CN1944217A - 电梯螺杆结构 - Google Patents

Abstract

一种电梯螺杆结构，其包含：一电梯支架；一螺杆轴，一螺帽，一车厢，一动力源，及一旋转限制机构，固定于不相对于电梯支架运动的结构上。使用螺杆为电梯的驱动机构，以降低电梯驱动系统所需要的马力，并且使用滚珠螺杆，以达到电梯的低马力需求。为使螺杆的安全性提升，在螺杆轴的非固定端设置一旋转限制机构，使螺杆轴万一断裂时，螺杆轴的非固定端也可保持不旋转，以避免车厢连同螺帽坠落；同时，在旋转限制机构中附设弹簧，以避免瞬间下坠的不舒适感，并设置一感应器，检知螺杆轴断裂，以便尽快维修。

Description

电梯螺杆结构

技术领域

本发明是关于一种电梯驱动机构，特别是一种螺杆轴不旋转，而螺帽环绕螺杆轴转动并上下移动的螺杆式的电梯驱动机构。

背景技术

电梯是大都会区常见的设施，目前电梯最常见的驱动方式是以钢索带动车厢上下运动的钢索式电梯。但是钢索式电梯比较适用于大楼的载客载货用，对于目前的个人住宅用电梯，使用牵引机的钢索式电梯并不是很合适，主要问题在于牵引机需要承受相当高的扭矩，故牵引机通常需要较大功率的供电系统，一般的家庭用电力系统并无法负荷。为降低电梯驱动系统所需要的马力，目前也有使用螺杆驱动的电梯被开发中，但仍存在着一些问题。在已知的螺杆驱动设计中大致可区分成三种设计，说明如下：

第一种是螺杆轴上方驱动式：此种驱动方式的动力源装设在螺杆轴的上方，带动螺杆轴旋转，而螺帽固定在车厢上，因此在动力源转动螺杆轴时，可带动螺帽及车厢上下运动。对于此种机构，其螺杆轴上的承受转矩的区域是在螺杆轴的上端(和动力源连接处)至螺帽处，故当螺杆轴故障而发生断裂时，其断裂点也会发生在该处，而当螺杆轴断裂时上半段的螺杆轴虽仍由动力源带动，但是由于下半段的螺杆轴可以自由旋转，其螺帽在没有螺旋自锁的情况下(摩擦阻力小)将会使下半段螺杆轴失控旋转，而导致车厢下坠。

第二种是螺杆轴下方驱动式：此种驱动方式的动力源装设在螺杆轴的下方，带动螺杆轴旋转，而螺帽固定在车厢上，因此在动力源转动螺杆轴时，可带动螺帽及车厢上下运动。对于此种机构，其螺杆轴上的承受转矩的区域是在螺杆轴的下端(和动力源连接处)至螺帽处，此时螺杆轴承受压应力，容易导致挫屈现象。挫屈强度和螺杆轴的直径的四次方成正比，而螺杆轴的直径一般并不适合设计得像油压缸那么粗，故抗挫屈的能力并不佳。因此，螺杆下方驱动式并不理想。

第三种是螺帽旋转式：此种驱动方式的动力源装设在车厢上，而螺杆轴上端固定使其不旋转(采上端悬挂式，组立比较容易)，动力源带动螺帽旋转而沿螺杆轴上下运动。对于此种机构，其螺杆轴上的承受转矩的区域是在螺杆轴的固定端至螺帽处，故当螺杆轴故障而发生断裂时，其断裂点也会发生在该处，而当螺杆轴断裂时螺帽将连同螺杆轴的下半段下坠；即使螺杆的下端有支撑结构(不能相对位移但可相对旋转)，其下半段的螺杆仍会因为失控旋转，而导致螺杆轴相对于螺帽异常旋转而使车厢下坠。如果该结构的螺杆轴的下方也是固定的结合方式，则整支螺杆轴和电梯轨道必需校正得很平行，否则在螺杆轴和轨道间会存在很大的干涉力量，反而导致螺杆轴的损坏。而电梯坑道中施工不易，且螺杆轴的长度很长，要校正得很好并不容易。

因此，使用螺杆的电梯设计虽可以改善电梯的马力，但是仍存在很多问题，有待改善。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电梯的安全螺杆结构，使得万一电梯的螺杆损坏断裂时，电梯车厢仍不会发生坠落的危险。

本发明的第二目的在于一种电梯的可靠螺杆结构，使得万一电梯的螺杆损坏断裂时，可实时检知螺杆断裂的状况。

本发明的第三目的在于提供一种容易组立的电梯用的螺杆驱动结构。

本发明的第四目的在于提供一种避免损坏发生时不舒适感的电梯用的螺杆驱动结构。

为达到本发明的发明目的，首先本发明的电梯使用的螺杆结构，其螺杆为一滚珠螺杆，因为滚珠螺杆的螺帽(称为滚珠螺帽)是使用滚珠为介质传动，摩擦阻力低，如此才可以达到个人住宅用电梯的低马力需求。

其次，本发明的电梯螺杆结构，为方便于螺杆轴的组立，将螺杆轴的其中一端设计成固定端，固定锁设在电梯的支架上，而另一端则设计成非固定端。螺杆轴的固定端使螺杆轴是不相对建筑物旋转或上下移动者，螺杆轴上设立一滚珠螺帽，动力源则装设在电梯的车厢上以带动螺帽旋转，而使车厢可连同螺帽沿螺杆轴上下运动。

为使螺杆的安全性提升，在螺杆轴的非固定端设置一旋转限制机构，使螺杆轴万一断裂时，螺杆轴的非固定端也可保持不旋转，以避免车厢连同螺帽坠落。

为了检知螺杆轴异常的信号，使可以实时了解螺杆轴异常的状况，在旋转限制机构上设有一感应器，当螺杆轴断裂而非固定端产生轴向位移时即可检知。并且，在旋转限制机构设有弹簧，以避免电梯损坏发生时不舒适感。

所述的电梯螺杆结构，其中的螺帽为一滚珠螺帽。

所述的电梯螺杆结构，其中的旋转限制机构设有一感应器以检知螺杆轴断裂。

所述的电梯螺杆结构，其中的感应器设置在筒体的上方。

所述的电梯螺杆结构，其中的感应器设置在筒体的内侧。

所述的电梯螺杆结构，其中的旋转限制机构设有一弹簧以减少螺杆轴断裂的冲击。

所述的电梯螺杆结构，其中的螺螺轴的非固定端设一切面，而旋转限制机构上设有配合前述切面的组件以限制螺螺轴的非固定端转旋。

所述的电梯螺杆结构，其中的螺螺轴的非固定端设一方型栓轴，而旋转限制机构上设有配合前述方型栓轴的方型栓槽以限制螺螺轴的非固定端转旋。

所述的电梯螺杆结构，其中的非固定端插设于旋转限制机构中。

所述的电梯螺杆结构，其中的非固定端和旋转限制机构之间存有一间隙。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种电梯的安全螺杆结构，使得万一电梯的螺杆损坏断裂时，电梯车厢仍不会发生坠落的危险；可实时检知螺杆断裂的状况；该电梯用的螺杆驱动结构容易组立；且避免损坏发生时不舒适感。

附图说明

图1为本发明的电梯螺杆结构的示意图；

图2为图1的局部剖视放大图；

图3为图2的A-A’剖视图；

图4为本发明另一实施例的旋转限制机构剖视示意图；

图5为第三实施例的剖视图；

图6为第四实施例的剖视图；

主要组件符号说明

1    螺杆轴            11    切面

12   键槽              13    方型栓轴

2    螺帽              3     电梯支架

31   固定机构          4     固定座

5    车厢              6     动力源

7    旋转限制机构      71    筒体

711  限制面            712   限制凸缘

713  方型栓轴          8     弹簧

9    感应器            9A    感应器

具体实施方式

为达到本发明的发明目的，首先本发明的电梯使用的螺杆结构，其螺杆为一滚珠螺杆，因为滚珠螺杆的螺帽(称为滚珠螺帽)是使用滚珠为介质传动，摩擦阻力低，如此才可以达到个人住宅用电梯的低马力需求。

为方便进一步了解本发明的特征及技术内容，请详细参阅以下有关本发明的较佳实施例及说明，然而此实施例及图式仅供说明及参考用，而非用以对本发明做任何限制。

图1为本发明的电梯螺杆结构的示意图，本发明的电梯螺杆结构包含螺杆轴1，螺杆轴1上螺设一螺帽2，螺帽2可相对于螺杆轴1螺旋运动，而为了降低螺帽2和螺杆轴1的间的摩擦阻力，螺帽2可为一滚珠螺帽；其中螺杆轴1的上端以固定机构31固定在电梯支架3上，而使螺杆轴1不相对于电梯支架3旋转及移动，另一端则为非固定端；固定座4连接螺帽2及电梯的车厢5，螺帽2是可相对于固定座4旋转但不自由相对移动，而车厢5则和固定座4固接，当螺帽2相对于螺杆轴1旋转而沿螺杆轴1的轴向上下移动时，可带动车厢5上下运动。为了提供车厢5在移动时的方向导引并平衡车厢所受的扭矩，车厢5旁设有轨道(未显示)以限设车厢5的运动路径。动力源6架设在固定座4(或车厢5)上，连接到螺帽2，以提供螺帽2旋转的动力，动力源通常为电动机(电动马达)或液压马达。

在螺杆轴1的下端(即非固定端)邻接且插设于一旋转限制机构7中，旋转限制机构7固定于不相对于电梯支架3运动的结构上，而和螺杆轴1的间不能相对自由旋转，但容许有一小段距离的自由相对位移量。由于螺杆轴1的承受应力的区域是在螺帽2和电梯支架3之间，因此当电梯的螺杆轴1万一发生断裂时，断裂点也会发生在螺帽2和电梯支架3之间。此时，车厢5由于有轨道的限制，只能沿螺杆轴1的轴向运动，故螺杆轴1发生断裂时，螺杆轴1的下半段连同螺帽2及车厢5虽会向下滑动一小段位移，但因为螺杆轴1和旋转限制机构7之间不能相对自由旋转，故螺杆轴1的下半段仍会维持不旋转，而螺帽2和螺杆轴1的下半段间的相对转动量仍由动力源6控制，故车厢5的位置仍可由动力源6来控制，而使车厢5不会因螺杆轴1的失控旋转而坠落，提升电梯的安全性。

图2为图1在旋转限制机构7附近的局部剖视放大图，而图3为图2的A-A’剖视图。图中，螺杆轴1的下端的两侧各设有一切面11，旋转限制机构7包含一筒体71，筒体71和切面11配合处设有一限制面711，以限制螺杆轴1不能和旋转限制机构7之间相对自由旋转。

另外，在旋转限制机构7中也可附设弹簧8，图2中的弹簧8为一压缩弹簧，和螺杆轴1的下端邻接，当螺杆轴1断裂时，螺杆轴1的下端会连同车厢5下移，此时弹簧8可使车厢5在下降过程中受到一个弹簧力的支撑，而避免瞬间下坠的不舒适感。弹簧除了使用压缩弹簧以外，也可使用拉伸弹簧，只是在相对结构需做调整。

在旋转限制机构7中也可附设一感应器9，感应器9可设置在筒体71上方；感应器9用以实时检知螺杆轴1的异常发生，以便尽快维修电梯，避免发生其它的衍生性破坏发生。

图4为本发明的另一实施例，图中的螺杆轴1的下端并不必需深入筒体71的中，其间可以存有一小段间隙，当螺杆轴1断裂，而螺杆轴1的下端向下运动，会接触到筒体71的上表面，而因为螺杆轴1的切面11未卡入旋转限制机构7中，故螺杆轴1的下端和筒体71会有一小角度的相对旋转，但在一小角度旋转后在车厢5的重力下即使螺杆轴1的下端卡入筒体71中，而达到限制螺杆轴下端旋转的效果。此实施例中的感应器9A设置旋转限制机构7的内侧，以实时检知螺杆轴1的断裂发生。当然感应器9A也可如图2的实施例，设置在筒体71上方。

当然，要限制螺杆轴1不能和旋转限制机构7之间自由相对旋转还有一些其它的实施例，图5及图6为第三实施例及第四实施例的示意图，图5中的螺杆轴1的下端设有一键槽12，而筒体71和键槽12配合处设有一限制凸缘712，以限制螺杆轴1不能和旋转限制机构7之间相对自由旋转；而同样地，图6中的螺杆轴1的下端设有一方型栓轴13，而筒体71和方型栓轴13配合处设有一方型栓槽713，以限制螺杆轴1不能和旋转限制机构7之间相对自由旋转。

综上所述，本申请经由结构上的分析，改善现有电梯的缺点，提供一种即使螺杆轴断裂仍具有安全性的创新，并具有容易组立、检知螺杆轴断裂及车厢缓慢下坠的，并且经过分析而产生优于先前技术的创新，不只在空间型态上确属创新，并能较现有技术增进上述多项功效。

Claims (10)

1.一种电梯螺杆结构，其特征在于，该结构包含：

一电梯支架；

一螺杆轴，其一端固定于电梯支架上而不相对于电梯支架旋转及移动，另一端为非固定端；

一螺帽，螺设在螺杆轴上，可相对于螺杆轴螺旋运动，而在相对于螺杆轴旋转时沿螺杆轴的轴向移动；

一车厢，连接于螺帽上，以随螺帽沿螺杆轴的轴向移动；

一动力源，提供螺帽相对于螺杆轴旋转的动力；及

一旋转限制机构，固定于不相对于电梯支架运动的结构上，并且邻接前述的非固定端，使前述的螺杆轴和旋转限制机构间有一段自由相对位移量，且在螺杆轴断裂时限制前述的非固定端的自由旋转，使车厢不会因螺杆轴的失控旋转而坠落，提升电梯的安全性。

2.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的螺帽为一滚珠螺帽。

3.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的旋转限制机构设有一感应器以检知螺杆轴断裂。

4.根据权利要求3所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的感应器设置在筒体的上方。

5.根据权利要求3所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的感应器设置在筒体的内侧。

6.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的旋转限制机构设有一弹簧以减少螺杆轴断裂的冲击。

7.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的螺杆轴的非固定端设一切面，而旋转限制机构上设有配合前述切面的组件以限制螺杆轴的非固定端转旋。

8.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的螺杆轴的非固定端设一方型栓轴，而旋转限制机构上设有配合前述方型栓轴的方型栓槽以限制螺杆轴的非固定端转旋。

9.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的非固定端插设于旋转限制机构中。

10.根据权利要求1所述的电梯螺杆结构，其特征在于：所述的非固定端和旋转限制机构之间存有一间隙。

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