JP2009155070A - エレベータ用巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】 扁平型のエレベータ用巻上機において、焼き嵌めによって綱車を回転枠に固定すると共に、軸受における危険性を低減する必要があった。
【解決手段】 焼き嵌めによって綱車６を回転枠４に固定することにより、回転枠４の内径寸法が縮小することを想定して、回転枠４が軸受３１に対して嵌め合いされた状態で、該軸受３１の内部隙間寸法が保持される（回転枠４からの圧力で軸受３１の内部隙間がつぶされない）ように、あらかじめ回転枠４の内径寸法が大きく形成された回転枠４を適用する。綱車６を回転枠４に焼き嵌めにより固定することによって該回転枠４の内径寸法は縮小してしまうものの、軸受３１に対する応力は想定した範囲内となり、軸受３１の内部隙間が減少することによって生じる焼きつきや破損等の危険性を低減することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、扁平型のエレベータ用巻上機に関する。

一般的に、ロープ式によって駆動するエレベータ装置は、乗りかごと釣合い用おもりとを同一のロープ（ワイヤーロープ）で釣支すると共に、釣瓶式により前記ロープを巻上機の綱車に巻き掛け、その巻上機の駆動によって前記乗りかごを昇降させる構成が多く適用されている（例えば特許文献１）。

図６に基づいてエレベータ用巻上機の一例の概略を説明すれば、巻上機１は、ベースに垂直に立設された固定枠２と、この固定枠２に片持ち支持された固定軸３と、この固定軸３に回動自在に軸支された回転枠４と、この回転枠４の中心に立設された軸受保持部５に取り付けられた綱車６と、前記回転枠４の内周に支持された回転子７と、この回転子７と径方向にギャップをもって前記固定枠２に固定された固定子８と、前記回転枠４の外周に設けられた制動機９とを備え、前記軸受保持部５は前記固定軸３の軸心と同心に形成されている。

前記綱車６は、前記回転枠４の底部１０にボルト１１を螺合することによって取り付けられ、外周面に主ロープが巻き掛けられるＶ字状のロープ溝１２が形成されている。

また、前記綱車６の中心部には、前記軸受保持部５に装着される取付穴１３が形成されている。この取付穴１３の内径は、前記軸受保持部５の外周面に微小隙間をもって装着可能な大きさに設定されている。

そして、軸受保持部５と固定軸３とが同心なため、取付穴１３を軸受保持部５に装着したときにはロープ溝１２の中心が固定軸３の軸心と一致する。したがって、綱車６の交換時には、ボルト１１を外して回転枠４から綱車６を撤去し、新しい綱車６を軸受保持部５に装着し、ボルト１１を回転枠４に螺合すれば、新しい綱車６のロープ溝１２が固定軸３と同心に固定される。

以上示したような従来の扁平型のエレベータ用巻上機においては、エレベータの昇降路内はスペースが狭いことが多いため、ボルトを回転枠に螺合する際、作業が困難な場合が多くあった。また、回転枠のトルクをボルトが全て受け止める必要があるため、多数の強度の高いボルトが必要となるばかりか、ボルト孔の厳密な精度も要求されていた。そこで、ボルト締結ではなく、焼き嵌めによって綱車を回転枠に固定する手法も検討されている。
特開２０００−１６７２７号公報（段落［０００８］〜［００２５］、図１）

しかしながら、従来の焼き嵌めによる綱車の固定手法は、例えば以下に示す理由により軸受において危険性が生じる恐れがあった。すなわち、焼き嵌めによって綱車が回転枠に固定されると、その回転枠は綱車からの圧縮力により圧縮（例えば、回転枠の軸心方向に圧縮）され内径寸法が意に反して小さくなってしまい、その回転枠の軸心側に位置する軸受において応力が発生し得る。

一般的に軸受においては、回転枠が嵌め合い（主に、締まり嵌めによる嵌め合い）によって固定されることから、その嵌め合い力による応力を想定したもの（応力に耐え得る強度をもったもの）が適用されていたが、前記のように綱車の焼き嵌め時の圧縮により回転枠の内径寸法が縮小されることは想定されていないものであった。

このため、単に焼き嵌めによる綱車の固定手法を適用した場合には、軸受に対して作用する応力は想定以上の大きさ（例えば軸受の機械的強度を超える大きさ）となり、軸受の内部隙間が縮小し、焼きつきや破損が生じる危険性があった。

以上示したようなことから、扁平型のエレベータ用巻上機において、焼き嵌めによって綱車を回転枠に固定すると共に、軸受における危険性を低減する必要があった。

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、請求項１記載の発明は、昇降路内の固定枠に対し片持ち支持された固定軸と、この固定軸に対し軸受を介して嵌め合いされ回動自在に軸支された回転枠と、この回転枠と前記固定枠との間に構成されたモータと、前記回転枠の外側面に取り付けられて乗りかごを昇降させるロープが巻き掛けられる綱車と、前記回転枠の外側面に突設されて、前記綱車の取付穴が装着される軸受保持部と、を備え、前記綱車は前記回転枠に焼き嵌めすることによって固定されたエレベータ用巻上機であって、前記回転枠は、軸受に対し締まり嵌めにより嵌め合いして固定され、下記式（Ｄは焼き嵌め前の前記回転枠の内径寸法，Ｄ−ｄは焼き嵌めによって縮小された回転枠の内径寸法，Ｄ´は前記の嵌め合い後に軸受の内部隙間寸法が保持される回転枠内径の最小寸法）が成り立つことを特徴とする。

Ｄ´≦Ｄ−ｄ
請求項２記載の発明は、前記回転枠は、軸受に対し中間嵌めにより嵌め合いして固定され、下記式（Δｄは綱車の内径，回転枠の外径，回転枠の内径，軸受の外径，軸受の内部隙間の寸法公差の合計）が成り立つことを特徴とする。

D´＋Δｄ≦Ｄ−ｄ
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記回転枠と前記軸受との間にＯリングが介挿されたことを特徴とする。

請求項１または２記載の発明のような構成によれば、扁平型のエレベータ用巻上機において、焼き嵌めによって綱車を回転枠に固定しても、軸受に対して作用する応力は想定した範囲内となる。

請求項３記載の発明のような構成によれば、扁平型のエレベータ用巻上機において、軸受に対する回転枠の嵌め合い力が十分な大きさで保持される。

以上の説明で明らかなように、請求項１または２記載の発明によれば、巻上機の駆動時において、軸受に焼きつきや破損が生じることを抑制し危険性を低減することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、巻上機の駆動時において、軸受にクリープが生じることを抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施形態におけるエレベータ用巻上機を実施例１，２等に基づいて詳細に説明する。

本実施形態における扁平型のエレベータ用巻上機は、下記式（Ｄは焼き嵌め前の回転枠の内径寸法，Ｄ−ｄは焼き嵌めによって縮小された回転枠の内径寸法，Ｄ´は回転枠が軸受に対して嵌め合いされた状態で、該軸受の内部隙間寸法が保持される回転枠内径の最小寸法）が成り立つように形成された回転枠が適用される。

Ｄ´≦Ｄ−ｄ
すなわち、焼き嵌めによって綱車が回転枠に固定されることにより、回転枠の内径寸法が縮小することを想定して、回転枠が軸受に対して嵌め合いされた状態で、該軸受の内部隙間寸法が保持される（回転枠からの嵌め合い力で軸受の内部隙間がつぶされない）ように、あらかじめ内径寸法が大きく形成された回転枠を適用したものである。嵌め合いにおいては、後述の実施例のように締まり嵌めや中間嵌めによるものが挙げられる。
［実施例１］
図１（巻上機の縦断面図），図２（エレベータの概略図），図３（制動機の正面図）は、本実施例１に係るエレベータ用巻上機の概略説明図である。

巻上機１は、図２に示すように昇降路１６内の支持台１７上に設置され、エレベータの乗りかご１８を昇降させている。

すなわち、昇降路１６内には、所定の間隔（乗りかご１８よりも広い幅）を隔てて一対のかご用レール１９が立設され、乗りかご１８が上下方向に昇降可能に案内されている。この乗りかご１８は、底部の開口方向の両側にて一対の案内プーリ２０を軸支している。この案内プーリ２０に巻き掛けられた主ロープ２１が乗りかご１８の底部を通過し、この主ロープ２１の一端が天井側の一方の梁２２に支持されている。

また、前記昇降路１６には、前記かご用案内レール１９と平行に一対のおもり用案内レール２３が所定の間隔（釣合いおもり２４よりも広い幅）を隔てて立設され、釣合いおもり２４を上下方向に昇降可能に案内している。この釣合いおもり２４の上部には案内プーリ２５が軸支されているとともに、前記主ロープ２１の他端が前記案内プーリ２５に巻き掛けられて他方の梁２２に支持されている。

一般的なエレベータ装置は、昇降路１６内において、乗りかご３が上部に位置している場合、釣合いおもり２４は低部に位置し、逆に昇降路１６内において乗りかご３が低部に位置している場合、釣合いおもり２４は、上部に位置するように釣瓶式に構成されている。

このような構成において、乗りかご１８を上昇させる場合、前記巻上機１５に備えられた綱車６を回転させて主ロープ２１を巻き上げることにより、前記乗りかご１８を上昇させ、釣合いおもり２４を下降させることができる。逆に前記乗りかご１８を下降させる場合は、前記巻上機１に備えられた綱車６を上昇させる時とは逆方向に回転させて主ロープ２１を巻き上げることにより、乗りかご１８を下降させ、釣合いおもり２４を上昇させることができる。

前記巻上機１は、具体的には図１に示すように、前記支持台１７上のベース２６に垂直に立設された固定枠２と、この固定枠２に片持ち支持された固定軸３と、この固定軸３に回動自在に軸支された回転枠４と、この回転枠４と前記固定枠２との間に構成されたモータ２７と、前記固定枠４に支持されて前記モータ２７の速度を検出するセンサ２８と、前記回転枠４の外側面に取り付けられて前記主ロープ２１が巻き掛けられる綱車６と、前記回転枠４の外側面に突設されて前記綱車６の取付穴１３が装着される軸受保持部５と、を主体に構成されている。

前記固定軸３は、片持ち側の大径部２９と自由端側の小径部３０とを有し、前記大径部２９に前記回転枠４が軸受３１を介して回転自在に軸支されている。

前記回転枠４は、有底筒状のカップ型に形成され、円盤状の底部１０と、この底部１０の周縁に形成された周壁３２とを備え、この周壁３２の外周に制動機９が設けられている。この制動機９は、前記周壁３２を回転ドラムに利用するドラム型制動機であって、図３に示すように、ベース２６に一端を軸支された一対の制動腕３３と、この両制動腕３３の中間部に前記周壁３２の外周面と対向して軸支された制動靴３４と、前記両制動腕３３の他端を貫通して対向する一対の制動軸３５と、この両制動軸３５を引き付ける制動ばね３６と、前記両制動軸３５を制動ばね３６に逆らって引き離すように作動する電磁石３７と、を有している。

前記モータ２７は、図１に示すように、前記周壁３２の内周に支持された回転子７と、この回転子７と周方向にギャップを持って前記固定枠２に固定された固定子８とを備え、前記回転子７が前記固定子８の外径側に対向する外転型に構成されている。この回転子７は、永久磁石を前記周壁３２の内周に複数張り付けても良く、また複数の永久磁石を埋め込んだ回転子鉄心を前記周壁３２の内周に配置しても良い。一方、前記固定子８は、珪素鋼板を積層した固定子鉄心８ａと、この固定子鉄心８ａに巻付けた固定子巻線８ｂとからなり、前記固定枠４にブラケット３８を介して固定されている。

前記軸受保持部５は、前記底部１０の外周面の中心部に突設され、前記固定軸３の軸心と同心に設定されている。一方、前記綱車６は、外周部に主ロープ２１が巻き掛けられるＶ字状のロープ溝１２が形成され、回転枠４側の中心部に前記取付穴１３が形成されている。

したがって、前記取付穴１３を前記軸受保持部５に装着すれば、前記ロープ溝１２の中心が前記固定軸３の軸心と一致する。このとき前記取付穴１３の内周面と前記軸受保持部５の外周面とが結合している。また、回転枠４のトルクを綱車６に伝達するために、前記取付穴１３の内周面と前記軸受保持部５の外周面に溝を形成し、その溝にキーを挿入しても良い。

このように形成された扁平型のエレベータ用巻上機において、本実施例１では綱車６を回転枠４に固定する手法として焼き嵌めが適用される。焼き嵌めは外側の部品（本実施例１の場合、綱車６）を加熱して膨張させ、穴を大きくして組立しやすくし、その後、外側の部品を冷却し収縮させることにより内側の部品（本実施例１の場合、軸受保持部５）と固定させる方法である。

本実施例１の回転枠４においては、軸受３１に対し締まり嵌めにより嵌め合いして固定されるものであって、その回転枠４に綱車６を焼き嵌めにより固定する場合に該回転枠４の内径寸法が縮小することを想定して、あらかじめ内径寸法が大きく形成されたものが適用される。

具体的には、焼き嵌めによって綱車６が回転枠４に固定される前における回転枠４の内径寸法をＤとし、焼き嵌めによって綱車６が回転枠４に固定された後における回転枠４の内径寸法をＤ−ｄとし、回転枠４が軸受３１に対して嵌め合いされた状態において、該軸受３１の内部隙間寸法が保持される（回転枠４からの圧力で軸受３１の内部隙間がつぶされない（縮小しない））回転枠４内径の最小寸法をＤ´として、Ｄ´≦Ｄ−ｄの式が成り立つように形成された回転枠４が適用される。

例えば、逆にＤ´＞Ｄ−ｄの式が成り立つように形成された回転枠４が適用された場合、その回転枠４の内径寸法は綱車６の焼き嵌め時の圧縮により縮小するため、軸受３１に対する応力は想定以上の大きさ（例えば軸受の機械的強度を超える大きさ）となり、軸受の内部隙間が減少し、焼きつきや破損が生じる危険性がある。

一方、本実施例１における扁平型のエレベータ用巻上機は、焼き嵌めによって綱車６が回転枠４に固定された時における回転枠４内径が縮小されることを想定して、あらかじめ内径寸法が大きく形成された回転枠４が適用されているため、焼き嵌めによって回転枠４の内径寸法は縮小してしまうものの、軸受３１の内部隙間寸法が保持され、軸受３１に対する応力は想定した範囲内となり、例えば軸受３１の内部隙間が減少することによって生じる得る焼きつきや破損等の危険性を低減することが可能となる。

［実施例２］
図４は本実施の形態におけるエレベータ用巻上機の他例を示すものであり、図５は軸受周辺の拡大図である。また、図１と同様なものについては、同一符号等を用いて詳細な説明を適宜省略する。

本実施例２の回転枠４においては、軸受に対して中間嵌めにより嵌め合いして固定されるものであって、焼き嵌めによって綱車６が回転枠４に固定されることにより回転枠４の内径寸法が縮小することを想定、且つ、綱車６の内径，回転枠４の外径，回転枠４の内径，軸受３１の外径、軸受３１の内部隙間の寸法公差を想定したものが適用される。すなわち、あらかじめ内径寸法が大きく形成されたものが適用される。

具体的には、綱車６の内径，回転枠４の外径，回転枠４の内径，軸受３１の外径、軸受３１の内部隙間の寸法公差の合計をΔｄとし、Ｄ´＋Δｄ≦Ｄ−ｄの式が成り立つように形成された回転枠４が適用される。

例えば、逆にＤ´＋Δｄ＞Ｄ−ｄの式が成り立つように形成された回転枠４が適用された場合、寸法誤差によってDの値が減少，Ｄ−ｄの値が減少，Ｄ´の値が増大する可能性があり、軸受に対する応力は想定以上の大きさ（例えば軸受の機械的強度を超える大きさ）となり、軸受の内部隙間が減少し、焼きつきや破損が生じる危険性がある。

一方、本実施例２における扁平型のエレベータ用巻上機は、それぞれの寸法誤差によってDの値が減少，Ｄ−ｄの値が減少，Ｄ´の値が増大する可能性はあるものの、軸受３１の内部隙間寸法が保持され、軸受３１に対する応力は想定した範囲内となり、例えば軸受３１の内部隙間が減少することによって生じる得る焼きつきや破損等の危険性を低減することが可能となる。

また本実施例２においては、回転枠４と軸受３１との間にはＯリング３９が介挿される。このような構成によれば、例えば、前記の寸法公差によってＤの値が増大，Ｄ−ｄの値が増大，Ｄ´の値が減少し、軸受３１に対する嵌め合い力が不足した場合であっても、回転枠４と軸受３１との間にＯリング３９を介挿しているため、クリープ（軸受と軸（又はハウジング）との嵌めあい面に隙間が生じた時、嵌めあい面の内側の面が外側の面に対して相対的に回転方向と逆側にずれる現象）が生じることを抑制することが可能となる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、前記回転子７を固定子８の内径側に対向させた内転型モータの巻上機に適用することもできる。また、前記固定軸３と直交するディスクを前記周壁３２の外周に形成し、このディスクを挟む位置に電磁ブレーキを配置した電磁ディスクブレーキ付巻上機に適用することもできる。

本発明の実施例１における巻上機の縦断面図。 エレベータの概略図。 制動機の正面図 本発明の実施例２における巻上機の縦断面図。 本発明の実施例２における軸受周辺の拡大図。 一般的な巻上機の縦断面図。

符号の説明

１…巻上機
３…固定軸
４…回転枠
５…軸受保持部
６…綱車
１１…ボルト
１６…昇降路
２７…モータ
３１…軸受
３９…Ｏリング

Claims (3)

1. 昇降路内の固定枠に対し片持ち支持された固定軸と、
   この固定軸に対し軸受を介して回動自在に軸支された回転枠と、
   この回転枠と前記固定枠との間に構成されたモータと、
   前記回転枠の外側面に取り付けられて乗りかごを昇降させるロープが巻き掛けられる綱車と、
   前記回転枠の外側面に突設されて、前記綱車の取付穴が装着される軸受保持部と、を備え、
   前記綱車は前記回転枠に焼き嵌めすることによって固定されたエレベータ用巻上機であって、
   前記回転枠は、軸受に対し締まり嵌めにより嵌め合いして固定され、下記式（Ｄは焼き嵌め前の前記回転枠の内径寸法，Ｄ−ｄは焼き嵌めによって縮小された回転枠の内径寸法，Ｄ´は前記の嵌め合い後に軸受の内部隙間寸法が保持される回転枠内径の最小寸法）が成り立つことを特徴とするエレベータ用巻上機。
   Ｄ´≦Ｄ−ｄ
2. 前記回転枠は、軸受に対し中間嵌めにより嵌め合いして固定され、下記式（Δｄは綱車の内径，回転枠の外径，回転枠の内径，軸受の外径，軸受の内部隙間の寸法公差の合計）が成り立つことを特徴とする請求項１記載のエレベータ用巻上機。
   Ｄ´＋Δｄ≦Ｄ−ｄ
3. 前記回転枠と前記軸受との間にＯリングが介挿されたことを特徴とする請求項２記載のエレベータ用巻上機。

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