JP2015051856A - エレベータのロープ振れ抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時や強風時に、エレベータのロープの振れが大きくなりそうな場合に、ロープの振れ量そのものを低く抑制できるようにする。【解決手段】本発明の実施形態によるロープ振れ抑制装置は、複数本のワイヤロープ１４の端部をそれぞれ止着する複数本のシャックルロッド２５が取り付けられたヒッチ２２板と、ヒッチ板２２を所定角度回転させ、ワイヤロープ１４に縒りを与えてその固有振動数を変化させるヒッチ板回転機構と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、エレベータの乗りかごを吊るワイヤロープ（以下、ロープという）が地震や強風によって振れたときに、ロープの振れ量を抑制するエレベータのロープ振れ抑制装置に関する。

地震波に含まれる振動のうち、長周期地震動は高層建築物の固有振動数と一致した場合に高層建築物を共振させる懸念があることから、エレベータでも地震対策は重要な課題となっている。このため、高層建築物に設置されるエレベータでは、地震や強風によって建物が揺れたときに、エレベータを一時停止させる管制運転を行うなどの対策が講じられている。

また、高層建築物のエレベータでは、地震時や強風時に、建築物の揺れ幅が大きくなって、それにつれてエレベータの乗りかごを吊るロープが大きく振れたり、地震動の振動とロープの固有振動が一致してロープが共振することがある。

昇降路の壁面には、ガイドレールが設置されており、また、乗りかごの着床を検知する着床スイッチなどの昇降路機器が設置されている。エレベータのロープが大きく振れると、ガイドレールの支持金具や、着床スイッチを取り付ける腕などに引っ掛かり、昇降路機器を破損させる事故が発生することがある。最悪の場合、乗客が乗りかごに閉じ込められる事態にも発展する。

このようなロープの振れによる引っ掛かり現象を防止する対策として、昇降路機器を取り付ける腕の端部と昇降路の建築側構造物との間に保護線を張ることが行われている。

他方、ロープの引っ掛かる現象が生じる前に乗客の安全を確保するために、例えば特許文献１では、ロープの振れ量をロープの画像から算出し、ロープの振れが一定のレベルを超えると、エレベータの減速運転や、乗りかごを最寄りの階に停止させる管制運転を行なうことを提案している。

特開２００９−１６６９３９号公報

地震や強風によるロープの振れに対する従来の対策は、ロープの引っ掛かりによる昇降路機器の破損を防止し、あるいは、乗りかご内での乗客の閉じ込めを防止するには有効である。

しかしながら、ロープの振れそのものを抑制することはできない。このため、地震時や強風時にロープの振れが発生した場合、ロープの振れが大きいと、乗りかごに振動が伝わる結果、乗客には乗り心地の悪さを感じさせたり、場合によっては不安感を与えることになる。

そこで、本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、地震時や強風時に、エレベータのロープの振れが大きくなりそうな場合に、ロープの振れ量そのものを低く抑制できるようにしたエレベータのロープ振れ抑制装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明は、エレベータの乗りかごおよび釣り合いおもりを懸架する複数本のワイヤロープが、建物の振動と共振しないように、前記ワイヤロープの固有振動数を変化させることにより、前記ロープの振れを抑制する装置であって、前記複数本のワイヤロープの端部をそれぞれ止着する複数本のシャックルロッドが取り付けられたヒッチ板と、前記ヒッチ板を所定角度回転させ、前記ワイヤロープに縒りを与えてその固有振動数を変化させるヒッチ板回転機構と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によるエレベータのロープ振れ抑制装置が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の側面図である。 本発明の第１実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の平面図である。 第１実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の変形例を示す側面図である。 第１実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の変形例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の側面図である。 本発明の第２実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の平面図である。 本発明の第３実施形態が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。 本発明の第３実施形態によるロープ振れ抑制装置を動作させる手順を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。 本発明の第４実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置の側面図である。

以下、本発明によるエレベータのロープ振れ抑制装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

第１実施形態
図１は、本実施形態によるロープ振れ抑制装置が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。図１において、参照番号１０は、エレベータの乗りかごを示し、参照番号１２は、釣り合いおもりを示している。

複数本のロープ１４からなる主索は、巻上機のトラクションシーブ１５およびそらせシーブ１６に巻き掛けられている。ロープ１４の一端は乗りかご１０に止着され、ロープ１４の他端は釣り合いおもり１２に止着され、乗りかご１０と釣り合いおもり１２はロープ１４によって釣瓶状に懸架されている。

この実施形態では、地震が発生した時や、強風を受けて建築物が揺れた時、図１に破線で示すようにロープ１４が振れるのを抑制するために、ロープ１４の末端が接続されるヒッチ板を回転させるロープ振れ抑制装置２０を乗りかご１０の上梁に設置している。

図２は、本実施形態によるロープ振れ抑制装置２０の側面を示す図で、図３はロープ振れ抑制装置２０を上梁１８の上からみた図である。
図２並びに図３において、参照番号２２は、ヒッチ板を示している。このヒッチ板２２は、円板形状の板体からなり、円環状のハウジング２３に回転自在に保持されている。ハウジング２３には、ヒッチ板２２の回転を案内するリング状のガイドレールが形成されている。

ヒッチ板２２には、ロープ１４の末端を接続するための４本のシャックルロッド２５が取り付けられている。シャックルロッド２５の下端部は、ヒッチ板２２に挿通されている。そして、シャックルロッド２５の下端にはばね座２６が設けられ、ヒッチ板２２の下面とばね座２６の間には、振動を吸収するコイルばね２７が装着されている。参照番号２８はばね座２６を固定するロックナットである。

ヒッチ板２２から垂直に立ち上がるシャックルロッド２５の先端には、ロープ１４の末端を保持させるソケット３０が取り付けられている。このソケット３０の内部には、ロープ１４の端部が折り返されるクサビ部材が収納されている。折り返されたロープの端末は、クリップを用いてクリップ止めされる。

この実施形態では、ヒッチ板２２を回転させる駆動源として、モータ３２がハウジング２３の上に設置されている。ヒッチ板２２の外周部には、従動側のリング歯車３３が設けられている。このリング歯車３３には、モータ３２によって回転される駆動側の平歯車３４が噛み合うようになっている。

本実施形態によるエレベータのロープ振れ抑制装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。

エレベータが正常に運転されている間、本実施形態のロープ振れ抑制装置２０では、ヒッチ板２２は静止したままの状態を維持している。地震や強風に起因するロープ１４の振れがないときは、ロープ振れ抑制装置２０は、シャックルロッド２５を固定するヒッチ板としての機能のみを果たす。

これに対して、乗りかご１０の走行中に、地震の震動を地震計などで検知した場合には、次のように、ロープ振れ抑制装置２０が作動する。

図２において、モータ３２が起動されて平歯車３４が回転し、この平歯車３４が噛み合うリング歯車３３を介してヒッチ板２２に回転トルクが伝動される。この場合、ヒッチ板２２は減速されてゆっくりと回転を始め、例えば、９０度程度回転すると停止する。

このヒッチ板２２の回転とともに、各シャックルロッド２５に末端が接続されている合計４本のロープ１４は束状に縒られることになる。これら４本のロープ１４が束状に縒られることで、ロープ１４の固有振動数が本来の固有振動数とは別の値に変化する。

このときの建物の揺れの振動数が、ロープ１４の本来の固有振動数と一致していたような場合には、ロープ１４が共振して大きく振れる可能性があったところ、上述のように、ロープ振れ抑制装置２０の作動することにより、ロープ１４が束状に縒られて、固有振動数が共振する値から外れるため、ロープ１４の振れ量そのもの小さい範囲に低減することが可能である。

建物の揺れが収まったら、ヒッチ板２２は逆回転し、束状になったロープ１４の縒りを戻すので、ロープ１４は元の状態に復帰する。

変形例
以上は、モータ３２の回転を平歯車３４とリング歯車３３でヒッチ板２２に伝動した例であるが、図４、図５に示されるように、平歯車３４に替えてウォーム歯車３６をリング歯車３３と噛み合わせ、このウォーム歯車３６をモータ３２で駆動するようにしてもよい。

平歯車３４に替えてウォーム歯車３６にすることによって、平歯車を用いた構造と較べて、ロープ振れ抑制装置２０におけるヒッチ板２２回りの構造をコンパクトにまとめることができる。

第２実施形態
次に、図６、図７は、本発明の第２実施形態によるロープ振れ抑制装置を示す。この第２実施形態は、歯車伝動機構を用いずに、ヒッチ板２２をモータ３２で直接駆動するようにした実施の形態である。

図６、図７において、上梁１８の上には、回転駆動機構のハウジング４４が設置されている。ハウジング４４の底面には、モータ３２が取り付けられている。回転台４５は、軸受け４６を介して回転自在に支承され、モータ３２によって直接回転駆動される。

回転台４５の上には、一対の脚４７が垂直に取り付けられ、この脚４７の上端にヒッチ板２２が固定されている。このヒッチ板２２には、ロープ１４の末端を保持するソケット３０を先端に有するシャックルロッド２５が４本取り付けられている。なお、シャックルロッド２５の構成は、図２と同一である。

地震や強風によって建物が揺れたときに、モータ３２が起動されると、回転台４５とともにヒッチ板２２が回転を始め、例えば、９０度程度回転して停止する。このヒッチ板２２の回転によって、ロープ１４は束状に縒られるため、固有振動数が共振する値から外れ、ロープ１４の振れ量そのものを小さい範囲に低減することが可能である。

建物の揺れが収まったら、ヒッチ板２２は逆回転し、束状になったロープ１４の縒りを戻すので、ロープ１４は元の状態に復帰する。

この第２実施形態では、歯車伝動機構を用いずに、ヒッチ板２２をモータ３２で直接駆動して回転させる構成になっているため、建物のゆれを感知した後、ロープ１４を束状に迅速に縒ることによって、ロープ１４の振れに対する抑制対策をすばやく行うことができる。

第３実施形態
次に、図８、図９を参照して、本発明の第３実施形態によるロープ振れ抑制装置について説明する。

この第３実施形態では、震動感知器４０がエレベータの機械室に設置されており、この震動感知器４０により建物の震動を感知した場合に、ロープ１４の振れ量を予測し、その予測値が一定以上の場合に、ロープ振れ抑制装置２０を作動させる。

なお、ロープ振れ抑制装置２０の構成は、図２、図４、図６に示したいずれであっても用いることができる。

ここで、図９は、エレベータの機械室に設置されている制御盤４２の演算装置で実行されるロープ振れ抑制装置２０の制御の手順を示すフローチャートである。

まず、建物の振動を振動感知器４０が感知すると、その振動信号は制御盤４２に送信される（ステップＳ１０）。制御盤４２では、さまざまな大きさの振動に対して、ロープ１４の振れ量がどのようになるかのデータが記憶装置に蓄積されており、演算装置は、感知した振動波形の振幅や周期を前記データと照合して、ロープ１４の振れ量を推定する（ステップＳ１１）。

次いで、推定したロープ１４の推定振れ量と、あらかじめ設定されている振れ量の基準値とを比較する（ステップＳ１２）。この基準値は、ロープ振れ抑制装置２０を作動させる必要があるか否かの判定基準となる振れ量である。この比較の結果、推定振れ量が基準値よりも大きい場合には、ステップＳ１３に進み、制御盤４２は、ロープ振れ抑制装置２０を作動させる。

ロープ振れ抑制装置では、モータ３２が起動されると、ヒッチ板２２が回転を始め、所定の回転位置まで回転する。このヒッチ板２２の回転によって、ロープ１４は束状に縒られるため、ロープ１４の固有振動数は共振する値から外れ、ロープ１４の振れ量そのものを小さい範囲に低減することができる。建物の揺れが終息したら、ヒッチ板２２を元の位置まで逆回転させる（ステップＳ１４）、これによって、束状になったロープ１４の縒りを戻すので、ロープ１４は元の状態に復帰する。

他方、ステップＳ１２での比較の結果、推定振れ量が基準値よりも小さかった場合には、ロープ振れ抑制装置２０は作動させることなく処理を終了する。

以上のような第３実施形態によれば、地震や強風を受けて建物が揺れ、共振によりロープ１４の振れ量が大きくなる蓋然性が高いような状況下では、ヒッチ板２２が回転してロープが束状に縒られ、ロープの振れ量を確実に低減することができる。一方、建物が揺れてもロープ１４の振れ量が増大しそうにもない状況下では、ピッチ板２２は回転しないようにすることができ、不要な作動をなくすことができる。

第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態によるロープ振れ抑制装置について、図１０、図１１を参照して説明する。
図１０は、第４実施形態によるロープ振れ抑制装置が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。この第４実施形態は、ロープ１４のローピングをいわゆる２：１の構成にしたエレベータに適用した実施の形態である。

図１０に示すように、エレベータの機械室には、ヒッチビーム５０が設置されている。そして、このヒッチビーム５０にロープ振れ抑制装置２０が設置され、このロープ振れ抑制装置２０のヒッチ板にロープ１４の一端が止着されている。

乗りかご１０の上には、シーブ５１が設置され、釣り合いおもり１２の上にもシーブ５２が設置されている。ロープ１４は、シープ５１、巻上機のトラクションシーブ１５、そらせシーブ１６、釣り合いおもり１２のシーブ５２に巻き掛けられている。シーブ５２に巻き掛けられたロープ１４の末端は、ヒッチビーム１４に止着されている。

図１１は、ヒッチビーム５０に設置されているロープ振れ抑制装置２０を示す。この第４実施形態のロープ振れ抑制装置２０は、図２に示したロープ振れ抑制装置２０の構成を上下逆にした構成になっている。なお、図４、図６に示した実施形態のロープ振れ抑制装置２０も適用可能である。

ヒッチ板２２を回転自在に保持するハウジング２３はヒッチビーム５０に取り付けられている。ヒッチ板２２を回転させる駆動源としては、モータ３２がハウジング２３の下に設置されている。ヒッチ板２２の外周部には、従動側のリング歯車３３が同心状に設けられている。このリング歯車３３には、モータ３２によって回転される駆動側の平歯車３４が噛み合うようになっている。

ヒッチ板２２には、ロープ１４の末端を保持するソケット３０を先端に有するシャックルロッド２５が４本取り付けられているが、図２に示したロープ振れ抑制装置２０とはシャックルロッド２５は上下を逆にして固定されている。

以上のような第４実施形態によれば、乗りかご１０のシーブ５１に巻き掛けられたロープの末端を、ヒッチビーム５０に設けたロープ振れ抑制装置２０のヒッチ板２２に接続することで、２：１ローピングの構成のエレベータにおいても、建物のゆれを感知した後、ロープ１４を束状に縒ることによって、ロープ１４の振れに対する抑制対策を効果的に行うことができる。

以上、本発明によるエレベータのロープ振れ抑制装置について、好適な実施形態を挙げて説明したが、これらの実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。

１０…乗りかご、１２…釣り合いおもり、１４…ロープ、１８…上梁、２０…ロープ振れ抑制装置、２２…ヒッチ板、２５…シャックルロッド、２７…コイルばね、３０…ソケット、３２…モータ、３３…リング歯車、３４…平歯車、３６…ウォーム歯車、４０…振動感知器、４２…制御盤、４５…回転台、４７…脚、５０…ヒッチビーム

Claims (8)

1. エレベータの乗りかごおよび釣り合いおもりを懸架する複数本のワイヤロープが、建物の振動と共振しないように、前記ワイヤロープの固有振動数を変化させることにより、前記ロープの振れを抑制する装置であって、
   前記複数本のワイヤロープの端部をそれぞれ止着する複数本のシャックルロッドが取り付けられたヒッチ板と、
   前記ヒッチ板を所定角度回転させ、前記ワイヤロープに縒りを与えてその固有振動数を変化させるヒッチ板回転機構と、
   を備えたことを特徴とするエレベータのロープ振れ抑制装置。
2. 前記ヒッチ板回転機構は、モータと、前記モータの回転を前記ヒッチ板に伝動する歯車伝動とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
3. 前記歯車伝動機構は、前記モータによって回転駆動される平歯車と、前記平歯車と噛み合い前記ヒッチ板の外周に設けられたリング歯車と、からなることを特徴とする請求項２に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
4. 前記歯車伝動機構は、前記モータによって回転駆動されるウォーム歯車と、前記ウォーム歯車と噛み合い前記ヒッチ板の外周に設けられたリング歯車と、からなることを特徴とする請求項２に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
5. 前記ヒッチ板回転機構は、モータと、前記モータによって直接駆動され、前記ヒッチ板を支持する回転台と、からなることを特徴とする請求項１に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
6. 前記建物の振動を感知したときに、前記ロープの振れ量を予測し、その予測振れ量があらかじめ設定した基準値よりも大きい場合にはじめて前記ロープ振れ抑制装置を作動させる制御手段を具備したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
7. 前記ロープ振れ抑制装置は、前記ロープの一端は前記釣り合いおもりに止着され、前記ロープの他端が前記乗りかごに止着されるローピング構成において、前記の乗りかごの上に設置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。
8. 前記ロープ振れ抑制装置は、２：１ローピング構成のエレベータ昇降路最上部にあるヒッチビームに設置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載のエレベータのロープ振れ抑制装置。

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