JP5174894B2 - エレベータ装置及びその試験方法 - Google Patents

Description

この発明は、かごに非常止め装置が搭載されているエレベータ装置、及びその非常止め装置の作動確認を行う試験方法に関するものである。

一般に、トラクション方式のエレベータ装置では、非常止め装置の作動試験を実施する際、非常止め装置を作動させた状態で、かごが下降する方向へ巻上機を運転する。そして、駆動シーブが空転してかごが下降しなければ、非常止め装置が正常に作動していると判断される（例えば、特許文献１参照）。

上記のような非常止め装置の試験方法では、トラクション限界を超えてロープが完全にスリップするまで駆動シーブを回転させる必要があるため、次式の条件が必要となる。
Ｗ２／Ｗ１≧Γｓ ・・・（１）
但し、Ｗ１はかごの重量、Ｗ２は釣合おもりの重量、Γｓはトラクション限界のときのトラクション能力である。

また、駆動シーブの直径をＤとすると、ロープスリップを発生させるために必要な駆動シーブでのトルクＴｓ１は次式で表される。
Ｔｓ１＝Ｄ／２×（Ｗ２−Ｗ１） ・・・（２）
そして、式（１）を式（２）に代入することにより、次式が得られる。
Ｔｓ１＝Ｄ／２×Ｗ２×（１−１／Γｓ） ・・・（３）
従って、釣合おもりの重量が大きいと駆動シーブを空転させるために必要なトルクが大きくなることが分かる。

例えば、エレベータ装置の定格荷重をＣＡＰとすると、アンバランストルクＴ０は次式により計算される。但し、Ｗ２＝Ｗ１＋０．５ＣＡＰとする。
Ｔ０＝Ｄ／２×｛（Ｗ１＋ＣＡＰ）−Ｗ２｝＝０．２５ＣＡＰ×Ｄ ・・・（４）

これに対して、例えば駆動シーブのロープ溝形状（４０°のＶ字溝と仮定）による形状係数をＫ２＝１／ｓｉｎ（４０／２）＝２．９２、駆動シーブとロープとの間の摩擦係数をμ＝０．２、駆動シーブとロープとの接触角度をθ＝１５０°とすると、次式が成立する。
Ｔｓ１＝Ｄ／２×Ｗ２×｛１−１／（ｅ^{2.92×0.2×150/180×π}）｝
＝０．７８３×Ｗ２×Ｄ／２ ・・・（５）

ここで、かごの重量Ｗ１を１．５×ＣＡＰとすると、Ｗ２＝２．０ＣＡＰ（ロープ類の重量は無視）であるから、次式が成立する。
Ｔｓ１＝０．７８３ＣＡＰ×Ｄ ・・・（６）

式（４）と式（６）とを比較すると、駆動シーブの空転に必要なトルクＴｓ１は、アンバランストルクＴ０の３倍程度となり、かごの加減速に必要なトルク（一般的にはアンバランストルクＴ０の２倍程度）を考慮しても、非常止め装置の作動確認試験のためのみに大きなモータトルクが必要とされる。

また、トラクション式のエレベータ装置には、かご又は釣合おもりが昇降路底部のバッファに到達した状態で、そのまま駆動シーブを回転させても、釣合おもり又はかごをそれ以上持ち上げないという性能が要求される。このような性能を満足することを確認するための試験方法として、最も厳しい条件、即ちかごを無負荷状態とするとともに釣合おもりをバッファ上に載せ、かごを上昇させる方向へ駆動シーブを回転させた状態で、ロープに対して駆動シーブが空転することを確認する方法がある。

この試験で駆動シーブを空転させるのに必要なトルクＴｓ２は、次式により求められる。
Ｔｓ２＝Ｄ／２×（Ｗ１−Ｗ２）＝Ｄ／２×Ｗ１×（１−１／Γｓ） ・・・（７）
ここで、Ｗ１＝１．５ＣＡＰとすると、次式が成立する。
Ｔｓ２＝０．５８７ＣＡＰ ・・・（８）

エレベータ装置の運転状態で必要とされる最大トルクは、非常運転状態を考慮しても式（８）に示したトルクであり、これは非常止め装置の作動確認試験のために必要なトルクに対して７５％程度である。

特開２００７−８６１１号公報

上記のような従来のエレベータ装置では、非常止め装置の作動確認試験のために大きなモータトルクが必要であるため、巻上機が大形化してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、非常止め装置の作動確認試験のために必要なモータトルクを低減し、巻上機を小形化することができるエレベータ装置及びその試験方法を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ装置は、駆動シーブを有する巻上機、駆動シーブに巻き掛けられている懸架手段、駆動シーブの一側で懸架手段により吊り下げられているかご、駆動シーブの他側で懸架手段により吊り下げられている釣合おもり、かごの昇降を案内するかごガイドレール、かごに搭載され、かごガイドレールに係合してかごを非常停止させる非常止め装置、及び非常止め装置の作動確認試験を行う際に、かごと釣合おもりとのアンバランス荷重未満の保持力を、駆動シーブよりも釣合おもり側で懸架手段に与える保持力付加装置を備えている。
また、この発明によるエレベータ装置の試験方法は、かご及び釣合おもりを懸架している懸架手段に、駆動シーブよりも釣合おもり側で、かごと釣合おもりとのアンバランス荷重未満の保持力を与えつつ、かごが上昇する方向へ巻上機を運転する工程、かごに搭載された非常止め装置を作動させる工程、及びかごが下降する方向へ巻上機を運転し、駆動シーブが空転するかどうかを確認する工程を含む。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す側面図である。 図１の保持力付加装置を拡大して示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す側面図である。 図３の釣合おもりを拡大して示す側面図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す側面図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す側面図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２内には、機械台３が設置されている。機械台３上には、巻上機４が支持されている。巻上機４は、駆動シーブ５及び巻上機本体６を有している。巻上機本体６は、駆動シーブ５を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ５の回転を制動する巻上機ブレーキとを有している。

機械台３には、そらせ車７が取り付けられている。駆動シーブ５及びそらせ車７には、懸架手段としての複数本の主索８が巻き掛けられている。そらせ車７には、主索８の駆動シーブ５よりも釣合おもり１０側の部分が巻き掛けられている。主索８としては、例えば断面円形のロープ又はベルト状のロープ等が用いられている。

主索８の一端部には、かご９が吊り下げられている。即ち、かご９は、駆動シーブ５の一側で主索８により昇降路１内に吊り下げられている。主索８の他端部には、釣合おもり１０が吊り下げられている。即ち、釣合おもり１０は、駆動シーブ５の他側で主索８により吊り下げられている。

昇降路１内には、かご９の昇降を案内する一対のかごガイドレール１１と、釣合おもり１０の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１２とが設置されている。かご９には、かごガイドレール１１に係合してかご９を非常停止させる非常止め装置１３が搭載されている。

機械台３には、非常止め装置１３の作動確認試験を行う際に、所定の保持力を主索８に与える保持力付加装置１４が取り付けられている。保持力付加装置１４が主索８に与える保持力は、かご９と釣合おもり１０とのアンバランス荷重未満である。また、保持力付加装置１４は、駆動シーブ５よりも釣合おもり１０側で主索８に保持力を与える。さらに、保持力付加装置１４は、非常止め装置１３の作動確認試験時以外のエレベータ装置のサービス状態では、主索８に保持力を付加しない。

図２は図１の保持力付加装置１４を拡大して示す構成図である。機械台３には、支持部材１５が固定されている。支持部材１５には、固定片１６が固定されている。固定片１６には、主索８に対向する固定側摩擦部材１７が固定されている。また、固定片１６には、複数のガイドロッド１８ａ，１８ｂが立設されている。

ガイドロッド１８ａ，１８ｂには、可動片１９が支持されている。可動片１９は、ガイドロッド１８ａ，１８ｂに沿って固定側摩擦部材１７に接離する方向へ変位可能となっている。可動片１９には、主索８に対向する可動側摩擦部材２０が固定されている。ガイドロッド１８ａ，１８ｂには、可動片１９を固定片１６側へ付勢する複数の保持力付与ばね（圧縮ばね）２１ａ，２１ｂが設けられている。

また、固定片１６と可動片１９との間には、保持力付与ばね２１ａ，２１ｂに抗して可動側摩擦部材２０を固定側摩擦部材１７から離れた状態に保持するストッパ手段（図示せず）が設けられている。保持力付加装置１４は、非常止め装置１３の作動確認試験時に、ストッパ手段を解除することにより、固定側摩擦部材１７と可動側摩擦部材２０との間に主索８を直接把持（挟持）して主索８を摩擦制動することにより主索８に保持力を与える付加ブレーキ（ロープブレーキ）として機能する。

このように、保持力付加装置１４は、非常止め装置１３の作動確認試験時や運転休止時に作動されるものであり、通常運転時や緊急停止時には作動されないため、通常のブレーキのように電気的に開放・作動する機構を必要としない。このため、ストッパ手段は、手動で操作するような簡素な機構で構成可能である。

次に、非常止め装置１３の作動確認試験の方法について説明する。まず、ストッパ手段を解除し、保持力付加装置１４により主索８に保持力を与える。この状態で、かご９が上昇する方向へ巻上機４を手動で運転する。これにより、駆動シーブ５に掛かる釣合おもり１０側の主索８の張力のうち、保持力付加装置１４による保持力分の張力が減少する。

次に、調速機のロープキャッチを作動させ、非常止め装置１３を作動させる。この後、かご９が下降する方向へ駆動シーブ５を回転させる。そして、駆動シーブ５が空転するかどうかを確認する。

このような手順で非常止め装置１３の作動確認試験を行った場合、駆動シーブ５の部分の主索８の張力が減少するため、空転に必要なモータトルクを低減することができ、巻上機４を小形化することができる。

例えば、保持力付加装置１４がアンバランス荷重（かご９内に乗客がいない状態では一般的に定格荷重の５０％）の９０％の保持力を有し、かご９の重量を１．５×ＣＡＰとすると、Ｗ２＝２．０ＣＡＰ（ロープ類の重量は省略）であるから、空転に必要なトルクは、次式のように計算され、保持力付加装置１４を用いない場合に対して７７％まで低減できる。
Ｔｓ１’＝Ｄ／２×Ｗ２’×（１−１／Γｓ）＝Ｄ／２×（Ｗ２−０．５ＣＡＰ×０．９）×（１−１／Γｓ）＝０．６０７ＣＡＰ×Ｄ

なお、保持力付加装置１４がアンバランス荷重以上の保持力を有していると、非常止め装置１３が正常に作動していなくても、保持力付加装置１４の保持力によりかご９の落下を阻止している可能性が発生してしまう。逆に、保持力付加装置１４の保持力がアンバランス荷重未満であれば、巻上機ブレーキを開放した際に釣合おもり１０が下降方向へ移動し、保持力付加装置１４によりかご９を保持していないことを照明できる。

実施の形態２．
次に、図３はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す側面図、図４は図３の釣合おもり１０を拡大して示す側面図である。この例では、釣合おもり１０の上下に保持力付加装置２２が搭載されている。各保持力付加装置２２の構成は、図２の保持力付加装置１４と同様であるが、固定片１６は釣合おもり１０に固定されている。そして、固定側摩擦部材１７と可動側摩擦部材２０とは、釣合おもりガイドレール１２を挟持するようになっている。

実施の形態２の保持力付加装置２２は、非常止め装置１３の作動確認試験を行う際に、釣合おもりガイドレール１２を挟持し釣合おもり１０を摩擦制動することにより、アンバランス荷重未満の保持力を、駆動シーブ５よりも釣合おもり１０側で主索８に与える。他の構成及び試験方法は、実施の形態１と同様である。

このような構成及び試験方法によっても、駆動シーブ５の部分の主索８の張力が減少するため、空転に必要なモータトルクを低減することができ、巻上機４を小形化することができる。

実施の形態３．
次に、図５はこの発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す側面図である。図において、そらせ車７には、保持力付加装置２３が設けられている。保持力付加装置２３は、非常止め装置１３の作動確認試験を行う際に、そらせ車７の回転を制動することにより、アンバランス荷重未満の保持力を、駆動シーブ５よりも釣合おもり１０側で主索８に与える。他の構成及び試験方法は、実施の形態１と同様である。

このような構成及び試験方法によっても、駆動シーブ５の部分の主索８の張力が減少するため、空転に必要なモータトルクを低減することができ、巻上機４を小形化することができる。

なお、そらせ車７に対する主索８の巻き付け角度が小さく、そらせ車７の回転を制動しても主索８が滑ることにより必要な効果が得られない場合がある。このような場合、そらせ車７の主索８が挿入される溝面を高摩擦材で構成してもよい。また、そらせ車７の主索８が掛かる部分を直接制動してもよい。即ち、そらせ車７との間に主索８を挟持するようにしてもよい。さらに、非常止め装置１３の作動確認試験を行う際に、主索８のそらせ車７に掛かる部分の外周に高摩擦材を巻き付けてもよい。

また、上記の例では、１：１ローピング方式のエレベータ装置を示したが、これに限定されるものではなく、例えば２：１ローピング方式のエレベータ装置にもこの発明は適用できる。

Claims (8)

1. 駆動シーブを有する巻上機、
   上記駆動シーブに巻き掛けられている懸架手段、
   上記駆動シーブの一側で上記懸架手段により吊り下げられているかご、
   上記駆動シーブの他側で上記懸架手段により吊り下げられている釣合おもり、
   上記かごの昇降を案内するかごガイドレール、
   上記かごに搭載され、上記かごガイドレールに係合して上記かごを非常停止させる非常止め装置、及び
   上記非常止め装置の作動確認試験を行う際に、上記かごと上記釣合おもりとのアンバランス荷重未満の保持力を、上記駆動シーブよりも上記釣合おもり側で上記懸架手段に与える保持力付加装置
   を備えているエレベータ装置。
2. 上記保持力付加装置は、上記懸架手段を直接把持し摩擦制動することにより上記懸架手段に保持力を与える請求項１記載のエレベータ装置。
3. 上記釣合おもりの昇降を案内する釣合おもりガイドレール
   をさらに備え、
   上記保持力付加装置は、上記釣合おもりに搭載され、上記釣合おもりガイドレールに対して上記釣合おもりを摩擦制動することにより上記懸架手段に保持力を与える請求項１記載のエレベータ装置。
4. 上記懸架手段の上記駆動シーブよりも上記釣合おもり側の部分が巻き掛けられているそらせ車
   をさらに備え、
   上記保持力付加装置は、上記そらせ車の回転を制動することにより上記懸架手段に保持力を与える請求項１記載のエレベータ装置。
5. 上記そらせ車の上記懸架手段が巻き掛けられる溝面が高摩擦材で構成されている請求項４記載のエレベータ装置。
6. 上記保持力付加装置は、上記そらせ車との間に上記懸架手段を挟持する請求項４記載のエレベータ装置。
7. 上記非常止め装置の作動確認試験を行う際に、上記懸架手段の上記そらせ車に掛かる部分に巻き付けられる高摩擦材
   をさらに備えている請求項４記載のエレベータ装置。
8. かご及び釣合おもりを懸架している懸架手段に、駆動シーブよりも上記釣合おもり側で、上記かごと上記釣合おもりとのアンバランス荷重未満の保持力を与えつつ、上記かごが上昇する方向へ巻上機を運転する工程、
   上記かごに搭載された非常止め装置を作動させる工程、及び
   上記かごが下降する方向へ上記巻上機を運転し、上記駆動シーブが空転するかどうかを確認する工程
   を含むエレベータ装置の試験方法。

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