JP4347293B2 - エレベーターシステムのタイダウン式補償 - Google Patents

Description

本発明は、概してエレベーターシステムに関する。より詳細には、本発明はエレベーターシステム内で、トラクションおよび制御を保持するための独自の装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に関する。

様々な近代的エレベーターシステムが存在する。一般的な一構成は、ロープ又はベルトでつり下げられたかごとつり合いおもりを備える。機械によって、ロープ又はベルトが少なくとも１つの滑車に沿って移動することにより、かごが、例えば、昇降路内の乗場間で所望通りに移動する。通常の構成では、かごが上昇するとつり合いおもりが下降し、あるいはその逆である。

つり合いおもりとかごに関連する重量に起因して、通常、ロープ又はベルトには、ベルトと滑車の間のトラクションを保持するのに十分な張力が生じて、エレベーターかごに所望の移動を起こさせる。しかしながら、適当なロープのトラクションを保持するために、タイダウン式の補償が望ましい場合がある。軽量のかご及びつり合いおもりは、他の利点を有する一方で、かごが昇降路内を移動する際のロープ重量の移動の影響を受ける度合いが大きいため、トラクションを低減させる可能性がある。

タイダウン式補償装置（ｔｉｅ−ｄｏｗｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、かごが急速に下降した後に停止する際に起こり得る「つり合いおもりのジャンプ（ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ ｊｕｍｐ）」の可能性を制限する。このような状況においては、つり合いおもりの上方への移動に伴う慣性により、かごの下方への移動が停止しているにもかかわらず、つり合いおもりが引き続き上昇する可能性がある。このようなつり合いおもりの上昇によってロープに緩みが生じ、その緩みは、その後、再びロープが緊張する箇所までかごが下降するまで続く。そのようなつり合いおもりのジャンプが望ましくない理由は明らかである。

通常の補償設備には、チェーン、自由ロープ、及び昇降路ピット内に大型の可動部分を有するシステムが包含され、これらはいずれも一定のエレベーターシステム設計に対して張力を提供することができる。このような設備は有用ではあるが、欠点や不備がないわけではない。従来のタイダウン式補償装置に付随する重大な欠点は、昇降路の底部において比較的大きなピットの深さを必要とすることである。現在の建築実務並びにこれに関連する経済性の観点からは、より浅いピットの深さが好ましい。いくつかの例では、従来のタイダウン式補償装置を用いるのに必要な深さが利用可能な深さを超える。いくつかの場合、例えば、対応する規則で要求されていなければ、タイダウン補償を採用しない、という選択が行われる。しかしながら、そのような補償がなければつり合いおもりのジャンプが起こる可能性はますます高くなる。

高層建築においては、状況をさらに複雑にする。例えば、高さ４００フィート（約１２１．９２ｍ）以上のビルディングは、通常、チェーン補償設備は適さない。しかしながら、利用可能なピットの深さは、自由ロープ又は可動マス（ｍａｓｓ）ベースの補償設備を収容できないことが多い。そのようなビルディングにおいてチェーン又は自由ロープ補償設備を用いることにより、つり合いおもりのジャンプが生じる可能性は残される。

エレベーターかごを移動させるための適当なトラクションを確保し、かつつり合いおもりのジャンプを最小限にするか、あるいは排除する、改良された張力調整アセンブリが必要とされている。本発明は、従来のシステムの欠点及び不備を回避する一方で、上記の必要に応えるものである。本発明の装置は、従来の方法では必要とされるピットの深さに比較して、はるかに小さいピット内に設置することができる。

概して、本発明はエレベーターシステム内の耐荷重ロープ又はベルトに対する適当な張力を保持し、かつ、つり合いおもりのジャンプが生じる可能性を最小限にするアセンブリに関する。

本発明によって設計されるシステムの一例は、エレベーターかごとつり合いおもりを備える。かごとつり合いおもりは耐荷重部材を伴う。引張り部材は、かごとつり合いおもりの間で延在する。ベースモジュールは、かごの有効最低位置の下方の常に固定された軸を中心に回転する少なくとも１つの滑車を有する。引張り部材は少なくとも部分的に滑車に巻きつく。

他の例のシステムは、かご又はつり合いおもりと共に移動するように支持されたダンパーを備える。ダンパーは、つり合いおもりのジャンプを生じさせるエネルギーを吸収する。

以下の、現時点で好ましい実施態様の詳細な説明から、本発明の様々な特徴並びに利点が当業者には明らかとなろう。

図１は、従来の方法でフレーム２４に支持されたかご２２を備えるエレベーターシステム２０を概略的に示している。つり合いおもり２６は、関連するフレーム２８を有する。ロープ又はベルトなどの耐荷重部材３０が、従来の方法でかご２２とつり合いおもり２６の重量を支持する。通常のヒッチ機構３２が、耐荷重部材３０の適当な部分をかごフレーム２４に固定している。同様に、通常のヒッチ機構３４が、耐荷重部材３０の適当な部分をつり合いおもりフレーム２８に固定している。機械（図示せず）は、少なくとも１つの駆動滑車を備え、その滑車が、耐荷重部材３０の移動と、対応するかご並びにつり合いおもりを、昇降路３６内において移動させることにより、かご２２を、例えばビルディングの乗場間で移動させる。

図示された例は、張力並びに補償装置４０を備える。細長い引張り部材４２が、かご２２とカウンターウエイト２６の間で延在する。一例では、引張り部材４２は、少なくとも１つの鋼芯ゴム被覆ベルトからなる。一例ではベルトの幅は３０ｍｍであり、厚さは９．４ｍｍである。この例の引張り部材４２は、既存の補償装置に用いられるロープ又はチェーンとは著しく異なる。例えば、図２ａからわかるように、引張り部材４２は好ましくは複数のベルトからなる。図示された図２ａの例は全部で６本のそのようなベルトを備える。

引張り部材４２の一方の端部は、かごフレーム２４の選択された部分に、終端部４４を用いて固定されている。一例では、終端部４４は、かごフレーム２４の選択されたプランク（ｐｌａｎｋ）に固定されたタルレット型（ｔａｌｕｒｅｔ ｓｔｙｌｅ）の端部を含んでなる。引張り部材をかごフレーム２４に固定するのに、様々な終端部を用いることができる。本発明の利益を有する当業者等であれば、特定の必要に応じて終端部構成を選択することができるであろう。引張り部材４２は、ベースモジュール４８の一部である滑車４６に少なくとも部分的に巻き付く。図１の実施態様においては、引張り部材４２の他方の端部は、つり合いおもりと共に昇降路３６を通って移動するよう支持されたダンパー５０に固定される。滑車４６とベースモジュール４８は、滑車の回転軸がピット５２の底面に相対して移動しないよう、ピット５２内に残留する。

一例において、滑車４６はプラスチック製であり、所望の数並びに形状を有する、引張り部材４２に用いられるベルトを収容する溝が設けられている。一例では、滑車４６は１７８ｍｍの幅を有し、それぞれが３つの引張り部材ベルトを収容する。この例では、滑車の径は３２０ｍｍである。そのような滑車を用いる利点は、比較的軽量であり、かつ滑車の溝の設計をカスタマイズする際に、設計の自由がきくことである。

（図によれば）かご２２とつり合いおもり２６の下方で延在する引張り部材４２は、エレベーターシステム内で所望のトラクションを提供するよう、耐荷重部材３０に対して適当な張力が保持されることを保証する。さらに、装置４０は、つり合いおもりのジャンプの可能性を最小限にし、ほとんどの場合において、つり合いおもりのジャンプを排除する。

図示する例は又、かごダンパー５４とつり合いおもりダンパー５６を備える。これらは概略的に図示されており、従来の方法で動作する。

図２ａを参照すると、ダンパー５０の一実施態様が概略的に示されている。つり合いおもり２６は、既知の方法でダンパー５６と協働する通常の打当てブロック（ｓｔｒｉｋｅ ｂｌｏｃｋ）５８を備える。ダンパー５０は、つり合いおもり２６と共に移動するよう支持されており、この例では空気ばね６０を有する。空気ばねは、つり合いおもりのジャンプに相当するつり合いおもり２６の動きを減衰させるよう機能する。空気ばね６０は、つり合いおもりのジャンプの変動における、つり合いおもり２６を上昇させるエネルギーを吸収する。

空気ばね６０は、固定プランク６２と可動プランク６４の間に支持される。プランク６２は、つり合いおもりフレーム２８に対して固定された状態を維持する。プランク６４は、つり合いおもりフレーム２８の垂直部材６８上に形成された溝６６内で摺動可能である。一例において、溝６６と空気ばね６０は、最大５．７インチ（約０．１４４７８ｍ）の行程、即ち変動に適応する。一例において、空気ばね６０は、１，６００〜２，５００ポンド（７２５．７６ｋｇ〜１１３４ｋｇ）の荷重範囲を有し、最大荷重は２，７５０ポンド（１２４７．４ｋｇ）である。

引張り部材ベルト４２は、シンブルロッド７２に固定された終端部７０を備える。シンブルロッド７２の反対側の端部にはばね７４が付随し、かつ、ばね６０とは反対側の、プランク６４の対抗する側に受容される。ばね７４は、シンブルロッドの端部をプランク６４から引き離すようにバイアスする。この例におけるシンブルロッド７２の端部とばね７４は、プランク６４と固定プランク７６の間の空隙に収容されており、これは、所望する質量のつり合いおもり２６を得るように提供された充填材７８を支持する。

エレベーターの通常運転の間、引張り部材４２は、ばね７４のバイアスにより、部分的に緊張した状態を保つ。ばね７４の１つの機能は、エレベーターシステムの耐用寿命の間、引張り部材４２におけるベルトの延びに適応することである。

かご２２が比較的急速に下降した後に停止した際など、ある状況下では、ばね７４は、かご２２が下降を停止した後でさえもつり合いおもり２６が上昇を続けようとする、初期の傾向を減衰する。一旦、ばね７４のバイアスが抑えられ、かつ、ばね７４が所望の量だけ圧縮されると、空気ばね６０が圧縮されて、（図によれば）プランク６４をプランク６２に向かって下方に移動させることができる。特定のエレベーターシステム形態に依存するが、本発明の利益を享受する当業者等であれば、その特定状況の要求を満たす所望の減衰効果が得られるように、適当なばね７４並びに適当な空気ばね６０を選択することができるであろう。ばね７４の圧縮と、それに続く空気ばね６０の圧縮は、つり合いおもりのジャンプを生じさせる可能性を有するエネルギーを吸収するよう作用する。空気ばね６０は又、そのような状況下で引張り部材４２にかかるさらなる荷重を吸収する。

図２ｂは他の実施態様を示しており、この態様では、図２ａの実施態様の空気ばね６０の替わりに加圧アクチュエータ８０が、可動プランク６４と固定プランク６２の間に支持されている。加圧アクチュエータ８０は、例えば、油圧式又は空気圧式のデバイスであってよい。一例では、加圧アクチュエータ８０は荷重抑制器であり、ばね７４が所望の最大圧縮量、即ち、許容荷重に達した後に、設定された１ポンド当たり量で降下するか、あるいは圧縮されるよう調整される。一例では、アクチュエータ８０は、一旦圧縮されると、例えば技術者などが手動で調整しないと（例えば図２ｂで示す）非圧縮状態に戻らないような非復帰型である。他の例では、アクチュエータ８０は、スイッチで解放されて非圧縮状態に戻る。さらに他の例では、アクチュエータ８０は、プランク６４がプランク６２から可能な限り最も離間した、非圧縮状態へと、自動的にゆっくり戻る、ロードセルである。

アクチュエータ８０は、適当な状況下で、つり合いおもりのジャンプを生じさせるエネルギーを吸収するよう圧縮するという点で、空気ばね６０と同様に作用する。

図２ｃは、別の例を示しており、この例では、ダンパー５０は、前述の２つの例における空気ばね６０又はアクチュエータ８０の替わりに、機械ばね８２を備える。機械ばね８２は、かごが下降後に停止した後に、概して同様に、かごに相対するつり合いおもりの移動を抑制する。

前述の３つの例はいずれもつり合いおもりフレーム２８に支持されたダンパー５０を備えるが、本発明は又、かご２２に関連するダンパー５０も包含する。図３は、ダンパー５０’が、つり合いおもり２６ではなく、かご２２と共に移動するよう支持された構成の例を概略的に示している。この例では、図２ａの空気ばね６０に類似の空気ばね８４が、シンブルロッドとばねに関連しており、これらはかごフレーム２４の適当な部分に関連している。この例のダンパー５０’は、前述の例で説明したダンパーと概して同様の役割を果たす。かご２２の停止後におけるつり合いおもり２６の移動は、ダンパー５０’の作用によって抑制又は減衰される。同様に、かごジャンプが生じる可能性も制御される。

図３の例は空気ばね８４を示しているが、図２ｂ並びに図２ｃの例で、かごと一緒に移動するよう支持されたダンパーの一部として使用されたものと同様の加圧アクチュエータ又は機械ばねを備えることも可能である。

引張り部材４２は少なくとも部分的に滑車４６に巻きつき、その滑車４６はピット５２内で常に定位置にあるベースモジュール４８の一部である。図４は、ベースモジュール機構４８の例を概略的に示している。この例では、ベース支持体９０は、従来の方法でピット５２の床に固定されている。一例では、ベース支持体９０は鋼Ｉ桁（ｓｔｅｅｌ Ｉ ｂｅｅｍ）からなる。滑車支持体９２は、例えば通常の溶接技術又はボルトを用いてベース支持体９０に固定される。この例では、滑車支持体９２，９４は、Ｃ字形の鋼桁からなる。軸９６は、滑車支持体に支持されており、そのため滑車４６が引張り部材４２の移動に応じて自由に回転でき、引張り部材の移動は、耐荷重部材３０の移動によって生じる昇降路内のかごとつり合いおもりの移動に応答する。

本発明によって設計されたタイダウン式補償装置の重要な利点は、浅いピットの深さを可能にする一方で、耐荷重部材３０の所望の張力を維持し、かつ、つり合いおもりのジャンプの可能性を最小限にするよう、最大の機能を提供することである。一例において、本発明の装置は、従来の装置で必要とされる１０フィート（３．０４８ｍ）を超えるピットの深さと比較して、６フィート１０ １／２インチ（１．８７４５２ｍ）という浅いピットの深さを用いることができる。一例では、本発明の装置を用いることにより、約４フィート（１．２１９２ｍ）節約された（浅くなった）ピットの深さが達成される。これは、従来のチェーン補償（チェーン・コンペンセーション）では、張力、並びにつり合いおもりのジャンプ解消の要求に対して適切に対処できない、比較的高層のエレベーターシステムにおいてでさえ、タイダウン式補償装置を使用することができるという重大な利点をもたらす。

前述の説明は例示的なものであって、限定的なものではない。当業者等には、開示された実施例に対する、本発明の主旨から逸脱する必要のない変更並びに修正は明らかなものになるであろう。本発明に与えられる法的保護の範囲は、特許請求の範囲を検討することによってのみ決定可能である。詳細な説明に伴う図面を以下に詳細に説明する。

本発明の実施態様によって設計された、タイダウン式補償装置を備えるエレベーターシステムの選択部分を概略的に示す図である。 図１の実施態様によって設計された実施態様を概略的に示しており、図１の線２−２における断面図である。 図１の実施態様によって設計された別の実施態様を概略的に示しており、図１の線２−２における断面図である。 図１の実施態様によって設計された他の実施態様を概略的に示しており、図１の線２−２における断面図である。 図１の線３−３における断面図として示す、代替実施態様の概略図である。 本発明の実施態様によって設計されたベースモジュール例の概略的な透視図である。

Claims (10)

1. かごと、
   つり合いおもりと、
   かごとつり合いおもりが同時に移動するように、かごとつり合いおもりの間で延在する耐荷重部材と、
   かごとつり合いおもりの間で延在し、耐荷重部材に所望の張力を提供する引張り部材と、
   かご又はつり合いおもりのいずれか一方と共に移動するよう支持され、かご又はつり合いおもりが停止したときに、かご又はつり合いおもりの他方の運動を低減するように、引張り部材の一方の端部に関連するダンパーと、
   前記引張り部材の一方の端部と、前記のかご又はつり合いおもりのいずれか一方のフレームと、を弾性部材を介して連結する終端装置と、を含み、
   前記のかご又はつり合いおもりのいずれか一方のフレームは、固定部材と、フレームに対して垂直方向に移動可能な可動部材と、を有し、
   ダンパーは、固定部材と可動部材の一方の面との間に支持されており、終端装置の弾性部材は、可動部材の他方の面に支持されていることを特徴とする、エレベーターシステム。
2. かごの有効最低位置の下方に支持される固定ベースと、ベース上に回転可能に支持される複数の滑車を備え、かごとつり合いおもりが移動する際に、引張り部材が滑車に沿って移動することを特徴とする、請求項１記載のシステム。
3. 前記滑車がプラスチックからなることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
4. 前記引張り部材が外形寸法を有し、前記滑車は引張り部材の外形寸法より約３０倍大きい径を有することを特徴とする、請求項３記載のシステム。
5. 前記滑車が、約２９０ｍｍから約３３０ｍｍまでの範囲の径を有することを特徴とする、請求項３記載のシステム。
6. 前記引張り部材が複数のベルトを含んでなり、各ベルトは約１０ｍｍの厚さと約３０ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項１記載のシステム。
7. 前記ダンパーが、空気ばね、空気圧式ダンパー、油圧ダンパー、又は機械ばねのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１記載のシステム。
8. 前記終端装置は、前記引張り部材の一方の端部に固定される少なくとも１つの終端部と、この終端部に一方の端部でそれぞれ固定される複数のシンブルロッドと、を含み、シンブルロッドの他方の端部は、前記ダンパーとは反対側の可動部材の面に支持され、かつ、各シンブルロッドのそれぞれの他方の端部を可動部材から引き離す前記弾性部材をそれぞれ備えており、この弾性部材はばねであることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
9. かご又はつり合いおもりのうちのいずれか一方に固定されるよう適合される第１の端部を有する細長い引張り部材と、
   かご又はつり合いおもりのうちの他方と共に移動するよう支持されるよう適合され、選択条件下で引張り部材に作用する荷重を吸収するよう、引張り部材の第２の端部に関連されるダンパーと、
   ピット内に固定されるよう適合され、かつ、ピットに対して常に固定された回転軸を有する少なくとも１つの滑車を含み、引張り部材が少なくとも部分的にその滑車に巻きつくベースモジュールと、
   引張り部材の第２の端部と、前記のかご又はつり合いおもりのうちの他方のフレームと、を弾性部材を介して連結する終端装置と、を有し、
   前記のかご又はつり合いおもりのうちの他方のフレームは、固定部材と、フレームに対して垂直方向に移動可能な可動部材と、を有し、
   ダンパーは、固定部材と可動部材の一方の面との間に支持されており、終端装置の弾性部材は、可動部材の他方の面に支持されていることを特徴とする、エレベーターシステムの耐荷重部材に張力を提供するためのアセンブリ。
10. 前記ダンパーが、空気ばね、空気圧式ダンパー、油圧ダンパー、又は機械ばねのうち少なくとも１つを含んでなることを特徴とする、請求項９記載のアセンブリ。

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