JP2008094544A - リミットスイッチ作動機構およびこれを備える調速機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡単な構造で、確実に作動する機構を有したリミットスイッチ作動機構を提供する。
【解決手段】リミットスイッチ作動機構１は、ベース２とレバー３とカム４とリミットスイッチ５とを備える。レバー３は、ベース２に回動可能に軸支持される。カム４は、レバー３と一体に設けられ、レバー３の回動中心に対して同心円の一部が向心方向へ変位した凹部４２を外周面に有する。リミットスイッチ５は、作動子６を有し、ベース２に固定される。作動子６は、カム４の外周面に当接する状態にカム４の回動中心４０に向かって付勢され、カム４が回動することにともないカム４の外周面に追随して回動中心４０に対する半径方向へ変位する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エレベータの安全装置として設けられて乗籠が設定された速度を超えて移動した場合に電源を強制的に開離させるリミットスイッチ作動機構、およびこれを備える調速機に関する。

エレベータの安全装置である調速機は、リミットスイッチを備える。リミットスイッチは、巻上機の電力供給経路の途中に接続されている。エレベータの乗籠が昇降路内を移動する速度が設定された速度を越えると、調速機がリミットスイッチを作動させ、巻上機への電力供給経路を遮断する。

特許文献１に記載のエレベータ用調速機は、調速機ロープ、綱車、フライウエイト、平衡バネ、かご停止用スイッチ、スイッチレバーを備える。綱車は、乗籠の移動範囲の上端および下端にそれぞれは位置され、調速機ロープが巻きかけられている。調速機ロープは、乗籠に固定され、乗籠の移動に伴って、綱車を回転させる。フライウエイトは、離心方向へ移動可能に綱車に装着されている。フライトウエイトは、綱車の内径方向に平衡バネで付勢されている。

乗籠が移動し綱車が回転することによって、フライウエイトに遠心力が作用する。フライウエイトは、作動爪を有している。作動爪が回転する軌道の外側にスイッチレバーが配置されている。スイッチレバーは、リミットスイッチであるかご停止用スイッチに連結されている。設定された速度よりも速い速度で乗籠が移動すると、フライウエイトが離心し、作動爪がスイッチレバーに当たるようになる。この結果、かご停止用スイッチが作動する。
特開２００１−１０６４５４号公報

しかしながら、かご停止用スイッチとして用いられるリミットスイッチは、乗籠を緊急停止させる場合にのみ作動するものであり、日頃の運行において作動することはない。したがって、いざ作動しなければならない場合に、確実に機能する必要がある。そのため、スイッチの構造として、簡単な機構であり、かつ外部から機械的動作によって内部の接点を機械的に開離させるものが求められる。

そこで、本発明は、簡単な構造で、確実に作動する機構を有したリミットスイッチ作動機構およびこれを備える調速機を提供する。

本発明に係るリミットスイッチ作動機構は、ベースとレバーとカムとリミットスイッチとを備える。レバーは、ベースに回動可能に軸支持される。カムは、レバーと一体に設けられ、レバーの回動中心に対して同心円の一部が向心方向へ変位した凹部を外周面に有する。リミットスイッチは、作動子を有し、ベースに固定される。作動子は、カムの外周面に当接する状態にカムの回動中心に向かって付勢され、カムが回動することにともないカムの外周面に追随して回動中心に対する半径方向へ変位する。

また、本発明に係る調速機は、エレベータの乗籠の移動速度が予め設定された速度よりも速くなった場合に作動して乗籠を停止させるものであり、一対のガバナシーブとガバナロープと錘とバネと上述のリミットスイッチ作動機構とを備える。ガバナシーブは、乗籠の移動範囲の上端および下端にそれぞれ配置される。ガバナロープは、ガバナシーブに巻きかけられるとともに乗籠に連結されて、この乗籠が移動することにともなって循環する。錘は、ガバナシーブの一方に装着されて、このガバナシーブの半径方向に移動する。ばねは、錘をガバナシーブの中心に向かって付勢する。リミットスイッチ作動機構は、リミットスイッチとこのリミットスイッチを作動させるレバーとを備えて上述の構成を有している。このリミットスイッチ作動機構は、乗籠の移動速度が予め設定された速度よりも速くなった場合のガバナシーブの回転によって生じる遠心力でバネに抗って離心した錘に接触する位置にレバーの先端部が配置される。

本発明に係るリミットスイッチ作動機構によれば、構成が簡単であり、外部機構によってリミットスイッチの作動子を押込んだ状態に維持することができる。したがって、エレベータの乗籠を非常停止させる調速機にこのリミットスイッチ作動機構を用いることによって、安全装置としての調速機の信頼性が向上する。

本発明に係る第１の実施形態のリミットスイッチ作動機構１およびこれを適用したエレベータ１００の調速機１０について、図１から図４を参照して説明する。図１に示すようにエレベータ１００は、昇降路１０２の中に鉛直方向へ敷設されたガイドレール１０３と、このガイドレール１０３に案内される乗籠１０４と、調速機１０と、主ロープ１０６と、巻上機と、釣合錘と、非常止め装置１０７とを備える。乗籠１０４は、上部に主ロープ１０６の一端が固定され、昇降路１０２に吊り下げられている。主ロープ１０６は、昇降路の上部に配置される巻上機の駆動シーブに巻きかけられ、他端に釣合錘がつるべ式に吊り下げられる。

調速機１０および非常止め装置１０７は、乗籠１０４が設定された速度以上の速度で運行されることを防止し、乗籠１０４を安全に停止させるための安全装置である。調速機１０と非常止め装置１０７とは、リンク機構１０８によって連結されている。

調速機１０は、ガバナシーブ１１，１２とガバナロープ１３と錘１４とバネ１５とリミットスイッチ作動機構１とを備える。ガバナシーブ１１，１２は、乗籠１０４の移動範囲の両端となる昇降路１０２の上部および下部に配置される。ガバナロープ１３は、ガバナシーブ１１，１２に巻き掛けられ、乗籠１０４の外部に取り付けられたリンク機構１０８に連結されている。

図２に示すように錘１４は、昇降路１０２の上部に設置されたガバナシーブ１１に組みつけられている。錘１４は、ガバナシーブ１１の中心に対して対称となるように一対それぞれ回動可能に設けられ、互いにロッドで連結されている。バネ１５は、ガバナシーブ１１と錘１４との間に装着され、ガバナシーブ１１が回転することによって錘１４にかかる遠心力に抗い錘１４をガバナシーブ１１の中心に向かって付勢する。

リミットスイッチ作動機構１は、乗籠１０４の移動速度が予め設定された速度を超えた場合に遠心力によってガバナシーブ１１の中心から離心方向へ変位した錘１４の一部と接触する位置に配置されている。リミットスイッチ作動機構１は、ベース２とレバー３とカム４とリミットスイッチ５とを備える。ベース２は、ガバナシーブ１１を支持するフレーム１６に固定されている。レバー３は、ベース２に回動可能に軸支持され、先端部３１が遠心力でガバナシーブ１１の中心から離心した錘１４に接触する位置まで延びている。

カム４は、レバー３と一体に設けられている。カム４は、レバー３の回動中心４０に対して、同心円部４１およびこの一部が向心方向へ変位した凹部４２を外周面に有している。リミットスイッチ５は、先端にローラ６１が取り付けられた作動子６を備えるローラプランジャ形のスイッチである。作動子６がカム４の回動中心４０に対して半径方向へ変位する向きで、リミットスイッチ５はベース２に固定される。作動子６は、カム４の外周面に接するようにカム４の中心に向かって付勢されている。

このリミットスイッチ５は、作動子６が外力によって押込まれると、内蔵するマイクロスイッチの接点が強制的に開離される強制開離形のリミットスイッチでもある。内蔵されるマイクロスイッチの接点は、乗籠１０４を移動させる巻上機の電源に直列に接続される。作動子６のローラ６１は、図３に示す待機状態においてカム４の凹部４２に嵌合し、図４に示す作動状態において同心円部４１に当接する。

カム４の同心円部４１と凹部４２とは、同心円部４１よりも半径の小さい円弧によってなだらかにつながれている。なお、凹部４２から同心円部４１までインボリュート曲線によって接続されると、カム４が回転する角度に対して作動子６の変位量が一定となる。このように形成することで、凹部４２から作動子６が離脱するために必要なトルクが極端に大きくなることを防ぐことができ、カム４および作動子６の動作が安定する。

また、同心円部４１に作動子６が達すると、作動子６がカム４の向心方向へ付勢されていても、カム４にトルクが発生することはない。したがって、凹部４２から作動子６が外れた状態で、リミットスイッチ作動機構１が安定する。

このように構成された調速機１０において、乗籠１０４の移動に伴いガバナシーブ１１が回転すると、遠心力によって錘１４がバネ１５の付勢力に抗ってガバナシーブ１１の中心から離心する。乗籠１０４の移動速度が予め設定された速度よりも速くなった場合、錘１４の一部がレバー３の先端部３１に衝突し、カム４を回動させる。この結果、リミットスイッチ作動機構１は、図３に示す待機状態から図４に示す作動状態となる。また、カム４は、凹部４２から時計回りおよび反時計回りに対称に形成されており、乗籠１０４が上昇する場合または下降する場合のいずれにおいても、リミットスイッチ作動機構１は同等に作動する。

本発明に係る第２の実施形態のリミットスイッチ作動機構１について、図５から図７を参照して説明する。図６に示すように本実施形態のリミットスイッチ作動機構１において、レバー３の先端部３１は、ガバナシーブ１１に近い側のベース２の縁を回り込むように、折れ曲っている。この結果、カム４は、レバー３の先端部３１がベース２の縁と干渉する位置までしか回動しない。この他の構成は、図５に示すように第１の実施形態に記載のリミットスイッチ作動機構１と同じであるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

このように構成することによって、図５に示す待機状態からレバー３が外部から勢いよく操作された場合にも、ベース２に衝突し図７に示す作動状態でカム４が停止する。つまり、カム４が勢い余って必要以上に回転してしまうことを防止するストッパとして、レバー３の先端部３１は機能している。カム４の回転角度をある範囲内に規制するものであれば、ストッパとして、レバー３の先端部３１を折曲げる以外に、ベース２側に固定されるブロックであってもよい。

本発明に係る第３の実施形態のリミットスイッチ作動機構１について、図８および図９を参照して説明する。図８に示すように、本実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、保持機構７を備える。この保持機構７は、カム４の凹部４２から外れる回動位置に作動子６を保持する。すなわち、リミットスイッチ作動機構１を図９に示す作動状態に保持する。

図８に示すように保持機構７は、カム穴４３とピン７１とアーム７２とスプリング７３とによって構成される。カム穴４３は、カム４の内側に設けられ、カム４の回動中心４０に向かって変位する凸部４４を内周面に有する。凸部４４は、回動中心４０に対して凹部４２と反対の位置、すなわち１８０°回転対称となるように設けられている。ピン７１は、カム穴４３に通されアーム７２の端部に取り付けられている。

アーム７２は、ベース２に回動可能に支持されてカム４の回動中心４０に対して半径方向へピン７１を変位させる。ピン７１は、図８に示すように、カム４の凹部４２に作動子６が嵌合している状態で、凸部４４に当接する。スプリング７３は、ベース２とアーム７２の間に装着され、カム４の回動中心４０に対してピン７１を離心方向へ付勢する。スプリング７３とベース２側との連結部には、スプリング７３の張力を調節する調整ネジ７４が取り付けられている。

以上のように構成されたリミットスイッチ作動機構１は、レバー３が外部から操作力を受けると、図８に示す待機状態から図９に示す作動状態へ変位する。待機状態において、ピン７１がスプリング７３によって凸部４４に押し当てられた状態である。したがって、カム４は、回動するきっかけとなる操作力を外部からレバー３に受けると、わずかに回動することで、スプリング７３の付勢力によってピン７１が凸部４４から外れた位置に落ち込むように一気に回動される。

スプリング７３の付勢力が十分に強いため、一度、カム４が回動して図９に示す作動状態にリミットスイッチ作動機構１が変化すると、スプリング７３による付勢力を解除しない限り、レバー３を操作してピン７１を凸部４４の頂部に戻すことはできない。つまり、保持機構７は、自ずとカム４が回動して作動状態から待機状態に戻ることを阻止している。

このように保持機構７を備えることで、リミットスイッチ作動機構１は、作動状態を適確に維持することができる。なお、ピン７１をスプリング７３と同様に付勢するものであれば、スプリング７３の代わりに、他の弾性体でも良いし、磁力で牽引してもよいし、錘を用いてもよい。上記以外の構成は、第１または第２の実施形態のリミットスイッチ作動機構１と同じであるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明に係る第４の実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、図１０から図１２を参照して説明する。本実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、カム穴４３に復帰面４５を備える。この復帰面４５は、図１１に示す作動状態におけるリミットスイッチ作動機構１のピン７１をカム４の回動中心４０に近づける方向へ変位させた場合、図１２に示すようにカム４を図１０に示す待機状態に向けて付勢する角度でピン７１と当接する。

以上のように構成されていることによって、リミットスイッチ作動機構１は、待機状態から作動状態に容易に変化し、その状態が保持機構７によって維持される。また、手動操作などによって図１２に示すようにピン７１を復帰面４５に押し当てることで、リミットスイッチ作動機構１を容易に待機状態に復旧させることができる。上記以外の構成は、第１から第３の実施形態のリミットスイッチ作動機構１と同じであるので、その構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明に係る第５の実施形態のリミットスイッチ作動機構１について、図１３から図１５を参照して説明する。本実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、第４の実施形態のリミットスイッチ作動機構１と比較した場合、復帰面４５の形状が異なっており、その他の構成は同じである。したがって、復帰面４５以外の構成は、先の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施形態における復帰面４５は、図１３および図１４に示すように、誘導面４６と位置決凹面４７とを備える。誘導面４６は、カム４の回動中心４０を通る直線と平行に、かつ、図１４に示す作動状態においてピン７１を回動中心４０に向かって回動させた場合に当接する程度に回動中心４０から離れた位置に配置される。位置決凹面４７は、誘導面４６から回動中心４０に向かって窪んだ形に形成されている。

このように復帰面４５を形成することによって、図１５に示すように、ピン７１は、カム４を待機状態へ戻す方向へ付勢する十分な角度を最後まで有した状態で復帰面４５に当接する。この結果、図１４に示す作動状態から図１３に示す待機状態へ、リミットスイッチ作動機構１を確実に復帰させることができる。特に誘導面４６と位置決凹面４７とは、明確に分かれていることなく、むしろ位置決凹面４７になだらかに落ち込むように形成されることが好ましい。具体的には、位置決凹面４７から誘導面４６に掛けてインボリュート曲線状に形成されていると、復帰面４５とピン７１との接触角度が一定になるので、カム４を回動させるトルクも一定になる。

本発明に係る第６の実施形態のリミットスイッチ作動機構１について図１６から図１８を参照して説明する。本実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、作動状態になったレバー３およびカム４を直接操作して待機状態に復旧させるのではなく、遠隔操作によってこれらを復旧させる遠隔復旧手段８を備える。この点を除き本実施形態のリミットスイッチ作動機構１は、第５の実施形態におけるリミットスイッチ作動機構１と同じであるので、同じ構成要素に同一の符号を付してここでの説明を省略する。

図１７に示すように、リミットスイッチ作動機構１は、ベース２に対してカム４やリミットスイッチ５と反対側に遠隔復旧手段８を配置している。遠隔復旧手段８は、ブラケット８１とスライダ８２と復帰バネ８３とワイヤ８４とを備える。ブラケット８１は、図１６に示すように、矩形の鞍形に形成され、ベース２に沿う４つの脚部８１１を有している。脚部８１１は、それぞれベース２にスポット溶接などにより固定される。

スライダ８２は、脚部８１１の間でピン７１が変位する方向に沿って移動するように装着される。スライダ８２は、係止凸部８２１と係合穴８２２とを備えている。係止凸部８２１は、スライダ８２の移動方向に沿う側面から突出している。スライダ８２は、係止凸部８２１がブラケット８１の内側に当接する範囲で移動可能である。係合穴８２２は、ベース２に設けられた貫通穴２１に通されたピン７１が待機状態から作動状態まで移動する間に緩衝しない十分な大きさを有し、かつ、スライダ８２がベース２に沿ってリミットスイッチ５側に移動することでピン７１と係合してこれをカム４の回動中心４０に向けて移動させる位置に設けられている。

復帰バネ８３は、図１６に示すようにブラケット８１の脚部８１１の１つから延びたタブ８１２と、リミットスイッチ５寄りのスライダ８２の端部８２３との間に架け渡される。復帰バネ８３は、カム４の回動中心４０から離心する方向にスライダ８２を付勢した状態で保持する。復帰バネ８３は、スライダ８２を回動中心４０から離心する方向へ付勢するものであれば、図示した引張コイルばねの他に、圧縮コイルばね、線細工ばねなどの弾性部材や、磁石を用いても良い。

ワイヤ８４は、スライダ８２の端部８２３に接続され、ピン７１をカム４の回動中心４０に向けて引き動かす方向へスライダ８２を牽引する。スライダ８２を牽引する方向の延長上に、ベース２から立ち上がるステイ２２が設けられている。ステイ２２にはワイヤ８４をこのリミットスイッチ作動機構１から離れた位置まで案内するアウターチューブ８５が取り付けられている。

ピン７１は、作動状態において、カム４の回動中心４０から離れた位置（図１６および図１８において貫通穴２１の下端）に移動している。遠隔地まで引き回されたワイヤ８４の端部を引くと、スライダ８２は、図８において上方へ引き上げられる。この結果、係合穴８２２にピン７１が引き動かされ、第５の実施形態と同様にカム４およびリミットスイッチ５が待機状態に復旧される。

このようにリミットスイッチ作動機構１は、遠隔復旧手段８を備えることで、作動状態にあるカム４およびリミットスイッチ５を復旧させるために離れた位置で操作することができる。エレベータ１００の調速機１０にこのリミットスイッチ作動機構１を装備することで、作動した調速機１０を昇降路１０２の外から復旧させることも可能になる。したがって、作業員にとって安全性が向上する。

この実施形態における遠隔復旧手段８は、第４の実施形態のリミットスイッチ作動機構１に適用することも可能である。また、遠隔復旧手段８として、ワイヤ８４の代わりにソレノイドや液圧で作動するプランジャを用いても良い。

上述のリミットスイッチ作動機構は、調速機に適用する以外にエレベータの他の機器類、例えば、調速機ロープの伸びを検出する調速機テンショナースイッチ、乗籠の下端から釣合錘の下端までの間に取り付けられる釣合ロープの伸びまたはこの釣合ロープが捲きかけられる釣合シーブの飛び上がりを検出するスイッチなどに、適用することができる。

本発明に係る第１の実施形態の調速機を備えるエレベータの概略を示す図。 図１に示した調速機の上側部分の側面図。 図２に示した調速機のリミットスイッチ作動機構の側面図。 図３に示したリミットスイッチ作動機構が作動した状態の側面図。 本発明に係る第２の実施形態のリミットスイッチ作動機構を示す側面図。 図５に示したリミットスイッチ作動機構を図５に向かって左側から見た側面図。 図５に示したリミットスイッチ作動機構が作動した状態の側面図。 本発明に係る第３の実施形態のリミットスイッチ作動機構を示す側面図。 図８に示したリミットスイッチ作動機構が作動した状態の側面図。 本発明に係る第４の実施形態のリミットスイッチ作動機構を示す側面図。 図１０に示したリミットスイッチ作動機構が作動した状態の側面図。 図１１に示したリミットスイッチ作動機構を復旧させる状態の側面図。 本発明に係る第５の実施形態のリミットスイッチ作動機構を示す側面図。 図１３に示したリミットスイッチ作動機構が作動した状態の側面図。 図１４に示したリミットスイッチ作動機構を復旧させる状態の側面図。 本発明に係る第６の実施形態のリミットスイッチ作動機構を示す分解斜視図。 図１６に示したリミットスイッチ作動機構のレバーの先端側から見た側面図。 図１６に示したリミットスイッチ作動機構の復旧ユニットの側から見た側面図。

符号の説明

１…リミットスイッチ作動機構、２…ベース、３…レバー、４…カム、５…リミットスイッチ、６…作動子、７…保持機構、１０…調速機、１１，１２…ガバナシーブ、１３…ガバナロープ、１４…錘、１５…バネ、３１…（レバーの）先端部、４０…回動中心、４１…同心円部（カムの外周面）、４２…凹部、４３…カム穴、４４…凸部、４５…復帰面、４６…誘導面、４７…位置決凹面、７１…ピン、７３…スプリング、８４…ワイヤ、１００…エレベータ、１０２…昇降路、１０４…乗籠。

Claims (8)

1. ベースと、
   前記ベースに回動可能に軸支持されたレバーと、
   前記レバーと一体に設けられ、前記レバーの回動中心に対して同心円の一部が向心方向へ変位する凹部を外周面に有したカムと、
   前記カムの外周面に当接する状態に前記回動中心に向かって付勢され、前記カムが回動することにともない前記カムの外周面に追随して前記回動中心に対する半径方向へ変位する作動子を有し、前記ベースに固定されるリミットスイッチと
   を備えるリミットスイッチ作動機構。
2. 前記ベースに対する前記レバーの回動角度を規制するストッパをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリミットスイッチ作動構造。
3. 前記作動子が前記凹部から外れる回動位置に前記カムを保持する保持機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリミットスイッチ作動機構。
4. 前記保持機構は、
   前記カムの内側に設けられ前記回動中心に向かって半径方向に変位する凸部を内周面に有したカム穴と、
   前記回動中心に対して半径方向へ変位可能に設けられるとともに前記作動子が前記凹部に嵌合している状態で前記凸部に当接するピンと、
   前記回動中心に対して前記ピンを離心方向へ付勢するスプリングと、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のリミットスイッチ作動機構。
5. 前記カム穴は、前記ピンが前記回動中心に対して向心方向へ移動することで当接し、前記回動中心に前記ピンが近付いた状態で前記凹部に前記作動子が嵌合する状態となる復帰面を備えることを特徴とする請求項４に記載のリミットスイッチ作動機構。
6. 前記復帰面は、前記回動中心を通る直線と平行な誘導面、およびこの誘導面から前記回動中心に向かって窪んだ位置決凹面を備えることを特徴とする請求項５に記載のリミットスイッチ作動機構。
7. 前記カムから離れた位置まで案内され前記ピンを前記スプリングの力に抗って前記回動中心に向けて移動させるワイヤをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のリミットスイッチ作動機構。
8. エレベータの乗籠の移動速度が予め設定された速度よりも速くなった場合に作動して前記乗籠を停止させる調速機であって、
   前記乗籠の移動範囲の上端および下端に配置される一対のガバナシーブと、
   前記ガバナシーブに巻きかけられるとともに前記乗籠に連結されて、この乗籠が移動することにともなって循環するガバナロープと、
   前記ガバナシーブの一方に装着されて、このガバナシーブの半径方向に移動する錘と、
   前記錘をガバナシーブの中心に向かって付勢するバネと、
   前記乗籠の移動速度が予め設定された速度よりも速くなった場合の前記ガバナシーブの回転によって生じる遠心力で前記バネに抗って離心した前記錘に接触する位置にレバーの先端部が配置される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリミットスイッチ作動機構と
   を備えることを特徴とする調速機。

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