JP2012520812A - エレベータの巻上装置 - Google Patents

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Abstract

ギアなしエレベータ(10)の駆動装置(50)は、第1の回転軸を有する第1の綱車を備える第1の駆動機械(52)を含み、第1の綱車は、エレベータのかご(12)に取り付けられた第1のロープ(20A)の組を受け入れ、第2の回転軸を有する第2の綱車を備える第2の駆動機械(54)を含み、第2の綱車は、エレベータのかご(12)に取り付けられた第2のロープ(20B)の組を受け入れる。第1の回転軸と第2の回転軸は、平行でかつ離間されている。

Description

本発明は、一般に、エレベータ装置に関し、特に、複数のモータを用いて単一のエレベータのかごを動作させる駆動装置を含むエレベータ装置に関する。
典型的な牽引式エレベータ装置は、昇降路内に配置されたかごと釣合いおもり、かごと釣合いおもりとを連結する複数のロープおよびロープと係合する駆動綱車を有する巻上機を含む。牽引式エレベータの巻上機は、エレベータの巻き上げロープ用の溝を備える駆動綱車と、駆動綱車を直接あるいは伝動装置を介して駆動する電気モータと、を有する。駆動綱車の回転によってロープが駆動され、昇降路内でかごと釣合いおもりが移動する。牽引式巻上機および関連する電子機器、ならびに調速機や安全機構などのエレベータ周辺構成要素は、昇降路の上方に位置する機械室に収容される。
従来の牽引式巻上機は、巻上機の効率を向上させるためにロータに永久磁石を利用する。しかし、従来の標準的な巻上機は、動作荷重および速度が比較的低く制限されている。このような種類の巻上機は、エレベータがサービスする垂直高さがますます高くなっている比較的新しいビルでは実際的でない。既存の巻上機は、500mより高い建造物で設計限界に達してしまうが、このような建造物はますます一般的になっている。
従来の構造のギアなしエレベータ巻上機の問題の1つは、寸法および重量が大きいことである。このような巻上機のモータは、かなりの空間を占有するとともに現場に運んで設置するのが困難である。また、大型のエレベータ装置では、駆動モータから駆動綱車へのトルクの伝達が問題となりうる。数千キロの荷重および毎秒数メートルの速度のために設計されたエレベータでは、許容される寸法および重量の単一のモータを有する従来の巻上機を用いて十分なトルクおよび回転速度を達成できる従来技術はない。これにより、モータが最大限度で使用可能となるように、モータの電気駆動装置に特別の要件が課され、モータの寸法が非実際的なものとなる。垂直高さが高い建造物の製造時に、このようなモータを所定の位置に配置するためには専用の機器や大型のクレーンが必要となる。さらに、モータおよび巻上機の寸法や必要な面積は、エレベータの昇降路の断面積よりも大きくなるおそれがあり、この場合にも専用の取付機構が必要となる。特別な要件は、一般に複雑な装置あるいは高価格またはこれらの両方につながる。
従って、当該技術において、利用可能な空間を効率的に利用し、高い垂直建造物を含む広い範囲のエレベータ用途で動作荷重および速度の必要条件を満たすエレベータ装置の開発が求められている。さらに、設置が容易でかつ共通のビルのクレーンで昇降路を通って吊り上げて配置可能な巻上機が求められている。
一実施例では、ギアなしエレベータの駆動装置は、第1の回転軸を有する第1の綱車を備える第1の駆動機械を含み、第1の綱車は、エレベータのかごに取り付けられた第1のロープの組を受け入れ、第2の回転軸を有する第2の綱車を備える第2の駆動機械を含み、第2の綱車は、エレベータのかごに取り付けられた第2のロープの組を受け入れる。第1の回転軸と第2の回転軸は、平行でかつ離間されている。
他の実施例では、昇降路内に配置されたエレベータのかご、釣合いおもり、エレベータのかごと釣合いおもりを連結する複数のロープおよび駆動装置を有するエレベータ装置が開示されている。駆動装置は、第1の綱車を有する第1の駆動機械、第2の綱車を有する第2の駆動機械およびそらせ車を有する。第1の複数のロープの組が第1の綱車と係合するとともに、第2の複数のロープの組が第2の綱車と係合し、複数のロープの全てがそらせ車と係合する。
また他の実施例では、エレベータを駆動する複数の駆動機械を有するエレベータ駆動装置が開示されている。複数の駆動機械は、軸を有する綱車をそれぞれ有し、各々の軸は他の綱車の軸と平行であり、かつ複数の駆動機械のそれぞれの軸は隣接する軸から離間されている。
典型的なギアなし牽引式エレベータの斜視図である。 ギアなし牽引式エレベータの巻上装置の側面図である。 図2の巻上装置の正面図である。 ギアなし牽引式エレベータの巻上装置の他の実施例の側面図である。 ギアなし牽引式エレベータの巻上装置のまた他の実施例の側面図である。 牽引式エレベータの巻上装置のさらに他の実施例の側面図である。
図1は、典型的なギアなし牽引式エレベータ10の斜視図である。図1には、昇降路24内に配置されたかご12、一対のかご用ガイドレール14A,14B、釣合いおもり16、一対の釣合いおもり用ガイドレール18A,18B、かご12と釣合いおもり16を連結する複数のロープ20、および昇降路の天井32の上でロープ20と係合する牽引式機械22を含むエレベータ10が示されている。
かご12は、枠26と開口部28とを含む。開口部28は、昇降路24のドア30と一致してかご12への出入りを可能とする。開口部28は、かご12に取り付けられたドアを含み、このドアは、単一パネルまたは複数パネルのテレスコピックもしくは両引き設計とすることができる。ドア30は、エレベータ10を収容する建造物の階床に隣接し、かご12の床はドア30の前方の乗場の床面とほぼ平行となる。ドア30も単一パネルまたは複数パネルのテレスコピックもしくは両引き設計とすることができる。単一のドア30を図示しているが、エレベータ10は、エレベータ10を収容する建造物の複数の異なる階床や階層に設けられた複数の出入口を含みうる。1組のローラ36A,36Bが、かご12の頂部に取り付けられている。これらのローラ36A,36Bは、ガイドレール14A,14Bに対してかご12を位置決めし、昇降路24におけるかご12の揺れなどの他の動作を最小化しつつ昇降路24内におけるかご12の垂直移動を容易にする。
かご12と釣合いおもり16は、昇降路24内で同時に逆方向に移動するようにロープ20によって連結されている。釣合いおもり16は、かご12に隣接して昇降路24内に配置される。釣合いおもり16は、ガイドレール14A,14Bまたは釣合いおもり用レール34A,34Bなどの別の支持構造体に固定することができる。
かご12と釣合いおもり16は、ロープ20によって連結される。本発明では、あらゆる適切なロープが使用可能である。例えば、ロープ20は、鋼製ワイヤからなる丸いロープまたは鋼製ワイヤなどからなるコアの周囲に設けられたポリウレタン材料などの柔軟性のある被覆を有する平形ベルトとすることができる。例えば、ロープ20は、それぞれ19〜25本のワイヤを含む6〜8本のストランドから構成され、これらのストランドが亜鉛メッキされたポリプロピレンまたは天然繊維のコアの周りに巻き付けられている。ロープ20は、柔軟でかつ最小の制動距離のために最小の伸び率を有する必要があり、これは、エレベータ装置の安全性に寄与する。
牽引式機械22は、ロープ20と係合する。牽引式機械22は、モータ40、綱車42、ブレーキ、軸受および当該技術で周知の他の構成要素を有する。綱車42は、ロープ20と相互に作用する機構を有する。従って、綱車の設計は、エレベータ10で使用されるロープの種類によって決まる。綱車42は、モータ40と同軸とすることができるとともに、ロータに取り付けるか、場合によってはロータシャフトと一体の部品とすることによりロータ40で直接駆動することができる。他の実施例では、綱車42は、伝動装置のギアボックスを介してモータ40に取り付けられる。モータ40は、交流(AC)または直流(DC)の電気モータとすることができる。一実施例では、モータ40は、100000キロの最大許容綱車軸荷重で毎秒4.0〜10.0mのかご速度を提供する永久磁石ACギアなしモータとすることができる。
図1に示す実施例では、牽引式機械22は、制御装置44と調速機46と共に昇降路の頂部32の上方の機械室に設けられている。他の実施例では、牽引式機械22は、機械室なしの構成で昇降路内に配置可能である。制御装置44は、エレベータ10の動作を制御する。動作の制御は、昇降路34に沿った適切な位置におけるかご12の始動や停止とともに昇降路内におけるかご12の加速、速度および減速を含むモータ速度の調整を含む。制御装置は、さらに、エレベータ10を収容する建造物内でかご呼びを調整し、かご12の位置の視覚的な指示を提供するとともに関連するかご情報を乗客に連絡する。他の実施例では、制御装置44は、エレベータ10を収容する建造物の別の場所に配置される。
調速機46は、エレベータ10の安全機構として機能する。調速機46は、かご速度によって作動し、所定の速度で装置のブレーキを作動させる。エレベータ10は、かごバッファ48などの他の安全機構を含むこともできる。かごバッファは、衝撃吸収装置であって、油入シリンダ内のピストン、ばねあるいは当該技術で周知の同様の構造体を含みうる。このような安全機構に加えて、制御装置44は、制御可能な電磁ブレーキやかご12の運転の安全性を判断する装置などの安全機構を含んでもよい。
上述の設計は、典型的な建造物では良好に機能する。しかし、高い建造物では、多くの問題に直面するおそれがある。例えば、単一の牽引式機械を使用する場合には、所要動力を増加するために寸法の拡大が必要になる。これにより、機械が昇降路の断面積よりも大きくなるおそれがあり、空間に関する問題が生じる。さらに、機械が非常に大きいと、現場に運ぶのが困難になり、設置に専用の機器が必要となりうる。
図2は、本発明のエレベータ10の牽引式巻上装置50の一実施例の側面図であり、図3は、牽引式巻上装置50の正面図である。そらせ車56の上に第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54を有する牽引式巻上装置50が図示されている。牽引式巻上装置50は、昇降路24内に配置された単一のエレベータのかごに動力を供給する。他の実施例では、牽引式巻上装置50は、共通のロープ20A,20Bの組を共用する昇降路24内の複数のかごに動力を供給する。第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54は、上述した牽引式機械22の実施例と同様に、ロータが綱車に直接連結された永久磁石ACモータとすることができる。牽引式機械52,54は、同一の規格を有してもよい。
一実施例では、牽引式機械52,54は、第1の牽引式機械52が牽引式機械54の垂直方向上方に離間して配置されるように設置される。第1の牽引式機械52は、第1の回転軸を有する綱車を含み、第2の牽引式機械は、第2の回転軸を有する綱車を含む。第1の回転軸と第2の回転軸とは、平行でかつ離間されている。牽引式機械52,54は、共に昇降路24内のかご12の経路に平行な軸を中心に配置されている。牽引式巻上装置50およびロープ20A,20Bは、昇降路24の断面積内に配置することができる。牽引式機械52,54のタンデム式の構成により、モータ、ブレーキおよび軸受荷重に関する機能が2つの機械に分散され、かなり小型の機械が得られる。
牽引式巻上装置50は、支持体58によって機械室に設置可能である。支持体58は、両方の牽引式機械52,54を支持することができる構造ビームとして図示されている。他の実施例では、第1および第2の牽引式機械52,54は、三角形状とすることができる別個の支持構造体を含みうる。
第1のロープ20Aの組が、第1の牽引式機械52に巻き付けられる。一実施例では、ロープ20Aは、第1の牽引式機械52の綱車52Aの側面に隣接して配置される。第2のロープ20Bの組が、牽引式機械54に巻き付けられる。上述したロープ20Aの配置では、ロープ20Bは、ロープAと交差あるいは他の方法で干渉しないように中心に配置される。他の可能な配置は、第1のロープ20Aの組が、第1の牽引式機械52の綱車の一方側に位置し、第2のロープ20Bの組が、第2の牽引式機械54の綱車の反対側に位置するものである。どんなローピングでも、両方の組のロープ20A,20Bは、下向きに延びて、前方開口部60を通ってそらせ車56と接触し、そらせ車56に対称に配置される。そらせ車56は、遊び車もしくは中心軸を中心に回転する同様の非駆動滑車構造体である。そらせ車56は、ブレース59を介して昇降路に取り付けられる。一実施例(図示省略)では、そらせ車56はかご12に取り付けられている。
ロープ20Aをほぼ180度の角度で牽引式機械52に巻き付け、牽引式機械52にロープ20Aを巻き付けた角度よりも数度小さい角度でロープ20Bを牽引式機械54に巻き付けることができる。そらせ車56は、下向きに延びてかご12に取り付けられるロープ20A,20Bを整列させる。ロープ20A,20Bの反対側の端部は、ほぼ平行に垂れ下がるとともに昇降路24内に下向きに延び、開口部62を通って釣合いおもり16に取り付けられる。しかし、ローピングの他の終端部も可能である。
図4は、牽引式巻上装置50の他の実施例の側面図である。機械室に設けられた第1の牽引式機械52および第2の牽引式機械54と、昇降路24内に設けられたそらせ車56と、を有する牽引式巻上装置50が図示されている。第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54は、同軸のシャフトによって綱車に連結された永久磁石ACモータとすることができる。牽引式機械52,54は、第1の牽引式機械52が牽引式機械54の垂直方向上方に離間して配置されるように設置される。しかし、他の配置も可能である。第2の牽引式機械54は、機械室(すなわち、昇降路の天井32)に固定される。第1の牽引式機械52は、斜めの側部支持体66と水平支持体68を有しうる支持構造体64に固定される。支持体66,68は、構造ビームまたは当該技術で周知の同様の構造体で構成される。牽引式機械52,54の基部は、対応する支持構造体に締結具または溶接部により固定される。
上述した実施例と同様に、牽引式機械52,54は、共に昇降路34内のかご12の経路に平行な軸を中心に配置される。牽引式巻上装置50とロープ20A,20Bは、全て昇降路24の断面積内に収容される。ロープ20A,20Bは、図2と同様に巻き付けることができる。ロープ20Aは、牽引式機械52から水平支持体68の開口部60A,62Aを通って延びる。ロープ20A,20Bは、共に開口部60,62を通って延びて(そらせ車56と接触し)、一方の端部がかご12に取り付けられるとともに他方の端部が釣合いおもり16に取り付けられる。ロープ20A,20Bは、牽引式機械52,54およびそらせ車56に対称に離間して配置される。
図5は、牽引式巻上装置50のまた他の実施例の側面図である。第1の牽引式機械52および第2の牽引式機械54と、機械室に設けられたそらせ車56と、を有する牽引式巻上装置50が図示されている。第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54とは、上述した実施例と同様に、綱車が連結された永久磁石ACモータとすることができる。
この実施例では、そらせ車56を機械室の床(すなわち、昇降路の天井32)に取り付けることができる。牽引式巻上装置50は、支持装置70によって機械室の床に取り付けられる。支持装置70は、第1の水平支持体72、第2の水平支持体74および垂直ブレース76を含みうる。第1の牽引式機械52は、第1の水平支持体72に固定され、第2の牽引式機械54は第2の水平支持体74に固定される。第1および第2の水平支持体は、垂直ブレース76によって昇降路の天井に固定される。ブレースは一実施例では平行とすることができ、他の実施例では互いに対して角度を有することができる。支持装置70は、構造ビーム、金属プレート、締結具および当該技術で周知の同様の要素で構成される。
上述した全ての構成において、ロープ20Aは第1の牽引式機械52に巻き付けられ、ロープ20Bは牽引式機械54に巻き付けられる。両方の組のロープ20A,20Bは、下向きに延びて前方開口部60を通ってそらせ車56と接触する。そらせ車56は、遊び車もしくは中心軸を中心に回転する同様の非駆動滑車構造体である。そらせ車56は、全てのロープ20A,20Bが綱車と接触することができる軸方向長さに寸法づけられている。他の実施例では、そらせ車56は昇降路の天井32に設置された複数の綱車とすることができる。
ロープ20Aをほぼ180度の角度で牽引式機械52に巻き付け、牽引式機械52にロープ20Aを巻き付けた角度よりも数度小さい角度でロープ20Bを牽引式機械54に巻き付けることができる。そらせ車56は、下向きに延びてかご12(図示省略)に取り付けられるロープ20A,20Bを整列させる。牽引式機械52,54の反対側から延びるロープ20A,20Bの部分は、互いにほぼ平行でかつそらせ車56から昇降路24内に下向きに延びるロープ20A,20Bの部分にほぼ平行に垂れ下がる。
上述した全ての設計において、第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54は、協働してエレベータ10に動力を供給する。第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54は、共に制御装置44に接続可能である。一実施例では、牽引式機械は、マスタ/スレーブ関係で接続されており、かつ動作する。この構成では、一方の機械が閉ループ速度を有するマスタとなり、他方の機械がマスタと同じトルクを生じさせる。いくつかの実施例では、牽引式機械52,54は、同一規格のモータを有することができる。他の実施例では、各々のモータは異なる規格を有する。
ロープ20A,20Bは、互いに対称に離間して配置することができる。ロープの対称的な間隔とそらせ車56によるロープの配置により、第1の牽引式機械52と第2の牽引式機械54とでトルクまたは速度が異なる場合に、エレベータのかごの不均衡状態を最小とされる。よって、ロープの対照的な配置により、かご12のチッピングが防止される。
上述の設計では、牽引式巻上装置50が昇降路24の投影内に含まれる。すなわち、牽引式機械および他の全ての関連する構成要素は、昇降路24の断面積以下の面積内に設置される。このような設計基準により、建造物でエレベータのために必要な面積が最小になり、建造物で利用可能な空間が最大となる。牽引式巻上装置50は、単一の比較的大型の機械の代わりに2つの比較的小型の機械を含む。設置に専用の機械を使用する必要がなく、最も高い建造物においても、要求される動力を提供するために標準的な機械を組み合わせて使用することができる。従って、小数の非常に大型の機械を製造する必要がない。代わりに、設計者は要求される性能を得るために、既存の機械設計を組み合わせて使用することができる。全ての実施例が昇降路の天井の上方に設置されて示されているが、昇降路の天井の下方で昇降路内に複数の駆動機械が配置される実施例も想定される。
図示の実施例は全て2つの機械を含むが、機械をいくつ使用してもよい。図6は、ギアなし牽引式エレベータの牽引式巻上装置のさらに他の実施例の側面図である。この実施例では、牽引式巻上装置は、3つの機械52,53,54を有する。各々の機械52,53,54は、モータ、綱車、軸受およびブレーキを有する。各々の機械52,53,54の綱車は、他の機械の綱車と平行な回転軸を有し、各々の回転軸は他の綱車の回転軸から離間されている。ロープ20A,20C,20Bの組が、各々の機械52,53,54にそれぞれ巻き付けられるとともにそらせ車56と接触する。各々の機械にロープが巻き付けられる角度は、そらせ車56と機械との間隔に応じて増加する。機械52,53,54およびそらせ車は、機械室内でエレベータ装置を収容する建造物の床または天井とすることができる面80に固定される。機械52,53,54を収容する機械室78は、昇降路24の頂部に隣接する空間が限られている建造物で使用可能である。
ロープ20A,20B,20Cは、そらせ車56の周りを通って第2のそらせ車84まで延びるとともに昇降路24内のかご12に連結される第1の端部をそれぞれ有する。ロープ20A,20C,20Bの第2の端部は、機械52,53,54から第3のそらせ車82まで延びて釣合いおもり16に連結される。この設計では、全ての機械52,53,54は、協働してエレベータ10に動力を供給し、かつ制御装置44に接続されている。
好適実施例を参照して本発明を説明したが、当業者であれば分かるように、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずにその形態および詳細を変更することができる。
また、例示的な実施例を参照して本発明を説明したが、当業者であれば分かるように、種々の変更が可能であるとともに、本発明の範囲から逸脱せずに本発明の構成要素の代わりに同等物を用いることができる。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに、特定の状況もしくは材料を本発明の教示に採用するために、多くの改良が可能である。よって、本発明は、開示された特定の実施例に限定されるものではなく、請求項の範囲内の全ての実施例を含むものである。

Claims (20)

  1. エレベータのかごに取り付けられる第1のロープの組を受け入れる第1の綱車を備える第1の駆動機械を有し、第1の綱車は第1の回転軸を有し、
    前記エレベータのかごに取り付けられる第2のロープの組を受け入れる第2の綱車を備える第2の駆動機械を有し、第2の綱車は第2の回転軸を有し、
    第1の回転軸と第2の回転軸とは、平行でかつ離間されていることを特徴とするエレベータの駆動装置。
  2. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、支持構造体によって分離されていることを特徴とする請求項1記載のエレベータの駆動装置。
  3. 第1のロープの組および第2のロープの組をエレベータのかごに対して整列させるそらせ車をさらに有することを特徴とする請求項1記載のエレベータの駆動装置。
  4. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、マスタ/スレーブ関係で構成されていることを特徴とする請求項1記載のエレベータの駆動装置。
  5. 第1の駆動機械は、第2の駆動機械から垂直方向で離間されていることを特徴とする請求項1記載のエレベータの駆動装置。
  6. 昇降路内に配置されたエレベータのかごと、
    釣合いおもりと、
    エレベータのかごと釣合いおもりとを連結する複数のロープと、
    第1の綱車を備える第1の駆動機械と、第2の綱車を備える第2の駆動機械と、そらせ車と、を含む駆動装置と、を有し、
    前記複数のロープの第1の組が第1の綱車と係合し、前記複数のロープの第2の組が第2の綱車と係合し、前記複数のロープの全てが前記そらせ車と係合することを特徴とするエレベータ装置。
  7. 第1の駆動機械は、第2の駆動機械の上方に配置されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  8. ロープの第1の組の巻き付け角度が、ロープの第2の組の巻き付け角度よりも大きいことを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  9. ロープの第1の組とロープの第2の組とは、前記そらせ車の周りに対称に配置されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  10. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、同一のものであることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  11. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、支持構造体によって分離されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  12. 前記そらせ車は、昇降路の天井の下方に配置されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  13. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、マスタ/スレーブ関係で構成されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  14. 第1の駆動機械と第2の駆動機械とは、同じ支持構造体に固定されていることを特徴とする請求項6記載のエレベータ装置。
  15. エレベータのかごを駆動する複数の駆動機械を有し、
    前記複数の駆動機械は、それぞれ軸を有する綱車を含み、各々の軸は他の綱車の軸と平行であり、かつ前記複数の駆動機械の各々の軸は隣接する軸から離間されていることを特徴とするエレベータの駆動装置。
  16. 前記複数の駆動機械は、同一のものであることを特徴とする請求項15記載のエレベータの駆動装置。
  17. 前記複数の駆動機械は、支持構造体によって互いから分離されていることを特徴とする請求項16記載のエレベータの駆動装置。
  18. 前記複数の駆動機械のそれぞれの綱車の周りに巻き付けられた別個のロープの組をさらに有することを特徴とする請求項16記載のエレベータの駆動装置。
  19. 前記別個のロープの組は、そらせ車の周りに対称に配置されていることを特徴とする請求項18記載のエレベータの駆動装置。
  20. 前記複数の駆動機械は、マスタ/スレーブ関係で構成されていることを特徴とする請求項15記載のエレベータの駆動装置。
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