JP4791810B2 - エレベータのドア駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータのかご室の出入口に配置されたドアを開閉駆動するドア駆動装置の改良に関する。

この種の従来のエレベータのドア開閉機構としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すると、このドア駆動装置は、図４に示すように、アウターロータ型の電動機１は、エレベータドアのヘッダ２に固定されたハウジング３と、該ハウジング３の内部ほぼ中央に固定された円筒壁４と、該円筒壁４の外周に固定されて、鉄心にコイル５ａを巻いたステータ５と、前記円筒壁４の内部に前後２つの軸受６，７によって回転自在に支持された駆動軸８と、前記ヘッダ２とステータ５との間に配置されて、前記駆動軸８の一端部に固定されたロータ９とを備えている。

該ロータ９は、ほぼカップ状に形成されて、円板状の本体の外周部９ａが前記ステータ５の外周面を覆うようにほぼ直角状に屈曲形成されていると共に、該外周部９ａの内周面にステータ５の外周面に対して一定のエアギャップをもって対峙する永久磁石９ｂが設けられている。

また、前記駆動軸８の他端部には、外周に送り用ベルト１１が巻回された駆動プーリ１０がねじ止め固定されており、前記送り用ベルト１１は、２段開閉式の図外の２つのドアの各ハンガー部に連結されている。

さらに、前記駆動プーリ１０側の軸受７は、アウターレースの内端部が前記円筒壁４の外端部に支持されていると共に、外端部がハウジング２にボルト１２固定された円環状のベアリング押さえ１３によって支持されている。

したがって、このドア駆動装置の場合、電動機１自体が薄型になるうえに減速のための機構が不要になることから、かご室の上部にコンパクトに配置することが可能となる。
特開２００４−１９８２（図１参照）

しかし、前記従来のドア駆動装置にあっては、前記両軸受６、７が、円筒壁４の内部に互いに軸方向へ互いに近接した状態で保持されて、駆動プーリ１０が駆動軸８の他端部側に片持ち状態で取り付けられている。

このため、送り用ベルト１１側からの比較的大きな荷重入力によって駆動プーリ１０から駆動軸８に大きな曲げ荷重が発生して軸ブレが生じるおそれがある。この結果、特に駆動プーリ１０側の軸受７に駆動軸８から径方向に偏荷重が入力されて、駆動軸８の各軸受６，７による支持が不安定になるおそれがある。

したがって、両軸受６，７の大型化と高精度化が余儀なくされるばかりか、前記軸受７側にベアリング押さえ１３が要求されて、全体の大型化やコストの高騰を招いている。

そこで、本発明は、駆動軸を複数の軸受によって安定に支持することにより、装置の小型化を図りつつ耐久性の向上とコストに低減化を図り得るエレベータのドア駆動装置を提供しようとするものである。

前記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、電動機のステータとロータとの間に発生した回転トルクを、駆動軸に伝達して該駆動軸に固定された駆動回転体を回転させることにより、かご室の出入口に配置されたドアを開閉駆動するエレベータのドア駆動装置であって、前記駆動軸の軸方向の両端部を複数の軸受によって回転自在に支持すると共に、該駆動軸の前記両軸受の間に前記駆動回転体を配置固定し、
前記電動機は、ドアのヘッダに固定され、内部に円筒部を介して前記ステータを固定保持したハウジングと、前記ヘッダとステータとの間に配置されて、外周部の内周面に前記ステータの外周面と対向する永久磁石を有する前記ロータと、一端部に前記ロータの中央が結合され、他端部が前記駆動回転体に結合された前記駆動軸と、前記ハウジングの円筒部の内周に固定されて、前記駆動軸の一端部を軸支する前記第１軸受と、前記ハウジングから外方に突出した支持部に支持されて、前記駆動軸の他端部を軸支する前記第２軸受と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記駆動軸の前記ロータと反対側の軸端側に、前記駆動軸の回転角度を検出する角度検出器を設けたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、軸方向のほぼ中央に駆動回転体が設けられた駆動軸の両端部を複数の軸受によって軸受けすることによって、該駆動軸を各軸受によって両持ち状態に支持することができるため、駆動回転体に送り用ベルトから大きな荷重が入力されたとしても駆動軸を各軸受によって常時安定して支持することができ、駆動軸の径方向の倒れを防止することが可能になる。

この結果、各軸受の軸受負荷が小さくなって該各軸受を十分に小さくすることが可能になる。これにより、装置全体の小型化が図れると共に、コストの低減化が図れる。

なお、この発明では、電動機としてアウターロータ型以外にインナーロータ型に適用することも可能である。

また、この請求項１に記載の発明は、電動機として高トルクなアウターロータ型を用いたため、電動機の薄型化が図れ、前記軸受の小型化と相俟って装置全体の小型化を促進することができる。

請求項２に記載の発明によれば、角度検出器を、前記駆動軸のロータと反対の軸端側に設けて、駆動軸の回転角度を直接的に検出するようにしたため、駆動軸の回転角度（回転速度）を高精度に検出することができると共に、角度検出器の存在によっても装置の軸方向の長さを大きくする必要がなくなり、装置全体の軸方向の長さも小さくすることが可能になる。

以下、本発明に係るエレベータのドア駆動装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態にかかるドア駆動装置の縦断面図を示し、図２はドア駆動装置の斜視図を示し、図３はこのドア駆動装置が適用されたドア開閉機構の一例を示すものである。

まず、このドア開閉機構の構造を、図３に基づいて簡単に説明すると、高速作動の第１ドア２１ａと低速作動の第２ドア２１ｂを備えた２段開閉式の開閉機構であり、両ドア２１ａ，２１ｂは、かご室の上部のヘッダ２０に配置されたレール２２にハンガー２３、２３を介して吊り下げ支持されている。

第１ドア２１ａ側のハンガー２３は、ドア駆動装置の動力伝達用の帯体の一形態である送り用ベルト２４に直接連結されている一方、第２ドア２１ｂ側のハンガー２３は、連動機構２５のスライダー２６を介して送り用ベルト２４に連係されている。

前記連動機構２５は、送り用ベルト２４が折り返して掛け渡された一対の補助滑車２７ａ，２７ｂの作用によってスライダー２６を送り用ベルト２４の送り速度の約２分の１の速度で作動させる。この連動機構２５の構造自体は、周知のものであるため、具体的な説明は省略する。

前記送り用ベルト２４は、駆動回転体である後述する駆動プーリ２８と従動プーリ２９と前記補助滑車２７ａ，２７ｂとに掛け渡され、前記駆動プーリ２８の駆動回転によって送り作動されるようになっている。

前記ドア駆動装置は、前記送り用ベルト２４と、前記駆動プーリ２８と、電磁駆動される電動機３０とによって主として構成されている。

前記電動機３０は、従来と同様のアウタロータ型のものが採用されているが、その軸受構造などが従来のものと大きく異なっている。

すなわち、この電動機３０は、図１及び図２に示すように、前記ヘッダ２０に固定されたハウジング３１と、該ハウジング３１の内部ほぼ中央に一体に固定された円筒壁３２と、該円筒壁３２の外周に固定されたほぼ円環板状の固定子であるステータ３３と、前記円筒壁３２の内部に挿通配置された駆動軸３４と、前記ヘッダ２０とステータ３３との間に配置されて、前記駆動軸３４の一端部３４ａに固定されたロータ３５と、前記駆動軸３４の軸方向の前後を回転自在に支持する一対の第１軸受３６及び第２軸受３７とを備えている。

前記ハウジング３１は、ほぼ碗状に形成され、後端側の外周の四隅に一体に設けられたフランジ部３１ａに前記ヘッダ２０に対して固定される取付ボルト３８が挿通するボルト挿通孔３１ｂが貫通形成されている。

また、ハウジング３１の前端部には、ほぼ円弧状の一対の支脚部３９、３９が所定隙間をもって軸対称位置に対向して配置固定されている。この両支脚部３９、３９は、その各外端側に複数のボルト４１によって支持部であるブラケット４０が架設されている。このブラケット４０は、ほぼ楕円板状を呈し、中央に支持孔４２が貫通形成されていると共に、外面の前記支持孔４２の外周側にほぼカップ状のカバー部４３がビス４４によって固定されている。

前記ステータ３３は、内周部が前記円筒壁３２の外周に形成された円環状の嵌合溝内に嵌合固定されていると共に、外周側には、径方向に形成された複数のスロットを介してコイル線３３ａが巻回されている。

前記駆動軸３４は、縮径状の一端部３４ａが前記第１軸受３６によって回転自在に支持されている一方、同じく縮径状の他端部３４ｂが前記第２軸受３７によって回転自在に支持されており、これによって、駆動軸３４は、両持ち状態に支持されている。また、この駆動軸３４の軸方向のほぼ中央には、前記各支脚部３９、３９間に配置された前記駆動プーリ２８が図外のキーなどによって結合されている。

前記ロータ３５は、ほぼカップ状に形成されて、円板状の本体の中央部が前記駆動軸３４の一端部３４ａに固定ボルト４５によって軸方向から固定されていると共に、外周部３５ａが前記ステータ３３の外周面を覆うように直角状に屈曲形成され、この外周部３５ａの内周面には、ステータ３３の外周面に対して一定幅の磁力空間であるエアギャップをもって対峙する永久磁石３５ｂが設けられている。

前記第１、第２軸受３６，３７は、それぞれアウターレースとインナーレースとの間に複数のボールを介装したボールベアリングによって構成されており、第１軸受３６は、インナーレースが駆動軸３４の一端部３４ａ外周に固定されている一方、アウターレースが円筒壁３２の内周面に形成された円環状の固定用溝に嵌合固定されて軸方向の移動が規制されている。第２軸受３７は、インナーレースが駆動軸３４の他端部３４ｂの外周に固定されている一方、アウターレースが前記ブラケット４０の支持孔４２の内周面内側に有する嵌合溝に嵌合固定されて、軸方向（外方）への移動が規制されている。

そして、前記駆動軸３４の前記ロータ３５と反対側の軸端部である他端部３４ａ側には、前記カバー４３内に配置されて駆動軸３４の回転角度（回転速度）を直接的に検出する角度検出器４６が設けられている。この角度検出器４６は、ビルトインタイプのレゾルバを用いており、駆動軸３４の他端部３４に同軸上に一体に有する小径部３４ｃの外周に取り付けられた小径円筒状の被検出部４６ａと、ブラケット４０の外面ほぼ中央位置に設けられて、前記被検出部４６ａを一定の環状隙間をもって囲繞する大径円筒状の検出部４６ａとから構成されている。

以下、本実施形態の作用について説明する。電動機３０のステータ３３のコイル線３３ａに対する通電制御によってステータ３３とロータ３５との間に駆動トルクが発生すると、その駆動トルクはロータ３５から駆動軸３４を介して駆動プーリ２８に伝達され、この駆動プーリ２８を回転させることによって送り用ベルト２４を送り移動させ、それによって発生トルクに応じた方向及び速度によって第１，第２ドア２１ａ，２１ｂを開閉駆動制御する。

このとき、前記駆動軸３４は、第１、第２軸受３６，３７によって両持ち状態に支持されていることから、駆動プーリ２８を介して送り用ベルト２４から大きな荷重が入力されたとしても、第１，第２軸受３６，３７によって常時安定した支持状態が得られ、駆動軸３４の径方向の倒れを確実に防止することが可能になる。

これによって、各軸受３６，３７の駆動軸３４の支持負荷が小さくなることから、該各軸受３６，３７の構造を十分に小さくすることが可能になる。この結果、装置全体の小型化が図れると共に、耐久性の向上と製造コストの低減化が図れる。

しかも、この実施形態では、電動機３０として高トルクなアウターロータ型を用いたため、電動機の薄型化が図れ、前記各軸受３６，３７の小型化と相俟って装置全体の小型化を促進することができる。

さらに、角度検出器４６を、駆動軸３４の小径部３４ｃとブラケット４０との間に設けて、駆動軸３４の回転角度（速度）を直接的に検出するようにしたため、該駆動軸３４の回転角度を高精度に検出することができると共に、角度検出器４６がブラケット４０の外方へ大きく迫り出すことがなく、僅かに突出しているだけであるから、装置の軸方向の長さを大きくする必要がなくなり、前記電動機の薄型化と相俟って装置全体の軸方向の長さ十分に小さくすることが可能になる。

前記ハウジング３１と円筒壁３２及び支脚部３９，３９を型成形などによって一体に成形したため、分離して成形する場合に比較して、その成形作業が容易になると共に、組付作業も容易である。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば角度検出器４６としては、光学エンコーダなどを用いた光センサによって構成することも可能である。また、前記軸受としては２つに限定されるものではなく、３つ以上設けることも可能である。

さらに、駆動回転体としては、駆動プーリに限定されるものではなく、例えばギア歯車などであってもよい。

本発明に係るドア駆動装置の実施形態を示す縦断面図である。 同実施形態を示す装置の斜視図である。 本実施形態のドア駆動装置が適用されるドア開閉機構の概略を示す正面図である。 従来のドア駆動装置を示す縦断面図である。

符号の説明

２０…ヘッダ
２４…送り用ベルト
２８…駆動プーリ（駆動回転体）
３０…電動機
３１…ハウジング
３２…円筒壁
３３…ステータ
３４…駆動軸
３５…ロータ
３６…第１軸受
３７…第２軸受
３９…支脚部
４０…ブラケット（支持部）
４６…角度検出器

Claims (2)

1. 電動機のステータとロータとの間に発生した回転トルクを、駆動軸に伝達して該駆動軸に固定された駆動回転体を回転させることにより、かご室の出入口に配置されたドアを開閉駆動するエレベータのドア駆動装置であって、
   前記駆動軸の軸方向の両端部を複数の軸受によって回転自在に支持すると共に、該駆動軸の前記両軸受の間に前記駆動回転体を配置固定し、
   前記電動機は、ドアのヘッダに固定され、内部に円筒部を介して前記ステータを固定保持したハウジングと、前記ヘッダとステータとの間に配置されて、外周部の内周面に前記ステータの外周面と対向する永久磁石を有する前記ロータと、一端部に前記ロータの中央が結合され、他端部が前記駆動回転体に結合された前記駆動軸と、前記ハウジングの円筒部の内周に固定されて、前記駆動軸の一端部を軸支する前記第１軸受と、前記ハウジングから外方に突出した支持部に支持されて、前記駆動軸の他端部を軸支する前記第２軸受と、を備えたことを特徴とするエレベータのドア駆動装置。
2. 前記駆動軸の前記ロータと反対側の軸端側に、前記駆動軸の回転角度を検出する角度検出器を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのドア駆動装置。

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