JP4834268B2 - 回転作動過速安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、従来のエレベータ調速機に置き換わり、調速機の機能を維持する回転アクチュエータに関する。
【０００２】
【背景技術】
エレベータ装置は、一般に、トラクション駆動装置を含むロープ装置により吊り下げられたエレベータかごを備える。かごは、ガイドレールに沿って案内され、それによって、使用中に、かごには、相対的にほとんど横方向の移動が生じない。いずれにせよ、乗用エレベータでは、過速状態の場合にエレベータかごを停止させるブレーキ装置を備えるのが通常である。ブレーキ装置は、一般に調速機として知られる作動装置を含む。
【０００３】
従来技術の大抵のエレベータは、調速機を使用している。そのようなエレベータ装置において、かごが過速状態になると、調速機は、かごの過速を検出し、非常停止装置を作動させる。従来の調速機は、調速機装置の上端に調速機滑車を、調速機装置の下端に張り車を含み、さらに、これらの滑車と張り車の間に沿って配置され実質的に調速機装置の全長に亘って延びるエンドレスガバナロープを含む。ガバナロープの一部は、かご枠に取り付けられた安全リンクに連結される。かごが昇降するにつれて、ガバナロープが移動し、それによって、調速機滑車が回転する。
【０００４】
このように構成されたエレベータにおいて、かごが、どのような理由であれ、所定の速度を上まわる速度で昇降すると、調速機滑車は、対応して、その所定の速度を超える速度で回転する。調速機滑車が、このような高速で回転するにつれて、スピンドル上を回転する対調速機おもりまたはフライボールは、遠心力により外側に加速される。一対の調速機おもりまたはフライボールが、外側に加速されるにつれ、過速スイッチが作動され、機械モータへの電力の供給が停止され、ブレーキが作動されるが、さらに、過速が生じる場合、クラッチ装置が作動され、安全装置を作動させるようにガバナロープを締め付けることになる。この結果、エレベータは、安全にではあるが突然に停止される。
【０００５】
エレベータの昇降行程が、非常に長い場合、非常に長いガバナロープが必要になる。ロープ長が長くなるにつれ、ロープ重量とロープ加速時に生じる慣性力の両方が増加する。結果として、これらが増加するにつれ、ガバナロープを減速するために、より大型で、より強力な装置に必要な条件も増加する。同様に、より大型の装置は、より広い空間を必要とするであろう。
【０００６】
より最新の調速機装置は、固定式の調速機滑車およびロープを省き、各エレベータかごのそれぞれ自体に、より小型の調速機を取り付けてある。米国特許第５，３７７，７８６号で、ナカガワ（Ｎａｋａｇａｗａ）は、回転部材を含む調速機を開示しており、この回転部材は、エレベータの昇降を案内するガイドレールに回転しながら接触するように、エレベータかごに取り付けられている。この回転部材は、アクチュエータ手段にベルトが掛けられており、このアクチュエータ手段は、回転部材の回転速度が所定の速度を超えるとき、停止機構を作動させる。
【０００７】
【発明の開示】
本発明の目的は、エレベータ用の回転作動過速安全装置に向けられる。回転作動過速装置は、エレベータガイドレールに回転しながら係合するホイールに固定して取り付けられた一対の枢支されたつり合いおもりを含む。一対のつり合いおもりは、ホイールと平行平面になるように配置される。ホイールが回転するにつれ、遠心力が、枢支されたつり合いおもりを、外側へホイールの縁部へと枢動させる。枢支されたつり合いおもりが、エレベータ安全装置に可動に接続されたクラッチハウジングに係合すると、エレベータ安全装置が作動される。
【０００８】
枢着された接続ロッドが、一対のつり合いおもりに接続可能である。このロッドは、つり合いおもりを同時に枢動させる。つり合いおもりの一方が、遠心力の作用に対してばね付勢されている。つり合いおもりを枢動させるのに必要な遠心力の大きさを調整するのに、さまざまなばね率のばねが使用可能である。
【０００９】
つり合いおもりは、ベースに枢支可能である。このベースは、好ましくは、ホイールと平行平面になるように配置され、ホイールに固定して接続される。ベースは、軸受によりクラッチハウジング内に回転可能に支持される。軸受は、つり合いおもりの枢動を容易にするように、つり合いおもりの下でベースプレート上に置かれる。
【００１０】
クラッチハウジングは、移動するつり合いおもりからクラッチハウジングへトルクが移動するとき、エレベータ安全装置を係合させるアームに、可動に接続されている。クラッチハウジングは、つり合いおもりが外側に枢動するとき、つり合いおもりによって係合されるような、大きさ、形状、位置とされる。
【００１１】
さらに、本発明は、ガイドレールに回転しながら係合するホイールと、二対の枢支されたつり合いおもりと、エレベータ安全装置を作動させるクラッチハウジングとを有する回転作動安全装置を含む。この実施態様は、先の実施態様と実質的に同一であるが、第２の一対のつり合いおもりは、反対方向の過速回転により生じる遠心力の作用によって枢動するように構成される。
【００１２】
本発明は、添付の図面を参照して、以下に説明されるが、これらの図面は、限定ではなく例示を意図するものであり、また、同様の構成要素は、いくつかの図において同様に番号が付与されている。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
上に概要を示し、さらに列挙された請求項により規定された本発明は、添付の図面とともに読む必要のある以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解されるであろう。
【００１４】
図１には、回転アクチュエータ１０が例示される。回転アクチュエータ１０は、ベースプレート１４に取り付けられるとともに連結ロッド１６により互いに接続された一対のつり合いおもり１２を含む。ベースプレート１４は、クラッチハウジング２２内に回転可能に取り付けられ、軸２８の一端に固定して取り付けられる。軸２８の他端は、回転可能なタイヤ２０に、固定して取り付けられる。タイヤ２０は、Ｔ形ガイドレールの突出部に回転しながら係合する。
【００１５】
図２に示されるように、つり合いおもり１２が、遠心力により駆動されてクラッチハウジング２２に接触しない限り、ベースプレート１４は、クラッチハウジング２２内で自由に回転する。ベースプレートロッド３０が、ベースプレート１４の背面に固定して取り付けられ、軸２８の空間内に配置される。軸受１５が、軸受ハウジング１７内に収容され、それによって、ベースプレート１４は、クラッチハウジング２２内で自由に回転できる。クラッチハウジング２２の軸回転が、アーム（図示せず）にエレベータ安全装置を作動させる。
【００１６】
さらに、図３を参照すると、回転アクチュエータ１０は、より詳細に説明される。各つり合いおもり１２は、一般に形状が円柱状であり、クラッチハウジング２２内に嵌合するような、大きさ、形状とされる。ベースプレート１４の表面を横切って摺動するつり合いおもり１２の表面は、回転アクチュエータ１０の作動中の摩擦抵抗を最小限に抑えるように、ベースプレート１４の表面と同じ滑らかな仕上で研磨されている。好ましい実施態様において、図４Ａ、図４Ｂを参照すると、低摩擦ブシュ３３が、摩擦の低減を向上させるように、ベースプレート１４とつり合いおもり１２の間に置かれている。低摩擦ブシュ３３を構成する好ましい材料は、ポリテトラフルオロエタンまたは類似の材料である。つり合いおもり１２の側面は研磨する必要はないが、その代わり、回転アクチュエータ１０の作動中につり合いおもり１２がクラッチハウジング２２の内部の制動表面に係合するときの摩擦抵抗を最大化するために、より粗い組織とする必要がある。回転アクチュエータ１０の作動は、以下に、より詳細に説明される。
【００１７】
図５に例示されるように、つり合いおもり１２は、ベースプレート１４の正反対側に取り付けられる。各つり合いおもり１２は、つり合いおもり１２の重心とは異なる位置でベースプレート１４に枢支される。
【００１８】
連結ロッド１６の両端はそれぞれ、各つり合いおもり１２の断面領域の外縁近くの位置に枢着される。連結ロッド１６は、各つり合いおもり１２を同時に枢動させるように、つり合いおもり１２に接続される。さらに、２つのつり合いおもり１２の移動経路および距離は、互いに対称的である。つり合いおもり１２および連結ロッド１６のアッセンブリは、重力の影響を相殺するように、正確に釣り合いをとるのが好ましい。
【００１９】
ばね３４が、非作動位置につり合いおもり１２を保持するように使用される。ばね３４の一端は、一対のつり合いおもり１２の一方に、そのつり合いおもり１２の外縁に近接した位置で枢着される。ばね３４の他端は、ベースプレート１４に固定して取り付けられる。ばね３４は、回転アクチュエータ１０を作動させるのに必要な速度に対応する張力を有する。完全な非作動位置では、つり合いおもり１２の最も外側の縁部とクラッチハウジング２２の内壁３６との距離が、隙間３７を形成する。
【００２０】
回転アクチュエータ１０の作動は、ガイドレールに沿ったタイヤ２０の回転速度に依存する。ばね３４が延びて、つり合いおもり１２が、クラッチハウジング２２の内壁３６に同時に係合するように、それぞれの枢支点４０から同時に外側へ偏心的に枢動するような角速度において、回転アクチュエータ１０は、重心軸３２回りの回転アクチュエータ１０の回転によって作動される。さらに、図６を参照すると、第１の線４８が、クラッチハウジング２２の内壁３６とのつり合いおもり１２の接点５４を通り、アクチュエータ１０の重心軸３２まで延びている。第２の線５０が、同じ接点５４を通り、枢支点４０まで延びている。第１の線４８、第２の線５０は、クラッチハウジング２２の内壁３６に対してつり合いおもり１２を「押し込み（ｗｅｄｇｅ）」、内壁３６に係合したままにする角度３８を形成する。
【００２１】
回転アクチュエータ１０は、特定の角速度で重心軸３２回りに回転する。つり合いおもり１２が枢動し、クラッチハウジング２２の内壁３６に係合すると、角速度とタイヤ２０への負荷の結果として、トルクがクラッチハウジング２２へ移動する。クラッチハウジング２２へのトルクの移動は、次に、コネクタ（図示せず）を通してエレベータ安全装置への係合を引き起こし、それによって、エレベータかごを停止させる。
【００２２】
回転アクチュエータ１０が作動された結果としていったんエレベータ安全装置が係合された後、エレベータ安全装置を解除するためには、エレベータかごは、逆方向へ移動する必要がある。逆方向へのエレベータかごの移動は、回転アクチュエータ１０がエレベータ安全装置を係合および作動させた過速の間にタイヤ２０が回転していた方向とは逆方向へ、タイヤ２０を回転させる。いったんタイヤ２０が逆方向へ回転し始めると、つり合いおもり１２は、内壁３６から「引き離され（ｕｎｗｅｄｇｅｄ）」、ばね３４は、解放され、それによって、一方のつり合いおもり１２をその枢動前の位置に（直接）戻すように付勢する。この一方のつり合いおもり１２が、その枢動前の位置に戻ると、接続ロッド１６が、他方のつり合いおもり１２をその枢動前の位置に戻すように動かし引き寄せる。両方のつり合いおもり１２が引き離されると、クラッチハウジング２２の内壁３６は、解除されて、ベースプレート１４に対して自由に移動するようになる。この逆方向への移動によって、エレベータ安全装置も解除される。
【００２３】
一対のつり合いおもり１２が、エレベータかごを、その上昇または下降から停止させることができるように、配置される。図７に示されるように、第２の一対のつり合いおもり４２も、第２の連結ロッド４６の両端に枢着され、ベースプレート１４に取り付け可能である。第２の一対のつり合いおもり４２は、第１の組のつり合いおもり１２のまわりでクラッチハウジング２２の内部に嵌合するように構成される。第２の一対のつり合いおもりは、第１の一対のつり合いおもり１２と同じ性質と大きさを有するが、ベースプレート１４上での個々のおもりの配置は、「後ろ向き」である。言い換えれば、第１の組のつり合いおもり１２をクラッチハウジング２２の内壁３６に作動および係合させたのと同じ方向へのタイヤ２０の回転が、つり合いおもり４２をクラッチハウジング２２に対して押し込まないように、つり合いおもり４２は取り付けられる。これは、つり合いおもり４２とハウジング２２との接点と枢軸４０とから延びる線と、この接点を通る径方向の線とによって形成される角度が、つり合いおもり４２を、この方向へ押し込まむのには、適していないからである。タイヤ２０は、第２のばね４４が付勢されるのと同じ方向へ回転するので、第２の組のつり合いおもり４２は、決して作動されることはない。第２の組のつり合いおもり４２を作動させるためには、タイヤ２０は、逆方向へ回転する必要がある。例えば、あらかじめ、エレベータが下降しつつあり、過速が、第１の組のつり合いおもり１２を、枢動させ、ハウジング２２の内壁３６に係合させていたとする。そうすると、エレベータは、第２の組のつり合いおもり４２を枢動させハウジング２２の内壁３６に係合させるには、上昇および過速する必要があるであろう。
【００２４】
このように、本発明のいくつかの例示的な実施態様を説明したが、当業者にはさまざまな改変、変更、改良が容易に浮かぶものであることは明らかであろう。このような改変、変更、改良は、上に特に説明してはいないが、それにもかかわらず、本発明の精神および範囲の中に含まれるものと意図され意味されている。従って、上述した説明は、単なる例示に過ぎないことが意図されており、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定され規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 クラッチハウジング、タイヤ、回転アクチュエータ分解図。
【図２】 クラッチハウジング、ベースプレート、ベースプレートを支持する軸受、つり合いおもりの切欠側面図。
【図３】 回転アクチュエータの等角図。
【図４Ａ】 つり合いおもりとベースプレートの間に置かれた低摩擦軸受を示す別の実施態様の等角図。
【図４Ｂ】 つり合いおもりとベースプレートの間に置かれた低摩擦軸受を示す別の実施態様の側面図。
【図５】 回転アクチュエータの平面図。
【図６】 つり合いおもり、クラッチハウジングとつり合いおもりの接触点の平面図。
【図７】 ベースプレート上でハウジングの内側に嵌合されることになっている二組のつり合いおもりを示す回転アクチュエータの別の実施態様の分解図。

Claims (15)

1. 回転可能なホイール（２０）と、
   ホイールと平行平面になるようにこのホイールに固定して接続されるベース（１４）と、
   ベースに連結され、回転可能なホイールの回転により長手軸回りに回転するように駆動される、第１の一対のつり合いおもり（１２）と、
   ベースに連結され、回転可能なホイールの回転により長手軸回りに回転するように駆動される、第２の一対のつり合いおもり（１２）と、
   長手軸に対して移動可能であり、エレベータ安全装置に連結可能であり、第１および第２の二対のつり合いおもりと並列し、それによって、遠心的に作動されるどちらの対のつり合いおもりによっても駆動および係合されるクラッチハウジング（２２）と、を含み、
   回転可能なホイールが第１の方向へ第１の所定の回転速度を超えて回転するときに、第１の一対のつり合いおもりの両方とも、遠心的に作動され、
   回転可能なホイールが第２の方向へ第２の所定の回転速度を超えて回転するときに、第２の一対のつり合いおもりの両方とも、遠心的に作動され、
   各つり合いおもりは、形状が円柱状であり、クラッチハウジング内に嵌合するような、大きさ、形状とされることを特徴とする過速安全装置。
2. つり合いおもりのそれぞれは、長手軸回りに回転する枢軸（４０）にクラッチハウジング内で枢支され、つり合いおもりのこれらの枢軸は、つり合いおもりの重心に一致しないことを特徴とする請求項１記載の過速安全装置。
3. つり合いおもりのそれぞれの枢軸は、ベース上にあることを特徴とする請求項２記載の過速安全装置。
4. 第１の一対のつり合いおもりの両方に枢支され、第１の一対のつり合いおもりが同時に作動され得るようにする接続ロッド（１６）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の過速安全装置。
5. 遠心的に作動されるのに対して第１の一対のつり合いおもりの一方を付勢するばね（３４）をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の過速安全装置。
6. 前記ばねは、つり合いおもりを作動させるのに必要なベースの回転速度を変えるように、異なるばね率を有するばねと置き換え可能であることを特徴とする請求項５記載の過速安全装置。
7. 過速安全装置は、２つの接続ロッド（１６，４６）を、さらに含み、各接続ロッドは、二対のつり合いおもりの各対の２つのつり合いおもりに枢着され、各対のつり合いおもりが同時に遠心的に作動され得るようにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の過速安全装置。
8. 各対のつり合いおもりの少なくとも１つのつり合いおもりは、遠心的な作動に対してバネ付勢されることを特徴とする請求項７記載の過速安全装置。
9. 二対のつり合いおもりの各対の各つり合いおもりは、ベースに枢支されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の過速安全装置。
10. ベースとクラッチハウジングの間に置かれた軸受（１５）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の過速安全装置。
11. つり合いおもりとベースの間に置かれた低摩擦ブシュ（３３）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の過速安全装置。
12. 低摩擦ブシュは、ポリテトラフルオロエタンから作成されることを特徴とする請求項１１記載の過速安全装置。
13. 回転可能なホイールは、ガイドレールに係合しこのガイドレールに沿って回転するようにされていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の過速安全装置。
14. クラッチハウジングの移動が、エレベータ安全装置を作動させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の過速安全装置。
15. ホイールに取り付けられたタイヤをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の過速安全装置。

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