(57)【要約】【課題】  エレベーターが備える非常止め装置の構造を複雑化することなく、非常止め装置の制動子の温度上昇を低減する。【解決手段】  エレベーターの非常止め装置４は、エレベーター１００の昇降路２１内に上下方向に配置されたガイドレール２を挟持する一対のくさび状の制動子４１と、制動子の背面側に配置した傾斜体４４と、傾斜体に付勢力を付与する弾性体４３と、非常時に制動子と乗りかごの相対位置を変化させる引き上げ４２部材とを備える。制動子は、ガイドレールに対向する面に突出して設けた摩擦材４１ｂと、この摩擦材の周囲に設けられ摩擦材よりも熱伝導率が高い熱吸収用材４１ｃと、摩擦材及び熱吸収用材を保持し、くさび状に形成された支持体４１ｂとを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターの昇降路内に上下方向に配置されたガイドレールを挟持する一対のくさび状の制動子と、前記制動子の背面側に配置した傾斜体と、前記傾斜体に付勢力を付与する弾性体と、非常時に前記制動子と乗りかごの相対位置を変化させる引き上げ部材とを備え、前記乗りかごを非常停止可能なエレベーターの非常止め装置において、
前記制動子は、前記ガイドレールに対向する面に突出して設けた摩擦材と、前記摩擦材の周囲に設けられ前記摩擦材よりも熱伝導率が高い熱吸収用材と、前記摩擦材及び前記熱吸収用材を保持し、くさび状に形成された支持体とを有することを特徴とするエレベーターの非常止め装置。
【請求項２】
前記熱吸収用材の熱伝導率が、１００〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの非常止め装置。
【請求項３】
前記熱吸収用材の表面が、前記ガイドレール側に対向していることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーターの非常止め装置。
【請求項４】
前記熱吸収用材の表面は、前記摩擦材よりも反ガイドレール側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーターの非常止め装置。
【請求項５】
前記摩擦材は、前記支持体の上下方向に複数個配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーターの非常止め装置。
【請求項６】
前記熱吸収用材を熱伝導性の塗料により形成して膜状としたことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーターの非常止め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常発生時に乗りかごを機械的に停止させるエレベーターの非常止め装置に係り、特に制動子をガイドレールに押し付け摺接させて制動力を発生するエレベーターの非常止め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベーターの非常止め装置の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の非常止め装置は、制動子の温度上昇を効果的に抑制し、より高速なエレベーターへの対応を可能にするために、制動子の動作時に冷却剤を制動子に吹き付けている。
【０００３】
従来のエレベーターの非常止め装置の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の非常止め装置では、摩擦材の温度上昇を抑制して高速、大容量まで安定した制動力を発生するために、制動子を、複数の摩擦材とこの摩擦材を支持する支持体とから構成している。そして、摩擦材は乗りかごが落下する方向の先頭に配する第１摩擦材と第１摩擦材よりも後続側に位置する第２摩擦材から構成し、第１摩擦材の熱伝導率が第２摩擦材の熱伝導率よりも高く設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５５４７３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の非常止め装置は、冷却剤および冷却手段を非常止め装置内に設置しているので、非常止め装置の構造が複雑化している。そのため、非常止め装置が作動するときは電気的な制御を用いずに作動できるようにしているので、部品が増えれば増えるほど信頼性が低下する。したがって複雑な構造の非常止め装置では、装置の各部を確実に動作させるための信頼性確保が必要となる。
【０００６】
上記特許文献２に記載の非常止め装置は、摩擦材に熱伝導率の高い摩擦材と熱伝導率の低い摩擦材を使用しているので、非常止め動作が開始すると、常に温度の低いガイドレールに当接する先頭側の摩擦材の熱を支持体側に伝熱して、摺接面の温度上昇を抑制し、摩擦材の劣化を防止している。一方、後続側の摩擦材の放熱を抑制して、支持体への伝熱量を制御して支持体の変形を防止している。しかしながら、この特許文献２に記載の非常止め装置では、さらに高速のエレベーターにおいて、全ての摩擦材での発熱を効率よく放熱して摩擦材の摺接面の温度を所定温度以下として、摩擦材の劣化を防止することについては、十分には考慮されていない。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたもので、その目的は、エレベーターが備える非常止め装置の構造を複雑化することなく、非常止め装置の制動子の温度上昇を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、エレベーターの昇降路内に上下方向に配置されたガイドレールを挟持する一対のくさび状の制動子と、前記制動子の背面側に配置した傾斜体と、前記傾斜体に付勢力を付与する弾性体と、非常時に前記制動子と乗りかごの相対位置を変化させる引き上げ部材とを備え、前記乗りかごを非常停止可能なエレベーターの非常止め装置において、前記制動子は、前記ガイドレールに対向する面に突出して設けた摩擦材と、この摩擦材の周囲に設けられ前記摩擦材よりも熱伝導率が高い熱吸収用材と、前記摩擦材及び前記熱吸収用材を保持し、くさび状に形成された支持体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エレベーターが備える非常止め装置において、異常発生時に制動子が有する摩擦材に発生する摺動熱を、摩擦材の周囲の熱伝導率の高い材料で吸収および放熱させているので、非常止め装置の構造を複雑化することなく、非常止め装置の制動子の温度上昇を低減することが可能になる。
【００１０】
なお、本発明のその他の目的および、作用・効果は以下の発明の詳細説明の記載により、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエレベーターの一実施例の乗りかご周りの正面図である。
【図２】図１に示したエレベーターの乗りかご周りの斜視図である。
【図３】図１に示したエレベーターが備える非常止め装置の非作動時の正面図である。
【図４】非常止め装置の動作状態を説明する正面図である。
【図５】図２に示す制動子の拡大正面図である。
【図６】図５に示した制動子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るエレベーターの非常止め装置を、図面に基づき説明する。図１は、非常止め装置４を備えたエレベーター１００の一実施例の乗りかご１周りの正面図であり、図２はその斜視図である。かごドア１ａが設けられた乗りかご１は、上部に周知の構成によって取り付けられたロープ３によって建物最上階にある図示しない巻上機やシーブを有する駆動系に連結されている。また、乗りかご１には、図示しないガバナロープも接続されており、乗りかごの速度をガバナが制御するのに使用される。なお、これらの図では簡略化のためにドア開閉機や外枠の詳細等は省略して図示している。
【００１３】
乗りかご１が上下動する昇降路２１の両側には、乗りかご１の昇降をガイドするガイドレール２が設けられている。ガイドレール２は乗りかご１の両側に対向するように一対配置されている。ガイドレール２を挟持するように、乗りかご１の上面及び下面には、レールガイド１ｂ、１ｃが取り付けられている。
【００１４】
さらに、乗りかご１の底部には、乗りかご１が速度制限を超えて下降した時に乗りかご１を制動させるための非常止め装置４が設けられている。非常止め装置４は、詳細を後述するように、ガイドレール２に当接する一対の制動子４１と、この制動子４１の背面側から制動子４１を支持する傾斜体４４と、傾斜体４４の背面側から一対の制動子４１に押圧力を付与するＵ字状の弾性体４３とを有している。ここで、図２では非常止め装置４の詳細を簡略して図示しているが、実際にはＵ字状の弾性体４３は筐体４６で保持されている。弾性体４３の押圧力により制動子４１がガイドレール２に当接して、乗りかご１の落下を制動する。
【００１５】
非常止め装置４の詳細を、図３及び図４により説明する。図３及び図４は、非常止め装置４の正面図である。ここで図３は、非常止め装置４が動作していない通常運転時の状態を示す図であり、図４は、非常止め装置４を動作させたときの非常運転状態を示す図である。
【００１６】
非常止め装置４は、昇降路２１の壁に固定されて鉛直方向に延びる断面Ｔ字状のガイドレール２を挟んで左右対称に配置された一対の制動子４１を有している。制動子４１は台形柱状(くさび状)をしており、ガイドレール２に面する側がほぼ垂直面をしており、反ガイドレール側面(背面)は平滑な面で、上側に行くにつれ幅が狭くなる形状となっている。制動子４１のガイドレールに面する側では、後述する摩擦材４１ｂが露出している。
【００１７】
制動子４の背面側には、複数の円柱状のローラー部材を上下方向に並べて配置したローラー４５が設けられている。ローラー４５のさらに外側(背面側)には、傾斜体４４が配設されている。傾斜体４４は、底辺側が短く上辺が長い台形柱状(くさび状)となっており、背面側はほぼ垂直な面であり、前面側(制動子４１側)の面４４ａは、傾斜した滑らかな面となっている。
【００１８】
傾斜体４４の前面側の傾斜面４４ａは、制動子４１の背面側の傾斜面４１ａと相補的な関係を有しており、傾斜体４４の傾斜面４４ａと制動子４１の傾斜面４１ａとは平行になっている。傾斜体４４の外側面は、Ｕ字状の弾性体４３で保持されている。この弾性体４３は、傾斜体４４にばね力を付勢可能であるが、弾性体４３が自由な状態では制動子４１の前面とガイドレール２間には、所定の隙間が確保されている。なお、弾性体４３やローラー４５、傾斜体４４、制動子４１を保持するために、筐体４６が設けられている。
【００１９】
制動子４１を保持するために、底面部とこの底面部から直角に上方に折り曲げられた側面部と、側面部に一端部が固定され鉛直上方に延びる引き上げロッド４２ａを有する引き上げ部材４２が設けられている。引き上げ部材４２は一対の非常止め装置４のそれぞれに設けられており、左右に配置したガイドレール２のそれぞれに沿って引き上げロッド４２ａは延びている。左右一対の引き上げロッド４２ａの上部は互いに連結しており、連結部近傍にはガバナロープを掴んで保持する保持部が設けられている。
【００２０】
この様に構成した非常止め装置４では、図示しないガバナが検出したガバナロープの下降速度が設定速度を超えると、ガバナのガバナロープ掴み動作によりガバナロープの動きが停止するため、引き上げロッド４２ａの上部近傍に設けたガバナロープ保持部が、相対的に引き上げロッド４２ａを引き上げる。すなわち、乗りかご１は急降下を継続するが、それまで乗りかご１とともに落下していた引き上げロッド４２ａは、ガバナロープにより減速する。引き上げロッド４２ａが下端部で接続する引き上げ部材４２に載置されている制動子４１も、落下速度が低下する。これにより、乗りかご１とともに下降する筐体４６や傾斜体４４、弾性体４３、ローラー４５に対して相対的に制動子４１が上昇する。この様子を示したのが図４である。
【００２１】
制動子４１が弾性体４３に保持された傾斜体に対して相対的に上昇する際に、低抵抗で制動子４１が移動できるよう、制動子４１の底面と引き上げ部材４２の底面部とを、それぞれ滑らかな面に形成して摩擦を少なくしている。一方、傾斜体４４の傾斜面と４４ａと制動子４１の傾斜面４１ａ間に低抵抗で上下動可能なローラー４５を介在させているので、それぞれの傾斜面４１ａ、４４ａは傾斜方向に沿って滑らかに移動可能になっている。
【００２２】
制動子４１が傾斜体４４に対して相対的に上下方向に移動すると、制動子４１が傾斜面４１ａ、４４ａに沿って移動しているので、制動子４１は水平方向にも移動する。そして、ガイドレール２に左右両側から接近し当接する。その際、弾性体４３の付勢力が当接面に付勢される。弾性体４３の付勢力により、この付勢力に動摩擦係数を乗じた摩擦力がガイドレール２と制動子４１間に発生する。この摩擦力によるブレーキ作用により、乗りかご１は徐々に減速して停止する。
【００２３】
ここで、非常止め装置４に要求される制動力は、落下質量に正比例する。また、落下速度にも依存する。これは、制動力は下降速度が速くなると制動子４１とガイドレール２間の摩擦係数が小さくなるからである。したがって高速エレベーターでは、非常止め装置４に要求される制動力は、需要の多い低層ビル向けのものに比べて、相対的に大きくなる。その結果、制動子４１とガイドレール２間で発生すべき摩擦力も増大し、この摩擦熱による制動子４１の発熱も顕著になる。
【００２４】
従来、制動子４１がガイドレール２に摺接する面には、鋳鉄が多く使用されてきた。その理由は、摩擦係数が大きいこと及び耐摩耗性に富むからである。また、非常止め装置４が働いたときに、摩擦熱に起因した摺動時の制動子４１の摩耗により乗りかご１が制御不能となる事態の発生は最も避けねばならないので、制動子４１の耐摩耗性が求められる。上記比較的低速で運転されるエレベーターの運転条件では、制動子４４における発熱が少ないので、鋳鉄の制動子４１でも摩耗を十分回避できている。
【００２５】
しかしながら、高速エレベーターでは要求される制動力が大きくなっているにもかかわらず、エレベーターが設置される建造物の設置空間が次第に小さくなっているので、非常止め装置４の小型化が必要となっている。そこで、制動子の摩擦および摩耗特性の向上のために、制動子の摺接部には各種の耐熱合金や耐熱性に優れたセラミックス等が使用されている。
【００２６】
耐熱性及び耐摩耗性を向上させた本発明に係る非常止め装置４に用いる制動子４１の例を、図５及び図６を用いて説明する。図５は、制動子４１の縦断面図であり、図６は制動子４１の斜視図である。一対に形成される制動子４１の一方のみを示しているが、他方の制動子４１は同一形状であって、対称形に作られている。
【００２７】
制動子４１は、くさび形状の支持体４１ｄと、この支持体４１ｄの前面側に複数（図では３個）配置された摩擦材４１ｂと、摩擦材４１ｂの周囲に配設された熱吸収用材４１ｃを有している。摩擦材４１ｂは、ガイドレール２と摺接するものであって直方体状に形成されており、支持体４１ｄの前面側に形成された窪みに嵌合保持されている。摩擦材４１ｂは１個の制動子４１当たり、乗りかご１の移動方向、すなわち上下方向に３個、上下方向に間隔をおいて配置されている。
【００２８】
熱吸収用材４１ｃは、支持体４１ｄに形成した摩擦材４１ｂ保持用の窪みの周りを連設して覆う長方形領域の窪みに嵌合する、所定厚さの部材である。そして、熱吸収用材４１ｃが支持体４１ｄに嵌合保持された状態では、摩擦材４１ｂが支持体４１ｄ表面から所定量だけ突き出て保持されている。
【００２９】
ここで、摩擦材４１ｂは耐熱性と耐磨耗性に優れた材料、例えば窒化ケイ素等のセラミックスであり、支持体４１ｄには、弾性体４３の付勢力に耐え得るように引張り強度の高い例えば鋳鉄を使用している。また、熱吸収用材４１ｃには、熱伝導率が１００〜４００Ｗ/（ｍ・Ｋ）である、熱伝導率の高い例えば銅合金等の金属材料を用いており、この熱吸収用材４１ｃの熱伝導率は摩擦材４１ｂの熱伝導率よりも高く、摩擦材４１ｂとの接触熱抵抗が小さくなるよう、摩擦材４１ｂに密着して設けられている。
【００３０】
この様に構成した制動子４１を用いたエレベーター１００では、何らかの故障で乗りかご１が急降下する等の異常が発生すると、乗りかご１の速度が定格速度の１．４倍を越える前に、図示しないガバナのガバナロープ掴み動作が生じる。これにより、非常止め装置４の制動子４１に取り付けた摩擦材４１ｂが、ガイドレール２に押し付けられ摺動する。その際、摩擦材４１ｂとガイドレール２間に発生する摩擦力により制動力が発生し、制動力により乗りかご１が制動される。
【００３１】
摩擦材４１ｂは制動時の摩擦熱により温度上昇して高温になるが、摩擦材４１ｂの周囲に配設した熱伝導率の高い熱吸収用材４１ｃが、摩擦材４１ｂの熱を吸収するので、摩擦材４１ｂの温度上昇を低減させることができる。
【００３２】
さらに、熱吸収用材４１ｃを支持体４１ｄの前面側の表面に配設して、熱吸収用材４１ｃを、筐体４６内の空間に露出させている。これにより、熱吸収用材４１ｃから筐体内空間、ひいては昇降路２１内への放熱が期待される。この様に発熱部である摩擦材４１ｂの表面から熱吸収用材４１ｃ、次に熱吸収用材４１ｃの表面から昇降路２１内の空間への効率的な伝熱経路を確保したので、摩擦材４１ｂの過度な温度上昇を防止できる。
【００３３】
本実施例によれば、摩擦材４１ｂの温度上昇を低減させることができるので、エレベーターの乗りかご１の制動時に、摩擦材４１ｂの摩耗量を抑制することが可能になる。さらに、引張り強度の高い材料で製作した支持体４１ｄで摩擦材４１ｂを保持しているので、制動時に摩擦材４１ｂに発生する摩擦力で、制動子４１が破損することを防止することもできる。
【００３４】
なお、上記実施例では制動子の摩擦材にセラミックス等の非金属を使用して耐熱性を向上させている。しかしながら、金属に比べセラミックス製の摺接部は高価であるうえに、金属よりも部品ごとの機械的特性や摺動特性のばらつきが大きく、また蓄熱作用があるものもあり、金属の摺接部を使用する要望もある。本発明を使用すれば、摩擦材における温度上昇を低減できるので、従来使用できなかった制動領域で金属製の制動子を使用しても、摩擦材の摩耗を抑制することができる。
【００３５】
なお上記実施例では、非常止め装置を乗りかご側に設けていたが、非常止め装置をつり合いおもり側にも設けるようにしてもよい。また、非常止め装置を乗りかごの底部に各１個ずつ設けているが、非常止め装置を乗りかごの底部であって両ガイドレール側に設け、その際、上下方向に複数段配置して制動力を増すようにしてもよい。
【００３６】
また上記実施例では、熱吸収用材を所定厚さの金属としているが、熱伝導性および放熱性に富む塗料を摩擦材の周囲に塗布するようにしてもよい。その場合、制動子の製造がより容易になるとともに、摩擦材と熱吸収用材との密着性が高まり、接触熱抵抗を小さくできる。さらに、摩擦材を１制動子当たり上下に３個配置しているが、摩擦材の数はこれに限るものではない。また、制動子を複数列配置してもよい。いずれの場合でも、ガイドレールとの当接時に、均等に当接でき、十分な放熱ができるようにするのがよい。
【００３７】
上記実施例はあくまで例示的なものであり、本発明は前述した実施例に限定されるものではない。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本発明は含む。
【符号の説明】
【００３８】
１…乗りかご、１ａ…かごドア、１ｂ、１ｃ…レールガイド、２…ガイドレール、３…ロープ、４…非常止め装置、２１…昇降路、４１…制動子、４１ａ…傾斜面、４１ｂ…摩擦材、４１ｃ…熱吸収用材、４１ｄ…支持体、４２…引き上げ部材、４２ａ…引き上げロッド、４３…弾性体、４４…傾斜体、４４ａ…傾斜面、４５…ローラー、４６…筐体、１００…エレベーター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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