电梯减振装置.pdf

本发明的电梯减振装置包括：安装在减振对象物上的壳体(24)；弹性体(28)，其在壳体(24)内支承至少一部分具有磁性体的重锤(22)，并使所述重锤(22)在减振方向上变位自如；在壳体(24)内与重锤(22)相对设置的第一电磁铁(26)；以与第一电磁铁(26)正交的朝向，在壳体(24)内与重锤(22)相对设置的第二电磁铁(27)。

1、  一种电梯减振装置，其特征在于，包括：
安装在减振对象物上的壳体；
弹性体，其在所述壳体内支承至少一部分具有磁性体的重锤，并使所述重锤在减振方向上变位自如；
在所述壳体内与所述重锤相对设置的第一电磁铁；
以与所述第一电磁铁正交的朝向，在所述壳体内与所述重锤相对设置的第二电磁铁。

2、  一种电梯减振装置，其特征在于，包括：
安装在减振对象物上的壳体；
弹性体，其在所述壳体内支承至少一部分具有磁性体的重锤，并使所述重锤在减振方向上变位自如；
在所述壳体内与所述重锤相对设置的第一电磁铁；
以与所述第一电磁铁正交的朝向，在所述壳体内与所述重锤相对设置的第二电磁铁；
以与所述第一电磁铁以及所述第二电磁铁中的任一个都正交的朝向，在所述壳体内与所述重锤相对设置的第三电磁铁。

电梯减振装置
技术领域
本发明涉及用于减小电梯振动的电梯减振装置。
背景技术
近年来，随着建筑物的节省空间化，将卷扬机小型化设置在升降井道内的无机房型电梯正在普及。无机房型电梯的构成，正如日本公开专利公报特开2004-115161号公报(以下称为专利文献1)所公开的那样，控制盘、卷扬机等不是配置在以往的机械室内，而是配置在升降井道内的井道壁或轨道上。而且，这些导轨等都通过托架等固定在升降井道内壁上，通过在升降井道驱动卷扬机，轿厢经由卷绕在卷扬机的槽轮的缆索进行升降动作。此时，由轿厢升降等产生的振动通过梁等传递给建筑物，从而产生噪音等。
特别是，缆索强度增加导致缆索的直径趋向变细，槽轮的直径也随之减小，因此由于槽轮的高速转动而产生大约10Hz以上的振动。该振动是建筑物侧的住户的墙壁等鸣响产生噪音的原因。在这样的背景下，提出了一种技术方案：在支承卷扬机的支承部件上设置振动传感器和减振装置，通过驱动减振装置，将与传感器检测到的振动相位相反的力作为减振力提供给支承部件，从而减小通过支承部件传递给建筑物的振动，例如有日本公开专利公报特开2007-297180号公报(以下称为专利文献2)。
但是，上述专利文献2所记载的减振装置仅仅与振动传感器所检测的一个方向的振动相对应而产生减振力。因此，在产生多个方向的振动的情况下，需要设置与各个方向相匹配的减振装置。
然而，尤其是没有机械室的无机房型电梯，有时难以确保将所有的减振装置都设置在电梯内的场所。又，在预先知道传递给建筑物的振动方向的情况下，可以考虑减震装置的设置方向，以使其产生相反相位的振动来消减上述振动，但是对于新发生的振动，要把握其特性并设置减振装置会比较费时间。
还有，根据多个振动方向来设置多个减振装置导致电梯设置的成本上升。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电梯减振装置，该电梯减振装置能够不增加其设置的个数，确保设置的自由度，能够高效率、可靠地减低多个方向的振动。
本发明的第一实施形态的电梯减振装置具有：安装在减振对象物上的壳体；弹性体，其在壳体内支承至少一部分具有磁性体的重锤，并使所述重锤在减振方向上变位自如；在壳体内与重锤相对设置的第一电磁铁；以与第一电磁铁正交的朝向，在壳体内与重锤相对设置的第二电磁铁。
本发明的第二实施形态的电梯减振装置具有：安装在减振对象物上的壳体；弹性体，其在壳体内支承至少一部分具有磁性体的重锤，并使所述重锤在减振方向上变位自如；在壳体内与重锤相对设置的第一电磁铁；以与第一电磁铁正交的朝向，在壳体内与重锤相对设置的第二电磁铁；以与第一电磁铁以及第二电磁铁中的任一个都正交的朝向，在壳体内与重锤相对设置的第三电磁铁。
发明效果
采用本发明，能够提供这样一种电梯减振装置：能够不增加减振装置的设置个数，确保设置的自由度，通过减振力高效率、可靠地减低多个方向的振动。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态的无机房型电梯的整体构成的图。
图2是表示图1所示的减振装置的内部构成的图。
图3是说明图2所示的减振装置的控制系统的构成的图。
符号说明
10升降井道
11卷扬机
11a旋转轴
12支承部件
13支架
14主槽轮
15缆索
16轿厢
17a、17b轿厢下槽轮
18a、18b导轨
19建筑物的侧壁
20振动传感器
20A水平用加速度传感器
20B垂直用加速度传感器
21减振装置
22重锤
23空间
24壳体
25凹部
26a、26b第一电磁铁
27a、27b第二电磁铁
28a、28b弹性体
30振动分选器
40控制装置
40a垂直减振用控制装置
40b水平减振用控制装置
41A/D变换器
42高通滤波器
43积分器
44增益调整器
45平方根计算器
46电磁力分配计算器
47、48D/A变换器
49、50AMP
具体实施方式
下面，参考附图，对适用本发明的电梯减振装置的无机房型电梯的构成进行说明。
【电梯的整体构成】
首先，参考图1，对本发明一实施形态的无机房型电梯的整体构成进行说明。
本发明一实施形态的无机房型电梯，如图1所示，卷扬机11等机械类(包括未图示的控制盘)被小型化且设置在升降井道10内。卷扬机11通过支架13设置在支承部件12上，该支承部件12水平方向架设在升降井道10的上部。支承部件12由例如铁制的坚固的构件构成(也可利用建筑物的梁)。安装在卷扬机11底部的支架13由例如防振橡胶等吸音材料构成。主槽轮14转动自如地安装在卷扬机11的旋转轴11a上，主槽轮14上挂有缆索15。
缆索15的两端部固定在设置于升降井道10的规定部位的挂钩部上，轿厢16通过轿厢下槽轮17a、17b与未图示的配重一起以2∶1的拉运方式被支持。虽然图1仅示出1条缆索15，但实际上有多条缆索15绕挂于主槽轮14、轿厢下槽轮17a、17b等。轿厢16滑动自如地被支承在一对导轨18a、18b上，并响应卷扬机11的驱动通过缆索15作升降运动。导轨18a、18b与支承部件12连接，支承部件12的端部固定在建筑物的侧壁19上。
具有这样构成的无机房型电梯中，随着卷扬机11的驱动而产生振动，并将振动传递到卷扬机11周围。特别是，若由于缆索15的强度提高而使缆索直径变细，主槽轮14的直径也随之变小，则容易由于高速转动而产生约10Hz以上的振动。这样的振动通过支承部件12传递到建筑物的侧壁19，影响到例如住户墙壁等而产生噪音。因此，在无机房型电梯中，为了降低从卷扬机11传递到建筑物侧壁19的振动，在支承部件12上设置振动传感器20和减振装置21。
振动传感器20由例如加速度传感器构成，检测其设置部位所产生的振动。减振装置21根据振动传感器20所检测到的振动信号，在规定方向上移动重锤22，以给予减振对象(在本例中为支承部件12)减振力。
更具体来说，减振装置21和振动传感器20一起设置在支承部件12的背侧(即，卷扬机11相反侧的面)。卷扬机11驱动时传递到支承部件12的振动通过设置于该支承部件12上的振动传感器20来检测。尤其是在本发明的实施形态中，设置用来检测水平方向的振动的水平用加速度传感器20A和用来检测垂直方向的振动的垂直用加速度传感器20B来构成振动传感器20。另外，以下，将水平用加速度传感器20A和垂直用加速度传感器20B进行适当归纳并表示为振动传感器20。
减振装置21根据振动传感器20检测出的振动信号移动内部的重锤22，以产生与传递到支承部件12的振动相反相位的力。由此，对支承部件12施加减振力，以与来自卷扬机11的振动抵消。从而，能够减小从卷扬机11经由支承部件12传递到建筑物侧壁19的振动。
【减振装置的内部构成】
接着，参考图2，对构成本发明实施形态的减振装置21的内部构成进行说明。
减振装置21具有：形成有空间23的壳体24，在该空间23的内部收容有至少一部分具有磁性体的重锤22；形成在壳体24内侧的底面24a的凹部25；在壳体24内侧的上表面和凹部25的底面25a上相对设置以夹着重锤22的第一电磁铁26a、26b；和设置在壳体24内侧侧面的、与第一电磁铁26a、26b正交的位置上以夹着重锤22的第二电磁铁27a、27b。还进一步具有配置在底面24a上的弹性体28a、28b，该弹性体28a、28b在图中的箭头X、Y方向(减振方向，上下方向、左右方向)变位自如地支持着重锤22。该减振装置21中，第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b一旦被励磁，至少一部分具有磁性体的重锤22则通过此时产生的电磁力在减振方向移动，其反作用力施加在壳体24上。从而，对第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b进行励磁控制以使得作用于壳体24的反作用力成为减振力的话，可抵消卷扬机11产生的振动。
又，对于壳体24，不需要形成将减振装置21构成为箱状使其六个面全都构成面从而将电磁铁等包围在内部的构成。例如，最低限可仅具有构成设有第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b的区域的面即可，以图2所示的减振装置21为例，正面和位于该正面的相对位置的背面可以不设置为起覆盖作用的面。又，第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b最好配置在，与由重锤22和弹性体28a、28b构成的振动系统的旋转体系节点(振动时不发生变位的点)对应的位置(在具有两个弹性体的情况下重锤22的重心位置)。采用这样的构成，就能够通过激振重锤22的二次振动模式(例如以重锤22的重心位置为中心的摇动旋转)来防止无法正确控制减振力的情况。
又，构成第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b的芯体最好由叠层钢板、铁素体(ferrite)、坡莫合金(permalloy)等电阻较大的材料形成。这是因为，如果采用铁等电阻较小的材料形成芯体的话，在线圈通上高频电流时，由于在芯体表面会产生涡电流，因此所产生的电磁力可能在第一电磁铁26a、26b、第二电磁铁27a、27b内被抵消，从而无法正确控制减振力。
【减振装置的减振系统的构成】
接着，参考图3，说明对减振装置21的动作进行控制的作为本发明一实施形态的控制系统的构成。
如上所述，水平用加速度传感器20A检测水平方向的振动，垂直用加速度传感器20B检测垂直方向的振动。根据由这些振动传感器20所检测的振动方向来驱动多个电磁铁。另外，图3中设置有水平用和垂直用两种振动传感器20，但也可以根据所发生的振动的方向适当地设置多个振动传感器20。
根据所分选的振动方向的数量设置多个控制装置40。例如，在本发明的实施形态中，如上述所说明的那样，由于设有两对电磁铁(第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b)，因此对于两对电磁铁设有两个控制装置40a、40b以便能够使得两个方向的振动减振。控制装置40a根据来自垂直用加速度传感器20B的信号将控制垂直振动的信号传送给减振装置21。又，控制装置40b根据来自水平用加速度传感器20A的信号将控制水平振动的信号传送给减振装置21。
控制装置40(本发明实施形态中，设有两个控制装置40a、40b，但任何一个控制装置40a、40b其构成要素都相同，故归纳起来进行说明。)由DSP(Digital Signal Processor)等通用的计算机构成，具有A/D变换器41、高通滤波器42、积分器43、增益调整器44、平方根计算器45、电磁力分配计算器46、以及D/A变换器47、48。由振动传感器20检测出的振动信号通过A/D变换器41进行A/D变换后传送给高通滤波器42，通过高通滤波器42将抑制频率范围(例如大约50～300Hz)的振动成分抽出。由高通滤波器42抽出的振动成分通过积分器43进行数值积分后，在增益调整器44乘以规定的增益，由此生成减振信号。
设置在减振装置21中的第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b分别只产生吸引重锤22方向(减振方向)的电磁力。于是，在电磁力分配计算器46中，与重锤22的移动时机相对应，对第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b的电磁力进行分配，例如，在使重锤22向上方向(图2所示的箭头X方向)移动瞬间，使一个第一电磁铁26a的电磁力的吸引作用增大，并减小另一个第一电磁铁26b的电磁力产生的吸引作用。电磁力分配计算器46输出的减振信号通过D/A变换器47、48进行D/A变换，并根据需要通过放大器(AMP)49、50进行放大后，施加给第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b。这样，第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b被励磁驱动，对壳体24作用相反的力，能够抵消来自卷扬机11的振动。
又，在第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b为U型电磁铁的情况下，第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b(在此，以第一电磁铁26a、26b为例进行说明)所产生的电磁力F，在磁路截面积记为S，线圈卷数记为N，线圈电流记为I，电磁铁芯体的磁路长度记为L1，重锤22的磁路长度记为L2，第一电磁铁26a、26b和重锤22之间的间隙长度记为L3(参照图2)，电磁铁芯体的透磁率记为μ1，重锤22的透磁率记为μ2，空气透磁率记为μ0时，以下列数式1表示。
数式1
F=SN2I2μ0(L1μ1+L2μ2+2L3μ0)2]]>
即，减振装置21产生的减振力与线圈电流I的平方成比例，将减振力大小作为控制信号输入控制装置40时，控制装置40必须通过将控制信号变换为带符号的平方根信号来导出线圈电流I。因此，在将减振力的大小作为控制信号输入到控制装置40中时，平方根计算器45最好将控制信号变换为带符号的平方根信号。
这样，本发明实施例的无机房型电梯中，在支承电梯的卷扬机的部件(支承部件或机床)上预先设置了振动传感器和一个能对多个方向发生的振动分别进行减振的减振装置，根据振动传感器检测出的振动信号，驱动减振装置，由此来降低从卷扬机经由支承部件传递到建筑物侧壁的振动，因此能够减小对建筑物居室等的影响。而且，还能够提供这样的电梯减振装置：通过设置这样的减振装置，可以不增加设置于电梯中的减振装置的个数，确保设置的自由度，还可以通过减振力高效率地、可靠地减低多个方向的振动。
以上对适用本发明的实施形态进行了说明，但是本发明并不限于通过该实施形态成为本发明所揭示的一部分的记载和附图。例如，在上述减振装置21中，设有两对电磁铁(第一电磁铁以及第二电磁铁)，但是也可以朝着与某一对电磁铁正交的方向，在壳体内设置与重锤相对配置的第三电磁铁，利用减振力高效率地、可靠地减低所检测的三维的振动。又，本实施形态中，第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b的位置是固定的，但是也可以通过在第一电磁铁26a、26b、或第二电磁铁27a、27b上设置可动机构使得重锤22与第一电磁铁26a、26b、或与第二电磁铁27a、27b之间的间隙长度可以调整。
又，在本发明的实施形态中，根据所发生的振动的方向设有多个振动传感器20，但也可以使用一个振动传感器20，在其与控制装置40之间设置例如振动分选器，对由振动传感器20所检测的振动信号按其方向进行分选。
还有，本实施形态是将减震装置设置于电梯中，但是本发明不限于此，该减振装置也可适用于电车、汽车等车辆。又，当然也可以在上述电梯内的各构成要素以外的振动所发生的位置设置减振装置。从而，基于本发明实施例，本领域技术人员所得到的其他实施形态、实施例以及运用技术等都包含在本发明的范围内。
而且，以上是以图1所示那样的2∶1拉运方式的电梯为例进行了说明，但在例如1∶1拉运方式的电梯的情况下，在同样的位置设置减振装置，也具有利用减振力减低所发生的振动的效果。