JP3847878B2 - エレベータカー用の磁気ガイド装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、エレベータカー用の改良された能動的な磁気ガイド装置に係り、より詳細には、ガイドレールに対してエレベータカーを磁気的に安定化するための磁気的ガイド組立体と、ガイドレールに対してエレベータカーを機械的に安定化するための複数の機械的ガイド組立体との両方を有する装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エレベータシステムは、エレベータカーがエレベータ昇降路内を移動するときにガイドレールに沿ってエレベータカーをガイドするためのローラガイドシステムを組み込んでいる。これらのシステムは、通常、ガイドレールに対してスプリングバイアスされたホイールを備え、従来の従順な乗り心地を発揮する。しかしながら、これらのシステムは、高い速度で滑らかな乗り心地を与えるのには充分適していない。更に、それらは、非常に多数の機械的な可動部を必要とするために、保守コストが高くなる。
【０００３】
高速エレベータカー用の従来のローラガイドシステムとは別に、能動的な磁気的ガイドシステムの形態の水平磁気安定化技術が実施されている。この磁気安定化は、エレベータカーとガイドレールとの間に物理的な接触をもたずに１つ以上のガイドレールに対するエレベータカーの横方向移動を制御し、いかなる速度においても滑らかな乗り心地を与える。更に、これらのシステムは、それに対応する従来のシステムよりも、必要とされる機械的な可動部が少ない。
【０００４】
能動的な磁気ガイドシステムは、通常、一群の磁石を備え、これらの磁石は、エレベータカーに取り付けられ、各ガイドレールの周りに配列される。例えば、停電中に、ガイドレールと接触すると、これら磁石は容易に壊れてしまうので、これらのシステムは、通常、多数の干渉ストッパを組み込んでいる。干渉ストッパは、エレベータカーに取り付けられ、磁石がガイドレールに接触するのを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
干渉ストッパに加えて、これらのシステムは、通常、従来のローラガイドバックアップシステムを組み込んでおり、このシステムは、エレベータカーがフロアで停止されたき又は能動的な磁気ガイドシステムが故障したときに動作に入る。不都合なことに、従来のローラガイドシステムを能動的な磁気ガイドシステムに組み込んだ場合には、エレベータカーフレームの角においてガイド組立体の高さ及び重量がしばしば大幅に増加してしまう。高さ及び重量が増加すると、カーフレームの局部的な共振周波数は、制御システムの安定性に悪影響を及ぼすに充分なほど低くなる。従って、共振周波数をモーションコントローラのロールオフ周波数よりも少なくとも１桁高くするようなコンパクトで且つ軽量な構造を有する従来型ローラガイド組立体を組み込んだ能動的な磁気ガイド装置が強く要望される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記制約を克服するように構成され、そのため、ガイドレールに対してエレベータカーを磁気的に安定化するための磁気的ガイド組立体と、ガイドレールに対してエレベータカーを機械的に安定化するための複数の機械的ガイド組立体との両方を有するエレベータカーのための改良された能動的な磁気ガイド装置を提供する。
【０００７】
磁気的及び機械的ガイド組立体は、コンパクトで且つ軽量の構造体となるように独特に構成され、その構造体の固有振動数が制御システムのロールオフ周波数よりも１桁高くなるよう保証し、安定な制御システムを確保する。重量節減の少なくとも一部は、モータを使用せずにピボットアーム及びアクチュエータを用いて動作する機械的ガイド組立体により達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の他の効果は、添付図面を参照した以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から当業者に容易に明らかとなろう。
【０００９】
図１には、エレベータカー１２をガイドレール１４に対して安定化するための本発明の改良された能動的な磁気ガイド装置が符号１０で一般的に示されている。この装置１０は、エレベータカー１２をガイドレール１４に対して磁気的に安定化するための磁気ガイド組立体１５と、エレベータカー１２をガイドレール１４に対して機械的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレール１４の周りに配列された３つの機械的なガイド組立体１６、１６’（図２）とを備えている。図１及び２に示されたように、磁気ガイド組立体１５は、包囲体１８内に完全に包囲され、一方、機械的ガイド組立体１６、１６’は包囲体１８に外部から取り付けられ、包囲体１８を通して部分的に突出する。
【００１０】
又、図１及び図２に示されたように、磁気ガイド組立体１５は、２つの前−後の磁石２０と、１つの側−側の磁石２２とを備え、これら磁石は、エレベータカー１２に取り付けられると共に、ガイドレール１４の周りに配列され、これら磁石２０、２２とガイドレール１４との間のギャップ２３を制御して、ガイドレール１４上でエレベータカー１２を水平方向に「浮揚」することができる。又、磁気ガイド組立体１５は、停電又は制御システムの故障の場合に磁石２０、２２がガイドレール１４に接触するのを防止するための前−後及び側−側の干渉ストッパ２４、２６も備えている。又、前−後ギャップ及び側−側ギャップのセンサ各々２８、３０が、磁石２０、２２とガイドレール１４との間のギャップ２３を感知してギャップセンサ信号（図示せず）をモーションコントローラ（図示せず）へ与えるために設けられており、このモーションコントローラは、とりわけ、磁石２０、２２へ送られる電流を制御し、磁石２０、２２とガイドレール１４との間のギャップ２３を制御して滑らかな乗り心地を与えるようにする。又、磁気ガイド組立体１５は、ガイドレール１４に対するエレベータカー１２の水平加速度を感知して加速度信号（図示せず）をモーションコントローラ（図示せず）へ与えるための加速度計３２も備えている。
【００１１】
機械的ガイド組立体１６、１６’は、エレベータカー１２がフロアの停止位置に接近するとき又は磁気ガイド組立体１５が故障した場合に従来のローラガイド安定化を与える。しかしながら、当業者に明らかなように、機械的ガイド組立体１６、１６’は、いつでも、単独で使用することもできるし、磁気ガイド組立体１５に関連して使用することもできる。
【００１２】
図２に示したように、３つの機械的ガイド組立体１６、１６’がガイドレール１４の周りに配列され、そして前−後及び側−側磁石２０、２２と整列されている。（図１は、前−後の機械的ガイド組立体１６’の一方の一部分しか示しておらず、磁気ガイド組立体１５の他部分が明確に示されている。）
【００１３】
図３に最も良く示されたように、機械的ガイド組立体１６、１６’の各々は、ピン３８によりピボットアーム３６の中間点付近に取り付けられたホイール３４を備えている。ピボットアーム３６は、第１端３６ａ及び第２端３６ｂを有し、そしてピボット４２により支持体４０に取り付けられ、この支持体４０は、次いで、包囲体１８に取り付けられる。ピボットアーム３６は、以下に詳細に述べるように、ガイドレール１４に対してホイール３４を選択的に位置設定できるようにする。
【００１４】
又、機械的ガイド組立体１６、１６’は、ホイール３４をガイドレール１４に対してバイアスするためにスプリング支持体４６に取り付けられたピボットアームスプリング４４も備えている。又、ピボットアーム３６の移動を制限すると共に、ピボットアームスプリング４４が過剰圧縮されるのを防止するために、移動ストッパ４８も設けられている。
【００１５】
ガイドレール１４に対するピボットアーム３６及びホイール３４の位置を選択的に制御するために、機械的ガイド組立体１６、１６’は、包囲体１８に取り付けられたアクチュエータ支持体５２に支持されたアクチュエータ５０を備えている。このアクチュエータ５０は、ロッド５４及びくさび５６を下方にそしてピボットアーム３６の第１端３６ａの下へと移動し、ピボットアーム３６を包囲体１８から離すようにし、これにより、ホイール３４をガイドレール１４から解離させる。アクチュエータ５０に対して作用するアクチュエータスプリング５８は、ロッド５４及びくさび５６をピボットアーム３６の第１端３６ａから上方に引っ込ませ、例えば、停電の場合にホイール３４がガイドレール１４に係合できるようにする。アクチュエータ５０は、ホイール３４を必要に応じてガイドレール１４に対して選択的に位置設定するようにモーションコントローラ（図示せず）により制御される。当業者に明らかなように、ピボットアーム３６の第１端３６ａの下にくさび５６を使用することにより与えられる機械的な効果は、ホイール３４を係合及び解離するための大きなモータの必要性を排除することである。
【００１６】
更に当業者に明らかなように、図１及び図２に示すような磁石２０、２２と機械的ガイド組立体１６、１６’との独特の垂直方向の一体化は、コンパクトで且つ軽量な構造体を形成する。通常は、エレベータカーを安定化させるのに非常に大きな磁石が必要とされるので、磁石２０、２２を同じ垂直レベルにおいてガイドレール１４の周りに互いに接近して配置することは不可能である。従って、図１に示すように、２つの機械的ガイド組立体１６’は、前−後磁石２０の上に配置される。加えて、機械的ガイド組立体１６は、側−側磁石２２の下に配置され、非常にコンパクトな装置１０が形成される。更に、機械的ガイド組立体１６、１６’は、モータを使用せずに動作し、その作用を達成するに必要な重量を最小にする。当業者に明らかなように、本発明のコンパクトで且つ軽量の構造体は、その機械的構造体の局部的な固有振動数が制御システム（図示せず）のロールオフ周波数より少なくとも１桁は高く、安定な制御システムを維持するに必要な余裕を与えるように確保する。
【００１７】
当業者に明らかなように、添付図面に示された能動的磁気ガイド装置は、必要とされる多数のガイドレールに対しエレベータカー１２の上部及び下部の両方に適用することができる。例えば、２本のガイドレール１４を有するエレベータ昇降路内で運転されるエレベータカー１２の場合に、本発明の装置１０は、エレベータカー１２の両側の上部及び下部に設置することができる。
【００１８】
以上、本発明を１つ以上の実施形態について説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに他の構成又は配列を考えることもできる。それ故、本発明は、特許請求の範囲のみによって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の側面図
【図２】 図１に示された装置の上面図
【図３】 図１及び図２に示された機械的ガイド組立体の拡大図
【符号の説明】
１０ 能動的磁気ガイド装置
１２ エレベータカー
１４ ガイドレール
１５ 磁気ガイド組立体
１６、１６’ 機械的ガイド組立体
１８ 包囲体
２０、２２ 磁石
２３ ギャップ
２４、２６ 干渉ストッパ
２８、３０ ギャップセンサ
３２ 加速度計
３４ ホイール
３６ ピボットアーム
３８ ピン
４４ ピボットアームスプリング
５０ アクチュエータ
５４ ロッド
５６ くさび
５８ アクチュエータスプリング

Claims (20)

1. エレベータカーをガイドレールに対して安定化させる装置において、
   ａ）エレベータカーをガイドレールに対して磁気的に安定化するための磁気的ガイド組立体を備え、この磁気的ガイド組立体は、
   ｉ）エレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の磁石と、
   ii）上記複数の磁石とガイドレールとの接触を防止するためにエレベータカーに取り付けられた少なくとも１つの干渉ストッパと、
   を含み、そして更に、
   ｂ）エレベータカーをガイドレールに対して機械的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の調整可能な機械的ガイド組立体を備え、各々の機械的ガイド組立体は、
   ｉ）第１端及び第２端を有し、その第２端の付近でエレベータカーに取り付けられたピボットアームと、
   ii）上記ピボットアームに取り付けられたホイールと、
   iii)エレベータカーに取り付けられたアクチュエータと、
   iv）上記アクチュエータに取り付けられ、エレベータカーと上記ピボットアームの上記第１端との間に配置されたくさびと、
   ｖ）上記ピボットアームを上記くさびに対してバイアスするために上記ピボットアームに取り付けられたピボットアームスプリングと、
   を含み、これにより、ガイドレールに対する上記ホイールの位置を制御できることを特徴とする装置。
2. 上記複数の磁石は、
   エレベータカーを第１方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの側−側磁石と、
   エレベータカーを第２方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの前−後磁石とを含む請求項１に記載の装置。
3. １つの上記機械的ガイド組立体の少なくとも１つのホイールは、上記少なくとも１つの側−側磁石に関連し、そして第１平面に存在するホイール軸を有し、そして
   残りの上記機械的ガイド組立体の少なくとも１つのホイールは、上記少なくとも１つの前−後磁石に関連し、そして上記第１平面に平行な第２平面に存在するホイール軸を有する請求項２に記載の装置。
4. 上記少なくとも１つの側−側磁石は、１つの磁石より成り、そして上記少なくとも１つの前−後磁石は、２つの磁石より成る請求項２に記載の装置。
5. 上記複数の機械的ガイド組立体は、
   エレベータカーを第１方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの側−側の機械的ガイド組立体と、
   エレベータカーを第２方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの前−後の機械的ガイド組立体とを含む請求項１に記載の装置。
6. 上記少なくとも１つの側−側の機械的ガイド組立体は、１つの機械的ガイド組立体であり、そして上記少なくとも１つの前−後の機械的ガイド組立体は、２つの機械的ガイド組立体である請求項５に記載の装置。
7. 上記磁気的ガイド組立体は、更に、エレベータカーの速度の変化を感知して加速度信号を発生するための加速度計を備えた請求項１に記載の装置。
8. エレベータカーに取り付けられ、上記複数の磁石とガイドレールとの間のギャップを感知するための位置センサを更に備えた請求項１に記載の装置。
9. エレベータカーをガイドレールに対して安定化させる装置において、
   ａ）エレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の磁石を含む磁気的ガイド組立体と、
   ｂ）複数の調整可能な機械的ガイド組立体とを備え、各々の機械的ガイド組立体は、
   ｉ）エレベータカーに取り付けられたピボットアームと、
   ii）上記ピボットアームに取り付けられたホイールと、
   iii)エレベータカーに取り付けられたアクチュエータと、
   iv）上記アクチュエータに取り付けられ、エレベータカーと上記ピボットアームとの間に配置されたくさびと、
   ｖ）上記ピボットアームを上記くさびに対してバイアスするために上記ピボットアームに取り付けられたピボットアームスプリングと、
   を含み、これにより、ガイドレールに対する上記ホイールの位置を制御できることを特徴とする装置。
10. 上記複数の磁石は、更に、
    エレベータカーを第１方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの側−側磁石と、
    エレベータカーを第２方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの前−後磁石とを含む請求項９に記載の装置。
11. 上記機械的ガイド組立体の少なくとも１つのホイールは、上記少なくとも１つの側−側磁石に関連し、そして第１平面に存在するホイール軸を有し、そして
    残りの上記機械的ガイド組立体の少なくとも１つのホイールは、上記少なくとも１つの前−後磁石に関連し、そして上記第１平面に平行な第２平面に存在するホイール軸を有する請求項１０に記載の装置。
12. 上記少なくとも１つの側−側磁石は１つの磁石より成り、そして上記少なくとも１つの前−後磁石は２つの磁石より成る請求項１０に記載の装置。
13. 上記複数の機械的ガイド組立体は、
    エレベータカーを第１方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの側−側の機械的ガイド組立体と、
    エレベータカーを第２方向にガイドレールに対して安定化するための少なくとも１つの前−後の機械的ガイド組立体とを含む請求項９に記載の装置。
14. 上記少なくとも１つの側−側の機械的ガイド組立体は、１つの機械的ガイド組立体であり、そして上記少なくとも１つの前−後の機械的ガイド組立体は、２つの機械的ガイド組立体である請求項１３に記載の装置。
15. 上記磁気的ガイド組立体は、更に、エレベータカーの速度の変化を感知して加速度信号を発生するための加速度計を備えた請求項９に記載の装置。
16. エレベータカーに取り付けられ、上記複数の磁石とガイドレールとの間のギャップを感知するための位置センサを更に備えた請求項９に記載の装置。
17. エレベータカーをガイドレールに対して機械的に安定化させるガイド組立体において、
    第１端及び第２端を有し、その第２端の付近でエレベータカーに取り付けられたピボットアームと、
    上記ピボットアームに取り付けられたホイールと、
    エレベータカーに取り付けられたアクチュエータと、
    上記アクチュエータに取り付けられ、エレベータカーと上記ピボットアームとの間に配置されたくさびと、
    上記ピボットアームを上記くさびに対してバイアスするために上記ピボットアームに取り付けられたピボットアームスプリングと、
    を備え、これにより、ガイドレールに対する上記ホイールの位置を制御できることを特徴とするガイド組立体。
18. 上記ピボットアームは、第１端及び第２端を有し、そしてその第２端の付近で支持され、そして
    上記くさびは、エレベータカーと、上記ピボットアームの上記第１端との間に配置される請求項１７に記載のガイド組立体。
19. エレベータカーをガイドレールに対して安定化させる装置において、
    ａ）エレベータカーをガイドレールに対して磁気的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の磁石を含む磁気的ガイド組立体を備え、これら複数の磁石は、
    エレベータカーを側−側方向にガイドレールに対して安定化する少なくとも１つの側−側磁石と、エレベータカーを前−後方向にガイドレールに対して安定化する少なくとも１つの前−後磁石とを含み、
    ｂ）エレベータカーをガイドレールに対して機械的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の調整可能な機械的ガイド組立体を備え、これら複数の調整可能な機械的ガイド組立体は、
    上記の少なくとも１つの側−側磁石に関連し、かつガイドレールの長手方向軸に対し実質的に直交する第１平面に空間的に配置された少なくとも１つの前−後の機械的ガイド組立体と、
    上記の少なくとも１つの前−後磁石に関連し、かつ上記第１平面と実質的に平行な第２平面に空間的に配置された少なくとも１つの側−側の機械的ガイド組立体と、を含むことを特徴とする装置。
20. エレベータカーをガイドレールに対して安定化させる装置において、
    ａ）エレベータカーをガイドレールに対して磁気的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の磁石を含む磁気的ガイド組立体を備え、これら複数の磁石は、
    空間的に第１の高さ位置に配置され、かつエレベータカーを側−側方向にガイドレールに対して安定化する少なくとも１つの側−側磁石と、
    空間的に上記第１の高さ位置とは異なる第２の高さ位置に配置され、かつエレベータカーを前−後方向にガイドレールに対して安定化する少なくとも１つの前−後磁石と、を含み、
    ｂ）エレベータカーをガイドレールに対して機械的に安定化するためにエレベータカーに取り付けられそしてガイドレールの周りに配置された複数の調整可能な機械的ガイド組立体を備え、これら複数の調整可能な機械的ガイド組立体は、
    上記の少なくとも１つの側−側磁石に関連し、かつ実質的に上記第１の高さ位置に配置された少なくとも１つの前−後のホイールと、
    上記の少なくとも１つの前−後磁石に関連し、かつ実質的に上記第２の高さ位置に配置された少なくとも１つの側−側のホイールと、を含むことを特徴とする装置。

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