JP5726374B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば懸架手段の破断や制御装置の故障等の異常時にかごが非常停止されるエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータ装置の調速機では、第１過速度Ｖｏｓ（運転停止用スイッチの作動速度）が定格速度Ｖｏの１．３倍程度に設定され、第２過速度Ｖｔｒ（非常止め作動速度）が定格速度Ｖｏの１．４倍程度に設定される。例えば、制御装置の異常などにより、かごが定格速度を超えて第１過速度Ｖｏｓに達したことが検出されると、巻上機への給電が遮断され、かごが急停止される。また、主索の破断などにより、かごが落下した場合には、調速機により第２過速度Ｖｔｒが検出され、非常止め装置が作動され、かごが非常停止される。

但し、かごが昇降路の終端階付近に位置する場合には、かご速度が第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒまで上がる前に昇降路の底部に到達する可能性があり、この場合は緩衝器によりかごが減速停止される。このため、緩衝器は、減速させるべき速度が高いほど長い緩衝ストロークが必要であり、緩衝器の長さは、第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒに応じて決まる。

これに対して、終端階付近にかご位置スイッチを設け、かご位置スイッチが操作されているときには、第１過速度Ｖｏｓよりも低い終端過速度Ｖｔｓで異常を検出し、巻上機への給電を遮断する方法も提案されている。

これにより、主索がかごに繋がった状態であれば、かごの速度が終端過速度Ｖｔｓを超えることはない。一方、かごが昇降路の下部終端階付近に位置しているときに、主索が破断した場合は、終端過速度Ｖｔｓを検出しても巻上機でかごを制動することはできない。

この場合、主索が破断してから、かごが緩衝器に衝突するまでの時間をＴｓとすると、衝突速度Ｖｓは、
Ｖｓ＝Ｖｔｓ＋ｇ×Ｔｓ
である。この衝突速度Ｖｓが調速機の第２過速度Ｖｔｒよりも低ければ、その分だけ緩衝器の緩衝ストロークを短縮することが可能である。

但し、近年は、更なる省スペース化、省コスト化の要求があり、緩衝器の寸法をさらに短縮することが求められており、終端階付近で第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒが低くなるような調速機が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−１０４６４６号公報 ＷＯ２００９／０９３３３０

上記のような従来のエレベータ装置では、終端階付近で第１過速度Ｖｏｓや第２過速度Ｖｔｒを低くするために、調速機の構造が複雑になってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、昇降路の省スペース化を図ることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、かご、かごを吊り下げる懸架手段、懸架手段を介してかごを昇降させる駆動装置、かごの昇降を案内するかごガイドレール、かごに搭載され、かごガイドレールに係合してかごを非常停止させる非常止め装置、かごの動きに関連して動作する質量体を有しており、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生した場合に、質量体に発生する慣性力を利用して非常止め装置を作動させる異常加速度検出機構、懸架手段の破断を検出する破断検出手段、及び破断検出手段により懸架手段の破断が検出されていないときに、非常止め装置を作動させるための機構に抵抗力を与え、破断検出手段により懸架手段の破断が検出されると抵抗力を減少させる抵抗力付加装置を備えている。

この発明のエレベータ装置は、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生すると、異常加速度検出機構により制動装置が動作されるので、調速機の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路の省スペース化を図ることができる。また、抵抗力付加装置は、懸架手段の破断が検出されていないときに、非常止め装置を作動させるための機構に抵抗力を与え、懸架手段の破断が検出されると抵抗力を減少させるので、非常止め装置を作動させるために必要な力の設定可能範囲を広くすることができ、非常止め装置を作動させるために必要な力の調整をより簡易に行うことができるとともに、質量体の慣性質量の調整のためのコストの上昇を抑えることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１のかごを拡大して示す構成図である。 図２の懸架手段が破断した状態を示す構成図である。 図３の作動レバーが操作された状態を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２には、巻上機（駆動装置）３、そらせ車４、及び制御装置５が設置されている。巻上機３は、駆動シーブ６と、駆動シーブ６を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ６の回転を制動する巻上機ブレーキ（電磁ブレーキ）とを有している。

巻上機ブレーキは、駆動シーブ６と同軸に結合されたブレーキ車（ドラム又はディスク）と、ブレーキ車に接離されるブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキ車に押し付け制動力を印加するブレーキばねと、ブレーキばねに抗してブレーキシューをブレーキ車から開離させ制動力を解除する電磁マグネットとを有している。

駆動シーブ６及びそらせ車４には、懸架手段７が巻き掛けられている。懸架手段７としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。懸架手段７の第１端部には、かご８が接続されている。懸架手段７の第２端部には、釣合おもり９が接続されている。

かご８及び釣合おもり９は、懸架手段７により昇降路１内に吊り下げられており、巻上機３により昇降路１内を昇降される。制御装置５は、巻上機３の回転を制御することにより、設定した速度でかご８を昇降させる。

昇降路１内には、かご８の昇降を案内する一対のかごガイドレール１０と、釣合おもり９の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１１とが設置されている。昇降路１の底部には、かご８の昇降路底部への衝突を緩衝するかご緩衝器１２と、釣合おもり９の昇降路底部への衝突を緩衝する釣合おもり緩衝器１３とが設置されている。

かご８の下部には、かごガイドレール１０に係合してかご８を非常停止させる制動装置としての非常止め装置１７が搭載されている。非常止め装置１７としては、次第ぎき式非常止めが用いられている（一般に、定格速度が４５ｍ／ｍｉｎを超えるエレベータ装置では、次第ぎき式非常止めが用いられる）。非常止め装置１７には、非常止め装置１７を作動させる作動レバー１８が設けられている。

機械室２には、かご８の過速度（異常速度）を検出する調速機１９が設置されている。調速機１９は、調速機シーブ、過速度検出スイッチ及びロープキャッチ等を有している。調速機シーブには、無端状の調速機ロープ２０が巻き掛けられている。調速機ロープ２０は、昇降路１内に環状に敷設されている。調速機ロープ２０は、昇降路１の下部に配置された張り車２１に巻き掛けられている。

また、調速機ロープ２０は、作動レバー１８に接続されている。これにより、かご８が昇降されると、調速機ロープ２０が循環され、かご８の走行速度に応じた回転速度で調速機シーブが回転される。また、実施の形態１の質量体２２は、調速機１９、調速機ロープ２０及び張り車２１により構成されている。

調速機１９では、かご８の走行速度が過速度に達したことが機械的に検出される。検出する過速度としては、定格速度Ｖｏよりも高い第１過速度Ｖｏｓと、第１過速度よりも高い第２過速度Ｖｔｒとが設定されている。

かご３の走行速度が第１過速度Ｖｏｓに達すると、過速度検出スイッチが操作される。過速度検出スイッチが操作されると、巻上機３への給電が遮断され、巻上機ブレーキによりかご８が急停止される。

かご８の下降速度が第２過速度Ｖｔｒに達すると、ロープキャッチにより調速機ロープ２０が把持され、調速機ロープ２０の循環が停止される。調速機ロープ２０の循環が停止されると、作動レバー１８が操作され、非常止め装置１７によりかご８が非常停止される。

図２は図１のかご８を拡大して示す構成図である。作動レバー１８の揺動軸には、非常止め装置１７を作動させる方向とは反対方向（図の時計方向）のトルクを作動レバー１８に付与する捻りばね２３が設けられている。捻りばね２３のばね力は、通常の昇降状態で、非常止め装置１７が作動しないように設定されている。実施の形態１の異常加速度検出機構２４は、質量体２２及び捻りばね２３を有している。

非常止め装置１７には、非常止め装置１７を作動させるための機構に抵抗力を与える抵抗力付加装置としての電磁アクチュエータ３１が設けられている。電磁アクチュエータ３１は、ソレノイドコイル３２と、作動片３３と、作動片３３の先端に固定されたシュー３４とを有している。

ソレノイドコイル３２が励磁されることにより、作動片３３が突出され、シュー３４が作動レバー１８に押し付けられる。これにより、作動レバー１８に回転抵抗力が与えられる。また、ソレノイドコイル３２への通電が遮断されることにより、作動片３３がソレノイドコイル３２側へ引き込まれ、シュー３４が作動レバー１８から離される。これにより、作動レバー１８に与える回転抵抗力が減少（ここでは除去）される。

かご８は、かご枠１４と、かご枠１４に支持されたかご室１５とを有している。かご枠１４は、かご室１５の上方に水平に配置された上梁１４ａを有している。懸架手段７の第１端部は、上梁１４ａに接続されている。

また、懸架手段７の第１端部には、端末部材３５が取り付けられている。端末部材３５と上梁１４ａの下面との間には、押しばね３６が設けられている。押しばね３６は、かご８の重量分の力で押圧されており、懸架手段７に張力を与えている。

かご室１５の上部には、懸架手段７の破断を検出する破断検出手段としての破断検出スイッチ３７が設けられている。端末部材３５が２つ以上ある場合、２つ以上の破断検出スイッチ３７が端末部材３５毎に対応して配置される。

また、破断検出スイッチ３７は、配線３８を介してソレノイドコイル３２に接続されている。何等かの原因で懸架手段７が万一破断すると、図３に示すように、懸架手段７の張力が喪失して押しばね３６が伸びる。これにより、端末部材３５がかご８に対して下方へ移動し、破断検出スイッチ３７が操作される。

端末部材３５により破断検出スイッチ３７が操作されると、ソレノイドコイル３２への通電が遮断される。破断検出スイッチ３７が操作されていない場合、ソレノイドコイル３２は励磁されている。

ここで、実施の形態１のエレベータ装置では、電磁アクチュエータ３１から作動レバー１８に与えられる回転抵抗力の有無によって、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］は変化する。即ち、懸架手段７が破断していない場合に非常止め装置１７を作動させるために必要な力をＦｓ１［Ｎ］、懸架手段７が破断した場合に非常止め装置１７を作動させるために必要な力をＦｓ２［Ｎ］とすると、Ｆｓ２＜Ｆｓ１となる。

作動レバー１８に回転抵抗力が与えられていない場合、作動レバー１８は、捻りばね２３のトルクと、作動レバー１８や非常止め装置１７のその他の部品（図示せず）の重量とに抗して、調速機ロープ２０が取り付けられた位置において上向きにＦｓ２［Ｎ］を超える大きさの力を加えたときに、図４に示すように反時計方向に回動され（持ち上げられ）、これにより非常止め装置１７が作動するように調整されている。

また、調速機ロープ２０の質量をＭｒ［ｋｇ］、調速機１９の調速機ロープ２０が巻き掛けられている径での慣性質量をＭｇ［ｋｇ］、張り車２１の調速機ロープ２０が巻き掛けられている径での慣性質量をＭｈ［ｋｇ］とすると、質量体２２の作動レバー１８の位置での慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］は、
Ｍｔ＝Ｍｒ＋Ｍｇ＋Ｍｈ
である。

ここで、もし懸架手段７が破断してかご８が重力加速度ｇ［ｍ／ｓ²］で加速した場合、かご８は、作動レバー１８において、次式で求められる大きさの上向きの慣性力Ｆｐ［Ｎ］を質量体２２から受ける。
Ｆｐ＝Ｍｔ×ｇ ・・・（１）

そして、この慣性力Ｆｐ［Ｎ］が、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２［Ｎ］を超える場合、非常止め装置１７が作動する。
Ｆｓ２＜Ｍｔ×ｇ ・・・（２）

よって、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２［Ｎ］、及び質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］を調整することにより、懸架手段７が破断してかご８が落下した場合に、調速機１９が第２過速度Ｖｔｒを検出しなくても、非常止め装置１７を作動させることが可能となる。

この異常加速度検出機構で検出される異常加速度を異常検出速度Ｖｉに置き換えると、上部終端階から下部終端階まで通常走行したときのかご８の速度パターンに、所定の間隔をおいてほぼ沿ったパターンとなる。

かご８の速度がゼロの状態から懸架手段７が破断した場合、質量体２２の慣性力により、かご８の速度がＶｉｏに達して非常止め装置１７が作動する。このＶｉｏが背景技術で説明した「ｇ×Ｔｓ」よりも小さくなるように、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２、質量体２２の慣性質量Ｍｔが調整される。

このように、異常加速度の検出によりかご８を非常制動する速度を、調速機１９で検出される異常速度よりも小さくすることができるため、かご緩衝器１２の緩衝ストロークを短縮することができ、かご緩衝器１２のコストを低減することができる。また、かご緩衝器１２を設置する昇降路１の底部の寸法を短縮できる。即ち、調速機１９の構造を複雑化することなく、簡単な構成により、昇降路１の省スペース化を図ることができる。

また、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２［Ｎ］、及び質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］をさらに調整することにより、Ｖｉｏを任意の大きさに設定することが可能となる。

一方、かご８の下方向への走行中に何等かの異常検出や停電などで制御装置５が巻上機３への給電を止めた場合にも、かご８は急停止される。そして、そのときのかご８の減速度をα［ｍ／ｓ²］とすると、かご８は作動レバー１８において質量体２２から、次式のような上向きの慣性力Ｆｅ［Ｎ］を受ける。
Ｆｅ＝Ｍｔ×α ・・・（３）

この慣性力Ｆｅ［Ｎ］が、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］よりも大きいと、非常止め装置１７が動作してしまうので、このような誤動作を防ぐために次式を満たす必要がある。
Ｆｓ＞Ｍｔ×α ・・・（４）

従って、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓは、式（２）及び式（４）を同時に満たす必要がある。
Ｍｔ×α＜Ｆｓ＜Ｍｔ×ｇ ・・・（５）

しかし、例えば昇降路１の高さ寸法が短い場合など、質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］が小さい場合には、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］の設定可能範囲が狭くなり、工場で力Ｆｓ［Ｎ］を調整する手間が掛かり、コストが上昇する。

非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］の設定可能範囲を広くするには、質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］を大きくすればよい。しかし、この場合、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ［Ｎ］も大きくなり、今度は調速機１９が第２過速度Ｖｔｒ（通常は定格速度Ｖｏの約１．４倍程度）を検出した際に、懸架手段７に与える把持力Ｆｇ［Ｎ］も大きくする必要がある。このため、調速機１９も大型化させる必要があり、質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］の増量化と合わせてコストが上昇する。

これに対して、実施の形態１では、懸架手段７が破断していない場合、電磁アクチュエータ３１から作動レバー１８に回転抵抗力が与えられており、非常止め装置１７を作動させるために必要な力をＦｓ１が、Ｆｓ２よりも大きく設定されている。

また、電磁アクチュエータ３１からの回転抵抗力の大きさをＦｓｘ［Ｎ］とすると、Ｆｓ１とＦｓ２の関係は次式となる。
Ｆｓ１＝Ｆｓ２＋Ｆｓｘ ・・・（６）

工場では、まず電磁アクチュエータ３１がない場合の非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２［Ｎ］を調整する。そして、その後、電磁アクチュエータ３１を非常止め装置１７に組み付けて、シュー３４を作動レバー１８の回転基部に押し当てる。

懸架手段７が破断していない状態で、かご８の下方向への走行中に何等かの異常検出や停電などでかご８が急停止された場合、式（３）で示した慣性力Ｆｅ（＝Ｍｔ×α）［Ｎ］が、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ１［Ｎ］よりも小さければ、非常止め装置１７は動作しない。
Ｆｓ１（＝Ｆｓ２＋Ｆｓｘ）＞Ｍｔ×α ・・・（７）

このため、力Ｆｓ２は、式（２）及び式（７）を同時に満たすように設定される。
Ｍｔ×α−Ｆｓｘ＜Ｆｓ２＜Ｍｔ×ｇ ・・・（８）

式（８）の条件では、式（５）の条件に比べ、電磁アクチュエータ３１の回転抵抗力の大きさＦｓｘ［Ｎ］の分だけ、Ｆｓ２［Ｎ］の設定可能範囲が広くなる。即ち、懸架手段７が破断した場合に、非常止め装置１７を作動させるために必要な慣性力の大きさを小さくすることができる。このため、工場で非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓ２［Ｎ］の調整を、より簡易に行えるようにすることができる。

また、質量体２２の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］の増量も不要となり、また調速機１９の大型化も不要となり、コストの上昇を抑えることができる。

さらに、実施の形態１では、従来通り、調速機１９で第１過速度を検出するとかご８を止め、かご８の落下時には、調速機１９や調速機ロープ２０を質量体２２として利用して非常止め装置１７を作動させることができる。このため、別の質量体を必要とせず、システム構成を簡素化できる。

なお、質量体２２の慣性質量Ｍｔを調整する場合、その方法としては、例えば、張り車２１の厚みを変更したり、張り車２１と同軸に回転するフライホイールを追加したりする方法が挙げられる。
また、実施の形態１では、非常止め装置１７を作動させるために必要な力Ｆｓを調整するために捻りばね２３を用いたが、適当な力Ｆｓを得ることができれば、必ずしもばね等を追加しなくてもよく、また、追加する場合、捻りばねに限定されるものではない。
さらに、破断検出手段は、破断検出スイッチ３７に限定されるものではなく、またその設置位置もかご室１５の上部に限定されない。
さらにまた、質量体や抵抗力付加装置の構成も実施の形態１に限定されるものではない。

また、この発明が適用されるエレベータ装置のタイプは、図１のタイプに限定されるものではない。例えば、図１では１：１ローピングのエレベータ装置を示したが、ローピング方式はこれに限定されるものではなく、例えば２：１ローピングのエレベータ装置にもこの発明は適用できる。また、例えば、機械室レスエレベータ、マルチカー方式のエレベータ装置、又はダブルデッキエレベータ等にも、この発明は適用できる。

Claims (5)

1. かご、
   前記かごを吊り下げる懸架手段、
   前記懸架手段を介して前記かごを昇降させる駆動装置、
   前記かごの昇降を案内するかごガイドレール、
   前記かごに搭載され、前記かごガイドレールに係合して前記かごを非常停止させる非常止め装置、
   前記かごの動きに関連して動作する質量体を有しており、予め設定された設定値を超える加速度が前記かごに発生した場合に、前記質量体に発生する慣性力を利用して前記非常止め装置を作動させる異常加速度検出機構、
   前記懸架手段の破断を検出する破断検出手段、及び
   前記破断検出手段により前記懸架手段の破断が検出されていないときに、前記非常止め装置を作動させるための機構に抵抗力を与え、前記破断検出手段により前記懸架手段の破断が検出されると前記抵抗力を減少させる抵抗力付加装置
   を備えているエレベータ装置。
2. 前記破断検出手段は、前記懸架手段の破断により操作される破断検出スイッチであり、
   前記抵抗力付加装置は、電磁アクチュエータであり、
   前記破断検出スイッチが操作されると、前記電磁アクチュエータへの通電が遮断され、前記電磁アクチュエータによる抵抗力が解除される請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記非常止め装置には、回動されることにより前記非常止め装置を作動させる作動レバーが設けられており、
   前記抵抗力付加装置は、前記作動レバーに回転抵抗力を与える請求項１記載のエレベータ装置。
4. 前記質量体は、昇降路内に環状に敷設されたロープと、前記ロープが巻き掛けられた綱車とを有している請求項１記載のエレベータ装置。
5. 前記かごの過速度を検出する調速機をさらに備え、
   前記ロープが巻き掛けられた綱車は、前記調速機に設けられた調速機シーブであり、
   前記ロープは、調速機ロープである請求項４記載のエレベータ装置。

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