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2016 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)上下方向に振動する動吸振器を釣合いおもりに取り付けたり、釣合いおもりそのものをばねを介してロープに接続することで、ロープ張力を変動させ、ロープの横揺れを低減させる方法を提案している。これまでに、横揺れを1/2程度まで低減できること、最適値が存在することや通常の振動系に対する最適値とは異なることが、数値解析の結果判明している。ロープ自体に減衰があるため定点理論のように周波数応答が2点を通るのではなく、2点付近を通ることを数値解析により明らかにし、モデル実験により定点理論と同様の手順で数値解析により最適値を求められることを確認した。
(2)ロープ全長の1/Nの位置に変位拘束部材が1個ある場合、両端から1/Nの位置に変位拘束部材が2個ある場合のロープの自由振動についての理論解を求め、数値解析結果と比較することで、妥当性を確認した。さらに、実際のエレベータ・ロープの条件に近いロープ両端部付近を除いて変位拘束部材が均等配置された場合の自由振動についても理論解を得た。さらに、強制振動時のロープの応答について数値計算を行い、共振時の特性(振動数、振動モード)についても検討した。(研究成果は査読付論文6編にまとめた。)
(3)変位拘束部材にロープを衝突させるモデル実験(自由振動実験)を行い、ロープには粘性減衰だけでなく、構造減衰もあり、衝突振動の場合には構造減衰の影響が無視できなくなることを実験的に確認した。

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)動吸振器を用いてロープ横振動を抑制する方法の最適値についての理論的な裏付けまでは得られなかった。
(2)27年度の成果をさらに拡張し、複数の条件で変位拘束部材がある場合のロープの自由振動についての理論解を求め、数値解析結果と比較することで、妥当性を確認した。さらに、実際のエレベータ・ロープの条件に近いロープ両端部付近を除いて変位拘束部材が均等配置された場合の自由振動についても理論解を得た。また、強制振動時のロープの応答についても数値計算に着手し、共振時の特性についても解明しつつある。この部分では計画より進んでいる。

今後の研究の推進方策

(1)変位拘束部材を有するエレベータロープの自由振動について、さらに実際の条件に近い条件で理論解を求めていく。また、強制振動時のロープの応答についても数値解析を行い、共振時の特性と自由振動時の特性との関係について検討する。
(2)変位拘束部材にロープを衝突させるモデル実験を行い、ロープ横振動に及ぼす粘性減衰、構造減衰の影響について検討する。

次年度使用額が生じた理由

試験モデルの改造や消耗品を最小限にしたため。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、センサーなどの消耗品、学会発表や論文投稿費用にも充当する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (9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] 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)2016

    • 著者名/発表者名
      木村弘之,滝前祐紀
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82-838 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00035

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 両端から全長の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)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: 82-838 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00086

    • 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 string with vibration suppressors located in center part of string2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura and T. Fujitani
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3-6 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1299/mej.16-00426

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 両端から全長の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,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
      藤谷高寛,木村弘之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83-845 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00478

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 両端から全長の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,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
      藤谷高寛,木村弘之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83-846 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00504

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 両端部付近を除き変位拘束部材を有する弦の自由振動(全長をN等分(=p+q+p)し,弦と変位拘束部材との間にギャップがある場合)2017

    • 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第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-09
  • [学会発表] 釣合いおもりの上下動による張力変動を利用したエレベータ・ロープの横振動抑制2017

    • 著者名/発表者名
      五十里健人,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-09
  • [学会発表] 動吸振器を用いたエレベータ・ロープの横振動抑制2017

    • 著者名/発表者名
      松田健吾,殿村菜々子,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第54期総会・講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-09
  • [学会発表] 釣合いおもりの上下動による張力変動を利用したエレベータ・ロープの横振動抑制2017

    • 著者名/発表者名
      辻聖也,五十里健人,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部学生会 第46回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2017-03-08
  • [学会発表] 両端部付近を除き変位拘束部材を有するエレベータ・ロープの自由振動(全長をN等分(=p+q+p)し,変位拘束部材が無い領域pが奇数の場合)2017

    • 著者名/発表者名
      木村弘之,藤谷高寛
    • 学会等名
      日本機械学会(昇降機・遊戯施設等の最近の技術と進歩)
    • 発表場所
      日本機械学会
    • 年月日
      2017-01-19
  • [学会発表] 両端部付近を除き変位拘束部材を有するエレベータ・ロープの自由振動(全長をN等分(=p+q+p)し,変位拘束部材が無い領域pが偶数の場合)2016

    • 著者名/発表者名
      藤谷高寛,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会第25回交通物流部門大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] 両端から全長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,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
      藤谷高寛,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会山梨講演会
    • 発表場所
      山梨大学
    • 年月日
      2016-10-22
  • [学会発表] 両端から全長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,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
      藤谷高寛,木村弘之
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-14
  • [学会発表] 両端から全長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,弦と変位拘束部材との間にギャップがない場合)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Dynamics & design Conference 2016
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2016-08-23 – 2016-08-26

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公開日: 2018-01-16  

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