JP4937446B2 - 加速緩和システム、エレベータシステムおよびエレベータかご室フロアシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータシステムに関し、特に、エレベータかごのプラットフォームの横方向加速、例えば振動、を緩和するためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータの速度が上昇すると、ガイドレールもしくは空力に起因したプラットフォームの揺れが増大し、乗員がそれを感知する。乗り心地を改善するためには、エレベータシステムの様々な部材からエレベータかごへと伝わる横方向加速（例えば振動）を抑制する加速制御・緩和システムがエレベータシステムに必要となる。大抵のエレベータシステムは、周囲の構造によりエレベータかごに加わる荷重を吸収したり減衰させたりする手段を、１つあるいは複数備えている。例えば、摩擦式減衰装置（friction damper）をローラガイドに取り付けることができる。このようなシステムでは、コストおよびスペースがシステム全体に必要となるとともに、高レベルの摩耗が生じ易くなる。加えて、このようなシステムでは、乗員が加速を最も強く感知する位置、つまり乗員が通常立つプラットフォームにおける加速を緩和することができない。
【０００３】
エレベータかごの乗り心地に大きく影響する１つの要因は、特にプラットフォームにおけるエレベータかごの横方向への振動である。横方向への振動は、昇降路のガイドレールの製造および設置の不完全性から生じる吊り下げ荷重（suspension force）、もしくは建造物の建設時に生じるガイドレールのミスアライメントに起因する。
【０００４】
横方向加速は、また、移動中にエレベータかごに直接作用する空力により生じる。例えば、エレベータかごは、昇降路内部で物体（例えば、乗り場やつりあいおもり）を通過する際に、振動する。このような空気力学的振動の影響は、エレベータの速度が上昇している状態で特に大きい。
【０００５】
ある特定の周知のシステムでは、昇降路のガイドレールからエレベータかごわくが分離されている。ガイドレールの影響から効果的に隔離するためには、エレベータかごとガイドレールとの間の距離を十分に得るためのエレベータ案内システムが必要となる。残念ながら、エレベータの安全上の制約のため、現在のエレベータ案内システムでは、エレベータかごとガイドレールとの間の距離を十分大きくすることができない。安全な設計の最小限の制約でも、かごとガイドレールとの間の距離は、±７ｍｍしか認められていない。このように距離が小さいため、エレベータ案内システムを剛性を有するものとして設計することが必要となり、これによって、ガイドレールの変形がかごおよび乗員へと伝わり易くなる。
【０００６】
さらに、このようなタイプのシステムには、吊り下げ−センタリングのサブシステムが必要となるため、エレベータシステム全体の重量およびコストが大きくなるとともに、システムが複雑になる。このようなタイプのシステムは、大抵、信頼性の問題が生じ易い。加えて、このようなタイプのシステムは、通常、多量の電力を消費するため、付加的なコストがかかるとともに、熱的な問題が生じる。エレベータかごのみを昇降路のガイドレールに対して安定化させても、乗員が通常立つプラットフォームとエレベータかごわくとの相対移動つまり振動がなお生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、エレベータのプラットフォームにおける横方向加速を緩和することが可能な加速緩和システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乗員が感知するプラットフォームの横方向加速（例えば振動）を緩和するためのシステムを提供することによって、従来技術よりも大きな利点を得るとともにこれを改善するものである。このシステムは、プラットフォーム上に移動可能に配置された（すなわちフローティング状態となっている）エレベータかご室フロアを備えている。本発明の利点は、乗員が横方向加速を最も強く感じる位置、つまり乗員が立つ位置で、この横方向加速を緩和できることである。本発明は、重量およびコストを抑えた受動型システムである。さらに、このシステムは、従来技術のエレベータシステムの既存のプラットフォームに容易に後付けすることができる。
【０００９】
これらの利点および他の利点は、本発明の実施例で、プラットフォーム上に移動可能に配置されているとともに、プラットフォームの加速に応答するようになっているかご室フロアを備えたシステムを提供することによって達成されている。加えて、アクチュエータが、かご室フロアの加速に応答して、このかご室フロアの加速を緩和するようになっている。
【００１０】
他の実施例では、本発明は受動型装置であり、かご室フロアが、プラットフォーム上に固定された固定板と、この固定板上に移動可能に配置された移動板と、を備えている。隔離装置が移動板と固定板との間に配置されていることによって、固定板に対する移動板の移動が可能となっている。アクチュエータは、複数のスプリングおよび減衰機構を備えている。これらのスプリングがかご室フロアおよびプラットフォームに連結されていることによって、プラットフォーム上で移動板をほぼ中心に維持するための復元力が得られるようになっている。減衰機構は、移動板およびプラットフォームに固定的に連結されていることによって、移動板の運動エネルギーを放散させるよう機能する。
【００１１】
本発明の上述した特徴および他の特徴、利点は、以下の詳細な説明および図面によって、当業者に理解されるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明のエレベータシステムの実施例が１０として示されている。このエレベータシステムは、昇降路１２を備えており、エレベータかご１４が、この昇降路１２の内部に配置されていることによって、垂直移動を行うようになっている。エレベータかご１４が、吊り下げられているとともに、つりあいおもり１６に連結されていることによって、一組のエレベータ用ロープ１８を介してエレベータかご１４とつりあいおもり１６とが相対移動を行うようになっている。かごガイドレール２０およびつりあいおもりガイドレール２２によって、Ｔ字型トラックが構成されており、このＴ字型トラックによって、エレベータかご１４およびつりあいおもり１６が、それぞれ、昇降路１２に亘って案内されるようになっている。巻上機２４は、機械室２６の内部に配置されており、エレベータかご１４および乗員を昇降させるための機械的動力を供給する。
【００１３】
エレベータかご１４は、エレベータかごわく２８、プラットフォーム３０およびかご室３２を備えている。かご室３２は、通常、４つの垂直壁部および屋根を備えているとともに、プラットフォーム３０の上に配置されている。プラットフォーム３０は、エレベータかご室３２と協働して、乗員が乗る室を画定している。プラットフォーム３０は、かごわく２８の上に配置されており、このかごわく２８が、エレベータかご１４のかご室３２／プラットフォーム３０エンクロージャの外部の構造支持具となっている。
【００１４】
本発明の加速緩和システムの実施例（図３および図４に最もよく示されている）が、かご室３２／プラットフォーム３０エンクロージャの内部でプラットフォーム３０の上に中心付けられている。以下でより詳細に説明するように、加速緩和システム３４は、プラットフォーム３０から生じる横方向加速を乗員が立つ位置で緩和するよう機能する。
【００１５】
図２を参照すると、かごわく２８は、水平方向に延びた上わく３６と、垂直に延びているとともに頂部で上わく３６により連結された一対のわく３８と、底部でわく３８を連結させている１つあるいは複数の安全用下わく４０と、を備えている。プラットフォーム３０は、安全用下わく４０の頂部に配置されているとともに、連結ブラケット４２によりわく３８に連結されている。連結ブラケット４２は、プラットフォーム３０の裏面の支持わく４４に連結されている。ローラガイド４６は、かごわく２８の４隅に配置されており、かごガイドレール２０のＴ字型トラックの内部で係合するようになっている。ローラーガイド４６は、エレベータかご１４が昇降路１２の内部で移動する際にエレベータかご１４を案内する。
【００１６】
図３および図４を参照すると、かご室３２／プラットフォーム３０エンクロージャの内部に配置されている加速緩和システム３４の上面図および側面図が示されている。加速緩和システム３４は、プラットフォーム３０の上に移動可能に配置されたエレベータかご室フロア４８と、複数のアクチュエータ５０と、を備えている。
【００１７】
エレベータかごフロア４８は、エレベータプラットフォーム３０の上に固定された固定板５２と、固定板５２の上に移動可能に配置された移動板５４と、を備えている。玉軸受５６の矩形グリッドが、固定板５２と移動板５４との間に配置されている。玉軸受５６は、カップ５８の内部に収容されている。カップ５８は、固定板５２を穿孔することにより設けられており、それらの内部で玉軸受５６が回転し得る寸法となっている。玉軸受５６のグリッドは、固定板５２およびプラットフォーム３０に対する移動板５４の横方向への移動を可能とする隔離装置として機能する。
【００１８】
各アクチュエータ５０は、スプリング６０および減衰機構６２の組を備えている。スプリング６０および減衰機構６２の端部は、移動板５４と、プラットフォーム３０に対して固定されているかご室壁部３２と、に連結されている。
【００１９】
運転中、乗員は、玉軸受５６のグリッドの上でフローティング状態にある移動板５４の上に立つ。スプリング６０によって、移動板５４をプラットフォーム３０上でほぼ中心に維持するための復元力が得られるようになっている。減衰機構６２は、横方向加速に起因する移動板５４の運動エネルギーを放散するよう機能するものであり、様々なタイプのもの（例えば、油圧、粘弾性力もしくは摩擦力を利用したもの）から構成することが可能である。結果として、移動板５４は、空気力、もしくはプラットフォーム３０を介して伝達するガイドレールのミスアライメントから生じる振動から効果的に隔離される。このようにして、移動板５４上に乗っている乗員が感知するプラットフォーム３０の振動は、効果的に緩和されるようになっている。
【００２０】
アクチュエータ５０は、スプリング６０および減衰機構６２の組を備えたものとして説明されてきたが、スプリング６０および減衰機構６２うちの一方のみを備えることも可能であり、もしくは、他の受動型装置（例えば、弾性エラストマー）を備えることも可能であることは、当業者は理解するだろう。さらに、磁気アクチュエータ、もしくは機械的なボール式アクチュエータやスクリュー式アクチュエータといった能動型アクチュエータを利用することも可能であり、これらも本発明の範囲内に含まれる。
【００２１】
かご室フロア４８は、玉軸受５６のグリッドからなる隔離装置により分離された固定板５２および移動板５４を備えるものとして記載されたが、他の構造のかご室フロア４８を利用することも可能である。例えば、固定板５２を用いずに、移動板５４とプラットフォーム３０との間に玉軸受５６のグリッドを直接に配置することができる。さらに、他の隔離装置（例えば、ローラや弾性エラストマーパッド）を利用することも可能であることは、当業者には明らかである。
【００２２】
かご室フロア４８に検出器を取り付けることによって、監視もしくは制御を行うことが可能なパラメータを示す信号を発生させることができる。例えば、かご室フロア４８に加速度計を取り付けることによって、能動型アクチュエータによる、かご室フロア４８の横方向加速の緩和および能動的制御を容易にすることができる。さらに、荷重検出器を利用して、かご室フロア４８に加わる垂直荷重を監視することも可能である。
【００２３】
加速緩和システム３４を、従来技術のエレベータシステムのプラットフォームに付加的に後付けすることにより、このようなシステムの横方向加速をさらに緩和することもできる。かご室フロア４８を、既存のプラットフォームの上に設置できるように設計することも可能である。プラットフォーム３０の上にかご室フロア４８が設置された（すなわち、移動可能に配置された）後で、アクチュエータ５０をかご室フロア４８およびプラットフォーム３０に連結することができる。従来技術のエレベータプラットフォームに後付けするためのエレベータかご室システムを、フロアから天井までの高さのうちの少しの部分（例えば、２０〜３０センチメートル）だけ利用するものとして設計することによって、各フロアでかごを水平化する際に必要となる変化量を最小とすることも可能である。
【００２４】
本発明の加速緩和システム３４を他の加速制御システムと組み合わせて利用することによって、エレベータかごの乗り心地をさらに改善することができる。例えば、図２に示されているように、エレベータかごわく２８の４隅における４つのローラガイド４６は、エレベータかご１４用の一般的な案内システムを備えている。ガイドレール２０のトラック内部へのローラガイド４６の取付けが堅固なほど、バフェッティングなどの空力からエレベータかご１４が隔離される。しかし、ローラガイドの取付けが堅固なほど、ガイドレールのミスアライメントに起因した振動がプラットフォーム３０を介して伝達し易くなる。加速緩和システム３４を利用することにより、かごガイドレール２０の内部にローラガイド４４を堅固に取り付けて（すなわち横方向への移動がほとんど生じないようにして）、エレベータかご１４がバッフェティングなどの空力の影響を受けないようにすることができる。同時に、加速緩和システム３４によって、ガイドレールの変形やミスアライメントから生じる振動を緩和することができる。ガイドレールの変形やミスアライメントは、ローラガイド４４が堅固に取り付けられている場合に顕著に起こる。
【００２５】
本発明と組み合わせて利用することができる他の能動型制御システムが、「エレベータかご室フロア加速制御システム」という名称の米国特許出願第０９／４６９，１２３号に開示されている。この特許出願は、本願の基礎出願と同時に出願されたものであり、この点について開示している。このシステムでは、プラットフォーム３０（およびプラットフォーム３０に堅固に取り付けられたかご室フロア４８）とエレベータかごわく２８との間に電磁石が固定的に配置されている。この電磁石が加速センサからの信号により閉ループフィードバック方法で制御されることによって、かご室フロア４８に取り付けられたプラットフォーム３０および／またはエレベータかご１４の横方向加速が抑制されるようになっている。
【００２６】
本願には、好適な実施例が記載されたが、現在の請求の範囲から逸脱することなく、記載された実施例に様々な変更を加えることも可能なことは理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のエレベータシステムの概略斜視図。
【図２】図１のエレベータかごわくの概略斜視図。
【図３】図１の加速緩和システムの上面図。
【図４】図１の加速緩和システムの側面図。
【符号の説明】
２８…かごわく
３０…プラットフォーム
３４…加速緩和システム
４８…かご室フロア
５０…アクチュエータ
５２…固定板
５４…移動板
５６…玉軸受

Claims (23)

1. 乗員が感知するエレベータプラットフォームの加速を緩和する加速緩和システムであって、
   前記エレベータプラットフォームによって支持され、エレベータプラットフォームの上に固定された固定板と、該固定板の上に配置され固定板およびエレベータプラットフォームに対して移動可能である移動板と、を備え、エレベータプラットフォームの加速に応答するエレベータかご室フロアと、
   エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの加速に応じてエレベータプラットフォームに対して横方向に移動し得るように、エレベータかご室フロアとエレベータプラットフォームとの間に配設された隔離装置と、
   前記エレベータかご室フロアの加速に応答するアクチュエータと、
   を備え、
   前記アクチュエータは、複数のスプリングおよび複数の減衰機構を備え、スプリングおよび減衰機構の双方の一端は、移動板と、プラットフォームに対して固定されているかご室壁部と、に連結され、スプリングは、移動板をプラットフォーム上でほぼ中心に維持する復元力をもたらし、減衰機構は、エレベータかご室フロアの運動エネルギーを放散し、これにより、アクチュエータがエレベータかご室フロアの横方向の加速を緩和することを特徴とする加速緩和システム。
2. 前記アクチュエータは、受動型アクチュエータからなることを特徴とする請求項１記載の加速緩和システム。
3. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結されている複数のスプリングを備えていることによって、前記エレベータプラットフォームの上で前記エレベータかご室フロアをほぼ中心に維持するための復元力が得られるようになっていることを特徴とする請求項２記載の加速緩和システム。
4. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結されている複数の減衰機構を備えていることによって、前記エレベータかご室フロアの運動エネルギーが放散されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の加速緩和システム。
5. 前記減衰機構は、油圧式減衰機構、粘弾性式減衰機構、摩擦式減衰機構のうちの１つを備えていることを特徴とする請求項４記載の加速緩和システム。
6. 前記隔離装置は、前記移動板と前記固定板との間に配置され、前記隔離装置によって、前記エレベータプラットフォームの加速中に前記移動板と前記固定板との間の相対移動が可能となることを特徴とする請求項１記載の加速緩和システム。
7. 前記隔離装置は、前記固定板の上に配置されたカップの内部に収容された複数の玉軸受を備えており、前記玉軸受は、前記移動板を支持するとともに、前記カップの内部で回転可能となっていることを特徴とする請求項６記載の加速緩和システム。
8. 前記エレベータプラットフォームの加速には、横方向加速が含まれていることを特徴とする請求項１記載の加速緩和システム。
9. 前記エレベータかご室フロアに検出器が固定されており、前記検出器によって、前記エレベータかご室フロアの加速もしくは前記エレベータかご室フロアに加わる垂直荷重を示す信号が発生されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の加速緩和システム。
10. 乗員が感知するエレベータプラットフォームの加速を緩和する加速緩和システムであって、
    前記エレベータプラットフォームによって支持され、エレベータプラットフォームの上に固定された固定板と、該固定板の上に配置され固定板およびエレベータプラットフォームに対して移動可能である移動板と、を備え、エレベータプラットフォームの加速に応答するエレベータかご室フロアと、
    エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの横方向の加速に応じてエレベータプラットフォームに対して横方向に移動し得るように、エレベータかご室フロアとエレベータプラットフォームとの間に配設された隔離装置と、
    前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結された受動型アクチュエータと、
    を備えており、
    前記受動型アクチュエータは、複数のスプリングおよび複数の減衰機構を備え、スプリングおよび減衰機構の双方の一端は、移動板と、プラットフォームに対して固定されているかご室壁部と、に連結され、スプリングは、移動板をプラットフォーム上でほぼ中心に維持する復元力をもたらし、減衰機構は、エレベータかご室フロアの運動エネルギーを放散し、これにより、前記受動型アクチュエータは、前記エレベータかご室フロアの横方向加速に応答して、前記エレベータかご室フロアの横方向加速を緩和することを特徴とする加速緩和システム。
11. 隔離装置は、前記移動板と前記固定板との間に配置され、前記隔離装置によって、前記エレベータプラットフォームの加速中に前記移動板と前記固定板との間の横方向への相対移動が可能となることを特徴とする請求項１０記載の加速緩和システム。
12. エレベータシステムであって、
    エレベータかごわく、前記エレベータかごわくの上に配置されたエレベータプラットフォーム、および前記エレベータプラットフォームの上に配置されたエレベータかご室を備えた乗員搬送用のエレベータかごと、
    前記エレベータプラットフォームによって支持され、エレベータプラットフォームの上に固定された固定板と、該固定板の上に配置され固定板およびエレベータプラットフォームに対して移動可能である移動板と、を備え、エレベータプラットフォームの加速に応答するエレベータかご室フロアと、
    エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの横方向の加速に応じてエレベータプラットフォームに対して横方向に移動し得るように、エレベータかご室フロアとエレベータプラットフォームとの間に配設された隔離装置と、
    前記エレベータかご室フロアの横方向の加速に応答して、前記エレベータかご室フロアの横方向の加速を緩和するアクチュエータと、
    を備え、
    前記アクチュエータは、複数のスプリングおよび複数の減衰機構を備え、スプリングおよび減衰機構の双方の一端は、移動板と、プラットフォームに対して固定されているかご室壁部と、に連結され、スプリングは、移動板をプラットフォーム上でほぼ中心に維持する復元力をもたらし、減衰機構は、エレベータかご室フロアの運動エネルギーを放散し、これにより、アクチュエータがエレベータかご室フロアの横方向の加速を緩和することを特徴とするエレベータシステム。
13. 前記アクチュエータは、受動型アクチュエータからなることを特徴とする請求項１２記載のエレベータシステム。
14. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結されている複数のスプリングを備えていることによって、前記エレベータプラットフォームの上で前記エレベータかご室フロアをほぼ中心に維持するための復元力が得られるようになっていることを特徴とする請求項１３記載のエレベータシステム。
15. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結されている複数の減衰機構を備えていることによって、前記エレベータかご室フロアの運動エネルギーが放散されるようになっていることを特徴とする請求項１３記載のエレベータシステム。
16. 隔離装置は、前記移動板と前記固定板との間に配置され、前記隔離装置によって、前記エレベータプラットフォームが横方向に加速している間に、前記移動板と前記固定板との間の横方向への相対移動が可能となることを特徴とする請求項１２記載のエレベータシステム。
17. 前記エレベータプラットフォームの加速には、横方向加速が含まれていることを特徴とする請求項１２記載のエレベータシステム。
18. 乗員が感知するエレベータプラットフォームの加速を緩和するために前記エレベータプラットフォームに後付けするためのエレベータかご室フロアシステムであって、
    前記エレベータプラットフォームによって支持されるように配置可能であり、エレベータプラットフォームの上に固定された固定板と、該固定板の上に配置され固定板およびエレベータプラットフォームに対して移動可能である移動板と、を備え、エレベータプラットフォームの加速に応答するエレベータかご室フロアと、
    上記のように配置されたときに、エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの加速に応じてエレベータプラットフォームに対して横方向に移動し得るように、エレベータかご室フロアとエレベータプラットフォームとの間に配設された隔離装置と、
    前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに連結することが可能であるとともに、このように連結された状態で前記エレベータかご室フロアの横方向の加速に応答するアクチュエータと、
    を備えており、
    前記アクチュエータは、複数のスプリングおよび複数の減衰機構を備え、スプリングおよび減衰機構の双方の一端は、移動板と、プラットフォームに対して固定されているかご室壁部と、に連結され、スプリングは、移動板をプラットフォーム上でほぼ中心に維持する復元力をもたらし、減衰機構は、エレベータかご室フロアの運動エネルギーを放散し、
    前記エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの上に配置された状態で、前記アクチュエータによって、前記エレベータかご室フロアの横方向の加速が緩和されることを特徴とするエレベータかご室フロアシステム。
19. 前記アクチュエータは、受動型アクチュエータからなることを特徴とする請求項１８記載のエレベータかご室フロアシステム。
20. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結することが可能な複数のスプリングを備えていることによって、前記エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの上に配置された状態で、前記エレベータプラットフォームの上で前記エレベータかご室フロアをほぼ中心に維持するための復元力が得られるようになっていることを特徴とする請求項１９記載のエレベータかご室フロアシステム。
21. 前記アクチュエータが、前記エレベータかご室フロアおよび前記エレベータプラットフォームに固定的に連結することが可能な複数の減衰機構を備えていることによって、前記エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの上に配置された状態で、前記エレベータかご室フロアの運動エネルギーが放散されるようになっていることを特徴とする請求項１９記載のエレベータかご室フロアシステム。
22. 隔離装置は、前記移動板と前記固定板との間に配置することが可能であり、
    前記エレベータかご室フロアが前記エレベータプラットフォームの上に配置されている状態で、前記エレベータプラットフォームが加速している間、前記隔離装置によって前記移動板と前記固定板との間の横方向への相対移動が可能となることを特徴とする請求項１８記載のエレベータかご室フロアシステム。
23. 前記の乗員が感知するエレベータプラットフォームの加速には、横方向への加速が含まれていることを特徴とする請求項１記載の加速緩和システム。

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