JP7841912B2 - エレベーターの免震構造 - Google Patents

Description

本発明は、エレベーターの免震構造に関するものである。

従来から、エレベーターには自動復旧運転機能が備えられているため、概ね震度４レベルの揺れを感知すると、最寄り階に自動停止して人がエレベーターのかごから退出できるように設定されている。しかし、中大地震時に、適切に停止できず、エレベーターのかご内に人が閉じ込められた報告が多数ある。

エレベーターが一旦停止すると、保守担当者による安全確認をしてからでないと運転再開できない。この場合、地震後は直ぐにエレベーターが使えず、中高層建物では避難や水、食料、薬等の生活物資の配送が遅れることが懸念される。このため、地震時にも停止せず機能し続けられるように、エレベーターの免震化が求められている。

下記の特許文献１～３では、免震構造建物内に用いるエレベーター装置が提案されている。

下記の特許文献４では、エレベーターを格納するコンクリートで形成されたエレベーターシャフト（昇降路）の内側にエレベーター架構が設けられ、エレベーター架構の下部とエレベーターシャフトの底部との間に免震装置が設置され、エレベーター架構の下部とエレベーターシャフトの壁との間に制震装置が設置されたエレベーターの免震構造が提案されている。

特許第４７６４６５６号公報 特許第４４８１０７１号公報 特開平１－００２９８７号公報 特開２０１３－１８６３６号公報

しかしながら、特許文献１～３のエレベーター装置は、エレベーター自体（単体）を免震化したものではないため、建物が免震構造でないと適用することができない。

引用文献４のエレベーターの免震構造は、震度４以下の場合に従来システムでも対応でき、震度６以上の場合に従来通りの保守担当者が安全確認した後に運転再開するため、効果が得られるのは震度５の場合だけであり、メリットが小さい。
また、エレベーターシャフトの下部に設置した免震装置の上にエレベーター架構を構築するため、エレベーターシャフトとエレベーター架構との間に免震クリアランスが必要になる。このため、通常のエレベーターシャフト内に納まるエレベーターのかごの寸法よりも小さな寸法のエレベーターのかごしか設置できず、各階の出入り口でエレベーターのかごとエレベーターホール床との間にクリアランス対応（床エキスパンションジョイント等）が必要となり、非効率なシステムとなる。
また、震度６以上のような大地震の場合、エレベーター架構が曲げ変形して、エレベーターシャフトの壁（コンクリート壁）と衝突してしまいう懸念がある。エレベーター架構の上部が曲げ変形しやすいため、上層階での水平変位が増加し、エレベーターシャフトの壁と衝突するおそれが大きくなる。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、建物と独立してエレベーターシャフトをまるごと免震化することができるエレベーターの免震構造を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るエレベーターの免震構造は、エレベーターピットと、前記エレベーターピット上に設けられた免震支承と、前記免震支承に支持された梁構造体と、前記梁構造体に固定して立設された上部フレームと、前記上部フレームに支持されたエレベーター本体と、を備える。

このように構成されたエレベーターの免震構造では、免震支承で支持する梁構造体、上部フレーム及びエレベーター本体を、他の構造物とは独立して免震化することができる。

また、本発明に係るエレベーターの免震構造では、前記梁構造体は、前記免震支承に支持され、平面視ロの字状に形成された基礎繋梁と、前記基礎繋梁に支持され、平面視井桁状に形成されたアウトリガー梁と、を有し、前記上部フレームは、前記アウトリガー梁に固定されていてもよい。

このように構成されたエレベーターの免震構造では、アウトリガー梁の支点間隔（支承間隔＝支承間隔）が上部フレームの柱間隔より大きい。このため、上部フレームの下端にある梁構造体の浮き上がりが生じにくく、上部フレームの下端における回転も生じにくくなる。よって、上層階でクリアランスが不足して上部フレームと構造体とがエレベーター乗降口で衝突するおそれを抑制することができる。

また、本発明に係るエレベーターの免震構造では、前記梁構造体は、前記免震支承に支持され、平面視ロの字状に形成された基礎繋梁を有し、前記上部フレームは、前記基礎繋梁に固定されていてもよい。

このように構成されたエレベーターの免震構造では、アウトリガー梁を設置せずに、梁構造体、上部フレーム及びエレベーター本体を、独立して免震化することができるため、アウトリガー梁を設置する施工手間を省略することができるが、上部フレームの柱間隔は大きくなる。

また、本発明に係るエレベーターの免震構造は、前記エレベーターピット内に梁構造体から吊り下げられた下部フレームを備えている。

このように構成されたエレベーターの免震構造では、梁構造体から吊り下げられた下部フレームが設けられるため、地下部においてもエレベーター本体を安定して支持することができる。

また、本発明に係るエレベーターの免震構造では、前記免震支承は、滑り支承であってもよい。

このように構成されたエレベーターの免震構造では、滑り支承によって、免震効果を発揮し、エレベーターに伝わる地震力を低減することができる。

本発明に係るエレベーターの免震構造によれば、建物と独立してエレベーターシャフトをまるごと免震化することができる。

本発明の第一実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、図２のＩ－Ｉ線の立面図である。 本発明の第一実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な平面図である。 本発明の第一実施形態の（ａ）免震支承の摺動子の分解斜視図であり、（ｂ）免震支承の分解斜視図である。 本発明の第一実施形態の免震支承の（ａ）平面図であり、（ｂ）（ａ）のｂ－ｂ線断面図であり、（ｂ）（ａ）のｃ－ｃ線断面図である。 本発明の第一実施形態の免震支承の常時の状態を示す図である。 本発明の第一実施形態の免震支承の地震時時の状態を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線の立面図である。 本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、上部フレームの位置での平面図である。 本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、基礎繋梁位置での平面図である。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係るエレベーターの免震構造について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、図２のＩ－Ｉ線の立面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るエレベーターの免震構造１は、エレベーターピット１０と、エレベーター構造体２と、免震支承３０と、を備えている。

エレベーターピット１０は、地下に設置されている。エレベーターピット１０は、底盤１１と、底盤１１の外縁部から立設された周壁（ピット壁）１２と、を有している。周壁１２の上端部には、外側に張り出した張出し部１２ａが設けられている。エレベーターピット１０の内部には、後述するエレベーター構造体２の下部が収容可能な収容空間部１０ｓが形成されている。

エレベーター構造体２は、梁構造体２０と、上部フレーム５０と、下部フレーム６０と、エレベーター本体７０と、を有している。

梁構造体２０は、基礎繋梁２１と、アウトリガー梁４０と、を有している。

図２は、エレベーターの免震構造１を示す模式的な平面図である。
基礎繋梁２１は、張出し部１２ａの上方に配置されている。基礎繋梁２１は、後述する免震支承３０に支持されている。基礎繋梁２１は、張出し部１２ａの延在方向に沿って配置されている。図２に示すように、平面視で、基礎繋梁２１は、平面視ロの字状に形成されている。基礎繋梁２１は、水平面に沿う第１方向（図２に矢印ａで示す方向）に延びる一対の梁と、水平面に沿い第１方向に直交する第２方向（図２に矢印ｂで示す方向）に延びる一対の梁とが、端部で接合されて一体化され、全体として平面視ロの字状になるように構成されていてもよい。

図１に示すように、アウトリガー梁４０は、基礎繋梁２１上または側面固定されている。

図２に示すように、アウトリガー梁４０は、一対の第１梁４１と、一対の第２梁４２と、一対の第３梁４３と、一対の第４梁４４と、を有している。

第１梁４１は、第１方向（図２に矢印ａで示す方向）に延びている。一対の第１梁４１は、第２方向（図２に矢印ｂで示す方向）に離間して配置されている。第２梁４２は、第２方向に延びている。一対の第２梁４２は、第１方向に離間して配置されている。第２梁４２は、長さ方向の中間部で第１梁４１と接合されている。一対の第１梁４１及び一対の第２梁４２によって、平面視井桁状をしている。

一対の第３梁４３は、基礎繋梁２１上に位置し、第１方向に延びている。一対の第４梁４４は、基礎繋梁２１上に位置し、第２方向に延びている。平面視で一対の第３梁４３及び一対の第４梁４４は、一対の第１梁４１及び一対の第２梁４２の外側を囲むように、ロの字状をしている。なお、アウトリガー梁４０が基礎繋梁２１の側面に接合される場合は、基礎繋梁２１の成をアウトリガー梁４０と同じにして第３梁４３および第４梁４４を省略してよい。

図１に示すように、上部フレーム５０は、４本の柱５１と、複数の接合部材５２と、上部支持部５５と、を有している。

図２に示すように、柱５１の下端部は、アウトリガー梁４０の第１梁４１と第２梁４２との交差部に固定され立設されている。

図１に示すように、接合部材５２は、隣り合う柱５１どうしを接合している鉄骨梁部材である。接合部材５２は、上下方向に離間して複数配置されている。接合部材５２は、第１方向に隣り合う柱５１どうしを接合する一対の第１接合部材５３と、第２方向に隣り合う柱５１どうしを接合する一対の第２接合部材（不図示）と、を有している。平面視で、接合部材５２は、一対の第１接合部材５３と一対の第２接合部材とによって四方枠状に配置されている。上部支持部５５は、４本の柱５１の上端部どうしを接合している。

下部フレーム６０は、エレベーターピット１０の内部に収容されている。下部フレーム６０は、４本の縦材（吊り柱）６１と、複数の横材（梁）６２と、を有している。

縦材６１の上端部は、アウトリガー梁４０の第１梁４１と第２梁４２との交差部に固定され吊り下げられている。

横材６２は、隣り合う縦材６１の下端部どうしを接合している。横材６２は、第１方向に隣り合う縦材６１どうしを接合する一対の第１接合部材６３と、第２方向に隣り合う縦材６１どうしを接合する一対の第２接合部材（不図示）と、を有している。平面視で、横材６２は、一対の第１接合部材６３と一対の第２接合部材とによって四方枠状に配置されている。

下部フレーム６０の縦材６１は、エレベーターピット１０の周壁１２との間に、免震クリアランスｓ１を空けて配置されている。

エレベーター本体（エレベーターのかご）７０は、上部フレーム５０の上部支持部５５に設置された機械室７２に設けられたシーブ（不図示）に掛け回された吊りロープ７１を介して、上部フレーム５０に支持されている。図１に、エレベーター本体７０の移動範囲を二点鎖線７０ａで示す。

本実施形態では、免震支承３０は、傾斜滑り支承である。免震支承３０は、エレベーター構造体２をその支持構造物であるエレベーターピット１０に対して水平各方向に滑動自在に支持するためのものである。図２に示すように、免震支承３０は、エレベーターピット１０の張出し部１２ａの四隅に設置されている。なお、免震支承の一実施形態が滑り支承であり、滑り支承の一例として傾斜滑り支承が採用されている。

図３は、（ａ）免震支承３０の摺動子３５の分解斜視図であり、（ｂ）免震支承３０の分解斜視図である。
図３に示すように、免震支承３０は、上部案内部材３３と、下部案内部材３４と、摺動子３５と、を有している。上部案内部材３３は、基礎繋梁２１の下部（図１参照）に固定されている。下部案内部材３４は、エレベーターピット１０の張出し部１２ａの上部（図１参照）に固定されている。摺動子３５は、上部案内部材３３と下部案内部材３４との間に介装されている。摺動子３５は、上部案内部材３３に対して水平一方向（図３ではＸ－Ｘ方向として示す）にのみ摺動可能に保持されている。摺動子３５は、下部案内部材３４に対しては水平一方向と直交する水平他方向（図３ではＹ－Ｙ方向として示す）にのみ摺動可能に保持されている。

図４は、免震支承３０の（ａ）平面図であり、（ｂ）（ａ）のｂ－ｂ線断面図であり、（ｂ）（ａ）のｃ－ｃ線断面図である。
上部案内部材３３及び下部案内部材３４は、いずれも断面矩形の横長のブロック状をなす同一形状及び同一寸法の部材である。上部案内部材３３及び下部案内部材３４は、長さ方向が互いに直交する向きとされている。上部案内部材３３及び下部案内部材３４は、上下方向に間隔をおいた状態で対向配置されている。図４（ｂ）,（ｃ）に示すように、この状態で、上部案内部材３３が基礎繋梁２１に固定され、下部案内部材３４がエレベーターピット１０の張出し部１２ａに固定されている。

図３（ｂ）に示すように、上部案内部材３３及び下部案内部材３４の対向面側（すなわち上部案内部材３３の下面側及び下部案内部材３４の上面側）には、それぞれの長さ方向に沿う溝が形成されている。溝の深さは中央部から両側に向かって漸次浅くなるようにされている。溝の底面は緩慢なＶ形に傾斜する傾斜面とされている。

上部案内部材３３の溝が下向きとなり、溝の延在方向がＸ－Ｘ方向に沿う向きで、上部案内部材３３は上部構造体１７に固定されている。これによって、上部案内部材３３に形成されている溝の底面は、Ｘ－Ｘ方向に沿って逆Ｖ形に緩慢に傾斜する下向きの上部傾斜面３６となっている。

下部案内部材３４の溝が上向きとなり、溝の延在方向がＹ－Ｙ方向に沿う向きで、下部案内部材３４はエレベーターピット１０に固定されている。これによって、下部案内部材３４に形成されている溝の底面は、Ｙ－Ｙ方向に沿ってＶ形に緩慢に傾斜する上向きの下部傾斜面３７となっている。

図５は、免震支承３０の常時の状態を示す図である。
図５に示すように、免震支承３０の支持する軸力（自重）をＷとすると、傾斜による復元力（水平力）Ｆは、水平面に対する傾斜角をθとして、式（１）で表される。摺動子３５の接触面は、上面全体である。なお、μは傾斜面の摩擦係数であり、μＷは摩擦力を意味する。

図６は、免震支承３０の地震時時の状態を示す図である。
地震時の免震層に生じる水平変位に対し、図６に示すように免震支承３０は可動する。摺動子３５の接触面は、上面の半分である。なお、実際の勾配は１／１００～１／２０だが、図を分かりやすくするために、傾斜角θを大きく図示している。

傾斜角θと傾斜面の摩擦係数μは、式（２）で表される関係にある。

tanθは摩擦係数μの０．１～０．４に相当する値とする。また、免震変位によって摩擦係数を調整する必要があるが、低摩擦材を使用してμ≦０．０６とする。

上記のエレベーターの免震構造１では、エレベーター構造体２を免震化することができるから、エレベーター本体７０と上部フレーム５０との間に免震クリアランスは必要なくなり、各階のかご出入り口におけるクリアランス対応（エキスパンションジョイント）も不要となる。

図１に示すように、アウトリガー梁４０の支点間隔（＝支承間隔）は、上部フレーム５０の柱５１間隔Ｂより大きい。エレベーターの転倒モーメントＭは、地震力Ｑ及び免震支承３０までの高さＨを用いて、式（３）で表される。

アウトリガー梁４０がある場合（本実施形態）の支点反力（軸力）ＰＡ、アウトリガー梁４０が無い場合の上部フレーム５０の柱５１の柱脚反力ＰＢは、それぞれ式（４）、（５）で表される。

Ａ＞Ｂであるため、ＰＡ＜ＰＢとなる。よって、転倒モーメントによる浮き上がりが生じ難くなり、アウトリガー梁４０の回転（柱５１の柱脚部回転）も抑制される。

このように構成されたエレベーターの免震構造１では、免震支承３０で支持するエレベーター構造体２を、他の構造物とは独立して免震化することができる。エレベーターの免震構造１は他の構造物と一体化せずに独立した免震構造であるため、既存のＲＣ等の耐震構造物に隣接して増設し、廊下で接続するエレベーターのみを免震化することができる。

また、アウトリガー梁４０の支点間隔Ａは、上部フレーム５０の柱５１間隔Ｂより大きい。このため、上部フレーム５０の下端にある梁構造体２０の浮き上がりが生じにくく、上部フレーム５０の下端における回転も生じにくくなる。よって、上層階でクリアランスが不足して上部フレーム５０と構造体とがエレベーター乗降口で衝突するおそれを抑制することができる。

また、梁構造体２０から吊吊り下げられた下部フレーム６０が設けられるため、地下部においてもエレベーター本体７０を安定して支持することができる。

また、免震支承３０として傾斜滑り支承を採用することによって、免震効果を発揮し、エレベーター構造体２に伝わる地震力を低減することができる。傾斜滑り支承を適用した構造物が固有周期をもっていないため、共振する可能性はない。荷重の変動による（荷重偏心による）ねじれが生じ難く、免震効果への影響も少ない。

また、上部フレーム５０はエレベーター本体７０と同時に免震化されているため、エレベーター本体７０と上部フレーム５０との間に免震クリアランスを設ける必要がない。このため、従来のように、コンクリート壁とエレベーターのかごとの間に大きな隙間（クリアランス）が不要となり、大きなエレベーター本体（エレベーターのかご）７０を設置することができる。

また、地下のエレベーターピット１０では、下部フレーム６０とエレベーターピット１０の周壁１２との間に免震クリアランスｓ１が必要となるが、地上部ではエレベーター本体７０と上部フレーム５０との間に免震クリアランスが不要となる。よって、上部フレーム５０をエレベーター本体７０と比較して過大な寸法にすることなくコンパクトで合理的に設計することができる。

また、上部フレーム５０の荷重をアウトリガー梁４０及び基礎繋梁２１によって、地下部で所定の免震クリアランスｓ１を確保したまま円滑に免震支承３０に伝達できる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造について、主に図７～図９を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態では、上述の第一実施形態と同一又は同様な部材及び部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施形態と異なる構成について説明する。

図７は、本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線の立面図である。図８は、本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、上部フレームの位置での平面図である。図９は、本発明の第二実施形態に係るエレベーターの免震構造を示す模式的な図であり、基礎繋梁位置での平面図である。
図７に示すように、本実施形態に係るエレベーターの免震構造１Ａは、エレベーターピット１０と、エレベーター構造体２Ａと、免震支承３０と、を備えている。

エレベーター構造体２Ａは、梁構造体２０Ａと、上部フレーム５０Ａと、エレベーター本体７０Ａと、を有している。

梁構造体２０Ａは、基礎繋梁２１を有している。梁構造体２０Ａはアウトリガー梁を備えていない。

上部フレーム５０Ａは、４本の柱５１Ａと、複数の接合部材５２Ａ（図８参照）と、上部支持部５５Ａと、を有している。

柱５１Ａの下端部は、基礎繋梁２１の四隅に固定されている。図８に示すように、接合部材５２Ａは、隣り合う柱５１Ａどうしを接合している。接合部材５２Ａは、上下方向に離間して複数配置されている。接合部材５２Ａは、第１方向に隣り合う柱５１Ａどうしを接合する一対の第１接合部材５３Ａと、第２方向に隣り合う柱５１Ａどうしを接合する一対の第２接合部材５４Ａと、を有している。平面視で、接合部材５２Ａは、一対の第１接合部材５３Ａと一対の第２接合部材５４Ａとによって四方枠状に配置されている。図７に示すように、上部支持部５５Ａは、４本の柱５１Ａの上端部どうしを接合している。

図８に示すように、一対の第１接合部材５３Ａどうしは、一対の小梁５６で接合されている。小梁５６は、第２方向に延びている。小梁５６は、上下方向に離間して複数配置されている。

小梁５６に、ガイドレール５７が支持されている。ガイドレール５７は、上下方向に延びる４本の縦レール５７ａと、縦レール５７ａどうしを連結する横レール５７ｂと、を有している。横レール５７ｂは、上下方向に離間して複数配置されている。小梁５６に、縦レール５７ａが接合されている。

本実施形態では、下部フレームは設けられていないが、最下部に位置する小梁５６に下部レールを吊り下げるように固定してもよい。

図７に示すように、エレベーター本体（エレベーターのかご）７０Ａは、上部フレーム５０Ａの上部支持部５５Ａに設置された機械室７２に設けられたシーブ（不図示）に掛け回された吊りロープ７１を介して、上部フレーム５０Ａに支持されている。ガイドレール５７によって、エレベーター本体７０Ａは昇降移動が案内される。図７に、エレベーター本体７０Ａの移動範囲を二点鎖線７０ｂで示す。

免震支承３０の上部案内部材３３（図４参照）は、基礎繋梁２１の下部に固定されている。下部案内部材３４（図４参照）は、エレベーターピット１０の張出し部１２ａの上部に固定されている。免震支承３０は、エレベーター構造体２Ａをその支持構造物であるエレベーターピット１０に対して水平各方向に滑動自在に支持する。

このように構成されたエレベーターの免震構造１Ａでは、免震支承３０で支持するエレベーター構造体２Ａを、他の構造物とは独立して免震化することができる。エレベーターの免震構造１Ａは他の構造物と一体化せずに独立した免震構造であるため、既存のＲＣ等の耐震構造物に増設して廊下に接続するエレベーターのみを免震化することができる。

また、アウトリガー梁を設置せずに、エレベーター構造体２Ａを、独立して免震化することができるため、アウトリガー梁を設置する施工手間を省略することができる。ただし、上部フレーム５０Ａの柱５１Ａ間隔が第一実施形態より広くなることから、エレベーターのかご寸法に対する上部フレーム５０Ａの平面積は増大することになる。

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す実施形態では、免震支承３０として傾斜滑り支承を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。免震支承３０として、特開２０１９－１３８３７６で開示されているような傾斜弾性すべり支承や球面滑り支承を採用することもできる。また、滑り支承に代えて積層ゴム支承を採用することもできる。

１，１Ａ エレベーターの免震構造
２，２Ａ エレベーター構造体
１０ エレベーターピット
２０，２０Ａ 梁構造体
２１ 基礎繋梁
３０ 免震支承
４０ アウトリガー梁
５０，５０Ａ 上部フレーム
６０ 下部フレーム
７０，７０Ａ エレベーター本体

Claims (3)

1. エレベーターピットと、
   前記エレベーターピット上に設けられた免震支承と、
   前記免震支承に支持された梁構造体と、
   前記梁構造体に固定して立設された上部フレームと、
   前記上部フレームに支持されたエレベーター本体と、を備え、
   前記梁構造体は、
   前記免震支承に支持され、平面視ロの字状に形成された基礎繋梁と、
   前記基礎繋梁に支持され、平面視井桁状に形成されたアウトリガー梁と、を有し、
   前記上部フレームは、前記アウトリガー梁に固定されており、
   前記アウトリガー梁の下方に前記免震支承が配され、
   前記免震支承同士の間隔は、前記上部フレームの柱同士の間隔より大きいエレベーターの免震構造。
2. 前記エレベーターピット内に前記梁構造体から吊り下げられた下部フレームを備える請求項１に記載のエレベーターの免震構造。
3. 前記免震支承は、滑り支承である請求項１または２に記載のエレベーターの免震構造。