JP2011116504A - エレベータ用かご及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量、難燃性を確保しつつ、剛性、曲げ強度等の機械的強度が向上したエレベータ用かごを得る。
【解決手段】この発明に係るエレベータ用かごは、繊維強化複合材料からなるスキン材８で表面を覆ったパネル６により区画されたかご室を有するエレベータ用かごにおいて、スキン材８は、補強繊維に難燃性樹脂を含浸させた難燃層１０と、この難燃層１０に積層して設けられ補強繊維に非難燃性樹脂を含浸させた非難燃層９とが一体化されて構成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、表面が繊維強化複合材料からなるスキン材で覆われたパネルにより区画されたかご室を有するエレベータ用かご、及びその製造方法に関するものである。

従来のエレベータ用かごは、かご室やかご枠がスチールもしくはアルミニウム合金で作られているが、そのようなかごは重く、大きな駆動力を必要とするばかりか、慣性が大きいので運転に際して高度な制御を要する。
このような要求に対して、ＦＲＰ板（Fiber Reinforced Plastic）をスキン材とし、発泡体をコア材としたサンドイッチパネル構造あるいはＦＲＰ板をスキン材及びストリンガとした中空断面パネル構造を採用したエレベータ用かごが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９-２９５７８２号公報

このようなエレベータ用かごにおいて、ＦＲＰ板のスキン材に難燃性を付与しようとした場合、補強繊維に難燃性樹脂を含浸することで難燃性スキン材を得ることができるものの、難燃性樹脂に例えばりん酸エステル系難燃剤が添加されていた場合、可塑剤としても作用するので、非難燃性スキン材に比べてスキン材の機械的強度が低下するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、軽量、難燃性を確保しつつ、剛性、曲げ強度等の機械的強度が向上したエレベータ用かご、及びその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ用かごは、繊維強化複合材料からなるスキン材で表面を覆ったパネルにより区画されたかご室を有するエレベータ用かごにおいて、
前記スキン材は、補強繊維に難燃性樹脂を含浸させた難燃層と、この難燃層に積層して設けられ補強繊維に非難燃性樹脂を含浸させた非難燃層とが一体化されて構成されている。

また、この発明に係るエレベータ用かごの製造方法は、補強繊維で構成された補強繊維体上に、剥離用のピールプライ及び樹脂拡散用のフローメディアを順次載置する工程と、
前記補強繊維体上をバギングフィルムで覆い、補強繊維体を外気と遮断する工程と、
前記バギングフィルム内を真空吸引するとともに、非難燃性樹脂または難燃性樹脂の一方をフローメディアを通じて補強繊維体に含浸させる工程と、
引き続き、前記バギングフィルム内を真空吸引するとともに、非難燃性樹脂または難燃性樹脂の他方をフローメディアを通じて補強繊維体に含浸させる工程と、
この後、前記非難燃性樹脂及び前記難燃性樹脂を硬化させる工程と、
前記ピールプライを剥離することでフローメディアを分離して非難燃層及び難燃層で構成されたスキン材を形成する工程とを備えている。

この発明に係るエレベータ用かごによれば、スキン材は、補強繊維に難燃性樹脂を含浸させた難燃層と、この難燃層に積層されて設けられ補強繊維に非難燃性樹脂を含浸させた非難燃層とが一体化されて構成されているので、軽量、難燃性を確保しつつ、補強繊維の全体が難燃性樹脂で含浸されたスキン材と比較して、剛性、曲げ強度等の機械的強度が向上する。

この発明の実施の形態１によるエレベータ用かごの斜視図である。 図１のエレベータ用かごのパネルを示す部分断面図である。 図１のエレベータ用かごのアングル示す平断面図である。 図１のエレベータ用かごのかご室を示す平断面図である。 図１のエレベータ用かごのかご室を示す分解斜視図である。 図２のパネルのスキン材をＶａＲＴＭ法を用いて製造する真空含浸装置の構成図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ用かごのパネルを示す部分断面図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ用かごの金属枠を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータ用かごの整風カバーを示す断面図である。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータ用かごの斜視図である。
このかごは、床板１、側板２、天板３及び背板４からなるボックス状のかご室にかごドア５を取付けることで構成されている。
図２は、床板１、側板２、天板３及び背板４それぞれの構成部材であるパネル６を示す部分断面図である。
このパネル６は、コア材７と、このコア材７を両面で挟んだ接着されたスキン材８とから構成されている。
スキン材８は、コア材７の両面に接着された非難燃層９と、この非難燃層９の表面に設けられた難燃層１０とから構成されている。
非難燃層９及び難燃層１０は、ともにマトリックス樹脂及び補強繊維を有している。さらに、難燃層１０は、難燃剤を含有している。

上記コア材７としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、エポキシ樹脂等のフォーム（発泡体）が用いられる。中でも、素材単体に難燃性のあるフェノール樹脂を用いることが好ましい。
また、アルミニウムフォーム等の無機質フォームやシンタクチックを用いることもできる。
さらに、アルミニウムハニカム、紙ハニカム、ポリアラミド繊維紙のハニカムにフェノール樹脂を含浸してなるハニカム体を用いることもできる。

上記マトリックス樹脂としては、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂が用いられる。
上記補強繊維としては、高強度、高弾性率で、軽量な、炭素繊維、ガラス繊維あるいは有機繊維が用いられる。特に軽量・高強度の点から炭素繊維が好ましい。
使用する補強繊維の形態としては平織が強度の異方性がない点で好ましいが、一方向に引き揃えた繊維、綾織を用いることもできる。
上記難燃剤としては、りん酸エステル系難燃剤、りん─窒素化合物系、金属水酸化物系等の添加型あるいは反応型難燃剤が用いられる。
また、難燃層１０は、難燃剤を添加することなく、はじめから難燃化された難燃性樹脂を用いて形成してもよい。

図３は、床板１、側板２、天板３及び背板４間を連結するアングル２２の平断面図、図４は、図１のかご室の平断面図、図５は、図１のかご室の分解斜視図である。
なお、図５では、対向したアングル２２のうち内側のアングル２２は省略されている。
この断面Ｌ字形状のアングル２２も、パネル６のスキン材８と同じ材質のアングル用スキン材８Ａで構成されており、非難燃層に難燃層が積層されたにアングル用スキン材８Ａのうち、非難燃層には、各パネル６のコア材７が接着されている。
このアングル２２は、コア材７を両面で接着することで、床板１、側板２、天板３及び背板４の相互が連結され、エレベータのかご室が形成される。
なお、エレベータ用かごの現地組立性を考慮し、かご室の容量にもよるが、輸送上、床板１、側板２、天板３及び背板４は、一面ではなく、短冊状に分割できる形状のものでもよい。
また、全てをスキン材８Ａを有するアングル２２とするのではなく、床板１、側板２、天板３及び背板４を相互に連結する複数のアングルのうち一部のアングルについては、金属製であってもよい。

なお、ドア５についても、パネル６のスキン材８と同じ材質のドア用スキン材を有しており、非難燃層に難燃層が積層されたにドア用スキン材のうち、非難燃層にはコア材が接着されている。

図６は、真空含浸法(Vacuum assisted Resin Transfer Molding:以下、ＶａＲＴＭ法と呼ぶ）を用いてスキン材８，８Ａを製造する真空含浸装置の構成図である。
この真空含浸装置は、ベース１１と、このベース１１の上面に囲って設けられ上面が粘着性のシール材１２と、シール材１２の内側に先端部が臨んだ注入配管１３と、この注入配管１３の他端部が臨み、樹脂が貯留される樹脂タンク１４と、シール材１２の内側に先端部が臨んだ吸引配管１５と、この吸引配管１５の他端部に接続された真空ポンプ１６と、シール材１２と協働してシール材１２の内部を密閉するバギングフィルム１７とを備えている。

次に、この真空含浸装置を用いてスキン材８，８Ａを製造する手順について説明する。
先ず、ベース１１上に補強繊維体１８を載置し、さらにこの補強繊維体１８の上面に剥離用のピールプライ１９及び樹脂拡散用のフローメディア２０を載置する。
この補強繊維体１８は、多層に積層された補強繊維で構成され、この層数により補強繊維体１８の厚みが設定される。この補強繊維体１８は、上下方向に沿った空隙率は高く、水平方向に沿った空隙率は低い。従って、補強繊維体１８に対する樹脂の含浸速度は、上下方向が水平方向に対して著しく大きい。
また、フローメディア２０は、上下方向に沿った空隙率は高く、従って補強繊維体１８に対する樹脂の含浸は、主にフローメディア２０を通じて補強繊維体１８内に浸入し、ベース１１に向けて進行する。
この後、補強繊維体１８上にバギングフィルム１７を覆い、バギングフィルム１７の縁部をシール材１２に接着し、シール材１２の内部を外気と遮断する。

次に、真空ポンプ１６を駆動して、バギングフィルム１７の内部の空気を吸引配管１５を通じて吸引する。
この空気の吸引とともに、注入配管１３を通じて、樹脂タンク１４内のマトリックス樹脂２１をシール材１２の内部に浸入させ、引き続きフローメディア２０を通じて補強繊維体１８の内部に含浸させる。
この後、真空ポンプ１６を再度駆動して、別途設置されマトリックス樹脂２１に難燃剤が混合された樹脂タンク（図示せず）から注入配管１３を通じて、難燃剤入りのマトリックス樹脂をシール材１２の内部に浸入させ、フローメディア２０を通じて先に浸入していたマトリックス樹脂２１を補強繊維体１８の下部に押しやり、補強繊維体１８の上部に含浸させる。
この後、数時間自然放置してマトリックス樹脂２１を硬化させた後、ピールプライ１９を剥離することでフローメディア２０を補強繊維体１８から分離することで、上部が難燃層１０で下部が非難燃層９で構成されたスキン材８，８Ａが完成する。

このＶａＲＴＭ法による方法は、オートクレーブ（加圧炉）等の大掛かりな設備が不要で、低コストでスキン材８，８Ａを成形することができる。
また、この方法によりスキン材８，８Ａを成形する場合、フローメディア２０、ピールプライ１９、補強繊維体１８への樹脂の透過性の点で樹脂が低粘度である必要性があるものの、設備の規模の制約を受けることなく、容積の大きなスキン材８，８Ａも成形することができる。
また、樹脂に添加される触媒の添加量を調整することで、樹脂の硬化速度を調節することができ、補強繊維体１８の内部に樹脂が浸入する際に、途中で硬化した樹脂で浸入が妨げられることなく、補強繊維体１８の全体に樹脂が行き渡り、かつ短時間で樹脂を硬化させることができる。

以上説明したように、この実施の形態のエレベータ用かごによれば、スキン材８，８Ａは、補強繊維に難燃性樹脂を含浸させた難燃層１０と、この難燃層１０に積層して設けられ補強繊維に非難燃性樹脂を含浸させた非難燃層９とが一体化されて構成されているので、軽量、難燃性を確保しつつ、補強繊維の全体が難燃性樹脂で含浸されたスキン材と比較して、剛性、曲げ強度等の機械的強度が向上する。

また、一対のスキン材８，８Ａ間には、両面が非難燃層９に接着されたコア材７が設けられているので、繊維強化複合材料のみでかごのパネルを製造した場合と比較して製造コストが低減される。

また、補強繊維として、炭素繊維を用いた場合には、かごが軽量化され、かつ機械的強度が向上する。

また、隣接したパネル６間を連結したアングル２２のアングル用スキン材８Ａは、パネル６のスキン材８と同じ材質であり、パネルを軽量かつ高強度に固定することができる。

また、ドア５のドア用スキン材は、パネル６のスキン材８と同じ材質であり、剛性、曲げ強度等の機械的の低下を抑制しながら、軽量で難燃性のドアを得ることができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２のパネル６Ａを示す部分断面図である。
この実施の形態では、難燃層１０の表面に不燃層２３が形成されている。
この不燃層２３は、金属箔または、不燃のシートあるいは壁紙を難燃層１０の表面に貼り付けることにより形成される。また、不燃塗装により形成してもよい。
なお、金属箔等を貼り付ける際には、無機系の接着剤を使用するのが好ましいが、マトリックス樹脂２１を接着剤として用いることもできる。このマトリックス樹脂２１を用いた場合には、発煙が抑制できるという点でハロゲン系難燃剤を添加してもよい。
また、該表面に貼り付ける不燃層２３によっては、接着剤に難燃剤を添加しなくてもよい。
なお、他の構成は、実施の形態１のエレベータ用かごと同じである。

この実施の形態のエレベータ用かごによれば、不燃層２３を金属箔、あるいは塗装で形成することでも、パネル６Ａの難燃性を向上させることができる。
また、不燃層２３を不燃性シートあるいは壁紙で形成することで、パネル６Ａの難燃性に加えて意匠性も向上させることができる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３のエレベータ用かごの金属枠２４を示す斜視図である。
この実施の形態では、各辺部２６が連結して立方体形状の金属枠２４が形成されている。
各辺部２６の端面にはパネル６の端面が接着して、隣接したパネル６同士は金属枠２４を介して連結されている。
他の構成は、実施の形態１のエレベータ用かごと同じである。

この実施の形態のエレベータ用かごによれば、かご室を形成する、床板１、側板２、天板３及び背板４は、金属枠２４により強固に連結される。
また、かご室を組立てる際に、床板１、側板２、天板３及び背板４を各辺部２６間に組み入れればよく、組立作業性がよい。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４のエレベータ用かごの整風カバー２５を示す斜視図である。
この実施の形態の整風カバー２５は、かごの上部、及び下部に設けられており、高速エレベータにおけるかごの昇降時の空気抵抗を減ずるものである。
この整風カバー２５も、実施の形態１のパネル６と同一の材料、即ちコア材７の両面にスキン材８が接着されて構成されている。
他の構成は、実施の形態１のエレベータ用かごの構成と同じである。

この実施の形態のエレベータ用かごによれば、整風カバー２５も、実施の形態１のパネル６と同じ材料であり、剛性、曲げ強度等の機械的強度の低下を抑制しながら、難燃性が得られる。

なお、上記各実施の形態では、コア材７を有するパネル６について説明したが、コア材７を有することなく、非難燃層９及び難燃層１０の２層で形成されたパネルであってもよい。

１ 床板、２ 側板、３ 天板、４ 背板、５ ドア、６ パネル、７ コア材、８ スキン材、８Ａ アングル用スキン材、９ 非難燃層、１０ 難燃層、１１ ベース、１２ シール材、１３ 注入配管、１４ 樹脂タンク、１５ 吸入配管、１６ 真空ポンプ、１７ バギングフィルム、１８ 補強繊維体、１９ ピールプライ、２０ フローメディア、２１ マトリックス樹脂、２２ アングル、２３ 不燃層、２４ 金属枠、２５ 整風カバー、２６ 辺部。

Claims (10)

1. 繊維強化複合材料からなるスキン材で表面を覆ったパネルにより区画されたかご室を有するエレベータ用かごにおいて、
   前記スキン材は、補強繊維に難燃性樹脂を含浸させた難燃層と、この難燃層に積層して設けられ補強繊維に非難燃性樹脂を含浸させた非難燃層とが一体化されて構成されていることを特徴とするエレベータ用かご。
2. 前記スキン材の表面には不燃層が形成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用かご。
3. 一対の前記スキン材間には、両面が前記非難燃層に接着されたコア材が設けられてい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用かご。
4. 前記補強繊維は、炭素繊維であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のエレベータ用かご。
5. 隣接した前記パネル間には、断面Ｌの字形状のアングルが設けられ、このアングルは、前記スキン材と同じ材質のアングル用スキン材で構成されているとともに、前記コア材に接着して隣接した前記パネル間同士を連結していることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ用かご。
6. 隣接した前記パネル間には、断面Ｌの字形状のアングルが設けられ、このアングルは、金属で構成されているとともに、前記コア材に接着して隣接した前記パネル間同士を連結していることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ用かご。
7. 各辺部が連結して形成された立方体形状の金属枠は、各辺部が前記パネルに接着して、隣接した前記パネル同士が連結されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のエレベータ用かご。
8. 前記かご室に取付けられかご室を開閉するドアは、前記スキン材と同じ材質のかご用スキン材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載のエレベータ用かご。
9. 上部及び下部にそれぞれ設けられ昇降時の空気抵抗を減ずる整風カバーは、前記スキン材と同じ材質のカバー用スキン材を有することを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のエレベータ用かご。
10. 請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載のエレベータ用かごの製造方法であって、
    前記補強繊維で構成された補強繊維体上に、剥離用のピールプライ及び樹脂拡散用のフローメディアを順次載置する工程と、
    補強繊維体上をバギングフィルムで覆い、補強繊維体を外気と遮断する工程と、
    前記バギングフィルム内を真空吸引するとともに、非難燃性樹脂または難燃性樹脂の一方をフローメディアを通じて補強繊維体に含浸させる工程と、
    引き続き、前記バギングフィルム内を真空吸引するとともに、非難燃性樹脂または難燃性樹脂の他方をフローメディアを通じて前記補強繊維体に含浸させる工程と、
    この後、前記非難燃性樹脂及び前記難燃性樹脂を硬化させる工程と、
    前記ピールプライを剥離することでフローメディアを分離して前記非難燃層及び前記難燃層で構成された前記スキン材を形成する工程と
    を備えたことを特徴とするエレベータ用かごの製造方法。

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