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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine aktive Führungsrolle und eine Aufzugsvorrichtung, die konfiguriert sind, eine Erschütterung bzw. ein Rütteln einer Kabine bzw. Gondel zu unterdrücken.
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Stand der Technik
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In einer Aufzugsvorrichtung stehen Führungsabschnitte von aktiven Führungsrollen, die einer Kabine bereitgestellt sind, mit Führungsschienen, die in einem Aufzugsschacht eingebaut sind, in Kontakt, um sich in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung zu erstrecken, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Kabine entlang der Führungsschienen aufwärts und abwärts bewegt. Die Führungsschienen haben beispielsweise eine Stufe oder eine Biegung, die durch einen Fehler zum Zeitpunkt des Einbaus, das Gewicht der Kabine oder eine Veränderung im Laufe der Jahre verursacht wird. Demzufolge wird die Kabine zum Zeitpunkt der Auf- und Ab-Bewegung durch die Verlagerungsstörung, die beispielsweise durch die Stufe oder die Biegung der Führungsschienen verursacht wird, beeinflusst, wodurch eine vertikale Schwingung, die eine Schwingung in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung ist, und eine querlaufende Schwingung, die eine Schwingung in einer Richtung senkrecht zur Aufwärts- und Abwärtsrichtung ist, verursacht werden, die einem Fahrgast ein Gefühl von Unbehagen vermitteln.
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Um eine Verlagerung, die von der vertikalen Schwingung und der querlaufenden Schwingung eingebracht werden, welche in der Kabine auftreten, zu verringern, wurde bisher die Maßnahme ergriffen, beispielsweise ein elastisches Stützelement oder ein schwingungssicheres Element beispielsweise zwischen dem Fahrkorb und einem Kabinenrahmen und zwischen dem Kabinenrahmen und den Führungsabschnitten einzubauen. Jedoch ist es schwieriger geworden, mit einer Erhöhung des Schwingungsausmaßes zusammen mit einer Erhöhung der Geschwindigkeit eines Aufzugs durch ein derartiges passives Schwingungsverminderungsverfahren zum Mindern des Verlagerungseingangs, der unter Verwendung beispielsweise des elastischen Stützelements oder des schwingungssicheren Elements in der Kabine auftritt, umzugehen.
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In Anbetracht eines derartigen oben beschriebenen Zustands, wurde ein aktives Schwingungsverminderungsverfahren zum äußeren Aufbringen einer Kraft zum Unterbinden von Schwingung auf eine Kabine vorgeschlagen. Beispielsweise weist eine in Patentliteratur 1 beschriebene Schwingungsverminderungsvorrichtung auf: einen derart an einer Kabine montierten Führungshebel, so dass er schwenkbar ist; eine Rolle, die am Führungshebel montiert ist und mit der Führungsschiene in Kontakt gebracht werden soll; einen Spulenkörper, der am Führungshebel befestigt ist und konfiguriert ist, sich in Verbindung mit dem Schwenken des Führungshebels zu bewegen; eine um den Spulenkörper gewickelte Spule; ein an der Kabine befestigtes Joch; und ein Paar von Magneten, die voneinander entfernt an dem Joch angeordnet sind, um einander entgegengesetzt zu sein.
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Das Paar von Magneten ist derart angeordnet, dass es ein Magnetfeld in einer Richtung senkrecht zu einer Schwenkebene des Führungshebels erzeugt. Die Spule ist derart angeordnet, dass eine Mittelachse davon in einer Richtung senkrecht zum Magnetfeld der Magnete gerichtet ist. Hier wird in einem Aktuator, der ein Joch, Magnete und eine Spule aufweist, eine Lorentzkraft in der Spule durch magnetische Flüsse der Magnete erzeugt, wenn die Spule erregt ist. Hierdurch verschwenkt der Führungshebel, um die Rolle gegen die Führungsschiene zu drücken, und eine dadurch erzeugte Reaktionskraft wirkt auf die Kabine. Wenn ein Sensor den in der Kabine erzeugten Verlagerungseingang erfasst, wird die Spule erregt, um eine Reaktionskraft in einer Richtung, die dem in der Kabine erzeugten Verlagerungseingang entgegengesetzt ist, zu erzeugen, wodurch die Schwingung der Kabine verringert wird.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Schwingungsminderungsvorrichtung ist die Spule derart angeordnet, dass sie das zwischen dem Paar von Magneten angeordnete Jochelement umgibt, um dadurch einen Kontakt zwischen der Spule und dem Jochelement zu verhindern.
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Jedoch, wenn eine unbeabsichtigte große äußere Kraft beispielsweise aufgrund eines plötzlichen Erschütterns der Kabine oder eines unbeabsichtigten Zusammenstoßen in der Kabine erzeugt wird, tritt eine Bewegung eines Innenabstandsabschnitts eines Lagers auf, konfiguriert, den Führungshebel zu unterstützen, um zu ermöglichen, dass der Führungshebel geschwenkt wird. Es besteht darin ein Problem, dass die Bewegung des Innenabstandsabschnitts des Lagers bewirkt, dass die Spule in Kontakt mit dem Magneten gebracht wird, was zu einem Zerbrechen der Spule führt.
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Des Weiteren, wenn der Abstand zwischen der Spule und dem Magnet festgelegt ist, groß zu sein, ist der Kontakt zwischen der Spule und dem Magnet vermeidbar, selbst in einem Fall, in dem eine beabsichtigte große äußere Kraft erzeugt wird. Jedoch führt das Festlegen, dass der Abstand zwischen der Spule und den Magneten groß ist, zu einer Reduzierung der Lorentzkraft, das heißt einer Schubkraft des Aktuators. Um die Reduzierung der Schubkraft auszugleichen, ist es erforderlich, festzulegen, dass die Größe des Aktuators groß ist. Demzufolge kann eine Verkleinerung der Vorrichtung nicht erzielt werden.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte, um das oben beschriebene Problem zu lösen und hat eine Aufgabe, eine kleine aktive Führungsrolle und eine Aufzugsvorrichtung zu erhalten, die in der Lage sind, eine Erschütterung einer Kabine zu unterdrücken und ein Zerbrechen einer Spule zuverlässig zu verhindern, selbst wenn eine übermäßige äußere Kraft auf eine Kabine wirkt.
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Lösung der Aufgabe
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine aktive Führungsrolle bereitgestellt, welche aufweist: einen Führungshebel, der an einer Kabine vorgesehen ist, die in einem Aufzugsschacht bereitgestellt ist und konfiguriert ist, sich entlang einer Führungsschiene, die sich in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung erstreckt, aufwärts und abwärts zu bewegen, und derart vorgesehen ist, dass er um eine erste Welle orthogonal zur Aufwärts- und Abwärtsrichtung schwenkbar ist; eine Führungsrolle, die an dem Führungshebel derart vorgesehen ist, dass sie um eine zweite Welle parallel zur ersten Welle drehbar ist; ein Federelement, das konfiguriert ist, die Führungsrolle in Kontakt mit der Führungsschiene zu drängen; und einen Aktuator, der aufweist: einen befestigten Aktuatorabschnitt, der an der Kabine zu befestigen ist; und einen bewegbaren Aktuatorabschnitt, der konfiguriert ist, durch Schwenken des Führungshebels angetrieben zu werden. Ein anderer des bewegbaren Aktuatorabschnitts und des befestigten Aktuatorabschnitts weist auf: ein Joch, das einen Mittelschenkelabschnitt und ein Paar Seitenschenkelabschnitte aufweist, die angeordnet sind, dass sie einander über den Mittelschenkelabschnitt hinweg entgegengesetzt sind, und das einen geschlossenen Magnetkreis bildet; und ein Paar von Magneten, die an entsprechenden Oberflächen des Paars Seitenschenkelabschnitte gegenüber dem Mittelschenkelabschnitt bereitgestellt sind und konfiguriert sind, ein Magnetfeld zu erzeugen, das eine Schwenkebene des Führungshebels orthogonal zur ersten Welle kreuzt, wobei ein anderer des bewegbaren Aktuatorabschnitts und des befestigten Aktuatorabschnitts aufweist: einen Spulenkörper, der einen Windungstrommelabschnitt aufweist, in den der Mittelschenkelabschnitt eingesetzt ist; und eine Spule, die um den Windungstrommelabschnitt gewickelt ist und im Magnetfeld angeordnet ist, wobei die aktive Führungsrolle konfiguriert ist, eine Schwingung der Kabine unter Verwendung einer Lorentzkraft, die durch Anlegen eines Stroms durch die Spule erzeugt wird, zu unterdrücken. Der Aktuator ist konfiguriert, einen Kontakt zwischen der Spule und dem Magneten zu vermeiden, indem ermöglicht wird, dass der Spulenkörper und der Magnet miteinander in Kontakt gebracht werden, oder indem ermöglicht wird, dass der Spulenkörper und das Joch miteinander in Kontakt gebracht werden, wenn der bewegbare Aktuatorabschnitt in einer Richtung senkrecht zur Schwenkebene verlagert wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Erschüttern bzw. Rütteln der Kabine unter Verwendung der Lorentzkraft, die durch Anlegen eines Stroms durch die Spule erzeugt wird, unterdrückt werden. Selbst wenn eine übermäßige äußere Kraft vor dem Kontakt zwischen dem Magneten und der Spule wirkt, werden der Spulenkörper und der Magnet miteinander in Kontakt gebracht oder werden der Spulenkörper und der Mittelschenkelabschnitt miteinander in Kontakt gebracht, wodurch sie in der Lage sind, ein Zerbrechen der Spule zuverlässig zu verhindern, ohne den Abstand zwischen der Spule und dem Magneten groß festzulegen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen einer Kabine, und ihrer Umgebung, einer Aufzugsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Ansicht zum Veranschaulichen einer aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer Y-Richtung betrachtet.
- 3 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer X-Richtung betrachtet.
- 4 ist eine erläuternde Querschnittsansicht zum Veranschaulichen einer Konfiguration der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V aus 2 von der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung betrachtet.
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI aus 2 von der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung betrachtet.
- 7 ist eine erläuternde schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Betriebs der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Stillstandszustands einer aktiven Führungsrolle eines vergleichenden Beispiels.
- 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Stillstandszustands der aktiven Rolle des vergleichenden Beispiels von der X-Richtung betrachtet.
- 10 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Betriebszustands der aktiven Führungsrolle des vergleichenden Beispiels.
- 11 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Betriebszustands der aktiven Führungsrolle des vergleichenden Beispiels von der X-Richtung betrachtet.
- 12 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Betriebszustands der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 13 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Betriebszustands der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen einer Kabine, und ihrer Umgebung, einer Aufzugsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aus Einfachheit wird eine Breitenrichtung einer Türöffnung eines Fahrkorbs als „X-Richtung“ bezeichnet, wird eine Tiefenrichtung, die eine Richtung senkrecht zur Breitenrichtung des Fahrkorbs in einer horizontalen Ebene ist, als „Y-Richtung“ bezeichnet und wird eine Aufwärts- und Abwärtsrichtung eines Aufzugsschachts als „Z-Richtung“ bezeichnet.
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In 1 weist eine Kabine 100 einen Fahrkorb 1 und einen Kabinenrahmen 2 auf. Der Kabinenrahmen 2 ist konfiguriert, den Fahrkorb 1 durch das Dazwischenlegen beispielsweise von schwingungssicherem Kautschuk 3 und Schwingungspufferkautschuk 4 elastisch zu stützen. Aktive Führungsrollen 5 weisen jeweils eine Stützbasis 6, einen Führungshebel 7, eine Führungsrolle 9 und einen Aktuator 10 auf. Die Stützbasis 6 ist am Kabinenrahmen 2 befestigt. Der Führungshebel 7 ist an der Stützbasis 6 montiert, um schwenkbar zu sein. Die Führungsrolle 9 ist dem Führungshebel 7 bereitgestellt und steht mit einer Führungsschiene 8, die bereitgestellt ist, um sich in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung in einem Aufzugsschacht 101 zu erstrecken, in Kontakt. Der Aktuator 10 ist konfiguriert, den Führungshebel 7 anzutreiben und aktiv zu steuern, um einen Kontaktzustand zwischen der Führungsschiene 8 und der Führungsrolle 9 anzupassen. Die aktiven Führungsrollen 5 sind an jeder von beiden Stirnseiten eines oberen Rahmens und eines unteren Rahmens des Kabinenrahmens 2 montiert, die sich in der X-Richtung erstrecken. Ferner sind an jeder Endabschnittseite des oberen Rahmens und des unteren Rahmens des Kabinenrahmens 2 drei aktive Führungsrollen 5 derart bereitgestellt, dass entsprechende Führungsrollen 9 von drei Richtungen, das bedeutet von der X-Richtung und von beiden Seiten in der Y-Richtung, mit einem Kopfabschnitt der Führungsschiene 8 in Kontakt gebracht werden.
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Zwei Sensoren 11 sind voneinander beabstandet in der X-Richtung an jedem des oberen Rahmens und des unteren Rahmens des Kabinenrahmens 2 bereitgestellt. Die Sensoren 11 sind jeweils ein Beschleunigungssensor, der konfiguriert ist, einen Schwingungszustand des Kabinenrahmens 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung durch Erfassen einer Beschleunigung des Kabinenrahmens 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung zu erfassen. Hier ist der Sensor 11 konfiguriert, den Schwingungszustand des Kabinenrahmens 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung zu erfassen. Jedoch ist es lediglich erforderlich, dass der Sensor 11 in der Lage ist, einen Schwingungszustand des Kabinenrahmens 2 in zwei verschiedenen Richtungen in einer X-Y-Ebene zu erfassen.
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Als Nächstes werden Details der aktiven Führungsrolle 5 beschrieben. Zur Einfachheit der Beschreibung wird hier die aktive Führungsrolle 5, die die Führungsrolle 9 in Kontakt mit einem Kopfabschnitt 8a der Führungsschiene 8 einschließt, von der X-Richtung beschrieben. 2 ist eine Ansicht zum Veranschaulichen der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Y-Richtung betrachtet. 3 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der X-Richtung betrachtet. 4 ist eine erläuternde Querschnittsansicht zum Veranschaulichen einer Konfiguration der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V aus 2 von der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung betrachtet. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI aus 2 von der durch die Pfeile gekennzeichneten Richtung betrachtet. In 4 ist eine Veranschaulichung von Querschnitten entlang der X-Y-Ebene, die eine Achse einer Drehwelle und einer Mitte einer Spule in der Z-Richtung durchlaufen, von der Z-Richtung betrachtet auf überlappende Weise bereitgestellt.
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In 2 bis 4 ist ein Befestigungselement 6a derart ausgebildet, dass es sich in der Z-Richtung von der Stützbasis 6, die am Kabinenrahmen 2 starr befestigt ist, nach oben erstreckt. Der Führungshebel 7 ist derart am Befestigungselement 6a befestigt, dass er um eine Führungshebelstützwelle 6b, die eine erste Welle ist, schwenkbar ist. Hier entspricht eine Axialrichtung der Führungshebelstützwelle 6b der Y-Richtung und eine X-Z-Ebene entspricht einer Schwenkebene 110 des Führungshebels 7. Die Führungsrolle 9 ist derart am Führungshebel 7 montiert, dass sie um eine Rollenstützwelle 7a, die eine zweite Welle ist, drehbar ist. Eine Axialrichtung der Rollenstützwelle 7a entspricht der Y-Richtung. Ein Federelement 7b ist am Befestigungselement 6a bereitgestellt. Der Führungshebel 7 wird durch eine Presskraft des Federelements 7b gegen den Uhrzeigersinn um die Führungshebelstützwelle 6b in 2 gedreht. Damit wird die Führungsrolle 9 gegen den Kopfabschnitt 8a der Führungsschiene 8 gedrückt.
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Der Aktuator 10 ist am Führungshebel 7 befestigt und weist einen Arm 10a, einen Spulenkörper 10b, eine Spule 10c, ein Joch 10d und ein Paar von Magneten 10e auf. Der Arm 10a erstreckt sich in der X-Richtung zu einer Seite gegenüber der Führungsschiene 8. Der Spulenkörper 10b ist an einer unteren Seite des Arms 10a befestigt. Die Spule 10c ist um den Spulenkörper 10b gewickelt. Das Joch 10d ist an der Stützbasis 6 befestigt. Das Paar von Magneten 10e ist am Joch 10d befestigt. Der Arm 10a, der Spulenkörper 10b und die Spule 10c bilden einen bewegbaren Abschnitt des Aktuators 10 aus, der durch Schwenken des Führungshebels 7 angetrieben wird. Das Joch 10d und das Paar von Magneten 10e bilden einen befestigten Abschnitt des Aktuators 10 aus.
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Wie in 5 und 6 veranschaulicht, ist der Spulenkörper 10b ein aus Harz ausgebildeter Körper und weist einen Windungstrommelabschnitt 10b1, ein Paar Flanschabschnitte 10b2 und einen Kopplungsabschnitt 10b3 auf. Der Windungstrommelabschnitt 10b1 ist in der X-Richtung über einen Mittelschenkelabschnitt 10d2a hinweg abseits angeordnet. Das Paar Flanschabschnitte 10b2 erstreckt sich in der X-Richtung und ist konfiguriert, beide Endabschnitte des Windungstrommelabschnitts 10b1 in der Z-Richtung an beiden Seitenabschnitten in der Y-Richtung zu koppeln. Der Kopplungsabschnitt 10b3 ist konfiguriert, den Windungstrommelabschnitt 10b1 und den Arm 10a aneinanderzukoppeln. Die Spule 10c ist um den Windungstrommelabschnitt 10b1 zwischen dem Paar Flanschabschnitte 10b2 gewickelt und hat eine rechteckige röhrenförmige Form. Das Paar Flanschabschnitte 10b2 ragt verglichen mit einer Außenumfangsoberfläche der Spule 10c in die Y-Richtung vor.
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Das Joch 10d ist beispielsweise aus einem I-förmigen Joch 10d1 und einem E-förmigen Joch 10d2 ausgebildet, um einen geschlossenen Magnetkreis auszubilden. Das I-förmige Joch 10d1 und das E-förmige Joch 10d2 sind jeweils aus einem Magnetmaterial, wie etwa Ferrit, hergestellt. Der Mittelschenkelabschnitt 10d2a des E-förmigen Jochs 10d2 ist von unten in den Windungstrommelabschnitt 10b1 eingesetzt. Das I-förmige Joch 10d1 ist an der Oberseite des E-förmigen Jochs 10d2 angeordnet und am E-förmigen Joch 10d2 befestigt. Damit werden der Mittelschenkelabschnitt 10d2a und die Seitenschenkelabschnitte 10d2b des E-förmigen Jochs 10d2 mit dem I-förmigen Joch 10d1 in Berührung gebracht, wodurch der geschlossene Magnetkreis ausgebildet wird. Das Paar von Magneten 10e ist jeweils an Oberflächen des Paars Seitenschenkelabschnitte 10d2b gegenüber dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a befestigt. Damit ist das Paar von Magneten 10e von dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a getrennt und derart angeordnet, dass es über den Mittelschenkelabschnitt 10d2a hinweg einander entgegengesetzt ist. Das bedeutet, das Paar von Magneten 10e ist von der Spule 10c getrennt und derart angeordnet, dass es über die Spule 10c hinweg einander entgegengesetzt ist. Darüber hinaus wird das Paar von Magneten 10e so produziert, dass es etwas länger als die Spule 10c ist und dessen untere Enden werden derart angeordnet, dass sie sich an Positionen befinden, die etwas unter einem unteren Ende der Spule 10c sind.
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Wie in 2 bis 4 veranschaulicht, ist in der somit konfigurierten aktiven Führungsrolle 5 das Paar von Magneten 10e derart angeordnet, dass ein Magnetfeld in einer Richtung senkrecht zur Schwenkebene 110 des Führungshebels 7 erzeugt wird. Der Mittelschenkelabschnitt 10d2a und der Windungstrommelabschnitt 10b1 des Spulenkörpers 10b sind koaxial angeordnet. Das bedeutet, die Spule 10c ist derart angeordnet, dass eine Mittelachse davon in der Richtung senkrecht zum Magnetfeld des Paars Magneten 10e, das bedeutet der Z-Richtung, angeordnet ist. Mit der Richtung des in der Richtung senkrecht zur Schwenkebene 110 festgelegten Magnetfelds wird die Intensität des Magnetfelds, das die Spule 10c durchläuft, in allen Positionen konstant, wodurch es in der Lage ist, eine stabile Steuerung zu erzielen.
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Hier sind der Windungstrommelabschnitt 10b1 des Spulenkörpers 10b und der Mittelschenkelabschnitt 10d2a koaxial angeordnet. Eine Ebene, die eine koaxiale Position des Windungstrommelabschnitts 10b1 und des Mittelschenkelabschnitts 10d2a durchläuft und parallel zur Schwenkebene 110 ist, dient als eine Antriebsebene 120 des bewegbaren Aktuatorabschnitts. Das Paar von Magneten 10e liegt bezogen auf die Antriebsebene 120 in Symmetrieebene. Eine Richtung des durch das Paar von Magneten 10e erzeugten Magnetfelds entspricht einer Richtung senkrecht zur Antriebsebene 120.
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Ferner, im Zustand, in dem der Mittelschenkelabschnitt 10d2a des Jochs 10d und der Windungstrommelabschnitt 10b1 des Spulenkörpers 10b koaxial angeordnet sind, wenn ein Mindestabstand zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e in der Y-Richtung durch A dargestellt ist, ein Mindestabstand zwischen dem Flanschabschnitt 10b2 und dem Magneten 10e in der Y-Richtung durch B dargestellt ist und ein Mindestabstand zwischen dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a und dem Flanschabschnitt 10b2 in der Y-Richtung durch C dargestellt ist, erfüllen A, B und C Folgendes: A>B und A>C. Wenn der Mindestabstand zwischen dem Flanschabschnitt 10b2 und dem Seitenschenkelabschnitt 10d2b in der Y-Richtung kleiner als der Mindestabstand zwischen dem Flanschabschnitt 10b2 und dem Magneten 10e in der Y-Richtung ist, wird ein Mindestabstand zwischen dem Flanschabschnitt 10b2 und dem Seitenschenkelabschnitt 10d2b in der Y-Richtung durch B dargestellt.
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Als Nächstes wird ein Betrieb der aktiven Führungsrolle 5 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine erläuternde schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Betriebs der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Als Erstes wird die Kabine 100 zum Zeitpunkt der Auf- und Ab-Bewegung durch die Verlagerungsstörung, die beispielsweise durch eine Stufe oder eine Biegung der Führungsschiene 8 verursacht wird, beeinflusst und schwingt. Der an dem Kabinenrahmen 2 montierte Sensor 11 erfasst eine durch die Schwingung des Kabinenrahmens 2 verursachte Beschleunigung als ein Beschleunigungssignal und gibt das erfasste Beschleunigungssignal in ein Steuergerät (nicht dargestellt) ein. Das Steuergerät wandelt das eingegebene Beschleunigungssignal in eine absolute Geschwindigkeit um. Hier, wenn die im Kabinenrahmen 2 erzeugte absolute Geschwindigkeit eine absolute Geschwindigkeit in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung ist, legt das Steuergerät einen Strom an, um in der durch den Pfeil B gekennzeichneten Richtung durch die Spule 10c zu fließen. Die Spule 10c ist im Magnetfeld, das von den Magneten 10e in der durch die Pfeile D gekennzeichneten Richtung erzeugt wird, angeordnet. Dann, gemäß Flemings Rechte-Hand-Regel, wird die Lorentzkraft in der durch den Pfeil C gekennzeichneten Richtung in der Spule 10c erzeugt.
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Die Lorentzkraft in der durch den Pfeil C gekennzeichneten Richtung wird in der durch den Pfeil E gekennzeichneten Richtung um die Führungshebelstützwelle 6b in Drehmoment umgewandelt. Dann dreht sich der Führungshebel 7 um die Führungshebelstützwelle 6b. Damit wird die Führungsrolle 9 in der durch den Pfeil F gekennzeichneten Richtung gegen den Kopfabschnitt 8a der Führungsschiene 8 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Führungsrolle 9 in der durch den Pfeil G gekennzeichneten Richtung eine Reaktionskraft von der Führungsschiene 8 auf. Diese Reaktionskraft wird über die Führungsrolle 9 und den Führungshebel 7 an die Führungshebelstützwelle 6b übertragen. Damit wird eine Kraft in der durch den Pfeil H gekennzeichneten Richtung in der Führungshebelstützwelle 6b, der Stützbasis 6 und dem Kabinenrahmen 2 erzeugt.
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Wie oben beschrieben, wird die Kraft in der Richtung H, die der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung entgegengesetzt ist, im Kabinenrahmen 2 in einem Ausmaß erzeugt, das zur absoluten Geschwindigkeit in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung proportional ist. Damit zeigt der Kabinenrahmen 2 ein Verhalten auf eine Weise, als ob ein Dämpfer zwischen dem Kabinenrahmen 2 und einem absoluten Raum bereitgestellt wäre, und die Schwingung des Kabinenrahmens 2 und des Fahrkorbs 1 wird erheblich gesenkt.
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Wenn die absolute Geschwindigkeit in der Richtung, die der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung entgegengesetzt ist, im Kabinenrahmen 2 erzeugt wird, strömt ein Strom durch die Spule 10c in der Richtung, die der durch den Pfeil B gekennzeichneten Richtung entgegengesetzt ist.
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Darüber hinaus sind drei aktive Führungsrollen 5 auf jeder Endabschnittseite des oberen Rahmens und des unteren Rahmens des Kabinenrahmens 2 in der X-Richtung montiert und derart bereitgestellt, dass entsprechende Führungsrollen 9 von drei Richtungen, das bedeutet von der X-Richtung und von beiden Seiten in der Y-Richtung, mit dem Kopfabschnitt 8a der Führungsschiene 8 in Kontakt gebracht werden. Damit, zum Zeitpunkt der Auf- und Ab-Bewegung, wird das Erzeugen der Schwingung der Kabine 100 aufgrund der Verlagerungsstörung, die beispielsweise durch die Stufe oder die Biegung der Führungsschiene 8 verursacht wird, zuverlässig unterbunden, wodurch ein Auftreten eines Ereignisses, das einem Fahrgast ein Gefühl von Unbehagen gibt, unterbunden wird.
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Als Nächstes wird das Verhalten der aktiven Führungsrolle 5, wenn eine unbeabsichtigte große äußere Kraft erzeugt wird, berücksichtigt. 8 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Stillstandszustands einer aktiven Führungsrolle eines vergleichenden Beispiels. 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Stillstandszustands der aktiven Führungsrolle des vergleichenden Beispiels von der X-Richtung betrachtet. 10 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Betriebszustands der aktiven Führungsrolle des vergleichenden Beispiels. 11 ist eine teilweise Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Betriebszustands der aktiven Führungsrolle des vergleichenden Beispiels von der X-Richtung betrachtet. 12 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen eines Betriebszustands der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Betriebszustands der aktiven Führungsrolle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8, 10 und 12 sind jeweils eine teilweise Querschnittsansicht, die 4 entspricht. Darüber hinaus wird in 8 bis 13 ein Lager, das konfiguriert ist, einen Führungshebelstützpunkt zu stützen, als ein Federelement ausgedrückt.
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In einem Aktuator 10A einer aktiven Führungsrolle 5A des vergleichenden Beispiels, wie in 9 veranschaulicht, in einem Zustand, in dem der Mittelschenkelabschnitt 10d2a des Jochs 10d und der Windungstrommelabschnitt 10b1 des Spulenkörpers 10b koaxial angeordnet sind, ragt eine Außenumfangsoberfläche der Spule 10c verglichen mit einer Vorsprungsoberfläche des Flanschabschnitts 10b2 des Spulenkörpers 10b leicht vor. Das bedeutet, wenn ein Abstand zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e in der Y-Richtung durch A dargestellt ist und ein Abstand zwischen dem Flanschabschnitt 10b2 und dem Magneten 10e in der Y-Richtung durch B dargestellt ist, erfüllen A und B Folgendes: A<B. Wie in 8 veranschaulicht, liegt das Paar von Magneten 10e bezogen auf die Antriebsebene 120 des bewegbaren Aktuatorabschnitts in Symmetrieebene. Die Spule 10c ist von den Magneten 10e und den Seitenschenkelabschnitten 10d2b in der Richtung senkrecht zur Antriebsebene 120 getrennt. Darüber hinaus, wenn ein Mindestabstand zwischen dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a und dem Flanschabschnitt 10b2 in der Y-Richtung durch C dargestellt ist, erfüllen A und C Folgendes: A<C.
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Hier, wie in 10 veranschaulicht, wenn die Führungsrolle 9 eine unbeabsichtigte große Reaktionskraft F1 oder F2 von der Führungsschiene 8 aufnimmt, tritt eine Bewegung eines Innenabstandabschnitts eines auf der Führungshebelstützwelle 6b montierten Lagers 102 auf. Demzufolge wird der Führungshebel 7 verlagert, sodass er sich im Uhrzeigersinn um die Führungshebelstützwelle 6b dreht. Darüber hinaus, wie in 11 veranschaulicht, wird der Führungshebel 7 verlagert, sodass er sich im Uhrzeigersinn um die Führungshebelstützwelle 6b dreht.
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Wie oben beschrieben, kann davon ausgegangen werden, dass die Spule 10c mit der Konfiguration der aktiven Führungsrolle 5A in der Y-Richtung verlagert wird, wenn die Führungsrolle 9 die unbeabsichtigte große Reaktionskraft F1 oder F2 von der Führungsschiene 8 aufnimmt. Ferner kann davon ausgegangen werden, dass die Verlagerung in der Y-Richtung, die auftritt, am Endabschnitt der Spule 10c auf der Seite der Stützbasis 6, die am weitesten von der Führungshebelstützwelle 6b entfernt ist, das bedeutet am untersten Endabschnitt der Spule 10c, am größten ist. Demzufolge werden A<B und A<C in der aktiven Führungsrolle 5A erfüllt und daher, wie in 10 und 11 veranschaulicht, wird der untere Endabschnitt der Spule 10c mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht, was zu einer Beschädigung an der Spule 10c führt.
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In der ersten Ausführungsform erfüllt der Aktuator 10 der aktiven Führungsrolle 5 A>B. Somit, wie in 12 und 13 veranschaulicht, wird der Flanschabschnitt 10b2 auf der unteren Seite des Windungstrommelabschnitts 10b1 mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht, bevor der untere Endabschnitt der Spule 10c mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht wird. Damit wird der Kontakt zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e verhindert, wodurch ermöglicht wird, dass die Beschädigung an der Spule 10c unterbunden wird. Hier, bevor der untere Endabschnitt der Spule 10c mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht wird, wird der Flanschabschnitt 10b2 auf der unteren Seite des Windungstrommelabschnitts 10b1 mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht. Jedoch kann der Flanschabschnitt 10b2 mit dem Seitenschenkelabschnitt 10d2b in Kontakt gebracht werden. Der Flanschabschnitt 10b2 auf der unteren Seite des Windungstrommelabschnitts 10b1 bildet ein Spulenkontaktverhinderungselement aus.
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Darüber hinaus kann der Aktuator 10 der aktiven Führungsrolle 5 A>B erfüllen. In diesem Fall, bevor der untere Endabschnitt der Spule 10c mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht wird, wird ein unterer Endabschnitt einer Innenumfangswandoberfläche des Flanschabschnitts 10b2 des Spulenkörpers 10b mit dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a in Kontakt gebracht. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass die unteren Enden des Paars Magneten 10e an Positionen angeordnet sind, die unter dem unteren Ende der Spule 10c sind, und können an Positionen angeordnet sein, die höher als das untere Ende der Spule 10c sind. Wie oben beschrieben, wenn der Aktuator 10 der aktiven Führungsrolle 5 A>B oder A>C erfüllt, wird der Kontakt zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e verhindert, wodurch ermöglicht wird, dass die Beschädigung an der Spule 10c unterbunden wird.
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Somit ist es nicht erforderlich, den Abstand zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e groß festzulegen, um den Kontakt zwischen der Spule 10c und dem Magneten 10e zu verhindern. Daher kann die Lorentzkraft, das bedeutet die Schubkraft des Aktuators 10, gesichert werden, ohne die Größe des Aktuators 10 als groß festzulegen, wodurch eine Verkleinerung der aktiven Führungsrolle 5 erzielt wird.
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Hier, in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Fall beschrieben, in dem die Führungsrolle 9 die äußere Kraft F1 oder F2 aufnimmt, sodass die Spule 10c verlagert wird, sodass sie sich um die Führungshebelstützwelle 6b dreht. Jedoch gibt es auch einen Fall, in dem die Mittelachse der Spule 10c in der Z-Richtung gehalten wird, sodass die Spule 10c parallel in der Y-Richtung verlagert wird. Selbst in einem derartigen Fall, mit der Konfiguration der ersten Ausführungsform, bevor die Spule 10c mit dem Magneten 10e in Kontakt gebracht wird, wird der Flanschabschnitt 10db2 mit dem Magneten 10e oder dem Mittelschenkelabschnitt 10d2a in Kontakt gebracht, wodurch das Zerbrechen der Spule 10c unterbunden wird.
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In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind auf jeder Endabschnittseite des oberen Rahmens und des unteren Rahmens des Kabinenrahmens 2 in der X-Richtung drei aktive Führungsrollen 5 derart bereitgestellt, dass entsprechende Führungsrollen 9 von drei Richtungen, das bedeutet von der X-Richtung und von beiden Seiten in der Y-Richtung, mit dem Kopfabschnitt 8a der Führungsschiene 8 in Kontakt gebracht werden. Jedoch sind die Anzahl der aktiven Führungsrollen 5 und eine Einbauart davon nicht auf die oben beschriebenen beschränkt.
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Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform das Paar von Magneten 10e derart angeordnet, dass das Magnetfeld in der Richtung senkrecht zur Schwenkebene 110 des Führungshebels 7 erzeugt wird. Jedoch ist es nicht immer erforderlich, dass die Richtung des Magnetfelds, das durch das Paar von Magneten 10e erzeugt wird, die Richtung senkrecht zur Schwenkebene ist, und es ist lediglich erforderlich, dass die Richtung des Magnetfelds die Schwenkebene 110 kreuzt.
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Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Spulenkörper 10b aus einem Harz hergestellt. Jedoch ist ein Material des Spulenkörpers 10b nicht auf das Harz beschränkt und es ist lediglich erforderlich, dass das Material ein nichtmagnetisches Material ist. Beispielsweise kann der Spulenkörper 10b aus Aluminium hergestellt sein.
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Darüber hinaus dient in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Flanschabschnitt 10b2 auf der unteren Stirnseite des Windungstrommelabschnitts 10b1 als das Spulenkontaktverhinderungselement. Jedoch kann ein Vorsprungsabschnitt auf der Außenumfangsoberfläche des Flanschabschnitts 10b2 ausgebildet sein und der Vorsprungsabschnitt kann von der Außenumfangsoberfläche der Spule 10c vorragen, um als das Spulenkontaktverhinderungselement zu dienen.
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In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird darüber hinaus der Fall beschrieben, in dem der Führungshebel 7 schwenkbar auf der Führungshebelstützwelle 6b, die von dem Befestigungselement 6a zu einer Seite in der Y-Richtung vorragt, montiert ist, das bedeutet, der Fall, in dem die Führungshebelstützwelle 6b, die konfiguriert ist, den Führungshebel 7 schwenkbar zu stützen, durch das Befestigungselement 6b in einem Auskragungszustand gestützt wird. Jedoch tritt das gleiche Problem in dem Fall auf, in dem der Führungshebel 7 schwenkbar auf der Führungshebelstützwelle 6b, die von dem Befestigungselement 6a zu beiden Seiten in der Y-Richtung vorragt, montiert ist, das bedeutet, der Fall, in dem die Führungshebelstützwelle 6b, die konfiguriert ist, den Führungshebel 7 schwenkbar zu stützen, durch das Befestigungselement 6b in einem zentrierten Zustand gestützt wird. Im Hinblick auf das Vorstehende, wenn die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet wird, in dem die Führungshebelstützwelle 6b, die konfiguriert ist, den Führungshebel 7 schwenkbar zu stützen, durch das Befestigungselement 6b in einem zentrierten Zustand gestützt wird, kann die Beschädigung an der Spule 10c, die durch den Kontakt mit dem Magneten 10e verursacht wird, unterbunden werden.
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Darüber hinaus bilden in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Spulenkörper 10b und die Spule 10c den bewegbaren Abschnitt des Aktuators 10, der durch das Schwenken des Führungshebels 7 angetrieben wird, aus und das Joch 10d und das Paar von Magneten 10e bilden den befestigten Abschnitt des Aktuators 10 aus. Jedoch können das Joch 10d und das Paar von Magneten 10e den bewegbaren Abschnitt des Aktuators 10, der durch das Schwenken des Führungshebels 7 angetrieben wird, ausbilden, und der Spulenkörper 10b und die Spule 10c können den befestigten Abschnitt des Aktuators 10 ausbilden.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- aktive Führungsrolle,
- 6b
- Führungshebelstützwelle Welle),
- 7
- Führungshebel,
- 7a
- Rollenstützwelle (zweite Welle),
- 7b
- Federelement,
- 8
- Führungsschiene,
- 9
- Führungsrolle,
- 10
- Aktuator,
- 10b
- Spulenkörper (bewegbarer Aktuatorabschnitt),
- 10b1
- Windungstrommelabschnitt,
- 10b2
- Flanschabschnitt(Spulenkontaktverhinderungselement),
- 10c
- Spule (bewegbarer Aktuatorabschnitt),
- 10d
- Joch (befestigter Aktuatorabschnitt),
- 10d2a
- Mittelschenkelabschnitt,
- 10d2b
- Seitenschenkelabschnitt,
- 10e
- Magnet (befestigter Aktuatorabschnitt),
- 100
- Kabine,
- 101
- Aufzugsschacht,
- 110
- Schwenkebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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