JPH04282181A - カプセル用昇降装置の非常停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，空気圧により人を乗せ
たカプセルをチユーブ内に昇降させるカプセル用昇降装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気圧により人を乗せたカプセルをチユ
ーブ内に昇降させるカプセル昇降装置の実例は，遊技装
置の実験機に散見する程度である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記カプセル用昇降装
置で予想される降下非常事態の発生原因には，次のよう
なものがある。 （１）空気圧を発生させる送風機の破損，故障。 （２）制御系を含めた空気圧制御弁類の破損，故障。 （３）昇降ガイド部材としてのチユーブ（外筒）の破損
，空気漏洩。 （４）カプセルの分解，空気漏洩。 （５）乗降口扉（エアロツク）の破損，故障，漏洩。

【０００４】これら降下非常事態発生原因の発生確率は
，機構，制御機器の改善によりかなり低く抑えることが
できても，不特定多数の乗客を乗せるカプセル用昇降装
置では，２次の安全対策，即ち，非常停止装置が不可欠
になる。上記カプセル用昇降装置に類似した昇降装置装
置には，電動エレベータがある。この電動エレベータは
，人を乗せるケージ（かご）を吊索（ワイヤロープ）に
より吊り，この吊索を電動巻上機により巻き上げて，ケ
ージをガイドレールに沿って昇降させるものであり，こ
の電動エレベータでは，吊索切断の非常事態が起こった
とき，ケージ下降時の過速度をガバナーにより検出し，
このときのガバナーの動きをガバナーロープを経てケー
ジに設けた非常止め機構（クランプシユー）に伝え，同
非常止め機構を急速作動させて，ガイドレールを掴んで
，ケージを制動させるようにしている。

【０００５】また上記カプセル用昇降装置に類似した昇
降装置装置には，カプセル貨物輸送設備（カプセル空気
輸送設備或いはチユーブ輸送設備）がある。これらの設
備では，■人の輸送を行わないこと，■水平輸送が主体
であること，等により，非常停止装置がない。前記電動
エレベータの非常停止装置を，空気浮上式カプセル用昇
降装置，特に遊技装置に適用すると，カプセルの運動の
昇降方向を除く自由度（左右，前後，旋回，揺動の自由
度）が全く失われてしまう。このことは，遊技装置のセ
ールスポイントである宇宙旅行体験シミュレーション性
を半減させてしま。また上記のようにカプセルの運動の
昇降方向を除く自由度が失われるので，レールに沿って
移動するというイメージが乗客の脳裏から離れなくて，
大方の興味を殺ぐことになる。

【０００６】またこの場合，非常停止装置がカプセルに
装着されるので，大きなカプセル駆動送風源が必要にな
る。またカプセルの動きが悪くなるとともに，乗客の視
界が損なわれる。一方，性能面からは，電動エレベータ
の非常停止装置は，通常運転時は，摩擦抵抗を出来るだ
け少なく摺動させておき，非常事態が起こると，急遽，
最大摩擦抵抗力を加えるという極めて難しい作用が要求
されており，１００％の確実性が達成されていない。

【０００７】前記空気圧により人を乗せたカプセルをチ
ユーブ内に昇降させるカプセル用昇降装置の安全装置に
は，上記非常停止装置の外に，■「カプセルを最下点で
緩衝停止させる装置」，■「早効き非常止め装置」，■
「次第効き非常止め装置」等がある。上記■の「カプセ
ルを最下点で緩衝停止させる装置」は，緩衝機構がスプ
リング式であっても，油圧式であっても，カプセルの落
下距離が大きければ，緩衝機構へのカプセルの接触速度
が大きくなり，そのときの衝撃力を安全な一定値内に納
めようとすると，莫大な緩衝ストロークが必要になり，
実際的でない。

【０００８】この緩衝装置は，検知過速度以内の接触速
度による衝突に対しての安全装置として，或いは通常運
転時の最終着底時のクツシヨン機構としては有効である
が，非常停止装置としては不十分である。上記■の「早
効き非常止め装置」は，人が乗る乗物であって昇降速度
が早いときは（４５ｍ／ｍｉｎ以上のときは），早効き
非常止めでは減速，停止に伴う衝撃が異常に大きくなっ
て，危険である。この種の非常停止装置の中には，吊索
やレールを緊急に把握するもの，掛金を緊急に突出させ
るもの，等があるが，何れもカプセルの減速，停止に際
して大きな衝撃を与えるので，機構自体を強固に作って
おく必要がある。

【０００９】上記■の「次第効き非常止め装置」は，前
記電動エレベータの非常停止装置がこれに相当している
。この外に，ローラとレールとブレーキ装置とを組み合
わせたもの，吊索とドラムブレーキとを組み合わせたも
の，等があるが，何れも，空気浮上式カプセルの運動の
自由度が犠牲になっている。

【００１０】エキスパンシヨンマツトは，カプセル用昇
降装置の「次第効き停止装置」として期待されるが，こ
の次第効き停止装置をカプセル側に取付けると，カプセ
ルの運動，視界を邪魔したり，カプセル形状を制限した
り，カプセル内に巨大な高圧ボンベを搭載したり，しな
ければならない。他方，この次第効き停止装置をチユー
ブ（外筒）側に取付けると，チユーブの長さ方向全域に
配設しなければならなくて，設備費が嵩む。

【００１１】またこの次第効き停止装置は，■カプセル
の落下速度が大きいとき，■カプセル自重が大きいとき
，緩衝作用が不安定になって，一定の減速度が保証され
ないという欠点がある。その外，エマージエンシー噴気
も一応緩やかな非常停止或いは軟着地対策として考えら
れるが，エア流の動圧だけでカプセルの落下を防止する
ことになるので，大規模な高圧エア源が必要になって，
実際的でない。

【００１２】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり，　その目的とする処は，　非常時の安全性を確
保できる。また既存類似機種に対する現行安全法規に合
致させることができる。また宇宙旅行時のような体験を
得られる。またカプセルの軽量化とスペースの有効化と
を達成できる上に，立体角的な全方位的な視界を得られ
る。 また非常停止時の衝撃値をコントロールできる。さらに
１つのチユーブ内に複数のカプセルを浮遊させる場合で
も，非常停止装置を一式設ければよいカプセル用昇降装
置の非常停止装置を提供しようとする点にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明は，空気圧により人を乗せたカプセルをチ
ユーブ内に昇降させるカプセル用昇降装置において，前
記チユーブの内側面に昇降可能に取付けた摩擦摺動板と
，同摩擦摺動板に常時一定の押圧力で接触するシユーと
，同摩擦摺動板に連なる連動部材にチユーブ内への突出
を可能に取付けたフツクと，カプセル下降時の過速度を
検出する過速度検知センサと，同過速度検知センサから
の検出信号により作動して上記フツクを上記チユーブ内
へ突出させるアクチユエータとを具えている。

【００１４】

【作用】本発明のカプセル用昇降装置の非常停止装置は
前記のように構成されており，人を乗せたカプセルがチ
ユーブ内を昇降しているときに，カプセルが過速度で落
下し始めると，この状態を過速度検知センサにより検出
し，ここで得られた検出信号をアクチユエータへ送って
，同アクチユエータを作動させ，フツクをチユーブ内へ
突出させて，カプセルを同フツクへ衝接させ，フツクと
連動部材と摩擦摺動板とをシユーに対し下降させて，摩
擦摺動板のシユーに対する摩擦抵抗力によりカプセルを
一定の減速度で減速，停止させる。またカプセルがフツ
クに衝接したときの衝撃をフツクの変形と連動部材の伸
びとにより吸収する。

【００１５】

【実施例】次に本発明のカプセル用昇降装置の非常停止
装置を図１乃至図１０に示す一実施例により説明する。 先ずカプセル用昇降装置の概略を説明する。図１，２は
，何人かの乗客を乗せた球形または円筒形の透明プラス
チツク製カプセルを，２０〜３０ｍ程度の高層の透明プ
ラスチツク製ガイドチユーブ（外筒）の中に強力な送風
機（ブロアー）からのエア圧流で浮上させ，その空気流
をダンパ，ベント弁等でコントロールすることにより，
自由自在に上昇，下降，ホバリング等を行うようにした
ものである。このカプセルは，上記チユーブの中を自由
に，旋回，揺動することも可能で，或る程度のラジアル
方向の動きもとれるようになっている。

【００１６】一方，乗客は，自身でリモコンを操作しな
がら，カプセルの運動を自由に操ることもでき，ロケツ
ト離陸浮上時の倍加重力状態，或いはオービツト運行中
の無重力状態，或いは種々に加速した加速時のスリル感
等，宇宙旅行のシミュレーション体験を満喫できる。こ
のようにカプセル用昇降装置は，今までに存在した機械
ー例えばシースルー式高層エレベータとも，またジエツ
トコースタとも違った，より宇宙旅行に近い体験を体得
できる乗物（遊技機）である。

【００１７】一方，それだけに，機械自体の安全性（予
想される全ての事故に対して何重にもなっている安全性
）と，制御運用上の安全性（乗客や操作員が操作を誤っ
ても，規定速度を越さないような制御の安全性）とは，
本カプセル用昇降装置の運用上，不可欠のものである。 このような見地に立って，前記問題点を解決するための
総合的な安全システムを策定した。 （１）非常落下事故の発生する可能性を徹底的に追及し
，複数の独立した事故が偶然重複して発生しない限り，
決して落下事故とはならない仕組みとする。

【００１８】例えば送風機が破損しても，空気制御弁系
が健全であれば，カプセルは自動的に軟着地できるよう
にしておくとか，チユーブ（外筒）が破裂しても，ブロ
アー，空気弁類が健全であれば，カプセルに対してエア
ークツシヨンが充分に効くようにしておくとか，さらに
ブロアー，弁，エアーロツク等の機器に対しては単品の
大物を配備する代わりに複数個に分割した機器を独立制
御系の下に配備しておくとか，というように配慮する。 （２）緩衝特性を持った非常停止装置として，カプセル
の運動自由度を犠牲にすることなく，確実に，衝撃力を
所定の値に抑制できるものを，固定設備（塔構造物）側
に設置する。

【００１９】即ち，上記第１項に記載したように万全を
期しているが，人を乗せるという見地から，さらなる安
全を重ねることとして，本項（第２項）を付加する（エ
レベータに関する基準方の思想を折り込む）。本項（第
２項）が本発明の目指す処である。これに関しての新し
い技術手段を説明すると，次の通りである。 （ａ）地上設備または塔構造物に取付けた過速度検知セ
ンサによりカプセル下降の過速度（定格速度の２５〜３
０％オーバ速度）を検出する。即ち，この過速度を以て
非常落下事態の発生初兆とする。

【００２０】検出には，ドツプラ効果を利用したレーダ
装置等を使用する。他方，間接的な事故発見法として，
浮上空気圧低下をマノメータで検出する方法もあるが，
遊技機に利用する場合，無重力体験を行わせようとする
とき等の正常気圧現象と区別がつき難いという問題があ
る。 （ｂ）検出信号は，チユーブへきに沿って設けた複数個
のフツクに連動したアクチユエータに伝達され，これを
作動して，常時はフツク金具に収まっているフツクをチ
ユーブ内へ突出させる。

【００２１】アクチユエータとしては，プツシユ電磁ソ
レノイドをフツク毎に設けても，電磁弁付エアシリンダ
を用いてもよい。またアクチユエータを個々のフツクに
取付ける代わりに，１個のアクチユエータを動きをワイ
ヤロープまたはロツドを介して各フツクに伝えて，同各
フツクを連動させるようにしてもよい。 （ｃ）各フツクは，各フツク金具に内蔵されているが，
各フツク金具は，ワイヤロープまたはロツドを介して上
方または下方にある摩擦摺動板に連結されいてる。この
摩擦摺動板は，塔構造物に取付けた摩擦クランプユニツ
トのスプリング（またはその他の弾性体）とシユーとに
より一定の押圧力で挟み込まれている。 （ｄ）過速度検知センサが異常下降速度を検出すると，
フツクがチユーブ内へ突出する。このとき，カプセルは
過速度状態で落下してきて，カプセル直下のフツク（カ
プセルに最も近い所にあるフツク）に当接する。 （ｅ）カプセルの降下運動は，フツク金具，ワイヤロー
プまたはロツドを介して摩擦摺動板に伝達されるが，一
定の押圧力で挟み込まれた摩擦摺動板は，摩擦摺動板ー
シユー間の摩擦抵抗力のために，一定の減速度を受ける
。これにより，カプセル，フツク金具，ワイヤロープ（
ロツド），摩擦摺動板は，一体で減速し，ある距離だけ
ストロークした所で停止する。

【００２２】この場合，摩擦クランプユニツトを塔上方
に設置すれば，フツク金具類の連結は，ワイヤロープ（
またチエーン）のような可撓性連結部材により連結すれ
ばよく，部材重量を軽減でき，イナーシヤを小さくでき
る上に，ロープの伸縮性を利用できるので，そのままで
，カプセルーフツク金具の接触時に発生する衝撃力を限
度内に抑えることができる。

【００２３】一方，摩擦クランプユニツトを塔下方に設
置すれば，フツク金具類の連結は，或る程度剛性のある
（座屈に耐える）ロツドでなければならず，ロツド材重
量によるイナーシヤが大きくなり，カプセルーフツクの
接触時の衝撃が大きくなる恐れがある。これに対処して
，フツク金具とロツドとの連結部に簡単な摩擦板（フリ
ツプ）機構を組み込むことが必要になる。

【００２４】摩擦クランプユニツトを塔上方或いは塔下
方の何れに設置するかという選択は，塔の高さ，カプセ
ルの重さ，速度等により，適宜行われる。なお各フツク
の取付間隔は，非常落下時に予測されるカプセルーフツ
ク接触最大速度を或る策定値（例えば１１ｍ／ｓ）以内
に収めるように，決められる。 （ｆ）非常停止事故発生後の装置の設定復旧は，摩擦ク
ランプユニツトのシユー抑え金具のボルトを緩めること
により，行われる（ストロークした分だけ元に戻して復
旧する）。 （３）カプセル最下段位置（ストロークエンド位置）に
は，油入り緩衝器を取付け，カプセルがセンサ検出過速
度未満の速度で底部に衝突するときの衝撃を安全な限度
に抑えるものとする。本非常停止装置は，通常運転時に
も利用され，着底を極めて滑らかにし，乗る人に不快感
を与えないようにすることができる。

【００２５】次に前記カプセル用昇降装置の非常停止装
置をさらに具体的に説明する。図１，図２は，カプセル
用昇降装置の全体図で，図１は，最高位置に浮上したカ
プセル１と，最低位置（ストロークエンド位置）に停止
したカプセル１とを示している。カプセル１は，透明強
化プラスチツク材と補強アルミニウム骨材等とにより構
成され，球形である。

【００２６】このカプセル１内には，遠隔操作装置３を
手にもつ乗客が複数人乗り込んでおり，カプセル１は，
チユーブ（外筒）４内を浮上昇降する。上記チユーブ４
は，透明強化プラスチツク材により構成されたリング或
いはセグメントモジユールを高さ方向に積み重ねて，互
いを接続することにより，構成されており，チユーブ４
の高さは高い。

【００２７】チユーブ４の内側には，高さ方向の全域に
わたり３条程度のガイドウエイ５が設けられており，カ
プセル昇降時に，カプセル１がチユーブ４のプラスチツ
ク内面を擦ったり，衝接したり，することがないように
している。上記ガイドウエイ５は，鋼製で，カプセル１
との接触面には，テフロンが貼られている。

【００２８】以上のチユーブ４，ガイドウエイ５は，塔
構造体６により支持されている。また７が人の乗降口と
なる扉であり，人がカプセル１に乗り終わったら，必ず
エアタイトに閉鎖されるようになっている（エアロツク
）。カプセル１浮上の駆動部は，塔下部の送風機械室９
に収納されている。１０が送風機（ブロア）で，カプセ
ル浮上用エア圧流を発生する。１１が送風機入口ダンパ
，１２が送風機出口ダンパ，１３がベント弁である。 これらの機器１１，１２，１３のうち，何れかの開度を
コントロールして，カプセル浮上用エア圧流を調節する
ことにより，カプセル１の昇降速度，加速度，ホバーリ
ングを制御して，宇宙旅行体験シミュレートを実現する
。

【００２９】下降速度は主としてベント弁１３の開度調
整によりコントロールされるので，このベント弁１３に
は，開度制限が施されて，規定の下降最大速度をオーバ
ーしないようになっている。また送風機１０を停止させ
たとき（或いは止まってしまったとき）でも，ベント弁
１３と送風機入口ダンパ１１とを完全に閉鎖させれば，
カプセル１は固有の終端速度で降下して，底部に軟着陸
するようになっている。

【００３０】次に図３乃至図１０により非常停止装置２
０を具体的に説明する。図３，図４，図５に示すように
この非常停止装置２０は，３条のガイドウエイ５の間の
チユーブ１内側面（３個所の凹部）に配置されている。 従って非常停止装置２０は，カプセル１内の乗客からは
視認し難い。１９が過速度検知センサで，この過速度検
知センサ１９は，塔構造物の頂部とうに取付けられる。 これは自動車の速度検出に使用しているものと同種のも
のである。

【００３１】また図６の２１がカプセル落下の非常事態
に際して落下カプセル１を直接受け止めるフツクであり
，フツク２１の爪が常時は垂直方向を指向していて，３
条のガイドウエイ５間の３個所の凹部に隠れているが，
非常事態発生時には，過速度検知センサ１９からの検出
信号によりアクチユエータ（プツシユ電磁ソレノイド）
２４が作動し，フツク２１がフツク金具２２の支持ピン
を中心に約９０°回転して，チユーブ４内に突出する。

【００３２】ここでカプセル１の落下運動量は，ワイヤ
ロープ２５を介して上部にある摩擦摺動板２８，即ち，
摩擦クランプユニツト（摩擦シユー２７とスプリング締
付機構２９とよりなるユニツト）２６により一定の押圧
力でクランプされている摩擦摺動板２８に伝達され，こ
の摩擦摺動板２８が上記押圧力に抗し下降し，その間，
一定減速度で減速されて，所定量下降したときに停止す
る。即ち，可動部（互いに一体的に組付けられたカプセ
ル１とフツク金具２２とワイヤロープ２５と摩擦摺動板
２８とが緩衝作用を受けながら，停止させられる。

【００３３】なおフツク金具２２，摩擦摺動板２８等の
質量に基づくイナーシヤによって瞬間的に発生する衝撃
力は，フツク２１の変形とワイヤロープ２５の伸びとに
より吸収される。一方，フツク２１（フツク金具２２）
は，縦方向に特定間隔を置いて配設されており，非常信
号を受けたときには，これら複数個のフツク２１が突出
方向に作動するので，落下してくるカプセル１は，これ
ら複数個のフツク２１のうち，最も近い直下のフツク２
１により受け止められることになる。

【００３４】このような複数個のフツク２１の縦方向配
列により，カプセル１のフツク接触最高速度を同各フツ
ク２１の何れに対しても一定制限値に抑えることができ
，ひいては一定限度の減速度（衝撃）の下で，摩擦摺動
板２８のストロークを実際的な値に制限することができ
る。次にカプセル下方ストローク端での緩衝装置を図３
により説明すると，５０が油入り緩衝器である。この油
入り緩衝器５０は，前記非常停止装置２０の最下段フツ
ク金具２２の位置（高さ）を，カプセル１が検知過速度
未満の速度で通過（落下）した場合でも，カプセルスト
ローク下端に衝突する衝撃を安全な範囲に低減するとと
もに，正常運転時でも最終帰還着底をスムーズに行わせ
るためのものであるけ。即ち，この油入り緩衝器５０は
，カプセル１が下降し，或る速度でカプセル受け５１に
接触し，それを下方に移動させると，油入り緩衝器５０
の可変オリフイス５４から油が噴出し始め，それで発生
した油圧（静圧）により下降体（カプセル１等）に一定
の抵抗が与えられて，一定の減速が得られる。そして最
終下降位置では，下降速度が微小となって，オリフイス
効果が少なくなるため，クツシヨンラバー５３を設けて
いる。

【００３５】なお油入り緩衝器５０は，現行高速エレベ
ータの安全装置で使用しているものを使用して差支えな
い。図７乃至図１０は，本発明の非常停止装置の摩擦ク
ランプユニツトを塔構造物の下方に配置した場合を示し
ている。図７において，３１がフツク，３２がフツク金
具，３３がストツパであり，これらは間に摩擦板機構４
０等を介してロツド兼ガイドウエイ４１に取付けられて
いる。

【００３６】上記フツク３１は，縦方向に複数個配列さ
れている。これらのフツク３１は，連結リンク３５を介
してアクチユエータ３４に連結されて，回転突出可能に
なっている。また上記ロツド兼ガイドウエイ４１は，常
時，摩擦クランプユニツト３６により，一定押圧力の下
に保持されているので，一体で落下するカプセル１とフ
ツク金具３１とロツド４１とを一定減速度で緩衝停止さ
せることができる。

【００３７】なお摩擦板機構４０は，カプセル１がフツ
ク３１に接触した瞬間にロツド４１及びフツク金具３２
のイナーシヤ（質量）により発生する衝撃力を緩和させ
るためのものである。次に本発明の非常停止装置につい
てさらに具体的に説明する。 （１）先ず定減速度の非常停止が効率的に行われる点に
ついて説明する。

【００３８】規定速度をオーバーした過速度で落下して
くるカプセル１を或る衝撃力限度内で緩衝的に停止させ
ようとする場合，もし一般の緩衝器のように単純スプリ
ング等の弾性体を主体とする緩衝器を使用すると，衝撃
力と所要の緩衝ストローク（緩衝器の大きさ）との関係
は，次のように計算される。接触瞬間にカプセル１が持
っている運動エネルギーＴとスプリングが変形して移動
した分の位置エネルギー差Ｕとの合計は，スプリング内
に貯めている歪みエネルギーＳに等しくなる，として，
スプリングの最大変形量（緩衝ストローク）δを求める
。 Ｗ：　カプセルの重量（含む人）ｋｇｆ，Ｖ１　：　カ
プセル落下速度（フツク接触時）ｍ／ｓ，α：　制限し
ようとする減速度ｇ（重力加速度ｇの倍数で表す），δ
：緩衝ストローク（スプリング変形量）ｍとすると，Ｔ
＝１／２（Ｗ／ｇ）Ｖ１　２　　　　　　　　　ｋｇｆ
・ｍＵ＝Ｗ・δ Ｓ＝１／２Ｐ・δ 但しここでＰはスプリング最大変形時の圧縮力（或いは
引張力）で，この圧縮力Ｐは， Ｐ＝（Ｗ／ｇ×αｇ）＋Ｗ＝（α＋１）Ｗなので， Ｓ＝１／２Ｐδ＝１／２（α＋１）Ｗ・δになる。よっ
て Ｔ＋Ｕ＝Ｓ よざり １／２（Ｗ／ｇ）Ｖ１　２　＋Ｗ・δ＝１／２（α＋１
）Ｗ・δ

【００３９】

【数１】

【００４０】このようにスプリング方式（弾性体方式）
の緩衝装置では，カプセル１の運動エネルギーを吸収す
るに当たって，一様な減速度が得られず，緩衝ストロー
クのエンドで最大の減速度が発生するので，減速度を制
限内に抑えようとすると，長い緩衝ストロークが必要に
なって，効率が悪くなる。これに対して本発明では，ス
プリングでなく，摩擦摺動板機構を使用するので，衝撃
力と所要の緩衝ストロークとの関係は，次のように計算
される。

【００４１】摩擦摺動板による摺動抵抗力Ｆは，摩擦板
・シユー間の摩擦係数μと同摩擦板把持押圧力Ｋとによ
り決まるので，緩衝ストローク全域にわたって一定に保
たれる。即ち，Ｆ＝μＫなので，全散逸エネルギーＳは
， Ｓ＝Ｆ・δ 減速度をαｇに抑えようとするとき， Ｆ＝（Ｗ／ｇ×αｇ）＋Ｗ＝（α＋１）Ｗなので，結局 Ｓ＝（α＋１）Ｗ よって，Ｔ＋Ｕ＝Ｓにより， １／２（Ｗ／ｇ）Ｖ１　２　＋Ｗ・Ｓ＝（α＋１）Ｗ・
Ｓ

【００４２】

【数２】

【００４３】即ち，摩擦クランプユニツトで摩擦板押圧
力Ｋが

【００４４】

【数３】

【００４５】になるように調整しておけば，減速度αｇ
の一様減速（緩衝）が可能になる。上記■式と上記■式
とを比較して一目瞭然であるが，同じ衝撃値（減速度）
に制限したい場合，■は所要緩衝ストロークを極小にな
ることを意味している。例えば，落下速度Ｖ１　＝１１
ｍ／ｓで接触したカプセルを２ｇまでの減速度で停止さ
せようとするとき，スプリング方式の■での所要ストロ
ークは，

【００４６】

【数４】

【００４７】であるのに対して，本発明の摺動摩擦板方
式の■での所要ストロークは，

【００４８】

【数５】

【００４９】で，本発明の場合には，所要ストロークが
短くなる。上記スプリング方式では，衝撃減速度を１ｇ
に抑えようとすれば，無限長のストロークが必要になる
。即ち，スプリング方式では，１ｇの減速が不可能であ
ることを意味している。一方，摺動摩擦板方式では，

【
００５０】

【数６】

【００５１】のストロークで停止させることができる。 （２）次にフツクの配列について説明する。縦列に配置
すべきフツク金具の位置（間隔）は，策定した接触最大
速度如何により決定される。センサ検知過速度をＶ０　
とし（Ｖ０　を定格下降速度の１２５〜１３０％程度に
し），検知してからカプセル１が直下に位置するフツク
に当接するまでの落下距離をＸとすると，接触速度Ｖ１
　は

【００５２】

【数７】

【００５３】になる。これを書き替えると，

【００５４
】

【数８】

【００５５】即ち，これが所要フツク取付間隔を表す。 或いは上記■式と上記■式とを組み合わせて

【００５６
】

【数９】

【００５７】例えば，検知過速度Ｖ０　＝４．６ｍ／ｓ
ｊｓ，緩衝ストロークをδ＝３．０８ｍ，減速度をαｇ
＝２ｇ程度に抑えようとすると，

【００５８】

【数１０】

【００５９】但しカプセル１が最高段にあるフツクに接
触する場合には，初速としてＶ０　＝０なので，

【００
６０】

【数１１】

【００６１】とすることができる。また最低段のフツク
位置は，油入り緩衝器を考慮してストロークエンドより
上方Δｍの所におく。 但しΔ＝δ−（油入り緩衝器のストローク）＝３．０８
−１．０８＝２ｍ このとき，油入り緩衝器のカプセル受けへの最大接触速
度は，

【００６２】

【数１２】

【００６３】従って油入り緩衝器は，この接触速度を基
準にして安全な減速度を得るように設計すればよい（油
入り緩衝器の計算は省略する）。例題として，以上の計
算により得た数値を用いて，非常停止安全装置の理想的
なフツク間隔を図示すると，図１１のようになる。 （３）次にフツクにかかる衝撃力を説明する。

【００６４】カプセルがフツク（フツク金具）に接触し
，カプセルとフツク金具の下降速度とが等しくなるまで
の短時間の間は，フツク金具の質量に基づく慣性抵抗に
より，カプセルとフツクとの間に衝撃力が発生する。 ここでこの衝撃力の大きさは，フツク自体の変形（含む
フツク取付機構の変形）により決まる。

【００６５】 Ｗ・・・・カプセルの重量（含む人）　　　　　　　　
ｈｇｆω・・・・接触したフツク金具重量　　　　　　
　　　　ｈｇｆＶ１　・・・カプセルのフツク接触速度
　　　　　　　　ｍ／ｓＶ２　・・・カプセルとフツク
金具とが同速になったときの速度　　　　　　　　　　
ｍ／ｓとすると，運動量保存の法則から

【００６６】

【数１３】

【００６７】この間における運動エネルギの差ΔＴと，
位置のエネルギの差ΔＵとの和は，フツクの変形（曲げ
）により吸収されることになる（ｓ）から，フツクの先
端変形量をδ，最大フツク端荷重をＰとすると，

【００
６８】

【数１４】

【００６９】ここで減速度をαｇに抑えようとすれば，

【００７０】

【数１５】

【００７１】一例として，２０人乗り空気浮上カプセル
昇降装置の場合のフツクの所要変形（曲げ先端変形）を
計算すると，Ｗ＝３５００ｈｇｆ，ω＝５０ｈｇｆ（３
個分），Ｖ１　＝１１ｍ／ｓ，αｇ＝２ｇとすると，

【
００７２】

【数１６】

【００７３】従ってフツクは，このような変形を許す板
ばね式の構造にする。フツク金具と摩擦板とを結ぶワイ
ヤロープについても同様の計算が行われる。この場合，
　　Ｗ・・・・カプセルとフツク金具との重量の和　　
　　　　　　ｈｇｆ　　ω・・・・摩擦摺動板の重量　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｈｇ
ｆと置き換えて計算すればよい。前記の例を用い，Ｗ＝
３５５０ｈｇｆ，ω＝１０ｈｇｆ（３個分），Ｖ１　＝
１１ｍ／ｓ，αｇ＝２ｇとすると，

【００７４】

【数１７】

【００７５】エレベータ用ワイヤロープの引張弾性係数
Ｅｒ　は，略Ｅｒ＝５０００ｈｇｆ／ｍｍ２　程度なの
で，長さｌ＝５ｍのロープをδ＝０．０３５ｍ伸ばすと
きに発生する応力σは，

【００７６】

【数１８】

【００７７】即ち，ワイヤロープ径φ１６ｍｍのものを
３条採用する。なおステンレスワイヤとすれば，引張強
度σｔ　＝１８５ｈｇｆ／ｍｍ２がとれのので，安全率
としてＳ．Ｆ．＝５がとれる。このとき，フツク，フツ
ク金具，ワイヤロープにかかる瞬間最大減速度は，２ｇ
なので，最大負荷重は，１０６８０ｈｇｆ（３条分）で
ある。

【００７８】なおカプセル，フツク金具，摩擦摺動板が
同速になった後は，摩擦クランプユニツトにより，一定
減速度２ｇに保たれるので，停止するまで負荷重は，１
０６８０ｈｇｆ（３条分）に保たれる。（４）次に摩擦
クランプユニツトが塔下方に取付けられた場合について
説明する。

【００７９】理論は前述の場合と全く同様であるが，フ
ツク金具を連結するロツドの重量が大きくなり，フツク
への接触瞬間の衝撃が大きくなる恐れがあるため，この
予防措置として，フツク金具とロツドとの間に摩擦板機
構４０を設ける。摩擦板機構の所要緩衝ストロークをδ
とすると，散逸エネルギＳは，Ｓ＝Ｐδ＝（α＋１）Ｗ
δなので，ΔＴ＋ΔＵ＝Ｓより

【００８０】

【数１９】

【００８１】Ｖ１　＝１１ｍ／ｓ，αｇ＝２ｇ，Ｗ（カ
プセルとフツクとの重量）＝３５５０ｈｇｆ，ω（ロツ
ドの重量）＝１０００ｈｇｆとすれば，

【００８２】

【数２０】

【００８３】どちらかと言えば，摩擦クランプユニツト
上付の場合に比べて下付の場合は，装置規模が大きくな
ってしまう傾向がある。

【００８４】

【発明の効果】本発明のカプセル用昇降装置の非常停止
装置は前記のように構成されており，次の効果を達成で
きる。 （１）非常時の安全性を確保できる。即ち，人を乗せて
高層を昇降させる装置である以上，非常事態の発生する
確率を如何に小さくしても，応急安全対策は不可欠であ
るが，本非常停止装置は前記の作用を奏するので，非常
時の安全性を確保できる。 （２）既存類似機種に対する現行安全法規に合致させる
ことができる。即ち，本非常停止装置は前記の構造を有
するので，例えば４５ｍ／ｍｉｎ以上の高速昇降機に対
し義務付けている「次第効き非常止め」（建築基準方第
１０９条９）に充分に対応できる。 （３）宇宙旅行時のような体験を得られる。カプセルの
運動の自由度を損なわない。即ち，本非常停止装置は，
カプセルの行動スペースを干渉しないようにフツクをチ
ユーブに取付けて，可動部であるカプセル側にフツクを
全く取付けていないので，正常時，カプセルは，本非常
停止装置に関係なく自由に運動を続け，昇降も，旋回も
，揺動も，ラジアル方向の動きも，自由で，例えば宇宙
旅行時のような体験（無重力体験，再突入体験等）を得
られる。 （４）カプセルの軽量化とスペースの有効化とを達成で
きる上に，立体角的な全方位的な視界を得られる。即ち
，非常停止装置の全てを地上側の設備に設けるので，カ
プセルをそれだけ軽量化できる。そしてカプセル浮上用
動力は，カプセル積載総重量に略比例するので，カプセ
ル総重量の軽減は，動力節減に大いに役立つ。因みに電
動エレベータでゲージのそれぞれに搭載している非常停
止機構の重量は，数１００ｈｇｆに及んでいる。

【００８５】一方，カプセルを軽量化することは，可動
部のイナーシヤを小さくすることであり，速度コントロ
ールを容易にし，種々のシミュレーションコントロール
をきめ細かく実施できる。また非常停止装置のためにカ
プセル内スペースが犠牲にならないので，カプセルの全
周を透明プラスチツクで囲むことが可能で，立体角的な
全方位的な視界を得られる。 （５）非常停止時の衝撃値をコントロールできる。即ち
，衝撃は小さい方がよいが，本発明によれば，昇降装置
の利用目的，設備スペース等を勘案して，最もリーズナ
ブルな設定が可能である。例えば非常停止減速度を１ｇ
でも，２ｇでも，或いは３ｇにでも，正確に設定できる
ので，それに反比例した分だけ緩衝ストロークを小さく
することができる。複数配列フツクのときは，その間隔
を大きくとることができる。 （６）１つのチユーブ内に複数のカプセルを浮遊させる
場合でも，非常停止装置を一式設ければよい。

【００８６】なおチユーブは，Ｕ字状であったり，傾斜
していたり，ジエツトコースタの場合のように合成され
たチユーブであったり，するが，本発明の非常停止装置
は，チユーブの要所に設置するだけでよい。即ち，要所
にセンサを設け，フツクを要所に所要間隔で配列すれば
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるカプセル用昇降装置の一実施例
を示す側面図である。

【図２】その平面図である。

【図３】本発明に係わるカプセル用昇降装置の非常停止
装置の一実施例を示す側面図である。

【図４】図３の矢視ＡーＡ線に沿う横断平面図である。

【図５】同非常停止装置の一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図６】同非常停止装置のフツク部を拡大して示す斜視
図である。

【図７】本発明に係わるカプセル用昇降装置の非常停止
装置の他の実施例を示す側面図である。

【図８】図７の矢視ＢーＢ線に沿う横断平面図である。

【図９】同非常停止装置の一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図１０】同非常停止装置のフツク部を拡大して示す斜
視図である。

【図１１】同非常停止装置の各フツクの配列の計算例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１　　　　カプセル ２　　　　乗客 ４　　　　チユーブ １９　　過速度検知センサ ２０　　非常停止装置 ２１　　フツク ２４　　アクチユエータ ２５　　連動部材 ２７　　シユー ２８　　摩擦摺動板 ３０　　非常停止装置 ３１　　フツク ３４　　アクチユエータ ４１　　連動部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　人を乗せたカプセルをチユーブ内を昇
   降させるカプセル用昇降装置において，前記チユーブの
   内側面に昇降可能に取付けた摩擦摺動板と，同摩擦摺動
   板に常時一定の押圧力で接触するシユーと，同摩擦摺動
   板に連なる連動部材にチユーブ内への突出を可能に取付
   けたフツクと，カプセル下降時の過速度を検出する過速
   度検知センサと，同過速度検知センサからの検出信号に
   より作動して上記フツクを上記チユーブ内へ突出させる
   アクチユエータとを具えていることを特徴としたカプセ
   ル用昇降装置の非常停止装置。