JP5735504B2 - エレベータの調速機 - Google Patents

Description

本発明は主にエレベータに関し、特にエレベータの速度を調整あるいは制限する安全装置に関する。

エレベータは、高いビルで乗客や貨物を昇降する不可欠な装置である。エレベータを安全に運転するために、いくつかの安全装置が使用されており、長年にわたって改良されてきた。このような装置の一つは、調速機と呼ばれるものである。調速機は、エレベータかごが所定の安全速度を超過した場合に、かごを減速させて最終的に停止させるように動作する。これは、以下で詳細に説明するように、ウェッジ式または他の種類の機械式ブレーキとの連動によって達成される。

周知の種類の調速機には、振子式調速機と呼ばれるものがある。振子式調速機では、エレベータが運転される昇降路の頂部に設けられた水平シャフトにシーブが取り付けられる。ケーブル、ロープまたはベルトなどが、シーブからエレベータかご自体に動作可能に接続される。シーブに加えて、シャフトはギアボックスに連結され、ギアボックスは垂直方向のシャフトにも連結される。第１および第２の振子が、リンク機構によって垂直シャフトに連結される。エレベータかごの速度が増加すると、両方のシャフトの回転速度も増加する。振子は非伸張位置にばね付勢されるが、エレベータかごが所定の速度を超過すると、振子がばねの付勢力に打ち勝って外側に回転して調速機を動作させる。これは、まずシーブとロープを固定して動かないようにすることにより達成される。ロープが停止し、エレベータかごが動き続けると、ロープが安全装置を引き上げ、これにより、ウェッジ式の摩擦ローラや固いプレートなどがエレベータかごの走行ガイドに非常に強く押し付けられる。振子式調速機は、有効であるが、垂直シャフトおよびギアボックスを要するために必要な空間が大きい。

他の種類の調速機は、フライウェイト式調速機と呼ばれるものである。フライウェイト式調速機では、複数のフライウェイトがシーブのシャフトを中心に偏心的に取り付けられ、かつばね付勢のリンク機構によって連結される。シーブとフライウェイトの回転に従って、遠心力によってフライウェイトが径方向外向きに回転する。ばねの寸法は、シーブが所定の安全速度を超過して回転したときにばねの付勢力よりも大きな遠心力が発生してばねの付勢力に打ち勝つように設けられている。このような状態になると、調速機は振子式調速機と同様の方法でエレベータかごを減速させて最終的に停止させるように動作する。フライウェイト式調速機は、振子式調速機よりも小型であるが、フライウェイト式調速機では、誤作動およびこれに伴うエレベータの不必要な停止が発生しやすい。より詳細には、フライウェイトの重心がシーブの重心と一致していないため、フライウェイト式調速機は、かごの最高速度が所定の安全速度を超過していない場合でもかごの高い加減速度による誤作動の影響を非常に受けやすい。

よって、振子式調速機に比べて必要な空間が小さく、かつフライウェイト式調速機に比べて誤作動が少ないエレベータの調速機が求められている。

本発明の一形態では、エレベータの調速機が開示されている。エレベータの調速機は、シャフトに回転可能に取り付けられ、かつエレベータかごに動作可能に接続されたシーブと、シャフトに伸縮自在に取り付けられたフライウェイトと、を有しており、シーブとフライウェイトは共に重心を有し、シーブの重心はフライウェイトの重心と常に一致し、付勢要素が径方向内向きの力をフライウェイトに加えており、少なくとも１つのセンサがフライウェイトの近傍に取り付けられている。

本発明の他の形態では、他のエレベータの調速機が開示されており、このエレベータの調速機は、エレベータかごに近接して回転可能に取り付けられ、かつエレベータかごに動作可能に接続されたシーブと、シーブから延在するシャフトと、シャフトに取り付けられた基部と、シャフトに取り付けられたスライダと、シャフトに取り付けられたばねと、リンク機構によってスライダと基部に連結されたフライウェイトと、各々のフライウェイトに連結されたフライウェイトプレートと、フライウェイトプレートの近傍に取り付けられた少なくとも１つのセンサと、を有する。

本発明の上述および他の形態や特徴部は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによってさらに明らかになる。

本発明は種々の改良や代替的な構成が可能であるが、特定の例示的な実施例を図面に示すとともに以下に詳細に説明した。しかし、開示した特定の形態に限定することを意図したものではなく、本発明の趣旨および範囲に含まれる全ての改良、代替的な構成および同等物を含むことを意図している。

本発明の教示に従って構成されたエレベータ装置の概略説明図である。 本発明に従って構成された調速機の非作動位置における概略側面図である。 図２の調速機の概略正面図である。 図２の調速機の作動位置における概略説明図である。 図４の調速機の正面図である。 本発明の教示に従って構成された代替的なフライウェイトプレートの拡大断面図である。 本発明の教示に従って構成された調速機の第２の実施例の概略説明図である。 本発明の教示に従って構成された調速機の第３の実施例の概略説明図である。 本発明の教示に従って構成された調速機の第４の実施例の概略説明図である。 図９の調速機の正面図である。

図面を参照すると、図１にはエレベータ装置全体が参照符号２０として示されている。図１に示されているように、エレベータ装置２０は、ビル２６の昇降路２４内でエレベータかご２２を昇降させるように設けられている。このような昇降のために、エレベータかごは、レール２８上で案内され、典型的に昇降路２４の頂部に配置されたモータ３２にケーブル３６を介して接続される。エレベータかご２２の滑らかで安全な移動を提供するために、かご２２はさらにケーブル３６によって釣合いおもり３４に連結される。エレベータかご２２を駆動する原動力は、駆動シャフト４０を介して駆動綱車３８に連結されたモータ３２によって提供される。電子制御装置４２をモータに接続して、ビル２４の各階床に設けられたオペレータインターフェース（ＯＩ）モジュール４４、かご２２に設けられたオペレータインターフェイス（ＯＩ）４６およびここで説明する種々のセンサからの入力に基づいてエレベータ装置２０の運転を制御することができる。図１の構成要素は単に例示的で、本明細書の背景を説明するためのものであり、エレベータ装置２０の運転にはあらゆる異なる構成を使用することができる。

エレベータかご２２が特定の速度を確実に超過しないようにする安全機構を提供するために、調速機４８を設けることができる。調速機４８は、従来は昇降路２４の頂部に取り付けられるが、以下に詳細に説明するように、本発明の独自の教示および比較的小さい寸法によって、本発明の調速機４８は他の位置にも取付可能である。

調速機４８は、水平シャフト５２に取り付けられたプーリまたはシーブ５０を含みうる。シーブ５０はさらに、底部プーリ５５に架け渡されたケーブル、ベルトまたはロープ５４によってエレベータかご２２に連結される。従って、かご２２が移動するに従って、ケーブル５４も移動し、シャフト５２およびシーブ５０も移動すなわち回転する。シーブ５０が所定の速度を超えて回転すると、調速機４８はシーブ５０の回転を止めるように動作する。これにより、ウェッジ式の摩擦シューまたはプレートなどの安全装置５６が動作し、かご２２をレール２８に摺動可能に取り付けるエレベータ走行ガイド５８に非常に強く押し付けられる。

図２を参照すると、本発明の教示に従って構成された調速機４８の第１の実施例がさらに詳細に示されている。図２，図３では、調速機４８は非作動位置、すなわち運転位置で示されている。図示のように、調速機４８は上述のシーブ５０を含み、水平シャフト５２がシーブ５０から延在している。シャフト５２には、以下に詳細に説明するように、基部６０、ばね６２およびスライダ６４を取り付けることができる。基部６０は、シャフト５２とともに回転し、かつシャフト５２上で横方向に移動しないようにシャフト５２に固定される。反対に、スライダ６４は、シャフト５２上で回転し、かつリンク機構６６によってシャフト５２に沿って横方向に自由に摺動可能となっている。ストッパ６８などの固定物をシャフト５２の末端部７０に設けて、スライダ６４の移動範囲を定めることもできる。

基部６０およびスライダ６４からは、複数のリンク機構６６がちょうつがい式に延在する。リンク機構６６はさらに、１つまたはそれ以上のフライウェイト７２に連結されている。これらのフライウェイト７２は、シーブ５０の回転によってシャフト５２と基部６０とがフライウェイト７２を遠心力によって径方向外向きに移動させるように有効な質量を有する。フライウェイト７２とスライダ６４との間にリンク機構が設けられていることで、フライウェイト７２の径方向外向きの移動は、スライダ６４を基部６０に向かって移動させてばね６２を圧縮する。ばね６２は、シーブ５０が所定の速度で回転するまでこのような移動を阻止するのに充分な付勢力を有するように製造される。

調速機４８の動作および信頼性を高めるために、少なくとも１つのフライウェイトプレート７４が各々のフライウェイト７２に固定される。図３に最もよく示されているように、フライウェイトプレート７４は、それぞれ半円形のバンドの形態を有しうる。図２，図３の実施例では、第１および第２のフライウェイト７２が設けられており、第１および第２のフライウェイトプレート７４が設けられている。非作動位置では、フライウェイトプレート７４は、実質的に完全な円すなわち３６０°の円周を構成するように配置される。図４，図５の作動位置でも、フライウェイトプレートは径方向に小さい距離Δだけ離れるように移動し、調速機４８のセンサと接触しない回転窓が実質的に生じるのを防止する。図６に示す別の実施例では、各々のフライウェイトプレート７４は、径方向に離れるように移動した場合でも、組み合わさって完全な円を構成し続けるように段付端部７５を備えており、調速機の作動が遅れる箇所となる窓が円弧に沿って生じないようになっている。

再び図４，図５を参照すると、フライウェイト７２にかかる遠心力がばね６２の付勢力に打ち勝つように調速機４８の速度が増すに従って、スライダ６４は基部６０に向かって横方向内向きに移動してばね６２を圧縮する。これによって、フライウェイト７２は径方向外向きに移動し、フライウェイト７２に固定されているためフライウェイトプレート７４も径方向外向きに移動する。しかし、基部６０が固定されており、スライダ６４が基部６０に向かって径方向内向きに移動するため、フライウェイト７２とフライウェイトプレート７４は、径方向外向きに移動するだけでなく、基部６０に向かって横方向内向きにも移動する。

調速機４８が所定の速度に達すると、発生する遠心力が充分に高くなり、フライウェイト７２とフライウェイトプレート７４が過速度センサまたはスイッチ７６と接触するのに充分な程度に横方向内向きに移動する。過速度センサ７６が作動すると、制御装置４２が安全な方法でエレベータかご２２を減速させるように動作する。安全の第２の段階として、機械式作動スイッチ７８をシーブ５０の近傍に設けることもできる。図２，図４に最もよく示されているように、過速度センサ７６をシーブ５０の上方に取り付け、機械式スイッチ７８をシーブ５０の下方に取り付けることができる。しかし、他の実施例では、異なる方法でセンサを取り付けてもよい。さらに、図２〜図５では、過速度センサスイッチ７６は、最初に作動するように、機械式スイッチ７８よりもフライウェイトプレート７４に横方向により近接するように取り付けられている。他の実施例では、センサを異なる方法で取り付けることができ、または所望の順序で作動するようにセンサ自体が異なる寸法の作動アームを有する。さらに、フライウェイトプレート７４の一部に粗面７９を設け、調速機２０の感度を高めて調速機２０の作動を確実にすることができる。図６に示すこのような粗面７９は、過速度センサ７６および機械式作動スイッチ７８に隣接する面８０に機械加工された溝、リッジ、歯などの形態で設けることができる。

シャフト５２に基部６０、ばね６２およびスライダ６４を取り付けるとともに、フライウェイト７２およびフライウェイトプレート７４を基部６０とスライダ６４に連結することで、垂直シャフトとこれら２つを連結するギアボックスの必要性がなくなる。また、この構成により、従来の振子式調速機に比べて本発明で必要な空間が格段に減少する。フライウェイト７２およびフライウェイトプレート７４を対称のリンク機構６６によってシャフト５２の周囲に一様に取り付けられることに加えて、シーブ５２の重心とフライウェイト７２の重心が常に正確に一致する。これにより、従来のフライウェイト式調速機に比べてエレベータの加減速による誤作動の回数が格段に減少する。

次に、図７を参照すると、本発明の第２の実施例が示されている。第２の実施例の多くの特徴部は、図２〜図５の第１の実施例と完全に同じである。しかし、第２の実施例では、基部６０、ばね６２およびスライダ６４の配置が変更されている。より詳細には、ばね６２がシーブ５０に直接近接するように設けられ、スライダ６４がばね６２の近傍に位置し、基部６０がシャフト５２の末端部７０に隣接して取り付けられている。さらに、この実施例のばね６２は、シーブ５０とスライダ６４の両方に固定された引張ばねとすることができる。換言すると、ばね６２の付勢力が、スライダ６４をシーブ５０に向かって引っ張る。充分に高い遠心力が発生してフライウェイト７２が径方向外向きに移動する場合にのみ、スライダ６４が引張ばね６２の付勢力に打ち勝ってシーブ５０から径方向に離れるように移動する。さらに、第２の実施例では、それぞれの部品の配置が変更されるので、過速度センサ７６および／または機械式スイッチ７８の位置も変更される。

続いて、図８を参照すると、本発明の第３の実施例が示されている。ここでは、基部６０、ばね６２およびスライダ６４の配置が第１の実施例と完全に同じであるが、より多くの数のフライウェイト７２が設けられている。調速機４８の周囲により多くのフライウェイト７２を配置することにより、装置の回転時により大きな遠心力が発生し、調速機自体の感度が高まる。図８では、４つのフライウェイト７２が示されているが、本発明の全ての実施例において、１〜無限大の範囲のあらゆる数のフライウェイト７２が含まれうる。

続いて、図９を参照すると、本発明の第４の実施例が示されている。ここで示すように、シャフト５２上の基部６０、ばね６２およびスライダ６４の配置は、リンク機構６６およびフライウェイト７２の配置とともに第１の実施例と同一である。しかし、フライウェイトプレート７４をフライウェイト７２に対して横方向に取り付ける代わりに、フライウェイトプレート７４をフライウェイト７２の径方向外側に取り付けている。図１０に最もよく示されているように、これは追加のブラケット８２などによって実現可能である。従って、より少ない数のフライウェイトプレート７４を使用することができる。図９，図１０は、このような実施例では、第４の実施例におけるフライウェイトプレート７４の僅かに異なる移動範囲に対応するように、過速度センサ７６および機械式スイッチ７８をフライウェイトプレート７４の径方向外側に直接取り付けることができることも示している。加えて、上述の実施例と同様に、フライウェイトプレート７４に粗面８０を設けることができる。しかし、第４の実施例では、粗面はフライウェイトプレート７４の径方向外側端部に設けられる。

上述の記載によれば、本発明は、従来の振子式調速機に比べて必要な寸法が減少し、かつフライウェイト式調速機に関連する不可避で予測不能な加減速度による誤動作を減少させるエレベータの調速機を開示していることが分かる。これは、１つには、重心が調速機のシーブの重心と常に一致するように本発明のフライウェイトを取り付けることによって得られる。

Claims (17)

1. シャフトに回転可能に取り付けられ、かつエレベータかごに動作可能に接続されたシーブと、
   前記シャフトに伸縮自在に取り付けられたフライウェイトと、
   前記シャフトに向かう径方向内向きの力を前記フライウェイトに加える付勢要素と、
   前記フライウェイトの近傍に取り付けられたセンサと、
   前記フライウェイトに連結されたフライウェイトプレートと、を有し、
   前記センサは、前記フライウェイトプレートが径方向外向きかつ横方向内向きに移動したときに該フライウェイトプレートと接触するように取り付けられていることを特徴とするエレベータの調速機。
2. 少なくとも２つのフライウェイトを有し、これらのフライウェイトにそれぞれ連結された前記フライウェイトプレートは半円形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。
3. 前記の２つの半円形のフライウェイトプレートは、端部が重なる円を成すことを特徴とする請求項２記載のエレベータの調速機。
4. 各々の半円形のフライウェイトプレートは、粗面を有することを特徴とする請求項２記載のエレベータの調速機。
5. 前記シャフトは、水平に取り付けられてい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。
6. 前記フライウェイトの近傍に取り付けられた第２のセンサをさらに有す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。
7. 前記シャフトに取り付けられた基部とスライダとをさらに有す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。
8. 前記付勢要素は、前記基部と前記スライダとを互いから離れるように付勢することを特徴とする請求項７記載のエレベータの調速機。
9. エレベータかごの近傍に回転可能に取り付けられ、かつ該エレベータかごに動作可能に接続されたシーブと、
   前記シーブから延在するシャフトと、
   前記シャフトに取り付けられた基部と、
   前記シャフトに取り付けられたスライダと、
   リンク機構によって前記スライダと前記基部に連結されたフライウェイトと、
   前記シャフトに向かう径方向内向きの力を前記フライウェイトに加えるように前記シャフトに取り付けられたばねと、
   前記フライウェイトに連結されたフライウェイトプレートと、
   前記フライウェイトプレートの近傍に取り付けられたセンサと、を有し、
   前記センサは、前記フライウェイトプレートが径方向外向きかつ横方向内向きに移動したときに該フライウェイトプレートと接触するように取り付けられていることを特徴とするエレベータの調速機。
10. 少なくとも２つのフライウェイトを有することを特徴とする請求項９記載のエレベータの調速機。
11. 前記フライウェイトプレートは、半円形であることを特徴とする請求項１０記載のエレベータの調速機。
12. 半円形の第１および第２のフライウェイトプレートを有することを特徴とする請求項１１記載のエレベータの調速機。
13. 第１および第２のフライウェイトプレートは、完全な円を成すように重なる端部を有することを特徴とする請求項１２記載のエレベータの調速機。
14. 前記フライウェイトプレートの近傍に取り付けられた第１および第２のセンサを有することを特徴とする請求項９記載のエレベータの調速機。
15. 前記ばねは、前記基部と前記スライダとの間に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載のエレベータの調速機。
16. 前記ばねは、前記スライダと前記シーブとの間に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載のエレベータの調速機。
17. 前記フライウェイトプレートは、前記センサと接触するように設けられた粗面を有することを特徴とする請求項９記載のエレベータの調速機。

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