(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
かごとカウンターウエイトとをロープで接続し、該ロープを装架する巻上機のシーブを電動機で駆動してかごを昇降させるエレベータの制動装置であって、
昇降路の上部及び下部の内壁に、それぞれ上下方向に沿って複数設置されたコイルと、
前記かごのかご枠の縦枠に前記コイルに対向するように設置された永久磁石と、
前記コイルに挿入されている各コイルの両端部を電気的に短絡する常閉接点を開閉する開閉手段と、
前記かごの上昇運転及び下降運転の状態を検出する状態検出手段とを備え、
前記複数設置されたコイルの巻数は、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイルよりも、昇降路の上端及び下端により近い方に設置されたコイルの方が多く、
前記状態検出手段がかごの下降運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の上部に複数設置された前記コイルの常閉接点を開き、
前記状態検出手段がかごの上昇運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の下部に複数設置された前記コイルの常閉接点を開くことを特徴とするエレベータの制動装置。
【請求項２】
前記開閉手段は前記電動機へも供給されている電気によって作動し、
前記電動機へ電気が供給されない場合は全ての前記コイルの常閉接点は閉じた状態になることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制動装置。
【請求項３】
前記永久磁石はネオジウム磁石であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレベータの制動装置。
【請求項４】
前記コイルの芯の材料はスーパーマロイであることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のエレベータの制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻上機に連結されるシーブを介してかご及びカウンターウエイトを昇降するロープ式エレベータの制動装置に関し、特に、昇降路側にコイルをかご側に永久磁石を設けたエレベータの制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータには、エレベータの端階の所定距離以内に近づくと強制的に減速させた後、巻上機のシーブを停止させるブレーキを作動させて強制的にかごを停止させ、かごが昇降路の底部及び頂部に衝突することを防止するための強制減速装置が設けられている。
【０００３】
例えば、強制減速装置としては、構造を簡素化してコストダウンを図るとともに、かごの位置および走行速度を精度よく検出することができるエレベータの終端階強制減速装置を提供することを目的として、昇降路の終端付近に被検出プレートを設けるとともに、かごの上部には近接センサを設ける。近接センサはかごの走行に伴って上下方向に移動し、昇降路の終端付近にて被検出プレートを検出することによりかごの位置を検出する。過速監視装置は近接センサの検出動作時間と被検出プレートの長さからかごの平均実速度Ｖｓを算出し、その平均実速度Ｖｓが予め設定された設定速度Ｖｎよりも高速であることを条件に減速指令を出力してかごを強制的に減速させる終端階強制減速装置が提供されている（特許文献１を参照）。
【０００４】
これは昇降路内の端階に近い所定の場所で検出されたかごの速度が所定値以上の場合に強制的に減速するように制御するものである。
しかし、強制減速装置によってエレベータの巻上機を減速しても、巻上機のシーブの溝をロープが一旦滑ると摩擦力が低下して高速でスリップして止まらなくなるロープスリップが起きた場合や停電が発生した場合などに強制減速装置の制動力が保証されないために、従来、エレベータには衝撃を緩和してかごを停止させるために、昇降路の底部に油圧シリンダまたはバネを用いた緩衝器が設置されている。
なお、過速度になった場合、非常止め装置が作動してエレベータが停止する場合もあるが、この非常止め装置が作動すると、サービスマンが駆けつけて復旧するまでエレベータが使用できなくなるという問題がある。
【０００５】
緩衝器に関しては、例えば、昇降体が圧縮ばねに衝突したとき、昇降体が圧縮ばねから離れて跳ね返ることを防止するエレベータ緩衝器を提供することを目的として、エレベータ昇降路の上部又は下部に固定された圧縮ばねを有し、通常の昇降範囲を超えて昇降体が過度に上昇又は下降したとき、上記昇降体を上記圧縮ばねで受け止め、上記昇降体に加わる衝撃を緩衝するエレベータ緩衝器において、ばねに当たった昇降体を保持し、圧縮したばねの反発力により昇降体が圧縮ばねから跳ね返るのを防止する跳ね返り防止手段を設けたエレベータ緩衝器が提供されている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３７５５４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７０６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この緩衝器を設置するためには、昇降路の底部にピットと呼ばれる空間が必要になる。さらに、ピットにはメンテナンスのために作業員が出入りして作業できる空間も必要になる。もし、この空間を不要にすることができれば、建物のレンタブル比を向上させることができることになる。
そこで、本発明は、エレベータのかごを上方または下方の終端階で緩衝器なしに停止できるようにし、ピットを不要にして建物のレンタブル比を向上させるエレベータの制動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本願発明に係るエレベータの制動装置は、かごとカウンターウエイトとをロープで接続し、該ロープを装架する巻上機のシーブを電動機で駆動してかごを昇降させるエレベータの制動装置であって、昇降路の上部及び下部の内壁に、それぞれ上下方向に沿って複数設置されたコイルと、前記かごのかご枠の縦枠に前記コイルに対向するように設置された永久磁石と、前記コイルに挿入されている各コイルの両端部を電気的に短絡する常閉接点を開閉する開閉手段と、前記かごの上昇運転及び下降運転の状態を検出する状態検出手段とを備え、前記複数設置されたコイルの巻数は、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイルよりも、昇降路の上端及び下端により近い方に設置されたコイルの方が多く、前記状態検出手段がかごの下降運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の上部に複数設置された前記コイルの常閉接点を開き、前記状態検出手段がかごの上昇運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の下部に複数設置された前記コイルの常閉接点を開くことを特徴とする。
【０００９】
そして、前記開閉手段は前記電動機へも供給されている電気によって作動し、前記電動機へ電気が供給されない場合は全ての前記コイルの常閉接点は閉じた状態になることを特徴とする。
【００１０】
また、前記永久磁石はネオジウム磁石であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記コイルの芯の材料はスーパーマロイであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１に、昇降路の内壁に設置したコイルとかご枠の縦枠に設置した永久磁石の間に作用する吸引力及び反発力により、かごに直接制動力が働き、かごを昇降路の上方または下方の終端階で緩衝器なしに停止できるので、ピットを不要にすることが可能となり、建物のレンタブル比が向上する。
第２に、コイルは複数設置し、かつ複数設置されたコイルの巻数は、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイルよりも、昇降路の上端及び下端により近い方に設置されたコイルの方が多いので、段階的に減速してかごを停止させるために、乗客の受ける衝撃を緩和することができる。
第３に、巻上機用電動機へ電気が供給されない場合は全ての前記コイルの常閉接点は閉じた状態になるので、停電などで巻上機用電動機がかごの動きを制御できなくなった時でも、かごを昇降路の上方または下方の終端階で停止させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における本願発明に係るエレベータの制動装置の説明図である。
【図２】かごのかご枠の縦枠に設置された永久磁石の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１における本願発明に係るエレベータの制動装置の説明図である。
本願発明に係るエレベータの制動装置は、かご１０とカウンターウエイト１１とをロープ１２で接続し、該ロープ１２を装架する巻上機１３のシーブを電動機１４で駆動してかご１０を昇降させるロープ式エレベータにおける制動装置である。
図１において、１３はエレベータ昇降路の最上部にある機械室に設けられたシーブ等を含む巻上機、１４は機械室内に設けられた巻上機用電動機、１２は巻上機１３に掛けられたロープ、１０はロープ１２の一端に取り付けられたエレベータのかご、１１はカウンターウエイト、１５はエレベータの制御盤である。
本願発明に係るエレベータの制動装置の構成は、昇降路の上部及び下部の内壁に、それぞれ上下方向に沿って複数設置されたコイル２１と、かご１０のかご枠の縦枠１６にコイル２１に対向するように設置された永久磁石２０と、コイル２１に挿入されて各コイル２１の両端部を電気的に短絡する常閉接点を開閉する開閉手段と、かご１０の上昇運転及び下降運転の状態を検出する状態検出手段とからなる。
エレベータのかご枠の縦枠１６に永久磁石２０を設置し、昇降路の最上階及び最下階の一定距離手前に十分な制動力を得るだけの巻数のコイル２１を設置する。これにより、かご１０を最上階の天井や最下階の床に衝突せずに停止させることが可能となる。
【００１６】
昇降路の上部には、かご枠の縦枠１６に設置した永久磁石２０と対向して、各コイルの両端部を電気的に短絡する常閉接点が挿入されたコイル２１を複数設置する。
そして、昇降路の下部にも、かご枠の縦枠１６に設置した永久磁石２０と対向して、各コイルの両端部を電気的に短絡する常閉接点が挿入されたコイル２１を複数設置する。
そして、コイル２１と永久磁石２０の間に作用する吸引力及び反発力を利用して、かご１０を停止させる。
【００１７】
昇降路の内壁に設置されるコイル２１は、ループ状のものであり、昇降行程の全長には設置せず、昇降路の内壁の内、上部及び下部の部分にそれぞれ複数個を設置するものとする。つまり、昇降路の上部の内壁に２個以上、及び昇降路の下部の内壁に２個以上のコイル２１を設置する。なお、コイル２１の芯の材料としては、スーパーマロイなどが使用可能である。
【００１８】
なお、昇降路の上部及び下部の部分にそれぞれ複数設置されたコイル２１の巻数は、全て同じではなく、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイル２１よりも、昇降路の上端及び下端により近い方に設置されたコイル２１の方が多いものとする。
例えば、昇降路の上部の内壁に２個、昇降路の下部の内壁に２個の合計４個のコイル２１を昇降路に設置する場合、昇降路の上部の内壁に設置されている上から一番目のコイル２１の巻数は上から二番目のコイル２１の巻数より多く、昇降路の下部の内壁に設置されている下から一番目のコイル２１の巻数は下から二番目のコイル２１の巻数より多くする。
つまり、昇降路の上部に複数設置されたコイル２１の中で巻数を比較した場合に、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイル２１よりも、昇降路の上端により近い方に設置されたコイル２１の方が多く、同様に、昇降路の下部に複数設置されたコイル２１の中で巻数を比較した場合に、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイル２１よりも、昇降路の下端により近い方に設置されたコイル２１の方が多い。
このように、コイル２１を複数設置し、かつコイル２１の巻数は上端または下端の方に設置されたコイル２１の方を多くすることにより、段階的に減速してかごを停止させることができ、かごの乗客の受ける衝撃を緩和することが可能となる。
【００１９】
かご１０側の永久磁石２０は、複数の永久磁石２０を上下方向に間隔を置いて並列状態で、かご枠の縦枠１６に取り付ける。より具体的には、図２に示すように、本実施例のかご枠の縦枠１６には永久磁石２０の取付部材１７も付いており、その取付部材１７に永久磁石２０を取り付ける。
なお、永久磁石２０としては、ネオジウム磁石などが使用可能である。
【００２０】
かご１０のかご枠は、図２に示すように、かご枠の縦枠１６、かご枠の上枠１８、及びかご枠の下枠１９とからなるが、永久磁石２０は、かご１０のかご枠の縦枠１６に設置される。ただし、設置されるかご枠の縦枠１６は一つだけに限られるものではなく、複数であっても良い。例えば、かご枠の縦枠１６はドア側から見ると左右に取り付けられているが、左のかご枠の縦枠１６のみ、または右のかご枠の縦枠１６のみだけでなく、左右のかご枠の縦枠１６に設置されていても良い。
そして、コイル２１は、かご枠の縦枠１６に取り付けられている永久磁石２０の設置場所に応じて、永久磁石２０と対向するように昇降路の内壁に設置されているものとする。
【００２１】
また、かご１０側の永久磁石２０は、図１及び図２に示すようなかご枠の縦枠１６の外側に突出しないように設置されている場合に限られるものではなく、かご１０の側面に昇降路の内壁に向かって直角に突き出すように取り付けられていても良い。その場合、昇降路側のコイル２１も、この永久磁石２０と対向するように、昇降路の内壁からかご１０に向かって直角に突き出すように取り付けるものとする。
【００２２】
前記状態検出手段は、かご１０の上昇運転及び下降運転の状態を検出する。
具体的には、例えばかご１０の上昇運転及び下降運転の制御の開始及び終了を検出する。あるいは、かご１０の位置情報と乗客によって入力された行先方向入力情報などを元に、かご１０が上昇運転状態、下降運転状態、停止状態のいずれであるかを判断しても良い。
ただし、本実施例では、上昇運転及び下降運転の状態のいずれでもない場合、前記開閉手段がいずれかのコイル２１の常閉接点を開くことはない。従って、乗客による行先方向入力情報がなくかご１０が停止状態にあるような場合、前記開閉手段は特に働かないため、全てのコイル２１の常閉接点は閉じた状態になる。
【００２３】
前記開閉手段は、コイル２１の各々の途中に挿入された接点を開閉するものである。また、該接点は常閉接点である。なお、コイル２１の各々の途中には、常閉接点だけでなく、抵抗器が挿入されていても良い。
前記状態検出手段がかごの下降運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の上部に複数設置されたコイル２１の常閉接点を開き、前記状態検出手段がかごの上昇運転の状態を検出した場合、前記開閉手段は昇降路の下部に複数設置されたコイル２１の常閉接点を開く。
【００２４】
前記開閉手段は、巻上機用電動機１４へも供給されている電気によって開閉し、巻上機用電動機１４へ電気が供給されない場合は全てのコイル２１の常閉接点は閉じた状態になる。
つまり、巻上機用電動機１４へ電気が供給されない場合は、上昇運転時・下降運転時であるとを問わず、全てのコイル２１の常閉接点は閉じた状態になるので、停電時でもかご１０に直接制動力が働き、天井や床への衝突を防止できる。
前記開閉手段としては、電磁接触器、リレーなどを用いる。コイル２１の常閉接点は、例えば該リレーの励磁コイルを付勢することによって開き、該励磁コイルは巻上機用電動機１４にも給電されている電気によって作動する。
【００２５】
コイルは交差する磁束の量を維持する方向に作用する。
コイルに磁石が近づくと、交差する磁束が増加するので、交差する磁束を減らすために、逆方向の磁束を発生する（磁石とコイルは同極となって反発し近づけない方向に制動力が働く）。
コイルから磁石が遠ざかると、交差する磁束が減少するので、交差する磁束を増やすために、同一方向の磁束を発生するために逆起電力が発生する（磁石とコイルは逆極となって吸引し、遠ざけない方向に制動力が働く）
そして、吸引力及び反発力の大きさは、磁束の変化する速度（＝かごの速度）に比例する。
【００２６】
ロープ１２が切断するなどして定格速度の１．１５倍に達すると非常止め装置が作動し、かご枠の縦枠１６に取り付けられたガイドレール把持装置がガイドレールを把持して非常停止するので、最初のコイル２１の位置での速度は、定格速度の１．１５倍以下とする。緩衝器などの制動装置の役割は、非常止め装置が作動しない範囲の速度で作動して、かごが昇降路の床に衝突することなく停止させることにある。
そこで、最大速度Ｖ＝１．１５ｖとする。ここでｖは定格速度である。
そして、最大速度Ｖに達したかご１０の位置（最下階の床面からの距離）をＳ、制動時間をＴ、加速度をα、重力加速度をｇ、積載をｍ、吸引力をＦとする。
スムーズな制動を行うために一定加速度で減速させて、最高速度Ｖから一定減速度αで減速し最下階で停止するものとすると、Ｖ＝αＴ、Ｓ＝αＴ2／２、Ｆ＝ｍ（α＋ｇ）であり、Ｓ＝Ｖ2／２α、α＝Ｖ2／２Ｓであるから、昇降路内のＳの位置には、かご１０が最高速度Ｖで到達しても最下階で停止できるようにするために、Ｆ＝ｍ（Ｖ2／２Ｓ＋ｇ）となるような巻数のコイル２１を設置する。
αが一定の場合、速度はリニアに減少し、吸引力は速度に比例するから、Ｓ／２の位置に設置されるコイル２１の巻数はＳの位置に設置されるコイル２１の巻数の２倍にする。
【００２７】
例えば、仮に昇降路の下部の内壁にコイル２１を複数ではなく１個だけ設置した場合、Ｖ＝αＴ、Ｓ＝αＴ2／２であるので、最下階の床面からＳの位置にコイル２１を設置すると、制動距離がＳになり最下階の床面で停止する。
次に、より最下階の床面に近く、速度がＶ／２となる位置に巻数が２倍の２番目のコイル２１を設置した場合、Ｔ／２にＳ1＝αＴ2／８の位置で速度がＶ／２となる。
その後Ｔ／２に、Ｓ2＝αＴ2／８の位置で速度が０になる。
従って、最下階の床面からＳ／２の位置に先頭のコイル２１を設置し、最下階の床面からＳ／４の位置に巻数２倍の２番目のコイル２１を設置すると、制動時間はＴのままであるが、制動距離はＳ1＋Ｓ2＝Ｓ／２と半分にできる。
このように、αを大きくすることなくストロークを小さくできるので、Ｖ（＝αＴ）が大きい高速エレベータの場合でもαを小さくでき、安全である。
【００２８】
万一、先頭のコイル２１で制動できなかった場合、２番目のコイル２１にはＶのまま通過することになる。この場合、２番目のコイル２１の巻数は２倍なので、制動力は２倍になり、減速度は２αとなる。
従って、制動時間＝Ｖ／２α＝Ｔ／２となり、制動距離＝２α（Ｔ／２）2／２＝αＴ2／８＝Ｓ／４となる。従って、２番目のコイル２１通過後Ｔ／２に最下階床面で停止する。つまり、２番目のコイル２１が先頭のコイル２１の機能をバックアップすることで安全性が向上する。
例えば、ｖ＝１．７５[ｍ／ｓｅｃ]の時、Ｖ＝１．１５×１．７５＝２．０[ｍ／ｓｅｃ]となり、αを通常運転と同等レベルの１．０[ｍ／ｓｅｃ2]とすると、Ｔ＝２．０[ｓｅｃ]、Ｓ＝２[ｍ]となる。
【００２９】
本実施例による効果について、説明する。
第１に、昇降路の内壁に設置したコイル２１とかご枠の縦枠１６に設置した永久磁石２０の間に作用する吸引力及び反発力により、かご１０に直接制動力が働き、かご１０を昇降路の上方または下方の終端階で緩衝器なしに停止できるので、ピットを不要にすることが可能となり、建物のレンタブル比が向上する。
特に、高層ビルの場合はピットが不要になると、そのスペースは居室に使えるので、その経済効果は大きい。
さらに、昇降路の最下階が建物の最下階ではなく昇降路が建物の中間階に設置されているような場合、昇降路の下が地下階ではなく通常の居室がある階であるような場合、特にピットを不要にするメリットが大きい。
第２に、コイル２１は複数設置し、かつ複数設置されたコイル２１の巻数は、昇降路の上下方向の中央部により近い方に設置されたコイル２１よりも、昇降路の上端及び下端により近い方に設置されたコイル２１の方が多いので、段階的に減速してかご１０を停止させるために、乗客の受ける衝撃を緩和することができる。
第３に、巻上機用電動機１４へ電気が供給されない場合は全てのコイル２１の常閉接点は閉じた状態になるので、停電などで巻上機用電動機１４がかご１０の動きを制御できなくなった時でも、かごを昇降路の上方または下方の終端階で停止させることが可能である。
【００３０】
上記の通り、本願発明に係るエレベータの制動装置によれば、かご枠の縦枠１６に永久磁石２０を設置すると共に、昇降路の内壁にコイル２１を設置することにより、緩衝器を不要にすることができる。言い換えると、緩衝器を下方の終端階の床面の下に設置するのではなく、建物のレンタブル比を向上させるために、その機能をエレベータの昇降路内に分散化したのが、本願発明に係るエレベータの制動装置なのである。
【符号の説明】
【００３１】
１０  かご
１１  カウンターウエイト
１２  ロープ
１３  巻上機
１４  巻上機用電動機
１５  制御盤
１６  かご枠の縦枠
１７  取付部材
１８  かご枠の上枠
１９  かご枠の下枠
２０  永久磁石
２１  コイル
【要約】
【課題】エレベータのかごを上方または下方の終端階で緩衝器なしに停止できるようにし、ピットを不要にして建物のレンタブル比を向上させるエレベータの制動装置を提供する。
【解決手段】かごとカウンターウエイトとをロープで接続し、該ロープを装架する巻上機のシーブを電動機で駆動してかごを昇降させるエレベータの制動装置であって、昇降路の上部及び下部の内壁に、それぞれ上下方向に沿って複数設置されたコイルと、前記かごのかご枠の縦枠に前記コイルに対向するように設置された永久磁石と、前記コイルに挿入されている各コイルの両端部を電気的に短絡する常閉接点を開閉する開閉手段と、前記かごの上昇運転及び下降運転の状態を検出する状態検出手段とを備える。
【選択図】図１【図１】
0005441283.tif 000002
【図２】
0005441283.tif 000003