JP7376427B2 - エレベーター用調速機、及びエレベーター - Google Patents

Description

本発明は、昇降体の昇降速度を監視するエレベーター用調速機、及びこの調速機を備えたエレベーターに関する。

エレベーターは、昇降体である乗りかごと、釣合おもりと、乗りかごと釣合おもりとを連結する主索と、この主索が巻回された巻上機を備える。さらに、エレベーターは、乗りかごの昇降速度を常時監視して、所定以上の速度に達した乗りかごを非常停止させるための調速機を備える。

調速機は、具体的には、乗りかごの昇降速度が定格速度を超えて第一過速度（通常は、定格速度の１．３倍の速度）に達すると、乗りかごを駆動する巻上機の電源とこの巻上機を制御する制御装置の電源を遮断する。また、調速機は、乗りかごの昇降速度が第一過速度を超えて第二過速度（通常は、定格速度の１．４倍の速度）に達すると、乗りかごに設けられた非常止め装置を作動させて、乗りかごを機械的に非常停止させる。

この種の調速機の例は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された調速機は、ガバナロープにより回転するガバナプーリと、ガバナプーリの回転によって作用する遠心力によりガバナプーリの径方向外側へ拡がる振子（フライウエイト）を備え、乗りかごの速度が設定値を超えたときには、振子がガバナプーリの径方向外側へ拡がることで非常止め装置を作動させて、乗りかごの下降を止める。

特開昭５５－２６１４０号公報

特許文献１に記載された技術等の従来の調速機では、乗りかごの速度が第一過速度を超えると、ガバナプーリの径方向外側へ拡がった振子が第一過速度検出スイッチをオフにして巻上機の駆動電源を遮断し、乗りかごの速度が第二過速度を超えると、振子が径方向外側へさらに拡がり第二過速度検出スイッチを作動させてガバナロープを把持する機構により乗りかごを非常停止させる。このような調速機では、乗りかごに過剰な振動が発生してガバナプーリに過剰な加速度が伝わると、乗りかごが第一過速度または第二過速度よりも遅い速度で昇降していても、振子が第一過速度検出スイッチまたは第二過速度検出スイッチをそれぞれ作動させるおそれがある。

このため、従来の調速機には、乗りかごに過剰な振動が発生すると、第一過速度または第二過速度が誤って検出されて、乗りかごの速度が第一過速度または第二過速度に達する前に、乗りかごの昇降を停止させる機構が作動するおそれがある、という課題がある。

本発明の目的は、乗りかごに過剰な振動が発生しても、乗りかごの過速度の誤検出を防止できるエレベーター用調速機と、この調速機を備えるエレベーターを提供することである。

本発明によるエレベーター用調速機は、回転軸に回転可能に支持されており、昇降体に接続されたガバナロープが巻回されているガバナプーリと、前記ガバナプーリに回動可能に支持されており、前記ガバナプーリが回転すると遠心力により回動する振子と、前記振子が回動して当接すると作動する速度検出スイッチと、前記ガバナプーリから前記振子に伝達されるトルクが予め定めた設定値以上の場合に、前記ガバナプーリと前記振子の間のトルクの伝達を制限するトルクリミッターとを備える。

本発明によるエレベーターは、昇降体と、前記昇降体に接続されたガバナロープと、前記ガバナロープが巻回されているガバナプーリを備える調速機とを備え、前記調速機は、上記の本発明によるエレベーター用調速機である。

本発明によると、乗りかごに過剰な振動が発生しても、乗りかごの過速度の誤検出を防止できるエレベーター用調速機と、この調速機を備えるエレベーターを提供することができる。

本発明の実施例によるエレベーターの構成例を示す概略図である。 本発明の実施例による調速機の正面図である。 本発明の実施例による調速機の側面図である。 図３に示した調速機の軸受部、トルクリミッター、及びこれらの周囲の部材を示す部分拡大図である。 本発明の実施例による調速機の動作例を示すフローチャートである。

本発明によるエレベーター用調速機は、昇降体である乗りかごに過剰な振動が発生した場合に、ガバナプーリの回転が、ガバナプーリの回転によって回動して径方向外側に拡がる振子に伝達するのを抑制し、乗りかごの過剰な振動による加速度が振子に伝達するのを防ぐ。このため、本発明による調速機は、乗りかごに過剰な振動が発生しても、乗りかごの過速度の誤検出を防止でき、乗りかごの昇降を停止させる機構が誤作動するのを防止できる。

以下、本発明の実施例によるエレベーター用調速機とエレベーターについて、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

本実施例によるエレベーターの構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本実施例によるエレベーター２５の構成例を示す概略図である。エレベーター２５は、乗りかご１と、主索２３と、釣合おもり２４と、巻上機２２と、ガバナロープ２と、調速機１７と、マシンブレーキ１５と、非常止め装置１８と、ロープブレーキ１６とを備える。

乗りかご１は、人や荷物を載せる昇降体であり、かご側ガイドレール２０に沿って昇降路内を昇降する。

主索２３は、乗りかご１と釣合おもり２４とを連結する。

巻上機２２は、主索２３が巻回されており、乗りかご１と釣合おもり２４とを駆動してこれらを昇降させる。

ガバナロープ２は、昇降路内に無端状に張られており、乗りかご１に接続され、調速機１７のガバナプーリに巻き掛けられている。

調速機１７は、乗りかご１の昇降速度に基づいて乗りかご１を非常停止させる。

調速機１７は、乗りかご１の昇降速度が定格速度を超えて第一過速度（例えば、定格速度の１．３倍の速度）に達すると、制御部（図示せず）に停止信号を出力する。停止信号を受信した制御部は、乗りかご１を昇降させる巻上機２２の電源及び巻上機２２を制御する制御装置の電源を遮断する。これにより、マシンブレーキ１５が作動し、乗りかご１の昇降動作が停止する。

また、調速機１７は、乗りかご１の昇降速度が第一過速度を超えて第二過速度（例えば、定格速度の１．４倍の速度）に達すると、作動レバー１９を介して非常止め装置１８のくさび部材を作動させて、非常止め装置１８を作動させる。作動レバー１９は、ガバナロープ２と非常止め装置１８に連結されており、非常止め装置１８を駆動する。

非常止め装置１８は、くさび部材を備え、乗りかご１に設けられている。非常止め装置１８は、作動すると、くさび部材がかご側ガイドレール２０を把持し、乗りかご１の昇降動作を機械的に停止させる。

マシンブレーキ１５は、作動すると、巻上機２２の回転部を挟み込んで乗りかご１の昇降動作を停止させる。

ロープブレーキ１６は、戸開走行の検出時、乗りかご１の過速度の検出時、または停電時に作動し、主索２３を把持して乗りかご１の昇降動作を停止させる。

次に、本実施例による調速機１７の構成について、図２、図３、及び図４を参照して説明する。

図２は、調速機１７の正面図である。図３は、調速機１７の側面図である。図４は、図３に示した調速機１７の軸受部１４、トルクリミッター１０、及びこれらの周囲の部材を示す部分拡大図である。調速機１７は、ガバナプーリ３と、振子５と、係合片６と、フック部８と、くさび部７と、軸受部１４と、振子受９と、トルクリミッター１０と、ねじ部２１と、回転部材１１と、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂを備える。

ガバナプーリ３は、回転軸２６に回転可能に支持されており、乗りかご１と連動して移動するガバナロープ２が巻回されている。ガバナプーリ３は、ガバナロープ２の移動により回転する。

振子５は、爪部４を備え、ガバナプーリ３の側部にピンで回動可能に支持されている。振子５は、ガバナプーリ３が回転すると、遠心力によりピンを軸として回動し、爪部４がガバナプーリ３の径方向の外側に変位する。爪部４は、乗りかご１の速度が第一過速度に達すると係合片６に当接し、乗りかご１の速度が第二過速度に達するとフック部８に当接する。

係合片６は、乗りかご１の速度が第一過速度未満では、接触子２７と接触して第一過速度検出スイッチをオンにしており、乗りかご１の駆動装置に電源を供給させる。係合片６は、乗りかご１の速度が第一過速度に達して爪部４が当接すると回動し、第一過速度検出スイッチをオフにして、乗りかご１の駆動装置への電源を遮断する。係合片６と接触子２７は、振子５が回動して当接すると作動する第一過速度検出スイッチを構成する。

フック部８は、乗りかご１の速度が第二過速度未満では、くさび部７を支持している。フック部８は、乗りかご１の速度が第二過速度に達して爪部４が当接すると、くさび部７の支持を解除する。

くさび部７は、フック部８による支持が解除されると自重により回動し、ガバナロープ２を挟んで対向する把持片１３とでガバナロープ２を把持する。作動レバー１９は、ガバナロープ２が把持されると引き上げられ、非常止め装置１８を作動させる。

フック部８とくさび部７は、振子５が回動して当接すると作動する第二過速度検出スイッチを構成する。第二過速度検出スイッチは、フック部８にくさび部７の支持を解除させ、非常止め装置１８を作動させるスイッチである。

軸受部１４は、ガバナプーリ３の回転軸２６の周りに位置し、ガバナプーリ３の回転軸２６を支持する。軸受部１４は、ガバナプーリ３に固定されており、ガバナプーリ３の回転とともに回転する。軸受部１４には、トルクリミッター１０が接続されている。

振子受９は、振子５に固定された部材である。図２～４には、一例として、板状の振子受９を示している。振子受９は、振子５とトルクリミッター１０を接続する。

トルクリミッター１０は、軸受部１４と振子受９に接続され、ガバナプーリ３から振子５に伝達されるトルクが予め定めた設定値以上の場合に、ガバナプーリ３と振子５の間のトルクの伝達を制限する。すなわち、トルクリミッター１０は、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルクが設定値以上になると作動し、軸受部１４と振子受９の間のトルクの伝達を制限する。例えば、トルクリミッター１０は、作動すると、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルクを減少させたり、軸受部１４から振子受９へのトルクの伝達を遮断したりする。トルクリミッター１０が作動すると、軸受部１４の回転と振子受９の回転が不同期になる。

トルクリミッター１０は、既存のトルクリミッターで構成することができ、例えば、トルクリミッター１０を構成する部材の摺動または分離によって、軸受部１４と振子受９の間のトルク伝達を制限する。トルクリミッター１０が作動するトルクの設定値は、予め任意に定めることができる。例えば、この設定値は、乗りかご１の自由落下時に軸受部１４と振子受９との間に発生するトルクよりも大きい値で、調速機１７が過速度を誤検出する可能性のある加速度が乗りかご１に生じた際の軸受部１４と振子受９との間に発生するトルクよりも小さい値に設定することができる。

ねじ部２１は、軸受部１４に設けられており、ガバナプーリ３の回転軸２６の周りに位置して、ガバナプーリ３の回転軸２６の延伸方向と同じ方向に延在する。例えば、ねじ部２１は、軸受部１４に設けられたねじ山（らせん状の突出部）である。ねじ部２１は、ガバナプーリ３が回転すると、ガバナプーリ３と軸受部１４とともに回転する。

回転部材１１は、ピンで振子５に固定されており、ガバナプーリ３の回転により、ガバナプーリ３の回転軸２６の周りに回転し、回転軸２６の延伸方向と同じ方向に直線移動が可能な部材である。例えば、回転部材１１は、中央部にねじ部２１が通っている板状の部材である。トルクリミッター１０の作動時には、軸受部１４の回転と振子受９の回転が不同期になり、ねじ部２１の回転と回転部材１１の回転も不同期になる。回転部材１１は、ねじ部２１の回転と回転部材１１の回転が不同期になることで、ねじ部２１の周りに回転して、ねじ部２１の延在方向（すなわち、回転軸２６の延伸方向）に直線移動する。

ストッパー部１２Ａ、１２Ｂは、回転部材１１の直線移動の経路上に、回転部材１１が当接可能であるように、ガバナプーリ３に固定されて設けられており、回転部材１１の直線移動を停止させ、回転部材１１の回転を拘束する停止部材である。例えば、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂは、軸受部１４に設けられた板状部材（軸受部１４に固定された板状部材や、軸受部１４の一部である板状部材）で構成することができる。２つのストッパー部１２Ａ、１２Ｂは、例えば、回転部材１１の、ねじ部２１の延在方向への移動経路上に設けられており、ねじ部２１の延在方向において回転部材１１を挟んで設けられている。すなわち、２つのストッパー部１２Ａ、１２Ｂは、ねじ部２１の延在方向に沿って回転部材１１から互いに反対方向に位置する。

回転部材１１は、ねじ部２１の周りに回転して直線移動してくと、やがてストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接する。ストッパー部１２Ａ、１２Ｂに当接した回転部材１１は、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂに拘束され、ねじ部２１と、すなわち軸受部１４と同期して回転する。さらに、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂに当接した回転部材１１は、ピンで固定されている振子５とも同期して回転する。従って、回転部材１１がストッパー部１２Ａ、１２Ｂに当接すると、軸受部１４の回転と振子５の回転が同期し、軸受部１４の回転と振子５に固定された振子受９の回転が同期する。すなわち、回転部材１１は、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂと当接すると、軸受部１４の回転と振子受９の回転を同期させ、軸受部１４と振子受９の間のトルク伝達を復帰させる。

従って、回転部材１１は、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂに当接すると、ガバナプーリ３の回転によってねじ部２１と振子５と同期して回転することで、ガバナプーリ３の回転（すなわち、軸受部１４の回転）と振子５の回転を同期させる。

２つのストッパー部１２Ａ、１２Ｂが回転部材１１を挟んで設置されているので、回転部材１１は、回転方向によらず（すなわち、直線移動の方向によらず）、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂに当接することができる。このため、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂは、回転部材１１の回転方向によらず、軸受部１４と振子受９の間のトルク伝達を復帰させることができる。

次に、本実施例による調速機１７の動作例を、図５を参照して説明する。

図５は、本実施例による調速機１７の動作例を示すフローチャートである。以下の説明では、トルクリミッター１０が作動するトルクの設定値（トルクリミッター１０の作動値）を、乗りかごに４Ｇの加速度が発生した際のトルクの値とする。１Ｇは、９．８１ｍ／ｓ^２である。ストッパー部１２Ａ、１２Ｂの位置は、回転部材１１の初期位置から、ねじ部２１の延在方向に沿ってねじ部２１のねじ山が２つ分だけ離れた位置であるとする。なお、上記のトルクリミッター１０の作動値とストッパー部１２Ａ、１２Ｂの位置は、一例であり、任意に定めることができる。

Ｓ１で、乗りかご１に昇降方向の振動が発生し、この振動により発生した加速度が、ガバナロープ２を介して調速機１７に加わる。例えば、停電時にロープブレーキ１６とマシンブレーキ１５が同時に動作すると、乗りかご１の昇降方向に大きな振動が発生する。乗りかご１の振動により発生した加速度は、ガバナロープ２を介してガバナプーリ３を回転させ、ガバナプーリ３の軸受部１４を回転させる。軸受部１４に発生したトルクは、トルクリミッター１０を介して軸受部１４から振子受９に伝達される。

Ｓ２とＳ３で、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルク（軸受部１４に発生したトルク）が、トルクリミッター１０の作動値以上の場合には、トルクリミッター１０が作動する。

Ｓ４で、トルクリミッター１０は、作動すると、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルク量を制限する。例えば、トルクリミッター１０は、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルクを減少させたり、軸受部１４から振子受９へのトルクの伝達を遮断したりする。トルクリミッター１０が作動すると、軸受部１４の回転と振子受９の回転が不同期になり、軸受部１４と振子受９との間で回転に位相差が生じる。

軸受部１４の回転と振子受９の回転が不同期になると、ねじ部２１の回転と回転部材１１の回転も不同期になり、回転部材１１は、ねじ部２１の周りに回転しながら、ねじ部２１の延在方向に直線移動する。ストッパー部１２Ａ、１２Ｂが、回転部材１１からねじ部２１のねじ山が２つ分だけ離れた位置にあるので、回転部材１１は、軸受部１４と振子受９との間の回転の位相差が２回転以上になると、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接する。

Ｓ５で、軸受部１４と振子受９との間の回転の位相差が、２回転未満であればＳ６に進み、２回転以上であればＳ７に進む。

Ｓ６で、軸受部１４から振子受９に伝達されるトルク（軸受部１４に発生したトルク）が、トルクリミッター１０の作動値未満である場合には、Ｓ９に進む。軸受部１４から振子受９に伝達されるトルクが、トルクリミッター１０の作動値以上の場合には、Ｓ５に戻る。

Ｓ７で、軸受部１４と振子受９との間の回転の位相差が２回転以上であるので、回転部材１１は、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接する。ストッパー部１２Ａ、１２Ｂが回転部材１１を挟んで設置されているので、回転部材１１は、回転方向によらず、回転の位相差が２回転以上になるとストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接する。

Ｓ８で、回転部材１１は、ストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接すると、軸受部１４と同期して回転するとともに振子５と同期して回転し、軸受部１４の回転と振子受９の回転を同期させる。これにより、制限されていた軸受部１４と振子受９との間のトルクの伝達が復帰する。

Ｓ８の処理は、軸受部１４と振子受９の回転位相差が２回転以上の場合（Ｓ５）に実行される。この処理は、例えば、トルクリミッター１０の作動中に主索２３が切れた場合やトルクリミッター１０が故障した場合等の、想定外の事態に対する安全策として、軸受部１４と振子受９の回転位相差が大きい場合（例えば、回転位相差が２回転以上の場合）に、軸受部１４の回転と振子受９の回転を強制的に同期させる処理でもある。

Ｓ９で、トルクリミッター１０は、作動していない状態に復帰し、伝達するトルク量を制限せずに軸受部１４から振子受９へトルクを伝達する。軸受部１４から振子受９に伝達されるトルクがトルクリミッター１０の作動値未満になった場合（Ｓ６）では、トルクリミッター１０は、自動的に復帰して、軸受部１４から振子受９へトルクを通常通りに（すなわち、伝達するトルク量を制限せずに）伝達する。回転部材１１がストッパー部１２Ａ、１２Ｂの一方に当接した場合（Ｓ７）では、軸受部１４の回転と振子受９の回転を強制的に同期させることで、軸受部１４と振子受９との間のトルクの伝達が復帰し（Ｓ８）、トルクリミッター１０が復帰する。

Ｓ１０で、トルクリミッター１０が作動しない場合（Ｓ２）と、トルクリミッター１０が復帰した場合（Ｓ９）には、トルクの伝達が制限されずに、ガバナプーリ３の回転が振子５に伝達され、調速機１７は、通常の動作（トルクリミッター１０が作動していない状態での動作）を行う。

以上説明したように、本実施例による調速機１７は、軸受部１４と振子受９に接続されたトルクリミッター１０を備え、乗りかご１に過剰な振動が発生した場合に、ガバナプーリ３の回転が振子５に伝達するのを抑制し、振子５の爪部４がガバナプーリ３の径方向外側に変位するのを抑制する。本実施例による調速機１７は、乗りかご１に過剰な振動が発生しても、この振動による加速度が振子５に伝達するのを防ぎ、乗りかご１の過速度の誤検出を防止できる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

１…乗りかご、２…ガバナロープ、３…ガバナプーリ、４…爪部、５…振子、６…係合片、７…くさび部、８…フック部、９…振子受、１０…トルクリミッター、１１…回転部材、１２Ａ、１２Ｂ…ストッパー部、１３…把持片、１４…軸受部、１５…マシンブレーキ、１６…ロープブレーキ、１７…調速機、１８…非常止め装置、１９…作動レバー、２０…かご側ガイドレール、２１…ねじ部、２２…巻上機、２３…主索、２４…釣合おもり、２５…エレベーター、２６…回転軸、２７…接触子。

Claims (5)

1. 回転軸に回転可能に支持されており、昇降体に接続されたガバナロープが巻回されているガバナプーリと、
   前記ガバナプーリに回動可能に支持されており、前記ガバナプーリが回転すると遠心力により回動する振子と、
   前記振子が回動して当接すると作動する速度検出スイッチと、
   前記ガバナプーリから前記振子に伝達されるトルクが予め定めた設定値以上の場合に、前記ガバナプーリと前記振子の間のトルクの伝達を制限するトルクリミッターと、
   前記振子に固定されており、前記ガバナプーリの回転により、前記ガバナプーリの前記回転軸の延伸方向と同じ方向に直線移動が可能な回転部材と、
   前記回転部材の前記直線移動の経路上に、前記回転部材が当接可能であるように設けられたストッパー部と、
   を備える、
   ことを特徴とするエレベーター用調速機。
2. 前記振子に固定された部材である振子受を備え、
   前記トルクリミッターは、前記ガバナプーリと前記振子受に接続されている、
   請求項１に記載のエレベーター用調速機。
3. 前記回転部材は、前記ガバナプーリの前記回転軸の延伸方向と同じ方向に延在するねじ部の周りに回転して、前記ねじ部の延在方向に直線移動する、
   請求項１に記載のエレベーター用調速機。
4. 前記ガバナプーリは、前記ねじ部とともに回転し、
   前記ストッパー部は、前記ガバナプーリに固定されており、
   前記回転部材は、前記ストッパー部に当接すると、前記ガバナプーリの回転により、前記ねじ部と前記振子と同期して回転することで、前記ガバナプーリの回転と前記振子の回転を同期させる、
   請求項３に記載のエレベーター用調速機。
5. 昇降体と、
   前記昇降体に接続されたガバナロープと、
   前記ガバナロープが巻回されているガバナプーリを備える調速機と、
   を備え、
   前記調速機は、請求項１から４のいずれか１項に記載のエレベーター用調速機である、
   ことを特徴とするエレベーター。

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