JP2008143707A - エレベータ装置、エレベータ装置の案内レール、エレベータ装置のブレーキ装置、ならびにエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法 - Google Patents

エレベータ装置、エレベータ装置の案内レール、エレベータ装置のブレーキ装置、ならびにエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】小さな操作力でエレベータ装置のエレベータケージを静止状態に保持でき、かつ非常の場合にエレベータケージの制動も行うことができるブレーキ装置を提供する。
【解決手段】エレベータ装置の案内レール7、エレベータ装置のブレーキ装置、ならびにエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法に関する。ブレーキ装置、制動および保持の目的のためにブレーキ面11、有利には案内レール7のブレーキ面11と協働するブレーキライニング12を備える。ブレーキ面11が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキライニング12が作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***を有することを特徴とする。制動力の増幅が、長手方向のくさび溝またはくさび***によって達成される。
【選択図】図3

Description

本発明は、独立請求項の導入部分に記載のエレベータ装置、エレベータ装置の案内レール、エレベータ装置のブレーキ装置、ならびにエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法に関する。
エレベータ装置は、実質的に、物品または人員を垂直方向に輸送すべく機能する。この目的のため、エレベータ装置は、物品または人員を受け入れるためのエレベータケージを含み、このエレベータケージが、案内路に沿って可動である。一般に、エレベータ装置は、建物に据え付けられ、エレベータケージが、物品または人員をこの建物の種々の階から種々の階へと運搬する。通例の構成においては、エレベータケージが建物の昇降路に設置され、昇降路は、ケージの他に、ケージを釣り合いおもりに接続する支持手段を含む。エレベータケージは、選択的に支持手段へと作用し、あるいは直接的にエレベータケージまたは釣り合いおもりへと作用する駆動部によって動かされる。エレベータケージの案内のための案内路は、通常は、建物または昇降路に固定に配置される案内レールである。この種のエレベータ装置は、ときには建物の外側にも配置され、その場合、案内路が構造体の一部であってよい。この種のエレベータ装置には、一方ではエレベータケージを停止位置に保持でき、かつ/または故障の場合にエレベータケージの制動および保持を行うことができるブレーキシステムが装備される。
ブレーキ装置を備えるエレベータ装置が、EP1213249から知られており、そこでは保持および制動が、ブレーキ部品を静止部品に機械的に確実に接触させることで達成されている。この目的のため、ブレーキ部品が、小さな力で静止部品へと押し付けられる。この点に関し、制動を可能にする所定の摺動運動がブレーキ部品において生じる。ブレーキ装置においては、特には、ブレーキ操作力が小さく、したがってブレーキ解除力も小さいことが必要である。
ここで、この解決策における問題点を、ブレーキ装置が、制動の場合においてエレベータケージを穏やかに停止させることができるような摺動装置を備えなければならないという事実に見つけることができる。これは、特により高速の場合に、長い摺動路および制動力を定める関連の要素(例えば、ばねなど)を必要とする。これは、構造のための空間をより多く必要とし、高価でもある。
欧州特許第1213249号明細書
本発明は、エレベータ装置のブレーキ装置であって、小さな操作力でエレベータ装置のエレベータケージを静止状態に保持でき、かつ非常の場合にエレベータケージを制動位置になるようにブレーキ装置を提供するという目的にもとづいている。さらに、構造のために必要とされる空間が小さくなければならない。
独立請求項の特徴付け部分に記載の特徴に定義される発明が、この目的を達成する。
エレベータ装置が、エレベータケージおよびエレベータケージの制動および保持のためのブレーキ装置を備える。ブレーキ装置は、保持および制動の目的のためにブレーキ面と協働するブレーキライニングを備える。
さらに、本発明は、エレベータ装置の案内レールに関する。ブレーキレールが、ブレーキ装置によってエレベータケージの制動および保持を行う。その場合、ブレーキレールは、ブレーキ装置との相互作用のためのブレーキ面としてブレーキ領域を有する。
同様に、本発明は、対応するエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法に関する。
本発明によれば、ブレーキ面が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキライニングが作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***(elevation)を有する。この長手方向のくさび溝または長手方向のくさび***は、適切な幅の溝または***であってよく、複数のくさび溝が、互いに隣接して位置することができる。この構造の利点を、くさび溝の形状が垂直力の増幅をもたらし、したがってこの垂直力によって大きな制動力を達成できる点に見ることができ、さらに摺動の可能性ももたらされる。
垂直力Fは、必要な場合にブレーキライニングを平坦なブレーキ面に向かって押し付ける力である。平坦なブレーキ面は、垂直力Fに対して直角(90°)に向けられている。この垂直力Fが、ブレーキライニングとブレーキ面との間の摩擦係数μによって定められる制動力F
=F×μ
を生み出す。
ブレーキ装置がブレーキ面に対して静止した状態にある場合、摩擦係数μとして、静止摩擦係数μが使用されるべきであり、ブレーキ装置とブレーキ面との間に相対運動がある場合には、摺動摩擦係数μが使用される。くさび状の平面の形態に対応する制動力の増幅が、くさび溝の使用によってもたらされる。角度α(角度αは、平坦なブレーキ面からのくさび面の平面の偏向を指す)に対応するくさび面の傾きの場合には、1/cosαという制動力の増幅がもたらされる。結果としての制動力FBKは、
BK=(1/cosα)×F×μ
である。
このようにして、制動力の大きな増幅を、長手方向のくさび溝またはくさび***によって達成できる。一般的に、横方向の力を相互に打ち消すために、対称なくさび形状の選択が存在することが明らかである。
有利には、ブレーキライニングが、ブレーキ面の長手方向のくさび溝またはくさび***に合わせて構成された対向形状を有する。これにより、くさび面が互いに当接し、あるいは磨り合うため、ブレーキライニングの摩耗を小さく保つことができる。当然ながら、摩耗の場合にブレーキライニングを適切に前進させることができるように、保証されなければならない。この点に関し、現在のブレーキ装置の各アイテムが、エレベータケージの各階での保持のためだけに使用されるようになってきている点に留意されたい。この保持力Fは、例えば、ケージと釣り合いおもりとの間の最大の荷重の差によって決まる。制動力の計算のための上述の式を逆にすることで、ケージを各階に保持するために必要とされる垂直力FNHは、
NH=F×cosα/μ
となる。
同様に、ケージの制動に必要とされる垂直力FNBは、
NB=F×cosα/μ
となる。
この点に関し、必要とされる制動力Fが、保持力Fの代わりに使用され、摺動摩擦係数μが、静止摩擦係数μの代わりに使用される。
ケージの保持および制動のための押し付け装置を、くさび角αに応じて、より小さな押し付け力Fを有するように設計できる。これは、より小さな駆動ユニットまたはブレーキ解除ユニットの使用を可能にし、したがってより有利である。
有利には、ブレーキ装置の設計において、協働するブレーキ装置のブレーキライニングおよび/または各アイテムの数が考慮に入れられる。
好ましい実施形態においては、ブレーキ装置がエレベータケージの領域に配置され、ブレーキ面が案内レールに一体化され、この案内レールが同時に、エレベータケージを案内する。有利には、1つの案内レールについて少なくとも1つのブレーキ装置が使用される。これは、ケージを停止位置に直接保持できるため、有利である。これにより、支持手段の伸びが積み込みまたは荷下ろしのプロセスに影響することがない。
本発明によるこの解決策のさらなる利点を、ブレーキライニング、したがってブレーキ装置が、長手方向の溝によって横方向について同時に案内される点に見ることができる。ブレーキライニングの脱線、したがってブレーキの作動不良が、効果的に防止される。
案内レールが、案内手段との相互作用のための案内領域と、ブレーキ装置との相互作用のためのブレーキ面としてのブレーキ領域とを有し、案内領域およびブレーキ領域が別個の表面を有し、案内領域がブレーキ領域から幾何学的に分離されている実施形態が、特に有利である。本実施形態は、それぞれの領域について最適かつ機能的に適切な設計を可能にする。
有利には、案内レールが、レールウェブを有するT字形の案内レールであり、このレールウェブが、案内手段との相互作用のための案内領域およびブレーキ装置との相互作用のためのブレーキ領域の両者を有する。例えばアングル輪郭部材または他の任意の形状の形態の案内レールなど、他の形態のブレーキレールも当然ながら可能である。T字形の案内レールは、エレベータの構成において広く知られており、簡単なやり方で製造することが可能である。
特に高品質の実施形態においては、案内領域に、摩擦を小さくするための摺動手段が設けられ、あるいは摺動コーティングが備えられ、摺動コーティングは、輪郭部材であって、好ましくは「テフロン(登録商標)」を含む合成材料の輪郭部材であり、例えば案内レールの該当のウェブへと差し込まれる。
また、例えば均一に形成されたニッケル−フッ素重合体コーティングなどのナノ複合材料も、不変の摺動特性を良好な化学的および機械的特性との組み合わせにおいて可能にするため、例えば摺動手段のコーティングとして特に適している。この構成は、強い快適の要求を満足する案内レールの提供を可能にする。
ブレーキ領域を、ブレーキ路の基本構造に直接形成することができる。ブレーキ路または該当の案内レールが、例えば引き抜きされ、圧延され、あるいは機械的に加工される。あるいは、ブレーキ領域を、案内レールの基本構造へと取り付けられるブレーキ輪郭部材によって生み出すことも可能である。当然ながら、ブレーキ領域に、例えばナノ複合材料などの摩擦を左右する手段を設けることができ、あるいは摩擦を大きくするための表面構造を備えることができる。本実施形態の利点は、摩擦係数を可能な限り大きくなるように選択でき、したがって必要とされる垂直力を小さくできる点にある。これは、経済的なブレーキ装置の生成を可能にする。
有利な実施形態においては、案内領域とブレーキ領域との間の分離が、案内領域からブレーキ領域への潤滑剤(例えば、油など)または他の摺動手段の移動が防止または低減されるように、構成されている。これにより、摩擦係数を低下させる物質が容易にブレーキ領域へと進入することができないため、ブレーキ装置の機能的な信頼性が大いに高められる。
他の実施形態においては、ブレーキ装置が、駆動エンジンの領域に配置され、ブレーキ面が、駆動エンジンの駆動プーリまたは駆動軸との直接接続に配置される。この点に関し、ブレーキ装置の制動および保持の作用が、支持/駆動手段によってエレベータケージへと伝達される。これにより、くさび作用の結果としてブレーキ力の低減が可能であるため、駆動部の保持用ブレーキを経済的に提供することができる。
さらなる有利な実施形態が、従属請求項に記載される。
以下で、本発明を、図面との連動においていくつかの実施形態の例によってさらに詳しく説明する。
エレベータ装置について考えられる1つの全体構成が、図1に示されている。エレベータ装置1が、物品または人員を受け入れるためのエレベータケージ3からなる。ケージは、案内路に沿って可動であり、あるいは案内レール7によって可動であるように配置されている。エレベータ装置1は、建物の昇降路2に据え付けられている。エレベータケージは、支持/駆動手段5によって釣り合いおもり4に接続されている。ケージ3は、図示の例では支持手段5へと作用する駆動部6によって、釣り合いおもり4と反対の方向に移動する。ケージの案内のための案内レール7、ならびに釣り合いおもり4の案内のための案内レール8が、建物または昇降路2に固定に配置されている。ケージ3は、案内シューまたは案内ローラ9によって、案内レール7に沿って案内される。エレベータケージ3には、一方ではエレベータケージ3を保持位置に保持し、かつ/または故障の場合にエレベータケージ3の制動および保持を行うことができるブレーキ装置10の各アイテムが備え付けられている。
図示の例では、ブレーキ装置10の各アイテムが、ケージ3の下方に配置されている。図1に任意選択的に示されているように、ケージ3の上方への取り付け10aも、当然ながら可能であり、あるいはブレーキ装置10を、それぞれの要件にしたがって、駆動部6、10b、釣り合いおもり4、10c、または偏向ローラに配置することも可能である。
図2が、知られているブレーキ装置10の実施形態の例を示している。ブレーキ装置が、実質的に1つの軸13にて取り付けられた2つのブレーキレバー10.1を備える。ブレーキライニング12が、ブレーキレバー10.1の前端に配置されている。ブレーキレバー10.1は、ばね力Fによって互いから離れるように付勢されている。ブレーキレバー10.1が軸13にて取り付けられているため、ブレーキライニング12を備えるブレーキレバー10.1の前端が、レバーの寸法に応じた押し付け力Fにて案内レール7のブレーキ面11へと押し付けられる。これにより、結果としての摩擦力または保持力Fあるいは制動力Fが、ブレーキ面11において生じる。その場合、結果としての摩擦力は、押し付け力Fをブレーキ面の数(図示の例では、ブレーキ面は2つである)および摩擦係数μによって乗算したものに等しい。その場合、摩擦係数μは、保持状態においては静止摩擦係数μに一致し、制動状態においては摺動摩擦係数μに一致する。
したがって、保持力は、
=F×2×μ [1]
と計算され、
制動力は、同様に、
=F×2×μ [2]
と計算される。
ブレーキ装置10を解除するため、すなわちケージ3を動かそうとする場合には、ブレーキレバー10.1の後端がアクチュエータ力Fによって引き寄せられて、ブレーキライニング12が解放され、制動力または保持力が取り除かれる。
図3は、ブレーキ装置10と協働するように構成された案内レール7を示している。案内レールは、T字形の部材の形態で実現されている。案内レール7は、ブレーキ面11が長手方向のくさび溝の形態に加工されているレールウェブ7aを有する。長手方向のくさび溝は、図示の例では、ウェブ7aの前面および後面に加工されている。長手方向のくさび溝は、角度αに一致してウェブの主表面7aに対して傾けられた2つのフランク面7cを有する。フランク面7cは、同じように傾けられた左右のフランク面を有し、あるいは適合する対向形状を有するブレーキライニング12と協働するように設けられている。ブレーキライニング12の左右のフランク面および/または長手方向のくさび溝の左右のフランク面7cには、必要であれば、摩擦係数を左右するコーティングが設けられる。これらは、セラミック層であってよく、特別に粗くされた表面であってよく、あるいは摩擦を増すためにナノ複合材料を塗布することができる。ブレーキライニング12が、例えば図2に示したブレーキ装置において、制動の目的のために、押し付け力Fによって長手方向のくさび溝へと押し込まれる。この場合に、くさび底部7bは、フランク面に生じ得る摩耗を吸収するために、ブレーキライニング12に対して充分な遊びを有する。この場合、押し付け力は、ウェブ表面7aに対して直角な方向(90°)に作用する。
図5に概略的に示されているように、結果としての制動力Fまたは保持力Fは、くさびの角度αを考慮して、
保持力:F=(1/cosα)×F×2×μ [1.1]
制動力:F=(1/cosα)×F×2×μ [2.1]
となる。
ここで、この保持力または制動力は、基本的に図1に示されているような2つのブレーキ面11を備える(ブレーキ面11および対応するブレーキライニング12が、レールウェブ7aの各側に存在している)ブレーキ装置10に関する。この点に関し、制動力または保持力の作用の方向は、移動の方向またはブレーキ装置に作用する引っ張り力の方向によって決まる。
以下の表が、くさび角αの選択に応じて達成できる制動力の増幅の概要を提示している。
Figure 2008143707
30°のくさび角αを使用した場合、約15%の制動力の増幅がもたらされ、すなわち1.15という増幅係数がもたらされる。得られる制動力の増幅およびそれに伴って大きくなるブレーキライニング12の負荷に鑑み、提案される最適なくさび角αは、30°から60°の領域となる。
さらに、これに対応して小さくされた押し付け力Fを、所望の保持力を達成するために今や選択することが可能であり、その結果、アクチュエータ力の小さいブレーキ装置10を使用することが可能になる。また、長手方向のくさび溝は、ブレーキライニング12が横方向について案内されるという利点も有する。これにより、ブレーキライニング12の脱線が防止される。当然ながら、長手方向のくさび溝を、主として横方向の案内の目的のために設けることも考えられる。この点に関し、例えば曲面状の溝など、他の形状の長手方向の溝も使用可能であり、あるいは30°未満の角度範囲にある平坦なくさび角も使用可能である。さらに、これらの溝は、上述の実施形態に対応して、上述のように得られる制動力の増幅を生み出す。
図4は、ブレーキ装置10と協働するように構成できるさらなる案内レール7を示している。この案内レールも、T字形輪郭部材の形態で実現されている。案内レール7は、複数の平行に延びる長手方向のくさび溝の形態のブレーキ面11が加工されているレールウェブ7aを有する。この種のレールを、例えば引き抜きプロセスによって容易に製造することが可能であり、あるいは図4に例として示したように、長手方向のくさび溝を、全体がレールウェブ7aへと挿入されるベース担体7.1へと加工することができる。この例においてもやはり、くさびのフランク面7cが、くさび角αに対応して構成されており、ブレーキライニング12が、これらのくさび溝と協働する。保持力または制動力の計算は、式[1.1、2.1]に示したように行われ、得られる制動力の増幅は、図5に関して説明した表のようになる。この複数の溝からなる形状は、先の例と比べてフランク面の面積が大幅に増加し、したがって摩耗が少なくなるという利点を有する。この例に示した案内レール7は、ブレーキ領域またはブレーキ面11と案内領域14とを別個に有する。ブレーキ領域11が、すでに説明したとおりケージの保持または制動のために機能し、案内領域14が、案内シューまたは案内ローラ(図1)によってケージ3を案内するために機能する。図4による例では、ブレーキ領域11が、溝7dによって案内領域から分離されている。これは、例えば案内の抵抗を少なくするために案内面14へと塗布される油膜を、ブレーキ領域11へと流れることがないように阻止することができるようにしている。さらに、案内領域14に、摺動の抵抗または騒音を低減する他の手段を用意することができる。すなわち、例えば「テフロン(登録商標)」でコートされた合成材料の輪郭部材からなる特別な摺動膜または摺動ライニング15を取り付けることが可能であり、あるいは案内領域の表面を、例えば摩擦を少なくするためのナノ複合材料で処理することが可能である。
図3および図4によって示した解決策を、組み合わせることが可能である。当然ながら、くさび溝を、突き出すように配置でき、あるいは沈めて配置することができ、もしくはウェブ7aを任意の形状の案内レールに配置することができる。さらに、案内領域とブレーキ領域との分離のための上述の解決策を、所望のとおりに使用することができる。
上述の解決策を、当然ながら、釣り合いおもりの案内レールまたは駆動部のブレーキディスクへと移すことも可能であり、長手方向のくさび溝の製造方法は、ウェブの製造者によって選択される。
エレベータ装置の概略図を示す。 知られているブレーキ装置の図を示す。 ブレーキ路が一体化されてなる案内レールの概略図を示す。 一体化されたブレーキ路および別途の案内領域を備える他の案内レールの概略図を示す。 くさび溝の模式図を示す。
符号の説明
1 エレベータ装置
2 昇降路
3 エレベータケージ
4 釣り合いおもり
5 支持/駆動手段
6 駆動部
7 (ケージの)案内レール
7a ウェブ
7b くさび底部
7c くさびのフランク面
7d (ブレーキ領域と案内領域とを隔てる)溝
8 (釣り合いおもりの)案内レール
9 案内ローラ
10 ブレーキ装置
10a ブレーキ装置(ケージの上部に配置される場合)
10b ブレーキ装置(駆動部に配置される場合)
10c ブレーキ装置(釣り合いおもりに配置される場合)
10.1 ブレーキレバー
11 ブレーキ面
11.1 ベース担体
12 ブレーキライニング
13 軸
14 案内領域
15 摺動ライニング

Claims (12)

  1. エレベータケージ(3)およびエレベータケージ(3)の制動および保持のためのブレーキ装置(10)を有し、ブレーキ装置(10)が、制動および保持の目的のためにブレーキ面(11)と協働するブレーキライニング(12)を備えるエレベータ装置であって、
    ブレーキ面(11)が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキライニング(12)が作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***を有することを特徴とする、エレベータ装置。
  2. ブレーキライニング(12)が、ブレーキライニング(11)の長手方向のくさび溝またはくさび***に合わせて構成された対向形状を有することを特徴とする、請求項1に記載のエレベータ装置。
  3. ブレーキ装置(10)が、エレベータケージ(3)の領域に配置され、ブレーキ面(11)が、エレベータケージ(3)を案内する案内レール(7)に一体化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装置。
  4. 案内レール(7)が、案内手段との相互作用のための案内領域(14)、およびブレーキ装置(10)との相互作用のためのブレーキ面(11)としてのブレーキ領域を有し、
    案内領域(14)およびブレーキ領域が、別個の表面を有し、案内領域(14)がブレーキ領域から幾何学的に分離されていることを特徴とする、請求項3に記載のエレベータ装置。
  5. 好ましくはT字形の案内レール(7)である案内レール(7)が、レールウェブを有し、このレールウェブが、案内手段との相互作用のための案内領域(14)およびブレーキ装置(10)との相互作用のためのブレーキ領域(11)の両者を有することを特徴とする、請求項3または4に記載のエレベータ装置。
  6. 案内領域(14)に、摩擦を小さくするための摺動手段、例えばナノ複合材料、または摺動コーティング(15)が設けられ、摺動コーティング(15)が、輪郭部材、好ましくは「テフロン(登録商標)」を含む合成の輪郭部材であることを特徴とする、請求項3から5のいずれか一項に記載のエレベータ装置。
  7. ブレーキ領域(11)が、選択的に引き抜き、圧延、または機械加工によって案内レール(7)の基本構造へと加工され、さらには/あるいはブレーキ領域(11)が、案内レール(7)の基本構造へと取り付けられるブレーキ輪郭部材によって生み出され、さらには/あるいはブレーキ領域(11)に、摩擦を大きくするために例えばナノ複合材料などの摩擦を左右する手段が設けられていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のエレベータ装置。
  8. 案内領域(14)とブレーキ領域(11)との間の分離が、特には案内領域(14)からブレーキ領域(11)への摺動手段の移動を防止していることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のエレベータ装置。
  9. ブレーキ装置(10)が、駆動エンジン(6)の領域に配置され、ブレーキ面(11)が、駆動エンジン(6)の駆動プーリまたは駆動軸との直接接続に配置され、ブレーキ装置(10)の制動および保持の作用が、支持/駆動手段(5)によってエレベータケージ(3)へと伝達され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装置。
  10. ブレーキ装置(10)との相互作用のためのブレーキ面(11)を有するエレベータ装置の案内レール(7)であって、
    ブレーキ面(11)が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキ装置(10)が作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***を有することを特徴とする、案内レール。
  11. エレベータケージ(3)の制動および保持のため、制動および保持の目的のためにブレーキ面(11)と協働するブレーキライニング(12)を備えるエレベータ装置のブレーキ装置であって、
    ブレーキライニング(12)が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキ面(11)へと作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***を有することを特徴とする、ブレーキ装置。
  12. エレベータケージ(3)が、案内手段(9)によって案内レール(7)に沿って案内されるとともに、制動および保持の目的のために案内レール(7)へと作用するブレーキ装置(10)によって制動および保持され、案内レール(7)には、案内手段との相互作用のための案内領域(14)およびブレーキ装置(10)との相互作用のためのブレーキ面(11)が備えられているエレベータ装置(3)の案内、保持、および制動のための方法であって、
    ブレーキ面(11)が、制動方向に向けられ必要な場合にブレーキライニング(12)が作用する少なくとも1つの長手方向のくさび溝またはくさび***を備えて構成されていることを特徴とする、方法。
JP2007302578A 2006-12-07 2007-11-22 エレベータ装置、エレベータ装置の案内レール、エレベータ装置のブレーキ装置、ならびにエレベータ装置の案内、保持、および制動のための方法 Withdrawn JP2008143707A (ja)

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