WO2014030215A1 - エレベーター装置 - Google Patents

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関谷 裕二
坂井 満
真人 牛村
悠至 酒井
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株式会社 日立製作所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/021Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions the abnormal operating conditions being independent of the system
    • B66B5/022Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions the abnormal operating conditions being independent of the system where the abnormal operating condition is caused by a natural event, e.g. earthquake
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00Other common features of elevators
    • B66B7/06Arrangements of ropes or cables
    • B66B7/08Arrangements of ropes or cables for connection to the cars or cages, e.g. couplings

Definitions

  • the present invention relates to an elevator apparatus in which a long object such as a rope for hanging a car or a counterweight is prevented from swinging by resonating with a sway of a building caused by long-period earthquake motion or strong wind.
  • a rider and a counterweight are suspended by a rope such as steel, and the rope is a car or counterweight and a hoist installed on the building side or a hoist. It is not fixed or supported between the pulleys.
  • the natural period of the rope changes with the position and mass of the car and the counterweight, as it also relates to the length and the tension.
  • the object of the present invention is to prevent the elevator operation from stopping even if a sway of the building occurs due to a long-period ground motion or strong wind where the rope resonates with the sway of the building and greatly shakes, and the rope does not have a large impact.
  • the present invention provides an elevator apparatus capable of suppressing the vibration of the vehicle.
  • the present invention is suspended by a plurality of main ropes in a hoistway formed in a building, and travels up and down in an elevator car and a counterweight, and the car up and down.
  • An elevator apparatus including a hoisting machine for traveling the vehicle, wherein, during traveling of the car, when the natural cycle of the main rope approaches the natural cycle of a building, It is characterized in that the tension of the main ropes of the book is changed to change the balance of tensions of the plurality of main ropes, and the natural cycle of the main ropes is shifted from the natural cycle of the building.
  • the rope does not resonate with the sway of the rope by changing the natural period of the rope during traveling and not matching the natural period of the sway of the building and the natural period of the sway of the rope. Can be maintained and operation can be continued without stopping the car.
  • the elevator apparatus is an elevator ride which is suspended by a plurality of main ropes 5 in a hoistway 4 formed in a building and guided by a guide rail 3 and travels up and down.
  • a plurality of elevator ropes 1 and a main rope 5 for suspending a counterweight are installed as shown in FIG. 1, and the tension of each main rope 5 is generally adjusted to be constant.
  • a spring 7 is provided at the end of the rope, and the tension of the main rope 5 is adjusted to be constant by adjusting the length of the spring 7.
  • the end of the main rope 5 may be installed on the building side.
  • the end of the main rope 5 is fixed to a frame 9 forming a car frame via a thimble rod 8 or a frame forming a balance weight frame (not shown).
  • the main ropes 5A and 5B are returned to their normal tensions by retracting the hydraulic jack 10 as shown in FIG. As such, the operation of the hydraulic jack 10 is controlled.
  • the tension can be adjusted by pushing up or pulling the spring 7 with the hydraulic jack 10 as shown in FIG. 3 and FIG.
  • the load mass in the car 1 is sequentially measured, and the optimum adjustment amount is automatically calculated and adjusted on the basis of the information, which is more accurate.
  • the tension of the main rope 5 can be varied, it is calculated whether the main rope 5 will swing largely by measuring the displacement and acceleration of the building described above as the prior art, and the calculation result of swinging greatly is obtained If the balance of the tension of the main rope 5 is changed and control is performed so as not to change the balance of the tension of the main rope 5 if the calculation result that the large swing is not obtained, the operation to avoid the resonance is minimized. Can be reduced to
  • vibration may occur in the car 1.
  • the speed may be reduced to reduce the speed of the car 1. Vibration can be reduced by operating.
  • the main rope 5 does not resonate with the shaking of the building, and the main rope 5 does not swing greatly, so that the elevator can be operated even in long-period earthquake motion or strong wind. It is possible to solve the problem that you can not operate the service.
  • the natural cycles of the balancing ropes 13 are similarly derived from the natural cycles of buildings It is also possible to shift to avoid resonance.

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Abstract

 エレベーターを停止させずに、地震や強風などによりエレベーターの主ロープが建物と共振して大きく振れることを防止する。 乗りかご(1)の走行中に、主ロープ(5)の固有周期が、建物の固有周期に近づいた際に、複数本の少なくとも1本の主ロープ(5)の張力を変化させて、複数本の主ロープ(5)が持つ張力のバランスを変化させ、主ロープ(5)の固有周期を建物の固有周期からずらすことを特徴とする。

Description

エレベーター装置
 本発明は、乗りかごや釣合おもりを吊るロープなどの長尺物が長周期地震動や強風などによる建物揺れに共振して振れることを防止したエレベーター装置に関するものである。
 通常のロープ式エレベーターは、乗りかごと釣合おもりとを鋼製などのロープでつるべ式に吊っており、そのロープは、乗りかご又は釣合おもりと、建物側に設置される巻上機又は滑車との間は、固定や支持はされていない。
 建物は基本的に高くなるほど固有周期が長くなり、また、ロープは固有周期が長いほど共振した際に大きく振れる傾向にある。
 ロープの固有周期は、長さと張力も関係するため、乗りかごや釣合おもりの位置および質量により変化する。
 これより、建物が高層である場合、長周期地震動や強風などにより建物が揺れるとロープが共振して大きく振れる可能性がある。
 この振れにより塔内側に設置された機器との強い接触や引っ掛かりが発生し、機器やロープが損傷する問題があった。
 この問題を解決する方法として、従来では、ロープが引っ掛ると想定される部位に保護用の鋼線やプロテクターを設置した上で、建物の変位や加速度を計測するなどしてロープが大きく振れると想定された場合、エレベーターを最寄階に停止させるといった制御を行い、大きく振れている状態で運行しないようにしている(例えば、特許文献1参照)。
 また、乗りかごの上方の昇降路内に設置しロープを挿通させることでロープの振れを抑える振れ防止装置があり、乗りかごが通過する際にその装置を、乗りかご上部で押し上げることで、走行中でもロープの振れを抑えるものもある(例えば、特許文献2参照)。
特開2009-143679号 実開平4-127779号
 前述の対応策において、ロープを振れにくい構造とすることは可能であるが、走行する距離が長い場合、振れ防止装置が多数段必要となり、質量が大きくなることと、高速走行において、乗りかごと振れ防止装置とが接触する際に大きな衝撃が発生する可能性がある。
 本発明の目的は、ロープが建物の揺れに共振して大きく振れるような長周期地震動や強風などによる建物の揺れが発生しても、エレベーターの運行を停止せず、また、大きな衝撃なしでロープの振れを抑えることができるエレベーター装置を提供するものである。
 本発明は上記目的を達成するために、建築物に形成された昇降路内に複数本の主ロープにて吊るされて、上下に走行するエレベーター乗りかごおよび釣合おもりと、前記乗りかごを上下に走行させるための巻上機とを備えて構成されたエレベーター装置において、前記乗りかごの走行中に、前記主ロープの固有周期が、建物の固有周期に近づいた際に、複数本の少なくとも1本の主ロープの張力を変化させて、複数本の主ロープが持つ張力のバランスを変化させ、主ロープの固有周期を建物の固有周期からずらすことを特徴とする。
 本発明のエレベーター装置によれば、ロープの固有周期を走行中に変化させ、建物揺れの固有周期とロープの揺れの固有周期とを一致させないことで、ロープは建物揺れに共振せずロープの振れを抑えることができ、乗りかごを停止させずに運行を継続させることができる。
本発明が適用されるエレベーター装置の全体構成図である。 一般的な乗りかごのロープ端部を示す図。 本発明であるエレベーター装置のロープ端部に油圧ジャッキを設置した図。 図3から固有周期を変化させる際の本発明の動作図。 本発明であるエレベーター装置のロープ端部にボールネジを設置した図。
 次に、本発明の一実施例について図を用いて説明する。
 図1に示すように、本発明であるエレベーター装置は、建築物に形成された昇降路4内に複数本の主ロープ5にて吊るされて、ガイドレール3に案内され上下に走行するエレベーター乗りかご1および図示しない釣合おもりと、乗りかご1側主ロープ5と図示しない釣合おもり側主ロープとのバランスを取るための釣合ロープ13と、前記乗りかご1を上下に走行させるための巻上機6とを備えて構成している。
 エレベーターの乗りかご1および釣合おもりを吊る主ロープ5は、図1に示すように複数本設置されており、概ね各主ロープ5の張力は一定に調整している。
 例えば、図1、図2のようにロープ端にばね7を設け、ばね7の長さを合わせることで主ロープ5の張力を一定に調整している。
 また、主ロープ5の取り回しによっては、主ロープ5の端部を建物側に設置することもある。
 なお、主ロープ5の端部は、シンブルロッド8を介してかご枠を形成するフレーム9もしくは図示しない釣合いおもり枠を形成するフレームに固定されている。
 主ロープ5が共振する昇降路内の乗りかご1の位置は、概ね事前に把握することができることから、その高さ位置に乗りかご1が位置する際に、図3に示す状態から図4に示すようにばね7を縮めるように油圧ジャッキ10を伸張させることで主ロープ5Aの張力を緩め、その反作用で残りの主ロープ5Bの張力を上げることで、主ロープ5A、5Bそれぞれの固有周期を、建物の固有周期からずらして、共振を避ける。
 また、乗りかご1が、主ロープ5が共振する昇降路内高さ位置を通過したなら、図3に示すように、油圧ジャッキ10を縮めることで主ロープ5A、5Bをそれぞれ通常の張力に戻すように油圧ジャッキ10の動作を制御する。
 複数本の主ロープ5の一部の張力のバランスを変えるだけなので、巻上機6自体にかかる負担は変わらないため、巻上機6の構成も特別な構成を必要としない。
 ここで、主ロープ5の張力を調整する装置としては、図3、図4のように油圧ジャッキ10により、ばね7を押し上げるか、又は引っ張るなどをすることで、張力の調整が可能となる。
 また、図5に示すように、油圧ジャッキ10の代わりにボールネジ11をモーター12で回転させて、ボールネジ11に螺合することでこのボールネジ11に沿って図中上下に変位する連結板11Aで、主ロープ5端部の上下位置を調整させ、ばね7を縮ませるよう変位させることで、主ロープ5A、5Bそれぞれの固有周期を、建物の固有周期からずらして、共振を避けることも可能である。
 さらに、乗りかご1内の積載質量を逐次計測し、その情報を基に自動で最適な調整量を算出し調整することで、より正確なものとなる。
 さらにまた、主ロープ5の張力の可変は、従来技術として先に述べた建物の変位や加速度を計測することで主ロープ5が大きく振れるか否かを演算し、大きく振れる演算結果が出た場合に、前記主ロープ5の張力のバランスを変化させ、且つ、前記大きく振れない演算結果が出たなら前記主ロープ5張力のバランスを変化させないように制御すれば、共振を回避する運転を最小限に抑えることができる。
 なお、ロープ張力を調整する際は、張力バランスの調整方法によっては、乗りかご1に振動が発生する場合も想定されるが、調整バランスを変化させる際には、速度を下げて乗りかご1を運行することで、振動を低減できる。
 このように、本実施例によると建物の揺れと主ロープ5が共振せず、主ロープ5が大きく振れることがないため、長周期地震動時や強風時でもエレベーターを運行させることができるため、エレベーターの運行ができなくなる問題を解決することができる。
 なお、上述した実施例において説明した主ロープ5だけではなく、上述した複数本のロープを使用する釣合ロープ13においても同様に、釣合ロープ13のそれぞれの固有周期を、建物の固有周期からずらして、共振を避けることも可能である。
 1…乗りかご、3…ガイドレール、4…昇降路、5…主ロープ、5A…主ロープ、5B…主ロープ、6…巻上機、7…ばね、8…シンブルロッド、9…フレーム、10…油圧ジャッキ、11…ボールネジ、11A…連結板、12…モーター、13…釣合ロープ。

Claims (8)

  1.  建築物に形成された昇降路内に複数本の主ロープにて吊るされて、上下に走行するエレベーター乗りかごおよび釣合おもりと、前記乗りかごを上下に走行させるための巻上機とを備えて構成されたエレベーター装置において、
     前記乗りかごの走行中に、前記主ロープの固有周期が、建物の固有周期に近づいた際に、複数本の少なくとも1本の主ロープの張力を変化させて、複数本の主ロープが持つ張力のバランスを変化させ、主ロープの固有周期を建物の固有周期からずらすことを特徴とするエレベーター装置。
  2.  建築物に形成された昇降路内に複数本の主ロープにて吊るされて、上下に走行するエレベーター乗りかごおよび釣合おもりと、前記乗りかご側主ロープと釣合おもり側主ロープとのバランスを取るための複数本の釣合ロープと、前記乗りかごを上下に走行させるための巻上機とを備えて構成されたエレベーター装置において、
     前記乗りかごの走行中に、前記釣合ロープの固有周期が、建物の固有周期に近づいた際に、複数本の少なくとも1本の釣合ロープの張力を変化させて、複数本の釣合ロープが持つ張力のバランスを変化させ、釣合ロープの固有周期を建物の固有周期からずらすことを特徴とするエレベーター装置。
  3.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     前記乗りかごが昇降路内に所定高さ位置を走行している際に、前記張力のバランスを変化させ、且つ前記乗りかごが昇降路内に所定高さ位置を通過したなら前記張力のバランスを変化前に戻すことを特徴とするエレベーター装置。
  4.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     建物の変位や加速度を計測することで主ロープ又は釣合ロープが大きく振れるか否かを演算し、大きく振れる演算結果が出た場合に、前記張力のバランスを変化させ、且つ、前記大きく振れない演算結果が出たなら前記張力のバランスを変化させないことを特徴とするエレベーター装置。
  5.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     張力の変化量を前記乗りかごの積載量を基に設定することを特徴とするエレベーター装置。
  6.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     前記張力の変化手段は、油圧ジャッキで形成し、この油圧ジャッキで前記ロープの端部に取付けられたばねを押す又は引くように構成したことを特徴とするエレベーター装置。
  7.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     前記張力の変化手段は、ボールネジとこのボールネジを回転させるモーターと前記ボールネジに螺合するとともに前記ロープ端部に連結された連結板とから形成し、この連結板で前記ロープの端部に設けられたばねを押す又は引くように構成したことを特徴とするエレベーター装置。
  8.  請求項1または請求項2のいずれかに記載のエレベーター装置において、
     前記張力のバランスを変化させる際には乗りかごの走行速度を下げて運転させることを特徴とするエレベーター装置。
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