專利名稱：電梯的磁力式引導裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為了沿著導軌引導電梯轎廂而設(shè)置于轎廂內(nèi)的通過磁力保持導 軌的引導裝置。
背景技術(shù)：
電梯通過掛在卷揚機上的主纜索在升降通道內(nèi)吊裝轎廂，通過驅(qū)動卷揚機來移 動轎廂。為了沿著在升降通道內(nèi)鉛直方向敷設(shè)的導軌移動，轎廂具有引導裝置。根據(jù)乘 客或貨物的位置和其重量，轎廂在移動中受到和移動方向交叉方向的力。為了支持這樣 的力，引導裝置需要通過充分的力保持轎廂。引導裝置分為接觸式引導裝置和非接觸的磁力式引導裝置。接觸式引導裝置具 有和導軌接觸的輥或輪靴。磁力式引導裝置通過磁力保持相對于導軌的間隙以維持非接 觸。接觸式引導裝置中，由于導軌表面凹凸或接縫等造成的振動會從輥或輪靴被傳遞 開，或產(chǎn)生輥旋轉(zhuǎn)的聲音或輪靴摩擦的聲音。在這一點上，由于磁力式引導裝置是非接 觸式的，可降低振動和噪音的產(chǎn)生。在日本專利公開公報的特開2005-350267號公報中，公開了具有圍繞導軌的刃 頂端構(gòu)成為E字形狀的磁鐵單元的磁力式引導裝置。該引導裝置的磁鐵單元具有中央電 磁鐵，第一和第二電磁鐵，第一和第二永磁鐵。中央電磁鐵設(shè)置在和導軌刃頂端相對的 位置。第一和第二電磁鐵成對地設(shè)置在兩側(cè)以夾住導軌的刃頂端。第一和第二永磁鐵 分別設(shè)置在第一電磁鐵和中央電磁鐵之間，第二電磁鐵和中央電磁鐵之間，其磁通量串 聯(lián)。中央電磁鐵包括第三電磁鐵和第四電磁鐵。第三電磁鐵設(shè)置在連接第一永磁鐵的近 前部分。第四電磁鐵設(shè)置在連接第二永久電磁鐵的近前部分。日本專利公開公報特開2005-350267號公報記載的引導裝置具有間隙傳感器。 間隙傳感器對導軌刃頂端與中央電磁鐵以及第一、第二電磁鐵各自的磁極端之間的距離 進行計測。轎廂的與設(shè)置在兩側(cè)的導軌相對的上部和下部共計四處設(shè)置有這樣的引導裝 置。引導裝置，根據(jù)間隙傳感器的檢查信號和流過各電磁鐵的電流值，對導軌和各磁極 之間的吸引力進行分別控制。該電梯通過綜合控制四個引導裝置使得轎廂的姿勢穩(wěn)定。但是，日本專利公開公報的特開2005-350267號公報所記載的引導裝置，要通 過磁力對導軌產(chǎn)生充分的吸引力，就需要增大引導裝置本身的體積。磁力式引導裝置增 大的話，不僅重量增加，永磁鐵的單價也增大。由于設(shè)置了四個引導裝置，因此即使是 小小的增加，也會對轎廂的最大裝載負載造成影響，提高電梯的制作費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供這樣一種磁力式引 導裝置，其相對于導軌有效地設(shè)置內(nèi)包的永磁鐵 所形成的磁力的方向，由此可以不增加容積就獲得穩(wěn)定的保持力。本發(fā)明的實施方式的引導裝置，安裝于電梯的轎廂，以相對導軌非接觸的方式 保持該轎廂并對該轎廂進行引導。該引導裝置具有，一對導軌、磁鐵單元、基座、傳感器部、控制部和突部。一對導軌由磁性體構(gòu)成，沿鉛直方向敷設(shè)于升降通道內(nèi)。磁鐵單元具有電磁鐵和永磁鐵，具有三個相對的磁極，這些磁極從三個方向相對導軌的刃空開 一定間隙。基座將磁鐵單元固定在設(shè)置在導軌間的轎廂上。傳感器部檢測由導軌和磁鐵 單元形成的磁路中的物理量?？刂撇炕谠撐锢砹?，通過控制電磁鐵中流過的電流以相 對于導軌非接觸式支持轎廂。突部位于磁鐵單元的磁極中相對于導軌的刃的頂端面的中 央磁極的頂端部的兩端，并形成為比中央部更接近導軌側(cè)。為了能在轎廂的位移容許范圍內(nèi)位移的情況下發(fā)揮向?qū)к壍娜械暮穸确较虻某?分的保持力，在中央磁極的突部之間形成的凹部的內(nèi)側(cè)尺寸與導軌的刃的厚度相同或比 其更小。又，沿著導軌的刃的厚度方向的中央磁極的頂端部的外側(cè)尺寸與導軌的刃的厚 度和相對于導軌的轎廂的位移容許范圍之和相同或比其更大。又，沿著導軌的刃的厚度 方向的中央磁極的各突部的外側(cè)尺寸在導軌的刃的厚度與相對于導軌的轎廂的位移容許 范圍之和以上?；蛘?，在中央磁極的突部之間形成的凹部的內(nèi)側(cè)尺寸比導軌的刃的厚度 和相對導軌的轎廂的位移容許范圍之和更大，且中央磁極的突部的頂端，在轎廂位移容 許范圍內(nèi)處于在導軌的刃的延伸方向上最接近導軌的位置處，越過導軌的刃的頂端面延 伸。又，磁鐵單元的磁極中的除了中央磁極以外的其他兩個磁極為第一側(cè)部磁極和 第二側(cè)部磁極。第一側(cè)部磁極和第二側(cè)部磁極為相同極性，具有和中央磁極不同的極 性。第一和第二側(cè)部磁極在導軌的刃的厚度方向上夾持該刃的兩側(cè)彼此相對地設(shè)置在與 中央磁極正交的方向上。磁鐵單元具有鐵芯、第一永磁鐵、第二永磁鐵、第一電磁鐵、 第二電磁鐵。鐵芯在各端部具有中央磁極、第一側(cè)部磁極、第二側(cè)部磁極。該鐵芯由， 從中央磁極到第一、第二永磁鐵的結(jié)合部的T字形部分，和從第一側(cè)部磁極到和第一永 磁鐵的結(jié)合部，以及從第二側(cè)部磁極到和第二永磁鐵的結(jié)合部的I字形部分構(gòu)成。第一 永磁鐵，以形成中央磁極和第一側(cè)部磁極各自極性的方向位于中央磁極和第一側(cè)部磁極 之間。第二永磁鐵，以形成中央磁極和第二側(cè)部磁極各自極性的方向位于中央磁極和第 二側(cè)部磁極之間。第一電磁鐵具有在與通過第一永磁鐵的第一磁路的第一主磁通交叉方 向上卷繞于鐵芯上的第一線圈。第二電磁鐵具有在與通過第二永磁鐵的第二磁路的第二 主磁通交叉方向上卷繞于鐵芯上的第二線圈。為了增強吸引導軌的各磁極的磁力，磁鐵單元的在連接從中央磁極到第一側(cè)部 磁極之間的區(qū)間相鄰的外周側(cè)面，和在連接從中央磁極到第二側(cè)部磁極之間的區(qū)間相鄰 的外周側(cè)面中的至少一處，以90°以上的角度連接。又，中央磁極、第一側(cè)部磁極、第 二側(cè)部磁極中至少一個的與導軌相對的頂端部，形成為越是靠近導軌側(cè)其截面積越減少 的頂端部變窄的形狀。又，為了方便控制各磁極的磁力，第一線圈至少設(shè)置在從中央磁極到第一永磁 鐵之間，和第一永磁鐵到第一側(cè)部磁極之間中的至少一處，第二線圈至少設(shè)置在從中央 磁極到第二永磁鐵之間，和第二永磁鐵到第二側(cè)部磁極之間中的至少一處。為使得引導裝置的消耗電力減小，控制部基于傳感器部檢測到的物理量穩(wěn)定轎 廂的姿勢，并控制電磁鐵中流過的電流使電磁鐵中流過的電流收斂為零。由于底面受到的負載分布的偏倚，轎廂受到使得轎廂在水平方向位移的力或使 轎廂傾斜的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩等的外力。即使在這種情況下，也可通過對引導裝置的電磁鐵的磁力進行控制，使得轎廂在位移容許范圍內(nèi)向抵消這樣的外力的方向位移。然后，通過 使得和施加外力的方向相反方向的磁極接近導軌，可增強被靠近側(cè)的永磁鐵的磁力的作 用，使得永磁鐵的磁力的偏倚和外力平衡。如果外力沒有變動，即便電磁鐵的磁力接近 為零，引導裝置也能通過永磁鐵的磁力保持轎廂與導軌的非接觸。此時，由于第一、第二永磁鐵所形成的磁通有助于磁力，因此作用于導軌的刃 的延伸方向的磁力可容易獲得較強的力。相對的，僅第一、第二永磁鐵中的一個所形成 的磁通對作用于導軌的刃厚度方向的磁力有貢獻。根據(jù)本發(fā)明實施例的引導裝置，由于中央磁極的頂端部的兩端分別具有突部， 因此可以在中央磁極對于導軌產(chǎn)生的磁力上增加導軌的刃的厚度方向的磁力成分。因 此，不需要增大引導裝置的體積，即可增強各個引導裝置在導軌的刃的厚度方向產(chǎn)生的 磁力。


圖1為顯示具有第一實施方式的引導裝置的電梯的轎廂的立體圖。圖2為顯示圖1所示的引導裝置的框圖。圖3是顯示圖2所示的引導裝置的磁鐵單元的立體圖。圖4是顯示圖2中沿F4-F4線的磁鐵單元和導軌的俯視圖。圖5顯示圖4所示的磁鐵單元相對于導軌在刃頂端的厚度方向位移后的狀態(tài)的俯 視圖。圖6顯示中央磁極的端部的形狀相對于圖4所示的磁鐵單元不同的變形例。圖7顯示中央磁極的端部的形狀相對于圖4所示的磁鐵單元不同的變形例。圖8顯示第二實施例的引導裝置的磁鐵單元的立體圖。圖9是顯示圖8所示的磁鐵單元和導軌的位置關(guān)系的俯視圖。圖10是顯示第三實施例的引導裝置的磁鐵單元的立體圖。圖11是顯示圖10所示的磁鐵單元和導軌之間位置關(guān)系的俯視圖。圖12是顯示第四實施方式的引導裝置的磁鐵單元的立體圖。圖13是顯示圖12所示的磁鐵單元和導軌之間位置關(guān)系的俯視圖。圖14是顯示圖13所示的磁鐵單元相對于導軌在頂端部的厚度方向位移后的狀態(tài) 的俯視圖。圖15是顯示第五實施方式的引導裝置的磁鐵單元和導軌之間位置關(guān)系的俯視 圖。圖16是顯示圖15所示的磁鐵單元相對于導軌在刃頂端的厚度方向位移后的狀態(tài) 的俯視圖。
具體實施例方式參考圖1至圖5對本發(fā)明的第一實施方式的引導裝置10進行說明。引導裝置10 如圖1所示設(shè)置于電梯1的轎廂4。從轎廂4的乘坐口 41側(cè)觀察，在電梯1的兩側(cè)部設(shè) 置有一對作為強磁性體的鐵制導軌2。引導裝置10對應導軌2設(shè)置于轎廂4的廂框42的 上部梁421和下部梁422的兩端部共計四處。轎廂4吊在卷掛在卷揚機上的 主纜索3上。各引導裝置10在導軌2的刃21之間產(chǎn)生磁力，以非接觸的方式保持轎廂。通過卷揚機 的驅(qū)動，轎廂4沿著導軌在升降通道6內(nèi)移動。為了進行說明，以圖1所示的轎廂4的底面43的中央部為基準，設(shè)從轎廂4的乘 坐口 41側(cè)朝著轎廂4中看的右方為“+X側(cè)”，左方為“-X側(cè)，，，內(nèi)側(cè)為“+Y側(cè)”， 比基準偏向乘坐口 41的一側(cè)為“-Y側(cè)”，底面43的上方為“+Z側(cè)”，底面43的下方 為“-Z側(cè)”。又，從基準向+X方向看的順時針旋轉(zhuǎn)方向為“+U”，逆時針旋轉(zhuǎn)方向為
“-U”，從基準向+Y方向看的順時針旋轉(zhuǎn)方向為“+V”，逆時針旋轉(zhuǎn)方向為“-V”， 從基準值向+Z方向看的順時針旋轉(zhuǎn)方向為“+W”，逆時針旋轉(zhuǎn)方向為“-W”。該電梯1通過綜合控制4個引導裝置10，穩(wěn)定轎廂4的姿勢，以相對于導軌2非 接觸的方式保持轎廂4。各個引導裝置10具有相同的結(jié)構(gòu)。此處，以位于圖1中的+X 和+Z位置的，從乘坐口 41看為右上方的引導裝置10為例進行說明。 引導裝置10，如圖2所示，具有磁鐵單元11、基座12、傳感器部13、和磁引導 控制裝置14。磁鐵單元11如圖3所示，具有鐵芯110和第一永磁鐵111和第二永磁鐵 112，以及第一電磁鐵113A、113B和第二電磁鐵114A、114B。磁鐵單元11如圖4所示，形成為相對于導軌2的刃21從三個方向留出空間且與 端部相對的E字形。鐵芯110具有，形成中央磁極IlC的中央鐵芯110a，形成第一側(cè)部 磁極IlSl的第一側(cè)部鐵芯110b，形成第二側(cè)部磁極11S2的第二側(cè)部鐵芯110c。中央磁 極IlC設(shè)置在和導軌2的刃21的頂端面21a相對位置并留有空隙。第一側(cè)部磁極IlSl 設(shè)置在和導軌2的刃21的-Y側(cè)的側(cè)面21b的相對位置并留有空隙。第二側(cè)部磁極11S2 設(shè)置在和導軌2的刃21的+Y側(cè)的側(cè)面21c的相對位置并留有空隙。即，在沿厚度方向 夾著導軌2的刃21的兩側(cè)，第一側(cè)部磁極IlSl和第二側(cè)部磁極11S2相互相對地配置成 與中央磁極IlC正交的朝向。又，中央磁極IlC的頂端部，如圖4所示，在和導軌2的刃21的頂端面21a相 對的兩端具有突部181、182。突部181、182相比中央部更加靠近導軌2側(cè)一定的幅度。 從而突部181、182之間形成凹部18D。中央磁極IlC的頂端部的外側(cè)尺寸與導軌2的 刃21的厚度以及轎廂4相對于導軌的位移容許范圍的和相等或比之更大。又，中央磁極 IlC的凹部18D的內(nèi)側(cè)尺寸與導軌2的刃21的厚度相等或比之更小。進一步的，沿著導 軌2的刃21的厚度方向的突部181、182的外側(cè)尺寸最好是導軌2的刃21的厚度和轎廂 4相對導軌2的位移容許范圍的和以上。如圖3和圖4所示的，第一永磁鐵111設(shè)置在中央鐵芯IlOa和第一側(cè)部鐵芯 IlOb之間，第二永磁鐵112設(shè)置在中央鐵芯IlOa和第二側(cè)部鐵芯IlOc之間。第一永磁 鐵111和第二永磁鐵112分別設(shè)置為形成與中央磁極IlC相同的極性。從而，第一側(cè)部 磁極IlSl和第二側(cè)部磁極11S2形成相同的極性，且形成為和中央磁極IlC相反的極性。 例如，第一永磁鐵111的N極設(shè)置在+X側(cè)，S極設(shè)置在-χ側(cè)，第二永磁鐵112也同樣 地N極設(shè)置在在+X側(cè)，S極設(shè)置在-X側(cè)，第一側(cè)部磁極IlSl和第二側(cè)部磁極11S2為 N極，中央磁極IlC為S極。第一永磁鐵111和第二永磁鐵的極性的朝向為相反設(shè)置的 話，第一側(cè)部磁極IlSl以及第二側(cè)部磁極11S2與中央磁極IlC上形成的極性當然也相 反。如圖4所示，第一電磁鐵113A、113B具有在與通過第一永磁鐵111的第一磁路Hl的第一主磁通交叉的方向卷繞的第一線圈115A、115B。又，第二電磁鐵114A、 114B具有在與通過第二永磁鐵112的第二磁路H2的第二主磁通交叉的方向卷繞的第二線 圈116A、116B。第一線圈115A安裝在從第一永磁鐵到第一側(cè)部磁極之間的第一側(cè)部鐵 芯IlOb上，第一線圈115B安裝在從中央磁極IlC到第一永磁鐵111之間的中央鐵芯IlOa 上。第二線圈116A安裝在從從第二永磁鐵112到第二側(cè)部磁極之間的第二側(cè)部鐵芯IlOc 上，第二線圈116B安裝在從中央磁極IlC到第二永磁鐵112之間的中央鐵芯IlOa上。 基座12如圖1所示固定在轎廂4的廂框42的上部梁421和下部梁422的各自與 導軌2相對的端部，如圖4所示，中央磁極11C、第一側(cè)部磁極IlSl、第二側(cè)部磁極11S2 分別在相對于導軌2的刃21的表面留出空隙且相對的位置處保持磁鐵單元11。這樣， 第一磁路Hl形成為通過第一永磁鐵111、第一側(cè)部鐵芯110b、導軌2的刃21和中央鐵芯 IlOa0同樣地，第二磁路H2形成為通過第二永磁鐵112、第二側(cè)部鐵芯110c、導軌2的 刃21和中央鐵芯110a。傳感器部13檢測與由圖2所示的磁鐵單元11和導軌2所形成的第一磁路Hl和 第二磁路H2有關(guān)的物理量。該傳感器部13具有間隙傳感器131x、131y和電流檢測器 132。間隙傳感器131x如圖2所示，和導軌2的刃21的頂端面21a相對，固定于基座12 上。間隙傳感器131y和導軌2的刃21的-Y側(cè)的側(cè)面21c相對，固定于基座12上。電 流檢測器132，如圖2所示，分別連接于第一線圈115A、115B和接地G之間，以及第二 線圈116A、116B和接地G之間，以檢測各線圈115A、115B、116A、116B中流過的電 流值。又，間隙傳感器131y用于檢測，第一側(cè)部磁極IlSl和第二側(cè)部磁極11S2相對 導軌2的刃21在刃21的厚度方向即Y方向位移了多少。從而，間隙傳感器131y可相對 導軌2的刃21的+Y側(cè)的側(cè)面21b設(shè)置，也可設(shè)置在+Y側(cè)和-Y側(cè)兩方。磁引導控制裝置14是控制部，其基于傳感器部13所檢測到的物理量對使電磁鐵 勵磁的電壓進行控制，由此以相對于導軌2非接觸的方式保持轎廂4，如圖2所示，磁引 導控制裝置14具有控制運算部141、第一驅(qū)動器1421和第二驅(qū)動器1422?？刂七\算器 141基于從傳感器部13得到的信號，計算為了以與導軌2非接觸的方式支持轎廂4而對磁 鐵單元11的各線圈所施加的電壓。第一驅(qū)動器1421分別連接到第一線圈115A、115B，基于控制運算器141的輸出 對各線圈提供電力。第二驅(qū)動器1422分別連接于第二線圈116A、116B，基于控制運算 器的輸出對各線圈提供電力。本實施方式中，作為傳感器部13的間隙傳感器131x、131y和電流檢測器132所 分別檢測到的與第一磁路Hl和第二磁路H2相關(guān)的物理量有中央磁極IlC的突部181、 182和導軌2的刃21的頂端面21a的距離、第一或第二側(cè)部磁極和導軌2的刃21之間的 距離，分別流過第一線圈115A、115B和第二線圈116A、116B的電流值。從而，控制運算器141基于間隙傳感器131x、131y檢測得到的距離和根據(jù)所提 供的電力由電流檢測器132所檢測到的電流值進行反饋控制，通過利用第一驅(qū)動器1421 和第二驅(qū)動器1422對第一線圈115A、115B和第二線圈116A、116B勵磁來調(diào)整分別作用 于中央磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2的磁力，維持相對于導軌2的 間隙。從而相對于導軌2非接觸地保持轎廂4。
磁力引導控制裝置14，在間隙傳感器131x、131y所檢測到的信號幾乎無變化時，維持非接觸的磁力支持狀態(tài)，通過積分器進行反饋控制以使得電流檢測值收斂為 零，由此使得各線圈115A、115B、116A、116B的電流減小。如果不受到外力，轎廂4 相對導軌2穩(wěn)定，則使得流經(jīng)各線圈115A、115B、116A、116B的電流收斂為零，由此 維持非接觸狀態(tài)所需要的磁力可完全由第一永磁鐵111和第二永磁鐵112來提供。此時， 電梯1可通過所謂的“零能量控制”以相對導軌2非接觸的方式維持轎廂4。例如乘客在轎廂4的底面43上移動，新的乘客乘入或乘客離開等，施加使得轎 廂4的姿勢變化的外力時，間隙傳感器131x、131y和電流檢測器132的檢測信號產(chǎn)生變 化。這樣，磁引導控制裝置14檢測到這樣的變化后，對各線圈115A、115B、116A、 116B提供電力，使得轎廂4的姿勢稍微位移至外力和磁力平衡的位置。該位移量非常 小，因此乘客幾乎無法察覺。而且，轎廂4的姿勢再次穩(wěn)定時，線圈115A、115B、 116A、116B中流過的電流收斂為零。結(jié)果，作用于轎廂4的外力和引導裝置10的磁力 平衡，轎廂4在姿勢位移了的狀態(tài)下被保持。在不對第一線圈115A、115B和第二線圈116A、116B提供電力使得第一電磁鐵 113A、113B和第二電磁鐵114A、114B的磁力為零的狀態(tài)下，相對于導軌2保持轎廂4 就稱為“零能量控制”。進行該“零能量控制”時，引導裝置10能夠發(fā)揮的作為保持 力的力是基于第一永磁鐵111和第二永磁鐵112的磁力生成的。S卩，對應于導軌2和磁 鐵單元11之間的相對位置關(guān)系，在它們之間由第一永磁鐵111和第二電磁鐵112形成的 磁力為能夠保持轎廂4的引導力。這樣結(jié)構(gòu)的引導裝置10的磁鐵單元11，在轎廂4不受外力作用時，相對于導軌 2保持為圖4所示的穩(wěn)定的位置關(guān)系。如圖4所示的，由第一永磁鐵111、第一側(cè)部鐵 芯110b、和中央鐵芯IlOa所形成的第一磁路Hl的第一主磁通通過中央磁極IlC的突部
181。在突部181和導軌2的刃21的頂端面21a之間，以及第一側(cè)部磁極IlSl和導軌2 的刃21的-Y側(cè)的側(cè)面21b之間，形成來自第一永磁鐵111和第一電磁鐵113A、113B的 磁通。由第二永磁鐵112、第二側(cè)部鐵芯110c、和中央鐵芯IlOa構(gòu)成的第二磁路H2的 第二主磁通通過中央磁極IlC的突部182。在突部182和導軌2的刃21的頂端面21a之 間，以及第二側(cè)部磁極11S2和導軌2的刃21的+Y側(cè)的側(cè)面21c之間，形成來自第二永 磁鐵112和第二電磁鐵114A、114B的磁通。又，第一磁路Hl和第二磁路H2在中央鐵 芯IlOa和導軌2的刃21的部分通過被磁性連接的相同部件。從而，第一磁路Hl和第二 磁路H2相互的磁通密度變動，S卩，第一永磁鐵111和第一電磁鐵113A、113B、以及第 二永磁鐵112和第二電磁鐵114A、114B相互受到不少影響。中央磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2和導軌2的刃21之間所 設(shè)置的空隙，通過操作第一線圈115A、115B以及第二線圈116A、116B中流過的電流改 變各空隙處產(chǎn)生的磁力來進行調(diào)整。特別的，本實施方式的中央磁極IlC具有突部181、
182。因此第一磁路Hl的主磁通和第二磁路H2的主磁通分別通過突部181、182。此時，中央磁極IlC的頂端部的外側(cè)尺寸，與導軌2的刃21的厚度和轎廂4相 對導軌2的位移容許范圍的和相同或比之更大。突部181、182之間形成的凹部18D的內(nèi) 側(cè)尺寸和導軌2的厚度相同或比之更小。S卩，中央磁極IlC的頂端部和導軌2的刃21的 頂端面21a之間形成的磁通幾乎都通過突部181、182。又，中央磁極IlC和導軌2的刃21的頂端面21a之間形成的磁通的一部分形成為通過凹部18D。從而，如圖4所示，沿著第一磁路Hl的主磁通在突部181和導軌2的頂端面21a 之間產(chǎn)生的磁力，不僅是沿著導軌2的刃21的延伸方向的-X方向的力，其還在沿著導軌 2的刃21的厚度方向的-Y方向也朝著突部181吸引導軌2。又，沿著第二磁路H2的主 磁通在突部182和導軌2的頂端面2al之間產(chǎn)生的磁力，不僅以沿著導軌2的刃21的延 伸方向的-X方向的力，其還通過沿著導軌2的刃21的厚度方向的+Y方向的力朝著突部 182吸引導軌2。實際上，由于導軌2固定于升降通道6內(nèi)，引導裝置10靠近導軌2。該引導裝置10的磁鐵單元11中，第一永磁鐵111和第二永磁鐵112分別形成的 磁通通過中央磁極11C。從而，比第一側(cè)部磁極IlSl和第二側(cè)部磁極11S2形成的磁通產(chǎn) 生的磁力更強的磁力作用于中央磁極IlC和導軌2之間。在本實施方式中，通過設(shè)置突 部181、182，在-X方向靠近導軌2的磁力的一部分作用于-Y方向和+Y方向。因此， 該引導裝置10提高了在Y方向保持導軌2的能力。在圖4中，當轎廂4受到-Y方向的外力，導軌2和磁鐵單元11的相對位置變 化。磁引導控制裝置14為了在第一永磁鐵111以第二永磁鐵112的磁力與外力平衡的位 置穩(wěn)定，對第一電磁鐵113A、113B和第二電磁鐵114A、114B進行控制。具體來說，磁 引導控制裝置14對各電磁鐵進行控制，使得磁鐵單元11如圖5所示相對于導軌2在+Y 方向位移。這樣，第一側(cè)部磁極IlSl靠近導軌2的刃21的-Y側(cè)的側(cè)面21 b，增強第一 側(cè)部磁極IlSl和導軌2之間的磁力。又，中央磁極IlC的-Y側(cè)的突部181和導軌2的刃21的頂端面21a之間的相對 距離靠近，突部181和頂端面21a之間的、X方向的重合部分的面積變大。結(jié)果，第一 磁路Hl的磁阻減少磁通密度增大，這樣第一磁路Hl的整體磁力得到增強。進一步的， 導軌2的刃21的頂端面21a和突部181之間，形成將導軌2的頂端面21a朝著-X方向 和-Y方向傾斜牽拉的磁力。其結(jié)果，除了使得第一側(cè)部磁極IlSl接近導軌2而增加的+Y方向的磁力之外， 該引導裝置10還通過突部181和導軌2的頂端面21a之間傾斜作用的磁力，和由于突部 181和頂端面21a重合部分的面積增大而在第一磁路Hl中增加的磁力，來抵消作用于轎 廂4的外力。這樣，引導裝置10在使得磁鐵單元11相對導軌2在+Y方向(或-Y方 向)位移時，+Y方向(或-Y方向)的磁力增強超過由于第一側(cè)部磁極IlSl靠近導軌2 而增加磁力。這樣，引導裝置10通過在中央磁極IlC設(shè)置突部181、182，提高使磁鐵單元11 相對導軌2在+Y方向或-Y方向位移時的+Y方向或-Y方向的磁力的增加率。如圖1所示，在轎廂的廂框42的四角安裝這樣結(jié)構(gòu)的引導裝置10的電梯1中， 例如，乘客靠近乘坐口 41站立的情況下，轎廂4的狀態(tài)與受到+Y方向的力和+U轉(zhuǎn)矩這 些外力的狀態(tài)相同。為了通過“零能量控制”保持該外力，電梯1使得從乘坐口 41外 部看轎廂4的右上(+X，+Z)和左上(-X，+Z)位置處的引導裝置10朝著+Y方向位移， 使得右下(+X，-ζ)和左下(-X，-Z)位置處的引導裝置10朝著-Y方向位移。又，乘 客站立于轎廂4的深處時，轎廂4的狀態(tài)與受到-Y方向的力和-U轉(zhuǎn)矩這些外力的狀態(tài) 相同。通過“零能量控制”保持該外力，電梯1使得右上(+X，+Z)和左上(-X，+Z) 位置處的引導裝置10朝著-Y方向位移，使得右下(+X，-Z)和左下(-X，-Z)位置處的引導裝置10朝著+Y方向位移，基于各引導裝置中傳感器13的信號，進行控制使得外力 和磁力平衡。又，例如，從乘坐口 41的外側(cè)看乘客站在乘坐口 41的靠左內(nèi)側(cè)(-X，-Y)時， 轎廂4的狀態(tài)與受到+X和+Y方向的力和-V以及+U轉(zhuǎn)矩這些外力的狀態(tài)相同。此時， 為了以“零能量控制”保持轎廂4，電梯1基于各引導裝置10中的傳感器13的信號，進 行控制使得外力和磁力平衡。例如，對各引導裝置10進行如下控制。右上(+X，+Z)和 左上(-X，+Z)位置處的引導裝置10在+X方向和+Y方向位移的同時，右下(+X，-ζ) 和左下(-X，-Z)位置處的引導裝置10在-X，-Y方向位移。 圖6和圖7分別顯示出相對于第一實施方式的引導裝置10的磁鐵單元11，中央 磁極IlC的頂端部的形狀不同的變形例。如圖6所示的引導裝置10中，形成于中央磁極 IlC的突部181、182之間的凹部18D形成為圓形凹槽。又，如圖7所示的引導裝置10 中，形成于中央磁極IlC的突部181、182之間的凹部18D形成為V字形凹槽。以上任 何一種都可發(fā)揮和圖4所示的引導裝置10相同的功能以及效果。下面，對第二至第五實施方式的引導裝置10進行說明。與第一實施方式的引導 裝置10具有相同功能的結(jié)構(gòu)，賦予相同符號并省略對其說明。省略的說明可參考對應于 第一實施方式的記載。又，第二至第五實施方式的引導裝置10和第一實施方式的引導裝 置10相同，如圖1所示，為了與導軌2嵌合，分別設(shè)置在轎廂4的廂框42的上部梁421 和下部梁422的四處。各引導裝置10如圖2所示的結(jié)構(gòu)，通過磁引導控制裝置14進行 控制使得轎廂4的姿勢穩(wěn)定。第二實施方式的引導裝置10參考圖8和圖9進行說明。該引導裝置10與第一 實施方式的引導裝置10相比，其磁鐵單元11的外周形狀不同。該引導裝置10中，在連 接中央磁極IlC到第一側(cè)部磁極IlSl之間的區(qū)間相鄰的各個外周側(cè)面11a，以及在連接 中央磁極IlC到第二側(cè)部磁極11S2之間的區(qū)間相鄰的各個外周側(cè)面lib中的至少一處， 以90°以上的角度連接。具體來說，如圖8和圖9所示的，是對第一實施方式的磁鐵單 元11的四個沿著Z方向的外周角進行了倒角處理的形狀。S卩，中央鐵芯110a、第一側(cè) 部鐵芯110b、和第二側(cè)部鐵芯IlOc各自的連接第一永磁鐵111或第二永磁鐵112的那一 側(cè)的外周側(cè)面形成為鈍角?？稍龃笮纬稍谥醒腓F芯110a、第一側(cè)部鐵芯110b、第二側(cè)部特性IlOc的外周的 磁路的磁阻。這樣，能夠減少漏出到由導軌2和磁鐵單元11所形成的第一磁路Hl和第 二磁路H2以外的空間的磁通量。即，通過提高第一磁路Hl和第二磁路H2的內(nèi)側(cè)的磁 通密度，可對導軌2作用較大磁力。參考附圖10和圖11對第三實施方式的引導裝置10進行說明。該引導裝置10和 第一實施方式的引導裝置10相比，至少一個磁極的外形形狀不同。在引導裝置10中， 中央磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2形成為越靠近導軌2其截面積越 減少的頂端部變窄的形狀。此時，在沿著與導軌2延伸方向交叉的平面的截面，圖10和 圖11所示那樣的各磁極的端部為頂端變窄的形狀。這樣，中央磁極11C、第一側(cè)部磁極 IlSU第二側(cè)部磁極11S2的頂端部處的磁通密度提高。這樣，中央磁極11C、第一側(cè)部 磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2間能夠產(chǎn)生較強的磁力。又，如圖11所示，各個磁極為頂端部變窄的形狀。第一實施方式的引導裝置10的磁極間距離和本實施方式的引導裝置10的磁極間距離相比時，還是本實施方式中的， 中央磁極lie到第一側(cè)部磁極IlSl的最短距離，和中央磁極IlC到第二側(cè)部磁極1152 的最短距離更大。這樣，能夠減少中央磁極Iic和第一側(cè)部磁極IlSl之間，和中央磁極 IlC和第二側(cè)部磁極11S2之間的不通過導軌2的直接連接的磁通。沿著導軌2的刃21的厚度方向的中央磁極IlC的頂端面的寬度，在導軌2的刃 21的厚度和轎廂4相對導軌2的位移容許范圍的和以上。在轎廂4的位移容許范圍內(nèi)， 即使引導裝置10相對于導軌2位移，由于中央磁極IlC的頂端面不偏離相對導軌2的頂 端面21a的正面位置，因此可維持導軌2和中央磁極IlC之間穩(wěn)定的磁力。參考附圖12至圖14對第四實施方式的引導裝置10進行說明。該引導裝置10， 相比第一實施方式的引導裝置10，其磁鐵單元11的外周形狀和至少一個磁極的外形形狀 不同。簡言之，該引導裝置10的形狀，綜合了從第一實施方式的引導裝置10到第二實 施方式的引導裝置10和第三實施方式的引導裝置10的變更點。如圖12和圖13所示，引導裝置10將在連接中央磁極IlC到第一側(cè)部磁極IlSl 之間的區(qū)間相鄰的各個外周側(cè)面11a，以90°以上的角度連接。又，將在連接中央磁極 IlC到第二側(cè)部磁極11S2之間的區(qū)間相鄰的各個外周側(cè)面lib也以90°以上的角度連 接。具體來說，如圖12所示，對沿著第一實施方式的磁鐵單元11的Z方向的四個外周 角進行倒角處理。即，中央鐵芯110a、第一側(cè)部鐵芯110b、和第二側(cè)部 鐵芯IlOc各自 的連接有第一永磁鐵111或第二永磁鐵112的一側(cè)的外周側(cè)面形成為鈍角。這樣，中央鐵芯110a、第一側(cè)部鐵芯110b、第二側(cè)部鐵芯IlOc的外周所形成的 磁路的磁阻變大。這樣，可減少漏出到由導軌2和磁鐵單元11所形成的第一磁路Hl和 第二磁路H2以外的空間的磁通量。即，通過提高第一磁路Hl和第二磁路H2的內(nèi)側(cè)的 磁通密度，可對導軌2作用較大磁力。又，在引導裝置10中，中央磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2 形成為越靠近導軌2截面積越減少的頂端部變窄的形狀。此時，對于沿著與導軌2延伸方 向交叉的平面的截面，如圖13所示那樣，各磁極的端部為頂端變窄的形狀。這樣，中央 磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2的頂端部處的磁通密度提高。這樣， 導軌2和中央磁極11C、第一側(cè)部磁極11S1、第二側(cè)部磁極11S2間產(chǎn)生較強的磁力。又，在第四實施方式的引導裝置10中，如圖13所示，各磁極為頂端部變窄形 狀。第一實施方式的引導裝置10的磁極間距離和本實施方式的引導裝置10的磁極間距 離相比時，還是本實施方式中的，中央磁極Iic到第一側(cè)部磁極IlSl的最短距離，和中 央磁極IlC到第二側(cè)部磁極11S2的最短距離更大。這樣，能夠減少中央磁極IlC和第 一側(cè)部磁極IlSl之間，和中央磁極IlC和第二側(cè)部磁極11S2之間的不通過導軌2的直接 連接的磁通。沿著導軌2的刃21的厚度方向的中央磁極IlC的頂端面的寬度，在導軌2的刃 21的厚度和轎廂4相對導軌2的位移容許范圍的和以上。在轎廂4的位移容許范圍內(nèi)， 即使引導裝置10相對于導軌2位移，由于中央磁極IlC的頂端面不會偏離相對于導軌2 的頂端面21a的正面位置，因此可維持導軌2和中央磁極IlC之間穩(wěn)定的磁力。又，如圖13所示，第一磁路Hl的主磁通通過中央磁極IlC的突部181，第二磁 路H2的主磁通通過中央磁極IlC的突部182。從而，磁通相對于導軌2的刃21的頂端面21a傾斜形成。這樣，中央磁極IlC不僅在-X方向，且通過突部181在-Y方向，通 過突部182在+Y方向，產(chǎn)生磁力以分別吸引導軌2。這樣，在轎廂4在-Y方向受到外力時，和第一實施方式相同，引導裝置10如圖 14所示，通過磁引導控制裝置14進行控制以使得轎廂向+Y方向位移。從而，磁鐵單元 11的第一永磁鐵111和第二永磁鐵112的磁力相對于受到的外力平衡。如圖14所示，引導裝置10相對導軌2在+Y方向位移時，中央磁極IlC的_Y 側(cè)的突部181的和導軌2的刃21的頂端面21a正對的面積增加。又，+Y側(cè)的突部182 其正對導軌2的頂端面21a的面積減少，或完全沒有正對。從而，在接近導軌2的一側(cè)， 在圖14中第一側(cè)部磁極IlSl側(cè)形成的第一磁路Hl的磁通增加，磁力變強。又，在突部 181和導軌2的頂端面21a之間，具有-Y方向成分的磁力傾斜作用。即，中央磁極IlC 所產(chǎn)生的磁力對第一側(cè)部磁極IlSl的磁力進行輔助。從而，該引導裝置10通過集中磁 通，其對轎廂4的支持力相比第一實施方式的引導裝置10更大。下面參考圖15和圖16對第五實施方式的引導裝置10進行說明。該引導裝置 10的中央磁極IlC的頂端部的形狀和第一實施方式的引導裝置10不同。該引導裝置10 中，中央磁極IlC的突部181、182之間形成的凹部18D的內(nèi)側(cè)尺寸，如圖15所示比導 軌2的刃21的厚度和轎廂4相對于導軌2的位移容許范圍的和要大。又，突部181、182 的頂端在位于在轎廂4的位移容許范圍內(nèi)沿導軌2的刃21延伸的-X方向最靠近導軌2的 位置時，延伸超越導軌2的刃21的頂端面21a。S卩，當轎廂4朝著靠近導軌2的刃21的 方向位移時，中央磁極IlC包圍導軌2的頂端部。引導裝置10的通過第一永磁鐵111和第二永磁鐵112配置到中央磁極IlC的磁 通的絕大部分如圖15的虛線所示的主磁通那樣，從自中央磁極IlC的兩肋延伸的突部 181、182的面對導軌2的一側(cè)，朝著導軌2的-Y側(cè)的側(cè)面和+Y側(cè)的側(cè)面傾斜或沿著導 軌2的刃21的厚度方向形成。這樣，本實施方式的引導裝置10相比第一到第四實施方 式的引導裝置10，可由中央磁極IlC向-Y方向、或+Y方向產(chǎn)生更大的磁力。轎廂4受到-Y方向外力的情況下，引導裝置10通過磁引導控制裝置14控制電 磁鐵113A、113B和第二電磁鐵114A、114B，使得磁鐵單元11如圖16所示那樣向+Y 側(cè)位移。這樣，由于第一側(cè)部磁極IlSl靠近導軌2的-Y側(cè)的側(cè)面21b，因此減少了第 一側(cè)部磁極IlSl和導軌2之間的磁阻，增強磁力。又，由于突部181接近-Y側(cè)的側(cè)面 21b，因此減少了突部181和導軌2之間的磁阻，增強了通過突部181向-Y方向吸引導軌 2的磁力。實際上，由于導軌2固定，使得引導裝置10在+Y方向位移的磁力增強。這 樣，引導裝置10通過第一永磁鐵111和第二永磁鐵，產(chǎn)生比第一至第四實施方式的引導 裝置10更強的Y方向的磁力。又，如圖15和圖16所示，凹部18D的 底部相對于導軌2的刃21的頂端面21a 保持一定距離。這樣，轎廂4受到-X方向的外力時，通過磁引導控制裝置14使得引導 裝置10在接近導軌2的+X方向位移，由此引導裝置10可平衡受到的外力和第一永磁鐵 111和第二永磁鐵產(chǎn)生的磁力。
權(quán)利要求
1.一種引導裝置，其特征在于，包括在升降通道(6)內(nèi)沿鉛垂方向敷設(shè)的由磁性體構(gòu)成的一對導軌(2)；磁鐵單元(11)，其具有電磁鐵(113A、113B、114A、114B)和永磁鐵(111、112)， 且磁極(11C、IlSU 11S2)在三個方向與所述導軌(2)的刃(21)空出空隙地相對；將所述磁鐵單元(11)固定于設(shè)置在所述導軌(2)之間的轎廂(4)上的基座(12)；檢測由所述導軌(2)和所述磁鐵單元(11)形成的磁路(HI、H2)中的物理量的傳感 器部(13)；基于所述物理量控制流過所述電磁鐵(113A、113B、114A、114B)的電流，以相對 所述導軌(2)非接觸的方式保持所述轎廂(4)的控制部(14)；在所述磁鐵單元(11)的所述磁極中、與所述導軌(2)的刃(21)的頂端面(21a)相對 的中央磁極(IlC)的頂端部的兩端分別形成的突部(181、182)，所述突部(181、182)比 中央部更加靠近所述導軌(2)側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的引導裝置(10)，其特征在于，在所述中央磁極(IlC)的所述 突部(181、182)之間形成的凹部(18D)的內(nèi)側(cè)尺寸與所述導軌(2)的刃(21)的厚度相同 或比其更小。
3.如權(quán)利要求1所述的引導裝置(10)，其特征在于，沿著所述導軌(2)的刃(21)的 厚度方向的所述中央磁極(IlC)的頂端部的外側(cè)尺寸與所述導軌(2)的刃(21)的厚度和 所述轎廂(4)相對于所述導軌(2)的位移容許范圍之和相同或比其更大。
4.如權(quán)利要求1所述的引導裝置(10)，其特征在于，沿著所述導軌(2)的刃(21)的 厚度方向的所述中央磁極(IlC)的所述突部的外側(cè)尺寸為所述導軌(2)的刃(21)的厚度 和所述轎廂(4)相對于所述導軌(2)的位移容許范圍之和以上。
5.如權(quán)利要求1所述的引導裝置(10)，其特征在于，所述中央磁極(IlC)的形成于 所述突部(181、182)之間的凹部(18D)的內(nèi)側(cè)尺寸比所述導軌(2)的刃(21)的厚度和所 述轎廂(4)相對于所述導軌(2)的位移容許范圍之和更大，所述中央磁極(IlC)的所述突部(181、182)的頂端在位于如下位置時，即在所述轎 廂⑷的位移容許范圍內(nèi)且在所述導軌⑵的刃(21)的延伸方向上最接近所述導軌(2) 的位置時，所述突部(181、182)的頂端延伸超越所述導軌(2)的刃(21)的頂端面。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的引導裝置，其特征在于，所述磁鐵單元(11)的磁 極中的除了所述中央磁極(IlC)以外的其他兩個磁極(11S1、11S2)是極性與所述中央磁 極(IlC)的極性不同的、具有相同極性的第一側(cè)部磁極(IlSl)和第二側(cè)部磁極(11S2)， 它們配置在所述導軌(2)的刃(21)的兩側(cè)，在所述刃的厚度方向上夾著所述刃(21)彼此 相對，并配置成與所述中央磁極(IlC)正交的朝向，所述磁鐵單元(11)具有鐵芯(110)，在所述鐵芯(110)的各端部分別具有所述中央磁極(IlC)、所述第一側(cè) 部磁極(IlSl)、所述第二側(cè)部磁極(11S2)；第一永磁鐵(111)，以在中央磁極(lie)和所述第一側(cè)部磁極(IlSl)分別形成各自 極性的朝向，設(shè)置在所述中央磁極(lie)和所述第一側(cè)部磁極(IlSl)之間；第二永磁鐵(112)，以在中央磁極(IlC)和所述第二側(cè)部磁極(11S2)分別形成各自 極性的朝向，設(shè)置在所述中央磁極(lie)和所述第二側(cè)部磁極(11S2)之間；第一電磁鐵(113A、113B)，具有第一線圈(115A、115B)，所述第一線圈(115A、 115B)在與通過所述第一永磁鐵(111)的第一磁路(Hl)的第一主磁通交叉的方向上卷繞 于所述鐵芯(110)上；第二電磁鐵(114A、114B)，具有第二線圈(116A、116B)，所述第二線圈(116A、 116B)在與通過所述第二永磁鐵(112)的第二磁路(Hl)的第二主磁通交叉的方向上卷繞 于所述鐵芯(110)上。
7.如權(quán)利要求6所述的引導裝置(10)，其特征在于，所述磁鐵單元(11)的在連接所 述中央磁極(IlC)到所述第一側(cè)部磁極(IlSl)的區(qū)間相鄰的各外周側(cè)面，和在連接所述 中央磁極(IlC)到所述第二側(cè)部磁極(11S2)的區(qū)間相鄰的各外周側(cè)面中的至少一處，以 90°以上角度連接。
8.如權(quán)利要求6所述的引導裝置(10)，其特征在于，所述中央磁極(11C)、所述第一 側(cè)部磁極(IlSl)、所述第二側(cè)部磁極(11S2)中的至少一個形成為越靠近所述導軌(2)側(cè) 其截面積越減少的頂端變窄的形狀。
9.如權(quán)利要求6所述的引導裝置(10)，其特征在于，所述第一線圈(115A、115B)設(shè) 置在所述中央磁極(IlC)到所述第一永磁鐵(111)之間、和所述第一永磁鐵(111)至所述 第一側(cè)部磁極(IlSl)之間中的至少一處，所述第二線圈(116A、116B)設(shè)置在所述中央磁極(IlC)到所述第二永磁鐵(112)之 間、和所述第二永磁鐵(112)至所述第二側(cè)部磁極(11S2)之間中的至少一處。
10.如權(quán)利要求1所述的引導裝置(10)，其特征在于，所述控制部(14)根據(jù)所述物 理量控制所述電磁鐵(113A、113B、114A、114B)中流過的電流使所述轎廂⑷的姿勢 穩(wěn)定，并不管是否有作用于所述轎廂(4)的外力，都使流過所述電磁鐵(113A、113B、 114A、114B)的電流收斂為零。
全文摘要
本發(fā)明提供一種引導裝置，包括一對導軌(2)；磁鐵單元(11)；將所述基座(12)；傳感器部(13)；作為控制部的控制裝置(14)和突部(181、182)。磁鐵單元(11)具有電磁鐵(113A、113B、114A、114B)和永磁鐵(111、112)，且磁極(11C、11S1、11S2)在三個方向與所述導軌(2)的刃(21)空出空隙地相對。突部(181、182)形成在磁鐵單元(11)的磁極中的與所述導軌(2)的刃(21)的頂端面(21a)相對的中央磁極(11C)的頂端部的兩側(cè)部，且相對于中央部更加靠近所述導軌(2)側(cè)。
文檔編號B66B7/02GK102009894SQ201010267958
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者伊東弘晃 申請人:東芝電梯株式會社