(57)【要約】      （修正有）【課題】スクリュータイプエレベータの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ある。固定ナットの下端面を突出した球面に設計してスクリュータイプエレベーターの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不平行であった場合、その横方向の力によるトルクによってスクリュー軸が球端面を中心として揺動されることで、機構の不平行力を解消する。またスクリュー軸は、回転制限子の制限を受け、任意に回転できないため、スクリュー軸が揺動可能な状態においてエレベーターの制御も兼ねて行える。【選択図】図１
2007186297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュータイプエレベーターのサスペンション機構であって、
支持フレームと、
乗客または物品を載せるためのケージと、
ケージの運動方向を導引し、かつ制限するためのケージレールと、
外表面に雄ねじ溝を設けられ、かつ一端に雄ねじを設けられたスクリュー軸と、
中空に形成され、スクリュー軸上に締付けられ、その内径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を螺合させることで、スクリュー軸に対してら旋運動してスクリュー軸の軸方向に相対移動され、かつ前記のケージを連動してケージレールに沿って移動するナットと、
ナットのスクリュー軸に対する回転動力を提供する動力源と、
前記雄ねじに合せた雌ねじを設けられ、雌ねじと雄ねじとを螺合してスクリュー軸が支持フレームに吊り下げられ、かつその一端面は、輪郭が球面状の球端面により、スクリュー軸およびケージレールの間が不平行であった場合、前記のスクリュー軸は球端面を中心として揺動可能な固定ナットと、
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共に、固定ナットが支持フレームに対して揺動されることを許容する回転制限子と、
を含むことを特徴とするサスペンション機構。
【請求項２】
前記支持フレームは、球端面との合せ域に合せ輪郭面を設け、この合せ輪郭面が球端面の輪郭と同一であることで、合せ輪郭面の耐圧強度が増加されることになることを特徴とする請求項１記載のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構。
【請求項３】
前記のナットとケージとの間は、可撓性材料を設けることによって、両部材間の不平行力を減少させるための微小角度変化が生じることを特徴とする請求項１記載のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構。
【請求項４】
前記合せ輪郭面は、スペーサ上に加工して、さらに支持フレーム上に貼り合せて、合せ輪郭面の加工を便利に行えることを特徴とする請求項２記載のスクリュータイプエレベーターの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は摩擦抵抗を低減するための鋼ボールを有することを特徴とする請求項１記載のスクリュータイプエレベーターの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、特にスクリューをエレベーターの設備に応用するスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構であって、スクリュータイプエレベーター中のスクリュー軸を組み付け容易で、かつ不平行力を解消できるスクリューサスペンション機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼索タイプエレベーターは、今までに用いられるエレベーターの主流設計である。しかし、鋼索タイプエレベーターは、主にケージ、鋼索、巻上げ機及びケージレールなどを含む。前記の巻上げ機は、鋼索を連動して上下動させ、また鋼索の一端をエレベーターのケージ上に締め付け、ケージを巻き上げ機により連動して上下動させる。そして、ケージレールは、ケージの移動方向を導引してケージが所定経路に沿って移動される。さらに、鋼索の破断などによる安全性の問題が生じてくる可能性があるため、近年、スクリュータイプのエレベーターを提案し始める。
【０００３】
しかし、鋼索タイプエレベーターにおいては、鋼索が可撓性要素であるため、鋼索とケージレールとの間は、平行度の問題がなかったため、たとえエレベーターを組み付けた後、鋼索とケージレールとの間が平行でなくても別に問題はないが、エレベーターが組み付けられた後、鋼索とケージレールとの間が平行でない場合、鋼索とケージレールとの間に微小な角度を挟み、この微小な角度の余弦値(cosine)は略１に等しい。鋼索にかかる力の影響は小さく、また微小角度時の正弦値(sine)は、この角度のラジアンであるため、その角度が大きくなければ、正弦値が小さくなるため、ケージが受けられる横方向の力も小さくなる。
【０００４】
しかし、スクリュータイプエレベーターに対しては大きく異なっている。その理由は、スクリュータイプエレベーターのスクリューにはスクリュー軸およびナットを含み、その内、ケージの荷重を受けるためのスクリュー軸は、一種剛性要素で、その可撓性はあまり高くなく、スクリュー軸が容易に曲げられるものではない。従って、スクリュータイプエレベーター中のスクリュー軸とケージレールとの間の平行度が良くない場合、スクリュー軸とケージレールとの間に極めて大きな横方向の力を生じ、ケージとケージレールとの間、またはスクリュー軸とナットとの間に、何れも巨大な横方向の力を受けることになるため、ケージの移動摩擦抵抗が大きく増加してしまう。
【０００５】
実務上においても、エレベーターは、必要な移動ストロークが何れも長くなり、スクリュー軸の平行度に関する校正は、非常に難しい。一階から四階までのエレベーターを例とすれば、それに必要なスクリュー軸の長さが十数メートルに達することになる。また空中にぶら下がっている以上の長さを有するスクリュー軸に対しても、スクリュー軸とケージレールとの間の完全なる平行に校正することも容易でない。その原因で、スクリュー軸とケージレールとの間に不平行による大きな横方向の力が生じてくるためである。スクリュー軸の使用によりエレベーターケージを連動して、ある程度の安全上の利点がもたらされるが、スクリュー軸とケージレール間の平行度の調整は、かなり難しく、ケージ移動時の摩擦抵抗も大きくなるため、今までの市場では、スクリュータイプエレベーターの製品があまり見られない一因でもある。
【０００６】
そのため、伝統的な鋼索タイプエレベーターの代わりにスクリュータイプエレベーターを使用することによって、鋼索タイプに関する安全性の問題は、ある程度に改善できるが、従来のスクリュータイプエレベーターのサスペンション方式は、尚多くの問題が残されているので、その改善を待っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、スクリュータイプエレベーターのサスペンション機構を提供することで、機構におけるスクリュー軸の組付け容易で、かつスクリュー軸が横方向の力を受けたとしても、サスペンション機構を調整することによって、スクリュー軸とエレベーターのケージレールとの間に生じた不平行による不平行力を解消することを目的とする。
【０００８】
本発明の前記の目的を達成するために、本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構は、
支持フレームと、
乗客または物品を載せるためのケージと、
ケージの運動方向を導引し、かつ制限するためのケージレールと、
外表面に雄ねじ溝を設けられ、かつ一端に雄ねじを設けられたスクリュー軸と、
中空に形成され、スクリュー軸上に締付けられ、その内径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を螺合させることで、スクリュー軸に対してら旋運動してスクリュー軸の軸方向に相対移動され、かつ前記のケージを連動してケージレールに沿って移動するナットと、
ナットのスクリュー軸に対する回転動力を提供する動力源と、
前記雄ねじに合せた雌ねじを設けられ、雌ねじと雄ねじとを螺合してスクリュー軸が支持フレームに吊り下げられ、かつその一端面は、輪郭が球面状の球端面により、スクリュー軸およびケージレールの間が不平行であった場合、前記のスクリュー軸は球端面を中心として揺動可能な固定ナットと、
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共に、固定ナットが支持フレームに対して揺動されることを許容する回転制限子と、
を備える。
【０００９】
本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構のスクリュー軸及びケージレール間は、不平行であった場合、スクリュー軸は、球端面を中心として揺動して機構上の不平行力を解消し、かつスクリュー軸が回転制限子の制限により任意に回転できず、またエレベーターの制御を兼ねて行うことができるため、本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構は、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、かつその組付けも容易で、多くの校正技術の必要がなくなる。
【００１０】
本発明の特徴及び技術内容をより理解しやすくするために、本発明のより好まれる実施例または説明など、下記のように詳しく参照されたい。但し、この実施例または図面など、単なる説明また参考するために用いられるもので本発明に対する如何なる制限はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第１実施例の見取図である。図に、スクリュータイプエレベータ−のサスペンション機構は、支持フレーム１、ケージ２、ケージレール９５、スクリュー軸３、ナット４、動力源５、可撓性材料９４、連結台８、固定ナット６及び回転制限子９１を備える。
【００１２】
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。ケージ２は、乗客または物品を載せるためのケージ体で、そのスペースの周りに何れもケージ２から乗客または物品が落ちないようにプロテクターが周設される。また乗客および物品をケージに便利に進出させるために、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いる。
【００１３】
図１は、単なる見取図であるため、図に扉またはケージ２の詳しい構造が描かれていない。また、図１には、ケージ２の右側に地面に垂直してケージレール９５を架設する。ケージレール９５は、ケージ２の運動方向を導引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。スクリュー軸３は、略円柱状に形成され、その外表面（即ち、外径）には雄ねじ溝３１が設けられる。また、ナット４は、スクリュー軸３の外径上に螺設して、ナット４は中空状のもので、かつ、その内径には前記雄ねじ溝３１に対応する雌ねじ溝４１を設けている。雌ねじ溝４１と雄ねじ溝３１とを螺合することで、ナット４は、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できる。ナット４とケージ２との間は、連結台８及び可撓性材料９４で連結され、ナット４が移動の際に、ケージ２を連れて移動することができ、従って、ナット４がスクリュー軸３の軸方向へ移動する際、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の間に設置され両者の間が微細な角度変化を生じさせ不平行力を減少できると共に、ある程度の振動を吸収するために用いられるものである。動力源５は、連結台8上に架設して、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、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。そして、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を連動して回転させる（詳しい機構は、図示しない）。図１の連結台８は、ケージ２に対して自由回転できないため、ナット４が回転の際、ナット４と共に回転することができず、即ち、ナット４がスクリュー軸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に対する回転時の摩擦抵抗を低下させるための軸受（図示しない）を設置することになる。図１のスクリュー軸３の上端は、支持フレーム１を貫通し、さらにスクリュー軸３の上端が雄ねじ３２を設置する。固定ナット６には雄ねじ３２に合せる雌ねじ６２を設け、雌ねじ６２と雄ねじ３２とを螺合してスクリュー軸３がスクリュー軸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。この固定ナット６と支持フレーム１との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。球端面６１の球面の設計は、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が生じた横方向の力は、球端面６１に対してトルクを生じさせることで、スクリュー軸３は、球端面６１を中心支点として揺動でき、ケージ２の移動時の干渉（横方向の力は極めて大きい）を回避することは可能である。また、スクリュー軸３が揺動自在できるスペースを有するため、スクリュー軸３及び支持フレーム１の間が両要素間に間隙を存在するような遊動状態に配置される。ナット４とスク��ュー軸３との螺合により、ナット４は、軸方向の力を受けた時、スクリュー軸３が軸方向の力の他、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も大きくなり、またナット４が軸方向の力を受け、スクリュー軸３が明らかな回転運動によりナット４の位置制御ミスを避けるためには、回転制限子９１を設置し、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に対する回転量が制限されるが、固定ナット６の支持フレーム１に対する揺動を許容される。また固定ナット６はスクリュー軸３に相対回転しないため、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ればスクリュー軸３が支持フレーム１に対する回転量を制限できる。また、設計上の変化でも、この回転制限子９１は、スクリュー軸３が支持フレーム１に相対回転を直接に制限できるように設計することができる。
【００１４】
図２は、図１の固定ナットの近傍の局部拡大図である。図から、固定ナット６の下端面が突出した球面を呈することは明らかにされ、スクリュー軸３を支持フレーム１に対して自在に揺動できる目的とする。また、図の回転制限子９１を支持フレーム１上に固定して回転制限子９１が支持フレーム１に対して移動しないようにする。そして、固定ナット６に欠溝６３を設置し、回転制限子９１を固定ナット６に係入して固定ナット６が支持フレーム１に対する回転量が制限される。また、回転制限子９１と欠溝６３との間には間隙が有しているため、固定ナット６は支持フレーム１に対して揺動自在にすることができる。普通に言えば、スクリュー軸３と固定ナット６との間には、固定ナット６の雌ねじ６２とスクリュー軸３の雄ねじ３２のら旋角は、何れも大きく形成されていないため、また小さいら旋角のねじ込みは、ねじのセルフロック作用を備えているため、スクリュー軸が軸方向力を受けた時、雌ねじ６２と雄ねじ３２との間に相対回転が生じない。しかし、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との間にも、両部材間に生じ得る相対回転を避けるためには、固定ブロック９２を設置することができなる。
【００１５】
図３は、本発明のスクリュータイプエレベーターの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の拡大図である。この実施例の回転制限子９３は、Ｌ字型をなし、第１の実施例と同一の回転制限子９１の機能を有し、それから延出した固定域９３１を第１の実施例の固定ブロックとすることができる。また、回転制限子９１及び固定ブロック９２を一つの要素にまとめることによって、回転制限子９３は、第１の実施例中の回転制限子９１及び固定ブロック９２に代わって利用することができ、即ち、固定ブロックと回転制限子を一体成形に設計された要素で、組付ける工程または組付コストを減少することができる。そして、この実施例において、その支持フレーム１上に球端面１１との合せた領域内に合せ輪郭面１１を設置し、この合せ輪郭面１１は、内凹の球面で、合せ輪郭面１１の曲率半径は、球端面６１の輪郭と同一で、かつ合せ輪郭面１１の抗圧強度を増加させ、スクリュー軸３はより高い軸方向力が耐えられる。
【００１６】
図４は、本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第３の実施例における固定ナットの近傍の局部の拡大図である。図に、固定ナット６と支持フレーム１との間は、間隔片７を設置し、間隔片７の上側は、合せ輪郭１１と同じ曲面、いわゆる合せ輪郭面７１に設計され、合せ輪郭面７１が球端面６１の軸方向の力を受けるために用いられるものである。この実施例の設計は、支持フレーム１上での合せ輪郭面１１を加工する困難度を避けるためのものである。また支持フレーム１の体積は大きくなっているため、機台上に搬送して合せ輪郭１１を加工することが煩わしく、間隔片７を使用する上で、この間隔片７上に合せ輪郭面７１を加工することになり、合せ輪郭面７１の加工が完成されてから間隔片７を支持フレーム１上に貼り合せて合せ輪郭面７１を便利に設置するためのものである。
【００１７】
ボールスクリューはスクリューの一種で、スクリュー軸３とナット４との間の摩擦抵抗を低減するために用いられる。図５は、本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第４の実施例におけるナットの近傍の局部の拡大図を参照されるように、図に、ナット４の雌ねじ溝４２の輪郭は半円形をなし、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との間に複数の鋼ボール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、両物の相対的摺動摩擦の代わりに、鋼ボール４３の回転により、雌ねじ溝４２と雄ねじ溝３３との間の旋回動摩擦抵抗が低下される。
【００１８】
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、現有のスクリュータイプエレベーターサスペンション機構の欠点を改善して、組付け容易で、かつ修正技術の多く必要なく、かつスクリュー軸とエレベーターのケージレール間の不平行により生じた不平行力の機構を提供する。空間的形態な創新のみならず、従来の技術より前記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も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】
【００１９】
【図１】本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第１実施例の見取図。
【図２】図１の固定ナット近傍の局部の拡大図。
【図３】本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第２実施例の固定ナット近傍の局部の拡大図。
【図４】本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第３実施例の固定ナット近傍の局部の拡大図。
【図５】本発明のスクリュータイプエレベーターのサスペンション機構の第４実施例のナットの近傍の局部の拡大図。
【符号の説明】
【００２０】
１    支持フレーム
１１    合せ輪郭面
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    鋼ボール
５    動力源
６    固定ナット
６１    球端面
６２    雌ねじ溝
６３    欠溝
７    間隔片
７１    合せ輪郭面
８    連結台
９１    回転制限子
９２    固定ブロック
９３    回転制限子
９３１    固定域
９４    可撓性材料
９５    ケージレール
【図１】
2007186297.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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