JP3924163B2 - 昇降機用緩衝器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、昇降機の昇降路最下部のピットまたはかご下に設けられ、前記かごまたは釣合い重りの衝突エネルギーを吸収する昇降機用緩衝器に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に昇降機用緩衝器（以下単に緩衝器と称する）は、昇降機の安全装置として、かごまたは釣合い重りが最下階に停止せずピットに突入した場合、乗客の安全が確保できる緩衝性能として、おおむね平均減速度１Ｇ以下で停止させる性能が要求される。また、２．５Ｇ以上の加速度が０．０４秒以上持続しないものが要求される。すなわち緩衝器はいつでも安定、かつ大きな加速度が発生しない優れた緩衝性能を備えていることが必要である。
【０００３】
従来の緩衝器の構造として、昇降機の定格運転速度の大きさによって、低速領域（一般に４５〜６０ｍ／ｍｉｎ以下）には一般にばね式緩衝器、この低速領域を超える昇降設備には油圧式緩衝器が用いられている。
【０００４】
ばね式緩衝器は、コイルばねの弾性により衝突エネルギーを吸収する緩衝器であり、油圧式緩衝器は、緩衝時にピストンがシリンダー内に入ることによりシリンダー内に封入されるオイルの抵抗力を絞りで制御する事により制動力を制御し、所定の緩衝性能を出す機構である。
【０００５】
しかし、ばね式緩衝器は、強度上の問題から、油圧式はその構造上から自由長が大きくなる欠点がある。また、特に油圧式緩衝器はその構造上高価となることが避けられない。
【０００６】
しかも、最近、ピットの縮小化の要求が高まっており、緩衝器の小型化、特に自由高さを小さくすることが要求されている。そこで、発明者は、例えば利用分野は異なるが特開昭５０−６１５８１号公報で提案されているような軸方向に蛇腹状に座屈する方式の緩衝器を利用すれば、従来のばね、油圧式緩衝器より小型で安価な緩衝器を提供できるのではないかと考えた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昇降機用緩衝器は重要な安全装置の一つであり、必要な緩衝特性が常に安定して得られることが重要である。つまり、座屈を利用した緩衝器においては軸方向に荷重を与えた際の荷重−変位特性が安定して得られることが必要である。特に、ある程度大きな変形ストロークを得るためには、連続して規則的な蛇腹状座屈変形が得られることが必要である。
【０００８】
しかし、前記提案例では、例えば、フランジの無い厚さ２ｍｍ円筒１０に軸方向の荷重を与えた場合の座屈変形を説明した説明図である図７と、荷重と変位の関係を説明した説明図である図８に示すように、座屈変形が進むと円筒１０の初期不整に起因した座屈変形形状のばらつきが積み重なり、荷重−変位特性がばらつくことになる。特に、変形ストロークを長く取ろうとすると、この傾向が顕著に表れ、また、細長い円筒１０となることから、円筒１０が「くの字」に曲がるオイラー座屈が発生してしまい荷重が急激に下がるといった問題がある。これは、円筒断面が急に扁平化することにより断面内の剛性が１方向に弱くなることによって生じるものである。
【０００９】
また、昇降機用緩衝器においては、緩衝器のストロークが明確であることが重要である。例えばつり合いおもり側の緩衝器のストロークが計画値以上に大きくなった場合、ロープを介してつながっているかごが予定以上に昇降路天井に近づくこととなり、悪くすると衝突の可能性もあり危険である。通常、昇降路の行程寸法にはある程度の余裕代が設けてあるが、近年昇降路縮小化の要求が高まっており、緩衝器ストロークがなるべく計画値を上回ないことが望ましい。座屈変形が連続して発生した後、座屈可能な部位が無くなると急に大きな荷重が作用することになるが、この変曲点の位置は、提案例の構造では円筒の初期不整に起因した変形形状のばらつきにより大きくばらつき、ストローク計画値を明確に定めることが困難である。また、初期に大きな荷重値を発生し、これは、緩衝時にかごに過大な加速度を与えることになり好ましくない。
【００１０】
このように、提案されたものを昇降機用緩衝器にそのまま利用することは難しいという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、荷重−変位特性が安定して得られ、安価で小型化を図ることができる昇降機用緩衝器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、昇降機の昇降路最下部のピットまたはかご下等に設けられ、前記かごまたは釣合い重りの衝突エネルギーを吸収する昇降機用緩衝器において、この昇降機用緩衝器を、複数のフランジを有する薄肉円筒部を設けた一体的なアルミ材で構成すると共に、この薄肉円筒部の肉厚ｔを、前記フランジ上段から下段に行くに従い順次厚く構成し、かつ、緩衝器として動作時、前記薄肉円筒部に、蛇腹状座屈を発生するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
このように、フランジ付円筒体を緩衝器とすることができるため、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることもできる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、保守性も向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の昇降機用緩衝器を実施形態の図に基いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の対象となる昇降機用緩衝器の用いられる昇降機の全体構成図、図２は本発明の一実施形態になる昇降機用緩衝器を示す正面図、図３は図２の緩衝器の寸法関係を示す表、図４は図２の緩衝器を動作させた時の荷重と変位との関係を説明する説明図、図５は薄肉円筒部に２波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図、図６は薄肉円筒部に１波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【００１６】
図１において、１は昇降路で、この昇降路１内にかご２と釣合い重り３とがロープ４によって連結して設けられ、シーブ５の回転により昇降するようになっている。６は昇降路１の下部に形成されたピットで、このピット６に緩衝器７が設けられている。
【００１７】
図２は緩衝器７の具体的な構成を示し、緩衝器７は所定間隔をおいて設けられた複数個のフランジ７Ａと、フランジ７Ａ間に形成された薄肉円筒部７Ｂとから構成されている。そして、この緩衝器７の全体寸法Ｌ、内径φｄ、薄肉円筒部７Ｂの厚さｔ、フランジ７Ａ間高さｈは図３のようになっている。
【００１８】
緩衝器７の材質はアルミ材でＪＩＳ Ａ１０５０焼きなまし材で、座屈区間は６段設けられ、肉厚を徐々に変化させている。これは、順序よく薄肉円筒部７Ｂが変形することを狙ったものである。また、肉厚の変化により荷重特性をコントロールすることもできる。また、この時のｈ／ｔは７．２〜９．０の値となっている。
【００１９】
実際に図２の緩衝器で試験した結果を示す図４からも明らかなように、本発明の緩衝器７では、初期の過大荷重が発生せず、また連続して安定した座屈が生じ、安定した荷重特性が得られていることがわかる。また、肉厚の変化により平均荷重が徐々に上がっており、荷重特性がコントロールできることがわかる。これにより、自在な緩衝性能を備えた緩衝器７を設計することができる。また、荷重−変位特性は、変形が進むと荷重が急激に上がることがわかる。これは、薄肉円筒部７Ｂすべてが座屈し、変形部が無くなったためである。これは、ばね緩衝器におけるターンショートと同じ状態であり、図４内Ａ点をもってこの緩衝器７のストロークと定義することができる。これにより明確なストロークが決定でき、乗りかごを計画値内に停止させることができる。
【００２０】
図５は薄肉円筒部７Ｂに２波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｃを発生させる場合の変形形状を、図６は薄肉円筒部７Ｂに１波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｄを発生させる場合の変形形状を示す。
【００２１】
なお、薄肉円筒部に１波、２波の蛇腹状座屈を発生させる時の薄肉円筒部の高さｈと厚さｔとの関係は、１波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｄを発生させる場合には７．０＜ｈ／ｔ＜９．８、２波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｃを発生させる場合には１４．０＜ｈ／ｔ＜２２とすればよい。２波の場合は、全長に対するストロークδ１が１波の場合のδ２より大きく取れる長所がある。一方、１波の場合は、図６のように内径φｄに対し膨らみ量が小さいという特徴があり、例えば、緩衝器の拘束のためにガイド円筒８を中に通す事もできる長所がある。
【００２２】
上記実施形態によれば、フランジ付円筒体を緩衝器とすることができるため、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることもできる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、動線の確保がしやすいなど保守性も向上する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることができる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、保守性も向上できるという顕著な効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となる昇降機用緩衝器の用いられ昇降機の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態になる昇降機用緩衝器を示す正面図である。
【図３】図２の緩衝器の寸法関係を示す表である。
【図４】図２の緩衝器を動作させた時の荷重と変位との関係を説明する説明図である。
【図５】薄肉円筒部に２波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【図６】薄肉円筒部に１波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【図７】従来提案されているフランジの無い厚さ２ｍｍ円筒に軸方向の荷重を与えた場合の座屈変形を説明した説明図である。
【図８】図７に示す緩衝器の荷重と変位の関係を説明した説明図である
【符号の説明】
１ 昇降路
２ かご
３ かご
４ ロープ
５ シーブ
６ ピット
７ 緩衝器
７Ａ フランジ
７Ｂ 薄肉円筒部
７Ｃ ２波の蛇腹状座屈
７Ｄ １波の蛇腹状座屈
ｈ 薄肉円筒部高さ
ｔ 薄肉円筒部厚さ
【産業上の利用分野】
本発明は、昇降機の昇降路最下部のピットまたはかご下に設けられ、前記かごまたは釣合い重りの衝突エネルギーを吸収する昇降機用緩衝器に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に昇降機用緩衝器（以下単に緩衝器と称する）は、昇降機の安全装置として、かごまたは釣合い重りが最下階に停止せずピットに突入した場合、乗客の安全が確保できる緩衝性能として、おおむね平均減速度１Ｇ以下で停止させる性能が要求される。また、２．５Ｇ以上の加速度が０．０４秒以上持続しないものが要求される。すなわち緩衝器はいつでも安定、かつ大きな加速度が発生しない優れた緩衝性能を備えていることが必要である。
【０００３】
従来の緩衝器の構造として、昇降機の定格運転速度の大きさによって、低速領域（一般に４５〜６０ｍ／ｍｉｎ以下）には一般にばね式緩衝器、この低速領域を超える昇降設備には油圧式緩衝器が用いられている。
【０００４】
ばね式緩衝器は、コイルばねの弾性により衝突エネルギーを吸収する緩衝器であり、油圧式緩衝器は、緩衝時にピストンがシリンダー内に入ることによりシリンダー内に封入されるオイルの抵抗力を絞りで制御する事により制動力を制御し、所定の緩衝性能を出す機構である。
【０００５】
しかし、ばね式緩衝器は、強度上の問題から、油圧式はその構造上から自由長が大きくなる欠点がある。また、特に油圧式緩衝器はその構造上高価となることが避けられない。
【０００６】
しかも、最近、ピットの縮小化の要求が高まっており、緩衝器の小型化、特に自由高さを小さくすることが要求されている。そこで、発明者は、例えば利用分野は異なるが特開昭５０−６１５８１号公報で提案されているような軸方向に蛇腹状に座屈する方式の緩衝器を利用すれば、従来のばね、油圧式緩衝器より小型で安価な緩衝器を提供できるのではないかと考えた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昇降機用緩衝器は重要な安全装置の一つであり、必要な緩衝特性が常に安定して得られることが重要である。つまり、座屈を利用した緩衝器においては軸方向に荷重を与えた際の荷重−変位特性が安定して得られることが必要である。特に、ある程度大きな変形ストロークを得るためには、連続して規則的な蛇腹状座屈変形が得られることが必要である。
【０００８】
しかし、前記提案例では、例えば、フランジの無い厚さ２ｍｍ円筒１０に軸方向の荷重を与えた場合の座屈変形を説明した説明図である図７と、荷重と変位の関係を説明した説明図である図８に示すように、座屈変形が進むと円筒１０の初期不整に起因した座屈変形形状のばらつきが積み重なり、荷重−変位特性がばらつくことになる。特に、変形ストロークを長く取ろうとすると、この傾向が顕著に表れ、また、細長い円筒１０となることから、円筒１０が「くの字」に曲がるオイラー座屈が発生してしまい荷重が急激に下がるといった問題がある。これは、円筒断面が急に扁平化することにより断面内の剛性が１方向に弱くなることによって生じるものである。
【０００９】
また、昇降機用緩衝器においては、緩衝器のストロークが明確であることが重要である。例えばつり合いおもり側の緩衝器のストロークが計画値以上に大きくなった場合、ロープを介してつながっているかごが予定以上に昇降路天井に近づくこととなり、悪くすると衝突の可能性もあり危険である。通常、昇降路の行程寸法にはある程度の余裕代が設けてあるが、近年昇降路縮小化の要求が高まっており、緩衝器ストロークがなるべく計画値を上回ないことが望ましい。座屈変形が連続して発生した後、座屈可能な部位が無くなると急に大きな荷重が作用することになるが、この変曲点の位置は、提案例の構造では円筒の初期不整に起因した変形形状のばらつきにより大きくばらつき、ストローク計画値を明確に定めることが困難である。また、初期に大きな荷重値を発生し、これは、緩衝時にかごに過大な加速度を与えることになり好ましくない。
【００１０】
このように、提案されたものを昇降機用緩衝器にそのまま利用することは難しいという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、荷重−変位特性が安定して得られ、安価で小型化を図ることができる昇降機用緩衝器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、昇降機の昇降路最下部のピットまたはかご下等に設けられ、前記かごまたは釣合い重りの衝突エネルギーを吸収する昇降機用緩衝器において、この昇降機用緩衝器を、複数のフランジを有する薄肉円筒部を設けた一体的なアルミ材で構成すると共に、この薄肉円筒部の肉厚ｔを、前記フランジ上段から下段に行くに従い順次厚く構成し、かつ、緩衝器として動作時、前記薄肉円筒部に、蛇腹状座屈を発生するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
このように、フランジ付円筒体を緩衝器とすることができるため、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることもできる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、保守性も向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の昇降機用緩衝器を実施形態の図に基いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の対象となる昇降機用緩衝器の用いられる昇降機の全体構成図、図２は本発明の一実施形態になる昇降機用緩衝器を示す正面図、図３は図２の緩衝器の寸法関係を示す表、図４は図２の緩衝器を動作させた時の荷重と変位との関係を説明する説明図、図５は薄肉円筒部に２波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図、図６は薄肉円筒部に１波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【００１６】
図１において、１は昇降路で、この昇降路１内にかご２と釣合い重り３とがロープ４によって連結して設けられ、シーブ５の回転により昇降するようになっている。６は昇降路１の下部に形成されたピットで、このピット６に緩衝器７が設けられている。
【００１７】
図２は緩衝器７の具体的な構成を示し、緩衝器７は所定間隔をおいて設けられた複数個のフランジ７Ａと、フランジ７Ａ間に形成された薄肉円筒部７Ｂとから構成されている。そして、この緩衝器７の全体寸法Ｌ、内径φｄ、薄肉円筒部７Ｂの厚さｔ、フランジ７Ａ間高さｈは図３のようになっている。
【００１８】
緩衝器７の材質はアルミ材でＪＩＳ Ａ１０５０焼きなまし材で、座屈区間は６段設けられ、肉厚を徐々に変化させている。これは、順序よく薄肉円筒部７Ｂが変形することを狙ったものである。また、肉厚の変化により荷重特性をコントロールすることもできる。また、この時のｈ／ｔは７．２〜９．０の値となっている。
【００１９】
実際に図２の緩衝器で試験した結果を示す図４からも明らかなように、本発明の緩衝器７では、初期の過大荷重が発生せず、また連続して安定した座屈が生じ、安定した荷重特性が得られていることがわかる。また、肉厚の変化により平均荷重が徐々に上がっており、荷重特性がコントロールできることがわかる。これにより、自在な緩衝性能を備えた緩衝器７を設計することができる。また、荷重−変位特性は、変形が進むと荷重が急激に上がることがわかる。これは、薄肉円筒部７Ｂすべてが座屈し、変形部が無くなったためである。これは、ばね緩衝器におけるターンショートと同じ状態であり、図４内Ａ点をもってこの緩衝器７のストロークと定義することができる。これにより明確なストロークが決定でき、乗りかごを計画値内に停止させることができる。
【００２０】
図５は薄肉円筒部７Ｂに２波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｃを発生させる場合の変形形状を、図６は薄肉円筒部７Ｂに１波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｄを発生させる場合の変形形状を示す。
【００２１】
なお、薄肉円筒部に１波、２波の蛇腹状座屈を発生させる時の薄肉円筒部の高さｈと厚さｔとの関係は、１波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｄを発生させる場合には７．０＜ｈ／ｔ＜９．８、２波の軸対称モードの蛇腹状座屈７Ｃを発生させる場合には１４．０＜ｈ／ｔ＜２２とすればよい。２波の場合は、全長に対するストロークδ１が１波の場合のδ２より大きく取れる長所がある。一方、１波の場合は、図６のように内径φｄに対し膨らみ量が小さいという特徴があり、例えば、緩衝器の拘束のためにガイド円筒８を中に通す事もできる長所がある。
【００２２】
上記実施形態によれば、フランジ付円筒体を緩衝器とすることができるため、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることもできる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、動線の確保がしやすいなど保守性も向上する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のばね式、油圧式緩衝器に比べ、安価で小型な緩衝器を提供でき、昇降路のピットを浅くすることができる。また、従来に比べ非常に小型、軽量となるので、かご下や釣合い重り下にも取り付けることができ、ピット内の機器が減り、保守性も向上できるという顕著な効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となる昇降機用緩衝器の用いられ昇降機の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態になる昇降機用緩衝器を示す正面図である。
【図３】図２の緩衝器の寸法関係を示す表である。
【図４】図２の緩衝器を動作させた時の荷重と変位との関係を説明する説明図である。
【図５】薄肉円筒部に２波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【図６】薄肉円筒部に１波の軸対称モードの蛇腹状座屈を発生させた場合の変形形状説明図である。
【図７】従来提案されているフランジの無い厚さ２ｍｍ円筒に軸方向の荷重を与えた場合の座屈変形を説明した説明図である。
【図８】図７に示す緩衝器の荷重と変位の関係を説明した説明図である
【符号の説明】
１ 昇降路
２ かご
３ かご
４ ロープ
５ シーブ
６ ピット
７ 緩衝器
７Ａ フランジ
７Ｂ 薄肉円筒部
７Ｃ ２波の蛇腹状座屈
７Ｄ １波の蛇腹状座屈
ｈ 薄肉円筒部高さ
ｔ 薄肉円筒部厚さ
Claims (3)
- 昇降機の昇降路最下部のピットまたはかご下等に設けられ、前記かごまたは釣合い重りの衝突エネルギーを吸収する昇降機用緩衝器において、
この昇降機用緩衝器を、複数のフランジを有する薄肉円筒部を設けた一体的なアルミ材で構成すると共に、この薄肉円筒部の肉厚ｔを、前記フランジ上段から下段に行くに従い順次厚く構成し、かつ、緩衝器として動作時、前記薄肉円筒部に、蛇腹状座屈を発生するようにしたことを特徴とする昇降機用緩衝器。 - 前記薄肉円筒部に１波の蛇腹状座屈を発生させる場合、前記薄肉円筒部の肉厚ｔと前記薄肉円筒部の高さｈの比を、７．０＜ｈ／ｔ＜９．８としたことを特徴とする請求項１記載の昇降機用緩衝器。
- 前記薄肉円筒部に２波の蛇腹状座屈を発生させる場合、前記薄肉円筒部の肉厚ｔと前記薄肉円筒部高さｈの比を、１４＜ｈ／ｔ＜２２としたことを特徴とする請求項１記載の昇降機用緩衝器。
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2001
- 2001-12-26 JP JP2001394288A patent/JP3924163B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
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