JP2021050049A - 主ロープの振れ抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動時に乗りかご内に伝わる騒音の大きさを低減できる主ロープの振れ抑制装置を提供する。【解決手段】振れ抑制装置３０は、乗りかご１４上方のかご側主ロープ群１２Ａに取り付けられた支持部３２と、支持部３２よりも上方のかご側主ロープ群１２Ａに取り付けられ、支持部３２に連結された振れ抑制用ロープＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を引っ張ることにより同ロープ群１２Ａの振れを抑制する振れ抑制ユニット４２，４８を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、主ロープの振れ抑制装置に関し、特に、地震等によりエレベータが設置された建物が揺れるのに起因して生じる主ロープの振れを抑制する主ロープの振れ抑制装置に関する。

近年、建築物の高層化が進むにつれ、ロープ式のエレベータにおいて、地震や強風によって建物に揺れが生じた場合における主ロープの振れが問題となっている。

高層建築物に設置されるロープ式エレベータは、かごの昇降路上部の直上に機械室が設けられ、当該機械室にかごを駆動する巻上機が設置されている場合が多い。巻上機の一部を構成する綱車には、主ロープが掛けられており、主ロープの一端側には乗りかごが、他端側には釣合いおもりが各々連結され、各々主ロープによって吊り下げられている。

そして、原動機によって綱車を正転または逆転することにより、鉛直方向に敷設された一対のかご用ガイドレールに案内された乗りかごが昇降される構成となっている。

このような構成のエレベータにおいて、例えば、長周期地震動により建物が揺れると建物最上部から乗りかごを吊り下げている主ロープも建物の揺れとほぼ同じ向きに水平方向に振れる（以下、この水平方向の主ロープの振れを「横振れ」と称する）。

従来、建物に設置された長周期振動感知器によって感知される当該建物の揺れの大きさから主ロープの振れの大きさを推定し、当該主ロープの振れの大きさの程度に応じて、エレベータの管制運転を実施し、一時的にエレベータの運行を停止するなどしている。

しかしながら、建物の振れが収まった後も主ロープの振れが収束するまでの間、エレベータの通常運転を再開できないという問題がある。また、地震や強風により発生する建物揺れの周波数に主ロープが共振した場合には、主ロープの振れが大きくなることも考えられる。このような場合には、主ロープが昇降路内に設置された機器類などに接触して破損させることも起こり得る。そして、機器類が破損してしまうと、保守員などによる修理作業が必要になるため通常運転の再開までにより長い期間を要するという問題もある。

特許文献１には、主ロープに取り付けられたクランプに接続されるとともに、両端側が各々クランプから斜め下方に延びて乗りかご上面の対向する角部に設置された滑車に架け渡された状態で同上面中央部のアクチュエータ（振れ抑制部）に連結された振れ抑制用ロープを、同アクチュエータで引っ張ることによりクランプを加振して主ロープの横振れを抑制する主ロープの振れ抑制装置が開示されている。

特開平３−５１２７９号公報

上記特許文献１に記載の主ロープの振れ抑制装置では、乗りかご上面に振れ抑制部が設置されているため同抑制部の作動音が乗りかご内に伝わりやすい。このため、主ロープの横振れに伴って主ロープの振れ抑制装置が作動すると乗りかご内の騒音が大きくなりやすいという問題がある。

本発明では、作動時に乗りかご内に伝わる騒音の大きさを低減できる主ロープの振れ抑制装置を提供することを目的とする。

本発明の主ロープの振れ抑制装置は、エレベータ用乗りかごを吊り下げる主ロープに振れが生じたときに主ロープの振れを抑制する振れ抑制装置であって、乗りかご上方の主ロープに取り付けられた支持部と、支持部よりも上方の主ロープに取り付けられ、支持部に連結された振れ抑制用ロープを引っ張ることにより主ロープの振れを抑制する振れ抑制部と、を備えることを特徴とする。

本発明の主ロープの振れ抑制装置において、振れ抑制部は、振れ抑制用ロープが架け渡された滑車と、滑車を回転駆動する駆動部とを含んでもよい。

本発明の主ロープの振れ抑制装置において、振れ抑制部は、直交する２方向の主ロープの振れを抑制するように構成されてもよい。

本発明の主ロープの振れ抑制装置によれば、主ロープに取り付けられた振れ抑制部が支持部に連結された振れ抑制用ロープを引っ張ることにより主ロープの横振れを抑制する。この構成では、主ロープの横振れに伴って振れ抑制部が作動しても振れ抑制部は主ロープに取り付けられているため振れ抑制部の作動音が乗りかご内に伝わり難い。この結果、主ロープの横振れに伴って振れ抑制部が作動したときに乗りかご内に伝わる騒音の大きさを低減できる。

本発明の一実施形態である主ロープの振れ抑制装置が適用されるエレベータの全体構成図である。 図１に示す主ロープの振れ抑制装置を斜め後方から見た場合の斜視図と、主ロープの振れ抑制装置に含まれる支持部の平面図を丸囲みの中に示す図である。 図３（ａ）は、図２に示すＡ方向から見たときの主ロープの振れ抑制装置の構成と滑車周辺の部分拡大図を一部に示す図である。図３（ｂ）は、主ロープの振れ抑制装置に含まれる駆動部の構成を示す部分断面図である。 主ロープ群に横振れが生じたときの主ロープの振れ抑制装置およびその周辺の構成を示す図と、同図に含まれる主ロープの振れ抑制装置の状態を示す部分拡大図を含む図である。

以下、本発明の一実施形態である主ロープの振れ抑制装置が適用されるエレベータ１０について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、図中に示す「Ｘ」は張車１９の軸方向と平行な水平方向Ｘを示し、「Ｙ」は水平方向Ｘに直交する水平方向Ｙを示し、「Ｚ」は水平方向Ｘ，Ｙに各々直交する上下方向Ｚを示すものとする。

図１は、エレベータ１０の概略構成を示す図である。図１において、図示簡略化のため主ロープ群１２は１本のロープとして図示している。図１に示すように、エレベータ１０は、トラクション方式のロープ式エレベータであり、複数本の主ロープ１２−１，１２−２，１２−３（図２参照）からなる主ロープ群１２の一端側に乗りかご１４が吊り下げられ、他端側に釣合おもり１５が吊り下げられる。

また、図１に示すように、乗りかご１４上方の主ロープ群１２には、主ロープの振れ抑制装置（以下、「振れ抑制装置」と表記する）３０が取り付けられている。また、乗りかご１４は、昇降路１７の壁面に同かご１４に対応して設けられている一対のガイドレール（不図示）に沿って上下方向Ｚに昇降可能に構成されている。同様に、釣合おもり１５も、同おもり１５に対応して設けられている一対のガイドレール（不図示）に沿って上下方向Ｚに昇降可能に設けられている。

さらに、乗りかご１４には、乗りかご１４の昇降位置によって吊り下げ重量が変動する主ロープ群１２や、トラベリングケーブル（不図示）などの重量のアンバランスを補償する機能を有する補償ロープ１６の一端が接続されている。この補償ロープ１６は、昇降路１７の底部であるピット１７−１に設置された張車１９に架け渡されており、他端側が釣合おもり１５の下端部に接続される。

主ロープ群１２は、昇降路１７直上の機械室Ｍに設置されている巻上機１８の綱車１８Ａ及びそらせ車１８Ｂに架け渡されており、不図示の巻上機モータにより綱車１８Ａを正転または逆転させることにより乗りかご１４及び釣合おもり１５を相対的に昇降させる機能を有する。また、機械室Ｍには、巻上機１８等の運転や振れ抑制装置３０の動作を統括的に制御する制御部２０が設けられている。本実施形態では、機械室Ｍに設けられた制御部２０により振れ抑制装置３０の動作を制御しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、乗りかご１４の上面１４Ｒに振れ抑制装置３０の動作を制御する制御部を設けるようにしてもよい。なお、本実施形態では、主ロープの本数が３本である場合を例に挙げて説明しているが、主ロープの本数は３本未満であってもよいし、３本より多くてもよい。

以下の説明では、主ロープ群１２における乗りかご１４を吊り下げている部分をかご側主ロープ群１２Ａと称し、釣合おもり１５を吊り下げている部分を釣合おもり側主ロープ群１２Ｂと必要に応じて呼称する。上記の定義に従えば、主ロープ群１２に占めるかご側主ロープ群１２Ａと、釣合おもり側主ロープ群１２Ｂの長さは乗りかご１４の昇降位置によって変動する。図１に1点鎖線で示すかご側主ロープ群１２Ａは、かご側主ロープ群１２Ａが横振れ（後段に詳述）したときの状態の一例を模式的に示したのである。

また、制御部２０は、昇降路１７内に、複数設置されているロープ振れ検知センサ（不図示）を介してかご側主ロープ群１２Ａの振れを検知し、検知結果に基づいてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制するように振れ抑制装置３０の動作を制御する。これにより、かご側主ロープ群１２Ａの横振れを早期に抑制することができる。また、制御部２０における振れ抑制装置３０の駆動制御については、シミュレーションなどを用いてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを減衰させるのに適切な駆動パターンを予め算出して用いてもよい。また、かご側主ロープ群１２Ａを実際に横振れさせた状態で振れ抑制装置３０を動作させるなどしてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制させる上で適切な駆動パターンを実験的に算出するようにしてもよい。

図２は、図1に示す振れ抑制装置３０の斜視図である。図２では、図１に示す振れ抑制装置３０を斜め後方から見たときの構成を示している。図３（ａ）は、図２に示すＡ方向から見たときの振れ抑制装置３０の構成を示す図である。図２および図３（ａ）に示すように、振れ抑制装置３０は、乗りかご１４直上方のかご側主ロープ群１２Ａに固定された支持部３２と、支持部３２上方のかご側主ロープ群１２Ａに固定された振れ抑制部４０とを備える。

支持部３２は、上面視において略十字状に構成されており、Ｘ方向に延びる振れ抑制片３４と、Ｙ方向に延びる振れ抑制片３６とから構成される。支持部３２の中央部には、厚み方向に貫通する筒Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が設けられている。各筒Ｈ１〜Ｈ３には、かご側主ロープ群１２Ａを構成する各主ロープ１２−１，１２−２，１２−３が挿通されている。各主ロープ１２−１，１２−２，１２−３は、各筒Ｈ１〜Ｈ３内でボルト（不図示）などの固定具を用いて支持部３２に固定されている。

また、図２に示すように、振れ抑制部４０は、Ｘ方向におけるかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制する振れ抑制ユニット４２と、同ユニット４２の直上方に配置されたＹ方向におけるかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制する振れ抑制ユニット４８から構成される。振れ抑制ユニット４２，４８は同一構成を備えるため、以下の説明では、振れ抑制ユニット４２について主に説明を行うとともに、振れ抑制ユニット４８については適宜説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、振れ抑制ユニット４２は、かご側主ロープ群１２Ａに固定された略箱状の外観を有する本体４３を含む。本体４３は、両側面に滑車４４，４５を備えるとともに駆動部４６を一端部に備えている。両滑車４４，４５の構成及び周辺構成は同一であるため、以下の説明では、滑車４５の構成及び周辺構成について主に説明するとともに、滑車４４及び周辺構成については適宜説明を省略する。滑車４５は、輪軸型の滑車、すなわち、外側に形成された大径の滑車部４５Ａと、内側に形成された小径の滑車部４５Ｂから構成される。また、図３（ａ）に示すように、駆動部４６には駆動軸４６Ａ，４６Ｂが両側面側から各々突き出すように設けられており、駆動軸４６Ａ，４６Ｂを介して駆動用滑車４７Ａ，４７Ｂが各々回転駆動される。駆動用滑車４７Ａ，４７Ｂの構成および周辺構成は同一であるため、駆動用滑車４７Ｂおよび同滑車４７Ｂの周辺構成について以下において主に説明を行うとともに、駆動用滑車４７Ａおよび同滑車４７Ａの周辺構成については適宜説明を省略する。

上述した滑車４５における内側の滑車部４５Ｂと駆動用滑車４７Ｂの間には、駆動用ロープＤ１が架け渡さており、駆動用ロープＤ１を介して滑車４５が回転駆動される。また、図３（ａ）に示すように、滑車４５における大径の滑車部４５Ａには支持部３２を構成する振れ抑制片３４の両端部３４Ａ，３４Ｂに各々両端を連結された振れ抑制用ロープＲ２が架け渡されている。これにより、駆動用滑車４７Ｂの回転に伴って振れ抑制用ロープＲ２を介して支持部３２を構成する振れ抑制片３４を引っ張ることができる。

図３（ｂ）は、本体４３の滑車４５周辺の構成を示す部分断面図である。図３（ｂ）に示すように、本体４３の内部には、上下方向Ｚに沿ってガイド用突起部４３Ａが設けられており、このガイド用突起部４３Ａと側壁部４３Ｂとの間を上下動可能に配置された略直方体状のスライド部材４９が設けられている。また、側壁部４３Ｂには、スライド部材４９に対向する位置に縦長のスリット４３Ｂ−１が設けられている。このスライド部材４９には、スリット４３Ｂ−１に挿通された状態で滑車４５の軸４５−１が回転自在に軸支されている。また、スライド部材４９と本体４３の底部４３Ｃの間には弾性バネＳＰ１が配置されている。これらの構成により、本体４３に滑車４５を縦方向、換言すると、かご側主ロープ群１２Ａが横振れしていないときに上下方向Ｚと略平行な方向に移動可能な状態で滑車４５を支持させる。

上記構成により、かご側主ロープ群１２Ａの横振れや振れ抑制ユニット４２，４８の駆動により本体４３と支持部３２との距離が変動した場合に、滑車４５が上下動することにより距離の変動を吸収できる。これにより、振れ抑制用ロープＲ２が撓んだり、過大な張力が作用するなどして同ロープＲ２が滑車４５から脱落するのを防止できる。本実施形態では、滑車４５を上下方向Ｚに移動可能な状態で本体４３に支持させているが、本体４３と滑車４５の間の距離の変化が微小で無視できる場合には、滑車４５を縦方向に移動可能な状態で本体４３に支持させなくともよい。

続いて、図４を用いてかご側主ロープ群１２Ａが横振れしたときの振れ抑制装置３０の動作について説明する。図４は、かご側主ロープ群１２Ａが横振れしたときの状態を模式的に示す図である。

図４では、上下方向Ｚにおける最大振幅となる位置において、かご側主ロープ群１２Ａが原点位置ＰからＹ１方向に横振れして位置Ｐ１に至り、位置Ｐ１でかご側主ロープ群１２Ａの振れ方向がＹ２方向に変化して原点位置Ｐを通過して反対側の位置Ｐ２に到達し、位置Ｐ２で振れ方向がＹ１方向に変化するように横振れしているものとする。ここで、原点位置とは、かご側主ロープ群１２Ａが横振れしていない状態、すなわち、静止状態におけるかご側主ロープ群１２Ａの位置を意味している。

図４に示すように、制御部２０は、かご側主ロープ群１２Ａに横振れが生じたことを振れ検知センサ（不図示）によって検知すると、横振れ方向側の振れ抑制片３４，３６の端部３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂを振れ抑制用ロープＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を介して各々引っ張るよう振れ抑制ユニット４２，４８の駆動を制御する。

より具体的には、図４に示すように、かご側主ロープ群１２Ａが原点位置Ｐと位置Ｐ１との間でＹ方向に横振れしている場合には、振れ抑制用ロープＲ３，Ｒ４を介して振れ抑制片３６の端部３６Ａを振れ抑制ユニット４８が引っ張る。この際、かご側主ロープ群１２Ａが位置Ｐ１に位置しているときに振れ抑制ユニット４８が振れ抑制片３６の端部３６Ａを引っ張る力の大きさが最も大きくなるように振れ抑制ユニット４８の駆動を制御するのが好ましい。これにより、かご側主ロープ群１２Ａの横振れを早期に減衰させることができる。

ところで、振れ抑制ユニット４２，４８よりも支持部３２の方が乗りかご１４に近接した位置でかご側主ロープ群１２Ａに取り付けられている。一方、かご側主ロープ群１２Ａの一端は、乗りかご１４に取り付けられている。このため、水平方向に同じ大きさの力が作用した場合には、乗りかご１４から比較的離れた位置でかご側主ロープ群１２Ａに固定されている振れ抑制ユニット４２，４８の方が支持部３２よりも水平方向に変位しやすい。そのため、支持部３２の端部３６Ａを振れ抑制ユニット４８が振れ抑制用ロープＲ３，Ｒ４を介して引っ張ると、振れ抑制ユニット４８の方が水平方向に相対的に大きく変位する。そして、振れ抑制ユニット４８の固定された部分のかご側主ロープ群１２ＡをＹ１方向に同ユニット４８が付勢することにより、かご側主ロープ群１２Ａの横振れを早期に減衰させることができる。

なお、振れ抑制ユニット４８が支持部３２を振れ抑制用ロープＲ３，Ｒ４を介して斜め上方に引っ張ると、支持部３２を介してかご側主ロープ群１２Ａを上方に引っ張る力も作用する。しかしながら、かご側主ロープ群１２Ａが乗りかご１４を吊り下げている力の大きさは、振れ抑制ユニット４２，４８が支持部３２を引っ張る力よりも相当程度大きい。このため、振れ抑制ユニット４２，４８が支持部３２を引っ張ることによりかご側主ロープ群１２Ａに弛みが生じることはない。

また、図４に示すように、支持部３２の端部３６Ａを振れ抑制ユニット４８が引っ張る際、振れ抑制ユニット４２と振れ抑制片３４との間隔に変動が生じるが、この変動は滑車４４，４５の上下動により吸収される。このようにして、振れ抑制用ロープＲ１，Ｒ２が滑車４４，４５から脱落することを防止できる。

一方、図４に示す原点位置Ｐと位置Ｐ２との間でかご側主ロープ群１２ＡがＹ方向に横振れしている場合には、支持部３２における振れ抑制片３６の端部３６Ｂを振れ抑制用ロープＲ３，Ｒ４を介して振れ抑制ユニット４８が引っ張る。これにより、上記同様にかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制できる。このように、かご側主ロープ群１２Ａの横振れ位置に近接する振れ抑制片３６の端部３６Ａ，３６Ｂを振れ抑制ユニット４８が交互に引っ張るよう制御部２０が振れ抑制ユニット４８の駆動制御を行うことによりかご側主ロープ群１２Ａの横振れを早期に減衰させることができる。

また、かご側主ロープ群１２ＡがＸ方向に横振れしているときは、上述したかご側主ロープ群１２がＹ方向に横振れしている場合と同様に振れ抑制片３４の端部３４Ａ，３４Ｂを引っ張るよう制御部２０が振れ抑制ユニット４２の駆動を制御すればよい。これにより、Ｘ方向におけるかご側主ロープ群１２Ａの横振れも早期に減衰させることができる。

一方、Ｘ方向及びＹ方向以外の方向にかご側主ロープ群１２Ａが横振れした場合には、上述した振れ抑制ユニット４２，４８の駆動制御により、かご側主ロープ群１２Ａの横振れ変位のＸ方向成分およびＹ方向成分を振れ抑制ユニット４２，４８で各々減衰させればよい。すなわち、振れ抑制ユニット４２が上記Ｘ方向成分を減衰させるとともに、振れ抑制ユニット４８が上記Ｙ方向成分を減衰させるよう両抑制ユニット４２，４８の駆動を制御すればよい。これにより、Ｘ方向およびＹ方向以外の方向におけるかご側主ロープ群１２Ａの横振れも早期に減衰させることができる。

主ロープの振れ抑制装置３０によれば、かご側主ロープ群１２Ａに取り付けられた振れ抑制ユニット４２，４８が支持部３２に連結された振れ抑制用ロープＲ１〜Ｒ４を引っ張ることによりかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制する。この構成では、かご側主ロープ群１２Ａの横振れに伴って振れ抑制ユニット４２，４８が作動しても同ユニット４２，４８はかご側主ロープ群１２Ａに取り付けられているため同ユニット４２，４８の作動音が乗りかご１４内に伝わり難い。この結果、かご側主ロープ群１２Ａの横振れに伴って振れ抑制ユニット４２，４８が作動したときに乗りかご１４内に伝わる騒音の大きさを低減できる。

上記実施形態では、振れ抑制ユニット４２，４８を用いてＸ方向およびＹ方向におけるかご側主ロープ群１２Ａの横振れを減衰させているが、いずれか一方の振れ抑制ユニットだけを備えてＸ方向またはＹ方向の横振れを減衰させるようにしてもよい。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

１０ エレベータ
１２ 主ロープ群
１２−１，１２−２，１２−３ 主ロープ
１２Ａ かご側主ロープ群
１２Ｂ 釣合おもり側主ロープ群
１４ 乗りかご
３０ 振れ抑制装置（主ロープの振れ抑制装置）
３２ 支持部
３４，３６ 振れ抑制片
３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ 端部
４０ 振れ抑制部
４２，４８ 振れ抑制ユニット
４３ 本体
４４，４５ 滑車
４５Ａ，４５Ｂ 滑車部
４６ 駆動部
４６Ａ，４６Ｂ 駆動軸
４７Ａ，４７Ｂ 駆動用滑車
Ｄ１ 駆動用ロープ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 振れ抑制用ロープ
Ｐ 原点位置
Ｐ１，Ｐ２ 位置
Ｘ，Ｙ 水平方向
Ｚ 上下方向

Claims (3)

1. エレベータ用乗りかごを吊り下げる主ロープに振れが生じたときに前記主ロープの振れを抑制する振れ抑制装置であって、
   前記乗りかご上方の前記主ロープに取り付けられた支持部と、
   前記支持部よりも上方の前記主ロープに取り付けられ、前記支持部に連結された振れ抑制用ロープを引っ張ることにより前記主ロープの振れを抑制する振れ抑制部と、を備えることを特徴とする、
   主ロープの振れ抑制装置
2. 前記振れ抑制部は、前記振れ抑制用ロープが架け渡された滑車と、前記滑車を回転駆動する駆動部とを含む、
   請求項１に記載の主ロープの振れ抑制装置。
3. 前記振れ抑制部は、直交する２方向の前記主ロープの振れを抑制するように構成されている、
   請求項１または２に記載の主ロープの振れ抑制装置。

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