JP4882081B2

JP4882081B2 - エレベータ

Info

Publication number: JP4882081B2
Application number: JP2001068298A
Authority: JP
Inventors: 泰之井澤
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002265168A; WO2002072462A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人や貨物を昇降移動せしめるエレベータに関するものであり、詳しくは、所定の昇降路に沿って昇降するケージの昇降駆動機構として、ねじ駆動機構を備えたエレベータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ケージの昇降駆動機構としてねじ駆動機構を備えたエレベータにおいては、従来、前記ケージの移動方向に沿って固定したねじ軸にナットをねじ結合せしめ、前記ケージ側に配設した駆動プーリと、前記ナットに固着した従動プーリと、の間にベルトを巻き掛け、前記ケージ側に配設したモータで前記駆動プーリを回転駆動することにより、前記ケージを昇降せしめていた（特開２０００−８６１１７参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の駆動形式では、前記ベルトの損耗が激しいほか、ベルト伝動による騒音や振動が大きい等の問題がある。
【０００４】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたもので、ベルト切れ等の心配がなく、騒音や振動も可及的に少なくせしめたエレベータを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係るエレベータは、所定の昇降路に沿って上下動自在なケージと、該ケージの移動方向に沿って固定されたねじ軸と、該ねじ軸とねじ結合するナットと、該ナットを正逆回転駆動する中空軸モータと、を備え、該中空軸モータは、固定子側を前記ケージ側に固定されるとともに中空回転子に前記ねじ軸を受け入れて、前記中空回転子を前記ナットに駆動上連結されてなるエレベータであって、前記ナットは截頭円錐形状の外周面を有し、前記中空回転子側には前記ナットの前記外周面に対応する形状の内周面が形成され、前記ナットの前記外周面に対して前記中空回転子側の前記内周面が上から当接し、前記中空回転子側の前記内周面と前記ナットの前記外周面との摩擦接続により前記中空回転子側の回転が前記ナットに伝達されるものである（請求項１）。
【０００６】
前記構成において、前記中空軸モータが作動する、すなわち、前記ケージ側へ固定された前記固定子側に対して前記中空回転子が前記ねじ軸の回りで回転すると、前記ナットは、前記ねじ軸の回りで回転駆動されるとともに、前記ねじ軸の軸線方向へ直線的に移動する。これにより、前記ケージが、前記所定の昇降路に沿って移動する。
【０００７】
本発明によれば、前記従来の構成とは異なり、モータの駆動力をナットに伝達するための手段としてベルトを用いていないので、ベルト切れの心配がない。また、従来のベルト伝動に比べて、前記ケージの昇降駆動時の騒音や振動を大幅に低減せしめることができる。さらに、前記中空回転子が前記ねじ軸を受け入れて前記ナットに駆動上連結されていることから、前記中空回転子と前記ナットとが互いに同一の軸線を中心として回転するので、回転バランスがとれるほか、省スペース化に貢献できる利点もある。
【０００８】
前記エレベータにおいて、前記ねじ軸と前記ナットとの組み合わせは、例えば、台形ねじ軸と台形ねじナットと、で形成することもできるほか、ボールねじ軸とボールねじナットと、で形成することもできる。後者の場合には、前記ねじ軸と前記ナットとの間の摩擦が小さいので、それらの間の摩擦による発熱量を一層低減せしめることができる。
【０００９】
前記エレベータにおいて、前記ナットがナットハウジングに回動自在に支持され、該ナットハウジングに前記ケージが連結されることにより、前記中空回転子には前記ケージの荷重がかからない構成とすることもでき（請求項２）、さらに、前記ナットが、一体に回転するように結合された駆動ナットと安全ナットとで構成され、前記安全ナットは前記駆動ナットとの間に間隔をおいて前記駆動ナットの下方に配置され、前記駆動ナットが截頭円錐形状の前記外周面を有しているものとすることもできる（請求項３）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態に係るエレベータの全体概略斜視図、図２は、図１のエレベータの要部である昇降駆動部の縦断面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係るエレベータ１は、所定の昇降路に沿って垂直方向に昇降移動するケージ３と、該ケージ３の昇降駆動機構４と、を備えている。限定はされないが、本実施の形態では、前記エレベータ１は、開閉扉５を有する前記ケージ３が一階と二階との間を行き来する形式のものとされていて、例えば、駅舎等の低層の構築物に設置するのに適した、小型のエレベータである。
【００１３】
前記所定の昇降路を形成するケージ用ガイドレール２，２は、前記ケージ３の一側面３ａに沿って互いに平行に上下方向に延びるように対にして立設されている。前記各ケージ用ガイドレール２は、例えば、Ｈ形鋼やみぞ形鋼やＴ形鋼等で形成され、それぞれの開放面２ａを互いに向かい合わせて配置されている。前記ケージ３に回動自在に軸支された複数のローラ６は、前記各ケージ用ガイドレール２の前記開放面２ａからその内部に嵌入していて、前記各ケージ用ガイドレール２の上下方向に延びる案内面に当接して回転する。前記複数のローラ６が前記各ケージ用ガイドレール２に係合することにより、前記ケージ３の水平方向の位置が規定され、前記ケージ３が、所定姿勢を保持したままで垂直方向に移動可能となっている。
【００１４】
前記ケージ用ガイドレール２，２の上端部２ｂ，２ｂ同士の間には、プーリ支持フレーム７が水平に架設されていて、該プーリ支持フレーム７には、二つの定滑車８，８が回転自在に支持されている。該各定滑車８に巻き掛けられた一本のロープ９の二つの自由端部９ａは、前記ケージ３側に接続され、前記ロープ９の中間部は、カウンタウエイト１０に回動自在に設けられた二つの動滑車１０ａ，１０ａまたは二本の固定軸に巻き掛けられている。前記カウンタウエイト１０は、上下方向に延びるその両側部を、同じく上下方向に延びる一対のカウンタウエイト用ガイドレール１１，１１によって案内されて、上下方向へ移動自在とされている。前記ケージ３には、前記カウンタウエイト１０の重量によって、前記ロープ９を介して、前記ケージ３自体の重量と釣り合う力が常に上向きに作用する。これにより、前記昇降駆動機構４に掛かる負荷が軽減されている。
【００１５】
前記カウンタウエイト１０と、前記カウンタウエイト用ガイドレール１１，１１と、の間には、それ自体周知の一対のキャッチ装置１０ｂ，１０ｂが介装されている。異常自体として前記ロープが切れた場合には、前記一対のキャッチ装置１０ｂ，１０ｂが作動して、前記カウンタウエイト１０が、前記カウンタウエイト用ガイドレール１１，１１に対して固定される。これにより、前記カウンタウエイト１０の落下が阻止される。
【００１６】
前記ケージ昇降駆動機構４は、前記ケージ３の移動方向に沿って固定されたねじ軸１２と、該ねじ軸１２と協働して前記ケージ３側に昇降駆動力を付与する昇降駆動部１３と、を備えている。
【００１７】
図２に示すように、前記昇降駆動部１３は、前記ねじ軸１２にねじ結合するナット１４と、該ナット１４を正逆回転駆動する中空軸モータ１５と、を備えている。正逆回転自在な前記中空軸モータ１５は、モータケース１６を含む固定子１７と、該固定子１７と磁気的に結合して該固定子１７の内部で回転駆動される中空回転子１８と、を備えている。そして、前記中空軸モータ１５は、前記モータケース１６を前記ケージ３側に防振的に固定されるとともに、前記中空回転子１８に前記ねじ軸１２を受け入れて、前記中空回転子１８が前記ナット１４へと駆動上連結されている。
【００１８】
本実施の形態では、前記ねじ軸１２として、台形ねじ軸を採用し、前記ナット１４として、前記台形ねじ軸に対してねじ結合する台形ねじナットを用いている。
【００１９】
前記台形ねじナット１４は、ナットケース１９と常に一体に回転するように該ナットケース１９に対して係合している。該ナットケース１９の上端部１９ａは、フランジ形継手２０を介して、前記モータケース１６から下方へ突出した前記中空回転子１８の下端部１８ａに連結されている。また、前記ナットケース１９は、前記台形ねじ軸１２と同心に配設された円筒状のナットハウジング２１の内部に、ベアリング２２，２３を介して、回転自在に支持されている。前記ナットハウジング２１は、互いに逆方向へ向けて水平に延びるハウジングアーム２４，２４を一体に備えている。該二本のハウジングアーム２４，２４の上面には、ゴム等からなる防振材２５，２５を介して、前記ケージ３側から前記台形ねじ軸１２側へ向けて水平に延び出した二本のケージフレーム２６，２６が固着されている。したがって、前記ケージ３は、前記ケージフレーム２６，２６と、前記防振材２５，２５と、前記ナットハウジング２１と、前記ベアリング２２，２３と、前記ナットケース１９と、を介して、前記台形ねじナット１４に連結されて支持されている。
【００２０】
また、前記ケージ３側には、前記ハウジングアーム２４，２４と、該ハウジングアーム２４，２４に連結固定された連結アーム２７，２７と、を介して、前記モータケース１６が連結固定されている。
【００２１】
本実施の形態では、前記台形ねじナット１４は、駆動ナット２８と、安全ナット２９と、から形成されている。前記駆動ナット２８は、その外周面において、上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を有し、前記駆動ナット２８の外周面に対応する形状の内周面を有する前記ナットケース１９に下方から嵌り込んでいる。このため、前記駆動ナット２８には、截頭円錐形状を有する下側の外周面において、前記ナットケース１９を介して、前記ナットハウジング２１を含む前記ケージ３側の荷重が作用する。この荷重によって截頭円錐形状の外周面において前記駆動ナット２８と前記ナットケース１９との間に生ずる摩擦力により、前記中空軸モータ１５の前記中空回転子１８の回転が、前記駆動ナット２８に伝達される。
【００２２】
前記駆動ナット２８には、結合ねじ３０を介して、前記安全ナット２９が、常に前記駆動ナット２８と一体に回転するように固定されている。
【００２３】
前記結合ねじ３０は、前記駆動ナット２８に形成された上下方向に延びる長孔３１を貫通して、前記安全ナット２９のねじ穴にねじ込まれている。また、前記駆動ナット２８と前記安全ナット２９との間には、上下方向に所定の間隔Ｓが設けられている。したがって、前記ナットケース１９を介して前記駆動ナット２８に作用する前記ケージ３側の荷重は、前記安全ナット２９には作用することがなく、前記台形ねじ軸１２の回りでの回転によって前記安全ナット２９のねじ部に生ずる摩耗は、前記台形ねじ軸１２の回りでの回転によって前記駆動ナット２８のねじ部に生ずる摩耗に比べて極めて少ない。このため、前記エレベータ１の長時間にわたる使用により前記駆動ナット２８のねじ部における摩耗が進行し、前記駆動ナット２８のねじ部のピッチに生じた誤差によって前記駆動ナット２８が下方へずれてしまった場合でも、前記駆動ナット２８と前記安全ナット２９とが上下方向に当接することにより、前記駆動ナット２８が前記ケージ３とともに過剰に下方へ移動してしまうことが阻止される。
【００２４】
前記安全ナット２９の下端外周部には、ベアリング３２を介して、ナットカバー３３が取り付けられている。該ナットカバー３３によって、前記駆動ナット２８及び前記安全ナット２９のねじ部に対して塵埃が付着することが防止される。
【００２５】
前記昇降駆動部１３には、前記中空軸モータ１５の作動時以外は常時前記固定子１７側に対して前記中空回転子１８を回転不能に固定するブレーキ装置３４が付設されている。該ブレーキ装置３４は、前記固定子１７側と前記中空回転子１８側との間に介装されていて、前記中空軸モータ１５の作動時以外は、常に前記中空回転子１８及び前記台形ねじナット１４を制動しており、前記中空軸モータ１５の作動時にのみ、前記中空回転子１８及び前記ナット１４の制動を解除する。
【００２６】
限定はされないが、本実施の形態では、前記ブレーキ装置３４は、図３に示すように、共通の水平なガイドロッド３５に案内されて互いに接近離間方向へと移動自在な一対のブレーキアーム３６，３６を備えている。該一対のブレーキアーム３６，３６は、前記ケージ３側に支持されていて、図２及び図３に示すように、常時は、その相互対向面側にそれぞれ固着されたブレーキ片３７，３７によって、前記中空軸モータ１５の前記中空回転子１８と前記ナットケース１９とを互いに連結する前記フランジ形継手２０の円筒状の外周面２０ａを締め付けて、前記中空回転子１８及び前記台形ねじナット１４側を制動している。
【００２７】
図３に示すように、前記一対のブレーキアーム３６，３６は、前記ガイドロッド３５との間に介装された一対のブレーキアーム付勢ばね３８，３８で、制動状態が維持されるように、互いに接近する方向へと常時付勢されている。そして、前記一対のブレーキアーム３６，３６の前記ブレーキ片３７，３７とは反対側の端部３６ａ，３６ａが、電磁石を含むブレーキアーム駆動源３９によって、前記一対のブレーキアーム付勢ばね３８，３８の付勢力に抗して、互いに離間する方向へと駆動されることにより、前記一対のブレーキアーム３６，３６が、前記ケージ３側へ固定された揺動中心軸４３，４３を中心として、互いに離間する方向へと揺動せしめられ、前記ブレーキ片３７，３７が、前記フランジ形継手２０の前記外周面２０ａを解放し、制動状態が解除されるようになっている。
【００２８】
なお、本実施の形態では、前記一対のブレーキアーム３６，３６が均等に開いたり閉じたりするように、該一対のブレーキアーム３６，３６同士を、前記モータケース１６に固着された縦軸４０を中心として水平回動する中央レバー４１と、該中央レバー４１の両端部に相対回動自在に枢支されるとともに前記各ブレーキアーム３６に相対回動自在に枢支された連結バー４２，４２と、で作動上互いに連結している。
【００２９】
以上のように、前記中空軸モータ１５を採用した前記エレベータ１によれば、前記固定子１７側と前記中空回転子１８側との間にコンパクトに前記ブレーキ装置３４を介装することができるので、安全性を確保しつつ、前記昇降駆動部１３の全体構成をコンパクトにせしめることができて、好適である。
【００３０】
以上のように構成される本実施の形態に係る前記エレベータ１において、前記固定子１７側を前記ケージ３側に固定された前記中空軸モータ１５が作動して、前記中空回転子１８が前記台形ねじ軸１２の回りで回転すると、前記フランジ形継手２０で前記中空回転子１８に連結された前記ナットケース１９を介して、前記台形ねじナット１４が、前記台形ねじ軸１２の回りで回転駆動されるとともに、前記台形ねじ軸１２の軸線方向へ直線的に移動する。そして、前記台形ねじナット１４には、前記ナットケース１９と、前記ベアリング２２，２３と、前記ナットハウジング２１と、前記ハウジングアーム２４，２４と、前記防振材２５，２５と、前記ケージフレーム２６，２６と、を介して、前記ケージ３が支持されているので、前記台形ねじナット１４の上下動に伴って、前記ケージ３が、前記ケージ用ガイドレール２，２に案内されてながら、前記所定の昇降路に沿って所定姿勢を保持したままで昇降する。
【００３１】
本実施の形態に係るエレベータ１によれば、従来の構成とは異なり、モータの駆動力をナットに伝達するための手段としてベルトを用いていないので、ベルト切れの心配がない。また、従来のベルト伝動に比べて、前記ケージ３の昇降駆動時の騒音や振動を大幅に低減せしめることができる。さらに、前記中空回転子１８が前記台形ねじ軸１２を受け入れて前記台形ねじナット１４に連結されていることから、前記中空回転子１８と前記台形ねじナット１４とが互いに同一の軸線を中心として回転するので、回転バランスがとれるほか、省スペース化に貢献できる利点もある。
【００３２】
また、本実施の形態では、前記ケージ３に、前記台形ねじナット１４に作用する前記ケージ３側の荷重を軽減せしめるカウンタウエイト１０を連結しているので、前記台形ねじ軸１２と前記台形ねじナット１４との間の摩擦が低減され、それらの損耗の度合いが小さくなり、好適である。また、前記ケージ３の昇降時における前記中空軸モータ１５への負荷が軽減されるので、該中空軸モータ１５の寿命も長くなるほか、該中空軸モータ１５として駆動力の小さいものを採用することができる利点もある。
【００３３】
本発明の他の実施の形態として、前記台形ねじ軸１２と前記台形ねじナット１４との組み合わせに代えて、ボールねじ軸と、該ボールねじ軸とねじ結合するボールねじナットと、の組み合わせを採用することもできる。このようにすれば、ねじ軸とナットとの間の摩擦が小さいので、それらの間の摩擦による発熱量を低減せしめることができて、一層好適である。
【００３４】
また、前記構成のブレーキ装置３４に代えて、前記固定子１７側と前記中空回転子１８側との間に、それ自体周知の構成のディスクブレーキ装置をコンパクトに介装することもできる。
【００３５】
さらに、前記中空軸モータ１５側と前記台形ねじ軸１２との間に、該台形ねじ軸１２に接触する清掃ブラシを設け、前記ケージ３の上下動時に、前記清掃ブラシによって、前記台形ねじ軸１２のねじ溝が自動的に清掃されるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るエレベータの全体概略斜視図である。
【図２】図１のエレベータの要部である昇降駆動部の縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
３ケージ
１２ねじ軸
１４ナット
１５中空軸モータ
１７固定子
１８中空回転子
３４ブレーキ装置

Claims

所定の昇降路に沿って上下動自在なケージと、該ケージの移動方向に沿って固定されたねじ軸と、該ねじ軸とねじ結合するナットと、該ナットを正逆回転駆動する中空軸モータと、を備え、該中空軸モータは、固定子側を前記ケージ側に固定されるとともに中空回転子に前記ねじ軸を受け入れて、前記中空回転子を前記ナットに駆動上連結されてなるエレベータであって、前記ナットは截頭円錐形状の外周面を有し、前記中空回転子側には前記ナットの前記外周面に対応する形状の内周面が形成され、前記ナットの前記外周面に対して前記中空回転子側の前記内周面が上から当接し、前記中空回転子側の前記内周面と前記ナットの前記外周面との摩擦接続により前記中空回転子側の回転が前記ナットに伝達される、エレベータ。
前記ナットはナットハウジングに回動自在に支持され、該ナットハウジングに前記ケージが連結されることにより、前記中空回転子には前記ケージの荷重がかからない構成とされている、請求項１に記載のエレベータ。
前記ナットは、一体に回転するように結合された駆動ナットと安全ナットとで構成され、前記安全ナットは前記駆動ナットとの間に間隔をおいて前記駆動ナットの下方に配置され、前記駆動ナットが截頭円錐形状の前記外周面を有している、請求項１又は２に記載のエレベータ。