(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータシステムであって、
吊り下げ部材と、
前記吊り下げ部材と係合するつりあいおもり駆動アッセンブリと、
前記つりあいおもり駆動アッセンブリの両側でエレベータホイストウェー内部に固定された一対の駆動ベルトと、を備えており、前記つりあいおもり駆動アッセンブリは、本体と、この本体に固定された複数の駆動手段と、を有し、前記駆動手段は、前記本体の両側にそれぞれ設けられた少なくとも２つの駆動手段を含み、各々の駆動手段は、電気モータおよび対応する駆動滑車をそれぞれ備えているとともに、対応する駆動ベルトと牽引状態で係合して前記つりあいおもり駆動アッセンブリを前記駆動ベルトに対して移動させるように設けられており、さらに、前記システムは、
前記吊り下げ部材と係合するエレベータかごを備えており、これによって、前記かごおよびつりあいおもり駆動アッセンブリが共に移動するようになっており、
前記駆動ベルトに対する前記つりあいおもり駆動アッセンブリの移動に応じて、前記かごが移動されることを特徴とするエレベータシステム。
【請求項２】
前記吊り下げ部材は、前記つりあいおもり駆動アッセンブリに固定された第１あそび車と、前記ホイストウェーに対して固定された第２あそび車と、を有するあそび車列を備えており、前記あそび車のうち少なくとも１つが前記エレベータかごに固定されていることを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項３】
前記駆動ベルトは、歯が設けられたベルトであることを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項４】
前記駆動ベルトは、平らなロープであることを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項５】
エレベータ用のつりあいおもり駆動システムであって、
つりあいおもり本体と、
前記本体に取り付けられた複数の駆動手段と、を備えており、前記駆動手段は、前記つりあいおもり本体の両側にそれぞれ設けられた少なくとも２つの駆動手段を含み、各々の駆動手段は、駆動滑車と、この駆動滑車にトルクを供給する電気モータと、をそれぞれ備えているとともに、前記つりあいおもり本体の両側でエレベータホイストウェーに対して固定された一対の駆動ロープの対応するものと牽引状態で係合して前記駆動ロープに対して前記つりあいおもり本体を動かすことを特徴とするエレベータ用のつりあいおもり駆動システム。
【請求項６】
前記駆動ロープは、平らなロープであることを特徴とする請求項５記載のつりあいおもり駆動システム。
【請求項７】
前記駆動ロープは、歯が設けられたベルトであることを特徴とする請求項５記載のつりあいおもり駆動システム。
【請求項８】
前記駆動手段の電気モータおよび駆動滑車は、前記つりあいおもり本体の内部に設けられていることを特徴とする請求項５記載のつりあいおもり駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、エレベータシステムに関し、特に、エレベータのつりあいおもりが駆動システムを収容するように、結合された機能を有する構造を利用することによって、必要となる取付スペースおよび操作スペースが減少されたエレベータガイドシステムに関する。
【０００２】
【背景技術】
周知のエレベータシステムでは、通常、エレベータの全構成要素がホイストウェーもしくは機械室に収容されている。ホイストウェーは、矩形基部を有する細長い垂直のシャフトであり、このホイストウェー内でエレベータかごが移動する。ホイストウェーは、特に、かごガイドレールを収容している。かごガイドレールは、通常、ほぼ平行なレールであり、互いに対向する壁の中心部付近に固定されているとともに、ホイストウェーのほぼ全長に亘って延びている。一対のガイドレールを備えたつりありおもりが、第３の壁に近接して配置されている。ホイストウェーは、終端階スイッチ、ロープおよび滑車配列を含めた付加的な部材を収容しているとともに、つりあいおもりおよびかごのためのバッファーを収容している。
【０００３】
エレベータ部材は、運転前および運転後に、位置決めおよび方向決めが正確に行われなければならない。ホイストウェーの内壁は、正確に寸法決めされるとともに整列される必要があり、ホイストウェーの壁部とエレベータ部材との間の物理的境界面は、使用中の荷重変動に耐えられるものでなければならない。特に重要なことは、かごを支持するガイドレールが、適切に位置決めされ、かつ堅固に保持されることである。乗り心地の良さおよび安全性のため、かごの揺れ、振動および衝突が起こらないように、ガイドレールは、正確に、垂直とされるとともに矩形とされ、かつ離間されなければならない。ガイドレールは、通常は、鋼からなるとともに、長さが１６フィートのＴ字型断面を有する。ホイストウェー内部でのガイドレールの配置は、巻上機、調速機およびオーバーヘッド（機械室）装置の配置に影響する。機械室は、通常、ホイストウェーの直上に配置されている。機械室は、巻上機、調速機、かご制御装置、位置決め装置、電動発電機の組およびサービス用切断スイッチを収容している。
【０００４】
ホイストウェーおよび機械室の種々の部材は、正確に位置決めされる必要があるとともに、これらによって、変動する大きな荷重が生じるため、通常の牽引式エレベータシステムの組み立てには、コストがかかり、複雑な工程が含まれる。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の目的は、多機能部材を利用することによりスペースの利用が最適化されている改善されたエレベータシステムを提供することである。前記多機能部材は、つりあいおもり、駆動装置およびシステムのための支持装置、として機能するため、機械室やスペースを取る他の部材が省かれる。他の目的は、様々な手段によって、構造効率および材料効率が最適化されている改善されたエレベータシステムを提供することである。この手段として、例えば、位置エネルギーをリフト装置の一部として蓄えて、エレベータかごを移動させるのに必要なトルクを減少させるようなつりあいおもり装置を提供することが挙げられる。
【０００６】
本発明は、つりあいおもり内部に収容されているとともに、これとともに移動することが可能な駆動装置および部材の斬新な配列を利用することによって、上述した目的および他の目的を達成する。１つの実施例では、つりあいおもり駆動アッセンブリは、モータおよび駆動滑車を備えており、これらは、細い形状を有したまま、吊り下げられ、かつエレベータかごと共に移動するように寸法決めされている。つりあいおもり駆動アッセンブリは、１つあるいは複数の吊り下げロープもしくはベルトによって、エレベータかごに連結されている。好ましくは歯が設けられた牽引ベルトが、駆動滑車と係合するようになっているとともに、ホイストウェー内部で垂直に固定されており、これによって、つりあいおもり駆動アッセンブリの経路が形成されている。牽引ベルトは、必ずしも歯付きベルトである必要はない。一般的なロープもしくは平らなロープもしくはベルトを使用することができる。本願では、用語「平らなベルト」および「平らなロープ」は、アスペクト比が１より大きいベルトもしくはロープを意味する。アスペクト比は、ベルトもしくはロープの厚さに対する幅の比である。駆動滑車によりトルクが加えられた場合、つりあいおもり駆動アッセンブリは、ホイストウェー内部で上下方向に移動させられる。付加的な偏向ローラによって、牽引ベルトが駆動滑車の周りで案内されるようになっており、これによって、面接触の面積が十分に得られるようになっており、この結果、牽引力が十分に得られるようになっている。平らなベルトが使用されることによって、直径が小さな駆動滑車で牽引が十分に行われるため、スペースが残される。平らな歯付きベルトを任意に使用することによって、牽引力がさらに向上する。
【０００７】
本発明の他の実施例では、つりあいおもり駆動アッセンブリは、つりあいおもり本体に取り付けられた４つの駆動モータのモジュール式モータ配列を備えている。各モータは、固定された２つのロープのうちの一方と協働する滑車を備えており、これらのロープは、ホイストウェーの頂部に取り付けられているとともに、スプリングもしくは引張りおもりによって他端が引っ張られている。モータおよび滑車は、好ましくは、つりあいおもり本体の４隅に配置されている。モータおよび滑車は、アッセンブリの厚さ、ひいては、取り付けおよび運転に必要なスペースが最小となるような大きさおよび配列となっている。上方および下方の滑車の周りのロープ経路によって、有効的な巻き付き部分が３６０度となる。これによって、大きな牽引力が得られる。複数の駆動滑車を利用することによって、直径の小さな滑車および小型モータで、集合的な大きな牽引面が得られるため、スペースがあまり取られない。複数の滑車およびこれに対応するモータを使用することの他の利点は、１つのモータが損傷した場合でも、他のモータが十分な動力を有していれば、これらによってエレベータシステムの運転が継続されることである。
【０００８】
牽引ベルトから分離された吊り下げベルトを設けることによって、他の性能特性に悪影響を及ぼすことなく、これらに特有の機能のために、それぞれを、最適化することができる。例えば、吊り下げロープに牽引媒体を設ける必要がないため、これらを、張力の不足に対して最適化させることができる。さらに、牽引ロープの最大張力は、かごとつりあいおもりとの質量差によって決まるので、張力が不足するという限られた懸念はあるが、このロープを、牽引力のために最適化させることができる。加えて、牽引ベルトを利用することによって、モータの寸法を減少させることが可能である。例えば、平らなモータに代えて、円筒状モータを使用することが可能となる。
【０００９】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の第１の実施例のエレベータアッセンブリが図１〜４に示されている。エレベータアッセンブリ（１０）は、エレベータかご（１２）およびガイドレールアッセンブリ（１４）を備えている。ガイドレールアッセンブリ（１４）は、細長い垂直部材（１８）を備えており、この垂直部材（１８）は、第１エレベータかごガイドレール（２０）および第１つりありおもりガイドレール（２２）をそれぞれ固定するための少なくとも２つの面を備えている。垂直部材（１８）は、ホイストウェー（図示せず）の壁といった固定構造に固定されることが可能である。第２エレベータかごガイドレール（１６）は、第１エレベータかごガイドレール（２０）の反対側に配置されており、かつこれに対向している。これらの２つのエレベータかごガイドレール（２０，１６）は、一般的なガイドシュー（図示せず）もしくはこれと同様なものを使用した一般的な方法で、エレベータかご（１２）を滑動的に受容するようになっている。エレベータかごガイドレール（１６，２０）が存在する平面に対してほぼ垂直な平面上に、第１つりあいおもりガイドレールおよび第２つりあいおもりガイドレール（２２，２４）が配置されるように、第２のつりあいおもりガイドレール（２４）が第１のつりあいおもりガイドレール（２２）の反対側に配置されており、かつこれと対向している。
【００１０】
つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）は、ボディ部（２８）を備えており、このボディ部（２８）は、図４に示されているように、駆動アッセンブリ（３０）、モータ（３２）およびおもり（３４）を収容している。駆動アッセンブリ（３０）の部材は、図３に概略的に示されており、モータ（３２）からのトルクを伝達するように構成されている歯付き駆動滑車（３６）と、歯付きベルト（４２）を駆動滑車（３６）の所定表面積に沿って面接触させるための第１偏向滑車（３８）および第２偏向滑車（４０）と、を備えていることによって、所定の牽引力を得るようになっている。さらに、図３には、張力変化装置（４４，４６）が概略的に示されているが、この張力変化装置（４４，４６）として、スプリング（図示せず）といった一般的なタイプのものを利用することができる。ベルト引張り装置（４８）が、概略的に示されているが、これにも、スプリング（図示せず）といった一般的なタイプのものが利用できる。モータ（３２）として電気モータを使用し、図示されているように、電力／制御ケーブル（５０）を介して電力および制御信号を提供するようにすることが可能である。従って、ケーブル（５０）は、つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）とともに移動するようになっている。
【００１１】
図示されているように、１本のロープ、ひとまとめにされた複数のロープもしくは吊り下げベルト（５２）によって、エレベータかご（１２）およびつりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）が吊り下げられる。吊り下げベルト（５２）の第１端部（５４）は、ホイストウェー（図示せず）の頂部の桁（５６）といった固定部材に頂部で固定される。つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）に固定された第１あそび車（５８）は、吊り下げベルト（５２）と係合する。頂部の桁（５６）に固定された第２あそび車（６０）は、吊り下げベルト（５２）と係合する。第３あそび車（６２）および第４あそび車（６４）は、エレベータかご（１２）の底部に固定されており、吊り下げベルト（５２）と係合する。第３あそび車（６２）および第４あそび車（６４）を、必ずしもエレベータかご（１２）の下方に配置する必要はなく、例えば、１つあるいは複数のあそび車をエレベータかご（１２）の上方に配置することも可能である。以下で詳細に述べるように、吊り下げベルト（５２）の第２端部（６４）は、エレベータかご（１２）およびつりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）の所望の垂直移動を得るのに十分に高い位置で、ホイストウェー（図示せず）に対して固定されている。
【００１２】
運転中、モータ（２６）に電力が印加されると、トルクが歯付き駆動滑車（３２）から歯付きベルト（４２）に伝達され、これによって、つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）が歯付きベルト（４２）に沿ってこれと相対的に移動する。つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）は、歯付き駆動滑車（３６）の回転方向に依存して、選択的に上下移動する。つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）が、歯付きベルト（４２）に沿って下方に移動した場合、第１あそび滑車（５８）がこれに伴って下方に移動するため、第１あそび滑車と第２あそび滑車（６０）との間のベルト（５２）の長さが大きくなる。この結果、第２あそび滑車（６０）を通り過ぎて延びている利用可能なベルト（５２）の長さがこれに応じて小さくなり、エレベータかご（１２）が、第３あそび滑車および第４あそび滑車（６２，６４）に載った状態で上昇する。同様な方法で、つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）が上方に移動される場合、エレベータかご（１２）は下降する。
【００１３】
第１実施例についての以上の説明から明らかなように、本発明では、牽引力は歯付き滑車配列のみに依存するため、機械室の必要性が取り除かれ、必要となる全材料が減少し、直径の小さな駆動装置（３６）およびあそび車（５８，６０，６２，６４）の使用が可能となっている。機械つまり駆動アッセンブリ（２６）は、整列して配置された状態で、ホイストウェーの底部からも、エレベータかご（１２）の窓つまり開口部からも、アクセスすることができる。本発明の設計によって、モータ（３２）からかご（１２）もしくは建物への、ボディ伝達振動およびノイズが取り除かれる。歯付きベルト（４２）および吊り下げベルト（５２）によって、振動が本質的に減衰する。つりあいおもり駆動アッセンブリ（２６）は、予め組み立てられて試験されるようになっており、これによって、取付時間が短縮されるとともに信頼性が向上する。歯付きベルト（４２）および駆動滑車（３６）を使用することによって、すべりが減少し、確実な位置決めを行うことが可能となっている。牽引力が重量に依存しないため、軽量のかごを使用することができ、これによって、小型で効率的なモータ（３２）を使用することが可能となっている。
【００１４】
図５〜６を参照する。本発明の第２実施例は、自己上昇式つりあいおもり駆動アッセンブリ（１００）に関する。つりあいおもり駆動アッセンブリ（１００）は、図１〜４のベルト（５２）および滑車（５８，６０，６２，６４）の配列、もしくはアッセンブリ（１００）をエレベータかご（１２）に連結させるための同様な配列とともに使用されるように構成されている。第１実施例と同様に、エレベータかご（１２）の移動は、つりあいおもり駆動アッセンブリ（１００）に依存する。
【００１５】
第２実施例のつりあいおもり駆動アッセンブリ（１００）は、ボディ部（１０２）を備えており、このボディ部（１０２）には、４つの電気モータ（１０４，１０６，１０８，１１０）の組が固定されている。各モータ（１０４〜１１０）は、対応する駆動滑車（１１２，１１４，１１６，１１８）を備えている。一対の固定されたロープ（１２０，１２２）が、ホイストウェー（図示せず）内部の頂部構造（図示せず）に取り付けられており、底部では、一般的な方法で固定されるか、もしくは引っ張られている。第２のロープ（１２２）に関する図６に明確に示されているように、各ロープ（１２０，１２２）は、下方に延びて下方の駆動滑車（１１８）の下部と係合するとともにこれに巻き付いており、続いて、上方に延びて上方の駆動滑車（１１４）の上部と係合するとともにこれに巻き付いている。各ロープは、さらに、再び下方に延びて引っ張られているか、固定されている。
【００１６】
ロープ（１２０，１２２）と滑車（１１２〜１１８）との間の牽引力は、各ロープ（１２０，１２２）の張力を調整することによって制御される。ロープ（１２０，１２２）として、平らなロープを使用することが好ましい。平らなロープは、十分な牽引力を発生するとともに、小さな直径の滑車に巻き付けることが可能であるためである。従って、アッセンブリ（１００）の断面厚さを減少させることが可能となる。
【００１７】
第１実施例と同様に、牽引力が重量に依存しないため、軽量のエレベータかご（１２）を使用することができる。第２実施例では、各駆動滑車（１１２〜１１８）は、ロープ（１２０，１２２）の一方と約１８０度だけ係合しているため、有効的な全接触角は、各側面で約３６０度である。この全接触角によって、全牽引力が決まる。
【００１８】
４つのモータのうち２つだけに電力を供給するか、もしくは１つのモータに伝動部材を備えて４つの滑車を全て駆動するように、第２実施例を変更することも考えられる。さらに、２本ではなく、１本のロープのみを使用することも考えられる。
【００１９】
第２実施例についての以上の説明から明らかなように、モータをつりあいおもり駆動アッセンブリ（１００）に取り付けることによって、かご（１２）からの振動およびノイズが取り除かれる。駆動滑車（１１２〜１１８）をこのように配置することによって、滑車の取付けおよび整備が容易となる。小型モータ（１０４〜１１０）が使用可能なことによって、コストが抑えられる。
【００２０】
本発明の主な特徴は、上述したエレベータシステムに使用されているロープが平らなことである。アスペクト比が大きいことに起因して、ロープの係合面が、その幅寸法「ｗ」により画定される。このことは、ロープの圧力を分散させるのに適している。従って、ロープの最大圧力は、ロープ内部で最小となる。加えて、円形ロープ（アスペクト比が１）よりもアスペクト比を増大させることによって、平らなロープにおいて張力荷重を支持している部分の断面積を一定に維持しながら、ロープの厚さ「ｔ１」（図８参照）を減少させることができる。
【００２１】
図７および図８に示されているように、平らなロープ７２２のコーティング７２８の共通層内部に、複数の個々の荷重伝達コード７２６が挿入されている。コーティング層７２８は、個々のコード７２６を分離させているとともに、牽引滑車７２４と係合する係合面７３０を画定している。荷重伝達コード７２６は、アラミド繊維といった高強度および軽量の非金属材料、もしくは細い高炭素鋼繊維といった金属材料から形成することができる。コード７２６の柔軟性を最大とするとともに応力を最小とするために、コード７２６の厚さ「ｄ」を可能な限り小さく維持することが望ましい。加えて、鋼繊維から形成されたコードの場合、繊維の直径は、０．２５ミリメートル未満とすべきであり、好ましくは、約０．１０〜０．２０ミリメートルの範囲である。このような直径の鋼繊維によって、コードおよびロープの柔軟性が改善される。このような材料の重量特性、強度特性、耐性および特に柔軟性を有するコードを平らなロープに挿入することによって、ロープの最大圧力を許容範囲内に維持しながら、牽引滑車の直径「Ｄ」を減少させることができる。
【００２２】
係合面７３０は、牽引滑車７２４の対応する面７５０と接触する。コーティング層７２８は、ポリウレタン材料から形成することが可能であり、好ましくは、熱可塑性ウレタンから形成される。このような材料は、個々のコード７２６が、それぞれ、他のコード７２６に対して長手方向に移動しないように拘束されるような方法で、複数のコード７２６の表面全体に押出し加工される。コーティング層の所望の機能（牽引力、摩耗性、コードへの牽引荷重の伝達および環境要因への耐性）を有するものであれば、他の材料をコーティング層に使用することも可能である。他の材料をコーティング層に使用することも可能であるが、これらが熱可塑性ウレタンの機械的特性に適合しない場合もしくはこれより強い場合は、平らなロープを使用することの利点が減少する可能性がある。熱可塑性ウレタンの機械的特性によって、牽引滑車７２４の直径を、１００ミリメートル以下にまで減少させることができる。
【００２３】
平らなロープ７２２の形状に起因して、ロープ圧力がロープ７２２の全体に亘ってより均一に分散され得る。複数の細いコード７２６をこの平らなロープの熱可塑性コーティング層７２８に埋め込むことによって、各コード７２６に加わる圧力が、従来技術のロープと比較して、著しく減少する。所定の荷重およびワイヤ断面積に対して、ｎを平らなコードの内部にある平行なコードの数とすると、コード圧力は少なくともｎ-1/2に減少する。従って、平らなロープ内部のロープ圧力の最大値は、一般的なロープを利用した同程度の荷重伝達容量を有するエレベータと比較して、著しく減少する。さらに、荷重支持容量を同等とした場合は、ロープの有効直径「ｄ」（曲げ方向に測定された）が小さくなるため、滑車の直径「Ｄ」を、Ｄ／ｄ比率を減少させることなく、小さくすることが可能となる。加えて、滑車の直径「Ｄ」を減少させることにより、コストが低くより小型の高速モータを駆動装置として使用することが可能となる。
【００２４】
平らなロープ７２２を受容するように設けられた牽引面７５０を有する牽引滑車７２４が、図７にも示されている。係合面７５０は、牽引力を発生させるとともに、ロープ７２２と滑車７２４との係合を導くような形状となっている。牽引滑車７２４は、滑車７２４のそれぞれ反対側に配置された一対のリム７４４と、互いに隣接する平らなロープの間に配置された１つあるいは複数のデバイダ７４５と、を備えている。牽引滑車７２４は、さらに、リム７４４とデバイダ７４５との間のスペースに配置されたライナ７４２を備えている。平らなロープ７２２の側部とライナ７４２との間に側部ギャップ７５４が得られるように、ライナ７４２は、係合面７５０を画定している。ライナに連結された一対のリム７４４およびデバイダは、平らなロープ７２２を案内するように機能し、これによって、ロープがたるんだ場合に、配列が乱れることが防止されている。牽引滑車は、ライナを備えるように図示されているが、ライナを備えないようにすることも可能である。
【００２５】
本願では好適な実施例が記載されているが、請求の範囲から逸脱することなく、これらの実施例に変更を加えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例のエレベータアッセンブリの垂直概略図。
【図２】  図１に示されたエレベータアッセンブリの概略的な斜視図。
【図３】  図１のエレベータアッセンブリの部材を示す概略的な側面図。
【図４】  図３の部材の概略的な前面図。
【図５】    本発明の第２実施例のエレベータアッセンブリの概略的な前面図。
【図６】  図５のエレベータアッセンブリの概略的な側面図。
【図７】  牽引滑車およびそれぞれが複数のコードを備えた複数の平らなロープを示す側断面図。
【図８】  平らなロープの１つを示す断面図。
【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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