JP2006151610A - エレベーター調速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 エレベーターの昇降路に上下方向に配設されたガイドレールを利用してかご速度を検出する調速機の検出精度の低下を抑制する。
【解決手段】 昇降路を上下するエレベーターの乗りかご１１に取り付けられて同一平面内で回転する複数のプーリと、この複数のプーリに接して掛け回されて外側面が前記昇降路に上下方向に延在するガイドレール２０に当接するように配置され、乗りかご１１の昇降とともに前記複数の回転体の周囲を回転しつつそれら複数のプーリを回転させる環状のベルト８と、前記複数のプーリの中の一つの回転に基づいて乗りかごの昇降速度が予め定めた速度を超えたかどうかを検出する検出機構を備えてエレベーター調速機を構成し、前記複数のプーリの中の少なくとも二つを前記ガイドレール２０に対向して配置し、前記レールに対向して配置された回転体を介して前記ベルト８をガイドレール２０に押しつける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベーターの乗りかごに取付けられ、レールを利用して乗りかごの速度を検出するエレベーター調速機に関する。

従来のエレベーターの調速機は、機械室のあるエレベーターでは機械室に据え付けられ、機械室のないエレベーターでは、昇降路内に据え付けられている。これらの調速機は、かごに接続された調速機用ロープを用いてかご速度を検出している。しかし、近年省スペース化、低コスト化のために乗りかごに設置する調速機が提案されてきている。特許文献１には、レール（以下、ガイドレールともいう）に圧接されているガイドローラの回転によってエレベーター速度を検出する調速機が提案されている。具体的には、ガイドローラと同期して回転するフライウェートの遠心力を利用して乗りかごを停止させるものである。また、特許文献２には、ガイドレールにある隙間をとって磁石をかご側に並設し、かごと共に磁石が移動するとガイドレールに発生する渦電流により磁石が受ける磁気抗力を利用してかご速度を検出する調速機が開示されている。

特開２００１−１５８５７９号公報（第3頁、図1） 特開平５−１４７８５２号公報（第3頁、図1〜図３）

上述した特許文献１におけるガイドローラを利用してエレベーター速度を検出する調速機では、ガイドレールとガイドローラとの間にすべりが発生することがある。このためガイドローラの回転とかご速度との間にずれが発生して、正確なかご速度を検出できない場合がある。エレベーター調速機には、所定の速度を超えた場合、確実に乗りかごを停止させるため、精度の高い速度検出が要求されるが、上述のガイドレールとガイドローラとの間に発生するすべりにより速度検出精度が悪くなる可能性がある。また、特許文献２に記載の、ガイドレールに対抗して配置された磁石を用いてかご速度を検出する調速機では、ガイドレールの設置誤差、レールの曲がり、またかごの振動によるかごに設置された磁石の揺れなどにより、レールと磁石の間隔が変動する。レールと磁石の間隔の変動は、磁石に発生する磁気抗力を変動させる。この磁気抗力の変動はかご速度検出誤差を大きくしてしまう可能性がある。

本発明の課題は、エレベーターの昇降路に上下方向に配設されたガイドレールを利用してかご速度を検出する調速機の検出精度の低下を抑制することである。

上記課題は、昇降路を上下するエレベーターの乗りかごに取り付けられて同一平面内で回転する複数の回転体と、この複数の回転体に接して掛け回されて外側面が前記昇降路に上下方向に延在するレールに当接するように配置され、乗りかごの昇降とともに前記複数の回転体の周囲を回転しつつそれら複数の回転体を回転させる環状の伝動体と、前記複数の回転体の中の一つの回転に基づいて乗りかごの昇降速度が予め定めた速度を超えたかどうかを検出する検出機構を備えてなり、前記伝動体は、上下方向に長い領域で前記レールに当接するエレベーター調速機により達成される。

上記構成によれば、レールに当接して回転する伝動体が、上下方向に長い領域で前記レールに当接するから、伝動体とレールの間のすべりが低減され、かご速度の検出精度の低下が抑制される。

さらに、前記複数の回転体の中の少なくとも二つを前記レールに対向して配置し、前記レールに対向して配置された回転体を介して前記伝動体を前記レールに押しつける付勢手段を設けることが望ましい。付勢手段により前記伝動体を前記レールに押しつけることで、伝動体とレールの間の摩擦力が大きくなり、両者間のすべりがさらに低減される。

前記伝動体を環状のベルトで構成し、ベルトの前記レールへ当接する部分を、前記レールを挟み込む形状とすれば、伝動体とレールの間の摩擦力をさらに大きくする効果がある。

また、前記複数の回転体をスプロケットで、前記伝動体を前記スプロケットに噛み合うチェーンで、それぞれ構成し、前記チェーンの前記レールへの当接面にはゴムを含有する弾性体を装着するとともに、前記チェーンが前記レールに対向している部分には、前記チェーンの前記スプロケットに噛み合う側の面を案内する案内板を設け、この案内板を介してチェーンを前記レールに押し付けるよう構成してもよい。

さらに、前記伝動体を前記レールと当接する側の面に歯を備えた歯付きベルトで構成するとともに、前記レールの前記伝動体と当接する面を前記歯付きベルトに噛み合う歯を備えたものとしてもよい。

本発明によれば、ガイドレールを利用してかご速度を検出するエレベーター調速機のかご速度検出精度の低下が避けられる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るエレベーター調速機の構成を示す斜視図である。エレベーターの乗りかご１１には、乗りかご１１を停止させるための非常止め装置５と、この非常止め装置５を作動させるエレベーター調速機が取付けられており、このエレベーター調速機は、エレベーターの乗りかご１１の昇降速度を検出して検出した速度が規定値より大きくなった場合に前記非常止め装置５を作動させるようになっている。図2は、エレベーター調速機と非常止め装置５を示す側面図である。

乗りかご１１は、図２に示すように、防振ゴム１２を介してかご枠１に設置されており、かご枠１には、縦部材であるスリング１７が乗りかご１１の外側に沿って取付けられている。エレベーター調速機の一部をなす速度検出装置１３はスリング１７の上部に設置されているが、スリング１７の中間部に設置してもよい。

図示のエレベーター調速機は、乗りかご１１のかご枠１及びスリング１７に支持された枠部材１３ａ、枠部材１３ａに支持されて同一平面内で回転する回転体である複数個のプーリ２１ａ〜２１ｃ、２２ａ、２２ｂ、これら複数個のプーリ２１ａ〜２１ｃ、２２ａ、２２ｂに巻き掛けられた環状の伝動体であるベルト８、及び前記プーリ２１ａ〜２１ｃをベルト8に向かって付勢する付勢手段を有して構成された速度検出装置１３と、プーリ２２ｂに回転軸９ｄで接続され、乗りかご１１の速度が予め定められた速度を超えたかどうかを検出する検出機構とを、含んで構成されている。

前記検出機構は、プーリ２２ｂに回転軸９ｄで接続され、プーリ２２ｂと同期して回転する銅製の円盤６と、回転軸９ｄを支持する図示されていない軸受けと、円盤６の軸方向の表面とある隙間をもって対置された複数の磁石７と、磁石７が取付けられ、回転可能に軸支されている回転軸１５の一端に取り付けられている磁石取付け部材１４と、回転軸１５の他端に取り付けられ、磁石取付け部材１４と同期して回転するカム２と、前記磁石取付け部材１４と乗りかご１１に支持された図示されていない部材の間に介装され、磁石取付け部材１４の回転を控制するばね１６と、を含んで構成されている。ばね１６は、円盤６が回転していないときに、磁石取付け部材１４を基準位置に復帰させる役目も持っている。

プーリ２１ａ〜２１ｃは、図3に示すように、ガイドレール２０に外周面を対向させ、回転軸を水平にし、回転面を一致させて上下方向に1列に配置されている。ガイドレール２０と、プーリ２１ａ〜２１ｃのガイドレール２０に対向している外周面それぞれとの間隔は同じにしてある。また、プーリ２１ａ〜２１ｃの回転面は、ガイドレール２０のプーリ２１ａ〜２１ｃに対向している面に直交している鉛直面となっている。プーリ２１ａ〜２１ｃの回転軸９ａ、９ｂ、９ｃは、それぞれプーリ支持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃで軸支され、プーリ支持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ回転軸に平行な軸部材で、速度検出装置１３の枠部材１３ａに枢着されている。

また、プーリ支持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃには、図3に示すように、回転軸を軸支している箇所と軸部材で枢着している箇所の間に一端を固定され、プーリ支持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃをベルト８方向に付勢する付勢手段であるばね２３ａ〜２３ｃが取り付けられている。ばね２３ａ〜２３ｃの他端は、速度検出装置１３の枠部材１３ａに固着されている。なお、ばね２３ａ〜２３ｃのベルト８方向に付勢する押圧力は調整することができるようになっている。

プーリ２２ａはプーリ２１ａよりも上方でかつガイドレール２０から離れた位置に、プーリ２２ｂはプーリ２１ｃよりも下方でかつガイドレール２０から離れた位置に、それぞれ配置され、いずれも速度検出装置１３の枠部材１３ａに支持されている回転軸９ｅ、９ｄに軸支されている。回転軸９ｄは前記枠部材１３ａの外側まで延びており、その端部に、前述のように、円盤６が、回転面を２１ａ〜２１ｃの回転面と平行させて固着されている。

ベルト８は、乗りかご１１の昇降路内に上下方向に延在するガイドレール２０の乗りかご１１に対向する面に、プーリ２１ａ〜２１ｃを介して前記ばね２３ａ〜２３ｃにより押圧されており、乗りかご１１の昇降に応じて、ガイドレール２０との間に発生する摩擦力により上下方向に動くようになっている。

ベルト８のガイドレール２０へ接触する面は平らな面としてもよいが、図４に示すように、溝状の凹みが形成されている面としてもよい。図４はベルト８の長手方向に直交する面でみた断面図を示す。図４に示す例では、ベルト８のガイドレール２０へ接触する面に長手方向に延びる溝状の凹みが形成されている。図４の（ａ）の断面では四角く凹ませた形状で、図４の（ｂ）はV字状に凹ませた形状としてある。ベルト８の断面形状をこのように凹ませ、ベルト８でガイドレール２０を挟みこむ形状とすることで、ガイドレール２０に当接したときのベルト８とガイドレール２０間に生じる摩擦抵抗が増大し、ベルト８とガイドレール２０間のすべりを防止する効果を持たせることができる。

上記構成の装置の動作について、以下に説明する。乗りかご１１が下降すると、ベルト８は、ガイドレール２０との間に発生する摩擦力により上方向に動く。ベルト８の上方向の動き、すなわちベルト８のプーリ２１ａ〜２１ｅの周りの回転（図3における時計回り回転）に応じて、ベルト８が巻きかけられているプーリ２１ａ〜２１ｃ、２２ａ、２２ｂが時計回りに回転し、プーリ２２ｂを支持している回転軸９も同時に回転する。回転軸９ｄの一端に取付けられている円盤６もベルト８の回転とともに回転する。

円盤６が回転すると、円盤６とある隙間をあけて対置された磁石７の効果で、円盤内６に渦電流が発生する。一方、磁石７には、円盤内６に発生する渦電流の影響によって円盤６の回転を抑制する方向に、円盤６の回転速度に比例した磁気抗力が発生する。この磁気抗力は円盤６の回転を抑制する方向に作用する。相対的には、磁石７は円盤６の回転方向に引かれる力を受けて、磁石７が取付けられている磁石取付け部材１４が回転軸１５を中心として円盤６と同方向に回転する。磁石取付け部材１４には、前述のようにばね１６が取り付けられているから、磁石取付け部材１４の回転角度は、前記磁気抗力とばね１６の抵抗力がバランスする角度となる。このため、磁石取付け部材１４の回転角度、すなわち回転軸１５の基準位置からの回転角度と円盤６の回転速度とはほぼ比例関係にあり、回転軸１５の基準位置からの回転角度に基づいて乗りかご１１の速度を測定することが可能である。ここでいう基準位置は、円盤６が回転していない状態、すなわち乗りかご１１が静止しているときの磁石取付け部材１４の回転位置である。

回転軸１５の他端にはカム２が取付けられているから、円盤６の回転に伴ってカム２も磁石取付け部材１４とともに、円盤６の回転速度に応じた角度だけ回転することになる。

カム２には、乗りかご１１の速度が規定速度の一定割合を超えたときに非常止め装置５を作動させられるように切り欠きが設けられている。また、カム２の下面には、非常止め装置５と接続されている引上げ棒３aが接触している。引上げ棒３aのカム２と接触する部分には、摩擦抵抗を緩和するためにローラ３ｃが取付けられている。引上げ棒３aの下方には引上げ棒３ｂが結合されており、引上げ棒３ｂは押しばね４で上方に付勢されている。したがって、押しばね４による引上げ棒３ｂを上方へ付勢する力は、ローラ３ｃを介してカム２に加わっている。引上げ棒３ｂの下端は非常止め装置５に連結されている。

非常止め装置５は、ガイドレール２０を挟むように乗りかご外壁のスリング１７に固着配置されたコ字形部材と、コ字形部材の横辺とガイドレール２０の間に配置され引上げ棒３ｂの下端に連結された下広がりの楔形部材（ウェッジ）とを含んで構成されている。コ字形部材の前記ウェッジと対向する横辺は、上方がガイドレール２０に近づく方向に傾いた傾斜面をなしていて、引上げ棒３ｂが上方に引き上げられると、ウェッジをガイドレール２０に押し付ける方向に動かすようになっている。

乗りかご１１が非常止め装置５を作動させるべき、予め定められた速度まで達すると、カム２が切り欠きのある箇所に前記ローラ３ｃが当接する位置まで回転する。ローラ３ｃは、引上げ棒３ｂの途中にある押しばね４の作用により上方に付勢されていて、カム２の回転に併せてカム２の外周面に当接しつつ回転しているから、切り欠きのある箇所にくると、切り欠きに沿って上方に動き、引上げ棒３ａもそれに合わせて上方に動く。引上げ棒３ａが上方に動くと同時に引上げ棒３ｂも上方向に動き、非常止め装置５のウェッジが引上げられる。引上げられたウェッジは、コ字形部材の前記ウェッジと対向する横辺の傾斜面に沿って動いてガイドレール２０に押し付けられる。ウェッジとガイドレール２０が当接することで、ウェッジにはさらに上方に動かす力が加わり、ウェッジが上方に動くことでさらにガイドレール２０に押し付けられる。すなわち、ウェッジがコ字形部材とガイドレール２０の間に噛み込み、かご１１が停止することになる。

ここでは、回転する円盤６に対向して配置した磁石７を用いて非常止め装置５を作動させる機構について説明したが、特許文献１に記載されているフライウェートの遠心力を利用して非常止め装置５を作動させる方式としてもよい。

本実施の形態によれば、複数個のプーリ２１ａ〜２１ｃ、２２ａ、２２ｂの周囲に掛けまわされたベルト８がガイドレール２０に当接されて回転するとともに、前記複数個のプーリのうち、ガイドレール２０に対向して配置され、ばね２３ａ〜２３ｃでガイドレール２０方向に付勢されたプーリ２１ａ〜２１ｃによって前記ベルト８がガイドレール２０に押しつけられる。この結果、ガイドレール２０とベルト８の接触する長さが長くなるとともに、ガイドレール２０とベルト８間に発生する摩擦力が大きくなり、ガイドレール２０とベルト８間のすべりが抑えられ、乗りかご１１の速度検出精度の低下が避けられる。ベルト８の断面形状が前記図４に示すような形状であれば、すべり抑制効果が更に大きくなる。

なお、上記実施の形態では、付勢手段としてばね２３ａ〜２３ｃを用いたが、例えば気体の膨張力を利用したエアシリンダ等を利用してもよい。
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２を、図５を参照して説明する。本実施の形態が前記実施の形態1と異なるのは速度検出装置１３であり、他の構成要素は実施の形態１と同じであるので、他の構成要素については図示と説明を省略する。

本実施の形態の速度検出装置１３は、枠部材１３ａと、この枠部材１３ａに軸支されたスプロケット３０a、３０bと、スプロケット３０a、３０bに巻き掛けられたチェーン３１と、枠部材１３ａに支持され、チェーン３１がガイドレール２０に対向している部分を案内する案内板であるチェーンガイド３３とを含んで構成されている。チェーン３１のガイドレール２０への接触面には、ゴム系の弾性部材３２が取付けられており、チェーン３１とガイドレール２０が当接したときの衝激を緩和するとともに、チェーン３１とガイドレール２０との摩擦力を増大させ、チェーン３１とガイドレール２０とのすべりを防止している。

スプロケット３０bには、図２で示した回転軸９dが取付けられている。チェーンガイド３３は、上下方向の両端部が枠部材１３ａに枢着支持され、中間部分はガイドレール２０側にチェーンガイド３３自体の弾性で緩やかなカーブで膨出する形状に構成されている。そして、チェーンガイド３３でスプロケット３０a、３０bに噛み合う側の面を案内され、チェーンガイド３３自体の弾性でガイドレール２０に押圧されているチェーン３１は、その複数のリンクが常にガイドレール２０に当接するようになっているとともに、チェーン３１とガイドレール２０との摩擦力を増加させている。

上記の構成により、チェーンガイド３３に案内されてガイドレール２０に押圧されているチェーン３１は、エレベーターの昇降に応じて、ガイドレール２０とチェーン３１との間に発生する摩擦力により上下に動き、その動きに伴ってスプロケット３０a、３０bが回転する。スプロケット３０bの回転は回転軸９dにより、円盤６に伝達され、それ以降の動作は前記実施の形態１で説明したとおりである。

本実施の形態によれば、チェーン３１とガイドレール２０との摩擦力が増加され、前記実施の形態1と同様に、速度検出の精度低下を抑制する効果がある。

なお、本実施の形態では、チェーンガイド３３自体が付勢手段として機能し、チェーン３１はチェーンガイド３３自体の弾性でガイドレール２０に押圧されているが、これに加えてばねやエアシリンダを用いた付勢手段により、チェーンガイド３３をガイドレール２０に向かって付勢するようにしてもよい。また、チェーンガイド３３自体の弾性を利用するのではなく、別に設けた付勢手段により、チェーン３１をガイドレール２０に向かって付勢するようにしてもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を、図6を参照して説明する。本実施の形態が前記実施の形態１と異なるのは、ベルト8に代えて歯付きベルト４１が用いられ、昇降路内には歯付きベルト４１とちょうど噛み合うように歯付きのレール４０が上下方向に設置されている点と、プーリ２１ａ〜２１ｃ、プーリ２２ａ、２２ｂに代えてテンションプーリ４２ａ〜４２ｊ、プーリ４３ａ、４３ｂが設けられている点である。他の構成は実施の形態1と同じなので、図示と説明を省略する。

歯付きベルト４１は枠部材１３ａに取付けられたテンションプーリ４２ａ〜４２ｊ及びプーリ４３a、４３bに巻きかけられており、エレベーターの昇降に伴い歯付きレール４０と噛みあっている歯付きベルト４１が上下に移動し、これによってテンションプーリ４２ａ〜４２ｊ及びプーリ４３ａ、４３ｂが回転する。複数のテンションプーリ４２ｂ〜４２ｄが歯付きレール４０と等間隔をおいて配置されており、歯付きベルト４１は歯付きレール４０とテンションプーリ４２ｂからテンションプーリ４２ｄに至る範囲で完全に噛み合うようになっている。

プーリ４３ｂには図２に示した回転軸９dが取付けられており、プーリ４３ｂの回転は回転軸９dにより、円盤６に伝達される。それ以降の動作は前記実施の形態１で説明したとおりである。

本実施の形態によれば、歯付きベルト４１は，テンションプーリ４２ｂ〜４２ｄ間で歯付きレール４０と完全に噛み合うので、歯付きベルト４１と歯付きレール４０間のすべりがなくなり、前記実施の形態1と同様に、速度検出の精度低下を抑制する効果がある。

本発明の実施の形態１に係るエレベーター調速機の構成を示す斜視図である。 図１に示すエレベーター調速機の側面図である。 図１に示すエレベーター調速機の速度検出装置の正面図である。 図３に示す速度検出装置のベルトを示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係るエレベーター調速機の速度検出装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態３に係るエレベーター調速機の速度検出装置を示す正面図である。

符号の説明

１ かご枠
２ カム
３ 引上げ棒
４ 押しばね
５ 非常止め装置
６ 円盤
７ 磁石
８ ベルト
９a、９b、９c、９d 回転軸
１０a、１０ｂ、１０c、１０d プーリ支持部材
１１ 乗りかご
１２ 防振ゴム
１３ 速度検出装置
１４ 磁石取付け部材
１５ 回転軸
１６ ばね
１７ スリング
２０ ガイドレール
２１a〜２１d、２２a、２２b プーリ
２３a、２３b、２３c ばね
３０a、３０b スプロケット
３１ チェーン
３２ 弾性部材
３３ チェーンガイド
４０ 歯付きレール
４１ 歯付きベルト
４２ テンションプーリ
４３a、４３b プーリ

Claims (5)

1. 昇降路を上下するエレベーターの乗りかごに取り付けられて同一平面内で回転する複数の回転体と、この複数の回転体に接して掛け回されて外側面が前記昇降路に上下方向に延在するレールに当接するように配置され、乗りかごの昇降とともに前記複数の回転体の周囲を回転しつつそれら複数の回転体を回転させる環状の伝動体と、前記複数の回転体の中の一つの回転に基づいて乗りかごの昇降速度が予め定めた速度を超えたかどうかを検出する検出機構を備えてなり、前記伝動体は、上下方向に長い領域で前記レールに当接するエレベーター調速機。
2. 請求項１に記載のエレベーター調速機において、前記複数の回転体の中の少なくとも二つが前記レールに対向して配置され、前記レールに対向して配置された回転体を介して前記伝動体を前記レールに押しつける付勢手段を備えてなることを特徴としたエレベーター調速機。
3. 請求項１または２に記載のエレベーター調速機において、前記伝動体が環状のベルトで構成されており、ベルトの前記レールへ当接する部分は、前記レールを挟み込む形状であることを特徴としたエレベーター調速機。
4. 請求項１に記載のエレベーター調速機において、前記複数の回転体はスプロケットで、前記伝動体は前記スプロケットに噛み合うチェーンで、それぞれ構成されており、前記チェーンの前記レールへの当接面にはゴムを含有する弾性体が装着されているとともに、前記チェーンが前記レールに対向している部分には、前記チェーンの前記スプロケットに噛み合う側の面を案内する案内板が設けられ、前記付勢手段は、この案内板を介してチェーンを前記レールに押し付けるよう構成されていることを特徴としたエレベーター調速機。
5. 請求項１に記載のエレベーター調速機において、前記伝動体が前記レールと当接する側の面に歯を備えた歯付きベルトで、前記レールの前記伝動体と当接する面が前記歯付きベルトに噛み合う歯を備えてなることを特徴とするエレベーター調速機。
   

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