緊急制動(dòng)裝置以及電梯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供緊急制動(dòng)裝置以及電梯，該緊急制動(dòng)裝置能夠使摩擦構(gòu)件與導(dǎo)軌之間的面接觸變得均勻，穩(wěn)定地產(chǎn)生制動(dòng)力，并且抑制臨近停止時(shí)的減速度變得過大，從而避免給乘客帶來負(fù)擔(dān)。在電梯用緊急制動(dòng)裝置(6)以及電梯中，通過將制動(dòng)靴(1)按壓在設(shè)置于升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌(7)上進(jìn)行滑動(dòng)來產(chǎn)生制動(dòng)力，由此使電梯轎廂(46)停止，該電梯用緊急制動(dòng)裝置具有向所述制動(dòng)靴施加朝向?qū)к壍陌磯毫Φ膹椥詷?gòu)件(10)、與所述導(dǎo)軌相對(duì)置地設(shè)置在所述制動(dòng)靴上的摩擦構(gòu)件(3)、用于支承所述摩擦構(gòu)件的支承體(2)以及配置在所述摩擦構(gòu)件與所述支承體之間的緩沖構(gòu)件(5)，在所述緩沖構(gòu)件的受力時(shí)的變形量的變化與溫度的關(guān)系中，在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。
【專利說明】緊急制動(dòng)裝置以及電梯

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電梯的緊急制動(dòng)裝置以及電梯。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電梯中，作為安全裝置而設(shè)置有緊急制動(dòng)裝置，在電梯轎廂的下降速度達(dá)到一定速度以上時(shí)，通過緊急制動(dòng)裝置以適當(dāng)?shù)臏p速度使電梯轎廂停止。
[0003]在電梯轎廂的速度達(dá)到一定速度以上時(shí)，緊急制動(dòng)裝置使設(shè)置有兩個(gè)梯形摩擦構(gòu)件的制動(dòng)靴夾住設(shè)置在升降通道的墻壁上的導(dǎo)軌，并利用彈簧按壓制動(dòng)靴，通過該彈簧彈性變形時(shí)產(chǎn)生的力來產(chǎn)生制動(dòng)力。制動(dòng)靴通常由具有適度的摩擦系數(shù)和耐磨耗性的鑄鐵或者銅類燒結(jié)合金等材料形成。
[0004]另外，隨著電梯朝著高速和大容量的方向發(fā)展，要求緊急制動(dòng)裝置在因制動(dòng)靴與導(dǎo)軌之間的摩擦熱而形成的高溫環(huán)境下，也能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生制動(dòng)力。
[0005]此外，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種技術(shù)，其在摩擦構(gòu)件與支承該摩擦構(gòu)件的支承體之間插入軟金屬，使得在將設(shè)置有多個(gè)具有耐熱性的陶瓷摩擦構(gòu)件的制動(dòng)靴按壓在導(dǎo)軌上時(shí)，摩擦構(gòu)件與導(dǎo)軌的面接觸不會(huì)產(chǎn)生偏壓。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-191252號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在上述現(xiàn)有技術(shù)中，通過抑制摩擦構(gòu)件與導(dǎo)軌之間的面接觸的偏壓來穩(wěn)定地發(fā)揮制動(dòng)力。另一方面，在高速和大容量的電梯中，在緊急制動(dòng)裝置動(dòng)作時(shí)，從制動(dòng)開始到電梯逐漸減速并停止為止的減速度未必是一定的。這是因?yàn)樵谀Σ翗?gòu)件與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的摩擦力存在速度依賴性。與制動(dòng)開始時(shí)相比，臨近停止時(shí)的摩擦系數(shù)變大，其結(jié)果導(dǎo)致摩擦力增大，并且減速度也與摩擦力成比例地變大。當(dāng)減速度變得過大時(shí)，可能會(huì)給乘客的身體帶來負(fù)擔(dān)。
[0010]本發(fā)明的目的在于獲得可靠性較高的緊急制動(dòng)裝置以及電梯，該緊急制動(dòng)裝置能夠使摩擦構(gòu)件與導(dǎo)軌之間的面接觸變得均勻，無論是在通常的電梯中還是在高速和大容量的電梯中，均能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生制動(dòng)力，并且能夠抑制臨近停止時(shí)的減速度變得過大，從而能夠避免給乘客帶來負(fù)擔(dān)。
[0011]解決方案
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的電梯用緊急制動(dòng)裝置中，通過將制動(dòng)靴按壓在設(shè)置于升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng)來產(chǎn)生制動(dòng)力，由此使電梯轎廂停止，所述電梯用緊急制動(dòng)裝置的特征在于，其具有彈性構(gòu)件、摩擦構(gòu)件、支承體以及緩沖構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件向所述制動(dòng)靴施加朝向?qū)к壍陌磯毫?，所述摩擦?gòu)件與所述導(dǎo)軌相對(duì)置地配置在所述制動(dòng)靴上，所述支承體用于支承所述摩擦構(gòu)件，所述緩沖構(gòu)件配置在所述摩擦構(gòu)件與所述支承體之間，在所述緩沖構(gòu)件的受力時(shí)的變形量的變化與溫度的關(guān)系中，在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得可靠性較高的緊急制動(dòng)裝置以及電梯，該緊急制動(dòng)裝置以及電梯能夠使摩擦構(gòu)件與導(dǎo)軌之間的面接觸變得均勻，無論是在通常的電梯中還是在高速和大容量的電梯中，均能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生制動(dòng)力，并且能夠抑制臨近停止時(shí)的減速度變得過大，從而能夠避免給乘客帶來負(fù)擔(dān)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的制動(dòng)靴的立體圖。
[0016]圖2是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的緊急制動(dòng)裝置(動(dòng)作前)的主視圖。
[0017]圖3是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的緊急制動(dòng)裝置(動(dòng)作后)的主視圖。
[0018]圖4是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的緊急制動(dòng)裝置(動(dòng)作后、兩級(jí))的主視圖。
[0019]圖5是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的電梯的概況的局部立體圖。
[0020]圖6是表示一實(shí)施方式的摩擦構(gòu)件和緩沖構(gòu)件的從導(dǎo)軌側(cè)觀察到的相對(duì)尺寸的側(cè)視圖。
[0021]圖7是表示一實(shí)施方式的摩擦構(gòu)件和導(dǎo)軌之間的面壓分布的圖。
[0022]圖8是表示一實(shí)施方式的緩沖構(gòu)件的彈性模量的溫度依賴性的立體圖。
[0023]圖9是表示一實(shí)施方式的緊急制動(dòng)裝置(動(dòng)作后)的局部主視圖。
[0024]圖10是表示一實(shí)施方式的相對(duì)于速度變化的制動(dòng)特性的圖。
[0025]圖11是表示一實(shí)施方式的制動(dòng)靴的導(dǎo)熱計(jì)算結(jié)果的圖。
[0026]圖12是表示一實(shí)施方式的制動(dòng)期間的樹脂材料的橡膠狀區(qū)域變化量的圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:
[0028]1制動(dòng)靴
[0029]2支承體
[0030]3摩擦構(gòu)件
[0031]4緊固板
[0032]5緩沖構(gòu)件
[0033]6緊急制動(dòng)裝置
[0034]7 導(dǎo)軌

【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，參照附圖對(duì)一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0036]圖1表示緊急制動(dòng)裝置的制動(dòng)靴1，圖1 (a)是立體圖。制動(dòng)靴1是上端側(cè)43為短邊、下端側(cè)44為長(zhǎng)邊的截面呈梯形的四方柱。在制動(dòng)靴1中，在由鑄鐵構(gòu)成的支承體2的與未圖示的導(dǎo)軌7相對(duì)置的面上以隔開規(guī)定間隔的方式埋設(shè)有多個(gè)(圖中為9個(gè))塊狀的摩擦構(gòu)件3。
[0037]摩擦構(gòu)件3例如由通過對(duì)陶瓷纖維進(jìn)行壓縮和燒結(jié)而得到的材料構(gòu)成，摩擦構(gòu)件3與支承體2在摩擦構(gòu)件3的前端部從制動(dòng)靴1的表面略微突出的狀態(tài)下進(jìn)行結(jié)合。摩擦構(gòu)件3在導(dǎo)軌7上滑動(dòng)。在摩擦構(gòu)件3和摩擦構(gòu)件3之間埋設(shè)有用于固定摩擦構(gòu)件3的緊固板4。
[0038]圖1 (b)是圖1 (a)的A-A剖視圖。支承體2的具備摩擦構(gòu)件3的一側(cè)被設(shè)置成凹狀。摩擦構(gòu)件3進(jìn)入該凹狀部25中。在摩擦構(gòu)件3和支承體2之間嵌合有緩沖構(gòu)件5。而且，除了緩沖構(gòu)件5的與摩擦構(gòu)件3接觸的接觸面和其相反側(cè)的與支承體2接觸的接觸面處沒有設(shè)置間隙12外，在支承體2的凹狀部25和緩沖構(gòu)件5的周圍設(shè)置有間隙12。
[0039]圖2是緊急制動(dòng)裝置的縱剖視圖。緊急制動(dòng)裝置6被構(gòu)造成夾著導(dǎo)軌7而左右對(duì)稱。一對(duì)制動(dòng)靴1大致平行地設(shè)置，該一對(duì)制動(dòng)靴1與導(dǎo)軌7之間隔開微小的間隙，并且能夠夾住導(dǎo)軌7，制動(dòng)靴1的背面成為上方變窄的楔狀的平滑傾斜面。
[0040]在引導(dǎo)構(gòu)件11上設(shè)置有用于引導(dǎo)制動(dòng)靴移動(dòng)的引導(dǎo)板8，使得制動(dòng)靴1能夠移動(dòng)到規(guī)定的位置。引導(dǎo)構(gòu)件11的內(nèi)側(cè)是與制動(dòng)靴1的傾斜面平行的傾斜面，外側(cè)為垂直面。引導(dǎo)構(gòu)件11的外周部由彈性體10包圍，該彈性體10被形成為與導(dǎo)軌7相對(duì)置的一側(cè)開放的U字形狀(圖5)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于圖2所示的左右的引導(dǎo)構(gòu)件11的垂直面被彈性體10夾住，因此，其結(jié)果是，一側(cè)的制動(dòng)靴1隔著引導(dǎo)構(gòu)件11被彈性體10和導(dǎo)軌7夾住。制動(dòng)靴1、引導(dǎo)板8、引導(dǎo)構(gòu)件11以及彈性體10收納在框體9內(nèi)，制動(dòng)靴1的一端與用于驅(qū)動(dòng)緊急制動(dòng)裝置6的未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所具有的提起桿連接。
[0041]圖3表示緊急制動(dòng)裝置進(jìn)行了動(dòng)作后的狀態(tài)。在緊急制動(dòng)裝置動(dòng)作時(shí)，制動(dòng)靴1沿著引導(dǎo)板8相對(duì)于引導(dǎo)構(gòu)件11被朝上提起，制動(dòng)靴1以彼此之間的距離變小的方式移動(dòng)。此時(shí)，制動(dòng)靴1將引導(dǎo)構(gòu)件11和彈性體10朝著箭頭13所示的方向張開。利用引導(dǎo)構(gòu)件11和彈性體10張開時(shí)產(chǎn)生的反作用力使制動(dòng)靴1夾住導(dǎo)軌7。因此，制動(dòng)靴1夾住導(dǎo)軌的力因彈性體的張開量變化而變化。
[0042]緊急制動(dòng)裝置根據(jù)電梯的規(guī)格而設(shè)置多組緊急制動(dòng)裝置。以規(guī)定的減速度使電梯轎廂停止所需的制動(dòng)力F根據(jù)下式計(jì)算。
[0043]F = α μ N = m (a+g)
[0044]在此，α表示在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的制動(dòng)靴的數(shù)量，μ表示制動(dòng)靴與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，Ν表示彈性體的按壓力(N), m表示落下質(zhì)量(kg), a表示減速度(m/s2), g表示重力加速度(9.8m/s2)。
[0045]在采用一組緊急制動(dòng)裝置時(shí)，制動(dòng)靴的數(shù)量在圖3所示的示例中，相對(duì)于一根導(dǎo)軌7為兩個(gè)。如圖5所示，在通常的情況下，相對(duì)于一臺(tái)電梯轎廂46，在左右各設(shè)置有一根導(dǎo)軌7，因此制動(dòng)靴的數(shù)量合計(jì)為4個(gè)(2個(gè)/導(dǎo)軌X 2根導(dǎo)軌)。因此，α =4，制動(dòng)力F為各個(gè)制動(dòng)靴的制動(dòng)力UN的4倍。此外，制動(dòng)力F與落下質(zhì)量成正比。由于在制造方面，彈性體所能產(chǎn)生的力存在極限，因此隨著落下質(zhì)量的增大，需要在上下方向設(shè)置多級(jí)緊急制動(dòng)裝置，通過增加制動(dòng)靴的數(shù)量來確保制動(dòng)力。此外，隨著額定速度加快，制動(dòng)靴與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)變小，因此在高速區(qū)域，即使落下質(zhì)量不大，也需要設(shè)置多級(jí)緊急制動(dòng)裝置。因此，在電梯轎廂由上下兩層構(gòu)成的雙層電梯或者高層大樓所使用的電梯中，采用多級(jí)化緊急制動(dòng)裝置。例如，在落下質(zhì)量為25000kg這一規(guī)格的電梯中，按照5.88m/s2的減速度使電梯停止所需的制動(dòng)力為392kN。在μ =0.2、按壓力Ν為400kN時(shí)，若使用一級(jí)緊急制動(dòng)裝置，則比所需的制動(dòng)力少72kN，因此需要設(shè)置雙級(jí)的緊急制動(dòng)裝置。需要說明的是，在市場(chǎng)銷售數(shù)量最多的用于低層建筑物的電梯(速度區(qū)域?yàn)?0?240m/min)中，絕大多數(shù)都采用一級(jí)緊急制動(dòng)裝置。
[0046]圖4是雙級(jí)緊急制動(dòng)裝置的縱剖視圖。該緊急制動(dòng)裝置通過在上下方向重疊設(shè)置圖2所示的緊急制動(dòng)裝置而成，框體9之間通過緊固螺釘34緊固。上下的制動(dòng)靴1的一端與用于驅(qū)動(dòng)雙級(jí)緊急制動(dòng)裝置33的未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所具有的提起桿連接，并且上下的制動(dòng)靴大致同時(shí)被提起而夾住導(dǎo)軌7。因此，與一級(jí)的情況相比較，制動(dòng)靴1的數(shù)量為兩倍，因此α = 8,作為制動(dòng)力F,能夠獲得相當(dāng)于各個(gè)制動(dòng)靴的制動(dòng)力μΝ的8倍的制動(dòng)力，從而能夠滿足高速和大容量電梯的需要。
[0047]圖5是表示具備緊急制動(dòng)裝置的電梯轎廂概況的立體圖。供乘客乘坐的電梯轎廂46通過吊索45與位于建筑物最上層的未圖示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。在圖5中沒有示出門開閉機(jī)構(gòu)和外部殼體等詳細(xì)情況。在升降通道的兩側(cè)設(shè)置有引導(dǎo)電梯轎廂46升降的導(dǎo)軌7。緊急制動(dòng)裝置6以能夠夾住導(dǎo)軌7的方式設(shè)置在電梯轎廂46的下端部。雖未圖示，在相反側(cè)的導(dǎo)軌上也設(shè)置有緊急制動(dòng)裝置6，兩個(gè)緊急制動(dòng)裝置6通過未圖示的連接機(jī)構(gòu)連結(jié)。需要說明的是，為了簡(jiǎn)化圖示，在圖5的緊急制動(dòng)裝置6中沒有示出框體等詳細(xì)情況。
[0048]以下參照?qǐng)D3和圖4說明緊急制動(dòng)裝置的動(dòng)作。在電梯轎廂的移動(dòng)速度達(dá)到大于額定速度的設(shè)定速度時(shí)，設(shè)置在最上層的未圖示的速度感應(yīng)裝置動(dòng)作，制動(dòng)靴1被朝上提起，由此通過制動(dòng)靴1夾住設(shè)置在電梯轎廂兩側(cè)的升降通道墻壁上的導(dǎo)軌7。而且，制動(dòng)靴1通過使u字形狀的彈性體10張開而使其產(chǎn)生彈性變形，由此在導(dǎo)軌7與制動(dòng)靴1之間產(chǎn)生摩擦力，通過該摩擦力使電梯轎廂停止。
[0049]圖6是從導(dǎo)軌側(cè)觀察摩擦構(gòu)件3的示意圖。在摩擦構(gòu)件3的背面埋設(shè)有緩沖構(gòu)件5。該緩沖構(gòu)件5的縱向尺寸和橫向尺寸均比塊狀的摩擦構(gòu)件3小規(guī)定的尺寸。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了確保緩沖構(gòu)件5在未圖示的支承體2的凹部?jī)?nèi)進(jìn)行變形時(shí)所需的空隙12。作為緩沖構(gòu)件5，例如采用樹脂制作。
[0050]圖7表示以規(guī)定的力將制動(dòng)靴按壓在導(dǎo)軌上時(shí)的各個(gè)摩擦構(gòu)件3的面壓分布的比率。計(jì)算條件是將圖1所示的制動(dòng)靴的摩擦構(gòu)件3 (縱向3個(gè)X橫向3個(gè))設(shè)置成等分布地向制動(dòng)靴的背面施加負(fù)載。此時(shí)，計(jì)算在中央列的摩擦構(gòu)件3的從支承體2突出的突出量小于左右的摩擦構(gòu)件3的該突出量的條件下實(shí)施。虛線14表示摩擦構(gòu)件3與支承體2之間沒有設(shè)置緩沖構(gòu)件5的情況，實(shí)線15表示在摩擦構(gòu)件3與支承體2之間設(shè)置有緩沖構(gòu)件5(樹脂)的情況。
[0051]在沒有設(shè)置緩沖構(gòu)件5的情況下，中央列的摩擦構(gòu)件3不與導(dǎo)軌接觸，其結(jié)果是，左右的摩擦構(gòu)件3對(duì)導(dǎo)軌的按壓力增大(為平均面壓的大約1.5倍)。另一方面，在設(shè)置有緩沖構(gòu)件5的情況下，中央列和左右的摩擦構(gòu)件3對(duì)導(dǎo)軌的面壓大致均勻。其理由是，通過將緩沖構(gòu)件5的剛性降低到小于摩擦構(gòu)件3的剛性，在施加規(guī)定的按壓力時(shí)，與摩擦構(gòu)件3相比，緩沖構(gòu)件5發(fā)生更大幅度的變形(壓縮)，由此能夠吸收各個(gè)摩擦構(gòu)件3之間的表面凹凸的高低差。在本計(jì)算中，將各個(gè)摩擦構(gòu)件3之間的凹凸的高低差程度設(shè)定為對(duì)高低差進(jìn)行了平面研磨時(shí)的高低差(10 μ m)，將支承體2的剛性設(shè)定為與摩擦構(gòu)件3的剛性相等，并且將緩沖構(gòu)件5的剛性設(shè)定為大約等于摩擦構(gòu)件3的1/30。作為緩沖構(gòu)件5，可以采用工程塑料等制成，例如可以采用PEEK(聚醚醚銅)樹脂和PPS (聚苯硫醚)樹脂等制成。
[0052]如上所述，通過在摩擦構(gòu)件3的背面設(shè)置低剛性的緩沖構(gòu)件5，即使在摩擦構(gòu)件3之間存在凹凸高低差的情況下，也能夠使得摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7的面接觸變得大致均勻。當(dāng)然，如果只是為了使面接觸變得均勻，則也可以采用其他的組合，例如采用比摩擦構(gòu)件軟的金屬材料作為緩沖構(gòu)件5，也可以獲得相同的效果。不過，由于本發(fā)明的目的是在使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌的面接觸變得均勻的同時(shí)，抑制減速度在臨近停止時(shí)變得過大，因此采用金屬材料難以達(dá)到上述目的。
[0053]圖8表示作為緩沖構(gòu)件5使用的PEEK樹脂的彈性模量在各種溫度下的變化。樹脂材料通常具有玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)是指雖然聚合物分子的相對(duì)位置還沒有變化但分子主鏈已經(jīng)開始(或者停止)旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)時(shí)的溫度。即，在超過玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)后，熱運(yùn)動(dòng)變得活潑，容積出現(xiàn)急劇膨脹，使得剛性變小。根據(jù)記載，PEEK材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)大約在140°C左右，如圖8的實(shí)線17所示，PEEK材料具有在溫度超過140°C后，其彈性模量急劇下降到大約1/10左右的特性。急劇下降是指出現(xiàn)圖8所示那樣的拐點(diǎn)。因此，在向樹脂施加一定的按壓力的情況下，樹脂的變形量在樹脂的溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)(140°C )后急劇變大。
[0054]另一方面，虛線16表示作為軟金屬的銅材料的彈性模量的溫度依賴特性。在25°C到200°C之間，彈性模量的變化停留在大約5%的水平。從而，彈性模量沒有發(fā)生急劇的變化。
[0055]圖9是應(yīng)用了本實(shí)施例時(shí)的緊急制動(dòng)裝置的動(dòng)作的詳細(xì)說明圖。圖9(a)表示在緊急制動(dòng)裝置動(dòng)作而開始制動(dòng)之后、電梯逐漸減速的中途的緊急制動(dòng)裝置的狀態(tài)(圖中以導(dǎo)軌為對(duì)稱軸示出了緊急制動(dòng)裝置的右側(cè)的一半)。
[0056]制動(dòng)靴1使U字形狀的彈性體10張開而使其產(chǎn)生彈性變形，由此在導(dǎo)軌7與制動(dòng)靴1之間產(chǎn)生摩擦力。此時(shí)，在摩擦部分產(chǎn)生的摩擦熱的一部分流入摩擦構(gòu)件3。在本實(shí)施例中，由于采用具有耐熱性的陶瓷作為摩擦構(gòu)件3，因此摩擦構(gòu)件3的剛性不會(huì)因熱而下降，摩擦構(gòu)件3幾乎不發(fā)生磨耗。此后，隨著摩擦熱在摩擦構(gòu)件3內(nèi)傳導(dǎo)，摩擦熱流入作為樹脂的緩沖構(gòu)件5而使得緩沖構(gòu)件5逐漸升溫。其中，在樹脂溫度保持在沒有超過玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的狀態(tài)的期間，由于彈性體10的彈性變形沒有超過規(guī)定量，因此，制動(dòng)靴能夠發(fā)揮規(guī)定的按壓力。圖9(b)表示電梯繼續(xù)進(jìn)行減速而臨近停止時(shí)的緊急制動(dòng)裝置6的狀態(tài)。隨著摩擦熱經(jīng)由摩擦構(gòu)件3繼續(xù)流入緩沖構(gòu)件5，樹脂材料的溫度超過了玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。此時(shí)，如圖8所說明的那樣，緩沖構(gòu)件5變軟，其結(jié)果是，變形量(壓縮量)變大，緩沖構(gòu)件5發(fā)生大的變形而壓扁，使得設(shè)置在支承體2的凹部?jī)?nèi)的間隙12變小。因此，彈性體10的張開量與緩沖構(gòu)件5的壓縮量成反比地縮小，導(dǎo)致按壓力變小。
[0057]圖10通過曲線圖來表示在圖9中進(jìn)行了說明的緊急制動(dòng)動(dòng)作中的各種特性相對(duì)于速度的變化。圖10(a)表示摩擦系數(shù)變化。對(duì)于導(dǎo)軌7與摩擦構(gòu)件之間的摩擦系數(shù)，通常來說具有速度較低時(shí)的摩擦系數(shù)大于速度較高時(shí)的摩擦系數(shù)的傾向。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑?，雖然摩擦系數(shù)的變化量因摩擦構(gòu)件的材料的不同而存在差異，但各種摩擦構(gòu)件的摩擦系數(shù)的大小關(guān)系表示相同傾向。圖10(b)表示彈力相對(duì)于速度的變化。在采用陶瓷作為摩擦構(gòu)件3并且制動(dòng)靴1沒有設(shè)置緩沖構(gòu)件5的情況下，由于摩擦構(gòu)件3幾乎不產(chǎn)生磨耗，因此能夠發(fā)揮恒定的彈力(如虛線18所示)。另一方面。實(shí)線19表示在制動(dòng)靴上設(shè)置有由樹脂構(gòu)成的緩沖構(gòu)件5時(shí)的情況，如圖9中所述的那樣，在臨近停止時(shí)，樹脂的熱變形急劇變大，導(dǎo)致彈力下降。圖10(c)表示減速度相對(duì)于速度的變化。減速度與摩擦力(也就是摩擦系數(shù)x按壓力)成正比。因此，在不具備緩沖構(gòu)件5的情況下，如虛線20所示，在臨近停止時(shí)減速度變大。與此相對(duì)，在具備有由樹脂構(gòu)成的緩沖構(gòu)件5的情況下，如實(shí)線21所示，在樹脂的溫度超過了玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)22以后，過大的減速度得到了抑制。另一方面，如圖8中所述的那樣，在設(shè)置有金屬制的緩沖構(gòu)件5的情況下，由于剛性下降的溫度依賴程度與樹脂相比小很多，因此減速度沒有發(fā)生急劇變化，因而對(duì)臨近停止時(shí)的過大減速度進(jìn)行抑制的效果小。
[0058]圖11表示進(jìn)行制動(dòng)靴的一維導(dǎo)熱計(jì)算的結(jié)果。該計(jì)算是朝向制動(dòng)靴的遠(yuǎn)離導(dǎo)軌的一側(cè)的非恒定熱傳導(dǎo)計(jì)算。以使制動(dòng)時(shí)間大約為4.5秒，并且使平均減速度在1.96?9.8m/s2這一規(guī)定范圍內(nèi)的方式來決定制動(dòng)開始速度。作為摩擦構(gòu)件3采用氮化硅，其導(dǎo)熱率為30W/m.k，厚度為3mm。作為緩沖構(gòu)件5采用具有高導(dǎo)熱性的PEEK樹脂，其導(dǎo)熱率為30ff/m.k，厚度為2mm。作為支承材料采用鑄鐵，其導(dǎo)熱率為40W/m.k，厚度為20mm(在曲線圖中省略了 6mm以后的數(shù)據(jù))。
[0059]在本計(jì)算中，假定所發(fā)生的摩擦熱中有二成流向了摩擦構(gòu)件3側(cè)，則摩擦構(gòu)件3的最高表面溫度大約為1100°C。從圖11可以知道，隨著制動(dòng)時(shí)間的推移，摩擦構(gòu)件3和緩沖構(gòu)件5的溫度不斷上升。由于摩擦構(gòu)件3的厚度為3_，因此通過觀察圖11中的表示厚度方向3_處的直線與各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度-厚度曲線之間的交點(diǎn)，可以知道從制動(dòng)開始起算的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的緩沖構(gòu)件5 (樹脂材料)的靠摩擦構(gòu)件3側(cè)的表面溫度。從圖11可知，緩沖構(gòu)件5的靠摩擦構(gòu)件3側(cè)的表面溫度從制動(dòng)開始起到大約2秒為止，沒有超過作為樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)23的140°C。
[0060]此外，從圖11可知，通過觀察由表示厚度方向3mm的直線、玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)23的直線以及各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度-厚度曲線圍成的區(qū)域，能夠知道緩沖構(gòu)件5的超出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的區(qū)域到底有多大。此外，從圖11還可知，從制動(dòng)開始起算，隨著制動(dòng)時(shí)間超過兩秒而使制動(dòng)時(shí)間進(jìn)一步推移，緩沖構(gòu)件5的溫度進(jìn)一步上升，超過玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)而像橡膠那樣變軟的厚度(區(qū)域)進(jìn)一步變大。其中，在電梯停止的時(shí)間點(diǎn)(也就是從制動(dòng)開始起算的制動(dòng)時(shí)間為4.5秒處)的樹脂的表面溫度沒有超過作為耐熱極限溫度24的340°C。因此，樹脂的組織結(jié)構(gòu)不會(huì)被熱破壞。
[0061]圖12是表示通過圖11的導(dǎo)熱計(jì)算得到的隨著超過樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)而變?yōu)橄鹉z狀的區(qū)域相對(duì)于樹脂總厚度的比率與制動(dòng)時(shí)間之間的關(guān)系的圖。從圖12可知，從制動(dòng)開始起算在制動(dòng)時(shí)間達(dá)到2秒時(shí)，表面開始變?yōu)橄鹉z狀，在電梯停止時(shí)，大約20%的區(qū)域變成了橡膠狀。在此，假設(shè)使用通常的一級(jí)組合的緊急制動(dòng)裝置，并且假定用于將制動(dòng)靴1按壓在導(dǎo)軌7上的彈性體10的位移量的減小量相當(dāng)于變?yōu)橄鹉z狀的區(qū)域的厚度的一半厚度，則在使用停止摩擦系數(shù)^ 4X制動(dòng)開始摩擦系數(shù)、彈簧常數(shù)為100?150kN/mm的彈性體10的情況下，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，臨近停止時(shí)的最大減速度大約能夠抑制15%左右。
[0062]如上所述，通過采用在摩擦構(gòu)件3的背面設(shè)置有變形量在受熱時(shí)會(huì)發(fā)生急劇變化的緩沖構(gòu)件5的制動(dòng)靴1，能夠使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7之間的面接觸變得均勻，能夠發(fā)揮穩(wěn)定的制動(dòng)力，并且，由于緩沖構(gòu)件5在電梯臨近停止時(shí)發(fā)生大幅度的變形，因此能夠抑制彈力，能夠在抑制過大減速度的狀態(tài)下使電梯停止，因此能夠獲得可靠性較高的緊急制動(dòng)裝置。
[0063]需要說明的是，作為緩沖構(gòu)件5的樹脂材料中的因超過玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)而變?yōu)橄鹉z狀的區(qū)域在緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生變形，并且該變形在緊急停止后也可能無法恢復(fù)。不過，在本實(shí)施例中，即使該變形不能恢復(fù)，也能夠確保再進(jìn)行一次或者多次緊急制動(dòng)的性能。其理由是，如上所述，由于緩沖構(gòu)件5并不是整個(gè)區(qū)域都發(fā)生了變形，因此在緊急制動(dòng)裝置6再次進(jìn)行了動(dòng)作時(shí)，經(jīng)歷過一次變形的區(qū)域在超出了玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)后，仍然能夠再次變?yōu)橄鹉z狀，并且，在因變形而使得厚度發(fā)生變化，導(dǎo)致新的未曾變過形的部分也超過了玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的場(chǎng)合，該未曾變過形的部分也能變?yōu)橄鹉z狀而獲得上述效果。如上所述，在本發(fā)明中，優(yōu)選將緊急制動(dòng)裝置構(gòu)造成能夠進(jìn)行兩次以上的動(dòng)作。
[0064]為了確保能夠進(jìn)行上述動(dòng)作的性能，作為摩擦構(gòu)件3，選定具有如下的導(dǎo)熱率的材料，即，在制動(dòng)開始初期，沒有超過緩沖構(gòu)件5的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度傳遞到緩沖構(gòu)件5，而在制動(dòng)后期，有超過緩沖構(gòu)件5的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度傳遞到緩沖構(gòu)件5的材料，并且可以將摩擦構(gòu)件3的厚度調(diào)整為能夠發(fā)揮上述功能的厚度。
[0065]并且，為了確保能夠進(jìn)行上述動(dòng)作的性能，作為緩沖構(gòu)件5，選定具有如下的導(dǎo)熱率的材料，即，即使有超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度從摩擦構(gòu)件3傳遞到緩沖構(gòu)件5，超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度也不會(huì)在一次緊急制動(dòng)動(dòng)作中傳遞到緩沖構(gòu)件5的全部區(qū)域，并且可以將緩沖構(gòu)件5的厚度調(diào)整為能夠發(fā)揮上述功能的厚度。
[0066]需要說明的是，參照?qǐng)D7說明了通過使緩沖構(gòu)件5發(fā)生彈性變形來使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7的面接觸均勻化的示例。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，在緩沖構(gòu)件5所產(chǎn)生的不均勻大到僅僅通過彈性變形無法變得均勻的程度的情況下，由于被緊緊按壓在導(dǎo)軌上的摩擦構(gòu)件3的摩擦而使得溫度進(jìn)一步上升，從與被緊緊按壓在導(dǎo)軌上的摩擦構(gòu)件3相抵接的緩沖構(gòu)件5開始，溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而使得緩沖構(gòu)件5發(fā)生變形，因此能夠利用該變形使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7的面接觸變得均勻。因而，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7的面接觸變得更為均勻。
[0067]如上所述，由于在緩沖構(gòu)件5的受力時(shí)的變形量的變化與溫度的關(guān)系中，在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)，因此能夠獲得可靠性較高的緊急制動(dòng)裝置以及電梯，該緊急制動(dòng)裝置以及電梯能夠使摩擦構(gòu)件3與導(dǎo)軌7之間的面接觸變得均勻，無論是在通常的電梯中還是在高速和大容量的電梯中，均能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生制動(dòng)力，并且能夠抑制臨近停止時(shí)的減速度變得過大，從而能夠避免給乘客帶來負(fù)擔(dān)。
[0068]此外，在緩沖構(gòu)件5的彈性模量的變化與溫度的關(guān)系中，彈性模量的變化在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。因此，除了上述效果以外，還能夠保持復(fù)原力，因此能夠?yàn)榇_保進(jìn)行多次緊急制動(dòng)動(dòng)作的性能作出有益的貢獻(xiàn)。
[0069]并且，緩沖構(gòu)件5是具有玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的樹脂材料，并且玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)是成為拐點(diǎn)的規(guī)定的溫度。因此，不僅能夠通過物性的變化來獲得上述的效果，而且，由于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)沒有達(dá)到會(huì)導(dǎo)致樹脂破壞的熔點(diǎn)等的溫度，因此能夠抑制性能的劣化。
【權(quán)利要求】
1.一種電梯用緊急制動(dòng)裝置，其通過將制動(dòng)靴按壓在設(shè)置于升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng)來產(chǎn)生制動(dòng)力，由此使電梯轎廂停止，所述電梯用緊急制動(dòng)裝置的特征在于， 該電梯用緊急制動(dòng)裝置具有彈性構(gòu)件、摩擦構(gòu)件、支承體以及緩沖構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件向所述制動(dòng)靴施加朝向?qū)к壍陌磯毫?，所述摩擦?gòu)件與所述導(dǎo)軌相對(duì)置地配置在所述制動(dòng)靴上，所述支承體用于支承所述摩擦構(gòu)件，所述緩沖構(gòu)件配置在所述摩擦構(gòu)件與所述支承體之間， 在所述緩沖構(gòu)件的受力時(shí)的變形量的變化與溫度的關(guān)系中，在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯用緊急制動(dòng)裝置，其特征在于， 在所述緩沖構(gòu)件的彈性模量的變化與溫度的關(guān)系中，彈性模量的變化在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯用緊急制動(dòng)裝置，其特征在于， 所述緩沖構(gòu)件是具有玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的樹脂材料，所述玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)是所述規(guī)定的溫度。
4.一種電梯，其特征在于， 該電梯具備在升降通道內(nèi)進(jìn)行升降的電梯轎廂、設(shè)置在所述升降通道內(nèi)以引導(dǎo)所述電梯轎廂進(jìn)行升降的導(dǎo)軌以及電梯用緊急制動(dòng)裝置，所述電梯用緊急制動(dòng)裝置通過將制動(dòng)靴按壓在所述導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng)來產(chǎn)生制動(dòng)力，由此使電梯轎廂停止，所述電梯的特征在于，該電梯具有彈性構(gòu)件、摩擦構(gòu)件、支承體以及緩沖構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件向所述制動(dòng)靴施加朝向?qū)к壍陌磯毫Γ瞿Σ翗?gòu)件與所述導(dǎo)軌相對(duì)置地配置在所述制動(dòng)靴上，所述支承體用于支承所述摩擦構(gòu)件，所述緩沖構(gòu)件配置在所述摩擦構(gòu)件與所述支承體之間， 在所述緩沖構(gòu)件的受力時(shí)的變形量的變化與溫度的關(guān)系中，在規(guī)定的溫度處具有拐點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】B66B5/22GK104276477SQ201410305313
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】佐藤五郎, 礒谷仁, 平野薰, 座間秀隆, 遠(yuǎn)藤?gòu)V基 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所