本发明涉及电梯装置,特别涉及适用于私人住宅的电梯装置。 近来,随着社会老龄化的发展,即使是2-3层的私人住宅,也日益强烈地希望安装电梯。但是,历来的电梯都是为适应办公楼和公共住宅的需要而发展的,仅把适用于这种用途的电梯小型化,用于私人住宅时仍存在着安装空间的效率及经济效益等方面的各种不适当的问题。亦即,一般的电梯是用主索把电梯厢与平衡重物连结在一起,多是采用悬吊的方式来进行升降。但因设置平衡重物所占的空间与电梯厢相比,其所占比例大,因此即使是小型的电梯也是不适用的。
因此,出现了不使用平衡重物的电梯,例如“三菱电机技报”57卷11号(1983、11、25)P7(745),图2-图4所示的采用缠索轮的电梯。它是把主索绕在缠索轮上,或者从缠索轮上把主索放出来,这样使电梯厢升降。由于不使用平衡重物,这种小型电梯是适用的。
在上述这种历来的电梯装置中,即使不使用平衡重物,也必须有安装用于驱动缠索轮的电动机的机械室。因此,在建筑物内必须设置机械室,在私人住宅中必须分出一部分空间作为机械室,这对于私人住宅使用面积是一个大的障碍。
上述这种历来的电梯装置,由于采用缠索轮方式,为了防止主索万一断裂,必须安装紧急停车装置及调速器等安全装置。即使是小型电梯,为了安装缠索轮及上述安全装置,将产生使用空间及成本等不利的问题。
本发明的目的是解决上述这些问题,即不使用平衡重物、主索、缠索轮及紧急停车装置、调速器等安全装置,可减小设置空间,降低成本,提供适合于私人住宅环境使用的电梯。
另外,本发明的目的还在于提供一种电梯厢的起动、停止都很平稳的,适合于私人住宅环境使用的电梯。
本发明涉及的电梯装置是在升降通道内垂直安装由驱动机驱动而旋转的丝杠,把与该丝杠螺纹配合的螺母固定在电梯厢上,用止推轴承将丝杠的上端固定在升降通道的侧壁上,而且丝杠可以上下移动,同时丝杠的下端由可使其在上下方向微动的起支承作用的移动阻止部件来支承。
另外,本发明所涉及的电梯装置,是在升降通道内垂直安装丝杠,把螺母固定在由导轨导向的电梯厢上,使该螺母与上述丝杆螺纹配合,以及装有能分别使该丝杠的上端及下端沿同一方向旋转的上部驱动机和下部驱动机。
在本发明中,上部驱动机和下部驱动机使丝杠的上端和下端沿同方向旋转,螺母沿丝杠上下移动,从而使电梯厢升降。
此外,本发明中的电梯装置,由于利用驱动机使丝杠旋转,且该丝杠与固定在电梯厢上的螺母螺纹配合,因此电梯厢与螺母一同上升。所以,不需要平衡重物、主索和缠索轮。另外,支承丝杠上端的部件可使丝杠向上移动,而支承其下端的部件能使其向上微动,因此可将丝杠的粗细减小到能承受住沿垂直方面推进负荷的程度,同时容易保证丝杠在过旋转时的安全性,因此不需要紧急停车装置、调速器等安全装置。
图1-图5为本发明的一个具体实施例。
图1是根据本发明安装的电梯装置的升降通道纵断面图。
图2是图1中Ⅱ-Ⅱ断面图。
图3是图1中丝杠导向部分放大了的横断面图。
图4是图1中的丝杠上端支承部位放大了的纵断面图。
图5是电路构成图。
图中的同一符号表示同一部分。
在图1-图4中,(1)为升降通道。(2)为在升降通道(1)的上方侧壁上水平支承的横樑。(3)为在升降通道(1)内沿垂直方向设置的,其上端支承在横樑(2)上,而下端固定在升降通道(1)的壁上的导轨。(4)为配置在两个导轨(3)之间的,带有电梯厢框架(5)和由(5)支承的电梯厢室(6)的电梯厢。(7)为开闭电梯厢室(6)的出入口的门。(8)为对应于电梯门(7)的电梯厅的门。(9)为固定在电梯厢框架(5)上的,沿导轨(3)的顶面和侧面滚动的三个滚轮组成的导向轮,它们引导电梯厢(4)的升降。(10)为固定在电梯厢框架(5)下面,向电梯厢(4)的侧面突出的横臂,它位于电梯厢(4)的后部。(11)为固定在横臂(10)上,其内侧有矩形螺纹的内螺纹螺母。(12)为垂直安装在升降通道(1)内,使用例如管材制成的,其外围具有矩形螺纹的外螺纹丝杠,其长度几乎与升降通道(1)的高度相同,它与螺母(11)螺纹配合。(13)为固定在横樑(2)上的,由两块金属板(15)、(15)夹着防振橡胶(14)的防振部件。(16)为固定在防振部件(13)上的轴承箱。(17)为在轴承箱(16)内的底部设置的止推轴承。(18)为一个支承件,它与自由穿过横樑(2)和轴承箱(16)底部的丝杠(12)的上端变细部分(12a)的上方螺纹部分(12b)进行螺纹配合,支承件(18)竖直吊装着由止推轴承(17)支承着的丝杠(12),並使丝杠能向上移动。(19)为固定在轴承箱(16)上端的,盖住轴承箱(16)的上方开口的盖子,它能让丝杆(12)上端螺纹部分(12b)自由穿过。(20)为固定在盖(19)上面的微动开关,其工作臂(20a)与丝杠(12)上端螺纹部分(12b)穿出盖(19)后的突出部分形成的环形沟(12c)配合。(21)为固定在升降通道(1)下部的托架。(22)为固定在托架(21)上的立式下部电动机,其设置在升降通道(1)的侧壁的凹进部位(23),使升降通道(1)的外侧局部突出,用盖(24)覆盖之。(25)为固定在电动机(22)的输出轴下端的驱动正齿轮。(26)为固定在丝杠(12)下端,与驱动正齿轮(25)啮合的从动正齿轮。电动机(22)及正齿轮(25)、(26)构成下部驱动机(27)。(28)为装在电动机(22)的输出轴上端的,能离合的手柄。(29)由托架(21)的水平部分构成,丝杠(12)的下端部分穿过它,用作从动正齿轮(26)上升微小距离时的移动阻止件,该移动阻止件(29)位于从动正齿轮(26)的上方,它只允许丝杠(12)沿轴向向上移动,直到从动正齿轮(26)与阻止件(29)接触为止,而大一些的移动都被阻止。(31)为固定在升降通道(1)上部的托架。(32)-(36)为分别与(22)-(26)相同的部件,(32)为上部电动机,(33)为凹进部位,(34)为盖,(35)为驱动正齿轮,(36)为从动正齿轮。电动机(32)及正齿轮(35)、(36)构成上部驱动机(37)。(38)为固定在电梯厢框架(5)上的支承臂。(39)为固定在支承臂(38)上的互相平行的轴。(40)为分别安装在一对轴(39)、(39)上的鼓形滚轮,滚轮(40)、(40)的外围与丝杠(12)的外围保持一定的间隙。(41)为设置在升降通道(1)底部的下部缓冲接。(42)为设置在横樑(2)上的上部缓冲器。
在图5中,(51)为三相交流电源。(52A)-(52C),(53A)-(53C)为分别接到交流电源(51)与下部电动机(22)之间的,以及交流电源(51)与上部电动机之间的双向闸流管。(54)、(55)为分别直接与下部、上部电动机相连的,产生速度信号的速度计所用的发电机。(56)为产生速度指令信号的规范速度回路。(57)、(58)为差动放大回路,其分别输入来自规范速度回路(56)的速度指令信号和来自速度计所用的发电机(54)、(55)的,经过速度放大回路(59)、(60)的速度信号。(61)、(62)为分别与差动放大回路(57)、(58)相连的控制双向闸流管(52A)-(52C)、(53A)-(53C)的门电路。
所构成的上述电梯装置,其下部、上部电动机(22)、(32)按照共同的速度指令信号来进行速度控制。亦即,速度指令信号分别在差动放大器(57)、(58)中与来自速度计所用的发电机(54)、(55)的速度信号进行比较,对它们的偏差信号进行运算,然后经过门电路(61)、(62)去控制双向闸流管(52A)-(52C)、(53A)-(53C)。因此,下部、上部电动机(22)、(32)总是保持同方向旋转,並使它们的速度同步,从而进行高精度的控制。
再者,下部、上部电动机(22)、(32)一旦被驱动,由于驱动正齿轮(25)和从动正齿轮(26)啮合,驱动正齿轮(35)和从动正齿轮(36)啮合,因此丝杠(12)沿相同方向旋转。从而,与丝杠螺纹配合的螺母(11)沿着丝杠(12)上下运动,则电梯厢(4)随之升降。此时,电梯厢(4)由于导向轮(9)的作用而受到导轨(3)的引导,螺母(11)和丝杠(12)各自的螺纹面上只受到推力作用,在丝杆(12)上没有由于电梯厢(4)的偏心负荷而产生的力矩的作用。
另外,丝杠(12)可自由穿过托架(21)、(31),丝杠(12)的下端在轴向没受到支承,其上端通过支承件(18)吊挂在横樑(2)上,由于总是受拉力的作用,丝杠(12)可以做得较细,只要能承受住垂直负荷即可。
这样,由于丝杠(12)被下部驱动机(27)和上部驱动机(37)所驱动,並且两个电动机(22)、(32)以相同速度旋转,因此在丝杠(12)上产生的扭转挠度与仅驱动丝杠下端的情况相比减小一半。亦即,仅驱动丝杠(12)下端时,当电梯厢(4)位于距驱动机(27)较远的位置时,例如电梯厢(4)位于最上层时,丝杠(12)产生的扭转挠度大,当电梯厢(4)在起动、停止时,丝杠将发生振动。电梯厢(4)的上下振动将使乘客感到不快。为了改进这一点,必须降低丝杆(12)的扭转挠度,有必要加大其直径。因此,当升降行程变大时,对此要求更高,将在安装空间和产品成本方面带来不利影响。
再者,由于实施例中的下部、上部电动机(22)、(32)的转矩的分配,与施加在丝杠(12)上的旋转负荷的位置〔螺母(11)处的位置〕至下部、上部驱动机(27)、(37)的距离成反比,因此丝杆的挠度可变得最小。
丝杠(12)的上端在止推轴承(17)上可以向上方移动,下端仅可向上微动到从动正齿轮(26)与阻止件(29)相接触的一段间距,这有如下的作用。亦即,为了使电梯厢(4)行走不超过行程的最终端,与通常的电梯一样,设置终端停止装置(图中未画出)。当此终端停止装置工作时,电动机(22)、(32)由于电源(51)被切断而停止运转。另外,在行驶中一旦因为某种原因(例如构件损坏),电梯厢的升降被阻止,由于检测出了电动机(22)、(32)的过电流,电源开关(SW)便断开,从而切断电源(51)。当过电流检测器有故障不能切断电源时,电梯厢(4)超过最下层,压缩缓冲器(41),即使电梯厢(4)的下降被阻止,丝杠(12)仍然旋转。此时,如果丝杠(12)的上端不能向上方移动,则将对丝杠产生压缩力。然而,在本实施例中,由于丝杠(12)可以向上方移动,当向丝杠(12)施加向上方的推力时,从动正齿轮(26)上升微小距离与阻止件(29)相接触,对丝杠(12)的推力由从动正齿轮(26)的侧面(上面)传递给托架(21),避免了对丝杠(12)施加的压缩力。尤其是,如果丝杠(12)上升,通过工作臂(20a)使微动开关(20)动作,就会断开电源开关(SW)而切断电源(51)。此外,当电动机(22)、(32)的驱动力继续作用,而电梯厢(4)的上升被阻止时,丝杠(12)受到向下拉的力,此时只有拉伸力发生作用,没有压曲危险,但已过载,因此,即使在这种状态下,最好也能切断电源。在本实施例中,止推轴承(17)通过轴承箱底部,由防振件(13)支承,因此防振橡胶(14)受到过大的压缩,丝杠(12)相对于支承件(18)向下方旋转移动,使微动开关(20)动作,于是电源开关(SW)断开,从而切断电源(51)。再者,由于止推轴承(17)是通过防振件(13)支承在横樑(2)上的,因此可以防止止推轴承(17)的振动向建筑物传递。並且,本实施例中没有使用平衡重物,因此升降通道(1)的横断面积可以减小,没有主索及缠索轮,因此不必设置机械室,电动机(22)向升降通道(1)的壁的外侧突出一部分,没有必要安装紧急停车装置、调速器等安全装置,因此在减小电梯装置的设置空间的同时,也使结构简单化了。
当电梯发生故障时,电梯厢(4)往往不停在电梯厅的门的位置。此时,如果电梯厢室(6)内有乘客,希望在故障得到修理前把电梯厢(4)移到最近的楼层,以便救出乘客。为此,使用手柄(28),将它安装在下部电动机(22)的输出轴上端,並旋转手柄。此外,下部驱动机(27)内还设有制动器(图中省略),而上部驱动机(37)内没有制动器,因此,如果放松下部驱动机(27)的制动器,並旋转手柄(28),则通过驱动正齿轮和从动正齿轮可使丝杠(12)旋转,从而可以升降电梯厢(4)。
此外,虽然在图5中未画出,但在丝杠(12)的下端及上端还设有编码器,如按零角度差进行控制,则可以进一步控制丝杠(12),使其不产生扭曲。
按照上述说明,根据本发明,在升降通道内垂直安装由驱动机驱动而旋转的丝杠,在电梯厢上固定安装与该丝杠螺纹配合的螺母,将上述丝杠的上端支承在升降通道侧壁上,並由于止推轴承而能向上方移动,丝杠的下端由于有阻止件而只能向上方微动,就象用横樑支承在升降通道的侧壁上似的,即使对丝杠施加过大的力,也可以被吸收,而且不需要平衡重物、主索、缠索轮及紧急停车装置、调速器等大量的安全装置,驱动机也可以安置在升降通道外侧几乎不太突出的部位,因此设置空间变小,並且成本低廉,提供了适用于私人住宅环境使用的电梯。
再者,在本发明中,由于在升降通道内垂直设置丝杠,在受导轨导向的电梯厢上固定与上述丝杠螺纹配合的螺母,设置分别使该丝杠上端及下端沿相同方向旋转的上部驱动机和下部驱动机,因此减小了对丝杠作用的扭力,从而可将丝杠作细,另外不需要设置平衡重物及机械室,加之电梯厢的起动、停止很平稳,可以构成适用于私人住宅环境使用的电梯装置。