JP4380914B2 - つりあいおもり内部に駆動手段が設けられたベルト上昇式エレベータ - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、エレベータシステムに関し、特に、エレベータのつりあいおもりが駆動システムを収容するように、結合された機能を有する構造を利用することによって、必要となる取付スペースおよび操作スペースが減少されたエレベータガイドシステムに関する。
【0002】
【背景技術】
周知のエレベータシステムでは、通常、エレベータの全構成要素がホイストウェーもしくは機械室に収容されている。ホイストウェーは、矩形基部を有する細長い垂直のシャフトであり、このホイストウェー内でエレベータかごが移動する。ホイストウェーは、特に、かごガイドレールを収容している。かごガイドレールは、通常、ほぼ平行なレールであり、互いに対向する壁の中心部付近に固定されているとともに、ホイストウェーのほぼ全長に亘って延びている。一対のガイドレールを備えたつりありおもりが、第3の壁に近接して配置されている。ホイストウェーは、終端階スイッチ、ロープおよび滑車配列を含めた付加的な部材を収容しているとともに、つりあいおもりおよびかごのためのバッファーを収容している。
【0003】
エレベータ部材は、運転前および運転後に、位置決めおよび方向決めが正確に行われなければならない。ホイストウェーの内壁は、正確に寸法決めされるとともに整列される必要があり、ホイストウェーの壁部とエレベータ部材との間の物理的境界面は、使用中の荷重変動に耐えられるものでなければならない。特に重要なことは、かごを支持するガイドレールが、適切に位置決めされ、かつ堅固に保持されることである。乗り心地の良さおよび安全性のため、かごの揺れ、振動および衝突が起こらないように、ガイドレールは、正確に、垂直とされるとともに矩形とされ、かつ離間されなければならない。ガイドレールは、通常は、鋼からなるとともに、長さが16フィートのT字型断面を有する。ホイストウェー内部でのガイドレールの配置は、巻上機、調速機およびオーバーヘッド(機械室)装置の配置に影響する。機械室は、通常、ホイストウェーの直上に配置されている。機械室は、巻上機、調速機、かご制御装置、位置決め装置、電動発電機の組およびサービス用切断スイッチを収容している。
【0004】
ホイストウェーおよび機械室の種々の部材は、正確に位置決めされる必要があるとともに、これらによって、変動する大きな荷重が生じるため、通常の牽引式エレベータシステムの組み立てには、コストがかかり、複雑な工程が含まれる。
【0005】
【発明の開示】
本発明の目的は、多機能部材を利用することによりスペースの利用が最適化されている改善されたエレベータシステムを提供することである。前記多機能部材は、つりあいおもり、駆動装置およびシステムのための支持装置、として機能するため、機械室やスペースを取る他の部材が省かれる。他の目的は、様々な手段によって、構造効率および材料効率が最適化されている改善されたエレベータシステムを提供することである。この手段として、例えば、位置エネルギーをリフト装置の一部として蓄えて、エレベータかごを移動させるのに必要なトルクを減少させるようなつりあいおもり装置を提供することが挙げられる。
【0006】
本発明は、つりあいおもり内部に収容されているとともに、これとともに移動することが可能な駆動装置および部材の斬新な配列を利用することによって、上述した目的および他の目的を達成する。1つの実施例では、つりあいおもり駆動アッセンブリは、モータおよび駆動滑車を備えており、これらは、細い形状を有したまま、吊り下げられ、かつエレベータかごと共に移動するように寸法決めされている。つりあいおもり駆動アッセンブリは、1つあるいは複数の吊り下げロープもしくはベルトによって、エレベータかごに連結されている。好ましくは歯が設けられた牽引ベルトが、駆動滑車と係合するようになっているとともに、ホイストウェー内部で垂直に固定されており、これによって、つりあいおもり駆動アッセンブリの経路が形成されている。牽引ベルトは、必ずしも歯付きベルトである必要はない。一般的なロープもしくは平らなロープもしくはベルトを使用することができる。本願では、用語「平らなベルト」および「平らなロープ」は、アスペクト比が1より大きいベルトもしくはロープを意味する。アスペクト比は、ベルトもしくはロープの厚さに対する幅の比である。駆動滑車によりトルクが加えられた場合、つりあいおもり駆動アッセンブリは、ホイストウェー内部で上下方向に移動させられる。付加的な偏向ローラによって、牽引ベルトが駆動滑車の周りで案内されるようになっており、これによって、面接触の面積が十分に得られるようになっており、この結果、牽引力が十分に得られるようになっている。平らなベルトが使用されることによって、直径が小さな駆動滑車で牽引が十分に行われるため、スペースが残される。平らな歯付きベルトを任意に使用することによって、牽引力がさらに向上する。
【0007】
本発明の他の実施例では、つりあいおもり駆動アッセンブリは、つりあいおもり本体に取り付けられた4つの駆動モータのモジュール式モータ配列を備えている。各モータは、固定された2つのロープのうちの一方と協働する滑車を備えており、これらのロープは、ホイストウェーの頂部に取り付けられているとともに、スプリングもしくは引張りおもりによって他端が引っ張られている。モータおよび滑車は、好ましくは、つりあいおもり本体の4隅に配置されている。モータおよび滑車は、アッセンブリの厚さ、ひいては、取り付けおよび運転に必要なスペースが最小となるような大きさおよび配列となっている。上方および下方の滑車の周りのロープ経路によって、有効的な巻き付き部分が360度となる。これによって、大きな牽引力が得られる。複数の駆動滑車を利用することによって、直径の小さな滑車および小型モータで、集合的な大きな牽引面が得られるため、スペースがあまり取られない。複数の滑車およびこれに対応するモータを使用することの他の利点は、1つのモータが損傷した場合でも、他のモータが十分な動力を有していれば、これらによってエレベータシステムの運転が継続されることである。
【0008】
牽引ベルトから分離された吊り下げベルトを設けることによって、他の性能特性に悪影響を及ぼすことなく、これらに特有の機能のために、それぞれを、最適化することができる。例えば、吊り下げロープに牽引媒体を設ける必要がないため、これらを、張力の不足に対して最適化させることができる。さらに、牽引ロープの最大張力は、かごとつりあいおもりとの質量差によって決まるので、張力が不足するという限られた懸念はあるが、このロープを、牽引力のために最適化させることができる。加えて、牽引ベルトを利用することによって、モータの寸法を減少させることが可能である。例えば、平らなモータに代えて、円筒状モータを使用することが可能となる。
【0009】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の第1の実施例のエレベータアッセンブリが図1〜4に示されている。エレベータアッセンブリ(10)は、エレベータかご(12)およびガイドレールアッセンブリ(14)を備えている。ガイドレールアッセンブリ(14)は、細長い垂直部材(18)を備えており、この垂直部材(18)は、第1エレベータかごガイドレール(20)および第1つりありおもりガイドレール(22)をそれぞれ固定するための少なくとも2つの面を備えている。垂直部材(18)は、ホイストウェー(図示せず)の壁といった固定構造に固定されることが可能である。第2エレベータかごガイドレール(16)は、第1エレベータかごガイドレール(20)の反対側に配置されており、かつこれに対向している。これらの2つのエレベータかごガイドレール(20,16)は、一般的なガイドシュー(図示せず)もしくはこれと同様なものを使用した一般的な方法で、エレベータかご(12)を滑動的に受容するようになっている。エレベータかごガイドレール(16,20)が存在する平面に対してほぼ垂直な平面上に、第1つりあいおもりガイドレールおよび第2つりあいおもりガイドレール(22,24)が配置されるように、第2のつりあいおもりガイドレール(24)が第1のつりあいおもりガイドレール(22)の反対側に配置されており、かつこれと対向している。
【0010】
つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)は、ボディ部(28)を備えており、このボディ部(28)は、図4に示されているように、駆動アッセンブリ(30)、モータ(32)およびおもり(34)を収容している。駆動アッセンブリ(30)の部材は、図3に概略的に示されており、モータ(32)からのトルクを伝達するように構成されている歯付き駆動滑車(36)と、歯付きベルト(42)を駆動滑車(36)の所定表面積に沿って面接触させるための第1偏向滑車(38)および第2偏向滑車(40)と、を備えていることによって、所定の牽引力を得るようになっている。さらに、図3には、張力変化装置(44,46)が概略的に示されているが、この張力変化装置(44,46)として、スプリング(図示せず)といった一般的なタイプのものを利用することができる。ベルト引張り装置(48)が、概略的に示されているが、これにも、スプリング(図示せず)といった一般的なタイプのものが利用できる。モータ(32)として電気モータを使用し、図示されているように、電力/制御ケーブル(50)を介して電力および制御信号を提供するようにすることが可能である。従って、ケーブル(50)は、つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)とともに移動するようになっている。
【0011】
図示されているように、1本のロープ、ひとまとめにされた複数のロープもしくは吊り下げベルト(52)によって、エレベータかご(12)およびつりあいおもり駆動アッセンブリ(26)が吊り下げられる。吊り下げベルト(52)の第1端部(54)は、ホイストウェー(図示せず)の頂部の桁(56)といった固定部材に頂部で固定される。つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)に固定された第1あそび車(58)は、吊り下げベルト(52)と係合する。頂部の桁(56)に固定された第2あそび車(60)は、吊り下げベルト(52)と係合する。第3あそび車(62)および第4あそび車(64)は、エレベータかご(12)の底部に固定されており、吊り下げベルト(52)と係合する。第3あそび車(62)および第4あそび車(64)を、必ずしもエレベータかご(12)の下方に配置する必要はなく、例えば、1つあるいは複数のあそび車をエレベータかご(12)の上方に配置することも可能である。以下で詳細に述べるように、吊り下げベルト(52)の第2端部(64)は、エレベータかご(12)およびつりあいおもり駆動アッセンブリ(26)の所望の垂直移動を得るのに十分に高い位置で、ホイストウェー(図示せず)に対して固定されている。
【0012】
運転中、モータ(26)に電力が印加されると、トルクが歯付き駆動滑車(32)から歯付きベルト(42)に伝達され、これによって、つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)が歯付きベルト(42)に沿ってこれと相対的に移動する。つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)は、歯付き駆動滑車(36)の回転方向に依存して、選択的に上下移動する。つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)が、歯付きベルト(42)に沿って下方に移動した場合、第1あそび滑車(58)がこれに伴って下方に移動するため、第1あそび滑車と第2あそび滑車(60)との間のベルト(52)の長さが大きくなる。この結果、第2あそび滑車(60)を通り過ぎて延びている利用可能なベルト(52)の長さがこれに応じて小さくなり、エレベータかご(12)が、第3あそび滑車および第4あそび滑車(62,64)に載った状態で上昇する。同様な方法で、つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)が上方に移動される場合、エレベータかご(12)は下降する。
【0013】
第1実施例についての以上の説明から明らかなように、本発明では、牽引力は歯付き滑車配列のみに依存するため、機械室の必要性が取り除かれ、必要となる全材料が減少し、直径の小さな駆動装置(36)およびあそび車(58,60,62,64)の使用が可能となっている。機械つまり駆動アッセンブリ(26)は、整列して配置された状態で、ホイストウェーの底部からも、エレベータかご(12)の窓つまり開口部からも、アクセスすることができる。本発明の設計によって、モータ(32)からかご(12)もしくは建物への、ボディ伝達振動およびノイズが取り除かれる。歯付きベルト(42)および吊り下げベルト(52)によって、振動が本質的に減衰する。つりあいおもり駆動アッセンブリ(26)は、予め組み立てられて試験されるようになっており、これによって、取付時間が短縮されるとともに信頼性が向上する。歯付きベルト(42)および駆動滑車(36)を使用することによって、すべりが減少し、確実な位置決めを行うことが可能となっている。牽引力が重量に依存しないため、軽量のかごを使用することができ、これによって、小型で効率的なモータ(32)を使用することが可能となっている。
【0014】
図5〜6を参照する。本発明の第2実施例は、自己上昇式つりあいおもり駆動アッセンブリ(100)に関する。つりあいおもり駆動アッセンブリ(100)は、図1〜4のベルト(52)および滑車(58,60,62,64)の配列、もしくはアッセンブリ(100)をエレベータかご(12)に連結させるための同様な配列とともに使用されるように構成されている。第1実施例と同様に、エレベータかご(12)の移動は、つりあいおもり駆動アッセンブリ(100)に依存する。
【0015】
第2実施例のつりあいおもり駆動アッセンブリ(100)は、ボディ部(102)を備えており、このボディ部(102)には、4つの電気モータ(104,106,108,110)の組が固定されている。各モータ(104〜110)は、対応する駆動滑車(112,114,116,118)を備えている。一対の固定されたロープ(120,122)が、ホイストウェー(図示せず)内部の頂部構造(図示せず)に取り付けられており、底部では、一般的な方法で固定されるか、もしくは引っ張られている。第2のロープ(122)に関する図6に明確に示されているように、各ロープ(120,122)は、下方に延びて下方の駆動滑車(118)の下部と係合するとともにこれに巻き付いており、続いて、上方に延びて上方の駆動滑車(114)の上部と係合するとともにこれに巻き付いている。各ロープは、さらに、再び下方に延びて引っ張られているか、固定されている。
【0016】
ロープ(120,122)と滑車(112〜118)との間の牽引力は、各ロープ(120,122)の張力を調整することによって制御される。ロープ(120,122)として、平らなロープを使用することが好ましい。平らなロープは、十分な牽引力を発生するとともに、小さな直径の滑車に巻き付けることが可能であるためである。従って、アッセンブリ(100)の断面厚さを減少させることが可能となる。
【0017】
第1実施例と同様に、牽引力が重量に依存しないため、軽量のエレベータかご(12)を使用することができる。第2実施例では、各駆動滑車(112〜118)は、ロープ(120,122)の一方と約180度だけ係合しているため、有効的な全接触角は、各側面で約360度である。この全接触角によって、全牽引力が決まる。
【0018】
4つのモータのうち2つだけに電力を供給するか、もしくは1つのモータに伝動部材を備えて4つの滑車を全て駆動するように、第2実施例を変更することも考えられる。さらに、2本ではなく、1本のロープのみを使用することも考えられる。
【0019】
第2実施例についての以上の説明から明らかなように、モータをつりあいおもり駆動アッセンブリ(100)に取り付けることによって、かご(12)からの振動およびノイズが取り除かれる。駆動滑車(112〜118)をこのように配置することによって、滑車の取付けおよび整備が容易となる。小型モータ(104〜110)が使用可能なことによって、コストが抑えられる。
【0020】
本発明の主な特徴は、上述したエレベータシステムに使用されているロープが平らなことである。アスペクト比が大きいことに起因して、ロープの係合面が、その幅寸法「w」により画定される。このことは、ロープの圧力を分散させるのに適している。従って、ロープの最大圧力は、ロープ内部で最小となる。加えて、円形ロープ(アスペクト比が1)よりもアスペクト比を増大させることによって、平らなロープにおいて張力荷重を支持している部分の断面積を一定に維持しながら、ロープの厚さ「t1」(図8参照)を減少させることができる。
【0021】
図7および図8に示されているように、平らなロープ722のコーティング728の共通層内部に、複数の個々の荷重伝達コード726が挿入されている。コーティング層728は、個々のコード726を分離させているとともに、牽引滑車724と係合する係合面730を画定している。荷重伝達コード726は、アラミド繊維といった高強度および軽量の非金属材料、もしくは細い高炭素鋼繊維といった金属材料から形成することができる。コード726の柔軟性を最大とするとともに応力を最小とするために、コード726の厚さ「d」を可能な限り小さく維持することが望ましい。加えて、鋼繊維から形成されたコードの場合、繊維の直径は、0.25ミリメートル未満とすべきであり、好ましくは、約0.10〜0.20ミリメートルの範囲である。このような直径の鋼繊維によって、コードおよびロープの柔軟性が改善される。このような材料の重量特性、強度特性、耐性および特に柔軟性を有するコードを平らなロープに挿入することによって、ロープの最大圧力を許容範囲内に維持しながら、牽引滑車の直径「D」を減少させることができる。
【0022】
係合面730は、牽引滑車724の対応する面750と接触する。コーティング層728は、ポリウレタン材料から形成することが可能であり、好ましくは、熱可塑性ウレタンから形成される。このような材料は、個々のコード726が、それぞれ、他のコード726に対して長手方向に移動しないように拘束されるような方法で、複数のコード726の表面全体に押出し加工される。コーティング層の所望の機能(牽引力、摩耗性、コードへの牽引荷重の伝達および環境要因への耐性)を有するものであれば、他の材料をコーティング層に使用することも可能である。他の材料をコーティング層に使用することも可能であるが、これらが熱可塑性ウレタンの機械的特性に適合しない場合もしくはこれより強い場合は、平らなロープを使用することの利点が減少する可能性がある。熱可塑性ウレタンの機械的特性によって、牽引滑車724の直径を、100ミリメートル以下にまで減少させることができる。
【0023】
平らなロープ722の形状に起因して、ロープ圧力がロープ722の全体に亘ってより均一に分散され得る。複数の細いコード726をこの平らなロープの熱可塑性コーティング層728に埋め込むことによって、各コード726に加わる圧力が、従来技術のロープと比較して、著しく減少する。所定の荷重およびワイヤ断面積に対して、nを平らなコードの内部にある平行なコードの数とすると、コード圧力は少なくともn-1/2に減少する。従って、平らなロープ内部のロープ圧力の最大値は、一般的なロープを利用した同程度の荷重伝達容量を有するエレベータと比較して、著しく減少する。さらに、荷重支持容量を同等とした場合は、ロープの有効直径「d」(曲げ方向に測定された)が小さくなるため、滑車の直径「D」を、D/d比率を減少させることなく、小さくすることが可能となる。加えて、滑車の直径「D」を減少させることにより、コストが低くより小型の高速モータを駆動装置として使用することが可能となる。
【0024】
平らなロープ722を受容するように設けられた牽引面750を有する牽引滑車724が、図7にも示されている。係合面750は、牽引力を発生させるとともに、ロープ722と滑車724との係合を導くような形状となっている。牽引滑車724は、滑車724のそれぞれ反対側に配置された一対のリム744と、互いに隣接する平らなロープの間に配置された1つあるいは複数のデバイダ745と、を備えている。牽引滑車724は、さらに、リム744とデバイダ745との間のスペースに配置されたライナ742を備えている。平らなロープ722の側部とライナ742との間に側部ギャップ754が得られるように、ライナ742は、係合面750を画定している。ライナに連結された一対のリム744およびデバイダは、平らなロープ722を案内するように機能し、これによって、ロープがたるんだ場合に、配列が乱れることが防止されている。牽引滑車は、ライナを備えるように図示されているが、ライナを備えないようにすることも可能である。
【0025】
本願では好適な実施例が記載されているが、請求の範囲から逸脱することなく、これらの実施例に変更を加えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例のエレベータアッセンブリの垂直概略図。
【図2】 図1に示されたエレベータアッセンブリの概略的な斜視図。
【図3】 図1のエレベータアッセンブリの部材を示す概略的な側面図。
【図4】 図3の部材の概略的な前面図。
【図5】 本発明の第2実施例のエレベータアッセンブリの概略的な前面図。
【図6】 図5のエレベータアッセンブリの概略的な側面図。
【図7】 牽引滑車およびそれぞれが複数のコードを備えた複数の平らなロープを示す側断面図。
【図8】 平らなロープの1つを示す断面図。
Claims (8)
- エレベータシステムであって、
吊り下げ部材と、
前記吊り下げ部材と係合するつりあいおもり駆動アッセンブリと、
前記つりあいおもり駆動アッセンブリの両側でエレベータホイストウェー内部に固定された一対の駆動ベルトと、を備えており、前記つりあいおもり駆動アッセンブリは、本体と、この本体に固定された複数の駆動手段と、を有し、前記駆動手段は、前記本体の両側にそれぞれ設けられた少なくとも2つの駆動手段を含み、各々の駆動手段は、電気モータおよび対応する駆動滑車をそれぞれ備えているとともに、対応する駆動ベルトと牽引状態で係合して前記つりあいおもり駆動アッセンブリを前記駆動ベルトに対して移動させるように設けられており、さらに、前記システムは、
前記吊り下げ部材と係合するエレベータかごを備えており、これによって、前記かごおよびつりあいおもり駆動アッセンブリが共に移動するようになっており、
前記駆動ベルトに対する前記つりあいおもり駆動アッセンブリの移動に応じて、前記かごが移動されることを特徴とするエレベータシステム。 - 前記吊り下げ部材は、前記つりあいおもり駆動アッセンブリに固定された第1あそび車と、前記ホイストウェーに対して固定された第2あそび車と、を有するあそび車列を備えており、前記あそび車のうち少なくとも1つが前記エレベータかごに固定されていることを特徴とする請求項1記載のエレベータシステム。
- 前記駆動ベルトは、歯が設けられたベルトであることを特徴とする請求項1記載のエレベータシステム。
- 前記駆動ベルトは、平らなロープであることを特徴とする請求項1記載のエレベータシステム。
- エレベータ用のつりあいおもり駆動システムであって、
つりあいおもり本体と、
前記本体に取り付けられた複数の駆動手段と、を備えており、前記駆動手段は、前記つりあいおもり本体の両側にそれぞれ設けられた少なくとも2つの駆動手段を含み、各々の駆動手段は、駆動滑車と、この駆動滑車にトルクを供給する電気モータと、をそれぞれ備えているとともに、前記つりあいおもり本体の両側でエレベータホイストウェーに対して固定された一対の駆動ロープの対応するものと牽引状態で係合して前記駆動ロープに対して前記つりあいおもり本体を動かすことを特徴とするエレベータ用のつりあいおもり駆動システム。 - 前記駆動ロープは、平らなロープであることを特徴とする請求項5記載のつりあいおもり駆動システム。
- 前記駆動ロープは、歯が設けられたベルトであることを特徴とする請求項5記載のつりあいおもり駆動システム。
- 前記駆動手段の電気モータおよび駆動滑車は、前記つりあいおもり本体の内部に設けられていることを特徴とする請求項5記載のつりあいおもり駆動システム。
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