する。ここで、より大きな振動抑制効果や高い精度、また、補助シーブ１０の速度制御系の充分な安定性を確保するのであれば、ノッチフィルタの伝達特性も含めた閉ループ系を安定にするように前述した制御ゲインΚ_Ｐ、Κ_Ｉ、Κ_Ｄを決めればよい。そのようにすれば、ノッチフィルタ１１を挿入したことによる位相のずれによる影響を防止することができる。

本発明における補助シーブ１０の取付け例として、図１では、乗りかご１側及び釣合い錘２側の双方に補助シーブ１０を取付けた場合を示したが、図４に示すように、乗りかご１側のみに補助シーブ１０を設けても乗りかご・主ロープ系への外乱の伝導の抑制効果をもたせることができる。

また、これらの例のように補助シーブ１０を外側から主ロープ３に押し付ける構造の場合、二次的な効果として、巻き掛け角の増加による巻上機シーブ５におけるトラクション能力の向上を図ることができる。

また、図５に示すように、内側から補助シーブ１０を設けても、乗りかご・主ロープ系への外乱の伝導の抑制効果をもたせることができる。

また、図１では、巻上機シーブ５を昇降路下方に設けた例を示したが、図６に示すように巻上機シーブ５を昇降路内上部に取付けられる場合も、補助シーブ１０を主ロープ３の外側から押し付けるように設けられる。

また、図７に示すように、前記巻上機シーブ５の近傍のみならず、前記転向プーリ６の近傍に補助シーブ１０を取付けるならば、主ロープ３を巻き掛けている転向プーリ６の回転によって発生する外乱の影響も防止することができる。

図１は本発明の一実施形態になるエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置の全体構成図である。本発明の補助シーブの速度制御系を説明するためのブロック線図である。本発明の補助シーブの速度制御系におけるノッチフィルタの特性を示す図である。補助シーブを乗りかご側のみに設けた例を示す拡大図である。補助シーブを主ロープ内側に設けた例を示す拡大図である。巻上機シーブを上方に設けた時の補助シーブの取付け状態を示す拡大図である。補助シーブを転向プーリ近傍に設けた例を示す拡大図である。

符号の説明

１乗りかご
２釣合い錘
３主ロープ
４巻上機モータ
５巻上機シーブ
６転向プーリ
７かご取付けプーリ
８釣合い錘取付けプーリ
９補助モータ
１０補助シーブ
１１ノッチフィルタ
１２速度制御器
１３補助モータ駆動用アンプ

Claims

巻上機モータの動力により巻上機シーブを介して主ロープを摩擦駆動し、それに吊り下がっている乗りかご及び釣合い錘を昇降するようにしたエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置において、
前記巻上機シーブの近傍に、補助モータにより前記主ロープを摩擦駆動する補助シーブを設け、前記補助モータを速度制御する手段として、前記補助シーブの回転速度と前記巻上機モータの速度指令信号との差に対して制御ゲインを乗じたフィードバック制御を行なう速度制御器と、その信号を電力増幅し駆動力を発生させる補助モータ駆動用アンプを備え、前記速度制御器の入出力端のいずれか一方に、前記巻上機シーブの回転速度に同期した周波数成分に対して急峻にゲインを落とすノッチフィルタを設けたことを特徴とするエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置。
前記補助シーブを、前記主ロープの外側に設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置。
前記補助シーブを、前記主ロープを転向させる転向プーリの近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ乗りかごの縦振動抑制装置。