双层电梯车厢 本发明涉及一种双层电梯车厢，该双层电梯车厢具有两个车厢，一个车厢位于另一个上面，而且两个电梯车厢之间的间隔可以改变。
近年来，为了增加超高层建筑物在垂直方向上的输送能力，对在垂直方向上提供具有双车厢的电梯车厢(双层电梯车厢)的需求越来越迫切。而且，当这种电梯进入超高层建筑，建筑物的第一层的高度常常比其他层要高，因为第一层是进门大厅或过厅而且第一层常常用来通风，所以不能使用上下层电梯车厢之间间隔是固定的双层电梯车厢。
因此，为了满足这种需求，对这种上下电梯车厢的间隔可改变的双层电梯车厢，提出了几种建议。作为一个例子，如图1所示，具有一个外框架3，将上下电梯车厢4和5连在一起，利用在安装在电梯井1上的升降机2上升和下降。电梯车厢4或者5利用安装在外框架3上的马达或类似驱动装置可相对于外框架3上升或下降(展示公开专利，No.showa48-5384)。
而且，如图2所示，建议使用一个机械装置(展示公开专利No.Heisei10-279231)，它可以利用其支点位于外框架3的中心梁3a上的弓形机构6，来改变上下电梯车厢4和5之间的间隔。
在上述图1所示的双层电梯车厢中，当要调节楼层高度时，相对于外框架3升降电梯车厢4或5需要一个大功率的驱动装置(设备)。另一方面，图2所示的可变的双层电梯车厢是利用弓形机构6使上下车厢之间取得平衡，而所需要的驱动力较小。然而，需要加强外框架3，而且在它内部，支撑弓形机构6地支点的中心梁3a必须加固以支撑上下车厢厢体4和5的重量之和。这样整个外框架变得较大而且空间利用率较差。
因此，考虑到这些问题，本发明的一个目的是提供一个新型的双层电梯车厢，该双层电梯车厢具有两个电梯车厢，可以容易而简单地改变两个电梯车厢之间的间隔。
为了实现上述目的，本发明具有下面的结构。
也就是说，在一个双层电梯车厢中，在垂直方向安置一个第一电梯车厢和一个第二电梯车厢，本发明的双层电梯车厢的特征是安装有：
一个承载装置(支撑单元)，利用通过升降机的悬挂钢缆上升和下降；
传动单元，包括有：第一螺旋轴，安装在支撑体上，可以自由移动并且和第一电梯车厢上的啮合装置相啮合；以及，第二螺旋轴和第一螺旋轴偶合并且和第二电梯车厢的啮合装置相啮合，同时，它的螺旋线和第一螺旋轴的螺旋方向相反；
和驱动机构(装置)，它固定在承载装置上并且驱动传动单元旋转。
在使用本发明时，因为两个电梯车厢的重量是由承载装置支撑，所以只需加强承载装置而车厢本身作为一个整体可以减轻而且做得较小。而且，因为支撑第一车厢重量的第一螺旋轴的螺旋线的方向和支撑第二车厢重量的第二螺旋轴的螺旋线的方向相反，第一电梯车厢和第二电梯车厢起到在重量上相互抵消的作用。这样，驱动装置的功率可以减小。
本发明的双层电梯车厢，其特征在于，至少，第一电梯车厢啮合装置或第二电梯车厢啮合装置具有：
螺帽，和第一螺旋轴或第二螺旋轴相啮合；以及，
连接器，它限制螺帽的旋转运动但允许螺帽水平传动。
当使用本发明时，第一电梯车厢和第二电梯车厢在垂直方向运动过程中，没有过大的力作用在传动元件上。
通过参照下面的详细描述并和附图联系起来考虑，可以更容易获得以及更好的理解对本发明更完整的评价和许多附带的优点，其中：
图1是表示现有技术电梯车厢的附图；
图2是表示现有技术电梯车厢的附图；
图3是表示本发明第一实施方案电梯车厢的整体结构图；
图4是该电梯运行的示意图；
图5是电梯车厢上梁附近的详图；
图6是表示电梯车厢的驱动机构(装置)的详图；
图7是表示电梯车厢螺帽和联接器的详图；
图8是表示本发明第二实施方案电梯车厢的结构图；
图9是表示本发明经修改的第二实施方案电梯车厢的附图；
图10是表示本发明第三实施方案电梯车厢的结构图；
现参照附图，特别是参照附图3，对本发明的一个实施方案进行描述，在此，几个附图中的相同的或者相对应的部件使用相似的标号。
图3至图7表示了本发明双层电梯车厢的第一实施方案。
如图3至图5所示，双层电梯车厢具有第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b，它们在垂直方向顺序安置在电梯升降井1内。当处于上方的第一电梯车厢23a停在上楼层41时，处在下方的第二电梯车厢停在下楼层42。双层电梯车厢第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b之间的间距可以改变以适应上楼层41和下楼层42之间距离变化的情况。
也就是说，对于双层电梯车厢，外框架11(常使用承载装置或支撑装置)和平衡重15是悬挂在通过升降机12的牵引轴13和导向轴14的悬挂钢缆16上，并利用升降机12旋转驱动上升和下降。其中，外框架11和平衡重(配重)15是安置在升降井1内，同时，具有牵引轴13的升降机12和导向轴14位于升降井1上方的动力室2内。
上述的第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b是在垂直方向悬挂着，因此可以在外框架11内自由移动。
下面，将对外框架11和第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b的支撑结构进行描述。外框架11具有上梁11a，它通过螺旋簧(图中未示)和悬挂钢缆16的未端相连，垂直梁11b，它和下梁11a相连并且垂直向下延伸，和下梁11c，它与垂直梁11b的下端相连。外框架11还有一对支持梁11d安装在上梁11a上并从相对方向向外伸展。驱动马达(驱动装置)17是支撑在每一个支撑梁11d的外面。
在每个驱动马达17上装有一个传动元件19，它具有第一螺旋轴19a，用安装在支撑梁11d上的套18保护和第二螺旋轴19b，它和第一螺旋轴19a相连。第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b通过各自的法兰45a和45b相接。第二螺旋轴19b的下端由安装在垂直梁11b上的支架20支撑，因此可以自由转动。
因第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b各自的螺旋线方向相反，所以相互间具有反螺旋关系。而且，支撑第一电梯车厢的车箱支架22a上的螺帽25a和第一螺旋轴19a相啮合，而支撑第二电梯车厢的车箱支架22b上的螺帽25b和第二螺旋轴19b相啮合。以这种方式，第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b分别通过车厢支架22a和22b利用第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b支撑。
具有和升降井1内的一对主导向轨50相咬合的导向轮的导向装置10，安装在外框架11的上方和下方左右共4个位置上。外框架11的导向是利用和主导向轨50相咬合的导向装置10来完成。而且，和外框架11的每一个垂直梁11b相咬合的导向装置21安装在车厢支架22a和22b上方和下方左右4个位置上。而且，平衡重15也具有和一对副导向轨(图中未示)相咬合的导向装置。
下面，利用附图6和图7对第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b的驱动机构进行说明。在附图6中，安装在支撑梁11d上的驱动马达17的输出轴17a利用连结轴26和第一螺旋轴19a相连。在这种情况下，由安装在支撑梁11d上的套18保护的第一螺旋轴19a同时也通过轴承28支撑在套18上，因此，第一螺旋轴19a可以自由转动。而且，具有和第一螺旋轴19a相反方向的螺旋线的第二螺旋轴19b的法兰45b和在螺旋轴19a的下端的法兰45a相连接。螺旋轴19b的下端通过安装在垂直梁11b的支架20上的轴承48支撑，因此，它可以自由转动。
分别与第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b相啮合的螺帽25a和25b被连到具有翻转自由度的连接器46上。这些连接器46是由矩形块29，螺帽25a和25b固定其中；滑块30，具有矩形外形和用以在一个方向引导矩形块29的矩形孔；支撑元件31，具有矩形孔，在和矩形块29的滑动垂直相交方向对滑块30给予滑动支撑，和安装在支撑元件31的垂直方向的盖32组成的。在第一电梯车厢23a的车厢支架22a和第二电梯车厢23b的车厢支架23b上都安装有连接器46。这种设计使得第一电梯车厢23a、第二电梯车厢23b和传动元件19之间在水平方向发生小的位移，这种位移可以被连接器46吸收。第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b的啮合装置是由连接器46和螺帽25a和25b组成。
下面对具有这种构造的实施方案的运行进行说明。首先，当开动升降机12时，外框架11利用通过轴13和14的悬挂钢缆16沿导轨50上升或下降。此时，通过螺帽25a，第一电梯车厢23a和车厢支架22a的重量对第一螺旋轴19a施加一个右旋力矩。同时，通过螺帽25b，第二电梯车厢23b和车厢支架22b的重量对螺旋轴19b施加一个左旋力矩，该螺旋轴19b和第一螺旋轴19a直接连接。此时，当两个电梯车厢23a和23b的重量，两个车厢支架22a的22b的重量和螺旋轴19a和19b的螺矩分别相等时，即使驱动马达17的没有输出力矩，两个电梯车厢23a和23b的位置可以保持不变。
而且，两个电梯车厢23a和23b的重量和两个电梯支架22a和22b的重量，通过第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b都施加到安装在上梁11a的支撑梁11c上。因此，仅仅加固外框架11的上梁11a也不会引起结构问题。
下面，对改变第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b之间间隔的操作进行说明。首先，当每一个驱动马达17转动时，每一个传动元件19转动，在具有和第二螺旋轴19b相啮合的螺帽25b的车厢支架22b下降的同时，具有和第一螺旋轴19a相啮合的螺帽25a的车厢支架22a上升。此时，车厢支架22a和22b沿外框架11的垂直梁11b由导向装置21引导在垂直方向移动。
第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b沿垂直方向随着车厢支架22a和22b的垂直方向运动而运动。这样，两个电梯车厢23a和23b之间的间隔从h变到h′，这样就能使电梯车厢23a和23b分别达到有不同层高的楼层41和42。
当第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b的重量，或者电梯支架22a和22b和重量不相等时，或者当需要改变上下车厢23a和23b的移动距离时，这些情况都可以利用改变第一螺旋轴19a和第二螺旋轴19b的螺距来处理。
例如，利用减小第一螺旋轴19a的螺矩并且加大第二螺旋轴19b的螺矩，就可以在两个电梯车厢23a和23b相互接近时，使它们之间的空间距离缩小。
当利用转动螺旋轴19a和19b产生上升和下降时，一旦螺旋轴19a和19b与电梯车厢23a和23b之间在水平方向发生小的偏移(位移)时，也不会有额外的横向负载作用在螺旋轴19a和19b上，这是因为，即使在水平面内的车厢架22a和22b相对于螺帽25a和25b的位置可能会有微小的改变，在矩形块29和滑块30之间，在滑块30和支撑元件31之间，在平面内两个相互垂直方向会产生滑动。而且，当在螺旋轴19a和19b以及螺帽25a和25b使用滚珠螺纹，可以产生小的驱动摩擦力和好的驱动效率。而且，使驱动马达17和螺旋轴19a和19b的位置相对于第一电梯车厢23a和第二车厢23b的重心点对称，就可能取得好的驱动平衡。
当使用本实施方案时，利用直接连接在同一轴上但螺纹线方向相反的螺旋轴19a和19b，相对于由导轨导向的外框架11驱动第一电梯车厢23a和第二电梯车厢23b，就可以容易而简单地调整电梯车厢23a和23b之间的间隔。
下面利用图8和图9对本发明第二实施方案电梯车厢进行描述。
在图8和图9中表示的实施方案就是图3至图7中表示的第一实施方案，其中，减速齿轮33安装在每一个驱动马达17和螺旋轴19a和19b(图8)之间，或者只安装一个驱动马达17而这个驱动马达17的驱动功率通过一个带齿皮带34(图9)传到另一个驱动机构51。在图8和图9中，和图3至图7中表示的第一实施方案中相同的部件，都以相同的标号标明。而且省略了对它们的详细描述。
在图8中，利用安装减速齿轮33，使螺旋轴19a和19b可以保持低的转动速度，这样在使用长螺旋杆19时，就容易地避免因达到临界速度而产生的问题。
在图9中，因为只有一个驱动马达17，这样就不需要考虑如何控制保证两个驱动马达的同步。
下面利用图10对本发明第三实施方案电梯车厢进行描述。本实施方案在外框架11处提供悬挂梁35作为承载装置。在图10中，和图3至图7中表示的和第一实施方案中相同的部件都以相同的标号标明，而且省略了对它们的详细描述。
在图10中，悬挂梁35安置在悬挂钢缆16的一端，而且在悬挂梁35的上方和下方左右四个角都安置有在导轨50上对悬挂梁35进行导向的导向装置10。支架36在镜象方向从悬挂梁35的两端向左右延伸，而且每一个支架支撑一个驱动马达17。第一螺旋轴19a支撑在两个支架36的下方并被保护在套18内。第二驱动轴19b它的螺旋线和第一螺旋轴19a的螺旋线方向相反，也利用法兰45a和45b和第二螺旋轴19a相连。档块37安装在第二螺旋轴19b的下端。第一车厢架22a支撑第一电梯车厢23a，同时，螺帽25a和第一螺旋轴19a相啮合。在主导轨50上对车厢架进行导向的导向装置21安装在车厢架22a上方和下方的左右四个角。而且，第二车厢架22b支撑第一电梯车厢23b，同时，螺帽25b和第二螺旋轴19b相啮合。在主导轨50上并对车厢架进行导向的导向装置21安装在车厢架22b上方和下方的左右四个角。
电梯车厢23a和23b的驱动机构和第一实施方案中的相同(参见图6)，驱动马达输出轴(驱动轴)17a通过连接轴26连到第一螺旋轴19a上，该轴是利用套18内的轴承28支撑，因此可以自由转动。而且，螺旋线的方向是反向的，第二螺旋轴19b通过法兰45a和45b联接到第一螺旋轴19a上，档块37安置在第二螺旋轴19b的下端。
和螺旋轴19a和19b相啮合的螺帽25a笔25b利用连接器46相连。连接器46具有翻转自由度，并且是由有螺帽25a和25b固定其中的矩形块29；具有矩形外形和矩形孔并对矩形块在一个方向上提供滑动支撑的滑块30，具有矩形孔并对滑块30在和矩形块29的滑动方向垂直相交方向提供滑动支撑的支撑元件31和安装在支撑元件31垂直方向的盖32组成的。连接器46被连到第一电梯车厢23a的车厢架22a和第二电梯车厢23b的车厢架22b上。
在图10中，悬挂梁35安装在外框架11处作为承载装置。因此，外框架11成为不必要的，而且在相同尺寸的电梯升降井里可以提供大尺寸的电梯车厢23a和23b。
当使用上述本发明时，利用以转动方式被驱动第一螺旋轴驱动的第一电梯车厢以及同轴方式连接到第一螺旋轴的其螺线方向相反的第二螺旋轴驱动的第二电梯车厢，使利用一种节能和节省空间的结构来调整上下电梯车厢之间间隔成为可能。
在第一螺旋轴和第二螺旋轴上使用滚珠螺旋，使高效率驱动电梯车厢成为可能。
而且，利用具有不同螺矩的螺旋轴来驱动各个电梯车厢，在上下电梯车厢的重量不同的条件下，或者因为电梯井的轴向距离或类似原因造成不可能同样移动上下电梯车厢时，有效地调整电梯车厢之间的间隔是可能的。
而且，利用连接器支撑和螺旋轴扣啮合的螺帽只在移动方向给予限定但是可以水平移动，因此，没有过多的力施加在传动元件上。
更进一步，安置传动元件使之与第一电梯车厢和第二电梯车厢的重点对称，可以稳定地驱动电梯车厢。
利用所提供的单个驱动机构可以同步驱动一对传动元件而且可以稳定地驱动电梯车厢。而且，利用电梯车厢沿着外框架被导向，可以稳定地驱动电梯车厢。
通过在外框架处提供一个悬挂梁，可以提供一个大尺寸的电梯车厢。
显然，根据上述描述，可以对本发明作更多的修改和改变。因此，应当明确在本发明权利要求的范围内，除了上面特别描述之外还可能有其他的实施方案。