JP2010522128A - 摺動層を有する電磁連結器 - Google Patents

Abstract

例示的な電磁連結装置は、電磁石と、電磁石と選択的に磁気的に連結されるベーン部材とを含む。非磁性の摺動層が、電磁石とベーン部材との間に設けられるように電磁石またはベーン部材の一方に支持される。摺動層は、電磁石とベーン部材との間の間隔を維持する。開示された実施例では、電磁連結装置は、エレベータかごドアと乗場ドアとを連結して、これらのドアを開位置と閉位置との間で同時に移動させるために使用される。

Description

エレベータは、一般に、昇降路を通ってビルの異なる階床の間で上下に移動するかごを含む。それぞれの階床すなわち乗場において、エレベータかごがその乗場に位置しないときに昇降路を閉鎖するように一組の乗場ドアが配置されている。乗場ドアは、エレベータかごが乗場に位置するときにかごドアとともに開き、エレベータかごへのおよびエレベータかごからのアクセスを可能にする。乗場ドアを開閉するには、かごドアと適切に連結させる必要がある。

従来の装置は、典型的に、複数の機能を１つの装置に組み込んだ錠スイッチを含む。錠スイッチは、乗場ドアを施錠し、乗場ドアが施錠されていることを検出し、戸開のために乗場ドアとかごドアとを連結する。このように複数の機能を組み込むことで材料コストが低下するが、従来の装置には多くの設計上の課題がある。例えば、施錠および検出の機能は、基準を満たすために正確でなければならない。反対に、連結機能では、乗場ドアに対するかごドアの位置の変動に対応するためにかなりの許容差が要求される。これらの機能は、典型的に単一の装置に組み込まれているが、その設計の関係は一般に互いに競合するものである。

従来のドア連結器は、かごドアに設けられたベーンと、乗場ドアに設けられた一対のローラと、を含む。乗場ドアがかごドアと共に反対向きの２つの方向（すなわち、開閉方向）に移動するには、ベーンがローラの間に受け入れられなければならない。このような従来の装置に関連する一般的な問題は、かごドアベーンと乗場ドアローラとの間の整列を正確に調整しなければならないことである。このため、据付プロセスにおいて労力および費用がかかってしまう。さらに、据付後の調整不良は、保守の要請や顧客の再訪問につながる。

エレベータドアシステムの構成要素は、エレベータ保守要請の約５０％および顧客再訪問の約３０％を占めると考えられている。ドアシステムの動作不良による顧客再訪問のほぼ半分は、錠スイッチの機能の１つに関連する。

かごドアと乗場ドアとを確実に連結し、従来の装置の複雑さをなくすとともに、保守の必要性が減少するより信頼性の高い装置を提供する改善された装置が業界において求められている。１つの提案は、機械的構成要素を電磁的構成要素に置き換えることである。このような例は、特許文献１〜３に記載されている。

電磁的なエレベータドア連結装置の実現には、課題がないわけでなない。例えば、電磁石が切られた後の電磁石のコイルにおける残留電流は、分離が望ましい場合でも、電磁石とベーンなどの連結される構成要素を連結状態に維持するおそれがある。また、充分な連結力を維持することと、例えば、乗場での乗降時におけるエレベータかごの位置の変更に対応するために磁気的に連結された構成要素の間で幾らかの相対的な垂直移動を許容することと、の間には競合する問題がある。さらに、電磁石の作用面に鉄くずが堆積するのを防ぐことも必要である。

米国特許第６０７０７００号明細書 米国特許第５１７４４１７号明細書 米国特許第１３４４４３０号明細書

例示的な電磁連結装置は、電磁石と、電磁石と選択的に磁気的に連結されたベーン部材とを含む。非磁性の摺動層が、電磁石またはベーン部材の一方に支持される。摺動層は、電磁石とベーン部材との間の間隔を維持するために電磁石とベーン部材との間に設けられる。

開示された実施例の種々の特徴および利点は、以下の詳細な説明により当業者に明らかとなる。

エレベータ装置の選択された部分の概略説明図である。 例示的な連結装置の動作を示す説明図である。 例示的な電磁連結装置の選択された部分を示す断面図である。 他の例示的な電磁連結装置の選択された部分を示す断面図である。 例示的な摺動層の斜視図である。 他の例示的な摺動層の斜視図である。 また他の例示的な摺動層の斜視図である。 電磁石に取り付けられた図７の例示的な摺動層の概略説明図である。 さらに他の例示的な摺動層の選択された部分の斜視図である。 電磁石に取り付けられた図９の実施例の概略説明図である。

図１は、独自のドア連結器を含むエレベータドアアセンブリ２０を概略的に示す。エレベータかご２２は、例えば、昇降路を通ってかごと共に移動するように支持されたかごドア２４を有する。かごドア２４は、例えば、かご２２が適切な垂直位置に到達したときに乗場において乗場ドア２６と整列する。

図示の実施例は、かご２２が乗場に適切に位置するときに、かごドア２４と乗場ドア２６との同時移動を容易にするドア連結器を含む。この実施例では、ドア連結器は、少なくとも１つのかごドア２４に関連する電磁石３０を含む。少なくとも１つの乗場ドア２６が、関連するベーン３２を有し、このベーンは、電磁石３０と協働して所望の通りにドア２６をドア２４と同時に移動させる。

図示の実施例では、電磁石３０はドアハンガ３４に支持されており、このドアハンガは、レール３６と周知の方法で協働して関連するドアの重量を支持するとともにドアの移動を容易にする。この実施例のベーン３２は、乗場ドアハンガ３８に支持されている。

図２から分かるように、エレベータかご２２が適切な乗場に位置するときに電磁石３０が選択的に励磁されると、電磁石３０とベーン部材３２が磁気的に連結される。電磁的な連結に関連する吸引力は、電磁石３０とベーン部材３２とを共に移動させるのに充分なものであり、これにより、（例えば、開位置と閉位置との間で）矢印３４で概略的に示すようにかごドア２４および乗場ドア２６の所望の移動が同時に引き起こされる。

図２に示すように、電磁石３０とベーン部材３２とが電磁的に連結されている場合でもこれらの間の間隔を維持する摺動層４０が提供される。一例において、摺動層４０は電磁石３０に支持される。他の例では、摺動層４０はベーン部材３２に支持される。また他の例では、電磁石３０とベーン部材３２のそれぞれに摺動層が設けられる。

電磁石３０とベーン部材３２との間に少なくとも１つの摺動層を設けることは、所望に応じて電磁石３０とベーン部材３２との分離を容易にするために、これらの間に少なくとも幾らかの間隔を維持するのに有用である。電磁石３０とベーン部材３２とを電磁的に連結するために電磁石３０が励磁されると、磁気吸引力が発生する。電磁石３０が切られた後、電磁石の残留磁束により電磁石３０がベーン３２と連結された状態に維持されるおそれがある。このような残留吸引力は、電磁石３０とベーン部材３２との間の所望の分離を妨げうる。電磁石３０とベーン部材３２とが直接接触している場合に特にその傾向が強い。これらの間に非磁性の摺動層４０を設けることによって、所望に応じて信頼性の高い分離が確実に得られる。

電磁石３０とベーン部材３２との間の吸引力は、これらの間の間隙の寸法の二乗に反比例するので、電磁石３０とベーン部材３２との間に幾らかの間隔を維持することは有用である。吸引力は、電磁石３０とベーン部材３２との間に間隙がない場合には無限大となる傾向がある。比較的薄い摺動層４０によって提供される非常に小さな間隙であっても、電磁石への電力が切られた後の電磁石３０の残留磁束に関連する残留磁気を減少させるのに充分である。摺動層４０を充分に厚くすることによって、残留磁力による吸引力を効果的にゼロに減少させることができる。

例示的な摺動層には、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲のものがある。一実施例は、少なくとも０．５ｍｍの厚さの摺動層を含む。特定の電磁石設計に関する情報を有する当業者であれば、この説明から特定の状況における必要性を満たす摺動層の適切な材料および厚さを選択することができる。

一実施例では、摺動層４０は、低摩擦材料を含む。一例は、摺動層４０の少なくとも１つの成分として、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、テフロン（登録商標））を含む。低摩擦材料を使用することで、例えば、乗場における乗降中のかご２２の位置の変化に応じて、電磁石３０とベーン部材３２との間の相対的な垂直移動が許容される。このような状況において摺動層４０に低摩擦材料を用いることにより、電磁石およびベーンの摩耗が減少する。摺動層に有用な市販されている例示的材料には、リナイト５３０（Ｒｙｎｉｔｅ ５３０）、デルリン５００ＡＦ（Ｄｅｌｒｉｎ ５００ＡＦ）、デルリン１００ＡＦ（Ｄｅｌｒｉｎ １００ＡＦ）が含まれる。

一実施例における摺動層は、（摺動層が電磁石３０に支持された例では）摺動層とベーン部材３２との間に比較的低い摩擦係数を提供する。一例における摩擦係数は、０．１５〜０．３の範囲である。一例は、摩擦係数が約０．２となるように材料を選択することを含む。

例示的な摺動層４０の他の利点は、電磁石３０の作用面（例えば、ベーン３２に面する面）に堆積する鉄くずが最少になることである。励磁された電磁石３０に引き寄せられて摺動層４０に受け止められた鉄くずは、少なくとも摺動層４０の厚さによって電磁石３０から離間されるので、電磁石３０が切られたときに自重によって電磁石３０から離れて落ちる。

例示的な摺動層４０の他の利点は、電磁石３０とベーン部材３２との間の磁気的連結時に電磁石３０とベーン部材３２が互いに接近するときに緩衝作用を提供することである。非磁性の摺動層４０を使用し、かつ電磁石３０とベーン３２の強磁性の材料よりも軟らかい材料を選択することで、電磁石３０とベーン３２との磁気的連結時におけるこれらの構成要素の間の物理的接触に関連する騒音を減少させることができる。このように騒音を減少させることは、例えば、金属間の接触があった場合に起こりうる大きな騒音がエレベータかごの到着を待つ乗客に聞こえない点で有利である。

実施例によっては、摺動層に選択される材料は、電磁コア、ベーン部材もしくはこれらの両方に選択された材料に近い熱膨張係数を有する。一例では、摺動層材料は、軟鋼に近い熱膨張係数を有する。

図３は、電磁石３０が実質的にＵ字型のコアを有する例示的な構成を示す。この実施例の摺動層４０は、電磁石３０の磁極４４の少なくとも１つの面にはめ込まれる取付特徴部４２を含む。この実施例では、取付特徴部４２は、摺動層４０に設けられた複数のビード（ｂｅａｄ）またはタブを含む。この実施例における取付特徴部４２は、摺動層４０が摺動層４０とは別の接着剤や締結具を要することなく、電磁石３０に対して所望の位置に維持されるように磁極４４の対向する面にはめ込まれる。

図４は、電磁石３０が相対的に近接した磁極４４を含むコア形状を有する他の例示的な構成を示す。この実施例では、取付特徴部４２は、摺動層４０を電磁石３０に対して所望の位置に固定するために磁極４４の対向する面の間に受け入れられる。

取付特徴部４２は、種々の形態とすることができる。図５は、突出したビードが摺動層４０の長さに沿って設けられた実施例を示している。突出したビードは、対応する電磁石の磁極面の配置に対応する寸法および間隔を有する。取付特徴部のビード４２は、締まりばめの形成を容易にし、ビードと磁極面との間の係合によって電磁石に対して摺動層４０を定位置に保持する。図５の実施例は、一例では電磁石の外側端部に嵌る端部キャップ４８も含む。端部キャップ４８は、ビードに平行な方向へ移動しないように摺動層を固定する。一例における端部キャップ４８の間の離間距離は、電磁石３０の対応する磁極の長さとほぼ等しい。ビードは、電磁石から離れる方向に移動しないように摺動層４０を固定する。換言すると、ビードと端部キャップ４８との組合せにより、摺動層４０が２つの異なる方向へ移動しないように電磁石に対して固定される。

図６は、取付特徴部４２が摺動層４０に設けられた突出したタブを含む他の実施例を概略的に示す。例示的なタブは、例えば、摺動層４０を所望の位置に固定するために対向する電磁石コアの磁極面に受け入れられる。図６の例は、摺動層４０の一方の長手方向端部に１つの端部キャップを含む。

図７，図８は、他の例示的な摺動層４０を示す。この例では、取付特徴部４２は、一旦所望の位置に配置された後で摺動層４０が電磁石から引き離されるのを防止する固定タブ５０を含む。位置決めボス５２が、電磁石の少なくとも１つの磁極４４に設けられた凹部５４と協働して、摺動層４０の長手方向位置を決める。ボス５２が対応する凹部５４に受け入れられると、摺動層４０の長手方向移動（例えば、紙面の右から左への移動）が防止される。固定タブ５０が、電磁石の磁極４４から引き離されないように摺動層４０を固定する。

図９，図１０は、他の例示的な摺動層の構成を示している。この例では、取付特徴部４２は、摺動層４０に設けられたチャネル６０を含む。内部壁６２がチャネル６０を画成し、このチャネルに磁極４４の少なくとも一部が受け入れられる。他の面６４が磁極４４の他の部分にはめ込まれる。図示の実施例では、壁６２は、電磁石の磁極４４の対応する面に実質的に平行な摺動層４０の面に対して斜角６６を有するチャネル６０を画成する。この斜角は、摺動層４０を定位置に効果的にスナップ式にはめ込むことによって摺動層４０と電磁石の組立を容易にする。

図１０から分かるように、例えば、チャネル６０に一方の磁極４４を挿入するように摺動層４０を電磁石３０に対して（図では）実質的に時計回りに操作するとともに、壁６４を他方の磁極４４に対して移動させることができる。図示の摺動層４０は、電磁石コアに効果的にスナップ式にはめ込まれて所望の位置に固定される。図９，図１０の実施例は、摺動層４０が電磁石に対して長手方向（例えば、図面において実質的に左から右）に移動しないように少なくとも１つの端部キャップ４８を含む。

開示された実施例の１つの利点は、接着剤や他の締結具の必要がないことである。これにより、摺動層４０と電磁石との間で適切でかつ所望の整列が確実に得られる。さらに、このような摺動層では、前に施された接着剤を取り除く必要がなく、かつ締結具を外す特別な工具も不要なので交換が容易となる。

例示的な摺動層４０は、電磁石とベーン部材との間で所望の程度の電磁的な連結が容易に得られるようにし、電磁石に鉄くずが堆積するのを防ぎ、エレベータかごの乗降中における相対的な移動を許容するとともに、電磁石とベーン部材との間の磁力的な連結に関連する騒音の程度を減少させる。

上述の説明は例示的なものであり、限定的なものではない。開示された実施例の種々の変更および改良は当業者には明らかであり、必ずしも本発明の本質から逸脱するものではない。本発明に与えられる法的保護の範囲は、以下の請求項を検討することによってのみ判断することができる。

Claims (20)

1. 電磁石と、
   前記電磁石と選択的に磁気的に連結されるベーン部材と、
   前記電磁石または前記ベーン部材の一方に支持されるとともに、該電磁石と該ベーン部材との間に位置してこれらの電磁石とベーン部材との間の間隔を維持する非磁性の摺動層と、を含むことを特徴とする電磁連結装置。
2. 前記摺動層は、電磁石に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電磁連結装置。
3. 前記電磁石は、前記ベーン部材に面する複数の磁極面を有し、前記摺動層は、少なくとも１つの磁極面と係合することを特徴とする請求項２記載の電磁連結装置。
4. 前記摺動層は、該摺動層を前記磁極面に対して所望の位置に固定するために、少なくとも１つの磁極面にはめ込まれる取付特徴部を有することを特徴とする請求項３記載の電磁連結装置。
5. 前記取付特徴部は、少なくとも１つの磁極面と係合する複数のタブを含むことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
6. 前記タブは、前記磁極面の対向する部分に係合してこれらの対向する部分の間に固定されることを特徴とする請求項５記載の電磁連結装置。
7. 前記取付特徴部は、前記磁極面の間に受け入れられる突出したビードを含むことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
8. 複数の突出したビードを含み、前記摺動層を所望の位置に固定するために、第１のビードが第１の磁極面に接触し、第２のビードが第２の磁極面に接触することを特徴とする請求項７記載の電磁連結装置。
9. 前記取付特徴部は、少なくとも１つの磁極面を少なくとも部分的に受け入れるように前記摺動層に設けられたチャネルを含むことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
10. 前記チャネルは、前記ベーン部材に面する前記摺動層の面に対して斜角に方向づけられていることを特徴とする請求項９記載の電磁連結装置。
11. 前記取付特徴部は、前記摺動層の反対側の端部のそれぞれの近傍に設けられたキャップ部を含み、これらのキャップ部の間の間隔は少なくとも１つの磁極面の長さに対応しており、該キャップ部によって前記摺動層が前記磁極面の長さに沿って移動しないように固定されることを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
12. 前記取付特徴部は、前記摺動層が前記電磁石に対して第１の方向に移動することを防止する第１の部分と、該摺動層が該電磁石に対して第２の異なる方向に移動することを防止する第２の部分と、を含むことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
13. 前記取付特徴部は、複数の固定タブと、少なくとも１つの取付ボスを含むことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
14. 前記摺動層は、低摩擦材料を含み、この低摩擦材料は、前記電磁石または前記ベーン部材の一方に直接はめ込まれていることを特徴とする請求項１記載の電磁連結装置。
15. エレベータかごドアと、
    乗場ドアと、を含み、
    前記電磁石が前記エレベータかごドアまたは前記乗場ドアの一方に支持されており、前記ベーン部材が前記エレベータかごドアまたは前記乗場ドアの他方に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電磁連結装置。
16. 電磁石とベーン部材とを有する電磁連結装置の運転方法であって、
    前記電磁石と前記ベーン部材とを整列させ、
    前記電磁石を励起して、該電磁石と前記ベーン部材とを連結する磁気吸引力を発生させ、
    連結時に前記電磁石と前記ベーン部材との間の間隔を維持するために、前記電磁石または前記ベーン部材の一方に非磁性の摺動層を配置するステップをそれぞれ含むことを特徴とする運転方法。
17. 前記摺動層の材料とは別の接着剤または締結具を使用せずに、該摺動層を前記の電磁石またはベーン部材の一方に固定することを含むことを特徴とする請求項１６記載の運転方法。
18. 前記の電磁石またはベーン部材の一方に前記摺動層をスナップ式にはめ込むことを含むことを特徴とする請求項１６記載の運転方法。
19. 前記電磁石の少なくとも１つの磁極面に前記摺動層に設けられた取付特徴部を係合させることにより、該摺動層を該電磁石に固定することを含むことを特徴とする請求項１６記載の運転方法。
20. 前記電磁石の２つの磁極面の間に前記取付特徴部をはめ込むことを含むことを特徴とする請求項１９記載の運転方法。

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