JP6988876B2 - 主ロープの振れ抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、主ロープの振れ抑制装置に関し、特に、地震等によりエレベータが設置された建物が揺れるのに起因して生じる主ロープの振れを抑制する主ロープの振れ抑制装置に関する。

近年、建築物の高層化が進むにつれ、ロープ式のエレベータにおいて、地震や強風によって建物に揺れが生じた場合における主ロープの振れが問題となっている。

高層建築物に設置されるロープ式エレベータは、かごの昇降路上部の直上に機械室が設けられ、当該機械室にかごを駆動する巻上機が設置されている場合が多い。巻上機の一部を構成する綱車には、主ロープが掛けられており、主ロープの一端側には乗りかごが、他端側には釣合いおもりが各々連結され、各々主ロープによって吊り下げられている。

そして、原動機によって綱車を正転または逆転することにより、上下方向に敷設された一対のかご用ガイドレールに案内された乗りかごが昇降される構成となっている。

このような構成のエレベータにおいて、例えば、長周期地震動により建物が揺れると建物最上部から乗りかごを吊り下げている主ロープも建物の揺れとほぼ同じ向きに水平方向に振れる（以下、この水平方向の主ロープの振れを「横振れ」と称する）。

従来、建物に設置された長周期振動感知器によって感知される当該建物の揺れの大きさから主ロープの振れの大きさを推定し、当該主ロープの振れの大きさの程度に応じて、エレベータの管制運転を実施し、一時的にエレベータの運行を停止するなどしている。

しかしながら、建物の振れが収まった後も主ロープの振れが収束するまでの間、エレベータの通常運転を再開できないという問題がある。また、地震や強風により発生する建物揺れの周波数に主ロープが共振した場合には、主ロープの振れが大きくなることも考えられる。このような場合には、主ロープが昇降路内に設置された機器類などに接触して破損させることも起こり得る。そして、機器類が破損してしまうと、保守員などによる修理作業が必要になるため通常運転の再開までにより長い期間を要するという問題もある。

特許文献１には、乗りかご上部のかご枠の一部を構成する上梁に取り付けられた加振手段（ロープ振れ抑制機構）を用いて主ロープを加振することにより、主ロープの横振れを抑制する主ロープの振れ抑制装置が開示されている。

特開平９−１４２７５６号公報

上記特許文献１に記載の主ロープの振れ抑制装置では乗りかご上部の上梁に加振手段が設置されているため、同振れ抑制装置が主ロープの横振れに伴って作動すると加振手段の作動音が乗りかご内に伝わりやすく、乗りかご内の騒音が大きくなりやすいという問題がある。

本発明では、作動時に乗りかご内に伝わる騒音の大きさを低減できる主ロープの振れ抑制装置を提供することを目的とする。

本発明の主ロープの振れ抑制装置は、エレベータ用昇降路内に設けられた一対のガイドレールにより上下方向に案内される乗りかごをガイドレールに沿って昇降させるために用いられる主ロープの振れを抑制する振れ抑制装置であって、乗りかご上方の主ロープに取り付けられる固定部と、固定部の上下方向の移動に連動して移動可能な状態で一対のガイドレールに取り付けられ、固定部を介して主ロープの振れを抑制するロープ振れ抑制機構と、を備え、ロープ振れ抑制機構は、一対のガイドレールと各々摺動可能に構成された第１摺動部および第２摺動部を含み、第１摺動部にはガイドレールと交差する方向に固定部を移動させる駆動ユニットが含まれ、第２摺動部には固定部に弾性力を作用させる弾性ユニットが含まれているものである。

本発明の主ロープの振れ抑制装置によれば、ロープ振れ抑制機構が固定部の上下方向の移動に連動して移動可能な状態で一対のガイドレールに取り付けられている。このため、主ロープの横振れに伴ってロープ振れ抑制機構が作動しても、例えば、乗りかご上部にロープ振れ抑制機構が取り付けられている場合と比較してロープ振れ抑制機構の作動音が乗りかご内に伝わり難い。この結果、主ロープの横振れに伴ってロープ振れ抑制機構が作動したときに乗りかご内に伝わる騒音を低減できる。

本発明の一実施形態である主ロープの振れ抑制装置が適用されるエレベータの全体構成図である。 振れ抑制装置を含む乗りかご上部周辺の側面構成図と、同側面構成図に含まれる第１摺動部および第２摺動部の上から見た状態を示す部分拡大図、と、同側面構成図に含まれる固定部の上面側構成を示す部分拡大図とを示す図である。 図３（ａ）は、主ロープ群が第１摺動部側に横振れしたときの主ロープの振れ抑制装置の動作を示す図である。図３（ｂ）は、主ロープ群が第２摺動部側に横振れしたときの主ロープの振れ抑制装置の動作を示す図である。

以下、本発明の一実施形態である主ロープの振れ抑制装置が適用されるエレベータ１０について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、図中に示す「Ｘ」は上梁１４Ａ−１の長手方向に略平行をなす水平方向Ｘを示し、「Ｙ」は水平方向Ｘに直交する水平方向Ｙを示し、「Ｚ」は水平方向Ｘ，Ｙに各々直交する上下方向Ｚを示すものとする。また、必要に応じて水平方向ＸをＸ方向と、水平方向ＹをＹ方向とも表記する。

図１は、エレベータ１０の概略構成を示す図である。図１において、図示簡略化のため主ロープ群１２は１本のロープとして図示している。図１に示すように、エレベータ１０は、トラクション方式のロープ式エレベータであり、複数本の主ロープ１２−１，１２−２，１２−３，…，（図２参照）からなる主ロープ群１２の一端側に乗りかご１４を支持するかご枠１４Ａが吊り下げられ、他端側に釣合おもり１５が吊り下げられる。また、かご枠１４Ａの直上方に位置する主ロープ群１２には、後段にて詳述する主ロープの振れ抑制装置（以下、「振れ抑制装置」と表記する）３０の一部を構成する固定部３２（図２参照）が取り付けられている。乗りかご１４は、昇降路１７の壁面に上下方向Ｚに沿って延びるように設けられている一対のガイドレールＧ１，Ｇ２（図２参照）を介して上下方向Ｚに案内される。また、両ガイドレールＧ１，Ｇ２の間には、かご枠１４Ａに一端が連結された主ロープ群１２が垂下している。同様に、釣合おもり１５も、同おもり１５に対応して設けられている一対のガイドレール（不図示）を介して上下方向Ｚに案内される。

さらに、かご枠１４Ａには、乗りかご１４の昇降位置によって吊り下げ重量が変動する主ロープ群１２やトラベリングケーブル（不図示）などによる重量のアンバランスを補償する機能を有する補償ロープ１６の一端が接続される。この補償ロープ１６は、昇降路１７の底部であるピット１７−１に設置された張車１９に架け渡されており、他端側が釣合おもり１５の下端部に接続される。

主ロープ群１２は、昇降路１７直上の機械室Ｍに設置されている巻上機１８の綱車１８Ａ及びそらせ車１８Ｂに架け渡されており、不図示の巻上機モータにより綱車１８Ａを正転または逆転させることにより乗りかご１４及び釣合おもり１５を相対的に昇降させる機能を有する。また、機械室Ｍには、巻上機１８等の運転や振れ抑制装置３０（図２参照）の動作を統括的に制御する制御部２０が設けられている。なお、本実施形態では、機械室Ｍに設けられた制御部２０により振れ抑制装置３０の動作を制御しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、乗りかご１４の上面１４Ｒに振れ抑制装置３０の動作を制御する制御部を設けるようにしてもよい。

以下の説明では、主ロープ群１２における乗りかご１４を吊り下げている部分をかご側主ロープ群１２Ａと称し、釣合おもり１５を吊り下げている部分を釣合おもり側主ロープ群１２Ｂと必要に応じて呼称する。上記の定義に従えば、主ロープ群１２に占めるかご側主ロープ群１２Ａと、釣合おもり側主ロープ群１２Ｂの長さは乗りかご１４の昇降位置によって変動する。ここで、図１に１点鎖線で示すかご側主ロープ群１２Ａは、かご側主ロープ群１２Ａが横振れ（後段に詳述）したときの状態の一例を模式的に示すものである。

図２は、振れ抑制装置３０を含む乗りかご１４の上部周辺の構成を示す図である。図２に示すように、振れ抑制装置３０は、かご側主ロープ群１２Ａが横振れしたときに同ロープ群１２Ａの横振れを抑制する機能を有する。振れ抑制装置３０は、かご枠１４Ａの上方のかご側主ロープ群１２Ａに取り付けられた固定部３２と、この固定部３２を介してかご側主ロープ群１２Ａの振れを抑制するロープ振れ抑制機構４０とを含む。固定部３２は金属製の板材であり、かご側主ロープ群１２−１，１２−２，１２−３，…，を各々挿通するための貫通孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，…，が設けられている。そして、固定部３２の各貫通孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，…，に挿通された状態でかご側主ロープ群１２Ａが、例えば、固定金具（不図示）などを用いて固定部３２に固定される。ここで、固定部３２と、乗りかご１４の上面１４Ｒとの間隔Ｈは、最上階の乗場に乗りかご１４が停止したときに、昇降路１７の天井１７Ｒ（図１参照）と、固定部３２や後述する第１摺動部４３や第２摺動部４４との間に、所定の安全距離が確保されるように適宜設定すればよい。

ロープ振れ抑制機構４０は、図２に示すように、ガイドレールＧ１，Ｇ２と各々摺動可能に構成された第１摺動部４２および第２摺動部４３を含む。両摺動部４２，４３は、ビーム４２Ａ，４３Ａを介して固定部３２と各々連結されている。

第１摺動部４２は、略Ｕ字状に構成された支持体４４と、支持体４４の上下両端部に各々固定されたガイドシュー４５Ａ，４５Ｂと、支持体４４の中央部に取り付けられた駆動部４６からなる。

ガイドシュー４５Ａは、上面視において略Ｕ字状をなす樹脂部材によって構成された摺動体であり、ガイドレールＧ１を上下方向Ｚに沿って移動可能な状態で挟み込むように配置されている。ガイドシュー４５Ｂも、ガイドシュー４５Ａと同一の構成を具備している。

駆動部４６は、有底筒状をした本体４６Ａと、この本体４６Ａに内蔵された油圧式のアクチュエータ（不図示）を含み、かご側主ロープ群１２Ａを加振する機能を有する。本体４６Ａには水平方向Ｘに移動可能な状態でビーム４２Ａが挿し込まれている。そして、このビーム４２Ａは、固定部３２に先端部が接続されている。また、駆動部４６は、ビーム４２Ａを介して第１摺動部４２に接近または離間するよう固定部３２を水平方向Ｘに沿って移動させる。そして、ビーム４２Ａの移動に伴い固定部３２が水平方向Ｘに移動することにより、かご側主ロープ群１２Ａが加振される。なお、本実施形態では、駆動部４６として油圧式のアクチュエータを用いているが、電動式のアクチュエータを用いてもよい。

第２摺動部４３は、支持体４４と同様の構成からなる支持体４７と、第１摺動部４２のガイドシュー４５Ａ，４５Ｂと同一構成を各々備えるガイドシュー４８Ａ，４８Ｂを含み、支持体４７の中央部に弾性ユニット５０が取り付けられている。ここで、両摺動部４２，４３は、上述したように、各々、２つのガイドシュー４５Ａ，４５Ｂ，４８Ａ，４８Ｂを介してガイドレールＧ１，Ｇ２と摺動するように構成されている。このため、固定部３２の昇降に伴って両ビーム４２Ａ，４３Ａが上下動するときに、水平方向Ｘと略平行な状態を維持しつつ両ビーム４２Ａ，４３Ａを上下方向Ｚに沿って移動させることができる。これにより、ガイドレールＧ１，Ｇ２から脱落することなくロープ振れ抑制機構４０を固定部３２の昇降移動に追従させることができる。

また、弾性ユニット５０は、図２に示すように、有底筒状をなす筒状部５２と、この筒状部５２に収容される弾性バネ５４を含む。この筒状部５２には水平方向Ｘに沿って移動可能な状態でビーム４３Ａが挿し込まれている。弾性バネ５４の両端は各々筒状部５２の底部とビーム４３Ａの端部に接続されており、弾性バネ５４はビーム４３Ａに押圧（弾性）力を作用させる。これにより、上述した駆動部４６によって固定部３２が水平方向Ｘに移動するのに追従してビーム４３Ａを水平方向Ｘに移動させることができる。また、弾性バネ５４がビーム４３Ａに押圧力を作用させることによって、適度な付勢力でガイドレールＧ１，Ｇ２に両摺動部４２，４３を各々押し付けた状態に維持できる。このため、両ガイドレールＧ１，Ｇ２からロープ振れ抑制機構４０が脱落する、或いは、両ビーム４２Ａ，４３Ａが各々本体４６Ａおよび筒状部５２から抜け落ちるといったことを防止できる。

また、第１摺動部４２と同様の駆動部を設ける代わりに弾性ユニット５０を第２摺動部４３に設けることで、第１摺動部４２の駆動部４６にのみ駆動電力を供給すればよいため、装置の構成を簡略化できるという利点もある。

制御部２０（図１参照）は、昇降路１７内に、複数設置されているロープ振れ検知センサ（不図示）を介してかご側主ロープ群１２Ａの振れを検知し、検知結果に基づいてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制するように振れ抑制装置３０の動作を制御する。より具体的には、制御部２０は、建物揺れによって生じたかご側主ロープ群１２Ａの横振れをＸ方向およびＹ方向の成分に分解したときのＸ方向成分に相当する入射波に対し、この入射波を打ち消す反射波が発生するようロープ振れ抑制機構４０を介してかご側主ロープ群１２ＡをＸ方向に加振、換言すると、横振れさせるよう制御を行うことなどが考えられる。これにより、かご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制することができる。

制御部２０における振れ抑制装置３０の動作制御については、シミュレーションなどを用いてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制するのに適切な動作パターンを予め算出して用いてもよい。また、かご側主ロープ群１２Ａを実際に横振れさせた状態で振れ抑制装置３０を動作させるなどしてかご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制させる上で適切な動作パターンを実験的に算出するようにしてもよい。

本実施形態において、制御部２０（図１参照）は、ロープ振れ検知センサ（不図示）から取得されるかご側主ロープ群１２Ａの位置情報に基づき、上下方向Ｚにおいてかご側主ロープ群１２Ａの振れ幅が最大となる位置を割り出す。そして、制御部２０は、上記振れ幅が最大となる位置における同ロープ群１２Ａの振れ幅のＸ，Ｙ方向成分を各々算出し、このうちＸ方向成分の大きさに基づいて振れ抑制装置３０の駆動を制御する。

次に、制御部２０における振れ抑制装置３０の動作制御について図３（ａ），図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）において、かご側主ロープ群１２Ａが横振れしていない静止状態における中心位置を原点位置Ｐ０として1点鎖線で示す。図３（ａ）は、かご側主ロープ群１２Ａが第１摺動部４２に接近した位置である位置Ｐ１まで横振れした状態を示す図である。これに対して、図３（ｂ）は図３（ａ）と反対側、すなわち、第２摺動部４３に接近した位置である位置Ｐ２までかご側主ロープ群１２Ａが横振れした状態を示す図である。

ここで、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、かご側主ロープ群１２Ａは原点位置Ｐ０からＸ１方向に横振れして位置Ｐ１に至るとともに、位置Ｐ１で振れ方向がＸ２方向に変化して再び原点位置Ｐ０を通過し反対側の位置Ｐ２に至り、位置Ｐ２で振れ方向がＸ１方向に変化して原点位置Ｐ０に向かうよう横振れしているものとする。また、原点位置Ｐ０よりも位置Ｐ１側の領域を領域Ａとし、原点位置Ｐ０よりも位置Ｐ２側の領域を領域Ｂとする。

制御部２０は、領域Ａの方にかご側主ロープ群１２Ａが横振れしている場合には、固定部３２をＸ１方向に移動させるように駆動部４６の駆動を制御する。そして、領域Ｂの方にかご側主ロープ群１２Ａが横振れしている場合には、固定部３２がＸ２方向に移動するように駆動部４６の駆動を制御する。これにより、かご側主ロープ群１２Ａの横振れを抑制することができる。

本実施形態の主ロープの振れ抑制装置３０によれば、ロープ振れ抑制機構４０が固定部３２の上下方向Ｚの移動に連動して移動可能な状態でガイドレールＧ１，Ｇ２に取り付けられている。このため、かご側主ロープ群１２Ａの横振れに伴ってロープ振れ抑制機構４０が作動しても乗りかご１４の上梁１４A―１や上面１４Ｒなどにロープ振れ抑制機構が取り付けられている場合と比較してロープ振れ抑制機構４０の作動音が乗りかご１４内に伝わり難い。この結果、かご側主ロープ群１２Ａの横振れに伴ってロープ振れ抑制機構４０が作動したときに乗りかご１４内に伝わる騒音の大きさを低減できる。

上記実施形態では、第１摺動部４２に駆動部４６を設け、第２摺動部４３に弾性ユニット５０を設ける例を挙げて説明しているが、第２摺動部４３にも駆動部４６と同様の構成を具備した駆動部を設けるようにしてもよい。そして、この場合において、領域Ａの方にかご側主ロープ群１２Ａが横振れしているときに固定部３２をＸ１方向に移動させるように制御部２０は両摺動部４２，４３における各駆動部の駆動を制御する。同様に、領域Ｂの方にかご側主ロープ群１２Ａが横振れしているときに、制御部２０はＸ２方向に固定部３２を移動させるよう両摺動部４２，４３における各駆動部の駆動を制御する。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

１０ エレベータ
１２ 主ロープ群
１２−１，１２−２，１２−３ 主ロープ
１２Ａ かご側主ロープ群
１２Ｂ 釣合おもり側主ロープ群
１４ 乗りかご
３０ 振れ抑制装置（主ロープの振れ抑制装置）
３２ 固定部
４０ ロープ振れ抑制機構
４２ 第１摺動部
４２Ａ ビーム
４３ 第２摺動部
４３Ａ ビーム
４４，４７ 支持体
４５Ａ，４５Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ ガイドシュー
４６ 駆動部
５０ 弾性ユニット
５２ 筒状部
５４ 弾性バネ
Ａ，Ｂ 領域
Ｐ０ 原点位置
Ｐ１，Ｐ２ 位置
Ｘ，Ｙ 水平方向
Ｚ 上下方向

Claims (1)

1. エレベータ用昇降路内に設けられた一対のガイドレールにより上下方向に案内される乗りかごを前記ガイドレールに沿って昇降させるために用いられる主ロープの振れを抑制する振れ抑制装置であって、
   前記乗りかご上方の前記主ロープに取り付けられる固定部と、
   前記固定部の上下方向の移動に連動して移動可能な状態で前記一対のガイドレールに取り付けられ、前記固定部を介して前記主ロープの振れを抑制するロープ振れ抑制機構と、
   を備え、
   前記ロープ振れ抑制機構は、前記一対のガイドレールと各々摺動可能に構成された第１摺動部および第２摺動部を含み、前記第１摺動部には前記ガイドレールと交差する方向に前記固定部を移動させる駆動ユニットが含まれ、前記第２摺動部には前記固定部に弾性力を作用させる弾性ユニットが含まれている、
   主ロープの振れ抑制装置。

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