エレベータ用速度検出装置
【課題】使用状況に拘わらずガイドレールへのローラの押し付け力を安定させて高精度に乗かごの速度を検出でき、ローラの摩耗が少なくて耐久性の向上を図り得るエレベータ用速度検出装置を提供する。
【解決手段】この速度検出装置では、第１の揺動腕１４の上端側に設けられて可動ベース２５ａを軸支する軸とベース２５ａに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、揺動腕１４の上端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸としてベース２５ａとローラ６とを軸支しており、ベース２５ａに軸支された回転防止部材となる第３の揺動腕２３の下端側は、揺動腕１４と並行に乗かごに軸支された構造であることにより、揺動腕１４の上端側の回転軸２６と揺動腕２３の上端側の軸２４との２点で軸支されたベース２５ａは、揺動腕１４の回転時に揺動腕２３が同じ角度で回転し、乗りかごに対して常に並行を保つ。
【解決手段】この速度検出装置では、第１の揺動腕１４の上端側に設けられて可動ベース２５ａを軸支する軸とベース２５ａに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、揺動腕１４の上端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸としてベース２５ａとローラ６とを軸支しており、ベース２５ａに軸支された回転防止部材となる第３の揺動腕２３の下端側は、揺動腕１４と並行に乗かごに軸支された構造であることにより、揺動腕１４の上端側の回転軸２６と揺動腕２３の上端側の軸２４との２点で軸支されたベース２５ａは、揺動腕１４の回転時に揺動腕２３が同じ角度で回転し、乗りかごに対して常に並行を保つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ設備の乗かごの速度を検出するために乗かごに設置される速度検出装置に係り、詳しくは速度検出用にローラを乗かご用のガイドレールに押し当てる構造を持つエレベータ用速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエレベータ設備では、乗かごが異常な速度で運転されるのを監視して安全装置を作動させるため、乗かごの速度を検出するための速度検出装置が乗かごに設置されている。このようなエレベータ用速度検出装置は、エレベータ設備において乗かごの昇降用のメインロープが切断されるといった異常な状態になった場合でも、乗かごの下降速度を検出するために設置されている。
【０００３】
従来、エレベータ用速度検出装置では、ガバナプーリに取り付けた振子の遠心力によって乗かごの異常な下降速度を検出していたが、最近では乗かご用のガイドレールに接触して回転するローラを乗かごに取り付け、このローラに取り付けたロータリーエンコーダ等のセンサで乗かごの速度を検出した結果を制御装置に入力して乗かごの速度異常を判別させ、速度異常が判別された場合に非常停止装置を作動させるエレベータ設備が開発されている。こうした機能に関連する周知技術として、乗りかごの占有体積を増大させることなく、乗りかごの昇降速度を精度良く検出できる「エレベーター装置」（特許文献１参照）や、経年変化に対してもかごの位置や速度の検出精度を維持する信頼性の高い「エレベータ制御装置」（特許文献２）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４０３６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１記載の技術によれば、運転走行中に乗かごが揺れてローラを支持する揺動腕が回転しても、ローラの回転速度の検出に影響せず、正確に乗かごの速度を検出できる機能が得られるものとしているが、係る構造はローラが首振り回転する構造であるため、ローラの進行方向と乗かごの進行方向とが偏荷重による乗かごの傾きによってずれてしまうと、首振りの力が発生する。この結果、ローラの角の部分がガイドレールに強く接触する状態（片当たり）になってローラの角の部分が摩耗し易く、この摩耗によってローラの半径が小さくなると速度検出の精度に悪影響を及ぼすため、使用状態によってはローラの経年変化に伴って速度検出が精度良く行われなくなってしまうという問題がある。こうした問題は、定期的にローラの状態を点検し、摩耗したローラを新品に交換しないと改善されないため、定期的な点検及びメンテナンスが必要になることを示している。因みに、上述した偏荷重は乗客やテールコード（乗りかごから垂らして地上側と繋がる電源・信号ケーブル）等の荷重のアンバランスにより発生する偏った荷重状態を示すもので、この偏荷重の影響によって乗かごが傾くことが知られている。
【０００６】
一方、特許文献２記載の技術によれば、運転走行中に乗かごが揺れたり、偏荷重により乗りかごが傾くことによって、ガイドレールに対して乗りかごが横に変位しても、ローラの回転速度の検出に影響せず、精度良く乗かごの速度を検出できる他、ローラとは別に乗かごのガイド装置を設けているため、ローラに大きな荷重が加わらずにローラの耐久性が向上する機能が得られるものとしているが、係る構造は速度の速いエレベータに適用する場合に、ローラがガイドレール上を高速で回転することによって発生する振動と共振しないように、ローラを支持するばねのばね定数を大きくする必要がある。こうした構造によれば、偏荷重や揺れによって乗かごが横に変位すると、少しの変位でローラの押付力が大幅に変化し、安定した押付力が得られなくなってしまうという問題がある。
【０００７】
具体的に説明すれば、ガイドレール上をローラが走行し回転することによって発生する振動の周波数ｆ［Ｈｚ］は、乗かごの速度をｖ［ｍ／ｓ］、ローラの半径をｒ［ｍ］とすると、ｆ＝ｖ／（２πｒ）なる関係で計算することができる。従って、速度が速くてローラ半径が小さい程、周波数ｆが大きくなることが判る。例えば、乗かごの速度ｖを５ｍ／ｓ、ローラの半径ｒを０．０５０ｍとすると、振動周波数ｆは約１６Ｈｚになる。
【０００８】
また、ローラの質量をｍ、ローラに作用するばねのばね定数をｋとすると、ローラの固有振動数ｆｎは、ｆｎ＝１／（２π）×（ｋ／ｍ）１／２なる関係で計算できる。これをばね定数ｋについて解くと、ｋ＝（２×ｆｎ×π）２×ｍとなり、ローラが運転走行して発生する振動の周波数ｆが高い場合、これに共振しないためのばね定数ｋは、ローラの質量ｍにも依存するが、非常に大きくなることが分かる。例えば、ローラの固有振動数ｆｎを先の例で求めたｆの２倍の３２Ｈｚ、ローラの質量ｍを１ｋｇとすると、ばね定数ｋは約４．０×１０４Ｎｍ（４０Ｎ／ｍｍ）になる。
【０００９】
以上のことから、高速で運転走行中の乗かごが±５ｍｍ程度横に変位する可能性があると考えると、ローラの押し付け力は±２００Ｎで変動することになり、安定した押し付け力が得られなくなってしまうことが判る。
【００１０】
このように、周知のエレベータ用速度検出装置では、使用状況によりガイドレールへのローラの押し付け力を安定させることが困難になり、高精度に速度検出を行うことやローラの摩耗を少なくしてローラの耐久性を向上させることが困難になってしまう事態が生じるため、係る問題点の技術面での改善が求められている。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、使用状況に拘わらずにガイドレールへのローラの押し付け力を安定させて高精度に乗かごの速度を検出でき、ローラの摩耗を少なくして耐久性の向上を図り得るエレベータ用速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記技術的課題を解決するため、本発明の第１の手段は、建物に設備された昇降路の多床階間をガイドレールに案内されて昇降する乗かごに設けられると共に、ローラを当該ガイドレールに押し当てて当該乗かごの速度を検出するエレベータ用速度検出装置において、ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、当該ガイドレールの敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸で乗りかごに軸支された第１の揺動腕と、ガイドレールを挟んで反対側に配置され、当該ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、第１の軸と並行な第２の軸で一端側が乗りかごに軸支された第２の揺動腕と、第１の揺動腕の他端側に第１の軸と並行な第３の軸で軸支された可動ベースと、可動ベースに設けられると共に、ガイドレールの敷設方向に転動するように第１の軸と並行な軸で軸支された第１のローラと、第１のローラの軸に連結されると共に、当該第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段と、第２の揺動腕の他端側に設けられると共に、第１のローラが接するガイドレールの面とは反対側の面で当該ガイドレールの敷設方向に転動するように軸支された第２のローラと、第１の揺動腕と第２の揺動腕との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段と、可動ベースに設けられると共に、当該可動ベースの回転を拘束するように軸支された回転防止部材と、を有して成り、速度検出手段の筐体は、可動ベースに固定され、付勢手段による所定の付勢力によってガイドレールを第１のローラ及び第２のローラで挟み込む構造であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の手段は、第１の手段において、第１の揺動腕の他端側に設けられて可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、可動ベースに軸支された回転防止部材は、第１の揺動腕と同じ長さの第３の揺動腕であり、第３の揺動腕の一端側は、第１の揺動腕と並行に乗かごに軸支されており、第１の揺動腕の他端側と第３の揺動腕の他端側の２点で軸支された可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第３の揺動腕が同じ角度で回転することにより、乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の手段は、第１の手段において、第１の揺動腕の他端側に設けられて可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、可動ベースは長穴を有し、可動ベースに軸支された回転防止部材は、可動ベースの長穴に軸支された第１の揺動腕と同じ長さの第２の揺動腕であり、第２の揺動腕の一端側は、第１の揺動腕と並行に第２の軸で乗かごに軸支されており、第１の揺動腕の他端側と第２の揺動腕との他端側の２点で軸支された可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第２の揺動腕が同じ角度で回転することにより、乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の手段は、第１の手段において、可動ベースに軸支された回転防止部材は、第１の揺動腕の他端側の軸で軸支された当該可動ベースにおけるガイドレールの敷設方向で第１のローラとは反対の位置に隔てて軸支された第３のローラであり、可動ベースは、第１のローラ及び第３のローラがガイドレールに接触して回転拘束されることにより、第１の揺動腕が回転してもガイドレールに対して回転しない構造であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第５の手段は、第４の手段において、速度検出手段は、第１のローラの軸以外にも第３のローラの軸に連結されると共に、当該第３のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエレベータ用速度検出装置によれば、所定の付勢力によってガイドレールをローラで挟み込み、ローラの軸と並行な軸で回転する揺動腕によってローラを支持する構造としているため、乗かごが横方向に揺れて揺動腕が回転しても、ローラへの押し付け力が安定して変動せず、ローラが片当たりせずに確実にガイドレールに押し当てられ、ローラの回転速度の検出に影響を与えないため、乗かごの速度を長期間に及んで高精度に検出できる上、ローラの摩耗を少なくして耐久性の向上を図り得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を示した外観斜視図である。
【図２】図１に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図３】図１に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を示した側面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図５】本発明の実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図６】図５に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を示した側面図である。
【図７】比較例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を一部拡大して透視して示した外観斜視図である。
【図８】比較例２に係るエレベータ用速度検出装置の可動部分の動作を説明するために示した基本構成（要部）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のエレベータ用速度検出装置について、幾つかの実施例並びに比較例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を示した外観斜視図である。
【００２１】
このエレベータ設備は、略図する建物に設備された昇降路の多床階間を昇降する乗かご１がその外壁側面の上部、下部にそれぞれ配設されたガイド装置２ａ、２ｂとガイド装置２ｃ、２ｄとによりガイドレール３ａ、３ｂに案内され、具体的には一方の上下の組みのガイド装置２ａ及びガイド装置２ｃが一方のガイドレール３ａに案内され、他方の上下の組みのガイド装置２ｂ及びガイド装置２ｄが他方のガイドレール３ｂに案内されて上下に移動する。なお、エレベータ設備として周知なその他の構造部分である乗りかご１を懸架する主ロープ４を駆動する巻上機やつり合いおもり等については略図して説明を省略する。
【００２２】
また、乗かご１の上部のガイド装置２ａ、２ｂ上にはそれぞれ速度検出装置５ａ、５ｂが設置されている。ここでは、保守性を考慮して乗りかご１の左右に位置されるガイドレール３ａ、３ｂに対応させて乗かご１の上部のガイド装置２ａ、２ｂ上に速度検出装置５ａ、５ｂを取り付けた場合を示したが、更に乗かご１の下部のガイド装置２ｃ、２ｄ上に設置したり、或いはガイドレール３ａ、３ｂの片側のみのガイド装置２ａ及びガイド装置２ｃの上又はガイド装置２ｂ及びガイド装置２ｄの上に速度検出装置を取り付けても良い。 要するに、速度検出装置は各ガイド装置２ａ〜２ｄに対応して設置可能であるが、通常は例示したように２つ以上備えられれば充分に機能する。
【００２３】
更に、乗かご１の上部に設けられた制御装置７は、速度検出装置５ａの第１のローラ６ａに取り付けたロータリーエンコーダ８ａのパルス信号と速度検出装置５ｂの第１のローラ６ｂに取り付けたロータリーエンコーダ８ｂのパルス信号とを入力し、各ロータリーエンコーダ８ａ、８ｂのパルス信号より速度を計算し、２つの速度検出装置５ａ、５ｂの検出結果の差が所定の許容値以内の場合に速度検出装置５ａ、５ｂが正常動作と判断する。速度検出装置５ａ、５ｂが正常動作である場合には、何れか大きい方の速度を検出結果として採用するか、或いは予め速度検出装置５ａ、５ｂの主従関係を決めておくようにし、各装置が正常動作であるときに主装置からの速度検出値を採用するようにしても良い。例えば速度検出装置５ａを主装置、速度検出装置５ｂを従装置としておけば、各装置が正常であるときに主装置である速度検出装置５ａの速度検出値を採用する。
【００２４】
制御装置７は、各速度検出装置５ａ、５ｂの検出結果の差が所定の許容値を超える場合、故障と判断して乗かご１を停止させる。また、制御装置７は、速度検出装置５ａ、５ｂの速度検出の結果が乗かご１に規定される所定の速度を超える場合にも、故障と判断して乗かご１を停止させる。
【００２５】
図２は、上述した速度検出装置５（上述した速度検出装置５ａ、５ｂの何れか一方）の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【００２６】
この速度検出装置５は、乗かご１の上部に固定した装置構成部分となるベース１２に対し、ガイドレール３の敷設方向に直交してローラが接する面に並行な第１の軸１３を設け、第１の揺動腕１４がガイドレール３に対して並行になるように第１の揺動腕１４の一端（図２中では下端）側を第１の軸１３に軸支する。同様にして、ガイドレール３を挟んだ位置のベース１２に設けた第２の軸１５に、第２の揺動腕１６の一端（図２中では下端）側を軸支する。ここでの第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とは同じ長さにし、各揺動腕１４、１６を並行になるように取り付ける。
【００２７】
第１の揺動腕１４の他端（図２中では上端）側に、後述する構造により第１のローラ６を軸支する。第２の揺動腕１６の他端（図２中では上端）側に、第２のローラ１７を軸支する。これら第１のローラ６及び第２のローラ１７は、ガイドレール３の敷設方向に転動するように各揺動腕１４、１６の他端（図２中では上端）側に軸支する。
【００２８】
第１の揺動腕１４の中間部分に、第１の軸１３と直交し且つ水平方向の貫通穴１８をあけ、第２の揺動腕１６の中間部分にも同様な貫通穴１９をあける。第１の揺動腕１４の貫通穴１８と第２の揺動腕１６の貫通穴１９とに軸２０を通し、ばね２１を第２の揺動腕１６の側面に押し当てて軸２０の両端にストッパ２２ａ、２２ｂを取り付ける。このようにすると、軸２０は第１の揺動腕１４を第２の揺動腕１６の方に引っ張る格好となり、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔が狭まる方向の力が働く。
【００２９】
以上の構成により、第１のローラ６と第２のローラ１７とにより、破線で示すガイドレール３を挟む構造にする。据付時にストッパ２２ａ、２２ｂの位置を調整することにより、ガイドレール３を挟む力の大きさを調整する。第１のローラ６の摩擦係数をμ、第１のローラ６の半径をｒ、第１のローラ６の慣性モーメントをＩ、重力加速度をｇとすると、第１のローラ６をガイドレール３に押し付ける力の大きさＮは、（Ｉ×ｇ）／（μ×ｒ２）よりも大きくなるように設定する。これは、乗かご１が重力加速度ｇで落下しても、第１のローラ６がガイドレール３に対して滑らずに正確に速度を検出するための条件である。ばね定数がｋのばねを用いてローラを押し付ける場合、据付時のばね２１の変位ｘはｘ＝Ｎ×（Ｌ２／Ｌ１）／ｋ以上になるように設定する。ここで、Ｌ１は第１の揺動腕１４の下端の軸１３からばね２１が作用する軸２０までの距離、Ｌ２は第１の揺動腕１４の下端の軸１３から第１のローラ６の回転軸２６までの距離である。
【００３０】
以上の構造により、偏荷重や揺れによって乗かご１がガイドレール３に対して横方向に変位したとき、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とは自由に回転して第１のローラ６と第２のローラ１７とがガイドレール３に追従する。このとき、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔は一定のため、ばね２１の変位ｘは変化しない。従って、乗かご１が横方向に１ｍｍ以上変位しても影響を受けないで、必要なローラへの押し付け力が安定して得られる。よって、第１のローラ６の押し付け力を５０Ｎ前後の設定値に保つことができる。
【００３１】
更に、第１の揺動腕１４よりもガイドレール３から隔たった側（図２中では第１の揺動腕１４の右側）に、第１の揺動腕１４と同じ長さの第３の揺動腕２３を配置し、第３の揺動腕２３の一端（図２中では下端）側を第３の軸２４でベース１２に軸支する。後述する構造により、矩形板状の可動ベース２５ａのガイドレール３が有る側（図２中では左端）を第１の揺動腕１４の他端（図２中では上端）側に軸支する。第１の揺動腕１４と第３の揺動腕２３とが並行になるように、可動ベース２５ａのガイドレール３が無い側（図２中では右端）を第３の軸２４で第３の揺動腕２３の他端（図２中では上端）側に軸支する。また、後述するように、第１のローラ６の回転軸２６に、ロータリーエンコーダ８の軸を固定し、ロータリーエンコーダ８の筺体を可動ベース２５ａに固定する。
以上の構造により、ベース１２、第１の揺動腕１４、可動ベース２５ａ、及び第３の揺動腕２３により並行リンク構造を構成しているので、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第３の揺動腕２３が回転しても、可動ベース２５ａは第３の揺動腕２３により回転が拘束されて傾かず、乗かご１に対して並行を保つ。従って、第１の揺動腕１４及び第３の揺動腕２３が回転しても、第１のローラ６と可動ベース２５ａ上に固定されたロータリーエンコーダ８との相対的な回転角度に影響が無く、速度検出に影響しないため、高精度に速度を検出することができる。
【００３２】
なお、第２の揺動腕１６に対して第３の揺動腕２３と同様な図示しない第４の揺動腕を配置し、可動ベース２５ａと左右対称な形状の可動ベースを追加すれば、第２のローラ１７側にもロータリーエンコーダ８を追加して左右対称な構造にすることができる。
【００３３】
図３は、上述した実施例１に係る速度検出装置５の基本構成（要部）を示した側面図である。即ち、図３では、図２に示した速度検出装置５の第１のローラ６と第１の揺動腕１４と可動ベース２５ａとロータリーエンコーダ８との結合部分を側面図により示したものである。なお、図３中では軸が通る部分を見易くするため、揺動腕１４や可動ベース２５ａ等を断面で示しているが、そうした断面を示す部分のハッチングを省略している。
【００３４】
図３を参照して、第１の揺動腕１４に第１のローラ６と可動ベース２５ａとを軸支する部分の構造を詳細に説明すれば、第１のローラ６の回転軸２６は、第１のローラ６に固定されており、第１のローラ６と一体になって回転する。第１の揺動腕１４の上端に設けられた軸受２７により回転軸２６を支持する。
【００３５】
回転軸２６に対してフランジの付いたスペーサ２８を挿入し、可動ベース２５ａに設けた穴にスペーサ２８を通す。この穴は、図２中において可動ベース２５ａの左側の回転軸２６の位置に設けた穴を示すものである。また、回転軸２６の端部にワッシャ１０とナット２９とを取り付け、可動ベース２５ａが抜け落ちないようにすると共に、第１のローラ６を第１の揺動腕１４に固定する。更に、回転軸２６の端部にロータリーエンコーダ８を取り付けて固定する。ロータリーエンコーダ８の筺体は、板ばね３１とスペーサ３２とを介して可動ベース２５ａに固定する。尚、板ばね３１は、回転軸２６とロータリーエンコーダ８との芯ずれを吸収するために取り付けるものである。このような構成により、ロータリーエンコーダ８で第１のローラ６の回転速度を検出することができる。因みに、速度検出手段として、ロータリーエンコーダ８の代わりに、回転速度に比例する大きさの信号を出力する他のセンサを用いても良い。
【００３６】
以上の構造を総括すれば、実施例１に係るエレベータ用速度検出装置は、ガイドレール３の敷設方向と並行する方向に延在すると共に、ガイドレール３の敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸１３で乗りかご１に軸支された第１の揺動腕１４と、ガイドレール３を挟んで反対側に配置され、ガイドレール３の敷設方向と並行する方向に延在すると共に、第１の軸１３と並行な第２の軸１５で一端側が乗りかご１に軸支された第２の揺動腕１６と、第１の揺動腕１４の他端側に第１の軸１３と並行な第３の軸２４で軸支された可動ベース２５ａと、可動ベース２５ａに設けられると共に、ガイドレール３の敷設方向に転動するように第１の軸１３と並行な軸で軸支された第１のローラ６と、第１のローラ６の回転軸２６に連結されると共に、第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段としてのロータリーエンコーダ８と、第２の揺動腕１６の他端側に設けられると共に、第１のローラ６が接するガイドレール３の面とは反対側の面でガイドレール３の敷設方向に転動するように軸支された第２のローラ１７と、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段としてのばね２１と、可動ベース２５ａに設けられると共に、可動ベース２５ａの回転を拘束するように軸支された回転防止部材としての第３の揺動腕２３と、を有して成るもので、ロータリーエンコーダ８の筐体が可動ベース２５ａに固定され、ばね２１による所定の付勢力によってガイドレール３を第１のローラ６及び第２のローラ１７で挟み込む構造となっている。
【００３７】
特に実施例１に係る速度検出装置では、第１の揺動腕１４の他端側に設けられて可動ベース２５ａを軸支する軸と可動ベース２５ａに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、第１の揺動腕１４の他端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸として可動ベース２５ａと第１のローラ６とを軸支しており、可動ベース２５ａに軸支された回転防止部材となる第３の揺動腕２３の一端側は、第１の揺動腕１４と並行に乗かご１に軸支されている。これにより、第１の揺動腕１４の他端側と第３の揺動腕２３の他端側の２点で軸支された可動ベース２５ａは、第１の揺動腕１４の回転時に第３の揺動腕２３が同じ角度で回転することにより、乗かご１に対して常に並行を保つ構造となっている。
【００３８】
こうした構造によれば、上述したように弟１の揺動腕１４が回転しても、ロータリーエンコーダ８は可動ベース２５ａに取り付けられているために回転しないことにより、揺動腕１４の回転の影響を受けずに第１のローラ６の回転速度を検出することができる。また、第１の揺動腕１４の第１の軸１３は第１のローラ６の回転軸２６に並行であり、第１の揺動腕１４が回転しても、第１のローラ６の回転軸２６はガイドレール３の接触面に対して並行な関係を保つため、従来構造（ローラの回転軸と揺動腕の回転軸とが直交する構造）の場合に発生するローラの片当たりが起きない。
【実施例２】
【００３９】
図４は、本発明の実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。但し、実施例２に係るエレベータ用速度検出装置については、先の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置と比べて構造上で共通部分が多いため、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略し、相違する箇所を説明する。
【００４０】
実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の技術的概要を簡単に云えば、実施例１に係る構造の回転防止部材としての第３の揺動腕２３に代え、矩形板状の可動ベース２５ｂの構造を工夫してそれに軸支される第２の揺動腕１６を回転防止部材として働かせるようにしたものである。
【００４１】
具体的に云えば、ここでは所定の位置に長穴３３が設けられた矩形板状の可動ベース２５ｂを、ガイドレール３を跨いで第２の揺動腕１６の方まで伸ばし、第２の揺動腕１６の他端（図４中では上端）側に、第２のローラ１７の軸と重なる位置に軸１１を取り付ける。また、可動ベース２５ｂがベース１２に対して並行になるように、可動ベース２５ｂの左側に設けた長穴３３に、第２の揺動腕１６の他端（図４中では上端）側の軸１１を案内する構造とする。
要するに、実施例２に係る速度検出装置では、第１の揺動腕１４の他端側に設けられて可動ベース２５ｂを軸支する軸と可動ベース２５ｂに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、第１の揺動腕１４の他端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸として可動ベース２５ｂと第１のローラ６とを軸支しており、可動ベース２５ｂの長穴３３に軸支された第１の揺動腕１４と同じ長さの回転防止部材としての第２の揺動腕１６の一端（図４中では下端）側は、第１の揺動腕１４と並行に第２の軸１５で乗かご１に軸支されている。これにより、第１の揺動腕１４の他端側と第２の揺動腕１６との他端側の２点で軸支された可動ベース２５ｂは、第１の揺動腕１４の回転時に第２の揺動腕１６が同じ角度で回転することにより、乗かご１に対して常に並行を保つ構造となっている。
【００４２】
こうした構造によれば、可動ベース２５ｂは長穴３３で第２の揺動腕１６に軸支されているため、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とを連結しても、ばね２１の力を殺さないで第１のローラ６及び第２のローラ１７でガイドレール３を挟むことができる。また、ベース１２、第１の揺動腕１４、可動ベース２５ｂ、及び第２の揺動腕１６により、並行リンク構造を成すため、先の実施例１の場合と同様の効果が得られる。
【００４３】
即ち、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、可動ベース２５ｂは第２の揺動腕１６により回転が拘束されて傾かず、乗かご１に対して並行を保つ。従って、第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、第１のローラ６と可動ベース２５ｂ上に固定されたロータリーエンコーダ８との相対的な回転角度に影響が無く、速度検出に影響しないため、高精度に速度を検出することができる。
【００４４】
因みに、実施例２に係る速度検出装置によれば、実施例１の場合で説明した第３の揺動腕２３を省いて部品点数を削減できるが、構造的に第２のローラ１７側の軸１１にロータリーエンコーダ８を追加することはできない。
【実施例３】
【００４５】
図５は、本発明の実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。但し、実施例３に係るエレベータ用速度検出装置についても、先の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置と比べて構造上で共通部分が多いため、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略し、相違する箇所を説明する。
【００４６】
実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の技術的概要を簡単に云えば、実施例１に係る構造の回転防止部材としての第３の揺動腕２３に代え、台形板状の可動ベース２５ｃを利用してそれに軸支される第３のローラ３４を回転防止部材として働かせるようにしたものである。
【００４７】
具体的に云えば、ここでは第１の揺動腕１４の他端（図５中では上端）側に台形板状の可動ベース２５ｃの中央部分に設けた軸３５を軸支する。後述する構造により、可動ベース２５ｃの他端（図５中では上端）側に第１のローラ６を軸支し、可動ベース２５ｃの一端（図５中では下端）側に第３のローラ３４とを軸支する。図５に示す例では、第１のローラ６と第３のローラ３４とのガイドレール３への押し付け力が均等になるように、軸３５を第１のローラ６及び第３のローラ３４の中間に配置している。
【００４８】
また、後述するように、第１のローラ６の回転軸２６にはロータリーエンコーダ８に固定し、ロータリーエンコーダ８の筺体を可動ベース２５ｃに固定する。因みに、ロータリーエンコーダ８は第３のローラ３４の方に取り付けても良いし、或いは両方に取り付けても良い。その場合、第１の揺動腕１４やばね２１の軸２０に干渉しないようにロータリーエンコーダ８を取り付ける。
【００４９】
ここで、ばね２１によるローラへの押し付け力（所定の付勢力）は第１のローラ６と第３のローラ３４とに分散されるため、必要な押し付け力が得られるようにばね２１の変位を調整する。第２のローラ１７の方は、第１のローラ６及び第３のローラ３４の場合よりも押し付け力が増大するため、ここでは機械的強度を考慮して第２のローラ１７を第１のローラ６及び第３のローラ３４よりも大きくしている。
【００５０】
このような構成で第１のローラ６及び第３のローラ３４と第２のローラ１７とにより破線で示すガイドレール３を挟む構造にする。これにより、偏荷重や揺れによって乗かご１が横方向に変位しても、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔が一定となり、ばね２１の変位ｘは変化しないため、先の各実施例の場合と同様に、必要とされるローラ押し付け力が安定して得られる。
【００５１】
また、中心位置の軸３５で回転する可動ベース２５ｃと第１のローラ６及び第３のローラ３４とによりガイドレール３に倣って向きを変えるボギー構造になっているため、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、可動ベース２５ｃは第１のローラ６及び第３のローラ３４により回転が拘束されてガイドレール３に対して常に並行を保って回転しない。従って、先の各実施例の場合と同様に、第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６の回転に影響を受けずに高精度に速度検出することができる。更に、係る構造によれば、別途に揺動腕や可動ベースを追加しなくても、片側のガイドレール３に対して、２つのロータリーエンコーダ８を取り付けることができる。
【００５２】
図６は、上述した実施例３に係る速度検出装置５の基本構成（要部）を示した側面図である。即ち、図６では、図５に示した速度検出装置５のベース１２と第１のローラ６と第１の揺動腕１４と可動ベース２５ｃとロータリーエンコーダ８との結合部分を側面図により示したものである。なお、図６中においても、軸が通る部分を見易くするため、揺動腕１４や可動ベース２５ｃ等を断面で示しているが、そうした断面を示す部分のハッチングを省略している。
【００５３】
図６を参照して、第１の揺動腕１４に可動ベース２５ｃを軸支し、第１のローラ６を可動ベース２５ｃに固定する構造を説明すれば、第１の揺動腕１４の他端（図６中では上端）側に可動ベース２５ｃの中心位置の軸３５を軸支し、軸受３６が内蔵された第３のローラ３４を可動ベース２５ｃの一端側（図６中では下側）に設けたネジ穴にピン３７で固定する。
【００５４】
可動ベース２５ｃの他端側（図６中では上側）に設けられた軸受２７により第１のローラ６の回転軸２６を支持するが、回転軸２６の端部はネジになっているため、ナット２９で回転軸２６が抜け落ちないように固定する。更に、回転軸２６の端部にロータリーエンコーダ８を取り付けて固定する。ロータリーエンコーダ８の筺体は、板ばね３１を介して可動ベース２５ｃに固定する。このような構成により、ロータリーエンコーダ８で第１のローラ６の回転速度を検出することができる。
【００５５】
要するに、実施例３に係る速度検出装置では、可動ベース２５ｃに軸支された回転防止部材としての第３のローラ３４が第１の揺動腕１４の他端側の軸３５で軸支された可動ベース２５ｃにおけるガイドレール３の敷設方向で第１のローラ６とは反対の位置に隔てて軸支され、可動ベース２５ｃについては、第１のローラ６及び第３のローラ３４がガイドレール３に接触して回転拘束されることにより、第１の揺動腕１４が回転してもガイドレール３に対して回転しない構造となっている。
【００５６】
こうした構造によれば、第１の揺動腕１４の第１の軸１３と可動ベース２５ｃの軸３５と第１のローラ６の回転軸２６とが全て並行なため、第１の揺動腕１４が回転しても第１のローラ６の回転軸２６はガイドレール３の接触面に対して並行を保つため、先の各実施例の場合と同様に、従来構造（ローラの回転軸と揺動腕の回転軸とが直交する構造）の場合に発生するローラの片当たりが起きない。
［比較例１］
【００５７】
図７は、比較例１に係るエレベータ用速度検出装置５を含むエレベータ設備の要部を一部拡大して透視して示した外観斜視図である。この図７は、ローラの回転軸と揺動腕の回転軸が直交している従来構造（特許文献１）の速度検出装置５において発生するローラの片当たりを説明するための図である。
【００５８】
図７に示す従来構造の速度検出装置５では、乗りかご１の左右のガイドレール３ａ、３ｂのうち、左側のガイドレール３ａを対象とするガイド装置２ａ上ではなく、右側のガイドレール３ｂを対象とするガイド装置２ｂ上に設置された場合を示している。この速度検出装置５は、第１のローラ６の回転軸２６に直交する第１の軸１３が第１の揺動腕１４の根元に設けられている。第１の揺動腕１４の第１の軸１３は乗かご１に軸支されており、ばね２１によって第１の揺動腕１４をガイドレール３ｂの方に押し付けている。また、第１の揺動腕１４の先端にも第１のローラ６の回転軸２６に直交する第２の軸となるピン３７が設けられている。第１のローラ６の軸受部材３８はピン３７で軸支されており、第１のローラ６は軸受部材３８に設けられた回転軸（ｚ軸）２６で回転してガイドレール３ｂの上を転動すると共に、ピン３７によるｙ軸回りの首振りの自由度を有する。
【００５９】
乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４が第１の軸１３で回転したとき、第１のローラ６はピン３７で首振り回転して第１のローラ６の外周面がガイドレール３ｂの接触面に密着するような構造になっている。
【００６０】
図７に示す構造では、偏荷重等により乗かご１が矢印で示すようにｘ軸周りに回転して傾いた状態を示している。そこで、例えば乗かご１がガイドレール３ｂに沿って上昇する場合について考えると、このときに乗かご１の進行方向はガイドレール３ｂの長手軸ｙ０となるが、乗かご１が傾いていると弟１のローラ６の進行方向ｙと乗かご１の進行方向ｙ０が微妙にずれてしまい、それにより図７中に示すように第１のローラ６のｙ軸に時計回りのモーメント力Ｍが発生する。この結果、第１のローラ６がｙ軸周りに首振り回転し、第１のローラ６の角の部分（図７中の点Ｐの部分）がガイドレール３ｂに強く接触し、片当たりの状態になる。
【００６１】
従来、首振り回転により片当たりが助長されるのを抑えるためには、第１のローラ６の幅を広くしたり、或いはばね２１で押し付ける力を大きくしてガイドレール３ｂへの密着度を高める必要があったが、本発明の各実施例に係る構造の場合には、上述した通り、首振りの回転自由度が無いため、こうしたローラの片当たりが発生しない。
［比較例２］
【００６２】
図８は、比較例２に係るエレベータ用速度検出装置の可動部分の動作を説明するために示した基本構成（要部）の側面図である。この図８は、他の従来構造（文献公知に係る発明でないが、一般的に周知な構造のもの）の速度検出装置において発生する揺動腕の回転が速度検出に影響するのを説明するための図である。
【００６３】
図８に示す他の従来構造の速度検出装置５では、本発明の各実施例で用いた可動ベース２５ａ〜２５ｃが無く、ロータリーエンコーダ８の筺体を第１の揺動腕１４に直接固定する構造になっている。図８中では、第１の揺動腕１４が直立した状態から、破線で示すように角度θ１だけ回転した状態を表わしている。
【００６４】
偏荷重や揺れにより乗かご１がガイドレール３に対して横方向にδ１変位した場合、第１の揺動腕１４の回転角度θ１は、θ１＝ｓｉｎ−１（δ１／ｌ）なる関係で計算できる。但し、ここでのｌは第１の揺動腕１４の長さである。また、第１の揺動腕１４が時計回りに回転する方向、すなわちロータリーエンコーダ８を基準に第１のローラ６が反時計回りに回転する方向を正とする。
【００６５】
このとき、第１のローラ６はδ２＝ｌ−ｌ×ｃｏｓθ１なる関係で表わされる変位分だけ下方に移動する。第１のローラ６の半径をｒとすると、第１のローラ６がδ２だけ下方に移動することによって第１のローラ６が回転する角度θ２は、θ２＝−δ２／ｒ＝−（ｌ−ｌ×ｃｏｓθ２）／ｒなる関係で計算できる。
【００６６】
例えば、極端に最悪の場合として、乗かご１が１０ｍｍ変位すると仮定すると、δ１は０．０１ｍである。また、このときの加速度を０．３ｍ／ｓ２（震度３程度の地震を想定）と仮定すると、０．０１ｍの変位に要する時間ｔは、ｔ＝（０．０１×２／０．３）１／２＝０．２５８秒である。
【００６７】
一例として第１の揺動腕１４の長さｌを０．１ｍ、第１のローラ６の半径ｒを０．０８ｍとして計算すると、第１の揺動腕１４の回転角度θ１は０．１０ｒａｄである。また、第１の揺動腕１４が回転することにより第１のローラ６が下がる距離δ２は０．０００５ｍ（０．５ｍｍ）である。更に、第１のローラ６が０．０００５ｍ下がることにより第１のローラ６がロータリーエンコーダ８に対して回転する角度θ２は、−０．００６ｒａｄである。
【００６８】
以上の計算例よれば、図８に示した他の従来構造の速度検出装置の場合の速度検出誤差ｖｅ１を求めると、ｖｅ１＝ｒ×（θ１＋θ２）／ｔ＝０．０８×（０．１０−０．００６）／０．２５８＝０．０２９ｍ／ｓとなる。従って、定格速度が３ｍ／ｓの場合は１％の誤差が発生し、速度検出に影響することが判る。
【００６９】
これに対し、本発明の各実施例で説明した並行リンク構造やボギー構造を適用すると、第１の揺動腕１４が傾く角度θ１の影響は無くなり、第１のローラ６が下方に移動することによる回転角度θ２のみが影響する。その場合の速度検出誤差ｖｅ２を求めると、ｖｅ２＝ｒ×θ２／ｔ＝０．０８×（−０．００６）／０．２５８＝−０．００２ｍ／ｓとなる。従って、定格速度が３ｍ／ｓの場合は０．０７％の誤差しか発生せず、この影響は無視できる。
【００７０】
以上のことから、乗かご１が横方向の変位して揺動腕が回転しても、本発明の各実施例に係る速度検出装置の場合には影響を受けずに、高精度に乗かご１の速度を検出できることが判る。
【符号の説明】
【００７１】
１ 乗かご
２ａ〜２ｄ ガイド装置
３、３ａ、３ｂ ガイドレール
４ 主ロープ
５、５ａ、５ｂ 速度検出装置
６、６ａ、６ｂ 第１のローラ
７ 制御装置
８、８ａ、８ｂ ロータリエンコーダ
１０ ワッシャ
１１、２０、３５ 軸
１２ ベース
１３ 第１の軸
１４ 第１の揺動腕
１５ 第２の軸
１６ 第２の揺動腕
１７ 第２のローラ
１８、１９ 貫通穴
２１ ばね
２２ａ、２２ｂ ストッパ
２３ 第３の揺動腕
２４ 第３の軸
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 可動ベース
２６ 回転軸
２７、３６ 軸受
２８、３２ スペーサ
２９ ナット
３１ 板ばね
３４ 第３のローラ
３７ ピン
３８ 軸受部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ設備の乗かごの速度を検出するために乗かごに設置される速度検出装置に係り、詳しくは速度検出用にローラを乗かご用のガイドレールに押し当てる構造を持つエレベータ用速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエレベータ設備では、乗かごが異常な速度で運転されるのを監視して安全装置を作動させるため、乗かごの速度を検出するための速度検出装置が乗かごに設置されている。このようなエレベータ用速度検出装置は、エレベータ設備において乗かごの昇降用のメインロープが切断されるといった異常な状態になった場合でも、乗かごの下降速度を検出するために設置されている。
【０００３】
従来、エレベータ用速度検出装置では、ガバナプーリに取り付けた振子の遠心力によって乗かごの異常な下降速度を検出していたが、最近では乗かご用のガイドレールに接触して回転するローラを乗かごに取り付け、このローラに取り付けたロータリーエンコーダ等のセンサで乗かごの速度を検出した結果を制御装置に入力して乗かごの速度異常を判別させ、速度異常が判別された場合に非常停止装置を作動させるエレベータ設備が開発されている。こうした機能に関連する周知技術として、乗りかごの占有体積を増大させることなく、乗りかごの昇降速度を精度良く検出できる「エレベーター装置」（特許文献１参照）や、経年変化に対してもかごの位置や速度の検出精度を維持する信頼性の高い「エレベータ制御装置」（特許文献２）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４０３６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１記載の技術によれば、運転走行中に乗かごが揺れてローラを支持する揺動腕が回転しても、ローラの回転速度の検出に影響せず、正確に乗かごの速度を検出できる機能が得られるものとしているが、係る構造はローラが首振り回転する構造であるため、ローラの進行方向と乗かごの進行方向とが偏荷重による乗かごの傾きによってずれてしまうと、首振りの力が発生する。この結果、ローラの角の部分がガイドレールに強く接触する状態（片当たり）になってローラの角の部分が摩耗し易く、この摩耗によってローラの半径が小さくなると速度検出の精度に悪影響を及ぼすため、使用状態によってはローラの経年変化に伴って速度検出が精度良く行われなくなってしまうという問題がある。こうした問題は、定期的にローラの状態を点検し、摩耗したローラを新品に交換しないと改善されないため、定期的な点検及びメンテナンスが必要になることを示している。因みに、上述した偏荷重は乗客やテールコード（乗りかごから垂らして地上側と繋がる電源・信号ケーブル）等の荷重のアンバランスにより発生する偏った荷重状態を示すもので、この偏荷重の影響によって乗かごが傾くことが知られている。
【０００６】
一方、特許文献２記載の技術によれば、運転走行中に乗かごが揺れたり、偏荷重により乗りかごが傾くことによって、ガイドレールに対して乗りかごが横に変位しても、ローラの回転速度の検出に影響せず、精度良く乗かごの速度を検出できる他、ローラとは別に乗かごのガイド装置を設けているため、ローラに大きな荷重が加わらずにローラの耐久性が向上する機能が得られるものとしているが、係る構造は速度の速いエレベータに適用する場合に、ローラがガイドレール上を高速で回転することによって発生する振動と共振しないように、ローラを支持するばねのばね定数を大きくする必要がある。こうした構造によれば、偏荷重や揺れによって乗かごが横に変位すると、少しの変位でローラの押付力が大幅に変化し、安定した押付力が得られなくなってしまうという問題がある。
【０００７】
具体的に説明すれば、ガイドレール上をローラが走行し回転することによって発生する振動の周波数ｆ［Ｈｚ］は、乗かごの速度をｖ［ｍ／ｓ］、ローラの半径をｒ［ｍ］とすると、ｆ＝ｖ／（２πｒ）なる関係で計算することができる。従って、速度が速くてローラ半径が小さい程、周波数ｆが大きくなることが判る。例えば、乗かごの速度ｖを５ｍ／ｓ、ローラの半径ｒを０．０５０ｍとすると、振動周波数ｆは約１６Ｈｚになる。
【０００８】
また、ローラの質量をｍ、ローラに作用するばねのばね定数をｋとすると、ローラの固有振動数ｆｎは、ｆｎ＝１／（２π）×（ｋ／ｍ）１／２なる関係で計算できる。これをばね定数ｋについて解くと、ｋ＝（２×ｆｎ×π）２×ｍとなり、ローラが運転走行して発生する振動の周波数ｆが高い場合、これに共振しないためのばね定数ｋは、ローラの質量ｍにも依存するが、非常に大きくなることが分かる。例えば、ローラの固有振動数ｆｎを先の例で求めたｆの２倍の３２Ｈｚ、ローラの質量ｍを１ｋｇとすると、ばね定数ｋは約４．０×１０４Ｎｍ（４０Ｎ／ｍｍ）になる。
【０００９】
以上のことから、高速で運転走行中の乗かごが±５ｍｍ程度横に変位する可能性があると考えると、ローラの押し付け力は±２００Ｎで変動することになり、安定した押し付け力が得られなくなってしまうことが判る。
【００１０】
このように、周知のエレベータ用速度検出装置では、使用状況によりガイドレールへのローラの押し付け力を安定させることが困難になり、高精度に速度検出を行うことやローラの摩耗を少なくしてローラの耐久性を向上させることが困難になってしまう事態が生じるため、係る問題点の技術面での改善が求められている。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、使用状況に拘わらずにガイドレールへのローラの押し付け力を安定させて高精度に乗かごの速度を検出でき、ローラの摩耗を少なくして耐久性の向上を図り得るエレベータ用速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記技術的課題を解決するため、本発明の第１の手段は、建物に設備された昇降路の多床階間をガイドレールに案内されて昇降する乗かごに設けられると共に、ローラを当該ガイドレールに押し当てて当該乗かごの速度を検出するエレベータ用速度検出装置において、ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、当該ガイドレールの敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸で乗りかごに軸支された第１の揺動腕と、ガイドレールを挟んで反対側に配置され、当該ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、第１の軸と並行な第２の軸で一端側が乗りかごに軸支された第２の揺動腕と、第１の揺動腕の他端側に第１の軸と並行な第３の軸で軸支された可動ベースと、可動ベースに設けられると共に、ガイドレールの敷設方向に転動するように第１の軸と並行な軸で軸支された第１のローラと、第１のローラの軸に連結されると共に、当該第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段と、第２の揺動腕の他端側に設けられると共に、第１のローラが接するガイドレールの面とは反対側の面で当該ガイドレールの敷設方向に転動するように軸支された第２のローラと、第１の揺動腕と第２の揺動腕との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段と、可動ベースに設けられると共に、当該可動ベースの回転を拘束するように軸支された回転防止部材と、を有して成り、速度検出手段の筐体は、可動ベースに固定され、付勢手段による所定の付勢力によってガイドレールを第１のローラ及び第２のローラで挟み込む構造であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の手段は、第１の手段において、第１の揺動腕の他端側に設けられて可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、可動ベースに軸支された回転防止部材は、第１の揺動腕と同じ長さの第３の揺動腕であり、第３の揺動腕の一端側は、第１の揺動腕と並行に乗かごに軸支されており、第１の揺動腕の他端側と第３の揺動腕の他端側の２点で軸支された可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第３の揺動腕が同じ角度で回転することにより、乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の手段は、第１の手段において、第１の揺動腕の他端側に設けられて可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、可動ベースは長穴を有し、可動ベースに軸支された回転防止部材は、可動ベースの長穴に軸支された第１の揺動腕と同じ長さの第２の揺動腕であり、第２の揺動腕の一端側は、第１の揺動腕と並行に第２の軸で乗かごに軸支されており、第１の揺動腕の他端側と第２の揺動腕との他端側の２点で軸支された可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第２の揺動腕が同じ角度で回転することにより、乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の手段は、第１の手段において、可動ベースに軸支された回転防止部材は、第１の揺動腕の他端側の軸で軸支された当該可動ベースにおけるガイドレールの敷設方向で第１のローラとは反対の位置に隔てて軸支された第３のローラであり、可動ベースは、第１のローラ及び第３のローラがガイドレールに接触して回転拘束されることにより、第１の揺動腕が回転してもガイドレールに対して回転しない構造であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第５の手段は、第４の手段において、速度検出手段は、第１のローラの軸以外にも第３のローラの軸に連結されると共に、当該第３のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエレベータ用速度検出装置によれば、所定の付勢力によってガイドレールをローラで挟み込み、ローラの軸と並行な軸で回転する揺動腕によってローラを支持する構造としているため、乗かごが横方向に揺れて揺動腕が回転しても、ローラへの押し付け力が安定して変動せず、ローラが片当たりせずに確実にガイドレールに押し当てられ、ローラの回転速度の検出に影響を与えないため、乗かごの速度を長期間に及んで高精度に検出できる上、ローラの摩耗を少なくして耐久性の向上を図り得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を示した外観斜視図である。
【図２】図１に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図３】図１に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を示した側面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図５】本発明の実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【図６】図５に示されるエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を示した側面図である。
【図７】比較例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を一部拡大して透視して示した外観斜視図である。
【図８】比較例２に係るエレベータ用速度検出装置の可動部分の動作を説明するために示した基本構成（要部）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のエレベータ用速度検出装置について、幾つかの実施例並びに比較例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置を含むエレベータ設備の要部を示した外観斜視図である。
【００２１】
このエレベータ設備は、略図する建物に設備された昇降路の多床階間を昇降する乗かご１がその外壁側面の上部、下部にそれぞれ配設されたガイド装置２ａ、２ｂとガイド装置２ｃ、２ｄとによりガイドレール３ａ、３ｂに案内され、具体的には一方の上下の組みのガイド装置２ａ及びガイド装置２ｃが一方のガイドレール３ａに案内され、他方の上下の組みのガイド装置２ｂ及びガイド装置２ｄが他方のガイドレール３ｂに案内されて上下に移動する。なお、エレベータ設備として周知なその他の構造部分である乗りかご１を懸架する主ロープ４を駆動する巻上機やつり合いおもり等については略図して説明を省略する。
【００２２】
また、乗かご１の上部のガイド装置２ａ、２ｂ上にはそれぞれ速度検出装置５ａ、５ｂが設置されている。ここでは、保守性を考慮して乗りかご１の左右に位置されるガイドレール３ａ、３ｂに対応させて乗かご１の上部のガイド装置２ａ、２ｂ上に速度検出装置５ａ、５ｂを取り付けた場合を示したが、更に乗かご１の下部のガイド装置２ｃ、２ｄ上に設置したり、或いはガイドレール３ａ、３ｂの片側のみのガイド装置２ａ及びガイド装置２ｃの上又はガイド装置２ｂ及びガイド装置２ｄの上に速度検出装置を取り付けても良い。 要するに、速度検出装置は各ガイド装置２ａ〜２ｄに対応して設置可能であるが、通常は例示したように２つ以上備えられれば充分に機能する。
【００２３】
更に、乗かご１の上部に設けられた制御装置７は、速度検出装置５ａの第１のローラ６ａに取り付けたロータリーエンコーダ８ａのパルス信号と速度検出装置５ｂの第１のローラ６ｂに取り付けたロータリーエンコーダ８ｂのパルス信号とを入力し、各ロータリーエンコーダ８ａ、８ｂのパルス信号より速度を計算し、２つの速度検出装置５ａ、５ｂの検出結果の差が所定の許容値以内の場合に速度検出装置５ａ、５ｂが正常動作と判断する。速度検出装置５ａ、５ｂが正常動作である場合には、何れか大きい方の速度を検出結果として採用するか、或いは予め速度検出装置５ａ、５ｂの主従関係を決めておくようにし、各装置が正常動作であるときに主装置からの速度検出値を採用するようにしても良い。例えば速度検出装置５ａを主装置、速度検出装置５ｂを従装置としておけば、各装置が正常であるときに主装置である速度検出装置５ａの速度検出値を採用する。
【００２４】
制御装置７は、各速度検出装置５ａ、５ｂの検出結果の差が所定の許容値を超える場合、故障と判断して乗かご１を停止させる。また、制御装置７は、速度検出装置５ａ、５ｂの速度検出の結果が乗かご１に規定される所定の速度を超える場合にも、故障と判断して乗かご１を停止させる。
【００２５】
図２は、上述した速度検出装置５（上述した速度検出装置５ａ、５ｂの何れか一方）の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。
【００２６】
この速度検出装置５は、乗かご１の上部に固定した装置構成部分となるベース１２に対し、ガイドレール３の敷設方向に直交してローラが接する面に並行な第１の軸１３を設け、第１の揺動腕１４がガイドレール３に対して並行になるように第１の揺動腕１４の一端（図２中では下端）側を第１の軸１３に軸支する。同様にして、ガイドレール３を挟んだ位置のベース１２に設けた第２の軸１５に、第２の揺動腕１６の一端（図２中では下端）側を軸支する。ここでの第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とは同じ長さにし、各揺動腕１４、１６を並行になるように取り付ける。
【００２７】
第１の揺動腕１４の他端（図２中では上端）側に、後述する構造により第１のローラ６を軸支する。第２の揺動腕１６の他端（図２中では上端）側に、第２のローラ１７を軸支する。これら第１のローラ６及び第２のローラ１７は、ガイドレール３の敷設方向に転動するように各揺動腕１４、１６の他端（図２中では上端）側に軸支する。
【００２８】
第１の揺動腕１４の中間部分に、第１の軸１３と直交し且つ水平方向の貫通穴１８をあけ、第２の揺動腕１６の中間部分にも同様な貫通穴１９をあける。第１の揺動腕１４の貫通穴１８と第２の揺動腕１６の貫通穴１９とに軸２０を通し、ばね２１を第２の揺動腕１６の側面に押し当てて軸２０の両端にストッパ２２ａ、２２ｂを取り付ける。このようにすると、軸２０は第１の揺動腕１４を第２の揺動腕１６の方に引っ張る格好となり、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔が狭まる方向の力が働く。
【００２９】
以上の構成により、第１のローラ６と第２のローラ１７とにより、破線で示すガイドレール３を挟む構造にする。据付時にストッパ２２ａ、２２ｂの位置を調整することにより、ガイドレール３を挟む力の大きさを調整する。第１のローラ６の摩擦係数をμ、第１のローラ６の半径をｒ、第１のローラ６の慣性モーメントをＩ、重力加速度をｇとすると、第１のローラ６をガイドレール３に押し付ける力の大きさＮは、（Ｉ×ｇ）／（μ×ｒ２）よりも大きくなるように設定する。これは、乗かご１が重力加速度ｇで落下しても、第１のローラ６がガイドレール３に対して滑らずに正確に速度を検出するための条件である。ばね定数がｋのばねを用いてローラを押し付ける場合、据付時のばね２１の変位ｘはｘ＝Ｎ×（Ｌ２／Ｌ１）／ｋ以上になるように設定する。ここで、Ｌ１は第１の揺動腕１４の下端の軸１３からばね２１が作用する軸２０までの距離、Ｌ２は第１の揺動腕１４の下端の軸１３から第１のローラ６の回転軸２６までの距離である。
【００３０】
以上の構造により、偏荷重や揺れによって乗かご１がガイドレール３に対して横方向に変位したとき、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とは自由に回転して第１のローラ６と第２のローラ１７とがガイドレール３に追従する。このとき、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔は一定のため、ばね２１の変位ｘは変化しない。従って、乗かご１が横方向に１ｍｍ以上変位しても影響を受けないで、必要なローラへの押し付け力が安定して得られる。よって、第１のローラ６の押し付け力を５０Ｎ前後の設定値に保つことができる。
【００３１】
更に、第１の揺動腕１４よりもガイドレール３から隔たった側（図２中では第１の揺動腕１４の右側）に、第１の揺動腕１４と同じ長さの第３の揺動腕２３を配置し、第３の揺動腕２３の一端（図２中では下端）側を第３の軸２４でベース１２に軸支する。後述する構造により、矩形板状の可動ベース２５ａのガイドレール３が有る側（図２中では左端）を第１の揺動腕１４の他端（図２中では上端）側に軸支する。第１の揺動腕１４と第３の揺動腕２３とが並行になるように、可動ベース２５ａのガイドレール３が無い側（図２中では右端）を第３の軸２４で第３の揺動腕２３の他端（図２中では上端）側に軸支する。また、後述するように、第１のローラ６の回転軸２６に、ロータリーエンコーダ８の軸を固定し、ロータリーエンコーダ８の筺体を可動ベース２５ａに固定する。
以上の構造により、ベース１２、第１の揺動腕１４、可動ベース２５ａ、及び第３の揺動腕２３により並行リンク構造を構成しているので、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第３の揺動腕２３が回転しても、可動ベース２５ａは第３の揺動腕２３により回転が拘束されて傾かず、乗かご１に対して並行を保つ。従って、第１の揺動腕１４及び第３の揺動腕２３が回転しても、第１のローラ６と可動ベース２５ａ上に固定されたロータリーエンコーダ８との相対的な回転角度に影響が無く、速度検出に影響しないため、高精度に速度を検出することができる。
【００３２】
なお、第２の揺動腕１６に対して第３の揺動腕２３と同様な図示しない第４の揺動腕を配置し、可動ベース２５ａと左右対称な形状の可動ベースを追加すれば、第２のローラ１７側にもロータリーエンコーダ８を追加して左右対称な構造にすることができる。
【００３３】
図３は、上述した実施例１に係る速度検出装置５の基本構成（要部）を示した側面図である。即ち、図３では、図２に示した速度検出装置５の第１のローラ６と第１の揺動腕１４と可動ベース２５ａとロータリーエンコーダ８との結合部分を側面図により示したものである。なお、図３中では軸が通る部分を見易くするため、揺動腕１４や可動ベース２５ａ等を断面で示しているが、そうした断面を示す部分のハッチングを省略している。
【００３４】
図３を参照して、第１の揺動腕１４に第１のローラ６と可動ベース２５ａとを軸支する部分の構造を詳細に説明すれば、第１のローラ６の回転軸２６は、第１のローラ６に固定されており、第１のローラ６と一体になって回転する。第１の揺動腕１４の上端に設けられた軸受２７により回転軸２６を支持する。
【００３５】
回転軸２６に対してフランジの付いたスペーサ２８を挿入し、可動ベース２５ａに設けた穴にスペーサ２８を通す。この穴は、図２中において可動ベース２５ａの左側の回転軸２６の位置に設けた穴を示すものである。また、回転軸２６の端部にワッシャ１０とナット２９とを取り付け、可動ベース２５ａが抜け落ちないようにすると共に、第１のローラ６を第１の揺動腕１４に固定する。更に、回転軸２６の端部にロータリーエンコーダ８を取り付けて固定する。ロータリーエンコーダ８の筺体は、板ばね３１とスペーサ３２とを介して可動ベース２５ａに固定する。尚、板ばね３１は、回転軸２６とロータリーエンコーダ８との芯ずれを吸収するために取り付けるものである。このような構成により、ロータリーエンコーダ８で第１のローラ６の回転速度を検出することができる。因みに、速度検出手段として、ロータリーエンコーダ８の代わりに、回転速度に比例する大きさの信号を出力する他のセンサを用いても良い。
【００３６】
以上の構造を総括すれば、実施例１に係るエレベータ用速度検出装置は、ガイドレール３の敷設方向と並行する方向に延在すると共に、ガイドレール３の敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸１３で乗りかご１に軸支された第１の揺動腕１４と、ガイドレール３を挟んで反対側に配置され、ガイドレール３の敷設方向と並行する方向に延在すると共に、第１の軸１３と並行な第２の軸１５で一端側が乗りかご１に軸支された第２の揺動腕１６と、第１の揺動腕１４の他端側に第１の軸１３と並行な第３の軸２４で軸支された可動ベース２５ａと、可動ベース２５ａに設けられると共に、ガイドレール３の敷設方向に転動するように第１の軸１３と並行な軸で軸支された第１のローラ６と、第１のローラ６の回転軸２６に連結されると共に、第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段としてのロータリーエンコーダ８と、第２の揺動腕１６の他端側に設けられると共に、第１のローラ６が接するガイドレール３の面とは反対側の面でガイドレール３の敷設方向に転動するように軸支された第２のローラ１７と、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段としてのばね２１と、可動ベース２５ａに設けられると共に、可動ベース２５ａの回転を拘束するように軸支された回転防止部材としての第３の揺動腕２３と、を有して成るもので、ロータリーエンコーダ８の筐体が可動ベース２５ａに固定され、ばね２１による所定の付勢力によってガイドレール３を第１のローラ６及び第２のローラ１７で挟み込む構造となっている。
【００３７】
特に実施例１に係る速度検出装置では、第１の揺動腕１４の他端側に設けられて可動ベース２５ａを軸支する軸と可動ベース２５ａに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、第１の揺動腕１４の他端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸として可動ベース２５ａと第１のローラ６とを軸支しており、可動ベース２５ａに軸支された回転防止部材となる第３の揺動腕２３の一端側は、第１の揺動腕１４と並行に乗かご１に軸支されている。これにより、第１の揺動腕１４の他端側と第３の揺動腕２３の他端側の２点で軸支された可動ベース２５ａは、第１の揺動腕１４の回転時に第３の揺動腕２３が同じ角度で回転することにより、乗かご１に対して常に並行を保つ構造となっている。
【００３８】
こうした構造によれば、上述したように弟１の揺動腕１４が回転しても、ロータリーエンコーダ８は可動ベース２５ａに取り付けられているために回転しないことにより、揺動腕１４の回転の影響を受けずに第１のローラ６の回転速度を検出することができる。また、第１の揺動腕１４の第１の軸１３は第１のローラ６の回転軸２６に並行であり、第１の揺動腕１４が回転しても、第１のローラ６の回転軸２６はガイドレール３の接触面に対して並行な関係を保つため、従来構造（ローラの回転軸と揺動腕の回転軸とが直交する構造）の場合に発生するローラの片当たりが起きない。
【実施例２】
【００３９】
図４は、本発明の実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。但し、実施例２に係るエレベータ用速度検出装置については、先の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置と比べて構造上で共通部分が多いため、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略し、相違する箇所を説明する。
【００４０】
実施例２に係るエレベータ用速度検出装置の技術的概要を簡単に云えば、実施例１に係る構造の回転防止部材としての第３の揺動腕２３に代え、矩形板状の可動ベース２５ｂの構造を工夫してそれに軸支される第２の揺動腕１６を回転防止部材として働かせるようにしたものである。
【００４１】
具体的に云えば、ここでは所定の位置に長穴３３が設けられた矩形板状の可動ベース２５ｂを、ガイドレール３を跨いで第２の揺動腕１６の方まで伸ばし、第２の揺動腕１６の他端（図４中では上端）側に、第２のローラ１７の軸と重なる位置に軸１１を取り付ける。また、可動ベース２５ｂがベース１２に対して並行になるように、可動ベース２５ｂの左側に設けた長穴３３に、第２の揺動腕１６の他端（図４中では上端）側の軸１１を案内する構造とする。
要するに、実施例２に係る速度検出装置では、第１の揺動腕１４の他端側に設けられて可動ベース２５ｂを軸支する軸と可動ベース２５ｂに設けられて第１のローラ６を軸支する回転軸２６とが一つに重なる位置に配置されると共に、第１の揺動腕１４の他端側に配置された軸が回転軸２６による共通軸として可動ベース２５ｂと第１のローラ６とを軸支しており、可動ベース２５ｂの長穴３３に軸支された第１の揺動腕１４と同じ長さの回転防止部材としての第２の揺動腕１６の一端（図４中では下端）側は、第１の揺動腕１４と並行に第２の軸１５で乗かご１に軸支されている。これにより、第１の揺動腕１４の他端側と第２の揺動腕１６との他端側の２点で軸支された可動ベース２５ｂは、第１の揺動腕１４の回転時に第２の揺動腕１６が同じ角度で回転することにより、乗かご１に対して常に並行を保つ構造となっている。
【００４２】
こうした構造によれば、可動ベース２５ｂは長穴３３で第２の揺動腕１６に軸支されているため、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６とを連結しても、ばね２１の力を殺さないで第１のローラ６及び第２のローラ１７でガイドレール３を挟むことができる。また、ベース１２、第１の揺動腕１４、可動ベース２５ｂ、及び第２の揺動腕１６により、並行リンク構造を成すため、先の実施例１の場合と同様の効果が得られる。
【００４３】
即ち、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、可動ベース２５ｂは第２の揺動腕１６により回転が拘束されて傾かず、乗かご１に対して並行を保つ。従って、第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、第１のローラ６と可動ベース２５ｂ上に固定されたロータリーエンコーダ８との相対的な回転角度に影響が無く、速度検出に影響しないため、高精度に速度を検出することができる。
【００４４】
因みに、実施例２に係る速度検出装置によれば、実施例１の場合で説明した第３の揺動腕２３を省いて部品点数を削減できるが、構造的に第２のローラ１７側の軸１１にロータリーエンコーダ８を追加することはできない。
【実施例３】
【００４５】
図５は、本発明の実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の基本構成（要部）を一部透視して示した正面図である。但し、実施例３に係るエレベータ用速度検出装置についても、先の実施例１に係るエレベータ用速度検出装置と比べて構造上で共通部分が多いため、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略し、相違する箇所を説明する。
【００４６】
実施例３に係るエレベータ用速度検出装置の技術的概要を簡単に云えば、実施例１に係る構造の回転防止部材としての第３の揺動腕２３に代え、台形板状の可動ベース２５ｃを利用してそれに軸支される第３のローラ３４を回転防止部材として働かせるようにしたものである。
【００４７】
具体的に云えば、ここでは第１の揺動腕１４の他端（図５中では上端）側に台形板状の可動ベース２５ｃの中央部分に設けた軸３５を軸支する。後述する構造により、可動ベース２５ｃの他端（図５中では上端）側に第１のローラ６を軸支し、可動ベース２５ｃの一端（図５中では下端）側に第３のローラ３４とを軸支する。図５に示す例では、第１のローラ６と第３のローラ３４とのガイドレール３への押し付け力が均等になるように、軸３５を第１のローラ６及び第３のローラ３４の中間に配置している。
【００４８】
また、後述するように、第１のローラ６の回転軸２６にはロータリーエンコーダ８に固定し、ロータリーエンコーダ８の筺体を可動ベース２５ｃに固定する。因みに、ロータリーエンコーダ８は第３のローラ３４の方に取り付けても良いし、或いは両方に取り付けても良い。その場合、第１の揺動腕１４やばね２１の軸２０に干渉しないようにロータリーエンコーダ８を取り付ける。
【００４９】
ここで、ばね２１によるローラへの押し付け力（所定の付勢力）は第１のローラ６と第３のローラ３４とに分散されるため、必要な押し付け力が得られるようにばね２１の変位を調整する。第２のローラ１７の方は、第１のローラ６及び第３のローラ３４の場合よりも押し付け力が増大するため、ここでは機械的強度を考慮して第２のローラ１７を第１のローラ６及び第３のローラ３４よりも大きくしている。
【００５０】
このような構成で第１のローラ６及び第３のローラ３４と第２のローラ１７とにより破線で示すガイドレール３を挟む構造にする。これにより、偏荷重や揺れによって乗かご１が横方向に変位しても、第１の揺動腕１４と第２の揺動腕１６との間隔が一定となり、ばね２１の変位ｘは変化しないため、先の各実施例の場合と同様に、必要とされるローラ押し付け力が安定して得られる。
【００５１】
また、中心位置の軸３５で回転する可動ベース２５ｃと第１のローラ６及び第３のローラ３４とによりガイドレール３に倣って向きを変えるボギー構造になっているため、乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６が回転しても、可動ベース２５ｃは第１のローラ６及び第３のローラ３４により回転が拘束されてガイドレール３に対して常に並行を保って回転しない。従って、先の各実施例の場合と同様に、第１の揺動腕１４及び第２の揺動腕１６の回転に影響を受けずに高精度に速度検出することができる。更に、係る構造によれば、別途に揺動腕や可動ベースを追加しなくても、片側のガイドレール３に対して、２つのロータリーエンコーダ８を取り付けることができる。
【００５２】
図６は、上述した実施例３に係る速度検出装置５の基本構成（要部）を示した側面図である。即ち、図６では、図５に示した速度検出装置５のベース１２と第１のローラ６と第１の揺動腕１４と可動ベース２５ｃとロータリーエンコーダ８との結合部分を側面図により示したものである。なお、図６中においても、軸が通る部分を見易くするため、揺動腕１４や可動ベース２５ｃ等を断面で示しているが、そうした断面を示す部分のハッチングを省略している。
【００５３】
図６を参照して、第１の揺動腕１４に可動ベース２５ｃを軸支し、第１のローラ６を可動ベース２５ｃに固定する構造を説明すれば、第１の揺動腕１４の他端（図６中では上端）側に可動ベース２５ｃの中心位置の軸３５を軸支し、軸受３６が内蔵された第３のローラ３４を可動ベース２５ｃの一端側（図６中では下側）に設けたネジ穴にピン３７で固定する。
【００５４】
可動ベース２５ｃの他端側（図６中では上側）に設けられた軸受２７により第１のローラ６の回転軸２６を支持するが、回転軸２６の端部はネジになっているため、ナット２９で回転軸２６が抜け落ちないように固定する。更に、回転軸２６の端部にロータリーエンコーダ８を取り付けて固定する。ロータリーエンコーダ８の筺体は、板ばね３１を介して可動ベース２５ｃに固定する。このような構成により、ロータリーエンコーダ８で第１のローラ６の回転速度を検出することができる。
【００５５】
要するに、実施例３に係る速度検出装置では、可動ベース２５ｃに軸支された回転防止部材としての第３のローラ３４が第１の揺動腕１４の他端側の軸３５で軸支された可動ベース２５ｃにおけるガイドレール３の敷設方向で第１のローラ６とは反対の位置に隔てて軸支され、可動ベース２５ｃについては、第１のローラ６及び第３のローラ３４がガイドレール３に接触して回転拘束されることにより、第１の揺動腕１４が回転してもガイドレール３に対して回転しない構造となっている。
【００５６】
こうした構造によれば、第１の揺動腕１４の第１の軸１３と可動ベース２５ｃの軸３５と第１のローラ６の回転軸２６とが全て並行なため、第１の揺動腕１４が回転しても第１のローラ６の回転軸２６はガイドレール３の接触面に対して並行を保つため、先の各実施例の場合と同様に、従来構造（ローラの回転軸と揺動腕の回転軸とが直交する構造）の場合に発生するローラの片当たりが起きない。
［比較例１］
【００５７】
図７は、比較例１に係るエレベータ用速度検出装置５を含むエレベータ設備の要部を一部拡大して透視して示した外観斜視図である。この図７は、ローラの回転軸と揺動腕の回転軸が直交している従来構造（特許文献１）の速度検出装置５において発生するローラの片当たりを説明するための図である。
【００５８】
図７に示す従来構造の速度検出装置５では、乗りかご１の左右のガイドレール３ａ、３ｂのうち、左側のガイドレール３ａを対象とするガイド装置２ａ上ではなく、右側のガイドレール３ｂを対象とするガイド装置２ｂ上に設置された場合を示している。この速度検出装置５は、第１のローラ６の回転軸２６に直交する第１の軸１３が第１の揺動腕１４の根元に設けられている。第１の揺動腕１４の第１の軸１３は乗かご１に軸支されており、ばね２１によって第１の揺動腕１４をガイドレール３ｂの方に押し付けている。また、第１の揺動腕１４の先端にも第１のローラ６の回転軸２６に直交する第２の軸となるピン３７が設けられている。第１のローラ６の軸受部材３８はピン３７で軸支されており、第１のローラ６は軸受部材３８に設けられた回転軸（ｚ軸）２６で回転してガイドレール３ｂの上を転動すると共に、ピン３７によるｙ軸回りの首振りの自由度を有する。
【００５９】
乗かご１が横方向に変位して第１の揺動腕１４が第１の軸１３で回転したとき、第１のローラ６はピン３７で首振り回転して第１のローラ６の外周面がガイドレール３ｂの接触面に密着するような構造になっている。
【００６０】
図７に示す構造では、偏荷重等により乗かご１が矢印で示すようにｘ軸周りに回転して傾いた状態を示している。そこで、例えば乗かご１がガイドレール３ｂに沿って上昇する場合について考えると、このときに乗かご１の進行方向はガイドレール３ｂの長手軸ｙ０となるが、乗かご１が傾いていると弟１のローラ６の進行方向ｙと乗かご１の進行方向ｙ０が微妙にずれてしまい、それにより図７中に示すように第１のローラ６のｙ軸に時計回りのモーメント力Ｍが発生する。この結果、第１のローラ６がｙ軸周りに首振り回転し、第１のローラ６の角の部分（図７中の点Ｐの部分）がガイドレール３ｂに強く接触し、片当たりの状態になる。
【００６１】
従来、首振り回転により片当たりが助長されるのを抑えるためには、第１のローラ６の幅を広くしたり、或いはばね２１で押し付ける力を大きくしてガイドレール３ｂへの密着度を高める必要があったが、本発明の各実施例に係る構造の場合には、上述した通り、首振りの回転自由度が無いため、こうしたローラの片当たりが発生しない。
［比較例２］
【００６２】
図８は、比較例２に係るエレベータ用速度検出装置の可動部分の動作を説明するために示した基本構成（要部）の側面図である。この図８は、他の従来構造（文献公知に係る発明でないが、一般的に周知な構造のもの）の速度検出装置において発生する揺動腕の回転が速度検出に影響するのを説明するための図である。
【００６３】
図８に示す他の従来構造の速度検出装置５では、本発明の各実施例で用いた可動ベース２５ａ〜２５ｃが無く、ロータリーエンコーダ８の筺体を第１の揺動腕１４に直接固定する構造になっている。図８中では、第１の揺動腕１４が直立した状態から、破線で示すように角度θ１だけ回転した状態を表わしている。
【００６４】
偏荷重や揺れにより乗かご１がガイドレール３に対して横方向にδ１変位した場合、第１の揺動腕１４の回転角度θ１は、θ１＝ｓｉｎ−１（δ１／ｌ）なる関係で計算できる。但し、ここでのｌは第１の揺動腕１４の長さである。また、第１の揺動腕１４が時計回りに回転する方向、すなわちロータリーエンコーダ８を基準に第１のローラ６が反時計回りに回転する方向を正とする。
【００６５】
このとき、第１のローラ６はδ２＝ｌ−ｌ×ｃｏｓθ１なる関係で表わされる変位分だけ下方に移動する。第１のローラ６の半径をｒとすると、第１のローラ６がδ２だけ下方に移動することによって第１のローラ６が回転する角度θ２は、θ２＝−δ２／ｒ＝−（ｌ−ｌ×ｃｏｓθ２）／ｒなる関係で計算できる。
【００６６】
例えば、極端に最悪の場合として、乗かご１が１０ｍｍ変位すると仮定すると、δ１は０．０１ｍである。また、このときの加速度を０．３ｍ／ｓ２（震度３程度の地震を想定）と仮定すると、０．０１ｍの変位に要する時間ｔは、ｔ＝（０．０１×２／０．３）１／２＝０．２５８秒である。
【００６７】
一例として第１の揺動腕１４の長さｌを０．１ｍ、第１のローラ６の半径ｒを０．０８ｍとして計算すると、第１の揺動腕１４の回転角度θ１は０．１０ｒａｄである。また、第１の揺動腕１４が回転することにより第１のローラ６が下がる距離δ２は０．０００５ｍ（０．５ｍｍ）である。更に、第１のローラ６が０．０００５ｍ下がることにより第１のローラ６がロータリーエンコーダ８に対して回転する角度θ２は、−０．００６ｒａｄである。
【００６８】
以上の計算例よれば、図８に示した他の従来構造の速度検出装置の場合の速度検出誤差ｖｅ１を求めると、ｖｅ１＝ｒ×（θ１＋θ２）／ｔ＝０．０８×（０．１０−０．００６）／０．２５８＝０．０２９ｍ／ｓとなる。従って、定格速度が３ｍ／ｓの場合は１％の誤差が発生し、速度検出に影響することが判る。
【００６９】
これに対し、本発明の各実施例で説明した並行リンク構造やボギー構造を適用すると、第１の揺動腕１４が傾く角度θ１の影響は無くなり、第１のローラ６が下方に移動することによる回転角度θ２のみが影響する。その場合の速度検出誤差ｖｅ２を求めると、ｖｅ２＝ｒ×θ２／ｔ＝０．０８×（−０．００６）／０．２５８＝−０．００２ｍ／ｓとなる。従って、定格速度が３ｍ／ｓの場合は０．０７％の誤差しか発生せず、この影響は無視できる。
【００７０】
以上のことから、乗かご１が横方向の変位して揺動腕が回転しても、本発明の各実施例に係る速度検出装置の場合には影響を受けずに、高精度に乗かご１の速度を検出できることが判る。
【符号の説明】
【００７１】
１ 乗かご
２ａ〜２ｄ ガイド装置
３、３ａ、３ｂ ガイドレール
４ 主ロープ
５、５ａ、５ｂ 速度検出装置
６、６ａ、６ｂ 第１のローラ
７ 制御装置
８、８ａ、８ｂ ロータリエンコーダ
１０ ワッシャ
１１、２０、３５ 軸
１２ ベース
１３ 第１の軸
１４ 第１の揺動腕
１５ 第２の軸
１６ 第２の揺動腕
１７ 第２のローラ
１８、１９ 貫通穴
２１ ばね
２２ａ、２２ｂ ストッパ
２３ 第３の揺動腕
２４ 第３の軸
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 可動ベース
２６ 回転軸
２７、３６ 軸受
２８、３２ スペーサ
２９ ナット
３１ 板ばね
３４ 第３のローラ
３７ ピン
３８ 軸受部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に設備された昇降路の多床階間をガイドレールに案内されて昇降する乗かごに設けられると共に、ローラを当該ガイドレールに押し当てて当該乗かごの速度を検出するエレベータ用速度検出装置において、
前記ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、当該ガイドレールの敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸で前記乗りかごに軸支された第１の揺動腕と、前記ガイドレールを挟んで反対側に配置され、当該ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、前記第１の軸と並行な第２の軸で一端側が前記乗りかごに軸支された第２の揺動腕と、前記第１の揺動腕の他端側に前記第１の軸と並行な第３の軸で軸支された可動ベースと、前記可動ベースに設けられると共に、前記ガイドレールの敷設方向に転動するように前記第１の軸と並行な軸で軸支された第１のローラと、前記第１のローラの軸に連結されると共に、当該第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段と、前記第２の揺動腕の他端側に設けられると共に、前記第１のローラが接する前記ガイドレールの面とは反対側の面で当該ガイドレールの敷設方向に転動するように軸支された第２のローラと、前記第１の揺動腕と前記第２の揺動腕との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段と、前記可動ベースに設けられると共に、当該可動ベースの回転を拘束するように軸支された回転防止部材と、を有して成り、
前記速度検出手段の筐体は、前記可動ベースに固定され、
前記付勢手段による前記所定の付勢力によって前記ガイドレールを前記第１のローラ及び前記第２のローラで挟み込む構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項２】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記第１の揺動腕の他端側に設けられて前記可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて前記第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記第１の揺動腕と同じ長さの第３の揺動腕であり、
前記第３の揺動腕の一端側は、前記第１の揺動腕と並行に前記乗かごに軸支されており、
前記第１の揺動腕の他端側と前記第３の揺動腕の他端側の２点で軸支された前記可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第３の揺動腕が同じ角度で回転することにより、前記乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項３】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記第１の揺動腕の他端側に設けられて前記可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて前記第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、
前記可動ベースは長穴を有し、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記可動ベースの長穴に軸支された前記第１の揺動腕と同じ長さの前記第２の揺動腕であり、
前記第２の揺動腕の一端側は、前記第１の揺動腕と並行に前記第２の軸で前記乗かごに軸支されており、
前記第１の揺動腕の他端側と前記第２の揺動腕との他端側の２点で軸支された前記可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第２の揺動腕が同じ角度で回転することにより、前記乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項４】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記第１の揺動腕の他端側の軸で軸支された当該可動ベースにおける前記ガイドレールの敷設方向で前記第１のローラとは反対の位置に隔てて軸支された第３のローラであり、
前記可動ベースは、前記第１のローラ及び前記第３のローラが前記ガイドレールに接触して回転拘束されることにより、前記第１の揺動腕が回転しても前記ガイドレールに対して回転しない構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項５】
請求項４記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記速度検出手段は、前記第１のローラの前記軸以外にも前記第３のローラの前記軸に連結されると共に、当該第３のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力することを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項１】
建物に設備された昇降路の多床階間をガイドレールに案内されて昇降する乗かごに設けられると共に、ローラを当該ガイドレールに押し当てて当該乗かごの速度を検出するエレベータ用速度検出装置において、
前記ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、当該ガイドレールの敷設方向と直交する方向に揺動するように一端側が第１の軸で前記乗りかごに軸支された第１の揺動腕と、前記ガイドレールを挟んで反対側に配置され、当該ガイドレールの敷設方向と並行する方向に延在すると共に、前記第１の軸と並行な第２の軸で一端側が前記乗りかごに軸支された第２の揺動腕と、前記第１の揺動腕の他端側に前記第１の軸と並行な第３の軸で軸支された可動ベースと、前記可動ベースに設けられると共に、前記ガイドレールの敷設方向に転動するように前記第１の軸と並行な軸で軸支された第１のローラと、前記第１のローラの軸に連結されると共に、当該第１のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力する速度検出手段と、前記第２の揺動腕の他端側に設けられると共に、前記第１のローラが接する前記ガイドレールの面とは反対側の面で当該ガイドレールの敷設方向に転動するように軸支された第２のローラと、前記第１の揺動腕と前記第２の揺動腕との間隔を狭める方向に所定の付勢力を発生する付勢手段と、前記可動ベースに設けられると共に、当該可動ベースの回転を拘束するように軸支された回転防止部材と、を有して成り、
前記速度検出手段の筐体は、前記可動ベースに固定され、
前記付勢手段による前記所定の付勢力によって前記ガイドレールを前記第１のローラ及び前記第２のローラで挟み込む構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項２】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記第１の揺動腕の他端側に設けられて前記可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて前記第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記第１の揺動腕と同じ長さの第３の揺動腕であり、
前記第３の揺動腕の一端側は、前記第１の揺動腕と並行に前記乗かごに軸支されており、
前記第１の揺動腕の他端側と前記第３の揺動腕の他端側の２点で軸支された前記可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第３の揺動腕が同じ角度で回転することにより、前記乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項３】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記第１の揺動腕の他端側に設けられて前記可動ベースを軸支する軸と当該可動ベースに設けられて前記第１のローラを軸支する軸とが一つに重なる位置に配置されると共に、当該第１の揺動腕の他端側に配置された軸が共通軸として当該可動ベースと当該第１のローラとを軸支しており、
前記可動ベースは長穴を有し、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記可動ベースの長穴に軸支された前記第１の揺動腕と同じ長さの前記第２の揺動腕であり、
前記第２の揺動腕の一端側は、前記第１の揺動腕と並行に前記第２の軸で前記乗かごに軸支されており、
前記第１の揺動腕の他端側と前記第２の揺動腕との他端側の２点で軸支された前記可動ベースは、当該第１の揺動腕の回転時に当該第２の揺動腕が同じ角度で回転することにより、前記乗かごに対して常に並行を保つ構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項４】
請求項１記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記可動ベースに軸支された前記回転防止部材は、前記第１の揺動腕の他端側の軸で軸支された当該可動ベースにおける前記ガイドレールの敷設方向で前記第１のローラとは反対の位置に隔てて軸支された第３のローラであり、
前記可動ベースは、前記第１のローラ及び前記第３のローラが前記ガイドレールに接触して回転拘束されることにより、前記第１の揺動腕が回転しても前記ガイドレールに対して回転しない構造であることを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【請求項５】
請求項４記載のエレベータ用速度検出装置において、
前記速度検出手段は、前記第１のローラの前記軸以外にも前記第３のローラの前記軸に連結されると共に、当該第３のローラの回転速度に比例する信号を速度検出信号として出力することを特徴とするエレベータ用速度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９５５２６（Ｐ２０１３−９５５２６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７３０４（Ｐ２０１１−２３７３０４）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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