JP2015016957A - エレベータの安全装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗りかごが各目的停止階の所定高さ位置に停止し、かつ、この状態で昇降不能に機械的にロックされない限り、かごドアと停止階ドアを機械的に開くことができないようにする。【解決手段】エレベータの巻き上げ機21によって昇降する乗りかご11に、昇降ロック部材50を設ける。乗りかご11が各目的停止階に着床すると、この昇降ロック部材50を停止階に形成されたロック溝60に着脱自在に係合させ、乗りかご11の昇降を機械的にロックする。同時に、当該昇降ロック部材50で、かごドア30と停止階ドア31の開放作動を機械的にロックする重力・自立式ドアロック部材42、43を重力に抗して強制的にロック解除する。【選択図】図3

Description

本発明はエレベータの安全装置に関する。
エレベータは建築物の高層化による都市の高度利用に必要不可欠であり、国内では約70万台が設置され、一日に延べ約6億人が利用しているともいわれる。このエレベータは、近年のビルや展望塔等の超高層化にともない、超高速化や低振動化が推進されている。また、エレベータに不可欠の安全技術も、ブレーキ性能向上、各種センサとIC化の融合等により大きく進歩している。さらにエレベータの保守管理体制も、点検項目の徹底やネットワークの利用等で信頼性が高められている。
しかしながら、このような状況でもエレベータによる痛ましい事故が今でも後を絶たない。最も危険な事故はドアが開いたまま乗りかごが昇降する「戸開走行」である。この「戸開走行」を防止するのが戸開走行防止装置である。従来の戸開走行防止装置は、例えば乗りかごがロープ式駆動の場合は二重ブレーキによって構成され、油圧式駆動の場合は二重チェックバルブによって構成されているが、その作動は制御プログラムに依存したものが大半である。これではアルゴリズムの不備等のプログラムミスや、電子部品の劣化等、不具合の原因となる要素を完全に取り除くことは困難である。また、エレベータの安全確認検査においても十分なチェックを行うことが難しい。
例えば、従来、エレベータの乗りかごを各目的停止階に安全にロックするロック装置として、特許文献1(特開2012−91938号公報)に記載のロック装置が知られている。このロック装置は、乗りかごが各目的停止階に停止すると、エレベータの巻き上げ機ブレーキ装置及び補助ブレーキ装置をそれぞれ作動させ、巻き上げ機の駆動シーブに巻き掛けたメインロープと、補助ブレーキ用プーリに巻き掛けた補助ロープをそれぞれロックする。つまり、制動装置を二重化している。
当該ロック装置が作動すると、巻き上げ機ブレーキ装置と補助ブレーキ装置の各ブレーキパッドがロープに押し当てられ、これでロープの動きがロックされる。各ブレーキ装置の作動は、乗りかごが各目的停止階に停止したことを検出する停止階センサの検知結果に基づいて行われる。このため、停止階センサの誤作動により、乗りかごが、各目的停止階の所定の停止位置から上下方向にずれて停止した状態で、かごドアと停止階ドアが開放される可能性がある。また、乗りかごが目的停止階に停止してかごドアと停止階ドアが開放された後、かごドアと停止階ドアが閉じる前に、ブレーキの不具合等で、乗りかごが自然に昇降を開始する戸開走行の可能性もある。
特開2012−91938号公報 特開2008−44782号公報 特開2004−107026号公報
一方、電子回路や制御プログラムに依存しない戸開走行防止装置として、特許文献2(特開2008−44782号公報)の装置が提案されている。この装置は、乗りかごが目的停止階に停止してセンターオープン式のかごドアが左右に開くと、かご上部に左右一対で配設されたくさび体が、かごドアと連動して左右方向外側に水平に突出する。これにより、当該くさび体がエレベータの昇降路の各目的停止階に配設された掛止枠体に係合し、乗りかごの昇降が機械的にロックされる。
しかし、この特許文献2(特開2008−44782号公報)の装置も、乗りかごが目的停止階に停止したか否かを停止階センサで検知するようにしている。このため、停止階センサの誤作動により、乗りかごが目的停止階から上下方向にずれた位置で停止する可能性がある。この状態でくさび体が突出すると掛止枠体との係合に失敗するので、乗りかごがロックされていない状態でかごドアが開く可能性がある。従って、前述した特許文献1と同様の問題を完全には排除することができない。
さらに別の特許文献3(特開2004−107026号公報)の装置では、乗りかごが各目的停止階に停止したことを停止階センサによって検出し、かごドア及び停止階ドアを機械的に閉状態にロックしているストッパをロック解除する。この特許文献3(特開2004−107026号公報)の装置も、乗りかごが目的停止階に停止したか否かを停止階センサで検知するので、停止階センサの誤作動により、前述した特許文献1、2と同様の問題がある。
本発明は以上の課題に鑑み発明するに至ったものであり、その目的は、乗りかごが各目的停止階の所定高さ位置に停止し、かつ、この状態で昇降不能に機械的にロックされない限り、かごドアと停止階ドアを機械的に開くことができない仕組みのエレベータの安全装置を提供することにある。
前記課題を解決するため、本発明は、かごドアと停止階ドアの両方のドアの開放をロックするドアロック部材を、電気等のエネルギーやコンピュータ制御等をまったく使わない、最も単純かつ確実な重力・自立式のロック部材で構成している。そしてこの重力・自立式のドアロック部材を、乗りかご側に装備した昇降ロック・解除部材で安全・確実にロック・解除作動させるようにしている。
すなわち、乗りかご側に装備した昇降ロック・解除部材は、乗りかごが各目的停止階に着床すると停止階側の係合部に係合して乗りかごを昇降不能にロックすると同時に前記重力・自立式ドアロック部材を重力に抗して強制的にロック解除する。これにより、乗りかごと停止階の両ドアをはじめて開くことが可能になる。つまり、乗りかごが正しく着床して昇降不能にロックされることが、両ドアを開くための絶対的な前提条件としている。
本発明によれば、停電をはじめ、乗りかごの停止位置を検出する各種センサの誤作動、ブレーキ部の故障やプログラムミス等にまったく影響されることなく、かごドアと停止階ドアを安全・確実な状態で開閉することができ、戸開走行は勿論のこと、従来から問題となっていた不意に開いたドアからの転落事故等を根絶することが可能になる。
エレベータの昇降路の断面図である。 エレベータの乗りかごの斜視図である。 (A)は乗りかごの正面図、(B)は同側面図、(C)は同平面図である。 (A)は昇降ロック部材とドアロック部材の側面図、(B)は同平面図である。 昇降ロック部材の平面図である。 (A)〜(C)は昇降ロック部材とドアロック部材の作動を示す図である。 エレベータの安全装置の制御システムを示す図である。
以下、本発明に係るエレベータの安全装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
(エレベータの概略)
まず、エレベータの概略を図1により説明する。同図に示すように、エレベータが設置された垂直な昇降路10の内部に、乗りかご11と、当該乗りかごと重量バランスを取るためのカウンターウェイト12が設けられている。乗りかご11は、図1、図2に示すように、昇降路10の左右の内壁に垂直に固定された一対のかごガイドレール13に沿って昇降可能とされている。またカウンターウェイト12は、昇降路10の片方の内壁に垂直に固定されたウェイトガイドレール14に沿って昇降可能とされている。
昇降路10の天井壁の上に、乗りかご11の昇降駆動手段としての巻き上げ機21を備えた機械室20が設けられている。そしてこの巻き上げ機21の駆動シーブ22から昇降路10内に吊り下げられたロープ23の下端部が、乗りかご11の縦枠24上端に固定された上枠25に連結されている。当該ロープ23の反対側端部は、プーリ26に掛け回された状態でウェイトガイドレール14に沿って下方に吊り下げられ、カウンターウェイト12の上端部に連結されている。
そして、乗りかご11がカウンターウェイト12と重量バランスを取った状態で、巻き上げ機21によって昇降されるようになっている。なお、乗りかご11の縦枠24の下端に固定された下枠27に、非常止め装置28が配設されている。この非常止め装置28は、乗りかご11が異常速度で下降すると、乗りかご11をガイドするかごガイドレール13との間に強制的に楔を入れ、乗りかご11を非常停止するものである。
乗りかご11及び各目的停止階に、それぞれ、センターオープン式のスライドドア(かごドア30及び停止階ドア31)が設けられている。ドアの形式は特にセンターオープン式に限るものではなく、小型エレベータによく使用されるサイドオープン式の一枚ドアや、大型エレベータ等で使用される上下オープン式のドアでも構わない。
かごドア30は、図2に示すように、ドアハンガ34に支持されている。このドアハンガ34は、乗りかご11の乗降口32の上部に配設された水平なドアレール33に摺動可能に取り付けられている。乗りかご11の天井板の上に、モータやシリンダ等によって構成される公知のかごドア駆動手段35が配設され、このかごドア駆動手段35によってドアハンガ34が水平方向に駆動されるようになっている。
一方、停止階ドア31も、図示しないが、かごドア30と同様に、各階の乗降口36の上部に配設された水平なドアレールに沿って摺動するドアハンガに支持されている。ただし、停止階ドア31は独立した駆動手段がなく、公知のインターロック機構を介してかごドア30によって開閉されるようになっている。すなわち、乗りかご11が目的停止階に止まると、かごドア30側の解錠装置が停止階ドア31のインターロックにかみ合う。そして、かごドア30の開閉力がインターロックを介して停止階ドア31に作用し、停止階ドア31の施錠が解除されて停止階ドア31が開閉される。
(安全装置)
エレベータは概略以上のように構成されている。次に、このエレベータの安全装置について図3〜図8に基づいて説明する。この安全装置は、重力・自立式ドアロック部材42、43と昇降ロック部材50を主要な構成要素とする。最初に重力・自立式ドアロック部材42、43について説明し、次に昇降ロック部材50について説明する。
(ドアロック部材)
かごドア30の敷居レール40及び停止階ドアの敷居レール41に、図3及び図4に示すように、共通形状の重力・自立式ドアロック部材42、43がセンターオープン式スライドドアに対応して左右一対で配設されている。これら重力・自立式ドアロック部材42、43は所定長さの棒材又は板材で構成されたもので、各ドア30、31が閉じた状態から開放されるのが重力・自立式ドアロック部材42、43でロックされるようになっている。また、重力・自立式ドアロック部材42、43は、後述する図5の昇降ロック部材50によってロック解除されるようになっている。
重力・自立式ドアロック部材42、43は、詳しくは図6に示すように、乗りかご11の乗降口32下部と目的停止階の乗降口36下部に水平に固定された支軸44を中心として、垂直状態と水平状態の間を回動自在とされている。重力・自立式ドアロック部材42、43は、当該支軸44によって上端部に近い位置が支持され、重力・自立式ドアロック部材42、43の垂直状態において、その重心位置が支軸44よりも下方になるように構成された、いわゆる重力・自立式のドアロック部材である。重力・自立式ドアロック部材42、43は電気等のエネルギーやコンピュータ制御等をまったく使わないので、故障がなくて作動が確実であり、メンテナンス等も容易である。
そしてこの垂直状態で、支軸44よりも上方に飛び出たロック部42a、43aが、ドア30、31の敷居レール40、41上に突出するように構成されている。この突出位置は、ドア30、31が完全に閉じた状態で当該ドア30、31の後端部に隣接した位置である。また重力・自立式ドアロック部材42、43が水平状態になると、前記ロック部42a、43aが敷居レール40、41の下側に隠れるように構成されている。
重力・自立式ドアロック部材42、43の中間部には、直角方向に突出したストッパ部42b、43bが形成されている。このストッパ部42b、43bに、後述する昇降ロック部材50の先端部が当接するように構成されている。なお、前記ロック部42a、43aに、必要に応じて、ドアの下端部に形成した凹部61に嵌合する凸部62を形成してもよい。これにより、ドア30、31の開放をより確実にロックすることができる。
支軸44の下方に、第1検出手段としてのドアロックセンサ45、46が横向きに配設されている。かごドアロックセンサが45であり、停止階ドアロックセンサが46である。これらドアロックセンサ45、46は、重力・自立式ドアロック部材42、43が図6(A)のように垂直状態に回動してドア30、31の開放をロックすると、重力・自立式ドアロック部材42、43の下端部によって押圧される。これにより、ドアロックセンサ45、46の検知部が押圧されて当該ロックが完了したことを検知する。ドアロックセンサ45、46には、リミットスイッチ、通電センサ、近接センサ又は光電センサ等の各種センサを使用することができる。
(昇降ロック部材)
次に昇降ロック部材50について説明する。昇降ロック部材は、エレベータが目的階に確実・安全に停止したことを機械的・電子的に確認した状態で、重力・自立式ドアロック部材を解放する機能を有するものである。すなわち乗りかご11の床下部11aに、図5に示すように、床下部11aに垂直に固定された支点ピン48を中心として水平方向に旋回自在な昇降ロック部材50が配設されている。この昇降ロック部材50は、重力・自立式ドアロック部材42、43に対応して左右一対で配設されている。昇降ロック部材50は強度のある金属製棒材又は板材を所定長さに形成したもので、リンク機構51を介してシリンダ52によってロック位置と非ロック位置の間を揺動可能に構成されている。このリンク機構51は、外力によって昇降ロック部材50が自然に揺動するのを防止する作用がある。シリンダ52の本体は垂直な支軸57によって床下部11aに揺動可能に軸支されている。
リンク機構51は、支軸53を中心として水平方向に回動可能な回動板54と、2つのリンクプレート55、56で構成されている。回動板54の中間部分にシリンダ52のピストンロッド52aが連結され、回動板54の先端部に第1リンクプレート55がピン結合されている。当該第1リンクプレート55の他端に、第2リンクプレート56の一端がピン結合されている。第2リンクプレート56の他端は昇降ロック部材50の基端部50aに固定されている。そして第2リンクプレート56は昇降ロック部材50と一体的に旋回するようになっている。
従って、シリンダ52のピストンロッド52aが伸びた状態で、昇降ロック部材50が図5の実線のロック位置に移動する。シリンダ52のピストンロッド52aが短縮した状態では、昇降ロック部材50が図5の破線の非ロック位置に移動する。
一方、乗りかごの停止階フロア37ごとに、図4に示すように、昇降路10側に開口した係合部としてのロック溝60が形成されている。当該ロック溝60は、平面視で昇降ロック部材50の支点ピン48を中心とした円弧状の凹部を有し、昇降ロック部材50の先端部が水平方向から振り込まれて係合可能に構成されている。そして昇降ロック部材50の先端部がロック溝60に係合した状態では、巻き上げ機21が作動しても、或いは巻き上げ機21のブレーキに不具合があっても、乗りかご11を機械的に昇降させることができないように構成されている。
なお、ロック溝60の終端部には、昇降ロック部材50の先端部50bが当接する第2検出手段としての昇降ロックセンサ47が配設されている。また、各目的停止階の所定位置に、図3(B)のように停止階センサ63が配設されている。この停止階センサ63によって、乗りかご11が各目的停止階の所定高さ位置に停止したことが検知されるようになっている。昇降ロックセンサ47と停止階センサ63は、リミットスイッチ、通電センサ、近接センサ又は光電センサ等の各種センサを使用することができる。
(制御システム)
重力・自立式ドアロック部材42、43と昇降ロック部材50は以上のように構成されている。次に、前述したエレベータの安全装置を制御する制御システムを図7により説明する。この制御システムでは、各センサ(かごドアロックセンサ45、停止階ドアロックセンサ46、昇降ロックセンサ47、停止階センサ63)の検知情報が、制御装置64に入力されるようになっている。また、乗りかご11内の押ボタン65からの情報や停止階の押ボタン66からの情報も、同じ制御装置64に入力されるようになっている。制御装置64は、集められた各情報に基づいて、乗りかご11の行き先階を判断して巻き上げ機21を作動させたり、かごドア駆動手段35を作動させたり、昇降ロック用のシリンダ52を作動させたりする。
乗りかご11を行き先階に向けて昇降させる場合、まず、かごドア駆動手段35を作動させて、かごドア30と停止階ドア31を閉じた後、巻き上げ機21を作動させる。また、乗りかご11が行き先階に着床すると、停止階センサ63からの信号に基づいて巻き上げ機21を停止し、乗りかご昇降ロック用のシリンダ52を作動させ、昇降ロック部材50によって乗りかご11を目的停止階にロックする。
(安全装置の作動)
次に、前述した重力・自立式ドアロック部材42、43と昇降ロック部材50の作動について詳細に説明する。乗りかご11が各目的停止階に停止すると、シリンダ52のピストンロッド52aが縮んだ状態から伸長作動する。そして図5の実線で示すように昇降ロック部材50をロック位置に水平方向に旋回させる。この旋回により、昇降ロック部材50の先端が、乗りかご11側から停止階側に移動し、目的停止階のロック溝60に係合する。昇降ロック部材50の先端がロック溝60に係合すると、これを昇降ロックセンサ47が検知し、検知結果を制御装置64に送る。
これと同時に、昇降ロック部材50の先端部によって、垂直なロック状態にある重力・自立式ドアロック部材42、43が水平方向に強制的に押される。これにより、重力・自立式ドアロック部材42、43が図6Aの垂直状態から図6Bの水平状態に、支軸44を中心として反時計方向に回動する。この回動により、重力・自立式ドアロック部材42、43のロック部42a、43aが、図6(A)(B)のように、敷居レール40、41の上側から下側に隠れる。これにより、かごドア30と停止階ドア31のそれぞれが開放可能な状態になる。
重力・自立式ドアロック部材42、43のロック部42a、43aが敷居レール40、41の下側に隠れると、かごドアロックセンサ45と停止階ドアロックセンサ46がこれを検知し、当該検知結果を制御装置64に送る。制御装置64は、昇降ロックセンサ47とドアロックセンサ45、46の検知結果に基づいて、かごドア駆動手段35を作動させる。
かごドア駆動手段35が作動することによって、かごドア30と、当該かごドア30とインターロックで連動する停止階ドア31が左右に開く。かごドア30と停止階ドア31が完全に開くと、乗りかご11に対する乗降が可能になる。
乗りかご11に対する乗降が完了した後、乗りかご11内で搭乗者が目的停止階を押ボタン65で指示すると、かごドア駆動手段35によって、かごドア30と停止階ドア31がそれぞれ閉じる。また、乗りかご11が無人の場合は、目的停止階に停止して所定時間経過後に、自動的にかごドア30と停止階ドア31がそれぞれ閉じる。
かごドア駆動手段35の図示しないストロークセンサによって、かごドア30と停止階ドア31が閉じたことが検知されると、シリンダ52が駆動されて昇降ロック部材50が図5の実線位置から鎖線位置に移動してロック解除される。これと同時に、重力・自立式かごドアロック部材42と重力・自立式停止階ドアロック部材43が、それぞれ自重によって、図6(B)→(A)のように支軸44を中心として水平状態から垂直状態に自動的に復動する。これにより、重力・自立式ドアロック部材42、43のロック部42a、43aが敷居レール40、41の上方に突出し、各ドア30、31を開放不能にロックする。このロック作動は重力・自立式かごドアロック部材42と重力・自立式停止階ドアロック部材43の自重によるものであり、電気等のエネルギーやコンピュータ制御等をまったく使わないので単純かつ確実であり、戸開走行等の誤作動を根絶することができる。
このように、かごドア30と停止階ドア31がそれぞれ閉状態にロックされた状態で乗りかご11が昇降可能になる。重力・自立式ドアロック部材42、43が図6(A)のようにロック状態になると、ドアロックセンサ45、46がこれを検知し、この検知結果に基づいて乗りかご11の巻き上げ機21が駆動可能になる。
このように、本発明の実施形態によれば、乗りかご11が目的停止階に停止すると、昇降ロック部材50が非ロック位置からロック位置に旋回移動し、乗りかご11を目的停止階に機械的にロックした状態になる。このように乗りかご11が昇降不能にロックされた状態になって、初めてかごドア30と停止階ドア31がそれぞれ開放可能にされる。
従って、乗りかご11が目的停止階の所定高さ位置にロックされていない限り、各目的停止階のドア31が誤って開放されることがない。また、停止階ドア31とかごドア30が完全に閉まって開放ロックされない限り巻き上げ機21が作動可能にならないので、ドア30、31が開いたまま乗りかご11が昇降する戸開走行等の誤作動を根絶することができる。
また、本発明の実施形態では、乗りかご11が目的停止階に確実にロックされ、このロック作動を機械的に確認する形でドア30、31の重力・自立式ドアロック部材42、43がロック解除される。かごドア30のドア駆動手段35は、乗りかご11の昇降ロック部材50の昇降ロックセンサ47と、ドア30、31の重力・自立式ロック部材42、43のロックセンサ45、46の2種類のセンサの検知結果に基づいて、開放作動される。
従って、乗りかご11の昇降ロック部材50と、目的停止階の重力・自立式ドアロック部材42、43の、機械的な連動による誤作動防止と、センサ45〜47による電気的なロック状態確認による誤作動防止の2重の安全構造となっており、極めて高い信頼性が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、例えば、前述した重力・自立式ドアロック部材42、43や昇降ロック部材50の形状や配置場所等は例示であって、これら重力・自立式ドアロック部材42、43と同等の機能を有するものであれば形状、配置場所等を任意に変更可能である。また本発明は、乗りかごをロープ式で駆動するエレベータの他、油圧式、チェイン式、ジップチェイン式等、扉を有する全ての人員用及び貨物用エレベータにも同様に適用することができる。
以上説明したように、本発明によれば、乗りかご11が目的停止階の所定高さ位置に停止していないにも関わらず、かごドア30又は停止階ドア31が誤作動で開いたり、或いは、かごドア30又は停止階ドア31が開いたまま乗りかご11が昇降したりする戸開走行等の誤作動を根絶することができる。そしてこのような効果は、前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる種々の変形例でも同様に達成される。
10:エレベータの昇降路 11:乗りかご
12:カウンターウェイト 13:かごガイドレール
14:ウェイトガイドレール 20:機械室
21:巻き上げ機 22:駆動シープ
23:ロープ 24:縦枠
25:上枠 26:プーリ
27:下枠 28:非常止め装置
30:かごドア 31:停止階ドア
32:乗降口 33:ドアレール
34:ドアハンガ 35:ドア駆動手段
36:乗降口 37:停止階フロア
40:敷居レール 41:敷居レール
42:重力・自立式かごドアロック部材 42a:ロック部
42b:ストッパ部 43:重力・自立式停止階ドアロック部材
44:支軸 45:かごドアロックセンサ
46:停止階ドアロックセンサ 47:昇降ロックセンサ
48:支点ピン 50:昇降ロック部材
50a:基端部 50b:先端部
51:リンク機構 52:シリンダ
52a:ピストンロッド 53:支軸
54:回動板 55、56:リンクプレート
57:支軸 60:ロック溝
61:凹部 62:凸部
63:停止階センサ 64:制御装置
65:乗りかご内押ボタン 66:停止階押ボタン

Claims (4)

  1. かごドアと停止階ドアの両方のドアを開放不能にロックする重力・自立式ドアロック部材と、乗りかごが各目的停止階に着床すると停止階側の係合部に係合して乗りかごを昇降不能にロックすると同時に前記重力・自立式ドアロック部材を重力に抗して強制的にロック解除する昇降ロック部材とを有することを特徴とするエレベータの安全装置。
  2. 前記重力・自立式ドアロック部材が、かごドアの開放作動をロックする重力・自立式かごドアロック部材と、停止階ドアの開放作動をロックする重力・自立式停止階ドアロック部材で構成され、前記昇降ロック部材がそのロック解除作動により重力・自立式かごドアロック部材及び重力・自立式停止階ドアロック部材から離間すると、前記重力・自立式かごドアロック部材及び重力・自立式停止階ドアロック部材が、自重で自動的にロック位置に復動することを特徴とする請求項1に記載のエレベータの安全装置。
  3. 重力・自立式かごドアロック部材及び重力・自立式停止階ドアロック部材がそれぞれロック位置に復動したことを検出する第1検出手段の検出結果に基づいて、前記乗りかごの昇降駆動手段が作動可能とされることを特徴とする請求項2に記載のエレベータの安全装置。
  4. 前記昇降ロック部材がロック作動したことを検出する第2検出手段の検出結果に基づいて、かごドアと停止階ドアを開閉作動させるドア駆動手段が作動可能とされることを特徴とする請求項1から3のいずれか1に記載のエレベータの安全装置。
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