JP2010513171A - エレベータのダンパアッセンブリ - Google Patents

Abstract

ダンパアッセンブリ（２２）は、エレベータの乗り心地を制御するのに有益である。ダンパアッセンブリ（２２）は、荷重に応じてたわむ弾性部材を備える。弾性部材の有効剛性は、弾性部材のたわみの割合よりも低い。弾性部材は、第１の部分（３０，４０）を備え、第１の部分は、ダンパアッセンブリ（２２）に加わる初期の荷重に応じて、第２の部材（３２，４２）より先にたわむ。

Description

本発明は、エレベータのダンパアッセンブリに関する。

エレベータシステムは乗り心地を向上させる種々の特徴部分を備える。その一例として、エレベータかごとエレベータかごフレームとの間に設けられる振動絶縁装置つまりダンパ装置が挙げられる。振動絶縁装置は、かごフレームから、かごに伝わる振動を最小にするように構成されている。これにより、かご内の乗客に快適な乗り心地がもたらされる。さらに、振動絶縁装置は、エレベータかごに伝わる騒音を最小化するように構成されており、これにより、より静か移動が可能となる。

従来の装置の１つの欠点として、エラストマー系の天然ゴムや金属製のばね部材などを含む振動絶縁装置は、システムレベルの静的荷重および最大たわみの要件によって制約を受ける。このような制約により、従来の振動絶縁装置が望ましいものよりも硬くなってしまう。より高い剛性により、騒音および振動を減少させる振動絶縁装置の能力が低下してしまう。

さらに、多くの振動絶縁装置は、エレベータシステムの取付け時に過度に圧縮される。通常、取付け時にフレームに対するエレベータかごの位置を調節することによりかごを水平にすること（レベリング）が要求される。エレベータかごの望ましくない傾きを修正するために振動絶縁装置を使用することは一般的なことである。このような技術により、振動絶縁装置が圧縮され、かごに伝わる騒音および振動を減少させる能力が著しく低下してしまう。

例示的なダンパアッセンブリは、弾性部材を備えており、弾性部材の少なくともたわんでいない状態と初期のたわみ量との間において、弾性部材の有効剛性（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が対応する弾性部材のたわみの割合よりも低くなるように、弾性部材が荷重に応じてたわむ。

開示する実施例の種々の特徴および利点は、以下に記載する発明を実施するための形態によって当業者に明らかになるであろう。発明を実施するための形態に伴う図面について以下に簡単に説明する。

エレベータシステムの選択された部分を示す概略図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの一実施例を示す図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの一実施例を示す図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの一実施例を示す図。 ダンパアッセンブリの他の実施例を示す図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの他の実施例を示す概略図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの他の実施例を示す概略図。 異なる荷重状態におけるダンパアッセンブリの他の実施例を示す概略図。 剛性とたわみの関係を示すグラフ。 従来の振動ダンパを示す概略図。 例示的なエレベータダンパアッセンブリの騒音の伝達率と周波数反応の関係を示すグラフ。

図１にエレベータシステム２０の一部を概略的に示す。本実施例では、エレベータかご２４と、該かご２４を支持するとともに、周知の方法でかごを昇降路内で移動させるフレーム２６との間に複数のダンパアッセンブリ２２が位置している。このダンパアッセンブリ２２は、フレーム２６に生じる振動をかご２４内の乗客に感じさせないように振動を絶縁する。また、ダンパアッセンブリ２２は、エレベータ巻上機の運転やかご２４の周囲環境などから生じるフレーム２６の振動による構造的な騒音を絶縁する。

ダンパアッセンブリ２２は、かご２４とフレーム２６との間の相対的な移動に伴う荷重に応じてたわむ弾性部材を含む。ダンパアッセンブリ２２は、かご２４とフレーム２６とが固定的に接続される場合にかご２４に伝わる振動からかご２４を絶縁する。

図２Ａにダンパアッセンブリ２２の一例を図示する。本実施例の弾性部材は、より小さい公称の第１の外側寸法を有する第１の部分３０を含む。弾性部材の本体の第２の部分３２は、より大きな第２の外側寸法を有する。本実施例では、部分的に円錐形状をなす円錐部分３４は、第１の部分３０の第１の外側寸法から第２の部分３２の第２の外側寸法へと実質的に変化する外側寸法を有する。

一実施例では、第１の部分３０は、第２の部分３２に用いられる材料と異なる材料からなる。一実施例には、第１の部分３０用のエチレン−ポリプロピレンジエンモノマ（ＥＰＤＭ）と、第２の部分３２用の相対的により固いゴム材と、が含まれる。選択する材料に応じて所望の反応を実現するための弾性部材の形状が異なっていてもよい。

一実施例では、第１の部分３０は、ダンパアッセンブリ２２の軸に沿った長さを有し、この長さは、弾性部材の全長の約１／３である。

図２Ａの実施例には、フレーム２６またはかご２４の一方に対する固定位置に固定される取付部分３６が含まれる。図示した実施例では、取付部分３６は、フレーム２６に対応する適切に整列した部分に固定されており、第１の部分３０は、かご２４に面している。

弾性部材の第１および第２の部分３０，３２の異なる寸法により、ダンパアッセンブリ２２の異なるたわみ量および異なる荷重に応じたダンパアッセンブリ２２の異なる有効剛性（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）がもたらされる。第１の部分３０のより小さな外側寸法および断面積は、ダンパアッセンブリ２２の弾性部材のたわみが生じ始める荷重に応じてより低い剛性をもたらす。荷重が増し、弾性部材がさらにたわむと、第２の部材３２のより大きな外側寸法および断面積により剛性が増し、これは弾性部材本体がさらにたわむにつれて、より大きな割合で増加する。

例えば、図２Ａの実施例は、荷重がかかっていない状態、つまりたわんでいない状態を示している。図２Ｂは、ダンパアッセンブリ２２にある程度の荷重がかかっている他の状態を示している。この状態では、第１の部分３０は、荷重に応じて変形つまりたわんでいる。第２の部材３２に比べてより小さな第１の部分３０の外側寸法により、第２の部材３２がたわむ（変形する）前に、第１の部分３０がたわむ（変形する）。一実施例では、第１の部分３０は、第２の部材３２に比べてより軟らかい材料を含んでおり、これは、第１の部分３０の初期のたわみに対して付加的に貢献する。

図２Ｃは、同じ実施例を示しているが、図２Ｂに示したものに比べてより高い荷重がかかっている。この時点では、第１の部分３０は、図２Ｃでは見ることができない程度まで圧縮され、たわんでいる。ダンパアッセンブリ２２にさらに荷重が加わることにより、弾性部材の残部および最終的には第２の部材３２が圧縮され、たわむ。

図２Ａ〜２Ｃの実施例では、第１の部分３０は、テーパ状をなしている。一実施例では、第１の部分３０は、円錐台形である。図３は、他の実施例を示しており、第１の部分３０が実質的に円筒形をなしている。この実施例では、第１の部分３０は、図２Ａ〜２Ｃの実施例と同じように機能するものであり、第１の部分３０は、第２の部材３２がたわむ前に、初期の荷重に応じて、圧縮されていない無荷重状態から圧縮されてたわむ。

一実施例では、ダンパアッセンブリ２２を視覚的に検査することによって、ダンパアッセンブリ２２に対する現在の荷重状態の情報を技術者にもたらすように、第１の部分３０は第２の部材３２から視覚的に独立している。第１の部分がどのように見えているか（例えば、荷重に応じてたわんでいないなど）を観察することによって、技術者は、ダンパアッセンブリの状態を容易に視覚的に検査することが可能となり、これにより、所望の騒音および振動レベルを維持するために要求される調節を行うことができる。一実施例では、第１の部分３０と第２の部材３２では異なった材料を選択しているため、互いに視覚的に独立している。一実施例では、異なる剛性レベルおよび異なる視覚的な特性の少なくとも一方を満たすように、前記の異なる材料が選択される。

図４Ａは、他のダンパアッセンブリ２２の実施例を概略的に示しており、このダンパアッセンブリでは、垂直方向の摩擦力が最小となるため、かご２４の乗客の重量を測定するはかりシステムにとって有益である。本実施例における弾性部材は、可撓性アーム４０を含む。一実施例では、可撓性アーム４０は、板ばねからなる。可撓性アーム４０の一方の端部は、ローラ４２を支持し、他方の端部４４は、フレーム２６の適切な部分に対する固定位置に固定される。本実施例では、ローラ４２は、図４Ａに示すように、荷重がかかっておらず、たわんでいない状態でかご２４に対して配置されている。ローラ４２により、垂直方向の摩擦力が最小となる。

一実施例では、可撓性アーム４０は、金属製の板ばねからなる。ローラ４２は、可撓性アーム４０の剛性よりも硬い、ゴムなどのエラストマー材料からなる。

図４Ｂは、図４Ａのダンパアッセンブリ２２に少し荷重が加わった状態を示している。この荷重状態では、可撓性アーム４０がたわんでおり、フレーム２６の対応する部分に対する固定位置に支持された停止部材４６とローラ４２とが接触している。一実施例では、停止部材４６は、ローラ４２のエラストマー材料よりも硬い硬質ゴムからなる。一実施例では、ローラ４２の色は、停止部材４６の色とは異なっており、これにより、視覚的な検査が容易になる。図４Ｂの実施例では、可撓性アーム４０は、たわんでいるが、ローラ４２はたわんでいない。

図４Ｃは、図４Ｂに比べてさらに荷重がかかった状態を示している。この状態では、ローラ４２は、さらなる荷重に応じて、部分的に圧縮され、たわんでいる。例示的なローラ４２は、弾性材料を含むため、ローラ４２の位置においてかご２４とフレーム２６が互いに近づく際の十分な荷重に応じて、ローラが圧縮され、たわむ。

ダンパアッセンブリ２２の各実施例の１つの態様は、ダンパアッセンブリの有効剛性が、ダンパアッセンブリ２２の弾性部材の圧縮つまりたわみの割合よりもより低い割合で増加することである。一実施例では、剛性は、弾性部材に加わる力の方向に対して実質的に平行な方向への弾性部材のたわみの割合よりも、低い割合で変化する。

図５は、ダンパに加わる力とたわみの関係を表すグラフ５０である。１つの例示的な曲線５２は、例えば、図２Ａ〜２Ｃのダンパアッセンブリにおける力とたわみの関係を示す。曲線５２の一部５４は、（グラフの始点における）無荷重状態から、初期の中程度の荷重および対応するたわみまでに亘る、ダンパアッセンブリ２２の弾性部材のたわみ量に対する力の変化の関係を示している。部分５４は、例えば、図２Ａおよび図２Ｂに概略的に示した弾性部材のたわみの変化に相当する。

曲線５２の他の部分５６は、弾性部材にさらなる荷重が加わり、さらにたわんだ状態を示している。一実施例では、曲線５２の部分５６は、図２Ｂおよび図２Ｃに概略的に示した弾性部材のたわみの変化に相当する。図から理解されるように、部分５６の平均的な斜線は、部分５４の平均的な斜線と比べてより著しく傾斜している。つまり、ダンパの有効剛性は、部分５４で示すたわみの作用範囲に比べて、部分５６で示すたわみの作用範囲においてより高い。図５は、少なくとも初期の荷重状態において、ダンパアッセンブリ２２の剛性の変化に比べて、より高い割合で生じるたわみの量の変化が前記実施例においてどのように生じているかを示している。

曲線５２のさらに別の部分５８は、さらなる荷重に応じた弾性部材のさらなる圧縮およびたわみを示している。一実施例では、これは、弾性部材の第２の部材３２のたわみに相当する。相対的に高い荷重により、第１の部分３０が完全にたわみ、第２の部材３２がたわみ始めるにつれて、より大きな有効剛性が生じる。図５から分かるように、第２の部材３２よりも小さい外側寸法を有する第１の部分３０を設けることにより、ダンパアッセンブリの有効剛性が変動する。有効剛性は、第２の部材３２がたわみ始めるまで、弾性部材のたわみの変化より小さい。

他の曲線６０は、図４Ａ〜４Ｃの実施例における力とたわみとの関係を概略的に示している。曲線６０の部分６２は、例えば、図４Ａ，４Ｂに示す状態の変化に相当する。部分６４は、図４Ｂの状態から図４Ｃの状態で生じる力の変化に相当する。曲線の部分６６は、例えば、さらなる荷重と、かご２４と停止部材４６との間のローラ４２の圧縮に対応するさらに増加した剛性に相当する。図５から分かるように、弾性のローラ４２の剛性よりも低い剛性を有する可撓性アーム４０を用いることにより、ダンパアッセンブリ２２に対する増加する荷重の関数として変化する有効剛性がもたらされる。

図５は、従来の振動絶縁装置と比べて、本発明の実施例により設計されたダンパアッセンブリによって、荷重の変化に対する応答がどのように向上するかを示している。図５の曲線７０は、図６に示す従来型の振動絶縁装置における典型的な力とたわみの関係を示している。

従来の振動絶縁装置は、弾性部材７６および取付部７８を有する。弾性部材７６は、一定の断面積を有しており、ほとんどたわまない（変形しない）相対的に硬い弾性材料からなる。曲線７０の第１の部分７２は、荷重が増加した曲線７０の他の部分７４に比べて、有効剛性が低いことを示している。この振動絶縁装置は、とても硬いため、フレーム２６を介してかごに伝わる騒音や振動からかごを絶縁する能力が失われている。弾性部材７６の相対的に硬い弾性材料によって、ほとんど、あるいは全くたわまない（変形しない）ため、その結果、曲線７０によって概略的に示す力とたわみの関係となる。

図６に示した従来の振動絶縁装置と比べて、曲線５２，６０に対応する減少した有効剛性は、騒音および振動の減衰を向上させ、したがって、エレベータの乗り心地を向上させる。曲線の部分５４，５６，６２，６４は、部分７２に比べて傾斜が著しく緩い。より大きな第２の部材３２は、エレベータシステムの荷重要求を満すように、適切な剛性をもたらし、他方、第１の部分３０は、乗り心地を向上させるように、より低い剛性をもらす。

図７は、エレベータかご２４に伝わる振動伝達率を示す周波数応答のグラフである。第１の曲線８０は、ダンパアッセンブリ２２の例示的な実施例に対応する周波数応答および伝達率を示している。この応答と、曲線８２で示した従来技術の応答とを比較することにより、本発明の実施例により設計されたダンパアッセンブリ２２における振動伝達率が著しく低いことが分かる。対応するたわみの割合に比べてより低い有効剛性を含んだ変動する剛性により、エレベータかごに伝わる振動を防止する能力が向上する。

上記の記載事項は、例示的なものであり、限定的なものではない。当業者であれば、開示された実施例に対して、本発明の本質から逸脱することなく種々の変更および修正がなされることを理解されるであろう。したがって、本発明に付与される法的保護の範囲は、以下の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定される。

Claims (20)

1. 弾性部材を備えるエレベータダンパアッセンブリであって、
   弾性部材は、弾性部材の有効剛性が少なくともたわんでいない状態と初期のたわみ量との間において、対応する弾性部材のたわみの割合よりも低いように、荷重に応じてたわむことを特徴とするエレベータダンパアッセンブリ。
2. 前記弾性部材は、
   公称の第１の外側寸法を有する第１の部分と、
   より大きな第２の外側寸法を有する第２の部分と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
3. 第１の部分は、弾性部材の本体の一方の端部の近傍に位置し、第２の部分は、本体の他方の端部の近傍に位置することを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
4. 前記本体は、少なくとも部分的な円錐形状部分を有することを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
5. 少なくとも部分的な円錐形状部分は、第１の部分と第２の部材の間に位置することを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
6. 第１の部分は、円錐形状をなすことを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
7. 第１の部分は、第２の部材から視覚的に独立していることを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
8. 第１の部分は、第１の材料からなり、第２の部材は、これと異なる第２の材料からなることを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
9. 第１の部分は、エチレン−ポリプロピレンジエンモノマ（ＥＰＤＭ）からなり、第２の部材は、ＥＰＤＭよりも相対的に硬いエラストマーからなることを特徴とする請求項８に記載のアッセンブリ。
10. 第１の部分の圧縮により、弾性部材にかかる荷重が可視的に示されることを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
11. 有効剛性と、対応する弾性部材のたわみの割合の比は、弾性部材に加えられる力の量とともに変化することを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
12. 前記比は、初期のたわみ量よりも小さい第１のたわみ量までの第１の値を有し、かつ
    前記比は、初期のたわみ量と第１のたわみ量との間における、より高い第２の値を有することを特徴とする請求項１１に記載のアッセンブリ。
13. 弾性部材は、
    第１の剛性を有する可撓性アームと、
    可撓性アームの第１の端部の近傍に位置するとともに、より高い第２の剛性を有する弾性本体部と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
14. 可撓性アームは、板ばねからなることを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリ。
15. 弾性本体部は、ローラからなることを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリ。
16. 可撓性アームおよび弾性部材部は、第１の荷重に応じて可撓性アームがたわみ、ダンパアッセンブリに加わるより高い第２の荷重に応じて弾性本体部がたわむように配設されることを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリ。
17. 可撓性アームは、１つの位置に固定された第２の端部を有し、
    弾性本体部は、可撓性アームがたわむにつれて、第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成され、前記第１の位置は、可撓性アームが第１の位置から離間した停止部材と接触しない位置であり、前記第２の位置は、弾性本体部が停止部材と接触する位置であることを特徴とする請求項１３に記載のアッセンブリ。
18. 弾性本体部は、第１の荷重に応じて停止部材に接触する第２の位置へと移動するように構成され、かつ
    弾性本体部は、第１の荷重よりも高いさらなる荷重に応じて、停止部材に対してたわむように構成されることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリ。
19. 弾性本体部は、第１の材料からなり、停止部材は、より硬い第２の材料からなることを特徴とする請求項１７に記載のアッセンブリ。
20. エレベータかごと、
    エレベータかごに対応するフレームと、
    エレベータかごとフレームとの間に位置する弾性部材と、
    を備え、
    弾性部材の剛性が少なくともたわんでいない状態と初期のたわみ量との間において弾性部材のたわみの割合のよりも低い割合で増加するように、弾性部材は荷重に応じてたわむように構成されることを特徴とするエレベータ装置。

Images