CN104955757B - 电梯装置 - Google Patents

Abstract

在电梯装置中，在轿厢的加速度达到异常加速度设定值的情况下，利用包括绳轮及绳索的质量体产生的力使紧急停止装置进行动作。绳轮包括能够上下移动以便对绳索施加张力的张紧轮。与张紧轮连接的上下振动抑制装置在通常时允许张紧轮向上下方向的移位，在轿厢的加速度达到异常加速度设定值时抑制张紧轮向上下方向的振动。

Description

电梯装置

技术领域

本发明涉及例如在悬挂体断裂时通过紧急停止装置使轿厢紧急停止的电梯装置。

背景技术

在以往的电梯装置中，当轿厢产生超过预先设定值的加速度的情况下，通过异常加速度检测机构使紧急停止装置进行动作。异常加速度检测机构具有与轿厢的移动相关联地进行动作的质量体，当在轿厢产生超过设定值的加速度的情况下，利用在质量体产生的力使紧急停止装置进行动作。另外，质量体采用与紧急停止装置的动作杆连接的限速器绳索、和绕挂限速器绳索的限速器绳轮及张紧轮(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2012/059970A1

发明内容

发明要解决的问题

在如上所述的以往的电梯装置中，在轿厢的升降行程变长、限速器绳索变长时，限速器绳索的纵向振动会影响到紧急停止装置的动作速度。具体而言，当在悬挂体断裂时通过异常加速度检测机构使紧急停止装置进行动作时，张紧轮因振动而向下方移位。并且，这种向下方的移位抑制限速器绳索的旋转振动，因而动作杆的抬起时间产生延迟。

本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种在检测出异常加速度时能够在更短的时间内使紧急停止装置进行动作的电梯装置。

用于解决问题的手段

本发明的电梯装置具有：轿厢，其在井道内升降；紧急停止装置，其安装于轿厢；多个绳轮，其设于井道的上部及下部；以及绳索，其绕挂在绳轮上且与紧急停止装置连接，随着轿厢的升降而循环移动，绳轮包括能够上下移动以便对绳索施加张力的张紧轮，在轿厢的加速度达到预先设定的异常加速度设定值的情况下，利用包括绳轮及绳索的质量体产生的力使紧急停止装置进行动作，其中，张紧轮与上下振动抑制装置连接，上下振动抑制装置在通常时允许张紧轮向上下方向的移位，在轿厢的加速度达到异常加速度设定值时抑制张紧轮向上下方向的振动。

发明效果

本发明的电梯装置在轿厢的加速度达到异常加速度设定值时，通过上下振动抑制装置抑制张紧轮向上下方向的振动，因而能够防止绳索的旋转振动受到抑制，使紧急停止装置在更短的时间内进行动作。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。

图2是示意性示出图1的电梯装置的主要部分的结构图。

图3是示出图2的限速器机构的一个自由度的简易模型的说明图。

图4是示出图2的抬起杆的位移的时间响应的曲线图。

图5是示出图2的限速器机构的三个自由度的简易模型的说明图。

图6是示出图5的简易模型中的一次振动模式的说明图。

图7是示出图5的简易模型中的二次振动模式的说明图。

图8是示出图5的简易模型中的三次振动模式的说明图。

图9是示出图6～图8的振动模式中对应于轿厢位置的频率变化的曲线图。

图10是示出图4的抬起杆的抬起延迟的情况的曲线图。

图11是示出力作用于图2的张紧轮时的频率和张紧轮的响应之间的关系的曲线图。

图12是示出图2的上下振动抑制装置的主视图。

图13是示出图12的上下振动抑制装置的侧视图。

图14是示出本发明的实施方式2的电梯装置的上下振动抑制装置的主视图。

图15是示出图14的上下振动抑制装置的侧视图。

图16是示出图14的楔座部件的频率响应的曲线图。

图17是示意性示出本发明的实施方式3的电梯装置的主要部分的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的方式。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。在图中，在井道1的上部设有机房2。在机房2设有曳引机(驱动装置)3、偏导轮4及控制装置5。曳引机3具有驱动绳轮6、使驱动绳轮6旋转的曳引机电机、对驱动绳轮6的旋转进行制动的曳引机制动器(电磁制动器)7。

曳引机制动器7具有：制动轮(制动鼓或制动盘)，其与驱动绳轮6同轴接合；制动靴，其接近/离开制动轮；制动弹簧，其将制动靴按压在制动轮上而施加制动力；电磁铁，其克服制动弹簧的弹力，使制动靴离开制动轮，而解除制动力。

悬挂体8绕挂在驱动绳轮6和偏导轮4上。悬挂体8采用多条绳索或者多条带。悬挂体8的第一端部与轿厢9连接。悬挂体8的第二端部与对重10连接。

轿厢9及对重10通过悬挂体8被吊挂在井道1内，并通过曳引机3在井道1内进行升降。控制装置5通过控制曳引机3的旋转，使轿厢9以设定的速度进行升降。

在井道1内设置了对轿厢9的升降进行引导的一对轿厢导轨11、和对对重10的升降进行引导的一对对重导轨12。在井道1的底部设置了轿厢缓冲器13和对重缓冲器14，轿厢缓冲器13缓冲轿厢9对井道1的底部的冲击，对重缓冲器14缓冲对重10对井道1的底部的冲击。

在轿厢9的下部安装有与轿厢导轨11卡合而使轿厢9紧急停止的紧急停止装置15。紧急停止装置15采用渐进式紧急停止装置(通常，在额定速度超过45m/min的电梯装置中采用渐进式紧急停止装置)。在紧急停止装置15设有使紧急停止装置15进行动作的动作杆16。

在机房2设有检测轿厢9的超速行进的限速器17。限速器17具有作为绳轮的限速器绳轮18、超速检测开关及绳索夹持器等。限速器绳索19绕挂在限速器绳轮18上。

限速器绳索19呈环状铺设在井道1内，与动作杆16连接。并且，限速器绳索19绕挂在被配置于井道1下部的作为绳轮的张紧轮20上。张紧轮20能够上下移动，以便对限速器绳索19施加张力。在轿厢9升降时，限速器绳索19循环移动，限速器绳轮18以与轿厢9的行进速度对应的旋转速度旋转。

在限速器17中以机械方式检测轿厢9的行进速度达到超速的情况。作为要检测的超速，设定有比额定速度Vr高的第1超速Vos、和比第1超速高的第2超速Vtr。

在轿厢9的行进速度达到第1超速Vos时，超速检测开关被操作。在操作了超速检测开关时，对曳引机3的供电被断开，通过曳引机制动器7使轿厢9紧急停止。

在轿厢9的下降速度达到第2超速Vtr时，限速器绳索19被绳索夹持器抓持，限速器绳索19的循环停止。在限速器绳索19的循环停止时，动作杆16被操作，通过紧急停止装置15使轿厢9紧急停止。

图2是示意性示出图1的电梯装置的主要部分的结构图。动作杆16通过抬起杆21与限速器绳索19连接。实施方式1的质量体具有动作杆16、限速器绳轮18、限速器绳索19、张紧轮20及抬起杆21。在轿厢9的加速度达到预先设定的异常加速度设定值时，利用在质量体产生的力操作动作杆16，紧急停止装置15进行动作。

以使在由于检测出异常加速度而使紧急停止装置15动作时的轿厢9的速度比第2超速Vtr低的方式，设定上述的异常加速度设定值。并且，以使也能够检测出由于控制装置5的异常等导致的轿厢9急速加速的方式，将异常加速度设定值设定为比通常运转时的加速度高的值。并且，以在轿厢9的上升过程中因停电等而急速停止(所谓E-Stop)时紧急停止装置15不进行动作的方式，将异常加速度设定值设定为比通过曳引机制动器7进行紧急停止时的减速度高的值。

以在轿厢9的通常的升降时和通过曳引机制动器7进行紧急停止时紧急停止装置15不动作的方式，对动作杆16及抬起杆21赋予与使紧急停止装置15动作的方向为相反方向的转矩(阻力)。

张紧轮20与上下振动抑制装置22连接。上下振动抑制装置22在通常时允许张紧轮20在上下方向上的移位，且在轿厢9的加速度达到异常加速度设定值时抑制张紧轮20向上下方向的振动。具体而言，上下振动抑制装置22允许张紧轮20以比质量体的一次固有振动频率低的振动频率向上下方向的移位，抑制张紧轮20以一次固有振动频率以上的振动频率向上下方向的振动。

另外，上下振动抑制装置22具有串联连接在井道1的下部和张紧轮20之间的减震器23和弹簧24。

下面说明上下振动抑制装置22的作用。图3是示出图2的限速器机构的一个自由度的简易模型的说明图。如上所述，对动作杆16及抬起杆21赋予与使紧急停止装置15动作的方向为相反方向的力、例如赋予基于阻力弹簧25的向下的按压力。

另外，简易地讲，能够将包括质量体和阻力弹簧25的限速器机构评价为由阻力弹簧25支承总质量26的构造，该总质量26是将限速器绳索19、动作杆16及抬起杆21的总质量、限速器绳轮18及张紧轮20的旋转惯性质量相加而得到的。因此，质量体的惯性动作导致的紧急停止装置15的动作可以说是抬起杆21按照由总质量26和阻力弹簧25决定的固有振动频率进行振动的现象。

图4是示出图2的抬起杆21的位移的时间响应的曲线图。用虚线示出紧急停止装置15与轿厢引导导轨11接触的位置。抬起杆21的振动波形呈简谐振动的振动波形，在紧急停止装置15被抬起直到与轿厢导轨11接触的位置的阶段，紧急停止装置15进行动作，轿厢9开始减速。

截止到紧急停止装置15进行动作为止的时间(T0)越长，轿厢9的速度越上升，因而优选紧急停止装置15在从检测出异常加速度设定值起约200msec左右时进行动作。

但是，在轿厢9的升降行程越长时，限速器绳索19的长度越长，图3的总质量26成为一体地进行运动的模型不再成立。因此，在升降行程较长的情况下，如图5所示，需要考虑三个自由度的振动模型。

图6是示出图5的简易模型中的一次振动模式(张紧轮20的上下振动)的说明图，图7是示出图5的简易模型中的二次振动模式(限速器绳轮18及张紧轮20的同相振动)的说明图，图8是示出图5的简易模型中的三次振动模式(限速器绳轮18及张紧轮20的反相振动)的说明图，图9是示出图6～图8的振动模式中对应于轿厢位置的频率变化的曲线图。

升降行程较短时的抬起杆21的运动如图4所示成为简谐振动的响应(固有振动频率ω)。另一方面，在升降行程较长时，图9所示的固有振动频率下降，因而一次振动模式(的固有振动频率ω1)接近固有振动频率ω。

在这种情况下，如图6所示，抬起杆21的抬起所耗费的质量体的惯性力的一部分被用于张紧轮20的上下振动中，因而抬起杆21的抬起力下降，导致截止到紧急停止装置15进行动作为止的时间T0变长(图10)。因此，导致轿厢9的速度在紧急停止装置15进行动作以前过高。

因此，在升降行程较长的情况下，需要采取抑制张紧轮20的上下振动的对策。另一方面，在为了抑制张紧轮20的上下振动而单纯地约束张紧轮20的上下的运动时，在限速器绳索19由于时效变化而伸长时，施加给限速器绳索19的张力由于张紧轮20的自重而减小，对限速器绳索19的旋转运动产生影响。

与此相对，实施方式1的上下振动抑制装置22在通常时允许张紧轮20向上下方向的移位，在轿厢9的加速度达到异常加速度设定值时抑制张紧轮20向上下方向的振动，因而不会给通常时的张紧轮20的旋转带来不利影响，能够防止在检测出异常加速度时限速器绳索19的旋转振动受到抑制，使紧急停止装置15在更短的时间内进行动作。

作为用于实现这样的上下振动抑制装置22的结构可以考虑以下的设计。在上下方向的力F作用于图2的张紧轮20时，张紧轮20的位移X成为下式所示的关系。其中，K表示弹簧24的弹簧常数，C表示减震器23的衰减常数。

dX/dt＝F*1/C+dF/dt*1/K

根据该式，在求针对力F的位移X的响应时，成为图11所示。响应能够利用两条直线来近似，切换的频率为K/C。在使该值与一次固有振动频率ω1一致的情况下，成为ω1＝K/C。

并且，在比一次固有振动频率低的频率下，施加给张紧轮20的阻力几乎没有，张紧轮20能够沿上下方向大幅振动。

另一方面，在比一次固有振动频率高的频率下，张紧轮20的位移近似于X＝F/K。因此，如果以将张紧轮20的上下位移抑制为允许值的方式设定弹簧常数K，并以使一次固有振动频率成为切换频率的方式设定衰减常数C，则张紧轮20对应于力F的频率适当移位。因此，能够在不受对限速器绳索19的伸长的影响的情况下，有效地抑制紧急停止装置15进行动作时的张紧轮20的上下振动。

另外，通过利用限速器绳索类部件的旋转惯性，在悬挂体8断裂的情况下，能够使紧急停止装置15以比限速器17的超速设定值低的速度状态下在短时间内进行动作。

图12是示出图2的上下振动抑制装置22的主视图，图13是示出图12的上下振动抑制装置22的侧视图。一对张紧轮导轨27铅直地设置在井道1的底部。张紧轮20旋转自如地安装在张紧轮安装部件28上。张紧轮安装部件28由张紧轮导轨27引导着能够上下移动。由张紧轮20和张紧轮安装部件28构成张紧轮装置29。张紧轮装置29仅能够向上下方向移位。

基座30固定在张紧轮导轨27的下端部附近。减震器23设置在基座30上。并且，减震器23的气缸部分经由弹簧24(在图12、13中未图示)与张紧轮装置29连接。

实施方式2

下面，图14是示出本发明的实施方式2的电梯装置的上下振动抑制装置的主视图，图15是示出图14的上下振动抑制装置的侧视图。在张紧轮安装部件28的下部安装有左右各一对楔31。楔31配置为中间隔着张紧轮导轨27，在通常时能够相对于张紧轮导轨27滑动。

另外，在张紧轮安装部件28的下部通过一对支承弹簧32支承着楔座部件33。在楔座部件33设有锥状的楔插入孔33a。在通常时确保楔31和楔插入孔33a之间的间隙。

实施方式2的上下振动抑制装置36具有楔31、支承弹簧32及楔座部件33。其它结构与实施方式1相同。

图16是示出图14的楔座部件33的频率响应的曲线图。将楔座部件33的共振频率设定为比张紧轮20的上下振动的固有振动频率(ω1)低。因此，对于限速器绳索19的伸长，张紧轮装置29、楔31、支承弹簧32及楔座部件33下降与限速器绳索19的伸长量相同的量，楔31不与楔座部件33接触。

另一方面，对于在悬挂体8断裂时产生的张紧轮20的上下振动，楔座部件33不响应张紧轮20的振动的频率(ω1)，因而楔31与楔座部件33接触。此时，楔31楔入楔插入孔33a中，由此楔31被按压于张紧轮导轨27上，由此抑制张紧轮装置29的上下振动。

因此，即使是如实施方式2那样的结构，也能够在不受对限速器绳索19的伸长的影响的情况下，有效地抑制紧急停止装置15动作时的张紧轮20的上下振动。

实施方式3

下面，图17是示意性示出本发明的实施方式3的电梯装置的主要部分的结构图。在实施方式1中，限速器17设置在井道1的上部，而在实施方式3中是设置在井道1的下部。在井道1的上部设置有上部绳轮34。并且，在井道1下部的限速器绳轮18的上方设有转向绳轮35。并且，张紧轮20配置在转向绳轮35的下方。

限速器绳索19从与抬起杆21的连接部朝向下方被绕挂在限速器绳轮18上再向上方折返，被绕挂于转向绳轮35后向下方折返，被绕挂于张紧轮20后再向上方折返，再被绕挂在上部绳轮34上。

限速器绳轮18、上部绳轮34及转向绳轮35在上下方向上受到约束。其它结构与实施方式1相同，上下振动抑制装置22与张紧轮20连接。

这样，本发明也能够应用于限速器17设置在井道1下部的类型的电梯装置，能够得到与实施方式1相同的效果。

另外，也可以将实施方式2的上下振动抑制装置应用于实施方式3所示类型的电梯装置。

另外，在上述的示例中示出了限速器绳轮和限速器绳索，绳索也可以不是限速器绳索，绳轮也可以不是限速器绳轮。

另外，在图1中示出了绕绳比为1:1的电梯装置，但绕绳比方式不限于此，例如本发明也能够应用于绕绳比为2:1的电梯装置。

另外，本发明也能够应用于没有机房2的无机房电梯和各种类型的电梯装置。

Claims (2)

1.一种电梯装置，该电梯装置具有：

轿厢，其在井道内升降；

紧急停止装置，其安装于所述轿厢；

多个绳轮，其设于所述井道的上部及下部；以及

绳索，其绕挂在所述绳轮上且与所述紧急停止装置连接，随着所述轿厢的升降而循环移动，

所述绳轮包括能够上下移动以便对所述绳索施加张力的张紧轮，

在所述轿厢的加速度达到预先设定的异常加速度设定值的情况下，利用包括所述绳轮及所述绳索的质量体产生的力使所述紧急停止装置进行动作，其中，

所述张紧轮与上下振动抑制装置连接，

所述上下振动抑制装置在通常时允许所述张紧轮向上下方向的振动，在所述轿厢的加速度达到所述异常加速度设定值时抑制所述张紧轮向上下方向的振动,

所述上下振动抑制装置具有串联连接在所述井道和所述张紧轮之间的减震器及弹簧，

在将所述弹簧的弹簧常数设为K，将所述减震器的衰减常数设为C，将所述质量体的一次固有振动频率设为ω1时，所述弹簧常数K以将所述张紧轮向上下方向的振动抑制为允许值的方式被设定，所述衰减常数C被设定为使得ω1＝K/C，

所述上下振动抑制装置在比所述质量体的一次固有振动频率ω1低的振动频率下，允许所述张紧轮向上下方向的振动，在所述一次固有振动频率ω1以上的振动频率下，抑制所述张紧轮向上下方向的振动。

2.一种电梯装置，该电梯装置具有：

轿厢，其在井道内升降；

紧急停止装置，其安装于所述轿厢；

多个绳轮，其设于所述井道的上部及下部；以及

绳索，其绕挂在所述绳轮上且与所述紧急停止装置连接，随着所述轿厢的升降而循环移动，

所述绳轮包括能够上下移动以便对所述绳索施加张力的张紧轮，

在所述轿厢的加速度达到预先设定的异常加速度设定值的情况下，利用包括所述绳轮及所述绳索的质量体产生的力使所述紧急停止装置进行动作，

所述电梯装置还具有引导所述张紧轮向上下方向的振动的张紧轮导轨，

所述张紧轮与上下振动抑制装置连接，

所述上下振动抑制装置在通常时允许所述张紧轮向上下方向的振动，在所述轿厢的加速度达到所述异常加速度设定值时抑制所述张紧轮向上下方向的振动，

所述上下振动抑制装置具有与所述张紧轮一起向上下方向振动的楔、和经由支承弹簧与所述张紧轮连接的楔座部件，

在所述楔座部件设有楔插入孔，

所述楔座部件的频率响应被设定为：对于通常时的所述张紧轮的上下方向振动，所述楔座部件与所述张紧轮一起振动，在所述轿厢的加速度达到所述异常加速度设定值时，所述楔座部件不振动，

在所述轿厢的加速度达到所述异常加速度设定值时，所述楔楔入所述楔插入孔中，由此所述楔被按压于所述张紧轮导轨上，抑制所述张紧轮的上下振动。