JP6122069B2 - かご枠、及びエレベータ - Google Patents

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Description

本発明の実施態様は、かご枠、及びエレベータに関する。
ロープ式エレベータは、乗りかごを乗せる「かご枠」を備える。一般的に、かご枠は、乗りかごの下側に位置する下梁と、乗りかごの両側面に位置する一対の縦柱と、縦柱の上端部間に水平に架設された上梁とを備える。
乗りかごを昇降させるメインロープは上梁に接続される。そのため、上梁には、大きな曲げ応力が発生する。大きな曲げ応力に対応するため、上梁には高い剛性の鋼材が使用される。高い剛性の鋼材は重量が大きいので、かご枠の重量は大きくなる。かご枠の重量が大きいと、巻上機を高出力のものにする必要あったり、エレベータ建屋の耐荷性を高いものにする必要があったり等、エレベータはコストアップする。
実公昭63−004057号公報
かご枠の上梁部分を三角形の骨組みとすることで、上梁部分に作用する負荷を軽減できる。三角形の底角が大きければ大きいほど、上梁部分に作用する負荷は小さくなる。しかしながら、三角形の底角を大きくすると、鋼材の長さ、特に三角形の斜辺部分の鋼材の長さが増大する。結果として、かご枠の重量は大きくなる。
一方、三角形の底角を小さくすることで鋼材の長さの増大を防ぐことができる。しかし、この場合、上梁部分には大きな負荷がかかるので、高い剛性の鋼材を使用する必要がある。高い剛性の鋼材は重量が大きいので、やはり、かご枠の重量は大きくなる。
本発明が解決しようとする課題は、かご枠の重量を小さくすることである。
実施形態のかご枠は、メインロープに支持されて乗りかごが昇降するエレベータのかご枠であって、下梁と、前記下梁の両端に立設された一対の縦柱と、前記縦柱の上端部間に配置され、前記メインロープが接続される上梁部と、を備え、前記上梁部は、前記縦柱の上端部間に水平に架設された横梁と、前記縦柱の上端部から斜めに設けられ、前記かご枠の上部中央で連結された一対の斜梁と、を備え、前記横梁と前記一対の斜梁は三角形をなし、前記横梁と前記斜梁とで形成される底角の角度は30度以上80度以下である。
実施形態1のエレベータの全体構成を示す図である。 実施形態1のエレベータの斜視図である。 乗りかごとその周辺の拡大図である。 乗りかごを取り除いたかご枠を示す図である。 横断面が左右対称の形鋼の例を示す図である。 (A)は底角が小さい場合の上梁部の拡大図であり、(B)は底角が大きい場合の上梁部の拡大図である。 かご枠の質量と上梁部の底角との関係を示した図である 実施形態2のかご枠の上梁部の拡大図である。 実施形態3のかご枠の上梁部の拡大図である 上梁部の変形例を示す図である。
以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
(実施形態1)
図1は、実施形態のかご枠80を備えるエレベータ1の全体構成図である。エレベータ1は、昇降路2内にある乗りかご60をメインロープ50で昇降させるロープ式エレベータである。エレベータ1は、釣合おもり40を使用したトラクション式(つるべ式)のエレベータであり、機械室3を使用するタイプとなっている。エレベータ1が設置される建物の各フロアには、エレベータ乗場4が配置される。
なお、以下の説明には、X軸、Y軸、及びZ軸から構成される直交座標系を用いる。図2は、エレベータ1の斜視図である。図中、矢印の指し示す方向がプラス方向である。X軸プラス方向が右方向であり、X軸マイナス方向が左方向である。また、Y軸プラス方向が奥方向であり、Y軸マイナス方向が手前方向である。また、Z軸プラス方向が上方向であり、反対方向が下方向である。
エレベータ1は、図1に示すように、出入口10と、制御盤20と、巻上機30と、釣合おもり40と、メインロープ50と、乗りかご60と、を備える。また、エレベータ1は、図2に示すように、ガイドレール70と、かご枠80と、を備える。
出入口10は、乗客が乗りかご60に乗降するための出入口である。出入口10は、各フロアのエレベータ乗場4に設置される。出入口10には、乗場ドア11が配置されている。乗場ドア11は、片開き或いは両開きの引き戸タイプのドアである。乗りかご60が着床すると、乗場ドア11は、かごドア61と対向した状態となる。乗場ドア11は、かごドア61に連動して開閉する。
制御盤20は、エレベータ1の各部を制御する制御装置である。制御盤20は、プロセッサ等の処理装置を備える。制御盤20は巻上機30を制御して、ユーザが指定したフロアに乗りかご60を移動させる。
巻上機30は、乗りかご60を昇降させる駆動装置である。巻上機30は、モーター31と滑車32とを備える。モーター31は電動機であり、滑車32はモーター31の動力で回転する円盤状回転輪である。滑車32にはメインロープ50が掛けられている。モーター31は滑車32を駆動して乗りかご60を昇降させる。
釣合おもり40は、乗りかご60の重量と釣り合いをとるための重りである。釣合おもり40は、鉄やコンクリート等の重量のある物体で構成される。釣合おもり40は、メインロープ50を介して乗りかご枠80と連結されている。
メインロープ50は、乗りかご60及び釣合おもり40を釣り支えるロープである。メインロープ50は、例えば、ワイヤーロープで構成される。メインロープ50の一端はかご枠80に固定されており、他端は釣合おもり40に固定されている。図3は、乗りかご60とその周辺の拡大図である。メインロープ50は複数本のロープで構成される。より具体的には、メインロープ50は、ロープ51〜53の3本のロープで構成される。
乗りかご60は、乗客を乗せるカゴである。乗りかご60には、かごドア61が配置されている。かごドア61は、片開き或いは両開きの引き戸タイプのドアである。乗りかご60が着床すると、かごドア61は乗場ドア11に連動して開閉する。乗りかご60は、かご枠80に固定されている。
ガイドレール70は、乗りかご60の昇降をガイドするレールである。ガイドレール70は、一対のガイドレール70L、70Rで構成される。ガイドレール70Lは、図2に示すように、昇降路2の左側面に配置されており、ガイドレール70Rは昇降路2の右側面に配置されている。ガイドレール70L、70Rは、いずれも、水平断面が凸形状となっている。凸形状の突出部分には、かご枠80の縦柱(図3に示す縦柱82L及び82R)が遊嵌している。
かご枠80は、乗りかご60が内部に固定される枠状体である。図4は、かご枠80から乗りかご60を取り除いたものである。かご枠80は、下梁81と、縦柱部82と、上梁部83と、を備える。
下梁81は、乗りかご60を下側から支える柱体である。下梁81はX軸方向に沿って水平に配置されている。下梁81は、例えば、形鋼(かたこう)から構成される。下梁81は、かご枠80の他の鋼材を剛接合しやすいように、横断面が左右対称の形鋼となっている。図5は、形鋼の例を示す図である。下梁81は、図5(A)に示すような、横断面が軸Aを中心に左右対称のH形鋼であってもよいし、図5(B)に示すような、横断面が軸Aを中心に左右対称のU形鋼(C形鋼)であってもよい。
図4に戻り、縦柱部82は、一対の縦柱(縦柱82L及び縦柱82R)から構成される。縦柱82L及び縦柱82Rは、下梁81の両端に立設されている。縦柱82Lは下梁81の左端に剛接合されており、縦柱82Rは下梁81の右端に剛接合されている。縦柱82L及び縦柱82Rは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼となっている。縦柱82L及び縦柱82Rはガイドレール70に遊嵌している。
上梁部83は、メインロープ50が接続される部分である。上梁部83は、縦柱82L及び縦柱82Rの上端部間に配置される。上梁部83は、横梁83aと、一対の斜梁83b、83cと、ヒッチ83dと、を備える。
横梁83aは、縦柱82L及び縦柱82Rの上端部間に水平に架設された柱体である。横梁83aは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼である。横梁83aは、縦柱82L及び縦柱82Rと剛接合されている。本実施形態の横梁83aはメインロープ50が接続されることがないので、大きな曲げ応力が発生することがない。従って、横梁83aは剛性の小さな鋼材(軽い鋼材)とすることが可能である。
斜梁83b、83cは、縦柱82L及び縦柱82Rの上端部から、X−Z面に沿って斜め上方に設けられた柱体である。斜梁83b、83cは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼である。斜梁83b、83cは、かご枠80のX軸方向中央上部で連結されている。そのため、横梁83a、及び一対の斜梁83b、83cは三角形をなす。なお、以下の説明では、横梁83aと斜梁がなす角を底角θという。
図6(A)は、底角θが小さい場合の上梁部83を示す図であり、図6(B)は、底角θが大きい場合の上梁部83を示す図である。底角θが小さい場合(図6(A))、斜梁83b、83cには大きな曲げ応力が発生する。構造を成立させるためには、斜梁83b、83cに高い剛性の鋼材を使用する必要がある。結果として、かご枠80の質量は増大する。一方、θが大きい場合(図6(B))、斜梁83b、83cに発生する曲げ応力は小さいため高い剛性の鋼材を使用する必要はない。しかし、斜梁83b、83cの長さが大きくなるため、やはり、かご枠80の質量は増大する。
図7は、かご枠80の質量Mと上梁部83の底角θとの関係を示した図である。縦軸は質量Mであり、横軸は底角θである。なお、図7に示す質量Mは、底角θが20°のときのかご枠80の質量を“1”としたものである。かご枠80の質量Mはθ<60°ではθが大きくなるに従って減少しているが、θ>60°ではθが大きくなるに従って増加している。すなわち、かご枠80の質量Mは、底角θが60°近傍のときに小さくなっている。より具体的には、底角θが30°以上80°以下のときに質量Mが小さくなっている。そこで、実施形態1では、底角θを30°以上80°以下とする。なお、底角θは、質量Mが最も小さくなる60°とすることが望ましい。
図4に戻り、ヒッチ83dは、メインロープ50をかご枠80に連結するための連結具である。ヒッチ83dは、例えば、板状の鋼材である。ヒッチ83dの一方の面には、3本のロープ51〜53が固定されている。ヒッチ83dは、三角形の上梁部83の頂部T(すなわち、斜梁83b、83cの連結部分)に、溶接またはボルト止めにより固定されている。これにより、メインロープ50は、ヒッチ83dを介して間接的に頂部Tに連結される。この場合、頂部Tが、ロープ51〜53を固定するための連結部となる。
本実施形態によれば、底角θが30°以上80°以下となっているので、上梁部83は高い剛性と長さを必要としない。従って、上梁部83に軽量な鋼材を使用できるので、かご枠80の質量は小さくなる。かご枠80の質量が小さくなることで、釣合おもり40の質量を小さくでき、また、ロープの本数も少なくできる。これにより、巻上機30の出力や強度を小さくできるので、エレベータ1のコストは小さくなる。また、かご枠80や釣合おもり40の質量が小さくなるので、エレベータ建屋の耐荷性も小さくできる。
また、かご枠80を構成する各鋼材(下梁81、縦柱82L及び82R、横梁83a、斜梁83b及び83c)は、形鋼で構成されているので、かご枠80の質量は小さい。また、各鋼材は、横断面が左右対称の形鋼となっているので、接合も容易である。
(実施形態2)
近年、エレベータは大容量化が進んでおり、吊り上げに必要なロープの本数が増大している。実施形態1のかご枠80は、上梁部83の頂部Tにロープを連結しているので、連結できるロープの数が限られる。そこで、実施形態2では、より多くのロープを連結できるかご枠80を備えるエレベータ1ついて説明する。なお、実施形態2のエレベータ1は、メインロープ50とかご枠80以外の構成は実施形態1のエレベータ1と同じである。よって、メインロープ50とかご枠80以外の構成の説明は省略する。
メインロープ50は、乗りかご60及び釣合おもり40を釣り支えるロープである。図8は、実施形態2のかご枠80の上梁部83の拡大図である。メインロープ50は、ロープ51〜55の5本のロープで構成されている。なお、ロープの数は5本に限定されない。ロープの数は、5本より多くてもよいし、5本より少なくてもよい。
かご枠80は、乗りかご60が内部に固定される枠状体である。なお、上梁部83以外の構成は実施形態1のかご枠80と同じであるので、説明を省略する。上梁部83は、横梁83aと、一対の斜梁83b、83cと、ヒッチ83dと、で構成される。ヒッチ83d以外の上梁部83構成は実施形態1の上梁部83と同じである。
ヒッチ83dは、メインロープ50をかご枠80に連結するための連結具である。ヒッチ83dは、例えば、板状の鋼材である。ヒッチ83dの一方の面には、メインロープ50を構成する5本のロープ51〜55が固定されている。ヒッチ83dは、斜梁83b及び斜梁83cに溶接またはボルト止めにより固定されている。ヒッチ83dが固定された部分、すなわち、斜梁83b及び斜梁83cの傾斜部分がロープ51〜55を固定するための連結部となる。
ヒッチ83dは、実施形態1のヒッチ83dとは異なり、少なくともその一部が、上梁部83の頂部T以外の部分に位置している。そのため、ヒッチ83dの面積(幅寸法)は、実施形態1のヒッチ83dより大きくなっている。よって、上梁部83には多くのロープを連結できる。
なお、図8に示すヒッチ83dは1枚の板であるが、斜梁83b及び斜梁83cにそれぞれ1枚のヒッチ83dを固定してもよい。そして、2枚のヒッチ83dにそれぞれ複数のロープを固定してもよい。
本実施形態によれば、ロープ51〜55を固定する連結部の一部が頂部T以外の部分に位置している。そのため、連結部が広くなるので、上梁部83に多くのロープが連結できる。また、連結部が広くなるので、一方の端のロープか他方の端のロープまでの距離(図8の例では、ロープ51からロープ55までの距離)が広くなる。これにより、かご枠80の昇降は安定したものとなる。
(実施形態3)
実施形態2では、より多くのロープを連結可能にするため、頂部T以外の部分に連結部を設けた。しかし、上梁部83の形状を台形とすることによっても、上梁部83に多くのロープを連結することが可能になる。以下、台形の上梁部83を備えるエレベータ1について説明する。なお、実施形態3のエレベータ1は、メインロープ50とかご枠80以外の構成は実施形態1のエレベータ1と同じである。よって、メインロープ50とかご枠80以外の構成の説明は省略する。
メインロープ50は、乗りかご60及び釣合おもり40を釣り支えるロープである。図9は、実施形態3のかご枠80の上梁部83の拡大図である。メインロープ50は、ロープ51〜57の7本のロープで構成されている。なお、ロープの数は7本に限定されない。ロープの数は、7本より多くてもよいし、7本より少なくてもよい。
かご枠80は、乗りかご60が内部に固定される枠状体である。なお、上梁部83以外の構成は実施形態1のかご枠80と同じであるので説明を省略する。上梁部83は、横梁83aと、一対の斜梁83b、83cと、横梁83eと、ヒッチ83dと、で構成される。
横梁83aは、縦柱82L及び縦柱82Rの上端部間に水平に架設された柱体である。横梁83aは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼である。横梁83aは、縦柱82L及び縦柱82Rと剛接合されている。横梁83aはメインロープ50が接続されることがないので、剛性の小さな鋼材(軽い鋼材)とすることができる。
斜梁83b、83cは、縦柱82L及び縦柱82Rの上端部から、X−Z面に沿って斜め上方に設けられた柱体である。斜梁83b、83cは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼である。横梁83aと斜梁のなす角(図9に示す底角θ)は、30°以上80°以下、望ましくは60°である。
横梁83eは、斜梁83bと斜梁83cの上端部間に架設される柱体である。横梁83eは、下梁81と同様に、横断面が左右対称の形鋼である。横梁83eの左端は斜梁83bの上端と剛接合されており、横梁83eの右端は斜梁83cの上端と剛接合されている。これにより、横梁83a、一対の斜梁83b、83c、及び横梁83eは台形をなす。横梁83eには、ヒッチ83dを介してメインロープ50が連結される。
ヒッチ83dは、メインロープ50をかご枠80に連結するための連結具である。ヒッチ83dは、例えば、板状の鋼材である。ヒッチ83dの一方の面には、ロープ51〜57が固定されている。ヒッチ83dは、横梁83eに溶接またはボルト止めにより固定されている。本実施形態の場合、ヒッチ83dが固定された部分、すなわち、横梁83eの上面がロープ51〜57を連結するための連結部となる。
本実施形態によれば、底角θが30°以上80°以下となっているので、上梁部83は高い剛性と長さを必要としない。従って、上梁部83に軽量な鋼材を使用できるので、かご枠80の質量は小さくなる。
また、斜梁83bと斜梁83cの上端部間に、メインロープ50の連結部となる横梁83eが設けられている。そのため、連結部が広くなるので、上梁部83に多くのロープが連結できる。
また、上梁部83が台形となっているので、上梁部83が三角形の場合と比べ、上梁部83の高さが低くなる。従って、上梁部83のために、エレベータ建屋の最上階を高くしなくてもよい。
なお、上述の各実施形態はそれぞれ一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
例えば、上述の各実施形態では、かご枠80を構成する各鋼材(下梁81、縦柱82L及び82R、横梁83a、斜梁83b及び83c、横梁83e)が、形鋼であるものとして説明したが、各鋼材は必ずしも形鋼である必要はない。例えば、各鋼材は断面が中空(例えば、断面が円形または角形)の鋼管であってもよい。
また、上述の各実施形態では、かご枠80を構成する各鋼材は、横断面が左右対称の形鋼であるものとして説明したが、各鋼材は必ずしも左右対称である必要はない。例えば、各鋼材は、一方の辺が長いL形鋼であってもよい。
また、上述の各実施形態では、横断面が左右対称の形鋼の例として、H形鋼とU形鋼(C形鋼)を示したが、横断面が左右対称の形鋼はH形鋼とU形鋼(C形鋼)に限られない。例えば、横断面が左右対称の形鋼は、I形鋼やV形鋼であってもよいし、2つの辺の長さが同じL形鋼であってもよい。
また、上述の各実施形態では、上梁部83を構成する各柱体(横梁83a、斜梁83b及び83c、横梁83e)は、鋼材であるものとして説明したが、各柱体は必ずしも鋼材である必要はない。例えば、各柱体は硬質樹脂であってもよい。大きな曲げ応力がかからない横梁83aのみを硬質樹脂とし、他の柱体を鋼材としてもよい。硬質樹脂を使用することにより、かご枠80が更に軽くなる。
また、上述の各実施形態では、メインロープ50はヒッチ83dを介して頂部T、斜梁83b、斜梁83c、或いは横梁83eに間接的に連結されていた。しかし、メインロープ50は、ヒッチ83dを介さず、頂部T、斜梁83b、斜梁83c、或いは横梁83eに直接的に連結されていてもよい。この場合、上梁部83のうち、メインロープ50が直接的に結合している部分が連結部となる。
また、上述の実施形態では、かご枠80を構成する各鋼材(下梁81、縦柱82L及び82R、横梁83a、斜梁83b及び83c、横梁83e)が剛接合されるものとして説明したが、各鋼材はピン接合されてもよい。
また、実施形態3では、上梁部83は、台形状であるものとして説明したが、上梁部83は台形トラスであってもよい。図10は、上梁部83を台形トラスとした例である。例えば、横梁83a、斜梁83b、斜梁83c、及び横梁83eで構成される台形の内部に、三角形を構成するように斜めに中梁83f、83gを配置する。中梁83f、83gは、鋼材(例えば、横断面が左右対称の形鋼)であってもよいし、硬質樹脂であってもよい。上梁部83は台形トラスとすることにより、上梁部83の強度が増すので、上梁部83をさらに軽くできる。なお、中梁は必ずしも斜めに配置されていなくてもよい。例えば、中梁は、横梁83aと横梁83eとを連結するように、垂直に配置されていてもよい。
また、上述の各実施形態では、エレベータ1はトラクション式のエレベータであるものとして説明したが、ロープ式のエレベータなのであれば、エレベータ1はトラクション式のエレベータに限られない。例えば、エレベータ1は巻胴式のエレベータであってもよい。また、上述の実施形態では、エレベータ1は機械室を使用するタイプのエレベータであるものとして説明したが、エレベータ1は機械室のないタイプのエレベータであってもよい。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…エレベータ
2…昇降路
3…機械室
4…エレベータ乗場
10…出入口
11…乗場ドア
20…制御盤
30…巻上機
31…モーター
32…滑車
40…釣合おもり
50…メインロープ
51〜57…ロープ
60…乗りかご
61…かごドア
70、70L、70R…ガイドレール
80…かご枠
81…下梁
82…縦柱部
82L、82R…縦柱
83…上梁部
83a、83e…横梁
83b、83c…斜梁
83d…ヒッチ
83f、83g…中梁

Claims (10)

  1. メインロープに支持されて乗りかごが昇降するエレベータのかご枠であって、
    下梁と、
    前記下梁の両端に立設された一対の縦柱と、
    前記縦柱の上端部間に配置され、前記メインロープが接続される上梁部と、を備え、
    前記上梁部は、
    前記縦柱の上端部間に水平に架設された横梁と、
    前記縦柱の上端部から斜めに設けられ、前記かご枠の上部中央で連結された一対の斜梁と、を備え、
    前記横梁、及び前記一対の斜梁は三角形をなし、前記横梁と前記斜梁とで形成される底角の角度は30度以上80度以下である、
    かご枠。
  2. 前記メインロープは複数本のロープで構成され、
    前記斜梁は、前記ロープが直接的或いは間接的に連結される連結部を有しており、
    前記連結部の一部は、少なくとも前記三角形の頂部以外の部分に位置している、
    請求項1に記載のかご枠。
  3. 前記横梁は、硬質樹脂で構成される、
    請求項1又は2に記載のかご枠。
  4. 前記横梁、及び前記一対の斜梁はいずれも横断面が左右対称の形鋼である、
    請求項1又は2に記載のかご枠。
  5. メインロープに支持されて乗りかごが昇降するエレベータのかご枠であって、
    下梁と、
    前記下梁の両端に立設された一対の縦柱と、
    前記縦柱の上端部間に配置された上梁部と、を備え、
    前記上梁部は、
    前記縦柱の上端部間に水平に架設された第1の横梁と、
    前記縦柱の上端部から斜めに設けられた一対の斜梁と、
    前記斜梁の上端部間に水平に架設され、前記メインロープが連結される第2の横梁と、を備え、
    前記第1の横梁、前記一対の斜梁、及び前記第2の横梁とは台形をなし、前記第1の横梁と前記斜梁とで形成される底角の角度は30度以上80度以下である、
    かご枠。
  6. 前記メインロープは複数本のロープで構成され、
    前記第2の横梁は、前記複数本のロープが直接的或いは間接的に連結される連結部を有している、
    請求項5の記載のかご枠。
  7. 前記第1の横梁は、硬質樹脂で構成される、
    請求項5又は6に記載のかご枠。
  8. 前記第1の横梁、前記一対の斜梁、及び前記第2の横梁はいずれも横断面が左右対称の形鋼である、
    請求項5又は6に記載のかご枠。
  9. 前記上梁部は、
    前記第1の横梁、前記一対の斜梁、及び前記第2の横梁とで構成される台形の内部に配置された複数の中梁、を備え、
    前記第1の横梁、前記一対の斜梁、前記第2の横梁、及び前記複数の中梁は、台形トラスを構成している、
    請求項5乃至8のいずれか1項に記載のかご枠。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のかご枠、を備える
    エレベータ。
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