JP5845317B2 - エレベータの調速機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、エレベータのかごの走行速度の超過を検出して調速動作を行う調速機に関する。

エレベータには、かごが過速状態に陥ったときにかごを非常停止させる調速機が設置されている。調速機は、かごの速度と同速で移動する調速機ロープと、調速機ロープが巻き掛けられた綱車と、綱車の回転速度に依存して変化する遠心力により変位するウェイトとを有する。かごが過速状態となると、ウェイトに機構的に結合された作動子が停止用スイッチを動作させ、巻上機の電源が遮断される。電源遮断後もさらにかごの速度が上昇する場合（かごが下降しているとき）には、フライウェイトに結合された別の作動子がロープ掴み機構を動作させ、これにより非常止め装置が動作する。

近年では、例えば超高速エレベータ等において、かご上昇時の定格速度を、かご下降時の定格速度の定格速度よりも高めたものがある。この場合、停止用スイッチを動作させる速度閾値である過速度も、かご上昇時とかご下降時とで異なる値に設定される。このように異なる上昇時過速度と下降時過速度に対応するため、調速機に２つの検出機構体（第１検出機構体及び第２検出機構体）を設け、これらを適宜組み合わせるか、あるいはこれらを選択的に動作させることが行われている。

このような２つの検出機構を有する調速機の構造は複雑になりがちであり、より簡潔な構成、あるいはより廉価に構築できる構成が望まれている。

特開２００９−１５４９８４号公報 特許第４３０６０１４号公報

本発明の実施形態は、かごの上昇時の過速度の検出と、かごの下降時の過速度の検出とが別々の検出機構体で行われる調速機において、より簡潔な構成または動作を可能とすることを目的としている。

本発明の一実施形態の調速機は、エレベータのかごと運動する調速機ロープが巻き掛けられ、この調速機ロープの移動により回転する綱車と、第１過速度を検出したときに調速を行う第１検出機構体と、第２過速度を検出したときに調速を行う第２検出機構体と、前記綱車が正転するときに前記綱車の回転が第１検出機構体に伝達され、前記綱車が逆転するときに前記綱車の回転を第２検出機構体に伝達されるように、前記綱車と前記第１及び第２検出機構体との間の動力伝達の切換えを行う伝達機構とを備えたことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るエレベータ用の調速機を適用しうるエレベータ装置を模式的に示した全体図である。 本発明の一実施形態に係る調速機の全体を示す斜視図である。 図２に示した調速機の側面図である。 図２に示した調速機の第１検出機構の側面図である。 図２に示した調速機の第２検出機構の側面図である。 ワンウエイクラッチのラチェット機構の構成を概略的に示す図である。

以下に本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。

まず、本発明の一実施形態に係るエレベータ用の調速機を適用しうるエレベータ装置の全体構成の一例（これに限定されるものではない）について図１を参照して説明する。

図１において、符号１はエレベータの昇降路、符号２は昇降路１上部に設けられた機械室である。機械室２には、駆動シーブ３ａを有する巻上機３と、そらせ車４が設けられている。巻上機３及びそらせ車４には、巻上ロープ（主索）５が巻回されている。巻上ロープ５の一端には、エレベータのかご６が吊られており、巻上ロープ５の他端には、釣り合い錘７が吊られている。かご６及び釣り合い錘７は、巻上機３を駆動することにより、昇降路１内を互いに反対方向に昇降する。

昇降路１のピット底部には、非常時に落下するかご６及び釣り合い錘７との衝突による衝撃をそれぞれ緩和するかご用緩衝器８及び釣り合い錘用緩衝器９が設けられている。

機械室２内には、巻上機３の動作を制御する制御装置１０が設けられている本実施形態では、制御装置１０の制御により、かご６は、上昇時と下降時とで異なる速度で運転される。

かご６には、非常止め装置１１が設けられている。非常止め装置１１には、かご６に取り付けられたセフティリンクなどと呼ばれるリンク機構（詳細は図示せず）の一部をなすアーム１２を介して無端の調速機ロープ１３が接続されている。調速機ロープ１３は、昇降路１の底部に設けられた張り車１４と、機械室２内の調速機１００に設けられた綱車１０１とに巻き掛けられている。

調速機ロープ１３は、上述した図示しないリンク機構（アーム１２を有する）を介してかご６に連結されているため、通常運転時には、調速機ロープ１３は、かご６の昇降に追従して張り車１４及び綱車１０１間を循環して移動する。従って、かご６の速度に対応して、綱車１０１の回転速度が変化する。調速機１００は、綱車１０１の回転速度に応じて遠心力により変位するフライウェイト（詳細後述）の変位に基づいてかご６の速度が所定速度を超過したことを検出し、かご６の調速を行う。

調速機１００は、かご６の上昇時における所定速度（例えば定格速度の１．３倍程度）を第１上昇過速度ＶＵ１として検出し、かご６の下降時における所定速度を第１下降過速度ＶＤ１として検出する。これらの過速度ＶＵ１及びＶＤ１が件出されると、巻上機３の駆動停止が行われる。

調速機１００は、巻上機３の駆動が停止されてもかご６が停止しない場合、調速機１００が、第１下降過速度ＶＤ１よりも速い第２下降過速度ＶＤ２を検出する。第２下降過速度ＶＤ２が検出されると、調速機１００は、ロープ掴み機構体１０２により調速機ロープ１３を掴み制動する。これにより、調速機ロープ１３がかご６に対して引き上げられ、アーム１２を含む図示しないリンク機構を介して非常止め装置１１が動作する。非常止め装置１１は、図示しないブレーキシューにより図示しないガイドレールを掴み、かご６の下降を停止させる。

次に、図２〜図６を参照して調速機１００の構成をより詳細に説明する。前述したように、調速機１００の綱車１０１には調速機ロープ１３（図２〜図６では図示されていない）が巻き掛けられているので、綱車１０１はかご６の移動速度に対応する回転速度で軸１０３を中心として回転する。かご６が昇降路１内を下降する場合には綱車１０１は正転し、かご６が昇降路１内を上昇する場合には綱車１０１は逆転する。

図２及び図３に示すように、綱車１０１の一側には第１上昇過速度ＶＵ１を検出するための第１検出機構体１１０が設けられ、綱車１０１の他側には第１及び第２下降過速度ＶＤ１、ＶＤ２を検出するための第２検出機構体１２０が設けられている。

第１検出機構体１１０は、フライウェイト式のものである。図２〜図４に示すように、第１検出機構体１１０は、水平方向に延びる回転軸線を中心として回転する回転円板１１１と、一対のフライウェイト１１２を有している。綱車１０１の回転軸線（すなわち軸１０３）と回転円板１１１の回転軸線は同軸である。フライウェイト１１２は、軸１１６を介して、水平方向に延びる揺動軸線を中心として揺動可能に回転円板１１１に取り付けられている。一対のフライウェイト１１２同士は、連結ロッド１１３により相互に連結されており、両フライウェイト１１２の変位量（揺動角度）が互いに同じに維持される。

図４に示すように、フライウェイト１１２は、調速動作が行われる過速度の値を調整するための付勢機構１１４により、これらフライウェイト１１２が遠心力を受けたときに変位する方向と逆の方向に常時勢されている。付勢機構１１４は、回転円板１１１に固定された止め板１１４ａと、止め板１１４ａに連結されたねじ付きのロッド１１４ｂと、ロッド１１４ｂに装着された平衡ばね１１４ｃと、付勢力調整ナット１１４ｄとから構成されている。各フライウェイト１１２の端部には作動子１１５が設けられている。

第２検出機構体１２０は、第１検出機構体１１０と実質的に同じ構成を有する。すなわち、図２、図３及び図５に示すように、第２検出機構体１２０は、回転円板１２１と、一対のフライウェイト１２２と、連結ロッド１２３と、付勢機構１２４と、軸１２６を有している。付勢機構１２４は、止め板１２４ａと、ねじ付きのロッド１２４ｂと、平衡ばね１２４ｃと、付勢力調整ナット１２４ｄとを有する。各フライウェイト１２２の端部には作動子１２５が設けられている。

図２に示すように、調速機１００は、停止用スイッチ１０４を有している。停止用スイッチ１０４は、スイッチ本体１０４ａと、スイッチ本体１０４ａを動作させる作動部材１０４ｂとを有している。作動部材１０４ｂは、図２のみにおいて、綱車１０１の背後を水平方向に延びる棒状の部材として示されている。作動部材１０４ｂは、第１検出機構体１１０の作動子１１５及び第２検出機構体１２０の作動子１２５のいずれによっても動かすことができる。作動子１１５または作動子１２５と作動部材１０４ｂが接触して作動部材１０４ｂが動かされると、停止用スイッチ１０４が動作し、巻上機３への通電が停止される。

調速機１００は、図２及び図３に示すように、ロープ掴み機構体１０２を有している。ロープ掴み機構体１０２の構成及び作用は当該技術分野において良く知られているため、添付図面にはあまり詳細に示していないが、以下に簡単に説明しておく。ロープ掴み機構体１０２は、機構体本体１０２ａと、作動部材１０２ｂとを有している。作動部材１０２ｂは、通常は、保持部材に引っ掛けられた状態で保持されているが、第２の下降過速度ＶＤ２に対応して第２検出機構体１２０のフライウェイト１２２が大きく変位したときに、保持部材による保持が解除されるようになっている。保持が解除されると、機構体本体１０２ａは、図２において矢印Ｓで示す方向に揺動し、水平方向に倒れる。すると、機構体本体１０２ａのロープ掴み部１０２ｃが、これと対面する不動のロープ掴み部（図示せず）に対面し、かつ、ばね１０２ｄの弾性力により、ロープ掴み部１０２ｃが、図２には図示されていない調速機ロープ１３を図示しない不動のロープ掴み部に押し付ける。これにより、調速機ロープ１３が制動される。作動部材１０２ｂは、フライウェイト１２２あるいはフライウェイト１２２に結合された部材により直接動かされるようになっていてもよいし、フライウェイト１２２あるいはフライウェイト１２２に結合された部材がラチェットホイールを回転させることにより、ラチェットホイールに設けられた保持部材による作動部材１０２ｂ保持が解除されるようになっていてもよい。

調速機１００は、伝達機構１０６を有している。伝達機構１０６は、綱車１０１が正転するときには綱車１０１の回転を第１検出機構体１１０に伝達するとともに第２検出機構体１２０には伝達せず、かつ、綱車１０１が逆転するときには綱車１０１の回転を第２検出機構体１２０に伝達するとともに第１検出機構体１１０に伝達しないように構成されている。

本実施形態においては、伝達機構１０６は、綱車１０１と第１検出機構体１１０の回転円板１１１との間の動力伝達系路内に介設された第１ワンウエイクラッチ１０６Ａと、綱車１０１と第２検出機構体１２０の回転円板１２１との間の動力伝達系路内に介設された第２ワンウエイクラッチ１０６Ｂとから構成されている。

より詳細には、本実施形態においては、第１ワンウエイクラッチ１０６Ａは、回転円板１１１の中心部に設けられた、第２ワンウエイクラッチ１０６Ｂは、回転円板１２１の中心部に設けられている。ワンウエイクラッチは、フリーホイールなどとも呼ばれ、一方向の回転を入力側から出力側に伝達するが、逆方向の回転を伝達しない機構である。

本実施形態においては、第１及び第２ワンウエイクラッチ１０６Ａ、１０６Ｂはともにラチェット機構を利用したワンウエイクラッチであり、その構成が図６に示されている。

第１ワンウエイクラッチ１０６Ａは、ラチェット歯車１０６ａと、複数の歯止め（爪）１０６ｂとから構成される。ラチェット歯車１０６ａは綱車１０１の軸１０３上に設けられ、歯止め１０６ｂは回転円板１１１に取り付けられている。回転円板１１１の中心部に設けられた穴にころ軸受け等の軸受け１０６ｃが嵌め込まれ、この軸受け１０６ｃにより綱車１０１の軸１０３が支持されている。軸受け１０６ｃは、綱車１０１の軸１０３と回転円板１１１との自由な相対回転を許容する。

歯止め１０６ｂは、その先端が、ラチェット歯車１０６ａと噛み合う方向に図示しないばねにより付勢されている。軸１０３が矢印Ｒｂ方向に回転した場合には、歯止め１０６ｂがラチェット歯車１０６ａと噛み合い、綱車１０１の軸１０３の回転が回転円板１１１に伝達される。軸１０３が矢印Ｒａ方向に回転した場合には、歯止め１０６ｂがラチェット歯車１０６ａ上を滑り、綱車１０１の軸１０３の回転は回転円板１１１に伝達されない。第２ワンウエイクラッチ１０６Ｂは、第１ワンウエイクラッチ１０６Ａと同じ構成を有する。

なお、ワンウエイクラッチは、ラチェット機構を利用したものに限定されるものではなく、ころ軸受けに類似する形式（例えば、ばねによりころを外輪カム面とのかみ合い位置に移動させ、ころの楔作用により外輪を軸または内輪に対して変位不能にするもの）のもの等、他の形式のものであってもよい。

次に、調速機１００の作用について説明する。

［上昇時］
かご６が上昇すると、綱車１０１も同期して回転する。上述した伝達機構１０６は、正転する綱車１０１の回転を第１検出機構体１１０に伝達するが、第２検出機構体１２０には伝達しない。従って第２検出機構体１２０は回転せず、全く動作しない。

何らかのアクシデントによりかご６の速度が第１上昇過速度ＶＵ１に達すると、遠心力により変位している第１検出機構体１１０のフライウェイト１１２に取り付けられた作動子１１５が停止用スイッチ１１４の作動部材１１４ｂに接触する。これにより巻上機３の電源が遮断され、巻上機３が停止される。

［下降時］
かご６が下降すると、逆転する綱車１０１の回転は、第２検出機構体１２０に伝達され、第１検出機構体１１０には伝達されない。

何らかのアクシデントによりかご６の速度が第１下降過速度ＶＤ１に達すると、遠心力により変位している第２検出機構体１２０のフライウェイト１２２に取り付けられた作動子１２５が停止用スイッチ１１４の作動部材１１４ｂに接触する。これにより巻上機３の電源が遮断され、巻上機３が停止される。

巻上機３が停止した後も、かご６が停止せずにさらに加速し、かご６の速度が第２下降過速度ＶＤ２に達すると、フライウェイト１２２が遠心力によりさらに大きく変位し、これによりロープ掴み機構体１０２の作動部材１０２ａが動き、ロープ掴み機構体１０２が調速機ロープ１３を掴む。これにより、調速機ロープ１３（図示せず）がかごに対して引き上げられ、その結果、アーム１２を介して非常止め装置１１が動作し、かご６の下降が停止される。

上記の実施形態においては、伝達機構１０６が、綱車１０１の正転時のみに綱車１０１と第１検出機構体１１０との間の回転伝達を行う第１ワンウエイクラッチ１０６Ａと、綱車１０１の逆転時のみに綱車１０１と第２検出機構体１２０との間の回転伝達を行う第２ワンウエイクラッチ１０６Ｂとを有している。このため、過速度検出を行わない検出機構体は回転せず、動作しない。このため、不作動の検出機構体の機能を停止しておくための構成を検出機構体に設ける必要がなく、検出機構体の構成をシンプルにすることができ、また従前の検出機構体を殆ど設計変更することなく援用することができる。また、上昇時調速と下降時調速の切り換えのために、能動的な切換操作を行う必要がない。

また、第１検出機構体１１０及び第２検出機構体１２０は、調速動作を行わないときは回転せずに完全に休止しているため、検出機構体の寿命を長くすることができる。

また、フライウェイト型として構成された第１検出機構体１１０及び第２検出機構体１２０が共通の水平方向軸線を中心に回転するので、調速機１００全体をコンパクトに構成することができ、設置スペースを小さく抑えることができる。また、停止用スイッチ１１４を上昇時調速と下降時調速とで共用することができ、部品点数及びコストを削減することができる。

上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

６ かご
１３調速機ロープ
１００ 調速機
１０１ 綱車
１０６ 伝達機構
１０６Ａ 第１ワンウエイクラッチ
１０６Ｂ 第２ワンウエイクラッチ
１０６ａ、１０６ｂ ラチェット機構
１１０ 第１検出機構体
１２０ 第２検出機構体

Claims (4)

1. エレベータのかごと運動する調速機ロープが巻き掛けられ、この調速機ロープの移動により回転する綱車と、
   第１過速度を検出する第１検出機構体と、
   第２過速度を検出する第２検出機構体と、
   前記綱車が正転するときには前記綱車の回転を前記第１検出機構体に伝達するとともに前記第２の検出機構体に伝達せず、かつ、前記綱車が逆転するときには前記綱車の回転を第２検出機構体に伝達するとともに前記第１の検出機構体に伝達しないように構成された伝達機構と、
   を備え、
   前記伝達機構は、前記綱車の回転軸と前記第１検出機構体との間の動力伝達経路に介在する第１ワンウエイクラッチと、前記綱車の回転軸と前記第２検出機構体との間の動力伝達経路に介在する第２ワンウエイクラッチとを有していることを特徴とする調速機。
2. 前記第１検出機構体及び前記第２検出機構体は、ともにフライウェイト形の検出機構であることを特徴とする、請求項１記載の調速機。
3. 前記第１検出機構体及び前記第２検出機構体の回転軸線は、前記綱車の回転軸線と同軸であることを特徴とする、請求項１または２記載の調速機。
4. 前記第１及び第２ワンウエイクラッチは、ラチェット機構を含むことを特徴とする請求項１記載の調速機。

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