JP2001019319A

JP2001019319A - 床構造

Info

Publication number: JP2001019319A
Application number: JP11193771A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Takahashi; 伸一郎高橋; Seiichi Hashimoto; 成一橋本; Akio Sugimoto; 明男杉本; Kenji Iwai; 健治岩井; Hiroyuki Takigawa; 裕之瀧川; Kazuhiro Kamikawa; 和弘上川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、部品点数や溶接工数が少なくて済
み、かつ溶接の健全性も従来ほど問題とならないエレベ
ーターの床構造を得る。【解決手段】平行に配置された上面板１４及び下面板
１５を複数のリブ１６で結合して一体化した平面視矩形
状を有するアルミ押出形材で構成した床板１１と、床板
１１の両側の２辺１１ａ、１１ｂと出入口側の１辺１１
ｃをそれぞれ下方より支持するアルミ押出型材製の桁梁
１２、１３からなる。床板１１のリブ１６は上面板１４
及び下面板１５に対し垂直であり、床板１１の強軸方向
（押出方向）が両側の２辺を支持する桁梁１２の強軸方
向に直交して配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレベーターのカ
ゴ等に用いられる床構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエレベーターのカゴの床は、例え
ば図１３及び図１４に示すように、平面視矩形状の鋼板
１Ａ及びその下面に溶接された補強用のＣ型鋼１Ｂから
なる床板１と、床板１の４辺の下部を支持する桁梁２か
ら構成される。ここで、Ｃ型鋼１Ｂの長さ方向に沿った
両辺は鋼板１Ａの下面に溶接され、さらにその両端は桁
梁２の側面に溶接されている（溶接箇所を太いラインａ
で示す）。なお、図１３において、５は防振用のゴム材
（仮想線で示す）であり、その下をカゴ自体の荷重を支
えるカゴ床枠（図示せず）が支持している。

【０００３】この床構造において、床板１と図示しない
カゴ床枠の間の間隔ｂは余り大きくとることができず、
かつこの間隔ｂに制御機器等の一部が収容されることも
あって、Ｃ型鋼１Ｂの高さｃを大きく設定することは難
しい。そのため、床板１の剛性を高めるにはＣ型鋼１Ｂ
の厚さを大きくするしかなく、素材が鋼であることもあ
って床板１の重量が大きくなる。また、Ｃ型鋼１Ｂの上
面側は全長にわたり床板に溶接されているが、下面側は
両端で桁梁２の側面に溶接されているに過ぎないので拘
束が弱く、床板１に荷重がかかると下面側の間隔ｄが容
易に開き、床板１が仮想線ｅで示すようにたわみやす
く、そのため、Ｃ型鋼１Ｂの厚さを大きくして床板１の
剛性を高める必要があり、やはり重量が大きくなる。さ
らに、この床構造は部品点数が多く溶接工数が多くなる
ほか、床板１は事実上、桁梁２の側面の溶接箇所でのみ
支えられているので、この溶接箇所の健全性がきびしく
要求され、これらがコストアップの要因となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の床構
造の上記問題点に鑑みてなされたもので、軽量で、部品
点数や溶接工数が少なくて済み、かつ溶接の健全性も従
来ほど問題とならないエレベーター等の床構造を得るこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る床構造は、
平行に配置された上面板及び下面板を複数のリブで結合
して一体化した平面視矩形状を呈する軽金属製の中空形
材で構成した床板と、同じく軽金属製の形材で構成さ
れ、その床板における対向する２組の２辺のうち少なく
とも１組の２辺側をそれぞれ下方より支持する軽金属製
の桁梁からなることを特徴とする。なお、上記桁梁も床
板と同じく中空形材で構成することが望ましい。

【０００６】上記床構造の望ましい具体的形態として、
床板の隣接するリブと上面板又は下面板との結合部が
互いに独立していること、その場合、例えば床板のリブ
が上面板及び下面板に対し略垂直であること、床板の
強軸方向が前記２辺側を支持する桁梁の強軸方向に直交
して配置されていること、床板が弱軸方向に分割され
た複数の床板部材からなり、隣接する床板部材が互いに
結合されていること、その場合、例えば、隣接する床板
部材の対向する上面板を下面板より弱軸方向に突出さ
せ、該上面板同士を結合したこと、床板の前記２辺側
を支持する桁梁が、ロ字形の外形の中にＶ字形のリブが
ある断面構造をもつ中空形材からなること、桁梁の側
方にフランジ部を張り出させ、このフランジ部と床板の
下面板を結合すること、さらに床板の他の組の２辺側
のいずれか一方又は双方を軽金属製の形材で構成される
桁梁で支持すること、その場合、出入口側が他の組の２
辺側にある場合、少なくともその出入口側を桁梁で支持
すること、等を挙げることができる。なお、本発明に係
る床構造はエレベーターのカゴの床構造として特に適す
るが、他の車両構体、自動車、船舶、航空機、建築構造
物などの床構造としても利用することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１２を参照して、
本発明に係る床構造の構成及び作用についてより具体的
に説明する。図１に示す床構造はエレベーター用の床構
造であり、平面視矩形状の床板１１と桁梁１２から構成
され、床板１１における対向する２組の２辺のうち１組
の２辺側１１ａ、１１ｂの下面がそれぞれ桁梁１２で支
持され、他の１組の２辺のうち出入口側１１ｃの下面が
桁梁１３で支持されている。この床板１１は、平行に配
置された上面板１４及び下面板１５を多数の垂直のリブ
１６で結合して一体化したアルミニウム合金押出形材か
らなり、桁梁１２は、ロ字形の外形１７の中にＶ字形の
リブ１８がある断面構造をもつ同じくアルミニウム合金
押出形材からなり、桁梁１３も同じくアルミニウム合金
押出形材からなる。

【０００８】上記床構造では、床板１１を中空形材とし
たため部品点数が少なく、溶接工数も少なくなり、また
比剛性（単位重量当りの剛性）及び比強度（単位重量当
りの強度）が高く軽量化が可能となる。そして、この床
板１１は上下面板１４、１５をリブ１６で結合した構造
であるため、等分布荷重により上下面板１４、１５に生
ずる変形（たわみ）が均一化され、集中荷重（ハイヒー
ルや靴のかかとから受ける荷重、荷車のキャスターから
受ける荷重など）に対する変形も生じにくくなる。な
お、リブ１６の間隔は、想定される集中荷重により上面
板１４が耐力を超える応力を受けないように設定する必
要がある。

【０００９】また、上記床構造では、床板１１の強軸方
向（剛性の高い方向）が桁梁１２の強軸方向に直交して
配置されている。ここで、床板１１の強軸方向Ｘは、図
２に示すようにリブ１６の方向であり、それに直交する
方向が弱軸方向（剛性の弱い方向）Ｙとなり、桁梁１２
の強軸方向Ｘも同じくリブ１８の方向であり、それに直
交する方向が弱軸方向Ｙである。つまり、上記床構造で
は、床板１１の弱軸方向Ｙに桁梁１２の強軸方向Ｘを配
置し、床板１１の強軸方向Ｘと桁梁１２の強軸方向Ｘを
直交させることで、床板１１の弱軸方向Ｙの剛性を高め
ている。なお、仮に床板１１自身に弱軸方向Ｙの剛性を
保有させようとすると、弱軸方向にリブを追加するか、
上下面板１４、１５の板厚を増す必要があるが、いずれ
も軽量化の観点から望ましくない。さらに、上記床構造
では、床板１１の下面板１５と桁梁１２、１３は溶接に
より接合されるが、桁梁１２、１３の上に床板１１が乗
る構造であるため、従来の床構造ほど溶接箇所の健全性
がきびしく要求されない利点がある。なお、床板１１の
ように、隣接するリブと上面板又は下面板との結合部が
互いに独立している場合、結合部が重なる後述の例（図
４参照；結合点ｉが４重点となっている）に比べて押出
性に優れ、薄肉に押し出すことができるので、軽量化の
面で特に有利である。

【００１０】ところで、エレベーターの床構造におい
て、先に述べたように桁梁の下にはゴム材５が取り付け
られているが、床板の下にエレベーターの制御機器等の
一部を収容するスペースを稼ぐため、及び外の振動を室
内に伝達しにくくするため、一般にこのゴム材５の水平
面における断面積（幅×長さ）はカゴの荷重を支持する
に十分である限り、小さい方が望ましい。一方、上記床
構造において、桁梁１２の幅ｆを余り小さくすると、荷
重負荷時に桁梁の断面のねじれ変形が大きくなり、床板
全体の変形（たわみ）が大きくなる恐れがあり、そのた
め、桁梁１２の幅ｆは一般的なゴム材５の幅よりかなり
大きく設定することが望ましい。この桁梁１２では、上
記双方の要請を満足させるため、図３（ａ）に示す通
り、ロ字形の外形１７の中に上面板１９の両端点と下面
板２０（この例ではその中央部）を連結するＶ字形のリ
ブ１８（断面のねじれ変形に対し垂直リブより強い）を
形成し、かつ詳しくは同図に両矢印で示すように、下面
板２０の一方の端点ｇとリブ連結部ｈまでの間がゴム材
５の支持幅となるように設定した。なお、図３（ｂ）〜
（ｄ）のように、この支持幅を下面板の一方の端点とリ
ブの連結部までの範囲以外に設定した場合、桁梁１２の
下面板２０がゴム材５に押されて変形することになり、
望ましくない。

【００１１】図４に示す床構造は、同じく平面視矩形状
の床板２１と桁梁２２から構成され、床板２１における
対向する２組の２辺のうち１組の２辺側２１ａ、２１ｂ
の下面がそれぞれ桁梁２２で支持され、他の１組の２辺
のうち出入口側２１ｃの下面が桁梁２３で支持されてい
る。この床構造は、床板２１が、平行に配置された上面
板２４及び下面板２５を多数のトラス形のリブ２６で結
合して一体化したものである点、及び床板２１の強軸方
向Ｘと桁梁２２の強軸方向Ｘを平行とした点で、図１に
示す床構造と異なる。

【００１２】この配置では、床板２１と桁梁２２の強軸
方向Ｘが平行であるため、桁梁２２で床板２１の弱軸方
向Ｙの剛性が補なわれないが、例えば奥行きが幅より相
当大きく、桁梁の強軸方向Ｘに垂直な面内での曲げが支
配的な床構造等の場合には適用することができる。その
際、トラス形のリブ２６で結合した床板２１は弱軸方向
Ｙの剛性が垂直リブ１６を有する床板１１より高いた
め、このような配置を行った場合に有利である。ただ
し、トラス形以外のリブをもつ床板がこの配置に利用で
きないわけではない。

【００１３】これまで述べた床構造では、床板は一体的
に成形されたもの（図５（ａ）参照）を想定していた
が、図５（ｂ）に示すように、弱軸方向Ｙに分割された
複数の床板部材３０を隣接するもの同士互いに結合して
床板３１としてもよい。この場合、各床板部材３０は、
それぞれが平行に配置された上面板３０ａ及び下面板３
０ｂを複数のリブ３０ｃで結合して一体化した金属中空
形材（例えばアルミニウム合金押出形材）とする。隣接
する床板部材３０の結合方法としては、嵌合、ボルト締
め、溶接等、種々の方法が考えられるが、なかでも図６
（ａ）に例示する溶融溶接法、図６（ｂ）に例示する摩
擦撹拌溶接法（ＦＳＷ）（特許第２７９２２３３号公
報、特開平１１−５１８０号公報等参照）を利用するの
が望ましい。特にＦＳＷがコスト面で有利である。な
お、図６（ｂ）のＦＳＷを行う場合のツール先端部の挿
入位置と撹拌接合領域（斜線部）を図８（ａ）に示す。

【００１４】床板部材を結合する場合、図６に示すよう
に隣接する床板部材３０の上面板３０ａと下面板３０ｂ
の両方を結合してもよいが、弱軸方向Ｙに上面板が下面
板より突出した床板部材を用い、上面板のみを結合した
床板とすることもできる。この床板部材３０を用いた床
構造の組付手順を図７を参照して説明すると、まず、弱
軸方向Ｙに上面板４０ａが下面板４０ｂより突出した床
板部材４０を平らな定盤４６の上に上面板４０ａを下に
して置き、隣接する上面板４０ａ同士を床板部材４０の
裏面側から長さ方向（紙面に垂直）に沿って溶接（ａ）
又はＦＳＷ（ｂ）により結合し、床板４１を作成する。
続いて、そのまま床板４１の上に桁梁４２、４３を置き
（ｃ）、溶接接合し（溶接箇所を太いラインｊで示
す）、最後にひっくり返せば床構造ができ上がる
（ｄ）。

【００１５】床板４１がこのような構造をもつことで、
上記手順による床構造の組み付けが可能となり、次のよ
うな利点が生ずる。まず、上面板４０ａの表面は溶接時
に定盤４６に接しているので、溶接後の床板４１の上面
板４３の表面の平面精度が確保され、仕上げ加工が不要
となる。ＦＳＷで結合する場合は、ツール４７の加圧力
を床板部材４０自身でなく定盤４６で受けるため、図６
（ｂ）の例のように床板部材３０のリブ３０ｃで加圧力
を受ける場合と違って、床板部材４０の断面の変形（た
わみ）が起こらない。なお、図７（ｂ）のＦＳＷを行う
場合のツール４７の先端部の挿入位置と摩擦溶接領域
（斜線部）を図８（ｂ）に示す。ツール先端と定盤４６
の間には、接触を回避するための隙間ｍを置いている。
また、組付作業の間、天地作業（部材を裏返す作業）を
行うことがないため、作業性が優れている。なお、床板
４１の溶接線の数は図６の床板３１場合の半分で済み、
下面板４５は桁梁４２に溶接されているので、隣接する
床板部材４０同士の下面板４０ｂの間隔ｋが、従来のＣ
型鋼のように簡単に開くことはない。

【００１６】ＦＳＷは桁梁と床板の結合にも利用するこ
とができる。図９に示す例は、桁梁の側方にフランジ部
を張り出させることによりそれを可能としたもので、図
９（ａ）は、上面板５１の両側方にフランジ部５１ａを
水平に張り出した桁梁５２を用い、このフランジ部５１
ａと床板５３の下面板５４をＦＳＷにより結合するも
の、図９（ｂ）は、上面板６１の両側方に上面側が水平
で下面側が傾斜したフランジ部６１ａを張り出した桁梁
６２を用い、このフランジ部６１ａと床板５３の下面板
５４をＦＳＷにより結合するものである。また図９
（ｃ）は、先の桁梁５２を用い、さらに床板５３の下面
板５４を所定幅切り欠き、そこに桁梁５２の上面板５１
及びフランジ部５１ａをはめ込み、そのフランジ部５１
ａと床板５３の下面板５４をＦＳＷにより結合するもの
である。それぞれ、ツール先端部の挿入位置と摩擦溶接
領域（斜線部）を拡大して同時に示す。

【００１７】また、図１０は桁梁７２を２つの形材７２
ａ、７２ｂで構成し、これをＦＳＷで結合するものであ
る。桁梁７２（のフランジ部）と床板７３の下面板の結
合もＦＳＷで行えばよい。図９に示す桁梁５２のような
断面形状を一体の押出形材として製造する場合は、Ｖ字
形のリブと上下面板（及びフランジ）が交わる箇所が４
重点となるため押出性に劣るが、図１０のような２つの
形材７２ａ、７２ｂに分けることで４重点が解消し、押
出性が改善される。なお、桁梁７２では上面板をなくし
ている。

【００１８】

【実施例】次に、本発明に係る床構造と従来の床構造に
ついて、等分布荷重載荷時及び集中荷重載荷時の床板の
最大変形量及び発生応力を有限要素法（ＦＥＭ）により
計算し比較した。両床構造において試験条件は表１の通
りである。なお、表１の各記号の意味を図１１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示す床構造において、桁梁の下４隅
にゴム材を置き、床板の上面に３．６ｔｏｎの等分布荷
重を加えた場合の床板の最大変形量（たわみ）と最大応
力、及びリブ間又はＣ型鋼間に１００ｋｇの集中荷重を
加えた場合の上面板又は鋼板の最大変形量（たわみ）と
最大応力を下記表２に示す。なお、等分布荷重の最大変
形量は桁梁に垂直な面内における最大変形量δ_１（図１
２（ａ）参照）、集中荷重の最大変形量はリブ間又はＣ
型鋼間の最大変形量δ_２（図１２（ｂ）参照）である。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２に示すように、本発明の床構造では、
従来の床構造と同等の性能を半分以下の重量で実現する
ことができた。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る床構造は、部品点数が少な
く、接合工数が少なくて済み、アルミニウム合金等の軽
金属を用いることで大幅に軽量化できる利点がある。ま
た、金属中空形材を用いることにより、従来の床構造で
は必要とされたプレス成形などの加工を省略できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る床構造の斜視図である。

【図２】上記床構造に関し、床板及び桁梁の強軸方向
及び弱軸方向を説明する図である。

【図３】上記床構造に関し、ゴム材の支持幅について
説明する図である。

【図４】本発明に係る他の床構造の斜視図である。

【図５】本発明に係る一体型床板（ａ）及び分割型床
板（ｂ）の概念図である。

【図６】本発明に係る床構造に関し、床板の結合方法
を説明する図である。

【図７】本発明に係る他の床構造に関し、床構造の組
付方法を説明する図である。

【図８】ＦＳＷによる床板の結合方法を説明する図で
ある。

【図９】ＦＳＷによる桁梁と床板の結合方法を説明す
る図である。

【図１０】ＦＳＷによる桁梁の結合方法を説明する図
である。

【図１１】実施例の符号の意味を説明する図である。

【図１２】実施例の変形について説明する図である。

【図１３】従来の床構造の斜視図である。

【図１４】その下方からみた斜視図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１床板１２、１３、２２、２３、４２、４３桁梁１４、２４床板の上面板１５、２５、４５床板の下面板１６、２６床板のリブ１７桁梁のロ型外形１８桁梁のＶ型リブ３０床板部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉本明男兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者岩井健治東京都品川区北品川５丁目９番12号株式会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者瀧川裕之山口県下関市長府港町14番１号株式会社神戸製鋼所長府製造所内 (72)発明者上川和弘山口県下関市長府港町14番１号株式会社神戸製鋼所長府製造所内Ｆターム(参考） 3F306 AA05 AA06 CA01 CA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行に配置された上面板及び下面板を複
数のリブで結合して一体化した平面視矩形状を呈する軽
金属製の中空形材で構成した床板と、同じく軽金属製の
形材で構成され、その床板における対向する２組の２辺
のうち少なくとも１組の２辺側をそれぞれ下方より支持
する桁梁からなることを特徴とする床構造。
【請求項２】上記床板は、隣接するリブと上面板又は
下面板との結合部が互いに独立していることを特徴とす
る請求項１に記載された床構造。
【請求項３】床板のリブが上面板及び下面板に対し略
垂直であることを特徴とする請求項２に記載された床構
造。
【請求項４】床板の強軸方向が上記桁梁の強軸方向に
直交して配置されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載された床構造。
【請求項５】床板が弱軸方向に分割された複数の床板
部材からなり、隣接する床板部材が互いに結合されてい
ることを特徴とする請求項４に記載された床構造。
【請求項６】隣接する床板部材の対向する上面板を下
面板より弱軸方向に突出させ、該上面板同士を結合した
ことを特徴とする請求項５に記載された床構造。
【請求項７】上記桁梁が、ロ字形の外形の中にＶ字形
のリブがある断面構造をもつ中空形材からなることを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された床構造。
【請求項８】上記桁梁の側方にフランジ部を張り出さ
せ、このフランジ部と床板の下面板を結合したことを特
徴とする請求項１〜７のいずれかに記載された床構造。
【請求項９】さらに床板の対向する２組の２辺のうち
他の組の２辺側の一方又は双方が軽金属製形材からなる
桁梁で支持されていることを特徴とする請求項１〜８の
いずれかに記載された床構造。
【請求項１０】前記床板及び桁梁が、アルミニウム合
金製押出形材からなることを特徴とする請求項１〜９の
いずれかに記載された床構造。
【請求項１１】前記床構造がエレベーター用床構造で
あることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載
された床構造。