JP4577333B2 - トラクションエレベーター - Google Patents

Description

本発明はトラクションエレベーターに係り、特に、ガイドレールの上部にトラクションシーブを含む駆動機械装置を設置したトラクションエレベーターに関する。

従来のトラクションシーブ駆動のエレベーターでは、エレベーターシャフトの最上部に機械室を設け、この中に駆動機械装置を配置したレイアウトが基本であった。しかし、この基本形は建屋全体の空間の利用と外観に関して建屋の設計をかなり制約していた。

そこで、近年、建屋設計の自由度を増し併せて建屋空間の効率的かつ経済的に利用する解決策として、巻上機モータを含む巻上機装置をエレベーターシャフト内に設置するトラクションエレベーターが提唱されている。例えば、特開平8−208152 号公報に記載のトラクションエレベーターによれば、かごとエレベーターシャフトの壁との間で、カウンターウエイトガイドレールの上方端に機械土台を設け、この上に駆動機械装置を設置し、さらに、前記駆動機械装置は前記エレベーターシャフトに対して、水平の力を吸収するがどんな垂直の支持力も実質的に吸収しない補強要素によって、シャフトの壁または、天井に固定している。

また、建屋全体の空間を更に有効利用する解決策の一例として、例えば、特開平8−40665号公報に開示のように、機械盤（電気制御装置）を最上階の乗り場の出入り口の脇に設置している。

特開平８−２０８１５２号公報 特開平８−４０６６５号公報

上記従来の技術は、次のような課題を有する。

即ち、エレベーターの駆動モータを制御する装置およびホール呼び，かご呼びに応じて運転指令を発する装置などを纏めて最上階の乗り場の出入り口の脇に設置する場合、奥行きが広くなり乗り場からみて出っ張りが大きく、意匠上から好ましくない問題があった。

本発明の目的は、乗り場出入り口周辺の意匠効果を向上し得るトラクションエレベーターを提供することにある。

上記目的を解決するために、本発明は、かごガイドレールに沿って動くかごと、カウンターウエイトガイドレールに沿って動くカウンターウエイトと、かごおよびカウンターウエイトが懸架された１組の巻上ロープと、かごとエレベーターシャフトの壁との間でカウンターウエイトガイドレールの上方に配置され前記巻上ロープと係合するトラクションシーブを含みエレベーターシャフトの上部の前記カウンターウエイトガイドレールの上部に固定された機械土台に配置された駆動機械装置とを備えたトラクションエレベーターにおいて、前記駆動機械装置の近傍に前記駆動機械装置を駆動する制御装置を前記かごガイドレールまたは前記カウンターウエイトガイドレールのいずれか、または、前記かごガイドレール及び前記カウンターウエイトガイドレールに固定して配置し、最上部または最上部より下の乗場出入り口の近傍に前記制御装置に指令を与える指令装置を配置すると共に、前記駆動機械装置の垂直荷重を堅持する前記機械土台が固定された前記カウンターウエイトガイドレールを上方へ延長し建屋梁に固定したものである。
また、かごガイドレールに沿って動くかごと、カウンターウエイトガイドレールに沿って動くカウンターウエイトと、かごおよびカウンターウエイトが懸架された１組の巻上ロープと、かごとエレベーターシャフトの壁との間でカウンターウエイトガイドレールの上方に配置され前記巻上ロープと係合するトラクションシーブを含みエレベーターシャフトの上部の前記カウンターウエイトガイドレールの上端部に固定された機械土台に配置された駆動機械装置とを備えたトラクションエレベーターにおいて、前記カウンターウエイトガイドレールの上端部に固定された機械土台に継ぎ柱が固定され、前記駆動機械装置の近傍に前記駆動機械装置を駆動する制御装置を前記継ぎ柱に固定して配置し、最上部または最上部より下の乗場出入り口の近傍に前記制御装置に指令を与える指令装置を配置すると共に、前記駆動機械装置の垂直荷重を堅持する前記機械土台に固定した前記継ぎ柱の上端部を建屋梁に固定したものである。

上記構成によれば、駆動機械装置を駆動する制御装置をエレベーターシャフト内に設置することにより、乗り場の出入り口付近に設置する指令装置を小形，薄形化することができるので、乗り場出入り口周辺の意匠効果を向上することができる。

本発明になるトラクションエレベーターは、駆動機械装置の近傍に制御装置を配置することにより、制御装置と駆動機械装置間の給電線が短小となり、無線機への障害となる電気的ノイズが低減される。

さらに、本発明になるトラクションエレベーターは、駆動機械装置の近傍に制御装置を配置することにより、乗場の出入り口付近に設置する電気盤が小形・薄形化が可能となり、その結果、乗り場出入り口周辺の意匠効果を向上することができる。

このほか、本発明になるトラクションエレベーターは、駆動機械装置の近傍に制御装置を配置することにより、乗場の出入り口付近に設置する電気盤の指令装置と制御装置間との給電ケーブルが細くなり、取付け作業性が向上するとともに材料費が安価になる。

以下、本発明の一実施の形態を図１により説明する。

かご１とカウンターウエイト２がエレベーターの巻上ロープ３に懸架されている。かご１は下部両側に軸支した転向プーリ４に巻掛けた巻上ロープ３により支持され、カウンターウエイト２はその上部に軸支した転向プーリ５に巻掛けて保持されている。巻上ロープ３を巻掛けるトラクションシーブ７を有するエレベーターの駆動機械装置６は、エレベーターシャフトの上部に配置されている。

かご１とカウンターウエイト２はそれぞれを案内するかごガイドレール８ａ，８ｂおよびカウンターウエイトガイドレール９ａ，９ｂに沿ってエレベーターシャフト内を走行する。かご１とカウンターウエイト２を各ガイドレールに案内支持するかごガイドとカウンターウエイトガイドは図示しない。また、各ガイドレールはエレベーターシャフトの壁または建屋梁１４によりガイドレール支え（図示せず）によって支持される。

巻上ロープ３は次のように走っている。巻上ロープ３の一方の端部はエレベーターシャフトの上部内のカウンターウエイト２の通路より上方の固定手段１２に固定されている。固定手段１２からの巻上ロープ３はカウンターウエイト２の転向プーリ５に会うまで下降する。転向プーリ５を巻回すると巻上ロープ３は再び駆動機械装置６のトラクションシーブ７側へ上昇し、トラクションシーブ７に巻掛けられる。トラクションシーブ７から巻上ロープ３は、かご１側へ下降し、かご１を支持している転向プーリ４を経由し、ガイドレール８ａの最上部の固定手段１３まで上昇する。ここで巻上ロープ３の他方の端部が固定される。

次に、図１を用いて駆動機械装置６と、これを駆動する制御装置２０と、最上階乗り場出入り口付近に設けた指令装置２１の配置を説明する。

カウンターウエイトガイドレール９ａおよび９ｂの上端部には機械土台枠１０が積載固定されている。この機械土台枠１０は機械土台１０ａ，継ぎ柱１０ｂ，１０ｃおよび補助部材１０ｄから構成されている。この機械土台１０ａには駆動機械装置６と巻上ロープ３の一方端の固定手段１２を取付け固定し、それぞれの垂直荷重を堅持している。また、継ぎ柱１０ｂ，１０ｃの上端部はエレベーターシャフトの最上部位置にある建屋梁１４に固定する。また、左右の継ぎ柱１０ｂ，１０ｃを連結する補助部材１０ｄは支え金具１１を介して駆動機械装置６の水平方向荷重を支えている。なお、支え金具１１は駆動機械装置６の上端部に設けるのが最適である。また、継ぎ柱１０ｂ，１０ｃは駆動機械装置６とエレベーターシャフトの壁との間が広ければ、機械土台１０ａから１本の継ぎ柱を設け、補助部材１０ｄをなくし、支え金具１１を直接に１本の継ぎ柱に取付けてもよい。駆動機械装置６を駆動する制御装置２０は、継ぎ柱１０ｂ，１０ｃに固定されている。

最上階乗場の扉２４ａ,２４ｂの脇に、縦寸法が扉２４ａ,２４ｂ程度で、幅が約３００mm、厚さ（ｄ）が１００〜１５０mmの小形・薄形の電気盤２３が設置され、内部に制御装置２０に駆動信号を与える装置などを含む指令装置２１を収納している。電気盤２３には扉２３ａがあり、開くことにより内部が点検可能である。制御装置２０と指令装置２１との間はケーブル２２で接続されている。

図１の実施形態では、カウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂの間隔が狭く駆動機械装置６がその間に納まらない場合を示したが、駆動機械装置６がカウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂの間に納まるように配置した例を図２により説明する。

図２中、図１と同符号は同一部品を示すので、再度の説明は省略する。図２において、カウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂはエレベーターシャフトの最上部位置にある建屋梁１４のところまで延長し固定する。機械土台１０ａはカウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂに固定する。機械土台１０ａを固定する手段として、駆動機械装置６の垂直荷重を堅持するためには、ストッパー付きガイドレールで固定するのが好適である。補助部材１０ｄはカウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂに固定し、支え金具１１を固定する。駆動機械装置６を駆動する制御装置２０は、カウンターウエイトガイドレール９ａと９ｂに固定する。

エレベーターシャフト内のレイアウト上からの制約で、図１および図２の実施例のように制御装置２０の取付けが困難な場合について説明する。

図８はかごガイドレール８ｂと機械土台枠の継ぎ柱１０ｂが近い場合を示すもので、制御装置２０の一方をかごガイドレール８ｂに、他方を継ぎ柱１０ｂに固定する例を示す。

図９はかごガイドレール８ｂとカウンターウエイトガイドレール９ａが近い場合を示すもので、制御装置２０の一方をかごガイドレール８ｂに、他方をカウンターウエイトガイドレール９ａに固定する例を示す。

図１０は、制御装置２０にブラケット６０を取付け、一方をかごガイドレール８ｂに固定し、ブラケット６０をエレベーターシャフト内の壁などに固定する例を示す。

図１１は、制御装置２０にブラケット６０を取付け、一方を継ぎ柱１０ｂに固定し、ブラケット６０をエレベーターシャフト内の壁などに固定する例を示す。

図１２は、制御装置２０にブラケット６０を取付け、一方をカウンターウエイトガイドレール９ａに固定し、ブラケット６０をエレベーターシャフト内の壁などに固定する例を示す。

次に、エレベーターシャフト内で頂部空間に余裕がある場合の装置の配置を図３に沿って説明する。図３は、かご１が最上階の床レベルＡに位置した時の、各装置の配置を示したものである。駆動機械装置６は、かご１の天井近くに配置されており、その上部のエレベーターシャフトの頂部に駆動機械装置６を駆動する制御装置２０が設置される。図中の４ａと４ｂはかご１を支える転向プーリである。

ここで、駆動機械装置６の近くに制御装置２０を配置する利点を説明する。図４は、エレベーターの制御回路の全体図を示す。駆動機械装置６には、ブレーキ４０と回転速度を検出する速度検出器４１が備えられている。駆動機械装置６はインバータ装置３２の出力により回転制御される。インバータ装置３２の入力電力は建屋電源５６から給電線５６ａ，ノーヒューズブレーカ（ＮＦＢ）５５および電源を入り切りするコンタクタ５４を介して給電ケーブル２２ａ，給電線５６ｂを通り変換器３０で直流に変換して給電される。３１は、変換器３０の出力を平滑するコンデンサ、３５は回生電力を抵抗器で吸収する回生電力吸収回路である。インバータ装置３２の出力は速度検出器４１の信号Ｓｐｓと電流検出器３３の信号ｉｓを帰還信号として、速度指令装置５３の速度指令信号Ｓｐｃに従い、CONTROL34 のパルス幅信号ＰＷによりパルス状の交流電圧を駆動機械装置６に印加し、回転制御を行う。ブレーキ４０はコンタクタ５２による開閉で、ブレーキを開いたり，閉じたりする。５１は、ブレーキ回路の電源、４２は、ブレーキ４０への給電線である。制御装置２０は、インバータ装置３２，電流検出器３３，平滑コンデンサ３１，回生電力吸収回路３５，変換器３０，CONTROL34 から構成されている。指令装置２１は、速度指令信号Ｓｐｃを発する速度指令装置５３，電源５１，コンタクタ５２，５４とＮＦＢ５５およびかご呼び，ホール呼びを取り込み、かごを起動，停止する機能を含む装置（図示しない）などから構成されている。図４中のＶｍは駆動機械装置６のモータ電圧、ＡＣは建屋電源５６の電圧を示す。

エレベーター制御回路の全体で、体積が大きな部分は、駆動機械装置６を駆動するインバータ装置３２を含む制御装置２０である。すなわち、電力を変換する機能は、半導体の進歩で小形化は進んでいるが、信号装置の小形・軽量化のレベルまでは達していない。指令装置２１は、近年の半導体の集積技術の著しい進歩により小形化がますます進んでおり、図１に説明したように小形・薄形化が実現可能である。

インバータ装置３２に使用されている素子は、低騒音を目的として、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ素子）を使用し、スイッチング周波数を１０〜１５ｋＨｚまで上げている。スイッチング周波数を高くするほど無線機器への障害となる電気的ノイズが発生することから、インバータ装置３２を駆動機械装置６にできるだけ近づけた方が、インバータ装置３２と駆動機械装置６の給電線２２ａから発生する電気的ノイズが少なくなることは周知である。

図５に、定格積載荷重で上昇運転する時のエレベーター速度（Ｓｐ）と駆動機械装置６のモータ電流（ｉｍ）と変換器３０の入力電流（ｉａ）の波形を示す。

時刻ｔ０時点でかご１とカウンターウエイト２とのアンバランストルクを補償するモータ電流（ｉｍ１）を流す。ブレーキはｔ１の時点で解放され、ｔ２の時点まで加速状態となる。このときのモータ電流（ｉｍ２）は、アンバランストルクを補償するモータ電流（ｉｍ１）の約２倍となる。目的階に近づくとｔ３の時点からｔ４の時点まで減速状態となり、ｔ４の時点でブレーキが拘束した後にｔ５の時点でモータ電流（ｉｍ）が零となる。

モータ電流（ｉｍ）と変換器３０の入力電流（ｉａ）の関係は、下式となり、
入力電流(ｉａ)≒モータ電流(ｉｍ)×エレベーター速度(Ｓｐ)
÷電源電圧(ＡＣ)
モータ電圧(Ｖｍ)≒電源電圧(ＡＣ)
からｉｍ１≒ｉａ１とｉｍ２≒ｉａ２となる。

図５から分かるように入力電流（ｉａ）の実効値はモータ電流（ｉｍ）の実効値より小さくなることは分かる。全ての負荷条件などで実効電流の関係を求めると
入力電流(ｉａ)≒０.７×モータ電流(ｉｍ)
となる。

すなわち、制御装置２０を駆動機械装置６の近傍に配置することにより、指令装置２１からの電力給電ケーブル２２ａの線サイズが細くなり、取付け作業性が向上するとともに材料費が安価となる。

上記は、指令装置２１を収納した電気盤２３を最上階に設置した例で説明したが、意匠上の制約で最上階では好ましくない場合は、最上階より下の階に設置することは当業者では明らかである。すなわち、制御装置２０を駆動機械装置６の近傍に配置し、指令装置２１を乗場に近傍に設けることにより、取付け作業性が向上するとともに材料費が安価となる効果が大きくなる。

図６は、制御装置２０を、インバータ装置３２，平滑コンデンサ３１，回生電力吸収回路３５，変換器３０，電流検出器３３とで構成した制御回路を示すもので、インバータ装置３２にパルス幅信号を与えるCONTROL34 を指令装置２１に移した例である。

図７は、制御装置２０を、インバータ装置３２，平滑コンデンサ３１，インバータ装置から発生する回生電力を電源側に回生する機能を備えた変換器３９，インバータ装置３２にパルス幅信号ＰＷを発生するCONTROL34 ，変換器３９にパルス幅信号を与えるＡＶＲ３６，ＡＶＲ３６に電源電圧信号Ｖｃを与えるための電圧検出器３７，ＡＶＲ３６に電源電流信号ｉｃを与えるための電流検出器３８とで構成した制御回路を示す。

本発明によるトラクションエレベーターの一実施の形態を示す要部斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターの他の実施の形態を示す要部斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターのかごが最上階床レベルにある時の各装置の配置図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置と指令装置の関係を示す制御回路図。 本発明によるトラクションエレベーターの運転時のかご速度とモータ電流と入力電流波形を示す関係線図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置と指令装置の関係を示す他の制御回路図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の他の実施の形態を示す制御回路図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の固定方法の一例を示す斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の固定方法の他の例を示す斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の固定方法のさらに他の例を示す斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の固定方法の別の例を示す斜視図。 本発明によるトラクションエレベーターの制御装置の固定方法のさらに別の例を示す斜視図。

符号の説明

１…かご、２…カウンターウエイト、３…巻上ロープ、４，４ａ，４ｂ，５…転向プーリ、６…駆動機械装置、８ａ，８ｂ…かごガイドレール、９ａ，９ｂ…カウンターウエイトガイドレール、１０…機械土台枠、１１…支え金具、１４…建屋梁、２０…制御装置、２１…指令装置、２２…ケーブル、２３…電気盤、３０，３９…変換器、３２…インバータ装置、３４…CONTROL 、５３…速度指令装置。

Claims (4)

1. かごガイドレールに沿って動くかごと、カウンターウエイトガイドレールに沿って動くカウンターウエイトと、かごおよびカウンターウエイトが懸架された１組の巻上ロープと、かごとエレベーターシャフトの壁との間でカウンターウエイトガイドレールの上方に配置され前記巻上ロープと係合するトラクションシーブを含みエレベーターシャフトの上部の前記カウンターウエイトガイドレールの上部に固定された機械土台に配置された駆動機械装置とを備えたトラクションエレベーターにおいて、前記駆動機械装置の近傍に前記駆動機械装置を駆動する制御装置を前記かごガイドレールまたは前記カウンターウエイトガイドレールのいずれか、または、前記かごガイドレール及び前記カウンターウエイトガイドレールに固定して配置し、最上部または最上部より下の乗場出入り口の近傍に前記制御装置に指令を与える指令装置を配置すると共に、前記駆動機械装置の垂直荷重を堅持する前記機械土台が固定された前記カウンターウエイトガイドレールを上方へ延長し建屋梁に固定したことを特徴とするトラクションエレベーター。
2. かごガイドレールに沿って動くかごと、カウンターウエイトガイドレールに沿って動くカウンターウエイトと、かごおよびカウンターウエイトが懸架された１組の巻上ロープと、かごとエレベーターシャフトの壁との間でカウンターウエイトガイドレールの上方に配置され前記巻上ロープと係合するトラクションシーブを含みエレベーターシャフトの上部の前記カウンターウエイトガイドレールの上端部に固定された機械土台に配置された駆動機械装置とを備えたトラクションエレベーターにおいて、前記カウンターウエイトガイドレールの上端部に固定された機械土台に継ぎ柱が固定され、前記駆動機械装置の近傍に前記駆動機械装置を駆動する制御装置を前記継ぎ柱に固定して配置し、最上部または最上部より下の乗場出入り口の近傍に前記制御装置に指令を与える指令装置を配置すると共に、前記駆動機械装置の垂直荷重を堅持する前記機械土台に固定した前記継ぎ柱の上端部を建屋梁に固定したことを特徴とするトラクションエレベーター。
3. 前記指令装置を、最上階乗場の扉の脇に配置したことを特徴とする請求項１または２記載のトラクションエレベーター。
4. 前記制御装置は、前記駆動機械装置を駆動するインバータ部とインバータ部に直流電力を与える変換装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のトラクションエレベーター。

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