エレベーターガイドレール完全ガイド：種類、設置、メンテナンス

エレベーターガイドレールとは何ですか?実際に何をするのですか?

エレベータ ガイド レールは、エレベータ シャフト内に垂直に設置された鋼製トラックで、エレベータかごおよびつり合いおもりを直線の制御された経路で移動させます。ガイド レールがないと、走行中にキャブが揺れたり、傾いたり、横にずれたりして、危険で不快な乗り心地を生み出します。これらは、エレベーターの垂直移動システムの構造的バックボーンと考えてください。エレベーターに足を踏み入れ、スムーズで安定した乗り心地を感じるたびに、ガイド レールがバックグラウンドで静かにその仕事をしています。

エレベーターのガイド レールは、動きを指示するだけでなく、複数の重要な機能を果たします。これらは、自由落下または過速度状態の場合に安全装置 (安全装置またはクランプとも呼ばれる) が掴むための固定面を提供します。また、かごのフレームに取り付けられたガイド シューやローラーを介して伝達される重量をサポートし、加速、減速中に発生する横方向の力、およびキャブ内の不均一な荷重分布を吸収します。地震帯では、ガイド レールは地震による追加の水平力に対処できるように設計されているため、ガイド レールの選択と設置がさらに重要になります。

エレベーターガイドレールの種類

すべてのエレベーターのガイド レールが同じというわけではありません。断面形状、材質、表面仕上げ、想定される耐荷重が異なります。適切なタイプの選択は、エレベーターの速度、定格荷重、建物の構造要件によって異なります。

T型ガイドレール

T 字型ガイド レールは、世界中の最新のエレベーターで使用されている最も一般的なタイプです。その断面は文字「T」に似ており、ガイド シューまたはローラー ガイドが係合する垂直ブレード (ヘッドと呼ばれる) と、シャフトの壁に固定されたブラケットに取り付ける水平ベースを備えています。 T レールは国際規格に基づいて標準化されており、さまざまなサイズがあります。最も一般的なのは T-45、T-50、T-70、T-82、T-89、T-114、および T-127 です。数字はレールの頭の幅をミリメートル単位で表します。より重くて高速なエレベーターでは、より大きな力に耐えるために、より大きな T レールのサイズが必要になります。

中空ガイドレール

中空ガイド レールは、主にカウンターウェイトや低負荷の住宅用エレベーター用途に使用されます。ソリッド T レールよりも軽量で安価ですが、安全装置の作動をサポートできません。この制限のため、カウンターウェイトが独立した安全装置を必要としない状況、または非常に軽量な家庭用リフト システムにのみ適しています。また、コアが中空であるため、荷重によるたわみが懸念される高速設置には適していません。

機械加工されたガイド レールと引き抜きされたガイド レール

ガイドレールは主に2つの工程を経て製造されます。引抜 (または冷間引抜) レールは金型に通してその形状を実現し、その結果、工場から直接より滑らかな表面仕上げが得られます。機械加工されたレールは、成形後にガイド表面が精密にフライス加工されており、寸法公差が厳しくなり、優れた表面仕上げが得られます。毎秒 2.5 メートルを超える速度で移動する高速エレベーターでは、通常、振動、騒音、ガイド シューの摩耗を最小限に抑えるために、機械加工されたガイド レールが必要です。低速の貨物用エレベーターやサービス用エレベーターでは、より経済的な引抜きレールが使用されることがよくあります。

標準サイズと荷重区分

エレベーターガイドレール さまざまなメーカーのガイドシュー、安全装置、レールクリップとの互換性を確保するために寸法が標準化されています。一般的な T レール サイズとその一般的な用途を次に示します。

レールの選択は、かごの重量、定格荷重、移動速度、ブラケットの間隔、適用される安全規定に基づいて、構造エンジニアまたはエレベーターの設計者によって常に決定されます。コストを節約するために、より小さいレール サイズを代用しないでください。サイズが小さいレールは、許容限度を超えてたわみ、乗り心地の問題や安全装置の誤動作を引き起こす可能性があります。

材質と表面仕上げの要件

エレベーターのガイド レールは炭素鋼で製造されており、通常は欧州規格の EN 10025 S235 または S355、または北米用途の ASTM A36 および A572 と同等のグレードに準拠しています。鋼種の選択は降伏強度に影響を与え、これは荷重下でレールがどの程度たわむかに直接影響します。強度の高い鋼材を使用すると、たわみ制限を超えることなくブラケットの間隔を広げることができるため、高層ビルでの設置時間と材料費を削減できます。

特に高速エレベーターの場合、表面仕上げも同様に重要です。ガイド表面 (シューまたはローラー ガイドが接触する部分) は、滑らかで真っ直ぐで、スケール、バリ、孔食があってはなりません。機械加工されたレールの場合、ガイド表面の粗さは通常 Ra 1.6 µm 以上に指定されます。表面が粗いと、ガイド シュー ライナーの摩耗が促進され、騒音が増加し、キャブ内に感じる振動の原因となります。メーカーによっては、出荷時に錆を防ぐためにレールに軽油コーティングを施す場合がありますが、取り付け時にガイドシューを調整する前にこのコーティングを除去する必要があります。

エレベーターのガイドレールの取り付け方法

ガイド レールの設置は、エレベーター建設の中で最も技術的に要求の高い段階の 1 つです。レールの位置がたとえ 1 ミリメートルでもずれていると、許容できない乗り心地、異常な摩耗、さらには極端な場合には安全装置の故障が発生する可能性があります。このプロセスが最初から最後までどのように機能するかは次のとおりです。

鉛直線の設定

レールを設置する前に、設置者はシャフトの上部から精密な鉛直線を落として、車両の正確な中心線と釣り合いおもりの経路を確立します。これらの線は、各ブラケットとレールのセクションを配置するための基準点として機能します。現代の設備では、特に熱膨張や建物の高さを超える構造の動きを考慮する必要がある高層ビルでは、さらに高い精度を達成するためにレーザー位置合わせシステムの使用が増えています。

取り付けレールブラケット

レールブラケットは、レールのサイズと荷重要件に応じて、通常は 2.5 ～ 5 メートルごとに、コンクリートまたはスチールシャフトの壁に一定の間隔で固定されます。ブラケットは、垂直方向と横方向の力に抵抗するのに十分な埋め込みトルクまたはボルトトルクで固定する必要があります。コンクリート立坑では、拡張アンカーまたは鋳込みプレートが使用されます。鋼フレームシャフトでは、ブラケットは構造用鋼部材に直接ボルトで固定されます。レールを取り付ける前に、ブラケットの位置が鉛直線に照らして確認されます。

レールセクションの結合

個々のガイド レール セクションは通常長さ 5 メートルで、フィッシュプレート (スプライス プレートとも呼ばれる) とボルトを使用して端から端まで接続されます。ジョイントは同一平面上にある必要があります。セクション間の段差や隙間があると、ガイド シューが高速でぶつかり、振動や騒音が発生します。経験豊富な設置者は、精密な直定規と隙間ゲージを使用してジョイントの位置合わせをチェックし、必要に応じてヤスリやシムを使用してスムーズな移行を実現します。両方の車両レールのジョイントが同じ高さにならないように、ジョイントの位置は同じ側の 2 つのレール間でずらして配置する必要があります。

最終的なアライメントと測定

すべてのレールが設置されると、最終的な位置合わせチェックで、シャフト全体の複数の点でレール ゲージ (2 つのかごガイド レール間の距離) が測定されます。この寸法は、上から下まで厳しい公差 (通常は ±1mm) 内に収まる必要があります。レールのねじれや鉛直もチェックされます。ずれがある場合は、エレベータかごを設置する前にブラケットの取り付けを調整することで修正します。この最終的な測定ステップは文書化され、設置記録の一部として承認されます。

ガイド レールの潤滑: 重要な理由とその方法

ガイド レールには、レール表面とガイド シュー ライナー間の摩擦を軽減し、摩耗を最小限に抑え、腐食を防止し、騒音を低減するために潤滑が必要です。適切な潤滑が行われないと、ガイド シュー ライナーがすぐに摩耗し、乗り心地が低下し、時間の経過とともにレール表面自体に傷がついたり、穴が開いたりする可能性があります。

従来のエレベータは、かごのフレームに取り付けられたバネ仕掛けのフェルトまたは芯タイプのパッドである自動レール潤滑装置を使用しており、かごの走行中にレール表面に油の薄い膜を塗布します。ルブリケータ リザーバは、使用状況に応じて通常 3 ～ 6 か月ごとの定期メンテナンス訪問時にチェックして補充する必要があります。使用されるオイルは通常、軽量の機械油か、エレベータ メーカーが指定した専用のエレベータ レール潤滑剤です。重いグリースは避けてください。粉塵が付着し、時間が経つとゴム状になる可能性があります。

高速エレベータで使用されるローラー ガイド システムは、転がり接触の方が滑り接触よりも発生する摩擦が少ないため、レールの潤滑の必要性が少なくなります。ただし、ころ軸受自体は定期的な点検と交換が必要です。最新の設備では、乾式合成ガイドシューを使用しているものもあります。これにより、レール潤滑の必要性が完全に不要になり、メンテナンスの必要性が軽減され、シャフトがきれいに保たれます。

エレベーター ガイド レールの一般的な問題とその特定方法

他の構造コンポーネントと同様に、特に古い建物や交通量の多い施設では、ガイド レールにも時間の経過とともに問題が発生する可能性があります。検査中に何に注意すべきかを知っていれば、安全性やパフォーマンスに影響を与える前に問題を発見することができます。

• レールの位置ずれ: 建物の沈下、熱の動き、または不適切な設置により、レールが鉛直からずれる可能性があります。兆候としては、移動中の特定の箇所の荒れ、異常な騒音、ガイド シュー ライナーの不均一な摩耗などが挙げられます。
• 接合部の段差または隙間: フィッシュプレートのボルトが緩むと、レールの接合部がずれて段差が生じ、時間の経過とともに悪化します。移動中の一貫した時点でのリズミカルな衝撃は、古典的な指標です。
• 腐食と孔食: 漏れ、結露、浸水などによるシャフト内の湿気は、ガイド レールの表面の錆の原因となります。表面の軽い錆は洗浄して再潤滑できますが、深い穴がある場合はレール部分の交換が必要です。
• ブラケットの緩み： 老朽化したコンクリートのアンカーボルトは時間の経過とともに緩み、ブラケットと取り付けられたレールがずれてしまう可能性があります。これは、築20年を超え、元々アンカーが設置されていた建物で特によく見られます。
• レール表面の摩耗または傷: 潤滑装置のリザーバーが空になったり、潤滑剤が汚染されたりすることによる空運転により、ガイド シュー ライナーがレール表面を摩耗させます。傷が目立つようになると、通常、レール部分を交換するか、専門家による表面の修復が必要になります。
• 安全装置のマーク: ガイド レールの表面に深いえぐれがある場合は、テスト中または実際の過速度イベント中に安全装置が作動したことを示します。影響を受けたレールセクションは資格のあるエンジニアによって検査され、損傷が断面または表面形状に影響を与えている場合は交換する必要があります。

エレベーターガイドレールのメンテナンススケジュール

ガイド レールのメンテナンスは通常、より広範なエレベータ予防メンテナンス プログラムの一部として実行されます。さまざまな間隔での適切なメンテナンス計画は次のようになります。

エレベーター ガイド レールのすべてのメンテナンス作業は、北米の ASME A17.1 またはヨーロッパの EN 81-20/50 などの現地規定に従って、資格のあるエレベーター整備士によって実行される必要があります。建物所有者は、安全検査や保険の見直しの際に保守記録が必要になることが多いため、サービス訪問ごとに保守記録を保管する必要があります。

エレベーターのガイド レールを管理する規格と規格

エレベーターのガイド レールには、寸法、材料特性、取り付け公差、検査要件を規定する厳格な技術基準が適用されます。これらの基準への準拠はほとんどの管轄区域で義務付けられており、準拠していない設置はエレベーターの停止、検査の不合格、責任の追及につながる可能性があります。

• ASME A17.1 (米国/カナダ): 北米における主要なエレベーター安全規定。ガイド レールの設計荷重、たわみ制限、ブラケット間隔の計算、および材料要件を指定します。
• EN 81-20 および EN 81-50 (ヨーロッパ): ガイド レールの選択基準や設置公差など、エレベーターの建設と試験の安全要件をカバーする欧州規格。
• ISO 7465: 旅客用および貨物用リフト ガイド レールに特化した国際規格で、T レールの寸法公差と表面仕上げの要件を定義します。
• 地域の耐震基準: 地震が発生しやすい地域では、ガイド レール システムは、通常の操作力に加えて横方向の地震荷重にも耐えられるように設計する必要があります。 ASME A17.1 には、該当するゾーンの耐震設計要件が含まれています。

エレベータ ガイド レールを指定または交換する場合は、選択した製品に、管轄区域に適用される規格への準拠を確認する文書が添付されていることを必ず確認してください。信頼できるガイド レール メーカーは、製品に製造証明書と寸法検査報告書を提供しています。