JPH09165161A - エレベータの案内装置 - Google Patents

エレベータの案内装置

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JPH09165161A
JPH09165161A JP8289669A JP28966996A JPH09165161A JP H09165161 A JPH09165161 A JP H09165161A JP 8289669 A JP8289669 A JP 8289669A JP 28966996 A JP28966996 A JP 28966996A JP H09165161 A JPH09165161 A JP H09165161A
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JP
Japan
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rail
electromagnet
hoistway
frame
guide device
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JP8289669A
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English (en)
Inventor
Clement A Skalski
エイ．スカルスキー クレメント
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Otis Elevator Co
Original Assignee
Otis Elevator Co
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/02—Guideways; Guides
    • B66B7/04—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes
    • B66B7/041—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes including active attenuation system for shocks, vibrations
    • B66B7/044—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes including active attenuation system for shocks, vibrations with magnetic or electromagnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレベータを垂直に案内するガイド装置とし
て無接点スライド案内装置を使用することで、レールの
欠陥に起因する問題点を解消する。 【解決手段】 昇降路のレールに沿ってエレベータを垂
直に案内する案内装置は、上記エレベータのフレームに
接続するためのハウジング、スプリング手段によって上
記ハウジングに接続されたヨークと、上記ヨークに接続
され、上記昇降路のレールの近傍に位置し、電磁石駆動
心に応答して上記昇降路のレールに沿って上記エレベー
タを垂直に案内する電磁石アクチュエータ手段と、上記
昇降路のレール即ち上記電磁石アクチュエータ手段と上
記昇降路のレールにとの間の間隙に対する上記電磁石の
位置を検出する位置センサと検出間隙信号に応答し、上
記電磁石駆動信号を上記電磁石アクチュエータ手段に供
給して上記間隙を一定に保持する制御装置によって構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエレベータに関し、
更に詳しくは、垂直な昇降路のレールに沿ってエレベー
タを案内する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】低層用エレベータのスライド案内装置
は、従来からよく知られている。これらは一般的にＣ型
の外部ハウジングを有し、このＣ型の外部ハウジングは
その３つの内壁に取り付けた平坦なスライド・パッド材
料を有している。これらの内部パッドを有するハウジン
グは、次にレール・ブレード上に嵌着してこれと滑動自
在に係合している。
【０００３】エレベータにおいては、ガイド・シューと
レールとは滑動して接触している。このため、不都合な
ことには、レール上を滑動するガイド・シューによって
発生するノイズが、エレベータのかごのフレームに伝わ
る。同様にして、横方向と前後方向の両方に於ける直線
からのずれのようなレールの欠陥によって、乗客に動揺
が生じると共に乗客が互いに押し合うことになる。この
ことは、ハウジングと外部ハウジングとの間にスプリン
グを使用することによって改善することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、能動懸垂システ
ムが提案されており、このシステムは、過去においてロ
ーラ・ガイドを使用していた高層または中層の建物に使
用することが構想されていたが、これらの建物では直線
からのずれの問題が一層シビアになっている。このよう
な建物に於ける昇降路のレールの長さは比較的長いの
で、昇降路の両側に取り付けたレール間の横方向の距離
は非常にシビアになり、その結果、±１０ｍｍ程度もの
変化がこの昇降路のレールの長手方向に沿って生じてし
まうおそれがある。
【０００５】前後方向の水平面に於ける能動懸垂制御に
関しては、約４ｍｍ以下の調整領域しか許容されていな
いという問題点がまた存在している。これは、各々の側
のかごの底部に位置するかごのフレームの鋼材の梁によ
って構成された「安全板材(safety plank)」上に一般的
に取り付けた安全装置の存在によるものである。これら
の安全装置は、「安全スロート」と呼ばれる、幅が約２
７ｍｍの小さな開口部の付いた一対の楔を有している。
レール・ブレードの厚さを約１９ｍｍに設定すると、こ
のブレードの両側に於ける遊びは約４ｍｍしか残らな
い。横方向に於ける遊びもほぼ同じである。
【０００６】前後方向と横方向の両方に於いて非常に大
きな遊びを許容するかとができなければ、全ての能動懸
垂システムの使用することのできるストロークを現在使
用可能である数ミリメートル以上に増加させるのが好ま
しい。これによって、エレベータのかごをレールに対し
て水平方向に移動させる、より優れた能力が与えられ
る。
【０００７】幾つかのエレベータ用の水平方向の能動懸
垂システムは、レールに沿ってエレベータを案内するた
めに電磁石を使用している。レール間の距離の幅広い変
動及び前後方向に於ける動揺の問題点のため、このよう
な電磁石にはギャップ即ち間隙の変動を制御することが
厳しく要求されているので、これらの電磁石は一般的
に、所望の範囲を得るために、非常に大きな間隙、即
ち、５ｍｍ以上のオーダの間隙で動作するようになって
いる。間隙が大きくなれば、磁界を間隙内で所望の水準
に保持するために要求されるエネルギーの量は勿論より
大きくなる。この結果、より多くの銅が必要になり、ま
た電力コストが増加する等のため、コストがより高くな
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、エレベ
ータ用の無接点スライド案内装置即ち電磁ベアリングを
提供することである。
【０００９】本発明によれば、昇降路のレールに沿って
エレベータを垂直に案内する案内装置は、上記エレベー
タのフレームに接続するためのハウジング、スプリング
手段によって上記ハウジングに接続されたヨーク、上記
ヨークに接続され、上記昇降路のレールの近傍に位置
し、電磁石駆動信号に応答して上記昇降路のレールに沿
って上記エレベータを垂直に案内する電磁石アクチュエ
ータ手段、上記昇降路のレールに対する上記電磁石の位
置を検出（即ち、上記電磁石アクチュエータ手段と上記
昇降路のレールとの間の間隙を検出）して検出間隙信号
を発生する位置センサ、及び位置即ち間隙基準信号と上
記検出間隙信号に応答し、上記電磁石駆動信号を上記電
磁石アクチュエータ手段に供給して上記位置即ち間隙を
一定に保持する制御装置によって構成する。
【００１０】更に本発明によれば、上記間隙は４ｍｍ未
満で一定に保持する。
【００１１】更に本発明によれば、上記案内装置は加速
度計によって更に構成され、上記制御装置が上記加速度
計に応答して上記電磁石駆動信号を発生する。
【００１２】本発明によれば、上記電磁石アクチュエー
タ手段は上記昇降路のレールの近傍でこのレールのブレ
ードの両側に位置するように上記ヨークに接続された第
１及び第２電磁石によって構成する。
【００１３】更に本発明によれば、上記電磁石アクチュ
エータ手段は上記昇降路のレールの先端の近傍に位置す
るように上記ヨークに接続された第３電磁石によって更
に構成する。
【００１４】更に本発明によれば、上記電磁石アクチュ
エータ即ちアクチュエータは、長手方向の磁束型ではな
く横方向の磁束型であるのが好ましい。
【００１５】更に本発明によれば、上記電磁石はＣ型で
あり、幅と比較して少なくとも５倍の長さを有する。
【００１６】更に本発明によれば、電磁石とブレードに
自己の位置合わせを行わせる磁気抵抗力を達成するため
に、上記電磁石は上記昇降路のレールのブレードと同じ
長さを有してこれと位置合わせされる。
【００１７】または、上記電磁石はより強い力を得るた
めに昇降路のレールのブレードよりもより広い幅を有す
るように形成してもよいが、この場合には上述した磁気
抵抗力／自己位置合わせ効果は得られない。
【００１８】更に本発明によれば、上記電磁石はＣ型で
あり、上記昇降路のレールのブレード内の長手方向のス
ロットと位置合わせするための長手方向のスロットを有
している。
【００１９】本発明によれば、上記電磁石アクチュエー
タ手段は、上記昇降路のレールのブレードから延びる少
なくとも１つのアームの近傍に位置する電磁石によって
構成する。
【００２０】更に本発明によれば、少なくとも１つの永
久磁石安定装置は、上記ヨークに接続されて上記昇降路
のレールの近傍に位置する。
【００２１】更に本発明によれば、上記昇降路のレール
は長手方向のスロットを有し、上記永久磁石安定装置は
上記昇降路のレールの長手方向のスロットの近傍に位置
する。
【００２２】更に本発明によれば、上記ハウジングは上
記フレームに強固に接続され、上記フレームは上記フレ
ーム内のエレベータのかごに強固に接続されている。
【００２３】更に本発明によれば、上記ハウジングは上
記フレームに強固に接続され、上記フレームは上記フレ
ーム内のエレベータのかごに弾力的に接続されている。
【００２４】更に本発明によれば、上記弾力接続は、受
動装置（passive device）あるいは所定のばね定数を有
する装置によって行われる。
【００２５】更に本発明によれば、上記フレームは能動
懸垂装置によって上記フレーム内のエレベータのかごに
接続され、上記能動懸垂装置は上記フレームに対して上
記エレベータのかごを作動させるアクチュエータ及び別
個の帰還制御システム内で上記の作動を制御するセンサ
と制御装置を有している。
【００２６】本発明のこれら及びその他の目的、特徴と
利点は、添付図に示すように、本発明の最良の実施例の
詳細な説明より明らかになる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による無接点スラ
イド案内装置を示し、この無接点スライド案内装置は、
昇降路の壁部２２上に垂直に取り付けたレール２０に沿
ってエレベータのかご１８を案内するため少なくとも１
つの磁石１４、１６をその上に取り付けたヨーク１２に
よって構成される。
【００２８】ヨーク１２は、ねじれに対する安定性を得
るために、例えば、スプリング手段２６、２８、３０及
び／またはスライダ・ベアリング（図示せず）によって
ハウジング２４に弾力的に取付られている。所望に応じ
て、共振を抑制するためにスプリングを横切る適当な位
置に、ダンパー２９を載置してもよい。ばね力と減衰の
両方を得るために使用することのできる粘性と弾力性を
合わせ持つ材料のような単一の手段内で、ばねとダンパ
ーを全体的または部分的に組み合わせることができるこ
とを認識しなければならない。ハウジング２４は、かご
のフレーム３２に固定し、次にこのかごのフレーム２３
を接続手段３４によってかご１８に接続する。この接続
手段３４は、全体的または部分的に、以下で開示するよ
うに、剛性を有する懸垂装置または弾力性を有する懸垂
装置であり、または能動懸垂装置であってもよい。
【００２９】図２は、ヨーク１２に取り付けた電磁石と
して図示する磁石１４、１６を有する図１のレール２０
を示す。本発明によれば、これらの電磁石は、図示のよ
うに４ｍｍ未満の固定した間隔でタイトに制御し、ま
た、例えば、１または２ｍｍのオーダで、できるだけレ
ールに接近させるのが好ましい。これらの電磁石は、無
接点スライド案内装置として動作するための電磁ベアリ
ングとして作用するために位置制御システムによってこ
の非常に狭い間隙に於いて制御される。
【００３０】これは、レール上を滑動することによって
このレールと実際上物理的に接触している従来技術によ
るスライド案内装置とは対照的である。これはまた電磁
ガイド・ヘッドを使用した周知の能動懸垂システムとも
区別されるものであるが、その理由は、このような従来
技術による電磁ガイド・ヘッドは、単なる電磁ベアリン
グとして使用されてきたからである。このような従来技
術のシステムでは、エレベータのかごのセンタリングと
振動の隔離の両方が行われ、その結果、横方向の制御軸
に対するレール間の距離の変動と前後方向のレールの直
線性の変動を補償するため、間隙は必然的に広い範囲に
渡って変動する。不都合なことに、間隙の幅が広いほ
ど、磁束を保持するためのエネルギーはより高くなる。
与えられた磁石の構造において吸引力が定められている
場合、磁石に供給される電力は、間隙の二乗に応じて変
動する。
【００３１】従って、この間隙をできるだけ小さく保つ
ことに対する非常に強い誘因が存在する。また、電磁回
路の性能は、間隙が大きくなるに従って、縁部での磁束
の乱れ、即ちフリンジングによって低くなる。一方、本
発明はレールと磁石の間で一定の間隙を保持するために
位置制御ループを使用し、その結果、かごが昇降路内で
垂直に移動するのに従って、磁石とヨークはレールとそ
の変動に正確に追従する。間隙がより小さければ、エネ
ルギーと銅に対する要求はより小さくなる。次にこれに
よってよりコンパクトで容易に取り付けることのできる
磁石の構造が実現可能になる。
【００３２】例えば、図３は図４に示すような一対の電
磁石１４、１６を示し、これはその内側の支持部に長い
巻線を設けた長尺でＣ型のコアを有している。その幅と
比較してかなりの長さ（例えば、５倍長い）を有し、図
３に示すようにＴ型のレールに対して一定の方向を有
し、Ｃ型部が水平方向を向いているコアは、米国特許番
号第５，２９４，７５７号の図４８と関連して既に説明
したように、他のものよりも良好で高速の性能を提供す
る。上述した米国特許の特に図４７〜図５１に示す能動
水平懸垂装置は上述したタイプのものであり、この場合
間隙の寸法は、かごのセンタリングを制御する１つの手
段として、及び振動を制御する他の手段として変化する
ことを観察しなければならない。従って、従来技術の位
置制御ループは、以下でより明らかになるように、本発
明で使用するような一定の間隙命令を使用していない。
【００３３】図３の前後方向のスプリング２６、３０
は、以下で説明するように、電磁石１４、１６の各々の
制御に使用することのできる予荷重即ちバイアス力に抵
抗するように選択したヘリカル伸張型スプリングであ
る。換言すると、電磁石１４、１６の各々とレールの間
に吸引力を発生するためにＤＣバイアス電流をこれらの
電磁石のコイルの各々に印加し、この吸引力は各側で等
しくバランスのとれたものであるが、均衡を乱す力が存
在しない場合には、定常状態の均衡力を生じるようにま
たスプリング２６、３０によって抵抗を加えられてい
る。図１に戻って、スプリング手段２６、３０はヘリカ
ル圧縮型スプリングのようなこの伸張型スプリングまた
はその他のタイプのスプリングでもよいが、これは、図
１に示すものと異なり、ヨークとハウジングの間に物理
的な関係を有している。
【００３４】同様に、図８と関連して以下で説明するよ
うに、横方向の電磁石をヨーク内に導入することがで
き、これにもまたスプリング手段２８によって均衡のと
られるべき予荷重バイアス力を与える。一方、図１に示
すように、このような横方向の電磁石が存在しない場合
には、スプリング手段２８はまたヘリカル伸張型である
が、異なったスプリング率を有するのが適当である。以
下で明らかになるように、図１と図３に示す実施例、即
ち、横方向の電磁石を有さないものでは、横方向の安定
性を得るためにレールと電磁石の間の磁気抵抗力を利用
するような方法で電磁石を設計するのが有利である。
【００３５】前後方向の磁石１４、１６に対する上述の
バイアスに対する代替例として、ＤＣバイアスを使用し
ないようにすることができることを、また認識しなけれ
ばならない。これらのスプリングは、ガイド・レールと
かごのフレームの間に可撓性のあるカップリングを設け
るために、圧縮型または伸張型または中立のものでもよ
い。
【００３６】図５は、接続手段３４ａ、３４ｂ、３４
ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈによって
かごに接続したフレーム３２を有するエレベータのかご
１８を示す。上述したようにこの接続手段は剛性を有す
る接続部または弾性を有する接続部であってもよく、ま
た受動型または能動型のいずれでもよい。ケーブル３６
を、図示のように、フレームに取り付けてもよく、また
はこのケーブルをフレーム内の開口部（図示せず）に貫
通することによってこれをかごに取り付けてもよい。
【００３７】従来技術によるかごのフレームのボトムに
於いて「安全板材」に一般的に取り付けられているの
は、図６によりよく示すように、一対の機械的安全装置
３８、４０であって一対の楔４２、４４を有し、これら
は安全状態の存在する場合にはエレベータがレールに沿
って更に移動するのを静止するためレール２０のブレー
ド上に共にクランプされている。図７は、安全装置の上
部の概略平面図を示し、これは「安全スロート」と呼ぶ
スロットを有する天板によって構成され、この安全スロ
ート内にレール２０のブレードが位置している。
【００３８】楔４２、４４は、図６に見られるように、
上部プレートの下に位置している。このスロット即ち安
全スロートの幅は僅か約２７ｍｍである。代表的なブレ
ードの厚さが約１９ｍｍであるとすれば、前後方向に付
いて示すように、これによってブレードの両側で僅か約
４ｍｍのクリアランスが与えられるに過ぎない。約４ｍ
ｍの同様のクリアランスはブレードの先端部と安全スロ
ートの後端部、即ち、横方向でも得られる。図６に示す
ように、同様のクリアランスは、反対側のレール４８で
も得ることができる。センタリングの制御に必要な範囲
が４ｍｍに近づくかこれを超えるような能動懸垂システ
ムの場合、安全スロートには障害が生じることが理解で
きる。
【００３９】図５に戻って、かごをレール２０、４８に
沿って案内するかごのフレームに対して、複数のハウジ
ング２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを固定することが
できる。各ハウジングは図１に示すハウジングと同じで
あり、スプリング手段によってこれに弾力的に取り付け
たヨークを有している。各ヨークは、図１に示すよう
に、少なくとも１つの磁石１４、１６を有し、この磁石
は、図２に示すように、電磁ベアリングとして動作する
ように４ｍｍの幅未満の一定の間隔を保持するように位
置制御ループによって制御された電磁石である。
【００４０】磁石の数、これらの磁石のヨーク内の位置
及びこれらの磁石のレールに対する位置関係は広い範囲
で変化することができる。更に、レールの形状はこれま
での図に示した標準の形状である必要はなく、例えば、
米国特許番号第５，２９４，７５７号の図４〜７と９〜
１３に示すような他の形状をとってもよい。これらの形
状の大部分、または全てのものでさえ、ここに示す教示
を使用すれば電磁ベアリングに対して尚使用することが
できる。
【００４１】例えば、図８はレール２０と連動する３個
の磁石を有するこのレールを示し、これらの磁石の内２
個の磁石１４、１６は図３と関連して既に示したものと
同じであるが、もう１つ含まれている別の電磁石５０は
横方向の制御に於いて電磁ベアリングとして使用するも
のである。このように追加した電磁石５０は、図９に示
す形状をとることができ、これはレールのブレードの先
端部と関連して図１２の斜視図で更に図示する。また図
１２に図示しているのはレールのブレードの両側側にあ
る電磁石１４、１６である。図１２にはヨーク１２を図
示していないが、このヨークがその上に取り付けられた
これらの３個の電磁石１４、１６、５０を有し、図示の
ようにこれらの電磁石を所定の位置に保持している。
【００４２】図９に示すように、電磁石５０のコアの長
さＬ１は、過度に磁束が漏れるのを防ぐため、Ｌ２の５
倍未満でなければならない。
【００４３】図１０は、図８の電磁石５０の代替例を示
す。これは、コアの背部から延びた複数の支持部の付い
た反復構造を有する電磁石から構成されている。コイル
を各支持部（ポール片）の周囲に巻き、これらの支持部
は、図示のように、交互にＮ極とＳ極を形成している。
この形態の電磁石５０は、図１２に示す構成と同様に支
持部の先端部をブレードの先端部に隣接させて構成し、
図９の電磁石５０に用いる。なお、図１２は、図８の３
個の電磁石全ての斜視図を示すが、これらは図９の代替
例を使用するものであって、昇降路のレールに対して構
成され、ヨーク、スプリングまたはハウジングは図示し
ていない。
【００４４】図８の電磁石５０の更に他の代替例を図１
１に示し、この場合図４に示す構造を有する電磁石をブ
レード２０の先端部に使用し、図１２に示すように、図
９の電磁石５０に示す構成と同様の方法で構成する。
【００４５】図１３と図１４は、図１の更に他の変形例
を示し、この場合ブレードの面の一方から突出したアー
ム５４を有する従来のものとは形状の異なったレール５
２を有している。１つの垂直方向のレベルに於いて、ア
ーム５４の両側で一対の電磁石５６、５８をヨーク６０
に取り付けるが、このヨークは、これらの電磁石を機械
的に支持すると共にこれらをアーム５４に対して位置決
めするものである。これは横方向の制御を行うためのも
のである。これらの電磁石５６、５８は、例えば、図９
〜図１１に示す電磁石５０の形態をとってもよい。また
は、１個の電磁石、例えば、電磁石５６のみを、片側の
電磁ベアリングとしてアーム５４の一方の側のみに使用
してもよい。
【００４６】図１５に於いて、図１３のヨーク６０はレ
ールの側部に図示し、また、図１４の平面図に示すよう
に、若干異なったレベルにある他のヨーク６１を示す。
このヨーク６１は、前後方向の制御に使用するものであ
る。これらの２個のヨーク６０、６１は相互に組み合わ
せて使用し、それぞれ横方向及び前後方向の動作を制御
する。ブレード５２上にヨーク６１のためのより大きな
空間を設けるため、突起部５４をレールの基部により接
近するように移動することによってこれらのヨークを同
一のレベルに載置することが可能である。
【００４７】図１６は、従来のものとは異なるレール６
６のアーム６８、７０が両側横方向の構成、即ち図１３
の両側用の変形例に使用することができることを示す。
この場合、ヨーク８６内に図９〜図１１の電磁石５０と
同様の４個の電磁石を図示の方向に配設し、このヨーク
８６をスプリング９０、９２、９４及び、もし希望すれ
ば、ダンパー（図示せず）によってハウジング８８に接
続する。図１６の場合、ハウジング８８に隣接している
が異なったレベルに位置する他のハウジングを使用して
前後方向を制御することができる。これは、例えば、図
１４に示すような形態をとることができる。アーム６
８、７０の面に隆起部９５を設けることによって別個に
前後方向のアクチュエータを使用することを回避するこ
ともまた可能であり、これらの隆起部は電磁石のコアの
面と同一の形状を有し、両者を位置合わせしてこれらの
隆起部と電磁石のコアの面の間に発生する磁気抵抗力を
利用することができる。
【００４８】図３と図８に戻って、ここでは前後方向の
磁石１４、１６の有する外縁部はブレードの縁部と位置
合わせしていることが観察できる。これらの縁部を図示
の方法で位置合わせすることによって、電磁石から発す
る磁束線が間隙を横切ってこの縁部でブレードの表面と
直角の方向でブレードに入る傾向が生じる。その結果、
ヨークを横方向に移動させようとする全ての力は、これ
らの直線の磁束線によって発生された磁気抵抗力の抵抗
を受ける。幾つかの場合にはこの効果は非常に強力であ
るので、例えば、図３に示すように、図８の電磁石５０
を完全に省略することが可能になる。
【００４９】この効果は、レールを従来のものとは異な
る方法で形成することによって、強化することができ
る。図１７に、従来のものとは異なるレールに使用する
無接点スライド案内装置即ち電磁ベアリングを示し、こ
れはブレードの両側の面に切った長手方向のチャンネル
即ちスロットを有すると共にこのブレードのスロットと
位置合わせするためにコアの面にもまた長手方向のチャ
ンネル即ちスロットを有し、これによって横方向の移動
と振動を抑制するのに役立つ磁気抵抗力を向上させるこ
とができる。
【００５０】このように、図１７は、従来のものとは異
なるレール９６を示し、このレールは、このレールのブ
レード９８の面の一方の側の全長に沿って切り込んだ長
手方向のスロット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１０
０ｄの付いたこのブレード９８を有し、同様の組のスロ
ット１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、１００ｈがこのブ
レード９８の他方の面にも長手方向に切り込まれてい
る。もし一対の電磁石１０６、１０８のコア１０２、１
０４にそれぞれ同様の長手方向のスロットがブレードの
スロットの面と位置合わせするように切り込まれれば、
磁気抵抗力が強化され、これによって横方向の電磁ベア
リング即ち無接点スライド案内装置に対する必要性が小
さくなる。電磁石１０６、１０８は、上述したように、
図４に示す電磁石の形態をとることができ、この場合、
コイル１１０、１１２をＣ型のコア１０２、１０４の内
部アームに巻く。
【００５１】図１７の例は全てのケースを網羅するもの
ではなく、この例の教示に従って当業者は他の多くの例
を考案することができる。
【００５２】例えば、図１８に示すように、横方向に作
用するのに十分な強度を有する磁気抵抗力は、従来のＴ
型レール１１４または、オプションとして長手方向のス
ロット即ち溝１１６を有して性能を向上させている従来
のＴ型レールと連動して永久磁石を使用することによっ
て発生することができる。図１８は、ブレードの両側に
長手方向に設けて永久磁石のような磁石とのインタフェ
ースを行うスロットの付いた溝を有する従来のものとは
異なる他のレールを示し、これは図では片側のみにしか
構成されていないが、同一のものを他の側にも構成する
ものである。
【００５３】極磁界を有する永久Ｕ型磁石または棒磁
石、またはリンク棒を有する２個の棒磁石を、図示のよ
うに、図５の電磁ベアリング用のハウジングとは異なっ
たレベルに於いてレールのブレードの片側または両側で
ヨーク内に取り付けることができる。換言すれば、これ
らの永久磁石は、例えば、図５のハウジング２４ａと２
４ｂの真下とハウジング２４ｃと２４ｄの真上に取り付
けることができる。
【００５４】更に他の永久磁石に対するアプローチを図
１９の標準レール１２０との関連で示し、このレール１
２０はそのブレードの先端と関連して示した方向の何れ
かの端部に極片の付いた棒磁石を有している。なお、図
１９は、スプリングによってかごに取り付けた永久磁石
を使用して電磁抵抗力を向上させるためにスロットを設
けた従来のものとは異なる更に他のレールを示すもので
ある。このブレードの全長に沿って長手方向にスロット
１２４を設けることによって、性能を向上させることが
できる。再び、これらの永久磁石はヨーク内に取り付け
ることができ、次にこのヨークはかごに固定するかまた
はスプリング１２６によってこのかごに取り付けること
ができる。
【００５５】図２０を参照して、これは図８〜図１２の
電磁石５０のような電磁石を制御する片側電磁ベアリン
グ制御装置を示す。レール２０の先端部は４ｍｍ未満の
オーダの狭い間隙によって電磁石５０から分離され、こ
の間隙は約１または２ｍｍのオーダであるのが好まし
い。電磁石はこれと連動して間隙の大きさを検出する位
置センサ１２８を有し、検出した間隙信号を線１３０上
で合計接合部１３２に供給し、ここでこの信号は線１３
４上の規準位置信号と合計するが、この規準位置信号
は、例えば、１ｍｍの間隙を命令する一定の命令信号と
して捕らえることができる。線１３６上の別の信号がそ
の中に補償手段を有する制御装置１３８に供給され、こ
の制御装置は制御信号を線１３８上で合計接合部１４０
に供給し、この合計接合部１４０は線１４２上のバイア
ス力信号を線１３８上の制御信号に加える。線１４２上
のこのバイアス力信号は前に論じた予負荷を供給するた
めのものである。これによって、電磁石５０はレール２
０に対して背面吸引力を働かせるが、この電磁石は、図
１のスプリング手段２８のようなスプリングからの抵抗
を受けることができるものである。このようなスプリン
グは、上で説明したように、機械的な設計によれば、ヘ
リカル伸張型または圧縮型スプリングを含む何れの適当
な形式のものでもよいが、これらに限定されるものでは
ない。
【００５６】線１４４上の合計した信号は電流（ＩD)を
演算するために演算ブロック１４６に供給するが、この
電流は、定数×検出間隙×線１４４上の力信号の合計の
絶対値の平方根に基づいて演算する。演算ブロック１４
６は線１４８上で出力信号を電流レギュレータ１５０に
供給し、この電流レギュレータは調整した電流を線１５
２上で電磁石１５０に供給するための、技術上周知の、
２象限電流レギュレータである。
【００５７】上述の位置制御ループを使用して、電磁石
が丁度数ミリメートル以下のオーダの一定の距離でレー
ル２０上に載設された無接点スライド案内装置すなわち
電磁ベアリングとして作用するようにこの電磁石を制御
する。
【００５８】制御装置１３６は、非常に低域の低域フィ
ルターを介して加速度帰還ループを使用してもよい。旧
式の電磁ベアリングは、位置の帰還のみを使用している
が、このエレベータの用途では性能を向上させコストを
引き下げるために加速時計から得た帰還を使用すること
が可能になる。従って、図示の電磁ベアリングは加速時
計の帰還を使用しているが、この様な帰還はまたこれを
用いなくても行うことができることが理解できる。
【００５９】図２０の制御装置１３６の転送関数（Ｈ）
は、下記の形をとる。
【００６０】
【数１】H−[kas2／(tas＋1)]＋ks＋kp／(tps＋1) 位置帰還定数ｋ3は高い周波数でばね率を制御し、定数
ｋｐは静的スプリン グ率を制御し、時定数ｔpは静的帰
還が遮断された場合の周波数を制御する。 時定数ｔaに
よって除した定数ｋaは、減衰を制御する。定数ｔaは、
大部分のシステムの時定数よりも長くなるように選択す
る。ベアリング内では比較的高い静的ばね率を達成しな
ければならない。必要な最小の率は前後方向のベアリン
グの場合３００Ｎ／ｍｍであり、横方向のベアリングの
場合４００Ｎ／ｍｍである。ベアリングのモデルは単に
機械的減衰を有さない二次元のシステムであり、この場
合エレベータ「プラント」転送関数（Ｇ）は次式の通り
である。
【００６１】
【数２】Ｇ＝１／ｍｓ2 有効質量（ｍ）を、例えば、１トン（１，０００ｋｇ）
とする。質量がトンの場合、長さの単位はｍｍである。
力の単位は、ニュートンである。
【００６２】定数ｋsはｍ＊ω0 2として計算し、ω0=π
ｆ0である。位置帰還フィルタは、時定数ｔp=３０ｓを
有している。位置帰還フィルタｋpの利得は、パラメー
タである。ｋp+ｋsによって、ベアリングの静的剛性が
Ｎ／ｍｍで決められる 。ｋpはｋsよりも遥かに大き
い。従って、大部分の場合、静的剛性はｋpによ って決
まる。
【００６３】減衰は、非常に低域の低域フィルタを介し
て加速度を帰還することによって得る。利得ｋa=１００
［Ｎ／（ｍｍ／ｓ2）］とｔa=１０ｓの時定数を加速 度
フィルタに対して使用することができる。
【００６４】ｋpを５００〜２０００の範囲に設定する
と、動的性能を受け入れることが できることを、分析
は示している。大部分の位置の帰還に非常に低い遮断周
波数を使用すると、良好に動作する。動的応答が受け入
れ可能であり、構造上の共振の問題を回避することがで
きる。
【００６５】図２１は各電磁石１５６、１６２とブレー
ド１６４の間で一定の間隙（Ｇ）を保持するように、レ
ール・ブレード１６４の両側の２個の電磁石１６０、１
６２を制御する方法を示す。これらの電磁石は、ヨーク
１６６によって接続されたものとして図示する。電磁石
１６０、１６２の一方または両方はこれと連動する位置
センサ１６８を有し、間隙（Ｇ）を検出し、検出した間
隙信号を線１７０上で合計接合部１７２に供給し、ここ
でこの信号を線１７４上で位置規準信号即ち命令信号と
比較する。この位置規準信号は所望の一定の間隙を命令
する。線１７６上の差動信号を図２０の制御装置１３６
と同様の制御装置１７８に供給する。制御信号が制御装
置によって線１８０上で合計器１８２に供給され、この
合計器は線１８４上のバイアス力信号を制御信号１８２
に加え、力信号を線１８６上で電流制御装置１８８に供
給し、この電流制御装置は電流命令信号を線１９０上で
正及び負整流器１９２、１９４に供給する。次にこれら
の整流器は整流信号を電流レギュレータ２００、２０２
に供給し、これらの電流レギュレータは次にそれぞれの
線２０４、２０６上で電磁石１６０、１６２に対して制
御電流を供給する。
【００６６】図２０の片側電磁ベアリング制御の場合、
加速度計２０８が含まれ、これは例えば、図示のように
ヨーク１６６に取付け、制御装置１７８に設けた加速度
信号線２１０に示すように、前後方向の加速度を検出す
る。
【００６７】図５を参照して、本発明によれば、ハウジ
ング２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２５ｄ内に設けられ少な
くとも位置制御ループを有する電磁ベアリング即ち無接
点スライド案内装置を、能動懸垂装置を設けたまたはこ
れを設けない低層の建物または高層の建物に使用するこ
とができる。例えば、能動懸垂装置を使用することが望
ましくない低価格の低層の建物の場合、かご１８とフレ
ーム３２の間の接続部３４は剛性を有してもよく、また
は種々の受動的な弾性を有する接続方法から選択しても
よい。例えば、図５に示す接続部３４ａ〜３４ｈは、ス
プリング、エラストマ、ゴム・マウント等である。
【００６８】同様に、能動懸垂装置を使用することが望
ましい高層の建物または低層の建物の場合でさえ、接続
部３４ａ〜３４ｈは種々の公知の能動懸垂方法と装置か
ら選択することができる。例えば、米国特許番号第５，
３２２，１４４号の図１４はフレーム内に懸垂した振子
かごを示し、このフレームは次に昇降路のロープから懸
垂されている。この場合、能動懸垂システムをかごの底
部とかごのフレームの床の間に挿入し、かごを中心に保
持して振動を抑制するためにフレームに対してかごを水
平方向に動作させる。このような能動懸垂システムは、
かごとフレーム３４ｇ、３４ｈの間の接続部として、図
５で実施することができる。その他の接続部３４ａ、３
４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆは能動または受
動接続部の他の形態のものでもよく、またはこれらを省
略してもよい。または、かご１８をフレーム内に懸垂
し、このフレームを昇降路のロープから懸垂している場
合、接続部３４ａ、３４ｆは選択した形式の能動懸垂装
置にすることができる。
【００６９】図２２に示すように、図５の接続部３４
ｇ、３４ｈは、例えば、米国特許番号第５，３２２，１
４４号の図１４に示すように、実際上能動懸垂装置によ
るものでもよい。図２２に示すケースの場合、制御装置
２１２は種々のセンサ２１８、２２０から供給された種
々の検出信号２１４、２１６に応答して、線２２２、２
２４上で制御信号を反応板の両側にある一対の電磁アク
チュエータ２２６、２２８に供給し、フレーム内のかご
の横方向の位置を制御すると共に振動を抑制する。これ
らのセンサ２１８、２２０は、加速度及び位置センサを
それぞれ有し、横方向の軸を検出してもよい。
【００７０】図２２に示すこれまでのセンタリングと振
動を組み合わせた制御によって、横方向の軸を制御す
る。同様の電磁石とセンサを有する同様の制御装置（図
示せず）を前後方向の軸用の別の反応板２３０、２３２
に対して一定の方向に設け、垂直軸を中心とする回転を
制御する。能動懸垂装置はかご２３４をフレーム２５０
に対して制御する。かご２３４は懸垂手段２３６、２３
８によってフレーム２５０から懸垂する。ロープ２４２
をフレームに取り付けてエレベータのフレームを昇降路
内で懸垂し、このエレベータのフレームを本発明の磁石
によるスライド案内装置２４８、２５０、２５２、２５
４の案内によってこの昇降路内でレール２４４、２４６
に対して垂直方向に移動させる。安全装置２５６、２５
８を、図６に示すように、かごの底部に取り付ける。オ
プションとしてのヘリカル・センタリング・スプリング
２６０、２６２を、図示のように、かごの底部の近くに
設けてもよい。
【００７１】図２２の制御装置２１２は米国特許番号第
５，３２２，１４４号の図１９の制御装置と同じもので
もよく、これは検出した加速度信号と間隙信号に応答す
るディジタル部を有し、複数のアナログ制御装置に種々
の力命令信号を供給し、米国特許番号第５，３２２，１
４４号の図２０に示すように、電磁アクチュエータに制
御電流を供給するものである。このディジタル制御装置
の制御スキームは上述の特許の図１８に示され、このス
キームの全ては、コラム９、１行目の最初からコラム１
０、４３行目迄と引き続いてコラム１３、５１行目乃至
コラム２０、７行目迄に説明され、これはここに参考と
して含まれている。
【００７２】同様に、図５の接続部３４ｇ、３４ｈは、
米国特許番号第５，３２２，１４４号の図１４に示すも
の以外の形態をとる。例えば、米国特許番号第５，３０
８，９３８号は、安全プランクとかごの下側の間に位置
する電磁石の付いた他の振子かごを示している。これ
は、これに対する制御装置と共に説明され、図１３と図
１４に図示されていると共に、コラム７、６行目の最初
乃至コラム８、２７行目に説明され、これはここに参照
として含まれている。留意すべきことは、図２１の制御
装置２１２は図１９または２０に示す制御装置とは完全
に別個の帰還制御システムであることである。
【００７３】本発明の教示に従って、図５の接続部３４
には、勿論、種々の他の接続部と接続方法があり、これ
には種々の公知の種類の能動懸垂装置または能動及び受
動懸垂接続部の種々の組み合わせが含まれる。
【００７４】本発明をその最良の形態の実施例に関して
図示して説明したが、この発明の形態と細部に於いて上
述及びその他の種々の変更、省略と追加を本発明の技術
思想と範囲から乖離することなく行うことができること
を、当業者は理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無接点スライド案内装置即ち電磁
ベアリングをの説明図。
【図２】本発明による昇降路のレールの両側に於ける電
磁石の間の４ｍｍ未満の電磁ベアリングの間隙の説明
図。
【図３】本発明による図１の無接点スライド案内装置の
１実施例の説明図。
【図４】図３の電磁石の１つの斜視図。
【図５】昇降路のロープから懸垂されると共に外部のエ
レベータのかごのフレームに接続され、またかごのフレ
ームの角部に取り付けたハウジング内の電磁ベアリング
によって、本発明に従って、昇降路のレールに沿って案
内されているエレベータのかごの側面図。
【図６】従来技術によるエレベータのかごのフレームの
底部に取り付けた安全装置の１つの安全スロートの説明
図。
【図７】従来技術の安全スロートの断面図。
【図８】本発明による電磁ベアリングの他の実施例の説
明図。
【図９】図８のブレードの先端部に於ける図８の電磁石
の代替例の斜視図。
【図１０】図９の電磁石５０の代替例を、反復構造を有
する電磁石の形式で示した説明図。
【図１１】図８のブレード２０の先端部で電磁石５０と
して使用する電磁石構造の更に他の代替例の説明図。
【図１２】図８の３個の電磁石全ての斜視図。
【図１３】本発明による図１の電磁ベアリングの他の実
施例を示し、横方向と前後方向のアクチュエータを異な
ったレベルで使用した説明図。
【図１４】本発明による図１の電磁ベアリングの他の実
施例を示し、横方向と前後方向のアクチュエータを異な
ったレベルで使用した説明図。
【図１５】異なったレベルに位置する図１３と図１４の
横方向と前後方向のアクチュエータの説明図。
【図１６】本発明による電磁ベアリングの更に他の実施
例の説明図。
【図１７】従来のものとは異なるレールに使用する無接
点スライド案内装置即ち電磁ベアリングの説明図。
【図１８】ブレードの両側に長手方向に設けて永久磁石
のような磁石とのインタフェースを行うスロットの付い
た溝を有する、従来のものとは異なる他のレールの説明
図。
【図１９】スプリングによってかごに取り付けた永久磁
石を使用して電磁抵抗力を向上させるためにスロットを
設けた従来のものとは異なる更に他のレールの説明図。
【図２０】片側用の電磁ベアリングを制御するための片
側制御装置の説明図。
【図２１】両側用の電磁ベアリングを制御するための制
御装置の説明図。
【図２２】能動懸垂装置と共に使用する単軸能動懸垂制
御装置の説明図。
【符号の説明】
１２、６０、６１、８６…ヨーク １４、１６、５０、５６、５８…電磁石 ２０、５２、６６…レール ２４、８８…ハウジング ２６、２８、３０、９０、９２、９４…スプリング手段 ３２…フレーム ３４…接続手段 ３６…ケーブル ３８、４０…安全装置 ４２、４４…楔 ９８、１６４…ブレード ５４、６８、７０…アーム １３２、１４０、１７２、１８２…合計接合部 １３６、１７８…制御装置 ２００、２０２…電流レギュレータ ２０８…加速度計

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 昇降路のレールに沿ってエレベータを垂
    直に案内する案内装置に於いて、上記案内装置は、 上記エレベータのフレームに接続するためのハウジング
    と、 スプリング手段によって上記ハウジングに接続されたヨ
    ークと、 上記ヨークに接続され、上記昇降路のレールの近傍に位
    置し、電磁石駆動信号に応答して上記昇降路のレールに
    沿って上記エレベータを垂直に案内する電磁石アクチュ
    エータ手段と、 上記昇降路のレールに対する上記電磁石の位置、また
    は、上記電磁石アクチュエータ手段と上記昇降路のレー
    ルとの間の間隙、を検出して検出間隙信号を発生する位
    置センサと、 位置即ち間隙基準信号と上記検出間隙信号に応答し、上
    記電磁石駆動信号を上記電磁石アクチュエータ手段に供
    給して上記間隙を一定に保持する制御装置と、によって
    構成されることを特徴とする案内装置。
  2. 【請求項２】 上記間隙は４ｍｍ未満で一定に保持され
    ることを特徴とする請求項１記載の案内装置。
  3. 【請求項３】 加速度計を更に有し、上記制御装置が上
    記加速度計に応答して上記電磁石駆動信号を発生するこ
    とを特徴とする請求項１記載の案内装置。
  4. 【請求項４】 上記電磁石アクチュエータ手段は上記昇
    降路のレールの近傍でこのレールのブレードの両側に位
    置するように上記ヨークに接続された第１及び第２電磁
    石によって構成されることを特徴とする請求項１記載の
    案内装置。
  5. 【請求項５】 上記電磁石アクチュエータ手段は上記昇
    降路のレールの先端の近傍に位置するように上記ヨーク
    に接続された第３電磁石によって更に構成されることを
    特徴とする請求項４記載の案内装置。
  6. 【請求項６】 上記電磁石はＣ型であり、幅と比較して
    少なくとも５倍の長さを有することを特徴とする請求項
    ４記載の案内装置。
  7. 【請求項７】 上記電磁石は上記昇降路のレールのブレ
    ードと同じ長さを有してこれと位置合わせされることを
    特徴とする請求項４記載の案内装置。
  8. 【請求項８】 上記電磁石はＣ型であり、上記昇降路の
    レールのブレード内の長手方向のスロットと位置合わせ
    するための長手方向のスロットを有することを特徴とす
    る請求項７記載の案内装置。
  9. 【請求項９】 上記電磁石はＣ型であり、上記昇降路の
    レールのブレード内の長手方向のスロットと位置合わせ
    するための長手方向のスロットを有することを特徴とす
    る請求項４記載の案内装置。
  10. 【請求項１０】 上記電磁石アクチュエータ手段は、上
    記昇降路のレールのブレードから延びる少なくとも１つ
    のアームの近傍に位置する電磁石によって構成されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の案内装置。
  11. 【請求項１１】 上記ヨークに接続されて上記昇降路の
    レールの近傍に位置する少なくとも１つの永久磁石安定
    装置によって更に構成されることを特徴とする請求項１
    記載の案内装置。
  12. 【請求項１２】 上記昇降路のレールは、長手方向のス
    ロットを有し、上記永久磁石安定装置は上記昇降路のレ
    ールの長手方向のスロットの近傍に位置することを特徴
    とする請求項１１記載の案内装置。
  13. 【請求項１３】 上記ハウジングは、上記フレームに強
    固に接続され、上記フレームは上記フレーム内のエレベ
    ータのかごに強固に接続されていることを特徴とする請
    求項１記載の案内装置。
  14. 【請求項１４】 上記ハウジングは、上記フレームに強
    固に接続され、上記フレームは上記フレーム内のエレベ
    ータのかごに弾力的に接続されていることを特徴とする
    請求項１記載の案内装置。
  15. 【請求項１５】 上記弾力接続は、受動装置即ち所定の
    定数を有する装置によって行われることを特徴とする請
    求項１４記載の案内装置。
  16. 【請求項１６】 上記フレームは、能動懸垂装置によっ
    て上記フレーム内のエレベータのかごに接続され、上記
    能動懸垂装置は上記フレームに対して上記エレベータの
    かごを作動させるアクチュエータ及び別個の帰還制御シ
    ステム内で上記の作動を制御するセンサと制御装置を有
    することを特徴とする請求項１記載の案内装置。
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