(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアモータ駆動エレベーターにおいて、主索を構成するベルト状の二次導体が懸垂荷重に起因する張力を受けるには、二次導体の断面積を大きくして強度を高める必要があり、結果として、プーリの大型化や、昇降路容積の拡大を招いていた。本発明は、プーリの大型化や、昇降路容積の拡大を抑制に寄与する主索端末部を備えたリニアモータ駆動エレベーターを提供することを目的とする。【解決手段】ロープ状の抗張体７Ａとベルト状の二次導体１Ａを並列配置した主索と、二次導体１Ａを長手方向に駆動するリニアモータと、主索を接続した主索端末部１１と、主索端末部１１を装着した乗りかごと、主索を巻き掛けるプーリと、を備えたリニアモータ駆動エレベーターであって、主索端末部１１の一端側では、抗張体７Ａの端部を固定支持するとともに、二次導体１Ａの端部を可動支持するリニアモータ駆動エレベーター。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープ状の抗張体とベルト状の二次導体を並列配置した主索と、
前記二次導体を長手方向に駆動するリニアモータと、
前記主索を接続した主索端末部と、
該主索端末部を装着した乗りかごと、
前記主索を巻き掛けるプーリと、
を備えたリニアモータ駆動エレベーターであって、
前記主索端末部の一端側では、前記抗張体の端部を固定支持するとともに、前記二次導体の端部を可動支持することを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記二次導体の可動支持された端部の可動範囲は、前記抗張体の仕様上の最大伸びよりも大きいことを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記主索端末部は前記乗りかごから突出する回転軸に装着されており、
前記乗りかごは昇降路内を環状に循環することを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項４】
昇降路を昇降する乗りかごと、
前記昇降路に固定されたプーリと、
前記乗りかごに接続され前記プーリに巻き掛けられている主索と、を有し、
前記主索は抗張体と二次導体を並列したものであり、
該二次導体は前記昇降路に固定したリニアモータから駆動力を受けるリニアモータ駆動エレベーターであって、
前記二次導体の一端を、前記抗張体の最大の伸びよりも大きな可動範囲を持たせて前記乗りかごに接続する主索端末部を有することを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項５】
請求項４に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記プーリは、前記昇降路の上端と下端に配置されたプーリであり、
前記主索端末部と前記乗りかごは、複数設けられ、前記主索とともに昇降路内を循環することを特徴とする循環マルチカー式のリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項６】
請求項５に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記上端のプーリ、前記下端のプーリ、前記主索、および、前記複数の主索端末部はそれぞれ一対配置されており、
前記乗りかごから突出する一対の回転軸の各々に前記一対の主索端末部の各々が装着されていることを特徴とする循環マルチカー式のリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項７】
請求項４に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記プーリは、前記昇降路の上端に配置されたプーリであり、
前記乗りかごは前記主索の両端に１台ずつ設けられていることを特徴とする釣合い式のリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項８】
請求項４に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記プーリは、前記昇降路の上端に配置されたプーリであり、
前記主索の一端には前記乗りかごが設けられ、
前記主索の他端には釣合いおもりが設けられていることを特徴とする釣合い式のリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項９】
請求項４乃至８の何れか一項に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記二次導体の可動範囲の終端部には緩衝材が設けられていることを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【請求項１０】
請求項９に記載のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、
前記緩衝材は圧縮ばねまたは緩衝ゴムであることを特徴とするリニアモータ駆動エレベーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ駆動エレベーターに関し、特に、二次導体の張力を軽減できる主索端末部を備えたリニアモータ駆動エレベーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのエレベーターでは、乗客を乗せる乗りかごを懸垂している主索を定滑車であるシーブに巻き掛け、シーブをモータで回転させることで乗りかごを昇降させている。この駆動方式はトラクション式と呼ばれ、シーブと主索の間に生じる摩擦力を介してモータの駆動力が乗りかごに伝達されている。
【０００３】
これに対して、モータの駆動力をより安定して乗りかごに伝達できる駆動方式として、リニアモータで乗りかごを駆動する方式が実用化されている。リニアモータを使った駆動方式のうち、昇降路側に固定したリニアモータで主索を駆動する方式は、可動部が軽量であることに起因して必要駆動力が少ないという長所や、リニアモータが固定されていることに起因してメンテナンス性が優れるという長所などを有する。
【０００４】
このリニアモータ駆動方式では、リニアモータの効率を向上させるべく二次導体を主索に配置しており、例えば、特許文献１では、抗張体である鋼線ロープを二次導体と併設したり、二次導体に抗張体として鉄材を貼り付けたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−６１２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される主索は、両端が固定された抗張体と二次導体の両方で乗りかごや乗客の重量である懸垂荷重を分担する構成であり、抗張体の縦弾性係数をK1、二次導体の縦弾性係数をK2とすると、二次導体に作用する張力は抗張体に作用する張力のK2/K1倍となる。すなわち、二次導体にはリニアモータが発生させる駆動力に加え、懸垂荷重の一部も作用する。
【０００７】
また、リニアモータは二次導体に渦電流を発生させて駆動力を得るものなので、この渦電流によって二次導体は誘導加熱され発熱する。ここで、リニアモータの効率の面から、二次導体はアルミニウム等の非鉄金属とするのが一般的であり、抗張体である鋼線ロープや鉄材とは線膨張係数が異なる。そのため、両端が固定された二次導体と抗張体には、温度に起因する伸びの相違で熱応力も発生する。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、二次導体に懸垂荷重や熱応力を作用させないことで、二次導体の必要強度を低減すること、もしくは、二次導体の疲労寿命を延ばすことを可能とするリニアモータ駆動の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】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明のリニアモータ駆動エレベーターの特徴とするところは、ロープ状の抗張体とベルト状の二次導体を並列配置した主索と、前記二次導体を長手方向に駆動するリニアモータと、前記主索を接続した主索端末部と、該主索端末部を装着した乗りかごと、前記主索を巻き掛けるプーリと、を備え、前記主索端末部の一端側では、前記抗張体の端部を固定支持するとともに、前記二次導体の端部を可動支持するものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリニアモータ駆動エレベーターによれば、二次導体の張力はリニアモータによる駆動力と等しくなるので、二次導体の必要強度を低減でき、あるいは、二次導体の疲労寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の主索端末部の内部構造を示す図。
【図２】実施例１の主索端末部を適用した循環式マルチカーエレベーターの側面概略図。
【図３】実施例２の主索端末部を適用した釣合い式マルチカーエレベーターの側面概略図。
【図４】実施例２の主索端末部の内部構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るリニアモータ駆動エレベーターの実施例を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例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もその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１３】
図１、図２を用いて、本発明の実施例１のリニアモータ駆動エレベーターを説明する。
【００１４】
先ず、図２を用いて、本実施例のリニアモータ駆動エレベーターの概略を説明する。同図は、四台の乗りかご１３（１３ａ〜１３ｄ）を四本の主索１４ａ〜１４ｄで連結した循環式マルチカーエレベーターの側面概略図である。
【００１５】
ここに示すように、昇降路内には、定滑車である上端側のプーリ１５Ａ、下端側のプーリ１５Ｂ、および、駆動力を発生させるリニアモータ１２が配置されている。そして、プーリ１５Ａ、１５Ｂには四本の主索１４ａ〜１４ｄからなる環状の主索１４が巻き掛けられている。なお、リニアモータ１２、主索１４、プーリ１５Ａ、１５Ｂは、乗りかご１３を挟むように各々一対存在するが、図２では、紙面表側の一方のみを表示している。
【００１６】
主索１４ａ〜１４ｄの両端は主索端末部１１ａ〜１１ｄに支持され、主索端末部１１ａ〜１１ｄの各々は乗りかご１３ａ〜１３ｄから突出する各々一対の回転軸１０ａ〜１０ｄに回転自由に装着されている。
【００１７】
このような構成のリニアモータ駆動エレベーターにおいて、リニアモータ１２が主索１４を長手方向に駆動すると、主索１４がプーリ１５Ａ、１５Ｂの周りを循環し、これに伴い、主索１４に接続された主索端末部１１や乗りかご１３も昇降路内を循環する。このとき、主索端末部１１がプーリ１５Ａ、１５Ｂの近傍を通過できるよう、主索端末部１１は環状の主索１４の外周側に配置されている。
【００１８】
なお、図２に示すように、主索端末部１１が装着される回転軸１０は乗りかご１３の上部に設置されているため、昇降路の上端側では、乗りかご１３ｂの例のように、一対のプーリ１５Ａの間を乗りかご１３が通過し、昇降路の下端側では、乗りかご１３ｄの例のように、一対のプーリ１５Ｂの下方を乗りかご１３が通過する。
【００１９】
ここで、特定の乗りかご１３に注目すると、乗客を乗せた乗りかご１３の重心が回転軸１０の中心を通る鉛直線からずれた場合、乗りかご１３が傾く恐れがあるため、図示しないガイドレールを昇降路のプーリ１５Ａとプーリ１５Ｂの間に設置したり、図示しないガイドローラを乗りかご１３に設置したりして、乗りかご１３の傾きを抑制できるようにしても良い。このガイドレールが設置されている区間では、ガイドレールに沿ってガイドローラが移動することで、乗りかご１３が水平を保って移動可能となる。
【００２０】
このような構造では、主索１４には、乗客を含む乗りかご１３の重量（以下「懸垂荷重」と呼ぶ）に応じた張力成分と、リニアモータ１２の駆動力に応じた張力成分の両方が作用する。ここで、特許文献１のように、主索１４が、互いにばね定数が異なるロープ状の抗張体とベルト状の二次導体で構成され、これらの構造体の伸びが等しくなる方法で主索端末部１１に接続される場合を考える。
【００２１】
この場合、抗張体と二次導体の各々はそれぞれのばね定数に応じて懸垂荷重に応じた張力成分を分担する。さらに、二次導体には、リニアモータ１２を境として片側には前述の駆動力に応じた張力成分が重畳される。そのため、二次導体には駆動力に応じた張力成分以上の大きな張力が作用するので、この大きな張力に耐えられる材質、断面積とする必要がある。一般的に、効率とコストの面から二次導体に適した材質は金属としては機械的な強度の弱いアルミニウムに限定されるため、求められる強度を得るには断面積を相当程度に大きく確保する必要がある。
【００２２】
例えば、断面積確保のためにベルト状の二次導体の厚さ（プーリの半径方向寸法）を増大すると、プーリへの巻き掛けで生じる曲げ応力が大きくなるので、より大径のプーリが必要となり、結果的に昇降路の幅を拡大しなければならないので、昇降路内を上下に移動する上りと下りの乗りかごの間に無駄な空間が生じる。一方、プーリの径の拡大を抑制するために、二次導体の幅（プーリの軸方向寸法）を増大する場合も、プーリ１５Ａ、１５Ｂの幅を拡大しなければならないため、昇降路の側方に無駄な空間が生じる。そこで、二次導体に懸垂荷重に応じた張力成分を負担させず、本来、二次導体が乗りかごに伝達すべきリニアモータによる駆動力のみを負担させる構造が必要となる。
【００２３】
そこで、図１を用いて、二次導体に懸垂荷重に応じた張力成分を負担させずに済む主索端末部１１の内部構造を説明する。図１は、図２の左側に位置する乗りかご１３ａの主索端末部１１ａを、図２の右方から見た拡大図である。
【００２４】
ここに示すように、主索１４は、ロープ状の抗張体７Ａ、７Ｂと、ベルト状の二次導体１Ａ、１Ｂの夫々を並列配置して構成される。なお、ここでは抗張体７Ａ、７Ｂが１本の鋼線ロープで構成される場合を例示しているが、鋼線ロープが図１の左右方向に複数配置されていても良く、また、鋼線以外の材質のロープやベルトであっても良い。
【００２５】
抗張体７Ａ、７Ｂの端部にはそれぞれ合金止め８Ａ、８Ｂが設けられていて、主索端末部１１に固定されたソケット９Ａ、９Ｂに勘合することで固定支持されている。このようにして、抗張体７Ａ、７Ｂと主索端末部１１が接続されている。なお、ソケット９Ａ、９Ｂのいずれか、もしくは、両方を主索端末部１１に対して抗張体７Ａ、７Ｂの長手方向に固定位置を調整可能とするのが好ましい。この構造を採れば、主索１４に対する主索端末部１１の接続作業がより容易となる。
【００２６】
また、二次導体１Ｂの端部も同様に、合金止め６が設けられていて、合金止め６が主索端末部１１に固定されたソケット５と勘合することで、二次導体１Ｂが主索端末部１１に固定支持されている。
【００２７】
他方、二次導体１Ａの端部にも合金止め４が設けられているが、この合金止め４は、主索端末部１１に固定された保持器３の内部を二次導体１Ａの長手方向に移動可動に支持されている。そして、合金止め４の可動範囲を、仕様上の最大の懸垂荷重時の抗張体７Ａの伸びよりも大きく設定することで、抗張体７Ａに仕様上の最大伸びが生じた場合でも、懸垂荷重に起因する張力は抗張体７Ａだけが担い、リニアモータ１２の駆動力に起因する張力は二次導体１Ａだけが担うという役割分担を維持することができる。
【００２８】
さらに、図１では、合金止め４の可動範囲の両端に、圧縮ばねや衝撃吸収ゴムなどの緩衝材２Ａ、２Ｂを設けている。これら緩衝材２Ａ、２Ｂを設けることで、合金止め４と保持器３の直接衝突を回避でき、騒音の発生や乗りかご１３への振動伝播を抑制することが可能となる。
【００２９】
なお、以上の説明では、主索端末部１１に二次導体１Ｂ、抗張体７Ａ、７Ｂを固定支持する方法として合金止めとソケットを勘合させる方法を例示したが、合金金具をボルト等によって直接、主索端末部１１に固定しても良い。
【００３０】
以上で説明した本実施例の主索端末部１１では、抗張体７Ａに仕様上の最大伸びが生じた場合であっても、二次導体１Ａには懸垂荷重が作用せず、リニアモータによる駆動力だけが作用する。したがって、二次導体１Ａに懸垂荷重がかかることを想定する必要がないため、ベルト状の二次導体１Ａの断面積を抑制でき、プーリ１５Ａ、１５Ｂの直径や幅も抑制できるため、結果として、昇降路の容積を抑制することができる。
【００３１】
なお、図１では二次導体１Ｂの端部をソケット５で主索端末部１１に固定支持した構造を例示したが、二次導体１Ｂ側も二次導体１Ａ側と同様に保持器３を用いて主索端末部１１に対して可動となるように可動支持しても良い。この場合、リニアモータの駆動力の向きが反転した時に二次導体１Ｂがたわむのを防止できるようになる。
【実施例２】
【００３２】
次に、図３、図４を用いて、実施例２の主索端末部１１を説明する。図３は実施例２の主索端末部を適用した釣合い式マルチカーエレベーターの側面概略図であり、図４は実施例２の主索端末部の内部構造を示す図である。なお、実施例１と共通する構成要素には同じ符号を付け、重複説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、本実施例では、昇降路にプーリ１５とリニアモータ１２が設置されている。このプーリ１５には主索１４が巻き掛けられていて、主索１４の両端には主索端末部１１が接続されている。そして、主索端末部１１には乗りかご１３が連結されている。
【００３４】
本実施例でも実施例１と同様に、リニアモータ１２によって主索１４が駆動され、乗りかご１３はプーリ１５よりも下方の範囲で昇降する。本実施例の構成では、主索１４の端部に対する乗りかご１３の相対位置は不変なので、第１実施例の回転軸１０は不要であり、それゆえ、プーリ１５、主索１４、リニアモータ１２もそれぞれ１組で構成可能である。
【００３５】
本実施例の主索端末部１１の内部構造は、図４に示す通り、図１に示す実施例１の構造から、符号Ｂを付した構成要素、回転軸１０、ソケット５、合金止め６を消去したものである。ただし、少なくとも一方の主索端末部では、二次導体１Ａ側の構成要素を二次導体１Ｂ側の構成要素に置換しても良い。
【００３６】
実施例２においても、二次導体には懸垂荷重が作用しないので、実施例１と同様に、二次導体の断面積を低減し、昇降路の体積を低減することが可能となる。
【００３７】
なお、乗りかご１３の数が少なくても良い場合は、いずれか一方の乗りかご１３を釣合いおもりに変えても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１、１Ａ、１Ｂ  二次導体、
２Ａ、２Ｂ  緩衝材、
３  保持器、
４、６、８Ａ、８Ｂ  合金止め、
５、９Ａ、９Ｂ  ソケット、
７、７Ａ、７Ｂ  抗張体、
１０、１０ａ〜１０ｄ  回転軸
１１、１１ａ〜１１ｄ  主索端末部
１２  リニアモータ
１３、１３ａ〜１３ｄ  乗りかご
１４、１４ａ〜１４ｄ  主索
１５、１５Ａ、１５Ｂ  プーリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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