JP2005035745A - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬器部に設けられる駆動装置をコンパクトに纏められるようにして、ガイドレールに案内されて昇降するフレーム部作用する負荷が小さくなるようにするとともに、搬器内部の空間利用スペースを広げられるようにする。
【解決手段】 ラック・ピニオン駆動式のエレベータにあって、昇降路に設置されるガイドレールとラックとを付設される昇降支持体２に沿い昇降する搬器１０に、駆動装置２０として制動機構を備える偏平型多極電動機２１が付設され、その偏平型多極電動機２１により駆動される出力歯車２８を、前記昇降支持体２に付設されるラック４と噛み合わせて搬器１０を昇降させるように構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、駆動装置のコンパクト化を図り、機能性を高めるようにされたエレベータ装置に関するものである。

従来、エレベータは、主にワイヤロープにより搬器を吊下げて建物などの上部に設置された横梁上のロープ車を介して吊下げられ、昇降路に設けられたガイドレールに沿って搬器が案内されて昇降するロープ駆動式のものが汎用されている。このほかに、昇降路に沿ってラックが付設され、ガイドレールに案内される搬器側に駆動機が搭載されて、その駆動機によって駆動されるピニオンを前記ラックに噛み合わせて昇降するラック・ピニオン駆動式のエレベータもある。

従来のロープ駆動式では、安全性の確保を図るのに少なくとも３本のロープでもって搬器を吊下げて昇降駆動する必要があるので、その駆動装置が大型になり、高速運転が可能であるが昇降路の上部に機械室を必要とする。そのために、設備としてどうしても大型化するのが避けられない。このようなロープ駆動式に対してラック駆動式のエレベータでは、上部に機械室を設けなくとも搬器とともに駆動部が移動できるので、例えば工事用エレベータのように比較的速度の遅いエレベータとしては有用である。

ラック駆動式のエレベータでは、搬器の駆動部を搭載する構造となるので、駆動機をコンパクトに纏める必要が生じる。特に、三相かご型誘導電動機を用いて減速駆動する構成とされているので、その駆動部が大きくなり、搬器内部に配置すると搬器の搭乗スペースが削減される。したがって、この種のエレベータでは搬器外に駆動部を配置するなどの方式を採用している。このような駆動部を備えるエレベータの搬器については、特許文献１，特許文献２によって知られている。また、工事用エレベータにあっては、所要の間隔で二本の鉄塔を立設して、それら鉄塔に付設のガイドレールに案内されて昇降自在な昇降フレームに、長尺の荷台上にケージを設置した構造の搬器を、その荷台の左右を横方向（ガイドレール間の方向）に可動的に支持されて架設されて、前記各昇降フレームに付設される駆動装置の出力軸端のピニオンを、前記鉄塔側面に付設されるラックと噛み合わせて昇降駆動される構成のものが、特許文献３によって知られている。

特開平７−１３７９６０号公報 特公平６−６５５８８号公報（図１，図２） 特開平７−２９１５５８号公報

従来の技術では、前記特許文献１あるいは２に記載されるように、減速機付電動機（ブレーキ付）の出力軸に取付くピニオンを、支持鉄塔側のラックに噛み合わせる構成で昇降駆動する方式が採用されているので、どうしても電動機が支持鉄塔に沿わせて昇降案内されるフレームからその反対側に長く突出す構造になることが避けられない。そのために、電動機が取付くフレームにはガイドレールと反対の側に大きな曲げモーメントが働き、フレームの強度を高める必要上頑丈な構造が要求される。したがって、自重量が大になり、搭載能力がその分削減され、かつコストアップが避けられないという問題点がある。また、搬器内に駆動機を組込むと電動機の突出しに伴うスペースの削減によって、有効空間が小さくなり、実質的な搭載能力が低下するという問題もある。

また、ラック駆動式の工事用エレベータでは、例えば前記特許文献３に記載されるように、駆動機（モータ）を昇降フレームから突出して付設されると、搬器下側で食み出して取付けられるので、例えば工事現場において地上部での着床位置を低くする必要がある場合、ピットを掘る際に深く掘り下げる必要があり、不具合である。そのほかに、昇降フレームに取付けられる駆動機の突き出しによる重心位置の関係で、ガイドレールに案内されるガイドローラに対する曲げモーメントが大きくなって案内部を頑丈に形成しなければならないなどの問題点もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、搬器部に設けられる駆動装置をコンパクトに纏められるようにして、ガイドレールに案内されて昇降するフレーム部に作用する負荷が小さくなるようにするとともに、搬器内部の空間利用スペースを広げられるようにするエレベータ装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるエレベータ装置は、
ラック・ピニオン駆動式のエレベータであって、昇降路に設置されるガイドレールとラックとを付設される昇降支持体に沿い昇降する搬器に、駆動装置として制動機構を備える偏平型多極電動機が付設され、その偏平型多極電動機により駆動される出力歯車を、前記昇降支持体に併設されるラックと噛み合わせて搬器を昇降させるように構成されることを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記搬器は、一本の前記昇降支持体に沿わせて搬器に搭載される前記偏平型多極電動機で駆動されて昇降する構成であるのがよい（第２発明）。

前記第１発明または第２発明において、前記偏平型多極電動機を備える駆動装置は、搬器フレームに組込まれて付設されているのが好ましい（第３発明）。

また、前記第１発明〜第３発明において、前記駆動装置は、減速機を備え、その減速機出力軸に取付く歯車を昇降支持体に付設のラックに噛み合わせて動力伝達される構成であるのがよい（第４発明）。

前記第１発明または第２発明において、前記搬器には昇降フレームが付設され、この昇降フレームに前記偏平型多極電動機を備える駆動装置が取付けられて、その駆動装置の出力軸上の歯車を、昇降支持体に付設のラックに噛み合わせて昇降させる構成であるのが好ましい（第５発明）。

第１発明において、前記搬器は、所要の間隔で配設される二本の昇降支持体にそれぞれ昇降自在に架装される昇降フレームに、両端部を支持され架設される荷台とケージからなり、前記各昇降フレームに制動機構を備える偏平型多極電動機が取付けられて、それらの電動機により駆動される出力軸上の歯車を前記各昇降支持体に付設されるラックに噛み合わせて昇降させる構成であるのがよい（第６発明）。

また、前記第１発明，第３発明〜第６発明のいずれかにおいて、前記駆動装置における減速機は、前記昇降フレームに組み付けられるケーシング内で、前記電動機の出力軸上の歯車と二個の大歯車とを直接噛み合わせ、それら両大歯車の支持軸から出力するようにされ、その各出力歯車を昇降支持体に付設されるラックに噛み合うように構成されるのが好ましい（第７発明）。

第１発明によれば、搬器に制動機構を備える偏平型多極電動機を付設することにより、搬器のフレームから駆動用の電動機が突出す寸法を短くできるので、そのフレームに作用する曲げモーメントを小さくでき、それに伴いフレームの強度を過度に高めることなく維持して軽量化を図ることができ、電動機の負荷容量を下げることができて、経済的効果が高められるという効果を奏する。また、ガイドローラに作用する負荷を低減させることが可能になって、自重量も低減することができる。併せて搭載荷重を増加させること並びに搬器内のスペースが有効に利用できる。

第２発明によれば、前記偏平型多極電動機の搬器内への突出し量を短くできるので搬器内の空間を広くできて搭乗者の人員定数を有効に利用することができる。また、昇降路のガイドレール側に重心を寄せることができるので、昇降支持体に対する曲げモーメントが小さくなり、その分搬器フレーム（昇降フレーム）に作用する負荷を低減できて軽量化を図ることができるという効果を奏する。

また、第３発明では、偏平型多極電動機を備える駆動装置を搬器フレームに組み込むようにすることで、その搬器フレームに支持されるケージに対して、従来は駆動装置が大きく食み出してケージ内空間を狭めていたのが解消されるとともに、その食み出し量の削減で全体の重心位置を昇降支持体側に近寄せられて搬器フレームに付設されるガイドローラの負荷を少なくでき、安定性を確保できるという効果を奏する。

また、第４発明によれば、偏平型多極電動機により、その出力回転速度を下げることができるので、出力部に付設される減速機の歯車構成が簡素化できるという利点がある。

また、第５発明によれば、昇降フレームを搬器外に取付けるようにするとともに、その昇降フレームに偏平型多極電動機を備える駆動装置を取付けることで、搬器内部のスペースを広くでき、この昇降フレームにても駆動装置をコンパクトに纏めて配置できるので、例えば工事用エレベータにおいて、搬器の上部に昇降フレームを配置して駆動装置を付設する場合、搬器屋根に設けられるクライミング用の作業床での駆動機の張り出しが少なくなり、作業性および安全性が向上する。

前記第６発明では、二本の昇降支持体に案内されて昇降する形式のエレベータ装置によれば、昇降フレームに付設する駆動装置が軸方向の張出し寸法を短くできて安定化できるので、搬器架台の取付部をコンパクトに纏められる。したがって、工事用エレベータとしてこのような形式を採用する場合、フレーム下部への機器の張り出しが少なく、据付に際してピット部深さを低減することができるという利点がある。

また、第７発明によれば、搬器を昇降駆動する駆動装置の出力部を二つに分岐して、それぞれの出力歯車をラックに噛み合わせることにより、１台の駆動機でもって２個の出力歯車をほぼ同じトルクで駆動させて負荷を分散させることができるので、噛み合い駆動部の小型化を図ることができる。

次に、本発明によるエレベータ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明にかかるエレベータ装置の一部を省略して表わす全体側面図（ａ）とその右側面図（ｂ）が示され、図２には本発明にかかるエレベータ装置における一実施形態の要部平断面図が、図３には搬器の駆動装置部分の一実施態様を表す縦断面図が、それぞれ示されている。

この実施形態のエレベータ装置１は、構築物に沿って支持されて直立する支持鉄塔２（本発明の昇降支持体に対応する）と、この支持鉄塔２に付設のガイドレール３に沿って昇降自在に装架される搬器１０とにて形成され、支持鉄塔２に沿って搬器１０に付設される駆動装置２０の駆動によってラック・ピニオン駆動で昇降する構成である。

支持鉄塔２は、所定長さに統一された鉄塔のセグメントを複数本、所要高さに継ぎ足して構成されている。この支持鉄塔２は両外側部に位置する縦部材の少なくとも二本がガイドレール３とされ、あるいは両外側部にガイドレールが配され、前側面部に位置するガイドレール３に平行して上下方向にラック４が付設されている。

搬器１０は、前記支持鉄塔２に装架される搬器フレーム１１と、その搬器フレーム１１の下部から前方にほぼ水平状態で突出す支持アーム１２上に、搭載される所要寸法のケージ１３と、この搬器１０を前記支持鉄塔２に沿って昇降駆動する駆動装置２０とで構成されている。なお、ケージ１３の前面もしくは側面部にケージ内に出入りできるように出入口が形成されて、その出入口に扉１４が設けられている。この扉１４は、具体的な図示を省略するが、閉扉されないと搬器の運転ができないようにロック手段が付されている。

搬器フレーム１１は、所要長さで型材や板材を溶接加工されて枠組み構造にて形成され、その上下両端部にて背後に突出すブラケット１５，１５に、前記支持鉄塔２のガイドレール（縦部材として使用されているパイプ材、ただしこれに限定されない）３，３を前後から挟むようにして当接するガイドローラ１１ａ，１１ａが左右に備えられ、かつ上下両端部ではガイドレール３に対し外側から当接するサイドローラ１１ｂをそれぞれ配設されている。また、下端部では前方に所要長さ突出す支持アーム１２を二本平行して基端部で固着された構造になっている。

前記搬器フレーム１１に組み込まれる駆動装置２０は、搬器フレーム１１の前面（ケージ取付側）に取付けられる偏平型多極電動機２１と、この電動機２１の出力軸２２に連結されてフレーム１１の内面側に配設される減速歯車装置２３とで構成される。なお、この駆動装置２０における前記偏平型多極電動機２１は、図示省略する搬器内付設の操作盤を介して構築物側に設置される、あるいは搬器の一部に組み込まれる制御盤によって、予め設定された制御手段によって駆動を制御される。

偏平型多極電動機２１は、多数の永久磁石にてなる回転子と巻線構造の固定子とで偏平に構成された多極のモータで、支持部材２１ａを前記搬器フレーム１１の前側面に設けられる取付座１１ｃに取付けられ、出力軸２２の先端部を支持鉄塔２側に突出されている。そして、その出力軸２２の後端には多板式のディスクブレーキ（図示せず）が取付けられ、通電時にそのディスクブレーキが解放されていて、給電時に制動力を解放し、給電が断たれると回転を停止して外力によって回転するのを阻止するようになされている。

また、減速歯車装置２３は、図３に示されるように、前記偏平型多極電動機２１の出力軸２２に連結された入力軸に取付く歯車２４に２個の大歯車２５，２５を同時噛み合いさせて減速する構成で、ケーシング２６内に収容されて搬器フレーム１１の内部に組み込まれるように取付けられている。前記各大歯車２５に取付く支持軸２７は、いずれもケーシング２６の外部に突出されてその突出端部に駆動歯車２８が取付けられている。それら各駆動歯車２８は、支持鉄塔２に付設のラック４と噛み合わせて動力を伝達されるようになっている。

また、搬器フレーム１１の適所には、速度検出型の落下防止装置１７が取付けられ、その入出力軸１７ａ端に取付く歯車１８が支持鉄塔２に付設されるラック４と噛み合って、搬器１０が不測の事態で過度の速度で降下すると過速度を検出して作動し、落下を防止できるようにされている。なお、図中符号４０で示されるのは乗降階に設けられた乗降用扉であり、４１は搬器の駆動装置と電源（図示せず）とを繋ぐ電源ケーブル、４２はその電源ケーブルを安定保持させるためのケーブルホイールで、搬器の昇降に追従して支持鉄塔に沿って昇降するようになっている。

このように構成されるエレベータ装置１では、搬器１０に制動機構を備える偏平型多極電動機２１を付設し、減速機を組み込んでなる駆動装置２０を用いることにより、駆動装置２０、特に電動機２１が搬器のフレーム１１から搬器内側に突出す寸法を短くできるので、そのフレーム１１に作用する曲げモーメントを小さくできる。したがって、それに伴いフレームを過度に頑丈な部材を使用せずともその強度を維持して軽量化を図ることができ、ガイドローラ１１ａ，１１ａに作用する負荷を低減させることが可能になる。その結果、自重量も低減することができる。併せて搭載荷重を増加させること並びに搬器１０内のスペースが有効に利用できる。また、搬器１０全体の重心位置を支持鉄塔２側に近づけられることになるので、昇降時の安定性を高めることができ、速度アップを図ることが可能になる。

次に、図４〜図７に示されるのは、昇降路に設置される支持鉄塔２が所要の間隔で左右に二本立設され、これら支持鉄塔２，２間に搬器３０が昇降自在に架装された形式のエレベータ装置１Ａである。なお、構成上前記実施形態のものと同一もしくは同様の構成部分については、前記実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

このエレベータ装置１Ａは主に工事用として人荷昇降用に使用されるものの一実施形態である。このエレベータ１Ａでは、支持鉄塔２は前記実施形態のものと同様の構成であり、その支持鉄塔２に付設されるラック４およびガイドレール３が左右相対向して配置されている。

それら支持鉄塔２，２にはそれぞれ前記エレベータ１における搬器フレーム１１と同様に構成される昇降フレーム３１が架装されている。この昇降フレーム３１には、前記エレベータと同様に偏平型多極電動機２１および減速歯車装置２３がそれぞれ付設され、その偏平型多極電動機２１によって駆動される減速歯車装置２３を介して出力軸２７（駆動軸）上の駆動歯車２８を支持鉄塔付設のラック４と噛み合わせて昇降するようにされている。

このようにされる左右の昇降フレーム３１，３１間には長尺の搬器３０が、その両端部で水平移動可能に架設されている。この搬器３０は、左右の昇降フレーム３１，３１間に介在できる長さ寸法の荷台３２と、この荷台３２上に支持されて長手両面に上下開閉できる扉３４を備えるケージ３３とでなり、その荷台３２における長手方向の主部材３５の両端部３５'を、荷台３２の全長よりも両側にて延長され、その主部材３５の端部３５'を昇降フレーム３１の両脇にてブラケット３６に摺動可能に支持させて架設されている。

このような長尺の搬器３０を備えるエレベータ１Ａによれば、昇降フレーム３１に付設する駆動装置２０が軸方向の張出し寸法を短くできて安定化できるので、搬器荷台３２の取付部をコンパクトに纏められる。また、左右両昇降フレーム３１と搬器荷台３２との連結支持部では、搬器荷台３２側の主部材３５を昇降フレーム３１に設けられる支持ブラケット３６部で摺動自在に支持されるようにしたことで、左右の昇降支持体間の寸法（軌間）に寸法差が生じていても、それら支持鉄塔（昇降支持体）２のガイドレール３，３に案内される昇降フレーム３１と搬器荷台３２とが水平方向に拘束されないので、自動的に軌間の調整を行いつつ昇降することができる。

なお、左右の昇降フレーム３１，３１に設けられる昇降駆動装置２０，２０（電動機２１）を、電気的に同調駆動できるように制御することで、搬器荷台３２を水平状態に保って運転することができる。

前記説明においては、搬器フレーム１０または昇降フレーム３１に組み付けられる駆動装置２０において、偏平型多極電動機２１の出力軸から減速機構を介してその出力部の出力歯車２８を支持鉄塔２のラック４に噛み合わせて搬器１０（３０）を昇降させるものについて記載したが、その偏平型多極電動機の出力回転数が昇降駆動に適する回転となるものを選択すれば、減速機を用いることなく駆動させることができる。

また、例えば工事用エレベータにおいて、図示省略するが、搬器フレームに駆動装置を組み付けずに、その搬器フレームの上側もしくは下側に別途昇降フレームを連結して、この昇降フレームに駆動装置を付設するようにすることができる。このようにすれば、搬器内部のスペースをより一層広くすることができる。また、クライミング時における作業用床が広くできるので、クライミング作業を容易にするという利点がある。

以上の説明においては、昇降支持体として角型断面に枠組み構成されたものが記載されているが、エレベータ装置の設置される構築物との関係において、その昇降支持体の取り付けが安定的な条件の場合には、二本のガイドレールとラックの支持される構造部を備えたものを用いることができる。したがって、本発明の趣旨に則すれば、前記実施形態に限定されるものではなく、他の形態に変形されるものも本技術の範疇に属するものであることは言うまでもない。

本発明にかかるエレベータ装置の一部を省略して表わす全体側面図（ａ）とその右側面図（ｂ） 本発明にかかるエレベータ装置における一実施形態の要部平断面図 搬器の駆動装置部分の一実施態様を表す縦断面図 二本の支持鉄塔間に搬器が配される形式のエレベータ装置の一部省略正面図 一部断面で表わす長尺の搬器を備えたエレベータの要部を表わす図 図５におけるＡ−Ａ視図 図５のＢ−Ｂ視図

符号の説明

１，１Ａ エレベータ装置
２ 支持鉄塔
３ ガイドレール
４ ラック
１０，３０ 搬器
１１ 搬器フレーム
１１ａ ガイドローラ
１１ｂ サイドローラ
１２ 支持アーム
１３ ケージ
２０ 駆動装置
２１ 偏平型多極電動機
２３ 減速歯車装置
２５ 大歯車
２６ ケーシング
２８ 駆動歯車（ピニオン）
３１ 昇降フレーム
３２ 荷台
３５ 荷台の主部材
３６ ブラケット

Claims (7)

1. ラック・ピニオン駆動式のエレベータであって、昇降路に設置されるガイドレールとラックとを付設される昇降支持体に沿い昇降する搬器には、駆動装置として制動機構を備える偏平型多極電動機が付設され、その偏平型多極電動機により駆動される出力歯車を前記昇降支持体に併設されるラックと噛み合わせて搬器を昇降させるように構成されることを特徴とするエレベータ装置。
2. 前記搬器は、一本の前記昇降支持体に沿わせて搬器に搭載される前記偏平型多極電動機で駆動されて昇降する構成である請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 前記偏平型多極電動機を備える駆動装置は、搬器フレームに組込まれて付設されている請求項１または２に記載のエレベータ装置。
4. 前記駆動装置は、減速機を備え、その減速機出力軸に取付く歯車を昇降支持体付設のラックに噛み合わせて動力伝達される請求項１〜３のいずれかに記載のエレベータ装置。
5. 前記搬器は、昇降支持体に沿い昇降自在に装架される昇降フレームに付設され、その昇降フレームに前記偏平型多極電動機を備える駆動装置が取付けられて、その駆動装置の出力軸上の歯車をガイドレール付設のラックに噛み合わせて昇降させる請求項１または２に記載のエレベータ装置。
6. 前記搬器は、所要の間隔で配設される二本の昇降支持体にそれぞれ昇降自在に架装される昇降フレームに、両端部を支持され架設される荷台とケージからなり、前記各昇降フレームに制動機構を備える偏平型多極電動機が取付けられて、それらの電動機から減速機を介して出力軸上の歯車を前記各昇降支持体に付設されるラックに噛み合わせて昇降させる構成である請求項１に記載のエレベータ装置。
7. 前記駆動装置における減速機は、前記昇降フレームに組み付けられるケーシング内で、前記電動機の出力軸上の歯車と二個の大歯車とを直接噛み合わせ、それら両大歯車の支持軸から出力するようにされ、その各出力歯車を昇降支持体に付設されるラックに噛み合うように構成されている請求項１，３，４，５，６のいずれかに記載のエレベータ装置。

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