(57)【要約】【課題】  昇降機の平衡装置として、綱車に掛かる主索のかごの反対側に釣合錘、両者の下にバランスロープを設けて対応しているが、積載重量の変動によるバランス崩れは避けられない。この不均衡に対して常時平衡状態を保つ装置の実用化を本発明の課題とする。【解決手段】  差動歯車装置の有する三軸の回転要素の一軸を綱車と結合する。一軸にはブレーキ又はロック装置を取り付け停止時にはその軸を固定する。残りの一軸にスプリングの圧縮力が逆方向の回転力なるようにスプリングを配置する。綱車４に掛かる荷重力差は歯車Ａ６に回転力として伝わり、ピニオンギア８を介して歯車Ｂ７の回転力となる。これに結合された制御アーム１１によりスプリング１４、１６をバランスするまで圧縮して平衡状態を維持する。ブレーキ１８を解除しても綱車４は停止状態を維持する。運転時の起動、制止などに伴う回転力の変動による反動力にも同様に対応できる。【選択図】図１
2011088748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上機により綱車を左右何れかの方向に回転させてこれに掛けられた、かご（搬器）を上下に移動させる昇降機に於いて、昇降機の綱車の回転軸を三軸の回転要素を持つ傘型または平型の差動歯車装置の一軸と結合する。他の一軸にはブレーキやロック装置を取り付け、停止時にはその支持軸は回転しないよう制御する。残りの一軸は制御軸とし軸外周に圧縮力により綱車の回転力と逆方向の回転力として働くコイル状又は渦巻き状の強力なスプリングを配置する。以上のような構成により、綱車に生ずる何れかの方向のバランス崩れにより発生する綱車の回転力を、反対方向の同量のスプリング反発力による逆方向の回転力によってバランスさせる常時平衡維持装置。
【請求項２】
上項の構造に於いて、停止時にかご側の積載重量の変動による綱車や制御軸又はかごの動き始めを適当な感知装置により瞬時に感知し、スプリングの固定側より油圧器や電動力により平衡状態になるまで加減圧して、かごの荷重変動に関係なく制御軸を一定位置に留まるよう制御して、綱車にブレーキを掛けない場合でもかごと綱車の停止と平衡を維持する昇降機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はエレベーターなどの昇降装置に於いて、昇降位置や積載重量の変動により発生する、かご（搬器）側と釣合錘側の不均衡を常時バランスさせて、停止時に綱車や巻上機の何れの方向にも回転力を発生させずに、常時平衡状態を維持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より平衡装置としてエレベーター等の昇降機の、かごと積載重量の６０％程度を合わせた重さの釣合錘を、かごの反対側に取り付けて不均衡を軽減する平衡装置が広く実用化されている。しかし積載する重量の変動と昇降による主索の重量バランスが大きく崩れるため、停止時には強力なブレーキ等によって制御する必要がある。【０００３】  主索の移動による重量の不均衡は、かごと釣合錘の下にバランスロープなどを取り付けて解決できるが、長大化によって綱車で支える総重量がより増加し、発進や停止時には慣性抵抗が大きくなるのでより強力な駆動力や制動力が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明が解決しようとする課題は、かごの積載重量の変動や昇降位置に関係なく、停止時には綱車や巻上機に何れの方向にも回転力を発生させずに平衡を保つよう制御する。【０００５】  従来の釣合錘やバランスロープによる平衡効果は、本発明による昇降機でも有効であるが、小規模な装置などではこれらの両方または一方を省略しても完全なバランス制御が可能となるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明では平衡維持装置として差動歯車装置を利用する。差動歯車装置は平型、傘型歯車の何れでも対応できる。差動歯車装置の平型歯車方式では太陽歯車、衛星歯車と外環歯車、傘型歯車方式ではピニオンギアを挟んだ両側の傘型歯車の、三本の回転軸を制御して解決手段とする。その一本をかごと釣合錘を支える綱車の巻上軸に結合し、一本にはブレーキやロック装置を取り付け、残りにはバネ圧を利用する制御装置を取り付ける。また制御装置を取り付ける軸以外の二軸のどちらかに昇降駆動力である巻上機を取り付ける。【０００７】  停止時には差動歯車装置の三本の回転軸の一つ、例えば図１例ではピニオンギア８を軸架する保持枠９はブレーキ１８によって回転しないように制御される。かご１側と釣合錘２側の重量バランスが崩れると、綱車４に何れかの方向の回転力が発生する。その回転力は歯車Ａ６、ピニオンギア８を介して歯車Ｂ７に伝達される。その歯車Ｂ７の制御軸１０に取り付けた制御アーム１１に左スプリング１４，右スプリング１６を図のように配置する。制御アーム１１が回転するとスプリング１４，１６は、何れかの方向に圧縮され綱車４の回転力とバランスすると停止する。後述の図２例のようにスプリングを外側の固定台１５，１７側から加圧して制御アーム１１の回転力をバランスさせる手段によっても常時平衡状態を保持できる。昇降時にはブレーキを解除してから運転を開始する。
【発明の効果】
【０００８】  常時かご１側と釣合錘２側のバランスが保たれるので、従来エレベーターのブレーキ等安全装置の不具合によって発生する、急激な昇降による事故を防止できる。【０００９】  停止時ブレーキを作動させなくても停止状態を保ち、積載重力の変化にも完全に対応して常時平衡を保てる。起動、停止がよりスムーズになりブレーキを解除しながら始動する場合でも運転がより円滑化される。【００１０】  高層になると平衡を保つ為のバランスロープが長くなり総重量が大きく増量する。当然主索３、保持部分の補強による重量も増加して、釣合錘を含めた昇降体部分の慣性抵抗による駆動力と制御力の増強が必要となるが、これに対処した対応も可能となる。【００１１】  小規模な昇降機の場合、バランスロープや釣合錘の片方や両方を設置しなくても、本発明の平衡装置に置き換えると装置全体がよりコンパクトになり軽量化される。釣合錘を使用しない場合は綱車に滑りの問題が発生するので、巻き取り方式にする等の対応は必要となる。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施例を図例により説明する。
【実施例１】
【００１２】  図１は本発明の実施例で、高層ビルなどに設置されるエレベーターの構造説明に必要な部分を示した斜視図である。バランスロープ３２を設置している例で、装置各部の軸受や取り付け部分又ガイド等は簡略または省略している。【００１３】  綱車４に主索３が掛けられ一方にかご１が、反対側に釣合錘２が吊り下げられている。
最も簡潔な吊り下げ方式であるが、従来から利用されている各種のローピング方式でも同様に本発明を適応できる。綱車４を支架する巻上軸５には差動歯車装置を構成する歯車Ａ６が取り付けられている。ピニオンギア８を挟んで反対側には歯車Ｂ７が配置される。【００１４】  巻上機２０、ブレーキ付きの減速機１９により巻上軸５に取り付けられた綱車４と歯車Ａ６は、左右何れの方向にも回転し、かご１と釣合錘２を互いに逆方向に昇降させる。ピニオンギア８はブレーキ１８を設けた保持枠９の放射状軸に軸架されている。停止時には保持枠９はブレーキ１８によって回転しないように固定される。固定方法はブレーキ方式の他適当なロック装置の何れか又はそれらを併用する。【００１５】  歯車Ｂ７を保持する制御軸１０に制御アーム１１を取り付ける。その先端に取り付けられた支軸１３に回転可能に軸架された取付台１２の両側に、左スプリング１４と右スプリング１６を図のように配置する。その両端は左固定台１５と右固定台１７により強固に固定される。制御アーム１１の１０度から２０度程度の回転に対応して両スプリングの取り付け面は支軸１３により、ほぼ平行状に移動してスプリングの捩れを防止する。スプリングは上下や横に並べて力を分散化できる。かご１と釣合錘２の下面には従来の昇降機のように、バランスロープ３２が取り付けられ主索３の昇降に伴うアンバランスの発生を防止している。【００１６】  本発明の常時平衡維持装置の機能について図３の図表により説明する。図表ａはバランスロープを取り付けていない場合、図表ｂはバランスロープを取り付けた場合の機能を説明した図表である。縦軸Ｒは綱車に掛かる荷重量を表し、正数はかご１側、負数は釣合錘２側に掛かる荷重量である。横軸Ｌは最低位置から最高位置までの昇降率を表し５０％は中間位置を示している。【００１７】  線Ａはかご１と積載量の合計重量。線Ｂは主索バランスの変化量、線Ｃは釣合錘２の重量を示し、かご１と反対方向に綱車４に作用するので負数側に示している。線ＤはＡとＢの合計値からＣを差し引いた値を示している。Ｄはアンバランス重量でこのＤに示した重量が綱車４のかご１側または釣合錘２側に掛かり回転力として作用する。常時平衡を維持するには反対側に同量を加重する。線Ｅがそのバランスに必要な平衡加重量である。【００１８】  図３ａとｂは単純化した数値の例で、かご１の空重量を１，０００ｋｇ、最大積載量を１，５００ｋｇ、釣合錘２はａでは１．７５０ｋｇまたｂでは１．０００ｋｇ、主索３は５０％の位置で左右がバランスし昇降率Ｌが０％と１００％の位置で１，７５０ｋｇの場合を示している。【００１９】  図３ｂは図１例のようにバランスロープ３２を取り付けた場合のもので、主索３が移動しても主索バランスの崩れは発生しないので表示していない。またｂは図２例のように片側からのみのスプリング加圧によって制御する場合を示している。【００２０】  図３ａでＡは最下部で１，０００ｋｇから積載量を変化させながら上昇し、最上部で積載量がゼロになるまでの重量変化を示している。Ｂは主索バランスを示し最下部でかご１側に１，７５０ｋｇ、中央付近でゼロになり最上部では釣合錘２側に１，７５０ｋｇとなる。従って釣合錘を���，７５０ｋｇとすると綱車１に加わる綱車のアンバランス重量はＤで示したようになる。【００２１】  バランスロープを設けない場合、綱車４には図３ａの線Ｄで示したように、荷重は最下部でかご１側に大きく掛かり、上昇また積載量の変化によって図のように途中で平衡状態となり次第に釣合錘２側の荷重が増大して再び大きくバランスが崩れる。従ってその反対方向に線Ｅが示す同量の逆回転力を、綱車４に与える事により平衡維持が可能となる。【００２２】  制御軸１０に取り付けた制御アーム１１先端に左スプリング１４，右スプリング１６を配置し、その外端は左固定台１５と右固定台１７で固定している。積載量の変動によりバランスが崩れると制御アーム１１は左か右に回転し始め、スプリングを平衡になるまで圧縮して停止し平衡が保たれる。最大で１５から２０度程度の回転で必要とする最大平衡加重量となるよう設定する。スプリングは上下左右または並列に分散して設置できる。【００２３】  停止時ピニオンギア８の保持枠９は、ブレーキ１８や各種のロック装置で固定されているが、ピニオンギア８は両方向に自由に回転できる。ブレーキ１８が解除され綱車５が回転し始める際は平衡状態からの発進のため、従来のような大きな起動力は要らないのでスムーズな発進が可能となる。運転中も回転力の変化にスプリング１４，１６が瞬時に対応し平衡状態が保たれる。【００２４】  図１例では停止時の積載量の変動に対し、かご１の上下動によりスプリング１４，１６を加減圧して平衡を保てる。しかし床面に段差が生ずるので停止時には、かご１の移動はブレーキ等により制動する必要があり、発進時にはそれを解除しながらの運転となる。【００２５】  前項の対処では発進時に巻上機の負担が大きくなるので、図２例のように左右のスプリングの固定台１５，１７側から油圧器や電動力により加減圧して平衡状態を保たせて、発進時もスムーズな運転が可能となる。停止時に積載量の変動があっても綱車にブレーキを掛けずにかご１は停止状態を保つ。【００２６】  スプリング加圧による制御は現在の技術で数十トン、またはそれ以上の場合でも十分に対応が可能である。複数設置して必要な平衡力を分散する事により数百メートルの上下差のエレベーター、また必要とする耐圧が１００トンを超える場合でも十分に対応できる。
スプリングの形式は図例のようなコイル状に限らず渦巻き状なども選択できる。
【実施例２】
【００２７】  図２は平型の差動歯車装置を使用した平衡維持装置の制御例を示したもので、太陽歯車２２が巻上軸２１に取り付けられ綱車や巻上機とも図１例と同様に結合される。衛星歯車２３はブレーキやロック装置を取り付けた保持枠２４に軸架されている。【００２８】  外側の外環歯車２５の外周部のスプリング２６の取付部３１は、上下に二カ所設けて荷重力を分散して受けるようにしている。スプリング２６は片側からのみ加圧して制御する例を示したものである。【００２９】  図２のように片側のスプリング２６で制御する例の状態を図３ｂによって説明する。かご側の重量変化量は図３ａと全く同じで線Ａで表している。片側のみのスプリング制御の為線Ｄは０ｋｇから始まり０ｋｇで終わる形となる。そして平衡するための必要な平衡加重量Ｅも釣合錘側のみで制御している。バランスロープの効果で綱車のアンバランス重量Ｄは少なくなる。当然必要とする平衡加重量Ｅは図表ａに比較して可成り少なくなる。【００３０】  かご側の荷重が増えて外環歯車２５が左方向に動き始めると、レバー２８により感知器Ａ２９が感知して油圧器または電動力により加圧器２７を働かせ、スプリング２６を圧縮して外環歯車枠２５は元の位置に戻る。かご側の荷重が下がった場合は反対側の感知器Ｂ３０が働いて同様に元の位置に復帰する。この様に綱車に作用する両方向の回転力に瞬時に対応して、外環歯車枠２５は図の位置を常に保ちかごは静止状態で平衡を維持する。【００３１】  図１例とは異なり停止中に積載重量が変動しても、ブレーキを掛けずにかごを停止させられ床面に段差を発生させない。かご側にも微移動に対応したセンサーを設置できる。【００３２】  図２例も前例と同様に巻上機が駆動状態の時は衛星歯車の保持枠２４のブレーキやロック装置は解除する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】は本発明による昇降機の常時平衡装置を例示した斜視図。
【図２】は本発明に必要な差動歯車装置を平型とした実施例の部分断面図。
【図３】は本発明の機能を説明する図表。
【符号の説明】
【００３４】    １    かご                        ２    釣合錘
３    主索                        ４    綱車
５    巻上軸                      ６    歯車Ａ
７    歯車Ｂ                      ８    ビニオンギア
９    保持枠                    １０    制御軸
１１    制御アーム                １２    取付台
１３    支軸                      １４    左スプリング
１５    左固定台                  １６    右スプリング
１７    右固定台                  １８    ブレーキ
１９    減速機                    ２０    巻上機
２１    巻上軸                    ２２    太陽歯車
２３    衛星歯車                  ２４    保持枠
２５    外環歯車                  ２６    スプリング
２７    加圧器                    ２８    レバー
２９    感知器Ａ                  ３０    感知器Ｂ
３１    取付部                    ３２    バランスロープ
Ａ    かご＋積載重量              Ｂ    主索バランス
Ｃ    釣合錘重量                  Ｄ    アンバランス重量
Ｅ    平衡加重量                  Ｌ    昇降率
Ｒ    綱車荷重量
【図１】
2011088748.tif 000003
【図２】
2011088748.tif 000004
【図３】
2011088748.tif 000005