JP3197388B2 - エレベータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人間あるいは荷物等を
昇降させるエレベータに係り、詳細には、一般住宅等で
の使用に適した小型エレベータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエレベータとしては、昇降塔内に
ガイドレールを敷設して人間あるいは荷物等が搭載され
るエレベータボックスを昇降自在に案内すると共に、上
記昇降塔の頂部に設けたモータ及び減速機で上記エレベ
ータボックスに連結されたワイヤケーブルを巻き取るよ
うにしたものが知られている。また、この従来のエレベ
ータでは、ワイヤケーブルの一端にカウンターバランス
が取付けられ、モータによるワイヤケーブルの巻き取り
負荷の軽減が図られている他、停電時のエレベータボッ
クスの墜落を防止するためにブレーキ装置等が取り付け
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
地価高騰のあおりから一般住宅にあっても三階建て建築
が増加しつつあり、また高齢化社会を迎え、一般住宅に
もエレベータが取り入れられて普及しつつある。

【０００４】しかし、従来のエレベータは、昇降塔の頂
部にモータ、減速機及びブレーキ装置等を収容する機械
室を設ける必要があり、一般住宅に普及する程度にまで
その小型化及びコストダウンを図るには限界があった。
また、停電あるいは故障の際にブレーキ装置が作動して
エレベータボックスが各階の中間で停止してしまうと、
エレベータボックス内からは機械室のモータあるいはブ
レーキ装置を操作することができないので、エレベータ
の搭乗者は外部の人間に救援を求めなければ当該ボック
スから脱出することができず、ボックス内に長時間閉じ
込められる懸念があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、簡易な構成で安
価に製作することができ、且つ、大がかりなブレーキ装
置なくして停電時のエレベータボックスの落下を防止す
ることが可能なエレベータを提供することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、停電や故障に
よりエレベータボックス内に閉じ込められた場合であっ
ても、エレベータボックス内からの操作で安全に脱出す
ることが可能なエレベータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエレベータは、エレベータボックスと、こ
のエレベータボックスの昇降方向に沿って配設された複
数のねじ軸と、アンギュラコンタクトベアリングを介し
て上記エレベータボックスに回転自在に支持されると共
に上記ねじ軸に螺合したボールねじナットと、上記エレ
ベータボックスに搭載され、上記ボールねじナットを回
転させてエレベータボックスを昇降させるモータと、上
記ボールねじナットに連結され、エレベータボックスの
上昇方向については上記ボールねじナットを自在に回転
させる一方、エレベータボックスの下降方向については
所定トルク以上のトルクを与えられた場合にのみボール
ねじナットを回転させるトルクリミッタとから構成され
ることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】このような技術的手段によれば、エレベータボ
ックスに搭載されたモータがねじ軸に螺合するボールね
じナットを回転させると、このボールねじナットの回転
方向に応じてエレベータボックスが上記ねじ軸に沿って
上昇あるいは下降する。従って、上記ねじ軸のリードに
応じてボールねじナットを所定量だけ回転させることに
より、エレベータボックスは各階に案内されて所定の位
置で停止する。

【０００９】また、エレベータボックスの自重及び積載
重量によりボールねじナットには常に当該ボックスを自
由落下させる方向のトルク（以下、自由落下トルク）が
作用しているが、ボールねじナットに連結されたトルク
リミッタはエレベータボックスの下降方向については所
定トルク（以下、伝達限界トルク）以上のトルクを与え
られた場合にのみボールねじナットを回転させるので、
ボールねじナットに作用している自由落下トルクがトル
クリミッタの伝達限界トルク以下であるときはボールね
じナットが回転せず、エレベータボックスは一切下降し
ない。従って、トルクリミッタの伝達限界トルクがエレ
ベータボックスの最大積載重量に対応してボールねじナ
ットに作用する自由落下トルク以上の値であれば、急な
停電や故障の場合でもエレベータボックスが落下するこ
とはない。

【００１０】更に、自由落下トルクと伝達限界トルクと
の差に匹敵するトルクをボールねじナットに与えるとエ
レベータボックスは下降するので、下降方向については
僅かなトルクをボールねじナットに与えるだけでエレベ
ータボックスを降下させることができる。このため、エ
レベータボックス内に設けた非常用操作手段によってモ
ータの出力軸を手動で回転させれば、急な停電や故障の
場合でもエレベータボックスを最寄りの階まで降下させ
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のエレベー
タを詳細に説明する。図１及び図２は本発明の一実施例
を示すものである。これらの図において、符号１は人間
あるいは荷物等を積載して昇降するエレベータボックス
であり、このエレベータボックス１を三方から挟むよう
にしてねじ軸２ａ，２ｂ，２ｃが配設されている。上記
ねじ軸２ａ，２ｂ，２ｃは両軸端がブラケット１０，１
０を介して昇降塔の天井１１と床１２とに夫々固定され
ている。また、これら３本のねじ軸２ａ，２ｂ，２ｃの
うち、エレベータボックス１の両側面に配されたねじ軸
２ａ，２ｂには当該ボックス１に回転自在に支持された
ボールねじナット３ａ，３ｂが螺合する一方、エレベー
タボックス１の背面に配されたねじ軸２ｃにはやはり当
該ボックス１に回転自在に支持されたトルクリミッタ５
付きのボールねじナット３ｃが螺合している。

【００１２】図３は上記ボールねじナット３ａ，３ｂの
詳細を示すものである。符号１３はナット本体であり、
その内周面には各ねじ軸２ａ，２ｂの螺旋状ボール転走
溝と相俟って多数のボール１４を挟み込む負荷ボール溝
が形成されている。また、上記負荷ボール溝を転走した
ボール１４は図示外のボール循環路によって負荷ボール
溝の終端から始端へ戻されるようになっている。一方、
このナット本体１３の外周にはボール１５，１５を介し
て一対のアンギュラコンタクトベアリングの外輪１６，
１７が装着され、これら外輪１６，１７に対してナット
本体１３が自在に回転するように構成されている。尚、
符号１８は外輪１６，１７の間に挿入された間座であ
る。

【００１３】そして、このように構成されたボールねじ
ナット３ａ，３ｂは、外輪１６に形成されたフランジを
貫通するボルト（図示せず）によってエレベータボック
ス１の取付部１９に固定されている。これにより、上記
ナット本体１３はエレベータボックス１に対して回転自
在に支持される。

【００１４】一方、図４はトルクリミッタ５付きのボー
ルねじナット３ｃを示している。このボールねじナット
３ｃにおいて、ナット本体２０の一端にはトルクリミッ
タの被取付部となる中空状の延長部２１が形成されてい
る。ボールねじナット３ｃに関するその他の構成は既に
説明したボールねじナット３ａ，３ｂと同一なので、図
４中に同一符号を付してその説明は省略する。

【００１５】また、上記ボールねじナット３ａ，３ｂの
ナット本体１３及びボールねじナット３ｃのナット本体
２０には伝達用スプロケット２２，…が夫々ボルト（図
示せず）で固定されている。そして、図２に示すよう
に、これら伝達用スプロケット２２，…には伝達用チェ
ーン２３が架け回されている。尚、同図において符号２
４は伝達用チェーン２３の張力を調整するためのチェー
ンテンショナーである。

【００１６】また、上記エレベータボックスの上部には
ブラケット２５を介してモータ４が固定されており、そ
の出力軸には駆動用スプロケット２６が固定されてい
る。一方、ボールねじナット３ｃのナット本体２０には
減速用スプロケット２７が固定され、駆動用チェーン２
８がこれら駆動用スプロケット２６及び減速用スプロケ
ット２７に架け回されている。

【００１７】従って、上記モータ４が回転すると、駆動
用チェーン２６がその回転をボールねじナット３ｃに伝
達し、更に伝達用チェーン２３がボールねじナット３ｃ
と同一の回転数でボールねじナット３ａ，３ｂを回転さ
せる。これにより、各ボールねじナット３ａ，３ｂ，３
ｃはモータ４の回転数及び回転方向に応じてねじ軸２
ａ，２ｂ，２ｃを夫々に上下し、これらボールねじナッ
ト３ａ，３ｂ，３ｃが回転自在に支持されたエレベータ
ボックス１を昇降させることができる。

【００１８】次に、上記トルクリミッタ５に付いて説明
する。図４において、符号３１は外径軌道面３３を備え
た内輪であり、キー３２によってナット本体２０の延長
部２１と連結されている。上記外径軌道面３３はねじ軸
２ｃの軸線Ｏを中心に略円錐形状に形成されている。

【００１９】また、符号３４は上記外径軌道面３３に接
して転動するローラである。図５に示すように、このロ
ーラ３４は保持器３５に保持されて外径軌道面３３の周
囲に配列されており、各ローラ３４は軸線Ｏを含む断面
に対して角度αで傾斜している。

【００２０】更に、図４において、符号３６は上記内輪
３１と相俟って上記ローラ３４の軌道を形成する外輪で
あり、上記外径軌道面３３と相対向する内径軌道面を備
えている。上記ローラ３４はこの内径軌道面と上記外径
軌道面３３との間に挟み込まれている。また、符号３７
は上記外輪３６と共に回転する外環であり、玉軸受３８
を介して上記内輪３１上に回転自在に支持されている。
また、外環３７と外輪３６との間には皿バネ３９が介装
され、ローラ３４の軌道を狭くする方向すなわち軸方向
へ外輪３６を付勢している。尚、上記外輪３６はボール
４０を介して外環３７とスプライン結合されており、外
環３７がエレベータボックス１の取付部１９に固定され
ていても、軸方向については自由に変位できると共に外
環３７にトルクを伝達できるようになっている。

【００２１】更に、符号４１は上記内輪３１及び外輪３
６の軸方向への相互に移動を規制するストッパーであ
り、ローラ３４が転動する軌道が所定の幅よりも狭くな
るのを防止している。この実施例では上記ストッパー４
１としてスラストベアリングが使用され、当該ストッパ
ー４１はスラスト受け４２を介して内輪３１の一端に回
転自在に配されている。

【００２２】そして、このように構成されたトルクリミ
ッタ５では内輪３１及び外輪３６に挟み込まれたローラ
３４が螺旋状に公転しようとするので、内輪３１の特定
一方向の回転については内輪３１及び外輪３６に対して
ローラ３４の軌道を広げる軸方向分力が作用する。この
ため、ローラは上記内径軌道面及び外径軌道面３３と軽
く接触しながら軌道内を自在に公転し、内輪３１は外輪
３６及び外環３７に対して自在に回転する（以下、この
回転方向をフリー方向と記す）。

【００２３】一方、このフリー方向と逆方向に内輪３１
が回転すると、内輪３１及び外輪３６に対してローラ３
４の軌道を狭める軸方向分力が作用するので、ローラ３
４の軌道は除々に狭くなり、ローラ３４は上記内径軌道
面及び外径軌道面３３との間に締め込まれてロックされ
る。これにより、内輪３１に入力されたトルクの全てが
外輪３６に伝達され、内輪３１は外輪３６及び外環３７
にロックされる（以下、この回転方向をロック方向と記
す）。

【００２４】但し、上記ストッパー４１の作用によりロ
ーラ３４の軌道は所定の幅よりも狭くならないので、内
径軌道面とローラ３４あるいは外径軌道面３３とローラ
３４との間に発生する摩擦力には上限がある。このた
め、上記ロック方向について所定トルク（伝達限界トル
ク）以上のトルクが内輪３１に入力されると、内輪３
１、外輪３６及びローラ３４の三者間に滑りが発生し、
内輪は３１は外輪及び外環３７に対して回転を生じる。

【００２５】本実施例では以上のように機能するトルク
リミッタ５の内輪３１をボールねじナット３ｃのナット
本体２０に連結する一方、外環３７をエレベータボック
ス１の取付部に連結するが、その取付に当たっては、上
記フリー方向をエレベータボックス１の上昇に係るボー
ルねじナット３ｃの回転方向と合致させ、上記ロック方
向をエレベータボックス１の下降に係るボールねじナッ
ト３ｃの回転方向と合致させる。

【００２６】これにより、エレベータボックス１の上昇
方向についてはボールねじナット３ａが自在に回転する
一方、下降方向についてはモータ４の入力トルクとエレ
ベータボックス１の自重による自由落下トルクとの和が
トルクリミッタ５の伝達限界トルクを越えない限りボー
ルねじナット３ａは回転しない。従って、トルクリミッ
タ５の伝達限界トルクをエレベータボックス１の最大積
載重量に対応してボールねじナット３ａに作用する自由
落下トルク以上の値に設定しておけば、急な停電等によ
ってモータ４が停止した場合であってもエレベータボッ
クス１が落下する事故を防止することができる。

【００２７】また、モータ４の入力トルクとエレベータ
ボックス１の自重による自由落下トルクとの和がトルク
リミッタ５の伝達限界トルク以上の値となれば、ボール
ねじナット３ａはトルクリミッタ５のロック方向につい
ても回転するので、このような入力トルクをモータによ
ってボールねじナット３ａに与えてやれば、ボールねじ
ナット３ａの回転量に応じてエレベータボックス１を下
降させることができる。

【００２８】ところで、ボールねじナット３ｃには常に
自由落下トルクが作用しているので、エレベータボック
ス１の下降に関しては、トルクリミッタ５の伝達限界ト
ルクと上記自由落下トルクとの差に匹敵するトルク（以
下、差分トルクと記す）以上のトルクをボールねじナッ
ト３ｃに与えてやれば、ボールねじナット３ｃが回転し
てエレベータボックス１が降下する。従って、停電時に
モータ４が停止してエレベータボックス１内に閉じ込め
られても、上記差分トルクを手動でボールねじナット３
ｃに与えれば、エレベータボックス１を降下させること
ができる。

【００２９】図６はこのための非常用操作手段を示すも
のである。この非常用操作手段は、モータ４の出力軸に
固定されたギヤ４３と、エレベータボックス１内からこ
のギヤ４３に連結されるハンドル４４とから構成されて
いる。エレベータボックス１の天井にはモータ４に対応
する位置に操作窓４５が形成されており、エレベータボ
ックス１内の搭乗者はこの操作窓４５を介してギヤ４３
に上記ハンドル４４を連結する。

【００３０】そして、搭乗者はギヤ４３に連結したハン
ドル４４を上記差分トルク以上のトルクで回転させる
と、そのトルクは駆動用チェーン２８によってボールね
じナット３ｃに伝達され、トルクリミッタ５のロック方
向についてボールねじナット３ｃが回転する。これによ
り、搭乗者は手動でエレベータボックス１を最寄りの階
に降下させ、当該ボックス１から脱出することができ
る。

【００３１】尚、上記実施例ではモータ４をエレベータ
ボックスの上部に搭載したが、当該ボックス１の側面に
これを搭載しても差し支えない。この場合において、モ
ータ４の主軸にはハンドルを設けると共に、エレベータ
ボックス１の側壁にはこのハンドルを操作するための操
作窓を設け、搭乗者が直接上記ハンドルを操作できるよ
うにしても良い。また、上記トルクリミッタ５は少なく
ともボールねじナット３ａ，３ｂ，３ｃのいずれか一つ
に取り付けてあれば良いが、全てのボールねじナットに
取り付けても差し支えない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のエレ
ベータによれば、ねじ軸に螺合するボールねじナットを
モータで回転させてエレベータボックスの昇降をおこな
っているので、従来のエレベータのように昇降塔の上部
に大がかりな機械室を設ける必要がなく、構造の簡易化
及びコストダウンを図ることができる。

【００３３】また、ボールねじナットに連結されたトル
クリミッタはエレベータボックスの下降方向については
所定トルク以上のトルクを与えられた場合にのみボール
ねじナットを回転させるので、トルクリミッタの伝達限
界トルクをエレベータボックスの最大積載重量に対応し
てボールねじナットに作用する自由落下トルク以上の値
に設定しておけば、急な停電や故障の場合でもエレベー
タボックスが落下する事故を防止することができ、簡易
な構成で非常時の安全を確保することができる。

【００３４】更に、ボールねじナットにトルクリミッタ
を連結したことにより、エレベータボックスの下降方向
については僅かなトルクをボールねじナットに与えるだ
けでエレベータボックスを降下させることができるの
で、搭乗者自らがエレベータボックス内に設けた非常用
操作手段でモータの出力軸を回転させてやれば、急な停
電や故障の場合でもエレベータボックスを最寄りの階ま
で降下させて当該ボックスから脱出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のエレベータの実施例を示す概略正面
図である。

【図２】 実施例に係るエレベータの概略平面図であ
る。

【図３】 実施例に係るボールねじナットを示す断面図
である。

【図４】 実施例に係るトルクリミッタ付きボールねじ
ナットを示す断面図である。

【図５】 実施例に係るトルクリミッタのローラの配列
を示す斜視図である。

【図６】 実施例に係る非常用操作手段を示す斜視分解
図である。

【符号の説明】

１…エレベータボックス、２ａ，２ｂ，２ｃ…ねじ軸、
３ａ，３ｂ，３ｃ…ボールねじナット、４…モータ、５
…トルクリミッタ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレベータボックスと、このエレベータ
   ボックスの昇降方向に沿って配設された複数のねじ軸
   と、アンギュラコンタクトベアリングを介して上記エレ
   ベータボックスに回転自在に支持されると共に上記ねじ
   軸に螺合したボールねじナットと、上記エレベータボッ
   クスに搭載され、上記ボールナットを回転させてエレベ
   ータボックスを昇降させるモータと、上記ボールねじナ
   ットに連結され、エレベータボックスの上昇方向につい
   ては上記ボールねじナットを自在に回転させる一方、エ
   レベータボックスの下降方向については所定値以上のト
   ルクを与えられた場合にのみボールねじナットを回転さ
   せるトルクリミッタとから構成され、上記トルクリミッタは、略円錐状の外径軌道面を備えて
   上記ボールねじナットと共に回転する内輪と、この内輪
   の外径軌道面と相俟って軌道を形成する内径軌道面を備
   えて上記エレベータボックス側に固定された外輪と、上
   記軌道内を循環し、上記エレベータボックスの上昇方向
   にボールねじナットが回転すると上記軌道内で自由回転
   する一方、上記エレベータボックスの下降方向にボール
   ねじナットが回転すると内外輪の間に締め込まれる複数
   の回転体と、これら複数の回転体を上記軌道内で所定の
   姿勢に保持する保持器と、上記内外輪の軸方向への相互
   移動を規制して上記内外輪のロックを防止するストッパ
   ーとから構成される ことを特徴とするエレベータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエレベータにおいて、上
   記モータの出力軸を手動で回転させる非常用操作手段を
   上記エレベータボックス内に設けたことを特徴とするエ
   レベータ。