(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアを備え、昇降路内を昇降する乗りかごと、
前記乗りかごの上下に設けられる整流構造体と、
を備えるエレベータ装置において、
前記整流構造体は山状であり、
前記整流構造体は、
前記乗りかごの前記ドアの側に位置する平面部と、
前記乗りかごの側面側に位置する平面部と、
前記山状の頂部および斜面部となる前記各平面部に連続する滑らかな曲面部と、
を有し、
前記頂部は、前記乗りかごのドア側の端部に位置する第一の頂点と、前記乗りかごの背面側の端部に位置する第二の頂点を備え、
前記整流構造体は、前記頂部から前記乗りかごの背面側に向かう谷部を有し、
前記谷部は、
前記曲面部において、前記第一の頂点および前記第二の頂点を結ぶ稜線、前記各平面部の縁となる各稜線、並びに、前記第二の頂点から前記乗りかごの背面側の斜面に沿って前記山状の麓部へ延びる稜線に囲まれる領域であり、
前記第一の頂点および前記第二の頂点を結ぶ稜線の中間部における下に凸の領域から、前記山状の麓部まで連続する斜面を構成し、
前記谷部は、前記整流構造体の上面において、前記第二の頂点を中心とする円弧状であることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
さらに、前記乗りかごの側面に設けられ、気流を前記背面側へ案内する斜面を有する整流部材を備えることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
さらに、前記乗りかごにおける前記ドアの両側に設けられる風除け板を備えることを特徴とするエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ装置に係り、特に乗りかご周囲を流れる気流によって発生する騒音が乗りかご内に伝播することを抑制するのに好適なエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高層ビルの建設技術の発達に伴ってエレベータの高速化が求められており、毎分１０００ｍ以上の速度で上昇する高速エレベータが開発されている。高速エレベータでは、昇降路内を高速で乗りかごが移動するため、乗りかご周りの空気の流れがはく離して流体騒音が発生する。流体騒音は一般に速度の６乗に比例して増大する。このため、速度の向上に伴って、乗りかご内の騒音は急激に大きくなるので、乗りかご内の快適性が低下する。これに対し、従来、流線型の整流構造を乗りかごの上下に設置することにより、空気の流れのはく離を抑制して流体騒音を低減している。
【０００３】
ここで、従来の整流構造について、図１および図２を用いて説明する。
【０００４】
図１は、整流構造を適用しないエレベータが昇降路内を上昇する時における、乗りかご１０の上部の気流４０の流線を示す。気流４０は、通常、構造物の壁面に沿って流れる層流４１を形成する。しかし、乗りかご形状の外形線の曲率が大きくなる角部においては、気流４０の速度と方向が急激に変化するため、気流４０は、乗りかご形状の変化についていけずに遂には剥離して、その先は乱流４２となる。乱流４２においては、大小さまざまなスケールの渦が発生し、これらの渦が互いに衝突したり、あるいは壁面に再衝突したりするときに圧力変動が発生する。このような圧力変動により、流体騒音が発生する。
【０００５】
図２は、整流構造を適用されたエレベータが昇降路内を上昇する時における、乗りかご１０の上部の気流４０の流線を示す。整流構造体２０の外形線を滑らかな流線型とすることにより、気流４０の流速と方向の急激な変化が抑制されるので、気流４０は、剥離せずに、下流まで層流４１を形成する。このため、渦が発生しにくくなり、流体騒音が低減する。
【０００６】
このように整流構造体２０は、乗りかご周りの気流４０について急激な流速変化・方向変化を引き起こさないように、できるだけ滑らかな流線型となるような形状とする。しかし、乗りかごには、ガイドローラーや乗降用のかごドアが設けられ、これらの機器は、乗りかご表面における突起や凹凸を形成する。このため、気流４０の流速や方向の変化が引き起こされ、流体騒音が発生する。これに対し、従来、特許文献１〜３に記載の技術が知られている。
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、乗りかごの上下部に設けられる整風カバーが、かごドア面の上下部に設けられるエプロン板と、乗りかごの天井およびかご床を覆うかご用カバーと、ガイドローラーを覆うガイド用カバーによって構成される。
【０００８】
特許文献２に記載の技術では、乗りかごの上下部に設けられる整風板が、台形状の薄板を折り曲げて形成される。整風板の長方形部および直角三角形部は、それぞれ、かごドアの上下方および乗りかご側面の上下方に延在する。これにより、かごドア部分での気流の変動が減少する。
【０００９】
特許文献３に記載の技術では、乗りかごのかごドア面の上下端部のすくなとも一方に気流発生装置が設けられる。これにより、かごドア面側に流れ込む気流が整流化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１６２３２３号公報
【特許文献２】特開平４−３３３４８６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３２４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜３に記載の従来技術は、後述するようにかごドア部による流体騒音の発生を確実に抑制することが難しい。この点について述べる前に、流体騒音の発生部位および伝達経路について、図３を用いて説明する。
【００１２】
図３は、通常のエレベータの乗りかごの水平断面図を示す。
【００１３】
流体騒音源（気流の乱れや渦）は、昇降路壁面３１と乗りかご１０の間に発生するが、流体騒音は、主に二つの経路で乗りかご１０内へ伝播する。まず、昇降路壁面３１と乗りかご１０の間に発生する流体騒音９１は、かご側板１１や、かごドア１２の固体部分に入射する。これにより、かご側板１１や、かごドア１２が振動して、その結果、かご側板１１や、かごドア１２が、乗りかご１０の内部へ騒音（９２）を放射する。このような騒音は、いわば、流体騒音９１がかご側板１１や、かごドア１２を透過して乗りかご１０内へ伝搬することから、透過音９２と呼ばれる。透過音９２の大きさは、かご側板１１やかごドア１２のような透過物体の面密度（単位面積当たりの重量）に依存し、面密度が大きいほど透過音９２は小さくなる。また、流体騒音９１は、かご側板１１とかごドア１２の間の隙間から、乗りかご１０内に直接漏れ出して、騒音（９３）となる。このような騒音は、漏洩音９３と呼ばれる。透過音９２と漏洩音９３を比較すると、通常は、漏洩音９３の方が、乗りかご１０内の騒音に対する寄与が大きい。漏洩音の低減する一般的な手段として、かご側板１１とかごドア１２の間の隙間に設けられるシール部材１３があるが、ドア１２の開閉を考慮すると、封止性の高さが制限されるため、シール部材１３により漏洩音９３を確実に防止することは難しい。
【００１４】
このように、乗りかご内の騒音において乗りかご前面からの漏洩音が支配的であるにもかかわらず、漏洩音を防止することは難しい。このため、乗りかご前面に発生する流体騒音源自体を低減する必要がある。
【００１５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載される従来技術は、乗りかご前面に発生する流体騒音源の低減に関して、次のような問題がある。
【００１６】
特許文献１に記載の従来技術では、気流が、エプロン板の左右両縁部や乗りかごの側面部から乗りかご前面部へ流れ込むによって流体騒音が発生する。図４は、乗りかごの上昇時に気流が乗りかご前面に流れ込む様子を示す。なお、図４に記載される乗りかごは、整流構造２０を備える一般的な乗りかごであり、整流構造体の前面が実質的にエプロン板として機能する。図４に示すように、乗りかご前面への気流４３が発生し、乗りかご１０の前面、特にかごドア上部付近において流体騒音源９０が発生する。
【００１７】
特許文献２に記載の従来技術では、乗りかご側面の上下方に延在する整風板の直角三角形部の縁部から、乗りかご側面を介して、乗りかご前面に流れ込む気流が発生し得るため、乗りかご前面に発生する流体騒音源を確実に低減することは難しい。
【００１８】
特許文献３に記載の従来技術では、気流発生装置自体による気流の乱れが発生し得るため、流体騒音源を確実に低減することは難しい。また、整流構造体に加えて、さらに気流発生装置を設けるため、エレベータ装置のコストが増大する。
【００１９】
そこで、本発明は、乗りかご前面で発生する騒音を確実に低減することができる整流構造を有するエレベータ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明によるエレベータ装置は、ドアを備え、昇降路内を昇降する乗りかごと、乗りかごの上下に設けられる整流構造体と、を備えるものであって、整流構造体は山状であり、整流構造体は、乗りかごのドアの側に位置する平面部と、乗りかごの側面側に位置する平面部と、山状の頂部および斜面部となる各平面部に連続する滑らかな曲面部と、を有し、整流構造体は、頂部から乗りかごの背面側に向かう谷部を有し、谷部は、曲面部において、第一の頂点および第二の頂点を結ぶ稜線、各平面部の縁となる各稜線、並びに、第二の頂点から乗りかごの背面側の斜面に沿って山状の麓部へ延びる稜線に囲まれる領域であり、第一の頂点および第二の頂点を結ぶ稜線の中間部における下に凸の領域から、山状の麓部まで連続する斜面を構成し、谷部は、整流構造体の上面において、第２の頂点を中心とする円弧状である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、気流が、谷部に沿って乗りかごの背面側へ流れる。これにより、乗りかごの前面側への気流の流れ込みが抑制されるので、乗りかご前面で発生する騒音を確実に低減することができる。
【００２２】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】整流構造を適用しないエレベータの乗りかご上部の気流の流線を示す。
【図２】整流構造を適用されたエレベータの乗りかご上部の気流の流線を示す。
【図３】通常のエレベータの乗りかごの水平断面図を示す。
【図４】気流が乗りかご前面に流れ込む様子を示す。
【図５】本発明の実施例１であるエレベータ装置の乗りかごを示す斜視図である。
【図６】図５に示す乗りかごの側面図である。
【図７】実施例１の整流構造体の等高線と気流の流れを示す上面図である。
【図８】整流構造体の断面変化の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例２であるエレベータ装置の乗りかごを示す側面図である。
【図１０】実施例２の変形例を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施例３であるエレベータ装置の乗りかごを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明によるエレベータ装置においては、乗りかごが有する整流構造体が、乗りかご前面における流体騒音源の発生を抑制する。本整流構造は、高速エレベータ、あるいは単独の昇降路を往来する中高速エレベータに好適である。
【００２５】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。
【実施例１】
【００２６】
まず、本発明の実施例１について、図５〜８を用いて説明する。
【００２７】
図５は、本発明の実施例１であるエレベータ装置の乗りかごを示す斜視図である。
【００２８】
図５に示すように、乗りかご１０における図示されない天井部および床下部には、二つの峰部（峰部の頂点２１ａ，２１ｂ参照）を有し、かごドア１２の幅方向中心に対して左右対称である山状の整流構造体２０が設けられる。整流構造体２０は、乗りかご１０のかごドア側に位置すると共にかごドア１２が設けられる乗りかご１０の前面から延在する平面部と、乗りかご１０の側面側に位置すると共に乗りかご１０の側面の側板から延在する平面部と、これら平面部に連続する曲面部（山状の頂部および斜面部）を有する。ここで、かごドア１２側に位置する整流構造体２０の平面部は、転落防止用のエプロンとしての機能を有する。
【００２９】
整流構造体２０の曲面部は、乗りかご１０のドア側すなわち前面側の端部に位置する頂点２１ａを有する峰部と、乗りかご１０の背面側の端部に位置する頂点２１ｂを有する峰部を有する。本実施例１において、かごドア１２側の頂点２１ａは、かごドア１２側の平面部の頂点と一致しているため、整流構造体２０は頂点２１ａを含む部分において尖った形状を有する。これにより、頂点２１ａ付近から乗りかご１０の前面への気流の回り込みが防止される。なお、頂点２１ａを含む部分が丸みを有していても良い。この場合、頂点２１ａは、図５に示す位置よりも頂点２１ｂに近い位置へずれるが、整流構造体２０の頂点２１ａ付近の機械的強度が向上する。
【００３０】
整流構造体２０の曲面部において、頂点２１ａおよび頂点２１ｂを結ぶ稜線、整流構造体２０の各平面部の縁となる各稜線、並びに、頂点２１ｂから乗りかご１０の背面側の斜面に沿って乗りかご１０の天井部（山状の麓部）へ延びる稜線に囲まれる領域が谷部２９となる。この谷部２９は、頂点２１ａおよび頂点２１ｂを結ぶ稜線の中間部から、乗りかご１０の天井部の背面側角部（山状の麓部）まで連続しており、表面に凹凸が無い滑らかな斜面を構成する。なお、谷部以外の曲面部についても、それらの表面は滑らかである。このように、谷部２９は、整流構造体２０の頂部から乗りかご１０の背面側に向って設けられる。
【００３１】
整流構造体２０の各平面部は、曲面部に替えても良い。なお、これら平面部を設けることにより、谷部を備える整流構造体の製作が容易になる。
【００３２】
乗りかご１０が昇降路内を上昇する時、頂上部において二つの頂点２１ａ，２１ｂの間における下に凸の領域、すなわち谷部２９は、乗りかご１０へ向かってくる気流４０を一旦受け止める。そして、気流４０は、谷部２９に沿って、整流構造体の頂上部から乗りかご１０の背面側へと流れる。
【００３３】
図６は、図５に示す乗りかご１０の側面図である。
【００３４】
図６に示すように、頂点２１ａ，２１ｂ付近に到来する気流４０は、整流構造体２０の曲面部からなる斜面に沿って流れる。そのため、頂点２１ａ，２１ｂ間に到来する気流４０は、一旦は、整流構造体２０の頂部において頂点２１ａ，２１ｂ間に位置する谷部２９、すなわち谷部２９の最高点２９ａ付近に集まるようにして流れる。また、乗りかご１０の背面側の頂点２１ｂよりも背面側に到来する気流４０は、整流構造体２０における乗りかご１０の背面側の曲面部となる斜面に沿って、頂点２１ｂから乗りかご１０の背面側板１６に向って流れる。すなわち、整流構造体２０の頂部に到来する気流４０は、整流構造体２０の谷部２９と背部曲面部に分配されて流れる。分配された流れは、乗りかご１０の背面側板１６側において合流する。
【００３５】
このように、本実施例１においては、気流４０が谷部２９に沿って乗りかご１０の背面側へ流れる。このため、気流４０が、整流構造体の縁部や乗りかご１０の側面側を介して、かごドア１２が設けられる乗りかご１０の前面側へ流れ込むことを確実に抑制することができる。従って、乗りかご前面における流体騒音源の発生を確実に抑制できる。
【００３６】
なお、本実施例１において、整流構造体２０における谷部２９は、円弧を描くように回転しながら乗りかご１０の背面側へと延びている。この様子を図７および図８に示す。
【００３７】
図７は、本実施例１の整流構造体の等高線と気流の流れを示す上面図である。さらに、図８は、整流構造体の断面変化の一例を示す斜視図である。
【００３８】
谷部２９の最高点２９ａ付近に到来する気流４０は、乗りかごの前面側から見て左右に分流されながら、上面から見て、頂点２１ｂを中心とする略円弧状を有しかつ円弧の両端部が乗りかごの背面に位置する谷線（図７中の破線矢印）を描く谷部２９に沿って、乗りかごの背面側へ向かって流れる。また、谷線は、頂点２１ａ，２１ｂの中間部（谷部）から、乗りかごのドア側すなわち前面側に向かうことなく、乗りかごの背面側へ向かう。このような流れが、いわば本流となる。また、頂点２１ａ，２１ｂ付近の頂上部に到来する気流も、本流に流れ込み、谷部２９に沿って、乗りかご背面側へと流れる。なお、頂点２１ｂ付近の頂上部に到来する気流の一部は、整流構造体の背面側の斜面に沿って、乗りかごの背面側へ向かって流れる。この流れと前述の本流は、乗りかご１０の背面側板１６側において合流し、共に、図８（右下）が示すように、整流構造体の山裾部となり、かつ背面側板１６から延在する斜面に沿って乗りかごの背面へ流れる。
【００３９】
上記のように気流が整流構造体上を流れることにより、整流構造体の頂上部から流れて来る気流が、図７に示すように縦渦を発生しながら乗りかごの背面側へと安定して流れる。このため、乗りかご内の騒音の主たる要因である乗りかごの前面側における流体騒音源の発生を確実に抑制することができる。従って、乗りかご内の騒音が低減し、乗りかご内における快適性が向上する。また、整流構造体自体が乗りかごの前面側における流体騒音源の発生を抑制する機能を備えるので、エレベータドアなどのエレベータ機器の動作や乗りかごの運動性能を阻害することなく、かつ騒音低減用に特別な装置を付加することなく、低騒音の中高速あるいは超高速エレベータ装置を実現することができる。
【００４０】
なお、本実施例１の整流構造体は、図８に示すように、走行時に空気の流れる方向に沿って、断面積が大きくなる点において、通常の流線型の整流構造と同様である。従って、通常の整流構造と同様に、走行時における空気抵抗を低減する機能を有している。
【００４１】
また、本実施例１のエレベータ装置においては、乗りかご１０が、かご枠に取り付けられる。かご枠には主ロープの一端が固定され、主ロープの他端は釣り合い錘に固定される。
主ロープは巻上機が備えるシーブに巻き掛けられ、この主ロープによって乗りかごおよび釣合錘は、昇降路内において吊られる。巻上機が備える電動機によってシーブが回転して主ロープが駆動されると、乗りかご１０は昇降内を昇降する。なお、本構成は、以下の各実施例においても同様である。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２について図９および図１０を用いて説明する。なお、主に、実施例１と異なる点について説明する。
【００４３】
図９は、本発明の実施例２であるエレベータ装置の乗りかごを示す側面図である。
【００４４】
図９に示すように、乗りかご１０の側面のかごドア１２側おいて、かごドア１２のドア面に平行な底辺を有する略二等辺三角形の底面を有する三角柱状の整流部材２２が設けられる。なお、整流構造体２０の構成は、実施例１と同様である。
【００４５】
本実施例２によれば、整流構造体の縁部から乗りかご１０の側面方向へ洩れた気流が、整流部材２２における底面の二等辺に続く側面からなる斜面に案内されて、乗りかご１０の背面側へ流れる。これにより、整流構造体の縁部から乗りかご１０の側面方向へ洩れた気流が、乗りかご１０の前面側へ流れ込むことが抑制される。従って、乗りかご１０の前面側における流体騒音源の発生を抑制できる。
【００４６】
なお、整流部材２２は、金属や樹脂など任意の材料から構成できる。また、整流部材２２は、中実あるいは中空のいずれでも良い。
【００４７】
図１０は、図９に示した実施例２の変形例を示す側面図である。本変形例において、整流部材２２は円弧状に曲がる斜面を有する平板状部材からなる。
【００４８】
なお、整流部材２２の形態は、気流を乗りかごの側面に沿って乗りかごの背面側へ案内する斜面を有していれば、図９，１０の形態に限らない。例えば、図９の形態において、気流を案内する斜面部を残して他の部分を削除したり、図１０に示す平板状部材を複数段重ねたりしても良い。また、整流部材２２は、実施例１の整流構造体と連続的に接続される流線型としても良い。
【実施例３】
【００４９】
次に、本発明の実施例３について図１１を用いて説明する。なお、主に、実施例１，２と異なる点について説明する。
【００５０】
図１１は、本発明の実施例３であるエレベータ装置の乗りかごを示す斜視図である。
【００５１】
図１１に示すように、本実施例３では、かごドア１２の両側に、かごドア１２のドア面の左右の縁部からドア面外へ張り出す風除け板２３が設けられる。左右各々の風除け板２３は、乗りかご１０の高さ方向の縁部と、この縁部に続く、整流構造体２０のドア面側の平面部の縁部にわたって設けられる。風除け板２３の一辺は、これら縁部に接続され、風除け板２３の板面と乗りかご１０の側面側板の板面とは鋭角をなす。すなわち、風除け板２３の板面は、乗りかご１０の背面側に向って傾斜している。なお、整流構造体２０の構成は、実施例１と同様である。
【００５２】
このような風除け板２３を設けることにより、気流が、乗りかご１０の側面側を介して乗りかご１０の前面側へ洩れることを抑制できる。従って、乗りかご１０の前面側における流体騒音源の発生を抑制できる。
【００５３】
なお、風除け板２３の形態は、上記のものに限らず、整流構造体２０や、実施例２における整流部材２２と連続的に接続される流線型としても良い。
【００５４】
なお、本発明は前述した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    乗りかご
１１    かご側板
１２    かごドア
１３    シール部材
１６    背面側板
２０    整流構造体
２１ａ，２１ｂ    頂点
２２    整流部材
２３    風除け板
２９    谷部
２９ａ  谷部の最高点
３０    昇降路
３１    昇降路壁面
４０    気流
４１    層流
４２    乱流
４３    気流
９０    流体騒音源
９１    入射音
９２    透過音
９３    漏洩音
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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