JP3207258B2 - Elevator damping device - Google Patents
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- Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエレベータの制振装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for an elevator.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来高層ビルのエレベータ用昇降路内の
ガイドレールに沿って昇降するエレベータは、緩衝手段
を有するガイドローラと、乗りかごのかご室とかご枠の
間に挿着された防振ゴムとによって乗りかごの振動を吸
収していた。図6は上記従来のエレベータの構成を示し
ている。エレベータ51は乗りかご52を有し、この乗
りかご52は吊りロープ53によってビル建物に形成さ
れたエレベータ用昇降路54内で上下に昇降可能に吊ら
れている。吊りロープ53の下端部には衝撃吸収用ばね
55が設けられており、昇降起動時の衝撃を吸収してい
る。エレベータ用昇降路54の両側壁の壁面にはガイド
レール56がほぼ垂直に取り付けられている。このガイ
ドレール56とほぼ整合する乗りかご52の上部と下部
の部分に複数のガイドローラ57が取り付けられてい
る。ガイドローラ57はそれぞれローラ58とローラば
ね59とを備え、ローラ58はローラばね59によって
ガイドレール56に押圧されている。乗りかご52は吊
りロープ53によって吊られているかご枠60と、エレ
ベータ利用者を収容するかご室61とからなり、かご室
61とかご枠60との間には防振ゴム62が挿着されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, an elevator which moves up and down along a guide rail in an elevator hoistway of a high-rise building is provided with a guide roller having buffer means, and a vibration isolator inserted between a car room and a car frame of a car. The vibration of the car was absorbed by the rubber. FIG. 6 shows the configuration of the conventional elevator. The elevator 51 has a car 52, and the car 52 is suspended by a suspension rope 53 so as to be able to move up and down in an elevator hoistway 54 formed in a building. An impact absorbing spring 55 is provided at the lower end of the suspension rope 53 to absorb the impact at the time of starting up and down. Guide rails 56 are mounted substantially vertically on the wall surfaces of both side walls of the elevator hoistway 54. A plurality of guide rollers 57 are attached to the upper and lower portions of the car 52 which are substantially aligned with the guide rails 56. The guide rollers 57 each include a roller 58 and a roller spring 59, and the roller 58 is pressed against the guide rail 56 by the roller spring 59. The car 52 includes a car frame 60 suspended by a hanging rope 53 and a car room 61 for accommodating an elevator user. A vibration-proof rubber 62 is inserted between the car room 61 and the car frame 60. ing.
【0003】図7はガイドローラ57を拡大して示して
いる。ガイドローラ57はローラ58と、ローラばね5
9と、ブラケット63と、レバー64と、ロッド65と
によって構成されている。ブラケット63はかご枠60
上面に固定されており、レバー64は一端がブラケット
63、他端がローラ58の回転軸にそれぞれ回転可能に
連結されている。ロッド65はレバー64と交叉するよ
うに一端がブラケット63に固定されている。ロッド6
5の自由端に取り付けられたナットとレバー64との間
には、ローラばね59が圧縮された状態で介挿されてい
る。FIG. 7 shows a guide roller 57 in an enlarged manner. The guide roller 57 includes the roller 58 and the roller spring 5.
9, a bracket 63, a lever 64, and a rod 65. Bracket 63 is cage frame 60
The lever 64 is fixed to the upper surface, and one end of the lever 64 is rotatably connected to the bracket 63 and the other end is rotatably connected to the rotation shaft of the roller 58. One end of the rod 65 is fixed to the bracket 63 so as to cross the lever 64. Rod 6
A roller spring 59 is interposed between the nut attached to the free end of the lever 5 and the lever 64 in a compressed state.
【0004】上記構成により、エレベータの乗りかご5
2は昇降する時に、ガイドローラ57はガイドレール5
6に沿って転走し、乗りかご52を所定軌道に沿って案
内する。乗りかご52の昇降中は、ローラ58がローラ
ばね59の作用によって乗りかご52とガイドレール5
6との間の距離の変化を吸収するので、乗りかご52に
伝わるガイドレール56の曲がりや継ぎ目による振動を
緩和することができる。さらに、かご枠60からかご室
61に伝達される細かい振動は防振ゴム62によって吸
収され、乗り心地の向上が図られている。With the above configuration, the elevator car 5
2 moves up and down, the guide roller 57 moves the guide rail 5
Rolling along 6 guides the car 52 along a predetermined track. While the car 52 is moving up and down, the roller 58 is moved by the action of the roller spring 59 to the car 52 and the guide rail 5.
Since the change in the distance between the guide rails 56 is absorbed, the bending of the guide rail 56 transmitted to the car 52 and the vibration due to the joint can be reduced. Further, fine vibrations transmitted from the car frame 60 to the car room 61 are absorbed by the vibration-proof rubber 62, so that the riding comfort is improved.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエレベータの制振装置のローラばねや防振ゴムで
は、ガイドレールの曲がり等による大きな振幅を有する
振動を吸収するのに十分ではなかった。特に近来のビル
の高層化に伴いガイドレールの曲がり等が生じる加速度
も増大し、乗りかごの昇降速度が所定の速度を超えた時
に、各ガイドレールから受ける乗りかごの横揺れが許容
範囲を超え、乗り心地が悪いという問題があった。ま
た、乗りかごの昇降速度が所定速度に達した場合には、
ガイドレールの曲がりなどの強制変位による加振周波数
とエレベータの乗りかごの固有振動数とが一致して共振
現象を生じ、振動が著しく増幅される問題もあった。ま
た、従来の制振装置のローラばねや防振ゴムでは、一度
生じた強制変位はローラばねや防振ゴムの伸縮によって
自然減衰するしかないため、横方向の往復動を打ち消す
ことができなかった。そこで本発明の目的は上記従来の
エレベータの制振装置の問題を解決し、ガイドレール等
による振動を打ち消す方向に乗りかごに強制的な外力を
作用させて振動を積極的に減衰させるエレベータの制振
装置を提供することにある。However, the roller spring and the vibration isolating rubber of the above-described conventional vibration damping device for an elevator are not enough to absorb a vibration having a large amplitude due to a bending of a guide rail or the like. In particular, with the rise of buildings in recent years, the acceleration at which the guide rails bend, etc. also increases, and when the elevator speed exceeds the predetermined speed, the roll of the car received from each guide rail exceeds the allowable range. There was a problem that the ride was poor. Also, when the elevator speed reaches a predetermined speed,
The excitation frequency due to the forced displacement such as the bending of the guide rail and the natural frequency of the elevator car coincide with each other to cause a resonance phenomenon, and there is also a problem that the vibration is significantly amplified. Further, in the conventional roller damper and rubber damper of the vibration damping device, the forced displacement once generated has to be naturally attenuated due to the expansion and contraction of the roller spring and rubber damper, so that the reciprocation in the horizontal direction cannot be canceled. . Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem of the conventional elevator vibration damping device, and to apply an external force to the car in a direction to cancel the vibration caused by the guide rails or the like, thereby positively damping the vibration. A vibration device is provided.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のエレベータの制振装置は、回転軸を中心に所
定の回転角速度で回転するジャイロロータと、このジャ
イロロータを回転自由に支持するとともにそれ自体ジン
バル軸に関して回転可能に支承されたジンバルと、前記
ジンバルをジンバル軸に関して所定の角速度で回転させ
るサーボモータと、乗りかごの加速度を検出する加速度
センサと、前記加速度センサからの信号に基づいて制御
信号を演算する演算回路と前記制御信号に基づいてサー
ボモータを駆動するサーボドライバとを有する制御装置
とによって構成され、エレベータの乗りかごの上部と下
部に設置され、制振モーメントの有効成分が加算される
とともに制振モーメントの無効成分が互いに打ち消し合
うように、各ジャイロロータの慣性モーメントと回転角
速度と、各ジンバルの回転角速度とが設定あるいは制御
されているものである。In order to achieve the above object, an elevator vibration damping device according to the present invention comprises a gyro rotor which rotates at a predetermined angular velocity around a rotating shaft, and supports the gyro rotor freely. A gimbal that is rotatably supported with respect to the gimbal axis, a servomotor that rotates the gimbal at a predetermined angular velocity with respect to the gimbal axis, an acceleration sensor that detects the acceleration of the car, and a signal from the acceleration sensor. A control circuit having an arithmetic circuit that calculates a control signal based on the control signal and a servo driver that drives a servomotor based on the control signal. Components so that the inactive components of the damping moment cancel each other. A rotational angular velocity and the moment of inertia of Rorota, in which the rotational angular velocity is set or controlled for each gimbal.
【0007】[0007]
【作用】本発明のエレベータの制振装置は、ジャイロロ
ータと、ジャイロロータを回転自由に支持するジンバル
と、ジンバルを傾斜させるサーボモータとを備え、ジャ
イロロータを所定の回転角速度で回転させながらジンバ
ルを所定の角速度で傾斜させることにより、制振モーメ
ントを発生することができる。本発明は、上記ジャイロ
機構をエレベータの乗りかごの上下部に設け、ジャイロ
による制振モーメントの有効成分を互いに加算させる一
方、ジャイロによる制振モーメントの無効成分をエレベ
ータ乗りかごの昇降方向のねじりとして互いに相殺させ
ることができる。また、本発明のエレベータの制振装置
は加速度センサと制御装置とを備え、加速度センサによ
りエレベータの乗りかごの加速度を検出し、制御装置に
よって上記加速度センサが検出した加速度を打ち消す上
記制振モーメントと、この制振モーメントを発生するサ
ーボモータの作動条件を素早く計算でき、これに基づい
てサーボモータを制御・駆動するので、エレベータの乗
りかごの加速度が制振モーメントによって打ち消され、
従来吸収できなかった範囲の振動を効果的かつ積極的に
減衰させるエレベータの制振装置を得ることができる。An elevator vibration damping device according to the present invention includes a gyro rotor, a gimbal for rotatably supporting the gyro rotor, and a servomotor for tilting the gimbal. The gimbal rotates the gyro rotor at a predetermined angular velocity. Can be generated at a predetermined angular velocity to generate a damping moment. The present invention provides the gyro mechanism above and below the elevator car to add the effective components of the gyro damping moment to each other, while the ineffective component of the gyro damping moment is used as a twist in the elevator car elevator direction. Can offset each other. Further, the elevator vibration damping device of the present invention includes an acceleration sensor and a control device, the acceleration sensor detects the acceleration of the elevator car, and the control device cancels the acceleration detected by the acceleration sensor. The operating conditions of the servomotor that generates this damping moment can be quickly calculated, and the servomotor is controlled and driven based on this, so the acceleration of the elevator car is canceled by the damping moment,
An elevator vibration damping device capable of effectively and positively attenuating vibrations in a range that cannot be absorbed conventionally can be obtained.
【0008】[0008]
【実施例】以下本発明の実施例について添付の図面を参
照して説明する。図1は本発明による制振装置を乗りか
ごの上部と下部に取り付けたエレベータの構成を示して
いる。全体を符号1示すエレベータは、乗りかご2を有
し、この乗りかご2は吊りロープ3によってビル建物の
エレベータ用昇降路4内に昇降可能に吊られている。乗
りかご2はかご枠5とかご室6とからなり、吊りロープ
3は衝撃吸収用ばね7を介して昇降開始時の衝撃を吸収
可能にかご枠5上部に接続されている。また、かご室6
とかご枠5の間には振動吸収用の防振ゴム8が挿着さ
れ、かご枠5から直接かご室6に伝達される細かい振動
を吸収するように構成されている。エレベータ用昇降路
4の両側壁には一対のガイドレール9がほぼ垂直に取り
付けられている。かご枠5の上部と下部には、ガイドレ
ール9と整合する位置にそれぞれ一対のガイドローラ1
0a ,10b が取り付けられている。このガイドローラ
10a ,10b は従来公知の構造のものであり、ローラ
ばね11a ,11bによってガイドレール9方向に付勢
され、レールの曲がりを追随できるように構成されてい
る。かご枠の上面と下面にはそれぞれ本発明による制振
装置12a ,12b が取り付けられている。これら制振
装置12a ,12b は同一構成を有しているので、かご
枠5上面に取り付けられた制振装置12a について以下
に説明する。制振装置12a はジャイロロータ13a と
ジンバル14a とサーボモータ15a と加速度センサ1
6a と図示しない制御装置とによって構成されている。
ジャイロロータ13a は質量を有する回転体17a と回
転軸18a とからなり、図示しない駆動装置により所定
の回転角速度で回転するように構成されている。ジンバ
ル14a はジャイロロータ13a を回転自由に支持する
とともに、ジンバル14a 自体はジンバル軸19a を介
して、一対の支持部材19a によって乗りかご2の横揺
れ方向xに対して垂直な面内の所定角度範囲内で回転自
在に支持されている。サーボモータ15a は支持部材2
0a に固定されているとともに、ジンバル軸19a に連
結され、ジンバル14a を所定の角速度で回転駆動でき
るように構成されている。加速度センサ16a はかご枠
5の上面に固定され、本実施例ではかご枠の横方向xの
加速度を検出できるように構成されている。制御装置
(図示せず)はかご枠5の上部と下部のいずれか一方
に、あるいはエレベータ1の可動部分以外の場所、たと
えば機械室に設置すればよい。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of an elevator in which the vibration damping device according to the present invention is mounted on the upper and lower parts of a car. The elevator indicated by reference numeral 1 as a whole has a car 2 which is suspended by a suspension rope 3 in an elevator hoistway 4 of a building. The car 2 is composed of a car frame 5 and a car room 6, and the suspension rope 3 is connected to an upper portion of the car frame 5 via a shock absorbing spring 7 so as to be able to absorb a shock at the start of elevating. In addition, car room 6
A vibration-absorbing rubber 8 for absorbing vibration is inserted between the car frames 5 so as to absorb fine vibrations transmitted directly from the car frames 5 to the car room 6. A pair of guide rails 9 are mounted substantially vertically on both side walls of the elevator hoistway 4. The upper and lower portions of the car frame 5 have a pair of guide rollers 1 at positions matching the guide rails 9.
0a and 10b are attached. The guide rollers 10a and 10b have a conventionally known structure, and are urged in the direction of the guide rail 9 by roller springs 11a and 11b so as to follow the bending of the rail. Vibration control devices 12a and 12b according to the present invention are attached to the upper and lower surfaces of the car frame, respectively. Since these vibration dampers 12a and 12b have the same configuration, the vibration damper 12a mounted on the upper surface of the car frame 5 will be described below. The vibration suppression device 12a includes a gyro rotor 13a, a gimbal 14a, a servomotor 15a, and an acceleration sensor 1
6a and a control device (not shown).
The gyro rotor 13a includes a rotating body 17a having a mass and a rotating shaft 18a, and is configured to rotate at a predetermined angular velocity by a driving device (not shown). The gimbal 14a rotatably supports the gyro rotor 13a, and the gimbal 14a itself is provided with a pair of support members 19a via a gimbal shaft 19a within a predetermined angle range in a plane perpendicular to the rolling direction x of the car 2. It is rotatably supported inside. Servo motor 15a is supported by support member 2
0a, and connected to a gimbal shaft 19a so that the gimbal 14a can be driven to rotate at a predetermined angular velocity. The acceleration sensor 16a is fixed to the upper surface of the car frame 5, and is configured to be able to detect the acceleration in the lateral direction x of the car frame in the present embodiment. The control device (not shown) may be installed in one of the upper and lower parts of the car frame 5 or in a place other than the movable part of the elevator 1, for example, in a machine room.
【0009】次にジャイロロータ13a とジンバル14
a とからなるジャイロ機構によって制振モーメントが発
生されるメカニズムについて図2を用いて説明する。図
2は乗りかご2上部のジャイロ機構をモデル化して示し
ており、図に示すようにジンバル軸19a をxa 軸、ジ
ャイロロータ13a の回転軸18a をza 軸、xa 軸と
za 軸を含む平面に対する垂線をya 軸とし、ジャイロ
ロータ13aの回転慣性モーメントをJa 、ジャイロロ
ータの回転角速度をΩa 、ジンバル14a のxa 軸まわ
りの角度をθa とすると、ジンバル14a の角度θa が
変化したときにya 軸回りにモーメントMya 、za 軸
回りにモーメントMza が発生する。これらモーメント
Mya ,Mza は下式によって表される。 Mya =Ja ・Ωa ・(dθa /dt)・cosθa (1) Mza =Ja ・Ωa ・(dθa /dt)・sinθa (2) ここで(dθa /dt)角度θa の時間tに関する微
分、すなわち、ジンバル14a のxa 軸まわりの角速度
を示している。上記モーメントMya はエレベータの乗
りかご2の振動を減衰する制振モーメントの有効成分と
なり、モーメントMza は乗りかご2の昇降方向に関す
る捻りモーメントであって、制振モーメントの無効成分
となる。同様に乗りかご2下部のジャイロ機構は下式に
示すモーメントMyb ,Mzbを発生する。Next, the gyro rotor 13a and the gimbal 14
The mechanism for generating a vibration damping moment by the gyromechanism a will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a model of the gyro mechanism on the upper part of the car 2 and, as shown in FIG. 2, the gimbal shaft 19a is on the xa-axis, the rotation shaft 18a of the gyro rotor 13a is on the za-axis, and the plane including xa-axis and za-axis. Assuming that the vertical line is the ya axis, the rotational moment of inertia of the gyro rotor 13a is Ja, the rotational angular velocity of the gyro rotor is Ωa, and the angle of the gimbal 14a around the xa axis is θa, the angle around the ya axis changes when the angle θa of the gimbal 14a changes. At the moment Mya and the moment Mza around the za axis. These moments Mya and Mza are represented by the following equations. Mya = Ja.OMEGA. (D.theta.a / dt) .cos.theta.a (1) Mza = Ja.OMEGA. (D.theta.a / dt) .sin .theta.a (2) Here, the derivative of (d.theta.a / dt) angle .theta.a with respect to time t, that is, gimbal 14A shows the angular velocity around the xa axis. The moment Mya is an effective component of a damping moment for attenuating the vibration of the car 2 of the elevator, and the moment Mza is a torsional moment in the ascending and descending direction of the car 2 and is an invalid component of the damping moment. Similarly, the gyro mechanism at the lower part of the car 2 generates moments Myb and Mzb shown by the following equations.
【0010】 Myb =Jb ・Ωb ・(dθb /dt)・cosθb (3) Mzb =Jb ・Ωb ・(dθb /dt)・sinθb (4) ここで、符号Jb はジャイロロータ13b の回転慣性モ
ーメント、符号Ωb はジャイロロータ13b の回転角速
度、符号θb はジンバル14b のジンバル軸19b まわ
りの角度を示している。今、ジャイロロータ13a ,1
3b の回転角速度Ωa ,Ωb の大きさを等しく、方向を
反対(例えば、Ωa >0,Ωb <0、かつ、|Ωa |=
|Ωb |)となるようにするとともに、ジンバル14a
,14b のジンバル軸19a ,19b まわりの角速度
方向を反対(例えば、dθa /dt>0、dθb /dt
<0)となるようにすれば、制振モーメントの有効成分
Mya とMyb は同符号となって加算され、制振モーメ
ントの無効成分Mza とMzb は符号が逆になって互い
に打ち消し合う。このようにジャイロロータ13a ,1
3b とジンバル14a ,14b の回転角速度と角度を設
定することにより、エレベータの横方向の振動を効果的
にかつ積極的に打ち消すとともに、エレベータの昇降方
向に関する捻りモーメントをほぼゼロとすることができ
る。Myb = Jb · Ωb · (dθb / dt) · cosθb (3) Mzb = Jb · Ωb · (dθb / dt) · sinθb (4) where Jb is the rotational inertia moment of the gyro rotor 13b, and code Ωb indicates the angular velocity of the gyro rotor 13b, and θb indicates the angle of the gimbal 14b around the gimbal axis 19b. Now, the gyro rotor 13a, 1
3b are equal in magnitude and the directions are opposite (eg, Ωa> 0, Ωb <0, and | Ωa | =
| Ωb |) and the gimbal 14a
, 14b with respect to the gimbal axes 19a, 19b (eg, dθa / dt> 0, dθb / dt).
If <0) is established, the effective components Mya and Myb of the damping moment have the same sign and are added, and the invalid components Mza and Mzb of the damping moment have opposite signs and cancel each other. Thus, the gyro rotors 13a, 13
By setting the rotational angular velocities and angles of the gimbal 3b and the gimbals 14a, 14b, the horizontal vibration of the elevator can be effectively and positively canceled, and the torsional moment in the vertical direction of the elevator can be made substantially zero.
【0011】制振モーメントの大きさを決定する制御装
置について、図3を用いて以下に説明する。図3は加速
度センサ16a ,16b やジャイロ機構や乗りかご2を
含めて制御装置の構成と制御の流れを示している。制御
装置21は、制御信号を演算する演算回路22と、演算
回路22が算出した制御信号に基づいてサーボモータ1
5a,15b を駆動するサーボドライバ23とによって
構成されている。演算回路22は、フィルター24と、
積分器25と、A/D変換器26と、演算器27と、D
/A変換器28と、ジンバル角度検出器29とを有して
いる。以下に制御装置21の制御の流れを図3に沿って
説明する。加速度センサ16a ,16b はエレベータの
乗りかご2の加速度X”を検出し、フィルター24に送
る。フィルター24は加速度X”の高次の周波数成分を
取り除き、これをA/D変換器26と積分器25とに並
列的に送る。積分器25は、フィルター24から入力さ
れた加速度X”を積分して速度X’に変換し、A/D変
換器26に出力する。一方、A/D変換器26にはジン
バル角度検出器29によって検出されたジンバル14a
,14b の角度が入力される。A/D変換器26は、
入力された加速度X”と速度X’とジンバル角度θのア
ナログ信号をデジタル信号に変換して演算器27に送
る。演算器27は制御出力を計算し、デジタル信号とし
てD/A変換器28に送る。D/A変換器28はデジタ
ル信号の制御出力をアナログ信号の制御出力Vs に変換
する。この制御出力Vs は以下のように表される。 Vsa=ーKp (X’a +Kd ・X”a )+Kg ・θa (5) Vsb=ーKp (X’b +Kd ・X”b )+Kg ・θb (6) ここで、Vsa,Vsbはそれぞれ乗りかご2の上部と下部
へのサーボドライバ23の制御出力、X’a ,X’b は
それぞれ積分器25で積分された乗りかご2の上部と下
部の速度成分、X”a,X”b はそれぞれ加速度センサ1
6a ,16b で検出された乗りかご2上部と下部の加速
度、θa ,θb はそれぞれジンバル14a ,14b の角
度を示している。係数Kp は比例ゲイン、係数Kd は微
分ゲイン、係数Kg はジンバル14a ,14b の復帰ゲ
インを示している。係数Kp ,Kd ,Kg は予め最適な
値を選定されている。サーボドライバ23は制御出力V
sa,Vsbに基づいてサーボモータ15a ,15b を駆動
する。これにより、ジンバル軸19a ,19b は所定の
角速度(dθa /dt,dθb /dt)で回転し、これ
により、ジャイロ機構によって上記式(1) ,式(2) に示
すように制振モーメントMya ,Myb が発生してエレ
ベータの乗りかご2に作用する。ガイドレール9の強制
変位はローラばね11a 、11b を介してエレベータの
乗りかご2に外力として及び、これによって乗りかご2
は連続して左右に傾斜し、この結果、横方向に振動す
る。これに対し、本発明のエレベータの制振装置の上記
制御は極めて短い時間内で姿勢制御を行うので、乗りか
ご2が傾きはじめる極めて初期の段階で、ジャイロ機構
によって制振モーメントが発生され、この制振モーメン
トはローラばね11a ,11b の力に抗して乗りかご2
の傾斜を打ち消す。この結果、ガイドレール9の曲がり
はローラばね11a ,11b の伸縮によってほとんど吸
収され、乗りかご2の振動は極めて小さい範囲内に制限
される。また、上記説明から明らかなように本発明の制
振装置は左右いずれの方向の横荷重に対して打ち消すよ
うに制振モーメントを発生するので、ローラばね11
a,11b の伸縮運動が抑制され、従来あったばねの
「弾み」感を積極的に打ち消すことができる。A control device for determining the magnitude of the damping moment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 shows the configuration and control flow of the control device including the acceleration sensors 16a and 16b, the gyro mechanism, and the car 2. The control device 21 includes an arithmetic circuit 22 that calculates a control signal, and the servo motor 1 based on the control signal calculated by the arithmetic circuit 22.
5a and 15b. The arithmetic circuit 22 includes a filter 24,
An integrator 25, an A / D converter 26, an arithmetic unit 27, and D
A / A converter 28 and a gimbal angle detector 29 are provided. The control flow of the control device 21 will be described below with reference to FIG. The acceleration sensors 16a and 16b detect the acceleration X "of the elevator car 2 and send it to the filter 24. The filter 24 removes high-order frequency components of the acceleration X", and removes the higher-order frequency components from the A / D converter 26 and the integrator. 25 and in parallel. The integrator 25 integrates the acceleration X ″ input from the filter 24, converts it into a velocity X ′, and outputs it to the A / D converter 26. On the other hand, the A / D converter 26 has a gimbal angle detector 29. Gimbal 14a detected by
, 14b are input. The A / D converter 26 is
The input analog signal of the acceleration X ″, the velocity X ′, and the gimbal angle θ is converted into a digital signal and sent to the arithmetic unit 27. The arithmetic unit 27 calculates the control output and sends the digital signal to the D / A converter The D / A converter 28 converts the control output of the digital signal into the control output Vs of the analog signal, which is expressed as follows: Vsa = −Kp (X′a + Kd · X ″) a) + Kg · θa (5) Vsb = −Kp (X′b + Kd · X ″ b) + Kg · θb (6) Here, Vsa and Vsb are control of the servo driver 23 to the upper and lower parts of the car 2 respectively. The output, X'a and X'b are the velocity components of the upper and lower parts of the car 2 integrated by the integrator 25, respectively, and X "a and X" b are the acceleration sensors 1 respectively.
The accelerations θa and θb of the upper and lower portions of the car 2 detected at 6a and 16b indicate the angles of the gimbals 14a and 14b, respectively. The coefficient Kp indicates a proportional gain, the coefficient Kd indicates a differential gain, and the coefficient Kg indicates a return gain of the gimbals 14a and 14b. The optimum values of the coefficients Kp, Kd, and Kg are selected in advance. The servo driver 23 controls the control output V
The servo motors 15a and 15b are driven based on sa and Vsb. As a result, the gimbal shafts 19a and 19b rotate at predetermined angular velocities (dθa / dt, dθb / dt), and as a result, the gyro mechanism as shown in the above equations (1) and (2) causes the damping moments Mya and Myb is generated and acts on the elevator car 2. The forcible displacement of the guide rail 9 is applied as an external force to the elevator car 2 via roller springs 11a and 11b, whereby the car 2
Continuously tilts to the left and right, and as a result, vibrates laterally. On the other hand, the above control of the vibration damping device for an elevator of the present invention performs attitude control within a very short time, so that a gyro mechanism generates a vibration damping moment at a very early stage when the car 2 starts to tilt. The damping moment of the car 2 against the force of the roller springs 11a and 11b
Cancel the inclination of As a result, the bending of the guide rail 9 is almost absorbed by the expansion and contraction of the roller springs 11a and 11b, and the vibration of the car 2 is limited to an extremely small range. Further, as is apparent from the above description, the vibration damping device of the present invention generates a vibration damping moment so as to cancel out a lateral load in either the left or right direction.
The expansion and contraction movement of the springs 11a and 11b is suppressed, and the "spring" feeling of the conventional spring can be positively canceled.
【0012】図4は、乗りかごの上部に本発明による制
振装置を取り付けた実施例を示している。図1と同一部
分に同一符号を付した図4に示すように、本実施例では
制振装置30は乗りかご2の上部にのみ取り付けられ、
一つの制振装置30によってかご室2の振動を抑制す
る。この場合、一つの制振装置30しか存在しないの
で、制振モーメントの無効成分である昇降方向に関する
捻りモーメントは制振装置同士の反作用によって打ち消
されることはないが、昇降方向に関する捻りモーメント
はエレベータの乗り心地にそれほど大きな影響を与え
ず、それよりエレベータ1の構造の簡素化できる利点を
有している。なお、単一の制振装置をエレベータの乗り
かご2下部に取り付けた場合も、上記実施例と同一の作
用・効果を有することは明かである。FIG. 4 shows an embodiment in which a vibration damping device according to the present invention is mounted on the upper part of a car. As shown in FIG. 4 in which the same portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, in this embodiment, the vibration damping device 30 is attached only to the upper part of the car 2,
The vibration of the car room 2 is suppressed by one vibration control device 30. In this case, since there is only one damping device 30, the torsional moment in the elevating direction, which is an ineffective component of the damping moment, is not canceled out by the reaction between the damping devices. This has the advantage that the ride comfort is not significantly affected and the structure of the elevator 1 can be simplified. It is apparent that the same operation and effect as in the above embodiment can be obtained even when a single vibration damping device is attached to the lower part of the elevator car 2.
【0013】図5は本発明による制振装置をエレベータ
の乗りかご下部に一対取り付けた実施例を示している。
図1と同一部分に同一符号を付した図5に示すように、
この実施例では、乗りかご2の下部に一対の制振装置3
1c ,31d が方向xに直列的に連設されている。これ
ら制振装置31c ,31d のジャイロロータの回転角速
度Ωc ,Ωd の大きさを等しく、方向を反対(例えば、
Ωc >0,Ωd <0、かつ、|Ωc |=|Ωd |)とな
るようにするとともに、ジンバル軸の角速度の方向が反
対(例えば、dθc /dt>0、dθd /dt<0)と
すれば、図1に示した実施例と同様に制振モーメントの
有効成分が加算され、無効成分が互いに打ち消される。
本実施例によれば、制振装置が乗りかごの下部に設置さ
れるので、乗りかご上部での吊りロープや換気装置等多
数の機器の配置が容易になり、構造上好都合である。FIG. 5 shows an embodiment in which a pair of vibration damping devices according to the present invention are attached to the lower part of a car of an elevator.
As shown in FIG. 5 where the same reference numerals are given to the same parts as in FIG.
In this embodiment, a pair of vibration damping devices 3
1c and 31d are connected in series in the direction x. The rotational angular velocities Ωc and Ωd of the gyro rotors of these vibration damping devices 31c and 31d are made equal in magnitude and opposite in direction (for example,
Ωc> 0, Ωd <0, and | Ωc | = | Ωd |), and the directions of the angular velocities of the gimbal axes are opposite (for example, dθc / dt> 0, dθd / dt <0). For example, as in the embodiment shown in FIG. 1, the effective components of the damping moment are added, and the ineffective components cancel each other.
According to the present embodiment, since the vibration damping device is installed at the lower part of the car, it is easy to arrange a number of devices such as a hanging rope and a ventilation device at the upper part of the car, which is structurally convenient.
【0014】なお、上記いずれの実施例の制振装置も常
時乗りかごの姿勢制御を行う必要がなく、好ましくは使
用者によってエレベータに「呼び」信号が入力された時
点で姿勢制御を開始し、エレベータの停止後一定時間経
過後に制御を停止するようにする。これにより、より経
済的なエレベータの制振装置を得ることができる。It is not necessary for the vibration damping devices of any of the above embodiments to always control the attitude of the car, and the attitude control is preferably started when a "call" signal is input to the elevator by the user. The control is stopped after a certain period of time has passed since the elevator was stopped. Thereby, a more economical elevator damping device can be obtained.
【0015】[0015]
【発明の効果】上記の説明から明らかなように本発明に
よるエレベータの制振装置は、エレベータの乗りかごの
横方向加速度を加速度センサによって検出し、制御装置
によって加速度センサが検出した加速度を打ち消すよう
にジャイロ機構を制御し、極めて短時間のうちにジャイ
ロ機構によって制振モーメントを発生させるので、この
制振モーメントによってガイドレールの曲がり等による
ガイドローラのローラばねの力に抗して乗りかごは姿勢
制御され、このことにより、従来吸収することができな
かったエレベータの乗りかごの振動は吸収され、振動を
効果的かつ積極的に減衰させるエレベータの制振装置を
得ることができる。As is apparent from the above description, the elevator vibration damping device according to the present invention detects the lateral acceleration of the elevator car by the acceleration sensor and cancels the acceleration detected by the acceleration sensor by the control device. The gyro mechanism controls the gyro mechanism in a very short time, and the gyro mechanism generates a damping moment in a very short time. Thus, the vibration of the elevator car, which could not be absorbed conventionally, is absorbed, and an elevator vibration damping device that effectively and positively attenuates the vibration can be obtained.
【図1】本発明による制振装置を取り付けた第一の実施
例によるエレベータの構成を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an elevator according to a first embodiment to which a vibration damping device according to the present invention is attached.
【図2】ジャイロ機構のモデル化して示した図。FIG. 2 is a diagram showing a model of a gyro mechanism.
【図3】制御装置の構成と制御の流れを示したブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device and a flow of control.
【図4】本発明による制振装置を取り付けた第二の実施
例によるエレベータの構成を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an elevator according to a second embodiment to which a vibration damping device according to the present invention is attached.
【図5】本発明による制振装置を取り付けた第三の実施
例によるエレベータの構成を示した図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an elevator according to a third embodiment to which a vibration damping device according to the present invention is attached.
【図6】従来の制振装置を取り付けたエレベータの構成
を示した図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an elevator to which a conventional vibration damping device is attached.
【図7】ガイドローラを拡大して示した正面図。FIG. 7 is an enlarged front view showing a guide roller.
【符号の説明】 1 エレベータ 2 乗りかご 12 制振装置 13 ジャイロロータ 14 ジンバル 15 サーボモータ 16 加速度センサ 18 回転軸 19 ジンバル軸 21 制御装置 22 演算回路 23 サーボドライバ 30 制振装置 31 制振装置[Description of Signs] 1 elevator 2 car 12 vibration damper 13 gyro rotor 14 gimbal 15 servo motor 16 acceleration sensor 18 rotation axis 19 gimbal axis 21 controller 22 arithmetic circuit 23 servo driver 30 vibration damper 31 vibration damper
Claims (2)
るジャイロロータと、このジャイロロータを回転自由に
支持するとともにそれ自体ジンバル軸に関して回転可能
に支承されたジンバルと、前記ジンバルをジンバル軸に
関して所定の角速度で回転させるサーボモータと、乗り
かごの加速度を検出する加速度センサと、前記加速度セ
ンサからの信号に基づいて制御信号を演算する演算回路
と前記制御信号に基づいてサーボモータを駆動するサー
ボドライバとを有する制御装置とによって構成され、エ
レベータの乗りかごの上部と下部に設置され、制振モー
メントの有効成分が加算されるとともに制振モーメント
の無効成分が互いに打ち消し合うように、各ジャイロロ
ータの慣性モーメントと回転角速度と、各ジンバルの回
転角速度とが設定あるいは制御されていることを特徴と
するエレベータの制振装置。A gyro rotor that rotates at a predetermined angular velocity around a rotation axis, a gimbal that rotatably supports the gyro rotor and is rotatably supported on the gimbal axis itself, and a gimbal axis A servo motor that rotates at a predetermined angular velocity, an acceleration sensor that detects the acceleration of the car, an arithmetic circuit that calculates a control signal based on a signal from the acceleration sensor, and a servo motor that is driven based on the control signal. It is constituted by a controller and a servo driver, et
Installed at the top and bottom of the elevator car,
And the damping moment
Each gyro so that the inactive ingredients of each other cancel each other out
The moment of inertia and rotational angular velocity of the motor, and the rotation of each gimbal.
A vibration damping device for an elevator, wherein a turning angle speed is set or controlled .
点で乗りかごの姿勢制御を開始し、エレベータの停止後
一定時間経過後に前記制御を停止するように構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載のエレベータの制
振装置。2. The method according to claim 1, wherein the control of the attitude of the car is started when a "call" signal is input to the elevator, and the control is stopped after a lapse of a predetermined time after the elevator stops. The elevator vibration damping device according to claim 1.
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