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2015 年度 実施状況報告書

地震時のエレベータ・ロープ揺れ抑制手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05859
研究機関富山大学

研究代表者

木村 弘之  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (50579315)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード機械力学・制御 / 昇降機
研究実績の概要

(1)エレベータ・ロープ、ばねおよびかごから構成された振動系やエレベータ・ロープ+動吸振器から構成された振動系(パラメトリック励振系)のモデル実験および数値解析を行った結果、かご上下振動の固有振動数をロープ横振動についての固有振動数の2倍にするとロープの揺れは、上下動の影響がない場合の1/2程度に低減することを確認した。
(2)変位拘束部材の設置位置が中央の場合、ロープ全長の1/Nの場合、それぞれについて、ロープ引張り位置がロープ中央の場合、ロープ全長の1/Nの場合の自由振動についての理論解を得た。理論解をもとにした数値解析結果は、差分法による数値解析結果と良く一致することを確認した。さらに、これらの理論解を求める際に、ロープ中の波の伝播特性をもとに変位拘束部材に作用する荷重波形をシステマティックに求める手法を開発した。
(3)ロープ中央付近に変位拘束部材1個を配置し、これにロープを衝突させるモデル実験を行った。ロープ変位や変位拘束部材に作用する荷重波形について、数値解析結果と実験結果とを比較検討した結果、ロープの曲げ剛性の影響を受けていることが判明した。なお、差分法によるロープ揺れ解析にこの曲げ剛性の影響を考慮できるように数値解析プログムを改造した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(1)エレベータ・ロープ、ばねおよびかごから構成された振動系およびエレベータ・ロープ+動吸振器からなる振動系の固有振動数についての最適値は得られたものの、その理論的な裏付けまでは得られなかった。また、減衰についての最適値についても明らかにできなかったため、この部分では計画よりやや遅れている。
(2)変位拘束部材を有するロープ(弦)の自由振動についての理論解を複数の条件で得られた。また、さらに実際のエレベータの条件に近い多くの条件で理論解を得られる見通しを得た。この部分では計画より進んでいる。
(3)変位拘束部材にロープを衝突させるモデル実験を行いロープ変位や変位拘束部材に作用する荷重波形を分析した結果、ロープの曲げ剛性の影響を受けていることが判明した。差分法によるロープ揺れ解析にこの曲げ剛性の影響を考慮できるように数値解析プログムを改造したため、計画よりやや進んでいる。
したがって、計画より遅れているところがあるが、計画以上に進んでいるところもあり、全体としては概ね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

(1)エレベータ・ロープ、ばねおよびかごから構成された振動系およびエレベータ・ロープ+動吸振器からなる振動系の固有振動数についての最適値について理論的に検討する。また、減衰についての最適値についても検討する。
(2)変位拘束部材を有するロープ(弦)の自由振動について、さらに実際のエレベータの条件に近い多くの条件で理論解を求めていく。さらに、この解析手法を強制振動に応用できないか検討する。その結果をもとに強制振動についての理論解、近似解を求め、数値解析を行う。

次年度使用額が生じた理由

モデル実験で使用するアンプやセンサーの購入個数を当年使用する最小限の個数にしたため。この分は次年度購入する予定。

次年度使用額の使用計画

試験モデルの改造費用、アンプ、センサーなどの消耗品を中心に、学会発表や論文投稿費用にも充当する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 中央に変位拘束部材を有する弦の自由振動(弦と変位拘束部材との間にギャップがある場合)2016

    • 著者名/発表者名
      木村弘之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82-837 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00535

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Free vibration analysis of a string with vibration suppressor (When the position of vibration suppressor is opposite to the pulled position)2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3-1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1299/mej.15-00554

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 全長の1/Nの位置に変位拘束部材を有する弦の自由振動(Nが偶数の場合)2016

    • 著者名/発表者名
      木村弘之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82-835 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00531

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 両端から全長の1/Nの位置に変位拘束部材を1つずつ有する弦の自由振動2016

    • 著者名/発表者名
      藤谷高寛,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部学生会 第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2016-03-04
  • [学会発表] 両端から1/Nの位置に変位拘束部材を有するエレベータ・ロープの自由振動(Nが奇数の場合)2016

    • 著者名/発表者名
      木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会(昇降機・遊戯施設の最近の技術と進歩)講演会
    • 発表場所
      日本機械学会
    • 年月日
      2016-01-21
  • [学会発表] 全長の1/Nの位置に変位拘束部材を有する弦の自由振動(Nが奇数の場合)2015

    • 著者名/発表者名
      木村弘之,滝前祐紀
    • 学会等名
      日本機械学会第24回交通物流部門大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-10
  • [学会発表] 全長の1/Nの位置に変位拘束部材を有する弦の自由振動(Nが偶数の場合)2015

    • 著者名/発表者名
      木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-17
  • [学会発表] 中央に変位拘束部材を有する弦の自由振動(弦と変位拘束部材との間にギャップがある場合)2015

    • 著者名/発表者名
      木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics & design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-28

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公開日: 2017-01-06  

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