JP5701799B2 - 非常ブレーキ装置、エレベータ装置及び綱車 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの非常ブレーキ装置、これを用いたエレベータ装置及びエレベータ装置の巻上機の綱車に関する。

近年では、エレベータ装置のかごの昇降を行う巻上機に設置されるブレーキ装置に対して、通常時に使用するブレーキ装置が機能しない場合にもかごの昇降を停止させるために、制動機能の二重化を図ることが求められている。

この対策として、通常時に使用するブレーキ装置に加えて、非常ブレーキ装置をエレベータ装置に設置することが提案されている。

例えば、特許文献１には、かごとガイドレールとの間に楔を挟圧させてかごを非常停止させる構造や、かごを吊る主索が巻き掛けられた巻上機の綱車を主索の上から制動子によって押圧してかごを非常停止させる構造の非常ブレーキ装置が記載されている。また、特許文献２には、綱車の開口部に棒状の係合部材を挿入して綱車の回転を止めてかごを非常停止させる構造の非常ブレーキ装置が記載されている。

特開２００７−２７７０１３号公報 特開２０１０−１８９０８８号公報

特許文献１に記載のように、かごとガイドレールとの間に楔を挟圧させてかごを非常停止させる構造の非常ブレーキ装置の場合には、ガイドレールが楔によって損傷したり変形したりすることがある。このため、非常ブレーキ装置の作動後にエレベータ装置を復旧させようとすると、ガイドレールの交換や芯出し作業を行わねばならず、復旧作業に多大な作業時間と労力を必要とする。また、巻上機の綱車を主索の上から制動子によって押圧してかごを非常停止させる構造の非常ブレーキ装置の場合には、主索の断面変形や素線切れが生じることがあるので、主索の交換を行わねばならず、復旧作業に多大な作業時間と労力を必要とする。

一方、特許文献２に記載のように、綱車の開口部に棒状の係合部材を挿入して綱車の回転を止めてかごを非常停止させる構造の非常ブレーキ装置の場合には、綱車の開口部が小さい場合は、非常ブレーキ装置の作動時に棒状の係合部材が綱車の開口部に挿入されず、綱車のスポークの側面に衝突して、綱車の回転が停止することも考えられる。このため、スポークの高さ（側面の高さ）が低い綱車の場合は、棒状の係合部材とスポークの側面の接触面積が小さくて接触部分の噛み合いが不十分なことにより、綱車の回転を停止させるために必要とされるブレーキ制動力を十分に発揮できないおそれがある。

このような理由により、上記の構造の非常ブレーキ装置は、エレベータ装置への適用が困難であるという課題があった。

また、非常ブレーキ装置の主な用途として、既に稼働中のエレベータ装置に追加で設置することが考えられる。このような場合には、非常ブレーキ装置の設置スペースが制限されることが多い。従って、小さい設置スペースに対応するため、非常ブレーキ装置の小型化を実現する必要がある。

本発明は、小型化に対応することができ、綱車の開口部の大きさやスポークの形状に影響されずにかごの停止が可能な非常ブレーキ装置を提供することを目的とする。さらに、作動時のダメージが少なく、エレベータ装置の復旧が簡単な非常ブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明による非常ブレーキ装置は、次のような特徴を有する。エレベータ装置の巻上機に備えられ回転方向に垂直な方向に開口している開口部を備える綱車に対向して設置される非常ブレーキ装置であって、棒状の制動部材と、前記制動部材を前記綱車に向けて突出させる駆動装置とを備える。前記制動部材は、前記駆動装置により突出させられて前記開口部内に進入することで前記綱車の回転を停止させる。前記綱車は、前記制動部材の突出時に前記制動部材が接触する部分に緩衝部材を備える。

本発明によれば、小型化に対応することができ、綱車の開口部の大きさやスポークの形状に影響されずにかごの停止が可能な非常ブレーキ装置を得ることができる。さらに、作動時のダメージが少なく、エレベータ装置の復旧が簡単な非常ブレーキ装置を得ることができる。

本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置を用いたエレベータ装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置が設置された巻上機の概略構成図である。 本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置での緩衝部材の配置を示す綱車の部分断面図である。 本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置の動作説明図であり、非常ブレーキ装置の制動部材が綱車の開口部内に進入したときの状態を示す図である。 本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置の動作説明図であり、非常ブレーキ装置の制動部材がスポーク又はリブの表面に設置されている緩衝部材に当たったときの状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。

図１に、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００を用いたエレベータ装置３００の概略構成図を示す。

エレベータ装置３００は、建築構造物内に形成された昇降路３１０の内部を昇降するかご３２０と、主索３３０を介してかご３２０に連結された釣合おもり３４０を備える。さらに、昇降路３１０の頂部に設けられた機械室３６０内に配設され、主索３３０が巻き掛けられ回転することによりかご３２０を昇降させる巻上機２００と、巻上機２００の近傍に配設され、主索３３０が装架される反らせ車３５０を備える。巻上機２００には、非常ブレーキ装置１００が設置される。

図２に、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００が設置された巻上機２００の概略構成図を示す。

巻上機２００は、主索３３０が巻き掛けられた綱車２１０を備える。綱車２１０は、エレベータ装置のかごの昇降とともに回転し、回転方向に垂直な面に開口部２１１を持つ。すなわち、開口部２１１は、回転方向に垂直な方向に開口している。また、巻上機２００には、通常時に使用するブレーキ装置（図示せず）とは別に、非常ブレーキ装置１００が設置される。非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０と隣り合うように設けられた台の上に固定され、綱車２１０に対して、綱車２１０の回転方向に垂直な方向（図２の紙面に垂直な方向）の一方側に設置される。図２の例では、非常ブレーキ装置１００は、紙面に垂直な方向において、綱車２１０の手前側に設置されている。

綱車２１０は、巻上機２００の駆動軸２２０に結合されたハブ２１２と、ハブ２１２から径方向に延びたスポーク２１３と、スポーク２１３の外端で支持されたリム２１４とを備える。ハブ２１２、スポーク２１３及びリム２１４の間には、リブ２１５が設けられていて、リブ２１５の内周面によって開口部２１１が形成されている。スポーク２１３は、綱車２１０の中心から外周に向かって高さ（駆動軸２２０に平行な方向の長さ）が低くなるように設けられている。また、綱車２１０には、緩衝部材２１６が設置されている。

図３は、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置での緩衝部材２１６の配置を示す綱車２１０の部分断面図であり、綱車２１０の回転方向に垂直な面（駆動軸２２０に平行な面）における綱車２１０の部分断面図である。

非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０に対して、駆動軸２２０に平行な方向（綱車２１０の回転方向に垂直な方向、すなわち、図３の上下方向）の一方側に設置されている。図３の例では、非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０の上方に設置されている。また、非常ブレーキ装置１００は、後述するように、綱車２１０の開口部２１１に挿入する棒状の制動部材１１０を備える。

綱車２１０において、開口部２１１の内面（すなわち、リブ２１５の内周面）と、スポーク２１３及びリブ２１５の表面とには、緩衝部材２１６が設置されている。ただし、スポーク２１３及びリブ２１５には、駆動軸２２０に平行な方向（綱車２１０の回転方向に垂直な方向、すなわち、図３の上下方向）の非常ブレーキ装置１００が設置されている側の表面だけに、緩衝部材２１６が設置されている。換言すれば、綱車２１０には、開口部２１１の内面（リブ２１５の内周面）に緩衝部材２１６ａが設置され、且つスポーク２１３及びリブ２１５の表面のうち非常ブレーキ装置１００と対向する表面に緩衝部材２１６ｂが設置されている。

緩衝部材２１６（２１６ａ、２１６ｂ）は、高さ（緩衝部材２１６の非常ブレーキ装置１００に対向する面の、駆動軸２２０に平行な方向における位置）が一定又は滑らかに変化し、高さ方向に段差が生じないように設置する。緩衝部材２１６（２１６ａ、２１６ｂ）には、ゴムや樹脂等の弾性材を用いる。緩衝部材２１６の高さや厚さは、かご３２０の昇降速度、緩衝部材２１６の素材、及び制動部材１１０の材質などの諸条件に応じて、任意に定めることができる。また、緩衝部材２１６は、綱車２１０に脱着可能に設置する。例えば、開口部２１１の内面とスポーク２１３及びリブ２１５の表面に緩衝部材２１６を接着して、脱着可能とする。緩衝部材２１６は、脱着可能であるので、損傷したときなどに容易に交換可能である。

図４に、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００の概略構成図を示す。図４は、非常ブレーキ装置１００と綱車２１０の一部とを示しており、非常ブレーキ装置１００と綱車２１０を駆動軸２２０に垂直な方向から見た図である。

非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０の開口部２１１に挿入する棒状の制動部材１１０と、制動部材１１０を綱車２１０に向けて突出させる駆動装置１２０とを備える。制動部材１１０は、強磁性体であり、先端部１１０ａの形が曲面、例えば球面となっている。駆動装置１２０は、制動部材１１０を押圧する制動ばね１３０と、制動部材１１０と制動ばね１３０を格納するシリンダ１４０とを備える。シリンダ１４０の内部には、ソレノイド装置１４３が備えられ、ソレノイド装置１４３は、制動部材１１０を進退可能に支持するコア１４１と、コア１４１に巻かれたコイル１４２とを備える。コイル１４２は、制動部材１１０が制動ばね１３０により綱車２１０に向けて突出するのを防ぐ保持装置としての役割を果たす。

制動部材１１０は、制動ばね１３０により綱車２１０の方向へ常時押圧されているが、エレベータ装置の通常の運転時には、コイル１４２の電磁力により、シリンダ１４０の内部に格納されている。コイル１４２は、ソレノイド装置１４３への給電により励磁して電磁力を発生する。制動部材１１０は、この電磁力によりコイル１４２の方へ引き寄せられる。すなわち、コイル１４２は、電磁力により、制動ばね１３０の押圧する力によって制動部材１１０が前進位置に移動するのを防ぎ、制動部材１１０を後退位置に保持する。前進位置とは、制動部材１１０がシリンダ１４０から綱車２１０の方向へ突出したときの位置であり、後退位置とは、制動部材１１０がシリンダ１４０の内部に格納されているときの位置である。

前述したように、綱車２１０には、開口部２１１の内面と、スポーク２１３及びリブ２１５の非常ブレーキ装置１００と対向する表面には、緩衝部材２１６（２１６ａ、２１６ｂ）が設置されている。

制動部材１１０は、前進位置に移動すると、後述するように、綱車２１０の開口部２１１内に進入して開口部２１１の内面に設置されている緩衝部材２１６ａに当たるか、綱車２１０のスポーク２１３又はリブ２１５の表面に設置されている緩衝部材２１６ｂに当たる。

図５と図６に、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００の動作説明図を示す。図５は、非常ブレーキ装置１００の制動部材１１０が綱車２１０の開口部２１１内に進入したときの状態を示す図であり、図６は、非常ブレーキ装置１００の制動部材１１０がスポーク２１３又はリブ２１５の表面に設置されている緩衝部材２１６ｂに当たったときの状態を示す図である。図５と図６において、図４と同一の符号は、図４と同一又は共通の構成要素を示す。

エレベータ装置３００（図１参照）の通常の運転時には、ソレノイド装置１４３に給電されており、制動部材１１０は、コイル１４２の電磁力によって後退位置に保持される。この状態は、図４に示している。

例えば、通常の運転時に使用するブレーキ装置の不具合でエレベータ装置３００の停止中にかご３２０（図１参照）が動き出した場合などに、かご３２０の昇降を非常停止させるときには、制動信号により、ソレノイド装置１４３への給電を遮断する。ソレノイド装置１４３への給電が遮断されると、コイル１４２は、制動部材１１０を後退位置に保持できなくなる。このため、制動部材１１０は、図５に示すように、制動ばね１３０により綱車２１０の方向へ押圧されて前進位置に移動して、綱車２１０の開口部２１１内に進入する。綱車２１０は回転しているので、制動部材１１０は、開口部２１１の内面と衝突して綱車２１０の回転を止める。このとき、制動部材１１０は、開口部２１１の内面に設置されている緩衝部材２１６ａと衝突する。このようにして、綱車２１０の開口部２１１内に制動部材１１０が突出して綱車２１０の回転を止めるため、かご３２０の昇降を停止させることができる。

制動部材１１０と綱車２１０の開口部２１１の内面との衝突時の衝撃は、緩衝部材２１６ａの弾性力により緩和される。このため、非常ブレーキ装置１００の作動時におけるエレベータ装置３００のかご３２０の停止ショックが抑えられ、制動部材１１０が綱車２１０に衝突した場合に生じる可能性のある損傷を低減することができる。

なお、制動部材１１０は、制動ばね１３０により押圧されて前進位置に移動したとき、駆動装置１２０の外枠に係止する。このため、制動部材１１０は、駆動装置１２０から離脱して駆動装置１２０の外部へ抜け落ちることがない。

非常ブレーキ装置１００が作動して制動部材１１０が前進位置に移動したとき、制動部材１１０の位置と綱車２１０の開口部２１１の位置とが一致してない場合（すなわち、制動部材１１０が綱車２１０の開口部２１１内に進入できない場合）は、図６に示すように、制動部材１１０の先端部１１０ａがスポーク２１３又はリブ２１５の表面に設置されている緩衝部材２１６ｂに当たる。

緩衝部材２１６ｂは、前述したように、高さ（緩衝部材２１６ｂの非常ブレーキ装置１００に対向する面の、駆動軸２２０に平行な方向における位置）が一定又は滑らかに変化し、高さ方向に段差が生じないように設置されている。すなわち、スポーク２１３の表面とリブ２１５の表面には、制動部材１１０の移動方向（駆動軸２２０に平行な方向）に垂直な方向には段差が生じないように、緩衝部材２１６ｂが設置されている。

このため、制動ばね１３０で押圧されている制動部材１１０の先端部１１０ａが緩衝部材２１６ｂの表面に接触したまま、綱車２１０は回転を続ける。このとき、先端部１１０ａの形状は曲面（例えば球面）であるので、制動部材１１０が緩衝部材２１６ｂの表面を摺動する際の引っ掛かりを防止することができる。従って、綱車２１０が回転して制動部材１１０の位置と開口部２１１の位置とが一致したときに、制動ばね１３０で押圧されている制動部材１１０が開口部２１１内に進入する。そして、制動部材１１０と開口部２１１の内面とが衝突して綱車２１０の回転を止めることができ、かご３２０の昇降を停止させることができる。

なお、図２では、非常ブレーキ装置１００と対向する、スポーク２１３及びリブ２１５の表面の全てに緩衝部材２１６を設置している。しかし、この表面のうち、綱車２１０の回転時に制動部材１１０が接触する可能性がある部分だけに緩衝部材２１６を設置してもよい。すなわち、綱車２１０の内周部や外周部では、スポーク２１３及びリブ２１５の表面に緩衝部材２１６を設置しなくてもよい。

以上のようにして、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００は、制動部材１１０との衝突による、開口部２１１の内面に設置された緩衝材２１６ａの凹み長さと、開口部２１１の間隔とを足し合わせた距離以内で、かご３２０の昇降を停止させることが可能となる。開口部２１１の大きさが小さくて、非常ブレーキ装置１００の作動時に制動部材１１０の位置と開口部２１１の位置とが一致しない場合が多くても、綱車２１０が回転して制動部材１１０が緩衝部材２１６ｂの表面を摺動することで、制動ばね１３０で押圧されている制動部材１１０が開口部２１１内に進入して、綱車２１０の回転を止めることができる。従って、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０の開口部２１１の大きさに影響されずに、かご３２０の昇降の停止が可能である。

本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置１００では、非常ブレーキ装置１００が作動した場合に制動部材１１０の衝突により損傷を受ける恐れがあるのは、綱車２１０の開口部２１１の内面であるので、かご３２０の昇降を案内するガイドレールや主索３３０に損傷は生じない。また、非常ブレーキ装置１００の作動時に制動部材１１０と綱車２１０の開口部２１１の内面との衝突によって生じる損傷は、緩衝部材２１６ａによって軽減できる。このため、非常ブレーキ装置１００が作動した後には、損傷した緩衝部材２１６のみを交換をすればよく、エレベータ装置３００の復旧作業を簡単に行うことができる。

さらに、非常ブレーキ装置１００と対向する、綱車２１０のスポーク２１３及びリブ２１５の表面に緩衝部材２１６ｂが設置されているので、非常ブレーキ装置１００の作動時に制動部材１１０の位置と綱車２１０の開口部２１１の位置とが一致していない場合でも、制動部材１１０と綱車２１０との衝突による損傷を低減できる。

緩衝部材２１６を綱車２１０に設置することによって生じる効果は、緩衝部材２１６を制動部材１１０の先端部１１０ａに嵌合して設置しても得ることが可能である。しかし、緩衝部材２１６には緩衝効果をもたらすためにある程度の厚さが必要であり、嵌合した緩衝部材２１６の厚み分だけ制動部材１１０の外径が増加するのは避けられない。このため、制動部材１１０の先端部１１０ａに緩衝部材２１６を設置すると、非常ブレーキ装置１００の本体が大型化してしまうという欠点がある。

本発明の実施の形態例に示す非常ブレーキ装置１００は、主な用途として、既に稼働中の巻上機２００に追加で設置することが考えられる。このため、非常ブレーキ装置１００を設置するスペースが制限される。従って、本発明の実施の形態例に示すように、緩衝部材２１６を綱車２１０に設置することによって、非常ブレーキ装置１００の小型化を実現でき、設置スペースが小さい場合にも対応することができる。

また、緩衝部材２１６ｂは、スポーク２１３の表面とリブ２１５の表面とで高さ（制動部材１１０の移動方向の位置）が等しくなるように設置されている。すなわち、図３に示すように、スポーク２１３の側面は、緩衝部材２１６ｂで覆われている。このため、制動部材１１０がスポーク２１３の側面に衝突して綱車２１０の回転を停止させることはない。従って、スポーク２１３の高さ（側面の高さ）が低い綱車２１０の場合でも、制動部材１１０を開口部２１１に確実に挿入させて、綱車２１０の回転を停止させることができる。このように、本発明の実施の形態例に示す非常ブレーキ装置１００は、綱車２１０のスポーク２１３の寸法に合わせて緩衝部材２１６を設置することができ、スポーク２１３の形状に影響されず、異なる形状の綱車２１０にも同一の非常ブレーキ装置１００を適用することができる。

本発明の実施の形態例では、制動部材１１０の挿入先を綱車２１０の開口部２１１と定めているが、通常時に使用するブレーキ装置の被制動体に同様の開口部が設けられている場合には、このブレーキ装置の被制動体の開口部に合わせて非常ブレーキ装置１００を設置してもよい。また、非常ブレーキ装置１００は、昇降路３１０の頂部に設けられた機械室３６０内（図１参照）に配設された巻上機２００にではなく、昇降路３１０内に配置されるタイプの巻上機（図示せず）に対して設置してもよい。さらに、非常ブレーキ装置１００は、１つの巻上機に対して複数台設置して使用することも可能である。

以上、本発明の実施の形態例による非常ブレーキ装置について説明した。本発明は、上記の実施の形態例にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、考えられる種々の形態を含むものである。

１００…非常ブレーキ装置、１１０…制動部材、１１０ａ…制動部材の先端部、１２０…駆動装置、１３０…制動ばね、１４０…シリンダ、１４１…コア、１４２…コイル、１４３…ソレノイド装置、２００…巻上機、２１０…綱車、２１１…開口部、２１２…ハブ、２１３…スポーク、２１４…リム、２１５…リブ、２１６…緩衝部材、２１６ａ…開口部の内面の緩衝部材、２１６ｂ…スポーク及びリブの表面の緩衝部材、２２０…駆動軸、３００…エレベータ装置、３１０…昇降路、３２０…かご、３３０…主索、３４０…釣合おもり、３５０…反らせ車、３６０…機械室。

Claims (16)

1. エレベータ装置の巻上機に備えられ回転方向に垂直な方向に開口している開口部を備える綱車に対向して設置される非常ブレーキ装置であって、
   棒状の制動部材と、前記制動部材を前記綱車に向けて突出させる駆動装置とを備え、
   前記制動部材は、前記駆動装置により突出させられて前記開口部内に進入することで前記綱車の回転を停止させ、
   前記綱車は、前記制動部材の突出時に前記制動部材が接触する部分に緩衝部材を備えることを特徴とする非常ブレーキ装置。
2. 前記綱車は、前記開口部の内面と前記非常ブレーキ装置に対向する面とに、前記緩衝部材を備える請求項１記載の非常ブレーキ装置。
3. 前記緩衝部材は、前記非常ブレーキ装置に対向する面の位置が、前記制動部材の突出方向において一定である又は滑らかに変化する請求項１又は２記載の非常ブレーキ装置。
4. 前記駆動装置は、前記制動部材を押圧して突出させる制動ばねと、前記制動部材が前記制動ばねにより突出するのを防ぐ保持装置とを備える請求項１〜３のいずれか１項記載の非常ブレーキ装置。
5. 前記緩衝部材は、前記綱車に脱着可能に備えられる請求項１〜４のいずれか１項記載の非常ブレーキ装置。
6. 前記制動部材は、前記緩衝部材と接触する先端部の形状が曲面である請求項１〜５のいずれか１項記載の非常ブレーキ装置。
7. かごを昇降させる巻上機と、前記巻上機に備えられ前記かごの昇降とともに回転し回転方向に垂直な方向に開口している開口部を備える綱車と、前記綱車に対向して設置される非常ブレーキ装置とを備え、
   前記非常ブレーキ装置は、棒状の制動部材と、前記制動部材を前記綱車に向けて突出させる駆動装置とを備え、前記制動部材が、前記駆動装置により突出させられて前記開口部内に進入することで前記綱車の回転を停止させ、
   前記綱車は、前記制動部材の突出時に前記制動部材が接触する部分に緩衝部材を備えることを特徴とするエレベータ装置。
8. 前記綱車は、前記開口部の内面と前記非常ブレーキ装置に対向する面とに、前記緩衝部材を備える請求項７記載のエレベータ装置。
9. 前記緩衝部材は、前記非常ブレーキ装置に対向する面の位置が、前記制動部材の突出方向において一定である又は滑らかに変化する請求項７又は８記載のエレベータ装置。
10. 前記駆動装置は、前記制動部材を押圧して突出させる制動ばねと、前記制動部材が前記制動ばねにより突出するのを防ぐ保持装置とを備える請求項７〜９のいずれか１項記載のエレベータ装置。
11. 前記緩衝部材は、前記綱車に脱着可能に備えられる請求項７〜１０のいずれか１項記載のエレベータ装置。
12. 前記制動部材は、前記緩衝部材と接触する先端部の形状が曲面である請求項７〜１１のいずれか１項記載のエレベータ装置。
13. エレベータ装置の巻上機に備えられ、回転方向に垂直な方向に開口している開口部を備え、棒状の制動部材を備える非常ブレーキ装置が対向して設置される綱車であって、
    前記制動部材が前記開口部内に進入することで回転が停止させられ、前記制動部材が接触する部分に緩衝部材を備えることを特徴とする綱車。
14. 前記緩衝部材は、前記開口部の内面と前記非常ブレーキ装置に対向する面とに備えられる請求項１３記載の綱車。
15. 前記緩衝部材は、前記非常ブレーキ装置に対向する面の位置が、前記制動部材の突出方向において一定である又は滑らかに変化する請求項１３又は１４記載の綱車。
16. 前記緩衝部材は、脱着可能に備えられる請求項１３〜１５のいずれか１項記載の綱車。

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