(57)【要約】【課題】小型で簡単な構成であっても給電用ケーブルの振れを効果的に抑制することができる制振機構を備えたエレベーターを提供する。【解決手段】給電用ケーブルの長手方向の一部に可撓性のある剛性強化部材を設けて給電用ケーブルの固有周期を建築物の固有周期より短くする制振機構か、或いは給電用ケーブルの長手方向の一部に錘を設けて給電用ケーブルの固有周期を建築物の固有周期より長くする制振機構を設けた。建築物の固有周期に対して給電用ケーブル固有周期を短くするか、或いは長くすることで給電用ケーブルの振れを大幅に縮小できる。更に、剛性強化部材や錘からなる制振機構は給電用ケーブルに部分的に固定されるため、小型化できて据付作業も容易となることが期待できる。【選択図】図２
2014159306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の内部に設けられた昇降路内を昇降する乗りかごと、前記乗りかごに搭載された電気装置に電力を供給するため、前記昇降路の壁面から前記乗りかごの間に架け渡され自重によって自由に垂下させた給電用ケーブルを備えたエレベーターにおいて、
前記給電用ケーブルの長手方向の一部に可撓性のある剛性強化部材を設けて前記給電用ケーブルの固有周期を前記建築物の固有周期より短くする制振機構か、或いは前記給電用ケーブルの長手方向の一部に錘を設けて前記給電用ケーブルの固有周期を前記建築物の固有周期より長くする制振機構を設けたことを特徴とするエレベーター。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベーターにおいて、
前記給電用ケーブルの一端は前記昇降路の約半分の高さ位置で前記昇降路に固定され、前記給電用ケーブルの他端は前記乗りかごの下端部に固定され、前記給電用ケーブルは前記昇降路と前記乗りかごの間で自由に変形しながら前記昇降を移動することを特徴とするエレベーター。
【請求項３】
請求項１或いは請求項２に記載のエレベーターにおいて、
前記昇降路は建築物の高層階に設けられ、この高層階に設けられた昇降路内で前記乗りかごが運行されることを特徴とするエレベーター。
【請求項４】
請求項２或いは請求項３に記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材は、前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部に沿って所定の長さに亘って前記給電用ケーブルに固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項５】
請求項４に記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材は、前記乗りかごが前記昇降路の上層に位置している状態下で、前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部に沿って所定の長さに亘って前記給電用ケーブルに固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項６】
請求項５に記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材は、前記給電用ケーブルの前記昇降路の壁面付近から前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部に沿って所定の長さに亘って前記給電用ケーブルに固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材とは別の剛性強化部材が、前記乗りかごの下端部から前記給電用ケーブルに沿って所定の長さに亘って前記給電用ケーブルに固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材とは別の剛性強化部材が、前記乗りかごの下端部から前記給電用ケーブルに沿って所定の長さに亘って前記給電用ケーブルに固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のエレベーターにおいて、
前記給電用ケーブルは断面が平たい長方形の長手方向に延びた形状を備え、前記給電用ケーブルの長手方向の両側端部に前記剛性強化部材が固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項１０】
請求項８に記載のエレベーターにおいて、
前記剛性強化部材及び前記別の剛性強化部材は、前記給電用ケーブルの移動に基づく形状変化に追従することができるチェーンによって構成されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項１１】
請求項２或いは請求項３に記載のエレベーターにおいて、
前記錘は、前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部と直線部に繋がる領域に固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項１２】
請求項１０に記載のエレベーターにおいて、
前記錘は、前記乗りかごが前記昇降路の上層に位置している状態下で、前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部と前記乗りかごの下端部に固定されている直線部に繋がる領域に固定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項１３】
請求項１０に記載のエレベーターにおいて、
前記錘は、前記乗りかごが前記昇降路の上層に位置している状態下で、前記給電用ケーブルの折り返し曲げ部と前記乗りかごの下端部に固定されている直線部に繋がる領域に少なくとも２個以上固定されていることを特徴とするエレベーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は昇降路の壁面と乗りかごの間に給電用ケーブルを架け渡したエレベーターに係り、特に給電用ケーブルに制振機構を設けたエレベーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にエレベーターは、昇降路内に配置した乗りかごが主ロープ（巻き上げロープ）によって懸架されており、この主ロープを巻上機で巻き上げることで乗りかごが昇降路内を上下に昇降するように構成されている。ここで、乗りかごには行先表示装置、ドア開閉装置、位置検出器などのセンサ類、空調機等の電力源を必要とする各種電気装置が搭載されている。このため、電力供給用の電力線を備えた給電用ケーブルが乗りかごと昇降路内の壁面に架け渡されている。尚、この給電用ケーブルには制御信号を相互に送る通信線も共に備えられているが、以下ではこれらを併せて給電用ケーブルとして記述する。
【０００３】
そして、この給電用ケーブルにおいては、一端側は乗りかごの下端に固定的に連結され、他端側は乗りかごの全移動行程（移動量）のおよそ半分の位置で昇降路の壁面に固定的に連結されている。上述したように、この給電用ケーブルは内部に銅線よりなる電力線と通信線を有しており、その周囲を樹脂等でコーティングされた断面形状が平たい長方形の長手方向に延びた形状に形成されており、1本もしくは複数本を組み合わせて給電用ケーブルとして使用されている。
【０００４】
このように給電用ケーブルは、乗りかごの下端と昇降路の壁面との間で、給電用ケーブル自身の重みで垂下（ぶら下がった）した状態であり、乗りかごの上下運行に従って給電用ケーブルは自由に変形しながら昇降路内を上下に移動するものである。
【０００５】
ところで、このようなエレベーターが設置された建築物においては、地震等の振動によって変形を与えられると元に戻ろうとして逆方向に変形し、これが繰り返し起こるために揺れ（振動）が発生する。この揺れの周期(振動周期)は建築物の剛性、重量、長さ等によってそれぞれ固有の周期（固有振動数）を有している。
【０００６】
このため、建築物が揺れると、昇降路内に自由に垂下している給電用ケーブルが共振して給電用ケーブルの振れが大きく増大するという挙動を呈するようになる。このように、共振現象によって給電用ケーブルの振れが大きくなると、給電用ケーブルが昇降路内の突起物、例えばガイドレールに取り付けた、乗りかごの位置を検出する位置検出用プレートに引っ掛かったり、釣り合い錘に衝突するといった好ましくない現象が発生する。
【０００７】
したがって、このような現象を回避することが必要であり、従来から種々の制振機構が提案されている。例えば、特開平２−８１８３号公報(特許文献１)においては、垂下した給電用ケーブルの折り返し部分（最下端の折り返し曲げ部）に空気撹拌式のダンパー装置を設けることで、給電用ケーブルの振れを空気抵抗によって抑制することが提案されている。この空気撹拌式のダンパー装置は、給電用ケーブルの折り返し部分に吊り輪を介して吊り下げられた流体(空気)抵抗の大きい平板を用いたものである。
【０００８】
これによれば、給電用ケーブルが振れると平板が空気の抵抗によって振れを抑制するように働き、これによって給電用ケーブルの振動を減衰する効果を得ることができるとしている。尚、この平板は吊り輪によって給電用ケーブルに吊り下げられているので、乗りかごが上下方向に移動しても吊り輪が給電ケーブルの折り返し部分に集まることで、平板は常に給電用ケーブルの折り返し部分に留まるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、これまで国内では中低層の建築物が主体であることから、加速度レベルが大きな数ヘルツの直下型の地震を対象に耐震対策が行なわれてきた。しかしながら、近年の大地震では震源から遠い大都市の高層建築物で長周期地震動が生じることが指摘されている。一般に、長周期地震動は周期が数秒程度（例えば１秒から１０秒程度）の低周波数領域であるが故に建物の加速度の値は低いものである。しかしながら、この長周期地震動は建物の揺れ加速度が小さくとも、長い時間に亘って継続するという特徴がある。このため、特に高層建築物の固有振動数と一致して高層建造物を共振させ急激に振幅が増大することがあり、高層建築物などでは高い階に行けばいくほど揺れが強くなる傾向にある。
【００１１】
そして、高層建築物の揺れと共振して揺れるエレベーターの構成部材としては主ロープ、調速機ロープ、重量補償ロープ、給電用ケーブル等があるが、特に給電用ケーブルは昇降路内に自重で垂下している自由状態なので揺れる割合が特に大きいものである。つまり、主ロープ、調速機ロープ、重量補償ロープ等はその構造から比較的強い力で張力が与えられているが、給電用ケーブルは自重で垂下しているだけなので固有振動数が低く、長周期地震動によって高層建築物が揺れると、この高層建築物の固有振動数と共振して低周期で大振幅の振れを発生する傾向にある。特に、乗りかごが特定の高層階で運行される短い移動行程のエレベーターにおいては、高層階の振れが大きくなる傾向にあるので、給電用ケーブルもこれに共振して大きく振れるようになる。
【００１２】
このため、給電用ケーブルが昇降路内で大きく振れ回ることで昇降路内の位置検出用プレートのような突起物に絡まる等の不具合が生じ、この状態で乗りかごを運行すると給電ケーブルが損傷する、甚だしい時は給電用ケーブルが切断するといった恐れや、位置検出用プレートが破損するといった恐れがある。
【００１３】
このような給電用ケーブルの大きな振れを抑制するために、特許文献１にあるような空気撹拌式のダンパー装置を使用することが考えられるが、上述したように給電用ケーブルは長い周期の大振幅の振れであるので、このような振れを抑制するためには大きな減衰力を与えることが必要である。したがって、空気撹拌式のダンパー装置で大きな減衰力を得るためには平板の形状を大きくするといった手法が必要となるためバンパー装置が大型化するといった課題が発生する。
【００１４】
更に、最上階から最下階までの全移動行程を運行するエレベーターにおいては、乗りかごが最下階にあるときに上述したような大型化したダンパー装置を収納するために、最下階の下に形成されるピットを深く掘り下げなければならないといった課題も新たに生じるようになる。
【００１５】
本発明の目的は、小型で簡単な構成であっても給電用ケーブルの振れを効果的に抑制することができる制振機構を備えたエレベーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の特徴は、給電用ケーブルの長手方向の一部に可撓性のある剛性強化部材を設けて給電用ケーブルの固有周期を建築物の固有周期より短くする制振機構か、或いは給電用ケーブルの長手方向の一部に錘を設けて給電用ケーブルの固有周期を建築物の固有周期より長くする制振機構を設けた、ところにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、建築物の固有周期に対して給電用ケーブル固有周期を短くするか、或いは長くして給電用ケーブルの振れを大幅に縮小できる。更に、剛性強化部材や錘からなる制振機構は給電用ケーブルに部分的に固定されるため小型化できて、据付作業も容易となることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用されるエレベーターの構成を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態になる給電用ケーブルの制振機構を説明するための構成図である。
【図３】図２に示す剛性強化部材の構成を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態になる給電用ケーブルの制振機構を説明するための構成図である。
【図５】図４に示す錘部材の構成を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００２０】
以下に説明する本発明においては、２つの考え方によって給電用ケーブルの振れを抑制する制振機構を提案している。一つは給電用ケーブルの固有周期を高層建築物の固有周期より短くする制振機構であり、もう一つは給電用ケーブルの固有周期を高層建築物の固有周期より長くする制振機構である。
【００２１】
高層建築物と給電用ケーブルの共振をなくすためには、夫々の固有周期をずらすことによって実現することができる。このためには、高層建築物の固有周期に対して給電用ケーブルの固有周期を短くするか、或いは長くするかのいずれかのアプローチが必要となる。給電用ケーブルの固有周期は、エレベーターの移動行程等の仕様によって様々であり、乗りかごの停止時間が長く共振が起こりやすい乗りかごの位置と、その位置からの運行方向との関係から適切な固有周期を決定することが必要であるが、特に乗りかごの停止位置によって給電用ケーブルの振れの大きさが支配される傾向にある。
【００２２】
一般的には高層建築物では高層階の方で停止時間が長くなることが多い。これは、高層建築物では高層階に展望階やレストラン等の店舗階が比較的多く割り当て配置されており、これらの高層階に乗客が多く集まるからである。このため、乗客の乗降に必要な時間も長くなり、結果的に高層階で乗りかごが停止する停止時間が長くなるものである。したがって、この時に長周期地震動が発生すると、高層階では揺れが大きくなって給電用ケーブルも大きく振れるようになる。
【００２３】
ここで、給電用ケーブルの固有周期を変えるには、材料の密度を一律に変更することも考えられる。しかしながら、自重のみで昇降路と乗りかごの間で垂下している給電用ケーブルの場合には、その固有周期が給電用ケーブルの長さによってほぼ決定される。すなわち、材料の密度などを一律に変更しても固有周期がほとんど変わらないことがわかった。したがって、本発明では乗りかごの位置と給電用ケーブルの振動モードを考慮して、給電用ケーブルの振れの大きい部分に制振機構を設けるようにしている。
【００２４】
そして、上述したように給電用ケーブルの固有周期を高層建築物の固有周期より短くする制振機構としては、給電用ケーブルの剛性を強化すればよく、望ましくは乗りかごが高層階の位置にある状態下で、給電用ケーブルの昇降路壁面に近い部分から給電用ケーブルが湾曲して折り返される部位までの間の剛性を強化すれば固有周期を効果的に短くでき、更により固有周期を短くするには、給電用ケーブルの振動の節となる乗りかごの下端部分の剛性を強化すれば良いことが知見として得られた。
【００２５】
また、上述したように給電用ケーブルの固有周期を高層建築物の固有周期より長くする制振機構としては、給電用ケーブルの振れの大きい近傍に錘を固定すれば良く、望ましくは乗りかごが高層階の位置にある状態下で、給電用ケーブルの振れの大きい下端部分近傍に錘を固定すれば良いことが知見として得られた。特に、乗りかごが最上階或いはその近傍階にある場合には、給電用ケーブルの振れの大きい最下端部分近傍に錘を固定すれば良いものである。
【００２６】
以下、具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明するが、その前にエレベーターの概略の構成を図１に基づいて説明する。
【００２７】
図１において、エレベーターは昇降路１２内を乗りかご２や釣合錘３がガイドレール（図示せず）に沿って昇降するものである。乗りかご２と釣合錘３は昇降路１２の上部に設けられた機械室２２の巻上機５を介して主ロープ１でつるべ式に懸垂されており、巻上機５が一方向に回転駆動されるとシーブ６によって主ロープ１が巻上げられて乗りかご２が上昇し、巻上機５が逆方向に回転駆動されるとシーブ６によって釣合錘３が巻上げられて乗りかご２が下降するように運行される。
【００２８】
また、機械室２２内には、制御盤（図示せず）、調速機７及び振動感知器８等が配置されており、調速機７には調速機ロープ１５が巻き掛けられている。更に、乗りかご２の下端部とつり合錘３の下端部は主ロープ１の重量差を補償する重量補償ロープ１０が補償プーリ１１を介して連結されている。また、乗りかご２に搭載された電気装置（図示せず）へ給電や制御信号の授受を行うために給電用ケーブル４が昇降路１２の壁面と乗りかご２の下端部との間に架け渡されている。このように、昇降路１２内には、主ロープ１、調速機ロープ１５、重量補償ロープ１０及び給電用ケーブル４等の、いわゆる長尺物と呼ばれる構成部品が設けられている。尚、昇降路１２内にはこの長尺物以外にもガイドレール（図示せず）や昇降路１２内のその他の機器等を支持するブラケット１３a、１３ｂが設置されている。更に、昇降路１２の突起物として、図示していないが、ガイドレールに乗りかご２の位置検出用プレート類が階床間隔毎に設置されている。
【００２９】
ここで、給電用ケーブル４は昇降路１２の外部から昇降路１２内に誘引され、この部分で昇降路１２内に固定的に設置されるが、この設置位置は昇降路１２の全移動行程の約半分の位置に決められている。つまり、昇降路１２の半分の高さ付近に給電用ケーブル４が固定されていることになる。尚、給電用ケーブル４は上述したように、その断面が平たい長方形の長手方向に延びた形状を備えている。そして、この平たい面が乗りかご２の昇降に応じて湾曲するもので、この湾曲する部分が給電用ケーブル４の折り返し曲げ部となるものである。
【００３０】
以上に説明したエレベーターの構成は良く知られたものであるので、これ以上の説明は省略する。
【実施例１】
【００３１】
次に本発明の第１の実施形態について図２及び図３に基づき説明する。この実施形態は給電用ケーブル４の固有周期を高層建築物の固有周期より短くする制振機構を示したものである。具体的には乗りかご２が高層階の位置にある状態下で、給電用ケーブル４の昇降路１２壁面に近い部分から給電用ケーブル４が湾曲して折り返される折り返し曲げ部までの間の剛性を強化して固有周期を効果的に短くする構成を提案している。
【００３２】
図２においては、乗りかご２が高層建築物の高層階、例えば最上階、或いはその数階だけ下の階に停止した場合を示しているが、以下では、乗りかご２が最上階に停止したものとして説明する。
【００３３】
一般に、乗りかご２が昇降路１２内を移動している場合には、主ロープ１の乗りかご２から巻上機５までの長さは乗りかご１と共に変化する。また、給電用ケーブル４は一端が昇降路１２の壁面に固定され、他端が乗りかご２の下端部に固定されているので、乗りかご２の移動に伴って給電用ケーブル４の形状は乗りかご２の移動に応じて変化する。つまり、乗りかご２の移動によって給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃが順次移動していくようになる。
【００３４】
そして、乗りかご２が最上階に停止している場合には、給電用ケーブル４は一端が昇降路１２の壁面に固定され、他端が乗りかご２の下端部に固定されていることから、アルファベット文字の『Ｊ』に近似した形状となる。また、乗りかご２が昇降路２の途中階にあるときはアルファベット文字の『Ｕ』に近似した形状となり、更に、乗りかご２が最下階にあるときにはアルファベット文字の『Ｊ』を左右方向に反転させた形状となる。このように、最上階と最下階の場合には、給電用ケーブル４の固定端を乗りかご２と昇降路１２の壁面の間で変えただけで、給電用ケーブル４の垂下した時の形状はほぼ同一と考えて良いものである。
【００３５】
尚、上述した長尺物が建築物の揺れに共振する時の乗りかご２の位置は、一般的な低中層建築物の最下階から最上階までを運行するエレベーターでは、乗りかご２を懸垂する側の主ロープ１は建築物の下層階附近に乗りかご２が存在している時に共振し易く、また、主ロープ１より張力が小さい調速機ロープ１５や重量補償ロープ１０の場合には建築物の中層階付近に乗りかご２が存在している時に共振し易い。これはエレベーターのロープ類の断面積と張力が法律等で規定された安全率からほぼ決まるためであり、無暗にこれを変更することができないので、上述したような階層付近で共振が生じるものである。ただ、これらは固有周期が短いので、高層建築物で問題となる長周期地震動に対してそれほど大きな問題とはならない。
【００３６】
一方、本発明が対象とする給電用ケーブル４においては、給電用ケーブル４に加わる張力が給電用ケーブル４自身の重みであるため、その固有周期は上述したロープ類に比べて長いものである。例えば、一般に主ロープ１ではその周期は２秒程度、重量補償ロープ１０では１秒程度であるのに対して、給電用ケーブル４では４秒程度の時間がかかり、固有周期が長いことがわかる。
【００３７】
したがって、例えば、乗りかご２が特定の高層階で運行される短い移動行程のエレベーターにおいては、高層建築物の固有周期と給電用ケーブル４の固有周期が近くなると共振状態が生じて給電用ケーブル４が大きく振れるという問題が発生する。しかも、乗りかご２が昇降路１２の上部に存在している場合は特にその傾向が強まるようになる。尚、高層建築物に限らず、免震構造を採用した建築物においても長周期地震動と共振することがあり、上述したことと同様のことがいえる。ここで、給電用ケーブル４が共振しやすい位置は建物の高さやエレベーターの仕様によって異なっているので、以下に示す給電用ケーブル４に施す制振機構の仕様はこれに合わせて適切に決められるものである。
【００３８】
図２は給電用ケーブル４の固有周期を高層建築物の固有周期より短くする制振機構として給電用ケーブルの剛性を強化した実施例を示している。
【００３９】
図２において、乗りかご２は最上階（昇降路１２の最上部）に位置しており、給電用ケーブル４がアルファベット文字の『Ｊ』に近似した形状をとっている場合を示している。
【００４０】
本実施例においては、第１に、乗りかご２の下部に固定された給電用ケーブル４の紙面垂直方向の剛性を上げるための剛性強化部材、例えば、乗りかご２の下部に固定された給電ケーブル４にチェーン２１が固定配置されている。このチェーン２１が固定される部位は振動モードの節の部位に相当する。
【００４１】
また、第２に、昇降路１２の壁面の固定部２３近傍の給電用ケーブル４の紙面垂直方向の剛性を上げるための剛性強化部材、例えば、固定部２３近傍の給電用ケーブル４にチェーン２２が固定配置されている。このチェーン２２が固定される部位は振動モードの腹に相当し、振幅が大きくなる領域である。
【００４２】
乗りかご２の下部に固定された給電ケーブル４に固定されたチェーン２１は『ｈ１』の長さを有し、昇降路１２の壁面に固定された給電用ケーブル４に固定されたチェーン２２は『（ｈ２＋ｈ３）』以上の長さを有している。そして、少なくとも昇降路１２の壁面付近に固定された給電用ケーブル４に固定されたチェーン２２は、乗りかご２が最上階にある状態下で、給電用ケーブル４が湾曲した折り返し曲げ部Ｃに沿った形状をとるようにその長さを決められている。したがって、チェーン２２は給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃを境にして両側の給電用ケーブル４に『ｈ２』の長さと、『ｈ３』の長さに亘って存在している。この『ｈ２』、『ｈ３』という長さも制振性能が高くなる値に夫々適切に決められるものである。
【００４３】
夫々のチェーン２１、２２は乗りかご２の移動による給電用ケーブル４の変形に合わせて折り曲るように構成され、給電用ケーブル４の形状変化を妨げないような柔軟性を備えている。このように剛性強化部材をチェーン２１、２２のような構成にすれば、一定のピッチでチェーン同士がリンクで回転自由に固定されるので、給電用ケーブル４の平面に沿って自由に屈曲することができるようになる。その自由度はチェーンの取り付けピッチが短いほど屈曲の自由度が高いものであり、このピッチは給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃの湾曲状態に合わせて適宜設定されるものである。
【００４４】
これらのチェーン２１、２２の具体的な構成については図３を用いて詳細に説明するが、チェーン２１、２２は給電用ケーブル４の長手方向の両側端部に強固に固定され、給電用ケーブル４の長手方向に移動することはない。
【００４５】
このような構成によって、給電用ケーブル４が図２において紙面垂直方向に振れる振動モードの固有周期を短くすることができる。尚、給電用ケーブル４は図２において紙面垂直方向に振れる振動だけではなく、紙面と平行方向に振れる振動もあるが、この場合は給電用ケーブル４の平面部の全体が空気の抵抗となって給電用ケーブル４の振れをかなり抑制することができるようになっている。
【００４６】
また、本実施例では、チェーン２１を乗りかご２の下端部に連結される給電用ケーブル４の部分に固定し、更に、チェーン２２を昇降路１２の壁面に近い給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃを跨ぐように取り付けているが、高層建築物の固有周期と共振するのを避けることができる範囲であれば、チェーン２１を設置することなく、昇降路１２の壁面に近い給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃを跨ぐチェーン２２だけ設置しても良いものである。
【００４７】
次に、実施例１に示した制振機構に関する具体的な解析結果を説明する。この解析は有限要素法を用いて給電用ケーブル４を梁要素でモデル化して行った。チェーン２１、２２による剛性の増加分をヤング率で５倍だけ向上すると仮定すると、以下のような効果が得られることがわかった。比較する基準を、給電用ケーブル４にチェーン２１、２２を固定せずに剛性強化の手法を施さない比較給電用ケーブル４とした。この時の比較給電用ケーブル４の固有周期は約１０．８秒であり、この状態を１００％とした。これを基準にしてどの程度の固有周期の短縮が図れたかを求めた。ここで、昇降路１２の高さを約１００ｍと設定している。
【００４８】
≪条件１≫
給電用ケーブル４の長手方向の両側端部に給電用ケーブル４の全体に亘ってチェーン２１、２２を設け、給電用ケーブル４の全領域の剛性を５倍に設定した。この場合では固有周期は約７．２秒となり、比較給電用ケーブル４に対して周期は６７％となった。つまり、３３％の周期の短周期化が図れるものである。しかしながら、このように給電用ケーブル４の全体に亘って長いチェーン２１、２２を設けることは、その取り付け作業の困難性や重量の増加を招き、実際的ではないという課題がある。
【００４９】
≪条件２≫
建屋固定部近傍の『ｈ２』が３．４ｍ、『ｈ３』が４．１ｍの長さのチェーン２１だけを設け、この部分の剛性を５倍に設定した。この場合では固有周期は約９．４秒となり、比較給電用ケーブル４に対して周期は８７％となった。つまり、１３％の周期の短周期化が図れるものである。
【００５０】
≪条件３≫
建屋固定部近傍の『ｈ２』が１０．４ｍ、『ｈ３』が４．１ｍの長さのチェーン２１だけを設け、この部分の剛性を５倍に設定した。この場合では固有周期は約９．２秒となり、基準給電用ケーブル４に対して周期は８６％となった。つまり、１４％の周期の短周期化が図れるものである。
【００５１】
≪条件４≫
条件３に加えて乗りかご２の下端部に位置する給電用ケーブル４に『ｈ１』が１０ｍの長さのチェーン２１を設けこれらの部分の剛性を５倍に設定した。この場合では、固有周期は約８．３秒となり、基準給電用ケーブル４に対して周期は７７％となった。つまり、２３％の周期の短周期化が図れるものである。
【００５２】
このように、チェーン２１を乗りかご２の下端部に連結される給電用ケーブル４の部分に固定し、更に、チェーン２２を昇降路１２の壁面に近い給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃを跨ぐように取り付けるだけで、給電用ケーブル４の固有周期を短くすることができ、更にチェーン２１、或いはチェーン２２も短くできるので取り付け作業も簡単となり、重量の増加もそれほど問題にならないものである。
【００５３】
ここで、チェーン２１、２２等の剛性強化部材の配置位置は、建築物と給電用ケーブル４が共振しない範囲、或いは応答変位の低減効果に応じて変化させればよい。一般的には、給電用ケーブル４の減衰はその被覆樹脂材料の粘性に基づく減衰や構成材料に基づく減衰が主であり、１％以下で十分小さいことを考えれば、上述したように固有周期を１０％程度短くするだけでも応答変位の低減効果を有するものと考えられる。
【００５４】
尚、図２に示すものは乗りかご２が最上階に停止している場合を示しているが、同様に乗りかご２が中間階床に停止している場合であってもケーブル４の最下端近傍が振動モードの腹になる場合はこの部分の剛性強化を行なえばよい。
【００５５】
更に、乗りかご２が最下階に停止している場合には、給電用ケーブル４の昇降路１２側が長い「Ｊ」の字の形状となる。このため、対称性を考えれば、乗りかご２下に剛性強化を行なえばよいことになる。しかしながら、昇降路１２側の給電用ケーブル４は本来昇降路壁面に近く、この壁面に緩衝材や保護線を設置すれば、ある程度ケーブルの振れを抑制しやすい。このため、乗りかご２が上方にあるときの方がより共振現象が問題となりやすく、図２に示すような構成による剛性強化の効果は大きいものである。
【００５６】
次に、図２に示すチェーン２２の具体的な構成について図３を用いて詳細に説明する。図３において、給電用ケーブル４は断面が平たい長方形の長手方向に延びた形状に形成されており、自由に垂下した状態で最下端付近において折り返し曲げ部Ｃで湾曲しながら折り返されている。この折り返し曲げ部Ｃの曲率半径を小さくすると、給電用ケーブル４を構成する銅線や被覆樹脂への曲げ応力が増大するため、ある程度の曲率半径を確保するように形成されている。
【００５７】
図示しない乗りかご２が移動すると、給電用ケーブル４は上述した曲率半径を保ったままに上下に移動する。そして、上述したように、給電用ケーブル４の固有周期を短く変化させるために、給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃの近傍に剛性強化用の右側チェーン２２a、左側チェーン２２ｂを固定、配置する。（以下、右側、左側を省略して単にチェーンと表記する）
チェーン２２a、２２ｂは固定プレート２４によって給電用ケーブル４に強固に固定されている。この固定プレート２４は二枚から構成されており、給電用ケーブル４の長手方向に対して直交する方向で、給電用ケーブル４の両側端部を越えて横切るようにして給電用ケーブル４を挟み込むように固定されている。給電用ケーブル４と二枚の固定プレート２４は周知のボルトによる固定方法や接着材による固定方法で相互に固定されるものである。
【００５８】
更に、固定プレート２４とチェーン２２a、２２ｂの一端側はボルトや係止ピン等によって機械的に係合されており、この部分でチェーン２２a、２２ｂは固定プレート２４に対して回転可能となっている。よって、チェーン２２a、２２ｂは給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃに沿って変化可能である。もちろん、チェーン２２a、２２ｂの他端側も同じ構成となっている。チェーン２２a、２２ｂはピッチが短いほど、屈曲しやすくなり曲げの自由度が高い。一方、ピッチが長い方が紙面垂直方向（ケーブルの長辺方向）の剛性を高めることができる。よって、共振を避けたい範囲と給電用ケーブル４の仕様等に応じて適切なピッチを選定すればよいものである。尚、乗りかご２の下端部に固定したチェーン２１も同様の構成となっている。ここで、チェーン２１、２２は両端側で固定されているが、これに限らず、一箇所或いは三箇所以上の固定部によってチェーン２１、２２を固定することも可能である。
【００５９】
また、剛性強化部材として本実施例では鋼製（鉄やステンレス）のチェーンを使用しているが、これに限定されず、合成樹脂製のチェーン、カーボンファイバー等の可撓性に優れた軽量材を用いたチェーンであっても同様の効果が得られるものである。更に、剛性強化部材は軽量であるほど良く、これによって取り付け作業等も楽になるものである。
【００６０】
このように、本実施例によれば、小型で簡単な構成で給電用ケーブルの振れを効果的に抑制することができる制振機構を提供することができるものである。
【実施例２】
【００６１】
次に本発明の第２の実施形態について図４及び図５に基づき説明する。この実施形態は給電用ケーブル４の固有周期を高層建築物の固有周期より長くする制振機構を示したものである。具体的には乗りかご２が高層階の位置にある状態下で、給電用ケーブル４が湾曲して折り返される折り返し曲げ部付近に錘を固定して固有周期を効果的に長くする構成を提案している。
【００６２】
図４においては、乗りかご２が高層建築物の高層階、例えば最上階、或いはその数階だけ下の階に停止した場合を示しているが、以下では、実施例１と同様に乗りかご２が最上階に停止したものとして説明する。
【００６３】
給電用ケーブル４の固有周期を長くするための錘２５は給電用ケーブル４のどこの位置でも良いというものではなく、給電用ケーブル４が大きく振れる位置が好ましい。このため、上述したように高層建築物の高層階に乗りかご２が停止している状態を想定してその位置を決めるのが重要である。
【００６４】
このような観点から、図４にあるように本実施例においては、乗りかご２が最上階に停止した状態下で、給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃの両端領域、つまり、給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃと給電用ケーブル４の直線部Ｓが繋がる領域ＪＬ、ＪＲが形成される。
【００６５】
そして、給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃから見て乗りかご２に連結される領域ＪＲ側に錘２５が固定、配置されている。この乗りかご２に連結される給電用ケーブル４の領域ＪＲ側は乗りかご２が最上階に停止した状態下で振れ量が大きい部位に相当する。このため、この領域ＪＲに錘２５を配置すると効果的に給電用ケーブル４の固有周期を長くして振れを少なくすることができるようになる。
【００６６】
このように構成した制振機構を実施例１と同様に有限要素法を用いた解析を行なった。錘２５は重いほど固有周期は長くなる方向に変化し、約５０ｋｇの錘２５を取り付けた場合には固有周期を８．５％程度だけ長くすることが可能である。また、約１００ｋｇの錘２５を取り付ければ、１１．９％程度だけ固有周期を長くすることが可能である。
【００６７】
尚、給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃと給電用ケーブル４の直線部Ｓが繋がる領域ＪＬ、ＪＲの両方に錘２５を固定することも可能である。このように、振動モードの振れが大きい腹の位置に錘２５を設置することで振れ量を効果的に低減することができるものである。
【００６８】
次に、図４に示す錘２５の具体的な構成について図５を用いて詳細に説明する。図５において、実施例１と同様に給電用ケーブル４は断面が平たい長方形の長手方向に延びた形状に形成されており、自由に垂下した状態で最下端付近において折り返し曲げ部Ｃで湾曲しながら折り返されている。
【００６９】
そして、図４に示す錘２５は一個でも良いが、本実施例では二個の錘２５ａと錘２５ｂからなっている。錘２５aは２枚の固定プレート２６ａと、これの両端に固定された錘２７a、２８ａによって構成されている。固定プレート２６ａは給電用ケーブル４の長手方向に対して直交する方向で、給電用ケーブル４の両側端部を越えて横切るようにして給電用ケーブル４を挟み込むように固定されている。給電用ケーブル４と二枚の固定プレート２６ａは周知のボルトによる固定方法や接着材による固定方法で相互に固定されるものである。同様に錘２５ｂも同じ構成によって給電用ケーブル４に固定されている。ここで、固定プレート２６ａ、２６ｂの両端には錘本体２７ａ、２８ａ、２７ｂ、２８ｂが設けられており、質量が大きい錘本体２７ａ、２８ａ、２７ｂ、２８ｂを左右に振り分けて効率良く設置できるようにしている。
【００７０】
ここで、本実施例では錘２５a、２５ｂは給電用ケーブル４の折り返し曲げ部Ｃと給電用ケーブル４の直線部Ｓが繋がる領域ＪＲに２個の錘を分割して固定したが、３個以上に分割して設置するようにしても良い。複数に分割することで、個別の固定プレート２６a、２６ｂや錘本体２７ａ、２８ａ、２７ｂ、２８ｂ等を小型で軽量にすることができる。これによって、給電用ケーブル４に取り付ける作業が楽になるものである。
【００７１】
尚、二個の錘２５ａと錘２５ｂと給電用ケーブル４の固定方法として、給電用ケーブル４の銅線と干渉しない位置に貫通孔を開け、更に固定プレート２６ａ（二枚）、２６ｂ（２枚）にも貫通孔空け、これらの貫通孔にボルトを通して締め付け固定する方法を用いることもできる。
【００７２】
また、錘２５ａと錘２５ｂは昇降路１２の壁面などに衝突した場合の損傷を軽減するために、錘２５ａと錘２５ｂの周囲全体を緩衝材などで覆うと良いものである。
【００７３】
このように、本実施例によれば、小型で簡単な構成で給電用ケーブルの振れを効果的に抑制することができる制振機構を提供することができるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１…主ロープ、２…乗りかご、３…つり合錘、４…給電ケーブル、５…巻上機、６…シーブ、７…ガバナ、８…振動感知器、１０…コンペンロープ、１１…コンペンプーリ、１２…昇降路、１３…レールブラケット、２１、２２…剛性強化部材、２３…ケーブル固定部（建屋側）、２４…固定プレート、２５…錘、２６…固定プレート、２７、２８…錘。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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