JP6597351B2 - エレベータ用ガバナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータのかごやカウンターウェイト等の昇降体の過速度を検出するガバナ装置に係り、特にかごの上昇運転と下降運転で異なった過速度検出が行なえるエレベータ用ガバナ装置に関するものである。

一般にエレベータは、かごが所設定速度以上で上昇運転又は下降運転をした場合にかごを停止させるガバナ装置を備えている。通常はかごの上昇運転時と下降運転時におけるガバナ装置の設定速度は同一に設定されているため、ガバナ装置は１台でよい。しかし、超高層ビルに設置される高速エレベータにおいては、ガバナ装置の設定速度を、上昇運転時の設定速度を下降運転時の設定速度よりも大きくしたいという要請があることがある。

その理由として、高速エレベータでは高速運転によるかご内の圧力変動により、乗客が耳に不快感を覚える場合があるが、特に上昇運転時よりも下降運転時に大きな不快感を覚える傾向にあるからである。
そこでこのような不具合を軽減するために、上昇運転時と下降運転時で、ガバナ装置の設定速度を変更した装置が考えられている。この装置の一例を図により説明する（特許文献１参照）。

図１０はエレベータの全体概略図である。図において、１は昇降路２の上部に設置された機械室、３は機械室１に配置された巻上機４の主シーブ、５はそらせシーブ、６は制御装置である。７は一端にかご８、他端にカウンターウェイト９が連結され、主シーブ３及びそらせシーブ５に巻き掛けられた主ロープである。

１０は機械室１に配置されたガバナ装置、１１はガバナ装置１０を構成するガバナプーリである。１２は無端状のガバナロープで、ガバナプーリ１１とテンションプーリ１３に巻き掛けられている。
２０はかご８に設けられた非常止、２１はガバナロープ１２に連結されたアームで、ガバナロープ１２に対してかご８が相対的に下降すると、アーム２１からロッド２２を介して、非常止２０が作動し、かご８を機械的に停止させるようになっている。

図１１はガバナ装置１０の詳細を示す縦断面図である。図において、３０は機械室１に設置された支持体、３１は支持体３０に枢持された水平軸であり、ガバナプーリ１１に固定され、ガバナプーリ１１の回転軸になっている。３２は第１鉛直軸、３３は第２鉛直軸であり、両者はクラッチ機構３４によって連結・分離される構成になっている。このクラッチ機構３４は、ガバナプーリ１１の回転方向などから、かご８が下降運転の場合には、両鉛直軸３２，３３を連結し、かご８が上昇運転の場合には両鉛直軸３２，３３を分離する。３５は水平軸３１に固定された駆動側傘歯車、３６は第１鉛直軸３２に固定された従動側傘歯車である。

４０は第２鉛直軸３３に設けられたフライボール型ガバナ機構である。４１は一端が第２鉛直軸３３の上端３３ａに枢着された一対の腕であり、他端にはフライボール４２が固定されている。４３は第２鉛直軸３３に嵌合された滑り筒、４４は両端がそれぞれ腕４１と滑り筒４３に枢着されたリンクである。４５は第２鉛直軸３３の上端３３ａと滑り筒４３の間に配置されたばねであり、滑り筒４３を下方に付勢している。

４６は第２鉛直軸３３に嵌合され滑り筒４３に枢着された従動筒であり、滑り筒４３の上下動に伴って上下には変位可能であるが、回転はしない構成である。４７は支持体３０に取付けられた停止用スイッチ、４８は停止用スイッチ４７の作動部、４９は従動筒４６に固定され、従動筒４６の上昇により、作動部４８を操作する操作レバーである。７０はガバナプーリ１１に設けられたフライウェイト型ガバナ機構である。

図１２はフライボール型ガバナ機構４０によって、非常止装置２０を作動させる機構を示す図である。図において、５１は一端が従動筒４６に連結された第１リンク、５２は第１リンクの他端に連結された第２リンクであり、軸５３によって支持体３０に枢着されている。５４は軸５５によって支持体３０に枢着された回転レバーであり、一端にはローラ５６が枢着されている。

５７は回転レバー５４を図１２の反時計方向に付勢しているばねであり、通常運転時は、このばね５７によってローラ５６が第２リンク５２に押し付けられているため、回転レバー５４の回転は阻止されている。５８は軸５９によって支持体３０に枢着された可動シュー、６０は支持体３０に固定された固定シューである。通常は、図１２に示すように、回転レバー５４が可動シュー５８に係合しているため、可動シュー５８はガバナロープ１２から離れた位置に保持されている。

図１３は、フライウェイト型ガバナ機構７０を示す図である。図において、７１，７２はそれぞれ軸７３，７４によってガバナプーリ１１に枢着されたフライウェイト、７５は両端がそれぞれフライウェイト７１，７２に枢着されたリンク、７６はガバナプーリ１１とフライウェイト７１との間に配置されたばねであり、軸７３を中心にしてフライウェイト７１を図１３の時計方向に付勢しており、またリンク７５を介して、軸７４を中心にしてフライウェイト７２を図１３の時計方向に付勢している。７７はフライウェイト７１に固定された作動子である。７８は支持体３０に取り付けられた停止用スイッチ、７９は停止用スイッチ７８の作動部であり、作動子７７によって操作可能な位置に配置されている。

上記の構成であるから、かご８が下降運転する場合には、クラッチ機構３４が連結されているため、フライボール型ガバナ機構４０とフライウェイト型ガバナ機構７０の両方が有効になる。また、かご８が上昇運転する場合には、クラッチ機構３４が分離されているため、フライボール型ガバナ機構４０は無効となり、フライウェイト型ガバナ機構７０のみが有効になる。

また、かご８の下降運転時に、下降速度が第１過速度（通常は定格速度の１．３倍）Ｖ1になると、停止用スイッチ４７が作動し、更に、下降速度が第１過速度Ｖ1を超えて第２過速度（通常は定格速度の１．４倍）Ｖ2になると、可動シュー５８と固定シュー５９でガバナロープ１２を拘束し、非常止装置２０を作動させるようになっている。
更に、かご８の上昇運転時に、上昇速度が第３過速度Ｖ3になると、停止用スイッチ７８が作動するようになっている。この従来技術においては、Ｖ3＞Ｖ2＞Ｖ1に設定している。

次に、前記従来技術の動作について説明する。
かご８が下降運転する場合、図１１に示すように、クラッチ機構３４は連結されているため、フライボール型ガバナ機構４０とフライウェイト型ガバナ機構７０の両方が有効になっている。
ここで、かご８が下降運転すると、ガバナロープ１２を介してガバナプーリ１１が回転し、遠心力によってフライボール４２が上昇し、滑り筒４３，従動筒４６及び操作レバー４９も上昇する。更に、かご８の下降速度が増加して第１過速度Ｖ1に達すると、操作レバー４９が作動部４８を操作して停止用スイッチ４７を作動させ、駆動装置の電源を遮断する。

かご８が更に下降を続け、下降速度が第２過速度Ｖ2に達すると、図１２に示すように、作動筒４６が上昇し、第１リンク５１を介して、第２リンク５２が軸５３を中心にして反時計方向に回転する。これにより、第２リンク５２とローラ５６との係合が外れ、ばね５７によって、回転レバー５４が軸５５を中心にして反時計方向に回転する。これによって、回転レバー５４と可動シュー５８との係合が外れ、可動シュー５８は軸５９を中心にして反時計方向に回転し、固定シュー６０とともにガバナロープ１２を拘束する。

これにより、図１０に示すように、下降するかご８と停止したガバナロープ１２との相対移動によって、アーム２１及びロッド２２を介して非常止装置２０が作動して、かご８を停止させる。
尚、既に説明したように、フライウェイト型ガバナ機構７０の停止用スイッチ７８の第３過速度Ｖ3は、第２過速度Ｖ2よりも大きいため、停止用スイッチ７８が作動することはない。

次に、かご８が上昇運転する場合は、クラッチ機構３４は分離されているため、フライボール型ガバナ機構４０は無効になっており、フライウェイト型ガバナ機構７０のみが有効になっている。

かご８が上昇運転すると、図１３に示すように、遠心力によってフライウェイト７１，７２がそれぞれ軸７３，７４を中心にして反時計方向に回転する。更に、かご８の上昇速度が第３過速度Ｖ3に達すると、作動子７７が作動部７９に当たり、停止用スイッチ７８を作動させ、駆動装置の電源を遮断する。
尚、この従来技術では、非常止装置２０を作動させるのは、かご８が下降運転しているときのみであるので、フライウェイト型ガバナ機構７０には第３過速度Ｖ3以上の過速度を検出する装置は備えていない。

これにより、上昇運転時と下降運転時におけるガバナ装置の設定速度を変更することができる。

特開２０００―３２７２４１号公報

前記の先行技術では、クラッチ機構３４を設ける必要があり、かご８の昇降により、クラッチ機構３４を切り換える必要がある。本発明は、クラッチ機構を不要としたものである。

本発明は、ガバナロープと、該ガバナロープが巻き掛けられ、前記ガバナロープの移動により回動するガバナプーリと、前記ガバナプーリの下降方向の回転速度が第１過速度及び第２過速度になったことを検出する第１ガバナ機構と、前記ガバナプーリの上昇方向の回転速度が第３過速度になったことを検出する第２ガバナ機構を備えたガバナ装置において、前記第１ガバナ機構は、前記ガバナプーリの回動に応じて回動する風発生機と、該風発生機からの風によって管路内を移動する可動体と、該可動体の位置を検出する複数の検出部とを備えており、前記検出部により、前記ガバナプーリの回転速度が第１過速度になったこと及び第２過速度になったことを検出する構成であること特徴とするものである。

また本発明は、前記管路は断面円筒形であり、前記可動体は前記管路内を移動可能な球体であることを特徴とするものである。
更に本発明は、前記管路には管路外の空気を吸入可能な弁を有することを特徴とするものである。

更にまた本発明は、前記第２ガバナ機構は、フライウェイト型ガバナ機構又はフライボール型ガバナ機構であることを特徴とするものである。
また本発明は、前記第１過速度は、前記第３過速度よりも小さいことを特徴とするものである。

本発明によれば、クラッチ機構を省略することができる。

本発明の実施の形態によるガバナ装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態による第１過速度検出部を示す説明図である。 本発明の実施の形態による第１過速度検出部を示す説明図である。 図２の平断面図である。 本発明の実施の形態による第２過速度検出部を示す説明図である。 本発明の実施の形態による第２過速度検出部を示す説明図である。 図５の平断面図である。 第２過速度検出時の動作説明図である。 本発明の他の実施の形態を示す図である。 エレベータの全体概略図である。 従来のガバナ装置の詳細を示す縦断面図である。 従来のフライボール型ガバナ機構によって非常止装置を作動させる機構を示す図である。 従来のフライウェイト型ガバナ機構を示す図である。

本発明の実施の形態について図により説明する。図１は本実施の形態によるガバナ装置の概略断面図であり、図１１と同一符号は同一部分を示している。

図において、１０１は、水平軸３１に固定されたプロペラ１０２の回転によって風を発生する風発生機であり、ガバナプーリ１１の回転速度、即ちかご８の速度に応じた量の風を発生する。この場合、かご８の下降運転時には図１の矢印方向の風が発生し、かご８の上昇運転時には逆方向の風が発生する。

１０３は風発生機１０１で発生した風が通る管路、１０４は前記風により管路１０３内を昇降する球体、１０５は風がないときに球体１０４を支持する支持部、１０６は第１過速度検出部、１０７は第２過速度検出部、１０８は球体１０４の飛び出しを防止するストッパである。従って、かご８の下降運転時には管路１０３内に風が送られ、かご８の上昇運転時には管路１０３から風が吸い出されることになる。

図２〜図４は第１過速度検出部１０６を示す説明図であり、図２は第１過速度検出前の状態、図３は第１過速度検出後の状態を示している。図４は図２の平断面図である。

１１０は管路１０３内に突出した検出体、１０３ａは管路１０３に形成された検出体１１０の収容部、１１１は検出体１１０に固定された軸、１１２は軸１１１に固定され、検出体１１０と同時に回転する作動体、１１３は作動体１１２と支持体３０との間に配置されたばねであり、第１過速度検出前は、作動体１１２を図２の位置に維持し、第１過速度検出後は、作動体１１２を図３の位置に維持している。１１４は停止用スイッチであり、作動すると駆動装置の電源を遮断する。

図５〜図８は第２過速度検出部１０７を示す説明図であり、図５は第２過速度検出前の状態、図６は第２過速度検出後の状態を示している。図７は図５の平断面図、図８は第２過速度検出時の動作説明図であり、図１２に相当する図である。

図において、図２〜図４及び図１２と同一符号は同一のものを示している。この第２過速度検出部１０７では、第１過速度検出部１０６の作動体１１２の代わりに、先端にカム部１２０を備えた作動体１２１を備えている。１２２はレバーであり、ばね１１３によって、第２過速度検出前は、作動体１２１及びレバー１２２を図５の位置に維持し、第２過速度検出後は、作動体１２１を図６の位置に維持している。これによりレバー１２２は図６の上方位置に移動可能になる。

図８において、１２３はレバー１２２を支持体３０に枢着する軸であり、図８のレバー１２２の右端が図５，図６のレバー１２２である。１３０は可動シュー５８に設けられた突起部であり、レバー１２２の左端部に係止されており、図８は第２過速度検出前の状態を示している。

次に、本実施の形態の動作について説明する。
かご８が下降運転すると、ガバナロープ１２を介してガバナプーリ１１及び水平軸３１が回転するとともに、プロペラ１０２が回転する。これにより風発生機１０１から風が管路１０３に送られ、球体１０４が上昇する。

更に、かご８の下降速度が増加して第１過速度Ｖ1に達すると、図２，図３に示すように球体１０４が検出体１１０を押し上げる。このため、検出体１１０はばね１１３に抗して軸１１１を中心にして図２の時計方向に回転し、図３の状態になる。そして、ばね１１３により図３の状態は維持される。
これにより、作動体１１２が停止用スイッチ１１４から離れて、停止用スイッチ１１４を作動させ、駆動装置の電源を遮断する。

かご８が更に増速して下降を続けると球体１０４は更に上昇し、第２過速度Ｖ2に達すると、図５，図６に示すように、球体１０４が検出体１１０を押し上げる。このため、検出体１１０はばね１１３に抗して軸１１１を中心にして図５の時計方向に回転し、図６の状態になる。そして、ばね１１３により図６の状態は維持される。
これにより、レバー１２２は矢印で示すように上昇し、軸１２３を中心として、図８の反時計方向に回転する。この回転によって、突起部１３０とレバー１２２との係止が外れ、可動シュー５８は軸５９を中心にして反時計方向に回転し、固定シュー６０とともにガバナロープ１２を拘束する。

このため、図１０に示すように、停止したガバナロープ１２と下降するかご８との相対移動によって、アーム２１及びロッド２２を介して非常止装置２０が作動して、かご８を停止させる。
尚、従来装置と同じく、フライウェイト型ガバナ機構７０の停止用スイッチ７８の第３過速度Ｖ3は、第２過速度Ｖ2よりも大きいため、停止用スイッチ７８が作動することはない。

次に、かご８が上昇運転する場合は、ガバナプーリ１１が前記とは逆方向に回転するため、プロペラ１０２も前記とは逆方向に回転して、管路１０３の空気を吸い出すことになる。そのため、球体１０４は支持部１０５に支持された状態を維持するので、第１過速度検出部１０６及び第２過速度検出部１０７が作動することはない。
従って、フライウェイト型ガバナ機構７０のみが有効になっているため、図１３で説明したのと同様の動作を行なう。

これにより、従来のようなクラッチ機構を使用することなく、上昇運転時と下降運転時におけるガバナ装置の設定速度を変更することができる。

前記実施の形態では、過速度検出の設定は従来と同じく、Ｖ3＞Ｖ2＞Ｖ1としているが、Ｖ2＞Ｖ3＞Ｖ1とすることもできる。これは、下降運転時に第１過速度Ｖ1を検出した後、かご８が更に増速して下降した場合、第２過速度Ｖ2を検出して非常止装置２０によってかご８を停止させる前に、第３過速度Ｖ3の検出によって、駆動装置の電源を遮断してもよいからである。

また、図８のレバー１２２の左方には可動シュー５８の荷重がかかっているため、レバー１２２は図８の反時計方向に強く付勢されることになる。そのため、図５，図６において、レバー１２２がカム部１２０に強く押し付けられるため、球体１０４の上昇力が強くないと検出体１１０をスムーズに回転できない可能性がある。
そのため、図８に示すように、レバー１２２の軸１２３を左方に寄せることによって、レバー１２２に働く反時計方向の付勢力を小さくしている。更にこの反時計方向の付勢力を小さくするために、レバー１２２の右方に重りを設けてもよい。

前記実施の形態においては、かご８が上昇運転する場合は、プロペラ１０２が逆方向に回転して、管路１０３の空気を吸い出すことになっているが、このとき、管路１０３内の圧力が外気圧に対して低下し、プロペラ１０２の回転抵抗が大きくなって、ガバナプーリ１１とガバナロープ１２との間にすべりが発生する懸念も考えられる。

図９に示す構成は、管路１０３内の圧力低下を緩和する対策である。図において、１４０は管路１０３に空けられた通気口、１４１は通気口１４０を塞ぐように、管路１０３に設けられた可撓体からなる弁である。この弁１４１は外気圧に対して、管路１０３内の圧力が低いときのみ、図９に示すように通気口１４０を開き、通気口１４０からの管路１０３内への空気の流入を許容するものである。
この構成であれば、プロペラ１０２が逆方向に回転して、管路１０３の空気を吸い出しても、管路１０３内の圧力低下を緩和することができる。

以上の説明では、球体１０４は完全な球体でなくてもよく、円柱形など他の形状にしてもよい。
また、前記実施の形態では、かご８が上昇運転する場合は、フライウェイト型ガバナ機構７０を使って過速度を検出しているが、フライボール型ガバナ機構を使用することもできる。更に、本装置は、機械室有エレベータだけでなく、機械室なしエレベータに適用することも可能である。

８ かご
１１ ガバナプーリ
１２ ガバナロープ
２０ 非常止装置
４０ フライボール型ガバナ機構
７０ フライウェイト型ガバナ機構
１０１ 風発生機
１０２ プロペラ
１０３ 管路
１０４ 球体（可動体）
１０５ 支持部
１０６ 第１過速度検出部
１０７ 第２過速度検出部
１４０ 通気口
１４１ 弁

Claims (5)

1. ガバナロープと、
   該ガバナロープが巻き掛けられ、前記ガバナロープの移動により回動するガバナプーリと、
   前記ガバナプーリの下降方向の回転速度が第１過速度及び第２過速度になったことを検出する第１ガバナ機構と、
   前記ガバナプーリの上昇方向の回転速度が第３過速度になったことを検出する第２ガバナ機構を備えたガバナ装置において、
   前記第１ガバナ機構は、前記ガバナプーリの回動に応じて回動する風発生機と、該風発生機からの風によって管路内を移動する可動体と、該可動体の位置を検出する複数の検出部を備えており、前記検出部により、前記ガバナプーリの回転速度が第１過速度になったこと及び第２過速度になったことを検出する構成であること特徴とするエレベータ用ガバナ装置。
2. 前記管路は断面円筒形であり、前記可動体は前記管路内を移動可能な球体であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用ガバナ装置。
3. 前記管路には管路外の空気を吸入可能な弁を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータ用ガバナ装置。
4. 前記第２ガバナ機構は、フライウェイト型ガバナ機構又はフライボール型ガバナ機構であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエレベータ用ガバナ装置。
5. 前記第１過速度は、前記第３過速度よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエレベータ用ガバナ装置。