JP2005200193A - エレベータの非常停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 制動条件を外部から調整して可変にできるほか、使用条件に応じて作動機能を幅広く設定できるようにされたエレベータの非常停止装置を提供する。
【解決手段】 回転軸１３上に複数の摩擦制動板１６を配列して、その各制動板間に、周面に爪部１７ａを備えた爪車１７を同軸心で挟み付るように設け、速度検出手段３５により設定速度を超える状態が検知されると、操作爪１８との係合で爪車１７の回転が阻止されて、摩擦制動板１６と爪車１７とによる制動機能で回転軸１３を制動停止する構成の非常停止装置において、前記速度検出手段３５として回転軸１３にエンコーダ２７を付設して、このエンコーダ２７による速度信号で前記操作爪１８を爪車１７の爪部１７ａに係合させる制動操作手段３０を、前記操作爪１８が装着された支持軸１９と連結された構成とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エレベータの搬器に取り付けられて昇降時に異常速度となると、自動的に制動力が作用して搬器を停止させる機能を備えたエレベータの非常停止装置に関するものである。

従来、エレベータ装置、特にラック・ピニオン駆動方式のエレベータにおいては、搬器の昇降速度が設定値以上になると、その速度を検知して制動力が加えられ、不測の事故を未然に防止できるように、搬器に非常停止装置が設けられている。この非常停止装置としては、例えば摩擦制動板を多数配列して、その各制動板と周面に爪を備えた複数の爪車とを一軸上で交互に配して挟み付け、その爪車の爪に操作爪が係合すると爪車の回転が阻止されて摩擦制動板と前記爪車との間で制動力が発生し、摩擦制動板の回転を停止させることにより回転軸の回転を停止し、その回転軸に取付くピニオンがラックとの噛み合いを停止して搬器の昇降を停止させ、前記操作爪を遠心力で設定速度の超過によって爪車と噛み合わせるようにする構成の多板ブレーキ式非常停止装置が特許文献１によって知られている。

また、遠心力によって設定速度以上の速度を検出するとテーパコーン型の制動輪が作動してピニオン軸に制動力を付勢する形式の非常停止装置が特許文献２によって知られている。

特許第２７２００７３号公報 米国特許第３４１５３４３号

しかしながら、前述の特許文献１によって知られる非常停止装置では、その構成上、非常停止時の設定回転速度に対してブレーキトルクが一定にされているので、例えばその設定値を超える条件では目的を達成することができない。また、その逆の場合には過剰設定になって好ましくないという問題がある。したがって、使用条件が特定され、条件が異なる場合にはその都度見合った能力のものを設計製作しなければならず、高価につくという問題点がある。また、その作動状態を簡単に確認するには直接的に動作させる必要があり、危険を伴うので簡単に確認することが困難であるという問題点がある。

また、特許文献２によって知られる非常停止装置は、テーパ型ブレーキであるので、制動力を確保するのに大きな制動面を必要とされ、この形式においても前記同様に使用条件が特定されるので、条件が異なる場合にはそれに見合った能力の装置を準備しなければならず、高価となるのが避けられない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、制動条件を外部から調整して可変にできるほか、使用条件に応じて作動機能を幅広く設定できるようにされたエレベータの非常停止装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるエレベータの非常停止装置は、
回転軸上に複数の摩擦制動板を配列して、その各制動板間に、周面に爪部を備えた爪車を同軸心で挟み付るように設け、速度検出手段により設定速度を超える状態が検知されると操作爪との係合で爪車の回転が阻止されて、摩擦制動板と爪車とによる制動機能で回転軸を制動停止する構成の非常停止装置において、
前記速度検出手段として回転軸にエンコーダが付設され、このエンコーダによる速度信号で前記操作爪を爪車の爪部に係合させる制動操作手段を、前記操作爪が装着された支持軸と連結したことを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記制動操作手段は、エンコーダで検知した速度信号と予め設定された設定速度とを比較演算するコントローラと、このコントローラの指令信号で作動する電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする（第２発明）。

また、前記第１発明または第２発明において、前記制動操作手段は、操作爪が一体回転可能に装着される支持軸と、この支持軸の軸心と直交する向きに軸心を配した作動軸を有する電磁アクチュエータと、前記支持軸と前記作動軸とを連結するリンク機構と、爪車の爪部と前記操作爪とを非係合状態に保持する弾性部材が設けられ、前記弾性部材の弾性復帰力に抗して前記電磁アクチュエータが作動することにより、前記リンク機構を介して前記支持軸が回動され、前記操作爪が前記爪車の爪部と係合することを特徴とする（第３発明）。

また、第１発明において、前記回転軸の軸心方向で間隔をおいて対向する側板部と前記回転軸の周囲を覆う周壁部からなるケーシングと、前記回転軸と平行に配設されて前記ケーシングに回動自在に支持される支持軸と、この支持軸の周面が臨む前記ケーシングの周壁部に穿設された貫通孔と、この貫通孔内に収容され前記支持軸に軸着された操作爪と、この操作爪が傾動することにより作動する操作片を有してケーシングの周壁部に支持された電源遮断用のリミットスイッチとを設けたことを特徴とするものである（第４発明）。

また、前記第１発明または第２発明において、前記速度検出手段としてエンコーダを二個設け、それらの速度信号をコントローラで比較して、所定速度で制動操作手段に制動指令信号を発するようにされるのがよい（第５発明）。

前記第１発明によれば、速度検出手段として回転軸にエンコーダを付設して、この非常停止装置に入力される回転速度を回転軸で直接検出されるようにして、その速度検出信号をコントローラにおいて制御することで制動操作手段を作動させるので、そのエンコーダの作動条件を変更することにより回転速度の変更に対応できる。したがって、搬器の昇降速度が異なる場合にも対応でき、１機種で複数の仕様に対応できるという効果を奏する。

また、第２発明によれば、緊急時の制動を、回転軸上のエンコーダで検出した速度信号をコントローラで設定速度と比較演算させて、設定値を超えたとき電磁アクチュエータを作動させて爪車に対する操作爪の係合操作を行うようにしたので、コントローラにおいて制動条件を任意に設定でき、その設定条件を外部から可変調節できるという利点を有する。

さらに、第３発明の構成を採用すれば、回転軸と平行に配設される支持軸の軸心に対して、制動操作手段を構成する電磁アクチュエータの作動軸の軸心が直交する向きに配されて電磁アクチュエータを設けることになるので、非常停止装置における回転軸の軸心方向の寸法が長くならない構成とすることができる。したがって、特許文献１によって知られるガバナーを組込んだ非常停止装置と比較して装置の小型化を図ることができる。また、部品点数を少なくして組立工数の削減と生産性向上を図ることができる。

また、第４発明によれば、リミットスイッチをケーシングの周壁部に配設して回転軸の軸心方向の寸法を短くすることで薄型化を図ることができるという利点がある。

さらにまた、第５発明によれば、二個のエンコーダを用いて、それらから得られる速度信号を比較して、正確な速度を判断できるので、微振動などによる誤動作を防止できるという効果を奏する。

次に、本発明にかかるエレベータの非常停止装置の具体的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は本実施形態のエレベータの非常停止装置を備える工事用エレベータの一実施形態を表わす側面図（ａ）および正面図（ｂ）であり、図２には非常停止装置縦断面図が、図３には図２の右側面図が、図４には図２のＡ−Ａ視図が、図５には制動操作手段の操作爪と制動機構の爪車との関係を表わす図（ａ）と制動操作機構を表わす図（ｂ）が、それぞれ示されている。

図１に示される工事用エレベータ１は、図示されない建物の躯体に複数のサポート金具２によって支持されて立設される鉄塔３の側面にガイドレール４およびラック５が沿設されており、そのガイドレール４に案内装架されて搬器６が昇降可能に設けられている。前記搬器６には、昇降駆動用のモータ７が搭載され、そのモータ７によって駆動される出力軸上の歯車を鉄塔３側に付設のラック５と噛み合わせて昇降するようにされている。また、搬器６を鉄塔３側の二本のガイドレール４，４（この実施形態の鉄塔では、縦部材がガイドレールを兼ねている）に案内支持させるために、搬器フレーム６ａの両側で上下適所に付設されるブラケットに支持されて設けられるガイドローラ６ｂを、前記ガイドレール４，４にそれぞれ当接係合させて昇降可能にされている。このようにされた搬器６には、適所に非常停止装置１０が付設されている。

このように構成される搬器６に付設される非常停止装置１０は、搬器フレーム６ａに取付ける取付座を備えた後述する制動機構１５と、その操作爪１８および制動操作手段３０および速度検出手段３５を収容するケーシング１１と、このケーシング１１に設けられる軸受１２，１２'にて支持されて回転自在な回転軸１３上に配される複数の摩擦制動板１６と複数の爪車１７とで構成の制動機構１５と、制動操作時にその制動機構１５の爪車１７に係合する操作爪１８を備えた支持軸１９と、この支持軸１９を作動させる制動操作手段３０および前記回転軸１３に付設されて回転速度を検知する速度検出手段３５とで構成されている。

前記ケーシング１１は、制動機構１５とその制動操作を直接操作する操作爪１８とが収容される制動機構収容部１１Ａと速度検出手段３５および制動操作手段３０の操作部が収容される操作機構収容部１１Ｂとを隔壁１１ｃにより区分された本体１１ａと、それら両収容部１１Ａ，１１Ｂの開口面を軸線方向から覆ってボルト１１ｆで締結するカバー１１ｂおよびボルト１１ｇで締結されるカバー１１ｄとによって構成され、前記本体１１ａの制動機構収容部１１Ａ開口側に取付座が形成されている。なお、本体１１ａの取付時上側に位置する部分を開口して操作爪１８上側にリミットスイッチ取付部が位置するようにされている。また、前記本体１１ａの周囲が本発明（請求項４）におけるケーシングの周壁部に対応し、カバー１１ｂと隔壁１１ｃが側板部に対応する。

前記制動機構１５は、前記ケーシング１１の本体隔壁部１１ｃと本体１１ａのカバー１１ｂとに設けられたボス部に配される転がり軸受１２，１２'にてケーシング１１の中央を貫通して回転自在に支持される回転軸１３と、この回転軸１３上で軸線方向にスライド可能な状態に支持される複数（実施形態では３枚）の摩擦制動板１６と、これら摩擦制動板１６間に配置されて回動可能な爪車１７とで構成されている。前記摩擦制動板１６は、所要直径の面板で、その対向する面における半径方向で外周寄りに、所要幅で環状のブレーキライナー１６ａが取付けられている。これに対して爪車１７は、外周に等分して複数の爪部１７ａが形成され、内径を前記摩擦制動板１６のボス部によって回転自在に嵌め合って同軸心で支持され、かつ常態で前記摩擦制動板１６のブレーキライナー１６ａにて両側面を挟みつけられている。なお、このような構成にされる制動機構１５は、回転軸１３上で、一端側をスペーサリング２２によって定位置に保持され、他端側を皿ばね１４によって常時前記ブレーキライナー１６ａが爪車１７の側面に強く接触するように付勢されている。

前記制動機構１５における摩擦制動板１６は、回転軸１３の中間部に形成されるスプライン１３ａに孔部１６ｂを係合して軸線方向にのみスライド可能にされており、爪車１７の外周に形成される爪部１７ａは、隣合う爪部１７ａ，１７ａ間を広くして操作爪１８が正逆両回転方向に対して噛み合わせることができるようにされている。そして、介在する複数の爪車１７の爪位置が周方向に少しずれて配置されている。

前記制動操作手段３０は、前記回転軸１３に平行して配設される支持軸１９上で前記制動機構１５の爪車１７に対応するように固着される操作爪１８と、緊急時その支持軸を回動させる電磁アクチュエータ２５と、その電磁アクチュエータ２５と前記支持軸１９とを連結するリンク板２６、および電磁アクチュエータ２５を復帰させる弾性部材とで構成されている。

前記操作爪１８が取付く支持軸１９は、前記回転軸１３に平行してケーシング本体１１ａに両端部で軸受２０，２０にて支持されて回動可能に設けられている。この支持軸１９の一端はケーシング１１の操作機構収容部１１Ｂ側に突出され、その支持軸１９端にリンク板２６の基端が固着されている。操作爪１８は、前述の爪車１７にそれぞれ対応する位置で前記支持軸１９に固着されており、爪車１７の正逆転いずれにも対応できるように軸対称に形成されている。

ケーシング１１の操作機構収容部１１Ｂには、図４および図５（ｂ）に示されるように、電磁アクチュエータ２５が横向きにして壁面に沿い付設されており、この電磁アクチュエータ２５の作動軸２５ａには、前記リンク板２６の先端が挿入される軸線方向の切欠き溝２５ｂが形成されている。また、リンク板２６の先端部にはその長手方向に延びた長孔が穿設されている。電磁アクチュエータ２５とリンク板２６とは、前記電磁アクチュエータ２５の作動軸２５ａの切欠き溝２５ｂに前記リンク板２６の先端部を挿入して、作動軸２５ａに設けられる貫通孔とリンク板２６の長孔にピン２５ｃを挿通して連結されている。なお、作動軸２５ａから突き出すピン２５ｃの両端には止め輪が係止され、作動軸２５ａとリンク板２６との連結が解かれないようにされている。また、前記作動軸２５ａの先端には、他端部をケーシング１１の隔壁１１ｃ側に設けられるスタッドに係止されるコイルばね３３（本発明における弾性部材に対応）が接続されて作動軸２５ａの復帰力が得られるようにされている。

一方、速度検出手段３５は、前記回転軸１３の操作機構収容部１１Ｂに突出された先端に、エンコーダ２７のディスク２７ａが取付けられ、回転検出部２７ｂがこのディスク２７ａ周囲に形成される多数のスリットに対向するように、ケーシング１１の隔壁１１ｃ側面に基端を固着されるブラケット２７ｃによって配設されている。このディスク２７ａによって回転速度を検出する回転検出部２７ｂからと前記電磁アクチュエータ２５からとの各リード線２８がケーシング１１の上部に設けられたターミナル２９に接続され、別途機体側に設けられる図示されないコントローラと前記ターミナル２９を経由して接続されるようになされている。

また、前記ターミナル２９の取付部の下側位置には、リミットスイッチ３２が配置され、その操作片３２ａが前記操作爪１８の傾動によって作動してリミットスイッチ３２がオンするように関係付けられている。なお、このリミットスイッチ３２がオンすると搬器６の駆動モータへの電源が遮断されるようになされている。

このように構成される本実施形態の非常停止装置１０は、搬器フレーム６ａに対してケーシング１１の取付座によって取付けられ、回転軸１３端に取付けたピニオン（図示省略）を、鉄塔付設のラック５に噛み合わせて使用される。正常運転時には、回転軸１３上の摩擦制動板１６と爪車１７とがともに回転して、空転状態を呈し、搬器６の昇降運転に追従する。

異常運転状態になって、回転軸１３に直結のエンコーダ２７が設定速度以上の速度を検知すると、その回転検出部２７ｂの速度検出信号がコントローラに送られて、予め設定されている設定速度との比較演算によって設定速度を超える速度であると判断されると、電磁アクチュエータ２５に指令信号が発信され、作動軸２５ａが操作されて連結するリンク板２６を回動させ、リンク板２６によって操作爪１８の支持軸１９が回動される。すると、支持軸１９に固着されている操作爪１８が回転する爪車１７の爪部１７ａ，１７ａ間に飛び込んで、その爪部１７ａと操作爪１８とが係合する。

操作爪１８によって爪車１７の回転が阻止されると、回転を続ける摩擦制動板１６と爪車１７とが、その爪車１７の側面部に挟圧接触する摩擦制動板１６側のブレーキライナー１６ａと前記爪車１７の側面との接触摩擦によって制動され、摩擦制動板１６が回転停止される。同時に、操作爪１８の傾動によってリミットスイッチ３２の操作片３２ａを押し下げるので、駆動部のモータへの通電が遮断される。したがって、搬器６の駆動部に衝撃が作用することなく搬器６を停止させることができる。

この実施形態のエレベータにおける非常停止装置１０では、図示されないコントローラにおいて搬器６の昇降速度の設定を行うことができる。そこで、コントローラにおいて速度設定を行っておけば、エンコーダ２７が検出する回転速度がその設定値を超える速度を検出すると、直ちに前記要領で電磁アクチュエータ２５を作動させ、操作爪１８を回転する爪車１７に係合させて制動機構１５による制動操作を行わせ、回転軸１３の回転を停止させることにより、その回転軸１３に取付いて鉄塔３側のラック５と噛み合うピニオンの回転動作を止めることにより、搬器６の異常による降下を停止させることができる。この際の搬器６の移動慣性力は、前記制動機構１５による摩擦制動板１６のブレーキライナー１６ａと爪車１７側面との摩擦によって次第に吸収され、制動されて停止させることができる。

一方、本実施形態の非常停止装置１０は、回転軸１３に付設されるエンコーダ２７によって制動速度を検知させる構成となっているので、そのエンコーダ２７による検知速度を制御部（コントローラ）において設定変更することにより、制動停止条件の変更を行なうことができる。したがって、エレベータの能力に応じて制動速度を設定し、大幅な性能の変更がない範囲で一機種のものを、設定を変更して使用することができ、従来のように機種ごとに異なる仕様のものを製作使用することなしに、幅広い機種に用いることが可能である。

以上の説明においては、速度検出手段を構成するエンコーダを１個配置する構成について記載したが、必要に応じてそのエンコーダを２個設けるようにすることができる。こうすれば、搬器の昇降運転による微振動を受けることによる回転検出部での誤差が生じても、２個の各検知データをコントローラにおいて比較することにより補正して適正な制御データを得ることができる。また、制御操作手段についても２組配設して爪車に対して二箇所で操作爪を爪部に係合させるようにすることもできる。このように２組の制御操作手段を設ける場合は、操作爪の位置を対向して配置するのが好ましい。また、エンコーダの回転検出部は、光学式のほかに、磁気方式を採用することができる。回転検出部に磁気式を採用する場合、光学式におけるレンズに摩耗粉などが付着して汚れることにより性能維持困難になる問題点を解決できる。

本実施形態のエレベータの非常停止装置を備える工事用エレベータの一実施形態を表わす側面図（ａ）および正面図（ｂ） 非常停止装置縦断面図 図２の右側面図 図２のＡ−Ａ視図 制動操作手段の操作爪と制動機構の爪車との関係を表わす図（ａ）と制動操作機構を表わす図（ｂ）

符号の説明

１ 工事用エレベータ
３ 鉄塔
４ ガイドレール
６ 搬器
７ 昇降駆動用のモータ
１０ 非常停止装置
１１ ケーシング
１１Ａ 制動機構収容部
１１Ｂ 操作機構収容部
１３ 回転軸
１５ 制動機構
１６ 摩擦制動板
１６ａ ブレーキライナー
１７ 爪車
１８ 操作爪
１９ 操作爪の支持軸
２５ 電磁アクチュエータ
２７ エンコーダ
３０ 制御操作手段
３２ リミットスイッチ
３３ コイルばね
３５ 速度検出手段

Claims (5)

1. 回転軸上に複数の摩擦制動板を配列して、その各制動板間に、周面に爪部を備えた爪車を同軸心で挟み付るように設け、速度検出手段により設定速度を超える状態が検知されると操作爪との係合で爪車の回転が阻止されて、摩擦制動板と爪車とによる制動機能で回転軸を制動停止する構成の非常停止装置において、
   前記速度検出手段として回転軸にエンコーダが付設され、このエンコーダによる速度信号で前記操作爪を爪車の爪部に係合させる制動操作手段を、前記操作爪が装着された支持軸と連結したことを特徴とするエレベータの非常停止装置。
2. 前記制動操作手段は、エンコーダで検知した速度信号と予め設定された設定速度とを比較演算するコントローラと、このコントローラの指令信号で作動する電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの非常停止装置。
3. 前記制動操作手段は、操作爪が一体回転可能に装着される支持軸と、この支持軸の軸心と直交する向きに軸心を配した作動軸を有する電磁アクチュエータと、前記支持軸と前記作動軸とを連結するリンク機構と、爪車の爪部と前記操作爪とを非係合状態に保持する弾性部材が設けられ、前記弾性部材の弾性復帰力に抗して前記電磁アクチュエータが作動することにより、前記リンク機構を介して前記支持軸が回動され、前記操作爪が前記爪車の爪部と係合することを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータの非常停止装置。
4. 前記回転軸の軸心方向で間隔をおいて対向する側板部と前記回転軸の周囲を覆う周壁部からなるケーシングと、前記回転軸と平行に配設されて前記ケーシングに回動自在に支持される支持軸と、この支持軸の周面が臨む前記ケーシングの周壁部に穿設された貫通孔と、この貫通孔内に収容され前記支持軸に軸着された操作爪と、この操作爪が傾動することにより作動する操作片を有してケーシングの周壁部に支持された電源遮断用のリミットスイッチとを設けたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの非常停止装置。
5. 前記速度検出手段としてエンコーダは二個設けられ、それらエンコーダの速度信号をコントローラで比較して、所定速度で制動操作手段に制動指令信号を発するようにされる請求項１または２に記載のエレベータの非常停止装置。

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