(57)【要約】      （修正有）【課題】トルクが十分であり、省エネができ、部材が簡単であり、騒音が低く、機械効率が高く、安全性が高く、且つ位置制御が精確になり、制御システムが簡単化になり、保全作業の負荷が低いトルクモータ式エレベータを提供する。【解決手段】トルクモータ２０と、ボールねじ３０と、摺動ナット４０と、エレベータ箱５０と、を含むトルクモータ式エレベータにおいて、トルクモータは、電磁力により駆動されて回転する回転子軸を有し、ボールねじは、負荷ねじ軸と、負荷ナットと、多数の転がり子と、を含み、負荷ねじ軸の一端がトルクモータの回転子軸と連動し、摺動ナットは、内面にねじ山４１が設けてあり、ねじ山がボールねじの負荷ねじ軸の螺旋と嵌合し、且つねじ山と、負荷ねじ軸の螺旋との間に隙間が残ってあり、エレベータ箱は、連接具によりボールねじの負荷ナットに固定され、ボールねじの負荷ナットと一緒に昇降する。【選択図】図２
2008184286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクモータと、ボールねじと、摺動ナットと、エレベータ箱と、を含むトルクモータ式エレベータにおいて、
前記トルクモータは、電磁力により駆動されて回転する回転子軸を有し、
前記ボールねじは、負荷ねじ軸と、負荷ナットと、多数の転がり子と、を含み、前記負荷ねじ軸の一端が前記トルクモータの回転子軸と連動し、且つ前記転がり子を介して前記負荷ナットが前記負荷ねじ軸に配設され、
前記摺動ナットは、内面にねじ山が設けてあり、前記ねじ山が前記ボールねじの負荷ねじ軸の螺旋と嵌合し、且つ前記ねじ山と、前記負荷ねじ軸の螺旋との間に隙間が残ってあり、
前記エレベータ箱は、連接具によりボールねじの負荷ナットに固定され、前記ボールねじの負荷ナットと一緒に昇降することを特徴とする、トルクモータ式エレベータ。
【請求項２】
前記トルクモータは、環状固定子台座と、若干のコイルと、回転子軸と、若干の磁極と、を含み、前記環状固定子台座の中心には回転子軸を収容する空間が開設してあり、前記コイルは前記環状固定子台座の内壁に巻き付けられ、前記回転子軸の周面に若干の磁極が環設してあり、前記回転子軸が前記環状固定子台座内に回転自在に位置決められ、前記回転子軸の周面に環設された磁極が前記コイルの電磁力に駆動されて回転可能であることを特徴とする、請求項１に記載のトルクモータ式エレベータ。
【請求項３】
更に、連結器が設けてあり、前記連結器がトルクモータの回転子軸の一端に設けられ、ボールねじの負荷ねじ軸の一端は前記連結器を介してトルクモータの回転子軸と連結することを特徴とする、請求項１に記載のトルクモータ式エレベータ。
【請求項４】
摺動ナットも連接具と連接し、また、エレベータ箱がボールねじによらずに直接に昇降可能にするために、前記連接具の内部に軸受が設けてあることを特徴とする、請求項１に記載のトルクモータ式エレベータ。
【請求項５】
前記エレベータ箱は、異なる連接具により、ボールねじの負荷ナットと、摺動ナットと、にそれぞれ連接していることを特徴とする、請求項１に記載のトルクモータ式エレベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータに係り、特に、トルクモータ式エレベータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目下、従来のエレベータのトランスミッション機構は、主に、ねじ軸式と、油圧式と、ワイヤ式と、リニアモータ式と、などの四つの種類があった。
【０００３】
図１に示すように、ワイヤ式のエレベータの構成は、例えば、誘導式モータ１０と、ギアボックス１１と、リール１２と、ワイヤ１３と、錘１４と、エレベータ箱１５と、などを含み、誘導式モータ１０とギアボックス１１とによりリール１２が回転されてワイヤ１３を放出し又は巻き戻し、これにより、錘１４とエレベータ箱１５との昇降を制御することができるが、下記の欠点があった。
【０００４】
（イ）ワイヤ式のエレベータは、誘導式モータ１０と、ギアボックス１１と、リール１２と、ワイヤ１３と、錘１４と、エレベータ箱１５と、などから構成されるので、機構が極めて複雑であり、且つスペースがかなり掛る。
【０００５】
（ロ）ガタおよび騒音などが発生し易く、且つ潤滑作業および保全作業が必要であり、エレベータを長期間に保全しないと、大きな騒音が発生し、そして安全性も大幅に低下になる。
【０００６】
（ハ）制御システム１６と、誘導システム１７と、昇降用パワーシステムと、が別々なシステムなので、誘導式モータ１０により位置制御を実施することができなく、制御方式が複雑になり、エレベータの位置を精確に制御することができなく、制御不能および誘導不能などの問題が多発する。
【０００７】
また、従来のねじ軸式のエレベータのトランスミッション機構は、百年以上の歴史を持ち、誘導式モータとギアボックスとによりねじ軸を回転して、ねじ軸に嵌合される昇降具によりエレベータ箱を駆動する構成であり、このような構成によれば、部材を簡素化することができ、且つねじ軸と昇降具とが回転摺動によりエレベータ箱を昇降するので、安全性が極めて高く、しかし、下記の欠点があった。
【０００８】
（イ）従来のねじ軸式のエレベータのトランスミッション機構は、ねじ軸と昇降具とが回転摺動によりエレベータ箱を昇降するので、摩擦抵抗が大きく、且つパワーのトランスミッション効率が高くなく、一般的には３０％しかないので、エネが無駄に消耗され、ランニングコストが高い。
【０００９】
（ロ）ビルがどんどん高くなるので、エレベータの昇降速度も厳しく要求されるようになり、しかし、高速に昇降すると、摩擦抵抗が高いので、高熱が発生するようになり、だから、このようなエレベータを採用することはなくなった。
【００１０】
（ハ）制御の難い誘導モータを採用し、誘導モータの制御システム、誘導システムと昇降用パワーシステムが別々なシステムなので、誘導式モータにより位置制御を実施することができなく、制御方式が複雑になり、エレベータの位置を精確に制御することができなく、制御不能および誘導不能などの問題が多発する。
【００１１】
現在のボールねじのメリットは、摩擦抵抗が極めて小さく、パワートランスミッション効率が極めて高く、ねじ軸式エレベータを取って代わることができるが、下記の欠点があった。
【００１２】
（イ）従来の各エレベータシステムは、誘導式モータとギアボックスとにより駆動することが必要であるが、誘導式モータのトルク値が大きくないので、ギアボックスを使用しないとエレベータを操作することができなく、しかし、ギアボックスは、生産コストが高く、保全作業の負荷が高く、スペースをかなり掛る。
【００１３】
（ロ）従来の各エレベータシステムは、誘導式モータとギアボックスとにより駆動することが必要であるが、誘導式モータは、電力消耗が多く、且つ制御し難いので、従来のシステムは、制御システムと、誘導システムと、昇降用パワーシステムとを別々にし、誘導式モータにより位置制御を実施することができないので、制御方式が複雑になり、エレベータの位置を精確に制御することができなく、制御不能および誘導不能などの問題が多発する。
【００１４】
（ハ）ボールねじの摩擦抵抗が極めて小さく、従来の摺動摩擦ねじ軸の摩擦係数は0.1であるが、ボールねじの摩擦係数は0.002だけであり、そしてボールねじの機械効率は、従来の摺動摩擦ねじ軸の３０％から９５％以上になる。しかし、ボールねじは安全性の欠点があり、すなわち、従来の摺動摩擦ねじ軸の摺動ナットは剛性材料の内面に台形断面を持つメスねじを加工するだけでるので、構造が極めて簡単であり、故障率が極めて低く、且つ故障の前に、摺動ナットに磨耗が酷くなるので、故障を事前に予防することができる。しかし、ボールねじの機構がより複雑であり、ナットは、玉と、循環子と、内面にメスねじが設けられた本体と、を少なくとも含み、メスねじに磨耗が顕着になる前でも、ナットには故障の可能性があり（例えば、玉の脱出など）、だから、ナットの故障は事前に予防することができなく、エレベータを定期点検しても、ナットの故障を事前に発覚することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の主な目的は、トルクが十分であり、省エネができ、部材が簡単であるトルクモータ式エレベータを提供することにある。
【００１６】
本発明の次の目的は、騒音が低く、機械効率が高く、安全性が高いトルクモータ式エレベータを提供することにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、位置制御が精確になり、制御システムが簡単化になるトルクモータ式エレベータを提供することにある。
【００１８】
本発明の更に別の目的は、保全作業の負荷が低いトルクモータ式エレベータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、トルクモータと、ボールねじと、摺動ナットと、エレベータ箱と、を含むトルクモータ式エレベータにおいて、前記トルクモータは、電磁力により駆動されて回転する回転子軸を有し、前記ボールねじは、負荷ねじ軸と、負荷ナットと、多数の転がり子と、を含み、前記負荷ねじ軸の一端が前記トルクモータの回転子軸と連動し、且つ前記転がり子を介して前記負荷ナットが前記負荷ねじ軸に配設され、前記摺動ナットは、内面にねじ山が設けてあり、前記ねじ山が前記ボールねじの負荷ねじ軸の螺旋と嵌合し、且つ前記ねじ山と、前記負荷ねじ軸の螺旋との間に隙間が残ってあり、前記エレベータ箱は、連接具によりボールねじの負荷ナットに固定され、前記ボールねじの負荷ナットと一緒に昇降することを特徴とするトルクモータ式エレベータであることを要旨としている。
【００２０】
本願の発明では、前記トルクモータは、環状固定子台座と、若干のコイルと、回転子軸と、若干の磁極と、を含み、前記環状固定子台座の中心には回転子軸を収容する空間が開設してあり、前記コイルは前記環状固定子台座の内壁に巻き付けられ、前記回転子軸の周面に若干の磁極が環設してあり、前記回転子軸が前記環状固定子台座内に回転自在に位置決められ、前記回転子軸の周面に環設された磁極が前記コイルの電磁力に駆動されて回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のトルクモータ式エレベータであることを要旨としている。
【００２１】
本願の発明では、更に、連結器が設けてあり、前記連結器がトルクモータの回転子軸の一端に設けられ、ボールねじの負荷ねじ軸の一端は前記連結器を介してトルクモータの回転子軸と連結することを特徴とする請求項１に記載のトルクモータ式エレベータであることを要旨としている。
【００２２】
本願の発明では、摺動ナットも連接具と連接し、また、エレベータ箱がボールねじによらずに直接に昇降可能にするために、前記連接具の内部に軸受が設けてあることを特徴とする請求項１に記載のトルクモータ式エレベータであることを要旨としている。
【００２３】
本願の発明では、前記エレベータ箱は、異なる連接具により、ボールねじの負荷ナットと、摺動ナットと、にそれぞれ連接していることを特徴とする請求項１に記載のトルクモータ式エレベータであることを要旨としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のトルクモータ式エレベータによれば、トルクが十分であり、省エネができ、部材が簡単であり、騒音が低く、機械効率が高く、安全性が高く、且つ位置制御が精確になり、制御システムが簡単化になり、保全作業の負荷が低い効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
まず、図２乃至図４を参照する。本発明の実施例のトルクモータ式エレベータは、トルクモータ２０と、連結器Ａと、ボールねじ３０と、摺動ナット４０と、エレベータ箱５０と、を含む。
【００２７】
前記トルクモータ２０は、環状固定子台座２１と、若干のコイル２２と、回転子軸２３と、若干の磁極２４と、を含み、前記環状固定子台座２１の中心には回転子軸２３を収容する空間が開設してあり、前記コイル２２は前記環状固定子台座２１の内壁に巻き付けられ、前記回転子軸２３の周面に若干の磁極２４が環設してあり、前記回転子軸２３が前記環状固定子台座２１内に回転自在に位置決められ、前記回転子軸２３の周面に環設された磁極２４が前記コイル２２の電磁力に駆動されて回転可能である。
【００２８】
前記連結器Ａは、トルクモータ２０の回転子軸２３の一端に設けられ、それは良く知られたものであるので、説明を省略する。
【００２９】
前記ボールねじ３０は、負荷ねじ軸３１と、負荷ナット３２と、多数の玉３３と、を含み、前記玉３３は、ボール形状でもいいし、ローラ形状でもよく、前記負荷ねじ軸３１に螺旋３１１が設けてあり、前記螺旋３１１が多数の玉３３の内側と噛合い、且つ前記負荷ねじ軸３１の一端が前記連結器Ａを介して前記トルクモータの回転子軸と連結し、前記負荷ナット３２に設けられた螺旋３２１が多数の玉３３の外側と噛合い、且つ前記負荷ナット３２は、前記負荷ねじ軸３１に配設され、前記負荷ねじ軸３１の回転方向によって昇降する。
【００３０】
前記摺動ナット４０は、中空部材であり、内面にねじ山４１が設けてあり、前記ねじ山４１が前記ボールねじ３０の負荷ねじ軸３１の螺旋３１１と嵌合し、且つ前記ねじ山４１と、前記負荷ねじ軸３１の螺旋３１１との間に隙間が残ってあり、そうすると、正常時に、摺動ナット４０は、負荷ねじ軸３１に直接に接触しなく、その全ての負荷がボールナット３２により受ける。
【００３１】
前記エレベータ箱５０は、連接具５１によりボールねじ３０の負荷ナット３２に固定され、且つ前記摺動ナット４０も連接具５１と連接し、また、エレベータ箱５０がボールねじ３０によらずに直接に昇降可能にするために、前記連接具５１の内部に軸受５２が設けてある。
【００３２】
次に、図面を参照しながら、本発明の使用効果を詳細に説明する。
【００３３】
本発明のトルクモータ式エレベータは、下記の理由により省エネすることできる。
【００３４】
（イ）トルクモータ２０によりボールねじ３０の負荷ねじ軸３１を直接に駆動し、トルクモータ２０には、環状固定子台座２１のコイル２２だけに電力を供給することが必要であり、回転子軸２３の周面に環設された磁極２４に充電することが必要ない。
【００３５】
（ロ）トルクモータ２０によりボールねじ３０の負荷ねじ軸３１を直接に駆動し、エレベータ箱５０はギアボックスおよび錘などの従来の部材を使用することが必要なくなるので、ギアボックスの摩擦ロスが低減になり、従来の錘によるエネ消耗が全て無くなる。
【００３６】
本発明のトルクモータ式エレベータは、下記の理由により、部材が簡単化になり、設置するために必要なスペースが降下する。
【００３７】
（イ）トルクモータ２０によりボールねじ３０の負荷ねじ軸３１を直接に駆動し、エレベータ箱５０は負荷ナット３２に固定されて負荷ナット３２と一緒に昇降し、トルクモータ２０がボールねじ３０を直接に駆動するので、ギアボックスおよび錘などの従来の部材を使用することが必要なくなり、部材が簡単化になり、設置するために必要なスペースが降下する。
【００３８】
（ロ）トルクモータ２０にレゾルバまたはインコーダを取り付けると、位置制御をもっと精確に実施することができるようになり、これにより、トルクモータ２０の位置決め精確度が15  arc-sec以上になり、だから、従来のもののように多くの位置制御システムを設けることが必要なくなり、制御システムを大幅に簡単化することができる。
【００３９】
本発明のトルクモータ式エレベータは、下記の理由により、騒音が低くなり、効率が高くなる。
【００４０】
（イ）トルクモータ２０を動力源とし、トルクモータ２０は、回転子軸２３の周面に環設された磁極２４がコイル２２の電磁力によって駆動されて回転するので、本発明のトルクモータ５０の騒音が極めて低く、また、回転子軸２３の周面に環設された磁極２４の数量が多いので、トルクが大幅に増加し、且つトルクモータ２０がボールねじ３０の負荷ねじ軸３１を直接に駆動するので、本発明のトルクモータ５０の効率が極めて高い。
【００４１】
（ロ）ボールねじ３０の低い摩擦抵抗により騒音が降下し、且つ摩擦係数が従来の摺動摩擦ねじ軸の0.1から0.002まで降下するので、本発明の機械効率が従来の摺動摩擦ねじ軸の３０％から９５％以上になり、エレベータの駆動システムのエネロスが大幅に低減になり、且つ摺動ナット４０によりボールねじ３０の安全性が向上し、そして、正常時に、摺動ナット４０は、負荷ねじ軸３１に直接に接触しなく、その全ての負荷がボールナット３２により受ける。
【００４２】
本発明のトルクモータ式エレベータは、下記の理由により、保全作業の負荷が低くなる。
【００４３】
（イ）トルクモータ２０を動力源とし、トルクモータ２０は、回転子軸２３の周面に環設された磁極２４がコイル２２の電磁力によって駆動されて回転するので、本発明は潤滑作業を実施することが必要ない。
【００４４】
（ロ）ボールねじ３０によりエレベータの駆動システムのエネロスが大幅に低減になり、前記ボールねじ３０には自己潤滑するためのオイルケースが設けてあるので（これは一般のボールねじの基本的な部材であるので、説明を省略）、本発明のボールねじ３０は頻繁に潤滑することが必要なくなる。
【００４５】
特に、エレベータの安全性は厳しく要求されるので、組付ける時に、及び使用の過程中には、定例性の検査が実施され、これにより、エレベータの使用安全性を確保することができ、摺動ナット４０が機構の表面に露出するので、検査時に、機構の外側から摺動ナット４０の隙間４２の幅を測定することができ（隙間ゲージを使用）、毎回の検査を実施するときには隙間４２の幅の変化を記録することにより、修理作業を実施する必要性を判断することができる。本発明のボールねじは金属材料で作製されたので、ボールねじ３０にプラグインされたオイルケースと、隙間の幅と、を定期に検査するだけでよく、潤滑作業および保全作業を頻繁に実施することが必要ない。
【００４６】
また、図面に示すように、エレベータ箱５０は、同一の連接具５１がボールねじ３０の負荷ナット３２と、摺動ナット４０と、にそれぞれ連接してもいいし、例えば、下記のような連接具の結合方式により連接してもいい。
【００４７】
（イ）ボールねじの負荷ナットが摺動ナットと直接に連接し、そして連接具は、負荷ナット又は摺動ナットと連接している。
【００４８】
（ロ）エレベータ箱は、異なる連接具により、ボールねじの負荷ナットと、摺動ナットと、にそれぞれ連接している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来のリール式エレベータを示す概略図である。
【図２】本発明の組合状態の断面図である。
【図３】本発明のボールねじと摺動ナットと連接具との断面図である。
【図４】本発明のトルクモータの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０      誘導式モータ                    
１１      ギアボックス
１２      リール                          
１３      ワイヤ
１４      錘                                    
１５      エレベータ箱
１６      制御システム                    
１７      誘導システム
２０      トルクモータ                    
２１      環状固定子台座
２２      コイル                          
２３      回転子軸
２４      磁極                                  
Ａ        連結器
３０      ボールねじ                      
３１      負荷ねじ軸
３１１    螺旋                                  
３２      負荷ナット
３２１    螺旋                                  
３３      玉
４０      摺動ナット                
４１      ねじ山
４２      隙間                                  
５０      エレベータ箱
５１      連接具                          
５２      軸受
【図１】
2008184286.tif 000003
【図２】
2008184286.tif 000004
【図３】
2008184286.tif 000005
【図４】
2008184286.tif 000006