JP2020083587A

JP2020083587A - 非常止め装置

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Publication number: JP2020083587A
Application number: JP2018223540A
Authority: JP
Inventors: 佳寛岡田; Yoshihiro Okada; 悠至酒井; Yuji Sakai; 五郎佐藤; Goro Sato
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-29
Also published as: JP7061056B2

Abstract

【課題】制動子の温度上昇を抑制することのできる非常止め装置を提供する。【解決手段】エレベーターの昇降路内に配置されたガイドレールと接触して乗りかごを制動する制動子２０１Ａを備えるエレベーター用の非常止め装置であって、制動子２０１Ａは、ガイドレールとの摩擦により発生する熱エネルギーを吸収して融解する融解部材３０１を含んで構成されるようにし、制動子２０１Ａは、鋳鉄で形成され、融解部材３０１は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄より低い第１の金属で形成され、制動子２０１Ａは、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄と同等以上の第２の金属で形成され、融解部材３０１をとじ込めるための蓋部材３０２を備え、蓋部材３０２の外側の面は、ガイドレールと接する制動子の面である接触面３０４と平滑となるように設けられ、蓋部材３０２の内側の面は、融解部材３０１と接しているようにした。【選択図】図３

Description

本発明は非常止め装置に関し、例えばエレベーターの昇降路内に配置されたガイドレールと接触して乗りかごを制動する制動子を備えるエレベーター用の非常止め装置に適用して好適なものである。

エレベーターには、昇降体の昇降速度を常時監視し、所定の過速状態に陥った昇降体を非常停止させるための安全装置として調速機および非常止め装置が備えられている。より具体的には、調速機は、昇降体の昇降速度が定格速度を超えて第１過速度（通常は定格速度の１．３倍を超えない速度）に達すると、昇降体を駆動する巻上機の電源および巻上機を制御する制御装置の電源をそれぞれ遮断する。また、調速機は、昇降体の下降速度が第１過速度を超えて第２過速度（通常は定格速度の１．４倍を超えない速度）に達すると非常止め装置を動作させ、昇降体を非常停止するようになっている。

そして、非常止め装置は、一般に、ガイドレールを把持する一対のくさび状の制動子と、制動子の背面側に配置した傾斜体と、傾斜体に付勢力を付与する弾性体とを備え、非常時に引き上げ部材により制動子と昇降体との相対位置を変化させ、昇降体を機械的に非常停止させる。

また、非常止め装置の制動子には、安定した高い摩擦係数と優れた耐摩耗性が要求され、従来、より大きな制動エネルギーに対応するものとして、制動子が鋳鉄で作られており、制動子には銅を主成分とする材料で作られたピンを圧入、もしくは焼きばめ、もしくは冷しばめされており、制動子の摺動面が制動子の材料とピンの端面とで構成されているものが開示されている（特許文献１参照）。

特開平６−１１５８４７号公報

特許文献１に記載される非常止め装置は、制動子に打ち込まれた熱伝導のよい銅系材料製ピンによって、摺動面で発生した摩擦熱を制動子の内部に伝え、鋳鉄製の摺動面の溶融を抑止するものである。

しかしながら、現在、建築構造物の高層化に伴い、さらなるエレベーターの高速化、長行程化が進められており、非常止め装置が制動すべきエネルギーが大幅に増大する傾向にあることから、制動子の温度上昇を抑制する点でさらなる改善が望まれている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、制動子の温度上昇を抑制することのできるエレベーターの非常止め装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、エレベーターの昇降路内に配置されたガイドレールと接触して乗りかごを制動する制動子を備えるエレベーター用の非常止め装置であって、前記制動子は、前記ガイドレールとの摩擦により発生する熱エネルギーを吸収して融解する融解部材を含んで構成されるようにした。

上記構成によれば、融解部材が固体から液体に相転移するときの融解熱を用いて制動子の温度上昇を抑制することができる。

なお、上述した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明によれば、制動子の温度上昇を抑制することのできる非常止め装置を実現することができる。

第１の実施の形態によるエレベーターに係る構成の一例を示す図である。第１の実施の形態による非常止め装置に係る構成の一例を示す図である。第１の実施の形態による制動子の内部構造の一例を示す図である。第１の実施の形態による制動子の表面の一例を示す図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。本実施の形態では、非常止め装置の制動子の温度上昇を抑制する方法について主に説明する。

なお、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、制動子を特に区別しないで説明する場合には、「制動子２０１」と記載し、個々の制動子を区別して説明する場合には、「制動子２０１Ａ」、「制動子２０１Ｂ」のように記載することがある。

（１）第１の実施の形態
図１ないし図４を参照して本実施の形態について説明する。なお、各図において同一または類似の構成には同じ符号を付して繰り返しの説明は省略する。

図１において、１００は全体として第１の実施の形態によるエレベーターを示す。

図１は、エレベーター１００に係る構成の一例を示す図である。図１に示すように、エレベーター１００は、昇降体、すなわち乗りかご１０１および釣り合いおもり１０２と、主ロープ１０３と、トラクションシーブ１０４と、かご用ガイドレール１０５と、おもり用ガイドレール１０６と、非常止め装置１０７と、作動レバー１０８と、調速機１０９とを備えている。

乗りかご１０１は、建築物に設けられた昇降路内に設置されている。乗りかご１０１は、複数のガイド装置を有し、これらのガイド装置は、対となって上下方向に配置されるかご用ガイドレール１０５に摺動可能に係合する。乗りかご１０１は、かご用ガイドレール１０５によって案内されて昇降路内を昇降する。

釣り合いおもり１０２は、複数のガイド装置を有し、これらのガイド装置は、対となって上下方向に配置されるおもり用ガイドレール１０６に摺動可能に係合する。釣り合いおもり１０２は、おもり用ガイドレール１０６によって案内されて昇降路内を昇降する。

主ロープ１０３には、乗りかご１０１および釣り合いおもり１０２が吊り下がっている。

トラクションシーブ１０４は、昇降路の上部に配置されている。トラクションシーブ１０４には、主ロープ１０３が巻き掛けられている。トラクションシーブ１０４は、駆動装置（不図示）により駆動され、主ロープ１０３を摩擦駆動して、乗りかご１０１および釣り合いおもり１０２を昇降させる。

非常止め装置１０７は、乗りかご１０１の下部に設けられており、非常時に後述する制動子２０１によってかご用ガイドレール１０５を把持し、乗りかご１０１の下降を停止させる。

作動レバー１０８は、乗りかご１０１に取り付けられており、非常止め装置１０７を駆動する。作動レバー１０８は、後述する調速機ロープ１１２に連結されている。

調速機１０９は、昇降路１０１の上側に配置される調速機プーリ１１０と、昇降路の下側に配置され、調速機プーリ１１０の対向位置に設けられる張りプーリ１１１と、調速機プーリ１１０と張りプーリ１１１との間に無端状に巻き掛けられるとともに、作動レバー１０８を介して乗りかご１０１と同期して昇降する調速機ロープ１１２とを有している。

調速機１０９は、乗りかご１０１の昇降速度が定格速度を超えて第１過速度（例えば、定格速度の１．３倍を超えない速度）に達すると、トラクションシーブ１０４を駆動する駆動装置の電源および当該駆動装置を制御する制御装置の電源をそれぞれ遮断する。また、調速機１０９は、乗りかご１０１の下降速度が第２過速度（例えば、定格速度の１．４倍を超えない速度）に達すると、乗りかご１０１に設けた作動レバー１０８を介して非常止め装置１０７を動作させる。これにより、乗りかご１０１が機械的に非常停止される。

次に、非常止め装置１０７について説明する。

図２は、非常止め装置１０７に係る構成の一例を示す図である。

非常止め装置１０７は、かご用ガイドレール１０５を挟んで左右対称に配置された一対の制動子２０１Ａ，２０１Ｂを有している。制動子２０１は、エレベーター１００の昇降路内に配置されたかご用ガイドレール１０５と接触して乗りかご１０１を制動する。

例えば、制動子２０１は、くさび状をしており、かご用ガイドレール１０５に面する側（表側、接触面側と適宜称する。）の面がほぼ垂直面をしており、かご用ガイドレール１０５に面しない反対側（裏側、非接触面側と適宜称する。）の面は、平滑な面で、上側に行くにつれ幅が狭くなる形状となっている。

制動子２０１の裏側には、複数の円柱状のローラ部材を上下方向に並べて配置したローラ２０２が設けられている。

ローラ２０２の裏側には、傾斜体２０３が配設されている。傾斜体２０３は、下側に行くにつれ幅が狭くなる形状（底辺側が短く上辺側が長い台形柱状）、すなわちくさび状となっている。傾斜体２０３の裏側の面は、ほぼ垂直な面であり、表側の面は、傾斜した滑らかな面となっている。傾斜体２０３の傾斜面と制動子２０１の傾斜面とは、相補的な関係を有しており、傾斜体２０３の傾斜面と制動子２０１の傾斜面とは平行に設けられている。

傾斜体２０３の裏側の面は、弾性体２０４で保持されている。弾性体２０４は、傾斜体２０３にばね力を付勢可能であり、弾性体２０４が自由な状態では、制動子２０１の表側の面とガイドレール１０５との間には、所定のすき間が確保されている。

また、非常止め装置１０７には、制動子２０１、ローラ２０２、傾斜体２０３、弾性体２０４を保持するために、筐体２０５が設けられている。

次に、非常止め装置１０７の制動子２０１の構造について説明する。

図３は、制動子２０１Ａの内部構造の一例（断面）を示す図であり、図４は、制動子２０１Ａの表面の一例（摺動面）を示す図である。なお、制動子２０１Ｂについては、制動子２０１Ａと同様の構造である。

制動子２０１は、所定の部材が固体から液体に相転移するときに要する融解熱を用い、温度上昇を抑制するようになっている。より具体的には、制動子２０１は、かご用ガイドレール１０５との摩擦により発生する熱エネルギーを吸収して融解する融解部材３０１を含んで構成される。

例えば、制動子２０１は、鋳鉄で形成される。制動子２０１は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄より低い第１の金属で形成される融解部材３０１を備える。また、制動子２０１は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄と同等以上の第２の金属で形成され、融解部材３０１をとじ込めるための蓋部材３０２を備える。

なお、蓋部材３０２により融解部材３０１をとじ込めるための構成としては、制動子２０１の口部と蓋部材３０２との間でうまくはまりこむ（嵌合する）構成になっていてもよいし、制動子２０１の口部と蓋部材３０２とにねじ山が切ってあり、回して詰める構成であってもよいし、その他の構成であってもよい。

蓋部材３０２の外側の面３０３−１（端面）は、かご用ガイドレール１０５と接する制動子２０１の面である接触面３０４と平滑となるように設けられる。蓋部材３０２の内側の面３０３−２の一部または全部は、融解部材３０１と接している。

ここで、制動子２０１には、接触面３０４の側から所定の方向に延在する空間が設けられる。例えば、制動子２０１の内部には、融解部材３０１がとじ込められる管状の空間が、水平に設けられている。また、融解部材３０１が融解して凝固した状態においては、融解部材３０１が蓋部材３０２の内側の面３０３−２の一部または全部に接している。かかる構成によれば、融解部材３０１が融解して凝固した場合、蓋部材３０２の内側の面３０３−２と融解部材３０１とが元の状態（接する状態）に戻ることができるので、部品の交換、補充などを行うことなく、熱を奪う性能を維持することができる。

付言するならば、上述の構造に限られるものではなく、融解部材３０１が漏れ出さない構造を適宜採用することができる。例えば、管状の空間でなくてもよい。また、例えば、蓋部材３０２の内側の面３０３−２と同じ側にある管状の空間の端部の方が反対側の端部より低くなるように傾けられて設けられていてもよい。また、例えば、空間内が融解部材３０１で十分に満たされている場合、蓋部材３０２の内側の面３０３−２と同じ側にある管状の空間の端部の方が反対側の端部より高くなるように傾けられて設けられていてもよい。

より具体的には、本実施の形態では、制動子２０１は、図３に示すように、接触面３０４の側から裏側に貫通する通路部を備える。例えば、接触面３０４の側の通路部の一端には、蓋部材３０２が設けられ、通路部の中に融解部材３０１がとじ込められ、通路部の上記一端と反対側の他端には、蓋部材３０５が設けられる。なお、蓋部材３０５は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄と同等以上の第３の金属で形成され、制動子２０１の裏面に設けられる。蓋部材３０５によれば、発生した熱を接触面３０４の裏側に拡散することができ、制動子２０１の温度上昇を効率よく抑制することができる。付言するならば、第２の金属と第３の金属とは、同じ金属であってもよいし、異なる金属であってもよい。

なお、蓋部材３０５により融解部材３０１をとじ込めるための構成としては、制動子２０１の口部と蓋部材３０５との間でうまくはまりこむ（嵌合する）構成になっていてもよいし、制動子２０１の口部と蓋部材３０５とにねじ山が切ってあり、回して詰める構成であってもよいし、その他の構成であってもよい。

また、本例では、融解部材３０１は、アルミニウムを主成分とする材料で形成され、制動子２０１に穿設される穴における背面側へ嵌め込まれ、この状態で蓋部材３０２および蓋部材３０５によって封入される。なお、制動子２０１および蓋部材３０２と、蓋部材３０２および融解部材３０１と、融解部材３０１および蓋部材３０５とは、それぞれ互いに密着しており、熱が伝わるようになっている。また、蓋部材３０２は、銅を主成分とする材料で形成されるとともに、円筒のピン形状を有しており、制動子２０１に穿設される穴の開口部に嵌合されている。したがって、図４に示すように、蓋部材３０２の外側の面３０３−１（端面）が、制動子２０１の接触面３０４と一体（摺動面の一部）となる。蓋部材３０２の外側の面３０３−１を摺動面の一部とすることで、熱伝導率の低い制動子２０１内を熱伝導することなく発生した熱を吸収できるようになるので、制動子２０１の温度上昇を効率よく抑制することができる。

なお、蓋部材３０２は、複数設けられていてもよい。また、蓋部材３０２の外側の面３０３−１は、接触面３０４に比べて十分に小さい。蓋部材３０２の外側の面３０３−１を十分に小さくすることで、制動性能への悪影響を回避できるようになる。付言するならば、建築構造物の高層化を実現するためには、従来の技術では、制動子２０１の温度上昇を抑えるためには、制動子の接触面を大きくし、制動力を確保しなければならないが、制動子２０１によれば、制動子２０１の温度上昇を効率よく抑制できるので、従来よりも接触面を小さく（非常止め装置を小型化）することができる。

上述のように構成した非常止め装置１０７では、乗りかご１０１の下降速度が第２過速度に達すると、調速機１０９の調速機ロープ掴み動作により調速機ロープ１１２の動きが停止し、作動レバー１０８が引き上げられる。これに応じて乗りかご１０１とともに下降する筐体２０５、ローラ２０２、傾斜体２０３、および弾性体２０４に対して相対的に制動子２０１が上昇する。このように、制動子２０１が傾斜体２０３に対して相対的に移動すると、制動子２０１が傾斜面に沿って移動しているので、制動子２０１は、水平方向にも移動する。そして、かご用ガイドレール１０５に左右両側から接近して当接する。その際、弾性体２０４の付勢力が当接面に付勢される。弾性体２０４の付勢力により、この付勢力に動摩擦係数を乗じた摩擦力が制動子２０１とかご用ガイドレール１０５との間に発生する。

このように、制動子２０１がかご用ガイドレール１０５に摺接するときに、制動子２０１の摺動面に熱が発生する。制動子２０１の摺動面全体の表層に生じた熱は、瞬時に熱伝導率が高く摺動面の一部を占める蓋部材３０２に伝わり、蓋部材３０２に伝わった熱は、熱伝導率が高く蓋部材３０２と密着する融解部材３０１に伝わり、制動子２０１の内部に伝導する。

また、融解部材３０１に伝わった熱により、アルミニウムを主成分とする材料で形成される融解部材３０１の温度が融点に達すると、融解部材３０１は、相転移して融解する。この融解によって吸熱反応が生じ、制動子２０１の摺動面の温度上昇がさらに抑えられる。これによって、制動子２０１の温度上昇に伴う強度低下が抑えられるため、高い摩擦係数が保持され、この摩擦力によるブレーキ作用により、乗りかご１０１は、減速して停止する。なお、融解部材３０１は、融解しても蓋部材３０２によって穴内に封入されていることから、制動子２０１外部に漏れ出ることはない。また、融解部材３０１の温度が融点以下になると再び相転移し、速やかに凝固する。

本実の施形態によれば、制動子２０１が、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄より低い第１の金属で形成される融解部材３０１を備えることにより、第１の金属が固体から液体に相転移するときの融解熱を用いて制動子２０１の温度上昇を効率よく抑制することができる。

以上、本発明のエレベーターの非常止め装置の実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明のエレベーターの非常止め装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施例が可能である。例えば、前述した実施の形態では、制動子２０１に、第１の金属で形成される融解部材３０１および第２の金属で形成される蓋部材３０２を設けたが、融解部材３０１と蓋部材３０２との間に、他の金属で形成される介在部材を設けたりすることもできる。

（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を非常止め装置に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法に広く適用することができる。

また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。

上述した構成によれば、制動子の温度上昇を抑制することができる。

１００……エレベーター、１０７……非常止め装置、２０１……制動子、３０１……融解部材。

Claims

エレベーターの昇降路内に配置されたガイドレールと接触して乗りかごを制動する制動子を備えるエレベーター用の非常止め装置であって、
前記制動子は、前記ガイドレールとの摩擦により発生する熱エネルギーを吸収して融解する融解部材を含んで構成される、
ことを特徴とする非常止め装置。
前記制動子は、鋳鉄で形成され、
前記融解部材は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄より低い第１の金属で形成され、
前記制動子は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄と同等以上の第２の金属で形成され、前記融解部材をとじ込めるための蓋部材を備え、
前記蓋部材の外側の面は、前記ガイドレールと接する前記制動子の面である接触面と平滑となるように設けられ、
前記蓋部材の内側の面は、前記融解部材と接している、
ことを特徴とする請求項１に記載の非常止め装置。
前記制動子には、前記接触面の側から所定の方向に延在する空間が設けられ、
前記接触面の側の前記空間の端部には、前記蓋部材が設けられ、
前記空間の中に前記融解部材がとじ込められ、
前記融解部材が融解して凝固した状態において、前記融解部材が前記蓋部材に接している、
ことを特徴とする請求項２に記載の非常止め装置。
前記制動子は、前記接触面の側から裏側に貫通する通路部を備え、
前記接触面の側の前記通路部の一端には、前記蓋部材が設けられ、
前記通路部の中に前記融解部材がとじ込められ、
前記通路部の前記一端と反対側の他端には、第２の蓋部材が設けられ、
前記第２の蓋部材は、熱伝導率が鋳鉄より高く、かつ、融点が鋳鉄と同等以上の金属で形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の非常止め装置。
前記蓋部材の外側の面は、前記接触面に比べて十分に小さく、
前記蓋部材を複数備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の非常止め装置。
前記第１の金属は、アルミニウムを主成分とし、
前記第２の金属は、銅を主成分とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の非常止め装置。