JP4912526B2 - スクリュー式エレベータ用錘 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
この発明は、スクリューネジとナットとの相対的な回転により、ナットを支持したケージを昇降させるスクリュー式エレベータに用いられるスクリュー式エレベータ用錘に関する。
【0002】
【従来の技術】
人や貨物を搭載したケージを昇降させるエレベータとして、従来より、主としてロープ式エレベータ又は油圧式エレベータが用いられている。ロープ式エレベータは、滑車に掛けられたロープの両端のそれぞれにケージ及び錘を吊り下げ、モータの駆動によって滑車を正転又は逆転させることにより、滑車とロープとの間の摩擦力によってケージを昇降させる。また、油圧式エレベータは、ポンプから供給される圧油によって伸縮するダンパの動作をリンク機構を介してケージに伝達することにより、ケージを昇降させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロープ式エレベータでは、滑車とロープとの間に生じる摩擦力によって滑車の回転をロープに伝達してケージを昇降させるようにしているため、滑車とロープとの間に滑りを生じた際にケージの昇降速度が所定の速度を越え、ケージが最下階の停止位置よりも下方まで下降する場合があり、このような場合にはケージに過大な衝撃を作用させることなくケージの下降を停止させなければならない。このため、ロープ式エレベータでは、最下階の床面よりも下方に、緩衝機構を設置するためのピットと呼ばれるスペースを設ける必要があり、ピットを形成するための穴堀作業によってエレベータの設置工事が長期化するとともに、工事費用が高騰する問題がある。一方、油圧式エレベータでは、最下階の床面よりも下方に、油圧機構及びリンク機構からなる昇降機構を緩衝機構とともに設置するためのスペースが必要で、ロープ式エレベータと同様に設置工事の長期化、及び、工事費用の高騰を招く問題がある。
【0004】
そこで、台形ネジによりネジ部を構成したスクリューネジとナットとの相対的な螺合回転のみによるナットの上下移動によってケージを昇降させることが考えられる。この構成によれば、互いに螺合したスクリューネジとナットとのネジ部に生じる摩擦力がナットの回転に対する制動力として働くためにスクリューネジ又はナットに回転力が作用しない限りナットに作用するネジの軸方向の荷重のみによってはナットが移動することがないというセルフロック機能により、ケージから作用する荷重による下降速度の増加を確実に防止することがでる。また、ケージを昇降させるための機構をケージの側面のみに配置することができ、最下階の床面の下方に緩衝機構や昇降機構を配置するためのピットを形成する必要がなく、設置工事を短期化できるとともに、工事費用の低廉化を実現できる。
【0005】
一方、台形ネジによって構成されたネジ部において互いに螺合するスクリューネジとナットとの相対的な回転のみによるナットの上下移動によってケージを昇降させる構成では、ナットに作用するケージの荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになるため、ケージに対する負荷が大きくなるにしたがってスクリューネジとナットとを相対的に螺合回転させるために必要な駆動力も大きくなり、ケージを昇降させるための駆動源として十分に大きな容量のモータが必要とされ、コストの上昇を招く問題がある。
【0006】
また、比較的大きな負荷が作用している状態でケージの昇降が繰り返されるとネジ部の接触面に摩擦熱による過大な発熱を生じ、モータからナットに回転を伝達する駆動機構の周辺温度が上昇し、駆動機構を構成するベルトの寿命が短縮するとともに、駆動機構に設けられる速度検出センサ等の電子部品が誤作動を生じる問題がある。
【0007】
この発明の目的は、スクリューネジ及びナットを介してケージを昇降させる場合に、スクリューネジ及びナットのネジ部にケージから作用する荷重を軽減することにより、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットのネジ部の発熱量が過大になることを防止し、駆動機構におけるベルトの寿命の短縮化、及び速度検出センサ等の電子部品の誤作動を未然に防止することができるとともに、ケージを昇降させるために必要な駆動力を軽減してモータ容量の小型化を実現することができるスクリュー式エレベータ用錘を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【0009】
(1) 台形ネジでネジ部を構成したスクリューネジ及びガイドレールをケージの昇降方向に設置するとともに、スクリューネジに螺合するナット、ガイドレールに摺動する摺動体、ナットに接触するプーリを介してナットに回転力を供給するモータ、及び、ナットの回転速度が所定速度に一致するようにモータの駆動を制御する駆動制御部をケージに設け、駆動制御部によって駆動制御されるモータからナットに正逆両方向の回転を選択的に供給してケージをガイドレールに沿って昇降させるスクリュー式エレベータにおいて、
前記ナットは、外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、前記プーリに下方から外嵌し、前記下側の外周面の全周にわたって接触する前記プーリを介して前記ケージの荷重が作用し、
ガイドレールの上端に軸支した滑車に掛けられるとともに一端にケージを吊り下げたロープの他端に吊り下げられる錘であって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットの発熱状態と、ナット及びプーリの接触面の滑りの状態と、に基づいて重量を決定したことを特徴とする。
【0010】
この構成においては、ケージには滑車に掛けられたロープを介してケージよりも軽い錘の重量が上向きに作用する。したがって、ケージの重量から錘の重量を差し引いた荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになり、錘の重量分だけ摩擦力が低下して摩擦熱による発熱が低く抑えられる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も錘の重量分だけ減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が小さくなる。
【0011】
(2) 前記重量は、無負荷状態のケージの略50〜80%の重量であることを特徴とする。
【0012】
この構成においては、ケージには滑車に掛けられたロープを介して無荷重状態のケージの略50〜80%の重量が上向きに作用する。したがって、ケージの重量のうち略50〜20%の重量にケージの積載負荷を加えた荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになり、ケージを繰り返し昇降させた場合の摩擦熱による発熱を十分に低く抑える程度に摩擦力が低下する。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も無負荷状態のケージの略50〜80%減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が十分に小さくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施形態に係る錘が適用されるスクリュー式エレベータの構成を示す図である。また、図2は、同スクリュー式エレベータの平面図である。この発明の実施形態に係るスクリュー式エレベータ1は、垂直方向に昇降するケージ2の昇降路7内の一側面にガイドレール3a,3b、ガイドレール17a,17b及びスクリューネジ4を配置するとともに、ケージ2の上面にナット5及びモータ6を搭載している。ナット5は、スクリューネジ4に螺合し、ケージ2の上面において回転自在に支持されている。モータ6は、ナット5に対して正逆両方向の回転を選択的に供給する。ナット5は、モータ6から供給される回転により、その回転方向に応じてスクリューネジ4を上下方向に移動し、これにともなってケージ2が昇降路7内を昇降する。
【0014】
ガイドレール3a,3b、ガイドレール17a,17b及びスクリューネジ4は、長手方向を垂直方向にして設置されている。ガイドレール3a及び3bのそれぞれは、長手方向に一様なコの字型断面を呈し、それぞれの開放面が互いに対向している。ケージ2のガイドレール3a,3b及びスクリューネジ4に対向する側面には、複数の支持体21が突出している。各支持体21は、ローラ22を軸支している。複数のローラ22のそれぞれは、ガイドレール3a,3bの開放面から内部に嵌入しており、ガイドレール3a,3bの内周面に当接しつつ回転する。このようにローラ22がガイドレール3a,3bに嵌入することにより、昇降時におけるケージ2の水平方向の位置が規定されており、ケージ2はガイドレール3a,3bの長手方向に沿って昇降する。
【0015】
ガイドレール3a,3bの上端には滑車14a,14bが回転自在に支持されており、この滑車14a,14bのそれぞれにロープ15a,15bが掛けられている。ロープ15a,15bの一端は、ケージ2の上面に固定されている。ロープ15a,15bの他端は、錘16の上面に固定されている。この錘16は、両端をガイドレール17a,17bによって案内されて上下方向に移動自在にされている。錘16の重量は、ケージ2よりも軽量にされており、一例として無負荷状態のケージ2の重量の略60%にされている。したがって、ケージ2には、滑車14a,14bに掛けられたロープ15a,15bを介して錘16の重量が常に上向きに作用する。これによって、ケージ2からモータ6に作用する負荷、及び、スクリューネジ4のネジ部とナット5のネジ部とに生じる摩擦力は、錘16の重量分だけ低減される。
【0016】
図3は、上記スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナット及びモータの支持部を示す側面図及び平面図である。ケージ2の上面には、フレーム11を介してナット5及び2基のモータ6a,6bが支持されている。正逆両方向に回転可能な2基のモータ6a,6bのそれぞれの回転軸には上下2段のプーリ61a,61bが固定されている。一方、ナット5には同軸状に上下4段のプーリ51が一体にされている。プーリ61a,61bとプーリ51との間には、図2に示したベルト8a,8bが張架される。したがって、モータ6a,6bの回転軸の回転は、プーリ61a,61bからベルト8a,8bを介してプーリ51に伝達され、ナット5がプーリ51と一体的に回転する。
【0017】
なお、モータ6a,6bは常に同方向に回転する。2基のモータ6a,6bを備えているのは、ナット5に十分な回転トルクを供給するためであり、単一又は3基以上のモータを備えることもできる。
【0018】
図4は、上記スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナットの支持状態の詳細を示す側面断面図である。フレーム11の中央部に形成された円筒形状のケース12内においてケージ2の上面に支持されたナット5は、駆動ナット5aと安全ナット5bとによって構成されている。駆動ナット5aは外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、プーリ51に下方から嵌入している。プーリ51の外周面とケース12の内周面との間にはベアリング52〜54が配置されており、プーリ51はベアリング52〜54を介してケース12に回転自在に支持されている。
【0019】
駆動ナット5aには、截頭円錐形状を呈する下側の外周面においてプーリ51を介してフレーム11を含むケージ2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駆動ナット5aとプーリ51との間に生じる摩擦力により、プーリ51の回転が駆動ナット5aに伝達される。駆動ナット5aには、結合ネジ5cを介して安全ナット5bが一体的に固定されている。したがって、前述のモータ6a,6bからベルトを介してプーリ51に回転力が伝達されることにより、駆動ナット5aと安全ナット5bとが一体的に回転する。
【0020】
なお、結合ネジ5cは、駆動ナット5aに形成された上下方向の長孔を貫通して安全ナット5bのネジ穴に締結される。また、駆動ナット5aと安全ナット5bとの間には上下方向に所定の間隙が設けられている。したがって、プーリ51を介して駆動ナット5aに作用するケージ2の荷重は安全ナット5bには作用することがなく、スクリューネジ4との螺合によって安全ナット5bのネジ部に生じる磨耗は駆動ナット5aのネジ部に磨耗を生じる磨耗に比較して極めて少ない。このため、スクリュー式エレベータ1が長期間にわたって使用された際に駆動ナット5aのネジ部における磨耗が進行し、駆動ナット5aのネジ部のピッチに生じた誤差によって駆動ナット5aが下方に移動した場合にも、駆動ナット5aと安全ナット5bとが上下方向に当接することにより、駆動ナット5aがケージ2とともに過剰に下方に移動することを防止できる。
【0021】
駆動ナット5a、安全ナット5b及びスクリューネジ4のネジ部は台形ネジによって構成されており、その傾斜角は、プーリ51を介してケージ2から駆動ナット5aに作用する荷重の回転方向の分力が、駆動ナット5aのネジ部とスクリューネジ4のネジ部との間に生じる摩擦力よりも小さくなるように決定されている。したがって、駆動ナット5aは、荷重の作用のみによって回転を生じることがなく、荷重の作用によってケージ2の下降速度が上昇することもない。
【0022】
このように、駆動ナット5aのネジ部とスクリューネジ4のネジ部との間に生じる摩擦力によってケージ2の荷重を支えているため、ケージ2の昇降時における駆動ナット5aの回転により、駆動ナット5aのネジ部及びスクリューネジ4のネジ部に互いの摩擦による発熱を生じる。この発熱量は、駆動ナット5aのネジ部とスクリューネジ4のネジ部との間に生じるケージ2の荷重に応じた摩擦力に応じて増加する。したがって、ケージ2自体の重量が重い場合やケージ2の積載負荷が増え、ケージ2から駆動ナット5a及びスクリューネジ4のネジ部に作用する荷重が増加すると、このネジ部における発熱量が過大になり、プーリ51,61a,61bとともに回転力の伝達機構を構成するベルト8a,8bの寿命が短くなるとともに、これらの近傍に配置されるセンタ等の部品に誤作動を生じる。
【0023】
そこで、この発明では、ケージ2の上面に滑車14a,14bに掛けられたロープ15a,15bを介して錘16の重量を上向きに作用させ、ケージ2から駆動ナット5a及びスクリューネジ4のネジ部に作用する荷重を軽減し、このネジ部に生じる発熱量を低く抑えている。これによって、駆動ナット5a及びスクリューネジ4のネジ部における発熱量が過大になることがなく、ベルト8a,8bの寿命の短縮化、及び、センタ等の部品に誤作動を未然に防止することができる。これとともに、ケージ2の昇降時におけるモータ5a,5bの負荷も軽減され、モータ5a,5bに要求される駆動力も低下する。これによって、モータ5a,5bを容量のより小さなモータによって構成することができ、コストダウンを実現できる。
【0024】
なお、上述のように、錘16の重量としては、積載負荷のない無負荷状態のケージ2の重量の略60%程度が適当である。この値は、実験により決定したものである。この実験結果を図5に示す。図5は、600kgの負荷を積載した自重710kgのケージ2を錘16の重量を変化させて繰り返し昇降させた場合におけるケース12の温度(ナットケース温度)を測定した結果を示している。錘16の重量をケージ2の自重の約30%である220kgとした場合には、図5(A)に示すように、40回を越えてケージ2を昇降させるとナットケース温度が90°Cを越える。ナットケース温度が90°Cを越えると、伝達機構におけるベルト8a,8bやセンサの周辺温度が85°Cを越え、ベルト8a,8bの寿命が極端に短くなるとともに、センサが誤作動を生じ易くなる。これに対して、錘16の重量をケージ2の自重の約60%である440kgとした場合には、図5(B)に示すように、ケージ2の繰り返し昇降回数が40回を越えてもナットケース温度が90°Cを越えることがなく、ベルト8a,8bの寿命が著しく短縮したり、センサに誤作動を生じることがない。
【0025】
ここで、スクリューネジ4及び駆動ナット5aを用いたスクリュー式エレベータでは、スクリューネジ4と駆動ナット5aとに常に摩擦を生じていることが必要であり、このためには錘16の重量はケージ2の自重よりも軽量であることが条件となる。一方、ケージ2からスクリューネジ4及び駆動ナット5aのネジ部に作用する荷重を軽減し、このネジ部に生じる発熱量を低く抑えるためには、錘16の重量が重いほど効果的である。したがって、錘16の重量をケージ2の自重に略等しくすることも考えられる。
【0026】
ところが、錘16の重量とケージ2の自重との差が小さくなるにしたがって、ケージ2の昇降動作の変動時に駆動ナット5aとプーリ51との接触面に滑りを生じ易くなり、ケージ2を確実に昇降させることができなくなる可能性が高くなる。このため、錘16の重量は、ケージ2の自重に極端に近づけるべきではない。
【0027】
その一方、駆動ナット5aとプーリ51との接触面における滑りの発生は、エレベータの駆動部を除く部分における機械的な抵抗を低減させてケージ2の昇降動作を円滑化することにより抑制することができる。実験によれば、機械的な抵抗が理想的な状態では、錘16の重量をケージ2の自重の80%程度まで増加させても駆動ナット5aとプーリ51との接触面に滑りを発生しなかった。
【0028】
また、図5の実験結果は、現実の使用状況を越える過大な繰り返し昇降回数において、駆動部の周辺温度が90°Cに近づくことを示しており、現実の使用状況下では、錘16の重量をケージ2の自重の50%程度まで軽減しても、駆動負荷の軽減化、及び、発熱量の低減化に効果があると考えられる。
【0029】
これらのことから、錘16の重量としては、ケージ2の自重の略50%〜80%程度の範囲に設定すべきであると考えられるが、各部の経時変化による機械的な抵抗の増加や外部温度等の環境条件の変動を考慮して、上記範囲の中間値であるケージ2の自重の60%程度がより好ましい。錘16の重量をこの値に設定しておくことで、各部の経時変化による機械的な抵抗の増加や外部温度等の環境条件の変動だけでなくケージ2の形状の多少の変化等にも対応でき、ケージ2の形状が多少変化しても錘16の重量を変更する必要がなく、形状の異なる複数種類のケージ2について単一の錘16を用いることができる。
【0030】
また、安全ナット5bの外周部には、ベアリング55を介してナットカバー56が取り付けられている。ナットカバー56は、駆動ナット5a及び安全ナット5bのネジ部に対する塵埃の付着を防止する。
【0031】
さらに、駆動ナット5aの上面には、図外の取付ネジを介してスリット円板57が同軸状に取り付けられている。したがって、スリット円板57は駆動ナット5aと一体的に回転する。また、カバー12の上面に固定されたナットカバー13には、スリット円板57の上面に対向するフォトセンサ58a,58bが固定されている。スリット円板57には複数のスリットが円周方向において等間隔に形成されており、フォトセンサ58a,58bはスリット円板57に形成されたスリットを介して駆動ナット5aの回転を光学的に検出する。
【0032】
図6は、上記スクリュー式エレベータにおけるモータの駆動部の構成を示すブロック図である。この発明の実施形態に係るスクリュー式エレベータ1は、モータ6a,6bの駆動回路9を備えている。駆動回路9は、インバータ9a、ガバナ回路9b、異常検出回路9c及び停止スイッチ9dを含む。インバータ9aは、フォトセンサ58aの検出信号におけるスリットの検出パルスの周波数が予め設定された所定周波数faとなるようにモータ6a,6bに供給する交流電源の周波数を調整する。これによって、モータ6a,6bは、駆動ナット5aが所定速度で回転するように駆動され、駆動ナット5aは所定速度とネジ部のピッチとによって定まる所定速度でスクリューネジ4を上下方向に移動する。
【0033】
ガバナ回路9bは、フォトセンサ58aの検出信号におけるスリットの検出パルスの周期が予め設定された基準周波数ftを越えた際に、インバータ9a又はモータ6a,6bに異常を生じたと判断し、インバータ9aとモータ6a,6bとの間に配置された停止スイッチ9dによりモータ6a,6bに対する電源ラインを切断する。なお、基準周波数ftの値としては、インバータ9aによる周波数制御のオーバシュートを考慮して所定周波数faより高い値が設定される。
【0034】
異常検出回路9cは、インバータ9aからモータ6a,6bに電源が供給されている状態で、フォトセンサ58bの検出信号にスリットの検出パルスが出現しない場合に、ベルト切れ又はモータ6a,6bにおける異常を発生したと判断し、停止スイッチ9dによりモータ6a,6bに対する電源ラインを切断する。
【0035】
また、ガバナ回路9b又は異常検出回路9cは、異常の発生を検出した際に、昇降路7の外部に配置されている制御盤の表示部10a、及び、ケージ2の内部に配置されている操作パネルの表示部10bにその旨を表示する。
【0036】
以上の構成により、上記の実施形態に係るスクリュー式エレベータ1では、駆動回路9における周波数制御によってモータ6a,6bが駆動され、モータ6a,6bの回転がプーリ51を介して伝達されることにより、ケージ2の上面に支持された駆動ナット5aが所定の回転速度で回転し、この回転速度とネジ部のピッチとによって定まる所定の移動速度で昇降路7の側面に配置されたスクリューネジ4を上下方向に移動し、これにともなって、ケージ2がガイドレール3a,3bに沿って所定速度で昇降する。したがって、ケージ2の昇降動作に必要な部材の全てがケージ2の上面、及び、昇降路7の側面に配置され、ケージ2の下方に昇降機構を配置する必要がない。
【0037】
また、駆動ナット5aは、ネジ部の傾斜角を適当に選択することにより、ケージ2から作用する荷重のみによって回転を生じることがないため、駆動回路9又はモータ6a,6bに異常を生じない限りケージ2の下降速度が増加することはない。また、駆動ナット5aのネジ部の磨耗が進行した場合にも駆動ナット5a及びケージ2の落下が安全ナット5bによって防止される。さらに、駆動回路9又はモータ6a,6bの異常によって駆動ナット5aの回転速度が上昇した場合には、ガバナ回路9bによってモータ6a,6bに対する電源ラインが切断され、モータ6a,6bの回転が停止する。このため、ケージ2の下降速度が過剰に上昇することはなく、ケージ2の最下階における停止位置の下方に緩衝機構を配置する必要がない。
【0038】
これらのことから、上記の実施形態に係るスクリュー式エレベータ1では、最下階の床面の下方に昇降機構や緩衝機構を設置するために十分な深さのピットを形成するための穴堀作業を行う必要がなく、設置工事を簡略化して工事期間を短縮することができるとともに、工事費用の低廉化を図ることができる。
【0039】
図7は、上記スクリュー式エレベータに備えることができる検出手段及び制動手段の構成を示す平面図及び側面図である。スクリュー式エレベータ1のケージ2においてスクリューネジ4に対向する側面から延出した2本のアーム21のそれぞれには、シャフト22の両端部が支持されている。2本のアーム21のそれぞれは2本のガイドレール3a,3bの間においてガイドレール3a,3bに近接する位置に延出している。シャフト22の両端部においてアーム21の外側に突出した部分には、偏心カム23が固定されている。この偏心カム23においてガイドレール3a,3bの背面に所定の間隙を設けて対向する周面は、ローレット加工等によって粗面化されている。さらに、2本のアーム21のそれぞれには、コの字型断面形状を呈するガイドレール3a,3b内に遊嵌するシュー24が固定されている。
【0040】
シャフト22の周面において2本のアーム21の間に位置する部分には、レバー25が固定されている。したがって、シャフト22、偏心カム23及びレバー25は、2本のアーム21に支持されて一体的に回転する。シャフト22の両端近傍に固定された係止部材22aには、下端をアーム21の一部に係止したコイルスプリング26の上端が係止されている。係止部材22aの一部には図外のストッパが当接しており、コイルスプリング26はストッパによって伸長した状態に保持されている。レバー25にはソレノイド28のアクチュエータ28aが係合している。図外のソレノイド駆動回路から出力される駆動信号によってソレノイド28を駆動すると、アクチュエータ28aが矢印A方向に移動し、レバー25をシャフト22の回転軸を中心として矢印B方向に回転させるとともに、係止部材22aに対するストッパの当接状態を解除する。これによって、コイルスプリング26の収縮方向の弾性力がレバー25の矢印B方向の付勢力として作用する。
【0041】
2本のアーム21のそれぞれには、光電センサ29を構成する投光素子29a及び受光素子29bが取り付けられている。光電センサ29の投光素子29a及び受光素子29bは、ナット5の下方においてスクリューネジ4に対向する。したがって、スクリューネジ4が適正な位置に存在する場合には、投光素子29aから照射された光はスクリューネジ4に遮られて受光素子29bに受光されない。これに対して、スクリューネジ4が適正な位置に存在しない場合には、投光素子29aから照射された光はスクリューネジ4に遮られることなく受光素子29bに受光される。したがって、受光素子29bの出力信号に基づいて、スクリューネジ4が適正な位置に存在するか否かを検出できる。
【0042】
ソレノイド28のソレノイド駆動回路は、光電センサ29の受光素子29bが投光素子29aから照射された光の受光信号を出力した際に、ソレノイド28に対して駆動信号を出力する。即ち、ナット5の下方にスクリューネジ4が適正に存在しなくなった時にソレノイド駆動回路からソレノイド28に駆動信号が出力され、ソレノイド28のアクチュエータ28aが矢印A方向に移動し、アクチュエータ28aの動作、及び、コイルスプリング26の収縮方向の弾性力によってレバー25がシャフト22及び偏心カム23と一体的に矢印B方向に回転する。偏心カム23は、ソレノイド28が駆動されていない状態では径が最も小さい部分の周面でガイドレール3a,3bの背面に対向しており、ソレノイド28の駆動によって矢印B方向に回転することにより周面においてガイドレール3a,3bの背面に対向する部分の径が徐々に大きくなる。
【0043】
偏心カム23が矢印B方向に所定の回転角度まで回転した際に偏心カム23の周面においてガイドレール3a,3bの背面に対向する部分の半径とソレノイド28が駆動されていない状態でガイドレール3a,3bの背面に対向していた部分の半径との差が、小径部の周面がガイドレール3a,3bの背面に対向している状態(ソレノイド28の非駆動時)における偏心カム23の周面とガイドレール3a,3bの背面との間隙、及び、シュー24の背面とガイドレール3a,3bの内面との間隙の和よりも大きくなる。したがって、ソレノイド28が駆動されて偏心カム23が矢印B方向に回転していくと、偏心カム23の周面がガイドレール3a,3bの背面に当接した後、偏心カム23の周面とシュー24の背面との間にガイドレール3a,3bが挟持され、偏心カム23の周面及びシュー24の背面とガイドレール3a,3bとの間に生じる摩擦抵抗が制動力としてケージ2に作用する。
【0044】
以上の構成において、シャフト22、偏心カム23、シュー24、レバー25、コイルスプリング26、ソレノイド28及び図外のソレノイド駆動回路がこの発明の制動手段に相当し、光電センサ29が同じく検出手段に相当する。この構成により、スクリューネジ4が破損等を生じ、ナット5が螺合すべきスクリューネジ4がナット5の下方の適正な位置に存在しなくなった場合には、検出手段が状態を検出して制動手段が動作し、ケージ2に制動力が作用するため、ケージ2の自由落下を防止して重大な事故の発生を未然に防止することができる。
【0045】
なお、この発明の制動手段は、検出手段がナット5の下方の適正な位置にスクリューネジ4が存在しない状態を検出した時にガイドレール3a,3bとの摩擦係合によってケージ2に制動力を作用させるものであることを条件として種々の構成をとることができ、図7に示した構成に限るものではない。
【0046】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【0047】
(1) ケージには滑車に掛けられたロープを介してケージよりも軽い錘の重量を上向きに作用させることにより、ケージの重量から錘の重量を差し引いた荷重をスクリューネジのネジ部とナットとのネジ部との接触面における摩擦力によって支えるようにし、錘の重量分だけ摩擦力が低下して摩擦熱による発熱を低く抑えることができる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も錘の重量分だけ減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が小さくなる。これによって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットのネジ部の発熱量が過大になることを防止し、モータの回転をナットに伝達する伝達機構を構成するベルトの寿命の短縮化、及び、伝達機構に設けられたセンサの誤作動の発生を確実に防止できるとともに、ケージを昇降させるために必要な駆動力を軽減してモータ容量の小型化を実現することができる。
【0048】
(2) ケージには滑車に掛けられたロープを介して無荷重状態のケージの略50%〜80%の重量を上向きに作用させることにより、ケージの重量のうち略50%〜20%の重量にケージの積載負荷を加えた荷重をスクリューネジとナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えるようにし、摩擦熱による発熱を十分に低く抑える程度に摩擦力を低下させることができる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷を無負荷状態のケージの略50%〜80%減少させることができ、ケージの昇降に必要とされるモータの容量を十分に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る錘を適用したスクリュー式エレベータの構成を示す図である。
【図2】同スクリュー式エレベータの平面図である。
【図3】同スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナット及びモータの支持部を示す側面図及び平面図である。
【図4】同スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナットの支持状態の詳細を示す側面断面図である。
【図5】同スクリュー式エレベータにおける錘の重量を決定するための実験結果を示す図である。
【図6】同スクリュー式エレベータにおけるモータの駆動部の構成を示すブロック図である。
【図7】同スクリュー式エレベータに備えることができる制動手段及び検出手段の構成を示す平面図及び側面図である。
【符号の説明】
1−スクリュー式エレベータ
2−ケージ
3a,3b−ガイドレール
4−スクリューネジ
5−ナット
5a−駆動ナット
5b−安全ナット
6a,6b−モータ
7−昇降路
8a,8b−ベルト
9−駆動回路
14a,14b−滑車
15a,15b−ロープ
16−錘
22−シャフト(制動手段)
23−偏心カム(制動手段)
24−シュー(制動手段)
25−レバー(制動手段)
26−コイルスプリング(制動手段)
28−ソレノイド(制動手段)
29−光電センサ(検出手段)
58a,58b−フォトセンサ(回転検出手段)
Claims (2)
- 台形ネジでネジ部を構成したスクリューネジ及びガイドレールをケージの昇降方向に設置するとともに、スクリューネジに螺合するナット、ガイドレールに摺動する摺動体、ナットに接触するプーリを介してナットに回転力を供給するモータ、及び、ナットの回転速度が所定速度に一致するようにモータの駆動を制御する駆動制御部をケージに設け、駆動制御部によって駆動制御されるモータからナットに正逆両方向の回転を選択的に供給してケージをガイドレールに沿って昇降させるスクリュー式エレベータにおいて、
前記ナットは、外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、前記プーリに下方から外嵌し、前記下側の外周面の全周にわたって接触する前記プーリを介して前記ケージの荷重が作用し、
ガイドレールの上端に軸支した滑車に掛けられるとともに一端にケージを吊り下げたロープの他端に吊り下げられる錘であって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットの発熱状態と、ナット及びプーリの接触面の滑りの状態と、に基づいて重量を決定したことを特徴とするスクリュー式エレベータ用錘。 - 前記重量は、無負荷状態のケージの略50〜80%である請求項1に記載のスクリュー式エレベータ用錘。
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