(57)【要約】　　　（修正有）【課題】運転時の異音や振動等を減少させるドライブナット装置を提供すること。【解決手段】スクリュー３１とドライブナット装置１とを軸方向に相対移動させるドライブナット装置であって、複数のドライブナット１２ａ〜１２ｃを同一軸線上に配し、前記ドライブナットは、軸方向に移動可能でかつ回転不能の状態でそれぞれ別個の支持部１３ａ〜１３ｃに保持され、各前記ドライブナットと各ドライブナットを保持する前記支持部との間にはそれぞれ油室１５ａ〜１５ｃが設けられ、各前記油室には圧油が充填され、かつ、各前記油室の油圧が同一となるように油路１６により互いに連通され、各前記油室は、前記スクリューまたは前記ドライブナットに加重されることによって前記油室の油圧が上昇するように設けられ、各前記支持部は連結部１９で一体化されてなる。【選択図】　　　図１
2004036694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューとスクリューに螺合するドライブナット装置とを相対的に回転駆動し荷重が加えられた前記スクリューと前記ドライブナット装置とを軸方向に相対移動させるスクリュー式駆動装置に用いられるドライブナット装置であって、
複数のドライブナットを同一軸線上に配し、
前記ドライブナットは、軸方向に移動可能でかつ回転不能の状態でそれぞれ別個の支持部に保持され、
各前記ドライブナットと各ドライブナットを保持する前記支持部との間にはそれぞれ油室が設けられ、
各前記油室には圧油が充填され、かつ、各前記油室の油圧が同一となるように油路により互いに連通され、
各前記油室は、前記スクリューまたは前記ドライブナットに加重されることによって前記油室の油圧が上昇するように設けられ、
各前記支持部は連結部で一体化され、
てなることを特徴とするドライブナット装置。
【請求項２】
複数の前記ドライブナットと前記支持部との組み合わせにおいて、前記油室の有効受圧面積と前記ドライブナットのねじ部の長さとの比がそれぞれ実質的に同一である、
請求項１のドライブナット装置。
【請求項３】
前記油室に充填する圧油の減少により前記支持部とドライブナットとの間の軸方向の相対位置が変化して管理基準位置に達したときに、それを検知するセンサが設けられてなる、
請求項１または請求項２のドライブナット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリューとドライブナット装置を相対回転させることにより荷重が加えられたスクリューまたはドライブナット装置を軸方向に相対移動させる、スクリュー式駆動装置のドライブナット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリュー式駆動装置を利用したスクリュー式エレベータは、現在多く設置されているロープ式エレベータと異なり、機械室が不要であってピットも浅いもので足りるために設置場所への制約が少ない等の利点を有し、既存施設にエレベータを新たに設置する場合、特に小規模施設や家庭用のエレベータとしての展開が期待されている。
【０００３】
このスクリュー式エレベータは、鉛直に固定されたスクリューに、回転可能な状態でケージに一体化されたドライブナットが螺合されており、モータによりこのドライブナットを正転／逆転させることによりドライブナットをスクリューに沿って上下させ、ケージを昇降させるものである（特開２０００−３０９８４０号公報）。
【０００４】
図４は、従来のスクリュー式エレベータに用いられるドライブナット装置８の正面断面図である。
図４において、ドライブナット８２と動力伝達部８４とは一体となって回転するように嵌合されている。つまり、ドライブナット８２と動力伝達部８４とが下部のテーパー状に拡がっている部分で嵌合することにより、ドライブナット８２と動力伝達部８４とは荷重の大きさに対応した強さで一体化され、図示しないモータによる回転の力がドライブナット８２に伝達される。
【０００５】
このドライブナット装置８は、図示しないケージに回転可能に取り付けられ、モータにより回転駆動されることにより、ドライブナット８２に螺合するスクリュー８５に沿って昇降する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ドライブナット装置８は、ケージおよびモータ等の駆動装置および乗員等を総合した荷重と上昇時に加算される加速による荷重をスクリュー８５と咬合するドライブナット８２のねじ部８７の接触面で支えるものである。
【０００７】
このねじ部８７の接触面に加わる荷重による面圧とスクリュー式エレベータ昇降時のドライブナット８２の回転速度との積の値（以下Ｐｖ値という。）と、ドライブナット８２およびスクリュー８５のねじ部の摩耗の度合いとは強く相関するため、従来、ねじ部同士の接触面積を増加させる目的でドライブナット８２の長さを長くし、Ｐｖ値を低下させて摩耗の度合いの減少を図っていた。
【０００８】
しかし、一方で、運転時の摩擦熱によるねじ部同士の焼き付きを避けるためには、ドライブナット８２とスクリュー８５との材質を違える必要がある。その場合、ドライブナット８２が長くなると運転時の摩擦熱によるスクリュー８５との熱膨張の度合いの相違から、ドライブナット８２の長さ全域でスクリュー８５のねじ部と一様に接触させるのは極めて困難であった。そのため、ドライブナット８２とスクリュー８５とが接する一部分では運転中にねじ部の面圧が高くなり、局部的に大きなＰｖ値となる結果、摩耗を異常に早めたり、大きな摩擦熱による過度の熱膨張から、エレベータの運転時に摩擦による異音や振動等が発生するという不具合の生じる可能性があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ドライブナットの全長で均一にねじ部同士が接触するようにして荷重を均一に分散し、ドライブナットの局部的な摩耗や発熱をなくし、昇降装置の運転時の異音や振動等を極力減少させるドライブナット装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる装置は、スクリューとスクリューに螺合するドライブナット装置とを相対的に回転駆動し荷重が加えられた前記スクリューと前記ドライブナット装置とを軸方向に相対移動させるスクリュー式駆動装置に用いられるドライブナット装置であって、複数のドライブナットを同一軸線上に配し、前記ドライブナットは、軸方向に移動可能でかつ回転不能の状態でそれぞれ別個の支持部に保持され、各前記ドライブナットと各ドライブナットを保持する前記支持部との間にはそれぞれ油室が設けられ、各前記油室には圧油が充填され、かつ、各前記油室の油圧が同一となるように油路により互いに連通され、各前記油室は、前記スクリューまたは前記ドライブナットに加重されることによって前記油室の油圧が上昇するように設けられ、各前記支持部は連結部で一体化されてなる。
【００１１】
請求項２の発明にかかる装置は、複数の前記ドライブナットと前記支持部との組み合わせにおいて、前記油室の有効受圧面積と前記ドライブナットのねじ部の長さとの比がそれぞれ実質的に同一である。
【００１２】
請求項３の発明にかかる装置は、前記油室に充填する圧油の減少により前記支持部とドライブナットとの間の軸方向の相対位置が変化して管理基準位置に達したときに、それを検知するセンサが設けられてなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態の一つであるドライブナット装置１の正面断面図、図２はドライブナット装置１におけるドライブナット１２ｃが支持部１３ｃに保持される部分（断面Ａ−Ａ）における半径方向断面図である。
【００１４】
図１において、ドライブナット装置１は３組のドライブナット１２ａ〜１２ｃと各ドライブナット１２ａ〜１２ｃをそれぞれ保持する支持部１３ａ〜１３ｃとの組み合わせ、図上部の図示しない駆動用のモータから各ドライブナット１２ａ〜１２ｃに動力を伝える動力伝達部１４、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃとそれぞれの支持部１３ａ〜１３ｃの間に設けられた油室１５ａ〜１５ｃ、給油口２０から各油室１５ａ〜１５ｃに連通し圧油を補給するための油路１６、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃをそれぞれの支持部１３ａ〜１３ｃに保持するための回り止めのボール１７、図示しない油圧ポンプに連通する固定された給油口２０から回転する油路１６に圧油を補給するためのロータリージョイント１８および各支持部１３ａ〜１３ｃを一体化するための連結ボルト１９からなる。
【００１５】
図１のドライブナット装置１では、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの長さは等しい。ねじ部１１ａ〜１１ｃの長さを等しくすることで各ドライブナット１２ａ〜１２ｃは加えられた荷重の３分の１をそれぞれ均等に支えるよう意図されている。
【００１６】
各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの長さは、そのねじ部の径とほぼ等しく、本実施形態のねじ部１１ａ〜１１ｃの有効径およびねじ部の長さは、ともに約４０ミリメートルである。ドライブナット１２ａ〜１２ｃは鉛青銅で製作され、スクリュー３１は炭素鋼で製作されたものである。
【００１７】
図１に示すように、ドライブナット１２ｃは、大外周面２１ｃと小外周面２２ｃとを有する凸状の２段構造となっており、中心にスクリュー３１のねじ部と螺合する雌ねじのねじ部１１ｃを有する。
【００１８】
支持部１３ｃは、大外周面２１ｃの径と同じ大きさの径からなる大内周面２３ｃ、および小外周面２２ｃと同じ大きさの径からなる小内周面２４ｃを有する２段構造となっている。
【００１９】
ドライブナット１２ｃは、その小外周面２２ｃが小内周面２４ｃに、その大外周面２１ｃが大内周面２３ｃに、それぞれ軸方向に摺動可能なように嵌挿されている。
【００２０】
図２に示すように、大外周面２１ｃには、回り止めのボール１７の約半分をはめ込むことができる半球状のくぼみ２７ｃが、軸に直交する半径方向の同一面に周方向に等間隔で６カ所設けられている。支持部１３ｃの大内周面２３ｃには、大外周面２１ｃの６つのくぼみ２７ｃに相対する周方向の６カ所に、回り止めのボール１７を半分はめ込むことができる大きさの６つの断面が半円形の溝２５ｃが設けられている。そして、これらの溝２５ｃは、図３によく示すように、大内周面２３ｃの軸方向の全長に設けられるのではなく途中で溝２５ｃに係止部２６ｃが設けられ、この係止部２６ｃで、支持部１３ｃに嵌挿されたドライブナット１２ｃの軸方向の摺動を一定限度内に制限する。
【００２１】
６つの回り止めのボール１７の働きにより、支持部１３ｃとドライブナット１２ｃとは一体となって回転して支持部１３ｃからドライブナット１２ｃにモータの駆動力を伝達し、スクリュー３１を昇降させる。また、６つの半円形の溝２５ｃは、支持部１３ｃの内部でドライブナット１２ｃの軸方向の移動を可能にして、ドライブナット１２ｃのねじ部１１ｃとスクリュー３１のねじ部とを適切な面圧下で接触させて、油室１５ｃの油圧と荷重とをバランスさせる。
【００２２】
各ドライブナット１２ａ〜１２ｃの大外周面２１ａ〜２１ｃには、各油室１５ａ〜１５ｃとくぼみ２７ａ〜２７ｃとの間にパッキン２８ａ〜２８ｃが設けられている。各支持部１３ａ〜１３ｃの小内周面２４ａ〜２４ｃには、パッキン２９ａ〜２９ｃが設けられている。これらのパッキンによって、圧油が油室１５ａ〜１５ｃから外部に漏れ出すのを防止している。
【００２３】
本実施形態では、各油室１５ａ〜１５ｃの軸方向の受圧面積は全て等しくなるように形成されている。各油室１５ａ〜１５ｃを油路１６で結び各油室１５ａ〜１５ｃの油圧が等しくなるように構成されており、この等しい各油圧と各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの長さが等しいことにより、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃに荷重を均等に分散させている。
【００２４】
連結ボルト１９は各支持部１３ａ〜１３ｃを緊結する。
次に、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃがドライブナット装置１に加わる荷重を均等に分担するしくみについて、図１を参照して説明する。
【００２５】
ドライブナット装置１は、圧油が給油口２０より油路１６を通して各油室１５ａ〜１５ｃに供給され、使用時には、給油口２０に取り付けた図示しない閉塞弁により、圧油が各油室１５ａ〜１５ｃとこれらを連通する油路１６内に封入された状態となっている。
【００２６】
荷重による負荷が動力伝達部１４に加えられると、この負荷は連結ボルト１９により一体化されている３つの支持部１３ａ〜１３ｃに伝わる。ここで、加重直後は各ドライブナット１２ａ〜１２ｃとスクリュー３１との接触の程度が異なるため、良好に接触するドライブナット、仮にそれを１２ｂとすれば、１２ｂのねじ部１１ｂは、スクリュー３１との良好な接触から接触面の面圧が大きくなる。ドライブナット１２ｂの面圧に応じて生ずる上向きの反力と釣り合うために、油室１５ｂは高い圧力となる。
【００２７】
しかし、油室１５ａ〜１５ｃは油路１６により相互に連通され、かつ、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃはそれぞれの支持部１３ａ〜１３ｃとの間で軸方向に摺動し移動することができるので、油室１５ａ〜１５ｃの容積はある程度増減可能となっている。したがって、油室１５ｂの中の若干量の圧油が他の油室１５ａ，１５ｃに移動し、油室１５ａ〜１５ｃは全て同じ油圧となる。結果として、この各同じ大きさの油圧によってドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃは、スクリュー３１のねじ部にそれぞれが同じ強さの力で押しつけられることとなる。ここで、圧油は油室１５ａ〜１５ｃおよび油路１６内に封入されており、そのため、油圧源からの外力を考慮する必要はなく、油圧による力は、すなわち、ドライブナット装置１に加えられた荷重によるものである。
【００２８】
各油室１５ａ〜１５ｃの有効受圧面積は等しいので、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃには同じ強さの力が働く。
各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃは同じ長さを有し、各ねじ部１１ａ〜１１ｃの接触面積は同じであるので、ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの全接触面には、荷重が均等に分散される。
【００２９】
このように、本実施形態のドライブナット装置１をエレベータに使用した場合には、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの全接触面に荷重が均等に分散されることにより、ねじ部１１ａ〜１１ｃのＰｖ値を平均化し低く抑えることができる。その結果として、ねじ部１１ａ〜１１ｃの摩耗は減少してドライブナット装置１の耐久性は増し、また、摩擦熱による局部的な過度のねじ部１１ａ〜１１ｃの膨張を原因とするエレベータ運転時の異音や振動等の発生を防止することができる。
【００３０】
スクリュー式エレベータにおいて、単にドライブナットの長さを長くするという方策だけでは、ねじ部の長さ方向で面圧にばらつきが生じ、Ｐｖ値を一様に低下させるのは困難であったが、ねじ部を分割して、複数のドライブナット１２ａ〜１２ｃを本実施形態のようにして用いれば、Ｐｖ値を一様に低下させることができる。
【００３１】
本実施形態のドライブナット装置１では、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃのねじ部１１ａ〜１１ｃの長さが等しく、各油室１５ａ〜１５ｃは、軸方向の受圧面積が全て等しくなるように設けられているが、各ドライブナットのねじ部の長さをそれぞれで異なるものとし、各対応する油室の軸方向の受圧面積を、各ドライブナットのねじ部の長さに比例する大きさとすること、すなわち、油室の有効受圧面積と前記ドライブナットのねじ部の長さとの比がそれぞれ実質的に同一となるようにすることでも、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
封入した圧油の漏れにより各油室１５ａ〜１５ｃおよび油路１６内の圧油量が減少し、各ドライブナット１２ａ〜１２ｃに適切な油圧をかけられず、荷重による負荷を均等に分散することができなくなり、いずれかのドライブナットに負荷が偏るという事態も考えられる。これに対しては、封入圧油量がドライブナットと支持部との相対的な位置関係に現れやすい部分、たとえば、図１のドライブナット１２ｃと支持部１３ｃの相対位置の変化を検知するセンサ３２を設けて、圧油量を管理し、負荷の偏在を回避する事ができる。
【００３３】
上述の実施形態において、各ねじ部１１ａ〜１１ｃの長さは、ドライブナット１２ａ〜１２ｃとスクリュー３１の各材質の熱膨張率の違いの程度や、荷重を支える接触面の大きさに関係するねじ部の有効径、最大荷重、設計昇降速度、製造コスト等を勘案して決定する。
【００３４】
ねじ部の長さをねじ部の径より短くしまたは長くしてもよく、ドライブナットの数を２または４以上とすることもできる。
また、上述の実施形態において、ボール１７の使用個数を５以下または７以上とすることができる。さらに、ボール１７を使用してドライブナットの回転を止める方法に代えて、ドライブナットの大外周面に周方向等間隔で軸方向に特定の長さを有するレール状突起物を設け、支持部の大内周面の相対する部分にレール状突起物が係合する溝を設けることでドライブナットの大外周面と支持部の大内周面の摺動を可能としつつドライブナットが支持部と共にのみ回転する構造とすることができる。
【００３５】
他に、ドライブナットと支持部とを一体として回転させ、かつ、軸方向の相対移動を可能とするしくみをボール１７に替えて用いても良い。
本発明にかかるドライブナット装置は、スクリューを駆動装置により回転させ、ドライブナット装置に固定したケージをガイドレールに沿って昇降させる場合にも実施することができる。この場合も、油室はドライブナット装置の負荷が増加した場合に油室内の油圧が上昇するように設けられることを要する。たとえば、動力伝達部１４が回転不能な状態で図１のドライブナット装置１をケージに固定すれば、このような用途に適合する。
【００３６】
また、スクリューを回転可能な状態でケージと一体化し、スクリューを駆動装置により回転させながらスクリュー自体を昇降させる場合には、図１のドライブナット装置１を、上下を逆にして回転不能な状態で構造物に固定して実施することができる。
【００３７】
ドライブナット装置１を回転させないでケージを昇降させる場合には、給油口から油室に圧油を補給する際にロータリージョイントを介する必要がないというメリットを有する。
【００３８】
上述の実施形態において、ドライブナット１２ａ〜１２ｃ，スクリュー３１，支持部１３ａ〜１３ｃの材質、形式や構造、形状や寸法、個数については、本発明の趣旨にそって適宜変更することができる。また、各油室１５ａ〜１５ｃに圧油を供給する油路１６をドライブナット１２ａ〜１２ｃの外部に設けてもよく、各支持部１３ａ〜１３ｃを一体化する方策は、連結ボルト１９に限られない。これらの形式や構造、形状や寸法、個数についても、本発明の趣旨にそって適宜変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ドライブナットの全長で均一にねじ部同士が接触するようにして荷重を均一に分散し、ドライブナットの局部的な摩耗や発熱をなくし、昇降装置の運転時の異音や振動等を極力減少させるドライブナット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるドライブナット装置の正面断面図である。
【図２】本発明にかかるドライブナット装置を示す図１のＡ−Ａにおける半径方向断面図である。
【図３】本発明にかかるドライブナット装置を示す図１のＡ−Ａ近辺の正面断面図である。
【図４】従来のドライブナット装置を示す図である。
【符号の説明】
１　　ドライブナット装置
１１ａ〜１１ｃ　（ドライブナットの）ねじ部
１２ａ〜１２ｃ　ドライブナット
１３ａ〜１３ｃ　支持部
１５ａ〜１５ｃ　油室
１６　油路
１９　連結部（連結ボルト）
３１　スクリュー
３２　センサ
【図１】
2004036694.tif 000003
【図２】
2004036694.tif 000004
【図３】
2004036694.tif 000005
【図４】
2004036694.tif 000006