JPH0632461U - リニアモータエレベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアモータエレベータの制御性能の向上を
図る。 【構成】 主ロープによってかごに連結された釣り合い
重り６には一次コイル１１，１１ａを設け、昇降路には
リアクションプレート２０，２０ａを設ける。釣り合い
重り６に固定した軸５３に回動可能に交差して設けたレ
バー５４，５５の延長部５４ａ，５５ａに設けた復元ば
ね５７によって、レバー５４，５５に軸着したローラ５
６ａ〜５６ｄをリアクションプレート２０，２０ａに押
し付け、一次コイル１１，１１ａとリアクションプレー
ト２０，２０ａの空隙ｇを一定範囲内に維持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、リニアモータによって駆動されて昇降するリニアモータエレベータ の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のリニアモータエレベータの一例を図１４及び図１５により説明する。図 １４は全体概略図、図１５は図１４の要部説明図である。 図において、１は昇降路、２ａ，２ｂは昇降路１の上部に固定された架台３に 設置された滑車、４は一端がかご５に連結され、滑車２ａ，２ｂを介して、他端 が釣り合い重り６に連結された主ロープ、７はかご５用の一対のガイドレール、 ８はこのガイドレール７に沿ってかご５の昇降を案内するローラガイドである。 ９は釣り合い重り６用の一対のガイドレール、１０はこのガイドレール９に沿 って釣り合い重り６の昇降を案内するローラガイド、１１，１１ａは釣り合い重 り６に設置された一対の一次コイルである。

【０００３】 ２０，２０ａは一次コイル１１，１１ａに対向するように、昇降路１の上下方 向全長に渡って垂設されたリアクションプレート（二次導体）、２１，２１ａは リアクションプレート２０，２０ａの強度を補いながら支持するバックビームで 、適当な間隔でボルト等によってリアクションプレート２０，２０ａと一体化さ れている。 バックビーム２１は、複数のブラケット２２及びアンカーボルト２３によって 昇降路１の壁１ａに固定されており、バックビーム２１ａはブラケット２４によ って中間ビーム２５に固定されている。また、ガイドレール９は複数の支持部材 ２６，ブラケット２７及びアンカーボルト２８によって昇降路１の壁１ａに固定 されている。

【０００４】 一次コイル１１，１１ａとリアクションプレート２０，２０ａとの間には約２ 〜４mm程度の空隙ｇを形成するように据え付けられており、この空隙ｇの調整は リニアモータの性能を左右するため非常に重要視されている。 上記の構成により、一次コイル１１，１１ａに電力を供給することによって、 駆動力となる推力Ｆを発生し、かご５と釣り合い重り６とを交互に昇降させるよ うになっている。

【０００５】 ところで、上記したリニアモータに電力を供給すると、推力Ｆを生じるととも に、一次コイル１１，１１ａとリアクションプレート２０，２０ａとの間に吸引 力Ｋ，Ｋ１を生じる。推力Ｆ及び吸引力Ｋ，Ｋ１と空隙ｇの関係は図１６に示す ようになっており、空隙ｇが小さいほど推力Ｆ及び吸引力Ｋ，Ｋ１が大きくなる 。また、吸引力Ｋ，Ｋ１の大きさは、推力Ｆの２〜４倍程度になるため、通常の 推力が約５００kgf 〜３０００kgf 程度必要であることから、吸引力Ｋ，Ｋ１は 約１０００kgf 〜１００００kgf を超える大きな力になる。

【０００６】 一方、ガイドレール９とリアクションプレート２０，２０ａとの間には若干の 据え付け誤差があるため、ローラガイド１０にはこの据え付け誤差を吸収するだ けの余裕を持たせて設置してある。 従って、図１４に示すように、釣り合い重り６が中心にあるとき、即ち一次コ イル１１側の空隙と１１ａ側の空隙とが等しい空隙ｇであるときには、吸引力Ｋ ，Ｋ１は等しいため、互いに打ち消し合う。

【０００７】 しかしながら、何らかの原因により、少しでも釣り合い重り６が中心から外れ ると、左右の空隙の大きさが変化し、釣り合い重り６は空隙の小さい方に益々吸 い寄せられることになる。 図１５はこの状態を誇張して示したもので、昇降路壁１ａ側の一次コイル１１ とリアクションプレート２０との空隙が小さくなったため、吸引力にアンバラン スが生じ、Ｋ１＜Ｋとなって、吸引力の大きいＫ側に釣り合い重り６が移動した 状態を示している。

【０００８】 このような状態になると、吸引力のアンバランスが更に増加し、上記空隙ｇも 規制された間隔（２〜４mm）を維持できなくなるだけでなく、ガイドレール９が 湾曲し、リアクションプレート２０等にも変形を生じる恐れがある。即ち、空隙 ｇに僅かの変化が生じれば、吸引力のアンバランスが益々増幅されることになる 。このため、走行速度，消費電力，着床精度等のエレベータの走行性能が損なわ れるだけでなく、支持部材２６の変形やアンカーボルト２３，２８の緩み等が生 じ、安全性の問題が発生することになる。

【０００９】 これらの問題が生じないようにするために、ガイドレール９やリアクションプ レート２０等の強度を上げたり、支持部材２６やブラケット２７等を増やすと、 大幅なコストアップになるという新たな問題が発生する。また、ローラガイド１ ０にはばねが組み込まれているが、このばねは釣り合い重り６の走行時の振動吸 収等を目的として組み込まれているものであり、釣り合い重り６を中央部に復帰 させる能力はない。

【００１０】 そこで、図１７に示すように、釣り合い重り６の両面にガイドローラ２９，２ ９ａを設け、一次コイル１１，１１ａとリアクションプレート２０，２０ａとの 空隙を所定距離以上に維持するようにする方法が考えられている。 この方法によれば、一次コイル１１，１１ａがリアクションプレート２０，２ ０ａに接近すると、ガイドローラ２９，２９ａがリアクションプレート２０，２ ０ａに接触して、一次コイル１１，１１ａとリアクションプレート２０，２０ａ との空隙を所定距離以上に維持することができる。

【００１１】 また、図１９，図２０に示したのは、従来のリニアモータエレベータの他の例 であり、一次コイルがリアクションプレートを挟むように配置したタイプのもの である。図１９は昇降路の概略断面図、図２０は図１９の要部詳細図である。 図において、３０は断面Ｔ字状をした釣り合い重り６のガイドレール兼用のリ アクションプレートで、支持部材３１によって昇降路壁１ａに固定されている。

【００１２】 ３２はリアクションプレート３０の頂面を転動するガイドローラで、リアクシ ョンプレート３０の据え付け誤差を吸収できるように若干の空隙が設けられてい る。３３，３４はリアクションプレート３０の頂部付近の側面上を転動するガイ ドローラで、一次コイル１１，１１ａとリアクションプレート３０との空隙を所 定距離以上に維持するためのものである。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら図１７の従来例の場合、ガイドレール９とリアクションプレート ２０，２０ａとの間の据え付け誤差を吸収するために、ガイドローラ２９，２９ ａとリアクションプレート２０，２０ａとの間には若干の空隙ｇ１（ｇ＞ｇ１） を設ける必要がある。そのため、図１８に示すように、一方のガイドローラ２９ が一方のリアクションプレート２０に当接した状態では、一次コイル１１側の空 隙ｇ２と１１ａ側の空隙ｇ３とが相違するため、一次コイル１１，１１ａに同じ 電力を供給しても、発生する推力が異なるため、リニアモータの正確な制御がで きなかった。

【００１４】 また、図１８の状態では、左右の吸引力の大きさはＫ２＞Ｋ３となるため、釣 り合い重り６は吸引力の大きいＫ２側に偏ったままであり、図１７のように中央 部に復帰することができなかった。

【００１５】 図１９の従来例の場合も同様に、対向するリアクションプレート３０，３０間 には、据え付け誤差により若干のねじれ（一般に０．５°以下）やずれ（一般に １mm以下）があるため、この据え付け誤差を吸収するために、ガイドローラ３３ ，３４とリアクションプレート３０との間には空隙ｇ４（ｇ＞ｇ４）を設けてい る。

【００１６】 そのため、図２１に示すように、一方のガイドローラ３３がリアクションプレ ート３０に当接した状態では、一次コイル１１側の空隙ｇ５（ｇ−ｇ４）と１１ ａ側の空隙ｇ６（ｇ＋ｇ４）とが相違するため、上記従来例と同様、一次コイル １１，１１ａに同じ電力を供給しても、発生する推力が異なるため、リニアモー タの正確な制御ができないという問題があった。 本考案は上記の問題点を解決することを目的としたものであり、左右両側の空 隙を常に一定の範囲内に保持できるようにしたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、自動調芯機構を備えたローラガイド装置を一次コイルの近辺に設け 、このローラガイド装置に組み込まれた復元ばねの力によって、一次コイルとリ アクションプレート間の空隙を常に一定の範囲内に保持させるようにしたもので ある。

【００１８】

【実施例】

本考案の一実施例について、図１〜図５により説明する。図１は本実施例のロ ーラガイド装置の詳細を示す正面図、図２は本実施例の全体概略図、図３は図２ の釣り合い重り部分の断面図、図４は図１のＡーＡ断面図、図５は本実施例の動 作説明図である。

【００１９】 図において、５０は釣り合い重り６の上下左右に合計４組取り付けられたロー ラガイド装置、６ａは釣り合い重り６の枠を構成する横方向のビーム、６ｂは縦 方向のフレーム、６ｃは一次コイル１１，１１ａを取り付けるための支持フレー ム、６ｄはウエイトである。リアクションプレート２０，２０ａは、図３に示す ように、平板状の鉄材２０ｂの水平方向中間部にのみ、銅やアルミ等の導電性材 料２０ｃがコーティングされ、両側部は後述のローラが走行するための走行部に なっている。

【００２０】 ５１はブラケット５２を介して上下がビーム６ａ，６ａに固定された支持体、 ５３は支持体５１に固定された回動軸で、レバー５４，５５を、互いに交差する ように、回動自在に軸着している。回動軸５３に軸着されたレバー５４の一端に はローラ５６ａが軸着され、また他端側にはローラ５６ｂが軸着されるとともに 、更に上方へ延長されて延長部５４ａが形成されている。また、レバー５５も同 様に、ローラ５６ｃ，５６ｄ及び延長部５５ａを備えており、これらのローラ５ ６ａ〜５６ｄは軸５３から等しい位置に、図１の左右対称になるように配置され 、リアクションプレート２０，２０ａ両側部の走行部を走行するようになってい る。

【００２１】 ５７は延長部５４ａ，５５ａ間に設けられた復元ばね、５８ａ，５８ｂはばね ５７のばね座、５９は延長部５４ａに空けられたねじ穴に螺着されて、ばね座５ ８ｂの背面からばね５７を圧縮する調整ボルトである。６０は支持体５１に固定 された台座であり、中央にねじ穴が空けられている。６１ａ，６１ｂはそれぞれ 延長部５４ａ，５５ａを貫通して、台座６０のねじ穴に螺着されたボルト、６２ ａ，６２ｂはボルト６１ａ，６１ｂに螺着されたナットであり、それぞれ延長部 ５４ａ，５５ａの移動量を規制するものである。

【００２２】 また、図４に示すように、交差するレバーの一方５４は、ローラ５６ｂ，５６ ｃの軸芯及び復元ばね５７の芯が一致するように曲げられている。 通常の運転状態では、左右の一次コイル１１，１１ａと導電性材料２０ｃとの 空隙は等しくｇであるように設定されている。尚、図１４，図１５と同一のもの は同一符号で示している。 次に、本ローラガイド装置５０の動作について図５により説明する。

【００２３】 当初、左右の空隙が等しくｇであったものが、据え付け誤差等によって、釣り 合い重り６が、図５の右方向にδだけ移動したとすると、各空隙はそれぞれｇ＋ δ、ｇ−δに変化する。また、釣り合い重り６がδだけ右方向へ移動すると本ロ ーラガイド装置５０も右方向へ移動することになるため、ローラ５６ａ，５６ｄ のみがリアクションプレート２０の鉄材２０ｂからなる走行部に接触し、鉄材２ ０ｂからの反力Ｐを受ける。そのため、レバー５４は軸５３を中心にして図５の 時計方向に回転し、力Ｐｓで復元ばね５７を圧縮する。同様に、レバー５５は軸 ５３を中心にして図５の反時計方向に回転し、力Ｐｓで復元ばね５７を圧縮する 。

【００２４】 ここで、ローラ５６ａ，５６ｄに作用する力Ｐは、一次コイル１１，１１ａと リアクションプレート２０，２０ａとの間に生じる吸引力Ｋ５，Ｋ６の差になる 。また、ローラガイド装置５０は釣り合い重り６の上下左右に合計４組取り付け られているため、ローラ１個に作用する力を釣り合い重り６の単位変位（mm）当 たりの力Ｐｏで表すと、 Ｐｏ＝（Ｋ５−Ｋ６）／δ×１／（２×４） 〔kgf/mm〕 また、復元ばね５７に作用する釣り合い重り６の単位変位（mm）当たりの力Ｐｓ ｏは、 Ｐｓｏ＝Ｐｏ×（ｒ／Ｌ） 〔kgf/mm〕

【００２５】 更に、復元ばね５７のばね定数をｋ、変位量ｘ、作用する力をｐとすると、一 般に、ｐ＝ｋｘ だから、ｐ＝Ｐｓｏ、ｘ＝δ×（Ｌ／ｒ）を代入すると、 ｋ＝ｐ／ｘ＝Ｐｓｏ／（δ×（Ｌ／ｒ））＝（Ｐｓｏ×ｒ）／（δ×Ｌ） 釣り合い重り６の単位変位（mm）当たりでは、δ＝１だからｋ＝Ｐｓｏ×ｒ／Ｌ 故に、ｋ＝Ｐｏ×（ｒ／Ｌ）×（ｒ／Ｌ） ＝（Ｋ５−Ｋ６）／δ×１／８×（ｒ／Ｌ）² 〔kgf/mm〕 従って、復元ばね５７として、（Ｋ５−Ｋ６）／δ×１／８×（ｒ／Ｌ）² 以上 のばね定数のばねを使用すれば、釣り合い重り６を中央位置に戻すことができる 。

【００２６】 本実施例の場合、ローラ５６ａに力Ｐが作用すれば、同時にローラ５６ｄにも 力Ｐが作用して、復元ばね５７を両側から同一の力Ｐｓで圧縮して、その反力で 釣り合い重り６を中央位置に戻す自動調芯機構になっているため、図１に示され た従来のローラガイド１０のような、単にローラとばねを組み合わせた構造のも のに比べ、釣り合い重り６の中央位置への復元力が強く実用性が高い。

【００２７】 上記実施例は、レバー５４，５５の各端にローラ５６ａ〜５６ｄを１個ずつ設 けているが、ローラ５６ａ〜５６ｄに代えて、複数のローラを備えたイコライザ を設けてもよい。 図６はその一例を示すものであり、レバー５４，５５の端部の軸６５ａ〜６５ ｄにイコライザ６３ａ〜６３ｄを設けたものであり、この各イコライザ６３ａ〜 ６３ｄを構成するローラ６４ａ，６４ｂは、それぞれ各軸６５ａ〜６５ｄからの 距離が等しくなる位置に設置されている。 この実施例によれば、図１の実施例に比べローラの数が倍になっているため、 各ローラに作用する力を半分に減少させることができる。

【００２８】 本実施例のローラガイド装置５０は、上記タイプの釣り合い重り６に設置する のみならず、他のタイプのエレベータにも使用することができる。 図７に示したものは、リニアモータをかごに設置したタイプのものであり、一 次コイル１１，１１ａをかご５の両側面に設置し、これら一次コイル１１，１１ ａに対向するように、リアクションプレート２０，２０ａを、支持部材７０を介 して、昇降路壁１ａに固定したものである。 この例においても、一次コイル１１，１１ａの近辺にローラガイド装置を設置 すれば上記実施例と同様の効果がある。

【００２９】 図８は本実施例のローラガイド装置５０を使用した更に他の実施例を示すもの であり、リアクションプレート２０，２０ａの両端面上を転動するガイドローラ ７１を釣り合い重り６に設け、ローラガイド装置５０とガイドローラ７１とによ って、リアクションプレート２０，２０ａに沿って釣り合い重り６を昇降させる ようにし、従来のガイドレール９を廃止したものである。この例においても、上 記各実施例と同様の効果がある。

【００３０】 図９〜図１３は一次コイルがリアクションプレートを挟むように配置したタイ プの場合における本考案の実施例であり、図９は昇降路の概略断面図、図１０は 図９のＢ−Ｂ詳細断面図、図１１は図１０の右側面図、図１２は図１１のＣ−Ｃ 断面図、図１３は本実施例の動作説明図である。 図において、８０は釣り合い重り６の上下左右に合計４組取り付けられたロー ラガイド装置、８１はボルト８２により釣り合い重り６の本体に固定された支持 体、８３は支持体８１に固定された回動軸で、レバー８４，８５を、互いに交差 するように、回動自在に軸着している。

【００３１】 回動軸８３に軸着されたレバー８４の一端にはローラ８６ａが軸着され、また 他端側にはローラ８６ｂが軸着されるとともに、更に上方へ延長されて延長部８ ４ａが形成されている。また、レバー８５も同様に、ローラ８６ｃ，８６ｄ及び 延長部８５ａを備えており、これらのローラ８６ａ〜８６ｄは軸８３から等しい 位置に、図１０の左右対称になるように配置され、リアクションプレート３０を 挟むように配置されている。

【００３２】 ８７は延長部８４ａ，８５ａを貫通して設けられた貫通ボルト、８８は延長部 ８５ａと座金８９との間に設けられた復元ばね、９０はボルト８７に螺着された ナットであり、座金８９を介して復元ばね８８のばね圧を調整するものである。 ９１は延長部８４ａ，８５ａを貫通して設けられた貫通ボルト、９２はボルト９ １に螺着されシム９３を介して延長部８４ａを挟むナット、９４はボルト９１に 螺着されたナットであり、このナット９２，９４によって延長部８５ａの移動量 を規制、即ち延長部８４ａと８５ａとの間隔を規制している。尚、図１９と同一 のものは同一符号で示している。

【００３３】 次に、本ローラガイド装置８０の動作について図１３により説明する。 当初、左右の空隙が等しくｇであったものが、据え付け誤差等によって、釣り い重り６が、図１３の左方向にδだけ移動したとすると、各空隙はそれぞれｇ＋ δ、ｇ−δに変化する。また、釣り合い重り６がδだけ左方向へ移動すると本ロ ーラガイド装置５０も左方向へ移動することになるため、ローラ８６ａ，８６ｄ のみがリアクションプレート３０に接触して反力Ｐを受ける。そのため、レバー ８４は軸８３を中心にして図１３の反時計方向に回転し、力Ｐｓで復元ばね８８ を圧縮する。同様に、レバー８５は軸８３を中心にして図１３の時計方向に回転 し、力Ｐｓで復元ばね８８を圧縮する。

【００３４】 尚、各力Ｐ，Ｐｓ、吸引力Ｋ５，Ｋ６等の関係式については図５で説明したの と同様になるため詳細説明は省略する。 本実施例の場合も図１〜図５の実施例と同様に、ローラ８６ａに力Ｐが作用す れば、同時にローラ８６ｄにも力Ｐが作用して、復元ばね８８を両側から同一の 力Ｐｓで圧縮して、その反力で釣り合い重り６を中央位置に戻す自動調芯機構に なっているため、釣り合い重り６の中央位置への復元力が強く実用性が高い。

【００３５】 また、本実施例の場合も、図６で説明したのと同様に、ローラ８６ａ〜８６ｄ の代わりに、イコライザ６３ａ〜６３ｄを設けることもできる。 更に、上記の説明では釣り合い重りにリニアモータが設けられている場合につ いて述べたが、図７に示されているように、かごにリニアモータが設けられるタ イプの場合にも同様に使用することができる。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、自動調芯機構を備えたローラガイド装 置を一次コイルの近辺に設けたため、このローラガイド装置の復元ばねの力によ って、一次コイルとリアクションプレート間の空隙を常に一定範囲内に保持させ ることができ、リニアモータの正確な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のローラガイド装置の詳細を
示す正面図である。

【図２】図１の実施例の全体概略図である。

【図３】図２の釣り合い重り部分の断面図である。

【図４】図１のＡーＡ断面図である。

【図５】図１の実施例の動作説明図である。

【図６】本考案の他の実施例を示す図である。

【図７】本考案の他の実施例を示す図である。

【図８】本考案の他の実施例を示す図である。

【図９】本考案の他の実施例を示す全体概略図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ詳細断面図である。

【図１１】図１０の右側面図である。

【図１２】図１１のＣ−Ｃ断面図である。

【図１３】図９の実施例の動作説明図である。

【図１４】従来のリニアモータエレベータの一例を示す
図である。

【図１５】図１４の要部説明図である。

【図１６】リニアモータの推力及び吸引力と空隙との関
係を示す図である。

【図１７】従来のリニアモータエレベータの他の例を示
す図である。

【図１８】図１７の動作説明図である。

【図１９】従来のリニアモータエレベータの他の例を示
す図である。

【図２０】図１９の要部詳細図である。

【図２１】図２０の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 昇降路 ４ 主ロープ ５ かご ６ 釣り合い重り １１，１１ａ 一次コイル ２０，２０ａ，３０ リアクションプレート ２９，２９ａ，３２，３３，３４，７１ ガイドローラ ５３，８３ 回動軸 ５４，５５，８４，８５ レバー ５４ａ，５５ａ，８４ａ，８５ａ 延長部 ５６ａ〜５６ｄ，６４ａ，６４ｂ，８６ａ〜８６ｄ ロ
ーラ ５７，８８ 復元ばね ６３ａ〜６３ｄ イコライザ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主ロープによって連結されて昇降路内を
   昇降するかご及び釣り合い重り、このかご又は釣り合い
   重りの何れか一方に設けられ二つで一組となっている一
   次コイル、この一組の一次コイルに対向して昇降路の上
   下方向に設置されたリアクションプレートとを備えたリ
   ニアモータエレベータにおいて、 互いに交差するように回動自在に軸着された２本のレバ
   ーと、このレバーの回動軸からの距離がそれぞれ等しく
   なるように各レバーに配置されたローラ又は複数のロー
   ラを有するイコライザと、上記各レバーの一端を延長し
   て形成された延長部と、これら両延長部間に配置され上
   記各ローラを上記リアクションプレートの方向に付勢す
   る復元ばねとを備えたローラガイド装置を、上記一次コ
   イルの近辺に設置したことを特徴とするリニアモータエ
   レベータ。