JP4561778B2 - エレベーター用非常止め装置 - Google Patents
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Description
σa:制動子材料の降伏点(MPa)
E:制動子材料のヤング率(MPa)
α:制動子材料の線膨張係数(1/K)
T max :制動子材料の融点(℃)
h:歯幅(m)
μ max :ガイドレールと制動子摺動面との間に発生する最大摩擦係数
ここで、Tmaxは鋳鉄融点(1150℃)、Lは加熱厚さ(制動子厚さ方向に及ぶ範囲)10×10-3m(10mm)である。
Q=CT (5式)
ここで、mは落下質量(kg)、Vは制動開始速度(m/s)、Cは制動子の熱容量(J/K)、Tは制動子温度(℃)である。
Tmax=mV2/nCL (6式)
ここで、nは制動子の本数、である。また、cは制動子比熱(J/kgK)、νは制動子密度(kg/m3)、Aは制動子の摺動面面積(m2)とすればC=cνAである。
ただし、鋳鉄材料は、摺動によって摩耗するので、1000m/min級のエレベーターでは使用が困難であり、実質的には速度1000m/min以下が良い。
Eはヤング率(MPa)、αは線膨張係数(1/K)、Tmaxは鋳鉄融点(1150℃)、Lは加熱厚さ10mm、kは制動子の熱膨張前の長さ(m)、δは伸び量(m)、Δxは制動子厚さ方向の要素長さ(m)、bは制動子の幅(m)である。
δ=αTmaxk/2 (9式)
8式に9式を代入すると、拘束力Pは10式となる。
発生応力σ(MPa)はP/Δxbであるので、11式となる。
制動子の熱膨張を弾性域の範囲内にとどめるには、溝底の位置、すなわち溝深さxでの発生応力σ<制動子材料の降伏点σaの関係にしなければならないので、12式のようにすればよい。
次に、溝深さの上限値について説明する。
μmaxはガイドレールと制動子間に作用する最大摩擦係数、Nは歯1本当たりの弾性体反力(N)、xは溝深さ(m)、bは制動子幅(m)、hは歯幅(m)である。よって、σ2<σBとするには溝深さxを14式となるようにすることが良い。
また、平均減速度9.8(m/s2)を確保するための制動子1本当たりの弾性体反力N(N)は15式とすれば良い。
N=2mg/nμavr (15式)
mは落下質量(kg)、gは重力加速度(m/s2)、nは制動子本数、μavrはガイドレールと制動子間に作用する平均摩擦係数である。
図9は、実験により得られた制動子面圧Npに対する摩擦係数の変化である。面圧Npは制動子の引張強さσB(MPa)に対する相対値、摩擦係数は引張強さσBの1/10以下での摩擦係数を基準値1.0として相対値に変換して表している。図9に示すように、面圧Np/引張り強さσBが1/4以上(図中31で示す位置)になると急激に摩擦係数が低下する。
以上をまとめると、エレベーターの仕様において、mV2/nAの値が4.52×107(J/m2)以上とした場合、非常止め装置の制動子に鋳鉄材を用い、ガイドレールと摺動する摺動面に設けた溝の溝深さxは、(1−2σa/EαTmax)/200より大きく、2h/3μmaxより小さくする、つまり以下の式を満足する範囲に設定することで、熱応力、および曲げ応力に耐えられる強度を確保することができる。
さらに、FCD400相当の強度からなる鋳鉄材を選択した場合は、降伏点σa=250(MPa),ヤング率E=1.6×105(MPa),線膨張係数α=1×10-5(1/K),鋳鉄融点Tmax=1150(℃),最大摩擦係数μmax=0.4とすると、溝深さxは、3mm以上で歯幅の1.7倍以下とする。
2 ガイドレール
3 溝
4 非常止め装置
5 制動子
6 弾性体
8 案内板
10 ガイド部材
L 加熱厚さ
h,h1,h2,h3 歯幅
Claims (5)
- 異常発生時にエレベーターの乗りかごを停止させるためガイドレールに制動子を押し付け摺動させることで制動力を発生させるエレベーター用非常止め装置において、
前記ガイドレールに対して略直交する方向に略半円形状あるいはU字形状に形成された複数の溝を有し、鋳鉄材とされた前記制動子と、
前記溝の間として凸形状に形成され前記制動子との摺動面となる歯と、
を備え、前記エレベーターの質量m(kg),制動開始速度V(m/s),制動子の本数n,摺動面の面積A(m2)とした場合、mV2/nA≧4.5×107(J/m2)であり、前記溝深さxは、(1−2σa/EαTmax)/200以上、2h/3μmax以下、エレベーターの速度は1000m/min以下とされたことを特徴とするエレベーター用非常止め装置。
σa:制動子材料の降伏点(MPa)
E:制動子材料のヤング率(MPa)
α:制動子材料の線膨張係数(1/K)
Tmax:制動子材料の融点(℃)
h:歯幅(m)
μmax:ガイドレールと制動子摺動面との間に発生する最大摩擦係数 - 請求項1に記載のものにおいて、前記溝の溝深さxは、3mm以上,8mm以下としたことを特徴とするエレベーター用非常止め装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、それぞれの前記溝の溝深さは、同一とされたことを特徴とするエレベーター用非常止め装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記摺動面の上端部および下端部は、それぞれの端部に向かってガイドレールから離れる方向に傾斜していることを特徴とするエレベーター用非常止め装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記歯幅は、前記制動子の先頭側が後続側よりも広くされたことを特徴とするエレベーター用非常止め装置。
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