JP5325753B2 - ダブルデッキエレベータ - Google Patents

Description

本発明は、ダブルデッキエレベータに係り、特にねじ機構を用いた階高調整機構を有するダブルデッキエレベータの改良に関するものである。

輸送能力向上や占有面積削減の観点からダブルデッキエレベータが用いられることが増えている。ダブルデッキエレベータには階高調整機能を有するものとそうでないものがあるが、意匠の面で他の階と高さの異なる階（例えば１階ロビーなど）を設ける建物も多く、こうした建物にダブルデッキエレベータを設置する際には階高調整機能が必要となる。

階高調整機能を有するダブルデッキエレベータとしては、特許文献１のような例がある。特許文献１では、ねじ機構を用いて上側のかご（上かご）と下側のかご（下かご）との間の距離を調整している。上かごを支持するねじ軸と下かごを支持するねじ軸は、例えば右ねじと左ねじというように逆ねじに構成されており、上下かごの重量によりねじ軸に作用するトルクが互いに相殺されることになる。これより階高調整のための駆動力が低減され、駆動モータの小型化、省電力化を図ることが可能である。

特開２０００−３４４４４８号公報

特許文献１のようにねじ機構を用いて階高調整を行うことは有効である。しかし、ねじ軸あるいはナット部材の交換は容易ではなく、ねじ機構の寿命が短いと保守作業の負担が大きくなる。そのため、ねじ機構の長寿命化が重要である。

ねじ機構を長寿命化する方法の一つとして、ねじ軸の径を大きくするなどの、より大きなねじ機構を用いることが考えられるが、重量や設置スペースの増加などの課題がある。
従来と同じ大きさのねじ機構を用いて長寿命化を図るためには、かごを支持する複数のねじ軸に作用する支持荷重を均等化することが考えられる。一部のねじ軸にのみ大きな支持荷重が作用しているような状況では、そちらのねじ軸への負担が大きくなり寿命が減少するからである。
ところで、一つのかごを支持するねじ機構の支持荷重を均等化するには、差動歯車機構などを用いることが考えられる。しかし、ダブルデッキエレベータの場合、上下のかごのそれぞれにねじ機構が配置され、各ねじ機構にそれぞれ２本のねじ軸を配したとすれば、そのなかで最も支持荷重が大きくなるねじ軸の寿命が最も短くなるので、その最大支持荷重がダブルデッキエレベータにおける階高調整機構の寿命を決定することになる。

本発明はねじ機構を用いた階高調整機構を有するダブルデッキエレベータの特殊性に鑑みて成されたもので、その第一の目的とするところは、ねじ機構における支持荷重の最大値を抑制し、階高調整機構の更なる長寿命化に向けて発展可能なダブルデッキエレベータを提供することにある。

本発明の第二の目的は、ねじ機構における支持荷重を積極的に均等化し、長寿命化に好適なダブルデッキエレベータを提供することにある。

本発明の第三の目的は、階高調整の際の省動力化に優れ、かつ長寿命化が可能なダブルデッキエレベータを提供することにある。

本発明のその他の目的は、以下述べる実施の態様で詳述する。

上記第一の目的を達成するための本発明の第一の特徴は、上下に配置された二つのかごを有し、上かごと下かごとの間隔を調整可能なダブルデッキエレベータにおいて、前記上かごと前記下かごはそれぞれねじ機構によって駆動され、前記上かごのねじ機構を構成する２本のねじ軸と前記下かごのねじ機構を構成する２本のねじ軸とは、軸回りの回転動力を伝達し、軸方向の相対移動を許容する連結機構を介して接続することにある。

これにより、かごの駆動に必要な軸周りの回転動力は下かごに伝達しつつ、軸方向のスラスト力の伝達が上下のかご間で緩和されるので、例えば上かごに偏荷重が作用しても、ねじ軸の微小変位（ひずみ）による上かごの支持位置の微動によってその偏荷重が緩和され、ねじ機構に作用する最大荷重を抑制することができる。加えて、上記軸方向のスラスト力の伝達を上下のかご間で緩和できる点を利用することで、次に述べるような支持荷重の均等化階高調整の際の動力低減を可能とし、長寿命かつ省動力なダブルデッキエレベータへの発展を可能にすることができる。

上記第二の目的を達成するための本発明の第二の特徴は、上記本発明の第一の特徴に加えて、上かご又は下かごの上記ねじ機構に、スラスト力の大小関係により、スラスト力の大きい方のねじ軸が軸方向に下降し、スラスト力の小さい方のねじ軸が軸方向に上昇するよう、２本のねじ軸に作用するスラスト力を互いに伝達し合う部材を介して前記２本のねじ軸の間を連結した構成を有する支持荷重均等化機構を備えることにある。

これにより、軸方向のスラスト力の伝達が上下のかご間で緩和されている第一の特徴を利用し、上記支持荷重均等化機構の作用によって、上かご又は下かごのねじ機構に作用する支持荷重を積極的に均等化することができる。

上記第三の目的を達成するための本発明の第三の特徴は、上記本発明の第一又は第二の特徴に加えて、上かご及び下かごの上記ねじ機構を、かごを支持するナット部材とねじ軸との間の荷重伝達に転動体を用いた転がりねじ機構で構成することにある。

これにより、ねじ機構の長寿命化を図りつつ、上記転がりねじ機構の作用で摩擦損失を低減し、回転運動を直動運動に変換する際の機械効率である正効率と、直動運動を回転運動に変換する際の機械効率である逆効率を高くすることで、上かごを駆動するねじ機構のねじ軸と下かごを駆動するねじ機構のねじ軸を、例えば右ねじと左ねじというように逆ねじに構成していれば、上かごと下かごの重量を相殺することができ、階高調整の際の必要動力は上かごと下かごの積載重量の差分を昇降する分の動力となり、省動力化を実現することができる。

以上述べた特徴の他、以下述べる実施の形態では実用化に向けた工夫を開示しているが、それらの特徴については実施の形態の中で詳述する。

本発明によれば、ねじ機構を用いた階高調整機構を有するダブルデッキエレベータにおいて、ねじ機構における支持荷重の最大値を抑制して長寿命化することが可能となり、支持荷重均等化機構と組み合わせることで積極的に支持荷重を均等化し、更にはねじ機構を転がりねじ機構とすることで駆動効率も向上することで、保守作業を軽減しつつ、長寿命で高効率のダブルデッキエレベータを実現することができる。

本発明を適用するエレベータ設置箇所付近の壁及び床の一部を示す図である。 本発明に係るダブルデッキエレベータの階高調整の概要を示す図である。 本発明の一実施例であって、ダブルデッキエレベータと階高調整機構の斜視図である。 図３の階高調整機構の部分拡大図である。 図３のジンバル機構の構成図である。 図３のオルダム継手の構造図である。 図３の支持荷重均等化機構の正面図である。 図３の支持荷重均等化機構の部分斜視図である。 図３の偏荷重防止機構の展開図である。 本発明の第２の実施形態に係る差動歯車機構の駆動部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るねじ軸の連結部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る支持荷重均等化機構の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。尚、以下述べる実施の形態では、本発明の第一の特徴に加えて、第二及び第三の特徴をも適用した例を挙げて説明するが、個々の特徴を個別に実現することが出来、またこれらの実施例に限るものでないことは言うでもない。

図１〜図９は本発明の一実施例であって、第１の実施の形態を示すものである。

図１は本発明のダブルデッキエレベータが設置される建物の、エレベータ乗り場付近の壁及び床の一部分を図示したものである。建物９はそれぞれの階に床９１を備え、またそれぞれの階にエレベータに乗りこむためのフロア側のドア９２を備えている。建物９は、１階の階高が他の通常階より高くなっており、例えばダブルデッキエレベータの下かごが１階に、上かごが２階にそれぞれ停止する場合と、下かごが５階に、上かごが６階にそれぞれ停止する場合とでは、上かごと下かごの間隔が異なることになる。

図２は、図１に示した建物９と、建物９に設置されているダブルデッキエレベータ１を図示したものである。図２におけるダブルデッキエレベータ１は、外枠１２、上かご１３ａ、下かご１３ｂ、ガイドローラ１７を有しており、ガイドローラ１７は外枠１２に設置されている。ダブルデッキエレベータ１はガイドローラ１７が建物９の昇降路内に設置されたメインレール１１に係合し、メインレール１１に沿って昇降路内を昇降する。

図２（ａ）はダブルデッキエレベータ１の下かご１３ｂが１階に、上かご１３ａが２階にそれぞれ停止している様子を示している。また、図２（ｂ）はダブルデッキエレベータ１の下かご１３ｂが５階に、上かご１３ａが６階にそれぞれ停止している様子を示している。図に示すように、階高の異なる停止階にダブルデッキエレベータ１が停止する際に、上かご１３ａと下かご１３ｂの間の距離が調整される。

図３は、本発明の第一の実施の形態であるダブルデッキエレベータ１を図示したものである。図３（ａ）はダブルデッキエレベータ１を、図３（ｂ）はダブルデッキエレベータ１のうち階高調整装置２のみをそれぞれ示している。ダブルデッキエレベータ１は、主に、外枠１２、上かご１３ａ、下かご１３ｂ、上かご１３ａに設置されたガイドシュー１６ａ、下かご１３ｂに設置されたガイドシュー１６ｂ、外枠１２に設置され上かご１３ａを案内する内側レール１５ａ、外枠１２に設置され下かご１３ｂを案内する内側レール１５ｂ、外枠１２に設置されたガイドローラ１７、及び階高調整装置２を有している。ガイドシュー１６ａ及び１６ｂはそれぞれ内側レール１５ａ及び１５ｂにそれぞれ係合しており、したがって上かご１３ａ及び下かご１３ｂは内側レール１５ａ及び１５ｂに沿って外枠１２内で上下に移動することができる。

階高調整装置２は、図３（ｂ）に示すように、上かご１３ａを支持するねじ機構を構成するねじ軸４ａ及び４ｃとそれぞれに螺合するナット部材６ａ及び６ｃ（図４）、下かご１３ｂを支持するねじ機構を構成するねじ軸４ｂ及び４ｄとそれぞれに螺合するナット部材６ｂ及び６ｄ（図４）、ねじ軸４ａ及び４ｃ上部端に設置されたジンバル機構３、上かご１３ａ及び下かご１３ｂの下部にそれぞれ設置された床板１４ａ及び１４ｂ、ナット部材と床板との間にそれぞれ設置された偏荷重防止機構５、ねじ軸４ａと４ｂの間及びねじ軸４ｃと４ｄの間に設置されたオルダム継手７、ねじ軸４ａと４ｂを歯車を介して回転させかごを上下に駆動する駆動モータ２１ａ、ねじ軸４ｃと４ｄを歯車を介して回転させかごを上下に駆動する駆動モータ２１ｂ、下かご１３ｂを支持するねじ機構の支持荷重を均等化する荷重均等化機構８、を有している。

階高調整装置２は、駆動モータ２１ａ及び２１ｂによってねじ軸を回転させ、ナット部材に接続された床板１４ａ及び１４ｂを上下に駆動することで、床板１４ａ及び１４ｂがそれぞれ設置されている上かご１３ａ及び下かご１３ｂを上下に駆動し、上下かご間の距離を調整するものである。これにより、階高調整機能付きのダブルデッキエレベータを構成している。

図４は階高調整装置２の部分拡大図であり、図４（ａ）は正面図を、図４（ｂ）は左側面図をそれぞれ示している。ねじ軸４ａと４ｂ、及び、ねじ軸４ｃと４ｄは、それぞれ片方が右ねじでもう片方が左ねじというように、逆ねじで構成されている。このため、駆動モータ２１ａ及び２１ｂでねじ軸を回転させると、上かご１３ａが重力に逆らって上向きに駆動されるときは下かご１３ｂは重力によってねじ軸４ｂ、４ｄを回転させながら降下する。このとき、ねじ軸４ｂ、４ｄの回転方向は、ねじ軸４ａ、４ｃが上かご１３ａを上向きに駆動する時の回転方向と同一である。したがって、下がご１３ｂが重力によってねじ軸４ｂ、４ｄを回転させ、その回転によっても上かご１３ａは上向きに駆動されることとなる。このため、駆動モータ２１ａ、２１ｂが発生させる駆動力は上かご１３ａを単体で駆動する場合よりも小さくて済み、結果として大型の駆動モータを搭載する必要がない。下かご１３ａが上向きに駆動される場合も同様に、上かご１３ａが重力によってねじ軸４ａ、４ｃを回転させ、この回転が下かご１３ｂを駆動する力の一部となる。このような構成により、駆動モータ２１ａ、２１ｂにより上下かごを近づけたり離したりすることができ、上下かご間の距離を調整することができる。このようにして、階高調整装置２により階高調整機能を持つダブルデッキエレベータが構成される。

駆動モータ２１ａ及び２１ｂが発生した駆動力は、歯車とジンバル機構３を介してねじ軸４ａ及び４ｃに伝わる。ねじ軸４ａ及び４ｃの駆動力はナット部材６ａ及び６ｃ、偏荷重防止機構５を介して床板１４ａに伝わり、床板１４ａが設置される上かご１３ａを駆動することになる。また、ねじ軸４ａ及び４ｃまで伝わった駆動力は、ナット部材６ａ及び６ｃへ伝わると同時にオルダム継手７にも伝わる。オルダム継手７へ伝わった駆動力は、支持荷重均等化機構８を介してねじ軸４ｂ及び４ｄに伝わり、ナット部材６ｂ及び６ｄ、偏荷重防止機構５を介して床板１４ｂと床板１４ｂに設置された下かご１３ｂを駆動する。

図５はジンバル機構３を図示したものであり、図５（a）は組立て図、図５（ｂ）は展開図である。ジンバル機構３は、直交する２組の回転軸３４、３５を有し、中間部材３３にそれぞれの回転軸３４，３５が支持されている。また、回転軸３４によりジンバル枠３１が，回転軸３５によりジンバル枠３２がそれぞれ支持されることによって、ジンバル枠３１と３２とは相対的に任意の方向へ傾斜可能となる。ジンバル枠３１に回転シャフトを、ジンバル枠３２にねじ軸４ａ（または４ｃ）をそれぞれ接続することにより、回転シャフトに対してねじ軸４ａは回転軸３４と３５の２組の軸の仮想的な交点を中心に揺動可能となる。

図６はオルダム継手７を図示したものである。オルダム継手７は互いに直角方向となる向きに設けられた２組の凹部を持つ中間部材７３と、中間部材７３の２組の凹部にそれぞれ係合する凸部を持つ係合部材７１、７２を有する。係合部材７１が軸回りに回転すると、係合部材７１の凸部と中間部材７３の凹部とが接触し中間部材７３も同様に回転する。中間部材７３が回転すると、中間部材７３の凹部と係合部材７２の凸部とが接触し、係合部材７２も同様に回転する。また、係合部材７１、７２の凸部と中間部材７３の凹部とは軸方向に隙間があり、軸方向の力を伝達しないようになっている。このため、係合部材７１と係合部材７２とは、回転運動のみ伝達し、軸方向の力、即ちスラスト力を伝達しない構成となっている。さらに、係合部材７１、７２は中間部材に対して凹部に沿う形で半径方向へ移動でき、移動したとしても回転運動は伝達できる。これにより、係合部材７１と７２の回転軸が半径方向にずれていても、回転運動が伝達される。

係合部材７１に上かご１３ａを駆動するねじ機構のねじ軸４ａ（または４ｃ）が接続され、係合部材７２に下かご１３ｂを駆動するねじ機構のねじ軸４ｂ（または４ｄ）が接続され、加えてねじ軸４ａ（または４ｃ）とねじ軸４ｂ（または４ｄ）はそれぞれ外枠の上枠部１８と中間枠部１９にスラスト軸受を介して回転支持されている。この構成によれば、ねじ軸４ａ（または４ｃ）に作用する支持荷重は上枠部１８が、ねじ軸４ｂ（または４ｄ）に作用する支持荷重は中間枠部１９が、それぞれ支持することになり、ねじ軸４ａ（または４ｃ）とねじ軸４ｂ（または４ｄ）とは軸方向の支持荷重を伝達せず、ねじ軸回りの回転トルクのみを伝達することとなる。また、ねじ軸４ａ（または４ｃ）の上部に接続されたジンバル機構３により、ねじ軸４ａ（または４ｃ）は上部を中心に下部を揺動させることができる。この揺動によってわずかにずれるねじ軸４ａ（または４ｃ）とねじ軸４ｂ（または４ｄ）の２つの回転軸を、オルダム継手７により吸収することが可能な構成となっている。

図７及び図８は支持荷重均等化機構８を図示したものである。図７は支持荷重均等化機構８の正面図を示す。支持荷重均等化機構８は、ジンバル機構８１、L字ブラケット８２、支持部材８３、シャフト８４及び８５、T字ブラケット８６、ロッド８７を有し、ロッド８７以外の部材はロッド８７の両端に２組対称に配置されている。支持部材８３は、外枠１２の中間枠部１９に設置されており、シャフト８４を介してL字ブラケット８２を支持している。L字ブラケット８２はシャフトを回転支持する３つの孔を有しており、３つの孔はそれぞれ力点、支点、作用点として機能する。シャフト８４が挿入される孔は支点として機能し、シャフト８４を中心にしてL字ブラケット８２が回転するように構成されている。L字ブラケット８２の力点として機能する孔には、ジンバル機構８１が接続されており、このジンバル機構８１はスラスト軸受を介して下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂ（または４ｄ）を支持している（図示省略）。このため、ねじ軸４ｂ（または４ｄ）に作用する支持荷重によってL字ブラケット８２の力点に力が作用し、支点を中心として回転しようとする力が発生する。しかし、L字ブラケット８２の作用点として機能する孔には、シャフト８５、T字ブラケット８６を介してロッド８７が接続されており、ロッド８７の両端には対称にL字ブラケット８２が接続されているため、これによりロッド８７で連結されているL字ブラケット８２の作用点同士が遠ざからないように拘束されている。この結果、L字ブラケット８２はロッド８７によって回転しようとする力が最終的にはつり合い、回転は阻止される。
図８は支持荷重均等化機構８の部分斜視図を示す。この図では、ジンバル機構８１内部を示すため、一部を部分断面として図示している。ジンバル機構８１は、内側ジンバル枠８１１、外側ジンバル枠８１２、回転軸８１３及び８１４を有している。内側ジンバル枠８１１はスラスト軸受とラジアル軸受を介してねじ軸４ｂ（または４ｄ）を支持している（図中は図示していない）。回転軸８１３は内側ジンバル枠８１１と外側ジンバル枠８１２とを回転対偶によって連結し、回転軸８１４は外側ジンバル枠８１２とL字ブラケット８２とを回転対偶によって連結している。また、回転軸８１３と回転軸８１４とは互いに回転軸が直交するように取り付けられている。これにより、L字ブラケット８２と内側ジンバル枠８１１とは相対的に任意の方向へ傾斜可能となり、内側ジンバル枠８１３に取り付けられたねじ軸４ｂ（または４ｄ）が回転軸８１３と回転軸８１４の回転軸の仮想的な交点を中心に揺動可能となる。
ここで、支持荷重均等化機構８の機能について説明する。下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂとねじ軸４ｄの支持荷重が異なると、それが各L字ブラケット８２によって一定の比率で縮小され、各L字ブラケット８２の作用点がロッド８７を引き合う力のバランスが崩れる。これにより、各L字ブラケット８２の力点が上下に変位する。例えばねじ軸４ｂの支持荷重の方がねじ軸４ｄの支持荷重より大きかったとすると、ねじ軸４ｂは軸方向に下降し、ねじ軸４ｄは軸方向に上昇する。ねじ軸４ｂが軸方向に下降すると、ねじ軸４ｂに作用する支持荷重は減少し、逆に、ねじ軸４ｄが軸方向に上昇するとねじ軸４ｄに作用する支持荷重は増加する。これは、下かご１３ｂが内側レール１５ｂによって傾斜を規制されているのに対して、下かご１３ｂの重量を支えるねじ軸４ｂ、４ｄだけが上下するためである。この結果、ねじ軸４ｂとねじ軸４ｄのそれぞれの支持荷重が等しくつり合うところでねじ軸の上下の変位が止まる。すなわち、支持荷重均等化機構８によって下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂとねじ軸４ｄとの支持荷重が、自動的に均等になる。
図９は偏荷重防止機構５を図示したものであり、図９（a）は組み立て図、図９（b）は展開図を示す。偏荷重防止機構５は、凸曲面部と平面部とからなりほぼ半円柱形状で凸曲面部に摺動面を有する４つの滑動部材５２と、ねじ軸を通すための円筒形の孔が開けられたリング状をしており滑動部材５２の凸曲面部に対応する凹曲面部を有する中間部材５１とを構成要素としている。なお、滑動部材５２には、ナット部材６ａ（または６ｂ）と、もしくは床板１４ａ（または１４ｂ）とを接続する連結ピン部材５３が取り付けられている。偏荷重防止機構５は、滑動部材５２の凸曲面部と中間部材５１の凹曲面部とが接触及び摺動するよう配置され、それらの接触部が半円の円周方向に摺動することにより揺動動作を行う。また、中間部材５１の凹曲面部は、中間部材５１の上面と下面のそれぞれに形成されており、上面と下面のそれぞれに滑動部材５２が配置される。滑動部材５２が揺動動作を行う際の揺動軸は、中間部材５１の上面と下面のそれぞれに配置されたもの同士で軸方向から見て互いに直角に交わる向きに構成されている。これによって、中間部材５１の上面に配置された滑動部材５２と連結する床板１４ａ（または１４ｂ）と、中間部材５１の下面に配置された滑動部材５２と連結するナット部材６ａ（または６ｂ）とが、任意の方向に傾斜可能に連結される。また、滑動部材５２と、床板１４ａ（または１４ｂ）、ナット部材６ａ（または６ｂ）とが連結ピン部材５３によって連結されており、ナット部材６ａ（または６ｂ）は床板１４ａ（または１４ｂ）に対して回転が阻止されている。このため、ねじ軸４ａ（または４ｂ、４ｃ、４ｄ）が回転することで、ナット部材６ａ（または６ｂ）は上下に直動し、床板１４ａ（または１４ｂ）と一緒に上かご１３ａ（または下かご１３ｂ）を駆動することができる。
偏荷重防止機構５をナット部材６ａ（または６ｂ）と床板１４ａ（または１４ｂ）との間に挿入することによって、ナット部材６ａ（または６ｂ）と床板１４ａ（または１４ｂ）とが傾斜しても、ナット部材６ａ（または６ｂ）にエッジロードが発生せず、ナット部材６ａ（または６ｂ）に偏荷重が生じることを防止できる。また、偏荷重防止機構５は直交する２つの回転軸によって任意の姿勢に傾斜可能なジンバル機構と同じような機能を有しているが、回転軸にせん断荷重ではなく圧縮荷重が作用する構造にすることで、強度的に有利となっている。また、回転軸を半円柱状の滑動部材とすることで薄くしている。

図１〜図９に示す第１の実施の形態は、これらの構成によって次のような特徴を有する。

先ず、上下のかごを駆動するねじ軸の、軸方向の相対移動が許容される。上かご１３ａを駆動するねじ軸４ａ、４ｃの下端部はオルダム継手７によって連結されているため、下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂ、４ｄとの間で軸方向の相対移動が可能となり、スラスト力の伝達が遮断ないし緩和される。したがって、上かご１３ａの偏荷重によって、いずれかのねじ軸４ａ又は4ｃのナット部材６ａ又は６ｃに支持荷重が集中する状況では、ねじ軸４ａ又は4ｃのひずみによる伸び差等によってナット部材６ａ又は６ｃによる支持位置等が微小に変位し、特定のナット部材６ａ又は６ｃへの荷重の集中を緩和することができる。加えて、上かご１３ａを駆動するねじ軸４ａ又は４ｃと、下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂ又は４ｄの間でスラスト力の伝達が行われなければ、上かご１３ａを駆動するねじ軸４ａと４ｃで支持荷重を均等化でき、同時に下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂと４ｄで同様に支持荷重を均等化できる。もしスラスト力の伝達が行われれば、上かごを駆動する２つのねじ軸と下かごを駆動する２つのねじ軸のそれぞれにおいて、同時に支持荷重を均等化することは困難である。

次に、上下かごの過剰拘束を回避している。ねじ軸４ａと４ｂ、及び、ねじ軸４ｃと４ｄでは、上かご１３ａを駆動する側も下かご１３ｂを駆動する側も、上端部がジンバル機構により支持されている（ねじ軸４ａ、４ｃはジンバル機構３により、ねじ軸４ｂ、４ｄはジンバル機構８１によりそれぞれ支持されている）。また、上記したように、上かご１３ａを駆動するねじ軸４ａ、４ｃの下端部はオルダム継手７によって連結されているため、下かご１３ｂを駆動するねじ軸４ｂ、４ｄによって軸直角方向にも拘束されない。ねじ軸４ｂ、４ｄの下端部は全く軸直角方向への移動が自由である。すなわち全てのねじ軸は上端部に取付けられたジンバル機構を支点として任意の方向に揺動することが可能である。

このため、各ねじ軸に螺合する各ナット部材６ａ、６ｂは、軸直角方向には上下かご位置にのみ拘束される。したがって、上下かごは水平方向には内側ガイドレール１５ａ、１５ｂにのみ拘束され、ねじ機構には拘束されない。このため、過剰拘束が回避されている。

もし、上下かごが水平方向にガイドレールとねじ機構の両方から拘束されると、ねじ機構に過大な水平方向の荷重が作用する恐れがあり、これはねじ機構の寿命を大きく低下させる可能性がある。本構成によって過剰拘束を回避することで、ねじ機構に水平方向荷重が作用することを防止し、ねじ機構の寿命低下を防いでいる。ねじ機構に水平方向の荷重を作用させない方法には、ナット部材と上下かごとを水平方向に変位可能にとりつけるという構成も考えられるが、この場合だとナット部材と上下かごとの接触部に摺動面が存在し、摺動面をすべることで上下かごに対してナット部材が変位することになる。

このとき、摺動面の摩擦が大きいと摩擦抵抗も大きくなり、大きな摩擦抵抗分がそのまま水平方向の荷重としてナット部材に作用してしまう。これに比べて本構成では、上下かごとナット部材とを変位させるのではなく、上下かごにナット部材を連結し、ねじ機構ごと水平方向に変位する構成としており、摺動面はジンバル機構の回転軸の円周面である。また、ジンバル機構をねじ軸の上端に取り付け、ジンバル機構とナット部材までの距離を十分大きく取ることにより、ナット部材が水平方向に変位しても、ねじ軸の揺動角は非常に小さくて済む。このため、摺動距離が極めて小さくなり、摩擦抵抗も小さい。したがって、ナット部材に生じる水平方向の荷重を小さくすることが可能となっている。

次に、ねじ機構への偏荷重の発生を防止している。上下かごに偏荷重が発生すると、上下かごが（内側レールによって傾斜が規制されているガタの範囲で）傾斜し、同時に床板１４ａ（または１４ｂ）も傾斜するため、床板１４ａ（または１４ｂ）とナット部材６ａ（または６ｂ）とが相対的に傾くこととなる。床板とナット部材とが相対的に傾いた状態で直接接触すると、接触部がエッジロードとなりナット部材に偏荷重が生じ、寿命を大きく縮める恐れがある。本構成では、床板とナット部材との間に偏荷重防止機構５を挿入することにより、床板とナット部材との傾斜を吸収し、エッジロードの発生を防いでいる。また、上下かごに偏荷重が発生していなくとも、ジンバル機構によるねじ軸の揺動によって床板とナット部材とは傾斜する場合があるが、この傾斜も偏荷重防止機構５によって吸収され、ナット部材に偏荷重を発生させない構成としている。

さらに、上下それぞれのかごを駆動するねじ機構に作用する支持荷重を積極的に均等化している。支持荷重均等化機構８によって下かご１３ｂを駆動するねじ機構のねじ軸４ｂと４ｄに作用する支持荷重は均等化されている。これに加え、ねじ軸４ａと４ｂの駆動、及びねじ軸４ｃと４ｄの駆動に、それぞれ同等の誘導電動機を用い、この２つの誘導電動機は同一の周波数の電圧によって駆動されている。

この構成により、負荷動力の大きなねじ軸を駆動する誘導電動機のスリップの方が負荷動力の小さなねじ軸を駆動する誘導電動機のスリップよりも大きくなり、負荷動力の大きなねじ軸を駆動する誘導電動機の回転が遅れ、他方の誘導電動機の回転が進むことになる。このことから、ねじ軸４ａと４ｂに供給される駆動力と、ねじ軸４ｃと４ｄに供給される駆動力は等しくなる。そして、ねじ軸４ａと４ｂの間、及び、ねじ軸４ｃと４ｄの間にオルダム継手７を接続していることで、回転動力のみ伝達し、ねじ軸方向のスラスト力を伝えない構成としている。

このため、ねじ軸４ａ（または４ｃ）に作用する支持荷重はねじ軸４ｂ（または４ｄ）に影響せず、その逆もない。ここで、支持荷重均等化機構８によってねじ軸４ｂとねじ軸４ｄの駆動力も等しくなっているため、結果としてねじ軸４ａとねじ軸４ｃの駆動力も等しくなる。このように、同一の周波数の電圧によって駆動される２つの誘導電動機と支持荷重均等化機構８とオルダム継手７を同時に用いることで、上かご１３ａを駆動する２つのねじ機構の駆動力が均等化され、同時に下かご１３ｂを駆動する２つのねじ機構の駆動力も均等化される。ねじ機構に働く駆動力が均等化されることで、片方のねじ機構にだけ大きな荷重が作用する状態をふせぎ、ねじ機構に作用する荷重を必要最小限に留めることができるため、ねじ機構の寿命を長期化できることとなる。

最後に、かごを支持するナット部材とねじ軸との間の荷重伝達に転動体を用いた転がりねじ機構を用い、長寿命化に配慮した上で、摩擦損失を低減している。上かご１３ａを支持するねじ軸４ａ及び４ｃと下かご１３ｂを支持するねじ軸４ｂ及び４ｄとが逆ねじとなるように構成されており、互いの重量を相殺しあっている。この時、ねじ機構の逆効率が低いと、かごの重量によってナット部材を押し下げ、それによってねじ軸を回転させるということは困難である。

本実施例における階高調整機構では、階高を調整する際、下降する側のかごは重力によって下向きに降下し、それによってナット部材を直動運動させることでねじ軸を回転駆動する。このねじ軸の回転が上昇する側のかごの駆動力の一部となることで、かごを上昇させるための駆動力を小さくすることができ、結果として必要なモータ容量を小さくすることが可能となる。

ここで、ねじ機構の逆効率が低いと、下降する側のかごがねじ軸を回転駆動できず、上昇する側のかごの駆動力を補うことができなくなってくる。このため、ねじ機構は逆効率の高い転がりねじ機構であることが望ましい。
しかし、転がりねじ機構の場合、ねじ軸とナット部材との間を転動体が転がることにより繰り返し圧縮応力を受けるため、材料の疲れによるフレーキングが発生しやすいという問題がある。これが転がりねじ機構の寿命（フレーキング寿命）となるが、このフレーキング寿命は一般に作用する荷重の3乗（転動体が玉の場合）、もしくは10/3乗（転動体がころの場合）に反比例することが知られている。つまり、支持荷重が2倍となれば寿命は1/10程度まで減少することになる。

このように、転がりねじ機構は、支持荷重の増加に対する寿命の低下が激しく、支持荷重が増えることは好ましくない。しかし本実施例のように、ナット部材に作用する最大荷重を低減し、或いは均等化する機構と組み合わせて構成することで、階高調整の際の動力を低減しつつ、ねじ機構の長寿命化を実現することができる。

図１０〜図１２は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して、２つの誘導電動機ではなく差動歯車機構を用いている点、オルダム継手ではなく２つのジンバル機構とすべりキーを用いている点、支持荷重均等化機構に天秤機構を用いている点等が異なるが、機能としては第１の形態と同様である。以下、第１の実施の形態と異なる部分を中心に図を参照しながら説明する。

図１０は差動歯車機構を用いた駆動部を図示したものである。駆動部は駆動モータ２１０、差動歯車機構２１１を有しており、駆動モータ２１０が発生した回転トルクは、差動歯車機構２１１により左右に等分配され、かさ歯車を介して回転シャフト２１２に伝えられる。回転シャフト２１２はジンバル機構を介してねじ軸へ連結されている（図示省略）。差動歯車機構２１１によって回転トルクが等分配されるため、同一の周波数の電圧によって駆動される２つの誘導電動機と同じように、ねじ軸４ａと４ｂ、ねじ軸４ｃと４ｄの駆動力を均等化することができる。結果として、同一の周波数の電圧によって駆動される２つの誘導電動機に置き換えて使用することが可能である。

図１１は２つのジンバル機構とすべりキーを用いたねじ軸の連結部を図示したものである。ねじ軸４ａ（もしくは４ｃ）とねじ軸４ｂ（もしくは４ｄ）との連結部に、オルダム継手ではなく２つのジンバル機構３とすべりキー７０とを有している。２つのジンバル機構３によって、ねじ軸４ａ（もしくは４ｃ）とねじ軸４ｂ（もしくは４ｄ）とが軸直角方向に変位可能となり、さらにすべりキー７０によって軸方向にも変位可能な構成とすることで、オルダム継手と同じく、上かごを駆動するねじ軸４ａ（もしくは４ｃ）の揺動によって発生するねじ軸４ａ（もしくは４ｃ）とねじ軸４ｂ（もしくは４ｄ）とのずれを吸収することが可能である。さらに、すべりキー７０によって軸回りの回転は拘束されているため、軸方向のスラスト力を伝達せず、回転トルクのみ伝達する構成となっている。結果として、オルダム継手に置き換えて使用することが可能である。

図１２は第２の実施の形態における支持荷重均等化機構を図示したものである。第２の実施の形態における支持荷重均等化機構は、ジンバル機構８１０、釣合ブラケット８２０、支持部材８３０、シャフト８４０を有している。ジンバル機構８１０にはスラスト軸受、オルダム軸受を介して下かごを駆動するねじ軸４ｂ、４ｄが接続されている（図示省略）。釣合ブラケット８２０は中心にシャフト８４０が連結されており、シャフト８４０は支持部材８３０によって支持されている。この構成から、釣合ブラケット８２０はシャフト８４０を支点とした天秤として機能する。このため、ねじ軸４ｂと４ｄの支持荷重が釣り合っていない場合、支持荷重の大きなほうに傾くため、支持荷重の大きな方のねじ軸が軸方向に下降し、支持荷重の小さな方が軸方向に上昇する機構となっている。これは、第１の実施の形態における支持荷重均等化機構と同じ機能を有しており、結果として第１の実施の形態における支持荷重均等化機構と置き換えて使用することが可能である。

以上の形態の他、第１の実施の形態における支持荷重均等化機構の位置は、下かご１３ｂ側でなく上かご１３ａ側に配置する等、その機能を維持しつつ適宜応用・変更することは可能である。

１・・・ダブルデッキエレベータ
２・・・階高調整機構
３・・・ジンバル機構
４・・・ねじ軸
５・・・偏荷重防止機構
６・・・ナット部材
７・・・オルダム継手
８・・・支持荷重均等化機構
９・・・建物の壁及び床の一部
１１・・・メインレール
１２・・・外枠
１３・・・かご
１４・・・床板
１５・・・内側レール
１６・・・ガイドシュー
１７・・・ガイドローラ
１８・・・上枠部
１９・・・中間枠部
２１・・・駆動モータ
３１・・・ジンバル枠
３２・・・ジンバル枠
３３・・・中間部材
３４・・・回転軸
５１・・・中間部材
５２・・・滑動部材
５３・・・連結ピン部材
７１、７２・・・係合部材
７３・・・中間部材
８１・・・ジンバル機構
８２・・・L字ブラケット
８３・・・支持部材
８４、８５・・・シャフト
８６・・・T字ブラケット
８７・・・ロッド
９１・・・建物の床
９２・・・建物のフロア側ドア

Claims (9)

1. 上下に配置された二つのかごを有し、上かごと下かごとの間隔を調整可能なダブルデッキエレベータにおいて、
   前記上かごと前記下かごはそれぞれねじ機構によって駆動され、前記上かごのねじ機構を構成する２本のねじ軸と前記下かごのねじ機構を構成する２本のねじ軸とは、軸回りの回転動力を伝達し、軸方向の相対移動を許容する連結機構を介して接続され、
   さらに、ねじ機構の支持荷重を均等化する支持荷重均等化機構を備え、
   前記支持荷重均等化機構は、上かご又は下かごの前記ねじ機構において、スラスト力の大小関係により、スラスト力の大きい方のねじ軸が軸方向に下降し、スラスト力の小さい方のねじ軸が軸方向に上昇するよう、２本のねじ軸に作用するスラスト力を互いに伝達し合う部材を介して前記２本のねじ軸の間を連結した構成を有することを特徴とするダブルデッキエレベータ。
2. 請求項１に記載のダブルデッキエレベータにおいて、上かご及び下かごの前記ねじ機構は、かごを支持するナット部材とねじ軸との間の荷重伝達を転動体を介して行う転がりねじ機構で構成することを特徴とするダブルデッキエレベータ。
3. 請求項１に記載のダブルデッキエレベータにおいて、前記支持荷重均等化機構は、それぞれのねじ軸をスラスト支持する支持部をそれぞれ支点を有するレバー部材によって支持し、一方のねじ軸の支持部へ作用するスラスト力によってレバー部材が支点回りに回転するように構成し、このレバー部材の回転によって前記一方のねじ軸の支持部を軸方向に下降させ、かつ他方のねじ軸をスラスト支持する支持部を軸方向に上昇させることを特徴とするダブルデッキエレベータ。
4. 請求項３に記載のダブルデッキエレベータにおいて、前記支持荷重均等化機構は、力点・支点・作用点の３点を持つレバー部材を備え、前記２本のねじ軸は前記レバー部材の力点部に各々軸回りに回転可能にそれぞれ連結され、前記各レバー部材は、ねじ軸が軸方向に下降すると当該支点を中心に回転し、この回転によって各レバー部材の作用点同士が互いに遠ざかる向きに設置されており、複数のレバー部材の作用点同士はその距離が遠ざからないよう拘束されていることを特徴とするダブルデッキエレベータ。
5. 請求項１に記載のダブルデッキエレベータにおいて、前記支持荷重均等化機構は、２つの作用点の重心に支点を持つレバー部材を備え、この作用点に各々軸回りに回転可能に前記ねじ軸をそれぞれ連結することを特徴とするダブルデッキエレベータ。
6. 請求項１又は２に記載のダブルデッキエレベータにおいて、上かごを駆動する前記ねじ軸と下かごを駆動する前記ねじ軸とは、オルダム継手を介して接続されていることを特徴とするダブルデッキエレベータ。
7. 請求項１又は２に記載のダブルデッキエレベータにおいて、上かごを駆動する前記ねじ軸と下かごを駆動する前記ねじ軸とは、すべりキーを介して接続されていることを特徴とするダブルデッキエレベータ。
8. 請求項１又は２に記載のダブルデッキエレベータにおいて、上かごを駆動する前記複数のねじ軸は、差動歯車機構によって分配された動力によって駆動されることを特徴とするダブルデッキエレベータ。
9. 請求項１又は２に記載のダブルデッキエレベータにおいて、上かごを駆動する前記複数のねじ軸は、それぞれ誘導電動機によって駆動され、当該それぞれの誘導電動機は同一の周波数の電圧によって駆動されることを特徴とするダブルデッキエレベータ。

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