(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベータの非常停止装置において、かごの乗員数や破断ロープ長さによってかごに加わる慣性力が変化し、減速度が過大になることを防止する。【解決手段】エレベータのかご１００に設置されたロープ５２に懸架され、上下方向に移動可能に配置された減速度検出錘５１と、かご１００が移動する際のガイド部材であるガイドレール１を、摺動部を介して摺動する楔状体６１とを備え、減速度検出錘５１に作用する慣性力によって、楔状体６１の摺動部のガイドレール１への押付け力を低減することにより、かごの減速度を一定に保つようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのかごに設置されたロープに懸架され、上下方向に移動可能に配置された減速度検出錘と、
上記かごが移動する際のガイド部材であるガイドレールを、摺動部を介して摺動する楔状体と、を備え、
上記減速度検出錘に作用する慣性力によって、当該楔状体の摺動部の上記ガイドレールへの押付け力を低減することにより、上記かごの減速度を一定に保つことを特徴とするエレベータ非常止め装置。
【請求項２】
楔状体の上方への移動を制限するストッパを設けるとともに、当該ストッパをストッパばねで支持したことを特徴とする請求項１のエレベータ非常止め装置。
【請求項３】
楔状体を上下方向に案内する複数のガイドと当該複数のガイドを連結する主ばねとを設けたことを特徴とする請求項１のエレベータ非常止め装置。
【請求項４】
ストッパばねのばね定数をｋs、上記摺動部と上記ガイドレールとの摩擦係数をμ、上記主ばねのばね定数をｋ、楔状体の傾き角をθとしたときに、これらの値が
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を満たすことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ非常止め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータのかごが法定速度を越えたとき、当該かごを非常停止させる非常止め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、楔状体の摺動部とガイドレールとの摩擦係数の変動に対して、非常止めの制動力を一定に保つことが検討されてきた。
【０００３】
例えば、ガイドレールに沿って上記かごが上下方向に移動する際、上記かごの下方に設置された楔状体が上記ガイドレールに対して、その摺動部を押付けて移動するときに、楔状体のテーパ角度とは反対方向のテーパ角度を設けたガイドで案内し、楔状体の摺動部とガイドレールの摺動力の増加に対して、楔状体の摺動部のガイドレールへの押付け力を低減する装置が検討されてきた。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９２１８４号公報（第５〜６ページ、第１〜３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、楔状体の摺動部とガイドレールとの摺動力の増加に対して、楔状体の摺動部のガイドレールへの押付け力を低減するため、制動力は一定となり、エレベータのかご質量の変動に対して、減速度が変化するという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、上記エレベータのかご質量変動に伴うかご減速度の変化に対して、摺動部の押付け力を増減して、減速度を適正に保つことができるエレベータの非常止め装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の非常止め装置は、エレベータのかごに設置されたロープに懸架され、上下方向に移動可能に配置された減速度検出錘と、上記かごが移動する際のガイド部材であるガイドレールを、摺動部を介して摺動する楔状体と、を備え、上記減速度検出錘に作用する慣性力によって、当該楔状体の摺動部の上記ガイドレールへの押付け力を低減することにより、上記かごの減速度を一定に保つようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に関わる非常止め装置は、かごに取り付けた減速度検出錘の慣性力によって摺動部押付け力を増減できるため、かご質量が変化してもかご減速度を一定に保つことができる。また本発明に係る非常止め装置は、電気的な手段を用いる必要がなく、信頼性を高めるとともに、低コストに装置を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、かご減速度に応じて制動力を調整してエレベータの減速度を一定に保つ非常止め装置の全体構成図である。以下においては、非常止めが動作してエレベータが減速する場合について図１を用いて説明する。減速度検出錘５１は、ロープ５２に懸架され、ロープ５２は乗員を乗せるためのかご１００によって支持された吊り滑車５３に巻き掛けられている。ロープ５２はプーリ５７を回転させ、このプーリ５７と一体となってウォーム５４が図の右側面側から見て時計回りに回転する。このウォーム５４の回転によりウォームホイール５５が時計回りに回転し、このウォームホイールに取り付けたレバー５６は、紙面垂直軸まわりに時計回りに回転する。このとき、このレバー５６に連結されているリンク５９は主として左方向に移動する。このリンク５９の両端はレバー５６とガイド６０に支持されているので、楔状体６１は、このガイド６０の左右方向への移動により上下に案内される。主ばね６２は、左右のガイド６０を連結しているが、楔状体６１が上方に移動すると、この主ばね６２の変形によって、ガイド６０の楔状体６１に対する押付け力を緩和する。ストッパ６３は、この楔状体６１の上方移動を抑制する。このストッパ６３を支持するストッパばね６４は、上下方向に縮むことにより、ストッパばねに働く制動力に応じてストッパ６３の上方向移動を許容する。この制動力は、非常止めの動作開始とともに、摺動部６６がガイドレール１と接触し始め、摺動部６６とガイドレール１の間に作用する摩擦力の発生に起因するものである。この制動力は、摺動部６６から楔状体６１を介してガイド６０に伝達し、ガイド６０はかごで支持されているため、結局制動力はかご１００に作用する。そして、制動力によってかご１００は自由落下を免れて、停止することができる。かご１００は、上記吊り滑車５３、ウォーム５４、ウォームホイール５５を保持するとともに、乗員を乗せるものである。
なお、本段落上述の動作は、非常止めが動作を開始して、かご１００が減速するときについて記述した。非常止めが動作中に摺動部６６とガイドレール１の摩擦係数が過渡的に小さくなった場合、減速度検出錘５１の慣性力に対して主ばね６２のばね力が打ち勝ってガイド６０を閉じる方向に動かし、ウォーム５４のねじリード角をセルフロックしない角度にすることによって、ウォーム５４は主ばね６０のばね力によって逆回転して減速度検出錘５１を上方に巻き上げることができる。また、非常止めによってかご１００が静止した後、非常止め解除のためかご１００を主ロープ(図示せず)によって上昇させるとき、楔状体６１はガイド６０から下方に離れ、ガイド６０は主ばね６２によって閉じる動作をするが、このとき主ばね６２の力でウォーム５４は逆回転して、減速度検出錘５１を巻き上げることができる。
【００１０】
次に、図１の制動力可変非常止めの動作について説明する。かご１００に下降方向に減速度ｍ１が生じるとき、減速度検出錘５１に鉛直下向きに慣性力が発生する。減速度検出錘の質量をｍ１、重力加速度をｇとすれば、減速度検出錘５１には、ｍ１（ｇ＋α）の力が鉛直下向きに作用する。
【００１１】
かご１００の質量をｍ0、１個の楔状体６１に発生する制動力をＦとする。ガイドレール１はかご１００の両側に１本ずつ計２本配置する。すなわち、図２のかごの紙面奥側にガイドレール１をもう一本配置する。ガイドレール１本に対して非常止めを１個配置し、各非常止めにはガイドレール１の左右の２面を挟み込むように楔状体６１を２個配置する。このとき、楔状体６１は全部で４個となり、次の式（１）の関係が成り立つ。
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楔状体６１まわりの力のつり合いを図２に示す。ガイドレール１への楔状体６１の押し付け力をＲｘ、摩擦係数をμとすれば、次式（２）が成り立つ。
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【００１２】
一方、図２に示すように、楔状体６１の傾斜部とガイドレール１のなす角度をθとする。楔状体６１の傾斜部はガイド６０で転がり案内されている（図示せず）ため、楔状体６１からガイド６０への反力をＲとすれば、Ｒは楔状体６１の傾斜部に垂直であり、このＲの横方向成分をＲｘとすれば、ＲとＲｘのなす角はθとなる。なお、図２では、楔状体６１からガイド６０に作用するＲｘの力ベクトルを示しており、この図２のベクトル方向は、ガイド６０を押し広げる方向である。これと同時に作用反作用の法則により、Ｒｘは楔状体６１から摺動部６６をガイドレール１に対して押し付ける方向に作用している。これによって上述の式（２）の関係式が成り立つ。ストッパ６３による楔状体６１の押し下げ力をＦｓとすれば、ガイドレール１への楔状体６１の押し付け力Ｒｘに関しては、次の式（３）の関係が成り立つ。
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式（２）に式（１）を代入して、次式（４）が得られる。
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式（４）を式（３）に代入して、次式（５）が得られる。
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整理して、次式（６）が得られる。
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【００１３】
図３の左図に示すように非常止めが動作して減速度が増えると、ストッパ６３のすきまｙ０はなくなり、楔状体６１とストッパ６３は接触するが、図３の右図に示すように、楔状体６１がガイドレール１と接触して主ばね６２が伸び始めたときのストッパ６３のすきまをｙ０、ストッパばね６４の縮み代をｙｓ、主ばね６２の伸び代をｘｓとすると、次の式（７）の関係が成り立つ。
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主ばね６２が予めｘ０だけ伸びるようにプレロードが与えられており、また、減速度検出錘５１の力ｍ１η（ｇ＋α）が作用することを考慮すれば、ｋを主ばねのばね定数として次式（８）が得られる。
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式（８）を式（４）に代入して、次式（９）が得られる。
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式（９）を式（６）に代入して、次式（１０）が得られる。
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ここに、ｋｓはストッパばねのばね定数である。
また、ストッパばね６４がなく、ｋｓが十分大きいとき、ｙｓは無視でき、式（１０）は次式（１１）のように簡単になる。
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通常の非常止めでは、ストッパ６３は剛であるから式（１１）の関係となり、減速度検出錘がないためｍ１の項も省略して、減速度は次式（１２）で表される。
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式（１０）を式（９）に代入して、ｇ＋αについて解けば次式（１３）が得られる。
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式（１３）より、右辺分母の第２項のｍ0の係数が零となるとき、すなわち、
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のとき、ｇ＋αは、かご１００の質量ｍ0に依存することなく、次式（１５）で与えられる。
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なお、楔状体６１の摩擦係数がストッパばね６４のばね定数ｋｓの設定に用いた値から変化してμ１となったとき、減速度は次式（１６）で表される。
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【００１４】
本発明による減速度の発生状況を式（１６）から計算した結果を図４〜図７に示す。減速度検出錘５１の質量ｍ１を３５ｋｇ、減速比ηを６００、主ばね６２のばね定数ｋを４ｔｏｎ／ｍｍ、ストッパ６３のすきまｙ０を７５ｍｍ、主ばね６２のプレロード伸びｘ０を３．６７５ｍｍ、楔状体６１の傾き角θを４度、ストッパばね６４のばね定数ｋｓを０．０３６４ｔｏｎ／ｍｍとした。摩擦係数μは計算パラメータとして変化させているが、μ＝０．２で減速度０．７ｇ（昇降機規格では、１ｇより小さい値が推奨されており、本実施の形態では、０．７ｇをその代表値として示した。）となるように設定している。
【００１５】
図４〜図７は減速度と摩擦係数の関係を示しており、実線は本発明による制動力可変の非常止めの特性、破線は減速度検出錘およびストッパばねを設けない従来の非常止めの結果である。図４は、かご質量ｍ0が１７ｔｏｎで、非常止め諸元を設定したときの値である。すなわち、実線、破線ともに摩擦係数μが０．２で減速度０．７ｇが得られている。図５は、かご質量ｍ0が１０ｔｏｎに変化したときの特性である。摩擦係数μが０．２のとき、実線の本発明の実施例では、減速度０．７ｇが得られているが、破線の従来の非常止めでは減速度が１．９ｇに増えている。図６は、かご質量ｍ0が５ｔｏｎに変化したときの特性である。摩擦係数μが０．２において、実線の本発明の実施例では、減速度０．７ｇが得られているが、破線の従来の非常止めでは減速度が４．７ｇに増えている。図５、図６に示すように、かご質量が減ったとき、摩擦係数に対する減速度の傾きは、実線の本発明の方が破線の従来のものより小さくなっており、摩擦係数に対する感度が低減できていることがわかる。図７はかご質量ｍ0が２０ｔｏｎに増えたときであるが、摩擦係数に対する減速度の傾きは、実線の本発明が破線の従来のものより若干大きくなっているが、図４の基本特性と比べて大差なく、悪影響は無視できる程度に小さいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る制動力可変の非常止めの構成模式図である。
【図２】楔状体まわりの力のつり合いの説明図である。
【図３】ストッパのすき間の説明図である。
【図４】本発明に係る制動力可変の非常止めの減速特性を示す計算結果の一例である。
【図５】本発明に係る制動力可変の非常止めの減速特性を示す計算結果の他の例である。
【図６】本発明に係る制動力可変の非常止めの減速特性を示す計算結果の他の例である。
【図７】本発明に係る制動力可変の非常止めの減速特性を示す計算結果の他の例である。
【符号の説明】
【００１７】
５１  減速度検出錘、５２  ロープ、５３  吊り滑車、５４  ウォーム、５５  ウォームホイール、５６  レバー、５７  プーリ、５９  リンク、６０  ガイド、６１  楔状体、６２  主ばね、６３  ストッパ、６４  ストッパばね、１００  かご。
【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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【図７】
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