专利名称：电梯的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有抑制电梯厢振动的功能的电梯。
背景技术：
以往， 一般如果由外来激励产生的频率接近电梯的振动系统的共振频 率，则整个系统成为共振状态，变为不稳定状态。如果电梯的运行所产生 的振动接近于系统的固有振动频率，则振动加剧，极大地影响乘梯舒适度。
作为解决该问题的笫一种方法的是，通过更改、加强系统的构造来使 固有振动频率移至高频区域，从而与行驶中受到的外加振动频率错开。由 此改善乘梯舒适度，提供坚固的系统。
第二种方法是，在预先知道系统的固有振动频率的情况下，分割平衡 配重而构成动态减振器，并以在系统的固有振动频率附近减振性最强的方 式设计该分割了的平衡配重的质量和弹性系数以及衰减系数，从而有效地 控制纵向振动、提供较高的乘梯舒适性能。
还有，例如如日本的特开2005-1773号Z/H艮所示，通过将上下移动的 动态减振器设置在电梯厢框架下方以使低频率的纵向振动衰减的方法，以 及例如如日本的特开2004-75228号公报所示，在电梯厢上设置使施于电梯 厢的振动衰减的减振器装置。
电梯中，电梯厢的乘梯舒适感是基本性能之一，纵向振动，是决定乘 梯舒适感的重要指标。从乘客的身体感受出发， 一般2, 3Hz 10Hz前后 的振动被作为问题处理。因而，为了获得较高的乘梯舒适性能，优选有效 抑制这多个频带的纵向振动。
但是，由于电梯厢的装载容量和升降行程等，电梯的振动系统的固有 值随每个物件而有所不同。还有，随着近几年机械室电梯的普及，电梯的 构造物朝着小型化、轻型化、低成本化发展，确保整个系统的刚度越来越
比以往的类型困难。
在这样的背景下，电梯的振动系统的固有振动频率为存在多个频带， 由于行驶中固定受到的外来激励频率，整个系统变得不稳定，损害乘梯舒 适感的事例比以往有所增加。
由于前述的市场要求，如上所述那样通过进行系统构造的加强而将固 有振动频率移至高频区域来确保刚度变得越来越困难，即使有可能实现， 通常也会导致成本的提高。
还有，如上所述，平衡配重具备动态减振器时，不会大幅提高成本， 能够有效的抑制目标频率的振动。但是电梯随物件不同，其容量和升降行 程会有所变化，因此需要每次设计，为了设计需要已知目标频率。还有一 个缺点是，如果施加与目标频率不同的外来激励，则没有效果。
发明内容
于是，本发明的目的在于，提供一种电梯，在变化的条件下也能够抑 制纵向振动来稳定实现较高乘梯舒适感。
即，本发明涉及的电梯，其特征在于具备包括经由弹簧要素和执行 器悬挂于平衡配重上的动态减振器配重的动态减振器，和积蓄电力的蓄电 装置；并且，将动态减振器的执行器从电梯厢的纵向振动能转化的电能积
蓄于蓄电装置，按照电梯厢的运行条件，利用积蓄在蓄电装置的电力使执 行器振动，以使动态减振器配重的振动频率变为抑制电梯厢的纵向振动的
振动频率。
根据本发明，即使在变化的条件下，也能够抑制纵向振动来实现电梯 的电梯厢的稳定的乘梯舒适感。
图l是表示本发明的第1实施方式中的电梯的构成的概略的图。
图2是表示本发明的第1实施方式中的电梯的能量再生式减振器的构 成例的图。
图3是表示本发明的第1实施方式中的电梯的轿厢振动抑制相关的处
理工作的一例的流程图。
图4是表示本发明的第2实施方式中的电梯的构成的概略的图。
图5是表示本发明的第2实施方式中的电梯的平衡配重的内部构成的
一例的图。
图6是表示本发明的第2实施方式中的电梯的轿厢振动抑制相关的处 理工作的一例的流程图。
图7是表示本发明的第3实施方式中的电梯的构成的概略的图。
图8是表示本发明的第3实施方式中的电梯的轿厢振动抑制相关的处 理工作的一例的流程图。
图9是表示以往的电梯的构成的概略的图。
具体实施例方式
首先，为了更容易理解本发明，对以往的电梯例子进行说明。 图9是表示以往的电梯的构成的概略的图。
该电梯使用2: l单绕桂绳的方式，电梯厢41被悬挂于巻挂在主绳索 43上的轿厢滑轮42、 42a。主绳索43经由轿厢绳轮42、 42a和曳引机滑轮 45a而被巻挂在平衡配重滑轮46、 46a上。平衡配重47被悬挂于平衡配重 滑轮46、 46a。
电梯厢41经由巻挂于设在曳引机45的发动机轴上的曳引机滑轮45a 的主绳索43而与平衡配重47连结。电梯厢41伴随着由曳引机45的驱动 所引起的曳引机滑轮45a的转动，和平衡配重47 —起相互在上下相反的方 向上升降。
该电梯的振动系统具有主绳索43的等效刚度43a、 43b、 43c、 43d, 轿厢侧绳头弹簧44，以及平衡配重侧绳头弹簧44a。着眼于固定施加在该 系统上的外力位于该系统的固有振动频率附近的情况。电梯的振动系统的 振动模式中，考虑的是电梯厢41和平衡配重47交互上下相互牵引的逆相 位振动模式、与电梯厢41和平衡配重47同时上下振动的同相位振动模式。
在振动模式是逆相位振动模式的情况下，能够通过在控制曳引机45 的控制系统中调整控制响应来改善振动，不过在振动模式是同相位的振动 模式的情况下，通过控制响应来抑制振动比较困难。在如图9所示的例子 中，为了抑制该同相位的振动模式，将平衡配重47构成为动态减振器。
在电梯厢41和平衡配重47以同相位振动4莫式振动的情况下，如果抑 制平衡配重47的振动，则也能够抑制用主绳索43连接的电梯厢41的振动。
在图9所示的例子中，平衡配重47的质量系统由平衡调整用配重47a、 动态减振器配重47b构成。平衡调整用配重47a被固定在平衡配重47的 框上，动态减振器配重47b经由弹簧要素48以及衰减器49悬挂在平衡调 整用配重47a上，从而能够上下振动。
接下来，设运行中的电梯厢41和平衡配重47上产生的同相位振动的 频率为F，来说明用于抑制该频率的振动的平衡配重47的动态减振器的参 数的设计顺序。
首先，设平衡调整用配重47a的质量为M，动态减振器配重47b的质 量为m,电梯的振动系统整体的弹性系数为K，如下述的式(1)那样表 示系数a,如下述的式(2)那样表示系数(3。
a=m/M …式(1)
P=co/n …式(2)
如果设弹簧要素48的弹性系数为k,则下述的式(3)成立。
co2=k/m …式(3 )
还有，下述的式(4)成立。
Q2=K/M …式(4)
另外，如果设动态减振器的振动频率为f，则下述的式(5)成立。 |3=ft)/Q=27rf/27iF …式(5)
如果设动态减振器的衰减器49的衰减比为；，则用于计算最合适的参 数的下述式(6)、式(7)成立。 卩二1/ (l+a) …式(6)
(l+(x) }1/2…式(7)
从这些关系，能够求出动态减振器的弹簧要素48的弹性系数k和衰 减器49的衰减比；。
由此，能够设计出以吸收平衡配重47的纵向振动的方式使动态减振器 配重47b振动而抑制电梯厢41的振动的动态减振器。但是，实际上电梯 厢41的升降行程随每个建筑物而不同，所以电梯的振动系统整体的弹性系 数K为随每个物件而不同的值。还有，电梯厢41的振动频率由于乘客人 数即装载载重和轿厢位置而变化。因而，出现了这样的问题，即为了使这 样构成的动态减振器有效地发挥作用，需要每次调整弹簧要素48和衰减器 49的参数至最合适的值。
以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。 (第1实施方式)
首先，对本发明的第1实施方式进行说明。
图l是表示本发明的第1实施方式中的电梯的构成的概略的图。
该电梯使用2: 1单绕桂绳的方式，电梯厢1被悬挂于巻挂在主绳索3 上的轿厢滑轮2、 2a。主绳索3经由轿厢绳轮2、 2a和曳引机滑轮5a而被 巻挂在平衡配重滑轮6、 6a上。平衡配重7被悬桂于平衡配重滑轮6、 6a。
电梯厢1经由巻挂于设在曳引机5的发动机轴上的曳引机滑轮5a的主 绳索3而与平衡配重7连结。电梯厢l伴随着由曳引机5的驱动所引起的 戈引机滑轮5a的转动，和平衡配重7 —起相互在上下相反的方向上升降。
该电梯的振动系统具有主绳索3的等效刚度3a、 3b、 3c以及3d, 轿厢侧绳头弹簧4，以及平衡配重侧绳头弹簧4a。
还有，该电梯具备脉冲发生器14以及载重检测装置15。脉冲发生器 14检测曳引机5的轴转动，产生与该转动角度成比例的脉沖信号。栽重检 测装置15检测电梯厢1内的载重值。
在如图l所示的例子中，将平衡配重7构成为动态减振器。即，在该 电梯中，由平衡调整用配重7a、动态减振器配重7b构成平衡配重7的质 量系统。平衡调整用配重7a被固定在平衡配重7的框上，动态减振器配重 7b经由弹簧要素8以及能量再生式减振器9而悬挂于平衡调整用配重7a，
能够作为动态减振器上下振动。能量再生式减振器9具有振动衰减功能以 及电力再生功能。
图2是表示本发明的第1实施方式中的电梯的能量再生式减振器的构 成例的图。
如图2所示，能量再生式减振器9具备执行器10、蓄电装置ll、升降 压振动换流器(于3 、乂 〃)电路12以及控制装置13。蓄电装置11例如由 镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池等二次电池，双电荷层电容这样的 大容量电容器等构成。
在通过控制装置13对积蓄在蓄电装置11中的电力进行放电控制时， 执行器IO产生电梯的振动系统的纵向振动的衰减力。
升降压振动换流器电路12具备开关元件电路12a以及电感12b。开关 元件电路12a由第1开关元件12c和第2开关元件12d串联连接而成。第 1开关元件12c的集电极和第2开关元件12d的发射极与执行器10连接。 在笫2开关元件的集电极和发射极之间，连接着电感12b以及蓄电装置11 的串联电路。还有，第l开关元件12c的基极和第2开关元件12d的基极 连接在控制装置13上。
控制装置13具备增幅器13a、滤波器13b以及微机13c。微机13c具 备蓄电控制部13d、振动控制部13e、以及轿厢位置检测部16。
表示图1所示的脉冲发生器14的检测结果的信号以及表示由载重检测 装置15的检测结果的信号，经由控制装置13的增幅器13a以及滤波器13b 的信号处理而输入到微机13c。
在本实施方式中，通过使动态减振器的固有振动频率与电梯厢l无载 重并且轿厢位置处于中间层的情况下的电梯的振动系统的固有振动频率一 致，从而实现能够通过动态减振器配重7b的振动吸收该振动系统的纵向 振动。
接下来，对与图1以及图2所示的构成的电梯的轿厢振动抑制相关的 工作进行说明。图3是表示与本发明的第1实施方式中的电梯的轿厢振动 抑制相关的处理动作的一例的流程图。
如果伴随电梯厢1的升降而发生了平衡配重7的上下移动中的同相位 振动(步骤Sl )，则能量再生式减振器9的执行器10也振动(步骤S2 )。
执行器10进行以得到的振动能为基础的电力再生(步骤S3 )。升降压 振动换流器电路12按照控制装置13的蓄电控制部13d的控制而将由电力 再生产生的电能转换为合适的电压，作为再生电力积蓄在蓄电装置11中 (步骤S4 )。
控制装置13的轿厢位置检测部16基于来自于脉冲发生器14的信号检 测电梯厢1的轿厢位置。控制装置13的振动控制部13e基于已检测出的轿 厢位置和由来自于载重检测装置15的信号所表示的载重值，使用PWM控 制对开关元件电路12a的各开关元件进行开关，以使动态减振器配重7b 的振动频率与电梯的振动系统的现在的固有振动频率一致或接近，由此将 积蓄在蓄电装置11中的电力放电至执行器10 (步骤S5、 S6)。执行器IO 在得到来自于蓄电装置11的电力时，将其转化为振动能而振动(步骤S7 )。
由此能够使执行器10中产生的力即衰减率变化。即，执行器10作为 不需要从外部供电的可变衰减装置而发挥作用。
这样，执行器10的振动频率得到控制，结果是，在动态减振器配重 7b的振动频率与电梯的振动系统的现在的固有振动频率一致或接近时，动 态减振器配重7b进行振动以吸收电梯的振动系统的纵向振动(步骤S8 )， 其结果能够抑制电梯厢1的纵向振动(步骤S9)。
如上所述，本发明的第1实施方式中的电梯，以由电梯厢l的升降所 产生的纵向的振动为基础进行电力再生并积蓄在蓄电装置11中，将该电力 供给至执行器10使动态减振器配重7b振动，以抑制电梯厢1的振动。由 此，与使用具备将衰减比固定了的衰减器的动态减振器的情况相比，即使 在电梯的振动系统的固有振动频率随电梯厢1的装载和轿厢位置而变化的 情况下，也能够通过组装在平衡配重7内的动态减振器获得适当的减振效 果，能够获得较高的乘梯舒适性能。 (第2实施方式)
接着，对本发明的第2实施方式进行说明。另外，以下的各实施方式
涉及的电梯的构成中与图1所示的内容相同的部分省略其说明。
图4是表示本发明的第2实施方式中的电梯的构成的概略的图。 如图4所示，本发明的第2实施方式中的电梯与第1实施方式相比，
具备平衡配重20代替平衡配重7作为动态减振器。
图5是表示本发明的第2实施方式中的电梯的平衡配重的内部构成的
一个例的图。
在本实施方式中，如图5所示，平衡配重20的质量系统由平衡调整用 配重20a、第1动态减振器配重20b以及第2动态减振器配重20e构成。
平衡调整用配重20a被固定于平衡配重20的框上。还有，第l动态减 振器配重20b经由弹簧要素20c和第1执行器20d悬挂于平衡调整用配重 20a，能够作为第l动态减振器上下振动。
还有，第2动态减振器配重20e经由弹簧要素20f和第2执行器20g 悬挂于第1动态减振器配重20b，能够作为第2动态减振器上下振动。
如图5所示，平衡配重20具备第1实施方式中所说明的蓄电装置ll、 升降压振动换流器电路12以及控制装置13。在第2实施方式中，开关元 件电路12a的第1开关元件12c的集电极和第2开关元件12d的发射极与 第l执行器20d连接。还有，蓄电装置ll的两端与第2执行器20g连接。
在本实施方式中，通过使第1动态减振器的固有振动频率与电梯厢1 无载重且轿厢位置处于中间层的情况下的电梯的振动系统的固有振动频率 一致，从而实现能够通过第1动态减振器配重20b的振动来吸收振动系统 的纵向振动。
接下来，对与图4以及图5所示的构成的电梯的轿厢振动抑制相关的 工作进行说明。图6是表示本发明的第2实施方式中的电梯的轿厢振动抑 制相关的处理动作的一例的流程图。
如果伴随电梯厢1的升降而发生了平衡配重20的上下移动中的同相位 振动(步骤Sll )，则第1执行器20d也振动(步骤S12 )。
第1执行器20d进行以得到的振动能为基础的电力再生(步骤S13 )。 升降压振动换流器电路12按照控制装置13的蓄电控制部13d的控制而将
通过电力再生产生的电能转换为合适的电压，作为再生电力积蓄在蓄电装
置11中(步骤S14)。
然后，控制装置13基于来自于脉沖发生器14的信号检测电梯厢1的 轿厢位置。控制装置13的振动控制部13e基于已检测出的轿厢位置和由来 自于载重检测装置15的信号所表示的载重值，使用PWM控制对开关元 件电路12a的各开关元件进行开关，以使第2动态减振器配重20e的振动 频率与电梯的振动系统的现在的固有振动频率一致或接近，由此将积蓄在 蓄电装置11中的电力放电至笫2执行器20g (步骤S15、 S16)。第2执行 器20g在得到来自于蓄电装置11的电力时，将其转化为振动能而振动(步 骤S17 )。
这样，第2执行器20g的振动频率得到控制，结果是，在第2动态减 振器配重20e的振动频率与电梯的振动系统的现在的固有振动频率一致或 接近时，第2动态减振器配重20e振动以吸收电梯的振动系统的纵向振动 (步骤S18)，其结果能够抑制电梯厢1的纵向振动(步骤S19)。
如上所述，本发明的第2实施方式中的电梯，将由通过电梯厢l的升 降而产生的纵向的振动所带来的来自于第1执行器20d的再生电力积蓄在 蓄电装置11中，将该电力向第2动态减振器的第2执行器20g供给，使第 2动态减振器配重20e振动以抑制电梯厢1的振动，所以即使在电梯的振 动系统的固有频率随电梯厢1的装载和轿厢位置而变化的情况下，也能够 获得适当的减振效果，能够获得较高的乘梯舒适性能。 (第3实施方式)
接着，对本发明的第3实施方式进行说明。图7是表示本发明的第3 实施方式中的电梯的构成的概略的图。
如图7所示，本发明的第3实施方式中的电梯与第1实施方式相比， 还具备检测电梯厢i的振动值的轿厢振动检测装置31。表示轿厢振动检测 装置31的检测结果的信号经由能量再生式减振器9的控制装置13的增幅 器13a和滤波器13b的信号处理，输入到微才几13c。
图8是表示本发明的第3实施方式中的电梯的轿厢振动抑制相关的处
理动作的一例的流程图。
在本实施方式中，从伴随电梯厢1的升降而发生平衡配重7的上下移 动中的同相位振动到向蓄电装置ll蓄电的处理，与第1实施方式中所说明 的步骤Sl到S4的处理相同。
微机3c以预先设定的时间间隔输入表示轿厢振动检测装置31的检测 结果的信号，进行该信号所表示的振动值的比较运算。
然后，控制装置13根据来自于脉冲发生器14的信号而检测电梯厢1 的轿厢位置。控制装置13的振动控制部13e基于已检测出的轿厢位置和来 自于栽重检测装置15的信号所表示的载重值，使用PWM控制对开关元 件电路12a的各开关元件进行开关，以使电梯厢1的振动值的所述比较运
度，由此将积蓄在蓄电装置11中的电力》文电至执行器10(步骤S21、S22)。 执行器10在得到来自于蓄电装置11的电力时，将其转化为振动能而振动 (步骤S23 )。
这样，执行器10的振动频率得到控制，结果是，在动态减振器配重 7b的振动频率与电梯的振动系统的现在的固有振动频率一致或接近时，动 态減振器配重7b振动以吸收电梯的振动系统的纵向振动(步骤S24)，其 结果能够抑制电梯厢1的纵向振动(步骤S25 )。
如上所述，本发明的第3实施方式中的电梯，向用于使执行器10的衰 减比能动地变化的控制指令值反馈电梯厢1的振动值，所以与第1实施方 式相比，能够发挥出更加适当的减振效果，获得更高的乘梯舒适性能。
另外，本发明不仅限于所述实施方式，在实施阶段，在不脱离其主旨 的范围内可以将构成要素变形而具体化。还有，通过所述实施方式中公开 的多个构成要素的适当的组合，可以构成各种发明。例如，可以省略实施 方式所示的全部构成要素中的几个构成要素。还有，也可以将不同实施方 式中的构成要素适当组合。
权利要求
1. 一种电梯，其特征在于，具备:卷挂于滑轮并与电梯厢连结的平衡配重(7)；将振动能转化为电能的执行器(10)；动态减振器(7b)，其包括经由弹簧要素(8)和所述执行器悬挂于所述平衡配重的动态减振器配重；积蓄电力的蓄电装置(11)；蓄电控制部(13d)，其将所述动态减振器的执行器从所述电梯厢的纵向振动能转化的电能积蓄在所述蓄电装置中；和振动控制部(13e)，其按照所述电梯厢的运行条件，利用积蓄在所述蓄电装置中的电力使所述执行器振动，以使所述动态减振器配重的振动频率变为抑制所述电梯厢的纵向振动的振动频率。
2. —种电梯，其特征在于，具备 巻挂于滑轮并与电梯厢连结的平衡配重(7); 将振动能转化为电能的执行器(20d);第1动态减振器(20b )，其包括经由弹簧要素(20c )和所述执行器(20d ) 悬挂于所述平衡配重的动态减振器配重；第2动态减振器(20e)，其包括弹簧要素(20f)和执行器(20g)悬 桂于所述第1动态减振器的动态减振器配重的动态减振器配重经由；积蓄电力的蓄电装置(11);蓄电控制部(13d)，其将所述第l动态减振器的执行器从所述电梯厢 的纵向振动能转化的电能积蓄在所述蓄电装置中；振动控制部(13e)，其按照所述电梯厢的运行条件，利用积蓄在所述 蓄电装置中的电力使所述第2动态减振器的执行器振动，以使所述第2动 态减振器的动态减振器配重的振动频率变为抑制所述电梯厢的纵向振动的 振动频率。
3. 如权利要求l所述的电梯，其特征在于 还具备检测所述电梯厢的纵向的振动频率的振动检测装置(31); 并且所述振动控制部使所述执行器振动，以将由所述振动检测装置所 检测出的振动频率抑制为使其满足预先设定的条件。
4.如权利要求l所述的电梯，其特征在于还具备检测所述电梯厢的载重值的载重检测部(15 )，和检测所述电梯 厢的轿厢位置的轿厢位置检测部(16);并且所述振动控制部按照所述载重检测部的检测结果和所述轿厢位置 检测部的检测结果，利用积蓄在所述蓄电装置中的电力使所述执行器振动， 以使所述动态减振器配重的振动频率变为抑制所述电梯厢的纵向振动的振 动频率。
全文摘要
一种电梯，其特征在于，具备卷挂于滑轮且与电梯厢连结的平衡配重(7)；将振动能转化为电能的执行器(10)；动态减振器(7b)，其包括经由弹簧要素(8)和所述执行器悬挂于所述平衡配重的动态减振器配重；积蓄电力的蓄电装置(11)；蓄电控制部(13d)，其将所述动态减振器的执行器从所述电梯厢的纵向振动能转化的电能积蓄在所述蓄电装置中；和振动控制部(13e)，其按照所述电梯厢的运行条件，利用积蓄在所述蓄电装置中的电力使所述执行器振动，以使所述动态减振器配重的振动频率变为抑制所述电梯厢的纵向振动的振动频率。
文档编号B66B5/00GK101381047SQ20081021533
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月5日 优先权日2007年9月7日
发明者松冈宽晃 申请人:东芝电梯株式会社