电梯装置以及轿厢内噪音降低方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电梯的轿厢结构，特别涉及抑制在轿厢内产生的低频噪音以及低频的声驻波的技术。
【背景技术】
[0002]与高层建筑的建设技术的发达相伴，正在谋求电梯的高速化，最近，以每分钟1000m以上的速度上升的高速电梯已经制品化。在这些高速电梯中，由于轿厢以高速在升降通道内移动，因此轿厢周围的空气的流动剥离而产生流体噪音。由于该流体噪音一般与速度的6次方成比例地增大，因此轿厢内的噪音变得非常大，而使轿厢内的舒适性显著变差。为了对此进行改善，在一般的高速电梯中，在轿厢的上下设置专利文献1所示那样的流线型的密封舱、或者被称作扰流器的构件来抑制空气的流动的剥离，从而降低所产生的流体噪音。
[0003]为了提升电梯内的舒适性，需要降低人所感知的噪音。即，与在脚下位置或头顶等降低声压相比，在轿厢内的乘员的耳边位置降低声压更有效。考虑到用于使人在站立的状态下感觉不到闭塞感的头顶空间，将一般的电梯的轿厢高度设计为人的身高的1.5倍到2倍程度。这种情况下，前述的轿厢内的乘员的耳边的高度成为大致轿厢高度的中央附近。
[0004]图6是表示针对一般的高速电梯的轿厢内噪音在轿厢内乘员的耳边位置测量出的噪音的频率特性的图。如图6所示，在低频(例如100?170Hz)的频带看到支配全频带的综合声压即总体(overall)的峰值，能看出为了降低总体，首先必须要先降低该低频的峰值。
[0005]一般，噪音的频率特性以音源的频率特性与噪音传递率的频率特性(噪音传递特性)的相乘来表征。因此，可以认为轿厢内噪音的频率特性中的低频的峰值的产生原因是在轿厢高速移动时产生的流体噪音或者轿厢内的噪音传递特性的任意一者中有峰值。其中，在轿厢内的噪音传递特性中有峰值的情况下，其原因较多情况下是在轿厢内产生的声驻波的影响。在图7示出关于轿厢内的声驻波的示意图。已知在电梯轿厢内那样不特别进行任何吸音对策的箱形结构物的内部产生图7所例示那样的声驻波，即使轿厢内壁面稍微振动，也会激发上述那样的驻波，从而噪音变大。因此，关于该声驻波的发生频率而言，有时仅通过前述的密封舱的附加来降低流体噪音并不能达成噪音降低目标。并且，如先前说明的那样，根据一般的电梯的轿厢的大小和人的身高的关系，较多情况下人听取声音的器官即耳朵的位置来到轿厢的高度的大致中央附近。在该轿厢内的高度中央附近，成为图7所示那样的在轿厢内产生的上下方向的2阶的声驻波的声压的波腹，由于在该驻波的发生频率下形成峰值，因此轿厢内噪音的降低变得非常困难。
[0006]作为这样的在轿厢内发生的驻波的对策方法，在专利文献2中示出使用主动噪声控制的构成案。另外，在专利文献3中记载了以面向精密设备的对噪音用外罩为对象，通过主动噪声控制来抑制在外罩的内部产生的声驻波的技术。另外，所谓主动噪声控制是指如下技术:针对成为问题的噪音，根据在设为对象的系统的某处提取到的信号来制出降低对象的声信号的相反相位的控制用2阶声波，并将其附加到原来的声场，由此抵消设为对象的区域的声压。
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:JP特开2005-162496号公报
[0009]专利文献2:JP特开平5-310389号公报
[0010]专利文献3:JP特开2012-118135号公报
[0011]如前所述，已知在电梯轿厢内会产生声驻波，仅通过所述专利文献1中记载的密封舱的附加等来降低音源，有时不能达成噪音降低目标。
[0012]在图8示出在电梯轿厢内产生的声驻波的解析结果。如图8所示，在能以大致长方体表现的轿厢内部所产生的声驻波，产生宽度方向以及纵深方向的1阶和高度方向的1阶到2阶、进而将它们复合的驻波，从而示出图示那样的特征性的声压分布。其中在设想为轿厢内乘员的耳边位置的轿厢中央成为声压的波腹的仅为图中6阶即所谓上下方向2阶的驻波，其它驻波在轿厢中央成为声压的波节。当然，关于宽度方向、纵深方向也产生2阶的驻波，与上下方向2阶同样地在轿厢内中央成为声压的波腹。但是，由于一般的电梯的轿厢的尺寸最长的就是高度方向，因此产生上述那样的宽度方向、纵深方向的2阶的驻波的是更高频区域，由于在这样的高频区域轿厢内的吸音性较大，因而声压的峰值不会太大。结果，降低轿厢内噪音最有效果的就是抑制上下方向2阶的驻波。
[0013]S卩，成为在图6所示的轿厢内噪音频率特性中形成了峰值的最大的原因的声驻波仅是多个声驻波当中的上下方向2阶，不需要为了降低轿厢内中央的噪音而抑制在轿厢内产生的全部声驻波。相反，除了需要对策的上下方向2阶的声驻波以外的驻波在轿厢内中央成为声压的波节，不影响其才是理想的。
[0014]对此，在所述专利文献2中记载了 “一种带消音装置电梯，特征在于，在由天花板、侧板、地板构成的电梯中，在轿厢具备:检测噪音信号或与所述噪音信号具有高相关的信号的检测单元；对由所述检测单元检测到的信号进行处理的处理单元；输出用于对所述轿厢内的噪音进行消音的附加声音的发声单元；和接受由所述噪音和所述附加声音合成的声音的受声单元，将所述发声单元以及所述受声单元设置于所述轿厢的天花板或地板面与侧面的连接部”，并图示了对构成能以大致长方体表现的轿厢内的天花板面的4个顶点附近设置参考麦克风和扬声器而实现的主动噪声控制的系统构成。如图8所示，在能以大致长方体表现的电梯轿厢内，在构成天花板面的4个顶点和构成地板面的4个顶点的共计8个顶点，哪个声驻波都成为声压的波腹。因此，在专利文献2所示的构成天花板面的4个顶点附近设置扬声器的构成，在能够驱动全部声驻波的点上是合理的。但是，若考虑到一般的电梯的天花板高度即使再低也有2m以上，则在轿厢内噪音评价点成为声压的波腹的上下方向2阶的驻波成为170Hz以下的低频。因此，为了用通常的扬声器进行辐射而需要大的辐射面积，将这样的大的扬声器配置在天花板的四角的结构从轿厢内的设计性的观点出发并不优选。
[0015]另外，在该专利文献2中，图示了和扬声器相同地在构成天花板面的4个顶点附近配置参考麦克风并将在此提取到的声压信号作为2阶声波生成用信号使用的构成。这种情况下，从扬声器辐射的控制用2阶声波会影响到全部声驻波，使原本由于在轿厢内噪音评价位置成为声压的波节而未成为问题的上下方向2阶以外的声驻波也变差。因此，需要对用参考麦克风提取到的声压信号经过滤波器电路等进行处理，使得可以仅控制设为对象的驻波，其构成变得非常复杂。另外，由滤波器未处理干净的不需要的信号分量会在2阶声波中作为噪声而残留，这可能成为不能充分地发挥主动噪声控制的效果的原因之一。
[0016]另一方面，若为了避免这些问题而增加参考麦克风、扬声器的个数、或者使控制方法更复杂，则有时为了达成目标而必用的系统价格昂贵。
[0017]在专利文献3中记载了 “一种主动隔音装置，具备:具有封闭空间部的隔音箱；配置在封闭空间部的上侧端部、对封闭空间部内的声信号进行收集的第1麦克风；基于收集到的声信号来生成将噪音进行消音那样的消音信号的控制器；和从封闭空间部的上端向下端输出消音信号的扬声器。所述主动隔音装置还具备配置于与在封闭空间部内产生的1阶声压模的驻波在封闭空间部的上侧端部的相位成为相反相位的位置或其近旁的第2麦克风。控制器将由第1麦克风收集的声信号、和由第2麦克风收集的声信号在电路上进行合成来设为消音信号，以便消除1阶的谐振”。另外，在该专利文献3中，作为消除上下方向1阶的谐振的方法，图示了用配置在上下方向的2个麦克风来构成2阶声波生成用信号，并从天花板面用扬声器发射2阶声波的方法。