JP2013237505A - エレベータのかご - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、かご枠を効率的に軽量化し、全体の軽量化を図ることができるエレベータのかごを得ることを目的とするものである。
【解決手段】かご枠3の縦柱6は、分割した柱部材がそれぞれの位置の力及びモーメントを満たすように、高さ方向の位置によって水平断面の形状が変化している。上部柱部材8の断面形状はC字形である。下部柱部材9の断面形状はコ字形である。中間柱部材10の断面形状はC字形である。また、かご1の間口方向の中間柱部材10の寸法は、同方向の上部柱部材8及び下部柱部材9の寸法よりも小さい。
【選択図】図5

Description

この発明は、かご室と、かご室を支持するかご枠とを有するエレベータのかごに関するものである。
エレベータのかごは、乗客が乗り込むかご室と、かご室を支持するかご枠とを有している。かご枠は、かご室を支持する支持枠、かご室の上方に配置された上梁、及び支持枠と上梁とを接続する一対の縦柱により、正面から見てロの字形に構成されている。
従来のエレベータのかご枠では、各縦柱は1つの部材で構成されており、主にかごの質量によって定まる荷重に応じて適切な部材が選ばれる。また、軽量化及び低コスト化の観点から、必要な剛性を満たすのであれば、板金曲げの縦柱が用いられる。
但し、かご室の天井が高く、縦柱の高さ寸法が板金曲げの加工設備の能力を超えてしまう場合には、必然的に型鋼からなる縦柱が適用される。このような型鋼からなる縦柱の場合、規定サイズのものが使用されるため、板金曲げの場合に比べて、重く、高価になる。
これに対して、かご室の天井が高い場合に、2本の同一断面の柱部材を上下に連結することで長さを確保する方法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−331877号公報
近年、かごの速度上昇による風対策、安全装置の大型化、昇降行程の増大によるかご下の吊り荷重の増大等により、かごの重量は大きくなっており、かごの軽量化が要求されている。これに対して、上記のような柱部材を連結する従来のかご枠構造では、かごを十分に軽量化することができない。
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、かご枠を効率的に軽量化し、全体の軽量化を図ることができるエレベータのかごを得ることを目的とする。
この発明に係るエレベータのかごは、かご室と、かご室を支持する支持枠、かご室の上方に配置された上梁、及び支持枠と上梁との間に接続された縦柱とを有するかご枠とを備え、縦柱の断面形状が高さ方向の位置によって変化している。
この発明のエレベータのかごは、縦柱の断面形状が高さ方向の位置によって変化しているので、かご枠を効率的に軽量化し、全体の軽量化を図ることができる。
この発明の実施の形態1によるエレベータのかごを示す斜視図である。 縦柱に作用する引張力の概略を示すグラフである。 縦柱に作用するZ軸回りのモーメントの概略を示すグラフである。 縦柱に作用するX軸回りのモーメントの概略を示すグラフである。 実施の形態1の縦柱の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態2による縦柱の要部を示す斜視図である。 図6の縦柱の断面図である。 この発明の実施の形態3による縦柱の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態4による縦柱の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態5によるエレベータのかごを示す斜視図である。 図10の柱部材同士の締結部の第1例を示す断面図である。 図10の柱部材同士の締結部の第2例を示す断面図である。
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によるエレベータのかごを示す斜視図である。図において、昇降体であるかご1は、かご室2と、かご室2を支持する枠体であるかご枠3とを有している。かご枠3は、主にかご室2を支持する支持枠4、かご室2の上方に水平に配置された上梁5、及び支持枠4と上梁5との間に接続された左右一対の縦柱6とを有している。
縦柱6は、かご室2の左右両側に鉛直に配置されている。各縦柱6は、上部柱部材8と、上部柱部材8の下方に配置された下部柱部材9と、上部柱部材8と下部柱部材9との間に配置された中間柱部材10とを有している。上部柱部材8の上端部は、上梁5に固定されている。下部柱部材9には、支持枠4が固定されている。
上梁5の中間部には、懸架手段7の第1端部が接続されている。懸架手段7の第2端部には、昇降体としての釣合おもり(図示せず)が接続されている。かご1及び釣合おもりは、懸架手段7により昇降路内に吊り下げられており、巻上機(図示せず)により昇降路内を昇降される。懸架手段7としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。
昇降路内には、かご1の昇降を案内する一対のかごガイドレール(図示せず)と、釣合おもりの昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール(図示せず)とが設置されている。かご枠3には、かごガイドレールに係合する複数のガイド装置(図示せず)が取り付けられている。ガイド装置は、かご枠3の左右両側の上端部及び下端部に取り付けられている。
巻上機は、懸架手段7が巻き掛けられた駆動シーブと、駆動シーブを回転させるモータと、駆動シーブの回転を制動するブレーキとを有している。釣合おもりは、釣合おもり本体と、釣合おもり本体を支持する枠体としての釣合おもり枠とを有している。
ここで、縦柱6が受ける力及びモーメントは以下の通りである。図1のX軸はかご1の間口方向(幅方向)、Y軸はかご1の昇降方向(上下方向)、Z軸はかご1の奥行き方向(前後方向)をそれぞれ示している。
かご枠3は、上梁5で懸架手段7により支持されながら、内側でかご室2を支持し、さらに下部で制御ケーブル(図示せず)などを吊り下げている。このため、まず、縦柱6は、かご室2、かご枠3及び制御ケーブルなどの質量(吊り荷重)による引張力を受けている。
この引張力により、上梁5は上方に撓むが、上梁5と縦柱6とが剛結合されているため、縦柱6は、上梁5と縦柱6との結合部が90度を保つように、間口方向(X方向)のかご室2側に撓むようなZ軸回りの曲げモーメントを受ける。
また、かご室2に偏荷重が作用する(かご室2内に乗客や荷物が偏って配置される)場合には、かご1が傾かないように偏荷重をガイド装置で支えている。
例えば、かご室2の前方に偏荷重が作用すると、かご1は前側に傾こうとする。しかし、かご1はガイド装置を介してかごガイドレールに対して前後方向及び間口方向に支えられているため、かご1が倒れないようにかごガイドレールからガイド装置を介して縦柱6に後方向反力が作用する。この後方向反力により、縦柱6の下端(支持枠4との固定位置)には、縦柱6を前方に撓ませようとするX軸回りのモーメントが発生する。
同様に、かご室2の右側に偏荷重が作用した場合には、右側に傾こうとするかご1に対し、縦柱6に左方向反力が作用する。縦柱6の上端は上梁5と、縦柱6の下端は支持枠4と剛結合されているため、この左方向反力により、縦柱6の上下端には間口方向に変形させるZ軸回りのモーメントが発生する
図2、図3、図4は、横軸に縦柱の高さ方向位置(0が下端、hが上端を表す)、縦軸にそれぞれ引張力、Z軸回りのモーメント、X軸回りのモーメントの概略を表すグラフである。なお、図2〜4のグラフは、一様断面の縦柱に作用する力やモーメントを簡易計算により求めたものである。また、力やモーメントは、最大値を1として表示している。
これらのグラフに示すように、引張力は縦柱の高さ(長さ)方向に沿って一様であるが、吊り荷重によるZ軸回りのモーメントは縦柱の下部よりも上部の方が大きい。また、ガイド装置が受ける反力によるZ軸回りのモーメントは、上下端で最大、縦柱の真ん中で最小となる。さらに、X軸回りのモーメントは、下端で最大となり、上端で最小となる。
このように、縦柱に作用するモーメントは、一様ではない。縦柱の各位置に作用するモーメントをまとめると、縦柱の上端では、Z軸回りのモーメントが最大となるが、X軸回りのモーメントは小さい。また、縦柱の中央付近では、X軸、Z軸回りのモーメントともに大きくない。さらに、縦柱の下端では、X軸回りのモーメントは最大であり、Z軸回りのモーメントも大きい。
従来の一様な断面の縦柱の場合、吊り荷重による引張力と、全ての高さでX軸回りのモーメントの最大値とZ軸回りのモーメントの最大値とを満たす断面としていた。
これに対して、実施の形態1では、縦柱6の位置(高さ)によって作用するモーメントが変化することを利用して、縦柱6の水平断面を高さ方向に一様とせず、分割した柱部材がそれぞれの位置の力及びモーメントを満たすように、高さ方向の位置によって水平断面の形状を変化させる。
図5は実施の形態1の縦柱6の要部を示す斜視図である。中間柱部材10は、複数の繋ぎ板11を介して上部柱部材8及び下部柱部材9にそれぞれ連結されている。各繋ぎ板11は、複数の締結具12により中間柱部材10と上部柱部材8又は下部柱部材9とに締結されている。締結具12としては、例えばボルト及びナットが用いられている。
上部柱部材8の断面形状はC字形である。即ち、上部柱部材8は、かご室2の側面に対向する対向部8aと、対向部8aの幅方向両端部からかご室2とは反対側へ直角に突出する一対の折り曲げ部8bと、折り曲げ部8bの端部から内側へ直角に突出する一対の折り返し部8cとを有している。
下部柱部材9の断面形状はコ字形である。即ち、下部柱部材9は、かご室2の側面に対向する対向部9aと、対向部9aの幅方向両端部からかご室2とは反対側へ直角に突出する一対の折り曲げ部9bとを有している。
中間柱部材10の断面形状はC字形である。即ち、中間柱部材10は、かご室2の側面に対向する対向部10aと、対向部10aの幅方向両端部からかご室2とは反対側へ直角に突出する一対の折り曲げ部10bと、折り曲げ部10bの端部から内側へ直角に突出する一対の折り返し部10cとを有している。
また、かご1の間口方向の中間柱部材10の寸法(折り曲げ部10bの幅寸法)は、同方向の上部柱部材8及び下部柱部材9の寸法(折り曲げ部8b,9bの幅寸法)よりも小さい。即ち、縦柱6のかご間口方向の寸法は、高さ方向の中間部で最小となっている。
このように、実施の形態1では、縦柱6が3分割され、それぞれの柱部材8,9,10が異なる断面形状で構成されている。これらの断面形状のうち、先端に折り返し部8c,10cを持つC字形の断面では、重心が中心寄りに移ることを利用して、Z軸回りの断面2次モーメントが増加する。また、コ字形の断面では、先端の折り返しをなくすことで、断面の質量に対して、効率的にX軸回りの断面2次モーメントを得ることができる。
このようなエレベータのかご1では、縦柱6の断面形状が高さ方向の位置によって変化しているので、一様な断面の縦柱を用いた場合に比べて、縦柱6を効率的に軽量化することができる。これにより、かご枠3を効率的に軽量化し、かご1全体の軽量化を図ることができる。
また、断面形状がC字形の部分とコ字形の部分とを組み合わせて縦柱6を構成したので、簡単な構成の組み合わせにより縦柱6を効率的に軽量化することができる。
さらに、縦柱6の上端部付近の断面形状をC字形とし、縦柱6の下端部付近の断面形状をコ字形としたので、縦柱6に作用するモーメントの特徴(Z軸回りのモーメントが上端で最大、中央付近で小さく、下端で大きいこと、及び、X軸回りのモーメントが下端で最大、中央付近で大きくないこと)に適正に対応することができ、縦柱6を効率的に軽量化することができる。
さらにまた、縦柱6が上下に分割されているため、かご室2の天井が高い場合でも、板金曲げ加工で縦柱6を作製でき、縦柱6のコストを抑えることができる。
実施の形態2.
次に、図6はこの発明の実施の形態2による縦柱6の要部を示す斜視図、図7は図6の縦柱6の断面図である。この例では、実施の形態1の中間柱部材10が省略されており、上部柱部材(第1の柱部材)8と下部柱部材(第2の柱部材)9とが上下に隣接している。上部柱部材8の下端部と下部柱部材9の上端部とは、一方の内面が他方の外面に当接するように重ねられており、締結具12を用いて直接締結されている。
上部柱部材8のかご前後方向の寸法(対向部8aの幅寸法)は、下部柱部材9のかご前後方向の寸法(対向部9aの幅寸法)よりも短くなっている。そして、対向部8a,9a同士が隙間なく接しており、折り曲げ部8b,9b同士も隙間なく接している。
上部柱部材8のかご前後方向の寸法を小さくすることにより、必要としないX軸回りの断面2次モーメントが減少するが、Z軸回りの断面2次モーメントへの影響は小さい。他の構成は、実施の形態1と同様である。なお、縦柱6の分割位置は、柱長さのおよそ1/3〜2/3の位置とする。
このような縦柱6では、柱部材8,9の端部同士が重ねられて直接締結されているので、繋ぎ板11を省略することができるとともに、締結具12の個数を削減することができ、縦柱6を効率的に軽量化することができる。これにより、かご枠3を効率的に軽量化し、かご1全体の軽量化を図ることができる。また、コストをさらに低減することができる。さらに、柱部材8,9の連結部分で傾くことなく、縦柱6を鉛直方向に精度良く容易に組み立てることができる。
なお、実施の形態2では、下部柱部材9の端部の内側に上部柱部材8の端部を納めたが、逆であってもよい。
実施の形態3.
次に、図8はこの発明の実施の形態3による縦柱6の要部を示す斜視図である。実施の形態3では、上部柱部材8の折り返し部8cの幅寸法が下方へ向けて連続的に小さくなっている。これにより、上部柱部材8の水平断面の断面積は、上端で最大、下端で最小になっている。
また、下部柱部材9のかご間口方向の寸法が下方へ向けて連続的に大きくなっている。これにより、下部柱部材9の水平断面の断面積は、上端で最小、下端で最大になっている。他の構成は、実施の形態2と同様である。
このように、柱部材8,9の断面形状を高さ方向に沿って連続的に変化させることで、更なる軽量化を実現できる。
実施の形態4.
次に、図9はこの発明の実施の形態4による縦柱6の要部を示す斜視図である。実施の形態1〜3では、柱部材8,9,10又は柱部材8,9を組み合わせて縦柱6を構成したが、実施の形態4では、縦柱6を1つの柱部材13で構成しつつ、柱部材13の断面形状を高さ方向の位置によって変化させている。
柱部材13は、断面コ字形の中間部13aと、中間部13aの上部に隣接する断面C字形の柱上部13bと、中間部13aの下部に隣接する断面コ字形の柱下部13cとを有している。中間部13aのかご間口方向寸法は、柱上部13b及び柱下部13cのかご間口方向寸法よりも小さい。また、柱上部13bの折り返し部の幅寸法が下方へ向けて連続的に小さくなっている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
このように、縦柱6の長さが比較的短い場合には、縦柱6を1つの柱部材13で構成してもよく、柱部材13の断面形状を高さ方向の位置によって変化させることにより、縦柱6を効率的に軽量化することができる。これにより、かご枠3を効率的に軽量化し、かご1全体の軽量化を図ることができる。
なお、板厚の異なる複数の平板を溶接して一枚の板にした後、切断やプレス加工することにより(テーラードブランク)、柱部材を製作してもよい。この場合も、強度の必要な箇所は板厚を大きく、強度の不要な箇所は板厚を小さくすることで、柱部材13の断面形状を高さ方向の位置によって変化させることができ、縦柱6を効率的に軽量化することができる。
実施の形態5.
次に、図10はこの発明の実施の形態5によるエレベータのかごを示す斜視図である。実施の形態5のかご枠3は、支持枠4、上梁5、縦柱6及び4本の斜め控え14を有している。斜め控え14は、縦柱6と支持枠4との間に接続されている。また、斜め控え14は、縦柱6の高さ方向の中間部から斜め下方へ向かって配置されている。さらに、斜め控え14は、柱部材8,9同士の締結部で縦柱6に締結されている。他の構成は、実施の形態2又は3と同様である。
このように、斜め控え14を設けた場合、縦柱6の斜め控え14取付位置よりも下の部分では、吊り荷重による引張力及びX軸回りのモーメントが低下する。このため、柱部材8,9同士の締結位置と斜め控え14の締結位置とを一致させることで、図11に示すように、C字形の上部柱部材8を外側に配置し、コ字形の下部柱部材9を内側に配置する構成や、図12に示すように、外側に板厚を薄くした下部柱部材9を配置する構成として、図6の構成に対して縦柱6をさらに軽量化することが可能となる。
また、柱部材8,9同士の締結位置と斜め控え14の締結位置とを一致させることで、締結具12を共通化し、コストをさらに低減することができる。
なお、実施の形態1のように中間柱部材10を用いた縦柱6や実施の形態4のような一体型の縦柱6に対して、実施の形態5のように斜め控え14を締結してもよい。
また、縦柱6の断面形状は、上記の例に限定されるものではなく、力及びモーメントを満たすならば種々の断面を取り得る。
さらに、縦柱6の上下方向の分割数は、4つ以上であってもよい。
さらにまた、左右の縦柱6の構成は必ずしも同一でなくてもよい。
また、エレベータ全体のタイプやレイアウトは特に限定されるものではなく、この発明は、縦柱を有するかご枠であれば、あらゆるエレベータのかご枠に適用できる。
1 かご、2 かご室、3 かご枠、4 支持枠、5 上梁、6 縦柱、8 上部柱部材(第1の柱部材)、8a 対向部、8b 折り曲げ部、8c 折り返し部、9 下部柱部材(第2の柱部材)、10 中間柱部材、14 斜め控え。

Claims (9)

  1. かご室と、
    前記かご室を支持する支持枠、前記かご室の上方に配置された上梁、及び前記支持枠と前記上梁との間に接続された縦柱とを有するかご枠と
    を備え、
    前記縦柱の断面形状が高さ方向の位置によって変化していることを特徴とするエレベータのかご。
  2. 前記縦柱は、断面形状がC字形の部分とコ字形の部分とを有していることを特徴とする請求項1記載のエレベータのかご。
  3. 前記縦柱の上端部付近の断面形状がC字形であり、前記縦柱の下端部付近の断面形状がコ字形であることを特徴とする請求項2記載のエレベータのかご。
  4. 前記縦柱の断面形状がC字形の部分は、前記かご室の側面に対向する対向部と、前記対向部の幅方向両端部から前記かご室とは反対側へ直角に突出する一対の折り曲げ部と、前記折り曲げ部の端部から内側へ直角に突出する一対の折り返し部とを有しており、
    前記折り返し部の幅寸法が下方へ向けて連続的に小さくなっていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のエレベータのかご。
  5. 前記縦柱の断面形状がコ字形の部分のかご間口方向の寸法が下方へ向けて連続的に大きくなっていることを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載のエレベータのかご。
  6. 前記縦柱のかご間口方向の寸法は、高さ方向の中間部で最小となっていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のエレベータのかご。
  7. 前記縦柱は、上下に連結された複数の柱部材を有していることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のエレベータのかご。
  8. 前記柱部材は、上下に隣接し断面形状が異なる第1及び第2の柱部材を含み、
    前記第1の柱部材の端部と前記第2の柱部材の端部とは、一方の内面が他方の外面に当接するように重ねられて締結されていることを特徴とする請求項7記載のエレベータのかご。
  9. 前記かご枠は、前記縦柱と前記支持枠との間に接続された斜め控えをさらに有しており、
    前記斜め控えは、前記柱部材同士の締結部で前記縦柱に締結されていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のエレベータのかご。
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