JP6370006B1 - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを直線支持することによって小型で低消費電力な円筒型ＶＣＭを適用可能にし、ローラガイド装置の小型化および低消費電力化を図ったエレベータ装置を提供する。【解決手段】乗りかごに設けられたガイド機構３１は、ローラ３２をガイドレールの長さ方向と交差する方向に変位可能に支持し、加圧バネ３７によりガイドレールに押圧する。 ガイド機構３１には制振駆動部４３が設けられ、乗りかごの横揺れを抑制する方向にローラ３２を作動させる。制振駆動部４３には円筒型のボイスコイルモータを用いる。加圧バネ３７は、ローラ３２の回転中心の支承部に連結され、加圧力をローラ３２の回転中心に加える。円筒型のボイスコイルモータ４３は、作動方向が加圧バネ３７の加圧方向と平行となるように、加圧バネ３７の側方に配置され、その作動部分がブラケット４４を介してローラ３２の回転中心の支承部と連結している。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、乗りかごに加わる揺れをアクティブに抑制するガイド機構を有するエレベータ装置に関する。

近年、建築物の高層化に伴いエレベータの行程が伸長され、エレベータの超高速化が重要な要素となっている。このような超高速エレベータでは、ガイドレールの据付誤差、乗りかごの荷重による撓みが乗り心地に影響を与える。このため、ガイドレールに接して転動するローラのガイド機構を能動的に制御することで、乗りかごの振動を低減する方法が提案されている。

従来提案されている方法は、特許第４１６１０６３号にあるように、ローラガイドに平面型のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を、その作動方向が縦向きとなるように設置し、その縦方向の作動によりレバーを回転させることでローラを揺動するものである。

この従来例では、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が平面型のため、縦向きに作動するコイルの平面形状は横長の矩形状に巻回され、その長辺側のコイル側面が、固定子側の磁石と対向することとなる。このため、レバーを駆動するコイルが縦方向に作動してレバーを回転させる場合、コイルの短辺側の側面は傾斜するが、磁石と対向している長辺側のコイル側面は傾斜せず、この間のギャップが変化しないという利点がある。

しかし、コイルの磁石と対向するのは長辺側の側面のみであるため磁束と鎖交して推力が発生する部位が少なく、ローラを動作させる大きな駆動力を得るためには大型化せざるを得なかった。すなわち、平面型のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）は、一般に大型で効率が悪い。

特許第４１６１０６３号公報

そこで、平面型のＶＣＭに代わって効率よく推力が得られる円筒型ＶＣＭを用いることが考えられた。円筒型ＶＣＭは、固定子側となる円筒状の磁石内に可動子となる円筒型のコイルを設け、軸方向に沿って直線駆動するものである。このような構造のため、円周方向に磁束が存在するのでコイルに鎖交する磁束が多く、効率よく推力が得られるため、小型でありながらローラの動作に必要な推力を発生することができる。

ただし、平面型のＶＣＭのようにコイルを傾斜させることができないので、円筒型のＶＣＭをローラが揺動する構造に組み込むことは困難であった。すなわち、ローラを揺動させる構造の場合、円筒型ＶＣＭのコイルが傾斜するため、可動子と固定子のギャップが変化し接触が生じるためであった。

本発明は、ローラを直線支持することによって小型で低消費電力な円筒型ＶＣＭを適用可能にし、ローラガイド装置の小型化および低消費電力化を図ったエレベータ装置を提供することにある。

本発明の実施の形態に係るエレベータ装置は、昇降路内における乗りかごの両側方に縦向きに配置された左右一対のガイドレールと、前記乗りかごに設けられ、前記ガイドレールに接して転動するローラを有し、このローラを、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向に変位可能に支持すると共に、加圧バネによりガイドレールに押圧する構造のガイド機構と、このガイド機構に設けられ、前記乗りかごの横揺れが検知されると、この横揺れを抑制する方向に前記ローラを作動させる制振駆動部とを備え、前記制振駆動部として、円筒型の固定子と、この固定子内で軸方向に沿って直線状に駆動される可動子とを有する円筒型のボイスコイルモータを用い、前記加圧バネは、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向の加圧力を前記ローラの回転中心に加えるべく、その一端は前記回転中心の支承部に連結され、前記円筒型のボイスコイルモータは、前記可動子の作動方向が前記加圧バネの加圧方向と平行となるように、この加圧バネの側方に配置され、その作動部分がブラケットを介して前記回転中心の支承部と連結している。

上記構成によれば、円筒型のボイスコイルモータが適用可能となり、ローラガイド装置の小型化を実現することができる。また、装置の小型化による低コスト化や省エネルギー化にもつながる。

本発明の一実施形態に係るエレベータ装置の斜視図である。 一実施形態に用いるガイドレールの一部を示す斜視図である。 一実施形態に用いるガイド機構の一例を示す斜視図である。 上記ガイド機構のレバーガイド部の一例を示す断面図である。 上記ガイド機構のレバーガイド部の他の例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、エレベータ装置１０を示す斜視図である。図１に示すように、エレベータ装置１０は、昇降路１１に沿って上下方向に延びる左右一対のガイドレール１２と、このガイドレール１２に沿って上下方向に移動する乗りかご２０とを有する。乗りかご２０は、直方体状のかご室２２と、その周囲に沿って設けられるかご枠２３とで構成される。かご室２２には、開閉自在なドア２２ａが正面に設けられている。かご枠２３は、かご室２２の両側面に沿う左右一対の立枠２４と、かご室２２の上下面に沿う上梁２５、下梁２６とで構成され、かご室２２を支持する。 また、乗りかご２０を構成するかご枠２３の左右及び上下には、乗りかご２０をガイドレール１２に沿ってガイドするガイド機構３１が、左右一対のガイドレールに対応して合計４個設けられる。

図２は、ガイドレール１２の一部を示す斜視図である。ガイドレール１２は、昇降路１１内において乗りかご２０の両側方に縦向きに左右一対配置されており、この乗りかご２０の幅方向（図１で示したドア２２ａの面方向）に沿うガイド部１２ａを有する。

図３はガイド機構３１の一例を示す斜視図である。図３において、ガイド機構３１は、平板状のベース３３及びこのベース３３上に立設された支柱３４を有する。ローラ３２の回転軸３５は、レバー３６の長さ方向中間部に回転自在に嵌合している。レバー３６は、図４で示すように、水平方向のガイド孔に嵌着した複数のリニアブッシュ３８を有する。これらリニアブッシュ３８は、支柱３４に水平方向に沿って一体的に取付けられた複数のシャフト３９と、その軸方向に沿って進退可能に嵌合する。このため、レバー３６及びこのレバー３６に回転自在に取り付けられたローラ３２は、水平方向に平行移動可能である。

加圧バネ３７は、支持板５１とレバー３６との間に設けられている。支持板５１は、前述したシャフト３９の、反支柱３４側（図示左側）に取り付けられており、ローラ３２の回転中心（回転軸）３５の支承部と同じ高さ位置にはバネ保持ネジ４１が螺合している。加圧バネ３７は、このバネ保持ネジ４１の外周に沿ってレバー３６の図示左側面の所定高さ位置との間に設置される。この加圧バネ３７の図示右端が圧接する高さ位置は、ローラ３２の回転中心３５の支承部と同じ高さ位置である。

したがって、加圧バネ３７は、図１で示したガイドレール１２の長さ方向と交差する方向の加圧力をローラ３２の回転中心３５に加えるべく、その一端（図示右端）はローラ３２の回転中心３５の支承部に接している。このため、レバー３６に回転自在に取り付けられたローラ３２は、その回転中心３５が図示右方への押圧力を受けているので、レバー３６はモーメント力を受けることなく、ローラ３２をガイドレール１２に常時圧接させる。

ガイド機構３１には、図３で示すように、制振駆動部４３が設けられている。この制振駆動部４３は、乗りかご２０の横揺れがセンサ４５により検出されると、この横揺れを抑制する方向にローラ３２を駆動する。

ここで、 乗りかご２０の横揺れは、乗りかご２０側に設けたセンサ４５により検出する。すなわち、センサ４５の計測値は図示しないコントローラにより、ローラ３２の動作変位に変換する。この変換値を、制振駆動部４３に動作信号として与え、制振駆動部４３によりローラ３２を制振方向に直線的に直結駆動する。すなわち、ローラ３２をアクティブに動作させることにより乗りかご２０の揺れを抑制することができる。

制振駆動部４３には円筒型のボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと呼ぶ）が用いられている。円筒型のＶＣＭは、周知のように、円筒型の固定子と、この固定子内で軸方向に沿って直線状に駆動される円筒状に巻回されたコイルからなる可動子（図示せず）とを持っている。このような構成のため、円周方向に磁束が存在するので、コイルと鎖交する磁束が多く、小型でありながら大きな駆動力を生じる。

制振駆動部（以下、円筒型のＶＣＭとして話を進める）４３は、可動子の作動方向が前述した加圧バネ３７の加圧方向と平行となるように、図３でしめすように、この加圧バネ３７の側方に配置される。そして、その作動部分はブラケット４４を介して、前述したローラ３２の回転中心３５の支承部と連結している。すなわち、円筒型のＶＣＭ４３は、ベース３３上に固定されており、センサ４５からの入力信号により発生する電磁力を受けて、図示しないコイル状の可動子が水平方向に直線的に進退駆動される。この可動子（ＶＣＭ４３の作動部分）は前述したブラケット４４と一体的に構成されており、このブラケット４４を介してレバー３６、及びローラ３２を水平方向に直線駆動する。

このように、円筒型のＶＣＭ４３は、水平方向に進退動作する作動部分と一体のブラケット４４を、レバー３６の、ローラ３２の回転中心３５の支承部に直結させ、作動部分の水平方向の動作により、ローラ３２を直接水平移動させている。すなわち、この間に動作方向を変換するようなリンク機構等が介在せず、構成を簡素化できると共にローラ３２を鋭敏に動作させることができる。

また、円筒型のＶＣＭ４３の中心とローラ３２の回転中心は、上述のように、同じ高さに設置される。この構成により、制御力が生じた際に、ローラ３２の支持部材であるレバー３６にはモーメントが生じないため、ローラ３２の摺動部で発生する摩擦力が小さくなる。これにより、与えた制御力に対してローラ３２が正確に変位し、制御性能が向上する。

ここで、制振駆動部４３として円筒型のＶＣＭを用いているが、仮に、平面型のＶＣＭを用いた場合と比較してみると、平面型のＶＣＭは、前述のように磁束密度が低いため、円筒型のＶＣＭと同等の駆動力を得るためには、円筒型のＶＣＭの倍以上の大きさに形成する必要がある。このため、上述のように加圧バネ３７の側方に設置するとガイド機構３１の全体形状がきわめて大きくなってしまう。また、平面型のＶＣＭ自体が大きな形状であるため、その作動部分の高さを、ローラ３２の回転中心３５の高さに合わせて連結することが難しく、構造が複雑化し、動作上のバランスも悪くなる。

これに対し、円筒型のＶＣＭを用いると、平面型のＶＣＭに比べ小型に形成でき、上述のように加圧バネ３７の側方に設置してもガイド機構３１の全体形状をコンパクトにまとめることができる。また、円筒型のＶＣＭは、その直径方向の寸法が、平面型のＶＣＭに比べ小さく構成できるので、その作動部分の高さを、ローラ３２の回転中心３５の高さに合わせて連結することは容易に可能であり、構造が簡素化され、動作上のバランスもよく、鋭敏な動作が可能となる。

乗りかご２０の横揺を検出するセンサ４５としては、加速度センサや変位センサを使用すればよい。加速度センサの取付位置は、乗りかご２０の任意の位置でよい。変位センサを用いる場合は、乗りかご２０とローラ３２を支持する部材間の距離を、変位センサで測定することになるので、図３で示すようにセンサ４５はベース３３に取り付け、ローラ３２の変位量を測定するように構成する。

乗りかご２０の振動を精度良く検出するには、ローラ３２の変位を正確に測定する必要があるが、従来の揺動式の構成では、ローラの変位量とレバーの変位量とが比例しないため、ローラ変位を正確に測定することが難しかった。

一方、本発明の実施形態では、ローラ３２を支持する部材は乗りかご２０に対して直線変位するので、部材とかご間変位を変位センサで測定すれば、それがそのままローラ３２の変位量となり、正確にローラ３２の変位を測定できる。

図５は、ガイド機構３１におけるレバー３６の移動支持構造の別の例を示している。すなわち、図４で示したリニアブッシュ３８の代わりにリニアガイド５２を使用している。このように構成しても、レバー３６及びこのレバー３６に回転自在に取り付けられたローラ３２は、リニアガイド５２により水平方向に移動可能である。

また、図３の実施形態では、円筒型のＶＣＭ４３の可動子側がブラケット４４を介してローラ３２の回転中心３５の支承部に連結され、円筒型の固定子はガイド機構３１の支持部材であるベース３３に取り付けられているがこの関係を逆にしてもよい。すなわち、円筒型のＶＣＭ４３の固定子がブラケット４４を介してローラ３２の回転中心３５の支承部に連結され、可動子側をガイド機構３１の支持部材であるベース３３に取り付けてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら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、その他のさまざま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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

１０・・・エレベータ装置
１１・・・昇降路
１２・・・ガイドレール
２０・・・乗りかご
２２・・・かご室
２３・・・かご枠
２４・・・立枠
２５・・・上梁
２６・・・下梁
３１・・・ガイド機構
３２・・・ローラ
３３・・・ベース
３４・・・支柱
３５・・・ローラ軸（回転中心）
３６・・レバー
３７・・・加圧バネ
３８・・・リニアブシュ
３９・・・シャフト
４１・・・バネ保持ネジ
４３・・・制振駆動部（円筒型のＶＣＭ）
４４・・・ブラケット（作動部分）
４５・・・センサ
５１・・・支持板
５２・・・リニアガイド

Claims (7)

1. 昇降路内における乗りかごの両側方に縦向きに配置されたガイドレールと、
   前記乗りかごに設けられ、前記ガイドレールに接して転動するローラを有し、このローラを、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向に変位可能に支持すると共に、加圧バネにより前記ガイドレールに押圧する構造のガイド機構と、
   このガイド機構に設けられ、前記乗りかごの横揺れが検知されると、この横揺れを抑制する方向に前記ローラを作動させる制振駆動部とを備え、
   前記制振駆動部として、円筒型の固定子と、この固定子内で軸方向に沿って直線状に駆動される可動子とを有する円筒型のボイスコイルモータを用い、
   前記加圧バネは、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向の加圧力を前記ローラの回転中心に加えるべく、その一端は前記回転中心の支承部に接しており、
   前記円筒型のボイスコイルモータは、前記可動子の作動方向が前記加圧バネの加圧方向と平行となるように、この加圧バネの側方に配置され、作動部分がブラケットを介して前記回転中心の支承部と連結しているエレベータ装置。
2. 前記乗りかごの揺れを加速度センサで計測することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 前記乗りかごの揺れを変位センサで計測することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
4. 前記円筒型のボイスコイルモータは、前記可動子が前記ローラの回転中心の支承部にブラケットを介して連結され、前記固定子は前記ガイド機構の支持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
5. 前記円筒型のボイスコイルモータは、前記固定子が前記ローラの回転中心の支承部にブラケットを介して連結され、前記可動子は前記ガイド機構の支持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
6. 前記ローラの回転中心の支承部を有するレバーを、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向にガイドする直線支持機構としてリニアブッシュを用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のエレベータ装置。
7. 前記ローラの回転中心の支承部を有するレバーを、前記ガイドレールの長さ方向と交差する方向にガイドする直線支持機構としてリニアガイドを用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のエレベータ装置。

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