JP2012020829A - Elevator device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動形態を改良したエレベータ装置に関する。 The present invention relates to an elevator apparatus having an improved drive configuration.
従来のエレベータにおいては、乗りかご重量と定格積載量の半分の重量を合わせた重量と釣り合うように、ロープを介して乗りかごと逆側に釣合い錘を取り付けている。しかし、このような釣合い錘を用いることで、釣合い錘の通過スペースを昇降路内に確保しなければならなくなる。 In conventional elevators, a counterweight is attached to the opposite side of the car via a rope so as to balance the weight of the car and half the weight of the rated load. However, by using such a counterweight, it is necessary to secure a passage space for the counterweight in the hoistway.
釣合い錘が不要になれば、当然、釣合い錘ガイドレールも不要となるため、昇降路内スペースを大幅に減らすことができる。また、釣合い錘を用いる場合でも、従来に比べて小型で軽量の釣合い錘にすることができれば、その場合でも、従来に比べて昇降路内スペースを減らすことができる。 If the counterweight is not required, the counterweight guide rail is also unnecessary, so that the space in the hoistway can be greatly reduced. Even in the case of using a counterweight, if the counterweight can be made smaller and lighter than in the past, the space in the hoistway can be reduced in comparison with the conventional case.
そこで、釣合い錘を不要とするエレベータ、いわゆるカウンタウェイトレスエレベータとしては、例えば、特許文献1のように、昇降路内の転向プーリ及び乗りかご上の転向プーリを組み合わせたものが提案されている。
Thus, as an elevator that does not require a counterweight, that is, a so-called counterweightless elevator, for example, a combination of a turning pulley in a hoistway and a turning pulley on a passenger car has been proposed as disclosed in
しかし、この技術では、ローピングが複雑になるなどの課題がある。 However, this technique has problems such as complicated roping.
本発明は、ロープの巻き掛けを複雑にすることなく、釣合い錘を不要、あるいは、小型化できるエレベータを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an elevator that does not require a counterweight and can be miniaturized without complicating the winding of a rope.
本発明の望ましい実施態様においては、エネルギー蓄積手段に蓄積した運動エネルギーを利用して、ロープの一端を巻胴で巻き取ってロープの他端に吊るした乗りかごを上昇させる機構を用いる。 In a preferred embodiment of the present invention, a mechanism is used that uses the kinetic energy accumulated in the energy accumulating means to raise a car that is wound around one end of the rope with a winding drum and hung on the other end of the rope.
本発明の望ましい実施形態においては、エネルギー蓄積手段として、フライホイールを用い、回転させたフライホイールの運動エネルギーを利用してロープの一端を巻胴で巻き取って、乗りかごを上昇させる機構を用いている。 In a preferred embodiment of the present invention, a flywheel is used as the energy storage means, and a mechanism for winding up one end of the rope with a winding drum using the kinetic energy of the rotated flywheel to raise the car is used. ing.
本発明の具体的な実施形態においては、巻胴を回転させる機構として、フライホイールをあらかじめ最初の始動時だけモータなどで回転させておき、その回転を歯車を介して巻胴に伝達し、従来と同様の電動巻上機をアシストする形で、巻胴をロープを巻き取る方向に回転させる。 In a specific embodiment of the present invention, as a mechanism for rotating the winding drum, the flywheel is rotated by a motor or the like only at the time of the first start in advance, and the rotation is transmitted to the winding drum via a gear. Rotate the winding drum in the direction of winding the rope in the form of assisting the electric hoisting machine.
反対に、乗りかごを下降させるときは、乗りかごが持っている重力による位置エネルギーでロープを巻胴から引き出すことで巻胴を回転させて、それをフライホイールまで歯車を介して伝達してフライホイール上の運動エネルギーとして貯えておく。 On the other hand, when lowering the car, the rope is pulled out of the winding drum by the potential energy due to the gravity of the car, and the winding drum is rotated and transmitted to the flywheel via gears. Store as kinetic energy on the wheel.
ここで、従来の釣合い錘の代わりにフライホイールを利用することについて、エネルギーの点から説明する。例えば、乗りかご質量MC=800kg、定格積載量ML=600kg、釣合い錘質量MW=MC+0.5×ML=1100kg、行程ST=10mのエレベータで、最上階にある釣合い錘が持っている位置エネルギーE1は、
E1=MW×g×ST=1100×9.8×10=107800(J)
次に、フライホイールの回転速度を歯車減速機で1/10に減速して定格速度V=1.75m/sのエレベータのロープを巻き取るための巻胴を回転させるとして、半径R=0.5m、幅L=0.25mの鋼鉄製(密度ρ=7850kg/m3)のフライホイールが回転時に持っている運動エネルギーE2を求める。
Here, the use of a flywheel instead of the conventional counterweight will be described in terms of energy. For example, an elevator with a car weight M C = 800 kg, a rated load capacity M L = 600 kg, a counterweight mass M W = M C + 0.5 × M L = 1100 kg, a stroke ST = 10 m, and the counterweight on the top floor is The potential energy E 1 we have is
E 1 = M W × g × ST = 1100 × 9.8 × 10 = 107800 (J)
Next, assuming that the rotational speed of the flywheel is reduced to 1/10 with a gear reducer and the winding drum for winding the rope of the elevator with the rated speed V = 1.75 m / s is rotated, the radius R = 0. The kinetic energy E 2 that the flywheel made of steel (density ρ = 7850 kg / m 3 ) having a width of 5 m and a width L = 0.25 m has during rotation is obtained.
まず、フライホイール質量MFは、
MF=ρ×π×R2×L=7850×3.14×0.52×0.25=1540(kg)
フライホイールの慣性モーメントIFは、
IF=(1/2)×MF×R2=(1/2)×1540×0.52=193(kgm2)
フライホイールの運動エネルギーE2は、
E2=(1/2)×IF×ω2=(1/2)×193×((1.75/0.5)×10)2=118213(J)
E2はE1と同等にできるため、エレベータの乗りかごを上昇させるために、従来の釣合い錘の代わりにフライホイールの回転による運動エネルギーを利用することができる。
First, the flywheel mass M F,
M F = ρ × π × R 2 × L = 7850 × 3.14 × 0.5 2 × 0.25 = 1540 (kg)
The moment of inertia I F of the flywheel,
I F = (1/2) × M F × R 2 = (1/2) × 1540 × 0.5 2 = 193 (kgm 2)
Kinetic energy E 2 of the flywheel,
E 2 = (1/2) × I F × ω 2 = (1/2) × 193 × ((1.75 / 0.5) × 10) 2 = 118213 (J)
Since E 2 can be made equal to E 1 , the kinetic energy generated by the rotation of the flywheel can be used instead of the conventional counterweight in order to raise the elevator car.
本発明の望ましい実施態様によれば、釣合い錘を不要、あるいは、従来よりも小型で軽量なものとすることができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the counterweight is unnecessary, or can be made smaller and lighter than the conventional one.
また、釣合い錘を不要とした場合には、それを案内するためのガイドレールも必要なくなるため、昇降路内を省スペース化したエレベータを実現することができる。 In addition, when the counterweight is not required, a guide rail for guiding it is not necessary, so that an elevator that saves space in the hoistway can be realized.
以下、本発明に係るエレベータ装置の実施の形態を図に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an elevator apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本発明に係るエレベータ装置の一実施形態を示し、図1は乗りかご入り口の背面側から見た全体概略構成図、図2は同じく乗りかご入り口の側面側から見た全体概略構成図である。 1 and 2 show an embodiment of an elevator apparatus according to the present invention. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram viewed from the back side of a car entrance, and FIG. 2 is also viewed from a side surface of the car entrance. It is a whole schematic block diagram.
昇降路内のガイドレール3に沿って移動するガイド装置2を備えた乗りかご1に主ロープ4の一端を取り付けて、シーブ6と反らせ車7を介して、主ロープ4のもう一端を巻胴14に取り付けて主ロープ4を巻き取れる構成にする。シーブ6は、従来と同様に、電動巻上機5によって回転駆動され、乗りかご1を昇降運転できる構成である。
One end of the main rope 4 is attached to the
巻胴14には、巻胴軸15が締結され、その軸の一端には回転力連結/遮断クラッチ16が取り付けられ、その先の伝達軸17へのトルク伝達の断続を滑らかに切り換えられるようになっている。すなわち、磁性流体クラッチなどが用いられる。この回転力連結/遮断クラッチ16の先の伝達軸17には、巻胴正転用伝達軸取付歯車18,巻胴逆転用伝達軸取付歯車19が締結されている。巻胴正転用伝達軸取付歯車18は、巻胴正転用フライホイール軸取付歯車11と噛み合わされていて、巻胴逆転用伝達軸取付歯車19は巻胴逆転用中間歯車13との噛み合いを介して巻胴逆転用フライホイール軸取付歯車10に回転が伝わるようになっている。フライホイール8と締結されているフライホイール軸9は、巻胴正転用フライホイール軸取付歯車11と巻胴逆転用フライホイール軸取付歯車10とは締結されておらず、それぞれの歯車は、軸とも、もう一方の歯車とも、独立して回転し得る構造となっている。
A
ここで、フライホイール軸9の長手方向に移動でき、かつ、軸9と同期して回転する巻胴正転逆転切り換え用クラッチ12を、巻胴正転用フライホイール軸取付歯車11と巻胴逆転用フライホイール軸取付歯車10のどちらかに噛み合わせることで、フライホイール8が一方向に回転するときの巻胴14の回転方向を正転とするか逆転とするかが切り換えられるようになっている。
Here, the winding drum forward / reverse
図3は、本発明の一実施形態によるエレベータ装置の図1の下方の駆動機構の詳細構成を説明する断面図である。この図3の断面図において、フライホイール8をあらかじめ最初の始動時だけ回転させておくための始動用モータ8aと、フライホイール8をフリクション駆動するための始動用ローラ8bを図示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a drive mechanism below the FIG. 1 of the elevator apparatus according to the embodiment of the present invention. In the cross-sectional view of FIG. 3, a
ここで、図4〜図6を用いて、乗りかご1の上昇時、停止時、下降時における本実施形態のエレベータ装置の動作を説明する。
Here, the operation of the elevator apparatus of the present embodiment when the
まず、図4を用いて、乗りかご上昇時の動作について説明する。上昇時には、巻胴正転逆転切り換え用クラッチ12を巻胴正転用フライホイール軸取付歯車11に噛み合わせておき、また、回転力伝達/遮断クラッチ16を開放状態にしておく。したがって、あらかじめ回転させておいたフライホイール8の回転は、フライホイール軸9⇒巻胴正転逆転切り換え用クラッチ12⇒巻胴正転用フライホイール軸取付歯車11⇒巻胴正転用伝達軸取付歯車18⇒伝達軸17⇒回転力伝達/遮断クラッチ16の右側まで伝達されている状態となる。
First, the operation when the car is raised will be described with reference to FIG. When ascending, the winding drum forward / reverse
このようにした状態で、エレベータに対する上昇方向の起動指令によって、回転力伝達/遮断クラッチ16を徐々に励磁して、巻胴軸15へ円滑に回転力を伝達し、巻胴14によって主ロープ4を巻き上げ、エレベータ乗りかご1は上昇を開始する。同時に、電動巻上機5によるエレベータの駆動も開始され、この電動巻上機5による速度制御によって、速度指令に応じた滑らかな速度制御が行われる。
In this state, the rotational force transmission / cut-off
次に、図5を用いて乗りかご停止時の動作について説明する。停止時には、巻胴正転逆転切り換え用クラッチ12をいずれの歯車とも噛み合わない状態にしておくとともに、安全のために、回転力伝達/遮断クラッチ16も開放状態にする。このようにして、フライホイール8が、それ自体が持っている慣性で自由に回転できるようにしておく。
Next, the operation when the car is stopped will be described with reference to FIG. When stopping, the winding drum forward /
次に、図6を用いて、乗りかご下降時の動作について説明する。下降に先立ち、巻胴正転逆転切り換え用クラッチ12を、巻胴逆転用フライホイール軸取付歯車10に噛み合わせておき、回転力伝達/遮断クラッチ16を開放しておく。この状態で、エレベータに下降方向の起動指令が与えられると、電動巻上機5に設けられた電磁ブレーキを開放して、電動巻上機5による速度制御により、乗りかご1が下降を開始する。同時に、回転力伝達/遮断クラッチ16を徐々に励磁すると、乗りかご1の重量による下降に伴い、巻胴14に巻かれている主ロープ4が上方に引かれて巻胴14が回転する。もちろん、その回転速度は、電動巻上機5による速度制御に依存する。
Next, the operation when the car is lowered will be described with reference to FIG. Prior to the descent, the winding drum forward / reverse
このとき、巻胴逆転用中間歯車13を介しているので、フライホイール8の回転方向は乗りかご上昇の場合と変わらずに一定方向に回転し続け、フライホイール8の回転運動エネルギーとして貯えることができる。
At this time, since the
図7は、本発明の他の一実施形態によるエレベータ装置として、釣合い錘を小型化した場合の乗りかご入り口の側面側から見た全体概略構成図である。図に示したように、釣合い錘ガイドレール22に釣合い錘ガイド装置21で案内させた釣合い錘20を設けた場合においても、釣合い錘20を小型・軽量なものとすることができる。
FIG. 7 is an overall schematic configuration diagram of the elevator apparatus according to another embodiment of the present invention as seen from the side of the entrance of the car when the counterweight is downsized. As shown in the figure, even when the
なお、これらの実施形態では、1:1ローピングで機械室に電動巻上機5があるエレベータの場合を例としているが、ローピングについては2:1ローピングなど他のローピングの場合にも応用でき、昇降路内に電動巻上機がある機械室レスエレベータの場合においても応用することができる。 In these embodiments, the case of an elevator having an electric hoist 5 in the machine room with 1: 1 roping is taken as an example, but the roping can be applied to other roping cases such as 2: 1 roping, The present invention can also be applied to a machine room-less elevator having an electric hoist in the hoistway.
本発明は、エネルギー蓄積手段としては、フライホイールに限らず、種々の形態のものを採用することができる。例えば、二次電池と、この二次電池に接続されたインバータと、このインバータに接続された交流電動機を備え、この交流電動機を前記フライホイールの代わりに連結することができる。このようにすれば、インバータの制御によって、二次電池とエレベータ駆動系との間で、エネルギーのやり取りを制御することができ、前述の実施形態と同様に、釣合い錘を不要、あるいは、従来よりも小型で軽量なものとすることができる。 In the present invention, the energy storage means is not limited to the flywheel, and various forms can be adopted. For example, a secondary battery, an inverter connected to the secondary battery, and an AC motor connected to the inverter can be provided, and the AC motor can be connected instead of the flywheel. In this way, it is possible to control the exchange of energy between the secondary battery and the elevator drive system by controlling the inverter. As in the above-described embodiment, a counterweight is unnecessary, or conventionally Can also be made small and light.
1…乗りかご、2…ガイド装置、3…ガイドレール、4…主ロープ、5…電動巻上機、6…シーブ、7…反らせ車、8…フライホイール(エネルギー蓄積手段)、8a…フライホイール始動用モータ、8b…フライホイール始動用ローラ、9…フライホイール軸、10…巻胴逆転用フライホイール軸取付歯車、11…巻胴正転用フライホイール軸取付歯車、12…巻胴正転逆転切り換え用クラッチ、13…巻胴逆転用中間歯車、14…巻胴、15…巻胴軸、16…回転力遮断クラッチ、17…伝達軸、18…巻胴正転用伝達軸取付歯車、19…巻胴逆転用伝達軸取付歯車、20…釣合い錘、21…釣合い錘ガイド装置、22…釣合い錘ガイドレール。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ロープを巻き取ることによって前記乗りかごを上昇させる巻胴、
エネルギー蓄積手段、及び
前記エネルギー蓄積手段に蓄積した運動エネルギーを、前記巻胴に伝達するエネルギー伝達手段を備えたことを特徴とするエレベータ装置。 In an elevator apparatus equipped with a car that is suspended by a rope while being guided by a guide rail in the hoistway,
A winding drum that raises the car by winding the rope;
An elevator apparatus comprising: energy storage means; and energy transmission means for transmitting kinetic energy stored in the energy storage means to the winding drum.
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