(57)【要約】【課題】この発明は、所定の荷重以上の圧縮力が作用すると塑性変形若しくは座屈変形するようにロープ端に配設される弾性体を構成し、エレベータ装置の異常動作時に所定の荷重以上の圧縮力が発生すると、弾性体が塑性変形若しくは座屈変形してロープからの衝撃力を吸収し、かごへの衝撃力を低減できるエレベータ支持装置を得る。【解決手段】ヒッチプレート９がかご枠の上枠７ｂの下面に取り付けられ、ロープ４がヒッチプレート９および上枠７ｂに挿通されたロッド１０の上端に連結され、コイルスプリング１１がロッド１０の下端側に装着され、ナット１２がロッド１０の下端に締着されている。そして、コイルスプリング１１が所定の荷重以上の圧縮力を受けると塑性変形するように構成されている。【選択図】図２
2005075626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
かごおよびつり合いおもりのそれぞれに取り付けられたヒッチプレートと、上記ヒッチプレートのそれぞれとロープとの間に、該ロープの張力により圧縮状態に介装された弾性体とを備え、
上記弾性体は、所定の荷重を超える圧縮力を受けると、塑性変形するように構成されていることを特徴とするエレベータ支持装置。
【請求項２】
かごおよびつり合いおもりのそれぞれに取り付けられたヒッチプレートと、上記ヒッチプレートのそれぞれとロープとの間に、該ロープの張力により圧縮状態に介装された弾性体とを備え、
上記弾性体は、所定の荷重を超える圧縮力を受けると、座屈変形するように構成されていることを特徴とするエレベータ支持装置。
【請求項３】
上記弾性体は、ロープに最大積載荷重が作用した時、弾性変形範囲に収まるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエレベータ支持装置。
【請求項４】
上記弾性体は、塑性変形若しくは座屈変形を開始する上記所定の荷重を、ロープに最大積載荷重が作用した時の静荷重Ｗの少なくとも２倍の荷重値とするように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエレベータ支持装置。
【請求項５】
上記弾性体は中空形状の素線からなるコイルスプリングであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエレベータ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、かごおよびつり合いおもりをロープに支持させるエレベータ支持装置に関し、特にエレベータ装置の異常動作時に発生する過大なロープ張力を吸収してかごへの衝撃力を低減するエレベータ支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータ支持装置では、ロープの張力を調整するためにロープ端に配設されるコイルスプリングと、コイルスプリングを固定するためのヒッチプレートとの間に合成ゴムなどの防振材を配設し、振動がヒッチプレートを介してエレベータのかごに伝わるのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の自動車のサスペンション用コイルスプリングにおいて、中空断面を有する中空管でコイルスプリングを構成し、サスペンションに要求される特性を損なうことなく軽量化を実現している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３４６号公報
【特許文献２】特開平７−１２１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエレベータ支持装置では、エレベータ装置の異常動作時に過大なロープ張力が発生すると、コイルスプリングが密接してしまい、そのバネ性が失われてしまう。これにより、過大な衝撃力がロープを介してかごに伝播されてしまうという課題があった。
また、従来のサスペンション用コイルスプリングは、サスペンションに要求される特性を損なうことなく軽量化を実現するものであり、過大な衝撃力が作用したときに、該衝撃力を緩和することには、特別な効果を与えるものではない。
【０００６】
この発明は、所定の荷重以上の圧縮力が作用すると塑性変形若しくは座屈変形するようにロープ端に配設される弾性体を構成し、エレベータ装置の異常動作時に所定の荷重以上の圧縮力が弾性体に作用すると、弾性体が塑性変形若しくは座屈変形してロープからの衝撃力を吸収し、かごに伝播される衝撃力を低減できるエレベータ支持装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるエレベータ支持装置は、かごおよびつり合いおもりのそれぞれに取り付けられたヒッチプレートと、上記ヒッチプレートのそれぞれとロープとの間に、該ロープの張力により圧縮状態に介装された弾性体とを備え、上記弾性体は、所定の荷重を超える圧縮力を受けると、塑性変形若しくは座屈変形するように構成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、通常時の負荷状態では、弾性体が弾性変形し、巻上機の駆動に起因する振動が弾性体により吸収され、かごへの伝播が抑えられる。また、緩衝器への衝突などの異常動作時、弾性体が所定の荷重以上の圧縮力を受けると、塑性変形若しくは座屈変形して、ロープからの衝撃力を吸収する。そこで、エレベータ装置の占めるスペースや部品点数を増やすことなく、ロープからの衝撃荷重を低減することができる。その結果、巻上機やかごに作用する最大荷重が抑えられ、昇降機器の軽量化・低剛性化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るエレベータ装置を示す模式図、図２は図１に示されたエレベータ装置における支持装置周りを示す拡大図、図３はこの発明の実施の形態１に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングを示す要部拡大断面図である。
【００１０】
図１および図２において、エレベータ装置は、かご１とつり合いおもり２とが巻上機の駆動綱車３に掛け渡されたロープ４により吊り下げられ、駆動綱車３の駆動によりガイドレール（図示せず）に案内されて昇降路５内に昇降自在に構成されている。また、緩衝器６が昇降路５の下部のピット５ａ内に配設されている。
かご１は、かご枠７と、かご枠７の下枠７ａに固定されたかご室８とから構成されている。そして、ヒッチプレート９がかご枠７の上枠７ｂの下面に取り付けられている。また、ロッド１０がヒッチプレート９に穿設された貫通孔９ａに挿通されている。そして、ロープ４の一端が上枠７ｂから上方に延出するロッド１０の上端に連結され、弾性体としてのコイルスプリング１１がヒッチプレート９から下方に延出するロッド１０の下端側に装着されている。さらに、ナット１２がロッド１０下端に螺着されて、かご１がロープ４の一端に支持されている。そして、ロッド１０下端に螺着されているナット１２を締着し、コイルスプリング１１を収縮させて、ロープ４が所定の張力に調整されている。また、コイルスプリング１１は、図３に示されるように、中空円筒の素線を螺旋状に巻回して構成され、所定の荷重以上の圧縮力が作用したときに塑性変形するように設計されている。ここで、ヒッチプレート９、ロッド１０、コイルスプリング１１およびナット１２が支持装置を構成している。
なお、図示しないが、つり合いおもり２も、同様にしてロープ４の他端に連結・支持されている。
【００１１】
このように構成されたエレベータ装置では、駆動綱車３が駆動され、かご１およびつり合いおもり２がガイドレールに案内されて昇降路５内を昇降する。そして、駆動綱車３の駆動により発生する振動は、ロープ４を介してコイルスプリング１１に伝播され、コイルスプリング１１の弾性変形（伸縮）により吸収され、かご１への伝播が抑制される。ここで、コイルスプリング１１は、ロープ４に最大積載荷重が作用したときには、弾性変形領域に収まるようになっていればよい。これにより、通常運転時には、かご１への振動の伝播がコイルスプリング１１により抑制されることになる。
【００１２】
つぎに、このエレベータ装置における異常動作について図４および図５を参照しつつ説明する。なお、図４はこのエレベータ装置における異常動作を説明する模式図、図５はエレベータ装置における異常動作時のロープ張力を説明する図である。
【００１３】
エレベータ装置に何らかの異常が発生し、かご１が、図４の（ａ）、（ｂ）に示されるように下降し、ピット５ａ内の緩衝器６に衝突する。かご１が緩衝器６に衝突すると、図４の（ｃ）に示されるように、ロープ４が緩み、つり合いおもり２が上方の速度を有した状態で自由落下する。そして、図４の（ｄ）に示されるように、つり合いおもり２が下降し、ロープ４の張力が回復し始めると、つり合いおもり２の下降を抑えるように、通常の静荷重Ｗを大幅に超えるロープ張力がコイルスプリング１１に作用する。
この時、ロープ張力は、図５に示されるように、変動する。つまり、かご１の下降時には、図５の（ａ）に示されるように、ロープ張力は静荷重Ｗとなる。かご１が緩衝器６に衝突すると、つり合いおもり２が上方の速度を有して下降することから、図５の（ｂ）に示されるように、ロープ張力が徐々に低下し、ついにはゼロとなる（図５の（ｃ）の状態）。そして、図５の（ｄ）に示されるように、つり合いおもり２の下降とともに、ロープ張力が徐々に発生し、静荷重Ｗを大幅に超えた後、徐々に低下して静荷重Ｗに復帰する。
【００１４】
そして、ロープ張力が静荷重Ｗを大幅に超えると、コイルスプリング１１は収縮し、ついには図６に示されるように密着してしまい、バネ性が失われる。
ここで、コイルスプリングが塑性変形しないように構成されている比較例の場合には、図７に示されるように、コイルスプリングが密着すると、コイルスプリングが変位しなくなり、ロープ張力が直接かご１に作用することとなる。その結果、通常の静荷重Ｗを大幅に超えるロープ張力がかご１に作用し、大きな衝撃力がかご１に発生してしまう。
一方、このコイルスプリング１１では、密着した後、ロープ張力が所定荷重まで達すると、コイルスプリング１１の素線自体が図８に示されるように塑性変形する。そこで、コイルスプリング１１の密着後、ロープ張力はコイルスプリング１１の塑性変形によるひずみエネルギーとして吸収され、かご１（かご枠７）に作用する荷重が低減される。
【００１５】
このように、この実施の形態１によれば、コイルスプリング１１が所定の荷重以上の圧縮力が作用したときに塑性変形するように設計されているので、エレベータ装置の異常動作時、コイルスプリング１１が所定の荷重以上の圧縮力を受けると、塑性変形して、ロープからの衝撃力を吸収する。そこで、エレベータ装置の占めるスペースや部品点数を増やすことなく、ロープ４からの衝撃荷重を低減することができる。その結果、巻上機やかご１に作用する最大荷重が抑えられ、昇降機器の軽量化・低剛性化を実現できる。
また、コイルスプリング１１は、ロープ４に最大積載荷重が作用したときには、弾性変形領域に収まるようになっているので、エレベータ装置の通常動作時では、コイルスプリング１１には弾性変形のみ生じ、部品交換などの保守が不要となる。
また、コイルスプリング１１が中空円筒の素線から構成されているので、塑性変形量が大きく、コイルスプリング１１の素線同士が密着することによるバネ剛性の急激な変化を抑えることができる。その結果、緩衝器６への衝突後のロープ張力回復時に、エレベータ装置各部に生じる衝撃荷重を低減することができる。
【００１６】
ついで、コイルスプリング１１が塑性変形を開始する荷重値について検討する。
ロープ４に張力が作用しない状態から、かご１若しくはつり合いおもり２が自由落下運動を開始すると、ロープ４の最大伸び量（ｘ）は、ロープのひずみエネルギー（ｋｘ２／２）と、重力エネルギー（ｍｇｘ）とのつり合いから、ｘ＝２ｍｇ／ｋで与えられる。ここで、ｋはロープ４のバネ定数、ｍはかご１若しくはつり合いおもり２の質量、ｇは重力加速度である。
一方、静荷重Ｗが作用する時のロープ４の伸び量（ｙ）は、ｙ＝ｍｇ／ｋである。
このことから、ｘ＝２ｙとなり、ロープ４に生じる最大荷重Ｆは、Ｆ＝ｋｘ＝２ｋｙ＝２Ｗとなる。そこで、ロープ４が緩むような異常動作の場合、図５に示されるように、ロープ４に作用する荷重は２Ｗを超えることになる。従って、コイルスプリング１１が塑性変形を開始する荷重を少なくとも２Ｗとすることが望ましい。
ここで、静荷重Ｗは、ロープ４に最大積載荷重が作用したときの静荷重である。
このように、コイルスプリング１１が塑性変形を開始する荷重を２Ｗと設定すれば、それ以上の荷重の増加を低減することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態１では、図９に示されるように、コイルスプリング１１が密着した後に生じる断面の圧縮変形時に塑性変形を開始するように設計するものとして説明している。しかし、コイルスプリング１１を構成する素線には圧縮力に比例したねじりトルクが作用することから、図１０に示されるように、コイルスプリングが密着する前の状態において、素線に作用するねじりトルクが降伏点を超えて塑性変形を開始するようにコイルスプリングを設計してもよい。
また、上記実施の形態１では、コイルスプリング１１が中空円筒の素線により構成されているものとして説明しているが、コイルスプリングを構成する素線の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば楕円形、多角形でもよい。
また、上記実施の形態１では、コイルスプリング１１が中空円筒の素線により構成されているものとして説明しているが、コイルスプリングを構成する素線は必ずしも中空である必要はなく、中実の素線を用いてもよい。この場合、素線材料に脆性材料を用いればよい。
【００１８】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの通常状態を示す要部拡大断面図、図１２はこの発明の実施の形態２に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの塑性変形状態を示す要部拡大断面図である。
図１１において、コイルスプリング１１を構成する中空円筒の素線は、その外周面に突設された荷重支持部材１３が素線長さ方向に延設されて構成されている。そして、コイルスプリング１１は、荷重支持部材１３が隣り合う素線間に位置するように素線を螺旋状に巻回して構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００１９】
この実施の形態２では、ロープ張力の増加により、コイルスプリング１１が収縮して素線同士が密着する際に、荷重支持部材１３が素線間に介在することになる。そこで、ロープ張力が所定の荷重を超えると、コイルスプリング１１が塑性変形を開始する。この時、素線の断面変化は、図１２に示すようになり、上記実施の形態１における素線の断面変化と比較して、変形速度が抑えられる。これにより、かご１に生じる加速度変化をより効果的に抑えることができ、かご１に作用する衝撃荷重が低減される。
つまり、上記実施の形態１では、塑性変形の始まるコイルスプリングの断面部分は、断面の曲率が最も激しくなる楕円の長軸方向部分となる。その後、塑性変形部分は、長軸方向部分から短軸方向部分へと広がる。一方、実施の形態２では、塑性変形の始まるコイルスプリングの断面部分は、荷重支持部材１３と接触する部分となる。その後、塑性変形部分は、実施の形態１と同様に、楕円長軸方向で発生した後、短軸方向へと広がる。そのため、塑性変形に要する時間は、実施の形態１に比べ実施の形態２の方が長くなることから、塑性変形の進行速度は、実施の形態１に比べ実施の形態２の方が遅くなり、結果として、かご１に生じる加速度変化をより抑えることができる。
【００２０】
実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングを示す要部拡大断面図、図１４はこの発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの座屈変形状態を示す要部拡大断面図、図１５はこの発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの変位とかご枠に作用する荷重との関係を説明する図である。なお、図１３および図１４では、座屈変形の様子を示すために、線が素線の外周に所定幅に便宜的に描かれている。
【００２１】
図１３において、コイルスプリング１４を構成する素線は、直径、肉厚、材料などを適宜選択し、所定の荷重以上の圧縮力が作用したときにねじり座屈を生じるような薄肉円筒で形成されている。そして、コイルスプリング１４は、この素線を螺旋状に巻回して構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００２２】
この実施の形態３では、コイルスプリング１４を構成する素線には、コイルスプリング１４の圧縮力に比例したねじりトルクが作用する。
そして、図１５に示されるように、ロープ４に張力が作用すると、圧縮力がロッド１０を介してコイルスプリング１４に作用する。この圧縮力の増加に伴い、素線に作用するねじりトルクが増加する。このねじりトルクが所定値を超えると、図１４に示されるように、コイルスプリング１４の素線自体が座屈変形を開始する。この時、かご枠７に作用する荷重は、図１５に示されるように、座屈変形の進行とともに、ほぼ一定の値に保持される。そこで、このコイルスプリング１４は、衝撃エネルギーを座屈変形によるひずみエネルギーとして吸収し、より効果的にかご枠７（かご１）に作用する衝撃荷重を低減できる。
【００２３】
なお、上記各実施の形態では、弾性体としてコイルスプリングを用いるものとしているが、弾性体はコイルスプリングに限定されるものではなく、例えば、バネ鋼材を蛇腹状に成形したもの、皿バネ、板バネ等を用いることができる。
また、上記各実施の形態では、かご１に作用する衝撃荷重について説明しているが、つり合いおもり２に作用する衝撃荷重についても、同様に低減できることは言うまでもないことである。
また、上記各実施の形態では、図１に示すようにかごの上枠をロープで吊す１：１ローピングのエレベータについて説明しているが、かごに滑車のついた２：１ローピングのエレベータについても、ロープ端に設置されるコイルスプリングに対し、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置における支持装置周りを示す拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングを示す要部拡大断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置における異常動作を説明する模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置における異常動作時のロープ張力を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の異常動作時における支持装置周りを示す拡大図である。
【図７】比較例としてのエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの変位とかご枠に作用する荷重との関係を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの塑性変形状態を示す要部拡大断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの変位とかご枠に作用する荷重との関係を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る実施態様としてのエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの変位とかご枠に作用する荷重との関係を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの通常状態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの塑性変形状態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングを示す要部拡大断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの座屈変形状態を示す要部拡大断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係るエレベータ支持装置におけるコイルスプリングの変位とかご枠に作用する荷重との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  かご、２  つり合いおもり、４  ロープ、７  かご枠、７ｂ  上枠、９  ヒッチプレート、１０  ロッド、１１、１４  コイルスプリング、１２  ナット。
【図１】
2005075626.tif 000003
【図２】
2005075626.tif 000004
【図３】
2005075626.tif 000005
【図４】
2005075626.tif 000006
【図５】
2005075626.tif 000007
【図６】
2005075626.tif 000008
【図７】
2005075626.tif 000009
【図８】
2005075626.tif 000010
【図９】
2005075626.tif 000011
【図１０】
2005075626.tif 000012
【図１１】
2005075626.tif 000013
【図１２】
2005075626.tif 000014
【図１３】
2005075626.tif 000015
【図１４】
2005075626.tif 000016
【図１５】
2005075626.tif 000017