JP4846281B2 - エレベータ非常用ロープブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエレベータの非常用ロープブレーキ装置に関するものであり、詳しくはブレーキ用の油圧ポンプを用いた駆動機構に関するものである。

エレベータには、非常用のブレーキ装置として、ロープブレーキ装置が採用されることが多い。このロープブレーキ装置の一般的な構成として、一端にカゴが吊持されているロープ周りに設けられた摩擦係数の高い部材同士をロープに対して近接方向および離反方向に移動させる装置であって、該部材を近接方向に移動させて部材同士間でロープを押圧挟持することによってその移動を抑制し、ブレーキとして機能させるものが挙げられる。

例えば、表面に摩擦係数の高いブレーキパッドを取り付けた一対のブレーキ板をロープを挟んで対面させ、一方のブレーキ板を他方の固定ブレーキ板に対して近接移動させてロープを押圧挟持するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３００６８１号公報

上記の如き従来のロープブレーキ装置では、ブレーキ板の移動のための駆動機構として、ロープの押圧にバネ力を利用すると共にその解除のためのブレーキ板の移動に油圧ポンプによる作動油で駆動するアクチュエータを用いたものがある。この駆動機構におけるアクチュエータは、一方のブレーキ板を表面（ロープ対面）側から押して他方の固定ブレーキ板から離すためのロッドを移動させるものであって、ロッド駆動用として、油圧ポンプによりリザーバタンク内から作動油がゴムホース等の配管を介して送り込まれるものである。

しかしながら、このように実際のブレーキ板の駆動機構と、該駆動機構と離れた位置に別体に設けられた油圧ポンプおよびリザーバタンクとを長い配管を介して連結させたものは、ブレーキ装置全体の構成が複雑になり、また、かなりの占有空間が必要となる。さらに、長い配管により、ゴムホースの弾性率や油の圧縮率などの性能を考慮しなければならず、装置設計が煩雑で手間のかかるものであった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来より装置全体の構成、設計が簡便で占有空間も小さくて済むコンパクトなエレベータ非常用ロープブレーキ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るエレベータ非常用ロープブレーキ装置は、乗りカゴを吊持し、往復移動することによって前記乗りカゴの昇降を行うエレベータのロープに対して前記往復移動を抑制して前記乗りカゴの昇降を止めるエレベータ非常用ロープブレーキ装置において、前記ロープを挟んで配置される一対のブレーキ板と、一方のブレーキ板を他方の位置固定されたブレーキ板に対して近接移動させて前記ロープを押圧挟持すると共に一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して離反させて前記押圧挟持状態を解除する駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して該他方のブレーキ板の四隅で近接する方向に付勢する４つのスプリングと、この４つのスプリングによる付勢力に抗して前記一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して離反する方向に駆動させるためのシリンダピストン装置と、該ピストン装置へ加圧作動油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動アクチュエータと前記油圧ポンプおよびシリンダピストン装置に連通するリザーバ室とを備え、これらシリンダピストン装置と油圧ポンプと電動アクチュエータとリザーバ室とが配管レス単一ユニット構造で同一本体ボディ内に組み込まれて前記４つのスプリングの内側空間に配置されているものである。
請求項２に記載の発明に係るエレベータ非常用ロープブレーキ装置は、請求項１に記載のエレベータ非常用ロープブレーキ装置において、前記リザーバ室は、バネで付勢される押さえ板によってその容積が加圧されるものである。

本発明のエレベータ非常用ロープブレーキ装置によれば、ブレーキ板を駆動させるためのシリンダピストン装置と油圧ポンプおよび電動アクチュエータ、リザーバ室とが配管レスで単一ユニット構造として駆動機構の本体ボディ内に一体に組み込まれるものであるため、従来に比べて配管類が省かれて、装置の占有空間が小さくて済むだけでなく、直接シリンダピストン装置を駆動させることができるため、油の圧縮率やゴムホースの弾性率などの性能を考慮する必要も無くなり、ブレーキ装置全体の構成、設計が格段にコンパクトで簡便になるという効果がある。

本発明のエレベータ非常用ロープブレーキ装置は、ロープを挟んで配置される一対のブレーキ板の一方のブレーキ板を他方の位置固定されたブレーキ板に対して近接移動させ、ロープを押圧挟持することによってロープの往復移動を止め、乗りカゴの昇降を止めるものである。

本発明においては、一方のブレーキ板を移動させるための駆動機構として、ブレーキ板駆動用シリンダピストン装置と、該ピストン装置へ加圧作動油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動アクチュエータと油圧ポンプおよびシリンダピストン装置に連通するリザーバ室とを配管レス単一ユニット構造で同一本体ボディ内に組み込んだものであるため、配管類が必要なく、直接シリンダピストン装置を駆動させることができ、装置の占有空間が小さくて済むだけでなく、油の圧縮率やゴムホースの弾性率などの性能を考慮する必要も無くなり、ブレーキ装置全体の構成、設計が格段にコンパクトで簡便になる。

なお、本発明の駆動機構においては、ブレーキ板を駆動させるためのシリンダピストン装置は、一方のブレーキ板をロープ押圧挟持するために他方のブレーキ板に対して近接する方向へ移動させる場合と、押圧挟持を解除するために一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して離反する方向へ移動させる場合とのいずれにも用いることができ、バネ装置等の他の機構との組合せで前記ブレーキ板を往復移動させる構成も可能である。

また、本発明の電動アクチュエータは、特に限定するものではないが、装置構成が簡便で比較的小さいスペースで済むものが望ましい。例えば、電動モータに比べて構成が小型・軽量な超磁歪式のものが挙げられる。これは、磁力によって体積変化する超磁歪素子を利用したものであり、外部からコイルに通電して磁場を発生させ、この磁場により超磁歪素子を伸長方向に体積変化させることによってプランジャをスプリングの付勢力に抗して移動させて、リザーバタンクからシリンダ内に吸引した圧油をチェック弁を介して吐出させ、またコイルへの通電を断つことで磁場を消滅させ、超磁歪素子の体積を縮小方向に復帰させることによってプランジャがスプリング付勢力で反対方向に移動するものである。従って、電動アクチュエータとしての超磁歪素子の伸縮に応じて往復移動するプランジャによってシリンダピストン装置へ加圧作動油を供給するための油圧ポンプが構成される。

本発明の一実施例によるエレベータ非常用ロープブレーキ装置を、電動アクチュエータとして超磁歪式駆動部を用いた場合を例に図１〜２に示す。図１は、本実施例によるロープブレーキ装置の全体概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。図２は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面矢視図である。

本ロープブレーキ装置１は、対面状態に設置される一対の第１ブレーキ板２および第２ブレーキ板３の間でロープを押圧挟持することによってロープの往復移動を規制して乗りカゴの昇降を止めるものである。この第１および第２のブレーキ板（２，３）は、それぞれ互いに対面する表面側に摩擦係数の高いブレーキパッド４が設置されている。

この一対のブレーキ板（２，３）によるロープの挟持状態は、位置固定された第２ブレーキ板３に対して、第１ブレーキ板２が駆動機構５内に第２ブレーキ板３の裏面側本体ボディ内に配置された複数の皿バネからなるスプリング６の伸長付勢力によって近接移動することによって得られる。具体的には、第１ブレーキ板２は駆動プレートＰとの間に４つのスプリング６を介して、第２ブレーキ板３を貫通する固定ピン７によって連結されており、スプリング６の付勢力で駆動プレートＰが第２ブレーキ板３から離されることによって第１ブレーキ板２が第２ブレーキ板３に近接し、第１第２ブレーキ板間でロープが押圧挟持されるものである。

また、駆動機構５には、ロープの押圧挟持状態を解除するために第１ブレーキ板２を第２ブレーキ板３に対して離反する方向へ駆動させるシリンダピストン装置へ作動油を送るための超磁歪式駆動部とポンプ部とリザーブ室とが単一ユニット構造１０として４つのスプリング６および固定ピン７に囲われるように該本体ボディＨ内に一体的に組み込まれている。超磁歪式駆動部は、ユニット構造１０内で、ボビンの外周に巻回されて通電されることによって磁力を発生する駆動コイル１２と、ボビン内に伸縮可能に挿通された超磁歪素子１１とが配置されてなるものである。

この超磁歪素子１１の端部には、プランジャ１３が連結されており、駆動コイル１２への通電および通電解除による磁力の発生、消滅に応じて体積変化する超磁歪素子１１の伸縮運動に従ってプランジャ１３がポンプ室１４内を往復摺動することでポンプ部が構成される。また、同一本体ボディＨ内にリザーバ室１５も設けられており、その容積がバネ１７で付勢される押さえ板１６によって加圧されるものである。

また、本実施例におけるシリンダピストン装置を構成するシリンダロッド１９は、端部が駆動プレートＰに連結されており、同一本体ボディＨ内でポンプ室１４とリザーバ室１５と僅かな距離の流路で連結されているシリンダ室１８内を往復移動するものであり、超磁歪式駆動部での超磁歪素子１１の伸縮に伴うプランジャ１３のポンプ室１４内の駆動によってチェック弁を介してシリンダ室１８内へ供給される作動油によってＸ方向へ移動するものである。

従って、Ｘ方向へ移動するシリンダロッド１９は、駆動プレートＰをスプリング６の付勢力に抗して第２ブレーキ板３に近接する方向に移動させ、これによって第１ブレーキ板２が第２ブレーキ板３に対して離反する方向へ押し出され、第１と第２ブレーキ板間のロープ押圧挟持状態が解除される。

通常、問題なくエレベータの昇降が行われる際には、第１と第２のブレーキ板（２，３）間でロープが良好に往復移動できるように第１ブレーキ板２が第２ブレーキ板３に対して離反した位置を保つために、シリンダロッド１９のＸ方向の荷重を維持するようにシリンダ室１８内に導入された作動油による加圧状態を適度な範囲に保持する。本実施例では、ユニット構造１０に圧力スイッチ２１を設け、シリンダ室１８内の圧力を監視させるものとした。

この圧力スイッチ２１は、超磁歪式駆動部での超磁歪素子１１の伸縮によるポンプ駆動で導入されてくる圧油によりシリンダ室１８内の圧力が所定値を越えた場合に超磁歪素子１１への通電を止めさせてポンプ駆動を停止させるための電気信号を発生させると共に、圧油導入が停止状態でリーク等によりシリンダ室１８内の圧力が所定値より低くなった場合には超磁歪素子１１への通電を開始せしめてポンプ駆動を再開させるための電気信号を発生させるものである。

これに対して、非常時にエレベータの昇降を止めるために、ロープの押圧挟持状態を得る際には、超磁歪式駆動部およびポンプ部の停止状態にて、電磁切換弁２０を切り換えてシリンダ室１８内の作動油をリザーバ室へ戻すことによってシリンダロッド１９のＸ方向への荷重をなくし、スプリング６の付勢力により駆動プレートＰが移動して第１ブレーキ板２の第２ブレーキ板３に対する近接移動が行われ、ロープの押圧挟持によるブレーキ状態が得られる。

なお、ブレーキパッド４は、本ブレーキ装置の使用を重ねていくに伴って磨耗が進行していき、ある程度磨耗が進行した時点で交換する必要がある。そこで、本実施例では、ブレーキパッド４の磨耗を検知するためのリミットスイッチ８を設けることにより、ロープ押圧挟持状態にてその所定磨耗量に応じた第１ブレーキ板２の位置を検知して、交換の必要を示すものとした。また、本実施例では、ブレーキ解除状態にて、良好にロープの押圧挟持が解除されているか、即ち、第１と第２ブレーキ板が充分離れているかを検知するためのリミットスイッチ９を設けた。これにより、必要ない場合にブレーキがかかることなく正常にブレーキ解除状態が維持されていることが確認できる。

以上の如き構成の駆動機構５において、ユニット構造１０内では、例えば外部の制御機構からの制御による駆動コイルの通電、通電解除で超磁歪素子１１の伸縮によるプランジャ１３のポンプ駆動力が、ゴムホース等の配管を設けずにほぼ直接的にシリンダロッド１９を駆動させるものであり、外部に離れたリザーバタンクから別体の油圧ポンプによって長いゴムホース配管を介して作動油が導入される従来型に比べて、占有空間が小さくて済むだけでなく、油の圧縮率やゴムホースの弾性率等の考慮する必要がない。さらに、前記電磁切換弁２０も同じユニット構造１０内に設ける構成とするのが装置全体をよりコンパクトにまとめられるので好ましい。

なお、以上の実施例では、ロープの押圧挟持状態をバネの付勢力によって、また挟持解除状態を超磁歪式駆動部によって得たが、逆の構成であってもかまわない。また、上記実施例では、電動アクチュエータとして超磁歪式のものを用いた場合を示したが、本発明は、これに限定するものではなく、同一本体ボディＨ内で駆動機構５に組み込まれるユニット構造１０として構成できる油圧発生装置であれば、広く採用可能である。

本発明の一実施例によるエレベータ非常用ロープブレーキ装置を示す概略構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面矢視図である。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面矢視図である。

符号の説明

１：エレベータ非常用ロープブレーキ装置
２：第１ブレーキ板
３：第２ブレーキ板
４：ブレーキパッド
５：駆動機構
６：スプリング
７：固定ピン
Ｐ：駆動プレート
Ｈ：本体ボディ
８：リミットスイッチ
９：リミットスイッチ
１０：ユニット構造
１１：超磁歪素子
１２：駆動コイル
１３：プランジャ
１４：ポンプ室
１５：リザーバ室
１６：押さえ板
１７：バネ
１８：シリンダ室
１９：シリンダロッド
２０：電磁切換弁
２１：圧力スイッチ

Claims (2)

1. 乗りカゴを吊持し、往復移動することによって前記乗りカゴの昇降を行うエレベータのロープに対して前記往復移動を抑制して前記乗りカゴの昇降を止めるエレベータ非常用ロープブレーキ装置において、
   前記ロープを挟んで配置される一対のブレーキ板と、一方のブレーキ板を他方の位置固定されたブレーキ板に対して近接移動させて前記ロープを押圧挟持すると共に一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して離反させて前記押圧挟持状態を解除する駆動機構とを備え、
   前記駆動機構は、前記一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して該他方のブレーキ板の四隅で近接する方向に付勢する４つのスプリングと、この４つのスプリングによる付勢力に抗して前記一方のブレーキ板を他方のブレーキ板に対して離反する方向に駆動させるためのシリンダピストン装置と、該ピストン装置へ加圧作動油を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動アクチュエータと前記油圧ポンプおよびシリンダピストン装置に連通するリザーバ室とを備え、これらシリンダピストン装置と油圧ポンプと電動アクチュエータとリザーバ室とが配管レス単一ユニット構造で同一本体ボディ内に組み込まれて前記４つのスプリングの内側空間に配置されていることを特徴とするエレベータ非常用ロープブレーキ装置。
2. 前記リザーバ室は、バネで付勢される押さえ板によってその容積が加圧されるものであることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ非常用ロープブレーキ装置。

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