JPH0218283A

JPH0218283A - エレベーターの減速装置

Info

Publication number: JPH0218283A
Application number: JP63164383A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Watanabe; 渡辺　英紀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-01-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はエレベータ−の巻と電動機の回転を歯車のか
み合いによって減速する装置に関するものである。

〔従来の技術］第６図〜第９図は、例えば特開昭６０−１２８１７７号
公報に示された従来のエレベータ−装置を示す図で、第
６図は構成図、第７図は減速装置の横断面図、第８図は
各部波形図、第９図は要部拡大波形図である。

第６図及び第７図中、（］）は速度指令信号（ｌａ）を
発する速度指令発生装置、（２）は人力を加算して偏差
信号（２ａ）を発する加算器、（３）は入力を増幅して
トルク指令信号（３ａ）を発する速度制御器。

（４）は加算器（２）と同様の加算器、（５）は入力に
対応する点弧信号（５ａ）を発するトルク制御器、（６
）はサイリスタによって正逆２組の三相全波整流回路が
形成され入力によって点弧角が制御されて可変電圧の直
流出力を発するサイリスタ変換器、（７）はサイリスタ
変換器（６）に接続された直流電動機の電機子（以下電
動機という）、（８）は同じく分巻界磁、（９）は電動
機（７）の電流を検出して電流信号（９ａ）を発する電
流検出器、　（１０）は電動機（７）に直結されその回
転速度に比例する速度信号（１０ａ）を発する速度計用
発電機からなる速度検出器、（１１）は減速装置、（ｌ
ＩＡ）は電動機（７）の軸が延長形成された入力軸、（
１１Ｂ）は入力軸（ＩＩＡ）に固着されたはすば歯車、
　（ＩＩＣ）は入力軸（ＩＩＡ）と並行に配置された中
間軸、（１１０）は中間軸（ＩＩＣ）に固着されはすば
歯車（１１Ｂ）とかみ合うはすば歯車、（ＬＩＥ）は中
間軸（ＩＩｃ）に固着されたはすば歯車、　（ｌ］、Ｆ
）は中間軸（ＩＩＧ）と並行に配置された中間軸、（Ｉ
ＩＧ）は中間軸（ＩＩＦ）に固着されはすば歯車（ＩＩ
Ｅ）とかみ合うはすば歯車、　（Ｉｌｌ−１）は中間軸
（ＩＩＦ）に固着されたはすば歯車、（ＩＩＩ）は中間
軸（ＩＩＦ）と並行に配置された出力軸、（ＩＩＪ）は
出力軸（ＩＩＩ）に固着されはすば歯車（ＩＩＦ）とか
み合うはすば歯車、　（ＩＩＫ）は減速装置（１１）内
の潤滑油、（１２）は出力軸（ＩＩＩ）に固着された駆
動綱車、　（１３）は駆動綱車（１２）に巻き掛けられ
た主索、（１４）　（１５）はそれぞれ主索（１３）の
端部に結合されたかと及びつり合おもりで、つり合おも
り（１５）は通常かご（１４）内の乗客が定員の５０％
のとき、ちょうどつり合うように設定されている。

従来のエレベータ−装置は上記のように構成され、速度
指令信号（１ａ）と速度信号（１０ａ）の偏差信号（２
ａ）は、速度制御器（３）を通ってトルク指令信号（３
ａ）となる。このトルク指令信号（３ａ）と電流信号（
９ａ）　（直流電動機のトルクは電流に比例するので、
電流信号（９ａ）はトルクを表す）の偏差信号はトルク
制御器（５）に入力される。トルク制御器（５）は入力
に応じた点弧信号（５ａ）を発して、サイリスタ変換器
（６）を制御し、サイリスタ変換器（６）は電動機（７
）の印加電圧を制御する。これで、電動機（７）の駆動
力は、減速装置（１１）に伝達され、その入力軸（１１
Ａ）の回転は、はすば歯車（ＩＩＢ）　（１１０）（Ｉ
ＩＥ）（１１，６）（１１，）ｌ）（ＩＩＪ）のかみ合
いによって減速され、出力軸（ＩＩＩ）及び駆動綱車（
］２）に伝達される。

その結果、主索Ｃ１３）を介してかご（１４）及びつり
合おもり（１５）は昇降する。

第８図（ａ）はかご（１４）の無負荷上昇運転時の速度
信号（１０ａ）の波形、（ｂ）はそのときのかと（１４
）内の加速度の波形、（ｃ）はかご（１４）の無負荷上
昇時のトルク指令信号（３ａ）の波形、Ｓｌは電動機（
７）が力行運転する領域、Ｓ２は同じく回生運転する領
域であり、電動機トルクは時刻ｔ１で回生から力行へ、
時刻ｔ、で力行から回生へ移行している。

第９図は第８図の時刻ｔ１の領域を拡大したもので、第
９図（ａ）の（１１Ａａ）は入力軸（ＩＩＡ）の回転速
度を中間軸（ｌｌｃ）の回転速度に換算した回転速度、
（１１Ｃａ）は中間軸（ｌｌｃ）の回転速度、第９図（
ｂ）の（１１Ａｂ）は入力軸（ＩＩＡ）の加速度、　（
１１Ｃｂ）は中間軸（ｌｌｃ）の加速度、Ａはかと（１
４）が無負荷の状態で摩擦式のブレーキ（図示しない）
を解放したとき、かご（１４）が自由上昇するときの加
速度、第９図（Ｃ）はトルク指令信号（３ａ）及び電動
機トルクＴの波形、第９図（ｄ）ははすば歯車（ＩＩＢ
）　（１１０）の歯当りの切り換わりの状態を示し、は
すば歯車（ＩＩＢ）の歯（１１Ｂａ）が、はすば歯車（
１１０）の歯（１１Ｄａ）から離れて次の歯（１１Ｄｂ
）に接触する過程を示す。

今、かご（１４）が無負荷で停止から上昇方向へ起動し
たとすると１時刻ｔｘｘまでは、はすば歯車（ＩＩＢ）
の歯（１１Ｂａ）は、はすば歯車（１１０）の歯（１１
０ａ）に接触している。時刻ｔｌｉで正の電動機トルク
Ｔが発生し、入力軸（ＩＩＡ）の加速度が加速度Ａを越
えると、歯（１１Ｂａ）は歯（１１Ｄａ）から離れる。

その結果、中間軸（ｌｉｅ）の回転速度（１１Ｃａ）及
び加速度（１１Ｃｂ）は共に図のように下がる。そして
、時刻ｔｔｚで歯（１１Ｂａ）は歯（１１Ｄｂ）に衝突
する。そのときの衝突エネルギーは、はすば歯車（ＩＩ
Ｂ）とばずば歯車（１１０）の相対速度差ΔＶによって
決まる。

上記ははすば歯車（ＩＩＢ）　（ＬＩＤ）について示し
たが。

はすば歯車（ＩＩＥ）　（ＩＩＧ）及びはすば歯車（Ｉ
ＩＦ）（ＩＩＪ）についても同様の現象が生じる。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来のエレベータ−の減速装置では、はす
ば歯車（１１Ｂ）　（１１０）　（ＩＩＥ）　（ＩＩＧ
）　（１１）１）　（ＩＩＪ）のかみ合いにより、電動
機（７）の回転を減速して駆動綱車（１２）に伝達して
いるため、回生運転からカ行運転へ移行する時刻ｔ１及
びカ行運転から回生運転へ移行する時刻しっで、はすば
歯車（ＩＩＢ）（１１０）（ＬＩＥ）（ＩＩＧ）（ＩＩ
Ｈ）（ＩＩＪ）のバックラッシにより歯当りが切り変わ
る。そのため、第８図（ｂ）に矢印で示すような衝撃が
かと（１４）に伝達され、かご（１４）の乗心地を著し
く損なうという問題点がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、歯車式の減速機構を用いても、歯車のバックラッシに
よってかごの乗心地を損なうことを防止できるようにし
たエレベータ−の減速装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］この発明に係るエレベータ−の減速装置は、歯車の潤滑
材として電界の強さに対応して粘性が変化する電界応動
粘性体（以下Ｅ　Ｒ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｒｈｅｏ　−１
ｏｇｊｃａｌ）流体という）を用い、歯車の歯当りが切
り換わるときを検出して、ＥＲ流体に電界を印加するよ
うにしたものである。

［作　用コこの発明においては、歯車の歯当りの切換わり時に、潤
滑材のＥＲ流体に電界を印加するようにしたため、歯車
の歯間に介在するＥＲ流体の粘性は増加する。

［実施例］第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示す図で、第１
図は減速装置の横断面図、第２図はエレベータ−装置の
構成図、第３図は歯当り検出回路図、第４図はＥＲ流体
の動作原理図、第５図はＥＲ流体の特性曲線図であり、
従来装置と同様の部分は同一符号で示す。なお、第６図
はこの実施例にも共用される。　第１図〜第３図中、　
（２０）は電動機（７）の回転速度、すなわち入力軸（
ＩＩＡ）の回転速度に対応する出力（２０ａ）を発する
速度検出器。

（２１）は駆動綱車（１２）の回転速度、すなわち出力
軸（ＩＩＩ）の回転速度に対応する出力（２１ａ）を発
する速度検出器、（２２）〜（２９）は抵抗、　（３０
）（３１）は演算増幅器、（３２）　（３３）はダイオ
ード、（３４）はトランジスタ、　（３５）は速度差検
出リレーで、（３５ａ）はその常開接点、（３６）は正
極電源、（３７）は負極電源で、演算増幅器（３０）及
び抵抗（２２）〜（２４）で比較回路が構成され、演算
増幅器（３１）、抵抗（２５）〜（２８）及びダイオー
ド（３２）　　（３３）で絶対値回路が構成されている
。（４０）は減速装置（１１）内に充てんされたＥＲ流
体、（４１）　（４２）はＥＲ流体（４０）内に浸漬さ
れた電極、（４３）は電極　（４１）（４２）に接続さ
れた電源である。

なお、第２図では、減速装置（１１）を簡単にするため
、入力軸　（１］Ａ）のはすば歯車（ＩＩＢ）が、出力
軸（ＩＩＩ）のはすば歯車（ＩＩＪ）に直接かみ合って
いるものとして表しである。

次に、この実施例の動作を説明する。

速度検出器（２００２１）はそれぞれ入力軸（ＩＩＡ）
の回転速度に対応する出力（２０ａ）及び出力軸（ＩＩ
Ｉ）の回転速度に対応する出力（２１ａ）を発生する。

抵抗（２２）（２３）の抵抗値Ｒ２２、Ｒ２，は次のよ
うに選ばれる。

Ｒ２３／Ｒ２，＝にここに、Ｋ：はすば歯車（ＩＩＢ）（ＩＩＪ）の減速比
したがって、はすば歯車（１１Ｂ）　（ＩＩＪ）の歯が
、第４図（ｄ）で説明したように接触しているときは、
出力（２０ａ）　（２１ａ）は異なっていても、減速比
にで換算された演算増幅器（３０）の二つの入力は等し
く、演算増幅器（３０）の出力（３０ａ）は零である。

上述のように、はすば歯車（ＩＩＢ）　（ＩＩＪ）の歯
が離れて、入力軸（ＩＩＡ）と出力軸（ＩＩＩ）の相対
速度が変化すると、演算増幅器（３０）の二つの入力に
差が生じ、出力（３０ａ）は正又は負となる。つまり、
抵抗（２２）　（２３）は出力（２０ａ）（２１ａ）の
レベルを合わせるレベル変換回路を構成していることに
なる。演算増幅器（３１）の出力（３１ａ）は、ダイオ
ード（３２）　（３３）の作用により、出力（３０ａ）
の極性にかかわらず、常に正の値になる。

今、はすば歯車（ＩＩＢ）（ＩＩＪ）の歯が互いに接触
しており、演算増幅器（３０）の出力（３０ａ）が零で
あると、演算増幅器（３１）の出力（３１ａ）も零であ
り、トランジスタ（３４）は不導通となっている。した
がって、速度差検出リレー（３５）は消勢されており、
接点（３５ａ）は開放している。次に、はすば歯車（Ｉ
ＩＢ）（ＩＩＪ）の歯が離れ、入力軸（ＩＩＡ）と出力
軸（ＩＩＩ）の相対速度が変化して、演算増幅器（３０
）の出力（３０ａ）が正又は負になると、演算増幅器（
３１）の出力（３１ａ）は正の値となり、トランジスタ
（３４）は導通する。

これで、速度差検出リレー（３５）は付勢され、接点（
３５ａ）は閉成するので、ＥＲ流体（４０）に電界が印
加される。

ＥＲ流体（４０）は電界内に置くと、その電界の強さに
比例して粘性が高まるという性質を持つ。電界がないと
きには、普通の流体のように粘性が低く、流動性に優れ
ている。その反応は可逆的で、反応速度も数ｍ秒と極め
て短い。

次に、ＥＲ原流体４０）の性質を第４図及び第５図によ
り説明する。

ＥＲ原流体４０）は１９４７年にＷ、　Ｗｊ、ｎｓｌｏ
ｗが発見したもので、鉱油にでん粉やシリカゲルの微粒
子を分散させた溶液に、４ｋＶ／ｍｍ程度の電界を与λ
ると流動性が変わる。この効果は別名Ｗｉｎ　−ｓｌ、
ｏν効果とも呼ばれる。ＥＲ効果を発揮させるＥＲ原流
体、溶媒（分散媒）中に直径】〜１００μｍの微粒子（
分散質）が存在した＃：）のである。更に、分散媒中に
微粒子が浮遊分散することを助ける界面活性剤を加える
こともある。以下ＥＲ効果を単純化した七デルで説明す
る。このモデルでは、実際のＥＲ効果に影響を与える定
電圧ドでの電流の存在、分散媒中の電荷の動き、界面活
性剤や水などの添加物の役割りは無視した。

電極（４］）（４２丹こ電荷が存在しないときは、第４
図（ａ）のようにＥＲ原流体電気的に中性である。

分散媒の粒子（４０ａ）の内部には少量の電荷が存在す
るが１．正電荷と負電荷の総和は零で中性になっている
６電極＜４Ｖ）（４２）間に電１ｊ・ν”が印加される
と、第４図（ｂ）に示すように、正極（４１）には正の
電荷が流れ込む一方、負極（４２）には負の電荷が流れ
込む。この状態になると、粒子（４０ａ）内の電荷は正
極（４１）に近い側に負電荷が、９Ｊ極（４２）に近い
側に正電荷が移動する２電荷が移動・配列した後１粒子
（４０ａ）は第４図（０に示すＪ、うに、粒子（４０ａ
）はそれぞれ正と負に帯電した側を互いに接合して鎖状
に連結するので１．分散媒中の電ｙ♂、も鎖状に粒子（
４０ａ）が連結した部分とそれ以外の部分とで異なるよ
うになる。第４図１・ば、電荷の移動と粒子・（４０ａ
）の列の形成が段階的し：現れるとしたが、実際にはこ
の二つの反応は電圧１秒の間に起こるので、はとんど同
時に起こっているどいつでよい。電圧を除去すればもは
り電荷の３）・離は起こらなくなり。

流体は流動性を回復するので、かくはん損失が増加する
ことはない、電圧が印加された状態で１粒子（４０ａ）が作る鎖に第
４図（ｄ）に示すようにせん断力Ｆが加わると、例え粒
子（４０ａ）同士が引張られて若干前れたとＬ７、ても
、電荷には引力が作用する。その引力がＥＲ原流体４０
）の粘性を生成する源であり、せん断抵抗となる。電極
（４１）（４２）に印加する電圧の大きさは。

粒子（４０ａ）を動く電荷の量によって決定される。

したがって、これはせん断抵抗の大きさに比例すること
になる、もし、粒子（４０ａ）の鎖がその引力の強さ以
上の力で引張られると、鎖は分裂してしまう。そして、
再び鎖を形成しようとし、また分裂するという動作を繰
り返す、ＥＲ原流体４０）はある限度以」二のせん断応
力が加わると、固体状から液体状に戻るビンガム塑性効
果を示す。このせん断応力の限度である降伏強さは１粒
子鎖の再形成と分裂の周期が平衡に達するときを示して
いる。

第Ｓ】図はシリカゲルを分散媒に用いたときの電圧と降
伏強さ及び電圧と電流密度の関係を示す。

分散媒の濃度は電界が作用していないときのＥＲ原流体
４０）の粘性だけに影響を与えたのではなく。

降伏強さや電流密度を制御する重要な因子である。

Ｅ　Ｌ？、流体（４０）の分散媒は、良好な絶縁性を持
ち。

また接触する分散媒との適合性が良くなければならない
。現在利用されている分散媒は１通惰゛シリコンオイル
、鉱油、塩化パラフィン等である。

［発明の効果ｊ以上説明し力どおり、τの発明では、歯車の潤滑剤とし
てＥＲ流体分用い、歯車の歯当りが切り換わるときを検
出して、ＥＲ原流体電界をｌ’４１１加するようにした
ので、ＥＲ原流体粘性が増加し、歯車のバックラッシに
よるかごの乗心地を損うことが防止でき、通常時は粘性
が低く、かくはん損失の増加をなくすことができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明によるエレベータ−の減速装
置の一実施例を示す図で、第１図は第６図の減速装置の
横断面図、第２図は工１．／ベーター装置の構成図、第
３　ＩＰ′ｉは歯当り検出回路図、第４図はＥＲ原流体
動作Ｍ理図、第Ｆ；図はＥＲ原流体特性曲線図、第６図
はこの発明及び従来のエレベータ−の装置の構成図、第
７図は従来の工Ｌ／ベーターの減速装置を示す横断面図
。第８図は各部波形図、第９図は第８図の要部拡大波形
図である。図中、（７）は直流電動機、（１１）は減速装置、（Ｉ
ＩＢ）　（１１０）　（］　１Ｂ）　（ＬＩＧ）　（［
１１）　（ＩＩＪ）はけずば歯車、（１２）は駆動横取
、（３５）は歯当り検出器（速度差検出リレー）、（３
５ａ）は電圧印加手段（速度差検出リレー接点）、　（
４０）は電界応動粘性体（ＥＲ流体）、（４１）（４２
）は電圧印加手段（電極）、　（４３）は電源である。なお、図中同一符号は同一部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

　歯車のかみ合いにより電動機の回転を減速して駆動綱
車に伝達するものにおいて、上記歯車の潤滑材として電
界の強さに対応して粘性が変化する電界応動粘性体を用
い、上記歯車の歯当りが切り換わるとき動作する歯当り
検出器と、この歯当り検出器が動作すると上記電界応動
粘性体に電界を印加する電圧印加手段とを備えたことを
特徴とするエレベーターの減速装置。