JP2017210308A - エレベータ用綱車 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降速度やローピングを問わずに防振効果を発揮することができる綱車を提供すること。【解決手段】エレベータ用綱車は、大径部および小径部をそれぞれ備えた一対のハブ部と、一対のハブ部の小径部同士を対向配置して締結する締結部材と、締結された一対のハブ部の大径部同士で挟まれた位置に、弾性部材を介して、配置された複数の綱溝部とを備え、一対のハブ部が締結部材で締結された状態で、弾性部材および綱溝部は、大径部により圧縮応力を受けており、且つ、一対のハブ部の小径部同士の間には隙間が存在している。【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータ用綱車に関するものである。

エレベータは並列に配置された複数本のロープによって昇降体が吊持される。複数本のロープは、建築構造物に固定された部位に装着された綱車、および、昇降体に装着された綱車に巻掛けられる。

一体をなす綱車に主索本数に対応した複数本の綱溝が設けられて、綱溝のそれぞれにロープが巻掛けられている。綱車の駆動時には綱車の綱溝部とロープとの接触力の変動によって振動が発生し、綱車本体から騒音が生じることがある。また、上記の綱車振動が建築構造物を伝搬することで、隣接居室内で騒音が問題となることがある。なお、発生する振動や騒音の周波数は綱車の綱溝部とロープとの接触力の変動周波数に依存する。このため、同じ綱車でも適用されうるエレベータの昇降速度やローピングによって発生する振動騒音の周波数は異なる。

特許文献１には、従来の綱車の一例が開示されており、この綱車では、綱溝とハブ部との間に弾性体を挿入することでロープとの接触による力の振動がハブ部に伝達しないようにしている。

特公昭５８−０１５４３５号公報

特許文献１に開示の綱車では、防振周波数は一意に決まる。したがって、同じ綱車を昇降速度やローピングが異なるエレベータに用いる場合、発生する振動騒音に対して防振性能を十分に発揮できない恐れがある。このため、同じ仕様の綱車であっても、適用するエレベータの仕様に応じて、防振性能を十分に発揮できる綱車を、個別に要する必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、昇降速度やローピングを問わずに防振効果を発揮することができる綱車を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、大径部および小径部をそれぞれ備えた一対のハブ部と、前記一対のハブ部の前記小径部同士を対向配置して締結する締結部材と、前記締結された一対のハブ部の前記大径部同士で挟まれた位置に、弾性部材を介して、配置された複数の綱溝部とを備えたエレベータ用綱車であって、前記一対のハブ部が前記締結部材で締結された状態で、前記弾性部材および前記綱溝部は、前記大径部により圧縮応力を受けており、且つ、前記一対のハブ部の前記小径部同士の間には隙間が存在している。

本発明によれば、昇降速度やローピングを問わずに防振効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態１の綱車の斜視図である。 図１の綱車の断面図であり、回転軸を境界として片側のみ示した図である。 図１の綱車のハブ部の斜視図である。 本発明の実施の形態１、２、３、４で用いる弾性体の、圧縮荷重に対するばね定数の変化を表すグラフである。 ロープの形状を表す模式図である。 本発明の実施の形態２の綱車に関する、図２と同態様の図である。 本発明の実施の形態３の綱車に関する、図２と同態様の図である。 本発明の実施の形態４の綱車におけるハブ部の正面図である。 図８のＩＸ線による断面図である。 図８のＸ線による断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
本発明は、エレベータの機器に装備されて並列に配置された複数本の主索が巻掛けられるエレベータ用綱車から発生する振動騒音の低減技術に関するものである。図１は、本発明の実施の形態１の綱車の斜視図である。図２は、図１の綱車の断面図であり、回転軸を境界として片側のみ示した図である。図３は、図１の綱車のハブ部の斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１、２、３、４で用いる弾性体の、圧縮荷重に対するばね定数の変化を表すグラフである。図５は、ロープの形状を表す模式図である。

本実施の形態１のエレベータ用綱車１０１は、一対のハブ部５、６と、４つの綱溝部１、２、３、４と、弾性部５１とを備えている。なお、本実施の形態１では、４つの綱溝部を備えるエレベータ用綱車を例に説明しているが、本発明および本実施の形態１は、これに限定されるものではなく、３つ以下の綱溝部または５つ以上の綱溝部を備えたエレベータ用綱車として実施することもできる。これは、後述する実施の形態２〜４についても同様である。

エレベータ用綱車１０１は、一対のハブ部５、６と、複数の綱溝部１、２、３、４と、弾性部５１とを備える。一対のハブ部５、６はそれぞれ、相対的な関係でみた大径部５ｃ、６ｃおよび小径部５ｄ、６ｄを有している。一対のハブ部５、６は、小径部５ｄ、６ｄ同士を向き合わせて、組み合わされている。複数の綱溝部１、２、３、４は、組み合わされた一対のハブ部５、６の一対の小径部５ｄ、６ｄに配置され、且つ、一対の大径部５ｃ、６ｃによって回転軸方向に挟まれている。複数の綱溝部１、２、３、４と一対のハブ部５、６との間に、弾性部５１が配置されている。

ハブ部５は大径部５ｃおよび小径部５ｄからなる段を有する円盤であり、回転軸を設けるための穴部５ａ、および、後述するボルト貫通用の穴５ｂを有し、ボルト貫通用の穴５ｂはボルト頭を納めるための座グリを伴う。ハブ部６はハブ部５と同様の構造をしている。ただし、座グリ径と深さがハブ部５より大きく、ナットの締め付け工具の挿入隙間を確保している。

これら一対のハブ部５、６が互いの回転軸を一致させ、かつ、互いの大径部５ｃ、６ｃが綱車の両端部に位置するように隙間２０を介して隣接して設けられる。ハブ部５、６の小径部５ｄ、６ｄの外周には、ロープが巻き掛かるリング状の綱溝部１、２、３、４が、ハブ部５、６と回転軸と一致するように整列される。

各綱溝部１、２、３、４の間には、円盤状の第１の弾性体７が配置されている。すなわち、綱溝部１、２、３、４と第１の弾性体７とが回転軸方向に交互に並んでいる。回転軸方向で最も端に位置する一対の第１の弾性体７の一方は、大径部６ｃと綱溝部１との間にあり、他方は、大径部５ｃと綱溝部４との間にある。

弾性部５１は、これらの第１の弾性体７と、第２の弾性体８とを含んでいる。各綱溝部１、２、３、４とハブ部５，６の間には円筒状の第２の弾性体８が設けられる。第２の弾性体８は、回転軸方向に関し、大径部６ｃと綱溝部１との間にある第１の弾性体７から、大径部５ｃと綱溝部４との間にある第１の弾性体７まで、連続して延びている。すなわち、一つの第２の弾性体８が、４つの綱溝部１、２、３、４の全てと向き合っている。さらに、換言すると、第２の弾性体８の回転軸方向の一端の外周から、大径部６ｃと綱溝部１との間にある第１の弾性体７が径方向に延びており、第２の弾性体８の回転軸方向の他端の外周から、大径部５ｃと綱溝部４との間にある第１の弾性体７が径方向に延びている。

第１の弾性体７および第２の弾性体８はともに、例えばゴムであり、図４に示すように、圧縮荷重に対して変位が非線形である特性を有し、圧縮荷重に対してばね定数が変化する。なお、ゴム以外に、樹脂や積層ゴムなど圧縮荷重に対して非線形なばね定数となる特性を有する材料であり、かつ、ロープ荷重を支えられる強度を持ち合わせていればゴムでなくても良い。

ハブ部５、６はボルト９およびナット１０によって軸方向に締め付けられる。ナット１０はダブルナット構造により緩み防止機能を有する。なお、この緩み防止機能はハードロックナットなどの他の手段でも有効である。ボルトは周方向に均等に４箇所設けられている。

綱車振動をハブ部に伝達させないための弾性体のばね定数の決定方法について説明する。図５に示すように、ロープ表面の凹凸間隔をｄ、ロープの送り速度をｖとすると、綱車に発生する主な振動の周波数ｆはｖ／ｄとして求められる。ロープの送り速度ｖはエレベータの昇降速度に依存して変化するため、振動周波数は変化する。また、同一のエレベータ昇降速度においても、ローピングが異なるとロープの送り速度が異なる。つまり、２対１ローピングのエレベータの場合、１対１ローピングのエレベータに対してロープの送り速度は２倍速くなる。この振動を弾性体７、８によって防振するためには、防振対象とする周波数に対して、ロープ荷重を含む綱溝部１、２、３、４の質量Ｍと、弾性体のばね定数Ｋで決まる防振周波数（１／２π）√（Ｋ／Ｍ）が低くなるようにＫを設定する。

本発明はハブ部５とハブ部６との間に隙間２０を設けることで、隙間２０が軸方向の圧縮変位の調整代となり、ボルトを締め付けた際に、弾性体７、８が、ハブ部の大径部５ｃ、６ｃによって回転軸方向に圧縮される。弾性体７、８は荷重に対して非線形なばね定数となる特性を有するため、ボルト９の圧縮荷重に対してばね定数が変化することになる。すなわち、換言すれば、一対のハブ部５、６の間に、弾性部５１および複数の綱溝部１、２、３、４を、全て、組み入れた状態で、ハブ部５、６をボルト９およびナット１０によって締結し、ハブ部の大径部５ｃ、６ｃによって弾性体７、８を初期的に圧縮した状態でなお、一対のハブ部５、６の間に、隙間２０が存在するように構成されている。

一般に圧縮することでばね定数Ｋは上昇する。その場合、圧縮しない状態で、ばね定数Ｋが防振する周波数に対して小さな値としておくと、圧縮することで防振する周波数に適した値に調整できる。これによって、綱溝がロープと接触する際に発生する振動を弾性体７、８にて減衰させ、回転軸を介して建築構造物へ伝達するハブ部の振動を抑制する。すなわち、締結部材による締め付け状態を調整し変更することで、弾性体の圧縮の程度が変化し、弾性体のばね定数Ｋを調整することができ、ひいては、防振する周波数を調整することができる。よって、エレベータの昇降速度やローピングなどの機器の設置条件によって防振したい周波数が異なっても、例えば、弾性体を交換したり圧縮メカニズムを変更したりといった都度の変更を伴うことなく、上述した同じ構造において、締結部材の圧縮力を調整して対応することで良好に振動を抑制することができる。また、ハブ部は表面積が大きいため、振動した際に音が放射されやすいが、このようなハブ部へ伝達する振動を抑制することで発生騒音を低減する効果がある。

このように本実施の形態１では、弾性体のばね定数を可変な構造とすることで、昇降速度やローピングの違いによる防振周波数の変化に対しても防振効果を発揮する綱車を提供することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２の一例について、図６をもとに説明する。なお、本実施の形態２は、以下に説明する内容を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

図６は本実施の形態の綱車の断面図であり、回転軸を境界として片側のみ記載している。本実施の形態２のエレベータ用綱車２０１におけるハブ部１５は、実施の形態１にて説明したハブ部５と同等の大径部、小径部、ボルト貫通用の穴、座グリを有し、穴部５ａより径が大きな回転軸を設けるための穴部１５ａを有する。ハブ部１６はハブ部１５と同様に、実施の形態１にて説明したハブ部６と同等の大径部、小径部、ボルト貫通用の穴、座グリを有し、穴部６ａより径が大きな回転軸を設けるための穴部１６ａを有する。

ハブ部１５、１６の回転軸部には、回転軸を保持するハブ中心部材３０が第３の弾性体３１を介して挿入される。第３の弾性体３１も弾性体７、８と同様に圧縮荷重に対して非線形なばね定数を有する。

この構造によれば、各綱溝部１、２、３、４とロープとの接触によって発生した振動がハブ部１５、１６に伝達するのを弾性体７、８にて抑制し、さらに回転軸を保持するハブ中心部材３０への振動伝達を第３の弾性体３１にて抑制する。防振構造を２重とすることで、綱溝部１、２、３、４とロープとの接触によって発生した振動が回転軸を介して建築構造物へ伝達するのを大幅に抑えることができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３の一例について、図７をもとに説明する。なお、本実施の形態３は、以下に説明する内容を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

図７は本実施の形態の綱車の断面図であり、回転軸を境界として片側のみ記載している。本実施の形態３のエレベータ用綱車３０１におけるハブ部２５は、実施の形態１にて説明したハブ部５と同等の大径部、小径部、ボルト貫通用の穴、座グリを有し、穴部５ａより径が大きな回転軸を設けるための穴部２５ａを有する。なおかつ、穴部２５ａは段付き構造となっており、エレベータ用綱車３０１の軸方向中央に位置する穴部２５ａの穴径は、エレベータ用綱車３０１の軸方向端部に位置する穴部２５ａの穴径よりも大きい。ハブ部２６は実施の形態１にて説明したハブ部６の座グリ形状以外はハブ部２５と同じ構造であり、実施の形態１と同様に、互いのハブ部が回転軸を一致させ、かつ、互いの大径部５ｃ、６ｃが綱車の端部に位置するように隙間２０を介して隣接して設けられる。

ハブ部２５、２６の回転軸部には、回転軸を保持するハブ中心部材４０が第４の弾性体４１および一対の第５の弾性体４２を介して挿入される。ハブ中心部材４０は段付き棒となっており、回転軸を挿入するための穴を有している。ハブ中心部材４０の大径部と一対の小径部とを有する。ハブ中心部材４０の大径部は、回転軸方向中央に位置しており、ハブ中心部材４０の一対の小径部は、回転軸方向端部に位置している。すなわち、ハブ中心部材４０の大径部は、ハブ中心部材４０の一対の小径部によって回転軸方向に挟まれている。

ハブ中心部材４０の大径部と、ハブ部２５、２６との間に、第４の弾性体４１が配置されている。第４の弾性体４１は、ハブ部２５とハブ部２６とに跨って延びている。ハブ部２５と、ハブ中心部材４０の対応する小径部との間には、対応する第５の弾性体４２が配置されている。また、ハブ部２６と、ハブ中心部材４０の対応する小径部との間にも、対応する第５の弾性体４２が配置されている。

ハブ中心部材４０における、段を構成する端面、すなわち、大径部と小径部との間で径方向に拡がる端面と、ハブ部２５、２６との間には、隙間４３が設けられている。これらの一対の隙間４３は、ボルト９およびナット１０による軸方向の締め付けに対して、隙間２０と同様に圧縮変位の調整代として働く。なお、第４の弾性体４１および一対の第５の弾性体４２も、弾性体７、８と同様に圧縮荷重に対して非線形なばね定数を有する。

この構造によれば、各綱溝部１、２、３、４とロープとの接触によって発生した振動がハブ部２５、２６に伝達するのを弾性体７、８にて抑制し、さらに回転軸を保持するハブ中心部材４０への振動伝達を弾性体４１、４２によって抑制する。防振構造を２重とすることで、綱溝部１、２、３、４とロープとの接触によって発生した振動が回転軸を介して建築構造物へ伝達するのを大幅に抑えることができる。また、ハブ中心部材４０を段付きとしたことで、本発明の綱車の組み立て時に、各ハブ部２５、２６とハブ中心部材４０との位置合わせを行いやすくする効果も得られている。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４の一例について、図８〜図１０をもとに説明する。なお、本実施の形態４は、以下に説明する内容を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

図８は本実施の形態の綱車におけるハブ部である。図９は本実施の形態４の綱車を、ハブ部の楕円形状の長辺方向の断面で示した図である。図１０は本実施の形態４の綱車を、ハブ部の楕円形状の短辺方向の断面で示した図である。本実施の形態４のエレベータ用綱車４０１におけるハブ部３５は、実施の形態１にて説明したハブ部５と同等の大径部、ボルト貫通用の穴、座グリ加工の条件、回転軸を設けるための穴部を有する。図８に示すように、小径部３５ｄは回転軸方向に沿ってみて楕円形状（非真円形状）である。ハブ部３６は実施の形態１にて説明したハブ部６の座グリ形状以外はハブ部３５と同じ構造であり、同様に、楕円形状（非真円形状）の小径部３６ｄを有する。

実施の形態１と同様に、互いのハブ部が回転軸を一致させ、かつ、互いの大径部５ｃ、６ｃが綱車の端部に位置するように隙間２０を介して隣接して設けられる。小径部３５ｄ、３６ｄは互いの外周面がそろうように配置され、それらの外周には、ロープが巻き掛かる綱溝部５１、５２、５３、５４が、ハブ部３５、３６と回転軸と一致するように整列される。各綱溝部５１、５２、５３、５４の外周はロープと接触する真円の綱溝部を有する。一方、各綱溝部５１、５２、５３、５４の内周は楕円形状をしており、ハブ部３５、３６の小径部３５ｄ、３６ｄの外周に設置した際に、各綱溝部５１、５２、５３、５４の内周と小径部の外周との距離が一定となるように、小径部の楕円形状と同じ短辺と長辺の比を有する。

各綱溝部５１、５２、５３、５４とハブ部３５、３６との間には、弾性部４５１が配置されている。弾性部４５１は、第１の弾性体３７と、第２の弾性体３８とを含んでいる。これら第１の弾性体３７および第２の弾性体３８の配置態様は、実施の形態１の第１の弾性体７および第２の弾性体８の配置態様と同様である。

弾性体３７の形状は綱溝部５１、５２、５３、５４の形状と一致しており、外周は真円形、内周は楕円形状である。各綱溝部５１、５２、５３、５４とハブ部３５、３６の間には楕円断面を有する筒状の弾性体３８が設けられる。弾性体３７、３８は、実施の形態１にて述べた弾性体７、８と同様に、圧縮荷重に対して非線形なばね定数を有する。ハブ部３５、３６はボルト９およびナット１０によって軸方向に締め付けられる構造となっている。ナット１０はダブルナット構造により緩み防止機能を有する。なお、この緩み防止機能はハードロックナットなどの他の手段でも有効である。ボルトは周方向に均等に４箇所設けられている。ボルト９およびナット１０による軸方向の締め付けに対して、隙間２０と同様に圧縮変位の調整代として働き、弾性体３７、３８を締め付けることでばね定数が調整可能となる。

この構造によれば、各綱溝部５１、５２、５３、５４とロープとの接触によって発生した振動がハブ部３５、３６に伝達するのを弾性体３７、３８にて減衰させ、回転軸を介して建築構造物へ伝達するハブ部の振動を抑制する。また、ハブ部は表面積が大きいため、振動した際に音が放射されやすいが、ハブ部へ伝達する振動を抑制することで発生騒音を低減する効果がある。さらに、弾性体３７、３８が楕円形状であるため、綱溝部５１、５２、５３、５４とハブ部３５、３６との周方向の相対変位が増大しそうな場合でも、弾性体３８がハブ部３５、３６や綱溝部５１、５２、５３、５４に対して相対的に滑るのを防ぐことが可能となる。

なお、本実施の形態では綱溝部５１、５２、５３、５４とハブ部３５、３６との周方向の相対変位に対して弾性体の滑りを防ぐ構造として楕円形状を用いたが、たとえば多角形や、異形曲線形状などの真円以外のあらゆる形状、すなわち非真円形状が使用できる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

上記いずれの実施の形態においても綱溝部は４つである必要はなく、対象とするエレベータのロープ本数に応じて決定することができる。また、ボルト本数は３本以上であれば特定はしない。

１０１、２０１、３０１、４０１ エレベータ用綱車、１、２、３、４、５１、５２、５３、５４ 綱溝部、５、６、１５、１６、２５、２６、３５、３６ 一対のハブ部、５ｃ、６ｃ 大径部、５ｄ、６ｄ、３５ｄ、３６ｄ 小径部、７、３７ 第１の弾性体、８、３８ 第２の弾性体、２０ 隙間、３０、４０ ハブ中心部材、５１、４５１ 弾性部。

Claims (3)

1. 大径部および小径部をそれぞれ備えた一対のハブ部と、
   前記一対のハブ部の前記小径部同士を対向配置して締結する締結部材と、
   前記締結された一対のハブ部の前記大径部同士で挟まれた位置に、弾性部材を介して、配置された複数の綱溝部と、
   を備えたエレベータ用綱車であって、
   前記一対のハブ部が前記締結部材で締結された状態で、前記弾性部材および前記綱溝部は、前記大径部により圧縮応力を受けており、且つ、前記一対のハブ部の前記小径部同士の間には隙間が存在する、
   エレベータ用綱車。
2. 組み合わされた前記一対のハブ部の回転中心の位置に、ハブ中心部材が配置されており、
   組み合わされた前記一対のハブ部と、前記ハブ中心部材との間に、弾性体が配置されている、
   請求項１のエレベータ用綱車。
3. 前記小径部は、回転軸方向に沿ってみて、楕円形状である、
   請求項１または２のエレベータ用綱車。

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