(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台形ネジでネジ部を構成したスクリューネジ及びガイドレールをケージの昇降方向に設置するとともに、スクリューネジに螺合するナット、ガイドレールに摺動する摺動体、ナットに接触するプーリを介してナットに回転力を供給するモータ、及び、ナットの回転速度が所定速度に一致するようにモータの駆動を制御する駆動制御部をケージに設け、駆動制御部によって駆動制御されるモータからナットに正逆両方向の回転を選択的に供給してケージをガイドレールに沿って昇降させるスクリュー式エレベータにおいて、
前記ナットは、外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、前記プーリに下方から外嵌し、前記下側の外周面の全周にわたって接触する前記プーリを介して前記ケージの荷重が作用し、
ガイドレールの上端に軸支した滑車に掛けられるとともに一端にケージを吊り下げたロープの他端に吊り下げられる錘であって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットの発熱状態と、ナット及びプーリの接触面の滑りの状態と、に基づいて重量を決定したことを特徴とするスクリュー式エレベータ用錘。
【請求項２】
前記重量は、無負荷状態のケージの略５０〜８０％である請求項１に記載のスクリュー式エレベータ用錘。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、スクリューネジとナットとの相対的な回転により、ナットを支持したケージを昇降させるスクリュー式エレベータに用いられるスクリュー式エレベータ用錘に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人や貨物を搭載したケージを昇降させるエレベータとして、従来より、主としてロープ式エレベータ又は油圧式エレベータが用いられている。ロープ式エレベータは、滑車に掛けられたロープの両端のそれぞれにケージ及び錘を吊り下げ、モータの駆動によって滑車を正転又は逆転させることにより、滑車とロープとの間の摩擦力によってケージを昇降させる。また、油圧式エレベータは、ポンプから供給される圧油によって伸縮するダンパの動作をリンク機構を介してケージに伝達することにより、ケージを昇降させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロープ式エレベータでは、滑車とロープとの間に生じる摩擦力によって滑車の回転をロープに伝達してケージを昇降させるようにしているため、滑車とロープとの間に滑りを生じた際にケージの昇降速度が所定の速度を越え、ケージが最下階の停止位置よりも下方まで下降する場合があり、このような場合にはケージに過大な衝撃を作用させることなくケージの下降を停止させなければならない。このため、ロープ式エレベータでは、最下階の床面よりも下方に、緩衝機構を設置するためのピットと呼ばれるスペースを設ける必要があり、ピットを形成するための穴堀作業によってエレベータの設置工事が長期化するとともに、工事費用が高騰する問題がある。一方、油圧式エレベータでは、最下階の床面よりも下方に、油圧機構及びリンク機構からなる昇降機構を緩衝機構とともに設置するためのスペースが必要で、ロープ式エレベータと同様に設置工事の長期化、及び、工事費用の高騰を招く問題がある。
【０００４】
そこで、台形ネジによりネジ部を構成したスクリューネジとナットとの相対的な螺合回転のみによるナットの上下移動によってケージを昇降させることが考えられる。この構成によれば、互いに螺合したスクリューネジとナットとのネジ部に生じる摩擦力がナットの回転に対する制動力として働くためにスクリューネジ又はナットに回転力が作用しない限りナットに作用するネジの軸方向の荷重のみによってはナットが移動することがないというセルフロック機能により、ケージから作用する荷重による下降速度の増加を確実に防止することがでる。また、ケージを昇降させるための機構をケージの側面のみに配置することができ、最下階の床面の下方に緩衝機構や昇降機構を配置するためのピットを形成する必要がなく、設置工事を短期化できるとともに、工事費用の低廉化を実現できる。
【０００５】
一方、台形ネジによって構成されたネジ部において互いに螺合するスクリューネジとナットとの相対的な回転のみによるナットの上下移動によってケージを昇降させる構成では、ナットに作用するケージの荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになるため、ケージに対する負荷が大きくなるにしたがってスクリューネジとナットとを相対的に螺合回転させるために必要な駆動力も大きくなり、ケージを昇降させるための駆動源として十分に大きな容量のモータが必要とされ、コストの上昇を招く問題がある。
【０００６】
また、比較的大きな負荷が作用している状態でケージの昇降が繰り返されるとネジ部の接触面に摩擦熱による過大な発熱を生じ、モータからナットに回転を伝達する駆動機構の周辺温度が上昇し、駆動機構を構成するベルトの寿命が短縮するとともに、駆動機構に設けられる速度検出センサ等の電子部品が誤作動を生じる問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、スクリューネジ及びナットを介してケージを昇降させる場合に、スクリューネジ及びナットのネジ部にケージから作用する荷重を軽減することにより、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットのネジ部の発熱量が過大になることを防止し、駆動機構におけるベルトの寿命の短縮化、及び速度検出センサ等の電子部品の誤作動を未然に防止することができるとともに、ケージを昇降させるために必要な駆動力を軽減してモータ容量の小型化を実現することができるスクリュー式エレベータ用錘を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００９】
(1) 台形ネジでネジ部を構成したスクリューネジ及びガイドレールをケージの昇降方向に設置するとともに、スクリューネジに螺合するナット、ガイドレールに摺動する摺動体、ナットに接触するプーリを介してナットに回転力を供給するモータ、及び、ナットの回転速度が所定速度に一致するようにモータの駆動を制御する駆動制御部をケージに設け、駆動制御部によって駆動制御されるモータからナットに正逆両方向の回転を選択的に供給してケージをガイドレールに沿って昇降させるスクリュー式エレベータにおいて、
前記ナットは、外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、前記プーリに下方から外嵌し、前記下側の外周面の全周にわたって接触する前記プーリを介して前記ケージの荷重が作用し、
ガイドレールの上端に軸支した滑車に掛けられるとともに一端にケージを吊り下げたロープの他端に吊り下げられる錘であって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットの発熱状態と、ナット及びプーリの接触面の滑りの状態と、に基づいて重量を決定したことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、ケージには滑車に掛けられたロープを介してケージよりも軽い錘の重量が上向きに作用する。したがって、ケージの重量から錘の重量を差し引いた荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになり、錘の重量分だけ摩擦力が低下して摩擦熱による発熱が低く抑えられる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も錘の重量分だけ減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が小さくなる。
【００１１】
(2) 前記重量は、無負荷状態のケージの略５０〜８０％の重量であることを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、ケージには滑車に掛けられたロープを介して無荷重状態のケージの略５０〜８０％の重量が上向きに作用する。したがって、ケージの重量のうち略５０〜２０％の重量にケージの積載負荷を加えた荷重をスクリューネジのネジ部とナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えることになり、ケージを繰り返し昇降させた場合の摩擦熱による発熱を十分に低く抑える程度に摩擦力が低下する。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も無負荷状態のケージの略５０〜８０％減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が十分に小さくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る錘が適用されるスクリュー式エレベータの構成を示す図である。また、図２は、同スクリュー式エレベータの平面図である。この発明の実施形態に係るスクリュー式エレベータ１は、垂直方向に昇降するケージ２の昇降路７内の一側面にガイドレール３ａ，３ｂ、ガイドレール１７ａ，１７ｂ及びスクリューネジ４を配置するとともに、ケージ２の上面にナット５及びモータ６を搭載している。ナット５は、スクリューネジ４に螺合し、ケージ２の上面において回転自在に支持されている。モータ６は、ナット５に対して正逆両方向の回転を選択的に供給する。ナット５は、モータ６から供給される回転により、その回転方向に応じてスクリューネジ４を上下方向に移動し、これにともなってケージ２が昇降路７内を昇降する。
【００１４】
ガイドレール３ａ，３ｂ、ガイドレール１７ａ，１７ｂ及びスクリューネジ４は、長手方向を垂直方向にして設置されている。ガイドレール３ａ及び３ｂのそれぞれは、長手方向に一様なコの字型断面を呈し、それぞれの開放面が互いに対向している。ケージ２のガイドレール３ａ，３ｂ及びスクリューネジ４に対向する側面には、複数の支持体２１が突出している。各支持体２１は、ローラ２２を軸支している。複数のローラ２２のそれぞれは、ガイドレール３ａ，３ｂの開放面から内部に嵌入しており、ガイドレール３ａ，３ｂの内周面に当接しつつ回転する。このようにローラ２２がガイドレール３ａ，３ｂに嵌入することにより、昇降時におけるケージ２の水平方向の位置が規定されており、ケージ２はガイドレール３ａ，３ｂの長手方向に沿って昇降する。
【００１５】
ガイドレール３ａ，３ｂの上端には滑車１４ａ，１４ｂが回転自在に支持されており、この滑車１４ａ，１４ｂのそれぞれにロープ１５ａ，１５ｂが掛けられている。ロープ１５ａ，１５ｂの一端は、ケージ２の上面に固定されている。ロープ１５ａ，１５ｂの他端は、錘１６の上面に固定されている。この錘１６は、両端をガイドレール１７ａ，１７ｂによって案内されて上下方向に移動自在にされている。錘１６の重量は、ケージ２よりも軽量にされており、一例として無負荷状態のケージ２の重量の略６０％にされている。したがって、ケージ２には、滑車１４ａ，１４ｂに掛けられたロープ１５ａ，１５ｂを介して錘１６の重量が常に上向きに作用する。これによって、ケージ２からモータ６に作用する負荷、及び、スクリューネジ４のネジ部とナット５のネジ部とに生じる摩擦力は、錘１６の重量分だけ低減される。
【００１６】
図３は、上記スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナット及びモータの支持部を示す側面図及び平面図である。ケージ２の上面には、フレーム１１を介してナット５及び２基のモータ６ａ，６ｂが支持されている。正逆両方向に回転可能な２基のモータ６ａ，６ｂのそれぞれの回転軸には上下２段のプーリ６１ａ，６１ｂが固定されている。一方、ナット５には同軸状に上下４段のプーリ５１が一体にされている。プーリ６１ａ，６１ｂとプーリ５１との間には、図２に示したベルト８ａ，８ｂが張架される。したがって、モータ６ａ，６ｂの回転軸の回転は、プーリ６１ａ，６１ｂからベルト８ａ，８ｂを介してプーリ５１に伝達され、ナット５がプーリ５１と一体的に回転する。
【００１７】
なお、モータ６ａ，６ｂは常に同方向に回転する。２基のモータ６ａ，６ｂを備えているのは、ナット５に十分な回転トルクを供給するためであり、単一又は３基以上のモータを備えることもできる。
【００１８】
図４は、上記スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナットの支持状態の詳細を示す側面断面図である。フレーム１１の中央部に形成された円筒形状のケース１２内においてケージ２の上面に支持されたナット５は、駆動ナット５ａと安全ナット５ｂとによって構成されている。駆動ナット５ａは外周面において上側が円柱形状、下側が截頭円錐形状を呈し、プーリ５１に下方から嵌入している。プーリ５１の外周面とケース１２の内周面との間にはベアリング５２〜５４が配置されており、プーリ５１はベアリング５２〜５４を介してケース１２に回転自在に支持されている。
【００１９】
駆動ナット５ａには、截頭円錐形状を呈する下側の外周面においてプーリ５１を介してフレーム１１を含むケージ２の荷重が作用する。この荷重によって截頭円錐形状の外周面において駆動ナット５ａとプーリ５１との間に生じる摩擦力により、プーリ５１の回転が駆動ナット５ａに伝達される。駆動ナット５ａには、結合ネジ５ｃを介して安全ナット５ｂが一体的に固定されている。したがって、前述のモータ６ａ，６ｂからベルトを介してプーリ５１に回転力が伝達されることにより、駆動ナット５ａと安全ナット５ｂとが一体的に回転する。
【００２０】
なお、結合ネジ５ｃは、駆動ナット５ａに形成された上下方向の長孔を貫通して安全ナット５ｂのネジ穴に締結される。また、駆動ナット５ａと安全ナット５ｂとの間には上下方向に所定の間隙が設けられている。したがって、プーリ５１を介して駆動ナット５ａに作用するケージ２の荷重は安全ナット５ｂには作用することがなく、スクリューネジ４との螺合によって安全ナット５ｂのネジ部に生じる磨耗は駆動ナット５ａのネジ部に磨耗を生じる磨耗に比較して極めて少ない。このため、スクリュー式エレベータ１が長期間にわたって使用された際に駆動ナット５ａのネジ部における磨耗が進行し、駆動ナット５ａのネジ部のピッチに生じた誤差によって駆動ナット５ａが下方に移動した場合にも、駆動ナット５ａと安全ナット５ｂとが上下方向に当接することにより、駆動ナット５ａがケージ２とともに過剰に下方に移動することを防止できる。
【００２１】
駆動ナット５ａ、安全ナット５ｂ及びスクリューネジ４のネジ部は台形ネジによって構成されており、その傾斜角は、プーリ５１を介してケージ２から駆動ナット５ａに作用する荷重の回転方向の分力が、駆動ナット５ａのネジ部とスクリューネジ４のネジ部との間に生じる摩擦力よりも小さくなるように決定されている。したがって、駆動ナット５ａは、荷重の作用のみによって回転を生じることがなく、荷重の作用によってケージ２の下降速度が上昇することもない。
【００２２】
このように、駆動ナット５ａのネジ部とスクリューネジ４のネジ部との間に生じる摩擦力によってケージ２の荷重を支えているため、ケージ２の昇降時における駆動ナット５ａの回転により、駆動ナット５ａのネジ部及びスクリューネジ４のネジ部に互いの摩擦による発熱を生じる。この発熱量は、駆動ナット５ａのネジ部とスクリューネジ４のネジ部との間に生じるケージ２の荷重に応じた摩擦力に応じて増加する。したがって、ケージ２自体の重量が重い場合やケージ２の積載負荷が増え、ケージ２から駆動ナット５ａ及びスクリューネジ４のネジ部に作用する荷重が増加すると、このネジ部における発熱量が過大になり、プーリ５１，６１ａ，６１ｂとともに回転力の伝達機構を構成するベルト８ａ，８ｂの寿命が短くなるとともに、これらの近傍に配置されるセンタ等の部品に誤作動を生じる。
【００２３】
そこで、この発明では、ケージ２の上面に滑車１４ａ，１４ｂに掛けられたロープ１５ａ，１５ｂを介して錘１６の重量を上向きに作用させ、ケージ２から駆動ナット５ａ及びスクリューネジ４のネジ部に作用する荷重を軽減し、このネジ部に生じる発熱量を低く抑えている。これによって、駆動ナット５ａ及びスクリューネジ４のネジ部における発熱量が過大になることがなく、ベルト８ａ，８ｂの寿命の短縮化、及び、センタ等の部品に誤作動を未然に防止することができる。これとともに、ケージ２の昇降時におけるモータ５ａ，５ｂの負荷も軽減され、モータ５ａ，５ｂに要求される駆動力も低下する。これによって、モータ５ａ，５ｂを容量のより小さなモータによって構成することができ、コストダウンを実現できる。
【００２４】
なお、上述のように、錘１６の重量としては、積載負荷のない無負荷状態のケージ２の重量の略６０％程度が適当である。この値は、実験により決定したものである。この実験結果を図５に示す。図５は、６００ｋｇの負荷を積載した自重７１０ｋｇのケージ２を錘１６の重量を変化させて繰り返し昇降させた場合におけるケース１２の温度（ナットケース温度）を測定した結果を示している。錘１６の重量をケージ２の自重の約３０％である２２０ｋｇとした場合には、図５（Ａ）に示すように、４０回を越えてケージ２を昇降させるとナットケース温度が９０°Ｃを越える。ナットケース温度が９０°Ｃを越えると、伝達機構におけるベルト８ａ，８ｂやセンサの周辺温度が８５°Ｃを越え、ベルト８ａ，８ｂの寿命が極端に短くなるとともに、センサが誤作動を生じ易くなる。これに対して、錘１６の重量をケージ２の自重の約６０％である４４０ｋｇとした場合には、図５（Ｂ）に示すように、ケージ２の繰り返し昇降回数が４０回を越えてもナットケース温度が９０°Ｃを越えることがなく、ベルト８ａ，８ｂの寿命が著しく短縮したり、センサに誤作動を生じることがない。
【００２５】
ここで、スクリューネジ４及び駆動ナット５ａを用いたスクリュー式エレベータでは、スクリューネジ４と駆動ナット５ａとに常に摩擦を生じていることが必要であり、このためには錘１６の重量はケージ２の自重よりも軽量であることが条件となる。一方、ケージ２からスクリューネジ４及び駆動ナット５ａのネジ部に作用する荷重を軽減し、このネジ部に生じる発熱量を低く抑えるためには、錘１６の重量が重いほど効果的である。したがって、錘１６の重量をケージ２の自重に略等しくすることも考えられる。
【００２６】
ところが、錘１６の重量とケージ２の自重との差が小さくなるにしたがって、ケージ２の昇降動作の変動時に駆動ナット５ａとプーリ５１との接触面に滑りを生じ易くなり、ケージ２を確実に昇降させることができなくなる可能性が高くなる。このため、錘１６の重量は、ケージ２の自重に極端に近づけるべきではない。
【００２７】
その一方、駆動ナット５ａとプーリ５１との接触面における滑りの発生は、エレベータの駆動部を除く部分における機械的な抵抗を低減させてケージ２の昇降動作を円滑化することにより抑制することができる。実験によれば、機械的な抵抗が理想的な状態では、錘１６の重量をケージ２の自重の８０％程度まで増加させても駆動ナット５ａとプーリ５１との接触面に滑りを発生しなかった。
【００２８】
また、図５の実験結果は、現実の使用状況を越える過大な繰り返し昇降回数において、駆動部の周辺温度が９０°Ｃに近づくことを示しており、現実の使用状況下では、錘１６の重量をケージ２の自重の５０％程度まで軽減しても、駆動負荷の軽減化、及び、発熱量の低減化に効果があると考えられる。
【００２９】
これらのことから、錘１６の重量としては、ケージ２の自重の略５０％〜８０％程度の範囲に設定すべきであると考えられるが、各部の経時変化による機械的な抵抗の増加や外部温度等の環境条件の変動を考慮して、上記範囲の中間値であるケージ２の自重の６０％程度がより好ましい。錘１６の重量をこの値に設定しておくことで、各部の経時変化による機械的な抵抗の増加や外部温度等の環境条件の変動だけでなくケージ２の形状の多少の変化等にも対応でき、ケージ２の形状が多少変化しても錘１６の重量を変更する必要がなく、形状の異なる複数種類のケージ２について単一の錘１６を用いることができる。
【００３０】
また、安全ナット５ｂの外周部には、ベアリング５５を介してナットカバー５６が取り付けられている。ナットカバー５６は、駆動ナット５ａ及び安全ナット５ｂのネジ部に対する塵埃の付着を防止する。
【００３１】
さらに、駆動ナット５ａの上面には、図外の取付ネジを介してスリット円板５７が同軸状に取り付けられている。したがって、スリット円板５７は駆動ナット５ａと一体的に回転する。また、カバー１２の上面に固定されたナットカバー１３には、スリット円板５７の上面に対向するフォトセンサ５８ａ，５８ｂが固定されている。スリット円板５７には複数のスリットが円周方向において等間隔に形成されており、フォトセンサ５８ａ，５８ｂはスリット円板５７に形成されたスリットを介して駆動ナット５ａの回転を光学的に検出する。
【００３２】
図６は、上記スクリュー式エレベータにおけるモータの駆動部の構成を示すブロック図である。この発明の実施形態に係るスクリュー式エレベータ１は、モータ６ａ，６ｂの駆動回路９を備えている。駆動回路９は、インバータ９ａ、ガバナ回路９ｂ、異常検出回路９ｃ及び停止スイッチ９ｄを含む。インバータ９ａは、フォトセンサ５８ａの検出信号におけるスリットの検出パルスの周波数が予め設定された所定周波数ｆａとなるようにモータ６ａ，６ｂに供給する交流電源の周波数を調整する。これによって、モータ６ａ，６ｂは、駆動ナット５ａが所定速度で回転するように駆動され、駆動ナット５ａは所定速度とネジ部のピッチとによって定まる所定速度でスクリューネジ４を上下方向に移動する。
【００３３】
ガバナ回路９ｂは、フォトセンサ５８ａの検出信号におけるスリットの検出パルスの周期が予め設定された基準周波数ｆｔを越えた際に、インバータ９ａ又はモータ６ａ，６ｂに異常を生じたと判断し、インバータ９ａとモータ６ａ，６ｂとの間に配置された停止スイッチ９ｄによりモータ６ａ，６ｂに対する電源ラインを切断する。なお、基準周波数ｆｔの値としては、インバータ９ａによる周波数制御のオーバシュートを考慮して所定周波数ｆａより高い値が設定される。
【００３４】
異常検出回路９ｃは、インバータ９ａからモータ６ａ，６ｂに電源が供給されている状態で、フォトセンサ５８ｂの検出信号にスリットの検出パルスが出現しない場合に、ベルト切れ又はモータ６ａ，６ｂにおける異常を発生したと判断し、停止スイッチ９ｄによりモータ６ａ，６ｂに対する電源ラインを切断する。
【００３５】
また、ガバナ回路９ｂ又は異常検出回路９ｃは、異常の発生を検出した際に、昇降路７の外部に配置されている制御盤の表示部１０ａ、及び、ケージ２の内部に配置されている操作パネルの表示部１０ｂにその旨を表示する。
【００３６】
以上の構成により、上記の実施形態に係るスクリュー式エレベータ１では、駆動回路９における周波数制御によってモータ６ａ，６ｂが駆動され、モータ６ａ，６ｂの回転がプーリ５１を介して伝達されることにより、ケージ２の上面に支持された駆動ナット５ａが所定の回転速度で回転し、この回転速度とネジ部のピッチとによって定まる所定の移動速度で昇降路７の側面に配置されたスクリューネジ４を上下方向に移動し、これにともなって、ケージ２がガイドレール３ａ，３ｂに沿って所定速度で昇降する。したがって、ケージ２の昇降動作に必要な部材の全てがケージ２の上面、及び、昇降路７の側面に配置され、ケージ２の下方に昇降機構を配置する必要がない。
【００３７】
また、駆動ナット５ａは、ネジ部の傾斜角を適当に選択することにより、ケージ２から作用する荷重のみによって回転を生じることがないため、駆動回路９又はモータ６ａ，６ｂに異常を生じない限りケージ２の下降速度が増加することはない。また、駆動ナット５ａのネジ部の磨耗が進行した場合にも駆動ナット５ａ及びケージ２の落下が安全ナット５ｂによって防止される。さらに、駆動回路９又はモータ６ａ，６ｂの異常によって駆動ナット５ａの回転速度が上昇した場合には、ガバナ回路９ｂによってモータ６ａ，６ｂに対する電源ラインが切断され、モータ６ａ，６ｂの回転が停止する。このため、ケージ２の下降速度が過剰に上昇することはなく、ケージ２の最下階における停止位置の下方に緩衝機構を配置する必要がない。
【００３８】
これらのことから、上記の実施形態に係るスクリュー式エレベータ１では、最下階の床面の下方に昇降機構や緩衝機構を設置するために十分な深さのピットを形成するための穴堀作業を行う必要がなく、設置工事を簡略化して工事期間を短縮することができるとともに、工事費用の低廉化を図ることができる。
【００３９】
図７は、上記スクリュー式エレベータに備えることができる検出手段及び制動手段の構成を示す平面図及び側面図である。スクリュー式エレベータ１のケージ２においてスクリューネジ４に対向する側面から延出した２本のアーム２１のそれぞれには、シャフト２２の両端部が支持されている。２本のアーム２１のそれぞれは２本のガイドレール３ａ，３ｂの間においてガイドレール３ａ，３ｂに近接する位置に延出している。シャフト２２の両端部においてアーム２１の外側に突出した部分には、偏心カム２３が固定されている。この偏心カム２３においてガイドレール３ａ，３ｂの背面に所定の間隙を設けて対向する周面は、ローレット加工等によって粗面化されている。さらに、２本のアーム２１のそれぞれには、コの字型断面形状を呈するガイドレール３ａ，３ｂ内に遊嵌するシュー２４が固定されている。
【００４０】
シャフト２２の周面において２本のアーム２１の間に位置する部分には、レバー２５が固定されている。したがって、シャフト２２、偏心カム２３及びレバー２５は、２本のアーム２１に支持されて一体的に回転する。シャフト２２の両端近傍に固定された係止部材２２ａには、下端をアーム２１の一部に係止したコイルスプリング２６の上端が係止されている。係止部材２２ａの一部には図外のストッパが当接しており、コイルスプリング２６はストッパによって伸長した状態に保持されている。レバー２５にはソレノイド２８のアクチュエータ２８ａが係合している。図外のソレノイド駆動回路から出力される駆動信号によってソレノイド２８を駆動すると、アクチュエータ２８ａが矢印Ａ方向に移動し、レバー２５をシャフト２２の回転軸を中心として矢印Ｂ方向に回転させるとともに、係止部材２２ａに対するストッパの当接状態を解除する。これによって、コイルスプリング２６の収縮方向の弾性力がレバー２５の矢印Ｂ方向の付勢力として作用する。
【００４１】
２本のアーム２１のそれぞれには、光電センサ２９を構成する投光素子２９ａ及び受光素子２９ｂが取り付けられている。光電センサ２９の投光素子２９ａ及び受光素子２９ｂは、ナット５の下方においてスクリューネジ４に対向する。したがって、スクリューネジ４が適正な位置に存在する場合には、投光素子２９ａから照射された光はスクリューネジ４に遮られて受光素子２９ｂに受光されない。これに対して、スクリューネジ４が適正な位置に存在しない場合には、投光素子２９ａから照射された光はスクリューネジ４に遮られることなく受光素子２９ｂに受光される。したがって、受光素子２９ｂの出力信号に基づいて、スクリューネジ４が適正な位置に存在するか否かを検出できる。
【００４２】
ソレノイド２８のソレノイド駆動回路は、光電センサ２９の受光素子２９ｂが投光素子２９ａから照射された光の受光信号を出力した際に、ソレノイド２８に対して駆動信号を出力する。即ち、ナット５の下方にスクリューネジ４が適正に存在しなくなった時にソレノイド駆動回路からソレノイド２８に駆動信号が出力され、ソレノイド２８のアクチュエータ２８ａが矢印Ａ方向に移動し、アクチュエータ２８ａの動作、及び、コイルスプリング２６の収縮方向の弾性力によってレバー２５がシャフト２２及び偏心カム２３と一体的に矢印Ｂ方向に回転する。偏心カム２３は、ソレノイド２８が駆動されていない状態では径が最も小さい部分の周面でガイドレール３ａ，３ｂの背面に対向しており、ソレノイド２８の駆動によって矢印Ｂ方向に回転することにより周面においてガイドレール３ａ，３ｂの背面に対向する部分の径が徐々に大きくなる。
【００４３】
偏心カム２３が矢印Ｂ方向に所定の回転角度まで回転した際に偏心カム２３の周面においてガイドレール３ａ，３ｂの背面に対向する部分の半径とソレノイド２８が駆動されていない状態でガイドレール３ａ，３ｂの背面に対向していた部分の半径との差が、小径部の周面がガイドレール３ａ，３ｂの背面に対向している状態（ソレノイド２８の非駆動時）における偏心カム２３の周面とガイドレール３ａ，３ｂの背面との間隙、及び、シュー２４の背面とガイドレール３ａ，３ｂの内面との間隙の和よりも大きくなる。したがって、ソレノイド２８が駆動されて偏心カム２３が矢印Ｂ方向に回転していくと、偏心カム２３の周面がガイドレール３ａ，３ｂの背面に当接した後、偏心カム２３の周面とシュー２４の背面との間にガイドレール３ａ，３ｂが挟持され、偏心カム２３の周面及びシュー２４の背面とガイドレール３ａ，３ｂとの間に生じる摩擦抵抗が制動力としてケージ２に作用する。
【００４４】
以上の構成において、シャフト２２、偏心カム２３、シュー２４、レバー２５、コイルスプリング２６、ソレノイド２８及び図外のソレノイド駆動回路がこの発明の制動手段に相当し、光電センサ２９が同じく検出手段に相当する。この構成により、スクリューネジ４が破損等を生じ、ナット５が螺合すべきスクリューネジ４がナット５の下方の適正な位置に存在しなくなった場合には、検出手段が状態を検出して制動手段が動作し、ケージ２に制動力が作用するため、ケージ２の自由落下を防止して重大な事故の発生を未然に防止することができる。
【００４５】
なお、この発明の制動手段は、検出手段がナット５の下方の適正な位置にスクリューネジ４が存在しない状態を検出した時にガイドレール３ａ，３ｂとの摩擦係合によってケージ２に制動力を作用させるものであることを条件として種々の構成をとることができ、図７に示した構成に限るものではない。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４７】
(1) ケージには滑車に掛けられたロープを介してケージよりも軽い錘の重量を上向きに作用させることにより、ケージの重量から錘の重量を差し引いた荷重をスクリューネジのネジ部とナットとのネジ部との接触面における摩擦力によって支えるようにし、錘の重量分だけ摩擦力が低下して摩擦熱による発熱を低く抑えることができる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷も錘の重量分だけ減少し、ケージの昇降に必要とされるモータの容量が小さくなる。これによって、ケージの昇降時におけるスクリューネジ及びナットのネジ部の発熱量が過大になることを防止し、モータの回転をナットに伝達する伝達機構を構成するベルトの寿命の短縮化、及び、伝達機構に設けられたセンサの誤作動の発生を確実に防止できるとともに、ケージを昇降させるために必要な駆動力を軽減してモータ容量の小型化を実現することができる。
【００４８】
(2) ケージには滑車に掛けられたロープを介して無荷重状態のケージの略５０％〜８０％の重量を上向きに作用させることにより、ケージの重量のうち略５０％〜２０％の重量にケージの積載負荷を加えた荷重をスクリューネジとナットのネジ部との接触面における摩擦力によって支えるようにし、摩擦熱による発熱を十分に低く抑える程度に摩擦力を低下させることができる。また、ケージを昇降させる際のモータの負荷を無負荷状態のケージの略５０％〜８０％減少させることができ、ケージの昇降に必要とされるモータの容量を十分に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る錘を適用したスクリュー式エレベータの構成を示す図である。
【図２】同スクリュー式エレベータの平面図である。
【図３】同スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナット及びモータの支持部を示す側面図及び平面図である。
【図４】同スクリュー式エレベータのケージ上面におけるナットの支持状態の詳細を示す側面断面図である。
【図５】同スクリュー式エレベータにおける錘の重量を決定するための実験結果を示す図である。
【図６】同スクリュー式エレベータにおけるモータの駆動部の構成を示すブロック図である。
【図７】同スクリュー式エレベータに備えることができる制動手段及び検出手段の構成を示す平面図及び側面図である。
【符号の説明】
１−スクリュー式エレベータ
２−ケージ
３ａ，３ｂ−ガイドレール
４−スクリューネジ
５−ナット
５ａ−駆動ナット
５ｂ−安全ナット
６ａ，６ｂ−モータ
７−昇降路
８ａ，８ｂ−ベルト
９−駆動回路
１４ａ，１４ｂ−滑車
１５ａ，１５ｂ−ロープ
１６−錘
２２−シャフト（制動手段）
２３−偏心カム（制動手段）
２４−シュー（制動手段）
２５−レバー（制動手段）
２６−コイルスプリング（制動手段）
２８−ソレノイド（制動手段）
２９−光電センサ（検出手段）
５８ａ，５８ｂ−フォトセンサ（回転検出手段）
【図１】
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【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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