JP2011126679A - エレベータの制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常が生じた際に摩擦力に依存することなく、昇降体を所定制動距離内にて確実に制動するとともに、保持できるエレベータの制動装置の提供。
【解決手段】シーブ４ｄとロープの摩擦により駆動するロープ式エレベータにあって、階床停止中に異常により動き出した昇降体を制動するエレベータの制動装置において、回転軸と直交する面に、同心円上にあって一定間隔で形成される複数の制動くぼみを有する制動回転体６ａと、これらの制動くぼみに嵌合可能な制動ピン７ｂと、この制動ピンを回転軸方向に変位させる変位部７ｃとを備えたピン制動手段７を設け、制動回転体６ａの制動くぼみと制動ピン７ｂの嵌合によりシーブ４ｄを機械的に固定するようにしたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、昇降体を制動するエレベータの制動装置に係り、特に、異常により階床停止中の昇降体が動き出した際にこの昇降体を制動するエレベータの制動装置に関する。

シーブとロープの摩擦により駆動するロープ式エレベータにおいては、通常、昇降している昇降体、例えば乗りかごを所定の階床に停止する際、巻上機に備えられる摩擦ブレーキにより制動、保持される。すなわち、ドラムまたはディスク等の制動面にブレーキシューを押し付け、摩擦力により乗りかごを制動、保持する。

ところで、このようなエレベータにあっては、電気的、あるいは機械的な異常が生じ、階床停止中の乗りかごが動き出した際に、この乗りかごを速やかに制動する機能も求められるが、従来、このような異常が生じた際に乗りかごを制動するためにも、摩擦ブレーキを用いるものが一般的である。すなわち、巻上機に設けられた摩擦ブレーキや、乗りかごに設けられた摩擦ブレーキを用いて、乗りかごの制動を行うようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２３０５９３号公報

ところで、階床停止中に異常により動き出した乗りかご内の乗客の安全を確保するためには、乗りかごを停止するまでの停止距離をなるべく短くすることが重要である。しかしながら、前述したような摩擦ブレーキでは、停止距離がブレーキシューの摩擦特性に依存するため、摩擦特性のばらつきを考慮した上で設計する必要があり、試験評価等に多大な時間を必要とするという問題があった。

本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、異常が生じた際に摩擦力に依存することなく、昇降体を所定制動距離内にて確実に制動するとともに、保持することのできるエレベータの制動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、シーブとロープの摩擦により駆動するロープ式エレベータにあって、階床停止中に異常により動き出した昇降体を制動するエレベータの制動装置において、回転軸と直交する面に、同心円上にあって一定間隔で形成される複数の制動くぼみを有する制動回転体と、これらの制動くぼみに嵌合可能な制動ピンと、この制動ピンを回転軸方向に変位させる変位部とを備えたピン制動手段を設け、前記制動回転体の前記制動くぼみと前記制動ピンの嵌合により前記シーブを機械的に固定することを特徴としている。

このように構成した本発明では、何らかの異常により階床停止中の昇降体が動き出した場合、ピン制動手段は変位部により制動ピンを回転軸方向に変位させ、この制動ピンを制動回転体の制動くぼみに嵌合し、シーブを機械的に固定して昇降体を制動、保持する。これによって、異常が生じた際に摩擦力に依存することなく、昇降体を所定制動距離内にて確実に制動するとともに、保持することができる。

また、本発明は、前記制動ピンの外周に切欠き溝を設け、所定の制動エネルギが前記制動ピンに作用したときに前記制動ピンを破断することを特徴としている。

このように構成した本発明では、エレベータが定格速度で運転中に、万が一制動ピンが制動くぼみに嵌合した場合、制動ピンには大きな衝撃荷重が生じる。このようにして所定の制動エネルギが制動ピンに作用すると、制動ピンは切欠き溝を境に切断される。このように制動ピンにいわゆるシャーピンを用いることにより、制動ピンを用いた制動に異常が生じた場合にあっても、巻上機に損傷を与える事態を避けることができる。

さらに、本発明は、前記制動回転体に設けられた前記制動くぼみのピッチ円直径をＤ１、前記シーブの直径をＤ２、前記ロープのかけ方による係数をｒ、停止するまでに前記昇降体が移動する停止距離をＳとすると、前記制動回転体に設けられた前記制動くぼみの間隔Ｌを、Ｌ≦Ｓ×ｒ×Ｄ１÷Ｄ２とすることを特徴としている。

このように構成した本発明では、制動回転体に設けられた制動くぼみの間隔Ｌを、Ｌ≦Ｓ×ｒ×Ｄ１÷Ｄ２とすることで、昇降体の停止に要する距離Ｓを、安全を確保可能な任意の値に設定することができる。

本発明によれば、電気的、あるいは機械的な異常により階床停止中の昇降体が動き出した際にも、この昇降体を所定制動距離内にて確実に制動するとともに、保持することができ、これによって、エレベータ装置の安全性の向上を図ることができる。

本発明が適用されるエレベータの概略構成図である。 本発明に係るエレベータ装置の一実施例を示す正面図である。 本発明に係るエレベータ装置の一実施例を示す側面図である。 本実施例における制動回転体の正面図である。 本実施例における制動回転体の側面図である。 本実施例におけるピン制動手段の要部構成を示す側面図である。 制動ピンが解放されている状態を示す側面図である。 制動ピンが制動回転体に当接している状態を示す側面図である。 制動ピンが制動くぼみに嵌合した状態を示す側面図である。 停止距離Ｓ内で乗りかごを停止、保持した状態を示す概略構成図である。 制動ピンが破断した状態を示す側面図である。 他の形状の制動くぼみが形成された制動回転体の正面図である。 ２：１ローピングのエレベータを示す図１相当図である。

以下、本発明に係るエレベータの制動装置の実施例を図に基づき説明する。

ロープ式エレベータは、図１に示すように、昇降体、すなわち乗りかご１とつり合いおもり２はロープ３によりつるべ式に巻上機４で懸垂されており、巻上機４が発生するトルクをロープ３に摩擦伝達することにより、乗りかご１とつり合いおもり２が昇降できるよう構成されている。なお、図１は乗りかご１が建屋階床５に停止している状態を示したものである。

巻上機４は、図２および図３に示すように、モータ４ａで発生したトルクが軸受台４ｂ、４ｃにより回転自由に支持されたシーブ４ｄに伝えられ、ロープ３を介して乗りかご１およびつり合いおもり２の加速、減速を行う。

巻上機４には、図２および図３に示すように、エレベータの制動装置として摩擦ブレーキ手段６が備えられている。すなわち、シーブ４ｄには制動回転体６ａが取り付けられており、摩擦ブレーキ手段６が動作すると、ブレーキシュー６ｂが制動回転体６ａに押し付けられることにより、制動回転体６ａとブレーキシュー６ｂの間で摩擦力が発生し、制動回転体６ａを介してシーブ４ｄにブレーキトルクが作用する仕組みとなっている。このような摩擦ブレーキ手段６は、乗りかご１が例えば建屋階床５に停止する際に動作して制動、保持する役割をする他、乗りかご１走行中に異常が生じた際に動作し、この乗りかご１を非常停止させる役割をもっている。

そして、本実施例のエレベータの制動装置は、図２〜図６に示すように、回転軸に直交する面に、同心円上にあって一定間隔で形成される複数の制動くぼみ７ａを備えた制動回転体６ａと、これらの制動くぼみ７ａに嵌合可能な制動ピン７ｂと、この制動ピン７ｂを回転軸方向に変位させる変位部、例えばアクチュエータ７ｃとを備えたピン制動手段７が巻上機４に取り付けられている。

制動回転体６ａには、図４に示すように、複数の制動くぼみ７ａが一定間隔Ｌ毎に設けられているが、この間隔Ｌは、制動くぼみ７ａのピッチ円直径をＤ１、シーブ直径をＤ２、ロープ３のかけ方による係数をｒ、停止するまでに乗りかご１が移動する停止距離をＳとしたとき、Ｌ≦Ｓ×ｒ×Ｄ１÷Ｄ２とすることで、乗りかご１の停止に要する停止距離Ｓを、あらかじめ定められ、安全を確保可能な任意の値に設定することができる。なお、制動くぼみ７ａは、例えば直径ｄ１の円形状のものとなっている。また、ロープ３のかけ方による係数ｒは、図１に示すような１:１ローピングのエレベータの場合は１となる。

ピン制動手段７の制動ピン７ｂは、図６に示すように、制動くぼみ７ａと嵌合する制動部７ｂ１と、アクチュエータ７ｃにより駆動される滑動部７ｂ２とを有するとともに、制動部７ｂ１と滑動部７ｂ２との間には切欠き溝７ｂ３が設けられている。制動部７ｂ１の直径ｄ２は、制動くぼみ７ａの直径ｄ１より小さく設定されている。

本実施例にあっては、エレベータが通常運転中であり、乗りかご１が走行しているとき、ピン制動手段７は図７に示す状態となっている。すなわち、アクチュエータ７ｃにより制動ピン７ｂをアクチュエータ７ｃ側（図中左方向）に引き込む力が連続的に作用し、制動ピン７ｂの制動部７ｂ１と制動くぼみ７ａは解放状態で、制動回転体６ａの回転運動に影響を与えない。

走行している乗りかご１を所定の階床に停止する場合、摩擦ブレーキ手段６のブレーキシュー６ｂを制動回転体６ａに押し付け、シーブ４ｄと連結された制動回転体６ａを摩擦力により制動するとともに保持し、例えば乗りかご１を、図１に示すように、建屋階床５に停止させる。このとき、乗りかご１の停止に応じてピン制動手段７は図８、あるいは図９に示す状態となる。すなわち、アクチュエータ７ｃにより制動ピン７ｂを制動回転体６ａ方向（図中右方向）に押し出す力が連続的に作用する。このとき、制動ピン７ｂと制動くぼみ７ａが非対向位置にある場合、図８および図４に示すように、制動ピン７ｂは制動回転体６ａに形成される複数の制動くぼみ７ａの軌道上６ａ１に押し付けられた状態となる。一方、制動ピン７ｂと制動くぼみ７ａが対向位置にあった場合、図９に示すように、制動ピン７ｂは制動くぼみ７ａに嵌合された状態となる。

そして、乗りかご１が建屋階床５に停止状態にあるときに、例えば何らかの電気的な異常が生じ、乗りかご１が動き出した場合、速やかに乗りかご１を停止させる必要がある。このとき、例えば制動ピン７ｂが図８および図４に示すように制動回転体６ａに形成される複数の制動くぼみ７ａの軌道上６ａ１に押し付けられた状態にある場合、異常によりシーブ４および制動回転体６ａに回転が生じることに応じて、制動ピン７ｂは複数の制動くぼみ７ａの軌道上６ａ１を摺動し、制動ピン７ｂと制動くぼみ７ａの回転方向の位置関係が合った時点で、制動ピン７ｂの制動部７ｂ１が制動くぼみ７ａに嵌合し、制動回転体６ａと連結されたシーブ４ｄの回転を機械的に停止する。このようにして、図１に示すように、建屋階床５に停止していた乗りかご１が異常により動き出した場合でも、図１０に示すように、乗客の安全を確保できる停止距離Ｓ内で乗りかご１を停止することができる。

また、エレベータが定格速度で運転中にピン制動手段７のアクチュエータ７ｃ等に異常が発生し、万が一制動ピン７ｂが制動くぼみ７ａに嵌合する事態が発生した場合、制動ピン７ｂには非常に大きな衝撃荷重が生じ、最悪の場合、ピン式制動手段７を取り付けている軸受支持台４ｂの取付部が破損する可能性がある。そこで、制動ピン７ｂには切欠き溝７ｂ３が設けてあり、所定以上の制動エネルギを制動ピン７ｂで受けた場合、図１１に示すように、制動ピン７ｂの制動部７ｂ１が切欠き溝７ｂ３を境に切断される。このように、制動ピン７ｂがいわゆるシャーピンとなっており、過大荷重がピン式制動手段７を取り付けている軸受支持台４ｂにかかることを防ぐようになっている。なお、このシャーピンが切断される荷重は、電気的、あるいは機械的な異常により階床停止中から動き出した乗りかご１を停止させる際に生じる荷重では切断されず、一方、例えば定格速度でエレベータが運転中に、制動ピン７ｂが制動くぼみ７ａに嵌合した場合に生じる荷重で切断される値に設定する。

本実施例によれば、電気的、あるいは機械的な異常により階床停止中の昇降体が動き出した際にも、この昇降体を所定制動距離内にて確実に制動するとともに、保持することができ、これによって、エレベータ装置の安全性の向上を図ることができる。

なお、前述した実施例によれば、制動回転体６ａに形成される制動くぼみ７ａを直径ｄ１の円形状のものとしたが、本発明はこれに限らず、図１２に示すように、幅ｄ１の円弧状の制動くぼみ７ａ１としてもよい。また、制動くぼみ７ａが設けられる制動回転体６ａを、摩擦ブレーキ６およびピン制動手段７のそれぞれで共有する構造としたが、摩擦ブレーキ６およびピン制動手段７にあってそれぞれ別に制動回転体を設けてシーブ４ｄに結合させた構造としてもよい。さらに、前述した実施例に示したエレベータは１:１ローピングであり、ロープ３のかけ方による係数ｒが１であったが、図１３に示すような２：１ローピングのエレベータの場合は係数ｒが２となり、n：１ローピングのエレベータの場合は係数ｒがnとなる。

１ 乗りかご
２ つり合いおもり
３ ロープ
４ 巻上機
４ａ モータ
４ｂ、４ｃ 軸受台
４ｄ シーブ
５ 建屋階床
６ 摩擦ブレーキ手段
６ａ 制動回転体
６ｂ ブレーキシュー
７ ピン制動手段
７ａ、７ａ１ 制動くぼみ
７ｂ 制動ピン
７ｂ１ 制動部
７ｂ２ 滑動部
７ｂ３ 切欠き溝
７ｃ アクチュエータ

Claims (3)

1. シーブとロープの摩擦により駆動するロープ式エレベータにあって、階床停止中に異常により動き出した昇降体を制動するエレベータの制動装置において、
   回転軸と直交する面に、同心円上にあって一定間隔で形成される複数の制動くぼみを有する制動回転体と、これらの制動くぼみに嵌合可能な制動ピンと、この制動ピンを回転軸方向に変位させる変位部とを備えたピン制動手段を設け、前記制動回転体の前記制動くぼみと前記制動ピンの嵌合により前記シーブを機械的に固定することを特徴としたエレベータの制動装置。
2. 前記制動ピンの外周に切欠き溝を設け、所定の制動エネルギが前記制動ピンに作用したときに前記制動ピンを破断することを特徴とした請求項１記載のエレベータの制動装置。
3. 前記制動回転体に設けられた前記制動くぼみのピッチ円直径をＤ１、前記シーブの直径をＤ２、前記ロープのかけ方による係数をｒ、停止するまでに前記昇降体が移動する停止距離をＳとすると、前記制動回転体に設けられた前記制動くぼみの間隔Ｌを、Ｌ≦Ｓ×ｒ×Ｄ１÷Ｄ２とすることを特徴とした請求項１記載のエレベータ用制動装置。

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