(57)【要約】【課題】機械式緩衝器の課題を解決するととともに、緩衝時の反力の一時的な低下を抑制できるエレベータ用緩衝器２０を提供する。【解決手段】エレベータ用緩衝器２０は、ゴム製円板状のベース板２１と、ベース板２１の上面周辺部から中央側へ向かって斜めに所定の高さで立ち上がるゴム製緩衝壁２２と、緩衝壁２２で形成された内空間２６の上端を塞ぐゴム製上面板２３と、内空間２６内で周縁が緩衝壁２２の内周面に結合されたゴム製ダイヤフラム板２４とを有する。ダイヤフラム板２４は、略水平に設けられ、内空間２６を上空間２７と下空間２８とに分ける。上面板２３には、上空間２７と外部とを連通する空気孔３１が形成される。ベース板２１には、衝突時に緩衝壁２２が座屈する際に下空間２８から流出する空気の流出速度を調整するための調整用小孔３２が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降体が昇降する昇降路の最下部の底面に配置され、異常発生時に所定位置を超えて降下した昇降体が衝突したときに、昇降体への衝撃を緩衝するためのエレベータ用緩衝器であって、
ゴム製円板状のベース板と、
前記ベース板と一体に成形され、前記ベース板の上面周辺部から中央側へ向かって斜めに立ち上がり、所定の高さを有し、周囲が閉じた内空間を形成しているゴム製緩衝壁と、
前記緩衝壁で形成された前記内空間の上方解放部を塞ぐように、緩衝壁と一体に形成されたゴム製上面板と、
前記内空間内に略水平に設けられ、周縁は前記緩衝壁の内周面に結合されており、前記内空間を上空間と下空間とに分けるゴム製ダイヤフラム板とを有し、
前記上面板には、前記上空間と外部との空気の流れを許容するための空気孔が形成されており、
前記ベース板には、衝突時に前記緩衝壁が座屈する際に前記下空間から流出する空気の流出速度を調整するための調整用小孔が形成されていることを特徴とする、エレベータ用緩衝器。
【請求項２】
前記ダイヤフラム板は、補強用の繊維がインサートされていることを特徴とする請求項１記載のエレベータ用緩衝器。
【請求項３】
前記緩衝壁は、前記ベース板に対して約７５°の傾きで立ち上がっていることを特徴とする請求項１または２記載のエレベータ用緩衝器。
【請求項４】
前記ダイヤフラム板は、当該緩衝器の所定の高さに対し、前記ベース板側から約３分の１の高さ位置において、前記緩衝壁の内周面と結合されていることを特徴とする請求項３記載のエレベータ用緩衝器。
【請求項５】
前記上面板には、芯板としての鋼板がインサートされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエレベータ用緩衝器。
【請求項６】
前記ベース板には、芯板としての鋼板がインサートされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエレベータ用緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータの昇降路の底部に設置され、乗りかごまたは釣り合い錘が最下床の正規の停止位置を過ぎて下降したときに、適正な減速度をもって衝突の衝撃を緩和させ、乗りかごまたは釣り合い錘を安全に停止させるために用いられるエレベータ用緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータは、正常な状態では起こり得ないことであるが、何らかの異常が生じたときに、乗りかごが最下床の正規の停止位置を過ぎて下降することがある。そこで、このような異常時でも、乗りかごが底面と衝突した際の衝撃を緩和して乗りかごを安全に停止させるため、エレベータの昇降路の底部には、緩衝器の設置が義務付けられている。
この緩衝器には、エレベータの乗りかご、または釣り合い錘が最下床の正規の停止位置を過ぎて下降したときの速度が、そのエレベータの定格速度、または法規によって定められている定格速度の１．１５倍の速度、いわゆる高速衝突速度であったときでも、乗りかごを安全に停止させることができる性能が要求されている。
【０００３】
かかる性能を満たす従来の緩衝器として、特許文献１〜３には、バネと油圧ダンパーとで構成されたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−１３７７６６号公報
【特許文献２】特開平７−２３７８４６号公報
【特許文献３】特開２００９−１８４７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バネと油圧ダンパーとで構成された緩衝器では、バネの構造上の問題から、バネが途中で固着したり、複数組み合わせたバネの摩耗粉により油圧ダンパーの動作が阻害されたり、バネの復帰力と油圧ダンパーの緩衝力をバランスさせるためにストローク長が長くなったり等の課題がある。また、部品点数が多く複雑な構造のため、メンテナンスが大変な上に高価で重い。
【０００６】
そこで、本願発明者は、緩衝器に、船舶の港湾接岸時の船体破損防止用として用いられる断面チャンネル状のゴム製の防舷材を適用することで、前記課題の解決を試みた。すなわち、バネや油圧ダンパーの機械式の構造からゴム変形を基礎とした構造の緩衝器を考案した。
ところが、防舷材を転用したゴム製緩衝器では、緩衝時の反力（衝撃を受け止める力に相当する）が一時的に低下する現象が観測された。この現象が生じると、エレベータの乗りかごを吊っているワイヤに負荷が掛かる。また、乗りかご内の乗員には、加減速の変化により身体に負荷が掛かり、再落下の不安を抱かせる虞がある。
【０００７】
この発明は、このような従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、機械式緩衝器の課題を解決するととともに、緩衝時の反力の一時的な低下を抑制できるエレベータ用緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、昇降体が昇降する昇降路の最下部の底面に配置され、異常発生時に所定位置を超えて降下した昇降体が衝突したときに、昇降体への衝撃を緩衝するためのエレベータ用緩衝器であって、ゴム製円板状のベース板と、前記ベース板と一体に成形され、前記ベース板の上面周辺部から中央側へ向かって斜めに立ち上がり、所定の高さを有し、周囲が閉じた内空間を形成しているゴム製緩衝壁と、前記緩衝壁で形成された前記内空間の上方解放部を塞ぐように、緩衝壁と一体に形成されたゴム製上面板と、前記内空間内に略水平に設けられ、周縁は前記緩衝壁の内周面に結合されており、前記内空間を上空間と下空間とに分けるゴム製ダイヤフラム板とを有し、前記上面板には、前記上空間と外部との空気の流れを許容するための空気孔が形成されており、前記ベース板には、衝突時に前記緩衝壁が座屈する際に前記下空間から流出する空気の流出速度を調整するための調整用小孔が形成されていることを特徴とするエレベータ用緩衝器である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記ダイヤフラム板は、補強用の繊維がインサートされていることを特徴とする請求項１記載のエレベータ用緩衝器である。
請求項３の発明は、前記緩衝壁は、前記ベース板に対して約７５°の傾きで立ち上がっていることを特徴とする請求項１または２記載のエレベータ用緩衝器である。
請求項４の発明は、前記ダイヤフラム板は、当該緩衝器の所定の高さに対し、前記ベース板側から約３分の１の高さ位置において、前記緩衝壁の内周面と結合されていることを特徴とする請求項３記載のエレベータ用緩衝器である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記上面板には、芯板としての鋼板がインサートされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエレベータ用緩衝器である。
請求項６の発明は、前記ベース板には、芯板としての鋼板がインサートされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエレベータ用緩衝器である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、異常時に下降した昇降体が上面板に衝突すると、緩衝壁が座屈しながら、当該緩衝器の高さが縮まり、ゴムの弾性も相まって、緩衝作用が得られる。このとき、ダイヤフラム板は、緩衝壁の、特に下方部の剛性を高めるので、緩衝時の反力の一時的な低下を抑制できる。また、昇降体の衝突時の緩衝にゴムの変形を利用するので、従来の機械式の緩衝器の要素であるバネや油圧ダンパーを利用せずに済み、これらに起因した課題を解消できる。さらに、ゴムの変形を利用した簡素な構造にできるので、メンテナンスが容易であり、製造コストが安価になり、軽量にできる。また、設置場所が陽の当たらない場所であり、ゴムが劣化する虞もない。
【００１２】
請求項２の発明によれば、補強されたダイヤフラム板が、緩衝壁の剛性をより一層高めるので、緩衝時の反力の低下の抑制に寄与する。
請求項３の発明によれば、緩衝壁は、確実に且つ所望の方向へ座屈する。
請求項４の発明によれば、衝突時の緩衝壁の座屈と、下空間からの空気の流出のバランスがよく、緩衝時の反力をほぼ一定に保つことができる。
【００１３】
請求項５の発明によれば、衝突時の上面板の変形を抑制できるので、緩衝壁を確実に座屈させることができる。
請求項６の発明によれば、衝突時のベース板の変形を抑制できるので、緩衝壁を確実に座屈させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、エレベータ１の模式図である。
【図２】図２は、この発明の一実施の形態に係るエレベータ用緩衝器２０を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、（ａ）の斜視図におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、緩衝器２０が座屈変形（圧縮変形）する様子を示す模式図であり、（ａ）は変形前の状態、（ｂ）は変形途中の状態、（ｃ）は変形後の状態を示す。
【図４】図４は、別の実施形態の緩衝器５１の断面図である。
【図５】図５は、さらに別の実施形態の緩衝器５２の断面図である。
【図６】図６は、実施例の緩衝器５３の断面図である。
【図７】図７は、比較例の緩衝器８０の断面図である。
【図８】図８は、実施例の緩衝器５３および比較例の緩衝器８０における緩衝時の変形率と反力の大きさとの関係を示すグラフであり、縦軸に反力の大きさ（ton ）を示し、横軸に変形率（％）を示し、実線Ａで実施例の緩衝器５３の試験結果を示し、一点鎖線Ｂで比較例の緩衝器８０の試験結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、エレベータ１の模式図である。エレベータ１は、建物２に区画された昇降路３を上下に昇降する昇降体としての乗りかご４および釣り合い錘５を備える。乗りかご４および釣り合い錘５は、鋼製ロープ６で互いに連結されている。この鋼製ロープ６を駆動する巻上機７と、巻上機７を制御する制御装置８とが設けられている。
【００１６】
昇降路３の最下部は、ピット９となっていて、ピット９の底面１０には、この発明の対象である緩衝器２０が配置される。緩衝器２０は、異常時に乗りかご４が衝突するもの、および、釣り合い錘５が衝突するものが、それぞれ個別に設けられる。
なお、図１において、１１は、建物２内のフロアを示し、１２は、エレベータ１の乗り場ドアを示している。
【００１７】
図２は、この発明の一実施形態に係るエレベータ用緩衝器２０を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、（ａ）の斜視図におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
緩衝器２０は、略円錐台形状をなしており、全体がゴムでできている。
緩衝器２０は、ベース板２１と、緩衝壁２２と、上面板２３と、ダイヤフラム板２４とを有している。ベース板２１はゴム製円板状で、ベース板２１の上面周辺部からゴム製緩衝壁２２が立ち上がっている。緩衝壁２２は、ベース板２１の中央側（内方）に向かって斜めに立ち上がっており、ベース板２１に対する立ち上がり角度θは、例えば、約７５°である。緩衝壁２２は、後述する座屈時に内方へ座屈するよう、高さ方向に厚みが変化されていて、その結果、緩衝壁２２の内周面は上下方向に緩やかに凸凹している。緩衝壁２２により、周囲が閉じた内空間２６が区画され、内空間２６の上方解放部を塞ぐように、ゴム製上面板２３が、緩衝壁２２の上端に固着されている。上面板２３の上面は、平面に形成されている。
【００１８】
内空間２６内には、ダイヤフラム板２４が略水平に取り付けられている。ダイヤフラム板２４は、内空間２６を、上空間２７と下空間２８とに仕切っている。ダイヤフラム板２４は、中央部が上方に若干突出した凸湾曲形状で、ゴム部材中に補強用の繊維（図示せず）がインサートされている。ダイヤフラム板２４の取り付け位置は、例えば、緩衝器２０の高さＬ１に対してＬ２（Ｌ２≒Ｌ１／３）の高さにされている。
【００１９】
上面板２３には、例えば、その中央部に、上空間２７と外部との空気の流れを許容するための空気孔３１が貫通している。空気孔３１は、緩衝壁２２が座屈する際、上空間２７が気密的に保たれて座屈の妨げになることを防止するためのものである。
ベース板２１には、緩衝壁２２が座屈する際に、下空間２８の空気圧が座屈に対する抵抗力（圧力）を維持しつつ、緩衝壁２２を徐々に座屈させるために、下空間２８から流出する空気の流出速度を調整するための調整用小孔３２が形成されている。調整用小孔３２は、例えば、ベース板２１の中央部に形成され、下空間２８が縮まる際の空気の流出速度が所望の速度となるように形成されている。
【００２０】
なお、ベース板２１および上面板２３の双方または一方に、芯板としての鋼板がインサートされてもよい。
この緩衝器２０の各部２１，２２，２３，２４を形成するゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等の少なくとも一つを含むゴム組成物を挙げることができる。かかるゴム組成物には、加硫促進剤のほか、必要に応じカーボンブラック、シリカ、クレー等の充填材、老化防止材、加工助剤、軟化剤等を含有させてもよい。
【００２１】
また、ダイヤフラム板２４にインサートする補強用の繊維としては、例えば、ナイロン、アラミド、カーボン、ガラス、ポリエステル等の繊維またはそれを用いた布が使用可能であり、かかる補強用繊維をゴムで挟み込んでシート状とする。
なお、ダイヤフラム板２４の一部のみを繊維により補強した構成や、繊維による補強をなくした構成でもよい。
【００２２】
また、緩衝器２０は、昇降路３の最下部の底面１０に設置され、その設置場所は陽の当たらない場所であり、ゴムが劣化する虞はない。
図３は、緩衝器２０が座屈変形（圧縮変形）する様子を示す模式図であり、（ａ）は変形前の状態、（ｂ）は変形途中の状態、（ｃ）は変形後の状態を示す。
この実施形態によれば、異常時に所定位置を超えて下降した昇降体（例えば、乗りかご４）が緩衝器２０の上面板２３に衝突すると、緩衝壁２２の上部が座屈しながら、高さＨが縮まり、緩衝作用が得られる。上空間２７の空気（気圧）は緩衝壁２２上部の座屈を妨げず、前半の緩衝作用（反力）は、ゴム材の弾力と座屈による反力である。このとき、ダイヤフラム板２４は、下空間２８の空気（気圧）と共に緩衝壁２２の下部の剛性を高め、反力の低下を抑制する。
【００２３】
次いで、衝突力は、緩衝壁２２下部の座屈により緩衝される。ダイヤフラム板２４で、下空間２８が形成され、その圧力（気圧）で剛性が高められた緩衝壁２２の下部は、下空間２８の空気が徐々に流出することに伴い座屈し、後半の緩衝作用（反力）を維持する。  最終的には、緩衝器２０は、その高さＨ＝２Ｘが、Ｈ＝Ｘに圧縮され、その間の変形に要する時間、反力を維持して緩衝作用をする。
【００２４】
本発明について、以下のような変形例を考えることができる。
図４は、別の実施形態のエレベータ用緩衝器５１の断面図である。緩衝器５１は、断面がπ字形をなしている。すなわち、緩衝器５１では、上面板２３が緩衝壁２２の上端部の外周よりも径方向の外方に所定長で延設されている。
図５は、さらに別の実施形態のエレベータ用緩衝器５２の断面図である。緩衝器５２は、断面Ｄ字形の回転体形状、例えば、半球形をなしている。緩衝器５２では、上面板２３と、緩衝壁２２とは、滑らかに接続されて、半球形をなしている。
【００２５】
なお、図４および図５においては、前述の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付している。
【実施例】
【００２６】
図６は、実施例の緩衝器５３の断面図であり、図７は、比較例の緩衝器８０の断面図である。
［実施例］
実施例の緩衝器５３を以下の仕様で製造した。すなわち、天然ゴムとブタジエンゴムとの、重量比６：４の混合ゴムを基材ゴムとするゴムコンパウンドと、厚み１０ｍｍ、φ３００ｍｍ（中央に空気孔としてのφ３０ｍｍ貫通孔）の１枚の鋼板５４（上面板２３に埋設する芯板に相当）と、厚み１５ｍｍ、φ６００ｍｍ（中央にオリフィスとして機能する空気調整孔としてのφ３ｍｍの貫通孔）の１枚の鋼板５５（ベース板２１に埋設する芯板に相当）と、ケブラー布を前記混合ゴムで挟み込んで厚み５ｍｍに加硫したφ３５０ｍｍのダイヤフラムシートとを型内に仕込み、１８０℃に加熱、加圧して基材ゴムを加硫する。これにより、図６に示す形状を有する、高さ３００ｍｍの緩衝器５３を製造した。
【００２７】
なお、緩衝器５３においては、前述の緩衝器２０と同じ構成については、同じ符号を付している。
［比較例］
図７に示す比較例の緩衝器８０は、図６に示す実施例の緩衝器５３と比較して、ダイヤフラム板２４と、ベース板２１の空気調整孔３１とが無い点で異なり、他の点では同じである。なお、図７の比較例の緩衝器８０においては、緩衝器５３と同じ構成については、同じ符号を付している。
［試験］
実施例の緩衝器５３および比較例の緩衝器８０に圧縮試験を行った。すなわち、実施例の緩衝器５３を２０トン油圧プレスのヘッドに固定して圧縮した際の歪み（圧縮率）−反力特性を測定した。同様に、比較例の緩衝器８０についても測定した。その測定結果を図８に示す。
［試験結果］
図８は、実施例の緩衝器５３および比較例の緩衝器８０における緩衝時の変形率と反力の大きさとの関係を示すグラフであり、縦軸に反力の大きさ（トン）を示し、横軸に変形率（％）を示し、実線Ａで実施例の緩衝器５３の試験結果を示し、一点鎖線Ｂで比較例の緩衝器８０の試験結果を示す。
【００２８】
図８のグラフによれば、実施例（実線Ａ）では、比較例（一点鎖線Ｂ）と比べて、座屈開始からの反力の落ち込みが抑制され、反力変化の少ない理想的な曲線に近づいていることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明のエレベータ用緩衝器は、エレベータの異常発生時に、昇降路の底部において昇降体を安全に受け止めるために用いることができる。
【符号の説明】
【００３０】
２０，５１，５２，５３    エレベータ用緩衝器
２１    ベース板
２２    緩衝壁
２３    上面板
２４    ダイヤフラム板
２６    内空間
２７    上空間
２８    下空間
３１    空気孔
３２    調整用小孔
５４，５５    鋼板
【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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【図８】
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