JP4826206B2 - エレベータ用非常止め装置 - Google Patents

Description

本発明はエレベータ用非常止め装置に関する。

エレベータには、駆動するロープの破断などにより乗りかごが落下したときに、乗客に危害を与えない減速度で安全に停止させる装置、すなわち非常止め装置を設置することが義務づけられている。
近年、ビルの高層化に伴いエレベータには高速化が求められている。その結果、非常停止時の動作速度、停止距離が増加しているので、高速でもより安定した制動力が必要となる。

従来の非常止め装置は、Ｕ字形状のバネなどの弾性体で囲われた内側に２個のくさび形状の摩擦材（制動子）を配置し、乗りかごが所定の速度以上に達すると昇降路の壁に設置されたエレベータ用ガイドレールを制動子２個ではさみ、弾性変形させたＵ字形状のばねによって生じる力をローラにより制動子に伝え、制動子をエレベータ用ガイドレールに押し付けて制動力を発生させる。従って、落下するエレベータを安全に止めるためには、制動子とガイドレールとの摩擦力が安定していることが必要である。

エレベータの高速化により制動開始速度が速くなると、制動子とガイドレール間の摩擦力により制動子の温度は高くなる。制動開始速度によっては、制動子の温度は1000℃を越える場合もある。このような温度になると、制動子の材料として耐熱性と強度面から金属を用いることはできなくなる。

このような観点から、制動子の材料としてセラミックを用いることが考えられる。セラミックの耐熱温度は高いもので１６00℃程度であり、高速エレベータの制動子として用いることができると考えられる。このようなことから特許第3294１４3号公報には耐熱性に優れたセラミックを複数の部材に分割して金属と接着してエレベータの非常止め装置の制動子に用いることが開示されている。

しかしながら、セラミックと金属との接着端部では応力が集中し、セラミックが破壊することが予想される。セラミックはぜい性材料であり、引張荷重を受けた部分で破壊することを防止する必要がある。

特許第３２９４１４３号公報

以上のように、特許文献１では引張荷重を受けた部分の破壊防止については配慮されていない。

本発明の目的は、1000℃を越える耐熱性が要求される高速下でも安定した高い摩擦係数とともに、高い信頼性を有するエレベータ用非常止め装置を提供することにある。

上記目的は、エレベータの昇降路壁に設置されたガイドレールと、このガイドレールに対向して配置された制動子と、前記制動子を前記ガイドレールに押し付けるＵ字形状の弾性体とを備えたエレベータ用非常止め装置において、複数の穴が設けられた制動面側金属部材と、前記穴に挿入されてその先端が前記穴より前記ガイドレール側に突出するセラミック材と、前記セラミック材を前記制動面側金属部材との間で挟持する反制動面側金属部材とを備え、前記制動面側金属部材と前記反制動面側金属部材の間にはスペースが設けられた状態でボルトによって締結されて前記セラミック材を挟持するようにしたことにより達成される。

また、上記目的は、前記穴を円錐台形に形成するようにしたことにより達成される。

また、上記目的は、前記制動面側に小径の、反制動面側に前記小径の円柱より大径の円柱からなる円環状の段差のセラミックが埋設される穴が前記制動面側金属部材に設けられていることにより達成される。

また、上記目的は、前記制動面側金属部材には四角錘台形のセラミックを埋設する穴を設けたことにより達成される。

また、上記目的は、前記ガイドレールと接触する前記セラミックの面に複数の溝を設けたことにより達成される。

また、上記目的は、前記ガイドレールと接触する前記セラミックの表面角部に面取り加工を施したことにより達成される。

本発明によれば、1000℃を越える耐熱性が要求される高速下でも安定した高い摩擦係数とともに、高い信頼性を有するエレベータ用非常止め装置を提供できる。

本発明の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。

図１はエレベータのりかごの概略図を示す斜視図である。
図１において、乗客を乗せるのりかご１は、ロープ２により駆動系（図示せず）に連結されている。図１では簡略化のためにドア開閉機、外枠等の詳細は図示していない。昇降路の両側には昇降時にのりかご１をガイドするガイドレール３が設置されている。なお、ガイドレール３は片側だけを図示し、一部を省略してある。乗りかご１の下端部には、左右一対の非常止め装置４がガイドレールを囲むように設置されている。

図２は本発明の非常止め装置の実施例を説明するための正面図である。
図２において、ガイドレール３は他の部品を説明するために断面で図示してある。非常止め装置が動作したときに制動子５がガイドレール３を挟み込み、制動力を発生する制動子５は一台の非常止め装置に２個設置される。非常止め装置動作時に制動子５をガイドレール３に押し付ける弾性体６は、本実施例ではＵ字形状のバネを用いている。非常止め装置動作時に制動子５が所定位置に移動するように、ガイド溝７を通るガイドプレート８が設置される。これらの非常止め装置構成部品はケーシング９に収納されている。１０はプレートである。

図３は本実施例の非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図３において、金属ブロック１３の表面には複数の穴１３ａが形成され、この穴１３ａそれぞれにセラミック１１が内側（紙面上、裏面側方向から）から挿入され、穴１３ａからセラミック１１の先端が制動面側に突出している。このセラミック１１と穴１３ａとの間には接合界面１２が形成されている。

セラミック１１としては窒化ケイ素、アルミナ、炭化ケイ素等が用いられる。セラミック１１は円錐台形状でガイドレール３との制動面から離れるに従い、断面の円の直径は大きくなる。このセラミックは制動方向に複数の列になっている。セラミックを埋設する金属ブロック１３は制動子側の金属ブロック１３とＵ字形状のバネ側の金属ブロック１４の２つに分割されている。金属としては鋳鉄やステンレス等が用いられる。直方体形状の金属ブロック１３に円錐台形状の穴を設けておき、この穴に円錐台形状のセラミック１１を挿入する。

金属ブロック１３にはねじ穴が加工されており、セラミック１１挿入後、セラミック１１を挿入した金属ブロック１３と金属ブロック１４とをボルト１５を用いて締結する。金属ブロック１３と金属ブロック１４の間にはスペース１７が設けられている。このスペース１７が設けられていることにより、ボルト１５により金属ブロック１３と金属ブロック１４とが充分な締付力で締結されることになる。ボルト穴にはザグリ穴１６を加工して、金属のＵ字形状のバネが接触する面からボルト１５が突き出さないようにしておく。セラミック１１と金属１３は活性金属法等により接合する。接合は800℃程度以上の高温で行われる。この接合時にセラミック１１と金属ブロック１３との接合界面１２はボルト１５により加圧されることになる。接合時には接合面１２に加圧力が作用することにより、強い接合力が得られる。

また、セラミック１１と金属ブロック１３とを接合するときに、ガイドレール３側に突き出している全てのセラミック１１を当て板と金属ブロック１３で挟み込むことで複数のセラミック１１の高さを同じにすることができるとともに、セラミック１１に圧縮応力を与えることができる。当て板はセラミック１１と金属ブロック１３を接合後、取り除くことができるような構成としておく。接合後、セラミック１１のレール側の突き出し長さの精度をさらによくするためにはセラミック１１を研削してもよい。セラミック１１の突き出し長さをそろえることでセラミック１１がすべてガイドレール３と接触することができる。金属の穴形状とセラミック形状は円錐台形状でもよいし、多角柱形状でもよい。セラミックと金属ブロックの接合方法としては活性金属法を用いてもよいし、他の方法として接着剤等を用いてもよい。

他の実施例を図４を用いて説明する。
図４は、他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図４において、本実施例が実施例１と異なる点は、実施例１ではセラミックの形状が円錐台形であったが、本実施例ではセラミックのテーパがセラミックと金属ブロック１３の制動面から少し中に入った部分までとなっており、そこから反制動面側方向には最大テーパ断面形状と同一の断面形状になっている場合である。このようなセラミック１８形状にすることで、接合界面１２に最初にき裂が発生すると考えられる接合端部１９には圧縮荷重が作用し、セラミック１８のテーパ部の長さが短くなるので、多くのセラミック１８を金属ブロック１３に埋め込むことができる。そのため、一つのセラミックに発生する応力を小さくすることができ、セラミックの破損を防止することができると考えられる。

他の実施例を図５を用いて説明する。
図５は他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図５において、本実施例が実施例２と異なる点は、本実施例はセラミック２０のテーパが実施例２と同様に金属ブロック１３の制動面から少し中に入った部分までとなっているが、そこから反制動面側方向には円環状の段差１２ａが形成されていて、反制動面側の円柱の方が直径が大きくなっている。本実施例のセラミック形状を用いてもセラミック２０と金属ブロック１３の接合界面１２に圧縮荷重を与えることができる。

他の実施例を図６を用いて説明する。
図６は他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図６において、本実施例は実施例２のセラミックの円錐台形の部分が円柱形状になっている場合である。このような形状にするとセラミック２１と制動面側の金属ブロック１３の接合界面１２には圧縮荷重は働かないが、セラミック２１と金属ブロック１３を接合するときに、ガイドレール側に突き出しているセラミックを当て板と金属ブロックではさみ込んだ状態セラミックと金属を接合することでセラミック２１に圧縮応力を与えることができる。当て板はセラミック２１と金属ブロック１３を接合後、取り除くことができるような構成とする。

他の実施例を図７を用いて説明する。
図７は他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図７において、上記実施例１〜４ではセラミックの断面形状として主に円の場合を示したが、本実施例ではセラミックを四角錘台形２２とした場合である。四角錘台形２２の長辺が制動子の移動方向と一致する場合である。このような形状にすることで一つの四角錘台形２２セラミックの断面係数を大きくすることができ、曲げにより発生する応力を小さくすることができる。

他の実施例を図８を用いて説明する。
図８は他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図とこの正面図のＡ−Ａ線断面図の組み合わせ図である。
図８において、本実施例は四角錘台形２３の短辺が制動子の移動方向と一致する場合である。このように四角錘台形２３の短辺を制動子の移動方向と一致させることで多くの四角錘台形２３セラミックを金属ブロック１３に埋め込むことができ、一つあたりのセラミックに発生する応力を小さくすることができる。本実施例は四角錘台形の短辺を制動子の移動方向と子、実施例５では四角錘台形セラミックの長辺を制動子の移動方向としたが、必ずしも、四角錘台形の長辺あるいは短辺を移動方向と一致させずに少し傾けてもよい。

他の実施例を図９を用いて説明する。
図９は、他の実施例を備えた非常止め制動子の正面図である。
図９において、本実施例はセラミック２４と金属ブロック１３との締結構造は前記実施例と同じであるが、セラミック２４の金属ブロック１３への取付位置が異なる。前記の実施例ではセラミック２４は動作方向に対して２列であったが、本実施例は動作方向に対して隣り合うセラミック同士を動作方向に対して垂直方向にずらしたものである。このように位置を動作方向に対して垂直方向にずらすことにより、セラミック２４がガイドレール３と接触する箇所が異なり、ガイドレール３の新しい部分と接触することができる。

他の実施例を図１０を用いて説明する。
図１０は他の実施例を備えた非常止め制動子の断面図である。
図１０において、本実施例はセラミック１１と金属ブロック１３のガイドレール３側接合端部の金属に溝２５を加工したものである。溝２５を加工することで、セラミック１１と金属ブロック１３の接合端部の応力集中を緩和することができる。また、金属部を変形しやすくすることで、すべてのセラミック１１がガイドレール３と接触する機会を増やすことができる。

次に、セラミックのレールとの接触面について図１１と図１２で説明する。

図１１、１２において、セラミックの形状としては実施例１から実施例８の形状が対象対象であるが、セラミックの形状としては実施例１を用いて説明する。図１１は円錐台形状をしたセラミック１１のガイドレール３との接触面の円周上のコーナーにＲ２６をつけた図である。図１１はコーナー部をＲ形状にした図であるが、C面取りでもよい。このようにすることにより安定した摩擦力が得られると考えられる。他のセラミックのレールとの接触面形状を図１２に示す。本形状はセラミックのレールとの接触面形状を半円形状２７としたものである。図１２は表面形状を半円形とした図であるが、表面形状は半楕円形状でもよい。

次に、セラミック１１のガイドレール３との接触面の表面形状を図１３、１４、１５、１６で説明する。
図１３は接触面に溝を加工した例であり、実施例では三角形状の溝２８を加工した例である。また、図１４はセラミック１１の表面に溝３０を加工し、表面に多数の半円あるいは半楕円３１を設けた例である。これらの溝は図１５に示すように移動方向に平行３２に設けてもよいし、図１６に示すように移動方向に平行３２と垂直方向３３になるように設けてもよいが、少なくとも移動方向に平行３２には設けるのがよい。

セラミック１１がガイドレール３の金属を削ってしまうので、削られた金属が溝から抜けるようにしておく。このようにしておくことによってセラミックと金属の間に削られた金属がはさまることがなくなり、安定した摩擦力が得られると考えられる。

本発明に係わるエレベータ乗りかごを示す概略斜視図である。 本発明に係わる非常止め装置を示す正面図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 本発明の一実施例である非常止め装置を示す図である。 セラミックのレールとの接触面側の円周上にＲを設けた図である。 セラミックのレールとの接触面側の形状を半円にした図である。 セラミックのレールとの接触面に三角形状の溝を設けた図である。 セラミックのレールとの接触面を半円形あるいは半楕円形にした図である。 セラミックのレールとの接触面の溝方向を制動子の移動方向に設けた図である。 セラミックのレールとの接触面の溝方向を制動子の移動方向とさらに移動方向に垂直方向に設けた図である。

符号の説明

１…のりかご、２…ロープ、３…ガイドレール、４…非常止め装置、５…制動子、６…Ｕ字形状のバネ、７…ガイド溝、８…ガイドプレート、９…ケーシング、１０…プレート、１１…セラミック、１２…接合界面、１３…金属ブロック、１４…金属ブロック、１５…ボルト、２５…溝、２６…Ｒ、２８…溝、３０…溝。

Claims (6)

1. エレベータの昇降路壁に設置されたガイドレールと、このガイドレールに対向して配置された制動子と、前記制動子を前記ガイドレールに押し付けるＵ字形状の弾性体とを備えたエレベータ用非常止め装置において、
   複数の穴が設けられた制動面側金属部材と、前記穴に挿入されてその先端が前記穴より前記ガイドレール側に突出するセラミック材と、前記セラミック材を前記制動面側金属部材との間で挟持する反制動面側金属部材とを備え、
   前記制動面側金属部材と前記反制動面側金属部材の間にはスペースが設けられた状態でボルトによって締結されて前記セラミック材を挟持していることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
2. 請求項１記載のエレベータ用非常止め装置において、
   前記穴は円錐台形に形成されたことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
3. 請求項１記載のエレベータ用非常止め装置において、
   前記制動面側に小径の、反制動面側に前記小径の円柱より大径の円柱からなる円環状の段差のセラミックが埋設される穴が前記制動面側金属部材に設けられていることを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
4. 請求項１記載のエレベータ用非常止め装置において、
   前記制動面側金属部材には四角錘台形のセラミックを埋設する穴を設けたことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
5. 請求項１記載のエレベータ用非常止め装置において、
   前記ガイドレールと接触する前記セラミックの面に複数の溝を設けたことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。
6. 請求項１記載のエレベータ用非常止め装置において、
   前記ガイドレールと接触する前記セラミックの表面角部に面取り加工を施したことを特徴とするエレベータ用非常止め装置。

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