电梯装置

摘要

本发明提供一种电梯装置，在电梯装置中，相对轿箱的横向振动进行防振的弹性体并列地设置了发生针对轿箱的横向振动的减振力的制动器。由减振控制部控制制动器。减振控制部推测轿箱的横向振动的固有频率，根据所推测的固有频率和弹性体的刚性值来求出增益值，利用乘上所求出的增益值而得到的指令信号来驱动制动器。

权利要求

1.一种电梯装置，其特征在于，具备：

轿箱；

弹性体，防止上述轿箱的横向振动；

传感器，检测上述轿箱的横向振动；

致动器，相对上述弹性体并列地设置，用于发生针对上述轿箱的横向振动的减振力；以及减振控制部，根据来自上述传感器的信息，求出使上述致动器发生的减振力而控制上述致动器，其中，上述减振控制部推测上述轿箱的横向振动的固有频率，根据所推测出的固有频率和上述弹性体的刚性值来求出增益值，利用对来自上述传感器的信息乘上所求出的增益值而得到的指令信号来驱动上述致动器。

2.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于，还具备：导轨，引导上述轿箱的升降；以及

引导装置，搭载于上述轿箱上，且具有与上述导轨卡合的引导部件和向与上述导轨抵接的方向对上述引导部件施加作用力的作为上述弹性体的弹簧，上述致动器与上述引导装置的上述弹簧并列地设置，上述减振控制部根据上述弹簧的弹簧常数和上述轿箱的固有频率，求出增益值。

3.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于：上述减振控制部利用上述致动器使上述轿箱发生横向振动，并且根据此时的励振信号和来自上述传感器的信号来推测上述轿箱的固有频率。

4.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于：还具备对上述轿箱的装载量进行检测的装载量检测部，上述减振控制部在通常运行过程中，根据来自上述装载量检测部的信息来校正上述轿箱的固有频率的基准值，从而推测固有频率。

5.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于：上述减振控制部对流过上述致动器的电流进行检测，从根据对上述致动器的指令电压值和上述致动器的电流值求出的反电动势，推测上述轿箱的固有频率。

6.根据权利要求1所述的电梯装置，其特征在于：上述轿箱具有轿箱框和支撑在上述轿箱框上的轿箱室，上述弹性体具有插入在上述轿箱框与上述轿箱室之间的防振体，上述致动器与上述防振体并列地设置，

上述减振控制部根据上述防振体的刚性值和上述轿箱的固有频率，求出增益值。

说明书

电梯装置

技术领域

[0001] 本发明涉及具有用于降低在行驶中的轿箱中发生的横向振动的致动器的电梯装置。

背景技术

[0002] 近年来，由于伴随着大厦的高层化而带来电梯的高速化，轿箱的振动降低技术的重要性日益提高。与其相对，在以往的电梯的振动降低装置中，利用加速度传感器检测轿箱框的振动，而利用与引导(guide)部的弹簧并列地设置的致动器向轿箱施加与振动逆向的力。在该振动降低装置中，使用相对各种轿箱的规格控制上稳定、且得到比较良好的减振效果的值作为比例增益的值(例如参照专利文献1)。

[0003] 另外，在以往的电梯主动悬挂用电磁致动器的控制装置中，使用自动增益控制装置，该自动增益控制装置用于校正关于致动器的电磁吸引力的气隙和电流值的非线性(例如参照专利文献2)。

[0004] 而且，在以往的电梯的行驶引导装置中，使用根据轿箱位置以及负荷重量来校正加速度反馈环的反馈特性校正单元(例如参照专利文献3)。

[0005] 专利文献1：日本特开2001-122555号公报

[0006] 专利文献2：日本特开2000-63049号公报

[0007] 专利文献3：日本特开平7-2456号公报

[0008] 在上述那样的专利文献1示出的以往的振动降低装置中，由于比例增益的值被固定，所以针对多种多样的轿箱，未必能够得到最佳的减振效果。

[0009] 另外，专利文献2示出的以往的电磁致动器的控制装置中的自动增益调整功能是对致动器的电磁吸引力的非线性进行校正的功能，而并非根据轿箱的特性的差异将增益调整成最佳的功能。因此，针对多种多样的轿箱，未必能够得到最佳的减振效果。

[0010] 而且，在专利文献3中，未具体示出如何决定初始的反馈特性、以及如何校正反馈特性。另外，轿箱位置(绳索长度)对上下方向的振动特性造成较大的影响，但对横向的振动特性几乎不造成影响。因此，根据轿箱位置来校正用于横向振动控制反馈特性的作法不仅其效果小而且还有可能对控制带来恶劣的影响。

发明内容

[0011] 本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种电梯装置，可以针对多种多样的轿箱，更恰当地降低横向振动。

[0012] 本发明提供一种电梯装置，其特征在于，具备：轿箱；弹性体，防止轿箱的横向振动；传感器，检测轿箱的横向振动；致动器，相对弹性体并列地设置，用于发生针对轿箱的横向振动的减振力；以及减振控制部，根据来自传感器的信息，求出使致动器发生的减振力而控制致动器，其中，减振控制部推测轿箱的横向振动的固有频率，根据所推测出的固有频率和弹性体的刚性值来求出增益值，利用乘上所求出的增益值而得到的指令信号来驱动致动器。

附图说明

[0013] 图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的主要部分的正视图。

[0014] 图2是示出图1的引导装置的侧视图。

[0015] 图3是示出图1的减振控制部的框图。

[0016] 图4是示出图1的轿箱的简易的横向振动二惯性模型的说明图。

[0017] 图5是示出由图1的致动器、加速度传感器以及减振控制部构成的反馈环的开环增益特性的曲线。

[0018] 图6是示出音圈式致动器的原理的说明图。

[0019] 图7是示出本发明的实施方式2的振动降低装置的减振控制部的框图。

[0020] 图8是示出本发明的实施方式3的电梯装置的主要部分的正视图。

[0021] 图9是示出由图8的致动器、加速度传感器以及减振控制部构成的反馈环的开环增益特性的曲线。

具体实施方式

[0022] 以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。

[0023] 实施方式1

[0024] 图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的主要部分的正视图。在图中，在升降路径内，设置有一对导轨1。轿箱2在导轨1上被引导而在升降路径内被升降。另外，轿箱2具有轿箱框3、被支撑于轿箱框3的内侧的轿箱室4。在轿箱室4与轿箱框3的下梁之间，插入有作为防振体(弹性体)的多个防振橡胶5。另外，在轿箱室4的侧面与轿箱框3的左右的纵柱之间，插入有作为防止轿箱室4倒塌的防振体(弹性体)的多个止振橡胶6。

[0025] 在轿箱框3的上下端部的宽度方向两端部，分别搭载有与导轨1卡合而引导轿箱2的升降的滚柱导轨(roller guide)装置7。在搭载于下梁的滚柱导轨装置7中，设置有发生用于降低轿箱2中发生的横向振动的减振力的致动器17。在下梁，安装有发生用于检测轿箱框3的水平方向加速度(横向振动)的信号的加速度传感器8。

[0026] 另外，在下梁，设置有对致动器17的减振力进行控制的减振控制部9。减振控制部9根据来自加速度传感器8的信号，求出使致动器17发生的减振力。具体而言，从加速度传感器8向减振控制部9发送加速度信号，根据该加速度信号由减振控制部9计算出减振力。然后，计算结果通过减振控制部9被变换成电流信号后发送到致动器17。减振控制部9例如具有微型计算机等运算处理部。

[0027] 在轿箱框3的上梁，连接了在升降路径内悬挂轿箱2的多根主索10。轿箱2经由主索10通过驱动装置(未图示)的驱动力在升降路径内被升降。

[0028] 图2是示出图1的滚柱导轨装置7的侧面图。在下梁，固定了导向基座(guide base)11。在导向基座11中，以摇动轴13为中心可以摇动地安装有导向杆(guide lever)12。在导向杆12中，以旋转轴15为中心可以旋转地安装有伴随轿箱2的升降而在导轨1上转动的作为引导部件的导辊(guide roller)14。导向杆12被作为弹性体的弹簧16，沿着使导辊14向导轨1抵接的方向施加作用力。

[0029] 致动器17在导向基座11与导向杆12之间，被设置成与弹簧16并列，控制导辊14向导轨1施加的作用力。另外，作为致动器17，例如使用电磁致动器。向致动器17输入来自减振控制部9的控制信号。

[0030] 图3是示出图1的减振控制部9的框图。减振控制部9具有滤波器(带通滤波器)21、积分器22、乘法器23、驱动电路24、轿箱特性校正部25、存储器26、固有频率推测部27、振荡器28以及输出切换部29。

[0031] 滤波器21从来自加速度传感器8输入的加速度检测信号中去除控制中不需要的频率成分。滤波器21的通过频带(控制频带)是对乘客的体感造成影响的频率(例如0.5～30Hz)，对该控制频带的振动进行主动控制。

[0032] 积分器22将通过了滤波器21的加速度检测信号变换成速度信号。乘法器23对来自积分器22的速度信号乘上恰当的增益。驱动电路24根据来自乘法器23的指令信号来驱动致动器17。由此，在致动器17中，发生用于降低轿箱2的振动的力。

[0033] 轿箱特性校正部25根据轿箱2的特性来校正乘法器23中使用的增益值。在存储器26中，预先存储有弹簧16的弹簧常数。固有频率推测部27根据来自振荡器28的信号和来自加速度传感器8的信号，推测(鉴别)轿箱2的横向振动的固有频率。轿箱特性校正部25根据存储在存储器26中的弹簧16的弹簧常数和由固有频率推测部27推测的固有频率，校正增益值。

[0034] 减振控制部9在通常的控制时通过输出切换部29将乘法器23的输出信号输入给驱动电路24。但是，在电梯安装结束后的固有频率推测时，通过输出切换部29，将振荡器28的输出信号输入给驱动电路24。另外，固有频率推测部27在通常运转中，根据来自对轿箱2的装载量进行检测的装载量检测部30的信息，变更固有频率的推测值。实施方式1的振动降低装置具有致动器17、加速度传感器8以及减振控制部9。

[0035] 接下来，对实施方式1的振动降低装置的增益值的具体的决定方法进行说明。图4是示出图1的轿箱2的简易的横向振动二惯性模型的说明图。在图中，轿箱室4经由表示防振橡胶5与止振橡胶6的总刚性的第一等价弹簧31被支撑在轿箱框3上。在轿箱框
3与导辊14之间，与致动器17并列地配置有表示弹簧16的总刚性的第二等价弹簧32。

[0036] 此处，将轿箱室4的质量设为m1，将轿箱框3的质量设为m2，将第一等价弹簧31的弹簧常数(刚性值)设为k1，将第二等价弹簧32的弹簧常数(刚性值)设为k2。另外，将轿箱室4的位移设为x1，将轿箱框3的位移设为x2，将导轨1的位移设为d。

[0037] 此时，由致动器17、加速度传感器8以及减振控制部9构成的反馈环的开环增益特性如图5所示那样。其中，忽视了滤波器21的特性。

[0038] 开环增益特性在频率wp1、wp2中具有共振峰值，在它们之间的频率wn下成为反共振。另外，在将乘法器23的增益值设为Kp，将拉普拉斯算子设为s时，用Kp·s/k2来表示比wp1低的频域下的特性。

[0039] 此处，通过在wp1下的共振等级与wn下的反共振等级之间设定开环增益特性的0dB等级，可以通过仿真确认一阶固有频率wp1下的共振模式衰减比是否成为恰当的值。作为为此的乘法器23中的增益值Kp的设计方法之一，考虑将开环增益特性的0dB等级设定成一阶固有频率wp1下的峰值的根源的方法。即，Kp·wp1/k2＝1，此时的增益值Kp的设计值是k2/wp1。

[0040] 如上所述，通过根据第二等价弹簧32的弹簧常数k2和一阶固有频率wp1来决定乘法器23的增益值Kp，共振模式衰减比变大，振动降低性能得到改善。因此，图3的轿箱特性校正部25将弹簧16的弹簧常数和一阶固有频率作为输入，决定增益值。

[0041] 另外，由于弹簧16为线圈弹簧的情况较多，所以可以事先得到比较正确的该弹簧常数的值。因此，可以在存储器26中预先存储弹簧常数k2。

[0042] 相反，对于一阶固有频率wp1，由于在现场调整轿箱室4以及轿箱框3的质量的情况较多等，而难以事先掌握正确的值。因此，利用固有频率推测部27在电梯安装后自动计算出一阶固有频率wp1。

[0043] 在电梯安装后向驱动电路24的输入被切换成振荡器28时，作为包含轿箱2的一阶固有频率附近的多个频率的信号，从振荡器28向驱动电路24输入例如包含1～5Hz的频率的扫描波。但是，振荡器28的输出信号不限于扫描波。

[0044] 在利用来自振荡器28的信号驱动了致动器17时，在轿箱框3以及轿箱室4中产生振动。由加速度传感器8检测该振动，而向固有频率推测部27输入加速度检测信号。固有频率推测部27根据来自振荡器28的信号和来自加速度传感器8的信号，推测一阶固有频率的初始值，向轿箱特性校正部25输入推测结果。通过以上动作，在通常运转前，决定乘法器23的增益值Kp的初始值(基准值)。

[0045] 在通常运转中，由于乘客向轿箱室4乘降而一阶固有频率发生变动。因此，固有频率推测部27根据来自装载量检测部30的信息，校正一阶固有频率。然后，轿箱特性校正部25根据来自固有频率推测部27的信息，校正乘法器23的增益值Kp。

[0046] 另外，此处仅示出了轿箱2的左右方向的结构，但对于前后方向(相对图1的纸面垂直的方向)也具有同样的结构。

[0047] 在这样的电梯装置中，推测轿箱2的横向振动的固有频率，根据所推测的固有频率和弹簧16的弹簧常数来求出增益值，利用乘上所求出的增益值而得到的指令信号来驱动致动器17，所以可以针对多种多样的轿箱2，得到适合于每个规格的反馈控制特性，可以更恰当地降低横向振动而总是提供舒适的乘坐感觉。

[0048] 另外，通过将弹簧16的弹簧常数预先存储在存储器26中，可以容易地求出增益值。

[0049] 而且，减振控制部9可以通过致动器17使轿箱2发生横向振动，并且，可以根据此时的励振信号和来自加速度传感器8的信号来推测轿箱2的固有频率，所以可以简单且正确地得知在安装前难以知晓的轿箱2的固有频率的初始值。

[0050] 而且，减振控制部9在通常运转中，根据来自装载量检测部30的信息来校正轿箱2的固有频率的基准值，所以可以根据实际的装载量，实时地得到更恰当的增益值。由此，可以实现更微细的控制，可以实现更良好的乘坐感觉。

[0051] 实施方式2

[0052] 接下来，对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，将音圈式致动器用作致动器17。图6是示出音圈式致动器的原理的说明图。在图中，线圈33位于用箭头34表示的磁电路中。在向线圈33如用箭头35所示流过电流时，通过弗莱明的左手的法则，从图6的纸面里侧朝向表面产生与磁场的强度和电流值成比例的洛伦兹力。利用了该洛伦兹力的致动器是音圈式致动器。

[0053] 另一方面，当线圈33在磁场中移动时，在线圈33中发生反电动势。例如，在线圈33从图6的纸面表面朝向里侧移动时，与线圈33的速度和磁场的强度成比例地发生使电流沿着与箭头35相逆的方向流过那样的反电动势。

[0054] 图7是示出本发明的实施方式2的振动降低装置的减振控制部9的框图。实施方式2的减振控制部9具有滤波器21、积分器22、乘法器23、驱动电路24、轿箱特性校正部25、存储器26、固有频率推测部27以及电流检测部36。

[0055] 电流检测部36对致动器17的线圈33的电流进行检测。固有频率推测部27根据作为乘法器23的输出的电压指令值和由电流检测部36检测出的电流值检测反电动势，根据反电动势推测一阶固有频率。

[0056] 此处，对于轿箱2的一次固有振动模式，由于弹簧16一般成为模式的腹部(最易于产生相对的振动的部位)，所以可以根据与线圈33的速度成比例的反电动势，推测一阶固有频率。其他结构与实施方式1相同。

[0057] 在这样的电梯装置中，对流过致动器17的电流进行检测，从根据向致动器17的指令电压值和致动器17的电流值求出的反电动势，推测轿箱2的固有频率，所以可以在通常运转中实时地测定一阶固有频率。由此，可以总是将反馈控制特性保持为最佳，可以提供良好的乘坐感觉。

[0058] 实施方式3

[0059] 接下来，图8是示出本发明的实施方式3的电梯装置的主要部分的正视图。在图中，在轿箱框3的下梁与轿箱室4的下部之间，设置有发生用于降低轿箱室4中发生的横向振动的减振力的致动器37。加速度传感器8以及减振控制部9搭载于轿箱室4中。另外，在滚柱导轨装置7中，未设置致动器17。其他结构与实施方式1相同。

[0060] 图9是示出由图8的致动器37、加速度传感器8以及减振控制部9构成的反馈环的开环增益特性的曲线。在将乘法器23的增益值设为Kp，将拉普拉斯算子设为s时，用Kp·s/k1来表示比一阶固有频率wp1低的频域中的特性。

[0061] 另外，根据与实施方式1中示出的理由同样的理由，作为乘法器23中的增益值Kp的设计方法之一，考虑将开环增益特性的0dB等级设定成一阶固有频率wp1下的峰值的根源的方法。因此，增益值Kp的设计值成为k1/wp1。

[0062] 这样，即使在轿箱框3与轿箱室4之间设置了致动器37的情况下，通过根据轿箱2的固有频率和表示防振橡胶5与止振橡胶6的总刚性的第一等价弹簧31的弹簧常数来求出增益值，也可以针对多种多样的轿箱2，更恰当地降低横向振动而总是提供舒适的乘坐感觉。

[0063] 另外，在上述的例子中，示出了电磁致动器，但致动器不限于此，例如也可以使用空气致动器、液压致动器、或线性电动机等。

[0064] 另外，在上述例子中，作为传感器示出了加速度传感器8，但不限于此，例如也可以是对轿箱室的水平方向上的位移进行检测的位移传感器、或对轿箱室的水平方向的速度进行检测的速度传感器等。

[0065] 而且，在上述例子中，利用减振控制部自动地计算出轿箱的固有频率的初始值，但也可以通过人工来输入初始值。