(57)【要約】      （修正有）【課題】スクリュー軸の組付けが容易で、横方向の力を受けた時サスペンション機構により調整を行うことができ、スクリュー軸およびエレベータのケージレール間の不平行による不平行力を解消できるスクリューサスペンション機構を提供する。【解決手段】固定ナット６は、スクリュー軸３を支持フレーム１上に支持するための要素で、かつ、この固定ナットの下端面が突出状の球面に設計され、またコイルばねを使用してスクリューサスペンション機構のスクリュー軸とケージレールとの間が不平行であった場合、その横方向の力によるトルクは、スクリュー軸の揺動により機構の不平行力を解消することができる。また、下側ばねは、スクリュー軸と支持フレームの間のバックラッシュを解消するために用いることで、スクリュー軸の揺動により不平行力を解消するのみでなく、使用中のスクリュー軸は、支持フレームに対してバックラッシュを生ずることもない。【選択図】図１
2007186298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームと、
外表面に雄ねじ溝を設けられ、一端に雄ねじが設けられたスクリュー軸と、
中空で、かつ前記スクリュー軸に螺合され、その内径上に前記の雄ねじ溝に対応する雌ねじ溝を設けられ、雌ねじ溝と雄ねじ溝との螺合により、前記スクリュー軸に対して旋回運動してスクリュー軸の軸方向に相対移動できるナットと、
前記の雄ねじに合せる雌ねじを設けられ、雌ねじと雄ねじとを螺合して前記スクリュー軸を支持フレームに吊り下げる固定ナットと、
前記固定ナットの支持フレームに対する回転量を制限すると同時に、固定ナットの支持フレームに対して揺動することが許される回転制限子と、
前記スクリュー軸及び支持フレームの間に設けられ、スクリュー軸と支持フレームの間のバックラッシュを解消できるばねと、
を含むことを特徴とするスクリューサスペンション機構。
【請求項２】
前記ばねは、圧縮ばねであることを特徴とする請求項１記載のスクリューサスペンション機構。
【請求項３】
前記圧縮ばねは、コイルばねであることを特徴とする請求項２記載のスクリューサスペンション機構。
【請求項４】
前記固定ナットと支持フレームの間は、上側ばねを挿設することを特徴とする請求項１記載のスクリューサスペンション機構。
【請求項５】
前記ナットの雌ねじ溝の輪郭は半円形に近似し、またスクリュー軸の雄ねじ溝の輪郭も半円形に近似しており、雌ねじ溝と雄ねじ溝との間に摩擦抵抗を低減させるためのボールが設けられることを特徴とする請求項１記載のスクリューサスペンション機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューサスペンション機構に関し、特にスクリュー型エレベーターの設備に応用し、スクリュー軸の組付けが容易で、かつ不平行力をなくすとともに、繰り返し荷重を受けた際にバックラッシュのないスクリューサスペンション機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベーターの駆動は、多くの駆動タイプがある。トラクターにより鋼索を牽引する牽引式エレベーターの他、ナット及びスクリュー軸を互いに回転してエレベーターを上下動させるスクリュータイプエレベーターがある。
【０００３】
しかし、スクリュータイプエレベーターは、二つ問題がある。
【０００４】
その一は、牽引式エレベーターにおいて、鋼索は、可撓性要素であるため、鋼索及びケージレールの間は、平行度の問題がなく、たとえエレベーターを組付けた後、鋼索及びケージレールの間が平行にならなくても良いが、スクリュータイプエレベーターにとって大きく異なっている。即ち、スクリュータイプエレベーターのスクリュー軸とケージレールとの間の平行度が好ましくない場合、スクリュー軸とケージレールとの間は、大きな横方向の力が生じ、ケージとケージレールとの間、およびスクリュー軸とナットとの間は、いずれも巨大な横方向の力を受けることになり、ケージ移動時の摩擦抵抗が大きく増えることになる。
【０００５】
その二は、牽引式エレベーターのケージの一端が鋼索に接続され、鋼索は、ケージ及びケージの積載物による重力を抵抗するため、常にケージに引張力を供している。しかし、スクリュータイプエレベーターでは、エレベーターに設けられる重りは、従来、空ケージの重量よりも大きく設けられ、ケージの乗客が満員の時のスクリュー軸及びナットが受けた荷重を低減させるためのものである。そのため、ケージを駆動して運動させるためのスクリュー軸及びナットは、上方向の荷重（空ケージの場合）を受けたり、下方向の荷重（乗客満員の場合）を受けたりすることで、荷重方向の変更（繰り返し荷重）によりバックラッシュを生ずることになる。
【０００６】
従って、スクリュータイプエレベーターは、未だに多くの改善すべき問題が存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、主にスクリューサスペンション機構を提供し、機構におけるスクリュー軸の組付けが容易で、かつスクリュー軸が横方向の力を受けた時、サスペンション機構により調整を行ことができ、スクリュー軸およびエレベーターのケージレール間の不平行による不平行力を解消できることを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、スクリューサスペンション機構を提供し、機構におけるスクリュー軸は、繰り返し荷重を受けた時、スクリュー軸のサスペンションに係る部位がバックラッシュを生じないことを他の目的とする。
【０００９】
本発明の前記発明の目的を達成するためには、本発明のスクリューサスペンション機構は、
支持フレームと、
外表面に雄ねじ溝を設けられ、一端に雄ねじが設けられたスクリュー軸と、
中空で、かつ前記スクリュー軸に螺合して、その内径上に前記の雄ねじ溝に対応する雌ねじ溝を設けられ、雌ねじ溝と雄ねじ溝との螺合により、前記スクリュー軸に対して旋回運動してスクリュー軸の軸方向に相対移動できるナットと、
前記の雄ねじに合せる雌ねじを設けられ、雌ねじと雄ねじとを螺合して前記スクリュー軸を支持フレームに吊り下げる固定ナットと、
前記固定ナットの支持フレームに対する回転量を制限すると同時に、固定ナットの支持フレームに対して揺動することが許される回転制限子と、
前記スクリュー軸及び支持フレームの間に設けられ、スクリュー軸と支持フレームの間のバックラッシュを解消できるばねと、
を含む。
【００１０】
本発明のスクリューサスペンション機構のスクリュー軸とケージレールとの間は平行でない場合、スクリュー軸が球端面を中心として揺動することによって、機構の不平行力を解消でき、また、ばねの局部変形により不平行の発生が避けられる。またスクリュー軸は、回転制限子に制限され、任意に回転できないため、本発明のスクリューサスペンション機構により従来技術におけるスクリュータイプエレベーターの組付けによる不平行の問題が解決され、その上、組付けも容易で、かつ余計な校正技術の必要もなく、スクリュー軸が上方向、また下方向の荷重を受けた時でも、バックラッシュ発生しないことが実現できる。
【００１１】
以下、本発明の特徴及び技術内容をより理解するためには、本発明のより好ましい実施例及び説明を詳しく参照されたい。また、この実施例及び図面は、単に説明または参考するために用いられるもので、本発明の如何なる制限はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明のスクリューサスペンション機構の第１実施例の見取図である。図に、主に支持フレーム１、スクリュー軸３、ナット４、固定ナット６、回転制限子９１及び下側ばね７１を含む。
【００１３】
前記の支持フレーム１は、建物に相対運動しない各フレームを指し、地面、天井または壁に固定されるフレームおよび建物自体を含む。
【００１４】
スクリュー軸３は、略円柱形に形成され、その外表面（即ち、外径）に雄ねじ溝３１を設ける。また、ナット４は、スクリュー軸３の外径に螺合され、ナット４は、中空状のもので、かつ、その内径に前記の雄ねじ溝３１に対応する雌ねじ溝４１が設けられる。雌ねじ溝４１と雄ねじ溝３１とをら接により、ナット４がスクリュー軸３に対してら旋運動してスクリュー軸３の軸方向に相対移動することができる。
【００１５】
ナット４は、連結台８及び可撓性材料９４によりケージ２とを連結して、ナット４が移動する際に、ケージ２を連れて運動することができ、従って、ナット４がスクリュー軸３の軸方向に移動する時、ケージ２を連動してケージレール９５に沿って移動することができる。また、実施例における可撓性材料９４は、連結台８及びケージ２の間に設置され、両部材の間に微小な角度変化を生じさせ不平行力を減少するために用いられ、その上、ある程度の振動を吸収することができる。
【００１６】
動力源５は、連結台8上に架設されナット４がスクリュー軸３に対する回転動力を提供するために用いられ、通常、動力源５は電動機で、また電動機とは電気エネルギーを運動に必要な運動エネルギーに転換する装置であり、直流モータ、一方向交流モータ、三相交流モータ、周波数変換モータ及びサーボモータなども可能である。また、動力源５が出力する動力は、ベルトまたは歯車の出力によりナット４を連動して回転（詳しい機構は、図示しない）することができる。
【００１７】
図１の連結台８は、ケージ２に対して自由回転できないものであるため、ナット４が回転する時、ナット４とともに回転することができず、即ち、ナット４は、スクリュー軸３の周りに回転する時、連結台８とナット４との間が相対回転されるので、実施上では、普通、ナット４が連結台８に対して回転する時の摩擦抵抗を低減させるための軸受（図示しない）を設置する。
【００１８】
図１のスクリュー軸３の上端直径は、中間域の直径より僅か小さく、その上端が支持フレーム１を貫通し、さらに雄ねじ３２を設置する。固定ナット６は、雄ねじ３２に合せる雌ねじ６２を設け、雌ねじ６２と雄ねじ３２とをら接してスクリュー軸３は、スクリュー軸３及びケージ２の重力により支持フレーム１上に吊り下げられる。前記固定ナット６と支持フレーム１とを接触する下端面の輪郭は球面をなし、この球面は凸球面で、球端面６１と称する。
【００１９】
球端面６１の球面に係る設計は、スクリュー軸３とケージレール９５との間が不平行であった場合、この不平行力によりナット４による横方向の力は、球端面６１に対してトルクを生じさせることによって、スクリュー軸３は、球端面６１を中心支点として揺動され、ケージ２が移動時の干渉力を回避することができる。
【００２０】
また、スクリュー軸３が揺動自在するスペースを有するために、スクリュー軸３と支持フレーム１との間は、両要素間に間隙を存在するような遊動状態に配置する。さらに、ナット４とスクリュー軸３とのら接により、ナット４が軸方向の力を受けた時、スクリュー軸３は、軸方向の力の他、トルクも同時に受けることになる。雄ねじ溝３１及び雌ねじ溝４１の旋回角度が大きくなるほど、同一軸方向の力によるトルクは大きくなり、またナット４は、軸方向の力を受けスクリュー軸３による明らかな回転運動により、ナット４に対する位置制御ミスを避けるために、回転制限子９１を設置する。この回転制限子９１により固定ナット６が支持フレーム１に対する回転量を制限しているが、固定ナット６の支持フレーム１に対する揺動が許容される。
【００２１】
図１のケージ２は、乗客または物品を載せるためのケージ体で、そのスペース周りにケージ２から乗客または物品が地面に落ちないようにプロテクターが囲繞される。さらに、乗客および物品をケージ２に便利に進出させるため、通常、ケージ２には乗客または物品を便利に進出するための扉が設けられており、図１は、単なる見取図であるため、扉及びケージ２の詳しい構造が図示されていない。
【００２２】
また、図１において、ケージ２の右側で地面に垂直して架設されたケージレール９５は、ケージ２の運動方向を導引し、または制限するために用いられ、ケージ２がスクリュー軸３の周りに回転せずに、ケージレール９５に沿って上下方向へ垂直に移動される。そして、ケージ２の重量を平行するために、ケージ２上に鋼索９６を連結するとともに、鋼索９６の他端に重り（図示せず）を連結し、ケージ２の重量を平行してナット４がケージ２を駆動するための必要な荷重を低下させることができる。
【００２３】
従来の重りの設計は、ナットが受けた荷重を最小にするために、空ケージの重さよりその半分の重さを足してなる最大の定格荷重に設計することである。従って、重りは、空ケージの重さより重くなるので、ケージが物を積載しない場合、重りの重さは、ケージの全重より重く、ナット４は上方向の荷重を受けることになる。そして、ケージ２に載せた重量は、エレベーターの最大の定格荷重と同じである場合、逆にナットが下方向の荷重を受けることとなる。
【００２４】
また、ナット４が受けた荷重は、スクリュ−軸３に作用してスクリュー軸３が上方向の荷重を受けたり、下方向の荷重を受けたりする場合がある。そのために、本発明は、スクリュー軸３と支持フレーム１との間に、ばね、例えば図１の下側ばね７１を設置する。この下側ばね７１は圧縮ばねで、下側ばね７１の下方がスクリュー軸３の上端及び中間部の段差位置に当接され、また下側ばね７１の上方が支持フレーム１の下方に当接されるとともに、固定ナット６によりスクリュー軸３に締付けられ、下側ばねが常に圧縮された状態に保たれ、スクリュー軸３が上方向の荷重、または下方向の荷重の何れ一方を受けても、下側ばね７１は、いずれも受力の状態に保たれ、スクリュー軸３が上方向の荷重、または下方向の荷重を受けた時、スクリュー軸３と支持フレーム１との間のバックラッシュ(backlash)の発生が避けられる。
【００２５】
コイルばね(disc spring)の厚さは小さいが、耐荷重能力の大きな利点を有し、サスペンション機構を簡略化するため、実施例における下側ばね７１は、コイルばねに設計する。JIS B 2706を参照するように、内径51mm、外径100mm、全厚さ6.3mmのコイルばねは、1000キロの荷重を受けた時、その変形量が１．４ｍｍで、弾性モジュールは十分であるが、スペースは小さく、良いばねとして選べることができる。
【００２６】
図２は、図１における固定ナットの近傍の局部拡大図である。
【００２７】
図から、この固定ナット６の下端面が突出する球面に成していることは明らかで、かつスクリュー軸３を支持フレーム１に対して揺動自在できる目的とする。
【００２８】
また、図の回転制限子９１は、支持フレーム１上に固定され、回転制限子９１が支持フレーム１に対して移動しないようにする。また、固定ナット６に切込み６３を設け、回転制限子９１を固定ナット６の切込み６３に係止して固定ナット６が支持フレーム１に対する回転量を制限する。回転制限子９１と切込み６３との間は間隙を有するため、固定ナット６が支持フレーム１に対して揺動することができる。
【００２９】
普通に言えば、スクリュー軸３と固定ナット６との間は、固定ナット６の雌ねじ６２及びスクリュー軸３の雄ねじ３２のら旋角の何れもあまり大きくないので、また小さいら旋角のら接は、ねじのセルフロック作用を備えている。そのため、スクリュー軸が軸方向の力を受けた時、雌ねじ６２と雄ねじ３２との間は相対的な回転が生じてこないが、可能なるリスクの発生を避けるためには、第１実施例において、スクリュー軸３と固定ナット６との間に両部材間に生じ得る相対的回転を回避するための固定ブロック９２を設置することができる。
【００３０】
図３は、本発明のスクリューサスペンション機構の第２の実施例における固定ナットの近傍の局部拡大図である。この実施例に、固定ナット６は、普通のナットタイプと同一で、その下端面は平面状に形成して、固定ナット６と支持フレーム１との間に他のばねが挿設され、また支持フレーム１の上方に設置されているので、前記下側ばね７１と区別するために上側ばね７２と称する。
【００３１】
また、上側ばね７２は、下側ばね７１と同じ圧縮ばねであって、スクリュー軸３が受けた上方向の荷重であったり下方向の荷重であったり、何れも受力のままに保たれ、スクリュー軸３が上方向の荷重、または下方向の荷重を受けている間、スクリュー軸３と支持フレーム１との間のバックラッシュの発生を避けることができる。そして、上側ばね７２及び下側ばね７１は、何れも受力の時に変形が生じ、ある方向に大きく受力された場合、この方向は、より大きな変形が生じ、スクリュー軸３は、不平行力を受けた時、スクリュー軸３が支持フレーム１に対して揺動され、容易に調整できる。従って、第２の実施例においては、固定ナット６は、余計な球端面６１を設けずに固定ナット６の加工コストが低減されることになる。
【００３２】
ボールスクリューは、スクリューの一種で、一般の摺動摩擦の代わりに、スクリュー軸３とナット４との間の摩擦抵抗を低減できるボールの回転を用いることができる。図４の本発明のスクリューサスペンション機構の第３の実施例のナット近傍の局部拡大図を参照するように、図に、ナット４の雌ねじ溝４２の輪郭は、半円形をなし、また雄ねじ溝３３の輪郭も同じく半円形に設計され、雌ねじ溝４２と雄ねじ溝３３との間に複数のボール４３を設け、雌ねじ溝４２と雄ねじ溝３３が相対的に旋回された時、両部材の相対的な摺動摩擦の代わりに、ボール４３の回転に取り代わることによって、雌ねじ溝４２と雄ねじ溝３３との間の旋回動摩擦抵抗を低下させることができる。
【００３３】
以上の説明を総して、本発明は構造上の設計及び力学的な分析を介して、現有のスクリューサスペンション機構の欠点を改善して、組付け容易で、余計な校正技術の必要もなく、かつスクリュー軸とエレベーターのケージレール間との不平行による不平行力を解消する機構を提供し、かつ、スクリュー軸は上方向または下方向の荷重を受ける間にバックラッシュを生ずることはない。空間的形態な創新であるのみならず、従来の技術より前記のような多くの効果を増進することができるので、新規性及び進歩性の法定的な発明要件に十分に符合しているので、法により特願を提出して審査により許可されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のスクリューサスペンション機構の第１実施例の見取図。
【図２】図１の固定ナットの近傍の局部拡大図。
【図３】本発明のスクリューサスペンション機構の第２実施例の固定ナットの近傍の局部拡大図。
【図４】本発明のスクリューサスペンション機構の第３実施例のナットの近傍の局部拡大図。
【符号の説明】
【００３５】
１    支持フレーム
２    ケージ
３    スクリュー軸
３１    雄ねじ溝
３２    雄ねじ
３３    雄ねじ溝
４    ナット
４１    雌ねじ溝
４２    雌ねじ溝
４３    ボール
５    動力源
６    固定ナット
６１    球端面
６２    雌ねじ
６３    切込み
７１    下側ばね
７２    上側ばね
８    連結台
９１    回転制限子
９２    固定ブロック
９４    可撓性材料
９５    ケージレール
９６    鋼索
【図１】
2007186298.tif 000003
【図２】
2007186298.tif 000004
【図３】
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【図４】
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