JP4580748B2

JP4580748B2 - エレベータの調速機

Info

Publication number: JP4580748B2
Application number: JP2004363065A
Authority: JP
Inventors: 秀広中村; 弘市宮田; 泰英羽野; 政之重田; 誠秀羽田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: JP2006168908A

Description

本発明は、エレベータの調速機に係り、特に、昇降路内を昇降する乗かごの速度を多段に検出して乗かごの昇降を制御するエレベータの調速機に関する。

昇降路内を昇降する乗かごの速度を乗かご上にて検出するために、永久磁石と誘電導体であるガイドレールとの相互作用により円板を回転させ、この円板の回転による遠心力で変位するガバナウェイトを利用して速度を検出するエレベータの調速機が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３５８４８号公報（段落番号００１３〜００１６）

従来の技術によれば、乗かごの昇降により永久磁石の磁束により誘電導体であるガイドレールに渦電流を発生させ、この渦電流と永久磁石の磁束との相互作用により永久磁石に回転トルクが生じ、この回転トルクによりガバナウェイトを軸支した円板を回転させるものであるが、高精度で安定した乗かごの速度検出を行うことは困難であった。

即ち、ガイドレールの導電率や透磁率は、製造過程の圧延作業や材質により微妙に変化するので、これら導電率や透磁率が昇降路全長に亘って敷設されるガイドレール全体で一様であることが保証できない。その結果、前記相互作用により発生する回転トルクにばらつきが生じ、速度検出にもばらつきが生じる恐れがある。

さらに、ガイドレール敷設時の芯出し精度や永久磁石とガイトレール間の隙間の変化によっても速度の検出精度にばらつきが生じる恐れがある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、精度の高い乗かごの速度検出を行うことができるエレベータの調速機を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、昇降路内を昇降する乗かごよって駆動される調速機ロープが巻掛けられた綱車と、この綱車と同軸上に固定され誘電導体により形成された回転面を有する第１の作動体と、前記回転面に対向する位置に永久磁石が設置され弾性体によって保持された第２の作動体と、前記乗かごの昇降速度が第１の設定値に達したとき前記第２の作動体の変位によって動作しかご停止用スイッチを作動させるスイッチ作動手段と、前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき前記第２の作動体の変位によって動作し調速機ロープを把持する把持体を作動させる把持体作動手段と、前記第１の作動体を冷却する冷却手段とを設けたのである。

前記構成によれば、綱車の回転に伴い第２の作動体の永久磁石による磁束により第１の作動体の回転面に渦電流が発生し、この渦電流と前記磁束との相互作用により弾性体で保持された第２の作動体に回転トルクが発生し、第２の作動体は保持されている弾性体に逆らって回動する。この第２の作動体の回動は、第１の作動体の回転速度、云い代えれば乗かごの昇降速度に比例する。したがって、第２の作動体の回動を検出することにより、乗かごの速度を検出することができる。

尚、第１の作動体の回転面は、誘電導体により形成されるが、永久磁石と対向する範囲は、例えば、綱車の直径と同程度で十分であるので、導電率や透磁率を回転面全体に亘って均一にすることは容易である。その結果、前記磁束と渦電流との相互作用により発生する回転トルクは、第１の作動体の回転速度に正確に比例するので、回転トルクによる第２の作動体の変位を検出することで精度のよい速度検出を行うことができる。さらに、第１の作動体と第２の作動体との隙間は一定で、乗かごの偏荷重やガイドレールの曲がり等によって左右されることもなく、したがって、前記磁束と渦電流との相互作用により発生する回転トルクは変化することなく、精度のよい速度検出を行うことができる。また、前記第１の作動体にあっては、前記磁束と渦電流との相互作用により回転トルクとともに熱が発生する。これによって、前記第１の作動体を構成する誘電導体の抵抗値が変わり、その際に発生する電磁力の変化によって、永久磁石が受ける反力も変化し不安定な動作となる恐れがあるが、前記冷却手段により前記第１の作動体が冷却されることにより、前記熱に伴う不安定な動作を防止できる。

以上説明したように本発明によれば、精度の高い乗かごの速度検出を行うことができるエレベータの調速機を得ることができる。

以下、本発明によるエレベータの調速機の一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

一般的に、エレベータは、図３に示すように、建築物１に設けられた昇降路２内を昇降する乗かご３と、一側で乗かご３を吊り他側で釣合いおもり４を吊る主ロープ５と、この主ロープ５を巻掛けるトラクションシーブ６と、このトラクションシーブ６を駆動し制動装置を備えた駆動装置（図示省略）と、乗かご３の昇降を案内するガイドレール７と、乗かご３に設けられ非常時に楔によってガイドレール７を把持する非常止め装置８と、この非常止め装置８を駆動し乗かご３側に軸支された作動レバー９と、この作動レバー９に連結され昇降路２内の乗かご昇降行程全域に亘って張られた無端状の調速機ロープ１０と、この調速機ロープ１０を巻掛けた綱車１１を備え昇降路２の頂部において固定物となるガイドレール７に支持される調速機１２とを備えている。

調速機１２は、昇降路２の頂部の固定部分であるガイドレール７に支持される基台１３と、この基台１３に軸受１４Ａ，１４Ｂを介して軸支され綱車１１を固定した回転軸１５と、この回転軸１５に固定され例えばアルミニュウム材等の誘電導体で形成された回転面１６Ｆを有する第１の作動体１６と、回転軸１５に軸受１７を介して軸支された第２の作動体１８と、第２の作動体１８に支持され回転面１６Ｆに対向して配置された複数の永久磁石１９Ａ，１９Ｂと、第２の作動体１８を定位置に保持する弾性体２０と、乗かご３の昇降速度が第２の設定値、例えば定格速度の１．４倍に達すると綱車１１に巻掛けた調速機ロープ１０を把持するキャッチウェイトである把持体２１と、乗かご３の通常運転時に把持体２１に設けた係止部２２と係合して把持体２１を非把持位置に保持するカム２３と、乗かご３の昇降速度が第１の設定値、例えば定格速度の１．３倍に達すると永久磁石１９Ａによって駆動されるスイッチ作動手段である第１のリードスイッチ２４と、乗かご３の昇降速度が第３の設定値、例えば端階床への着床速度以上に達すると永久磁石１９Ｂによって駆動される強制減速作動手段である第２のリードスイッチ２５と、第１の作動体１６の近傍に設けられ、この作動体１６を冷却する冷却手段、例えば回転軸１５に固定された冷却ファン２６とを備えている。

尚、第１の作動体１６は、それ自体を誘電導体で形成してもよく、また、誘電導体により形成された板を取り付けて回転面１６Ｆとしてもよい。

第２の作動体１８は、回転軸１５を中心として直径方向に延在する腕状体であり、その腕状体の回転軸１５から等距離に夫々永久磁石１９Ａ，１９Ｂを１８０度の等間隔で取り付けている。そして前記腕状体の一端側をさらに延長させその端部に把持体作動手段となるカム２３を設けている。尚、前記腕状体は回転軸１５を中心として３つ以上等間隔に形成し、夫々に永久磁石を取り付けるようにしてもよい。

弾性体２０は、例えば引張力を発揮するコイルばねであり、図１に示すように、永久磁石１９Ｂが取り付けられた腕状体と基台１３との間に１つ張架して、乗かご３が昇降されないときに第２の作動体１８が定位置に保持されるようにしてもよく、また２点差線２０Ａで示すように、永久磁石１９Ａが取り付けられた腕状体と基台１３との間にも張架し、弾性体２０と協同して第２の作動体１８を保持するようにしてもよい。

把持体２１は、基台１３上に支持ピン２１Ｐを介して回動自在に支持されており、乗かご３の定格速度の１．４倍未満までは、カム２３に係合部２２が係合して非把持位置に保持されている。

第１のリードスイッチ２４は、乗かご３の昇降速度が定格速度の１．３倍に達したときに第２の作動体１８が変位し、そのとき永久磁石１９Ａと対向する位置に設置されている。この第１のリードスイッチ２４の作動により、乗かご３の昇降を駆動する駆動装置の制動装置を作動させるかご停止用スイッチを作動させ、乗かご３を電気的制御によって停止させている。

第２のリードスイッチ２５は、乗かご３が端階への着床のために減速する速度が通常の減速度以上になったときに、第２の作動体１８が変位し、そのとき永久磁石１９Ｂと対向する位置に設置されている。この第２のリードスイッチ２５の作動により、終端強制減速装置を動作させて乗かご３を急停止させている。

以上説明したように、綱車１１の回転を検出し乗かご３の昇降速度が第１の設定値に達したときかご停止用スイッチを作動させる第１のリードスイッチ２４と、乗かご３の昇降速度が第２の設定値に達したとき調速機ロープ１０を把持する把持体２１を作動させるカム２３と、乗かご３が端階への着床のために減速する速度が通常の減速度以上になったときに終端強制減速装置を動作させる第２のリードスイッチ２５とは、第２の作動体１８の揺動を検出して乗かご３の速度を検出する速度検出手段となる。

次に、以上のように構成されたエレベータの調速機１２の動作を説明する。

まず、乗かご３が定格速度で下降すると、乗かご３の作動レバー９に連結された調速機ロープ１０が駆動されて綱車１１を回転させると同時に、この綱車１１の回転により回転軸１５を介して第１の作動体１６が回転する。第１の作動体１６の回転により、誘電導体製の回転面１６Ｆは第１の作動体１８の永久磁石１９Ａ，１９Ｂからの磁束を切り、渦電流を発生させる。この回転面１６Ｆに生じる渦電流と永久磁石１９Ａ，１９Ｂの磁束との相互作用により回転トルクが発生し、第２の作動体１８を駆動しようとする。しかし、第２の作動体１８は、弾性体２０（及び２０Ａ）によって定位置に保持されているので、弾性体２０（及び２０Ａ）に逆らって僅かに綱車１１の回転方向に揺動して変位する。この第２の作動体１８の変位量は、永久磁石１９Ｂが第２のリードスイッチ２５の設置位置を越え、かつ永久磁石１９Ａが第１のリードスイッチ２４の設置位置に達しない範囲である。尚、永久磁石１９Ｂが第２のリードスイッチ２５の設置位置を越えるときに、第２のリードスイッチ２５は駆動されるが、駆動されてもその信号が減速時以外には出力されないようにしておくことにより、間違って終端強制減速装置を動作させることはない。また、誘電導体であるアルミニュウム材等で形成された第１の作動体１６にあっては、回転面１６Ｆに生じる渦電流と永久磁石１９Ａ，１９Ｂの磁束との相互作用により回転トルクと共に熱が発生するが、回転軸１５に同期して回転する冷却ファン２６により第１の作動体１６及び冷却ファン２６間で乱気流が生じ、この気流により第１の作動体１６の温度の上昇を防ぐことができる。

乗かご３の下降速度が減速されて停止すると、第１の作動体１６に発生する渦電流が小さくなって発生する回転トルクも小さくなり、第２の作動体１８は弾性体２０（及び２０Ａ）の復元力によって元に戻され定位置に保持される。

このように第２の作動体１８の変位量は、第２の作動体１６の回転数、云い代えれば乗かご３の昇降速度に比例する。

乗かご３の下降速度が定格速度を越えて第１の設定値、即ち、定格速度の１．３倍に達すると、第２の作動体１８が第１のリードスイッチ２４に対応する位置まで変位する。その位置で、永久磁石１９Ａは第１のリードスイッチ２４を駆動し、この第１のリードスイッチ２４の駆動によりかご停止用スイッチを作動させる。かご停止用スイッチの作動により、エレベータ駆動装置の電源は遮断されると同時に制動装置が作動し、乗かご３の下降は停止させられる。

また、乗かご３の下降時に、主ロープ５が切れた場合には、エレベータ駆動装置の電源を遮断して制動装置を作動させても乗かご３は停止することなく下降を続け、下降速度が増速して行く。下降速度が増速して第２の設定値、云い代えれば、定格速度の１．４倍に達すると、第２の作動体１８は大きな回転トルクを受けて大きく変位し、カム２３は把持体２１の係止部２２との係合を解く。カム２３との係合を解かれた把持体２１は、重力により調速機ロープ１０側に回動し、基台１３との間で調速機ロープ１０を挟圧して調速機ロープ１０の移動を停止させる。移動を停止した調速機ロープ１０に連結された作動レバー９は、乗かご３のさらなる降下により引き上げられ、引き上げられた作動レバー９により非常止め装置８を作動させ、図示しない楔によりガイドレール７を把持して、乗かご３を急停止させる。

本実施形態によれば、誘電導体からなる回転面１６Ｆを有する第１の作動体１６と、永久磁石１９Ａ，１９Ｂを備えた第２の作動体１８からなる比較的構成が簡易な作動手段を設けることで、乗かご３の速度を検出することができる。しかも、乗かご３と同期して誘電導体からなる回転面１６Ｆを回転させることで、永久磁石１９Ａ，１９Ｂとの間でばらつきのない回転トルクを得ることができ、従来のように個体差のあるガイドレールを誘電導体とした構成に比べて正確に乗かご３の速度を検出することができる。

さらに、第２の作動体１８にカム２３を設けて把持体２１を係止し、係止を解除して把持体２１を落下させ、調速機ロープ１０を把持する構成としたので、乗かご３の昇降速度に応じて変位する第２の作動体１８で機械的に乗かご３を緊急停止させることができる。

さらにまた、冷却ファン２６により第１の作動体１６を冷却することにより、回転面１６Ｆに生じる渦電流と永久磁石１９Ａ，１９Ｂの磁束との相互作用により回転トルクと共に発生する熱によって第１の作動体１６を構成する誘電導体の抵抗値が変わり、その際に発生する電磁力の変化によって、永久磁石１９Ａ，１９Ｂが受ける反力が変化し不安定な動作となることを防止できる。

本発明によるエレベータの調速機の一実施の形態を示す概略正面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本発明が適用されたエレベータの概略側面図である。

符号の説明

１建築物
２昇降路
３乗かご
１０調速機ロープ
１１綱車
１２調速機
１５回転軸
１６第１の作動体
１６Ｆ回転面
１８第２の作動体
１９Ａ，１９Ｂ永久磁石
２０（２０Ａ）弾性体
２１把持体
２２係止部
２３カム
２４第１のリードスイッチ
２５第２のリードスイッチ
２６冷却ファン

Claims

建築物に設けられた昇降路内を昇降する乗かごよって駆動される調速機ロープと、この調速機ロープが巻掛けられ前記昇降路内の固定物に軸支された綱車と、この綱車の回転を検出し前記乗かごの昇降速度が第１の設定値に達したときかご停止用スイッチを作動させ、かつ前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき前記調速機ロープを把持する把持体を作動させる作動手段とを備えたエレベータの調速機において、
前記作動手段は、前記綱車と同軸上に固定された第１の作動体と、前記綱車と同軸心上に揺動自在に配置され前記第１の作動体と対向して設置された第２の作動体とを備え、前記第１及び第２の作動体のうち一方側は、誘電導体により形成された回転面を有し、前記第１及び第２の作動体のうち他方側は、前記回転面に対向する位置に永久磁石を設置しており、かつ前記第２の作動体は、弾性体によって定位置に保持されており、また、前記乗かごの昇降速度が第１の設定値に達したとき前記第２の作動体が変位する位置に対向してかご停止用スイッチを作動させスイッチ作動手段を設け、さらに前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき前記第２の作動体が変位する位置に対向して前記調速機ロープを把持する把持体を作動させる把持体作動手段を設け、一方、前記誘導体により形成された回転面を有する作動体の近傍に、この作動体を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするエレベータの調速機。
前記第１の作動体は誘電導体により形成された回転円板であり、前記第２の作動体は前記回転円板の板面に対向する位置に周方向等間隔に複数の永久磁石を備えており、前記スイッチ作動手段は前記永久磁石の磁束により作動するリードスイッチであることを特徴とする請求項１記載のエレベータの調速機。
前記把持体作動手段は、第２の作動体に設けられたカムであり、このカムは、前記乗かごの通常運転時には前記把持体と係合して前記把持体を非把持位置に保持し、前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき第２の作動体の変位によって前記把持体との係止を解いて前記把持体を把持位置に変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のエレベータの調速機。
前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき前記第２の作動体が変位する位置に対向して終端強制減速装置を作動させる強制減速作動手段を設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載のエレベータの調速機。
前記冷却手段は、前記綱車と同軸上に固定された冷却ファンから成ることを特徴とする請求項１，２，３または４記載のエレベータの調速機。
建築物に設けられた昇降路内を昇降する乗かごよって駆動される調速機ロープと、この調速機ロープが巻掛けられ前記昇降路内の固定物に軸支された綱車と、この綱車の回転を検出し前記乗かごの昇降速度が第１の設定値に達したときかご停止用スイッチを作動させ、かつ前記乗かごの昇降速度が第２の設定値に達したとき前記調速機ロープを把持する把持体を作動させる作動手段とを備えたエレベータの調速機において、
前記作動手段は、前記綱車と同軸上に固定された第１の作動体と、前記綱車と同軸心上に揺動自在に配置され前記第１の作動体と対向して設置された第２の作動体とを備え、前記第１及び第２の作動体のうち一方側は、誘電導体により形成された回転面を有し、前記第１及び第２の作動体のうち他方側は、前記回転面に対向する位置に永久磁石を設置しており、かつ前記第２の作動体の揺動範囲に第２の作動体の揺動を検出する速度検出手段を設け、一方、前記誘導体により形成された回転面を有する作動体の近傍に、この作動体を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするエレベータの調速機。
前記速度検出手段は、前記第２の作動体の揺動を電気的に変換して検出することを特徴とする請求項６記載のエレベータの調速機。
前記冷却手段は、前記綱車と同軸上に固定された冷却ファンから成ることを特徴とする請求項６または７記載のエレベータの調速機。