JP3961718B2

JP3961718B2 - 機械室レスエレベータ

Info

Publication number: JP3961718B2
Application number: JP16272699A
Authority: JP
Inventors: 博美稲葉; 長瀬　　博; 秀樹二瓶; 岳小川; 敏文 ▲吉▼川; 石井　　博; 昭弘大宮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000351552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械室レスエレベータに係り、特に、昇降路内または狭隘な昇降路側部の機械スペースに設置された電動機により乗りかごを駆動する機械室レスエレベータシステムを構成する機械室レスエレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータシステムは、乗りかごと釣り合い重りがつるべ状（１：１ローピング）にロープでつり下げられ、ロープがかけられる綱車とそれに結合される電動機は、昇降路の最上部に別室として割り当てられる機械室内に、動力源である制御盤とともに設置されていた。また、定格速度がやや低く、高速回転の電動機を用いても騒音増大の問題が少ない機種では、電動機の１回転当たりの移動距離の１／２の距離だけ乗りかごや釣り合い重りがそれぞれ移動する２：１ローピング方式が採用されていた。
【０００３】
一方、エレベータシステムの最近の傾向は、日影規制、つまりビル最上部から出っ張る屋上機械室をなくすために、昇降路内の乗りかごが昇降する空間と昇降路壁面との上部すき間空間や昇降路のピットを巻上機設置スペースとするなどの工夫がなされた機械室レスエレベータが注目されてきている。
【０００４】
この機械室レスエレベータのうち、昇降路上部のすき間に電動機を設置する方式では、電動機自体を回転子の軸方向に極薄化することが限られた設置空間への配置・実装のために必須である。電動機本体の薄型化システムについては特開平７−１０４３４号公報に円盤状の回転子を有するエレベータシステムが提案されている。
【０００５】
また、巻上機を昇降路のピットに設置し、乗りかごの駆動をアンダースラングし、釣り合い重りにもプーリを設け、昇降路最上部に転向プーリを２つ設け、ロープ端２箇所を最上部に固定する２：１ローピング方式の機械室レスエレベータも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の技術は、定格速度や積載荷重の増大に伴い、電動機の薄型化には限界があり、容量の大きなエレベータでは薄型電動機の適用は困難な問題がある。
【０００７】
また、上記２：１ローピング方式の機械室レスエレベータも、定格速度が高くなるエレベータ、つまり昇降路長が長くなるエレベータでは必然的に全ロープ長が非常に長くなり、ロープ系の固有振動数が低くなり、エレベータの速度制御系との間で干渉を発生して、不快な振動が発生し易い問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑みて、電動機を昇降路内に設置する機械室レスエレベータシステムであって、電動機が大容量、または昇降路長が長い仕様に対しても適応可能な機械室レスエレベータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
【００１０】
電動機が昇降路空間内または昇降路空間の側面から突出して設置され、上記電動機により駆動される綱車の駆動力により、乗りかごおよび釣り合い重りを懸架するロープを介して、上記乗りかごおよび釣り合い重りを昇降する機械室レスエレベータにおいて、上記乗りかご側のローピング比を上記釣り合い重り側のローピング比よりも小さくすると共に、上記綱車の回転軸は、昇降路壁面と略平行に配置し、かつ、上記釣り合い重り側転向プーリの回転軸は、昇降路壁面と略垂直に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項１記載の機械室レスエレベータにおいて、上記電動機は、昇降路の鉛直方向の中央高さ以上の位置に設置されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１記載の機械室レスエレベータにおいて、上記電動機および上記綱車は上記釣り合い重りの昇降する空間の上部延長空間に配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１記載の機械室レスエレベータ上記転向プーリを駆動するための第２の電動機を接続し、複駆動することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１記載の機械室レスエレベータにおいて、上記電動機および上記綱車を点検台に配置すると共に、上記釣り合い重り側ロープの建屋側の固定端を、上記点検台に取り付けたことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第１の実施形態を図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００３４】
図１（ａ）は本実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。
【００３５】
これらの図において、１は乗りかご２と釣り合い重り３が昇降する昇降路壁面、２は乗りかご、３は釣り合い重り、４はロープ、５，６は転向プーリ、８は昇降路頂部に設けられ転向プーリ５，６を支持するビーム、９は電動機、１０は釣り合い重り３に設けられるプーリ、１１はロープ４の一端が固定されるロープ固定端、１２は点検台、１３は点検台１２に設けられる柵、１４は制御盤、１５は金属帯、７１は綱車、７２は転向プーリである。
【００３６】
なお、ビーム８は建屋側で支持してもよいし、乗りかご２などの図示していない走行案内レールの最上部に締結して、建屋と非干渉の形態をとってもよい。
【００３７】
これらの図に示すように、乗りかご２にはロープ４が接続され、転向プーリ５，６を介して綱車７１、転向プーリ７２に至っている。ロープ４は綱車７１に十分なラップ角で巻き付けられて電動機９の駆動力が伝達されて、プーリ７２を経由して釣り合い重り３のプーリ１０に至り、方向を転換してその端部は点検台１２のロープ固定端１１に至る。ここで、乗りかご２と電動機９との間のローピングは１：１であり、電動機９と釣り合い重り３とのローピング比は２：１である。前者のローピング比は後者よりも低い値に設定されているので、乗りかご２の移動空間長よりも釣り合い重り３の移動空間長は鉛直方向に短くなる。
【００３８】
本実施形態によれば、釣り合い重り３の移動距離は、ローピング比の違いから乗りかごの移動距離の１／２となり、釣り合い重り３の上部に釣り合い重り３が移動しない空間を捻出することができ、この非移動空間に電動機９や綱車７１等の巻上機を設置することが可能となる。この設置場所は昇降路のほぼ中間点から上部であればどこでも配置が可能であり、ビルの間取りやレイアウト上大きな自由度を有することになる。
【００３９】
また、本実施形態は、構成上、ロープ４と綱車７１との間の粘着を確保するためにロープ４を綱車７１に十分に巻き付け、綱車７１よりも径の小さな転向プーリ７２を介してロープ４を釣り合い重り３側に引き回すラップ方式を採用している。この方式では転向プーリ７２は単なる転向目的で駆動力を加えるものではないため小径でよく、径方向の設置場所の増大を生じることはない。しかし、綱車７１の鉛直方向の寸法増大をまねく欠点はあるが、昇降路上部には十分なスペースがあるので、ラップ部は塔内配置上の問題を発生させない。また、同様に電動機９は軸方向には十分な設置スペースがあるため、エレベータ定格速度や積載荷重の増大に伴う電動機容量アップに容易に対応することができるとともに、特に薄型高トルク電動機を使用する必要もなく、軸方向と径方向の寸法バランスの良い一般的な安価な電動機を用いることが可能となる。さらには、この転向プーリ７２に第２の駆動用電動機を取り付けて、複駆動とすれば積載荷重の大きなエレベータにも対応することが可能となり、電動機機種の標準化ができて量産効果によるコスト低減と、保守部品の削減を図ることができる。なお、この複駆動に関しては、駆動電動機として同期電動機ではなく誘導電動機を用いれば、１台の電力変換器であるインバータと１台の速度センサで２台の電動機を一括駆動制御することができて制御盤１４の小型化も可能になる。また電動機が設置される点検台１２は乗りかご２や釣り合い重り３の昇降と干渉しない位置に設置できるため、しっかりとしたビームを昇降路内に渡した固定の点検台１２を設置することができ、点検台１２に柵１３等を設けれることによって、保守員がその上で安全にエレベータの点検、調整が可能となる。その結果、昇降路内に点検、調整のための機械室と等価な機械室スペースを構築することができる。
【００４０】
また、ロープ固定端１１を点検台１２の下部に設ける場合は、釣り合い重り３の荷重のすべてを点検台１２で受けなければならないが、２：１ローピングに伴って長くならざるを得ないロープ全長を可能な限り短くすることができるので、機械系の共振周波数低下に伴う速度制御系（電気系）との共振を回避することが容易となり、制御上の派生効果もある。またこの点検台１２へのロープ固定端１１の取り付けは、その接続点を点検台１２の床面よりも高く、点検台１２から容易にアクセスできる位置にすれば、ロープの初期伸びに対応するロープ切り詰め作業を点検台１２上で安全に行うこともできる。さらに、電動機の駆動源となる制御盤１４もこの点検台１２上に設置することが可能となり、綱車７１に対して電動機９と制御盤１４を同一側に配置することができるので、電動機９の回転状態や乗りかご２の移動状態を目視しながら制御盤１４をアクセスでき、安全に点検保守が可能となる。
【００４１】
また、電動機９と制御盤１４の近接設置が可能となるので、両者の匡体同士を広幅の金属帯１５で相互に接続して電気的インバータインピーダンスを極限まで小さくするベタアースの設置も可能となり、インバータと電動機間の他の給電線と近接配置することによりインバータから電動機に給電される途中で空中に放射される可能性のある高調波成分を高効率に捕捉し、ノイズの拡散を未然に抑制することも可能である。
【００４２】
さらには、本実施形態によれば、大容量のエレベータシステムにおいても昇降路内空間に巻上機とその電源・制御装置を自由度を持って設置することができるので、電動機の容量に関わらず日影規制の制約を回避することが可能な機械室レスエレベータシステムを実現することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態を図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００４４】
図２（ａ）は本実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図であり、図２（ｂ）はその正面図である。
【００４５】
これらの図において、２１はビーム８に設けられたロープの一端が固定されるロープ固定端である。その他の構成は図１（ａ）、（ｂ）に示す同符号の構成に対応しているので説明を省略する。なお、ここでは図面が複雑となるのでラップ部のプーリ７２は省略されており、綱車７１で代表して表している。
【００４６】
図２（ｂ）に示すように、本実施形態は、ロープ４の釣り合い重り３側のロープ固定端２１が点検台１２ではなく、昇降路頂部のビーム８に取り付けられている点で第１の実施形態と相違する。
【００４７】
本実施形態によれば、ロープ４の全長は長くなり、乗りかご２の振動抑制制御は難しくなる問題はあるが、釣り合い重り３の荷重の１／２はビーム８で受けることができるので、点検台１２の強度を軽減することができる。また、釣り合い重り３側のプーリ１０は昇降路壁面１と略平行に昇降するように、図示していない釣り合い重り側のレールによって走行案内制御されるので、釣り合い重り３の厚さを壁との距離方向で薄くでき、昇降路断面積を一層狭くすることができる。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態を図３（ａ）、（ｂ）から図６を用いて説明する。
【００４９】
図３（ａ）は本実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図であり、図３（ｂ）はその正面図である。
【００５０】
これらの図において、各符号に示される構成は、図２（ａ）、（ｂ）に示す同符号の構成に対応しているので説明を省略する。
【００５１】
これらの図に示すように、本実施形態は、綱車７１と釣り合い重り用プーリ１０がそれぞれ昇降路壁面１と略平行に配置されている点で第２の実施形態と相違する。
【００５２】
図４、図５、図６は、それぞれ本実施形態におけるローピングを中心とした３つの異なる綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置を示す側面図である。
【００５３】
本実施形態では、ラップ角が大きいので綱車７１の回りが、図４、図５、図６に示すように複雑となり、昇降路内配置の点で難しい面はあるが、径方向は比較的設置スペースがあるので、綱車７１の直径を大きく取ることができ、ロープ寿命を伸ばすことができるので、ロープ交換にともなう保守費を削減することができる。同様に、電動機９も軸方向に長くなる欠点が顕在化してくるが、軸方向に薄型の電動機を用いるか、または釣り合い重り用プーリ７２にも駆動電動機を接続して複駆動とすれば１台あたりの厚みを軽減できる。
また、図３（ａ）に示すように、電動機９の部分だけ幅Ｗだけ昇降路から横方向にはみ出す構造とすれば、このはみ出した電動機スペースは欠点となるが、このはみ出し部を除いた昇降路断面積を低減できる効果を生じる。なお、このはみ出し部は昇降路の上半分のどの位置に設置しても原理的にはシステムを構築できるので、はみ出し部の存在は致命傷とはならない。この場合、釣り合い重り３側のプーリ１０も昇降路壁面１と略平行に配置すれば昇降路断面積の削減効果は顕著となる。
【００５４】
また、本実施形態では、図４に示す綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置では、ロープ４の屈曲が増えるが、綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２のラップ角を等しく取ることができ、複駆動には有効である。また、図５に示す綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置では、ロープ４の曲げが少なく、ロープ寿命の点で有利な構成となる。また、図６に示す綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置では、ラップ角は少ないが、同一のラップ角であることから複駆動に適していることと、１本のビームに綱車７１と釣り合い重りプーリ７２の取り付けが可能となる。
【００５５】
次に、本発明の第４の実施形態を図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００５６】
図７（ａ）は本実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図であり、図７（ｂ）はその正面図である。
【００５７】
これらの図において、各符号に示される構成は、図３（ａ）、（ｂ）に示す同符号の構成に対応しているので説明を省略する。なお、ここでも図面が複雑となるのでラップ部のプーリ７２は省略されており、綱車７１で代表して表している。
【００５８】
これらの図に示すように、本実施形態は、綱車７１と釣り合い重り用プーリ１０が昇降路壁面と略平行に配置され、かつ綱車７１と電動機９が重なり合って構成されている。つまり、電動機９は外転型と呼ばれ、内部が固定子となって点検台１２に固定され、外周面が回転子となり、その外周面が綱車７１をかねて回転するように構成されている点で第３の実施形態と相違する。
【００５９】
本実施形態によれば、電動機９の軸方向の寸法を短縮することができ、特に、昇降路側面１に出っ張りを設けなくても図中の幅Ｗの削減が可能となり、少ない昇降路断面積を実現することができる。
【００６０】
次に、本発明の第５の実施形態を図８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００６１】
図８（ａ）は本実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図であり、図８（ｂ）はその正面図である。
【００６２】
これらの図において、１６は綱車７１や電動機９が設置される点検台１２の上部である。その他の構成は図１（ａ）、（ｂ）に示す同符号の構成に対応しているので説明を省略する。なお、ここでも図面が複雑となるのでラップ部のプーリ７２は省略されており、綱車７１で代表して表している。
【００６３】
これらの図に示すように、本実施形態は、綱車７１や電動機９が設置される点検台１２よりも上部空間の昇降路断面積は、下部の空間の昇降路断面積よりも小さく設定されている点で、第１の実施形態と相違する。
【００６４】
本実施形態によれば、釣り合い重り３側のローピングを乗りかご２側のローピングよりも大きく設定しているので、釣り合い重り３の昇降行程が乗りかご２の昇降する昇降行程よりも短くなり、点検台１２上で安全に作業をする高さを確保するための空間を除いて、点検台上部１６の昇降路断面積を下部の昇降路断面積よりも絞り込むことが可能となる。これによりビル内のエレベータに与えられる昇降路断面積のうち、ビルの中央部よりも高い階床では、釣り合い重り３の昇降に必要な面積分を削減できるので、ビル内の有効床面積を増加させ得る等の効果がある。
【００６５】
上記のごとく、本発明の上記の各実施形態によれば、電動機を昇降路内に配置する機械室レスエレベータシステムにおいて、定格速度や定格積載荷重、昇降路長の増大に伴い、電動機が大容量化するエレベータシステムにおいても、昇降路とは別の機械室やミニ機械室等を配置しなくとも電動機の昇降路内配置が可能となる。
【００６６】
また、上記の各本実施例によれば、エレベータの保守、点検、調整を足場のしっかりした等価的な昇降内機械室で実施することができるので、作業員の安全性を確保することができる。
【００６７】
また、上記の各本実施例によれば、救出運転などエレベータの動きを見ながらの運転を昇降内機械室から行うことができるので、乗客の安全性を確保することができる。
【００６８】
また、上記の各本実施例によれば、点検台よりも上部の昇降路断面積を下部のそれよりも小さく設定できるので、ビル内で活用できる有効延べ床面積を増大できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電動機を昇降路内に設置する機械室レスエレベータシステムにおいて、昇降路内で釣り合い重りが移動せず、エレベータ駆動用の電動機を設置できる等価的な機械室空間が捻出でき、電動機の大容量化に伴う設置空間や、安全な点検、保守、調整のために必要な空間を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図および正面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図および正面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図および正面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るローピングを中心とした３つの異なる綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置の一例を示す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るローピングを中心とした３つの異なる綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置の一例を示す側面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るローピングを中心とした３つの異なる綱車７１と釣り合い重り用プーリ７２の配置の一例を示す側面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図および正面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る機械室レスエレベータの全体構成を示す平面図および正面図である。
【符号の説明】
１昇降路壁面
２乗りかご
３釣り合い重り
４ロープ
５，６，７２転向プーリ
１０プーリ
１１，２１ロープ固定端
１２点検台
１３安全柵
１４制御盤
１５金属帯
１６点検台の上部
７１綱車

Claims

電動機が昇降路空間内または昇降路空間の側面から突出して設置され、上記電動機により駆動される綱車の駆動力により、乗りかごおよび釣り合い重りを懸架するロープを介して、上記乗りかごおよび釣り合い重りを昇降する機械室レスエレベータにおいて、
上記乗りかご側のローピング比を上記釣り合い重り側のローピング比よりも小さくすると共に、上記綱車の回転軸は、昇降路壁面と略平行に配置し、かつ、上記釣り合い重り側転向プーリの回転軸は、昇降路壁面と略垂直に配置されていることを特徴とする機械室レスエレベータ。
上記電動機は、昇降路の鉛直方向の中央高さ以上の位置に設置されることを特徴とする請求項１記載の機械室レスエレベータ。
上記電動機および上記綱車は上記釣り合い重りの昇降する空間の上部延長空間に配置されることを特徴とする請求項１記載の機械室レスエレベータ。
上記転向プーリを駆動するための第２の電動機を接続し、複駆動することを特徴とする請求項１記載の機械室レスエレベータ。
上記電動機および上記綱車を点検台に配置すると共に、上記釣り合い重り側ロープの建屋側の固定端を、上記点検台に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の機械室レスエレベータ。