JP2017218254A - スクリュー式エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】昇降路１が小型で部品点数の少ない簡易なエレベータを提供する。【解決手段】昇降路１は周囲が壁面２で囲まれており、乗降口１ａと対向する奥側にスクリューシャフト４が配置されている。スクリューシャフト４は、ピット５内の駆動装置６によって回転駆動され、この回転に伴い、ナット部材８を備えた可動床３が昇降する。可動床３は、乗降口１ａ寄りの一対のコーナ部にそれぞれローラガイド装置１５を備え、９０°異なる向きのローラ１６Ａ，１６Ｂが壁面２に圧接する。可動床３は昇降路１の壁面２によって案内され、ローラガイド装置１５によってスクリューシャフト４を中心とした可動床３の回転が規制される。【選択図】図１

Description

この発明は、昇降路内に設けたスクリューシャフトの回転によって可動床を昇降させるようにしたスクリュー式エレベータに関する。

比較的低層の建築物に適したエレベータとして、特許文献１に記載されているようなスクリュー式エレベータが知られている。このスクリュー式エレベータは、昇降路内に該昇降路と平行に延びたスクリューシャフトを設けるとともに、かご側に、スクリューシャフトと螺合するナット部材を設け、スクリューシャフトを電動モータ等により回転駆動することによって、かごを上下に昇降させる構成となっている。

特開２００８−１８４２８６号公報

従来のスクリュー式エレベータは、一般的なロープ式のエレベータと同様に、乗客を収容するかご（かご室）を備えており、特許文献１では図示されていないが、昇降路内に配置した一対のガイドレールによってかごが上下移動可能に案内されている。従って、低層建築物に適した簡易なエレベータとしては、構成部品が多くなり、なお改善の余地があった。また、スペース的にも、ガイドレールのために昇降路が大きく必要となり、好ましくない。

この発明に係るスクリュー式エレベータは、
壁面によって囲まれた昇降路と、
この昇降路の断面の一方に片寄った位置に配置され、かつ昇降路と平行に延びたスクリューシャフトと、
このスクリューシャフトを回転駆動する駆動装置と、
上記スクリューシャフトが螺合するナット部材を有し、かつ上記スクリューシャフトが貫通した可動床と、
上記可動床の上記スクリューシャフトとは反対側となる一対のコーナ部にそれぞれ設けられ、各々のコーナ部が隣接する２つの壁面にそれぞれ圧接する９０°異なる向きの２つのローラを有する一対のローラガイド装置と、
を備えて構成されている。

すなわち、この発明のスクリュー式エレベータは、かご室やガイドレールを備えておらず、スクリューシャフトの回転に伴って昇降する可動床が、昇降路の壁面によって案内される。乗客は、可動床の上に乗って階間を移動することとなる。

スクリューシャフトの回転による昇降時に、可動床はスクリューシャフトの回転に伴う回転トルクを受け、昇降路内でスクリューシャフトを中心として回転しようとする。この回転方向の動きは、スクリューシャフトから離れて位置するローラガイド装置によって効果的に規制される。

本発明の好ましい一つの態様では、上記ローラが、ブレーキ機構を備えている。これにより、可動床に対し制動作用を与えることができる。

本発明の具体的な一つの態様では、上記昇降路の乗降口に対向する奥側の壁面に近接して上記スクリューシャフトが配置されており、上記乗降口寄りの上記可動床の一対のコーナ部に上記ローラガイド装置が配置されている。

また、望ましくは、可動床の支持剛性を高めるために、上記ナット部材から軸方向に離れて補助ナット部材を備えており、この補助ナット部材と上記可動床とが棒状の補強材によって連結されている。

この発明によれば、比較的簡易なエレベータとして、構成部品をより少なくすることができるとともに、昇降路の小型化が可能となる。

この発明に係るスクリュー式エレベータの一実施例を示す構成説明図。 昇降路を断面として可動床を下側から見た説明図。 可動床を上側から見た斜視図。 可動床を下側から見た斜視図。 １つのローラの構成を示した構成説明図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係るスクリュー式エレベータの一実施例を示している。この実施例は、例えば２階建てのビルのエレベータとして適用したもので、ビル内の昇降路１は、断面矩形状に構成されており、乗降口１ａを除いて、壁面２によって周囲が囲まれた構成となっている。詳しくは、乗降口１ａに対向する奥側の壁面２ａと、乗降口１ａから見て左右の壁面２ｂ，２ｃと、乗降口１ａ側の壁面２ｄと、を有している。

昇降路１内には、可動床３を昇降させるためのスクリューシャフト４が配置されている。このスクリューシャフト４は、乗客用のスペースをできるだけ狭めないように、昇降路１の奥方に、つまり壁面２ａに近接した位置で、かつ左右方向のほぼ中央に配置されており、昇降路１と平行に（換言すれば垂直に）延びている。このスクリューシャフト４の下端は、昇降路１下部のピット５内に配置された電動モータからなる駆動装置６に接続されている。一実施例では、駆動装置６として、低速・高トルク型の電動モータのロータにスクリューシャフト４が同軸状に連結されているが、適宜な減速ギヤ機構を介して電動モータがスクリューシャフト４を回転駆動する構成であってもよい。また、スクリューシャフト４の上端部は、図示せぬブラケットを介して昇降路１内の所定位置に回転可能な態様で支持することが望ましい。

上記スクリューシャフト４は、可動床３を貫通して延びており、可動床３には、スクリューシャフト４が螺合するナット部材８が取り付けられている。可動床３は、図２〜図４にも示すように、昇降路１の断面形状にほぼ対応した形状、この実施例では矩形状をなしており、乗客が立って乗るように、適宜な厚みを有する単純な平板状をなしている。つまり、このエレベータは、かごないしかご室を具備しておらず、可動床３に乗客が立って乗る簡易な構造となっている。なお、可動床３の周囲（例えば乗降口１ａ側を除く三方）に簡単な手すりを設けるようにしてもよい。

可動床３の周囲と昇降路１の壁面２との間には、可動床３が昇降路１内で移動するのに必要な最小限の隙間が設けられている。ナット部材８は、可動床３の下面に固定されている。なお、スクリューシャフト４およびナット部材８は、一般的なネジ山を有する構成であってもよいが、望ましくは、転動体となる金属ボールを介して両者が噛み合ったいわゆるボールねじ機構として構成されている。従って、駆動装置６によってスクリューシャフト４が回転駆動されると、可動床３が昇降路１内で上下方向に昇降する。

上記スクリューシャフト４には、さらに、上記ナット部材８の下方において下側補助ナット部材９が螺合し、同様に、上記ナット部材８の上方において上側補助ナット部材１０が螺合している。下側補助ナット部材９は、ナット部材８から軸方向下側に離れて位置しており、上下方向に斜めに延びた一対の棒状の補強材１１によって、可動床３の下面に連結されている。一対の棒状の補強材１１は、平面視においては、下側補助ナット部材９が頂点となって乗降口１ａ側へ向かって拡がった略Ｖ字形をなすように配置されている（図２，図４参照）。上側補助ナット部材１０は、ナット部材８から軸方向上側に離れて位置しており、上下方向に斜めに延びた一対の棒状の補強材１２によって、可動床３の上面に連結されている。一対の棒状の補強材１２は、平面視においては、奥側の壁面２ａと略平行をなすように上側補助ナット部材１０から直線的に延びている（図３参照）。上記下側補助ナット部材９および上側補助ナット部材１０は、やはりボールねじ機構としてスクリューシャフト４に螺合しており、スクリューシャフト４の回転に伴ってナット部材８ととともに移動する。従って、乗客の重量を含む可動床３の荷重が、補強材１１，１２を介して、下側補助ナット部材９から上側補助ナット部材１０に至るまでの上下に広いスパンで支持される。

また、可動床３の乗降口１ａ寄りの一対のコーナ部には、それぞれローラガイド装置１５が設けられている。図２に示すように、ローラガイド装置１５のベースプレート１７が、可動床３の下面に取り付けられている。各々のローラガイド装置１５は、可動床３に対するガイド面となる昇降路１の壁面２に接する２つのローラ１６を備えている。詳しくは、ローラガイド装置１５は、昇降路１の左右の壁面２ｂ，２ｃに接する側方ローラ１６Ａと、昇降路１の乗降口１ａ側の壁面２ｄに接する前側ローラ１６Ｂと、を備え、これら２つのローラ１６Ａ，１６Ｂが互いに９０°異なる向きに組み合わされている。なお、図２から明らかなように、２つのローラガイド装置１５は、ローラ１６Ａ，１６Ｂの配置等が互いに対称な構成となっている。

これらのローラガイド装置１５は、一般的なエレベータにおいてガイドレールに対し設けられる公知のローラガイド装置と同様の構成を有しており、スプリングによる適宜な荷重でもって各々のローラ１６が対応する壁面に圧接している。図５は、１つのローラ１６の構成を模式的に示した説明図であり、ローラ１６を回転自在に支持する回転軸２１が、図示せぬブラケットを介して揺動可能に支持されているとともに、圧縮コイルスプリング等からなるスプリング２２によってローラ１６が壁面２へ向けて付勢されている。またスプリング２２による振動を制振するために、フリクションダンパや液圧ダンパ等の適宜なダンバ２３がローラ１６と可動床３との間に介装されている。

また本実施例では、ローラガイド装置１５の各ローラ１６が、該ローラ１６の回転を制限するブレーキ機構２５を備えている。このブレーキ機構２５は、図５に模式的に示すように、先端にシュー（図示せず）を備えた一対のブレーキアーム２６が軸２７を介して交差しており、これら一対のブレーキアーム２６の基端部に、両者を互いに引き寄せるソレノイド２８と、両者を互いに離間させるように付勢するスプリング２９と、が設けられている。通常時は、ソレノイド２８は励磁されておらず、スプリング２９のばね力によってブレーキアーム２６先端のシューがローラ１６の側面（例えばリムの側面）から離れている。従って、ローラ１６が自由に回転する。そして、過速時など何らかの制動が必要なときには、ソレノイド２８が励磁される。これにより、スプリング２９のばね力に抗してブレーキアーム２６の基端部が互いに引き寄せられるため、ブレーキアーム２６先端の一対のシューがローラ１６を挟むように両側から圧接し、ローラ１６の回転を制限する制動作用が得られる。

例えば、何らかの異常により可動床３が過速状態となったようなときに、ブレーキ機構２５によりローラ１６の回転を制限することで、壁面２との間での摩擦が増大し、可動床３が制動される。なお、制動時にブレーキ機構２５と連動してローラ１６を壁面２に対してより強く押し付けるアクチュエータを具備するようにしてもよい。

昇降路１の乗降口１ａは、図１に示すように、上部のドアオペレータ装置３０によって開閉動作する乗り場ドア３１を備えている。ドアオペレータ装置３０は、電動モータおよびワイヤ（いずれも図示せず）を用いた一般的な構成である。乗降口１ａの下縁のシル部３２に、可動床３が所定の高さ位置（乗り場のフロアとほぼ整列する位置）に到達したことを検出する位置検出センサ３３が設けられており、この位置検出センサ３３の信号に基づいて乗り場ドア３１が開閉制御される。

上記のように構成されたスクリュー式エレベータにおいては、かご（かご室）やガイドレールを具備しておらず、乗客が立って乗る可動床３が、スクリューシャフト４に支持されるとともに該スクリューシャフト４の回転に伴って上下に昇降する。そして、可動床３のコーナ部に配置された一対のローラガイド装置１５のローラ１６が昇降路１の周囲の壁面２に圧接するため、可動床３の昇降の際に、昇降路１の周囲の壁面２が実質的なガイド面として機能し、可動床３の左右の振動を抑制する。

例えば、図２においてスクリューシャフト４が時計回り方向に回転すると、可動床３全体もスクリューシャフト４を中心として時計回り方向に回転しようとする。このとき、壁面２ｃ側の一方のローラガイド装置１５の側面ローラ１６Ａが壁面２ｃに近付き、壁面２ｂ側の他方のローラガイド装置１５の側面ローラ１６Ａが壁面２ｂから離れる。同様に、壁面２ｃ側の一方のローラガイド装置１５の前側ローラ１６Ｂが壁面２ｄから離れ、壁面２ｂ側の他方のローラガイド装置１５の前側ローラ１６Ｂが壁面２ｄに近付く。そのため、各々のスプリング２２の荷重によって、回転トルクに抗して可動床３を中立位置に戻そうとする作用が生じる。図２においてスクリューシャフト４が反時計回り方向に回転した場合においても同様であり、スクリューシャフト４を中心とした反時計回り方向の回転トルクに抗して可動床３を中立位置に戻そうとする作用が生じる。

従って、スクリューシャフト４の回転駆動による昇降時に、可動床３は左右に大きく揺れることなく円滑に昇降する。ここで、ローラガイド装置１５は、回転トルクの中心となるスクリューシャフト４から最も離れたコーナ部に配置されているので、スクリューシャフト４を中心とした可動床３の左右への振動を効果的に抑制できる。例えば昇降路１の壁面２のパネルの繋ぎ目による段差などを緩やかに乗り越えることができ、段差による左右への揺れが抑制される。

このように上記スクリュー式エレベータによれば、かご室やガイドレールを具備せずに、可動床３が昇降路１の壁面２によって案内される構成であるので、部品点数が少なく、比較的低層の建築物に低コストで設置することができるとともに、必要な昇降路１の断面積が小さくなり、小型のエレベータを提供することができる。

なお、詳細には図示しないが、ローラガイド装置１５の各ローラ１６に、ローラ１６の位置を能動的に可変制御できるいわゆるアクティブサスペンション型のサスペンション機構を設け、かつ可動床３側に加速度センサを設けて、可動床３の振動と相殺する力を各ローラ１６のサスペンション機構で発生させるように制御する構成とすることもできる。このようなアクティブサスペンション型の構成によれば、構成は複雑となるものの、可動床３の振動をより効果的に抑制することが可能である。

また、上記実施例では、昇降路１の一つの壁面２ｄに各階の乗降口１ａが設けられているが、可動床３に対し乗客がＬ字形に出入りするように、１階における乗降口１ａと２階における乗降口１ａとを異なる向きに配置したエレベータとしても本発明は構成することができる。例えば、１階の乗降口１ａを壁面２ｄに設け、２階の乗降口１ａを左右の壁面２ｂ，２ｃのいずれかに設けることが可能である。

１…昇降路
２…壁面
３…可動床
４…スクリューシャフト
６…駆動装置
８…ナット部材
９…下側補助ナット部材
１０…上側補助ナット部材
１１，１２…補強材
１５…ローラガイド装置
１６…ローラ
２２…スプリング
２３…ダンパ
２５…ブレーキ機構

Claims (4)

1. 壁面によって囲まれた昇降路と、
   この昇降路の断面の一方に片寄った位置に配置され、かつ昇降路と平行に延びたスクリューシャフトと、
   このスクリューシャフトを回転駆動する駆動装置と、
   上記スクリューシャフトが螺合するナット部材を有し、かつ上記スクリューシャフトが貫通した可動床と、
   上記可動床の上記スクリューシャフトとは反対側となる一対のコーナ部にそれぞれ設けられ、各々のコーナ部が隣接する２つの壁面にそれぞれ圧接する９０°異なる向きの２つのローラを有する一対のローラガイド装置と、
   を備えてなるスクリュー式エレベータ。
2. 上記ローラは、ブレーキ機構を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー式エレベータ。
3. 上記昇降路の乗降口に対向する奥側の壁面に近接して上記スクリューシャフトが配置されており、
   上記乗降口寄りの上記可動床の一対のコーナ部に上記ローラガイド装置が配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュー式エレベータ。
4. 上記ナット部材から軸方向に離れて補助ナット部材を備えており、この補助ナット部材と上記可動床とが棒状の補強材によって連結されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクリュー式エレベータ。

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