JPS6036298A - 電動シリンダ - Google Patents

電動シリンダ

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JPS6036298A
JPS6036298A JP58147217A JP14721783A JPS6036298A JP S6036298 A JPS6036298 A JP S6036298A JP 58147217 A JP58147217 A JP 58147217A JP 14721783 A JP14721783 A JP 14721783A JP S6036298 A JPS6036298 A JP S6036298A
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thrust
torque
screw
motor
shaft
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JP58147217A
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山野　健治
玉村　哲夫
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • B66B9/02—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures actuated mechanically otherwise than by rope or cable
    • B66B9/025—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures actuated mechanically otherwise than by rope or cable by screw-nut drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19847—Directly cooperating gears torque actuated safety devices

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は昇降装置等において駆＠源として用いられる電
動シリンダに関丈る。
〔従来技術とその問題点〕
テーブルリフタ等の列降装置においては、装置の故障に
より被ガ・飾物の荷重を支えることができなくなって自
由落Ｆを引き起こすことは危険であり且つ重大な損害を
生じることになる。したがって、被昇降物の自由落丁を
防出するための安全装置が設けられる。第１図に示すよ
うに、テーブルリフタ１００のフレーム１０１に駆動シ
リンダ１０　’２が固定され、この駆動シリンダ１０２
のロッド１０３とアーム１０４とを連結する連結棒１０
５とが安全装置１０６を介して連結される。
また、第２図に示すように、エレベータ２００のフレー
ム２０１，２０１の間を昇降するケージ２０２と駆動シ
リンダ２０３のロッド２０４とを連結するワイヤ２０５
のケージ２０２寄りの部分に安全装置２０６が介設され
る。
第３図は」二連の駆動シリンダ１０２，２０３として用
いられる従来の電動シリンダの構成を示しており、駆動
モータ１に給電すると同時にこの駆動モータ１に直結さ
れた非励磁ブレーキ２を励磁してブレーキの釈放動作を
行なう。駆動モータ１のトルクは歯車装置３，４，５．
６を介して推力おねじ７に伝達される。そして、この推
力おねじ７と噛み合う１１＠力めねじ８の両者により駆
動モータ１の回転力が推力に変換され、推力めねじ８と
連続した推力ロット９を介して負荷（不図示）に推力が
伝達される。椎カカップリング１０は、推力伝達ととも
に推力めねじ８の廻り止め作用を行ない、また、電動シ
リンダと負荷系との間に曲げモーメントを発生させない
作用をする。推力ロット９はシリンダフレーム１１の端
部のシリンダ軸受１２により摺動自在に支持される。シ
リンダフレーム１１の上部はクレビス座１３を介して図
示しない固定部材に支持される。
上述の電動シリンダの駆動モータ１は、被昇降物を上昇
させるときはトルクを発生して臘動機として動作し、被
昇降物を下降させるときは負荷側からトルクが伝えられ
て発電機として動作し、過大な速度に至ることなく回転
して確実な昇降動作を行なう。昇降動作を停止するとき
は、駆動モータ１への給電が浮止されるとともに、非励
磁ブレーキ２の’Ｒｈ磁が停止して制動がかけられる。
そして、駆動モータ１のトルクが１爪くなり、非励磁ブ
レーキ２の制動トルクで回転速度か下がり、やがて速度
が零となって停止状態になる。
緩衝用ばね１４は、推力おねじ７をシリンダフレート１
１に回転自在に支持する２個の軸受１５．１６の間に推
力おねじ７と同軸状に介挿される。
この緩衝用ばね１４は負荷荷重より大きい値て予圧され
ている。従って、上述のようにして負荷の昇降動作を行
なうときにも緩衝用ばね１４のだわ与は発生せず、推力
おねじ７とこの推力おねじ７と連続するギヤー６の位置
は一定に保持される。
然るに、何らかの原因′により制御系の故障が生じると
、推力ロット９を所定位置で停止させることができなく
なる。このとき、推力ロット９は」１昇を続けて軸受１
６に当接して緩衝用ばね１４をたわませる。この結果、
推力おねじ７を介して推力ロット９に推力として与えら
れるモータエの回転運動エネルギーが緩衝用ばね１４の
たわみエネルギーに置換されて、駆動シリンダの内部に
過大な衝突エネルギーが発生することが避けられ、駆動
シ・リングの損傷が防出できる。
上述の従来の駆動シリンダを備えた昇降装置においては
、碧降動作を停止させるときに非励磁ブレーキが故障に
より作動しないとき、また、制御系の故障で非励磁ブレ
ーキの動作指令が発せられないとき、あるいは、運転時
に駆動モータが異常となり正常なトルクを発生しないと
き等において、安全装置が作動して昇降装置の自由落下
が防止される。前述のように、従来では自由落丁を防止
するための安全装置を駆動シリンダとは別に昇降装置に
取り付ける必要があり、これは昇降装置のコストを高く
するとともに昇降装置を大型化する原因になる。
他方、電動シリンダの推力おねじと推力めねじを自動！
］一つねじで構成して自由落丁を防止する方法がある。
この局舎は非励磁ブレーキが動作しなくても、あるいは
、駆動モータに正常なトルクが発生しなくても、負荷荷
重によって自動的に推力方向に停止がかかり、安全が保
持される。然るに、この場合、自動上りねじの効率が３
０％程度と低ドし、駆動モータの出力が通常の３倍程度
も必要となること、また、ねじ部での摩擦損失が大であ
り温度上昇が大きく、頻度を高く使用することができな
いこと、さらに、駆動モータの出力が大きくなることで
、装置の大型化とコストの上刃を招く等の欠点を有する
。
〔発明の目的〕
本発明は」１記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、自由落下を防止するための安全装置を内蔵して
昇降装置の大型化とコストの上昇を生じることがないよ
うにした電動シリンダを提供することである。
〔発明の要点］ めねじとおねじからなるねじ手段を有し、モータのトル
クにより上記ねじ手段を介して負荷の昇降を行なうよう
にした昇降装置用の電動シリンダにおいて、第１の方向
及び第１の方向とは逆の第２の方向に移動可能であると
ともにモータのトルクをねじ手段に伝達するトルク伝達
手段を備え、運転時にはモータのトルクによりトルク伝
達手段を第１の方向へ移動させ、何らかの故障によりモ
ータのトルクが無くなったどきには、上記トルク伝達手
段をばねの付勢により第２の方向・＼移動させてトルク
伝達手段に制動をかけて、昇降装置の自由落丁を防止す
る。
〔発明の実施例〕
□以下、本発明の一実施例を説明する。
第４図、第５図及び第６図は本発明の実施例を示し、第
３図と同様の部分には同じ符号を付す。
本発明の第１の実施例は、第４図に示すように、駆動モ
ータ１の軸のギヤー３と噛み合うギヤー２１及びこのギ
ヤー２１と同軸状に連続したヘリカルギヤー２２が軸受
２３．２４によりシリンダフレーム２５に回転自在に支
持される。ヘリカルギヤー２２にはヘリカルギヤー２６
が噛み合い、このヘリカルギヤー２６及びヘリカルギヤ
ー２６と同軸状に連続したスパーギヤー２７の軸２８が
２個の軸受２９，３０によりフレーム２５に支持される
。スパーギヤ２７にはスパーギヤー６が噛み合い、スパ
ーギヤー６には推力おねじ７が同軸状に連、読する。
軸受２９．３０は軸方向に移動可能にフレーム２５には
め合わされており、下方の軸受３０とフレーム２５との
間には軸２８と同軸状にばね３１が介挿され、このばね
３１により軸２８が図中上方へイ・」勢される。さらに
、軸受３０とフレーム２５との間で軸２８と同軸状にカ
ラー３２が介挿され、このカラー３２により軸受３０の
フレーム２５に対して図中下方向への移動が規制される
。
ヘリカルキャー２２．２６は、駆動モータ１により被昇
降物の上昇運転中に軸２８を押し下ける方向へ力が働く
ようにはずばの煩きが形成されている。この軸方向の下
向き分力は充分に大きく、はね３１を下向きにたわませ
る。このばね３１のたわみ量はカラー３２によって規制
される。カラー３２により、昇降運転中において軸２８
は上下方向へ移動することがない。
軸２８の上端部にはブレーキディスク回転面３３が軸２
８と同軸状に固設され、フレーム２５にはこのブレーキ
ディスク回転面３３が押しつけられるブレーキ固定面３
４が設けられる。ばね３１の付勢により軸２８が上昇し
てブレーキディスク回転向３３がブレーキ固定面３４に
押しつけられると制動がかかり、スパーギヤー２７と噛
み合うスパーギヤー６と同軸状に連続した推力おねじ７
の回転が止められる。
次に上述の電動シリンダの動作を説明Ｖる。
負荷を上昇させるときには、モータエのトルクがギヤー
３　、２１　、２２　、２６　、２７　、６を介して推
力おねじ７に伝えられ、推力めねじ８を引き上けること
により、推力カップリング１０に連結された負荷（不図
示）を上昇させる。このとき、ヘリカルギヤー２２．２
６において生じる下向き分力により、軸２８がカラー３
２で規制される位置まで押し下けられ、ばね３１をたわ
ませる。したがって、このときにはブレーキディスク回
転向３３とブレーキ固定面３４とが間ｆｌｙを有して離
れている。
また、負荷を下降させるときには、負荷荷重によって椎
力めねじ８がＦ降することにより、推力おねじ７が回転
駆動され、このトルクがギヤー６゜２７．２６，２２，
２１．３を介して七〜り１に与えられ、モータ１は発電
機として動作し、制動トルクを発生した状態で負荷を下
降させる。このＪ’Ｊｊ　合モ、ヘリカルギヤー２２．
２６において生じる下向き分力により軸２８は押し下け
られ、ブレーキディスク回転向３３とブレーキ固定面３
４とは間隙ｙを有して離れている。この運転状態におい
て負荷の昇降を停止させるときには、非励磁ブレーキ２
を動作させて機械的制動をかけることで所定位置に負荷
を停止させる。
いま、昇降運転中に、モータ１及び非励磁ブレ−キ２に
おいて何らかの異常が生じて、負荷何重に相当する反力
を発生しない事態が生じると、モータ１の駆動トルクま
たは制動トルクが無くなるので、ヘリカルギヤー２２．
２６の下向き分力が無くなる。したがって、ばね３１は
そのたわみを元に戻そうとして軸２８を押し上げる。す
なわち、ｙ＝０になるまでばね３１はたわみエネルゼー
を放出して、ブレーキディスク回転面３３をブレーキ固
定面３４に強く押しつけ、この押しっけ力をそのまま保
持する。この結果、急ブレーキがかかり、軸２８は回転
を停止するとともにこの停止状態を保持し０．負荷の自
由落下が防Ｉとされる。
第５図は本発明の第２の実施例を示しており、上述の第
１の実施例における推力おねじと推力めねじの配置構成
を逆にしたものである。
ヘリカルギヤー２・２，２６により下向きに押され且つ
ばね３１の付勢により上向きに押される軸２８のスパー
ギヤー２７と噛み合うスパーギヤー５１が推力めねじ５
２と同軸状に連続しており、この推力めねじ５２が軸受
５３．５４によりフレーム５５に回転自在に支持される
。軸受５３　、５４間には、推力めねじ５２と同軸状に
緩衝用ばね５６が介挿される。この惟力めねじ５２と噛
み合う推力、Ｂねじ５７がフレーム５５のシリンダ軸受
５８により摺動自在に支持され、推力おねじ５７の下端
部に推力カップリング５９が連続している。この推力カ
ップリング５９に負荷（不図示）が連結される。
負荷をＬ列させるときは、モータ１の駆動トルクにより
キャー３　、２１　、２２　、２６　、２７　。
５１を介して推力めねじ５２を駆動し、この惟力めねじ
５２の回転により推力めねじ５２と噛み合う推力おねじ
５７を上昇させて、推力−おねじ５７と連、院した推力
カップリング５９に連結された負荷を上昇させる。負荷
を下降させるときは、推力おねじ５７の下降により推力
めねじ５２を回転駆動し、ギヤー５１．２７，２６，２
２，２１．３を介してモータ１を駆動し、モータ１に発
心による制動トルクを発生させて負荷を下降させる。
上述以外の構成及び動作は第１の実施例と同様である。
本発明の第３の実施例は、第６図に示ｔように、モータ
１の軸のギヤー３と噛み合うギヤー４と同軸状に連続し
たギヤー５と噛み合うギヤー４１は軸４２と連続してお
り、この軸４２は上下２個の軸受４３．４４によりフレ
ーム４５に支持される。
軸受４３．４４はフレーム４５に上下方向に摺′肋可能
にはめ合わされている。下方の軸受４４の軸方向のフレ
ーム２５との間に軸４２と同軸状にばね４６が介挿され
、軸４２はこのばね４６により図中上向きに付勢される
。さらに、軸受４４とフレーム２５との間て軸４２と同
軸状にカラー４７が介挿され、ばね４６の下向きのたわ
みはこのカラー４７によって規制される。
軸４２の上端部にはブレーキディスク回転面４８が軸４
２と同軸状に固設され、フレーム４５にはこのブレーキ
ディスク回転面４８が押しつけられるブレーキ固定面４
９が設けられる。ばね４６のＮ°勢により軸４２が押し
上げられると、ブレーキディスク回転向４８がブレーキ
固定面４９に押しつけられ、軸４２の回転が停められる
。
軸４２には同軸状にめねじ部４２ａが形成され、このめ
ねじ部４２ａと推力おねじ７の上部のおねじ部７ａが螺
合する。このめねじ部４２ａとおねじ部７ａのねじの進
み角の方向は、モータ１のトルクにより軸４２に図中下
向きに力が加わるように定められている。そして、この
他４２の下向き力は充分に大きく、ばね４６をカラー４
７で規制される位置まで下向きにたわませる。
次に動作を説明側る。
負荷を上昇させるときには、モータ１のトルクがギヤー
３．４，５，４１．軸４２を介して推力おねし７に伝え
られ、椎力めねじ８を引き上けることにより、推力カッ
プリング１０に連結された負荷（不図示）を−上昇させ
る。このとき、軸４２と推力おねじ７の間の相対扁位は
無いため、軸１２と推力おねじ７は全く同一の回転運動
を行なう。
そして、めねじ部４２ａとおねじ部７ａとの螺合により
生じる下向き分力により、軸４２がカラー４７で規制さ
れる位置まで押し下けられ、ばね４６をたわませる。し
たがって、このときにはブレーキディスク回転向４８と
ブレーキ固定面４９とが間隙ｙを有して離れている。
また、負荷を下降させるときには、負荷荷重によって推
力めねじ８が下降することにより、推力おねじ７が回転
駆動され、このトルクが軸４２゜ギヤ４１＋５＋４，３
を介してモータ１に与えられ、モータｌは発電機として
動作し、制動トルクを発生した状態で負荷を下降させる
。この場合も、めねじ部４．２ａとおねじ部７ａとの螺
合により生じる下向き分力により軸４２は押し下げられ
、ブレーキディスク回転向４８とブレーキ固定面４９と
は間隙ｙを有して離れている。この運転状態において負
荷の昇降を停止させるときには、非励磁ブレーキ２を動
作させて機械的制動を力くけることで所定位置に負荷を
停止させる。
いま、昇降運転中に、モータ１及び非励磁ブレーキ２に
おいて何らかの異常が生じて、負荷荷重に相当する反力
を発生しない事態が生じると、モータ１の駆動トルクま
たは制動トルクが無くなるので、軸４２に働く下向き分
力が、祇くなる。したがって、ばね４６はそのたわみを
元に戻そうとして輔４２を押し上げる。このとき、軸４
２は、モータ１の軸を回転させながら、推力おねじ７と
は４１１に１回転を伴なって上昇し、ブレーキディスク
回転１ｍ４８をブレーキ固定面４９に強く押しつけ、こ
の押しつけ力をそのまま保持する。この結果、急ブレー
キがかかり、軸４２は回転を停止するとともにこの停止
状態を保持し、負荷の自由落Ｆが防ＩＪニされる。
〔発明の効果〕
めねじとおねじからなるねし手段を有し、モータのトル
クにより上記ねし手段を介して負荷の昇降を行なうよう
にした昇降装置用の電動シリンダにおいて、第１の方向
及び第１の方向とは逆の第２の方向に移動可能であると
ともにモータのトルクをねじ手段に伝達するトルク伝達
手段を備え、運転時にはモータのトルクによりトルク伝
達手段を第１の方向へ移動させ、何らかの故障によりモ
ータのトルクが、無くなったときには、上記トルク伝達
手段をばねの付勢により第２の方向へ移動させてトルク
伝達手段に制動をかけるようにしたから、昇降装置の自
由落五を防止するた、めの安全装置を簡単な構成で電動
シリンダに内蔵することができ、別置の安全装置を設置
する必要がないあで昇降装置の大型化とコストの上昇を
防上することができるとともに−０電動シリング自体の
コストの上昇も低く押えることができる。さらに、停電
時においても制動動作が行なわれるので、信頼性が高い
。
【図面の簡単な説明】
第１図はテーブルリフタを示す正面図、第２図はエレベ
ータを示す正面図、第３図は電動シリンダの従来例を示
す正面断面図、第４図は本発明の第１の実施例を示す正
面断面図、第５図は本発明の第２の実施例を示す正面断
面図、第６図は本発明の第３の実施例を示す正面断面図
である。 １・・・モー　タ、７，５７・・・推力おねじ、８，５
２・・・推力めねじ、　２２．２６・・・ヘリカルギヤ
ー、２７・・・スパーギヤー、２８・・・軸、３１．４
６・・・ばね、　３３．４８・・・ブレーキディスク回
転面、３４．４９・・・ブレーキ固定面、４１・・・ギ
ヤー、４２・・・軸。 特ｒ１″出願人　富士電機製造株式会社代　理　人　弁
理士　青　山　葆　外、２名第２図 第４図 第３図 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）めねじとおねじからなるねじ手段を有し、モータ
    のトルクにより上記ねじ手段を介して負荷の昇降を行な
    うようにした昇降装置用の電動シリンダにおいて、 第１の方向及び第１の方向とは逆の第２の方向へ移動可
    能であるとともに上記モータのトルクを上記ねじ手段に
    伝達するトルク伝達手段と、モータのトルクにより上記
    トルク伝達手段を第１の方向へ付勢する第１の付勢手段
    と、上記トルク伝達手段を第２の方向へ付勢するととも
    に第１の付勢手段の付勢により付勢力を蓄える第２の付
    勢手段と、上記トルク伝達手段が第２の方向に移動する
    ことによりこのトルク伝達手段に制動がかかる制動手段
    とを備え、モータのトルクが無くなったときに、上記第
    ２の付勢手段の付勢により上記トルク伝達手段を第２の
    方向へ移動させて、上記制動手段の動作により上記トル
    ク伝達手段に制動をかげることを特徴とする電動シリン
    ダ。
JP58147217A 1983-08-10 1983-08-10 電動シリンダ Pending JPS6036298A (ja)

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