JP4312896B2 - エレベータの調速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータの調速機に係り、とりわけ、小型軽量であって、かつ、動作性能が安定しているエレベータの調速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータの過速に関しては、定格速度の１．３倍を超えないうちにエレベータの駆動電源を遮断して非常停止させること、更に下降を続ける場合には定格速度の１．４倍を超えないうちにガバナロープを拘束して非常止め装置を動作させること、が法令上定められている。
【０００３】
この法令を遵守して安全を確保するために、エレベータの過速状態を機械的に検出する調速機が使用されている。
【０００４】
従来の調速機について、図７乃至図９を用いて説明する。図７は、調速機を有するエレベータの概略を示す図である。
【０００５】
図７に示すように、乗りかご５２の昇降路４０の頂部に、機械室４１が形成されている。機械室４１には、巻上機４４が設置されており、巻上機４４に主ロープ５０が巻き掛けられている。主ロープ５０の両端には、乗りかご５２およびつりあい錘５１が釣り下げられており、これらは巻上機４４の駆動によって昇降運動するようになっている。
【０００６】
また、機械室４１には、調速機６１が設置されている。調速機６１は、昇降路４０にある張り車７１を介して、エンドレス状のガバナロープ７０が巻回されている。ガバナロープ７０はセイフティレバーによって乗りかご５２に連結されており、乗りかご５２の昇降速度に対応してガバナロープ７０が移動することにより調速機６１が回転運動を行うように構成されている。
【０００７】
図８（ａ）は、調速機６１の平面図であり、図８（ｂ）は、調速機６１の側面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ガバナロープ７０が巻回されたシーブ６２が、べース６３と一体のフレーム６４に、回転軸６５によって回転可能に支持されている。これにより、シーブ６２は、乗りかご５２と同一速度で移動するガバナロープ７０によって回転駆動されるようになっている。
【０００８】
シーブ６２が回転すると、シーブ６２に回転可能に支持され、かつ、シーブ６２の中心に対称に配置された一対の振子６６の重心に遠心力が作用する。この遠心力は、前記シーブ６２の中心から外向きに振子６６を変位させる。この外側への変位は、振子６６の基端６６ａとシーブ６２のスポーク部６２ａとの間に装着された調速ばね６７の反力が、回転軸６５まわりのモーメントとして釣り合うまで続く。
【０００９】
なお、連結リンク６８が、一対の振子６６の自重の影響を相殺するために設けられており、一対の振子６６は同時に変位するようになっている。
【００１０】
振子６６は、シーブ６２の周速度すなわち乗りかご５２の速度Ｖに応じて、軸６５のまわりに外側へΘだけ角変位する。そして、振子６６の先端６６ｂに設けられた過速スイッチボルト６６ｃが、シーブ６２の外周に設けた過速スイッチ６９を作動させると、エレベータの駆動電源が遮断されて非常停止するようになっている。
【００１１】
更に、例えば乗りかご５２とつりあいおもり５１とを結ぶ主ロープ５０が切断した場合などにおいては、速度Ｖは更に上昇し、振子６６は調速ばね６７を更に押し縮めて更に外向きに変位する。
【００１２】
一方、図８（ｂ）及び図９（図８（ｂ）のＢ部分の拡大図である）に示すように、シーブ６２には、振子６６の変位によって中心軸７２ｃ回りに回転するラチェット爪解除装置７２が設けられている。ラチェット爪解除装置７２には、誤動作防止バネ７２ａが取付けられている。また、シーブ６２のスポーク部６２ａには、ラチェット爪７３が回転可能に取り付けられており、その一端側の爪部はラチェット爪解除装置７２と嵌合しており、その他端側は、シーブ６２に固定されたラチェット爪動作ばね７３ａによって回転力を与えられている。
【００１３】
ラチェット爪解除装置７２が回転すると、当該装置７２とラチェット爪７３の爪部との嵌合が開放され、ラチェット爪７３は、シーブ軸６５に回転可能に固定されたラチェットホイル７４と嵌合してラチェットホイル７４をシーブ６２と共に回転させる。
【００１４】
ラチェットホイル７４には、外側に向かって棒状のロープ掴みばね押え７５が回転可能に取り付けられており、ラチェットホイル７４の回転により変位するようになっている。結果として、図８（ｂ）に示すように、ロープ掴みばね押え７５は、ロープ掴みばね押え７５に設けられたロープ掴みばね７６を押し付けて、フレーム６４に回転可能に取り付けられたロープ掴み腕７８を介してロープ掴み７７をガバナロープ７０に押し付ける。これにより、ガバナロープ７０はシーブ６２とロープ掴み７７の間に挟まれ、ガバナロープ７０が制動・停止させられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のようなエレベータの調速機６１においては、ガバナロープ７０の振動や、機械室４１から調速機６１に加えられる振動等によって、シーブ６２が所定の回転速度に達していなくても、ラチェット爪解除装置７２がシーブ６２の外周方向に回転して、ラチェット爪７３を誤開放してしまうという問題がある。
【００１６】
ラチェット爪７３が誤開放されると、ガバナロープ７０が拘束され、乗りかご５２の非常止め装置５６が誤動作して、乗りかご５２内の乗客が閉じ込められてしまう。
【００１７】
一方、このような誤開放を避けるべく、ラチェット爪解除装置７２の誤動作防止ばね７２ａのばね力を強くすることが提案されている。
【００１８】
しかしながら、この場合、ラチェット爪７３を開放する為により大きな力が必要となり、振子６６の先端６６ｂの重量を大きくする必要が生じる等、結果的に調速機６１が大型化する。従って材料コスト及び加工コストが増大して不経済である他、重量の増加は可搬性及び据え付け性をも低下させる。
【００１９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、小型軽量かつ安価であって、振動等によって誤動作しない安定したエレベータの調速機を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乗りかごの昇降速度に対応する速度で回転するシーブと、前記シーブに回転可能に支持され、シーブの回転速度に応じて変位する振子と、前記シーブに回転可能に支持され、一端側に爪部を有し、他端側を弾性部材を介してさらにシーブに固定されたラチェット部材と、前記シーブに回転可能に支持され、一端側に前記ラチェット部材の爪部と係合可能な係合部を有し、前記振子の変位に連動して、前記ラチェット部材の爪部との係合を解除する爪係合解除装置と、を備え、前記爪係合解除装置は他端側に重量補償部を有することを特徴とするエレベータの調速機である。
【００２１】
本発明によれば、爪係合解除装置が重量補償部を有することにより、振動等による慣性力によって回転するおそれが顕著に低減され、安定した小型軽量かつ安価な調速機を提供することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態によるエレベータの調速機を示す概略平面図及び概略側面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の形態のエレベータの調速機１は、ガバナロープ１０を介して乗りかごの昇降速度に対応する速度で回転軸５まわりに回転するシーブ２を備えている。
【００２３】
シーブ２には、シーブ２の回転速度に応じて変位する一対の振子６が回転可能に支持されている。一対の振子６は、シーブ２の中心に関して対称に配置されている。また、連結リンク８が、一対の振子６の自重の影響を相殺するために設けられており、一対の振子６は同時に変位するようになっている。
【００２４】
また、シーブ２には、一端側に爪部１３ｎを有し、他端側がバネなどの弾性部材１３ａを介してシーブ２に連結されたラチェット部材（ラチェット爪）１３が、回転軸１３ｃ回りに回転可能に支持されている。図２は、図１（ｂ）のＡ部分、すなわち、ラチェット部材１３部分の拡大側面図である。さらに、シーブ２には、一端側にラチェット部材１３の爪部１３ｎと係合可能な係合部１２ｅを有し、他端側に重量補償部１２ｗを有する爪係合解除装置（ラチェット爪解除装置）１２が、中心軸１２ｃ回りに回転可能に支持されている。
【００２５】
爪係合解除装置１２は、重量補償部１２ｗの存在によって、その重心の位置がシーブ２との固定点（回動点）である中心軸１２ｃの近傍となっている。また、爪係合解除装置１２は、振子６との位置関係を調節するボルト１２ｂを有している。ボルト１２ｂの振子６側の端部は、低摩擦材により構成されている。また、爪係合解除装置１２には、誤動作防止バネ１２ａが取付けられている。
【００２６】
爪係合解除装置１２は、ボルト１２ｂを介して振子６の外向きの変位に連動して、ラチェット部材１３の爪部１３ｎとの係合を解除するようになっている。本実施の形態のラチェット部材１３は、爪係合解除装置１２の係合部１２ｅから開放された後、シーブ軸５に回転可能に固定されロープ掴み機構２０を作動させるラチェットホイル１４と係合するようになっている。
【００２７】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、爪係合解除装置１２の平面図、側面図及び正面図である。図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すように、本実施の形態の爪係合解除装置１２は、係合部１２ｅと重量補償部１２ｗとが板曲げにより一体に構成されている。
【００２８】
より詳細には、一対の平行な側板１２ｓの一端側が、ボルト支持用の渡し板１２ｒによって接続された形状となっている。各側板１２ｓと渡し板１２ｒとは、互いに垂直となっている。渡し板１２ｒには、振子６と当接する２つのボルト１２ｂが位置調整可能に支持されている。各側板１２ｓの略中央部分は、中心軸１２ｃによってシーブ２に軸支されており、各側板１２ｓは中心軸１２ｃ周りに回転可能となっている。中心軸１２ｃと渡し板１２ｒとの間の端縁部に、係合部１２ｅが形成されており、中心軸１２ｃに関して係合部１２ｅと反対側の部分が重量補償部１２ｗとなっている。
【００２９】
その他、振子６の基端６ａとシーブ２のスポーク部２ａとの間には、調速ばね７が装着されている。そして、振子６の先端６ｂには過速スイッチボルト６ｃが設けられ、シーブ２の外周には過速スイッチ９が設けられている。過速スイッチ９は、過速スイッチボルト６ｃが当接することによって作動し、エレベータの駆動電源を遮断してエレベータを非常停止させるようになっている。
【００３０】
ロープ掴み機構２０は、ラチェットホイル１４に回転可能に取付けられ外側に向かって延びる棒状のロープ掴みばね押え１５と、ロープ掴みばね押え１５に取付けられたロープ掴みばね１６と、ロープ掴みばね１６に結合されると共にフレーム４に回転可能に取り付けられたロープ掴み腕１８と、ロープ掴み腕１８に設けられたロープ掴み１７と、からなっている。ロープ掴み１７は、ラチェットホイル１４の回動によって、ガバナロープ１０を押し付け、ガバナロープ１０をシーブ２とロープ掴み１７の間に挟んで制動・停止するようになっている。
【００３１】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。
乗りかごの昇降速度に応じてシーブ２が回転すると、一対の振子６の重心に遠心力が作用する。この遠心力は、シーブ２の中心から外向きに振子６を変位させる。この外側への変位は、調速ばね７の反力が回転軸５まわりのモーメントとして釣り合うまで続く。
【００３２】
振子６は、シーブ２の周速度すなわち乗りかごの速度Ｖに応じて、軸５のまわりに外側へΘだけ角変位する。そして、振子６の先端６ｂに設けられた過速スイッチボルト６ｃが、シーブ２の外周に設けた過速スイッチ９を作動させると、エレベータの駆動電源が遮断されて非常停止する。
【００３３】
更に、例えば乗りかごとつりあいおもりとを結ぶ主ロープが切断した場合などにおいては、速度Ｖは更に上昇し、振子６は調速ばね７を更に押し縮めて更に外向きに変位する。
【００３４】
振子６の変位に連動して爪係合解除装置１２が回転すると、当該装置１２とラチェット部材１３の爪部１３ｎとの係合が開放され、ラチェット部材１３は、シーブ軸５に回転可能に固定されたラチェットホイル１４と嵌合して、ラチェットホイル１４をシーブ２と共に回転させる。
【００３５】
ラチェットホイル１４の回転により、ロープ掴みばね押え１５が変位する。結果としてロープ掴みばね押え１５は、ロープ掴みばね押え１５に設けられたロープ掴みばね１６を押し付けて、フレーム４に回転可能に取り付けられたロープ掴み腕１８を介してロープ掴み１７をガバナロープ１０に押し付ける。これにより、ガバナロープ１０はシーブ２とロープ掴み１７の間に挟まれ、ガバナロープ１０が制動、停止させられる。すなわち、エレベータの乗りかごの昇降が制動、停止させられる。
【００３６】
ここで、爪係合解除装置１２に作用するモーメントについて説明する。
従来のラチェット爪解除装置７２に働く中心軸７２ｃまわりのモーメントＭは、図９に示すように、ラチェット爪７２が重力の作用と同じ向きにシーブ５２の回転による加速度αを受ける場合に最大となり、ラチェット爪解除装置７２の質量をｍ，その重心位置と中心軸との距離をｄとして、
Ｍ＝ｍｄ（ｇ＋α）
となる。この回転モーメントＭが、ばね７２ａによるトルクＴを上回ると、ラチェット爪解除装置７２が回転してラチェット爪７３を開放する。ラチェット爪７３の誤開放を防ぐためには、ばね７２ａによるトルクＴを強くする必要がある。しかし、この場合、ラチェット爪解除装置７２を動作させる時に必要な振子６６の外向きの変位力をも増大する必要があり、結果として振子６６が大型化し、調速機６１本体も大型・大重量化する。
【００３７】
一方、以上に説明した本実施の形態による爪係合解除装置１２の場合、重量補償部１２ｗの存在によって、その重心位置と中心軸１２ｃの中心とが略一致しているため、爪係合解除装置１２に働く中心軸１２ｃまわりのモーメントＭ’は、重力の作用と同じ向きにシーブ２の回転による加速度α’を受ける場合に最大となり、爪係合解除装置１２の重量をｍ’，その重心位置と中心軸１２ｃとの距離をｄ’とすると、
Ｍ’＝ｍ’ｄ’（ｇ＋α’）
となり、ｄ’の小ささに比例して回転モーメントＭ’も小さくなる。回転モーメントＭ’が小さくなることにより、誤動作防止ばね１２ａに必要なばね力を小さくすることができ、振子６及び調速機１の小型化が実現できる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、爪係合解除装置１２が、重量補償部１２ｗを有することにより、振動等による慣性力によって回転するおそれが顕著に低減され、安定した小型軽量かつ安価な調速機１を提供することが可能である。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、爪係合解除装置１２が、振子６との位置関係を調節するボルト１２ｂを有しているため、振子６との位置関係の調整が容易である。さらに、ボルト１２ｂの振子６側の端部が、低摩擦材により構成されているため、振子６と爪係合解除装置１２との間の動作抵抗が低減し、誤動作防止バネ１２ａのバネ力をさらに小さくすることが可能である。なお、ボルト１２ｂの全体が低摩擦材により構成されても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、ラチェット部材１３は、通常シーブ２の片面にしか存在しないので、係合部１２ｅも、動作機構上片側のみに設ければ足りる。しかしながら、図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すような左右対称構造にした場合、回転方向に対するバランス性が向上し、より誤動作が発生し難いという効果が得られる。さらに、調速機１の機械室４１におけるレイアウト位置によっては、ミラーイメージ（いわゆる勝手違い）で配置することも必要な場合があり、このような場合でも同じ部品を使用する事が可能となるため、プレス切断型などの型費が節約でき、また、生産時に型の入れ替えにより生じる作業時間を節約できる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態のエレベータの調速機について、図４（ａ）乃至図４（ｃ）を用いて説明する。図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、第２の実施の形態のエレベータの調速機の爪係合解除装置の平面図、側面図及び正面図である。
【００４２】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示すように、本実施の形態のエレベータの調速機１は、爪係合解除装置１２の重量補償部２２ｗが、他の部分とは異なる別材料で構成されている。この場合、重量補償部２２ｗは、振動吸収性の高い物質たとえば振動吸収性ゴム等により構成され、第１の実施の形態の重量補償部１２ｗと比べて、短く厚い形状となっている。
【００４３】
その他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同様の構成である。第２の実施の形態において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態では、重量補償部２２ｗを別体として付加する構成としたので、爪係合解除装置１２を小形かつ軽量の構造とし、その重心を中心軸１２ｃに一致させる事がより容易である。
【００４５】
また、重量補償部２２ｗを振動吸収性の高い物質によって構成した場合、振動により誤動作する可能性をさらに低減することができる。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施の形態のエレベータの調速機について、図５を用いて説明する。図５は、第３の実施の形態のエレベータの調速機の概略側面図である。
【００４７】
図５に示すように、本実施の形態のエレベータの調速機１は、爪係合解除装置１２の重量補償部２３ｗが、磁性体を有している。また、フレーム４には、マグネットスタンド２６を用いてコイルピックアップ２５が取付けられている。コイルピックアップ２５の取付け位置は、シーブ２の回転が低速なときに重量補償部２３ｗがわずかにこれを横切る位置となっている。
【００４８】
その他の構成は、図４に示す第２の実施の形態と略同様の構成である。第３の実施の形態において、図４に示す第２の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
本実施の形態では、重量補償部２３ｗの磁性体部分がコイルピックアップ２５を横切る時にコイルピックアップ２５に誘導起電力が発生する。
【００５０】
また、シーブ２の回転速度が上がり、振子６が爪係合解除装置１２を外周方向に押すと、重量補償部２３ｗはコイルピックアップ２５を横切らなくなり、コイルピックアップ２５に誘導起電力が発生しなくなる。
【００５１】
さらにラチェット部材１３が開放されると、爪係合解除装置１２が誤動作防止ばね１２ａにより回転して元の位置あるいは重量補償部２３ｗがより幅広くコイルピックアップ２５を横切る位置まで戻り、再びコイルピックアップ２５に誘導起電力が発生する。
【００５２】
これら一連の誘導起電力を検出することによって、例えばラチェット部材１３がラチェットホイル１４と係合する時の速度等を正確に検出することが可能である。これにより、振子６を押す調速ばね７と位置調整ボルト１２ｂとの調節を容易に行うことができ、調速機１の動作速度等の調整がより容易となる。
【００５３】
次に、本発明の第４の実施の形態のエレベータの調速機について、図６を用いて説明する。図６は、第４の実施の形態のエレベータの調速機の概略側面図である。
【００５４】
図６に示すように、本実施の形態のエレベータの調速機１は、爪係合解除装置１２の重量補償部２４ｗが、光反射性を有している。また、フレーム４には、光ピックアップ２７が取付けられている。光ピックアップ２７の取付け位置は、シーブ２の回転が低速なときに重量補償部２４ｗがわずかにこれを横切る位置となっている。
【００５５】
その他の構成は、図４に示す第２の実施の形態と略同様の構成である。第４の実施の形態において、図４に示す第２の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
本実施の形態では、重量補償部２４ｗの光反射性部分が光ピックアップ２７を横切る時に、光ピックアップ２７が光信号を発生する。
【００５７】
また、シーブ２の回転速度が上がり、振子６が爪係合解除装置１２を外周方向に押すと、重量補償部２４ｗは光ピックアップ２７を横切らなくなり、光ピックアップ２１が光信号を発生しなくなる。
【００５８】
さらにラチェット部材１３が開放されると、爪係合解除装置１２が誤動作防止ばね１２ａにより回転して元の位置あるいは重量補償部２４ｗがより幅広く光ピックアップ２７を横切る位置まで戻り、再び光ピックアップ２７が光信号を発生する。
【００５９】
これら一連の光信号を検出することによって、例えばラチェット部材１３がラチェットホイル１４と係合する時の速度等を正確に検出することが可能である。これにより、振子６を押す調速ばね７と位置調整ボルト１２ｂとの調節を容易に行うことができ、調速機１の動作速度等の調整がより容易となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、爪係合解除装置が重量補償部を有することにより、振動等による慣性力によって回転するおそれが顕著に低減され、安定した小型軽量かつ安価な調速機を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるエレベータの調速機を示す構成概略図。
【図２】図１のエレベータの調速機のラチェット部材部分の拡大側面図。
【図３】図１のエレベータの調速機の爪係合解除装置の概略図。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるエレベータの調速機の爪係合解除装置の概略図。
【図５】本発明の第３の実施の形態によるエレベータの調速機を示す構成概略図。
【図６】本発明の第４の実施の形態によるエレベータの調速機を示す構成概略図。
【図７】従来のエレベータを示す構成概略図。
【図８】従来のエレベータの調速機を示す構成概略図。
【図９】図８のエレベータの調速機のラチェット爪部分の拡大図。
【符号の説明】
１ 調速機
２ シーブ
３ ベース
４ フレーム
５ 回転軸
６ 振子
６ａ 基端
６ｂ 先端
６ｃ 過速スイッチボルト
７ 調速ばね
８ 連結リンク
９ 過速スイッチ
１０ ガバナロープ
１２ 爪係合解除装置
１２ｅ 係合部
１２ｓ 側板
１２ｒ 渡し板
１２ｂ ボルト
１２ｃ 中心軸
１２ｗ、２２ｗ、２３ｗ、２４ｗ 重量補償部
１３ ラチェット部材
１３ｎ 爪部
１３ａ 弾性部材
１４ ラチェットホイル
１５ ロープ掴みばね押え
１６ ロープ掴みばね
１７ ロープ掴み
１８ ロープ掴み腕
２０ ロープ掴み機構
２５ コイルピックアップ
２６ マグネットスタンド
２７ 光ピックアップ

Claims (9)

1. 乗りかごの昇降速度に対応する速度で回転するシーブと、
   前記シーブに回転可能に支持され、シーブの回転速度に応じて変位する振子と、
   前記シーブに回転可能に支持され、一端側に爪部を有し、他端側が弾性部材を介してシーブに連結されたラチェット部材と、
   前記シーブに回転可能に支持され、一端側に前記ラチェット部材の爪部と係合可能な係合部を有し、前記振子の変位に連動して、前記ラチェット部材の爪部との係合を解除する爪係合解除装置と、
   を備え、
   前記爪係合解除装置は他端側に重量補償部を有することを特徴とするエレベータの調速機。
2. 前記爪係合解除装置は、左右対称の形状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ーの調速機。
3. 前記爪係合解除装置の係合部と重量補償部とは、別材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーターの調速機。
4. 前記爪係合解除装置の重量補償部は、振動吸収性の高い物質により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエレベーターの調速機。
5. 前記爪係合解除装置の重量補償部は、磁性体を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエレベーターの調速機。
6. 前記爪係合解除装置の重量補償部は、光反射性を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエレベーターの調速機。
7. 前記爪係合解除装置は、前記振子との位置関係を調節するボルトを有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエレベーターの調速機。
8. 前記ボルトの前記振子側の端部は、低摩擦材により構成されていることを特徴とする請求項７に記載のエレベーターの調速機。
9. 前記ボルトは、低摩擦材により構成されていることを特徴とする請求項７に記載のエレベーターの調速機。

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