JP2004051237A - エレベータのスプリング緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮時の必要なストロークを確保しつつスプリング緩衝器１４，１５の全長を小さくする。
【解決手段】エレベータの昇降路の底部に、かご下面およびカウンタウェイト下面に対向して、それぞれスプリング緩衝器１４，１５が配置される。スプリング緩衝器１４，１５は、ベース２１とこれに溶接された円錐コイルスプリング２２とからなる。円錐コイルスプリング２２は、下端が最もコイル径Ｄが大きく、上方へ向かってコイル径Ｄが徐々に縮小する。特に、圧縮時に、各コイルの内周に次のコイルが順次収容されるように、素線径ｄおよびコイル径Ｄが設定されており、圧縮時の長さが非常に小さくなる。従って、所定のストロークを得るために必要なコイルスプリング全長Ｌが円筒コイルスプリングの場合よりも小さくなる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータの昇降路の底部に配置される緩衝器、特にスプリング緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばロープ式のエレベータにおいて、何らかの原因でロープが切断したような場合にも、種々の安全機構によって、かごが自由落下するようなことはなく、停止もしくは減速される。しかし、万一、かごが昇降路の底部に衝突した場合でも、乗客が安全であるように、エレベータの昇降路の底部つまりピットに、緩衝器を設けることが、一般に法令でもって義務付けられている。
【０００３】
かごとカウンタウェイトとをロープで接続したトラクション式エレベータにあっては、かごに対して緩衝器が設けられるとともに、カウンタウェイトに対しても、同様に緩衝器が設けられる。
【０００４】
緩衝器としては、単純なスプリング緩衝器と、油圧式緩衝器と、があり、例えば、定格速度が６０ｍ／分以下の低速エレベータでは、主に、スプリング緩衝器が用いられている。このスプリング緩衝器は、例えば、特開平６−１１５８４８号公報に記載されているように、垂直方向に沿って配置された円筒コイルスプリングからなり、このコイルスプリングの下端部が、ピットに取り付けられる円柱状のベースに固定され、かつ上端の自由端がエレベータのかごに対向するようになっている。
【０００５】
このスプリング緩衝器のコイルスプリングの圧縮時に必要なストロークは、やはり一般に各国の法令等で定まっている。例えば、日本の建築基準法の告示では、定格速度が６０ｍ／分の場合には、必要なストロークが１００ｍｍ以上である。そのため、コイルスプリングの全長は、例えば４７０ｍｍ程度となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスプリング緩衝器の円筒コイルスプリングにおいては、圧縮時の必要なストロークを確保するために、コイルスプリングの全長が大きくなり、従って、昇降路の底部に設けられるピットの深さがそれだけ深く必要となる欠点がある。
【０００７】
また、上記のようにコイルスプリングの全長が大きく必要であることから、トラクション式エレベータにおいては、カウンタウェイトに対し設けられるスプリング緩衝器の高さが高くなり、必然的に、カウンタウェイトが昇降路の上端に達したときの上方の間隙つまりカウンタウェイト上端と昇降路天井面との間の距離が小さくなってしまう。
【０００８】
本発明は、圧縮時に必要な所定のストロークを確保しつつ、昇降路垂直方向に沿った全長つまり高さが小さいエレベータのスプリング緩衝器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のエレベータのスプリング緩衝器は、エレベータの昇降路の底部に、かご下面に対向して配置され、非常時のかごの衝突を緩衝する。また、このスプリング緩衝器は、トラクション式エレベータないしはリニア式エレベータのカウンタウェイトに対して用いられる場合もあり、この場合には、カウンタウェイトの下端に対向して配置される。
【００１０】
本発明のスプリング緩衝器は、従来の円筒コイルスプリングに代えて、上方に向かってコイル径が徐々に縮小する円錐コイルスプリングを含み、この円錐コイルスプリングの大径側の端部が上記昇降路の底部に取り付けられ、小径側の端部がかごもしくはカウンタウェイトに対向する。
【００１１】
従来の円筒コイルスプリングでは、圧縮時に完全に押し潰された状態で、各コイル（円形をなす一巻きのそれぞれ）が互いに重なり合うため、素線径とコイル巻き数とで、圧縮時の最小の長さが定まり、従って、所定のストロークを得るために必要なスプリングの全長が大きい。これに対し、本発明が用いる円錐コイルスプリングでは、１巻き目、２巻き目といった各コイルの径が僅かずつ異なるので、圧縮時に、隣接するコイルの素線がコイルの半径方向にずれて重なり、従って、圧縮時の最小の長さが短くなる。そのため、所定のストロークを得るために必要なスプリングの全長が短くなる。
【００１２】
より好ましくは、上記円錐コイルスプリングは、圧縮時に、各コイルの内周に次のコイルが順次収容されるように、素線径およびコイル径が設定される。つまり、大径側端部の１巻き目のコイルの内周に次の２巻き目のコイルが収容され、この２巻き目のコイルの内周に次の３巻き目のコイルが収容される、といった形に順次収容される。これにより、圧縮時に、各コイルが互いに干渉せず、コイル長さが非常に短くなる。換言すれば、円錐コイルスプリングを軸方向から見たときに、素線が互いに重なり合わない渦巻状となるように、素線径および各コイルのコイル径が設定される。
【００１３】
本発明のスプリング緩衝器は、ロープを用いたトラクション式エレベータや巻胴式エレベータのみならず、ロープを用いない油圧駆動式やリニア式等の種々のエレベータに適用することができるが、特に、トラクション式エレベータやリニア式エレベータにおけるカウンタウェイトの緩衝用として好適である。カウンタウェイト用のスプリング緩衝器として、本発明の全長が短いスプリング緩衝器を用いることで、かごが最上階にあるときのカウンタウェイトの位置をより低くすることが可能となる。従って、カウンタウェイトが昇降路の上端に達したとき（かごが最下階にあるとき）の上方の間隙つまりカウンタウェイト上端と昇降路天井面との間の距離を、より大きく確保することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、代表的なトラクション式エレベータの全体的な構成を示しており、ビルの内部に昇降路１が設けられているとともに、この昇降路１の内部に、かご２とカウンタウェイト３とが収容されている。上記かご２は、かごフレーム４とかご室５とを有し、図示せぬ一対のかごガイドレールによって上下動可能に案内されている。同様に、カウンタウェイト３は、図示せぬ一対のカウンタウェイトガイドレールによって上下動可能に案内されている。上記かご２と上記カウンタウェイト３とは、ロープ６によって互いに連結されており、このロープ６が、巻き上げ機７の駆動シーブ８に巻き掛けられている。図示例では、昇降路１の上方に機械室９が設けられており、この機械室９内に上記巻き上げ機７が配置されている。また、上記駆動シーブ８とカウンタウェイト３との間には、転向シーブ１０が設けられている。また昇降路１は、各階の乗り場１１に対応する複数の出入り口１２を備えている。
【００１６】
なお、この実施例では、１：１のローピングの例が示されているが、２：１あるいは３：１等の他のローピングとして構成することもできる。
【００１７】
最下階の乗り場１１よりも下方となる昇降路１の底部には、ピット１３が形成されており、このピット１３の底面に、かご用スプリング緩衝器１４とカウンタウェイト用スプリング緩衝器１５とが配置されている。上記かご用スプリング緩衝器１４は、非常時のかご２の衝突を緩衝するために、かごフレーム４の下面あるいはかご２側部下面に対向して配置される。なお、必要に応じて、複数個のかご用スプリング緩衝器１４を並べて配置してもよい。上記カウンタウェイト用スプリング緩衝器１５は、非常時のカウンタウェイト３の衝突を緩衝するために、カウンタウェイト３の下面に対向して配置される。
【００１８】
上記かご用スプリング緩衝器１４と上記カウンタウェイト用スプリング緩衝器１５とは、基本的に同一の構成を有しており、従って、以下では、例として図２に基づいてカウンタウェイト用スプリング緩衝器１５を詳しく説明するが、かご用スプリング緩衝器１４もこれと同様である。図２に示すように、スプリング緩衝器１５は、円柱状のベース２１とテーパ状をなす円錐コイルスプリング２２とから構成され、上記ベース２１が上記ピット１３の底面に図示せぬボルトによって固定されている。上記円錐コイルスプリング２２は、下端が最もコイル径が大きく（素線中心でのコイル径をＤ１として示す）、上方へ向かってコイル径Ｄが徐々に縮小し、上端が最もコイル径が小さい（素線中心でのコイル径をＤ２として示す）。円錐コイルスプリング２２の両端は、該コイルスプリング２２の中心軸に直交する平面に沿うように、それぞれ平坦面に研削されている。円錐コイルスプリング２２の下端部の外径は、上記ベース２１の直径にほぼ等しく、ベース２１の頂面に上記円錐コイルスプリング２２の下端が溶接されている。なお、溶接以外の方法で、円錐コイルスプリング２２をベース２１に取り付けることもできる。
【００１９】
また、上記円錐コイルスプリング２２は、圧縮時に、各コイルの内周に次のコイルが順次収容されるように、素線径ｄおよびコイル径Ｄが設定されている。つまり、この円錐コイルスプリング２２を軸方向から見たときに、素線が互いに重なり合わない渦巻状となるように、素線径ｄおよび各コイルのコイル径Ｄが設定される。従って、仮に、この円錐コイルスプリング２２が軸方向に完全に押し潰された状態では、大径側の１巻き目のコイル２３−１の内周に、２巻き目のコイル２３−２が入り、かつこの２巻き目のコイル２３−２の内周に、次の３巻き目のコイル２３−３が入る、といった形で、互いに干渉せずに順次いわゆる入れ子状態に入り込む。そのため、圧縮時に軸方向の長さが非常に短くなり、理論上は、素線径ｄと同じ長さにまで縮小可能となる。
【００２０】
従って、圧縮時に所定のストロークを得るのに必要なコイルスプリングの全長Ｌが、従来の円筒コイルスプリングの場合よりも短くなる。なお、素線径ｄやコイルの巻き数は、支持すべき荷重（例えば１〜３トン程度である）や必要なストローク（例えば定格速度６０ｍ／分のエレベータでは１００ｍｍ以上となる）を考慮して、選択される。
【００２１】
図３は、本発明のかご用スプリング緩衝器１４がかごフレーム４に対向して配置されている状態を示しており、図（Ａ）に示すように、かご２が最下階にあるときに、かごフレーム４の緩衝器受部２５と円錐コイルスプリング２２上端との間に、所定の間隔Ａが与えられている。一方、かご２が落下した場合には、図（Ｂ）に示すように、円錐コイルスプリング２２が圧縮され、かご２に対する衝撃が緩衝される。本発明では、上記の円錐コイルスプリング２２の長さＬを短くできることから、ピット１３の深さＢを小さくすることが可能である。例えば、かごフレーム３から下方へ突出するガイドシュー１６などの他の部品や機器によって制限される限界まで深さＢを小さくすることができる。
【００２２】
また、図４に示すように、カウンタウェイト３が最も下方にあるとき（かご２が最上階に位置するとき）に、該カウンタウェイト３とカウンタウェイト用スプリング緩衝器１５との間に、やはり所定の間隔Ｃが与えられているが、本発明では、円錐コイルスプリング２２の長さＬが短くなることから、円筒コイルスプリングを用いる場合に比べて、カウンタウェイト３の下端位置を、より下方に設定することが可能となる。そのため、仮想線で示すようにカウンタウェイト３が昇降路１の上端に達したとき（かご２が最下階にあるとき）の上方の間隙つまりカウンタウェイト３上端と昇降路１天井面との間の距離Ｄを、より大きく確保することが可能となる。なお、エレベータの運転に伴うカウンタウェイト３の移動量Ｅは、一定である。従って、昇降路１の上部に種々の機器を配置する上で有利となる。図１では、一例として機械室９を備えたエレベータを示しているが、特に、最近の機械室を具備しないエレベータの場合には、昇降路１の上部空間を有効に利用する上で有利となる。また、距離Ｄを十分に確保しつつカウンタウェイト３の上下方向の寸法を拡大することも可能である。この場合、同じ重量のカウンタウェイト３について、昇降路１の平面図上での幅寸法もしくは厚さ寸法をより小さくできる利点が得られる。
【００２３】
また、円錐コイルスプリング２２を用いた本発明のスプリング緩衝器１４，１５においては、荷重−変位特性が非線形となり、変位の小さな領域でのばね定数が小さく、変位の増加に伴って、ばね定数が徐々に大きくなる。従って、かご２もしくはカウンタウェイト３が衝突する際に、乗客に与える衝撃をより緩和することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係るスプリング緩衝器によれば、所定のストロークを得るのに必要なコイルスプリングの全長ひいてはスプリング緩衝器の高さを従来のものよりも小さくすることができる。従って、例えば、ピットの深さの低減、あるいは、カウンタウェイト上方の空間の拡大を、達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るスプリング緩衝器が用いられたトラクション式エレベータの概略図。
【図２】この発明に係るスプリング緩衝器の正面図。
【図３】かご用スプリング緩衝器に対し、かごが最下階に位置する状態（Ａ）およびかごが衝突した状態（Ｂ）の説明図。
【図４】カウンタウェイトに対するスプリング緩衝器の位置関係の説明図。
【符号の説明】
１…昇降路
２…かご
３…カウンタウェイト
１４…かご用スプリング緩衝器
１５…カウンタウェイト用スプリング緩衝器

Claims (3)

1. エレベータの昇降路の底部に、かごもしくはカウンタウェイトに対向して配置され、非常時のかごもしくはカウンタウェイトの衝突を緩衝するエレベータのスプリング緩衝器であって、
   上方に向かってコイル径が徐々に縮小する円錐コイルスプリングを含み、この円錐コイルスプリングの大径側の端部が上記昇降路の底部に取り付けられ、小径側の端部がかごもしくはカウンタウェイトに対向することを特徴とするエレベータのスプリング緩衝器。
2. 上記円錐コイルスプリングは、圧縮時に、各コイルの内周に次のコイルが順次収容されるように、素線径およびコイル径が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータのスプリング緩衝器。
3. 上記スプリング緩衝器は、カウンタウェイトの緩衝用に用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータのスプリング緩衝器。

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