JP4798879B2 - 可変牽引機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ安全ブレーキシステムに関し、特に、ロータリーアクチュエータに加えるべき荷重を減少させることが可能なアクチュエータ用可変牽引機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータシステムにおいては、通常、ロープ（ワイヤケーブルがエレベータ産業に利用されている場合）もしくは被覆された鋼製ベルトシステムによって、エレベータかごが吊り下げられている。エレベータかごは、エレベータ昇降路内部のガイドレールに沿って案内されることによって、エレベータかごの運転中の横方向への動きは比較的小さい。乗員用エレベータには、過速度状態になった場合にエレベータかごを停止させるブレーキシステムを備える必要がある。このようなブレーキシステムは、通常、調速機として知られる起動装置によって起動される。調速機によって、エレベータかごの過速度状態が検出され、非常停止装置が駆動される。
【０００３】
このような調速機システムは、通常、昇降路の頂部および底部における滑車から構成されており、両滑車上で調速機ロープが終端の無いループを構成している。調速機ロープの一部は、エレベータかご枠に取り付けられた安全リンクに連結されている。かごが上下方向に移動すると、調速機ロープがこれとともに移動し、滑車が回転する。一方の滑車の内部には遠心型調速機が取り付けられており、これらの滑車の回転速度が過度になった場合に、スピンドル上で回転する一対の調速機おもりもしくはフライボールが、遠心力によって外側に加速されて過速度スイッチを作動させ、これによって、エレベータ駆動モータの電力が遮断される。さらに過速度状態が生じる場合は、調速機ロープを把持するクランピング装置が駆動されることによって、ブレーキ安全装置が始動され、エレベータかごが安全な状態にされる。但し、この場合は、急峻に停止される。
【０００４】
より最新型のシステムでは、各エレベータかごがそれぞれの調速機に適合されることによって、固定型調速機の滑車およびロープの組み合わせが取り除かれている。このようなシステムの例として、「回転駆動型過速度安全装置」という名称の１９９９年１０月２７日に出願された米国特許出願第０９／４２８，０２３号、もしくは米国特許第５，３７７，７８６号（ナカガワ）に開示されたものが挙げられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
簡単に述べると、エレベータ安全ブレーキ装置において、ロータリーアクチュエータ内部の可変牽引機構によって、通常のエレベータ動作中には、ロータリアクチュエータの駆動輪を小さな初期荷重で動作させることが可能となる。安全装置が係合する場合は、より大きな荷重が必要である。安全ブレーキの動作の際には、可変牽引機構により駆動輪に加わる初期荷重が増大し、これによって、安全装置が適時にかつ適切に係合する。従って、可変牽引機構によって、通常運転中に駆動輪に加わる初期荷重を減少させることが可能であり、これによって、信頼性を維持しながら駆動輪の設計基準を緩和することができる。
【０００６】
本発明の実施例によると、可変牽引機構は、ロータリーアクチュエータと、第１リンク部材および第２リンク部材を介してエレベータかごにそれぞれ旋回可能に連結されている第１駆動輪および第２駆動輪と、を備えており、前記の第１駆動輪および第２駆動輪は、エレベータかごのガイドレールの両側に係合しており、前記ロータリーアクチュエータは、第１駆動輪の回転速度が所定値を上回ったことを検出して第１駆動輪をロータリーアクチュエータに固定する手段を備えている。第１スプリングが、第２駆動輪とロータリーアクチュエータの第１旋回点との間に作用し、第２スプリングが、第２駆動輪の中心とロータリーアクチュエータの第２旋回点との間に作用するようになっている。第１駆動輪とガイドレールとの間の牽引力の値に第１駆動輪の中心から牽引力の方向までの垂線の長さを乗算した値と、第２スプリングのスプリング力の値に第１駆動輪の中心から第２スプリングのスプリング力の方向への垂線の長さを乗算した値と、を加算した値が、第１スプリングのスプリング力の値に第１駆動輪の中心から第１スプリングのスプリング力の方向への垂線の長さを乗算した値よりも大きくなるように、第１旋回点および第２旋回点が配置されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示されているように、好ましくは遠心力タイプのロータリーアクチュエータ１０が、アクチュエータ駆動輪１４によって、エレベータかごガイドレール１２に動作可能に連結されている。好ましくは、アクチュエータ駆動輪１４のシャフト１６がアクチュエータ１０のシャフトとなっているが、一般的な方法でこれを連結させることも可能である。
【０００８】
図２〜３を参照すると、可変牽引機構は、参照符号５として全体が示されている。引き上げロッド１８の一端が旋回点４１でアクチュエータ１０に動作可能に連結されており、他端が安全ローラ２０に連結されている。安全ローラ２０は、安全ブロック２２内部に配置されている。アクチュエータ駆動輪１４および第２駆動輪１５は、２つの旋回リンク部材２６，２７によってエレベータかご２４に連結されている。通常運転中、エレベータかご２４が所定の安全トリッピング速度より小さな速度で移動している場合は、ロータリーアクチュエータ１０が自由状態つまり非係合状態となる。エレベータかご２４が安全トリッピング速度に到達した場合、アクチュエータ１０がアクチュエータ駆動輪１４に固定されることによって、引き上げロッド１８が引き上げられ、これによって、安全ローラ２０が安全ブロック２２とかごガイドレール１２との間に挟まれる。これによって、エレベータかご２４が急峻に停止する。
【０００９】
駆動輪１４，１５には、第１スプリング２８によって初期荷重が加えられ、これによって、適度な大きさの荷重が安全ローラ２０に伝達され、安全装置が適切に係合するようになっている。エレベータの通常運転中に駆動輪１４，１５に加わる初期荷重の大きさは、駆動輪１４，１５の寿命を許容可能な長さにするのに必要な駆動輪１４，１５の直径に直接に影響する。第１スプリング２８は、好ましくは、リンク部材２７を通して、旋回点４２でロータリーアクチュエータ１０に連結されている。第２スプリング３０が、好ましくは、駆動輪１５の軸３２とロータリーアクチュエータ１０の旋回点４３との間に連結されている。第２スプリング３０の剛性は、第１スプリング２８の約１０００分の１である。エレベータの通常運転中、第１スプリング２８および第２スプリング３０は、ほぼ同じ初期荷重を有しているが、第１スプリング２８の方が変位は小さい。このような機構の摩耗およびかごガイドレール１２の厚さのばらつきにより生じるロータリーアクチュエータ１０の回転は、無視できる程度のものであるため、第１スプリング２８に適度な初期荷重が加わった状態が維持される。運転中、ロータリーアクチュエータ１０が過速度状態を検出して駆動輪１４に係合すると、第１スプリング２８に加わる荷重は増大し、第２スプリング３０に加わる荷重は減少する。
【００１０】
図４を参照すると、駆動輪とガイドレール１２との境界における牽引力によって確実にスプリング２８が圧縮されるとともに安全ローラ２０が引き上げられるように、この可変牽引機構５の形状が規定されている。ロータリーアクチュエータ１０の動作中、安全装置の係合に対抗するモーメントおよび安全装置の係合を支持するモーメントが存在する。安全装置の係合に対抗するモーメントは、（Ｆ１＊ａ）であり、安全装置の係合を支持するモーメントは、（μＮ＊ｂ）＋（Ｆ２＊ｃ）である。μＮは牽引力（ニュートン）、Ｆ１はスプリング２８のスプリング力、Ｆ２はスプリング３０のスプリング力、ａはシャフト１６の中心からＦ１への垂線の長さ、ｂはシャフト１６の中心からμＮへの垂線の長さ、ｃはシャフト１６の中心からＦ２への垂線の長さである。機構５の形状は、以下の関係式が常に満たされるように規定されている。
（μＮ＊ｂ）＋（Ｆ２＊ｃ）＞（Ｆ１＊ａ）
アクチュエータ１０が矢印で示された方向に回転すると、距離ａが減少するため、アクチュエータ１０が回転するに従って、安全装置の係合に対抗するモーメントは減少する。
【００１１】
本発明は、特定の好適な実施例および付随の図面を参照しながら説明されたが、その特定の実施例に制限されるものではなく、請求の範囲で規定された本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更などを加えることができることは、当業者であれば理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エレベータかごのガイドレールに連結されたロータリーアクチュエータおよびアクチュエータ駆動輪を示す図。
【図２】図１のロータリーアクチュエータおよびアクチュエータ駆動輪を示す側面図。
【図３】本発明の実施例の可変牽引機構を示す図。
【図４】本発明の可変牽引機構を説明するための概略図。
【符号の説明】
１０…ロータリーアクチュエータ
１４，１５…駆動輪
１８…引き上げロッド
２０…安全ローラ
２８…第１スプリング
３０…第２スプリング

Claims (4)

1. 可変牽引機構であって、前記可変牽引機構は、
   ロータリーアクチュエータと、
   第１リンク部材および第２リンク部材を介してエレベータかごにそれぞれ旋回可能に連結されている第１駆動輪および第２駆動輪と、を備えており、
   前記の第１駆動輪および第２駆動輪は、前記エレベータかごのガイドレールの両側に係合しており、
   前記ロータリーアクチュエータは、第１駆動輪の回転速度が所定値を上回ったことを検出して前記第１駆動輪をロータリーアクチュエータに固定する手段を備えており、前記可変牽引機構は、さらに、
   前記第２駆動輪と前記ロータリーアクチュエータの第１旋回点との間に作用する第１スプリングと、
   前記第２駆動輪の中心と前記ロータリーアクチュエータの第２旋回点との間に作用する第２スプリングと、を備えており、
   前記第１駆動輪と前記ガイドレールとの間の牽引力の値に前記第１駆動輪の中心から前記牽引力の方向までの垂線の長さを乗算した値と、前記第２スプリングのスプリング力の値に第１駆動輪の中心から第２スプリングのスプリング力の方向への垂線の長さを乗算した値と、を加算した値が、前記第１スプリングのスプリング力の値に前記第１駆動輪の中心から前記第１スプリングのスプリング力の方向への垂線の長さを乗算した値よりも大きくなるように、前記第１旋回点および前記第２旋回点が配置されていることを特徴とする可変牽引機構。
2. 前記第１スプリングのスプリング力は、前記第２スプリングのスプリング力の約１０００倍であることを特徴とする請求項１記載の可変牽引機構。
3. 前記ロータリーアクチュエータが、エレベータ安全ブロックの安全ローラ用の引き上げロッドに連結されていることを特徴とする請求項１記載の可変牽引機構。
4. 前記検出手段が遠心力センサを備えていることを特徴とする請求項１記載の可変牽引機構。

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