JP2008094592A - 工事用エレベーターの安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工事用エレベーターの安全装置について、検知精度と信頼性を向上し、ショックが少なくスムーズな制動を実現する。
【解決手段】降下速度が予め設定された値を超えた異常時に、搬器の降下を自動的に制止する工事用エレベーターの安全装置であって、降下速度の検知信号に基づいて回転可能に設けた偏心スプロケット２１を搬器側に有し、偏心スプロケット２１の歯２３がラック歯１６に楔状に噛み合うことにより、噛み合い圧力の高まりとともに偏心スプロケット２１の回転トルクが上昇し、搬器を停止させる停止手段を具備していて、正常時は偏心スプロケット側と嵌合していることにより、偏心スプロケット２１をラック歯１６と噛み合わない位置に規定し、異常時に降下速度の検知信号に基づいて偏心スプロケット側との嵌合状態を解除し、偏心スプロケット２１の回転を可能にするロック手段３０を具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、昇降経路に沿って設置されたラック歯を有し、それと噛み合うピニオンの回転と共に昇降する搬器の降下速度を検知し、降下速度が予め設定された値を超えたときに搬器の降下を自動的に制止する工事用エレベーターの安全装置に関するものである。

工事用エレベーターにおいて、落下防止に関する安全装置については、例えば、厚生労働省告示のエレベーター構造規格第３０条第１項第５号及び第６号に規定されており、降下速度が定格速度の１．４倍を超えないうちに搬器の降下を自動的に制止する装置を備えなければならないとされている。工事用エレベーターには、この規定を満たす安全装置が装備されているけれども、それらの安全装置には一長一短があり、どれも完全とはいい難い。

安全装置の一例として、回転分銅を有するガバナー式のものがある。それは、搬器の昇降に伴って回転するピニオンギアにより回転分銅を回転させ、回転数が設定値に達し、分銅が下降位置から遠心力により上昇位置に移動すると、その位置変化をリンク機構によりレバー爪に伝達し、昇降経路沿いに設置してあるラックに食い込ませて搬器を停止させるものである。しかし、この分銅式のものは搬器に設置され、その昇降に伴う振動の影響を受けるため検知精度が低く、また、レバー爪のスムーズな食い込みも期待し難いため、レバー爪を曲げたり折損したりする例が多く、価格の優位性から多用されているものの、信頼性が低いという問題がある。

次の例としては、電磁ブレーキ式のものがある。それは、搬器の昇降に伴って回転するピニオンギアの回転数を読み取ってパルス発信し、設定値に達したときにエンコーダー、リレー等を介して電磁ブレーキに通電し、制動用ピニオンギアの回転を止め、搬器の降下を制止するものである。この電磁ブレーキ式のものは、高い信頼性を有するが高価格であり、そのことが普及の妨げになっている。

第三の例として、ネジ締め付け摩擦方式ともいうべきものがある。それは、搬器の昇降に伴って回転するピニオンギアにより、ドラム内に設けた回転爪を回転させ、回転数が設定値に達すると遠心力により爪が開いてドラムと一体に回転し、ドラムの回転がストッパーにより停止すると、ドラム内部のライニングが回転してネジを回し、摩擦板の締め付け力を増大させることにより、制動を行なうものである。この摩擦方式は、信頼性があり、価格も高くはないが、作動した後では、一旦取り外して、オーバーホールをしなければならない。

特許文献についてみると、特開平８−２７７０７９号があり、同号のものは搬器の左右のラックに噛み合う、左右一対の回転車が同一回転できるように一軸に結合され、搬器の傾斜を防止する装置を開示しており、搬器の降下速度をガバナー式落下防止装置によって行なうとされている。ガバナー式落下防止装置の詳細は記載されていないが、前記第三の方式の可能性もあり、そうであるとすれば、作動後にはオーバーホールを避けられない。また、特開平６−１１５８４５号の発明は、制動性能を実際に確認可能な工事用エレベーターの自動落下防止装置を開示しており、近接スイッチによる速度検出機構と、電磁ブレーキ機構を組み合わせたものである。従って、価格上の問題が残されている。

特開平８−２７７０７９号 特開平６−１１５８４５号

本発明は前記の点に着目してなされたものであり、その課題は、検知精度と信頼性を向上し、ショックが少なくスムーズな制動を実現できるようにすることである。また、本発明の他の課題は、一旦作動後の復旧が容易であり、メインテナンスの手間及び費用が低廉な工事用エレベーターの安全装置を提供することである。また本発明の他の課題は、工事用エレベーターの安全装置として、保有台数の多さから有利な前記第一の方式を取る工事用エレベーターの昇降構成を利用可能であり、それにより価格的優位性を維持できる工事用エレベーターの安全装置を提供することである。

前記の課題を解決するため、本発明は、昇降経路に沿って設置されたラック歯を有し、それと噛み合うピニオンの回転と共に昇降する搬器の降下速度を検知し、降下速度が予め設定された値を超えた異常時に、搬器の降下を自動的に制止する工事用エレベーターの安全装置として、降下速度の検知信号に基づいて回転可能に設けた偏心スプロケットを搬器側に有し、偏心スプロケットの歯がラック歯に楔状に噛み合うことにより、噛み合い圧力の高まりとともに偏心スプロケットの回転トルクが上昇し、搬器を停止させる停止手段を具備し、正常時は偏心スプロケット側と嵌合していることにより、偏心スプロケットをラック歯と噛み合わない位置に規定し、異常時に降下速度の検知信号に基づいて偏心スプロケット側との嵌合状態を解除し、偏心スプロケットの回転を可能にするロック手段を具備する、という手段を講じたものである。

本発明における工事用エレベーターは、昇降経路に沿って設置されたラック歯に噛み合う昇降ピニオンによって上昇及び降下するものであり、その安全装置は、同じラック歯を利用して搬器の降下速度を検知し、かつ、ショックが少なくスムーズな制動を行なうものである。本発明において、安全装置は、降下速度が予め設定された値を超えた異常時に、搬器の降下を自動的に制止する。前述のエレベーター構造規格第３０条第１項第５号及び第６号では、降下速度が定格速度の１．４倍を超えないうちに搬器の降下を自動的に制止すると規定されているので、本発明において設定する降下速度の値は、定格速度の１．４倍を超えない速度で搬器を制止できる範囲であることが望まれる。

本発明における装置は、降下速度の検知信号に基づいて回転可能に設けた偏心スプロケットを搬器側に有しており、この偏心スプロケットは、偏心している回転体に歯が設けられているため、ラック歯に楔状に噛み合うことになる。つまり、偏心スプロケットの歯とラックの歯は、噛み合い量が次第に増すことになり（これを本発明では、楔状の噛み合い、と称している。）、これにより噛み合い圧力が次第に高まり、その高まりとともに偏心スプロケットの回転トルクは徐々に上昇して最終的に搬器を停止させるまでになる。即ち、偏心スプロケットは搬器を停止させる停止手段となる。

偏心スプロケットは、円形のピッチサークルを有する回転体の上半分の歯を除去した形状を有するとともに、円形のピッチサークルを有する回転体の中心軸から、ラック歯の方向へ偏心した位置に回転軸を設置し、偏心によって生じる回転モーメントが働く方向への回転に伴って、偏心スプロケットの歯をラック歯に楔状に噛み合わせる構成としたものであることが望ましい。なお、円形のピッチサークルを有する回転体の上半分の歯は不要であるため除去するものであり、それによって除去分軽くなるので、元々は円形であった回転体が非対称形状になり、回転モーメントを利用し得るものとなる。しかし、偏心スプロケットという概念は、回転体の中心軸から、ラック歯の方向へ偏心した位置に回転軸を移動させただけのものも含む。

さらに本発明の装置は、正常時は偏心スプロケット側と嵌合していることにより、偏心スプロケットをラック歯と噛み合わない位置に規定し、異常時に降下速度の検知信号に基づいて偏心スプロケット側との嵌合状態を解除し、偏心スプロケットの回転を可能にするロック手段を具備する。正常時は、安全装置の必要はないので、ロック手段により、偏心スプロケットをラック歯と噛み合わない位置に規定しておき、異常時に降下速度の検知信号に基づいて偏心スプロケット側との嵌合状態を解除するものである。上記の嵌合状態が解除されると、偏心によって生じる回転モーメントにより偏心スプロケットはラック歯と噛み合う方向へ回転する。この回転によるラック歯との噛み合いを、より確実なものにするため、ばねなどの付勢手段を併用することができる。

ロック手段のスプロケット側との嵌合関係を自動的に制御するために、本発明では、ロック手段は、異常時の降下速度の検知信号により励磁し又は励磁を解除されて、偏心スプロケット側の回転盤との嵌合状態からロック部材が解除されるように構成することが望ましい。ロック部材は、例えば偏心スプロケット側と正常時に嵌合し、異常時の検知信号により嵌合を解除する。ロック部材と嵌合状態になる偏心スプロケット側の部材として、円形の嵌合部材を、その中心にて、スプロケットの回転軸と同軸に設けることができる。この円形の嵌合部材は、偏心スプロケットと一体に回転するので、ロック部材に対する嵌合位置を常に一定の円周上に設定することができる。

ラック歯の歯については、ラックをピンラックとすることが望ましい。ラック歯は、ラックレールの歯であっても、本発明を実施可能ではあるが、ラック歯のピンであれば、光線を完全に遮断可能に構成し易いので、ピン列による光線の通過速度を、搬器の降下速度として、光電センサーにより検知することがより容易に行える。また、ピンラックは、保有台数の多さから有利な前記第一の方式を取る工事用エレベーターの昇降構成とも一致する。

本発明は以上のように構成されかつ作用するものであるから、偏心スプロケットの歯がラック歯に楔状に噛み合うことにより、ショックが少なくスムーズな制動を実現することができる。また、本発明の場合、異常時に偏心スプロケットの回転を可能にするロック手段を具備するので、一旦作動後の復旧がロック手段のリセットで済むため容易であり、メインテナンスの手間及び費用も低廉である。また、本発明によれば、光電センサーにより搬器の降下速度を検知することで、検知精度と信頼性を向上することができ、また、工事用エレベーターの安全装置として、保有台数の多さから有利な前記第一の方式に見られる構成を利用可能であり、価格的優位性を維持できる。

以下図示の実施形態を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。図は、ロングスパン型の工事用エレベーター１０に本発明に係る安全装置２０を適用したもので、図１は上面、図２は正面、図３は側面を夫々示している。図において、１１は工事用エレベーターの搬器で、左右一対のポスト１２、１３の間に配置され、４点支持荷重制限装置１４を介して取り付けられている。一対のポスト１２、１３には昇降経路であるピンラック１５が夫々設置され、ピンラック１５のラック歯であるピン１６と噛み合う昇降ピニオン１７の回転と共に搬器１１が上昇及び降下する。１８は昇降ピニオン駆動用ギアボックス付きの昇降モーター、１９はエレベーター操作用制御盤を示す。なお、図示のピンラック１５は、平面形状が三角形のポスト１２、１３の頂点に位置している（図４、図７参照）。

搬器１１の落下を防止するために、安全装置２０が、搬器左右両端部の床部に取り付けられている。安全装置２０は、ピンラック１５に沿って昇降する搬器１１の降下速度を検知するために、降下速度の検知信号に基づいて回転可能に設けた偏心スプロケット２１を搬器側に有している。偏心スプロケット２１は、円形のピッチサークルを有する回転体の上半分の歯を除去して軽量化した形状を有しており（図４ないし図６参照）、かつまた、円形のピッチサークルを有する回転体の中心軸Ｃから、ラック歯であるピン１６の方向へ偏心した位置に回転軸２２を設置し、それらによって、図４中に矢印で示す右回転モーメントが生じるように構成されている。

さらに図６に示すように、偏心スプロケット２１は、８個の歯２３−１〜２３−８を有しており、第１の歯２３−１が回転軸２２に最も近く、第２の歯２３−２以降順に回転半径が増大するに伴い回転軸２２から遠のく。この回転半径のわずかな増大により、平常時の噛み合いのない状態から（図６Ａ）、本発明における楔状の噛み合いが得られるようになる（図６Ｂ、図６Ｃ）。

偏心スプロケット２１は、前述したように偏心による回転モーメントが働き、ピンラック１５に対して噛み合う力となるが、さらに噛み込み力を高めるため、ねじりばねより成る弾性部材２４によって、付勢されている（図７）。図示のねじりばねは、回転軸２２の他端部に取り付けられている。回転軸２２は回転軸受け２２ａによって軸受けされ、搬器側のギアボックス２５に設けられている。

搬器１１の降下速度を検知するために、ラック歯のピン列に対する光線の通過速度を、搬器１１の降下速度として検知する検知手段２６として、光電センサーをピンラック１５のピン１６に正対して、かつ、接近して設置する（図９参照）。光電センサーは、上記通過速度を非接触で検知し、オン、オフのパルス信号に変換するために多用されており、信頼性もあるので、本発明に好適である。

さらに、偏心スプロケット２１を、正常時、前述の回転モーメント等に抗して回転を止め一定の位置に固定しておくために、ロック手段３０が設けられている。ロック手段３０は、降下速度の検知信号により、偏心スプロケット側のセット部材２７との嵌合状態から解除されるように構成されたロック部材２８を有する。ロック部材２８は、正常時は、偏心スプロケット側のセット部材２７に設けられた凹状の嵌合部２９と常時嵌合する方向へ付勢手段３１の圧縮ばねにより付勢され、異常時に、検知手段２６からの検知信号を受信したときに励磁され、付勢手段３１に抗して後退させるための解除手段３２としてＡＣソレノイドを有している。

セット部材２７は円形であり、その中心にて、偏心スプロケット２１の回転軸２２と同軸に設けられている。このような円形のセット部材２７は、偏心スプロケット２１と一体に回転し、偏心スプロケット２１のセット位置を、常に円周上の一定の位置に設定している。３３はブラケット、３４はテンションボルトであり、前述の弾性部材２３を支持している。３５はハンドルであり、偏心スプロケット２１をリセットする際、セット部材２７を逆方向へ回転させるために、セット部材２７に設けられている。また、３６はロック部のカバーを示す。

このように構成されている本発明の工事用エレベーターの安全装置は、工事用エレベーター１０の搬器１１が、何らかの原因によって降下速度を異常に増した場合に作動する。即ち、降下速度が定格速度の１．４倍を超える前に制止するように設定された値を超えたとき、例えば定格下降速度１０メートル／分の１．２倍に達したときに、ラック歯のピン列に対する光線の通過速度を、検知手段２６からの信号電流により、制御盤１９に設けられている制御装置が検知し、異常時と判断して、ロック手段３０に信号を送り、それに伴い、解除手段３２のＡＣソレノイドが励磁し、ロック部材２８が嵌合部２９から脱して、偏心スプロケット２１の固定が解除される。

偏心スプロケット２１は、その固定が解除された状態では、図６Ａに示すように、その第１の歯２３−１も噛み合いのない状態にあるが（図６Ａ）、固定が解除されると同時に回転モーメント及び弾性部材２４の助勢により右回転が始まり、図６Ｂでは第３、第４の歯２３−３、２３−４で噛み合うようになる。第５、第６の歯２３−５、２３−６に至るにつれて噛み合いは次第に高まり（楔状の噛み合い）、その高まりとともに偏心スプロケット２１の回転トルクが徐々に上昇し、最終的に搬器１１を停止させるものとなる（図６Ｃ）。

第３の歯２３−３の噛み合い量よりも、第４の歯２３−４の噛み合い量は大きく、第５の歯２３−５以降も同様の割合で大きくなるため、ピンラック１５に対する噛み合い圧力が次第に高まり、上記のように楔状の噛み合いとなるので、搬器１１に働く制動力は確実であり、かつ緩和である。従って、急減速によるショックも緩和され、全体としてスムーズな制動が実現される。

搬器１１の下降が停止した後では、まず安全を確認し、その後で制御盤１９における操作により、エレベーター１０の運転を再度開始する。その場合、解除手段３２の通電解除によりロック部材２８を嵌合部２９から引き抜き、さらに、ハンドル３５を左回転させることにより、ピンラック１５のピン１６に対する偏心スプロケット２１の歯の噛み合いを外す。さらに、ロック手段３０は、信号電流が送られないことによりＡＣソレノイドも非励磁状態になり、付勢手段３１によりロック部材２８が前進し凹状の嵌合部２９に嵌合する。かくして、安全装置２０は正常時の状態に復帰する。

本発明に係る工事用エレベーターの安全装置の１例を示すエレベーターの平面図。 同上の正面図。 同じく側面図。 本発明の安全装置の要部を示す正面図。 図４に対する右側面図。 偏心スプロケットの作用に関するもので、Ａは正常時、Ｂは異常による作動開始時、Ｃは下降停止時を夫々示す説明図。 本発明に係る安全装置の平面説明図。 同じく正面説明図。 検知手段を示す説明図。 安全装置のセット部材に関するもので、Ａはセット部材の正面図、ＢはＡに対する右側面図。

符号の説明

１０ 工事用エレベーター
１１ 搬器
１２、１３ 左右のポスト
１４ 工事用エレベーター
１５ ピンラック
１６ ピン
１７ 昇降ピニオン
１８ 昇降モーター
１９ エレベーター操作用制御盤
２０ 安全装置
２１ 偏心スプロケット
２２ 回転軸
２３−１〜２３−８ スプロケットの歯
２４ 弾性部材
２５ ギアボックス
２６ 検知手段
２７ セット部材
２８ ロック部材
２９ 凹状の嵌合部
３０ ロック手段
３１ 付勢手段
３２ 解除手段
３３ ブラケット
３４ テンションボルト
３５ ハンドル
３６ ロック部のカバー

Claims (5)

1. 昇降経路に沿って設置されたラック歯を有し、それと噛み合うピニオンの回転と共に昇降する搬器の降下速度を検知し、降下速度が予め設定された値を超えた異常時に、搬器の降下を自動的に制止する工事用エレベーターの安全装置であって、
   降下速度の検知信号に基づいて回転可能に設けた偏心スプロケットを搬器側に有し、偏心スプロケットの歯がラック歯に楔状に噛み合うことにより、噛み合い圧力の高まりとともに偏心スプロケットの回転トルクが上昇し、搬器を停止させる停止手段を具備し、
   正常時は偏心スプロケット側と嵌合していることにより、偏心スプロケットをラック歯と噛み合わない位置に規定し、異常時に降下速度の検知信号に基づいて偏心スプロケット側との嵌合状態を解除し、偏心スプロケットの回転を可能にするロック手段を具備している
   工事用エレベーターの安全装置。
2. ラック歯の歯は、ピンラックのピンであり、そのピンに対する通過速度を、搬器の降下速度として検知する光電センサーを備えている請求項１記載の工事用エレベーターの安全装置。
3. 偏心スプロケットは、円形のピッチサークルを有する回転体の上半分の歯を除去した形状を有するとともに、円形のピッチサークルを有する回転体の中心軸から、ラック歯の方向へ偏心した位置に回転軸を設置し、偏心によって生じる回転モーメントが働く方向への回転に伴って、偏心スプロケットの歯をラック歯に楔状に噛み合わせるようにした請求項１記載の工事用エレベーターの安全装置。
4. ロック手段は、降下速度の検知信号により励磁し又は励磁を解除されて、偏心スプロケット側の回転盤との嵌合状態から解除されるように構成されたロック部材を有している請求項１記載の工事用エレベーターの安全装置。
5. ロック手段のロック部材と嵌合し、セット状態になる偏心スプロケット側のセット部材として、円形のセット部材を、その中心にて、スプロケットの回転軸と同軸に設けた構成を有する請求項１記載の工事用エレベーターの安全装置。
   
   

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