JP2012533496A - ビルの傾斜に耐性を有するエレベータ脱線検出システム - Google Patents

Abstract

エレベータ（２０）が配されたビル（２４）が高層であるために、強風や地震などによりビルが著しく傾斜した場合であっても、本発明のエレベータ脱線検出システム（５１）は、昇降路（２２）内のカウンタウエイト（３２）やエレベータかご（３０）などの可動要素（３０，３２）の脱線を正確に検出する。昇降路（２２）の長さに沿って所定の間隔（７６）を隔て、システム（５１）のセンサワイヤなどの導線（５２）を配設することにより、導線（５２）がビル（２４）とともに傾斜し得る。これにより、昇降路内でカウンタウエイトなどの可動要素に取付けられたセンサと導線との接触が脱線時に限定され、通常のビルの傾斜では接触しないため、誤作動が著しく減少する。さらに、取付ブラケット（６０，６２，６４）及び非連続的な外周を有するセンサ装置（６６）を設けることにより、可動要素（３０，３２）の作動及び移動がシステム（５１）によって妨げられることがなくなる。

Description

本発明は、エレベータに関し、特に、エレベータ内の可動要素の脱線を検出するシステムに関する。

現代社会において、エレベータは、複数のビル階に亘って人や荷物を移動させる機械として一般的なものとなっている。エレベータの出現により、街は横方向に広がるビルに対して、ビルを上方に延在させる選択肢を有することとなり、現代の高層の都市景観や近年の都市計画モデルの一つの要因となっている。

今日、世界の高層ビルはより一層高くなり続け、１５０階建て以上のビルも出現しており、高層ビルの限界は１５０階を越えている。高層化は、エレベータの設計者に新たな問題をもたらすとともに、既に存在する問題を拡大する。例えば、高層ビルでは、頂上においてビルが約３フィート又はそれ以上前後に傾くことは稀なことではない。したがって、そのような横方向の動きに耐え得るようにエレベータなどのビルの機械的要素の各々を設置することが必要である。この現象は、強風や地震が起こりやすい地域で特に生じ得ることであり、ビルの傾斜はより深刻な問題となっている。

高層ビルの傾斜により生じる１つの問題は、エレベータかご、カウンタウエイト又は他の可動要素の脱線（逸脱）を検出する機器の誤検知を最小とすることである。何年もの間、そのような検出システムは、主に、いわゆる「リング アンド ストリング」装置から構成されており、ワイヤストリングなどの導線は、ある電位にあり、エレベータ昇降路に亘って垂直方向に延びている。ストリングは、通常、昇降路の頂部及び底部においてのみ取り付けられる。センサリングは、昇降路内の可動要素（カウンタウエイトなど）に物理的に取り付けられる。センサリングは、導線から離間して導線を完全に取り囲んでいる。据え付けられて適切に位置合わせがなされると、カウンタウエイトがレールに沿って上昇及び下降する際に、センサリングはビルの中程度傾斜であれば導線と接触しない。しかし、カウンタウエイトが脱線すると、センサリングは導線と接触する。ある電位にある導線がリングと接触することにより、回路が閉となり、電流が導線からカウンタウエイトへと導かれて、エレベータ脱線検出システムによって検出される。

ビルの高さが高くなっていくにつれて、前述の要素の傾斜によって、エンドユーザが望むよりも多くの脱線検出システムにおける誤検知が生じ得る。特に、昇降路内の可動要素やカウンタウエイトがシステムのレールに適切に取り付けられている場合であっても、強風や他の理由によりビルが著しく傾くと、可動要素が取付けられたレールがビルと伴に傾き、センサ自体も傾くこととなる。しかし、導線は、頂部及び底部において昇降路に固定されたままであるため、レール及びカウンタウエイトが傾くと、リングはワイヤ又は導線と接触し、これにより、エレベータ脱線検出システムの不適切な起動が生じる。これは、エレベータのエンドユーザにとって不都合となるばかりでなく、エレベータが停止するか、運転効率が低下することにより、ビルの維持費が増加することとなる。

本発明の一つの態様によると、エレベータ脱線検出システムが提供される。該システムは、レールにスライド可能に取り付けられた可動要素と、昇降路に沿って延びて固定要素に接続され、ある電位にある導線と、導線を昇降路内の固定要素に取り付ける複数の取付ブラケットと、可動要素に接続されたセンサと、を備える。センサはセンサヘッドを有し、センサヘッドは、導線から離間して該導線を部分的に取り囲む非連続的な外周を有する。

本発明の他の態様によると、エレベータ脱線検出システムにおける誤作動を減少させる方法が提供される。該方法は、ビルに設けられたエレベータ昇降路に沿って導線を延ばすステップと、導線をある電位に保持するステップと、ビルが傾斜したときに、導線が実質的に昇降路とともに移動するように、昇降路内の固定要素に導線を固定するステップと、昇降路にスライド可能に取り付けられた可動要素にセンサを取り付けるステップと、を含む。センサは、導線から離間して該導線を少なくとも部分的に取り囲む非連続的な外周を有する。

本発明の他の態様によると、エレベータ脱線検出システムが提供される。該システムは、昇降路と、昇降路内で延在するレールと、レールにスライド可能に取り付けられたカウンタウエイトと、昇降路に沿って垂直方向に延び、ある電位にある導線と、導線をレールに取り付ける複数の取付ブラケットと、カウンタウエイトに接続され、センサヘッドを有するセンサと、を備える。センサヘッドは、導線から離間して該導線を部分的に取り囲む非連続的な外周を有する。

本発明の上記および他の態様は以下の発明を実施するための形態を参照することにより明らかになる。以下、図面について簡単に説明する。

本発明について開示するが、これは例示的なものに過ぎず、限定的なものではない。本発明の範囲から逸脱するｋとおなく種々の変更や修正がなされることを理解されるであろう。

昇降路を示す概略図。 エレベータのカウンタウエイトに取付けられた本発明の第１の実施例を示す概略図。 図２のセンサ及び取付ブラケットを示す拡大図。 本発明の第２の実施例を示す概略図。 図４の一部を示す拡大図。 ビルの傾斜による通常程度のビルにおける偏差を示すグラフ。 図６と同様であるが、本発明により実現する減少した偏差を示すグラフ。

図１を参照すると、エレベータシステム２０が概略的に図示されている。図１に示すエレベータシステム２０の型式は、単に図示を目的とするものに過ぎず、通常のエレベータシステムの種々の構成要素を含み得るものとする。具体的な構成については図２〜７及び以下の説明により開示する。

図１に示すように、エレベータシステム２０は、複数の階を有するビル２４内において垂直方向に延在する昇降路２２を有する。通常、昇降路２２はビル２４の中心部分に配された中空のシャフトであり、ビルが十分に大きく、複数のエレベータを含む場合には複数の昇降路が設けられる。実質的に昇降路２２の全長に沿ってレール２６，２８が延びている。エレベータかご３０はスライド可能にレール２６に配され、カウンタウエイト３２はスライド可能にレール２８に配される。図１には詳細に図示していないが、かご３０及びカウンタウエイト３２は、レール２６，２８に沿ったスムーズな移動をもたらすローラ取付部３４やベアリングなどを含むことを当業者であれば理解されるであろう。また、ローラ取付部やベアリングなどは脱線を阻止するようにレール２６，２８にスライド可能に取り付けられる。

かご３０及びかごに搭乗している乗客や荷物を移動させるため、通常、昇降路２２の頂部にモータ３６が配設される。モータ３６には電気制御装置３８が接続され、該装置３８には、かご３０を呼ぶために各フロアに設けられた複数のオペーレータインタフェース４０及び乗客がかご３０の方向を指示するように各かご３０に設けられたオペーレータインタフェース４２が接続される。モータ３６から駆動シャフト４４が機械的に延在しており、該シャフトは、プーリつまりシーブ４６に接続される。シーブ４６の周囲にはケーブル又はベルト４８が巻き付けられおり、下方に位置するシーブ５０との間で連続的なループが形成される。ケーブル４８は、カウンタウエイト３２及びかご３０に接続される。上記の構成要素については、複数のベルト４８を含んだシステムとしてもよいし、エレベータシステム２０のモータ及びシーブの配置を異なる配置としたシステムとしてもよい。

図２を参照すると、本発明によるエレベータ脱線検出システム５１の第１の実施例が詳細に図示されている。第１の実施例には、レール２８に取付けられたカウンタウエイト３２が含まれる。これに限定されるものではないが、通常、カウンタウエイト３２は、図示のように、２本のレール２８に支持される。レール２８に近接してワイヤつまり導線５２が取り付けられる。導線５２は、実質的に昇降路２２の全長に沿って延びて、頂部５４と底部５６に固定される。導線５２は、ある電位にあり、つまり、電荷が蓄えられ（帯電され）、電源５８に接続される。電源５８は、大きな電圧を有する必要はなく、例えば、一つの例示的な実施例では、２１ボルトとし得る。導線５２は、取付ブラケット６０，６２により頂部５４及び底部５６にそれぞれ固定され、該ブラケットは、導線５２をエレベータシステム２０の他の部分から電気的に絶縁する。取付ブラケット６０，６２は、昇降路２２内でレール２８などの固定要素又はコンクリートや金属面などに取り付けられる。

昇降路２２の頂部及び底部に配された取付ブラケット６０，６２に加えて、複数の中間取付ブラケット６４が昇降路２２の固定要素に取り付けられる。取付ブラケット６０，６２と同様に、中間取付ブラケット６４は、導線５２をエレベータシステム２０の他の部分から電気的に絶縁する。これは、プラスチックなどの電気絶縁材料により取付ブラケット６０，６２，６４を製造することによってなし得る。取付ブラケット６０，６２とともに中間取付ブラケット６４を用いることにより、レール２８が傾いた場合に、導線５２がレール２８とともに傾くこととなる。この利点については以下に説明する。

図３は、第１の実施例を詳細に図示しており、可動要素（本実施例ではカウンタウエイト３２）から延びるセンサ６６を示している。可動要素は、エレベータかご３０としてもよいし、昇降路内でエレベータシステム２０にスライド可能に取付けられた他の同様の可動要素としてもよい。センサ６６は、可動要素に固定されたベース部６８を含む。ベース部６８の遠位端部７０からディテクタつまりセンサヘッド７２が延びている。センサヘッド７２は、種々の形状及び形態をなしていてもよく、例えば、図３に示すように実質的にＧ字形とし得る。これについては、以下に詳細に説明する。センサヘッド７２及びベース部６８は、金属や他の導電性材料から形成され、センサヘッド７２は、カウンタウエイトや他の可動要素に電位的に電気的に接続される。

センサヘッド７２をＧ字形又は開口部７４を含んだ非連続的な外周７３を有する他の形状とすることにより、カウンタウエイトや他の可動要素がレールに沿って上下動するときに、センサヘッド７２が中間取付ブラケット６４と接触することなく移動し得る。例えば、他の実施例では、センサヘッド７２は、Ｕ字形、Ｃ字形又は非連続的な外周を有する他の形状とし得る。中間取付ブラケット６４を通過するセンサヘッド７２の相対的な移動を促進するため、中間取付ブラケット６４は、傾斜した端部又はＬ字形の遠位端部７５を有し得る。

センサヘッド７２は、その形状に関係なく、通常、導線５２から離間して保持される。つまり、エレベータシステム２０が適切に据え付けられて位置合わせされ、ビルが傾斜しておらず、可動要素が脱線していないときは、センサヘッド７２は導線５２と接触しない。センサヘッド７２は、センサヘッド７２を介した導線５２からのエレベータシステム２０の他の部分への誤作動（フォルストリップ）や他の脱線の兆候を生じさせる通電を避けるのに十分な一定の距離を隔てて導線５２から離間して、部分的に導線５２を囲んでいる。

ビル２４が著しく傾斜していると、エレベータシステム２０のレール２６，２８はビル２４とともに傾斜する。従来のシステムでは、脱線検出システムの導線は、通常、頂部及び底部においての固定されており、レール２６，２８とともに傾斜せず、したがって、導線がセンサヘッドと接触して、システム内でアラームや誤作動が発生し、これにより、可動要素がレールから脱線していることを示していた。これにより、エレベータシステム２０はアラームが消えるまで停止するか、ピーク時よりも効率が低下する。しかし、本発明では、図３に示すように、間隔（インターバル）７６を隔てた中間取付ブラケット６４によって導線５２がレール又は他の固定要素に固定されているため、導線５２は実質的にレール２６，２８とともに移動する。したがって、ビルが著しく傾むいている場合であって、可動要素がレールにスライド可能に取付けられたままであると、センサヘッド７２は導線５２に接触せず、したがって、誤作動が生じない。

しかし、重要なことに、カウンタウエイト３２などの可動要素が強風や地震などにより脱線し、導線５２がレールとともに移動することがある。かかる場合、カウンタウエイトや他の可動要素は、センサヘッド７２が導線５２と接触するように十分な距離を隔ててレールから離れ、これにより、回路が閉となり、接地センサ７８などにより脱線信号が生じる。

間隔７６を約２００フィート（６０．９６メートル）とすることにより、通常の状態でビルが傾斜したときに、導線５２が実質的にレール２６，２８とともに移動することが分かっている。他の実施例では、間隔を他の距離としてもよい。図６，７のグラフは、この点における本発明による改良について示している。図６を参照すると、約３７０メートル（１２１４フィート）の全長を有するビル２４では、本発明が適用されない場合、ビルが傾斜すると、導線５２は、８５ミリメートル（０．２８フィート）程度レールから移動し得る。通常の状態では、センサヘッド７２と導線との間隔は、数ミリメートル程度である。８５ミリメートル（０．２８フィート）の変位は、エレベータ脱線検出システム５１の誤作動を生じさせる。昇降路２２に沿って間隔７６で中間取付ブラケット６４を配設することにより、導線５２の移動は、より近接してレールの移動に追従する。図７に示すように、導線５２とレール２６，２８との間の偏差（ディフレクション）は、通常のビルの傾斜状態では、６ミリメートル（０．０１９フィート）又はそれ以下程度まで実質的に減少し得る。

図４，５に本発明の第２の実施例を図示する。第２の実施例は多くの点において第１の実施例と同じであるが、第２の実施例には、１つの導線５２だけでなく第２の導線１５２が含まれる。導線１５２は、昇降路２２の長さに沿って延び、昇降路２２内で第２のセットの中間取付ブラケット１６４により間隔７６において、レール２６，２８又は他の固定要素に接続される。この冗長（二重）システムは、脱線を検出する第２の手段として機能するだけでなく、Ｕ字形やＣ字形又は第１の実施例におけるＧ字形に比べて制約の少ない他の形状をなすセンサヘッド１７２をセンサ１６６が備えることを可能にする。例えば、図５に示すように、１つのＵ字形のセンサヘッド１７２が、第１の方向に向かって開口する開口端１７４を有する非連続の外周１７３を備える場合、他のセンサヘッド１７２は、第１の方向に対向する第２の方向に向かって開口する開口端１７４を有するものとし得る。このように対向して配された２つのセンサを組み合わせることにより、実質的に３６０°の範囲に亘ったビル２４の傾斜に対する保護がもたらされる。

このように、本発明は、非常に高層のビルにおいて、強風、地震や他の原因による著しい傾斜等が生じた場合でも、誤作動を最小限に抑えつつエレベータシステム内の可動要素（エレベータかごやカウンタウエイトなど）の脱線を正確に検出する機構を提供する。

Claims (23)

1. エレベータ脱線検出システム（５１）であって、
   レール（２６，２８）にスライド可能に取り付けられた可動要素（３０，３２）と、
   ある電位にあり、昇降路（２２）に沿って延びて固定要素に接続された導線（５２）と、
   可動要素（３０，３２）に接続され、センサヘッド（７２）を有するセンサ（６６）と、
   を備え、
   センサヘッド（７２）は、導線（５２）から離間して該導線を部分的に取り囲む非連続的な外周（７３）を有することを特徴とするエレベータ脱線検出システム。
2. 複数の取付ブラケット（６０，６２，６４）により、昇降路（２２）内で導線（５２）が固定要素に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
3. 可動要素（３０，３２）がカウンタウエイト（３２）であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
4. 可動要素（３０，３２）がエレベータかご（３０）であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
5. 固定要素（２２，２６，２８）がレール（２６，２８）であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
6. 導線（５２）が昇降路（２２）の頂部（５４）から底部（５６）へと垂直方向に延びることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
7. 取付ブラケット（６０，６２，６４）は、少なくとも１つの中間取付ブラケット（６４）を含み、該中間取付ブラケットは、導線の上端及び下端がそれぞれ固定される頂部取付ブラケット（６０）及び底部取付ブラケット（６２）から所定の間隔を隔てて配設されることを特徴とする請求項２に記載のエレベータ脱線検出システム。
8. 少なくとも１つの中間取付ブラケットは、昇降路（２２）に沿って所定の間隔（７６）を隔てて配される複数の中間取付ブラケット（６４）を含むことを特徴とする請求項７に記載のエレベータ脱線検出システム。
9. センサヘッド（７２）がＵ字形であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
10. 非連続的な外周を有するセンサヘッド（７２）が少なくとも３つの側を有することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
11. センサヘッド（７２）がＧ字形であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
12. 第２のレール（２８）と、
    ある電位にあり、昇降路（２２）に沿って延びる第２の導線（１５２）と、
    第２の導線（１５２）を固定要素（２２，２６，２８）に絶縁状態で接続する第２のセットの取付ブラケット（１６０，１６２，１６４）と、
    可動要素（３０，３２）に接続され、第２のセンサヘッド（１７２）を有する第２のセンサ（１６６）と、
    をさらに備え、
    第２のセンサヘッド（１７２）は、第２の導線（１５２）を部分的に取り囲む非連続的な外周（１７３）を有することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ脱線検出システム。
13. 第２のセットの取付ブラケット（１６０，１６２，１６４）は、少なくとも１つの中間取付ブラケット（１６４）を含むことを特徴とする請求項１２に記載のエレベータ脱線検出システム。
14. 第１および第２のセンサヘッドがＵ字形であることを特徴とする請求項１２に記載のエレベータ脱線検出システム。
15. エレベータ脱線検出システムにおける誤作動を減少させる方法であって、
    ビル（２４）に設けられたエレベータ昇降路（２２）に沿って導線（５２）を延ばすステップと、
    導線（５２）をある電位に保持するステップと、
    ビル（２４）が傾斜したときに、導線（５２）が実質的に昇降路（２２）とともに移動するように、昇降路（２２）内の固定要素に導線（５２）を固定するステップと、
    昇降路（２２）にスライド可能に取り付けられた可動要素（３０，３２）にセンサ（６６）を取り付けるステップと、
    を含み、
    センサ（６６）は、導線（５２）から離間して該導線を少なくとも部分的に取り囲む非連続的な外周（７３）を有することを特徴とする方法。
16. センサ（６６）を取り付けるステップは、可動要素（３０，３２）がレール（２６，２８）から脱線したときに導線（５２）と接触するようにセンサヘッド（７２）を配置するステップを含み、
    前記方法は、導線（５２）の電位が可動要素（３０，３２）へと解放されたことを認識するように、可動要素（３０，３２）に対応させて接地センサ（７８）を配設するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 昇降路（２２）に沿って第２の導線（１５２）を延ばすステップと、
    第２の導線（１５２）を昇降路（２２）内の第２の固定要素に固定するステップと、
    可動要素（３０，３２）に第２のセンサ（１６６）を取り付けるステップと、
    をさらに含み、
    第２のセンサ（１６６）は、第２のセンサヘッド（１７２）を有し、第２のセンサヘッド（１７２）は、第２の導線（１５２）を部分的に取り囲む非連続的な外周（１７３）を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
18. 導線（５２）を昇降路（２２）内の固定要素に固定するステップは、頂部取付ブラケット（６０）、底部取付ブラケット（６２）及び少なくとも１つの中間取付ブラケット（６４）に導線（５２）を取り付けるステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 少なくとも１つの中間取付ブラケット（６４）は、導線（５２）の長さに対して所定の間隔（７６）を隔てて取り付けられる複数の中間取付ブラケット（６４）を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 昇降路（２２）と、
    昇降路（２２）内で延在するレール（２６）と、
    レール（２６）にスライド可能に取り付けられたカウンタウエイト（３２）と、
    ある電位にあり、昇降路（２２）に沿って垂直方向に延びる導線（５２）と、
    導線（５２）をレール（２６，２８）に取り付ける複数の取付ブラケット（６０，６２，６４）と、
    カウンタウエイト（３２）に接続され、センサヘッド（７２）を有するセンサ（６６）と、
    を備え、
    センサヘッド（７２）は、導線（５２）から離間して該導線を部分的に取り囲む非連続的な外周（７３）を有することを特徴とするエレベータ脱線検出システム。
21. 複数の取付ブラケット（６０，６２，６４）は、頂部取付ブラケット（６０）、底部取付ブラケット（６２）及び複数の中間取付ブラケット（６４）を含むことを特徴とする請求項１９に記載のエレベータ脱線検出システム。
22. 中間取付ブラケット（６４）は、導線（５２）に沿って所定の間隔（７６）を隔てて取り付けられることを特徴とする請求項２０に記載のエレベータ脱線検出システム。
23. 第２のレール（２８）と、
    ある電位にあり、昇降路（２２）に沿って延びる第２の導線（１５２）と、
    第２の導線（１５２）を固定要素（２２，２６，２８）に絶縁状態で接続する第２のセットの取付ブラケット（１６０，１６２，１６４）と、
    可動要素（３０，３２）に接続され、第２のセンサヘッド（１７２）を有する第２のセンサ（１６６）と、
    をさらに備え、
    第２のセンサヘッド（１７２）は、第２の導線（１５２）を部分的に取り囲む非連続的な外周（１７３）を有することを特徴とする請求項１９に記載のエレベータ脱線検出システム。

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