JP2006514598A - 移動式カウンターウエイトのないエレベーターシステム - Google Patents
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Abstract
エレベーターシステム(20)は昇降路内で移動するように支持されたかご(22)を含む。張力装置(44)は昇降路の一つの端部(26)の近傍に留まる。張力装置(44)が荷重負担部材(30)上に所望の張力を保持することによって、荷重負担部材がかご(22)の重量を支持し、かつこれを移動させて昇降路内の所望のかご位置をもたらす。荷重負担部材(30)は昇降路の第一の端部からかごに向かって伸び、かごとともに移動するように支持された第一の滑車(36)に少なくとも部分的に巻き付き、第一の滑車(36)から昇降路の第一の端部(24)に向かって伸び、昇降路の第一の端部の近傍に支持された第二の滑車(38)に少なくとも部分的に巻き付き、第二の滑車から昇降路の第二の端部(26)に向かって伸び、昇降路の第二の端部の近傍に支持された第三の滑車(40)に少なくとも部分的に巻き付き、第三の滑車からかごに向かって伸び、かごとともに移動するように支持された第四の滑車(42)に少なくとも部分的に巻き付き、第四の滑車から昇降路の第二の端部に向かって伸び、ここで張力装置(44)に固定される。
Description
本発明は一般にエレベーターシステムに関する。より具体的には、本発明は移動式カウンターウエイトの必要をなくしたロープがけ構成を有するエレベーターシステムに関する。
エレベーターシステムは通常、昇降路の異なるレベルの間を移動するように支持されたかごを含む。かごは通常、システムの適当な位置に置かれた滑車に沿って走行するロープまたは他の荷重負担部材によって動かされる。通常、カウンターウエイトがかごに付随しており、これも荷重負担部材またはロープで支持される。通常のカウンターウエイトはかごが移動するのと同時に昇降路の一部を通って上下移動する。
従来の構成は十分使用に耐えるが、当業者は常に改良のために努力している。考慮すべき一つの領域はエレベーターシステムの効率を最大にして、その経済性を向上させることである。これが達成可能な一つの領域は、エレベーターシステムが必要とする昇降路のスペース量を最小限にすることである。従来のカウンターウエイトは、その走行路を確保するために昇降路中に追加のスペースを要する。カウンターウエイト自身のために、またカウンターウエイトを昇降路中で案内するための追加のガイドレールを設置するために、追加の費用がかかる。従来のシステムが必要とする全ての部品を適切に組み立てるためにかかる設備、労力、および時間に関連するその他の問題もある。
より経済的で効率的なエレベーターシステムが提供されることが望ましい。本発明はエレベーターシステム中の部品のユニークな構成を提供することによって、この必要性に応えようとするものである。
一般的に言えば、本発明は移動式カウンターウエイトの必要性をなくするように構成された荷重負担アセンブリーを有するエレベーターシステムである。本発明のシステムは昇降路の効率を最大にする。
本発明によって設計されたシステムは昇降路中を移動するように支持されたかごを含む。荷重負担部材がその一つの端部において昇降路の第一の端部の近傍に固定されている。荷重負担部材は第一の端部からかごに向かって伸び、かごに付属する第一の滑車に少なくとも部分的に巻き付く。荷重負担部材は昇降路の第一の端部に向かって戻りつつ伸び、第一の端部の近傍の第二の滑車に少なくとも部分的に巻き付く。荷重負担部材は昇降路の反対側にある第二の端部に向かって伸び、第二の端部の近傍の第三の滑車に少なくとも部分的に巻き付く。次いで荷重負担部材はかごに向かって伸び、かごに付属する第四の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、次いで昇降路の第二の端部に向かって伸びる。荷重負担部材の他の端部は昇降路の第二の端部に留まる張力装置に固定される。
モーターが荷重負担部材の移動と、これに対応するかごの移動を起こさせる。一つの実施例ではモーターは第一から第四までの滑車の一つに関連しており、したがって滑車の一つがシステムのトラクション滑車として作用する。他の実施例ではモーターとともに別個のトラクション滑車が具備される。後者の実施例によって設計されたシステムにおいては、モーターを昇降路の外部に置くことが容易に実現されるので有利である。
一つの実施例ではエレベーターシステムは荷重負担部材の2:1構成を含む。本発明のシステムは所望のシステム特性を実現するために2:1、3:1、4:1、またはそれ以上のロープがけ比を用いることを可能にする。
一つの実施例では張力装置は昇降路の底部の近傍に留まる質量体からなる。質量体の重量は荷重負担部材に働く適当な大きさの張力を保証し、かくして所望のかごの移動を実現し、また必要に応じてかごの重量との釣り合い均衡を保つ。
一つの実施例のシステムでは、錘は複数の互いに結合された各部分(インターロック部分)からなり、これはエレベーターシステムが設置される場所により容易に搬入される。現場組み立てによって、互いに結合された各部分が一体となって全体的な錘となり、これがエレベーターシステムの所望の大きさの張力と釣り合いとを提供する。
他の実施例では、外殻または型枠が選択された材料で充填されて、所望の重量を達成してもよい。一つの実施例ではコンクリートが用いられる。
他の実施例では、張力装置が少なくとも一つのばね要素を有する。一つの実施例では、張力装置が液圧または空気圧アクチュエータなどの圧力装置を有し、これは荷重負担部材に所望の大きさの張力を付与するように調整可能である。
以下における、現在において好ましい実施例の詳細な説明によって、本発明の種々の特徴および利点が当業者にとって明らかとなろう。
図1はかご22を昇降路の第一の端部(すなわち頂部)24と第二の端部(すなわち底部)26との間の選択された位置に移動させるエレベーターシステム20を概略的に示している。システム20はかごの重量を支持し、かご22に所望の移動を起こさせる荷重負担部材30を含む。当業者は本発明によって設計されたシステムに各種の荷重負担部材30が使用され得ることを理解するであろう。システムのある特定の実施例では、被覆されたスチールベルトが用いられる。システムの他の実施例は少なくとも一つのスチールロープを含む。説明の目的で、以下の記述は「ベルト」という用語を任意の形式の荷重負担部材に対して互換的に用いており、この「ベルト」という用語はその厳密な意味において解釈されるべきではない。
荷重負担部材30の一つの端部32は昇降路の第一の端部24の近傍に固定されている。図は従来型の端末部34を概略的に示している。ベルト30は一つの端部からかご22に向かって伸び、かご22とともに移動するように支持された少なくとも一つの滑車36に少なくとも部分的に巻き付く。次いでベルト30は昇降路の第一の端部24に向かって戻りつつ伸び、他の滑車38に少なくとも部分的に巻き付く。
次いでベルト30は昇降路の第二の端部26に向かって伸び、少なくとも一つの滑車40に少なくとも部分的に巻き付く。ここからベルト30はかご22に向かって伸び、昇降路中をかごとともに移動するように支持された他の滑車42に少なくとも部分的に巻き付く。次いでベルト30は再び昇降路の第二の端部26に向かって伸びる。
張力装置44がベルト30の他の端部45を固定して、荷重負担部材に適当な大きさの張力がかかることを保証しており、かくしてかごを適切に支持するとともに、かごの所望の移動を達成するのに必要なトラクションを与える。かごの移動は、モーターを含む巻上機46を公知の方法で制御して、駆動滑車まわりのベルトの移動を起こさせることによって達成される。図1の実施例では、巻上機46は昇降路の第二の端部26の近傍の滑車40と関連しており、したがって滑車40はトラクション滑車つまり駆動滑車である。モーターがベルト30に滑車まわりの移動を起こさせると、モーターおよびトラクション滑車の運動方向に依存してかごが上昇または下降する。
張力装置44がベルト30上に必要な大きさの張力を保持するので、トラクション滑車はベルトおよびかごに移動を起こさせることができる。張力装置は昇降路の一つの端部の近傍に実質的に静止して支持される。図1の実施例では、張力装置は昇降路の第二の端部26の近傍に支持されている。他の実施例では張力装置44は第一の端部24の近傍に支持される。昇降路を通って走行することがない張力装置(例えば、従来のカウンターウエイト)を有することによって、エレベーターシステムの構成部品を収容するのに必要なスペースが大いに低減されるので、昇降路の効率が最大になる。移動式カウンターウエイトを除去することに関連する費用節減は本発明の重要な利点である。
図1は本発明によって構成されたシステムの一つの実施例だけを概略的に図示している。この実施例では2:1のロープがけ比が実現されており、ベルト30はトラクション滑車まわりで、ベルトの移動に対応するかご22の垂直走行距離の2倍の距離を移動する。他の2:1構成が、例えば図2から図5までに図示されている。3:1および4:1などの他の比が、本発明において可能である。
図2の実施例の構成は、主に巻上機46の置き方において図1の構成と異なる。この実施例では巻上機46は昇降路の第一の端部24の近傍に支持される。滑車38はこの実施例におけるトラクション滑車である。
図3は本発明によって設計されたシステムの他の実施例を図示している。この実施例ではかご22に付属する滑車はいわゆる下吊り式(アンダースラング式)に配置されている。昇降路の第一の端部24に向かって伸びるベルト30の一部が滑車38に巻き付くにも拘わらず、滑車36はかご22の下方に支持されている。特定のかご支持構造によっては、このような構成によってさらに経済的なシステムが得られる可能性がある。
図4はいわゆる上吊り式構成(オーバースラング構成)である他の別の構成を示している。この実施例では滑車42および滑車36はかご22の上方に支持される。
図5はシステム構成の他の実施例を概略的に図示している。この場合は巻上機46は上記の実施例で使用された滑車のいずれとも直接に関連していない。この実施例は巻上機46に付随する専用のトラクション滑車50を含む。そらせ滑車52がベルト30を巻上機の位置に向けて送り、昇降路中の滑車と協働するように上記経路にベルト30を送り返す。この実施例によって設計された一例では、巻上機46は昇降路の枠外に位置する。このような構成によって、巻上機を任意の所望の場所に効果的に置くことができる。
張力装置44は様々な形式を取ることができる。一つの実施例では張力装置は比較的に静止した状態にある質量体を含む。図6の実施例において、質量体54は昇降路の第二の端部26の近傍に位置する。実施例の質量体54は互いに結合された部分56aおよび56bを含み、これにより設置場所において質量体を組み立てることができる。質量体54が現場で互いに固定され得る複数の部分からなることによって、質量体54の現場への搬入、およびエレベーターシステムの設置が簡素化される。部分56aおよび56bを必要に応じて互いに固定するのに、様々な結合および接続構成を用いることができる。
他の実施例では質量体54は設置場所において選択的に充填される外殻または型枠を有する。所望の量の、コンクリートなどの選択された材料を外殻または型枠に充填することによって所望の重量が達成される。
質量体54の全重量は、好ましくは所望の大きさの張力が荷重負担部材30上に保持され、かくしてエレベーターシステムの所望の作動が達成されるように、設定される。一つの実施例では質量体54はかご22の質量と、かご22によって運ぶことが想定される積載質量との合計の二分の一に等しいか、またはそれより大きい。この関係は式:MCWT=(MCAR+MDL)/2で表される。この関係式はかごの加速度が無視し得ること、およびトラクション比(すなわち駆動滑車34の両側の張力の比)が約2のシステム実施例であることを仮定している。
他の実施例では、質量体54の大きさは好ましくは次の式によって決定される:
MCWT={0.5(MCAR+MDL)(g+a)+3Hρa+0.25HρTC(g+a)}/g(TR−1)
ただし、
ρはロープの線密度(kg/m)であり、
Hはビルディングの高さ(m)であり、
aはかごの加速度(m/s2)であり、
gは重力(m/s2)であり、
MCARはかごの質量(kg)であり,
MDLは積載質量(kg)であり、
MCWTはカウンターウエイトの質量(kg)であり、
ρTCは走行ケーブルの線密度(kg/m)であり、
TRはトラクション比である。
MCWT={0.5(MCAR+MDL)(g+a)+3Hρa+0.25HρTC(g+a)}/g(TR−1)
ただし、
ρはロープの線密度(kg/m)であり、
Hはビルディングの高さ(m)であり、
aはかごの加速度(m/s2)であり、
gは重力(m/s2)であり、
MCARはかごの質量(kg)であり,
MDLは積載質量(kg)であり、
MCWTはカウンターウエイトの質量(kg)であり、
ρTCは走行ケーブルの線密度(kg/m)であり、
TRはトラクション比である。
知られているように、トラクションの大きさはベルトまたはロープの巻き付き角と摩擦係数との関数である。より大きな摩擦を与える部品(すなわち丸ロープの代わりに平ベルト)を選ぶことによってより小さな質量体54を用いることができる。本発明の取り組みによって得られる節約を促進するために、質量体54は従来のカウンターウエイトより小さいことが好ましい。
図6の実施例はレバー式アセンブリー58を含み、これは例えば昇降路壁に適当に固定された回動軸60の周りに質量体54を支持する。レバー式アセンブリー58は、ベルト30を吊り下げられた質量体54に関して適当な位置に固定して、機械的な利益を得ることを可能にする。このような構成は、より小さな質量体54を用いつつ、これよりはるかに大きなカウンターウエイトによって得られるのと同じ張力を達成する可能性をさらに促進する。
エレベーターシステム作動中のある種の条件の下では、質量体54のある程度の移動が要求される。例えば荷重負担部材30の状態や荷重が変化すると、質量体54がわずかに移動してこのような状況に対応することが必要であろう。荷重負担部材30の弾性的な変化は通常起こるものであり、ある程度の限定的な移動がこのような変化を吸収する。しかしながらこのような質量体54の移動は、昇降路中のかご22の移動と比較して非常に限定的なものである。したがって質量体54は事実上静止状態にあり、移動があったとしてもその大きさは、従来のカウンターウエイトが従来のエレベーターシステムにおいて行う移動の大きさよりもはるかに小さい。
質量体54に要求される、昇降路26の底部に対する移動を許容するためのガイド構造62が、図6に概略的に示されている。この実施例ではガイド構造62は、昇降路内で適当な位置に固定された一対のガイドレール状構造を含む。一つのレール62はその基部において昇降路の底部26の床に固定されている。他のレール62は従来の方式で昇降路壁に固定されている。
張力装置44の他の実施例が図7に概略的に示されている。この実施例はベルト30に張力を付与する少なくとも一つのばね部材64を含む。接続体66によって、ベルト30の端部45の端末部をばね部材64の構造に固定することができる。
張力装置44のさらに他の実施例が図8に概略的に示されている。この実施例では、少なくとも一つの加圧アクチュエータ68が、システムの所望の作動を維持するのに必要な張力を付与している。一つの実施例ではアクチュエータ68は液圧式である。他の実施例ではアクチュエータは空気圧式である。従来の張力調整技術によって所望の大きさの張力が付与される。接続体66によって、複数のアクチュエータ68をベルト30に固定して所要の張力を付与することができる。
本明細書を利用する当業者は、例えば特定の場合の要求に合致させるために、適切な質量体、ばねアセンブリー、または加圧アクチュエータをいかにして選択するかを判断することができよう。
本発明によってエレベーターシステムを設計するならば様々な利点が得られる。一つの重要な利点は、昇降路スペースを最大限に利用することによってスペースが節約され、したがってエレベーターシステムの経済性が向上することである。張力装置44は昇降路内の選択された位置に基本的に静止しているから、別体のカウンターウエイトガイドレールは必要ではなく、他の部品の点数を減らすことができ、かつ所望に応じて昇降路全体の大きさを縮小することができる。
他の利点は駆動およびブレーキ部品が簡素化され得ることである。例えば、移動式カウンターウエイトがないので、ブレースが必要なのは一つの方向についてのみである。
本発明によって設計されたシステムの他の利点は、ジャンプ/リフト方式による設置が容易に実施できることである。図9は本発明によって設計されたシステムの他の実施例を図示しており、システムは昇降路内に第一の状態で臨時に設置されている。この実施例では、頂部支持体70が昇降路に関して、ビルディング内の第一の階または第一の高さ72の位置に固定されている。これは例えばビルディングがまだ建築中であるときに実施されてよい。エレベーターシステムの適当な部品を頂部支持体70に固定することは従来の方式で実施可能である。頂部支持体70は昇降路内の所望の位置に従来の方式で固定されてよい。
この状態で、かご22は高さ72以下のビルディング内の異なる階の間で物を運ぶのに使用可能である。この臨時設置状態において、荷重負担部材30の一部74はエレベーターシステムの作動部分とは別にスプール75に保持されている。荷重負担部材30の選択された位置が従来のクランプ機構73を用いて張力装置44に固定されてよい。ベルト74の緩んだ、または余分な区間をシステムの外部に効果的に置くことによって、荷重負担部材30は臨時設置状態のシステム内で第一の長さを有する。
第二の設置状態が図9に想像線で示されている、この状態では、頂部支持体70はビルディング内の第二の階つまり第二の高さ76に支持されている。本発明の構成において、このような第一の高さ72から第二の高さ76への移行は、かごを安全な位置に十分に確保し、荷重負担部材を張力装置44との接続から解放し、頂部支持体70を第二の高さの位置に移動し、次いで荷重負担部材30を張力装置44に再固定することによって可能である。第二の状態において上記の余剰部分74は少なくとも部分的に作動システムに入り、荷重負担部材30はエレベーターシステム内で第一の長さより長い第二の長さを有する。この位置でエレベーターかご22はビルディング内のより多くの階で供用される。
このプロセスは、特定の場合の要求に応じて、また特定のビルディングの高さに応じて、必要なだけ何回でも繰り返されてよい。本発明の構成においては、エレベーターシステムを一連のジャンプ/リフト方式で設置することが、より効率的に行なわれる。これに加えて本発明によって設計されたシステムでは、設置位置の間で荷重負担部材の余剰長さを処理する方法が簡素化される。
上述の説明は例示的な性格のものであり、限定的な性格のものではない。当業者には本発明の主旨から必ずしも逸脱しない変形および改良が明らかとなろう。本発明に与えられる法的保護は併記の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定可能である。
Claims (18)
- 昇降路内で移動するように支持されたかごと、
昇降路の第一の端部の近傍に固定された第一の部分を有する少なくとも一つの荷重負担部材であり、昇降路の第一の端部からかごに向かって伸び、かごとともに移動するように支持された第一の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第一の滑車から昇降路の第一の端部に向かって伸び、昇降路の第一の端部の近傍に支持された第二の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第二の滑車から昇降路の第二の端部に向かって伸び、昇降路の第二の端部の近傍に支持された第三の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第三の滑車からかごに向かって伸び、かごとともに移動するように支持された第四の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第四の滑車から昇降路の第二の端部に向かって伸びるように、システム内に配置されるところの荷重負担部材と、
昇降路の第二の端部の近傍にある張力装置であり、昇降路の第二の端部の近傍で荷重負担部材の第二の部分を固定し、かつ昇降路内のかごの全ての移動を通じて荷重負担部材上に張力を保持するところの張力装置と、
を有することを特徴とする、エレベーターシステム。 - 荷重負担部材を滑車まわりに移動させ、かくしてかごの所望の移動を達成する巻上機を含むことを特徴とする、請求項1記載のエレベーターシステム。
- 巻上機が昇降路の第一の端部の近傍に支持されることを特徴とする、請求項2記載のエレベーターシステム。
- 巻上機が第一、第二、第三、第四の滑車のうち少なくとも一つと関連しており、これによりモーターと関連する該滑車がエレベーターシステム内のトラクション滑車であることを特徴とする、請求項2記載のエレベーターシステム。
- モーターと関連するトラクション滑車および少なくとも一つのそらせ滑車を含み、トラクション滑車およびそらせ滑車が第一、第二、第三、第四の滑車のうちの二つ滑車の間で荷重負担部材と接触することを特徴とする、請求項2記載のエレベーターシステム。
- 張力装置は昇降路の第二の端部の近傍に留まる質量体からなることを特徴とする、請求項1記載のエレベーターシステム。
- 質量体を案内し限定的に移動させるように配置された少なくとも一つのガイド部材を含むことを特徴とする、請求項6記載のエレベーターシステム。
- かごがかごの自重を有し、かつ積載重量を運搬するように構成され、質量体がかごの自重と積載重量との合計の二分の一に少なくとも等しい重量を有することを特徴とする、請求項6記載のエレベーターシステム。
- 質量体は、互いに固定された複数の部分を有することを特徴とする、請求項6記載のエレベーターシステム。
- 質量体は、所定の材料で少なくとも部分的に充填される外殻を有することを特徴とする、請求項6記載のエレベーターシステム。
- 張力装置が少なくとも一つのばねを有することを特徴とする、請求項1記載のエレベーターシステム。
- 張力装置が少なくとも一つの加圧アクチュエータを有することを特徴とする、請求項1記載のエレベーターシステム。
- 張力装置がレバー部材を有し、該レバーの一つの端部が昇降路の一部に関して回動するように支持され、第二の端部が張力装置の張力部材に固定され、かつ荷重負担部材がレバーの第一および第二の端部の間の選択された位置に固定されることを特徴とする、請求項1記載のエレベーターシステム。
- かごと、複数の滑車と、滑車のまわりで移動してかごに所望の移動を起こさせる荷重負担部材と、かごの移動に際して基本的に静止状態にある張力装置と、を有するエレベーターシステムを設置する設置方法であって、
(A) 昇降路の所望の高さに頂部支持体を設けるステップと、
(B) 荷重負担部材の第一の部分を頂部支持体に固定するステップと、
(C) 複数の滑車をエレベーターシステム内の所望の位置に支持するステップと、
(D) 荷重負担部材を所望のパターンで滑車に巻き付けるステップと、
(E) 荷重負担部材の第二の部分を張力装置に固定するステップであり、かくして荷重負担部材の第一の区間が第一の部分と第二の部分との間に伸び、第一の区間が荷重負担部材の全長より短い長さを有するところのステップと、
(F) エレベーターシステムを用いて、かごを昇降路内の所望の高さ以下の位置の間で移動させるステップと、
(G) その後荷重負担部材の第二の部分を張力装置から解放するステップと、
(H) 頂部支持体を、昇降路内の、より高い第二の高さに揚げるステップと、
(I) 荷重負担部材の第三の部分を張力装置に固定するステップであり、かくして荷重負担部材の第二の区間が第一の部分と第三の部分との間に伸び、第二の区間が第一の区間の長さより大きい長さを有するところのステップと、
からなることを特徴とする設置方法。 - その後荷重負担部材の第三の部分を張力装置から解放するステップと、
頂部支持体を昇降路内の、第二の高さより高い第三の高さに揚げるステップと、
荷重負担部材の第四の部分を張力装置に固定するステップであり、かくして荷重負担部材の第三の区間が第一の部分と第四の部分との間に伸び、第三の区間が第二の区間の長さより大きい長さを有するところのステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項14記載の設置方法。 - ステップ(H)およびステップ(I)を実施した後、エレベーターシステムを用いてかごを昇降路内の第二の高さ以下の位置の間で移動させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項14記載の設置方法。
- ステップ(C)は、第一の滑車をかごとともに移動するように配置し、第二の滑車を頂部支持体の近傍に配置し、第三の滑車を昇降路の端部の近傍に配置し、第四の滑車をかごとともに移動するように配置することを含むことを特徴とする、請求項14記載の設置方法。
- ステップ(D)は、荷重負担部材が頂部支持体からかごに向かって伸び、第一の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第一の滑車から頂部支持体に向かって伸び、第二の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第二の滑車から第三の滑車に向かって伸びて第三の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第三の滑車からかごに向かって伸び、第四の滑車に少なくとも部分的に巻き付き、第四の滑車から張力装置に向かって伸びるように、荷重負担部材を配置することを含むことを特徴とする、請求項17記載の設置方法。
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