JP5645955B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば懸架手段の破断や制御装置の故障等の異常時にかごが非常停止されるエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータ装置の調速機では、第１過速度Ｖｏｓ（運転停止用スイッチの作動速度）が定格速度Ｖｏの１．３倍程度に設定され、第２過速度Ｖｔｒ（非常止め作動速度）が定格速度Ｖｏの１．４倍程度に設定される。例えば、制御装置の異常などにより、かごが定格速度を超えて第１過速度Ｖｏｓに達したことが検出されると、巻上機への給電が遮断され、かごが急停止される。また、主索の破断などにより、かごが落下した場合には、調速機により第２過速度Ｖｔｒが検出され、非常止め装置が作動され、かごが非常停止される。

但し、かごが昇降路の終端階付近に位置する場合には、かご速度が第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒまで上がる前に昇降路の底部に到達する可能性があり、この場合は緩衝器によりかごが減速停止される。このため、緩衝器は、減速させるべき速度が高いほど長い緩衝ストロークが必要であり、緩衝器の長さは、第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒに応じて決まる。

これに対して、終端階付近にかご位置スイッチを設け、かご位置スイッチが操作されているときには、第１過速度Ｖｏｓよりも低い終端過速度Ｖｔｓで異常を検出し、巻上機への給電を遮断する方法も提案されている。

これにより、主索がかごに繋がった状態であれば、かごの速度が終端過速度Ｖｔｓを超えることはない。一方、かごが昇降路の下部終端階付近に位置しているときに、主索が破断した場合は、終端過速度Ｖｔｓを検出しても巻上機でかごを制動することはできない。

この場合、主索が破断してから、かごが緩衝器に衝突するまでの時間をＴｓとすると、衝突速度Ｖｓは、
Ｖｓ＝Ｖｔｓ＋ｇ×Ｔｓ
である。この衝突速度Ｖｓが調速機の第２過速度Ｖｔｒよりも低ければ、その分だけ緩衝器の緩衝ストロークを短縮することが可能である。

但し、近年は、更なる省スペース化、省コスト化の要求があり、緩衝器の寸法をさらに短縮することが求められており、終端階付近で第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒが低くなるような調速機が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−１０４６４６号公報 ＷＯ２００９／０９３３３０

上記のような従来のエレベータ装置では、終端階付近で第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒを低くするために、調速機の構造が複雑になってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、昇降路の省スペース化を図ることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、かご、かごを吊り下げる懸架手段、懸架手段を介してかごを昇降させる駆動装置、かごを制動する制動装置、及び予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生した場合に、制動装置を動作させる異常加速度検出機構を備えている。

この発明のエレベータ装置は、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生すると、異常加速度検出機構により制動装置が動作されるので、調速機の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路の省スペース化を図ることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１のかごを拡大して示す構成図である。 図２の作動レバーが揺動された状態を示す構成図である。 図１のエレベータ装置におけるかご位置と異常検出速度との関係を示すグラフである。 図１の張り車を示す正面図である。 図５の張り車の断面図である。 図５の張り車よりも厚みを増した張り車を示す正面図である。 図７の張り車の断面図である。 図５の張り車にフライホイールを追加した例を示す正面図である。 図９の張り車及びフライホイールの断面図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置のかごを示す構成図である。 図１１の作動レバーが揺動された状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ装置のかごを示す構成図である。 図１３の作動レバーが揺動された状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータ装置のかごを示す構成図である。 図１５の作動レバーが揺動された状態を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２には、巻上機（駆動装置）３、そらせ車４、及び制御装置５が設置されている。巻上機３は、駆動シーブ６と、駆動シーブ６を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ６の回転を制動する巻上機ブレーキ（電磁ブレーキ）とを有している。

巻上機ブレーキは、駆動シーブ６と同軸に結合されたブレーキ車（ドラム又はディスク）と、ブレーキ車に接離されるブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキ車に押し付け制動力を印加するブレーキばねと、ブレーキばねに抗してブレーキシューをブレーキ車から開離させ制動力を解除する電磁マグネットとを有している。

駆動シーブ６及びそらせ車４には、懸架手段７が巻き掛けられている。懸架手段７としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。懸架手段７の第１端部には、かご８が接続されている。懸架手段７の第２端部には、釣合おもり９が接続されている。

かご８及び釣合おもり９は、懸架手段７により昇降路１内に吊り下げられており、巻上機３により昇降路１内を昇降される。制御装置５は、巻上機３の回転を制御することにより、設定した速度でかご８を昇降させる。

昇降路１内には、かご８の昇降を案内する一対のかごガイドレール１０と、釣合おもり９の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１１とが設置されている。昇降路１の底部には、かご８の昇降路底部への衝突を緩衝するかご緩衝器１２と、釣合おもり９の昇降路底部への衝突を緩衝する釣合おもり緩衝器１３とが設置されている。

昇降路１の上部終端階付近には、複数（ここでは３個）の上部かご位置スイッチ１４が上下方向に互いに間隔をおいて配置されている。昇降路１の下部終端階付近には、複数（ここでは３個）の下部かご位置スイッチ１５が上下方向に互いに間隔をおいて配置されている。

かご８には、かご位置スイッチ１４，１５を操作するカム（操作部材）１６が取り付けられている。かご８が上部終端階付近に到達すると、カム１６により上部かご位置スイッチ１４が操作される。また、かご８が下部終端階付近に到達すると、カム１６により下部かご位置スイッチ１５が操作される。

かご８の下部には、かごガイドレール１０に係合してかご８を非常停止させる制動装置としての非常止め装置１７が搭載されている。非常止め装置１７としては、次第ぎき式非常止めが用いられている（一般に、定格速度が４５ｍ／ｍｉｎを超えるエレベータ装置では、次第ぎき式非常止めが用いられる）。非常止め装置１７には、非常止め装置１７を作動させる作動レバー１８が設けられている。

機械室２には、かご８の過速度（異常速度）を検出する調速機１９が設置されている。調速機１９は、調速機シーブ、過速度検出スイッチ及びロープキャッチ等を有している。調速機シーブには、無端状の調速機ロープ２０が巻き掛けられている。調速機ロープ２０は、昇降路１内に環状に敷設されている。調速機ロープ２０は、昇降路１の下部に配置された張り車２１に巻き掛けられている。

また、調速機ロープ２０は、作動レバー１８に接続されている。これにより、かご８が昇降されると、調速機ロープ２０が循環され、かご８の走行速度に応じた回転速度で調速機シーブが回転される。また、実施の形態１の質量体２２は、調速機１９、調速機ロープ２０及び張り車２１により構成されている。

調速機１９では、かご８の走行速度が過速度に達したことが機械的に検出される。検出する過速度としては、定格速度Ｖｏよりも高い第１過速度Ｖｏｓと、第１過速度よりも高い第２過速度Ｖｔｒとが設定されている。

かご３の走行速度が第１過速度Ｖｏｓに達すると、過速度検出スイッチが操作される。過速度検出スイッチが操作されると、巻上機３への給電が遮断され、巻上機ブレーキによりかご８が急停止される。

かご８の下降速度が第２過速度Ｖｔｒに達すると、ロープキャッチにより調速機ロープ２０が把持され、調速機ロープ２０の循環が停止される。調速機ロープ２０の循環が停止されると、作動レバー１８が操作され、非常止め装置１７によりかご８が非常停止される。

図２は図１のかご８を拡大して示す構成図である。作動レバー１８の揺動軸には、非常止め装置１７を作動させる方向とは反対方向（図の時計方向）のトルクを作動レバー１８に付与する捻りばね２３が設けられている。捻りばね２３のばね力は、通常の昇降状態で、非常止め装置１７が作動しないように設定されている。実施の形態１の異常加速度検出機構は、質量体２２及び捻りばね２３を有している。

作動レバー１８は、捻りばね２３のトルクと、作動レバー１８や非常止め装置１７のその他の部品（図示せず）の重量とに抗して、調速機ロープ２０が取り付けられた位置において上向きにＦｓ［Ｎ］を超える大きさの力を加えたときに、図３に示すように反時計方向に揺動され（持ち上げられ）、これにより非常止め装置１７が作動するように調整されている。

また、調速機ロープ２０の質量はＭｒ［ｋｇ］、調速機１９の調速機ロープ２０が巻き掛けられている径での慣性質量はＭｇ［ｋｇ］、張り車２１の調速機ロープ２０が巻き掛けられている径での慣性質量はＭｈ［ｋｇ］である。即ち、質量体２２の作動レバー１８の位置での慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］は、
Ｍｔ＝Ｍｒ＋Ｍｇ＋Ｍｈ
である。

ここで、もし懸架手段７が破断してかご８が加速度ｇ［ｍ／ｓ²］で加速した場合、かご８は作動レバー１８において質量体２２から
Ｆｐ＝Ｍｔ×ｇ ・・・（１）
の大きさの慣性力Ｆｐ［Ｎ］を上向きに受ける。そして、この慣性力Ｆｐ［Ｎ］が、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］を超える場合、
Ｆｓ＜Ｍｔ×ｇ ・・・（２）
非常止め装置１７が作動する。

よって、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］、及び質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］を調整することにより、懸架手段７が破断してかご８が落下した場合に、調速機１９が第２過速度Ｖｔｒを検出しなくても、非常止め装置１７を作動させることが可能となる。

図４は図１のエレベータ装置におけるかご位置と異常検出速度との関係を示すグラフである。実線Ｖｎは、最高速度を定格速度Ｖｏとして、上部終端階から下部終端階まで通常走行したときのかご８の速度パターンである。

懸架手段７の破断により、かご８が自由落下し、かご８の加速度が設定値を超えると、上記の慣性力ＦｐがＦｓを超え、異常加速度検出機構により非常止め装置１７が作動される。この異常加速度検出機構で検出される異常加速度を異常検出速度に置き換えると、図４の過速度Ｖｉとなり、所定の間隔をおいて速度パターンＶｎにほぼ沿ったパターンとなる。

かご８の速度がゼロの状態から懸架手段７が破断した場合、質量体２２の慣性力により、かご８の速度がＶｉｏに達して非常止め装置１７が作動する。このＶｉｏが背景技術で説明した「ｇ×Ｔｓ」よりも小さくなるように、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ、質量体２２の慣性質量Ｍｔが調整されている。

従って、異常時にかご８がかご緩衝器１２に衝突する速度は、懸架手段７がかご８に繋がっている場合は終端過速度Ｖｔｓ、懸架手段７が破断した場合は最大でもＶｔｓ＋Ｖｉｏとなり、背景技術で説明したかご緩衝器１２への衝突速度Ｖｔｓ＋ｇ×Ｔｓよりも低くすることができる。

このように、異常加速度の検出によりかご８を非常制動する速度を、調速機１９で検出される異常速度よりも小さくすることができるため、かご緩衝器１２の緩衝ストロークを短縮することができ、かご緩衝器１２のコストを低減することができる。また、かご緩衝器１２を設置する昇降路１の底部の寸法を短縮できる。即ち、調速機１９の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路１の省スペース化を図ることができる。

また、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］、及び質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］をさらに調整することにより、Ｖｉｏを任意の大きさに設定することが可能となる。

ここで、質量体２２の慣性質量Ｍｔを適当な大きさに調整する方法について説明する。図５は図１の張り車２１を示す正面図、図６は図５の張り車２１の断面図である。このような張り車２１に代えて、例えば、図７及び図８に示すような厚みを増した張り車２４を用いることにより、慣性質量Ｍｔを調整することができる。

また、例えば、図９及び図１０に示すように、張り車２１と同軸に回転するフライホイール２５を追加することによっても、慣性質量Ｍｔを調整することができる。

さらに、実施の形態１では、従来通り、調速機１９で第１過速度を検出するとかご８を止め、この調速機１９や調速機ロープ２０を質量体２２として利用して、かご８の落下時には非常止め装置１７を作動させることができる。このため、別の質量体を必要とせず、システム構成を簡素化できる。

実施の形態２．
次に、図１１はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置のかご８を示す構成図である。この実施の形態２では、作動レバー１８の先端に、質量Ｍｍ［ｋｇ］のおもり（質量体）２６が取り付けられている。実施の形態２の異常加速度検出機構は、捻りばね２３及びおもり２６を有している。

作動レバー１８の揺動中心から調速機ロープ２０取付位置までの長さをＬｒ［ｍ］、おもり２６の重心までの長さをＬｍ［ｍ］とする。また、調速機１９、調速機ロープ２０及び張り車２１の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］は、おもり２６の質量Ｍｍ［ｋｇ］に比べて非常に小さいものとする。他の構成は、実施の形態１と同様である。

ここで、もし懸架手段７が破断してかご８が加速度ｇ［ｍ／ｓ²］で加速した場合、かご８は作動レバー１８の調速機ロープ２０取付位置においておもり２６から
Ｆｑ＝Ｍｍ×（Ｌｍ／Ｌｒ）×ｇ ・・・（３）
の大きさの慣性力Ｆｑ［Ｎ］を上向きに受ける。

そして、この慣性力Ｆｑ［Ｎ］が、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］を超える場合、
Ｆｓ＜Ｍｍ×（Ｌｍ／Ｌｒ）×ｇ ・・・（４）
図１２に示すように作動レバー１８が反時計方向に揺動され、非常止め装置１７が作動される。

よって、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］、おもり２６の質量Ｍｍ［ｋｇ］、おもり２６の取付位置Ｌｍ［ｍ］などを調整することにより、懸架手段７が破断してかご８が自由落下した場合に、調速機１９が第２過速度Ｖｔｒを検出しなくても、非常止め装置１７を作動させることが可能となる。従って、調速機１９の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路１の省スペース化を図ることができる。

なお、実施の形態２では、調速機ロープ２０が取り付けられている作動レバー１８におもり２６を取り付けた場合を示したが、調速機ロープ２０が取り付けられていなくても同様に動作する。
また、実施の形態２では、慣性質量Ｍｔを質量Ｍｍに比べて非常に小さいものとしたが、慣性質量Ｍｔをある程度大きくして、実施の形態１の質量体２２と実施の形態２のおもり２６とを組み合わせて異常加速度の設定値を調整してもよい。
さらに、実施の形態２の構成において、捻りばね２３を省略してもよい。

実施の形態３．
次に、図１３はこの発明の実施の形態３によるエレベータ装置のかご８を示す構成図、図１４は図１３の作動レバー１８が揺動された状態を示す構成図である。図において、かご８上には、ガイド体２７が設けられている。ガイド体２７内には、ガイド体２７の内壁に沿って上下動可能なおもり（質量体）２８が挿入されている。

おもり２８は、連結棒（連結体）２９を介して作動レバー１８に連結されている。調速機１９、調速機ロープ２０及び張り車２１の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］は、おもり２６の質量Ｍｍ［ｋｇ］に比べて非常に小さいものとする。実施の形態３の異常加速度検出機構は、捻りばね２３及びおもり２８を有している。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ装置では、懸架手段７の破断によりかご８が自由落下した場合、図１４に示すように、おもり２８が連結棒２９を介して作動レバー１８に上向きの慣性力を与え、これにより非常止め装置１７が作動される。

よって、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］、おもり２８の質量Ｍｍ［ｋｇ］などを調整することにより、懸架手段７が破断してかご８が落下した場合に、調速機１９が第２過速度Ｖｔｒを検出しなくても、非常止め装置１７を作動させることが可能となる。従って、調速機１９の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路１の省スペース化を図ることができる。

なお、実施の形態３では、調速機ロープ２０が取り付けられている作動レバー１８におもり２６を取り付けた場合を示したが、調速機ロープ２０が取り付けられていなくても同様に動作する。
また、実施の形態３では、慣性質量Ｍｔを質量Ｍｍに比べて非常に小さいものとしたが、慣性質量Ｍｔをある程度大きくして、実施の形態１の質量体２２と実施の形態３のおもり２８とを組み合わせて異常加速度の設定値を調整してもよい。
さらに、実施の形態３のおもり２８と実施の形態２のおもり２６とを組み合わせて用いることも可能である。
さらにまた、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓを調整するため、実施の形態２と同様に、捻りばね２３を設けたり省略したりすることもできる。

実施の形態４．
次に、図１５はこの発明の実施の形態４によるエレベータ装置のかご８を示す構成図、図１６は図１５の作動レバー１８が揺動された状態を示す構成図である。図において、非常止め装置１７の枠体には、作動レバー１８を操作するアクチュエータ３１と、かご８の加速度に応じてアクチュエータ３１を制御する加速度検出部３２とが取り付けられている。加速度検出部３２は、信号線３３を介してアクチュエータ３１に接続されている。

加速度検出部３２には、加速度センサが設けられており、かご８の加速度が予め設定された設定値を超えると、アクチュエータ３１に動作指令信号を出力する。アクチュエータ３１は、動作指令信号を受けると、作動レバー１８を揺動させ、非常止め装置１７を作動させる。実施の形態４の異常加速度検出機構は、アクチュエータ３１、加速度検出部３２及び信号線３３を有している。エレベータ装置全体の構成は、実施の形態１と同様である。

加速度検出部３２における加速度の設定値は、懸架手段７の破断による落下時のかご８の加速度ｇ［９．８ｍ／ｓ²］以下とする。これにより、万一懸架手段７が破断してかご８が重力加速度で加速した場合、図１６に示すようにアクチュエータ３１を動かし、非常止め装置１７を作動させることができる。

また、加速度検出部３２における加速度の設定値は、制御装置５の異常等によるかご８の急加速も検出できるように、通常運転時の加速度よりも高い値に設定されるとともに、かご８の上昇中に停電などで急停止（所謂Ｅ−Ｓｔｏｐ）する際の減速度よりも高い値に設定される。なお、このような異常検出加速度の設定条件は、実施の形態１〜３についても言えることである。

このようなエレベータ装置によっても、懸架手段７が破断してかご８が自由落下した場合に、調速機１９が第２過速度Ｖｔｒを検出しなくても、非常止め装置１７を作動させることが可能となる。従って、調速機１９の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路１の省スペース化を図ることができる。

なお、実施の形態４では、加速度検出部３２を非常止め装置１７の枠体に取り付けたが、かご８、又はかご８に固定された他の機器等に取り付けてもよい。
また、実施の形態１、２では、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓを調整するために捻りばね２３を用いたが、適当な力Ｆｓを得ることができれば、必ずしもばね等を追加しなくてもよく、また、追加する場合、捻りばねに限定されるものではない。
さらに、実施の形態１〜４では、異常加速度検出機構により動作される制動装置を非常止め装置１７としたが、これに限定されるものではない。
さらにまた、図１では１：１ローピングのエレベータ装置を示したが、ローピング方式はこれに限定されるものではなく、例えば２：１ローピングのエレベータ装置にもこの発明は適用できる。
また、この発明は、機械室２を持たない機械室レスエレベータや、種々のタイプのエレベータ装置に適用できる。

Claims (5)

1. かご、
   前記かごを吊り下げる懸架手段、
   前記懸架手段を介して前記かごを昇降させる駆動装置、
   前記かごを制動する制動装置、及び
   予め設定された設定値を超える加速度が前記かごに発生した場合に、前記制動装置を動作させて前記かごを停止させる異常加速度検出機構
   を備え、
   前記異常加速度検出機構は、前記かごの動きに関連して動作する質量体を有しており、前記かごに前記設定値を超える加速度が発生した場合に、前記質量体に発生する力を利用して前記制動装置を動作させ、
   前記質量体は、昇降路内に環状に敷設されたロープと、前記ロープが巻き掛けられた綱車とを有しており、
   前記質量体の慣性力が前記制動装置を作動させるために必要な力を超えると前記制動装置が作動するエレベータ装置。
2. 前記かごの過速度を検出する調速機をさらに備え、
   前記ロープが巻き掛けられた綱車は、前記調速機に設けられた調速機シーブであり、
   前記ロープは、調速機ロープである請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記制動装置は、前記かごに設置された非常止め装置である請求項１記載のエレベータ装置。
4. 前記かごの過速度を検出する調速機をさらに備え、
   前記設定値は、前記異常加速度検出機構により前記制動装置を動作させるときの前記かごの速度が、前記調速機に設定された過速度よりも低くなるように設定されている請求項１記載のエレベータ装置。
5. 前記かごの昇降路底部への衝突を緩衝する緩衝器をさらに備え、
   前記緩衝器の緩衝性能は、前記異常加速度検出機構により前記制動装置を動作させるときの前記かごの速度に応じて設定されている請求項４記載のエレベータ装置。

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