(57)【要約】エレベータ、好ましくは機械室を有しないエレベータにおいて、巻上機はトラクションシーブを介して一連の巻上ロープを巻き取り、一連の巻上ロープは円形および／または非円形の断面を有するスチールワイヤから撚り合わされている負荷支持部分を有する。そして、エレベータには、複数の転向プーリが存在し、そのいくつかはトラクションシーブより大きく作られていて、巻上機の重量は最大でもエレベータの定格積載重量の約1/5であるエレベータ。
2005529042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくは機械室を有しないエレベータにおいて、巻上機はトラクションシーブを介して一連の巻上ロープに係合し、該一連の巻上ロープは円形および／または非円形の断面を有するスチールワイヤから撚り合わされている負荷支持部分を有し、前記エレベータには、複数の転向プーリが存在し、そのいくつかは前記トラクションシーブより大きく作られていて、前記巻上機の重量は最大でもエレベータの定格積載重量の約1/5であるエレベータ。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータにおいて、前記複数の転向プーリのすべてがトラクションシーブより大きく作られていることを特徴とするエレベータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレベータにおいて、前記巻上ロープのスチールワイヤの強度は約2300N/mm2より大きく、約2700N/mm2より小さいことを特徴とするエレベータ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のエレベータにおいて、前記巻上ロープのスチールワイヤの断面積は約0.015mm2より大きく、約0.2mm2より小さく、前記巻上ロープのスチールワイヤは約2000N/mm2を超える強度を有することを特徴とするエレベータ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のエレベータにおいて、エレベータの巻上機に操作されるトラクションシーブの外径は最大でも約250mmであることを特徴とするエレベータ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のエレベータにおいて、エレベータの巻上機の重量は最大でも約100kgであることを特徴とするエレベータ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のエレベータにおいて、速度調節ロープは、巻上ロープより直径が大きいことを特徴とするエレベータ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のエレベータにおいて、速度調節ロープは巻上ロープと直径が等しいことを特徴とするエレベータ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のエレベータにおいて、エレベータの巻上機の重量は最大でも定格積載量の約1/6であり、有利には最大でも定格積載量の約1/8であり、最も有利には定格積載量の約1/10以下であることを特徴とするエレベータ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のエレベータにおいて、エレベータ機械装置とその支持要素との合計の重量は最大でも定格積載量の1/5であり、好ましくは最大でも定格積載量の1/8であることを特徴とするエレベータ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のエレベータにおいて、カーを支持するプーリ（502）の直径は、カーを支持する構体に含まれる水平な梁（504）の高さ寸法以下であることを特徴とするエレベータ。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載のエレベータにおいて、プーリ（502）の少なくとも一部は梁（504）の内側に配置されることを特徴とするエレベータ。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のエレベータにおいて、エレベータカーの通路はエレベータシャフト内にあることを特徴とするエレベータ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載のエレベータにおいて、前記巻上ロープ内の撚り糸および／またはワイヤ間のスペースの少なくとも一部分は、ゴム、ウレタンその他の実質的に非流動的な性質を有する媒体で満たされていることを特徴とするエレベータ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載のエレベータにおいて、前記巻上ロープはゴム、ウレタンその他の非金属材料で作られた表面を有することを特徴とするエレベータ。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のエレベータにおいて、前記トラクションシーブは、少なくともその綱溝内を非金属材料でコーティングされていることを特徴とするエレベータ。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のエレベータにおいて、前記トラクションシーブのうち少なくとも綱溝を含むエッジの部分は非金属材料から作られていることを特徴とするエレベータ。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載のエレベータにおいて、D/dの比は40より小さいことを特徴とするエレベータ。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載のエレベータに関するものである。
【０００２】
エレベータ開発業務における１つの目的は、効率的で経済的なビルスペースの利用を実現することである。近年、この開発業務によって、とりわけ、機械室を有しない様々なエレベータ方式が提供されてきた。機械室を有しないエレベータの好例は、欧州特許出願EP 0 631 967号（A1）、およびEP 0 631 968号の明細書に開示されている。これらの明細書に記載されたエレベータは、エレベータシャフトを大きくすることなく、ビル内のエレベータ機械室に必要なスペースを除くことを可能としたため、スペースの使用という点で非常に効率的である。これらの明細書に記載のエレベータでは、機械装置は少なくとも一方向にコンパクトであるが、他の方向には従来のエレベータより機械装置を非常に大きくしてよい。
【０００３】
これらの基本的には良好なエレベータ方式においても、巻上機に必要なスペースによって、エレベータのレイアウト方式の選択の自由は制限されてしまう。巻上ロープの通路を確保するにも、いくらかのスペースが必要である。自身の通路に設置されているエレベータカー自身に必要なスペースや、同様に設置されているカウンタウェイトに必要なスペースを、少なくとも適切な費用で、エレベータの動作や運転の質を損なうことなく削減することは、困難である。機械室を有しないトラクションシーブエレベータにおいて、エレベータシャフト内に巻上機を設置することは困難であり、機械装置が上方にある方式では特に困難である。なぜなら巻上機は非常に大きくて重量があるからである。特に負荷の重量が大きい場合には、速度および／または巻き上げ高さや機械装置の大きおよび重量は、設置上の問題点となる。それどころか、必要な機械装置の大きさや重量によって、実質的に、機械室を有しないエレベータの概念の応用範囲が制限され、あるいは、より大きなエレベータへの上記の概念の導入は少なくとも阻害されてしまっている。
【０００４】
国際公開公報WO 99/43589号の明細書には、平たいベルトを使用して懸垂されているエレベータが開示されていて、転向直径が比較的小さいトラクションシーブおよび転向プーリが達成されている。しかしこの方式の問題点は、レイアウト方式、エレベータシャフト内の構成要素の配置、ならびに転向プーリのアライメントなどが制限されていることである。また、ポリウレタンでコーティングされ、内部に負荷支持用のスチール部を有するベルトのアライメントも、例えばエレベータカーが傾斜した状況では問題を生じる。望ましくない振動を避けるために設置されたエレベータは、少なくとも機械装置および／またはそれを支持する構体を、比較的頑健に構成することが必要となる。トラクションシーブと転向プーリとのアライメントを維持するのに必要な他のエレベータ部分が重厚な構成となると、これもエレベータの重量および費用を増大させてしまう。さらに、そのようなシステムの導入および調整には高い精度を必要とするため、困難な仕事である。
【０００５】
一方で、小さなロープ転向直径を得るために、ロープ構体が用いられていて、負荷支持部分は人工繊維によって作られている。そのような方式は珍しく、かかる方式で得られるロープはスチールワイヤロープより軽量になる。しかし、少なくとも最も一般的な巻き上げ高さ用に設置されたエレベータの場合、人工繊維ロープは実質的な利点を何ら提供するものではない。なぜなら、それらはとりわけ、スチールワイヤロープに比べて著しく高価なためである。
【０００６】
本発明は少なくとも以下の目的のうち、少なくとも１つを実現することを目的とする。１つには、本発明の目的は機械室を有しないエレベータをより発展させ、従来より効率的にビル内およびエレベータシャフト内のスペースを利用することである。これは、エレベータを必要に応じて非常に狭いエレベータシャフト内にも設置可能に構成する必要があることを意味する。一方で、本発明の目的はエレベータもしくは少なくともエレベータ機械装置の大きさおよび／または重量を減らすことである。
【０００７】
本発明の目的は、エレベータの基本的なレイアウトの改変の可能性を阻害することなく、達成されるべきである。
【０００８】
本発明によるエレベータは請求項１の特徴段の記載事項を特徴とする。本発明の他の実施例は他の請求項の記載事項を特徴とする。−  
本発明の応用によって、とりわけ、以下の１つ以上の利点が得られる。
−  すべて、あるいはいくつかの転向プーリをトラクションシーブより大きく作ることが利点である。これら大きな転向プーリのいくつかは、特にシャフトの上部に取り付けてよい。例えば４：１の懸垂の場合、シャフト上部にやや大きな転向プーリを用いることによって、より広いロープ通路構成が達成される。無論、この構成は機械装置が下方に設置されているエレベータだけでなく、機械装置が上方に設置されているエレベータにも適用可能である。
−  より大きな転向プーリを用いることにより、ロープ通路の構成が簡単に実現できる。また、転向プーリが大きな転向半径を有するほど、転向プーリを通過するときのロープの張力は少なくなる。そしてロープの摩耗も少なくなり、ロープはより長持ちする。これらのことは特に小さなトラクションシーブが使われる状況下で得られる。
−  特に、小さなトラクションシーブが使われているときには、いくつかの転向プーリがトラクションシーブより大きくなることもあり、様々なエレベータのレイアウト方法がより簡単に実現できる。
−  大きな転向プーリを使用するときに、小さなトラクションシーブを使うことが可能である。
−  トラクションシーブが小さいため、エレベータおよびエレベータ機械装置をコンパクトにすることが可能である。
−  小さなコーティングされたトラクションシーブを用いることによって、機械装置の重量は、機械室を有しないエレベータで現在一般に使われている機械装置の重量の約半分もしくは半分以下まで、容易に減らすことができる。これは例えば、定格積載量が1000kg以下として設計されたエレベータの場合、機械装置の重量が100〜150kgもしくはそれ以下となることを意味する。適当なモータ方式や材料を選択することによって、機械装置の重量を100kgより小さくすることも可能である。−  トラクションシーブの良好な把持力および軽量の構成要素によって、エレベータカーの重量を飛躍的に減らすことが可能である。そして、これに対応して、カウンタウェイトも現在のエレベータ方式より軽量化可能である。−  コンパクトな機械装置の大きさと、薄くて実質的に円形の断面を有するロープとによって、エレベータ機械装置をシャフト内に比較的自由に設置することが可能である。したがって、このエレベータ方式は、機械装置がエレベータの下方にある場合および上方にある場合の両方において、非常に多彩な様々な方法で実施することができる。
−  エレベータ機械装置は有利にはカーとシャフト壁との間に設置することが可能である。
−  エレベータカーおよびカウンタウェイトの重量の全体もしくは少なくとも一部は、エレベータガイドレールによって搬送可能である。
−  本発明を適用するエレベータでは、エレベータカーおよびカウンタウェイトの中心懸垂方式が容易に実現でき、これによってガイドレールに加えられる横方向の支持力を減らすことができる。
−  本発明を適用すれば、シャフトの断面積を効率的に使用することが可能となる。
−  本発明によればエレベータの設置にかかる総費用および設置時間を減らすことができる。
−  エレベータはその構成要素が従来使われていたものより小さく軽量になるため、製造および設置が経済的になされる。
−  速度調節ロープおよび巻上ロープは通常、特性の点で異なり、速度調節ロープを巻上ロープより太くすれば、設置中に互いを容易に区別ができる。一方、速度調節ロープおよび巻上ロープは同一の構成としてもよい。その場合は、エレベータの運送手順の計画および設置の問題に関する多様性を減らすことができる。
−  軽量で細いロープは扱いやすいため、相当に迅速に設置可能である。
−  例えば、定格負荷が1000kg以下および定格速度が２m/s以下のエレベータでは、本発明による細く強靭なスチールワイヤロープは、たかだか、３〜５mm程度の直径しか有しない。
−  直径が約６mmもしくは８mmのロープによれば、本発明による非常に大きく高速なエレベータが実現できる。
−  トラクションシーブおよびローププーリは従来のエレベータで使われていたものと比較して小さく軽い。
−  小さなトラクションシーブにより、より小さな運転制動装置の使用を可能とする。
−   小さなトラクションシーブによりトルクの必要量が減少し、したがってより小さな運転制動装置を有するより小さなモータの使用を可能とする。
−  トラクションシーブが小さいために、より高い回転速度が所定のカー速度を達成するために必要とされる。つまり、同じモータ出力がより小さなモータによって達成されることを意味する。
−  コーティングが施されているロープおよび施されていないロープのいずれも、使用可能である。
−  トラクションシーブおよびローププーリを以下の方法で実施可能である。すなわち、プーリ上のコーティングが摩耗した後、プーリにロープは堅固にかみ合うこととなる。したがってこのような緊急時においても、ロープとプーリとの間には十分な把持力が維持される。
−  トラクションシーブが小さいため、より小さなエレベータ運転モータの使用が可能となる。このことは運転モータの入手／製造費用の削減を意味する。
−  本発明はギヤレス式、およびギヤ式の両方のエレベータモータ方式に適用可能である。
−  本発明は主に機械室を有しないエレベータでの使用を意図しているが、機械室を有するエレベータにも適用可能である。
【０００９】
本発明の主要な適用分野は乗客輸送用および／または貨物輸送用に設計されたエレベータである。本発明が主に使用を意図しているエレベータは、乗客用エレベータの場合、その速度範囲が約1.0m/s以上のものである。しかし例えば、たかだか約0.5m/sのものを使用してもよい。貨物輸送用エレベータの場合も、好ましい速度は約0.5m/sであるが、大きな貨物の場合にはより遅い速度を用いてもよい。
【００１０】
乗客用および貨物輸送用の両方のエレベータにおいて、本発明によって得られる多くの利点は、６〜８人用（500〜630kg）のエレベータおよびたかだか３〜４人用のエレベータでさえも、明確に得られる。
【００１１】
本発明によるエレベータには、例えば円形断面を有する強靭なワイヤから撚り合わされたエレベータ巻上ロープを備えることができる。円形断面を有するワイヤからは、様々なもしくは等しい太さのワイヤを使用した多くの方法によって、ロープを撚り合わせることが可能である。本発明に適用できるロープでは、ワイヤの太さは平均して0.4mm以下である。強靭なワイヤから作られた有用なロープの中にあるワイヤの平均の太さは0.3mm以下、もしくは0.2mm以下である。例えば、細いワイヤから作られた強靭な４mmのロープは比較的経済的に、次のようなワイヤから撚り合わせることが可能である。すなわち、完成したロープ内のワイヤの平均の太さは0.15〜0.23mmの範囲にあり、最も細いワイヤの太さはたかだか約0.1mm程度となる。細いロープワイヤは容易に強靭に作ることが可能である。本発明は約2000N/mm2以上の強度を有するロープワイヤを使用する。ロープワイヤの強度の適切な範囲は2300〜2700N/mm2である。原則として、強度が約3000N/mm2以上のロープワイヤを使用することも可能である。
【００１２】
以下、本発明を添付図面を参照していくつかの実施例によって詳細に説明する。
【００１３】
図１はエレベータの構成の一例の概略図である。エレベータは好ましくは機械室を有しないエレベータであり、運転機械装置６はエレベータシャフト内に設置されている。同図に示すエレベータは機械装置が上方にあるトラクションシーブエレベータである。エレベータの巻上ロープ３の通路は以下の通りである。ロープの一端は、カウンタウェイトガイドレール11に沿って移動するカウンタウェイト２の通路の上にある、シャフト上部に設置された支柱13に固定されている。支柱からロープは下向きに走行し、カウンタウェイトを懸垂している転向プーリ９の周りを通過する。転向プーリ９はカウンタウェイト２に回転可能に取り付けられている。そしてそこからロープ３は上方へ向かって、運転機械装置６のトラクションシーブ７まで走行する。そしてシーブに設けられている綱溝に沿ってトラクションシーブの周りを通過する。トラクションシーブ７から、ロープ３はカーガードレール10に沿って移動するエレベータカー１の方へ下向きに走行する。そしてエレベータカーをロープで懸垂するために使われる転向プーリ４を経由してカーの下を通過する。そして次にエレベータカーからエレベータシャフトの上部にある支柱14へ再び上昇する。その支柱にロープ３の他端が固定されている。シャフトの上部にある支柱13と、トラクションシーブ７と、カウンタウェイトをロープで懸垂する転向プーリ９とは、互いに対して以下のように配置するのが望ましい。すなわち、支柱13からカウンタウェイト２に向かうロープ部分とカウンタウェイト２からトラクションシーブ７へと向かうロープ部分とを両方とも実質的にカウンタウェイト２の通路と平行にする。これと同様に、シャフトの上部の支柱14と、トラクションシーブ７と、ロープによってエレベータカーを懸垂する転向プーリ４とは、互いに対して次のように配置する方式が望ましい。すなわち、支柱14からエレベータカー１に向かうロープ部分とエレベータカー１からトラクションシーブ７へ向かうロープ部分とは実質的にエレベータカー１の通路と平行にする。この方式によれば、シャフト内にロープの通路を形成するための転向プーリを追加する必要はない。エレベータカーを支えているローププーリ４が、エレベータカー１の重心を通る垂直な中心線について、実質的に対称に取り付けられているという条件の下で、ロープ懸垂は、実質的にエレベータカー１に中心懸垂的な作用をする。
【００１４】
エレベータシャフト内に位置する運転機械装置６は平坦な構造を有するのが好ましい。換言すれば、機械装置はその幅および／または高さと比べて奥行きが短いとよい。もしくは、少なくとも機械装置はエレベータカーとエレベータシャフト壁との間に収容可能なほど十分に薄くする。例えば、薄い機械装置を部分的もしくは完全にエレベータカーの仮想拡張部分とシャフト壁との間に配置するという異なる方法で機械装置を配置してもよい。エレベータシャフトには、トラクションシーブ７を運転するモータに電力を供給するために必要な装置とエレベータを制御するための装置とを配備してもよい。これらの装置は両方とも、共通の配電盤８内に設置してよく、または互いに独立して取り付けてもよく、または部分的もしくは全体的に運転機械装置６に統合してもよい。運転機械装置はギヤ式、またはギヤレス式のいずれのタイプでもよい。好まれる方式としては、永久磁石モータから成るギヤレス式機械装置である。運転機械装置はエレベータシャフト内の壁、天井、ガイドレールもしくは複数のガイドレール、または梁や骨組みなどの他の構体のいずれに固定してもよい。下方に機械装置を有するエレベータの場合、さらなる可能性として、機械装置をエレベータシャフトの底部に取り付けてもよい。図１は経済的な２：１の懸垂を説明したものである。しかし、本発明は１：１の懸垂比を使用したエレベータにも適用できる。換言すれば、巻上ロープが転向プーリを介さずに直接カウンタウェイトおよびエレベータカーに繋がれるエレベータにも適用できる。他の懸垂装置も本発明に適用可能である。図示したエレベータは自動テレスコーピング式ドアを有する。しかし、他の形式の自動ドアまたは回転扉を本発明によるエレベータに使用してもよい。
【００１５】
図２は本発明による他のトラクションシーブを示した図である。このエレベータでは、ロープは機械装置から上方へと向かう。このタイプのエレベータは一般的に機械装置が下方に設けられたトラクションシーブエレベータである。エレベータカー101およびカウンタウェイト102はエレベータの巻上ロープ103によって懸垂されている。エレベータ運転機械装置106は、エレベータシャフト内、好ましくはシャフトの下部に取り付けられている。そして、巻上ロープはエレベータシャフトの上部に設置されている転向プーリ104、105を経由してカー101およびカウンタウェイト102へ達する。転向プーリ104、105はシャフトの上部に設置されている。そして、互いに個別に回転できるように同じ軸上の軸受に独立して取り付けられていることが好ましい。巻上ロープ103は少なくとも３つの平行するロープから成る。
【００１６】
エレベータカー101およびカウンタウェイト102はエレベータシャフト内を、それらを案内するエレベータおよびカウンタウェイトガイドレール110、111に沿って移動する。
【００１７】
図２において、巻上ロープは以下のように動作する。ロープの一端はシャフトの上部にある支柱112に固定されていて、そこからそのロープはカウンタウェイト102へと下がって行く。カウンタウェイトは転向プーリ109を介してロープ113で懸垂されている。カウンタウェイトから、そのロープはエレベータガイドレール110に取り付けられている第１の転向プーリ105に向かってさらに上方へ走行する。そして、転向プーリ105からさらに、運転機械装置106によって運転されているトラクションシーブ107へと向かう。そのトラクションシーブからロープは第２の転向プーリ104に向かって再び上昇する。そしてその転向プーリを通過した後、そのロープはエレベータカーの最上部に取り付けられている転向プーリ108を経由し、さらにエレベータシャフトの上部にある支柱113に到達する。そこで巻上ロープの他端は固定されている。エレベータカーは巻上ロープ103によって転向プーリ108を用いて懸垂されている。巻上ロープ103において、転向プーリ間、あるいは転向プーリとトラクションシーブとの間にある１つ以上のロープの部分は、正確な垂直方向から外れていてもよい。そのような状況によれば、異なるロープ部分間に十分な距離を空け、もしくは巻上ロープとエレベータの他の構成要素との間に十分な距離を空けることが簡単にできる。トラクションシーブ107および巻上機106は、エレベータカー101とカウンタウェイト102との通路から少し離して配置することが好ましい。それによって、それらは転向プーリ104および105より下のエレベータシャフト内のほぼすべての高さに容易に配置可能である。仮に、機械装置をカウンタウェイトやエレベータカーの真上もしくは真下に直接配置しなければ、シャフトの高さが節約される。この場合、エレベータシャフトの最小の高さは、専ら、カウンタウェイトとエレベータカーとの通路の長さ、およびそれらの上方と下方とに必要とされる安全距離を基礎として決定される。さらに、シャフトの最上部と最下部のより小さいスペースは、従来の方式と比較してローププーリの直径を減らしたため、十分なものとなっていて、これは、いかにしてローププーリをエレベータカーおよび／またはエレベータカーの骨組みに取り付けるかに左右される。このことは、時には、すべてもしくはいくつかの転向プーリをトラクションシーブより大きくする上で利点となる。それらの大きな転向プーリは特にシャフト内の上部に取り付けられているものである。例えば４：１の懸垂の場合、シャフト内の上部にある程度大きな転向プーリを使用することによって、より間隔を空けたロープ通路の配置が得られる。無論、このことは機械装置が下方にあるエレベータだけでなく、機械装置が上方にあるエレベータにも適用可能である。
【００１８】
図３は本発明を適用したローププーリ200の部分断面図である。ローププーリのリム206上の綱溝201は被覆物202によってコーティングされている。ローププーリのハブ内に設けられているのは、ローププーリを取り付けるために使われる軸受用のスペース203である。ローププーリにはネジ用の穴205も設けられていて、これは、ローププーリを、その側面において、例えば回転するフランジなどの巻上機６内の支柱に固定し、これによってトラクションシーブ７を形成する。その場合、巻上機から離れた軸受が必要となることはない。トラクションシーブおよびローププーリに使われる被覆材料はゴム、ポリウレタンもしくはこれらに類した摩擦力を増大させる弾性材料を含んでよい。トラクションシーブおよび／またはローププーリの材料も、使用する巻上ロープと共に材料のペアを形成するものを選択すればよく、これによれば、プーリ上の被覆物が摩耗した後であっても、巻上ロープはプーリに堅固にかみ合うこととなる。これにより、被覆物202がローププーリ200から失われたような非常事態においても、ローププーリ200と巻上ロープとの間に十分な把持力が確保される。この特徴により、上述した状況においても、エレベータはその機能性と操作上の信頼性とを維持することが可能である。トラクションシーブおよび／またはローププーリは、次の方法で製造してもよい。すなわち、ローププーリ200のリム206のみを、巻上ロープ３との把持力を増す材料ペアを形成する材料で作ってよい。通常より著しく細い強靭な巻上ロープを使用すれば、トラクションシーブおよびローププーリは通常の太さのロープを用いる場合と比べて十分に小さく設計可能である。またこれによれば、エレベータの運転モータとして、トルクの低い小さなモータを使用することも可能である。このことはモータの費用の削減につながる。例えば、定格積載量が1000kg以下に設計された本発明によるエレベータにおいて、トラクションシーブの直径は120〜200mmであることが望ましいが、これ以下でもよい。トラクションシーブの直径は使用する巻上ロープの太さに依存する。本発明によるエレベータでは、小さいトラクションシーブを使用することにより、例えば定格積載量が1000kg以下のエレベータの場合、機械装置の重量を従来用いられている機械装置の約半分とすることが可能である。これは、製造されるエレベータ機械装置の重量が100〜150kg以下となることを意味する。本発明において、機械装置は少なくともトラクションシーブ、モータ、機械装置収容構体および制動装置から成るものと理解される。トラクションシーブの直径は用いられる巻上ロープの太さに依存する。従来使われていた直径の比は、D/d＝40もしくはそれ以上であり、Dはトラクションシーブの直径であり、dは巻上ロープの太さである。ロープの摩耗抵抗を犠牲にすれば、この比率はある程度減らすことが可能である。あるいは、ロープの数を同時に増やすことができれば、耐用年数について妥協することなく、D/d比を減少させることが可能である。その場合、各々のロープに対する重圧はより小さくなる。このような40以下のD/dの比は、例えば30以下のD/dの比としてよく、例えば25としてよい。しかし、D/dの比を著しく30より減らすと、しばしばロープの耐用年数を急激に縮めることと��るが、これは特別な構造のロープの使用によって補償可能である。実際には、D/dの比を20より小さくすることは非常に難しいが、とりわけこの目的のために設計されたロープを使用すれば実現可能である。但し、そのようなロープは確実に高価である。
【００１９】
エレベータ機械装置と、エレベータシャフト内の定位置に機械装置を固定するために用いる支持要素との重量は、最大で定格積載量の約1/5となる。仮に、機械装置が１つ以上のエレベータおよび／またはカウンウェイトガイドレールのみで完全に、あるいはほぼ完全に支えられている場合、機械装置およびその支持要素の総重量は定格積載量の約1/6もしくは1/8以下に減少することとなる。エレベータの定格積載量は所定の大きさのエレベータに対して定められた負荷を意味する。エレベータ機械装置の支持要素は、例えば梁、キャリッジまたは懸垂ブラケットを含んでよく、これらは、機械装置を、壁の構体、エレベータシャフトの天井に／から支持もしくは懸垂し、あるいはエレベータまたはカウンタウェイトガイドレール上で支持もしくは懸垂するのに用いられる。また支持要素は、エレベータガイドレールの側面に固定された機械装置を固定するために用いられる留め金を含んでもよい。支持要素を有し機械装置の重量が定格積載量の1/7以下もしくは定格積載量の約1/10もしくはそれ以下であるエレベータを達成することは容易である。基本的に、定格積載重量に対する機械装置の重量の比は、空のカーの重量と定格積載量の半分とを加えた重量に実質的に等しい重量をカウンタウェイトが有する従来のエレベータに対して与えられる。非常に一般的な２：１の懸垂比を、定格積載量630kgで用いる場合に、所定の定格重量のエレベータに含まれる機械装置の重量の例は、トラクションシーブの直径が160mmで直径が４mmの巻上ロープが使われるとすれば、機械装置と支持要素とを合計して、たかだか75kgとなる。換言すれば、機械装置とその支持要素との合計の重量は、エレベータの定格積載量の約1/8である。他の例として、同じ２：１の懸垂比を使用し、定格積載量が約1000kgのエレベータで、トラクションシーブの直径を同じく160mmとして巻上ロープの直径を同じく４mmとした場合、機械装置とその支持要素との合計の重量は約150kgであり、この場合機械装置とその支持要素との合計の重量は定格積載量の1/6と等しくなる。第３の例として、定格積載量を1600kgとして設計されたエレベータを考える。この場合、懸垂比が２：１であり、トラクションシーブの直径が240mmであり、巻上ロープの直径が６mmであれば、機械装置とその支持要素との合計の重量は約300kg、つまり定格積載量の約1/7である。巻上ロープ懸垂方式を変更すれば、機械装置とその支持要素との合計の重量は、さらに小さくすることが可能である。例えば、懸垂比が４：１であり、直径が160mmのトラクションシーブと直径が４mmの巻上ロープとが定格積載量500kgとして設計されたエレベータに用いられているとき、機械装置とその支持要素との合計の重量は約50kgとすることができる。この場合、機械装置とその支持要素との合計の重量は定格積載量のたかだか約1/10まで小さくなる。トラクションシーブの大きさが実質的に小さくなり、より高い懸垂比が導入されると、必要なモータのトルクの出力は、始動時に必要なレベルの一部にまで低下する。例えば、４：１の懸垂比を２：１の懸垂比に代えて用い、直径が160mmのトラクションシーブを直径400mmのものに代えて用いた場合、仮に増加する損失を無視すれば、必要なトルクは1/5にまで低下する。したがって、機械装置の���きさも明らかに実質的に小さくなる。
【００２０】
図４は綱溝301が被覆物302を有し、この被覆物は、綱溝の底より両側のほうが薄くなっている方式を表したものである。そのような方式の場合、被覆物はローププーリ300に設けられた基礎的な溝320内に配置する。これにより、ロープによって課される圧力によって被覆物に生じる変形を小さくし、変形の大部分を被覆物に窪みを作るロープの表面模様の程度に制限する。そのような方式は、しばしば、実際上、綱溝毎に固有で互いに分離している複数の副被覆物をローププーリの被覆物が含むことを意味する。しかし、製造その他の観点を考慮すると、ローププーリの被覆物を多くの溝に亘って連続的に広げるように、ローププーリの被覆物を設計することも妥当である。
【００２１】
被覆物を、溝の両側のものを底のものより薄く作ることによって、ロープが溝に沈んでいる間は、綱溝の底にロープによって圧力が課されることは防止され、もしくは少なくとも圧力は減少する。基礎的な溝320の形状と被覆物302の厚さの変化とを組合せた効果により、圧力は横方向には放出不能となり、綱溝301内のロープを支持することとなる。したがって、ロープおよび被覆物に作用する表面圧も最低となる。このように溝を彫られた被覆物302を作る１つの方法は、丸底の基礎的な溝320を被覆材料で満たし、そして基礎的な溝内の被覆材料に半円形の綱溝301を形成することである。綱溝の形状はよく支えられ、そしてロープ下の負荷支持用の表面層は、ロープによって発生する圧縮応力の横からの伝達に対するよりよい抵抗力を提供する。圧力による被覆物の横方向への広がりもしくはさらなる調節は、被覆物の弾性および厚さによって促進され、被覆物の硬さおよびその結果として起こる補強によって減少する。綱溝の底の被覆物の厚さは大きくしてよく、ロープの太さの半分まで大きくしてよい。その場合、硬く弾性のない被覆物が必要となる。一方、ロープの太さのたかだか約1/10に相当する厚さの被覆物が使われる場合、被覆材料は明らかに、柔軟なものにしてよい。ロープとロープの荷物とが妥当に選択されるならば、８人用のエレベータは、溝の底の被覆物の厚さをロープの太さの約1/5にすることによって実装できる。被覆物の厚さは、ロープの表面ワイヤによって形成されているロープの表面模様の深さの少なくとも２〜３倍にすべきである。ロープの表面ワイヤの太さより薄い、そのような非常に薄い被覆物は必ずしもそれにかかる圧力に耐えられない。実際に、被覆物は表面模様より起伏の多いロープ表面の変化を支えなければならないため、被覆物はこの最小の厚さより大きい厚さを有しなければならない。そのような起伏の多い部分は、例えば、ロープ撚り糸の間の高低差がそのワイヤの間の高低差より大きいところで形成される。実際に、適切な最小の被覆物の厚さは表面ワイヤの太さの約１〜３倍である。エレベータで通常使われるロープの場合、それらは金属の綱溝と接触するよう、設計されている。そして、それらロープの太さは８〜10mmであり、この定められた太さによって、被覆物を少なくとも約１mmの厚さになる。エレベータの他のローププーリよりロープの摩耗原因となるトラクションシーブ上の被覆物はロープの摩擦を減らし、したがって太い表面ワイヤをロープに設ける必要性も減らすため、ロープをより平滑化することが可能である。ロープの平滑度は、例えばポリウレタンやその相当物などの目的にあった材料でロープをコーティングすることによって自然に向上させることが可能である。細いスチールワイヤは、太いワイヤより強靭な材料から作ることが可能であるため、細いワイヤを使用することにより、ロープ自身をより細くすることが可能である。例えば、0.2mmのワイヤの使用によって、非常に良好な構造で太さ４mmのエレベータ巻上ロープを製造することが可能である。
【００２２】
使用する巻上ロープの太さに応じて、さらに／あるいは他の理由で、スチールワイヤロープのワイヤは0.15mmから0.5mmの太さであることが望ましい。その太さの範囲であれば、高い強度特性を有するスチールワイヤを容易に得ることが可能であり、個々のワイヤは十分な摩擦抵抗を有し損傷に対する耐性が十分に高い。上記は、円形断面のスチールワイヤから作られるロープについての議論である。同じ原理を応用して、ロープの全体もしくは一部を断面が非円形のワイヤから撚り合わせてもよい。この場合、ワイヤの断面積は実質的に円形断面のワイヤによるものと同じであることが好ましい。つまり、0.015mm2〜0.2mm2の範囲内にするとよい。この範囲の太さを有するワイヤを使用すると、強度が約2000N/mm2以上のワイヤを有し、ワイヤの断面積が0.015mm2〜0.2mm2のスチールワイヤロープを製造することは容易である。そしてこのスチールワイヤロープは、ロープの断面積に対して、スチール材料から成る断面積が広く、これは例えばウォリントン構造の使用によって得られるものと同様である。本発明の実施上、特に適したものは、強度の範囲が2300N/m2〜2700N/mm2のワイヤを有するロープである。なぜなら、そのようなロープはロープの太さに関連して非常に大きな耐性を有すると同時に、高い硬度有する強靭なワイヤをエレベータ内でのロープに使用するのに、何ら実質的な困難は存在しないからである。そのようなロープに適したトラクションシーブの被覆物はすでに明確に１mm以下の厚さである。しかし、被覆物は十分に厚くして、例えば綱溝と巻上ロープとの間に時々はさまる砂粒もしくはそのような粒子によって、容易に剥がされたり突き抜けたりしないことを確実にすべきである。したがって、望ましい最小の被覆物の厚さは、細いワイヤから成る巻上ロープが使われているときでさえ、約0.5〜１mmである。細い表面ワイヤを有し、あるいは比較的平滑な表面を有する巻上ロープにとっては、A+Bcos aの厚みを有する被覆物が適している。しかし、そのような被覆物は、表面の撚り糸が綱溝と一定の距離をおいて面するロープにも適応できる。なぜなら、被覆物の材料が十分に硬ければ、綱溝に面する個々の撚り糸は独立して支持されていて、支持力は同一であり、さらに／あるいは所望の通りだからである。式A+Bcos aにおいて、AおよびBは定数であり、A+Bは綱溝301の底の被覆物の厚さであり、角度aは、綱溝の断面の曲率中心から測定される綱溝の底からの角距離である。定数Aは０以上である。そして定数Bは常に０より大きい。エッジの方へいくほど薄くなる被覆物の厚さは、式A+Bcos aを使用する以外の方法でも定義してよい。すなわち、弾性を綱溝のエッジの方へいくほど減らせばよい。綱溝の中心部分の弾性は、切り込みを入れた綱溝を作ることによって、さらに／あるいは綱溝の底にある被覆物に特別な弾性を有する異なる材料部分を加えることによって、増大させることが可能である。かかる材料部分を加えた所では弾性が増し、これは、材料の厚みを増したことに加えて、残りの被覆物より柔らかい材料を使用したことによるものである。
【００２３】
図5a、図5bおよび図5cは本発明を使用したスチールワイヤロープの断面図を表したものである。これらの図にあるロープは、細いスチールワイヤ403と、スチールワイヤ上および／またはスチールワイヤ間の一部にある被覆物402とを含み、図5aにおいてはさらにスチールワイヤを覆う被覆物401を含む。図5bに示すロープは、内部の構体に加えられたゴムなどの充填材に覆われていないスチールワイヤロープであり、図5aは内部の構体に加えられた充填材に加えて被覆物を有するスチールワイヤロープを示している。図5cに示すロープは、プラスチック、天然繊維あるいは目的に適した他の材料によって作られた固体もしくは繊維質の構体である非金属コア404を有している。仮にロープに潤滑剤が与えられている場合は、繊維質の構体が非常に適している。その場合、潤滑剤は繊維質のコアに蓄積される。したがって、コアは潤滑剤の一種の貯蔵庫として機能する。本発明によるエレベータに用いられる実質的に円形の断面のスチールワイヤロープはコーティングされていてもいなくてもよく、さらに／あるいは、例えばポリウレタンまたは他の適した充填材などの、ゴム状の充填材を有し、これは、ロープの内部構体に加えられている。そして、この充填材は、ロープを潤滑化し、ワイヤとロープ撚り糸との間の圧力を釣合せる一種の潤滑剤として作用する。充填材の使用により潤滑剤を必要としないロープが達成されるため、ロープの表面を乾いたまま保つことが可能である。スチールワイヤロープに使われている被覆物は充填材と同一もしくはほぼ同一の材料から作ってよく、あるいは、被覆物としての使用により適した材料であって、充填材より目的に適している摩擦および摩耗抵抗などの特質を有する材料から作ってよい。スチールワイヤロープの被覆物も、以下のように実装してよい。すなわち、被覆物材料がロープの厚みの一部もしくは全部を貫いていることによって、ロープに上記の充填材と同じ特質を与える。本発明による細く強靭なスチールワイヤロープの使用が可能なのは、用いるスチールワイヤが特別な強靭さを有するワイヤであり、これによって、従来使われていたスチールワイヤロープと比較してロープを実質的に細く作ることが可能だからである。図5aおよび図5bに示すロープは直径が約４mmのスチールワイヤロープである。例えば、懸垂比が２：１であるとき、定格積載量が1000kg以下のエレベータに対しては、本発明による細く強靭なスチールワイヤロープの直径は好ましくは約2.5〜５mm、定格積載量が1000kg以上のエレベータに対しては、直径は約５〜８mmである。原則として、これより細いロープを使用してもよいが、その場合、より多くの数のロープが必要となる。さらに、懸垂比を増大させることによって、上記より細いロープを同等の積載量に使用することができ、同時に、より小さく軽いエレベータ機械装置も達成される。
【００２４】
図６はエレベータカー501を支持する構体から成る水平な梁504に接続されているローププーリ502を梁504に対して配置し、上記ローププーリがエレベータカーおよび関連した構体を支持するために使用されている方法を説明したものである。同図に表すローププーリ502は、構体から成る梁504の高さ以下の直径を有してよい。エレベータカー501を支持する梁504はエレベータカーの下もしくは上のいずれに配置してもよい。ローププーリ502は図に示すように、完全もしくは部分的に梁504の内側に位置してよい。同図のエレベータの巻上ロープ503は以下のように動作する。巻上ロープ503は、エレベータカー501を支持する構体から成る梁504に結合しているコーティングされたローププーリ502へ到来する。そのプーリから巻上ロープは、例えば梁内の空洞506の中をさらに走行することにより、梁に保護されながらエレベータカーの下を走行する。そしてエレベータカーの他の側に配置されている第２のローププーリを経由してさらに走行する。エレベータ501は構体に含まれる梁504上で支持され、それらの間に位置する振動吸収材505上で支持される。梁504は巻上ロープ503のロープ保護手段としても機能する。梁504はＣ、Ｕ、Ｉ、Ｚ型の断面を有する梁もしくは中空の梁もしくはそれらの同等物としてよい。
【００２５】
当業者にとって、本発明による他の実施例が上記に説明し実施例に制限されず、以下の特許請求の範囲内で変化させてよいことは明らかである。例えば、巻上ロープがエレベータシャフトの上部とカウンタウェイトもしくはエレベータカーとの間を通過する回数は、重複したロープ経路を使用することによっていくつかの更なる利点の達成が可能であるにも関わらず、本発明の基本的な利点に関して決定的な問題ではない。一般に、多くともカウンタウェイトに達するのと同等の回数だけロープがエレベータカーにも達するように、実施例は実施すべきである。巻上ロープが必ずしもカーの下を通る必要がないことは明白である。上記に説明した実施例によれば、当業者は本発明の実施例を以下のように改変可能である。すなわち、トラクションシーブおよびローププーリを、コーティングされている金属のプーリでなく、コーティングされていない金属のプーリもしくは目的に適した他の材料から作られるコーティングされていないプーリにしてもよい。
【００２６】
本発明で用いる金属のトラクションシーブおよびローププーリは、当業者にとって明白なように、少なくとも溝の部分を非金属材料でコーティングされていて、これは例えばゴム、ポリウレタンその他の目的に適した材料から成る被覆材料の使用によって達成される。
【００２７】
エレベータカー、カウンタウェイトおよび機械装置のユニットは、実施例で説明したレイアウトとは異なった方法でエレベータシャフトの断面図にレイアウトしてよく、これも当業者にとっては明白である。そのような異なったレイアウトは、例えば機械装置およびカウンタウェイトをシャフトのドアから見てカーの背後に配置し、ロープをカーの底に対して対角線上に通過させてよい。ロープがカーの下を対角線上に通過し、もしくは底の形状に対して他の斜め方向に通過することにより、ロープ上にあるカーの懸垂が、他のタイプの懸垂レイアウトにおいて、エレベータの質量中心に対して左右対称に作られているときも、利点が得られる。
【００２８】
モータへ電力を供給するために必要な装置とエレベータを制御するために必要な装置とは、機械装置のユニットに接続するのではなく、例えば独立した配電盤などの他の場所に配置してもよいことは、当業者にとって明らかである。また、本発明を適用したエレベータが上記で説明した実施例とは異なる装備をしてもよいことは、当業者にとっては明白である。
【００２９】
図5aおよび図5bで説明した充填材を伴うロープを使用する代わりに、本発明は、充填材のないロープを使用して達成してもよく、これが潤滑化されていてもされていなくてもよいものであることは当業者にとって明白なことである。さらに、ロープは様々な異なる方法で撚り合わせてよいことも、当業者にとっては明白なことである。
【００３０】
ワイヤの太さの平均としては、巻上ロープのすべてのワイヤの太さの統計的な平均もしくは、例えば幾何学的もしくは算術の平均値などの平均値が考えられる。統計的な平均値その他の平均値を求めるために、標準偏差、ガウス分布、誤差二乗法もしくは偏差二乗法による方法などを用いてよい。しばしば同一の太さのワイヤがロープに使われ、その場合、太さの平均はロープのそれぞれのワイヤの太さである。仮に様々な太さを有するワイヤが使用される場合、同様の理由のため、ロープの最も太いワイヤは、ワイヤの太さの平均の好ましくは因数４、さらに好ましくは３もしくは最高に好ましくは２を超えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるトラクションシーブエレベータを表す図である。
【図２】本発明による他のトラクションシーブエレベータを表す図である。
【図３】本発明を適用したトラクションシーブを表した図である。
【図４】本発明によるコーティング方式を表した図である。
【図５ａ】本発明で使用するスチールワイヤロープを表す図である。
【図５ｂ】本発明で使用する他のスチールワイヤロープを表す図である。
【図５ｃ】本発明で使用する第３のスチールワイヤロープを表す図である。
【図６】本発明によるローププーリのレイアウトを示す図である。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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