專利名稱：電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，特別是一種具有較佳的安全性，可在滾珠螺桿發(fā)生異常時仍可運作的滾珠螺桿傳動機構(gòu)；尤其是一種在危害發(fā)生前可預先檢查的機構(gòu)。
背景技術(shù)：
電梯的發(fā)展已有一百年以上的歷史，回顧百年來電梯的傳動機構(gòu)設(shè)計，歷年來主要包含有螺桿式、油壓式、鋼索式及線性馬達式等四種，而目前使用最多為鋼索式的設(shè)計。其中的螺桿式傳動機構(gòu)雖然有一百年的使用歷史，但是由于傳統(tǒng)的螺桿式傳動機構(gòu)都是使用滑動摩擦的螺旋傳動，其摩擦阻力大，且傳動的機械效率不高，一般只有30％左右，站在能源的角度上，實在并不經(jīng)濟；尤其是現(xiàn)在的電梯都需要有較快的運動速度，因此高摩擦阻力會導致溫度上升及耗電等問題，實施上并不可行。
近十年來，由于滾珠螺桿的發(fā)展日益成熟，并且售價愈來愈低，慢慢地，才逐漸有人提到將滾珠螺桿應(yīng)用到電梯機構(gòu)的意見。滾珠螺桿的主要優(yōu)點在于其很小的摩擦阻力及優(yōu)良的機械傳動效率。因為滾珠螺桿以鋼珠的滾動取代傳統(tǒng)滑動摩擦螺桿的滑動摩擦，摩擦阻力很低，其摩擦系數(shù)可從傳統(tǒng)滑動摩擦螺桿的0.1降到0.002，而機械效率則由傳統(tǒng)滑動摩擦螺桿之30％提升到95％以上。然而，滾珠螺桿的缺點在于其安全性相對于傳統(tǒng)的滑動摩擦螺桿是較低的，因為傳統(tǒng)的滑動摩擦螺桿的滑動螺帽很單純，只是在一個剛性材料的內(nèi)徑上加工一條梯形截面的陰螺紋而已，由于結(jié)構(gòu)簡單，故障的機會也不高；并且在滑動螺帽即將發(fā)生故障前，其滑動螺帽已先會有嚴重摩耗的情形發(fā)生，而方便事先的預防維修以避免預外的發(fā)生。反觀滾珠螺桿的機構(gòu)則比較復雜，其滾珠螺帽中至少會包含鋼珠、使鋼珠循環(huán)的組件、內(nèi)徑具陰螺紋的本體等三項組件，并且即使在陰螺紋尚未明顯摩耗發(fā)生前，滾珠螺帽仍有發(fā)生故障的可能，例如鋼珠掉落而使?jié)L珠螺帽發(fā)生異常；因為有些滾珠螺帽的故障情形不易預先發(fā)現(xiàn)，故難以由電梯的定期檢查中查覺，而實時更換或維修。
因此，使用滾珠螺桿的電梯設(shè)計雖已可以改善摩擦阻力及機械效率等問題，但是其安全性則受到懷疑，且故障的發(fā)生前又不易檢查出來，故電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)仍存在很多問題，有待改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種使用于電梯，摩擦阻力小、機械效率高且安全性高的傳動機構(gòu)，且在電梯的傳動機構(gòu)有損壞發(fā)生時，電梯車廂仍不會發(fā)生墜落危害的機構(gòu)。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，使得萬一滾珠螺帽損壞時，可方便檢知而實時更換或維修，避免后續(xù)的衍生性危害發(fā)生。
為達到本發(fā)明的發(fā)明目的，首先本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)使用滾珠螺桿結(jié)構(gòu)，以改善百年來滑動摩擦螺桿的摩擦阻力問題。滾珠螺桿的螺帽(稱為滾珠螺帽)為一中空件，其內(nèi)徑上設(shè)有陰螺旋槽，而在陰螺旋槽中設(shè)有滾珠，陰螺旋槽和螺桿軸間是通過滾珠的滾動，使陰螺旋槽和螺桿軸間沒有滑動摩擦發(fā)生，而可以降低滾珠螺帽相對于其螺桿軸的摩擦阻力，并提升電梯的傳動機構(gòu)的機械效率。
其次，為加強本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的安全性，本發(fā)明引用一滑動螺帽設(shè)置于本發(fā)明的機構(gòu)中。本發(fā)明的滑動螺帽為一中空件，在內(nèi)徑上設(shè)有螺牙，為使本發(fā)明中的滑動螺帽可以配合滾珠螺桿的螺桿軸的近似圓孤的陽螺旋槽的輪廓，螺牙的輪廓設(shè)計成凸出的半圓形，以配合螺桿軸的陽螺旋槽輪廓，并插設(shè)于陽螺旋槽中。在滑動螺帽的螺牙和螺桿軸的陽螺旋槽間設(shè)計一間隙，使得在正常使用下螺牙和陽螺旋槽間不直接接觸，但當滾珠螺帽無法承受負荷時，螺牙可即時代位和陽螺旋槽接觸而承受電梯車廂的負荷。
另外，為方便于電梯的傳動機構(gòu)的檢修，本發(fā)明在陽螺旋槽及螺牙間設(shè)置的間隙，會隨著機構(gòu)的使用而使機構(gòu)產(chǎn)生磨耗，而間隙的間距也會因此而改變，因此由量測螺牙和陽螺旋槽間的間隙的間距可檢知機構(gòu)的磨耗情形，而可即早維修；當滾珠螺帽故障而無法承受電梯的負荷時，電梯的負荷轉(zhuǎn)由滑動螺帽承受，而滑動螺帽要承受電梯的負荷，則其螺牙必需和陽螺旋槽接觸，也就是螺牙和陽螺旋槽的間隙的間距為零，因此可方便檢知滾珠螺帽的故障情形，同時因為電梯的負荷轉(zhuǎn)由滑動螺帽承擔，故傳動機構(gòu)仍可正常承載電梯的車廂，而避免使用上的不安全情形。
為方便進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請詳細參閱以下有關(guān)本發(fā)明的較佳實施例及說明，然而此實施例及圖式僅供說明及參考用，而非用以對本發(fā)明做任何限制者。


圖1為滾珠螺桿傳動機構(gòu)使用于電梯的第一實施例示意圖；圖2為圖1在滾珠螺帽附近的局部放大剖視圖；圖3為滾珠螺桿傳動機構(gòu)使用于電梯的第二實施例示意圖；圖4為圖3在滾珠螺帽附近的局部放大剖視圖；圖5為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第三實施例剖視圖；圖6為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第四實施例剖視圖；圖7為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第五實施例剖視圖；1螺桿軸11陽螺旋槽2支持梁21支掙件22固定件 3滾珠螺帽31陰螺旋槽 32滾珠4滑動螺帽 41螺牙5車廂連動件5A車廂連動件6車廂 7馬達8間隙具體實施方式
圖1為本發(fā)明的滾珠螺桿傳動機構(gòu)使用于電梯的第一實施例示意圖，圖中的電梯主要包含螺桿軸1、支持梁2、滾珠螺帽3、滑動螺帽4、車廂連接件5、車廂6及馬達7，其中的螺桿軸1的一端以支掙件21鎖設(shè)于電梯的支持梁2上，而使螺桿軸1的軸向不相對于支持梁2移動，但是可相對于支持梁2旋轉(zhuǎn)；車廂連動件5，連接于電梯的車廂6上，而隨同車廂6移動；滾珠螺帽3為一中空件，螺設(shè)在螺桿軸1上，可相對于螺桿軸1螺旋運動，同時沿螺桿軸的軸向相對移動，且固接于車廂連動件5，以帶動車廂6沿螺桿軸的軸向移動；滑動螺帽4也是一中空件，螺設(shè)在螺桿軸1上且固接于車廂連動件5。馬達7架設(shè)于支持梁2上，用以提供螺桿軸1旋轉(zhuǎn)的動力，當馬達7驅(qū)動螺桿軸1旋轉(zhuǎn)時，使?jié)L珠螺帽3、滑動螺帽4、車廂連動件5連同車廂6沿螺桿軸的軸向上下移動。前面提到的支持梁2是指各種不相對于建筑物運動的支架，包含固定在地面、天花板及墻壁的支架，及建筑物本身。
圖2為圖1在滾珠螺帽附近的局部放大剖視圖，圖中顯示在螺桿軸1的外表面設(shè)有剖面輪廓近似半圓形的陽螺旋槽11，而在滾珠螺帽3的內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)陽螺旋槽11的陰螺旋槽31，在陽螺旋槽11及陰螺旋槽31間設(shè)有滾珠32，滾珠32為一圓球體可于陽螺旋槽11及陰螺旋槽31間滾動，而使?jié)L珠螺帽3可相對于螺桿軸1螺旋運動，同時沿螺桿軸1的軸向相對移動；由于，滾珠螺帽3固接于車廂連動件5，故滾珠螺帽3沿螺桿軸1的軸向移動，并帶動車廂連動件5沿螺桿軸的軸向移動；圖中的滑動螺帽4是一中空件，也螺設(shè)在螺桿軸1上且固接于車廂連動件5，滑動螺蝐4的內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)陽螺旋槽11的螺牙41，螺牙41和陽螺旋槽11及陰螺旋槽31具有相同的導程，而螺牙41的剖面輪廓概呈半圓形以配合前述陽螺旋槽11的輪廓，并插設(shè)于陽螺旋槽11中，螺牙41和陽螺旋槽11間具一間隙8，故當螺桿軸1旋轉(zhuǎn)時，滑動螺帽4沿螺桿軸1的軸向移動，且在正常使用下螺牙41不和陽螺旋槽11接觸，使兩者之間不會產(chǎn)生相對滑動而產(chǎn)生摩擦阻力并造成摩耗，但當滾珠螺帽3因為損壞而無法承受負荷時，則滑動螺帽4相對陽螺旋槽11向下移動，而螺牙41和陽螺旋槽11接觸而承受負荷，以維持車廂連動件5及車廂6沿螺桿軸11的正常移動。
電梯是一種安全需求很高的設(shè)備，通常在安裝時及使用過程中都會做例行性的檢查，以確保電梯處于安全的使用狀態(tài)，為利于本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)可方便于檢查，故設(shè)計使滑動螺帽4外露于機構(gòu)的表面，而由機構(gòu)的外側(cè)即可量測間隙8的寬度；由于滑動螺帽4外露于機構(gòu)的表面，而間隙8也會外露于機構(gòu)的表面，故可以使用不同厚度的厚薄片(厚薄規(guī))來檢查間隙8的寬度在什么范圍。而每次電梯保養(yǎng)時記錄間隙8數(shù)值的變化，可做為是否需要預先維修的參考。因為在滾珠螺帽3固障時，需由滑動螺帽4的螺牙41承受車廂6的負荷，故滑動螺帽4應(yīng)以抗拉強度較高的材質(zhì)制造為佳，例如金屬材料或高強度的工程塑料，其中的金屬材料中以鋼鐵材料的價格相對便宜而抗拉強度高，為理想的材料。
圖3為本發(fā)明的滾珠螺桿傳動機構(gòu)使用于電梯的第二實施例示意圖，在此實施例中，其電梯包含螺桿軸1、支持梁2、滾珠螺帽3、滑動螺帽4、車廂連接件5A、車廂6及馬達7，其中的螺桿軸1的一端以固定件22固定于電梯的支持梁2上，而使螺桿軸1不相對于支持梁2旋轉(zhuǎn)及移動；車廂連動件5A為一中空件，螺桿軸1穿設(shè)于其中，而使車廂連動件5A可相對于螺桿軸1旋轉(zhuǎn)，且車廂連動件5A系和電梯之車廂6連接，而隨同車廂6移動；滾珠螺帽3為一中空件，且螺設(shè)在螺桿軸1上，可相對于螺桿軸1螺旋運動，同時沿螺桿軸的軸向相對移動，且固接于車廂連動件5A，以帶動車廂6沿螺桿軸的軸向移動；滑動螺帽4也是一中空件，也螺設(shè)在螺桿軸1上且固接于車廂連動件5A。馬達7架設(shè)于和車廂6同動的機構(gòu)上，用以提供車廂連動件5A旋轉(zhuǎn)的動力，當馬達7旋轉(zhuǎn)而帶動車廂連動件5A相對于螺桿軸1旋轉(zhuǎn)時，因為螺桿軸1固定在電梯的支持梁2上無法旋轉(zhuǎn)，而滾珠螺帽3及滑動螺帽4固接于車廂連動件5A上，使?jié)L珠螺帽3及滑動螺帽4相對于螺桿軸1上下軸向運動，并使車廂6上下移動。
圖4為圖3在滾珠螺帽附近的局部放大剖視圖，圖中顯示在螺桿軸1的外表面設(shè)有剖面輪廓近似圓孤形的陽螺旋槽11，而在滾珠螺帽3的內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)陽螺旋槽11的陰螺旋槽31，在陽螺旋槽11及陰螺旋槽31間設(shè)有滾珠32，滾珠32為一圓球體可于陽螺旋槽11及陰螺旋槽31間滾動，而使?jié)L珠螺帽3可相對于螺桿軸1螺旋運動，同時沿螺桿軸1的軸向相對移動；其中的車廂連動件5A為一中空件，可相對于螺桿軸1旋轉(zhuǎn)，而為了使馬達的動力方便傳輸給車廂連動件5A，車廂連動件5A一般為一齒輪，可以為一正齒輪或一蝸齒輪，正齒輪使用于正齒輪減速機，而蝸齒輪則使用于蝸齒輪減速機。由于滾珠螺帽3固接于車廂連動件5A，故滾珠螺帽3沿螺桿軸1的軸向移動，并帶動車廂連動件5A沿螺桿軸1的軸向移動；圖中的滑動螺帽4是一中空件，也螺設(shè)在螺桿軸1上且固接于車廂連動件5A，滑動螺蝐4的內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)陽螺旋槽11的螺牙41，螺牙41和陽螺旋槽11及陰螺旋槽31具有相同的導程，而螺牙41的剖面輪廓概呈半圓形以配合前述陽螺旋槽11的輪廓，并插設(shè)于陽螺旋槽11中，螺牙41和陽螺旋槽11間具一間隙8，故當螺桿軸1旋轉(zhuǎn)時，滑動螺帽4沿螺桿軸1的軸向移動，且在正常使用下螺牙41不和陽螺旋槽11接觸，使兩者之間不會產(chǎn)生相對滑動而產(chǎn)生摩擦阻力并造成摩耗，但當滾珠螺帽3因為損壞而無法承受負荷時，則滑動螺帽4相對陽螺旋槽11向下移動，而螺牙41和陽螺旋槽11接觸而承受負荷，以維持車廂連動件5A及車廂6沿螺桿軸11的正常移動。
圖5為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第三實施例剖視圖，其特征在于滾珠螺帽3的外徑插設(shè)于車廂連動件5A中，如此可使機構(gòu)的長度減短，不只可以減少機構(gòu)所占的空間，且也可減少螺桿軸1的長度而達到一樣的運動行程。
圖6為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第四實施例剖視圖，圖中的滑動螺帽4的外徑插設(shè)于車廂連動件5A中，如此可使機構(gòu)的長度減短，不只可以減少機構(gòu)所占的空間，且也可減少螺桿軸1的長度而達到一樣的運動行程；由于滑動螺帽4的結(jié)構(gòu)簡單，不需要設(shè)置滾珠32及使鋼珠循環(huán)的組件，故其外徑通?？梢员葷L珠螺帽3更小，故此一實施例的車廂連動件5A可以相對于第三實施例更小。
圖7為本發(fā)明的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)的第五實施例剖視圖，在此實施例中，滾珠螺帽3及滑動螺帽4的外徑全部插設(shè)于車廂連動件5A中，如此可更加減少機構(gòu)的長度。
綜上所述，本案經(jīng)由結(jié)構(gòu)上的分析，改善現(xiàn)有電梯的缺點，提供一種摩擦阻力小、機械效率高，在電梯的傳動機構(gòu)損壞發(fā)壞時，電梯車廂仍不會發(fā)生墜落危害的機構(gòu)；且本發(fā)明可方便于機構(gòu)故障的檢知而避免后續(xù)的衍生性危害發(fā)生。不只在空間型態(tài)上確屬創(chuàng)新，并能較常用的技術(shù)增進上述多項功效，應(yīng)已充分符合新穎性及進步性的法定發(fā)明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核準本件發(fā)明專利申請案，以勵創(chuàng)作，至感德便。
權(quán)利要求
1.一種電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于，該機構(gòu)包括一螺桿軸，其外表面設(shè)有剖面輪廓近似半圓形的陽螺旋槽，其一端鎖設(shè)于電梯的支持梁上而軸向不相對于支持梁移動；一車廂連動件，連接于電梯的車廂上，而隨同電梯的車廂移動；一滾珠螺帽，為一中空件，螺設(shè)在螺桿軸上，其內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)前述的陽螺旋槽的陰螺旋槽，在前述陽螺旋槽及陰螺旋槽間設(shè)有滾珠，使?jié)L珠螺帽可相對于螺桿軸螺旋運動，同時沿螺桿軸之軸向相對移動，且前述之滾珠螺帽固接于前述之車廂連動件，以帶動車廂沿螺桿軸的軸向移動；及一滑動螺帽，為一中空件，螺設(shè)在螺桿軸上且固接于前述的車廂連動件，其內(nèi)徑上設(shè)有對應(yīng)前述的陽螺旋槽的螺牙，螺牙的剖面輪廓配合前述陽螺旋槽而插設(shè)于前述的陽螺旋槽中，螺牙和陽螺旋槽間具一間隙，使相對于螺桿軸旋轉(zhuǎn)時沿螺桿軸的軸向移動，且在正常使用下螺牙不和陽螺旋槽接觸，但當前述的滾珠螺帽無法承受負荷時螺牙可和陽螺旋槽接觸而承受負荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于滑動螺帽外露于機構(gòu)的表面，可由機構(gòu)外側(cè)量測前述的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于間隙量測方式為使用一厚薄片插置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于車廂連動件為一齒輪，且齒輪具一孔，前述的螺桿軸穿設(shè)于齒輪的孔中，而使齒輪可相對于螺桿軸旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于齒輪為一蝸齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在圩齒輪為一正齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于滾珠螺帽的外徑小于齒輪的孔徑，且滾珠螺帽的外徑穿設(shè)于齒輪的孔中，以節(jié)省機構(gòu)空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4及7所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于滑動螺帽的外徑小于齒輪的孔徑，且滑動螺帽的外徑穿設(shè)于齒輪的孔中，以節(jié)省機構(gòu)空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于齒輪間接連接至一馬達，并以馬達驅(qū)動齒輪及滾珠螺帽及滑動螺帽相對于螺桿軸旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，其特征在于車廂連動件連接于電梯的車廂的方式為固接，且前述的螺桿軸連接至一馬達，并以馬達驅(qū)動螺桿軸相對于滾珠螺帽旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種電梯的滾珠螺桿傳動機構(gòu)，該機構(gòu)包括一螺桿軸；一車廂連動件；一滾珠螺帽，及一滑動螺帽，使用螺桿為電梯的驅(qū)動機構(gòu)，以降低電梯驅(qū)動系統(tǒng)所需要的馬力，并且使用滾珠螺桿，以達到電梯的低馬力需求；為提升使用滾珠螺帽的傳動機構(gòu)的安全性，在螺桿軸另設(shè)置一滑動螺帽，滑動螺帽在正常使用下和螺桿軸間有一間隙，可使用厚薄片檢知其間隙值，但當滾珠螺帽無法承受負荷時，滑動螺帽可和螺桿軸接觸而承受負荷。使?jié)L珠螺帽萬一故障時，可以維持傳動機構(gòu)的功能，并且可以事先檢知。
文檔編號B66B11/04GK1944218SQ200510108219
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者郭長信 申請人:上銀科技股份有限公司