(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールナットが損傷してもエレベータの安全性が確保され、日常的な点検でボールナットの異常を容易に発見でき、すでに発生した損傷の拡大を未然に防止することができるエレベータのボールスクリュー伝導機構を提供する。【解決手段】スクリュー軸１上にボールナット３に加えて摺動ナット４を設け、ボールナットが正常な状態においては摺動ナットはエレベータケージ６の荷重を負担しないが、ボールナットが損傷等により荷重を負担できなくなった場合には、摺動ナットが分担する。ボールナットの異常は、機構の外側に露出した摺動ナットとスクリュー軸との間の間隙を測定することで容易に検知する。【選択図】図２
2007153590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面に断面輪郭がほぼ半円形の雄ねじ溝が設けられ、その一端がエレベータの支持梁に締め付けられて支持梁に対して軸方向に移動しないスクリュー軸と、
エレベータのケージに連結され、エレベータのケージに連れて移動するケージ連動具と、
中空状部材で、スクリュー軸に螺設され、その内径上に前記雄ねじ溝に対応する雌ねじ溝を設けられ、さらに前記雄ねじ溝及び雌ねじ溝の間にボールを設置してボールナットがスクリュー軸に対して旋回運動できると同時に、スクリュー軸の軸方向に対して移動し、かつ前記ボールナットが前記ケージ連動具に固着されることで、ケージを連動してスクリュー軸の軸方向に沿いながら移動するボールナットと、
中空状部材で、スクリュー軸上に螺設し、かつ前記ケージ連動具に固着され、その内径上に前記雄ねじ溝に対応するねじが設けられ、ねじの断面輪郭が前記の雄ねじ溝に合せて前記雄ねじ溝に挿設されるよう設けられており、ねじと雄ねじ溝との間に間隙を有し、スクリュー軸に対して回転された際にスクリュー軸の軸方向に移動し、かつ正常の使用状態においてねじが雄ねじ溝と接触しないが、前記ボールナットが荷重に耐えられない場合、ねじが雄ねじ溝と接触して荷重を分担できる摺動ナットと
を含むことを特徴とするエレベータのボールスクリュー伝動機構。
【請求項２】
前記摺動ナットは、伝導機構の表面に露出して機構の外側から前記間隙を測定することができることを特徴とする請求項１記載のエレベータのボールスクリュー伝動機構。
【請求項３】
前記のケージ連動具は、歯車で、この歯車が孔を有し、前記スクリュー軸が歯車の孔に挿設され、歯車がスクリュー軸に対して回転できることを特徴とする請求項１記載のエレベータのボールスクリュー伝動機構。
【請求項４】
前記ボールナットの外径は歯車の孔径より小さく、かつボールナットの外径が歯車の孔に挿設され、機構の空間節約できることを特徴とする請求項３記載のエレベータのボールスクリュー伝動機構。
【請求項５】
前記ケージ連動具がエレベータのケージに連結する方式は、固着方式で、かつ前記スクリュー軸がモータに連結されると共に、モータによりスクリュー軸を駆動してボールスクリューに対して回転できることを特徴とする請求項１記載のエレベータのボールスクリュー伝動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータのボールスクリュー伝動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの伝動機構には、従来スクリュー式、油圧式、ケーブル式及びリニアモータ等の四種類がある。このうちケーブル式の伝導機構が最も多く使用されている。また、スクリュー式伝動機構は、摺動摩擦による螺旋式伝動が従来から使用されているが、摩擦抵抗が大きく、かつ伝動の機械効率が通常ほぼ３０％と低い。したがって、より速い運動スピードが必要とされる現在のエレベータへの適用は、高い摩擦抵抗による温度の上昇及び電力消耗などの問題から、はきわめて困難であった。
【０００３】
ところで、近年ボールスクリューの技術が発展し、その製造コストも低くなりつつであるので、漸く、このボールスクリューをエレベータ機構に応用する試みがなされている。ボールスクリューの利点は摩擦抵抗力が極めて小さいこと及び機械伝動効率が高いことにある。すなわち、ボールスクリューは、伝統的な摺動摩擦スクリューの摺動摩擦の代わりにスチールボールの回転を利用するためその摩擦抵抗が低く、その摩擦係数は伝統的な摺動摩擦スクリューの０．１から０．００２まで低下され、また機械効率も３０％から９５％以上に向上されている。
【特許文献１】特開２００３−１７８８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ボールスクリューをエレベータに適用するには、以下のような問題があった。第１に、伝統的摺動摩擦スクリューの摺動ナットは剛性材料の内径に梯子状断面の内スクリューを加工しただけの単純な構造であるので、故障の発生率は低い。これに比べるとボールスクリューの構造は複雑で、少なくともスチールボール、スチールボールを循環させる部材及び内径に雌ねじを有する本体の３つの部材を要するため、故障率は相対的に高くなる。
第２に、伝統的摺動摩擦スクリューでは、摺動ナットの磨耗が比較的容易に発見できるため、事前の保守点検によって摺動ナットの故障を予防することができる。これに対して、ボールスクリューの場合、例えばスチールボールの脱落によるボールナットの異常は、雌ねじに顕著な磨耗が発生する前にも起こりうるものであり、しかもこのようなボールナットの故障は事前の保守点検では発見することがきわめて困難であった。また、損傷したボールナットを速やかに交換することは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、摩擦抵抗が小さく、機械効率が高く、かつ安全性の高いエレベーターのボールスクリュー伝動機構を提供することにある。また本発明の他の目的は、ボールスクリューのボールナットに損傷が生じても、エレベータケージが墜落するおそれのないエレベーターのボールスクリュー伝導機構を提供することにある。本発明は、さらに本発明の他の目的は、万が一ボールスクリューのボールナットに損傷が生じても、その損傷を容易に検知でき、また速やかに損傷部位を交換し保守することができ、それにより損傷の拡大を防止することができるエレベータのボールスクリュー伝導機構を提供するることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係るエレベータのボールスクリュー伝動機構で採用するボールスクリュー構造において、ボールナットのナット（ボールナットと称す）は、中空状の部材で、その内径上に雌ねじ溝が設けてある。そして、この雌ねじ溝の中にはボールが挿入してあり、このボールを介在して雌ねじ溝とスクリュー軸が相対的に回転する。したがて、雌ねじ溝とスクリュー軸との間に摺動摩擦が発生せず、ボールナットはそのスクリュー軸に対する摩擦抵抗を低下させると共に、エレベータの伝動機構の機械効率を向上することができる。
【０００７】
そして、この、ボールスクリュー伝動機構の安全性を高めるために、摺動ナットを採用する。摺動ナットは中空状の部材で、内径にねじが設けてあり。この摺動ナットには、スクリュー軸に設けてあるほぼ円弧形の雄ねじ溝の輪郭に合わせて、突出した半円形状のねじが形成してあり、スクリュー軸の雄ねじ溝の輪郭に合せながら雄ねじ溝中に挿設することができる。そして、正常な使用状態においては、ねじと雄ねじ溝との間が直接接触しないが、ボールナットがエレベータケージの荷重に耐えられない場合、摺動ナットのねじがスクリュー軸の雄ねじ溝と接触し、エレベータケージの荷重を分担して、エレベータケージが墜落することを防止する。
【０００８】
さらに、エレベータの伝動機構の保守点検を容易にするため、、本発明ではスクリュー軸の雄ねじ溝と摺動ナットのねじとの間に、間隙を設けてある。この間隙の距離を測定することで伝導機構の磨耗状況を容易に検知することができる。また、ボールスクリューが損傷してエレベータの荷重に耐えられなくなった時には、エレベータの荷重を摺動ナットが分担することになるが、この場合、ねじがスクリュー軸の雄ねじ溝と接触してこのねじと雄ねじ溝との間の間隙の距離がゼロになることが容易に検知できるため、ボールナットの損傷状況の拡大を未然に防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るボールスクリューをエレベータの伝導機構に採用することで、エレベータの伝導機構の摩擦抵抗を小さくし、機械効率を高くすることができる。また、ボールスクリューのボールナットに損傷が生じても、エレベータケージが墜落する危険性を回避することができるので、安全性を高めることができる。さらに、ボールスクリューに生じた損傷を容易に検知することができるので、損傷の拡大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ以下の実施例に従って本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１において、スクリュー軸１はその一端が支持具２１によりエレベータの支持梁２に締め付けられいる。したがって、スクリュー軸１は軸方向には移動できないが、支持梁２に対して回転することができる構造となっている。ケージ連動具５は、エレベータのケージ６に連結してあり、ケージ６をスクリュー軸の軸方向に移動させる。ボールナット３は中空状の部材で、スクリュー軸１に後述するボール３２を介して螺合し、スクリュー軸１が回転するとスクリュー軸の軸方向に移動し、かつこのボールナットにケージ連動具５で固着されているケージ６をスクリュー軸の軸方向に移動させる。摺動ナット４も中空状の部材で、スクリュー軸１上に螺設してあり、この摺動ナットにケージ連動具５が固着してある。モータ７は支持梁２上に架設してあり、スクリュー軸１が回転する動力を提供する。モータ７がスクリュー軸１を駆動して回転させると、ボールナット３、摺動ナット４、ケージ連動具５及びケージ６は、スクリュー軸の軸方向に上下動する。
【００１２】
図２に示すように、スクリュー軸１の外表面には、断面輪郭がほぼ半円形の雄ねじ溝１１が形成してある。また、ボールナット３の内径上には、この雄ねじ溝１１に対応する雌ねじ溝３１が形成してある。そして、雄ねじ溝１１と雌ねじ溝３１との間には球形のボール３２が挿入してある。このボールが雄ねじ溝１１と雌ねじ溝３１との間で回転することによって、ボールナット３がスクリュー軸１の周りを回転可能とすると同時に、スクリュー軸１１の軸方向に移動し、さらに、ボールナット３に連結してあるケージ連動具５をスクリュー軸１の軸方向に移動させる。
【００１３】
図に示すように、摺動ナット４は中空状の部材で、ボールナット３と同じくスクリュー軸１に螺設してある。、この摺動ナットにもケージ連動具５が連結してある。摺動ナット４の内径には、雄ねじ溝１１の断面輪郭に対応するようにほぼ半円形に形成したねじ４１が設けてある。このねじ４１と雄ねじ溝１１及び雌ねじ溝３１は、同じストロークを有している。ねじ４１は雄ねじ溝１１中に挿設されるが、この際ねじ４１と雄ねじ溝１１との間には所定間隔の間隙８が設けてある。そして、スクリュー軸１が回転し、摺動ナット４がスクリュー軸１の軸方向を上下へ移動する正常な使用状態においては、間隙８の所定間隔が維持されてねじ４１が雄ねじ溝１１と接触することはないため、両者の間に摺動による摩擦抵抗を生ずることはない。これに対して、ボールナット３が損傷等によってエレベータケージ６の荷重に耐えられない場合、摺動ナット４が降下してねじ４１と雄ねじ溝１１とが接触して両者が荷重を分担するので、エレベータケージ６が墜落するの危険性を回避することができる。
【００１４】
エレベータは、安全性が非常に高く要求される設備であるため、日常的に点検を行ってその安全性を確保する必要がある。そこで、本発明ではこの日常的な点検を容易に行なえるようにするため、摺動ナット４を伝道機構の装置の表面に露出させ、装置の外側から容易に間隙８の幅を測定できるようにしてある。この間隙の幅の測定には、厚さの異なるすきまシート（シックネスゲージ）を挿入して行なう。間隙８に生じる数値的な変化を日常的な検査で容易に発見することができるので、事前に補修する必要があるか否かの参考にすることができ、また既に発生したボールナット等の損傷の拡大を未然に防止することができる。なお、摺動ナット４は金属材料または高強度の工業用プラスチックなど引張り強度の高い材質で製造することが好まい。金属材料としては、スチールが比較的安価で引張り強度も高く理想的な材料である。
【実施例２】
【００１５】
図３は、本発明のボールスクリュー伝動機構をエレベータの第２実施例に使用する見取図である。この実施例において、エレベータは、スクリュー軸１、支持梁２、ボールナット３、摺動ナット４、ケージ連動具５、ナット回転具５Ａ、ケージ６及びモータ７が含まれる。前記のスクリュー軸１の一端が固定具２２によりエレベータの支持梁２上に、スクリュー軸１が支持梁に対して回転または移動しないように固定される。ナット回転具５Ａは中空状の部材で、スクリュー軸１の周りを回転できるようにスクリュー軸１が貫通している。このナット回転具５Ａは、ケージ連動具５に回転自在に装着してある。そして、このケージ連動具５はケージ６と連結してあり、ケージ６を上下方向へ移動する。
ボールナット３は中空状の部材で、かつスクリュー軸１に螺設してスクリュー軸１の周りを旋回運動できると同時に、スクリュー軸の軸方向に移動する。、さらにナット回転具５Ａに固着してケージ６をスクリュー軸１の軸方向に移動する。同じく摺動ナット４も中空状の部材であって、同様にスクリュー軸１上に螺設され、かつナット回転具５Ａに固着される。モータ７はケージ連動具５に架設され、ナット回転具５Ａを回転させる動力を提供する。、モータ７によってナット回転具５Ａがスクリュー軸１の周りを回転する時、スクリュー軸１はエレベータの支持梁２に固定され回転できず、またボールナット３及び摺動ナット４はナット回転具５Ａに固着されているので、ボールナット３及び摺動ナット４がスクリュー軸１の軸方向に上下運動してケージ６を上下移動することができる。
【００１６】
図４は、図３のボールナット近傍の局部拡大断面図である。図に示すように、スクリュー軸１の外表面に断面輪郭が円弧状の雄ねじ溝１１が設けられ、ボールナット３の内径上に雄ねじ溝１１に対応する雌ねじ溝３１を設け、さらに雄ねじ溝１１及び雌ねじ溝３１の間にボール３２を設け、ボール３２は球体で雄ねじ溝１１と雌ねじ溝３１との間に回転できる。ボールナット３は、スクリュー軸１の周りを旋回運動できると同時に、スクリュー軸１の軸方向に移動することができる。ナット回転具５Ａは中空状の部材で、スクリュー軸１の周りを回転する。、またモータ７の動力をナット回転具５Ａへ効率的に伝達するためには、平歯車による平歯車減速機又はウォーム歯車によるウォーム減速機が使用される。ボールナット３はナット回転具５Ａに固着されているため、、ナット回転具５Ａに連動してスクリュー軸１の軸方向に移動する。図に示すように、摺動ナット４は中空状の部材で、ボールナット３と同様にスクリュー軸１上に螺設してナット回転具５Ａに固着してある。摺動ナット４の内径には、スクリュー軸１の雄ねじ溝１１に対応するねじ４１が設けてある。このねじ４１のストロークは雄ねじ溝１１及び雌ねじ溝３１のストロークと同一に形成してあり、、またねじ４１の断面輪郭は雄ねじ溝１１の輪郭に合せるほぼ半円形に形成してある。ねじ４１は雄ねじ溝１１中に挿設され、このねじ４１及び雄ねじ溝１１の間が間隙８を有しているので、摺動ナット４がスクリュー軸１の周りを回転する際に、摺動ナット４がスクリュー軸１の軸方向に移動するが、正常の使用状態においてはねじ４１が雄ねじ溝と１１と接触しないため両者が相対摺動せず、摩擦抵抗を発生しない。これに対してボールナット３が破損等によって荷重に耐えられなくなる時には、摺動ナット４のねじ４１が下方向へ移動して雄ねじ溝１１に接触して荷重を分担し、ナット回転具５Ａのスクリュー軸１の軸方向への正常な移動を維持することができる。
【実施例３】
【００１７】
図５は、本発明のエレベータのボールスクリュー伝動機構の第３実施例の断面図である。ボールナット３をナット回転具５Ａに挿設することで、機構の長さを短くでき、機構が必要空間を低減できると同時に、スクリュー軸１の長さが短くしても同様な運動ストロークが達成できることを特徴とする。
【実施例４】
【００１８】
図６は、本発明のエレベータのボールスクリュー伝動機構の第４実施例の断面図である。摺動ナット４をナット回転具５Ａに挿設することで、機構の長さを短くでき、機構が必要空間を低減できるだけでなく、スクリュー軸１の長さが短くしても同様な運動ストロークが達成できる。また、摺動ナット４の構造は簡単で、かつボールナット３のようにボール３２やスチールボールに循環させる部材を設置する必要もないので、その外形は通常ボールナット３より小さく形成することができる。したがって、この実施例に係るナット回転具５Ａは、第３実施例に対してより小さく形成することができる。
【実施例５】
【００１９】
図７は、本発明のエレベータのボールスクリュー伝動機構の第５実施例の断面図である。この実施例において、ボールナット３及び摺動ナット４の両者がナット回転具５Ａ中に挿設してあるため、伝導機構の長さをさらに短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明はエレベータの伝導機構の安全性を高めるものであるから、アパートやマンション等の人命が最優先される建築物での使用に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施例の見取り図。
【図２】図１のボールナット近傍の拡大断面図。
【図３】第２実施例の見取り図。
【図４】図３のボールナット近傍の拡大断面図。
【図５】第４実施例の断面図。
【図６】第５実施例の断面図。
【図７】第６実施例の断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１    スクリュー軸
１１  雄ねじ溝
２    支持梁
２１  支持具
２２  固定具
３    ボールナット
３１  雌ねじ溝
３２  ボール
４    摺動ナット
４１  ねじ
５    ケージ連動具
５Ａ  ナット回転具
６    ケージ
７    モータ
８    間隙
【図１】
2007153590.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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【図６】
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【図７】
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