JP2009523677A - エレベータおよびエレベータブレーキ - Google Patents

Abstract

本発明は、エレベータおよびエレベータブレーキに関するものであり、このエレベータは少なくとも、トラクションシーブ（6）を備えた巻上機（5）と、トラクションシーブの回転運動に作用し、少なくとも１つのブレーキシュー（12）および制動面（11a）を備えたブレーキ（10）と、ガイドレール（4）に沿って動くエレベータカー（1）をトラクションシーブ（6）を用いて動かすための巻上ロープ（3）とを含む。非常制動時にエレベータカー（1）が上方向に動いているとき、ブレーキ（10）のブレーキシュー（12）は制動面（11a）の回転方向に動くようになっている。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載されるエレベータ、および請求項４の前段に記載されるエレベータブレーキに関するものである。

規則によると、エレベータは非常用ブレーキを含んでいなければならず、このブレーキは、電力供給が遮断されている場合などの非常事態にスイッチが入る。例えば、エレベータの通常の保持ブレーキが非常用ブレーキとして使用され、このブレーキは、エレベータカーを、通常時にカーが乗り場にいるときの位置に保持する。通常時におけるカーの減速は、普通、モータ制動によって行われる。カウンタウェイトのないエレベータにおいて、上昇時に非常用ブレーキを接続すると、地球の重力が合わさって、エレベータカーに非常に大きな減速をもたらすため、乗客の安全を脅かす恐れがある。したがって、上方向に走行する場合、カウンタウェイトを有さないエレベータのエレベータカーを非常用ブレーキであまり効果的にあるいは全く必要なく減速すべきでない。

本発明の目的は、前述の欠点を解消して、シンプルで操作上の信頼性の高いエレベータおよびエレベータブレーキを実現し、その解決法が乗客に余計な不安状況や危険状況をもたらさないようにすることである。本発明によるエレベータは、請求項１の特徴部に開示されている事項により特徴付けられる。また、本発明によるエレベータブレーキは、請求項４の特徴部に開示されている事項により特徴付けられる。本発明のその他の実施例は、他の請求項に開示されている事項により特徴付けられる。

本発明の実施例は、本願の明細書にも示されている。本願の発明の内容は、特許請求の範囲に規定されているものとは別の形で規定することも可能である。また、本発明の内容は、本発明をとくに文言あるいは内在するサブタスクの点から見た場合、または達成される利点あるいは利点の種類から見た場合、いくつかの別々の発明から成っていてもよい。この場合、特許請求の範囲に含まれる構成要素のいくつかは、別々の発明の概念からみて不必要であるかもしれない。同様に、本発明の各実施例に関連して表された異なる細部を、他の実施例に適用することもできる。個々に解決される問題として、例えば、ブレーキの空隙の調整や、上方向あるいは下方向に発生する制動を支持する支持力の誘導などが挙げられるであろう。

本発明では、ブレーキのトラクションシーブに作用する制動は、エレベータカーが上方向に動いているときに非常制動が行われると、ブレーキシューが少なくともある程度の距離だけトラクションシーブの動きに追従するようにすることで軽減される。好ましくは、ブレーキシューのブレーキホイールに同時に作用する垂直力も、並行して軽減される。

本発明によるエレベータおよびその制動方式の利点は、カウンタウェイトを有さないエレベータのエレベータカーの上方向への動きが、非常制動時に急激に減速しないことであり、この場合、エレベータカーの突然の停止によってカーの乗客に危険が及ぶことがない。他の利点として、信頼性が高く、操作上確実な構造であることが挙げられる。他の利点は、本発明の方式は、カウンタウェイトを備えたエレベータでの使用にも適していて、この場合、急激な減速によって、巻上ロープとトラクションホイールとの間および巻上ロープと転向プーリとの間に起こる滑りを防ぐことができる。これによって、少なくとも、ロープ、トラクションホイール、および転向プーリが保護される。

次に、本発明を、添付の図面を参照しながらいくつかの実施例とともに詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる方式に適用し得る、カウンタウェイトを有さないトラクションシーブエレベータを、概略的かつ簡易的に示した側面図である。このエレベータは、巻上ロープ3に懸垂されるカースリング2に設置されてガイドレール4に沿って本質的に上下方向に移動するエレベータカー1に加え、少なくとも、巻上モータを備えたエレベータ巻上機5、トラクションシーブ6、およびエレベータ制御システム8を含む。巻上ロープ3の第１端はカースリング2の上部に固定され、そこからロープはトラクションシーブ6を回って通過するように案内され、次に巻上機5の転向プーリ7の下を通り、再びトラクションシーブ6の上を通過する。そこからロープは、エレベータシャフト底部に固定された転向プーリ9の下へと走行し、カースリング2の底部に至り、そこに巻上ロープ3の第２端が固定される。エレベータは、トラクションシーブ6と巻上ロープ3との間に生じる摩擦によって巻上機5から吊上力を得る。図１に示すローピング懸垂は、カウンタウェイトのないエレベータのための簡易なローピング構成である。たいていの場合、巻上ロープ3を多数の転向プーリを経由するように案内して、所望の懸垂比を得る。また巻上機は、例えば２つのブレーキ10を含み、これらは中心軸の両側に位置する。ブレーキ10は本来は保持ブレーキであり、エレベータカー1が乗場にあるとき、カーをその位置に保持する。通常、エレベータカーの動作の制動は、巻上モータのモータ制動によって行われる。ブレーキ10は非常ブレーキとしても用いられ、その場合、とくにカウンタウェイトを有さないエレベータにおいて、巻上ロープとトラクションシーブ6との間の十分な摩擦によって、非常に大きな減速がこのブレーキから得られる。減速が大きすぎると、前述のごとく、とくにカウンタウェイトのないエレベータが上昇する場合に問題となる。そのため本発明では、エレベータカー1の上昇中にブレーキ10のスイッチが入ると、ブレーキホイールにかかるブレーキシューの圧迫を軽減することで、ブレーキ10の制動力を低減させる。

図２は、エレベータのブレーキ装置の断面部分の側面を示す図であり、この装置には本発明による方式の一実施例が用いられている。ここでは、エレベータが停止しているときのブレーキの作動状態を示しているが、エレベータカーの下降時に非常時制動が働いている際にも、ブレーキはほぼ同様の状態となる。

巻上機5は、少なくとも固定ステータおよび回転ローターを含み、これらに同調して、制動面11aを備えたブレーキホイール11が回転する。さらに、トラクションシーブ6はローターに固定されて、ローターと共に回転する。ブレーキ10は、少なくとも巻上機5に固定されたブレーキフレーム13を含み、このフレームは巻線を備えた電磁石20を少なくとも１つ含んでいる。フレームと連係して動くように取り付けられたブレーキプレート15が、ブレーキフレーム13上であってブレーキホイール11とフレーム13との間に設けられ、さらに、くさび状部分16を備えたブレーキシュー12が、ブレーキプレート15とブレーキホイール11との間に位置し、くさび状部分16はブレーキプレート15とブレーキシュー12との間に設けられている。ブレーキプレート15側のくさび状部分16のくさび状面とそれに対応するブレーキプレート15のくさび状部分側の表面とが、実質的にまっすぐな第１摺動面16aを形成し、この摺動面はある角度で傾斜し、エレベータカー1を上方向に動かす回転方向にブレーキホイール11を開放する。この回転方向は、図中では矢印Aで示されている。また、側面から見てくさび状部分16とブレーキシュー12との間にある第２摺動面25は湾曲して、くさび状部分16が摺動面25上をブレーキシュー12に対して滑るが、くさび状部分16はブレーキプレート15とブレーキシュー12との間から外れることはない。望ましくは、ブレーキプレート15とくさび状部分16との間のくさび角は、両者間の摩擦角よりかなり大きく、また十分なくさび角の他に、あるいはそれに加えて、ブレーキプレート15、くさび状部分16、およびブレーキシュー12の介在位置の変更の容易性も、各部分に適した材質を選ぶことで実現されるのがより望ましい。この場合、ブレーキプレート15、くさび状部分16、およびブレーキシュー12間の相互の摺動面における摩擦は少ない。

ブレーキフレーム13は、フレームの中心にフレームを貫いて伸びるセンター穴を有し、センター穴には、ブレーキプレート15側のフレームに伸びる内腔24、および同心の少なくとも１つの第２内腔22があり、第２内腔22はフレーム13のブレーキプレート15の反対側に開口している。内腔22は、フレーム13を貫くようには伸びていず、また内腔22の直径は内腔24の直径より大きく、フレーム内の内腔同士が出会う場所には環状のつば21が設けられている。また、押さえピン18が、内腔22、24を貫通するように取り付けられていて、ピンの主に内腔24に位置する部分の直径は、主に内腔22に位置する部分の直径より大きく、押さえピン18のそれぞれの直径が出会う場所に環状のつば19が設けられている。押さえピン18の直径が大きい部分の長さは、センター穴の直径の小さい内腔24の長さより実質的に長くなるように選択される。円板ばねパック14はその第１端部が係止部材23で固定されて、直径の大きい内腔22内の押さえピン18の周囲に位置し、つば19を介してその第２端部で押さえピン18をブレーキシュー12へと押し付けるよう設置される。ブレーキプレート15は停止面を含み、押さえピン18は制動段階においてこの停止面を押圧して、ブレーキプレートのブレーキシュー12への動きをもたらす。

制動状態において、電磁石20への電流が切断されると、円板ばねパック14はつば19の押さえピンをブレーキホイール11のほうへ押す。押さえピン18自体は、ブレーキプレート15、およびブレーキプレートとくさび状部分16とを介してブレーキシュー12をブレーキホイール11へと押し付ける。フレームの直径の小さい内腔24に設けられたつば21は、円板ばねパック14が押さえピン18をブレーキホイール11に押し付けすぎないようにする。ブレーキが作動していない場合、電磁石20はブレーキシュー12をブレーキホイール11の制動面11aから離したまま保つ。図２にはブレーキ10が１つしか示されていないが、もう１つのブレーキは、例えば、巻上機5の反対側に配されている。この場合、ブレーキ10は巻上機の上部および下部に配設されるが、図１による方式では、巻上機の両側に配されている。

図３は、本発明によるエレベータのブレーキ装置の一部を示し、ここでは、エレベータカーの上昇時に非常時制動となり、ブレーキ軽減機能のスイッチが入った状態である。本発明の意図は、エレベータカー1が上昇しているとき、例えば電力の供給が停止した場合に非常時制動が作動しても、ブレーキ10は実質的には減速させないことにある。同様に、エレベータカー1が停止または下降中で、ブレーキ10が接続している場合、ブレーキ10は従来のブレーキと同じように動作する。すなわち、カー1の位置を維持するか、または下降運動を減速させる。これは、本発明のくさび方式によるブレーキと同様のブレーキで実現可能である。

エレベータカー1が上方向に動いているとき、ブレーキホイール11は、図示されている矢印Aの方向、つまり反時計方向に回転する。カーの上昇中にブレーキ10のスイッチが入ると、ブレーキシュー12のくさび状部分16と、ブレーキプレート15と、ブレーキシュー12とが相互に適合されているので、ブレーキシュー12と制動面11aの間の摩擦により、ブレーキシュー12をブレーキホイール11に沿って制動面11aの回転方向、つまり、矢印A方向に動かすことができる。次いで、くさび状部分16は摺動面16aおよび25に対して動き、同時に、ブレーキシュー12は制動面11aから離れる。しかし、フレームで支持されるバネ作用抑制および復元要素17によってブレーキシュー12の所定距離以上の動きが阻止されるため、ブレーキシュー12はあまり大きく動くことはできない。ブレーキシュー12がブレーキプレート15の下方側に十分に動くと、円板ばねパック14の最下部のバネがフレーム13の中心穴のつば21と係合し、押さえピン18はブレーキプレート15をそれ以上ブレーキホイール11側に押さなくなる。この場合、上述のブレーキホイール11への圧迫はブレーキシュー12に働かなくなり、ブレーキシュー12は制動面11aから少し離れることができる。その結果、実質的な制動力はなくなり、エレベータカーは地球の重力の影響を受けて緩やかに停止する。

エレベータカー1の上方向への動きが地球の重力によって止められると同時に、エレベータカーはすぐに下方に動こうとする。この場合、もしエレベータカー1が停止後も下方に動き続ければ、ブレーキシュー12は、抑制および復元要素17のバネ力およびブレーキシュー12と制動面11aとの間の摩擦によって通常の位置に押し戻される。すると、ブレーキ10はエレベータカーをその位置にとどめ、その後このブレーキは一般的な保持ブレーキとして機能する。抑制および復元要素のバネ力を調整することで、上方向に発生する制動力を少なくともある程度調節することも可能である。

抑え要素26は図中では調整ねじとして示され、復元要素17のバネと共にブレーキシュー12の静止位置を決定する。また、抑え要素26は、少なくともそれ自体は、下方向に対する制動が行われる際に、ブレーキシューがブレーキホイールの動きに追従することを妨げる。抑え要素26は下方向への制動に耐えるために、ブレーキプレート15または可能であればブレーキの他の部分からの支持を受ける。また、抑え要素として機能する調整ねじはその調整許容範囲内において、ブレーキシュー12、ブレーキプレート15、およびくさび状部分16によって制動ストローク方向に形成される要素の高さを決める。この場合、ブレーキシュー12と制動面11aとの間の空隙は、容易に調整することができる。

当業者には明らかなことであるが、本発明は上述の例のみに限定されるものではなく、本願特許請求の範囲において変更可能である。したがって、例えば、非常時制動状態における制動力を、上述以外の別個の機器構造を用いて軽減することも可能である。制動力を機械的に軽減する代わりに、電磁石を用いて電気的に軽減することができ、またあるいは液圧を用いて軽減することもできる。

また、当業者にとって当然のことながら、エレベータの懸垂比は1：1よりも大きくてもよい。例えば、本発明の観点から、2：1、4：1、8：1の比率、またはそれ以外の奇数比を含む比率を容易に実現することができる。

さらに、本発明は、カウンタウェイトを有さないエレベータだけでなく、例えばカウンタウェイトを有するタイプのエレベータにおける使用にも適していることも、当業者には明白である。このカウンタウェイトの重さは、最大でも空のエレベータカーの重量程度である。この場合、急激な減速による巻上ロープとトラクションホイールとの間および巻上ロープと転向プーリとの間の滑りを防止することができる。

本発明による方式に適用可能な、カウンタウェイトのないトラクションシーブエレベータを概略的に示した側面図である。 本発明による方式の一実施例を用いたエレベータのブレーキ装置の断面部を示す側面図である。 図２におけるエレベータのブレーキ装置の断面部を示す側面図であり、ここでは、ブレーキ軽減機能のスイッチが入っている。

Claims (12)

1. 少なくとも、トラクションシーブ（6）を備えた巻上機（5）と、該トラクションシーブの回転運動に作用し、少なくとも１つのブレーキシュー（12）および制動面（11a）を備えたブレーキ（10）と、前記トラクションシーブ（6）を用いてガイドレール（4）に沿って動くエレベータカー（1）を動かすための巻上ロープ（3）とを含むエレベータにおいて、非常制動時に前記エレベータカー（1）が上方向に動いているとき、前記ブレーキ（10）の前記ブレーキシュー（12）は前記制動面（11a）の回転方向に動くことを特徴とするエレベータ。
2. 請求項１に記載のエレベータにおいて、非常制動時に前記エレベータカー（1）が上方向に動いているとき、前記ブレーキシュー（12）の前記制動面（11a）の回転方向への動きが、該ブレーキシュー（12）とブレーキホイール（11）との間の垂直力を軽減させることを特徴とするエレベータ。
3. 請求項１または２に記載のエレベータにおいて、該エレベータの前記ブレーキ（10）は、少なくとも、前記制動面（11a）に向かって動くように取り付けられたブレーキプレート（15）と、該ブレーキプレート（15）と前記ブレーキシュー（12）との間で動くように位置決めされたくさび状部分（16）とを含み、実質的にまっすぐな摺動面（16a）が傾斜した態勢で該くさび状部分（16）と該ブレーキプレート（15）との間に設けられ、前記くさび状部分（16）は、非常制動時に、該摺動面（16a）に沿って実質的に前記制動面の回転方向に滑るように設けられていることを特徴とするエレベータ。
4. 請求項３に記載のエレベータにおいて、該エレベータの前記ブレーキシュー（12）と前記くさび状部分（16）との間の前記摺動面（25）は湾曲していることを特徴とするエレベータ。
5. 少なくとも、フレーム（13）と、該フレーム（13）に対して動くように取り付けられたブレーキプレート（15）と、制動面（11a）を備えるブレーキシュー（12）とを含み、該ブレーキシューは該フレームに対して動くように取り付けられたエレベータブレーキであって、該ブレーキは該ブレーキを作動させる少なくとも１つのばね要素（14）および該ブレーキを開放する少なくとも１つの電磁石（20）を備え、くさび状部分（16）が前記ブレーキプレート（15）と前記ブレーキシュー（12）との間で動くように取り付けられていることを特徴とするエレベータブレーキ。
6. 請求項５に記載のエレベータブレーキにおいて、前記くさび状部分（16）は、前記ブレーキプレート（15）と前記ブレーキシュー（12）の両方に対して動くように取り付けられていることを特徴とするエレベータブレーキ。
7. 請求項５または６に記載のエレベータブレーキにおいて、実質的にまっすぐな摺動面（16a）が、傾斜した態勢で前記くさび状部分（16）と前記ブレーキプレート（15）との間に設けられていることを特徴とするエレベータブレーキ。
8. 請求項５、６、または７に記載のエレベータブレーキにおいて、前記摺動面（16a）は、エレベータカーが上方向に動く回転方向(A)に前記ブレーキホイール（11）を開く角度で傾斜していることを特徴とするエレベータブレーキ。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、前記くさび状部分（16）と前記ブレーキシュー（12）との間には、実質的に湾曲した摺動面（25）が設けられていることを特徴とするエレベータブレーキ。
10. 請求項５ないし９のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、該ブレーキ（10）はバネ作用抑制および復元要素（17）を含み、該抑制および復元要素（17）は、前記ブレーキシュー（12）が前記ブレーキホイール（11）の前記エレベータカーが上方向に動く回転方向（A）に所定の距離だけ動くとその動きを止めて、該ブレーキシュー（12）を通常位置に戻すように設けられていることを特徴とするエレベータブレーキ。
11. 請求項５ないし10のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、該ブレーキ（10）は、エレベータの下方向の制動力を前記ブレーキシュー（12）と前記ブレーキプレート（15）との間に伝達する抑え要素（26）を含むことを特徴とするエレベータブレーキ。
12. 請求項５ないし11のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、該ブレーキ（10）の上方向に生じる制動力は調節可能であることを特徴とするエレベータブレーキ。

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