JP2011026062A - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御ケーブルの端部に生じる応力を低減させることができ、制御ケーブルの損耗を抑えることができるエレベータ装置を提供する。
【解決手段】昇降路１には、昇降路１の内壁から垂れ下がるように配置された第１可動側制御ケーブル１２Ａと、かご６から垂れ下がるように配置された第２可動側制御ケーブル１２Ｂと、可動側中継箱１３とが設けられている。かご６のかご側機器と、制御盤４とは、各制御ケーブル１１，１２Ａ，１２Ｂ及び各中継箱１０，１３を介して、電気的に接続されている。ケーブル支持ユニット２０は、かご６の昇降に応じて可動側中継箱１３を昇降させるとともに、可動側中継箱１３を介して、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体の長さ方向中間箇所を建物から支持する。
【選択図】図１

Description

この発明は、かごと、建物に設置された制御盤とが制御ケーブルによって接続されたエレベータ装置に関する。

一般的なエレベータでは、かご側の機器に電力供給や信号伝送を行うため、かごと制御盤とが制御ケーブルによって接続されている（例えば、特許文献１参照）。また、一般的に、制御ケーブルの長さは、かごの昇降行程の半分よりも少し長くなるように設定されており、制御ケーブルの一端はかご側（移動側）に、制御ケーブルの他端は建物側（固定側）にそれぞれ接続されている。

特開平４−２４３７８７号公報

ここで、近年、例えば２００ｍ以上の超高層の建物が建設されるようになっている。このような建物の高層化に伴い、エレベータのかごの昇降行程が長くなると、制御ケーブルの質量が増大する。また、制御ケーブルの一部を構成する鋼製のワイヤロープは、制御ケーブルの端部でケーブル保持具に固定されており、制御ケーブルの質量（自重）が増大することに伴って、ワイヤロープに生じる応力が増大する。

そして、かごが昇降する度に、制御ケーブルの端部のワイヤロープには、曲げ応力と、制御ケーブルの質量に応じた引張応力との増減が生じることになる。つまり、かごが昇降路最上部に移動すると、かご側における制御ケーブルの端部が制御ケーブルのほとんどの質量を支える。これに対して、かごが昇降路最下部に移動すると、かご側の制御ケーブルの端部には制御ケーブルの質量がほとんど掛からなくなる。他方、昇降路の内壁（中継箱）側における制御ケーブルの端部のワイヤロープには、かごが昇降する度に、かご側の制御ケーブル端部の場合とは逆のパターンで同等の大きさの曲げ応力と引張応力との増減が生じることになる。

このように、超高層の建物に用いられる制御ケーブルにおいては、その端部に作用する繰返し応力と曲げ応力とによって、疲労寿命が比較的短くなっており、比較的早期に損耗してしまうという問題が生じていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、制御ケーブルの端部に生じる応力を低減させることができ、制御ケーブルの損耗を抑えることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、建物の昇降路内を昇降されるかごと、前記かごに駆動力を与える駆動装置と、前記建物に設けられ、前記駆動装置の駆動を含む前記かごの運転を制御する運転制御部と、前記かごから前記昇降路内に垂れ下がるように配置され、前記かごと前記運転制御部とを電気的に接続する制御ケーブルと、前記制御ケーブルにおける前記かごと前記運転制御部との間の箇所に接続され前記制御ケーブルを前記建物から支持するための可動接続部を有し、前記かごの昇降に応じて前記可動接続部を昇降させるとともに、前記可動接続部を介して、前記制御ケーブルにおける前記かごと前記運転制御部との間の箇所を前記建物から支持するケーブル支持ユニットとを備えるものである。

この発明に係るエレベータ装置によれば、制御ケーブルにおけるかごと運転制御部との間の箇所がケーブル支持ユニットによって建物から支持されているので、制御ケーブルの端部に加わる制御ケーブルの質量が分散されることにより、制御ケーブルの端部に生じる応力を低減させることができ、制御ケーブルの損耗を抑えることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１の制御ケーブルの断面構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータを示す構成図である。図２は、図１の第１可動側制御ケーブル１２Ａの断面構造を示す斜視図である。なお、図１（ａ）は、かご６が昇降路１の最上階に配置された状態を示し、図１（ｂ）は、かご６が昇降路１の最下階に配置された状態を示す。

図１，２において、建物の昇降路１の上部には、機械室１ａが設けられている。機械室１ａには、駆動装置（かご用巻上機）２、反らせ車３、及び運転制御部としての制御盤４が設けられている。駆動装置２は、モータ及びシーブを有している。駆動装置２のシーブと反らせ車３とのそれぞれの外周には、主ロープ５が巻き掛けられている。

主ロープ５の一端部には、かご６が吊り下げられている。また、主ロープ５の他端部には、釣合おもり７が吊り下げられている。かご６の底面部と釣合おもり７の底面部とは、補償ロープ８によって接続されている。補償ロープ８は、昇降路１の下部に設けられた釣合車９の外周に巻き掛けられている。駆動装置２の駆動を含めたかご６の昇降は、制御盤４によって制御される。

昇降路１の内壁には、固定側中継箱１０及び固定側制御ケーブル１１が固定されている。固定側中継箱１０は、固定側制御ケーブル１１を介して、制御盤４に電気的に接続されている。昇降路１には、昇降路１の内壁から垂れ下がるように配置された第１可動側制御ケーブル１２Ａと、かご６から垂れ下がるように配置された第２可動側制御ケーブル１２Ｂと、可動接続部としての可動側中継箱１３とが設けられている。各可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂは、図２に示すように、複数本の制御信号線及び電力線１４と、２本のワイヤロープ１５とを含んでいる。

ここで、固定側中継箱１０は、ケーブル固定具と、コネクタとを有している（いずれも図示せず）。固定側中継箱１０の固定具によって、第１可動側制御ケーブル１２Ａの一端部が昇降路１の内壁に固定されている。即ち、第１可動側制御ケーブル１２Ａの一端部は、昇降路１の内壁に固定された昇降路固定部をなしている。また、第１可動側制御ケーブル１２Ａの一端部は、固定側中継箱１０のコネクタに電気的に接続されており、固定側中継箱１０を介して固定側制御ケーブル１１と電気的に接続されている。

可動側中継箱１３は、２つのケーブル固定具と、電気的に短絡された２つのコネクタとを有している（いずれも図示せず）。第１可動側制御ケーブル１２Ａの他端部と、第２可動側制御ケーブル１２Ｂの一端部とは、それぞれ固定側中継箱１０のケーブル固定具によって、可動側中継箱１３に固定されている。また、第１可動側制御ケーブル１２Ａの他端部と、第２可動側制御ケーブル１２Ｂの一端部とは、可動側中継箱１３のコネクタに電気的に接続されており、可動側中継箱１３のコネクタを介して、互いに電気的に接続されている。

第２可動側制御ケーブル１２Ｂの他端部は、かご６に設けられたケーブル固定具（図示せず）によって、かご６に固定されている。また、第２可動側制御ケーブル１２Ｂは、かご６に設けられたかご側機器（図示せず）に電気的に接続されている。従って、かご６のかご側機器と、制御盤４とは、各制御ケーブル１１，１２Ａ，１２Ｂ及び各中継箱１０，１３を介して、電気的に接続されている。

ここで、機械室１ａには、ケーブル用巻上機１６が設けられている。ケーブル用巻上機１６は、例えば巻き取りドラムを有する巻胴式の巻上機である。ケーブル用巻上機１６の駆動は、制御盤４によって制御される。巻き取りドラムには、ケーブル支持索条としてのケーブル支持ロープ１７の一端部が接続されており、ケーブル支持ロープ１７の全体は、ケーブル用巻上機１６から下方に垂れ下げられている。ケーブル支持ロープ１７の他端部は、可動側中継箱１３に接続されている。

ケーブル用巻上機１６は、ケーブル支持ロープ１７を下方へ繰り出すことにより、可動側中継箱１３を下降させる。また、ケーブル用巻上機１６は、ケーブル支持ロープ１７を巻き上げることにより、可動側中継箱１３を上昇させる。即ち、ケーブル用巻上機１６は、ケーブル支持ロープ１７及び可動側中継箱１３を介して、第１可動側制御ケーブル１２Ａの他端部と、第２可動側制御ケーブル１２Ｂの一端部とを昇降させる。

さらに、ケーブル用巻上機１６は、ケーブル支持ロープ１７及び可動側中継箱１３を介して、第１可動側制御ケーブル１２Ａの他端部と、第２可動側制御ケーブル１２Ｂの一端部とを支持する。ここで、可動側中継箱１３、ケーブル用巻上機１６及びケーブル支持ロープ１７は、ケーブル支持ユニット２０を構成している。ケーブル支持ユニット２０は、かご６の昇降に応じて第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体の長さ方向中間箇所（かご６と制御盤４との間の箇所）を昇降させるとともに、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体の長さ方向中間箇所を建物から支持する。

また、制御盤４は、かご位置（かご６の高さ位置）に応じて、第２可動側制御ケーブル１２Ｂのかご６との接続端部、第２可動側制御ケーブル１２Ｂの可動側中継箱１３との接続端部、第１可動側制御ケーブル１２Ａの可動側中継箱１３との接続端部、及び第１可動側制御ケーブル１２Ａの固定側中継箱１０との接続端部のそれぞれに生じる曲げ応力が小さくなる方向に、ケーブル支持ユニット２０の駆動を制御して、可動側中継箱１３を昇降させる。

ここで、機械室１ａには、建物の揺れを検出するための振動感知器（地震感知器：図示せず）が設けられている。制御盤４は、その振動感知器を介して、建物の振動を検出可能となっている。また、制御盤４は、建物の振動を検出した場合に、かご６の移動から独立して可動側中継箱１３を昇降させる。

具体的に、建物の周期振動によって第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂが共振し、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂが許容値以上に振動するような場合、制御盤４は、かご６の移動とは独立して可動側中継箱１３のみを移動させる。そして、制御盤４は、ケーブル支持ユニット２０を介して可動側中継箱１３を昇降させ、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの共振周期を建物の振動周期から外すように、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの垂下長さを調整する。

次に、動作について説明する。図１（ａ）に示すように、かご６が最上部に配置された状態では、可動側中継箱１３は、かご位置から２ｈ下方の高さ位置に配置される。そして、かご６が最上階から最下階へ下降する場合に、制御盤４は、ケーブル用巻上機１６の駆動を制御し、可動側中継箱１３を下降させる。

また、かご６が昇降路１の高さ方向中央部に配置された状態では、かご６と可動側中継箱１３とは横並びの状態になる。さらに、かご６が最下階に到達すると、可動側中継箱１３は、かご位置から２ｈ上方の位置に配置される。なお、可動側中継箱１３の昇降速度は、かご６の昇降速度の半分であり、可動側中継箱１３の移動距離は、かご６の移動距離の半分である。

ここで、可動側中継箱１３を用いない構成において、かご６の昇降行程を８ｈとした場合に、一般的な制御ケーブルの長さ寸法は、４ｈ＋α（αは制御ケーブルが屈曲しないための予長寸法）である。これに対して、図１のように、可動側中継箱１３を用いた場合には、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの長さ寸法が２ｈ＋αである。これにより、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの端部に生じる応力が、可動側中継箱１３を用いない構成に比べて低減される。この結果、可動側中継箱１３を用いない場合には、最大４ｈ＋αの質量がかご側の制御ケーブルの端部に掛かることになるが、可動側中継箱１３を用いることによって、その約半分の質量が第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの端部に掛かることになる。

上記のような実施の形態１のエレベータ装置によれば、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体の長さ方向中間箇所（かご６と制御盤４との間の箇所）がケーブル支持ユニット２０によって建物から支持されている。この構成により、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの端部に加わる第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの質量が分散されることにより、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの端部に生じる応力（引張応力や曲げ応力）を低減させることができ、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの損耗を抑えることができる。

これとともに、応力限界で従前では適用できなかった制御ケーブルを、超高層建物用のエレベータに適用可能となり、設計の自由度を向上させることができる。

また、ケーブル支持ユニット２０は、かご位置に応じて、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの各接続端部に生じる曲げ応力が小さくなる方向に、可動側中継箱１３を昇降させる。この構成により、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの各接続端部の曲げ応力による損耗を、より適切に抑えることができる。

さらに、制御盤４は、建物の振動を検出した場合に、ケーブル支持ユニット２０を介して可動側中継箱１３を昇降させ、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの共振周期を建物の振動周期から外すように、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの垂下長さを調整する。この構成により、長周期振動等による揺れが建物に発生しても、可動側中継箱１３の位置を自在に移動させることで、揺れを短時間で抑えることができる。

さらに、従来装置に比べて第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの長さ寸法が約５０％に短くなっている点でも、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの揺れを短時間で抑えることができる。

なお、実施の形態１では、ケーブル用巻上機１６の駆動が制御盤４によって制御されていた。しかしながら、ケーブル用巻上機１６が制御盤４から独立したマイコン等を有していてもよく、そのマイコン等によってケーブル用巻上機１６の駆動が制御されてもよい。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、ケーブル用巻上機１６の駆動力によって、可動側中継箱１３が昇降路１内を昇降された。これに対して、実施の形態２では、駆動装置２の駆動力によって、可動側中継箱１３が昇降路１内を昇降される。即ち、実施の形態２では、可動側中継箱１３は、かご２の昇降に機械的に連動して、昇降路１内を昇降される。

図３は、この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。なお、図３では、実施の形態１における制御盤４と固定側制御ケーブル１１とを省略して示す。図３において、昇降路１及び機械室１ａには、調速器ユニット３０及びケーブル支持ユニット４０が設けられている。調速器ユニット３０は、非常止め装置（図示せず）と、調速器本体が組み込まれた第１張り車３１Ａと、第２張り車３１Ｂと、調速器ロープ３２とを有している。

非常止め装置は、かご６に設けられている。第１張り車３１Ａ及び第２張り車３１Ｂは、それぞれ機械室１ａと、昇降路１の下部とに設けられている。調速器ロープ３２は、第１張り車３１Ａ及び第２張り車３１Ｂの間に無端状に張り渡されている。また、調速器ロープ３２の一部は、かご６の非常止め装置に接続されている。

第１張り車３１Ａ及び第２張り車３１Ｂは、かご６の昇降に伴う調速器ロープ３２の移動によって回転される。第１張り車３１Ａの調速器本体は、かご６の昇降速度が所定の過速度に達したことを機械的に検出可能になっている。また、調速器本体は、かご６の昇降速度が所定の過速度に達したことを検出した際に、例えば、調速器ロープ３２を介してかご６の非常止め機構を作動させ、かご６の昇降を停止させる。

ケーブル支持ユニット４０は、駆動車４１と、釣合車４２と、ケーブル用ガイドレール４３と、可動側中継箱４４と、ケーブル支持索条としてのケーブル支持ロープ４５とを有している。駆動車４１は、機械室１ａに設けられている。また、駆動車４１は、第１張り車３１Ａと同軸に配置されており、第１張り車３１Ａとともに回転する。

釣合車４２は、昇降路１の下方に設けられている。ケーブル用ガイドレール４３は、駆動車４１と釣合車４２との間に鉛直方向に沿って配置されている。可動側中継箱４４は、ケーブル用ガイドレール４３に設けられており、ケーブル用ガイドレール４３に沿って変位可能となっている。また、ケーブル用ガイドレール４３によって、可動側中継箱４４の水平方向の変位が規制される。なお、可動側中継箱４４の他の構成は、実施の形態１の可動側中継箱１３の構成と同様である。

ケーブル支持ロープ４５の一端部は、可動側中継箱４４の上面に接続されており、ケーブル支持ロープ４５の他端部は、可動側中継箱４４の下面に接続されている。また、ケーブル支持ロープ４５は、駆動車４１及び釣合車４２に巻き掛けられており、駆動車４１及び釣合車４２間に張り渡されている。さらに、ケーブル支持ロープ４５は、駆動車４１の回転によって移動し、可動側中継箱４４を昇降させる。即ち、駆動車４１、釣合車４２及びケーブル支持ロープ４５は、伝動機構を構成している。つまり、かご６の昇降用の駆動力によって、可動側中継箱４４が昇降路１内を昇降される。

ここで、ケーブル支持ユニット４０は、かご６の昇降速度の半分の昇降速度で可動側中継箱４４をかご６の昇降に追従して昇降させる。なお、駆動車４１の径は、ケーブル支持ロープ４５の移動速度が調速器ロープ３２の移動速度の半分となるように、駆動装置２のシーブの径と、調速器ユニット３０の第１張り車３１Ａの径との関係で予め決定されている。実施の形態２のエレベータ装置の他の構成は、実施の形態１と同様である。

上記のような実施の形態２のエレベータ装置によれば、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体の長さ方向中間部がケーブル支持ユニット４０によって建物から支持されている。このような構成を用いた場合であっても、実施の形態１と同様に、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの端部に生じる応力を低減させることができ、第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの早期損耗を回避することができる。

また、可動側中継箱４４は、ケーブル用ガイドレール４３に沿って変位可能となっており、かつケーブル用ガイドレール４３によって水平方向の変位が規制される。この構成により、可動側中継箱４４が昇降する際に、可動側中継箱４４の水平方向への揺動が抑えられることから、その揺動に伴って第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂが昇降路１の内壁壁面に接触する等の不具合の発生を抑えることができる。

なお、実施の形態２では、駆動車４１が調速器ユニット３０の第１張り車３１Ａに接続されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、調速器ユニット３０が駆動装置２からのかご６の昇降用の駆動力を受ければよい。例えば、駆動車４１が駆動装置２に機械的に接続されていてもよい。

また、実施の形態２において、ケーブル用ガイドレール４３が、かご６の昇降を案内するためのかご側ガイドレール、及び釣合おもり７の昇降を案内するためのおもり側ガイドレール（いずれも図示せず）とは別途設けられていたが、ケーブル用ガイドレール４３として、かご側ガイドレール又はおもり側ガイドレールを利用することもできる。

さらに、実施の形態１，２では、可動側中継箱１３，４４が１つのみであったが、２つ以上の可動側中継箱１３，４４を用いてもよい。即ち、可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの全体におけるかご６と制御盤４との間の箇所を２つ以上のケーブル支持ユニット２０，４０で建物から支持してもよく、可動側制御ケーブルの分割数が３以上であってもよい。この場合、分割数が増加することにより、可動側制御ケーブルの端部に加わる応力をより低減させることができる。

また、実施の形態１，２では、物理的に分断された第１及び第２可動側制御ケーブル１２Ａ，１２Ｂの２本の可動側制御ケーブルを用いた。しかしながら、１本の可動側制御ケーブルを用いることもできる。ここで、物理的に分断された２本以上の可動側制御ケーブルを用いる方が、１本の可動側制御ケーブルを用いる場合に比べて、曲げ応力を軽減させることができる。

さらに、実施の形態１，２では、固定側中継箱１０及び固定側制御ケーブル１１を用いたが、これらを省略してもよい。即ち、可動側制御ケーブル１２Ａを制御盤４に直接接続してもよい。

また、実施の形態１において、可動側中継箱１３の水平方向の変位を抑えるために、実施の形態２におけるケーブル用ガイドレール４３を用いてもよい。

１ 昇降路、２ 駆動装置、４ 制御盤（運転制御部）、６ かご、１１ 固定側制御ケーブル、１２Ａ 第１可動側制御ケーブル、１２Ｂ 第２可動側制御ケーブル、１３，４４ 可動側中継箱（可動接続部）、１６ ケーブル用巻上機、１７，４５ ケーブル支持ロープ（ケーブル支持索条）、２０，４０ ケーブル支持ユニット、４１ 駆動車、４２ 釣合車、４３ ケーブル用ガイドレール。

Claims (5)

1. 建物の昇降路内を昇降されるかごと、
   前記かごに駆動力を与える駆動装置と、
   前記建物に設けられ、前記駆動装置の駆動を含む前記かごの運転を制御する運転制御部と、
   前記かごから前記昇降路内に垂れ下がるように配置され、前記かごと前記運転制御部とを電気的に接続する制御ケーブルと、
   前記制御ケーブルにおける前記かごと前記運転制御部との間の箇所に接続され前記制御ケーブルを前記建物から支持するための可動接続部を有し、前記かごの昇降に応じて前記可動接続部を昇降させるとともに、前記可動接続部を介して、前記制御ケーブルにおける前記かごと前記運転制御部との間の箇所を前記建物から支持するケーブル支持ユニットと
   を備えることを特徴とするエレベータ装置。
2. 前記ケーブル支持ユニットは、前記かごの高さ位置に応じて、前記制御ケーブルの前記かごとの接続端部、及び前記制御ケーブルの前記可動接続部との接続端部のそれぞれに生じる曲げ応力が小さくなる方向に前記可動接続部を昇降させる
   ことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記ケーブル支持ユニットは、駆動力を発するケーブル支持駆動部と、前記ケーブル支持駆動部及び前記可動接続部に接続されたケーブル支持索条とを有し、
   前記可動接続部は、前記ケーブル支持索条を介して受けた前記ケーブル支持用駆動部の駆動力によって昇降路内を昇降される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置。
4. 前記運転制御部は、
   前記建物の振動を検出するための振動検出手段を介して、前記建物の振動を検出可能であり、
   前記建物の振動に応じて、前記ケーブル支持ユニットを介して前記可動接続部を昇降させ、前記制御ケーブルの共振周期を前記建物の振動周期から外すように、前記制御ケーブルの垂下長さを調整する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエレベータ装置。
5. 前記ケーブル支持ユニットは、
   前記駆動装置からの前記かごの昇降用の駆動力を受ける駆動車と、
   前記駆動車の下方に設けられた釣合車と、
   前記駆動車と前記釣合車との間に掛け渡され、かつ前記可動接続部に接続され、前記駆動車の回転によって上下方向へ移動されるケーブル支持索条と
   を有し、
   前記駆動装置からの前記かごの昇降用の駆動力を受けて、前記かごの昇降に連動して前記可動接続部を昇降させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置。

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