JP5530518B2 - ロープ張力の調整によるロープの揺れの抑制 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ装置に関し、特にエレベータ装置のロープの揺れの抑制に関する。

例えば、風が強いときにビルの横揺れが発生しうる。ビルが揺れるに従って、ビルの横方向の運動は、典型的にビルに設置されたエレベータ装置のロープやケーブルの横方向の運動を引き起こす。ロープやケーブルの横方向の運動は、エレベータ装置の設備および／またはビルの騒音、摩耗および／または損傷につながるおそれがある。

典型的には、ロープの揺れの問題を軽減するために種々の方法のうちの１つが使用される。第１の方法は、ロープの揺れを制限するためにロープを拘束する機械的手段を用いる。このような装置は、例えば、特許文献１に説明されているように、かご室フォロアおよびスイングアームを含む。上述の機械式装置は、ロープの揺れの制限には効果を有しうるが、高価でかつ昇降路内で場所をとる。

第２の方法は、典型的に、ビルが揺れているときにエレベータかごの運転を制限することを含む。これは、エレベータ装置にビルの揺れを検知するセンサを追加することを要する。揺れが予め設定された限度を超過すると、例えば、エレベータの運転速度を減少させるとともに／またはロープの揺れが生じるおそれがある階床へのエレベータかごの停車を制限するために、一連の代替的な制御指令がエレベータ装置に与えられる。

米国特許第５９４７２３２号明細書

本発明の一形態では、エレベータ装置は、複数のロープに連結されたエレベータかごと、エレベータ装置および／またはエレベータ装置が設置されたビルの少なくとも１つの構成要素の揺れを検知するように構成された揺れ検知センサと、を含む。ロープ張力調整装置が、揺れ検知センサに接続されており、揺れ検知センサがビルの揺れを検知したときに、複数のロープの固有振動数の励起を抑制するために複数のロープのうち少なくとも１本の個別のロープの張力を調整するように構成されている。

本発明の他の形態では、エレベータ装置用のロープ揺れ抑制装置は、エレベータかごに動作可能に連結された複数のロープに連結されたロープ張力調整装置を含む。ロープ張力調整装置は、複数のロープのうち少なくとも１本の個別のロープの張力を調整し、エレベータ装置および／またはエレベータ装置が設置されたビルの少なくとも１つの構成要素が揺れているときに複数のロープの固有振動数の励起を抑制するように構成されている。

本発明のさらに他の実施例では、エレベータ装置においてロープの揺れを抑制する方法は、エレベータ装置および／またはエレベータ装置が設置されたビルの少なくとも１つの構成要素の揺れを検知することを含む。エレベータかごに連結された複数のロープの張力が、複数のロープの固有振動数の励起を抑制し、これにより、複数のロープの揺れを防止するために、揺れの検知に応じて調整される。

上述および他の利点および特徴は、図面を参照して以下の説明を読むことによってさらに明らかとなる。

エレベータ装置の実施例を示す説明図である。 ロープ張力調整装置の実施例を示す説明図である。

図１には、ビル１２に設置されたエレベータ装置１０が示されている。エレベータかご１４が、複数のロープによって昇降路１６内に配置されており、これらのロープは、エレベータかご１４から実質的に上向きに延びる複数の懸吊ロープ１８を含み、いくつかの実施例では、エレベータかご１４から実質的に下向きに延びて釣合いおもり２２に連結される複数の釣合いロープ２０を含む。昇降路１６は、エレベータかご１４のための複数の乗場位置２４を含む。実施例によっては、エレベータ装置１０は、ビル１２の揺れおよび／または複数の懸吊ロープ１８および／または複数の釣合いロープ２０の揺れを（例えばビルの運動から）直接および／または（例えば風速から）間接的に検知するように設けられた振子スイッチ、加速度計、風速計などの揺れ検知センサ２６を含む。複数の懸吊ロープ１８および／または複数の釣合いロープ２０の揺れは、複数のロープ１８，２０の固有振動数とビル１２の揺れの振動数との近接度による。ビル１２の揺れの振動数は、ほぼ一定であり、特定のビル１２について構造設計に基づいて推定可能である。ビル１２の揺れの振動数は、典型的に０．１〜０．２Ｈｚの範囲である。ロープ１６の振動モードがビル１２の揺れの振動数の整数倍であるとき、ロープ１８，２０の振動の１つまたは複数のモードがビル１２の揺れの振動数によって励起されうる。ビル１２のエレベータ装置１０の配置図があれば、どの乗場位置２４において複数のロープ１８，２０がビル１２の揺れの振動数によって励起される振動モードを有するかを特定することができる。

揺れ検知センサ２６が、複数の懸吊ロープ１８および／または複数の釣合いロープ２０の１つまたは複数のモードを励起しうるビル１２の揺れを検知すると、揺れ検知センサ２６から対処方法を決定する制御装置２８に信号が送信される。対処方法の１つは、複数の懸吊ロープ１８および／または複数の釣合いロープ２０の個々のロープの張力を変更し、少なくとも１本の個別のロープの振動数をビル１２の揺れの振動数より高くし、少なくとも１本の個別のロープの振動数をビル１２の揺れの振動数よりも低くすることである。複数のロープの総張力はＴである。通常の状態では、個々のロープのそれぞれの張力はほぼ等しい。例えば、懸吊ロープを５本使用するエレベータ装置１０では、個々の懸吊ロープの張力Ｔ_iは、通常運転では約Ｔ／５である。張力Ｔ_iがビル１２の揺れの振動数に近い振動周波数を生じさせる場合には、個々の懸吊ロープ１８ａ〜１８ｅの張力が以下の式１〜５に示すように調整される。

［数１］
（１）Ｔ_a＝（Ｔ／５）−ΔＴ₁
（２）Ｔ_b＝（Ｔ／５）＋ΔＴ₂
（３）Ｔ_c＝（Ｔ／５）−ΔＴ₁
（４）Ｔ_d＝（Ｔ／５）＋ΔＴ₂
（５）Ｔ_e＝（Ｔ／５）−ΔＴ₁
この例では、総張力Ｔが一定となるように、ΔＴ₁は、ΔＴ₂の２／３倍に等しい。この例では５本の懸吊ロープ１８を含むエレベータ装置１０を示したが、別の数の懸吊ロープ１８および／または釣合いロープ２０、例えば２〜１２本またはそれ以上の本数の懸吊ロープ１８または釣合いロープ２０および／または別の張力調整値を使用するエレベータ装置１０も本発明の範囲に含まれる。

動作時には、揺れ検知センサ２６がビルの揺れを検知すると、揺れ検知センサ２６から制御装置２８に信号が送信される。制御装置２８は、エレベータかご１４が、懸吊ロープ１８の揺れの振動数あるいは釣合いロープ２０の揺れの振動数がビル１２の揺れによって励起される乗場位置２４に停車しているかどうかを判断し、そうであれば、ロープ張力調整装置３０と通信して懸吊ロープ１８および／または釣合いロープ２０の張力をそれに応じて調整する。ビル１２の揺れが治まると、懸吊ロープ１８の張力は等しい状態に戻される。いくつかの実施例では、揺れ検知センサ２６は、個々の懸吊ロープ１８または懸吊ロープ１８の群の揺れを感知するように構成される。懸吊ロープ１８の揺れが検知されると、揺れが所望の量だけ減少するまで、張力調整装置３０が揺れる懸吊ロープ１８の張力を調整する。

複数の懸吊ロープ１８の各々の懸吊ロープ１８は、エレベータかご１４に設けられたロープ張力調整装置３０に連結される。同様に、実施例によっては、複数の釣合いロープの各々の釣合いロープ２０は、例えば、エレベータかご１４の底部３６に設けられたロープ張力調整装置３０に連結される。複数の懸吊ロープ１８に連結されたロープ張力調整装置３０の実施例を一例として説明するが、同じ実施例を複数の釣合いロープ２０に関連して使用することもできる。図１に示すように、複数の懸吊ロープ１８は、エレベータかご１４の頂部３２に配置されたロープ張力調整装置３０に連結されるが、いくつかの実施例では、ロープ張力調整装置３０をエレベータかご１４の側部３４や底部３６または昇降路などの別の位置に配置してもよい。

続いて、図２を参照すると、ロープ張力調整装置３０がさらに詳細に示されている。複数の懸吊ロープ１８の各々の懸吊ロープ１８は、ヒッチプレート４０を貫通して複数の油圧シリンダ４２に連結された終端部３８に連結される。油圧シリンダ４２は、ポンプ４４に接続され、ポンプはさらに制御装置２８に接続される。動作時には、ポンプ４４が、例えば、第１の群４６の油圧シリンダ４２から第２の群４８の油圧シリンダ４２に追加の流体を送り込む。第２の群４８の油圧シリンダ４２内の流体を増加させることにより、第２の群４８の油圧シリンダ４２に連結された懸吊ロープ１８の張力が増加するとともに、第１の群４８の油圧シリンダ４２に連結された懸吊ロープ１８の張力が減少する。油圧シリンダ４２の第１の群４６および第２の群４８は、第１の群４６から第２の群４８に流体を送り込むことができるが第２の群４８から第１の群４６に流体が逆流するのを防ぐように構成された逆止弁５０によって分離可能である。いくつかの実施例では、懸吊ロープ１８の揺れは、各々の油圧シリンダ４２に設けられた圧力センサ（図示省略）によって検知可能である。特定の油圧シリンダ４２における圧力の変化が、対応する懸吊ロープ３０の揺れを示し、張力ロープ１８の張力の調整が開始される。

ロープ張力調整装置３０のいくつかの実施例は、制御装置２８に接続された電磁弁５２を含む。電磁弁５２は、第１の群４６と第２の群４８との間で、戻り導管５４などに配置される。電磁弁５２を開くと、油圧シリンダ４２間の圧力を均等化するように、過剰な流体が第２の群４８から第１の群４６に流れることが可能になり、これにより、複数の懸吊ロープ１８の張力が均等化される。実施例によっては、電磁弁５２は揺れのない状態では通常開いている。揺れが発生すると、電磁弁が励磁されて閉じる。ポンプ４４がオンに切り換えられて油圧シリンダ４８に流体を送り込み、これにより、油圧シリンダ４８に連結されたロープ１８の張力が増加する。揺れが治まると、電磁弁５２が再度開かれて、圧力の再度の均等化が可能となる。

ロープ張力調整装置３０のいくつかの実施例は、油圧シリンダ４２に接続された圧力センサ５６を含みうる。圧力センサは、エレベータかご１４（図１参照）の荷重を計るために使用可能であり、この荷重は、エレベータかご１４の運転設定を決定するために制御装置２８によって用いられうる。さらに、いくつかの実施例は、油圧シリンダ４２に接続されたアキュムレータ５８を含んでもよい。アキュムレータ５８は、通常運転において流体を分配して、エレベータかご１４の振動の減衰を補助するために使用可能である。

上述のロープ張力調整装置３０の実施例は、単に例示的なものである。これらの実施例では、複数の懸吊ロープ１８および／または複数の釣合いロープ２０の張力を調整するために油圧シリンダ４２を使用しているが、機械的なリンク機構などの他の手段を使用して懸吊ロープ１８および／または釣合いロープ２０の群に対してヒッチプレート４０を移動し、懸吊ロープ１８および／または釣合いロープ２０の張力を効果的に変更することもできる。

本発明を限られた数の実施例に関連して説明したが、本発明が開示された実施例に限定されるものではないことは理解されよう。本発明は、むしろ、本明細書で説明していないが本発明の趣旨および範囲に対応する、あらゆる変形、変更、代用、もしくは同等の構成を含むように改良することができる。さらに、本発明の種々の実施例を説明したが、本発明の形態は説明した実施例のいくつかのみを含みうる。よって、本発明は、上述の説明によって限定されるものではなく、添付の請求の範囲のみによって限定されるものである。

Claims (17)

1. エレベータかご（１４）に動作可能に連結された複数のロープ（１８，２０）を有するエレベータかご（１４）と、
   エレベータ装置（１０）および／またはエレベータ装置（１０）が設置されたビル（１２）の少なくとも１つの構成要素の揺れを検知するように設けられた揺れ検知センサ（２６）と、
   前記揺れ検知センサ（２６）と動作可能に通信し、該揺れ検知センサ（２６）がエレベータ装置（１０）および／またはビル（１２）の少なくとも１つの構成要素の揺れを検知したときに、前記複数のロープ（１８，２０）のうち少なくとも１本の個別のロープ（１８，２０）の張力を調整して、少なくとも１本のロープ（１８，２０）の固有振動数の励起を抑制するように構成されたロープ張力調整装置（３０）と、を有し、
   前記ロープ張力調整装置（３０）は、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第１の群のロープ（１８，２０）の張力を増加させるとともに、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第２の群のロープ（１８，２０）の張力を減少させることを特徴とするエレベータ装置（１０）。
2. 前記複数のロープ（１８，２０）の総張力は、実質的に一定に保たれることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置（１０）。
3. 前記ロープ張力調整装置（３０）は、前記複数のロープ（１８，２０）に連結された複数の油圧シリンダ（４２）を含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置（１０）。
4. 前記複数の油圧シリンダ（４２）のうち第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）から前記複数の油圧シリンダ（４２）のうち第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に流体を送り込むポンプ（４４）を有することを特徴とする請求項３記載のエレベータ装置（１０）。
5. 第１の群のロープ（１８，２０）は、第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に連結されており、第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に送り込まれる流体により、第１の群のロープ（１８，２０）の張力が増加することを特徴とする請求項４記載のエレベータ装置（１０）。
6. 第２の群のロープ（１８，２０）は、第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）に連結されており、第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）から流体を汲み出すことにより、第２の群のロープ（１８，２０）の張力が減少することを特徴とする請求項４記載のエレベータ装置（１０）。
7. 前記複数のロープ（１８，２０）は、懸吊ロープ（１８）および／または釣合いロープ（２０）を含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置（１０）。
8. エレベータかご（１４）に連結された複数のロープ（１８，２０）に連結されたロープ張力調整装置（３０）を有し、このロープ張力調整装置（３０）は、前記複数のロープ（１８，２０）のうち少なくとも１本の個別のロープ（１８，２０）の張力を調整し、これにより、ビル（１２）の揺れの発生時に前記複数のロープ（１８，２０）の固有振動数の励起を防止し、
   前記ロープ張力調整装置（３０）は、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第１の群のロープ（１８，２０）の張力を増加させるとともに、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第２の群のロープ（１８，２０）の張力を減少させることを特徴とするエレベータ装置（１０）用のロープ揺れ抑制装置。
9. 前記複数のロープ（１８，２０）の総張力は、実質的に一定に保たれることを特徴とする請求項８記載のロープ揺れ抑制装置。
10. 前記ロープ張力調整装置（３０）は、前記複数のロープ（１８，２０）に連結された複数の油圧シリンダ（４２）を含むことを特徴とする請求項８記載のロープ揺れ抑制装置。
11. 前記複数の油圧シリンダ（４２）のうち第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）から前記複数の油圧シリンダ（４２）のうち第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に流体を送り込むポンプ（４４）を有することを特徴とする請求項１０記載のロープ揺れ抑制装置。
12. 第１の群のロープ（１８，２０）は、第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に連結されており、第２の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に送り込まれる流体により、第１の群のロープ（１８，２０）の張力が増加することを特徴とする請求項１１記載のロープ揺れ抑制装置。
13. 第２の群のロープ（１８，２０）は、第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）に連結されており、第１の群（４６）の油圧シリンダ（４２）から流体を汲み出すことにより、第２の群のロープ（１８，２０）の張力が減少することを特徴とする請求項１１記載のロープ揺れ抑制装置。
14. 前記複数のロープ（１８，２０）の張力を均等化させるように構成された電磁弁（５２）を有することを特徴とする請求項１０記載のロープ揺れ抑制装置。
15. エレベータ装置（１０）におけるロープ揺れ抑制方法であって、
    エレベータ装置（１０）および／またはエレベータ装置（１０）が設置されたビル（１２）の少なくとも１つの構成要素の揺れを検知し、
    エレベータ装置（１０）および／またはビル（１２）の少なくとも１つの構成要素の揺れの検知に応じて、エレベータ装置（１４）に動作可能に連結された複数のロープ（１８，２０）のうち少なくとも１本のロープの張力を調整することを含み、このようなロープの張力の調整は、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第１の群のロープ（１８，２０）の張力を増加させるとともに、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第２の群のロープ（１８，２０）の張力を減少させることを含むことを特徴とするロープ揺れ抑制方法。
16. 前記複数のロープ（１８，２０）のうち第１の群のロープ（１８，２０）に連結された第１の群（４８）の油圧シリンダ（４２）に作動液を送り込むことを含み、これにより、第１の群のロープ（１８，２０）の張力を増加させるとともに、前記複数のロープ（１８，２０）のうち第２の群のロープ（１８，２０）の張力を減少させることを特徴とする請求項１５記載のロープ揺れ抑制方法。
17. エレベータ装置（１０）および／またはビル（１２）の前記少なくとも１つの構成要素の揺れの終わりを検知し、
    第１の群（４８）の油圧シリンダ（４２）から作動液を汲み出すことにより、前記複数のロープ（１８，２０）の個々のロープ（１８，２０）の張力を均等化させることを含むことを特徴とする請求項１６記載のロープ揺れ抑制方法。

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