JP2002012382A

JP2002012382A - エレベータ装置

Info

Publication number: JP2002012382A
Application number: JP2000200058A
Authority: JP
Inventors: Kosaku Ono; 耕作大野; Naoyuki Tanaka; 直行田中; Hideki Nihei; 秀樹二瓶
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】エレベータ装置においては、いわゆる機械室レ
ス化が強く要求されている。これらに対応可能な、静粛
かつ安価な薄形のギヤド巻上機が必要である。【解決手段】駆動電動機軸２とシーブ軸２０とが交叉す
るレイアウトを実現するハイポイドギヤ６を多段減速機
の高速段に使用することにより、巻上機の薄形化と、高
効率、及び低騒音を両立させ、課題を解決する。【効果】消費電力が少なく、騒音の小さなエレベータ装
置が提供される。また、巻上機がカウンターウェイトに
内蔵された機械室のないエレベータ装置を安価に提供す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロープ式エレベー
タ装置の構造、及び、エレベータ用巻上機の構造に関わ
り、特に、省スペース化に適したエレベータ装置の構
造、及び、これに使用する巻上機の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、法規制の緩和等により、エレベー
タ装置には必ずしも機械室を設ける必要がなくなってき
た。一方、ロープ式エレベータにおいては、一般に機械
室は建築物の屋上から大きく張り出しており、機械室面
積や機械室高さの縮小、あるいは機械室を省略した、い
わゆる機械室レス化が強く望まれている。これらに対し
て、特開平７−１０４３４号公報や特開平７−１０４３
７号公報等にみられるように、昇降路頂部、あるいは底
部に巻上機を設置し、機械室レス化を実現する方法が提
案されている。これらの機械室レスエレベータは、昇降
路と巻上機設置空間とが分離されておらず、巻上機の発
生する騒音が直接乗りかごへと伝わるため、巻上機には
静粛な直接駆動(ギヤレス)型の巻上機が使用されること
が多い。

【０００３】ところが、巻上機を昇降路頂部に設置した
場合には、巻上機は直接ガイドレールに取り付けられる
ことが多く、地震発生時等に大きな力が巻上機に作用し
た場合、巻上機が落下しないように十分な強度を確保す
る必要が生じる。一方、昇降路底部に巻上機を設置した
場合には、河川の氾濫等によるピット冠水に対してエレ
ベータの動作保証をするために、巻上機全体を防水構造
とする必要がある。以上の問題は、製造コストを少なか
らず増加させるとともに、エレベータの利用形態の多様
さを考えると好ましいものではない。

【０００４】これらに対し、つりあい重り(カウンター
ウェイト)に巻上機を内蔵して、昇降路内の巻上機設置
スペースさえも省略する方法が考えられる。これによる
と、上述した問題点が根本的に解決されるので、エレベ
ータの駆動方式として有望と考えられる。

【０００５】カウンターウェイトに巻上機を内蔵するた
めには、巻上機の形状をカウンターウェイトに合わせて
薄く構成する必要がある。例えば、特開平７−１３７９
６３号公報や特開平７−１３７９６４号公報等にみられ
るように、薄形の電動機をトラクションシーブ軸に直結
したギヤレス型巻上機が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に薄形ギヤレス型
巻上機においては、十分な駆動トルクを確保するため、
電動機本体の直径がシーブ径と比べてかなり大きくなる
こと、及び、ブレーキをシーブ軸上に設けなければなら
ないため、ブレーキサイズが大きくなること等により、
歯車駆動(ギヤド)型巻上機と比べると、製造コストが増
加するという課題がある。

【０００７】一方、ギヤド型巻上機として一般的なヘリ
カルギヤを用いた場合、電動機軸とシーブ軸とは平行と
なるため、やはり薄形の専用電動機が必要となり、コス
ト増加の要因となる。

【０００８】本発明の目的は、省スペース化が図れ、十
分な駆動トルクを容易に得ることができ、かつ騒音の小
さなエレベータ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、エレベータの昇降路に沿って上下方向に可動な乗り
かごと、カウンターウェイトと、乗りかご及びカウンタ
ーウェイトを懸下するワイヤーロープと、ワイヤーロー
プを駆動するトラクションシーブと、歯車減速機と、駆
動電動機と、インバータ装置とを備えたエレベータ装置
において、トラクションシーブ、歯車減速機、及び駆動
電動機をカウンターウェイトに内蔵し、また、歯車減速
機を少なくとも２段の減速手段を有して構成し、その高
速段をハイポイドギヤより成る歯車列で構成したもので
ある。

【００１０】トラクションシーブ、歯車減速機、及び駆
動電動機をカウンターウェイトに内蔵したことにより、
省スペース化が可能になる。また歯車減速機を少なくと
も２段の減速手段を有して構成し、その高速段をハイポ
イドギヤより成る歯車列で構成したことにより、効率が
高くかつ騒音の小さい巻上機を構成することができる。

【００１１】上記構成においては、巻上機としてギヤド
巻上機を用いることにより、安価な汎用の電動機を使用
することができる。このとき、電動機軸とシーブ軸とを
交叉させ、電動機軸を鉛直方向に向けて立てて配置する
と、電動機の直径を厚さ方向寸法とした巻上機を構成す
ることができる。一般的に、カウンターウェイトの厚さ
方向寸法は、要求される容量の汎用電動機の直径と同程
度であるため、このような構成が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明によるエレベータ装置の一
実施形態として、エレベータ装置の正面図を図３に展開
して示す。

【００１３】乗りかご２２、及びカウンターウェイト２
３を懸下するワイヤーロープ１２の両端は、昇降路２４
の頂部に設けられたロープエンド２５ａ、及び２５ｂに
固定されており、一方のロープエンド２５ａから、乗り
かごの下に設けられたかご下プーリ２６ａ、及び２６
ｂ、昇降路頂部に設けられた転向プーリ２７ａ、及び２
７ｂ、カウンターウェイト上に設けられたトラクション
シーブ１０へと順に巻回され、もう一方のロープエンド
２５ｂに固定されている。従って、例えば図３において
トラクションシーブが時計方向に回転すると、図示しな
いガイドレールに沿って、カウンターウェイトは下降
し、乗りかごは上昇することになる。カウンターウェイ
トと一体になって移動するため、駆動電動機にはトロリ
等を介して電流を供給する必要がある。

【００１４】ここでカウンターウェイトは、乗りかごと
昇降路との間の隙間を移動するので、その厚さ方向寸法
はできるだけ小さいほうが、昇降路面積を小さくする上
で好ましい。軸方向寸法の比較的大きな汎用電動機を使
用し、かつ巻上機の厚さ方向寸法を小さくするには、電
動機軸とシーブ軸とが互いに交叉するような歯車要素を
使用する必要がある。薄形巻上機の構成に最も好適と考
えられる、高速段にハイポイドギヤを用いた巻上機の実
施形態の一例として、その正面図を図１に、側面図を図
２に示す。また、低速段にヘリカルギヤから構成された
歯車列を用いた場合の軸支持構造を図５に併せて示す。

【００１５】安価な汎用電動機である駆動電動機１は歯
車箱１１に固定されており、動力は電動機軸２、カップ
リング３を経て、入力軸４に入る。入力軸は、軸受１７
ａ、１７ｂによって歯車箱に対して回転自在に保持され
ており、反カップリング側の軸端にはハイポイドピニオ
ン５が固設されている。ハイポイドピニオンは、軸受１
９ａ、１９ｂによって回転自在に保持されたヘリカルピ
ニオン軸１８上のハイポイドギヤ６とかみあっており、
ハイポイドギヤと同軸上に固設されたヘリカルピニオン
７が、中間歯車８を介して、軸受２１ａ、２１ｂによっ
て回転自在に保持されたシーブ軸２０上のヘリカルギヤ
９に動力を伝える。以上の動作の結果、シーブ軸上に固
設されたトラクションシーブ１０が回転し、ワイヤーロ
ープ１２を駆動する。

【００１６】一般には、低速段にヘリカルギヤのような
平行軸歯車を使用した場合、トラクションシーブの半径
は同軸上のヘリカルギヤのピッチ円半径よりも大きくな
り、トラクションシーブはヘリカルピニオン軸と干渉す
る。このため、ヘリカルピニオン軸とシーブ軸との中心
距離を十分に確保する目的で、ヘリカルピニオンとヘリ
カルギヤとの間に、中間歯車を設けることが望ましい。
また、同様の理由により、中間歯車軸２９は歯車箱１１
に固設し、中間歯車内部に設けた中間歯車軸受３０ａ、
３０ｂにより、中間歯車を回転自在に保持する構造とす
るのがよい。

【００１７】汎用の電動機は、直径に対して軸方向寸法
が比較的大きいため、カウンターウェイト内の空間を有
効に活用できるよう、電動機軸が略鉛直方向を向くよう
に配置するのが望ましい。また、電動機を駆動するため
の電源装置１４、及びインバータ装置１５は、それぞれ
歯車減速機１３の側部、及び下部に設置されており、カ
ウンターウェイト枠１６内に併せて内蔵されている。図
示しない遮音カバーで全体が覆われているため、カウン
ターウェイト枠内部はダクト２８ａ、２８ｂを通じての
み、外部と連通している。従って、大きな騒音発生源で
あるインバータ装置は、ダクトに近接しているトラクシ
ョンシーブから、最も遠い位置に配置するのが望まし
い。また、汎用の駆動電動機は、種類によっては大きな
騒音発生源となるが、ハイポイドギヤを用いた歯車減速
機の騒音の大きさは、電動機やインバータ装置を下回る
と考えられる。そこで、さらに望ましくは、カウンター
ウェイト内で、トラクションシーブからの距離を歯車装
置、電動機、インバータ装置の順に大きくなるように配
置するとよい。さらに、電動機やインバータ装置が発生
する騒音の周波数は既知、かつ、ほぼ一定であること、
及び騒音の漏出口がダクトのみであることから、ダクト
近辺で能動的な騒音制御を実施することにより、騒音を
一層低減することができる。

【００１８】一方、前述したように、主たる騒音発生源
はインバータ装置と駆動電動機であることから、インバ
ータ装置と駆動電動機のみを遮音カバーで覆うことによ
り、遮音カバーの寸法を小さくして製造コストを低減す
るとともに、開口部をなくすことで遮音性を高めること
ができる。

【００１９】上記の実施形態によれば、多段減速ギヤド
巻上機の高速段にハイポイドギヤを使用することで、種
々の課題を解決することができる。ギヤド巻上機のメリ
ットは、安価な汎用の電動機が使用できる点にある。し
かし、汎用電動機の軸方向寸法は、径方向寸法より一般
に大きいため、電動機軸がシーブ軸と平行になる構成で
は、薄形の巻上機とすることは困難である。これに対
し、電動機軸とシーブ軸とを交叉させ、電動機軸を鉛直
方向に向けて立てて配置すると、電動機の直径を厚さ方
向寸法とした巻上機を構成することができる。一般的
に、カウンターウェイトの厚さ方向寸法は、要求される
容量の汎用電動機の直径と同程度であるため、このよう
な構成が可能となる。

【００２０】入力軸と出力軸とが交叉する歯車要素とし
ては、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、及びウォームギヤ
が知られている。図４において、駆動歯車軸中心線が、
被動歯車軸中心線と交わるのがベベルギヤであり、少し
オフセットしているのがハイポイドギヤ、オフセット量
が最も大きいのがウォームギヤである。一般に、ベベル
ギヤ→ハイポイドギヤ→ウォームギヤの順で、騒音は小
さく、伝達効率は低くなる。歯車のかみあい騒音が問題
となる高速段にハイポイドギヤを用いることにより、ウ
ォームギヤよりも効率が高く、かつ、ベベルギヤよりも
騒音が低いエレベータ用巻上機が構成される。また、電
動機軸とシーブ軸とを交叉させるレイアウトにより、カ
ウンターウェイトに内蔵可能な薄形のエレベータ用巻上
機が構成される。

【００２１】そして、消費電力が少なく、騒音の小さい
エレベータ装置を提供することができる。また、屋上機
械室が存在せず、地震や河川の氾濫に対しても安全なエ
レベータ装置を安価に提供することができる。

【００２２】なお、例えば特開平８−２４５１３９号公
報等にみられるように、エレベータ用巻上機に対してベ
ベルギヤ、あるいはハイポイドギヤを適用することは既
に提案されているが、前記発明においては、これらの歯
車要素を低速段に配置することを特徴としており、ハイ
ポイドギヤの低騒音性には着目していない。また、ハイ
ポイドギヤと他の歯車要素とを組み合わせた、薄形化の
ための減速機構造に関しては、他に見出すことはできな
い。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、消費電力が少なく、騒
音の小さいエレベータ装置を安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における巻上機の正面図
である。

【図２】図１の巻上機の側面図である。

【図３】本発明の一実施形態の設置例を示す正面図で
ある。

【図４】ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ウォームギヤ
の特徴説明図である。

【図５】ヘリカルピニオン、中間歯車、ヘリカルギヤ
の軸支持構造説明図である。

【符号の説明】

１…駆動電動機、２…電動機軸、３…カップリング、４
…入力軸、５…ハイポイドピニオン、６…ハイポイドギ
ヤ、７…ヘリカルピニオン、８…中間歯車、９…ヘリカ
ルギヤ、１０…トラクションシーブ、１１…歯車箱、１
２…ワイヤーロープ、１３…歯車減速機、１４…電源装
置、１５…インバータ装置、１６…カウンターウェイト
枠、１７…入力軸軸受、１８…ヘリカルピニオン軸、１
９…ヘリカルピニオン軸軸受、２０…シーブ軸、２１…
シーブ軸軸受、２２…乗りかご、２３…カウンターウェ
イト、２４…昇降路、２５…ロープエンド、２６…かご
下プーリ、２７…転向プーリ、２８…ダクト、２９…中
間歯車軸、３０…中間歯車軸受。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二瓶秀樹茨城県ひたちなか市市毛1070番地株式会社日立製作所ビルシステムグループ内Ｆターム(参考） 3F306 AA07 AA13 BA02 BA03 BC10 DA00 3J009 DA11 DA18 EA04 EA05 EA06 EA12 EA18 EA25 EA32 FA14 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレベータの昇降路に沿って上下方向に可
動な乗りかごと、カウンターウェイトと、乗りかご及び
カウンターウェイトを懸下するワイヤーロープと、ワイ
ヤーロープを駆動するトラクションシーブと、歯車減速
機と、駆動電動機と、インバータ装置とを備えたエレベ
ータ装置において、トラクションシーブ、歯車減速機、
及び駆動電動機はカウンターウェイトに内蔵されてお
り、また、歯車減速機は少なくとも２段の減速手段を有
しており、高速段がハイポイドギヤより成る歯車列で構
成されていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】請求項１のエレベータ装置において、前記
歯車減速機の低速段は、ヘリカルギヤよりなる歯車列で
構成されており、小歯車と大歯車との間に、中間歯車を
有することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のエレベータ装置に
おいて、前記駆動電動機の直径は、前記カウンターウェ
イトの厚さ方向寸法より小さいことを特徴とするエレベ
ータ装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエ
レベータ装置において、前記駆動電動機の軸中心線は、
略鉛直方向を向いていることを特徴とするエレベータ装
置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエ
レベータ装置において、前記インバータ装置は前記カウ
ンターウェイトに内蔵されており、インバータ装置と前
記トラクションシーブとの相対距離は、前記歯車減速機
とトラクションシーブとの相対距離、あるいは、前記駆
動電動機とトラクションシーブとの相対距離よりも大き
いことを特徴とするエレベータ装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエ
レベータ装置において、前記トラクションシーブとの相
対距離が、それぞれ、前記歯車減速機、前記駆動電動
機、前記インバータ装置の順で大きくなることを特徴と
するエレベータ装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエ
レベータ装置において、前記駆動電動機及び前記インバ
ータ装置を遮音カバーで覆ったことを特徴とするエレベ
ータ装置。