JP6318022B2 - エレベーター - Google Patents

Description

本発明は、エレベーターの乗りかごとつり合い重りのレールの部分的な共用化を図り、部品点数の削減に好適であって、占有スペースの縮小にも貢献するエレベーターの主要構成および機構に関する。

エレベーターは、乗りかごがロープによって懸架されており、巻上機でロープを巻上げることにより、乗りかごが上下に移動する。一般的には、かごの自重と乗客積載量の半分を足し合わせた分のつり合い重りを用いて、ロープでかごとつり合い重りを連結して、巻上機の容量(消費エネルギ)と外形寸法の低減を図っている。昇降路には、乗りかごやつり合い重りの上下方向の走行を案内するために、それぞれにガイドレールが左右一対ずつ、合計４本設置されている。

乗りかごとつり合い重りは、昇降路の高さ方向においてほぼ中央ですれ違い、それ以外の位置では両者がすれ違うことはない。このため、例えば特許文献１や２に記載の発明において、つり合い重りがかごとすれ違わない部分で、つり合い重りをかご走行側に寄せて、一部の昇降路の占有体積を縮小する構成が開示されている。これらの構成では、つり合い重りのレールを湾曲させたり、巻上機やつり合い重りにロープ位置を移動させたりする機構を設けている。

前者は、直動型の駆動機構を機械室に配置して、そらせプーリを駆動シーブへ移動させてロープのかごとの干渉回避を図っている。また、後者では、つり合い重りを水平に移動させる直動型の駆動機構を、つり合い重り枠の上下に設けている。他の実施例では、通常のガイドレールとガイド装置のほかに湾曲状の可動部ガイドレールとガイド装置を追加して、所定の位置で重りが水平に移動するような機構を設け、電力供給を不要としている。

特開平７−０１０４３８号公報 特開２００３−３１２９６０号公報

特許文献１に記載のエレベーター構成では、ロープの巻きかかった、そらせプーリを水平に駆動するため、大型の駆動装置が必要になる。機械室には、巻上機を設置するマシンビームやそれを防振支持するビームも設置されており、非移動側のロープとの干渉を避けながら、駆動力の反力受け部も含めてこの駆動装置を実装するには、機械室が大型化する。また、昇降路の縮小範囲は、かごとロープの干渉回避が容易な昇降路の上半分に限定される。

特許文献２に記載のエレベーター構成では、つり合い重りの枠を除く重り全体を水平方向に移動させる機構をつり合い重りに搭載しており、駆動装置は大型になりやすい。また、他の実施例に記載の可動部ガイドレールやガイド装置を追加した構成では、既存のこれらの装置に別途二重に設けているので部品点数が増加する。昇降路の縮小範囲は、昇降路の上半分に限定しておらず、かごが昇降路上方（すなわち、つり合い重りが昇降路下方と等価）にある場合に、かごの背面にロープを通過させるために、昇降路の削減スペースはおよそつり合い重りの厚さの半分程度に留まる。

上記の２つの従来技術では、主に昇降路体積の縮小を目的としており、つり合い重りのレールを削減して、部品点数を削減する実現方法については、開示されていない。
このため、昇降路の上半分と下半分の両方のスペースを削減しつつ、つり合い重りレールの削減を行なうには、特にかごが昇降路上方にある場合のロープとかごの干渉回避と、つり合い重りの退避レールへの乗り移り方法など新たな課題を解決する必要があった。また、かごが高さ中央でつり合い重りとすれ違った後に、再度つり合い重りをかごレールに戻すには、昇降路上半分でロープとかごの干渉を回避した上で、昇降路下半分で、かごの正射影に重なる部分にロープを引き回さなければならない。これを実現するには、そらせプーリからつり合い重りに直接ロープが引き回すのではなく、昇降路中央部分にアイドラプーリなどを設けて一旦かごとのクリアランスを確保する必要がある。
これは、高速に移動するロープにアイドラが接触したり、しなかったりと、アイドラとロープの挙動が不安定になりがちで、ロープやアイドラの寿命の観点からも信頼性確保が困難である。

本発明は前記課題に鑑みなされたものであり、乗りかごのレールと共用可能な部位を使用することで、共用部分のつり合い重りのレールを削減して部品点数を削減可能であるとともに、信頼性確保が比較的容易なエレベーターを得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るエレベーターは、昇降路内を昇降する乗りかご及びつり合い重りと、前記乗りかごと前記つり合い重りを吊持するロープと、前記乗りかご及び前記つり合い重りを駆動する駆動装置と、前記乗りかごをガイドするかごレールと、を備えたエレベーターにおいて、前記乗りかごの移動量が前記つり合い重りの移動量に対して２倍となるように構成されているとともに、前記つり合い重りが前記かごレールの一部を走行するように構成されたことを特徴とする。

本発明のエレベーターによれば、乗りかごのレールと共用可能な部位を使用することで、共用部分のつり合い重りのレールを削減して部品点数を削減可能であるとともに、信頼性確保が比較的容易なエレベーターを得ることができる。

本発明の一実施例を示すエレベーター全体概要図である。 本発明の一実施例を示すエレベーター模式図である。 本発明の一実施例を示すエレベーターのかごとつり合い重りがすれ違った直後の状態を示す模式図である。 本発明の一実施例におけるつり合い重りの退避レールへの退避動作を説明するための概要図である。 本発明の一実施例におけるかごレールの形状とかご側ローラガイドの様子を示した断面図である。 本発明の一実施例におけるかごレールとつり合い重り側ローラガイドの関係を示した断面図である。 本発明の一実施例におけるつり合い重りの構成を示す要部拡大図である。 本発明の一実施例の建屋側ロープ端の構成を示す要部拡大図である。

本発明の一実施例について、図１と２のエレベーターの模式図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例を示すエレベーター全体図、図２は本発明の一実施例を示すエレベーター模式図である。

エレベーターの乗りかご３は、つり合い重り４とロープ２で連結されており、昇降路最上部の機械室５には、巻上機１が設置される。巻上機１は、シーブとモータからなり、機械室にはその他にも、ロープ２の位置を変更する、そらせプーリ１１を配置している。従来の昇降路１３は、図1に点線で示すように一般にはピットから頂部までが、一様な長方形断面であって、機械室５もそれと同一断面として建物内の昇降路占有面積が小さくなるようにエレベーターの機器を収納している。

図１では、乗りかご３が最下階にあって、つり合い重り４は最上階に位置する条件の側方からの断面図を示している。図示するように、乗りかご３の上部にはロープ２が配置されており、その端部６ａを乗りかご３の本体に結合する。通常では、ロープ２の他端６ｂは、つり合い重り４の上端に結合されるが、本発明の実施の形態では、つり合い重り４にプーリ１０を配置して、ロープ端６ｂは建屋側に固定される。

図２はこれをよりわかりやすく模式的に示したものである。図２に示すように、乗りかご３はロープ２に直接連結されて吊持され、つり合い重り４はロープ２によって２：１ローピングで吊持されているため、つり合い重り４の移動量は乗りかご３の移動量に対して１／２となる（以下、つり合い重り２：１方式と記す、一方乗りかご３とつり合い重り４がロープ２で連結された方式を１:１方式と記す）。これによって、つり合い重り４の昇降区間を昇降路の上方のみとすることができる。この場合、昇降路の下半分は、つり合い重り４の走行スペースは不要であって、乗りかご３のみの走行スペースで済む。すなわち、図中の空間１２を削減することができる。本構成は、１：１方式に比べて、つり合い重り４の質量が２倍になるというデメリットがある。しかし、乗りかご３を軽量部材で構成すれば、その増分を最小限に抑えることができる。

昇降路には、上下にかごレール９が延設され、乗りかご３の上下方向の移動を案内する。通常は、つり合い重り４にも同様のレールが延設されるが、本実施形態ではつり合い重りレールはない。すなわち、昇降路の上方区間では、つり合い重り４はかごレール９上を走行し、乗りかご３とすれ違う近傍では、退避レール１６に乗り移る。退避レール１６は、湾曲レール７と直線レール８からなり、つり合い重り４背面の幅中央に設けたローラ(図４中２０ａ，２０ｂ)が、このレール上を移動する。図１では、乗りかご３が上昇して、つり合い重り４とすれ違う直前の状態を、それぞれ点線で示している。つり合い重り４は、乗りかご３との干渉を避けるべく、左側に移動するように回転を始めている。

かごに取り付けたロープ２と、つり合い重り４に取り付けたプーリ１０は、いずれも奥行き方向において、ほぼこの中央に配置している。一方、かごレール９は、乗りかご３の中央よりも、つり合い重り４側にオフセットしており、つり合い重り４がかごレール９を走行しても、かご側とつり合い重り側のロープ２同士が互いに干渉しないようにしている。

つり合い重り４が最上部にある場合、つり合い重りプーリ１０と、建屋側のロープ端６ｂは紙面に対して時計回りに回転して傾斜している。これは、ロープ端６ｂの水平方向の位置をつり合い重りの位置によって変えることなく、かつロープ２が昇降路内に干渉せずに、つり合い重り４がかごレール９を走行することを可能とするためである。なお、つり合い重り２：１方式の場合、かごとつり合い重りがすれ違う位置は、昇降路高さ方向において、下から約３／４の位置である。

本実施形態を詳細に説明するため、図１の状態から乗りかご３が上昇し、つり合い重り４が下降して、両者がすれ違った直後の模式図を図３に示す。つり合い重り４は、湾曲レール７を通過して、直線レール８上にある。このとき、つり合い重り４とロープ端６ｂを結ぶロープは、鉛直線とほぼ平行で、つり合い重りプーリ１０とロープ端６ｂは傾斜していない。乗りかご３がこの位置から最上階まで移動しても、つり合い重り４は、昇降路高さのおよそ半分の位置まで（図１中１８）、このまま直線レール８を下がるのみである。

つり合い重り４側のロープ２と昇降路壁１７には、ロープ２が昇降路に干渉しないように、最小限のクリアランスを確保しつつ、昇降路壁１７の壁面が昇降路内側に張り出すような構造となっている。これにより、隣接する建屋側のスペースを拡大して、建物容積を居住やテナントなどに有効活用することができる。つり合い重り２：１方式では、つり合い重り４の昇降速度は、乗りかご３の昇降速度の半分となる。つり合い重り４の速度が遅くなっているので、かごレール９から退避レール１６へのスムースな移動を可能としている。

次に、本発明の一実施例でのつり合い重り４の退避レールへの退避動作をについて、図４のつり合い重り４の側面図を用いて説明する。図４は、つり合い重り４が湾曲レール７に乗り移る直前のつり合い重り４の側断面図を示している。なお、かごレール９の断面形状やローラガイド１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの構造は、後に説明する図６に示す。つり合い重り４の背面中央には、ローラ２０ａ，２０ｂが取り付けられており、つり合い重り４が下降して、ローラ２０ａ，２０ｂが湾曲レール７に接すると、つり合い重り４はかごレール９を離れ、図中の右方向への移動を開始する。つり合い重り４のローラガイド１９ａ〜１９ｄは、つり合い重り４がローラ２０ａ，２０ｂによって支えられている間は、レール９から完全に浮いた状態である。さらにつり合い重り４が下降して、左下のローラガイド１９ｃがローラサポートレール２９に乗り移ると、ローラ２０ｂは湾曲レール７から離れて、つり合い重り４はローラ２０ａとローラガイド１９ｃに支えられて、その姿勢を直立に保って下降していく。

なお、湾曲レール７はつり合い重り４の幅方向において中央に1本、ローラサポートレール２９は、つり合い重り４のローラガイドに対応して、左右に一対設けている。

図４によれば、湾曲レール７上の案内は、接触式のローラ２０ａ，２０ｂ，１９ａ〜１９ｄとなっているが、ローラの代わりに非接触式の磁気浮上式のガイド装置とすれば、さらにスムースな乗り移りを可能とし、ローラの摩耗も防ぐことができる。

さらに、本一実施例のかごレールとローラガイドの詳細構造について図５と図６を用いて説明する。図５はかごレール９とかご側のローラガイド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを上方から見た断面図である。かごレール９は、コの字のフランジ先端が少し広がるような形状となっている。かごの前後方向を案内するかご側ローラガイド２１ａ，２１ｂは、それぞれコの字の内側面３０ａ，３０ｂに接しており、図示しないがばねなどで押付けられている。これらと垂直のかご側ローラガイド２１ｃは、かごの左右方向を案内するもので、同じくコの字の内側面３０ｃに接している。図示のとおり、かご側ローラガイド２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、いずれもコ字の先端が開いた面３１ａ，３１ｂとは接していない。

これに対し、図６につり合い重り側のローラガイド１９ａ，１９ｂが、湾曲レール７に乗り移るときの上面図を示す。ローラガイド１９ａ，１９ｂは、図の水平軸に対して、傾斜して設置されており、２つのローラ（実際には、この組が上下左右にあるので、ローラは合計８個）で図の水平とその直角方向の移動を案内する。図示しないが、つり合い重り４が湾曲レール７にさしかかる領域では、かごレール９のコの字先端は、左側に折れ曲げ部を持たず、図５で示した面３１ａがない。よって、つり合い重り４が左に移動しようとするときに、ローラガイド１９ｂを含め、つり合い重り４の移動を妨げるものは無くなる。

次に、図７を用いて、一実施例におけるロープ２と乗りかご３の干渉を回避するつり合い重りプーリ１０の機構を説明する。つり合い重りプーリ１０は、つり合い重り４の上に設置されており、プーリを軸支持したブラケット２３は、つり合い重り４に対して、支点２２を中心に回転できるようになっている。同じく図８は、ロープ端側の傾斜を可能とする機構である。ロープ２はソケット２４内の楔（図示せず）に巻きつけられて、ロッド３２に連結されている。ロッド３２はばね２５を介して、レバー３３と連結される。レバー３３は、支点２７を中心としてベース２８に対して回転可能である。このレバー３３と、建屋とはばね２６を介して固定されるので、ロープの支持部全体が、傾斜することができる。図７のプーリ側傾斜部と、図８のロープ端傾斜部は、つり合い重りとロープ端が最短距離となるように、傾斜することが可能で、常にロープ２と乗りかご３が干渉しないように湾曲レール７などの位置を設定する。

以上説明したように、本実施例におけるエレベーターは、つり合い重りレールを削減し、つり合い重りがかごレールを走行できるようにするため、かご側とつり合い重り側のロープの干渉を避けるように、乗りかごレールはその断面中央よりもややつり合い重り側に設ける。

また、つり合い重りの移動区間を昇降路上半分に限定することで、かごが昇降路上方にある場合の、つり合い重り側のロープの長さを最小限とする。これを実現するために、本実施例では、つり合い重り側のみに動滑車を設けて、かごの移動量に対して、つり合い重りの移動量をその１／２とする。副次的な効果として、つり合い重りの速度は、かごの移動量と同等に比べて半分になるため、後述のつり合い重りが退避レールに乗り移るときの振動を低減することもできる。

この構成では、ロープとかごの干渉は、昇降路上半分のみを考えればよく、ロープ端部とつり合い重りに設置したプーリの角度を変更可能な簡単な機構で実現できる。かごがつり合い重りとすれ違うのは、昇降路高さの下から約３／４の通過位置であり、この近傍でつり合い重りはかごレールを離脱して、つり合い重り退避レールに乗り移る。

そしてこのような本実施例によれば、昇降路の高さ中央付近を除いて、昇降路断面を縮減することができるので、昇降路全体の体積を削減し、建物容積を有効に活用することができる。また、つり合い重りがかごレールを走行するので、つり合い重りレールを昇降路高さの全長にわたり設置する必要が無く、全高の１／４以下の退避レール部分のみの施工で済む。これにより、レールの施工や組立調整、検査の時間を大幅に削減することができる。

なお、本発明は本実施例で説明した各部の構成のみに限定されるものではない。例えば、本実施例では、つり合い重り４の移動量に対して乗りかご３の移動量を２倍とする構成として、乗りかご３を１：１方式、つり合い重り４を２：１方式のローピングとしたが、これに限られるものではなく、乗りかご３をＸ：１方式、つり合い重り４を２Ｘ：１方式とするローピングであってもよい。

その際、本実施例ではロープ端側の傾斜を可能とする機構を設けた例を説明したが、つり合い重り４の上部で昇降路内にロープを巻き掛けるためのプーリが必要になることも考えられる。その場合には、図７に示すつり合い重りに設けられたプーリ側傾斜部と同様の構造の昇降路側プーリを昇降路に対して取付ければよい。即ち、昇降路側プーリを軸支持したブラケットを、昇降路に対して、支点を中心に回転できるような取付構造とすればよい。

ただし、乗りかご３を１：１方式、つり合い重り４を２：１方式のローピングとすれば、もっとも単純なローピングで本発明を実施することができる上、ロープが短くでき、昇降路側プーリも不要となり、構造も単純化できる。

また、かごレール９の形状やローラガイド１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ及びかご側ローラガイド２１ａ，２１ｂ，２１などの互いの関係や、退避レール１６へのつり合い重り４の退避動作やそれを可能にする機構についても、本実施例で上げた物のみに限られるものではない。

さらに、本実施例では乗りかご３とつり合い重り４を駆動する駆動装置として巻上機１を用いる例をあげて説明したが、これに限られるものではなく、油圧式の駆動装置などであっても本発明を実施することが可能である。

１ 巻上機、２ ロープ、３ 乗りかご、４ つり合い重り、６ａ かご側ロープ端、６ｂ 反かご側ロープ端(建屋側)、７ 湾曲レール、８ 直線レール、９ かごレール、１０ つり合い重りプーリ、１１ そらせプーリ、１３ 従来の昇降路、１６ 退避レール、１７ 昇降路壁（昇降路上半分）、１８ 昇降路（突出部底面）、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ ローラガイド、２０ａ，２０ｂ ローラ、２１ａ〜２１ｃ かご側ローラガイド、２２ 支点、２３ ブラケット、２４ ソケット、２５ ばね(ロープ張力調整用)、２６ ばね、２７ 支点、２８ ベース、２９ ローラサポートレール、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ レール内側面、３１ａ，３１ｂ レール内側面(突起部)３２ ロッド、３３ レバー

Claims (7)

1. 昇降路内を昇降する乗りかご及びつり合い重りと、前記乗りかごと前記つり合い重りを吊持するロープと、前記乗りかご及び前記つり合い重りを駆動する駆動装置と、前記乗りかごをガイドするかごレールと、を備えたエレベーターにおいて、
   前記乗りかごの移動量が前記つり合い重りの移動量に対して２倍となるように構成されているとともに、
   前記つり合い重りが前記かごレールの一部を走行するように構成されたことを特徴とするエレベーター。
2. 請求項１に記載のエレベーターにおいて、
   前記昇降路の形状が前記昇降路の高さ方向における中央部が他の部位よりも水平方向に突出した形状となっていることを特徴とするエレベーター。
3. 請求項１に記載のエレベーターにおいて、
   前記つり合い重りには、前記ロープが巻きかけられるプーリが備えられており、
   前記プーリの回転軸は、水平軸に対して傾斜可能に構成されたことを特徴とするエレベーター。
4. 請求項１に記載のエレベーターにおいて、
   前記ロープの端部が固定された建屋固定端部を有し、前記建屋固定端部は水平軸に対して傾斜可能に構成されたことを特徴とするエレベーター。
5. 請求項１に記載のエレベーターにおいて、
   前記かごレールが、前記乗りかごの奥行き方向における乗りかご中央位置よりも前記つり合い重り側にずらして配置されたことを特徴とするエレベーター。
6. 請求項１に記載のエレベーターにおいて、
   前記昇降路内の一部に湾曲したレールを配し、
   前記昇降路内の前記乗りかごと前記つり合い重りがすれ違う部位の上方で、前記つり合い重りの背面に設置したローラと前記レールが接して、前記レールに沿ってガイドされることで、前記つり合い重りがかごレールから離間することを特徴とするエレベーター。
7. 請求項６に記載のエレベーターにおいて、
   前記レールは、断面形状がコ字形状をなし、その両先端が開くような折り曲げ部を有するとともに、
   昇降路の高さ方向における前記つり合い重りが前記乗りかご上方で前記かごレールを走行した状態から前記レールに退避移動する部位は、先端折り曲げ部が片側のみに設置されていることを特徴とするエレベーター。