JPH0737314B2 - エレベーター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、エレベーター装置に関するもので、特に昇
降路上部に要求されるスペースを最小とすることの出来
るエレベーター装置に関するものである。さらに、本発
明はリニアモータを駆動源として用いて、昇降路上部の
構造を簡素化してエレベーター装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来より、昇降する階床の少ない建造物においては、油
圧式のエレベーターが使用されている。油圧式のエレベ
ーターは、通常昇降路下部に形成したピットに油圧装置
を配置して、この油圧装置の動作によってかごを昇降駆
動する構成をとるため、巻上機式のエレベーターと比較
した場合、昇降路上部の構造が簡素化出来る利点があ
る。

また、近年において、リニアモータを駆動源として用い
たエレベーターが開発されており、このリニアモータ式
エレベーターも、昇降路上部の構造が巻上機式のエレベ
ーターに比べて格段に簡素化出来るものとなっている。
例えば、リニアモータを駆動源として用いたエレベータ
ーは、特開昭48−54644号公報に記載されたものや、特
開昭57−121568号公報に記載されたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前者の油圧式エレベーターにおいては、昇降
路の上部構造は著しく簡素化出来るものの、昇降路下部
に配設する油圧装置は非常に大掛かりなものとなり、更
に、油圧装置の駆動音による騒音の問題も未解決となっ
ているのが現状である。一方、上記した先行技術による
リニアモータ式のエレベーターにおいては、油圧装置の
ような大掛かりな設備は不要となり、また騒音の問題も
油圧式のエレベーターに比べればはるかに騒音レベルが
低減されてはいるが、油圧式エレベーターに比べて昇降
路の上部に必要なスペースは大きくなりこの点での改良
が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、リニアモータにおける低騒音
性、設備の簡素性等を生かしつつ、昇降路の上部構造に
要求されるスペースを油圧式エレベーターと同程度まで
減少することの出来る新規なエレベーターの駆動方式を
提案することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記および上記以外の目的を達成するために、本発明に
よるエレベーター装置は、昇降路内に上下移動可能に配
設されるかごと、このかごの底部より下向きに突出され
た円筒部材およびこの円筒部材によって挿通されて昇降
路に設置されたコイル部材からなり、前記かごを直接駆
動するリニアモータと前記円筒部材に接しながら前記コ
イル部材に取り付けられ、このコイル部材と円筒部材と
の隙間を一定に保持するためのローラと、前記円筒部材
から所定間隔だけ離されて前記コイル部材に取り付けら
れ、前記隙間が一定に保持されているかを検出するため
のスイッチ片とを備えた構成としたものである。

また、昇降路内に上下移動可能に配設されるかごと、こ
のかごの側部に設けられたコイル部材およびこのコイル
部材を挿通して昇降路に立設された円筒部材からなり、
前記かごを直接駆動するリニアモータとを備え、前記円
筒部材の上下両端に延長部を取り付け、この上下両端の
延長部のいずれか一方と昇降路の構造材との間にスプリ
ングおよびターンバックルを直列に介設した構成とした
ものである。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図及び第２図は、本発明の好適実施例によるエレベ
ーター装置の全体の概略を示すもので、かご10は、昇降
路12に設ける一対のガイドレール14にガイドローラ16を
係合させて昇降方向に周知の要領で案内されている。第
１図において、ガイドローラ16は、単に所在を示すため
に図式的に示されているが、実際には２個または３個の
ローラによって周知の要領でガイドレール14を弾性的に
挟み着けてかご10が安定して走行できるように構成され
ている。また、かご10の下部構造材には、電磁ブレーキ
装置20が設けられており、かご10の階床停止時及び電源
異常時、地震時等の緊急時にガイドレール14に係合して
かごを停止位置に保持する。なお、第２図においては、
各二つのブレーキ装置が左右両側のガイドレールに嵌合
して、一方が故障した場合にも、他方の制動作用によっ
てかご10を安全に制動出来るように構成しているが、左
右両側のそれぞれに各一対のブレーキ装置20を設けるこ
とは、本実施例において、必須な事項ではない。

かご10の底部中央には下向きに円筒部材32が突設されて
いる。この円筒部材21は、アルミニウム等の軽量で導電
性の形成されている。なお、この円筒部材22は、鋼等の
剛性及び耐磨耗性の高い材料を用いて形成する中空体
に、要すればアルミニウム等の導電性被膜を形成して構
成することも可能であり、また、硬質合成樹脂材料に導
電加工を施し又は導電性被膜を形成して形成することも
可能である。

円筒部材32の長さは、かご10の昇降ストロークよりも長
く設定されており、最下の階床Ｆ（第２図参照）のフロ
アより下側に形成するピットＰを通ってピット床より掘
り下げ形成される収容孔Ｇに下部が収容される。ピット
Ｐの床面には、前記した円筒部材32の外径よりも若干大
きな内径を有する中心孔34を形成した円筒状コイル部材
36が配設されている。コイル部材36は、中心孔34の軸線
は、円筒部材32の軸線及び中心孔Ｇの軸線と同一軸線上
に位置するように配置される。円筒部材32は、コイル部
材36の中心孔34を貫通して、下部が収容孔Ｇに収容され
ている。コイル部材36貫通部において、円筒部材32は、
コイル部材に設ける電磁コイル38に僅かの間隙40を介し
て対向している。

この構成において円筒部材32は、かご10を昇降駆動する
ための第一の駆動要素として機能しており、第二の駆動
要素として機能するコイル部材とともにリニアモータ30
を形成している。なお、本実施例においては、第二の駆
動要素をコイル部材で構成してリニアモータの一次側導
体とし、第一の駆動要素を円筒部材で構成する二次側導
体としているが、第一の駆動要素を一次側導体とし、第
二の駆動要素を二次側導体としてもリニアモータの構成
上は問題が生じないものである。また、本実施例におい
ては、リニアモータをトロイダル型のリニアモータで構
成しているが、これを平板型のリニアモータに変更する
ことも当然に可能である。

図示の実施例においては、コイル部材36はインバータ回
路を含む制御回路に接続されており、この制御回路（第
５図参照）より供給される駆動電流によって励起され、
円筒部材32に誘導磁界を発生する。

なお、第１図に示すように、コイル部材36の上端は、ピ
ット内に配設するダンパ37の上端位置よりも下側に位置
するように設計されており、従ってメンテナンス作業等
のためのかご10が、最下の階床のフロア停止位置を越え
て下降した場合にも、かごの底面にコイル部材36が不用
意に接触して破損するといった問題は未然に防止される
ものとなる。

第３図及び第４図は、かご10に設けるブレーキ装置20の
具体例を示している。図示のように、ブレーキ装置20
は、一対のブレーキアーム201の先端部にはブレーキシ
ュー202が付設されており、その後端部の中間にはブレ
ーキユニット200が支持されている。一対のブレーキア
ーム201はアーム支持軸203を介して回動自在となってい
る。ブレーキユニット200について詳述すると、このユ
ニットは、マグネットコア204、伸縮シャフト205、ブラ
ケット206、及び圧縮スプリング207とから形成されてお
り、シャフト205及びブラケット206の端部に形成された
丸穴に挿入されたピン208によって保持されている。こ
のブレーキユニット200は、電源に接続されており、電
源供給によってON状態となっている場合は、マグネット
コア204の励磁によって伸縮シャフト205が圧縮スプリン
グ207の付勢力に抗して収縮して、ブレーキアーム201を
解放方向に動作させるため、ブレーキシュー202はガイ
ドレール14の対向面との摩擦係合から解放され、かご10
の昇降動作を規制する制動力が解除される。逆に、ブレ
ーキユニット200への電源供給から遮断されてブレーキ
ユニットがOFF状態となると、マグネットコア204が非励
磁状態となって、圧縮スプリング207の付勢力によって
伸縮シャフト205が伸長しブレーキシュー202はガイドレ
ール14に摩擦係合する。この結果、かご10は、ブレーキ
シュー202とガイドレール14対向面間の摩擦係合によっ
て制動力を発生して、かご10を静止状態に保持する。

次に、このブレーキ装置20の動作と、リニアモータの動
作との連関について第５図を参照して説明する。第５図
は、リニアモータの駆動とブレーキ挿入20の動作を制御
する制御系の概略をしめすもので、かご位置検出手段30
0は、周知の近接スイッチ及びかご位置検出用エンコー
ダ等を含むもので、昇降路内で昇降運転されるかご10と
各階床との位置関係を示すかご位置検出信号を発生す
る。一方、ホール呼び手段302は、各階床のホールに設
置されるホール呼びボタン等を含むコマンド装置であ
り、ホールの乗客の目的階に応じてUPボタン又はDOWNボ
タンの操作に従って、ホール呼びコマンドを発生する。
また、かご呼び手段は304は、かご内に設置される制御
盤を含むもので、かご内の乗客の目的階床ボタン操作に
応じて、指定階床をしめすかご呼びコマンドを出力す
る。

制御回路306は、かご位置検出手段のかご位置検出信号
と、ホール呼び手段より入力されるホール呼びコマンド
及びかご呼び手段より入力されるかご呼びコマンドに応
じてかごの運転方向に応じた制御信号を発生して、イン
バータ回路等を含むモータ制御手段308に制御信号を出
力する。従って、モータ制御回路308によって目的階床
方向にかご10を運転するための一次側可動子19への電源
供給が開始される。かご10が、昇降運転されている間、
制御回路306はかご位置検出手段300から入力されるかご
位置検出信号とホール呼びコマンド又はかご呼びコマン
ドによって指定されたサービス階床とを比較して、かご
10がサービス階床に到達したことを検出したときに、モ
ータ制御手段に停止コマンドを出力して、コイル部材36
への電源供給を遮断させる。

コイル部材36への電源供給が継続されている間、制御回
路は、ブレーキ制御手段310にブレーキOFFコマンドを連
続的に供給する。ブレーキ制御手段310は、このブレー
キOFFコマンドに応じてマグネットコア204への電源供給
を継続して、ブレーキ装置20を解放位置に保持する。一
方、制御回路306は、モータ制御手段308に対する停止コ
マンドの出力と同時にブレーキ制御手段310にブレーキO
Nコマンドを供給して、マグネットコアへの電源供給を
遮断して、ブレーキ操作20を制動位置に動作される。制
御手段306は、次のホール呼びコマンド又はかご呼びコ
マンドが入力されるまで、ブレーキ制御手段に対するブ
レーキONコマンドの供給を継続して、かご10を停止して
いる階床に静止した状態で保持する。

上記の構成によれば、リニアモータへの電源供給が遮断
された状態において、ブレーキ装置がかごを直接静止さ
れるので、かご位置の制御が容易となり、しかも、ブレ
ーキ装置をかごに設けることによってかご内部からこの
制御手段のメンテナンスを行えるものとなるので、ブレ
ーキ装置のメンテナンス性が向上する。

上記の構成においてコイル部材36は、第２図に示すよう
に、コイルスプリング等の弾性部材42を介してピットＰ
の床面に設置される。この弾性部材42は、弾性によって
コイル部材36の側方への変位を許容するように構成され
ている。また、コイル部材36の上部には、円周方向に所
定距離離間して配設されるローラ44が設けられており
（第６図（Ａ）、（Ｂ）参照）、このローラ44は円筒部
材32の外表面に弾性的に当接して、円筒部材32の外表面
をコイル部材36の内表面の間に所定の最小エアギャップ
を確保するように構成されている。この構成によれば、
地震等によってかご又は円筒部材に横揺れ振動が生じた
場合にも、コイル部材36と円筒部材32の接触が防止出来
るものとなる。また地震等によって円筒部材32が少し曲
がってしまった場合にも、コイル部材36と円筒部材32と
の接触がローラ44によって防止され、リニアモータの円
滑な駆動が確保される。また、必要に応じて第２図に示
すように、かご10に対する円筒部材32取り付けに弾性部
材46を用いて円筒部材とかご間の振動エネルギの伝達を
防止するように構成すれば、エアギャップの確保が一層
確実となるとともに、リニアモータ駆動時に生じる振動
を減衰することが出来るので、かご10の乗り心地をより
一層改善することが出来るものとなる。なお、第６図
（Ａ），（Ｂ）の構成においては、四個のローラ44がそ
れぞれ取り付けブラケット45に、ローラ軸44aに対して
回転自在に支持されている。取り付けブラケット45の側
壁には、横長の貫通孔44bが形成されており、この貫通
孔44bに貫通するローラ軸44aの側方変位を許容するよう
に構成されているとともに、スプリング43によって、常
時ローラ44及びローラ軸44aを円筒部材32側に付勢する
構成となっている。なお、この実施例において、ローラ
の少なくとも円筒部材32の外表面と接触するローラ面
は、軟質ゴムの弾性材料で構成することにより、かご10
の走行中におけるローラと円筒部材の接触によって発生
するノイズを低減することができる。また、本実施例の
構成においては、スプリング43のバネ定数を可及的に小
さく設定することにより、かごの走行中のローラと円筒
部材の間に生じる摩擦音を一層低減することが可能とな
る。なお、貫通孔44bの外側端部の位置は、ローラ軸44a
が、この外側端部に当接する位置にローラが変位した状
態で、ローラと円筒部材の対向面間には許容最小限のエ
アギャップ40が確保出来るように決定される。

なお、要すれば、第７図に示すように、コイル部材36の
上部に、円筒部材32とコイル部材36の対向面間の距離が
予じめ設定された許容最小距離よりも小さくなったとき
に、これを検出して異常検出信号を制御回路に出力する
エアギャップセンサ35を設けて、この異常検出信号によ
って、緊急停止動作を行うようにすることも可能であ
る。

なお、第７図（Ａ）、（Ｂ）の構成においては、エアギ
ャップセンサ35は、円筒状のケーシング351と、このケ
ーシング351に係止ボルト353を用いて取り付けられたス
イッチ片352を有しており、スイッチ片352は、所定の間
隔ｌを存して円筒部材32の外表面と対向する構成となっ
ている。なお、このスイッチ片352に先端部を当接する
調整ネジ354は、その締め込み度合いによって、最小エ
アギャップ40の検出位置を調整するためのものである。
また、スイッチ片352には、リード355が連結されてお
り、このリード355を介してエアギャップセンサ35は、
前記した制御回路に電気的に連結されている。また、前
記したように曲がってしまった円滑部材32とコイル部材
36との接触がローラ44によってどうしても防止されない
場合には、スイッチ片352が円筒部材32に触れ、前記接
触を検出する。このように、円筒部材32とコイル部材36
との接触が検出されると、リニアモータの駆動が停止さ
れる。その結果、リニアモータが損壊してしまう前に、
これを修理して再使用することができる。

第８図及び第９図は、本発明の他の実施例を示すもの
で、第８図の例においては、一対のコイル部材50をかご
10の両側に突出させて配設し、このコイル部材50のそれ
ぞれ貫通して円筒部材52を設ける構成となっている。こ
の場合には、コイル部材50が第一の駆動要素を構成し、
円筒部材52が第二の駆動要素を構成する。第８図の構成
においては、円筒部材52を、固定する構造とするため、
ピットＰの床面より下方に収容孔の形成する必要がな
く、従って比較的昇降階床の多い構造物であっても、本
発明のエレベーターを用いることが可能となる。同様
に、第９図の実施例においては、コイル部材60をかご10
の背面より突出して設け、これに円筒部材62を貫通させ
る構成としている。この構成においても第９図の実施例
と同様に、本発明のエレベーター装置の高階床の建造物
への適用が可能となる。

なお、第８図及び第９図構成においては、円筒部材を第
10図及び第11部に示すように昇降路の構造材に弾性的に
取り付けて、地震等によって建造物に生じる振動を緩衝
して、コイル部材と円筒部材間のエアギャップの確保を
確実とすることが出来る。

即ち、第８図の実施例における円筒部材52の取り付け構
造について第10図及び第11図を用いて説明すれば、円筒
部材52の下部支持部材54の構造を示している。上記した
ように通常コラムはアルミニウム合金でできており、そ
の一端に延長部400を設けて全体的なコラム長さ等を調
整している。その延長部の一端には、アイボルト401を
有した継ぎ手手段としてのボールジョイント405が接合
されている。一方、床面にはリニアモータの両側ガイド
レールの下端と接合している支持枠部材11を介してアイ
ボルト402が固定されており、アイボルト401と402間を
両端にフックを有したコイルスプリング403及びターン
バックル404を介して連結することにより円筒部材52を
垂直に支持している。このターンバックル404は周知の
ものであり、スプリングとジョイント間の距離を調整す
ることにより円筒部材52に一定の張力を付加している。
また、ターンバックル404を設けたことにより円筒部材5
2に付勢する張力の調整及びスプリング403の取り付けを
また、リニアモータを駆動しているときには、円筒部材
52には振動が生じるが、この振動を減衰させる役目もス
プリング403は果している。ここで、この振動の減衰効
果を高めるために、ターンバックル404によってスプリ
ング403の張力を適宜変更できるようにしている。

ボールジョイント405は、アイボルト401と連結している
一対のヨーク406により一個のボールを抱くとともに、
このボールを貫通してヨーク間にピンを挿入することに
よりボールを保持する構成となっている。また、コラム
側においては、その一端にボールを受ける輪付き軸407
を固着した構成となっている。したがって、この構成に
よれば、ピンを中心としてヨーク部が約360°回転する
ことが可能となり、さらに、この回転面と直交する面に
おいても、一定の角度内で回転することができる。これ
らの構成により、円筒部材52自体の振れは一定の範囲内
において適度に許容されることになる。

第11図は、円筒部材52の上部支持部材56の構造を示す。
上部支持構造に関しても下部支持構造と同様の構成によ
り、円筒部材52を昇降路の上部構造材58に接合すること
も当然可能ではあるが、上下部いずれか一方においてス
プリングを介することによりコラムの振動及び衝撃を緩
衝すれば目的は十分に達せられるために、この実施例に
おいてはボールジョイント410のみによる支持構造とし
てある。このボールジョイントも一定の範囲内において
回動自在となっており、下部支持部とともにコラムの振
動等による動きを許容するように機能する。また、円筒
部材52の上下両端側に延長部400を設けたので、この延
長部400によって各現場の昇降路に応じて全体的なコラ
ムの長さを調整することができる。さらに、かご10は昇
降路の上下両終端までが移動しないので、高価な円筒部
材52を節約することができる。

したがって、上述した円筒部材52の支持構造によれば、
円筒部材52に対して振動、衝撃等が作用した場合におい
ても、上下ジョイント部において円筒部材52の振れを過
度に許容しつつスプリングによってその振動等を減衰、
吸収することが可能なために円筒部材52を有効に保護す
ることができる。なお、円筒部材52の下部支持構造にお
いては、ターンバックルを設けずにボールジョイントと
コイルスプリングによる構成としてもその機能は十分に
有効なものである。

［効果］ 上記のように本発明によれば、リニアモータによってか
ごを直接駆動するように構成して、かごの上方の構造を
すべて排したので、油圧式のエレベーターと同様に昇降
路上部に必要となるクリアランスは、最小となる。

また、第１請求項記載の発明にあっては、コイル部材と
円筒部材との接触がローラによって防止され、リニアモ
ータの円筒な駆動が確保される。さらに、コラム部材と
円筒部材との接触がスイッチ片によって検出されると、
リニアモータの駆動が停止されるので、リニアモータが
損壊してしまう前に、これを修理して再使用することが
できる。

次に、第２請求項記載の発明にあっては、円筒部材に生
じる振動をスプリングによって減衰させることができ、
またターンバックルによって振動の減衰効果を高めるこ
とができる。また、延長部によって各現場の昇降路に応
じて全体的なコラムの長さを調整することができ、加え
て高価な円筒部材を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例によるエレベーター装置
の全体を概略にしめす斜視図、 第２図は、同正面図、 第３図は、第１図及び第２図のエレベーター装置に用い
るブレーキ装置の正面図、 第４図は、ブレーキ装置をかごに取り付けた状態で示す
斜視図、 第５図は、制御回路の一例を示す斜視図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）は、コイル部材に設けるローラの
取り付け構造を示す図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は、コイル部材と円筒部材の相対
変位を検出するギャップゼンサの構成を示す図、 第８図及び第９図は、本発明のエレベーター装置の他の
実施例を示す正面図、 第10図は、第８図及び第９図の実施例における円筒部材
の下部の支持構造を示す正面図、及び 第11図は、第８図及び第９図の実施例における円筒部材
の上部の支持構造を示す正面図である。 10…かご 20…ブレーキ装置 30…リニアモータ 32…円筒部材 36…コイル部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降路内に上下移動可能に配設されるかご
   と、このかごの底部より下向きに突出された円筒部材お
   よびこの円筒部材によって挿通されて昇降路に設置され
   たコイル部材からなり、前記かごを直接駆動するリニア
   モータと、前記円筒部材に接しながら前記コイル部材に
   取り付けられ、このコイル部材と円筒部材との隙間を一
   定に保持するためのローラと、前記円筒部材から所定間
   隔だけ離されて前記コイル部材に取り付けられ、前記隙
   間が一定に保持されているかを検出するためのスイッチ
   片とを備えたことを特徴とするエレベーター装置。
2. 【請求項２】昇降路内に上下移動可能に配設されるかご
   と、このかごの側部に設けられたコイル部材およびこの
   コイル部材を挿通して昇降路に立設された円筒部材から
   なり、前記かごを直接駆動するリニアモータとを備え、
   前記円筒部材の上下両端に延長部を取り付け、この上下
   両端の延長部のいずれか一方と昇降路の構造材との間に
   スプリングおよびターンバックルを直列に介設したこと
   を特徴とするエレベーター装置。