專利名稱：轉(zhuǎn)矩馬達式電梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯，特別是涉及一種轉(zhuǎn)矩馬達式電梯。
技術(shù)背景現(xiàn)今的建筑高度隨著建筑技術(shù)不斷提升，而大樓之內(nèi)的電梯系統(tǒng)早己 成為人類日常生活的必需設(shè)備，除了作為傳送人、貨的系統(tǒng)之外，其它更 有速度性、易控制、安全性高及不易損壞等優(yōu)點，因此，電梯系統(tǒng)對于現(xiàn) 代建筑而言，其必然存在的重要性也不言可喻。電梯的發(fā)展至今有關(guān)其傳動機構(gòu)設(shè)計主要包含有螺桿式、油壓式、鋼 索式和線性馬達式等四種。目前使用最多的是鋼索巻盤式的設(shè)計，其能讓 電梯車廂順暢的上升、下降，故現(xiàn)今都采用鋼索巻盤式電梯。前述較常為 眾人使用和認(rèn)知的鋼索巻盤式動力來源都是采用感應(yīng)式馬達，如圖1的結(jié) 構(gòu)所示，其必須包括感應(yīng)式馬達IO、減速箱ll、巻盤12、鋼索13、配重14和電梯車廂15等，運用感應(yīng)式馬達10配合減速箱11帶動巻盤12， 并且以巻盤12收或放鋼索13藉以調(diào)整配重14與電梯車廂15的升降。這 種常用鋼索巻盤式電梯在實用之后出現(xiàn)的問題有第一，這種鋼索巻盤式電梯的設(shè)備構(gòu)件必需用感應(yīng)式馬達IO配合減 速箱ll、巻盤12、鋼索13、配重14設(shè)計，組件設(shè)備十分復(fù)雜，而且都 須占用空間，造成建筑空間上的浪費；第二，鋼索巻盤式電梯容易有晃動和噪音的問題，且鋼索巻盤式設(shè)備非常依賴潤滑、保養(yǎng)維護工作，若是一段時間沒有保養(yǎng)的鋼索巻盤式電梯 不僅噪音驚人，而且很容易發(fā)生意外；其三，鋼索巻盤式電梯的控制系統(tǒng)16、感應(yīng)系統(tǒng)17與升降動力系統(tǒng)分屬不同系統(tǒng)，故無法直接依靠感應(yīng)式馬達io進行位置控制，在控制上又形成復(fù)雜的往來控制關(guān)系，不僅精準(zhǔn)度難控制，而且容易出現(xiàn)控制、感 應(yīng)故障的問題。前述另一種常用的螺桿式電梯的傳動機構(gòu)雖然有一百年的使用歷史， 其運用感應(yīng)式馬達配合減速箱帶動螺桿，且另以一螺合于螺桿上的升降件 帶動電梯車廂。這種設(shè)計可以簡化復(fù)雜的鋼索巻盤構(gòu)件，而且螺桿與升降 件通過旋轉(zhuǎn)滑動磨擦運動產(chǎn)生升降帶動的方式十分安全可靠。然而，前述 改良設(shè)計仍有其缺陷存在，其實用之后的問題在于；第一，由于傳統(tǒng)的螺桿式傳動機構(gòu)都是螺桿與升降件以旋轉(zhuǎn)滑動摩擦 運動進行升降傳動，其摩擦阻力大，且傳動的機械效率不高， 一般只能發(fā)揮出30%左右的效率，站在能源成本的角度上，并不符合經(jīng)濟上要求； 第二，現(xiàn)在的電梯隨著建筑樓層高度增加都需要有較快的運動速度，因螺桿式電梯產(chǎn)生的高摩擦阻力會導(dǎo)致溫度快速上升及耗電等問題，事實上在現(xiàn)今電梯設(shè)備中已不可行；第三，螺桿式電梯使用控制不易的感應(yīng)馬達，而且感應(yīng)馬達的控制、感應(yīng)系統(tǒng)與升降動力系統(tǒng)分屬不同系統(tǒng)，故無法直接依靠感應(yīng)式馬達進行位置控制，在控制上又形成復(fù)雜的往來控制關(guān)系，不僅精準(zhǔn)度難控制，而且容易出現(xiàn)控制、感應(yīng)故障的問題。本案申請人基于過去在滾珠螺桿領(lǐng)域所累積的研發(fā)技術(shù)與經(jīng)驗，開始注意到將滾珠螺桿應(yīng)用到電梯機構(gòu)中，并且進行滾珠螺桿取代傳統(tǒng)滑動摩 擦螺桿的研究?，F(xiàn)今滾珠螺桿的優(yōu)點在于其僅會產(chǎn)生很小的摩擦阻力(具 備優(yōu)良的機械傳動效率)，但是研究過程中發(fā)現(xiàn)以下必須克服的重要問題第一 ，以往的各種電梯系統(tǒng)都要用感應(yīng)式馬達配合減速箱進行驅(qū)動， 但是前述感應(yīng)式馬達的扭力值不佳，故必然要配合減速箱才能控制操作， 然而該減速箱的成本、維護及占用空間卻都是問題；第二，前述常用電梯系統(tǒng)都要用感應(yīng)式馬達配合減速箱進行驅(qū)動，但 是感應(yīng)式馬達的耗電量較大，且感應(yīng)式馬達控制不易。以往常用系統(tǒng)都是 將控制、感應(yīng)系統(tǒng)與升降動力系統(tǒng)分開設(shè)計出不同系統(tǒng)，無法直接依靠感 應(yīng)式馬達進行位置控制，故在控制上又形成復(fù)雜的往來控制關(guān)系，不僅精 準(zhǔn)度難以控制，而且容易出現(xiàn)控制、感應(yīng)故障的問題；第三，由于滾珠螺桿摩擦阻力很低，其摩擦系數(shù)可從傳統(tǒng)滑動摩擦螺 桿的O. l下降到0.002，而機械效率則由傳統(tǒng)滑動摩擦螺桿的30%提升到95 %以上。然而，滾珠螺桿存在一個安全性上的缺點，因為傳統(tǒng)的滑動摩擦 螺桿的滑動螺帽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 而己，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，其滑動螺帽己先會有嚴(yán)重磨損的情形發(fā)生，而方便事先的預(yù)防維修以 避免意外的發(fā)生。反觀滾珠螺桿的機構(gòu)則比較復(fù)雜，其滾珠螺帽中至少包 含有鋼珠、循環(huán)組件和內(nèi)徑具陰螺紋的本體等三項組件，即使在陰螺紋還 沒有明顯磨損發(fā)生前，滾珠螺帽仍有發(fā)生故障的可能(例如鋼珠掉落)， 故滾珠螺帽的故障情形不易預(yù)先發(fā)現(xiàn)，很難通過對電梯的定期檢查中發(fā)現(xiàn)， 而及時更換或維修。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種扭力充足、節(jié)省能源及構(gòu)件簡單 的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯。為解決上述問題，本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，包含有一臺轉(zhuǎn)矩馬達、 一根滾珠螺桿、 一個滑動螺帽和一節(jié)電梯車廂。該轉(zhuǎn)矩馬達，具有一根受 電磁力帶動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸。該滾珠螺桿包含有一根負(fù)載螺桿、 一個負(fù)載螺 帽和多數(shù)滾珠組件，該負(fù)載螺桿一端與轉(zhuǎn)矩馬達的轉(zhuǎn)子軸相接連動，而負(fù) 載螺帽通過多個滾動組件配設(shè)在負(fù)載螺桿上。該滑動螺帽中空內(nèi)徑開設(shè)有 螺牙，以螺牙配設(shè)在該滾珠螺桿的負(fù)載螺桿的螺紋輪廓內(nèi)，并在滑動螺帽 的螺牙和負(fù)載螺桿的螺紋輪廓間預(yù)留有一間隙。該電梯車廂，是以連接件 固接在滾珠螺桿的負(fù)載螺帽上，且電梯車廂隨滾珠螺桿的負(fù)載螺帽升降。 電梯工作時，以轉(zhuǎn)矩馬達直接驅(qū)動滾珠螺桿的負(fù)載螺桿，帶動固接在負(fù)載 螺帽上的電梯車廂則隨之升降。本發(fā)明能帶來的有益效果，分以下四個方面進行說明有關(guān)于節(jié)省能源方面1. 本發(fā)明以轉(zhuǎn)矩馬達20直接驅(qū)動滾珠螺桿30的負(fù)載螺桿31，藉由該轉(zhuǎn)矩馬達20僅有環(huán)形定子基座21上的線圈22必須供電，該轉(zhuǎn)子軸23外 環(huán)列的磁極24則無需充電，故本發(fā)明能有效節(jié)省能源；2. 本發(fā)明以轉(zhuǎn)矩馬達20直接驅(qū)動滾珠螺桿30的負(fù)載螺桿31，該電梯 車廂50固定在負(fù)載螺帽上隨之升降，故無需使用減速機、配重等常用附件， 因此能降低以往減速機耗用的磨擦損失、驅(qū)動能量；而常用配重設(shè)備浪費以轉(zhuǎn)矩馬達20直接驅(qū)動滾珠螺桿30的負(fù)載螺桿31，該電梯車廂50則固定在負(fù)載螺帽32上隨之升降，由于轉(zhuǎn)矩馬達20直接驅(qū)動滾珠 螺桿30，故本發(fā)明無需增加使用減速機、配重等常用附件，確能讓構(gòu)件簡 化、減少空間占用；2. 本發(fā)明可以在轉(zhuǎn)矩馬達20上附加解角器或編碼器就能進行位置精 確控制，使得轉(zhuǎn)矩馬達20的定位精確度能達到15角秒(arc-sec)以內(nèi)， 本發(fā)明無需增加過多常用電梯停駐樓層的各種位置控制系統(tǒng)，并能大幅簡 化常用電梯的控制系統(tǒng)。有關(guān)低噪音、效率高方面1. 本發(fā)明采用轉(zhuǎn)矩馬達20作為動力源，該轉(zhuǎn)矩馬達20本身是通過轉(zhuǎn) 子軸23外環(huán)劌的磁極24受線圈22的電磁力帶動旋轉(zhuǎn)，故本發(fā)明轉(zhuǎn)矩馬達 20低噪音；另由于轉(zhuǎn)矩馬達20轉(zhuǎn)子軸23外環(huán)列的磁極24數(shù)量多可以大 幅增加扭力，且以轉(zhuǎn)矩馬達20直接驅(qū)動滾珠螺桿30的負(fù)載螺桿31，故本 發(fā)明轉(zhuǎn)矩馬達20效率高；2. 本發(fā)明運用滾珠螺桿30摩擦阻力低的特性能減少噪音，且利用其摩 擦系數(shù)從傳統(tǒng)滑動摩擦螺桿之O. l降到0.002,讓本發(fā)明機械效率則由傳統(tǒng) 滑動摩擦螺桿之30%提升到95%以上，故本發(fā)明能降低電梯驅(qū)動系統(tǒng)的能 量損失，由于該滑動螺帽40在滾珠螺桿30上加強安全性，且該滑動螺帽40 在正常使用下不會直接接觸負(fù)載螺桿31，而由滾珠螺帽30可以完全承載電 梯車廂50，故本發(fā)明可以充分利用滾珠螺桿30的機械高效率，并能避免產(chǎn) 生安全上的疑慮。有關(guān)保護維護需求低方面1. 本發(fā)明采用轉(zhuǎn)矩馬達20作為動力源，該轉(zhuǎn)矩馬達20本身是通過轉(zhuǎn)子軸23外環(huán)列的磁極24受線圈22的電磁力帶動旋轉(zhuǎn)，這種磁力吸引動力 較無潤滑保養(yǎng)上的需求；2. 本發(fā)明運用滾珠螺桿30降低電梯驅(qū)動系統(tǒng)的能量損失，前述滾珠螺 桿30本身就附帶有油箱可供自行潤滑保養(yǎng)(這為一般滾珠螺桿的基本附 件，在此不多作贅述)，故本發(fā)明的滾珠螺桿30設(shè)計同樣無需常用的經(jīng)常 性潤滑保養(yǎng)需求。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明 圖1是常用鋼索巻盤式電梯示意圖； 圖2是本發(fā)明組合剖視圖；圖3是本發(fā)明滾珠螺桿、滑動螺帽及連接件剖視圖； 圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)矩馬達局部剖視圖。
具體實施方式
如圖2所示，本發(fā)明轉(zhuǎn)矩馬達式電梯包括有一臺轉(zhuǎn)矩馬達20、 -個 連軸器A、 一個滾珠螺桿30、 一個滑動螺帽40和一節(jié)電梯車廂50，其結(jié) 構(gòu)詳細(xì)說明如下圖4所示的轉(zhuǎn)矩馬達20，包含有一個環(huán)形定子基座21、多個線圈22、 一個轉(zhuǎn)子軸23和多個磁極24。該環(huán)形定子基座21中央開設(shè)有供轉(zhuǎn)子軸 23運作的空間，該線圈22是纏繞定位在該環(huán)形定子基座21內(nèi)壁上，而 該轉(zhuǎn)子軸23外環(huán)列有多個磁極24，且轉(zhuǎn)子軸23可樞轉(zhuǎn)定位在該環(huán)形定子基座21內(nèi)，藉由轉(zhuǎn)子軸23外環(huán)列的磁極24受線圈22的電磁力帶動旋 轉(zhuǎn)。連軸器A，是接設(shè)在該轉(zhuǎn)矩馬達20的轉(zhuǎn)子23—端上，該連軸器A為一般常見的軸接設(shè)備，故在此不多作贅述。圖2和圖3所示滾珠螺桿30，包含有一個負(fù)載螺桿31、 一個負(fù)載螺帽32 和多個滾珠33 (此滾珠泛指圓珠型及圓柱型滾動組件)。該負(fù)載螺桿31上 制設(shè)有螺紋311，該螺紋311嚙合于多數(shù)滾珠33內(nèi)側(cè)，且負(fù)載螺桿31—端被 連軸器A固接并與轉(zhuǎn)矩馬達20的轉(zhuǎn)子軸23連動。而負(fù)載螺帽32則以螺紋321 嚙合于多數(shù)滾珠33外側(cè)，并且該負(fù)載螺帽32配設(shè)在負(fù)載螺桿31上隨旋轉(zhuǎn)升 降位移。滑動螺帽40，為一中空件，在滑動螺帽40中空內(nèi)徑開設(shè)有螺牙41。 該滑動螺帽40以螺牙41配設(shè)在該滾珠螺桿30的負(fù)載螺桿31的螺紋311 輪廓內(nèi)。且在滑動螺帽40的螺牙41和負(fù)載螺桿31的螺紋311輪廓間預(yù) 留有一間隙42，使得在正常使用下滑動螺帽40不直接接觸負(fù)載螺桿31， 而由滾珠螺帽32完全承載。電梯車廂50，是以一連接件51固接于滾珠螺桿30的負(fù)載螺帽32上。 該滑動螺帽40同樣與連接件51固接，另在連接件51之內(nèi)含有軸承52 容許電梯車廂50直接升降而不隨滾珠螺桿30旋轉(zhuǎn)運作。以上所述，即為本發(fā)明各相關(guān)組件的相互關(guān)系位置及其概述。值得一提的是，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之檢查，以確保電梯處于安全的使用狀態(tài)。本發(fā)明 為方便于檢査可讓結(jié)構(gòu)設(shè)計時將滑動螺帽40外露于機構(gòu)的表面，而由機構(gòu) 的外側(cè)即可測量滑動螺帽40的間隙42的寬度(使用不同厚度的厚薄規(guī)定)，每次電梯檢查時記錄間隙42數(shù)值的變化，作為是否需要預(yù)先保養(yǎng)維修的參 考。由于本發(fā)明滾珠螺桿是用金屬材料制作的，只要滾珠螺桿30附帶油箱 及間隙數(shù)值定期檢査即可，無需經(jīng)常性的潤滑保養(yǎng)工作。另需一提的是，圖2中所示是讓電梯車廂50以同一連接件51分別固接滾 珠螺桿30的負(fù)載螺帽32和該滑動螺帽40，其它可以推論的連接件結(jié)合方式 例如1. 滾珠螺桿的負(fù)載螺帽與該滑動螺帽直接固接，該連接件則固接負(fù)載 螺帽或該滑動螺帽；2. 電梯車廂運用不同的連接件分別固接滾珠螺桿的負(fù)載螺帽和該滑 動螺帽。
權(quán)利要求
1. 一種轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其包括有一臺轉(zhuǎn)矩馬達、一根滾珠螺桿、一個滑動螺帽及一節(jié)電梯車廂，其特征在于所述轉(zhuǎn)矩馬達，具有一根受電磁力帶動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸；所述滾珠螺桿，包含有一根負(fù)載螺桿、一個負(fù)載螺帽及多個滾動組件，所述負(fù)載螺桿一端與轉(zhuǎn)矩馬達的轉(zhuǎn)子軸相接連動，而負(fù)載螺帽藉多個滾動組件配設(shè)在負(fù)載螺桿上；所述滑動螺帽，在滑動螺帽中空內(nèi)徑開設(shè)有螺牙，所述滑動螺帽以螺牙配設(shè)在所述滾珠螺桿的負(fù)載螺桿的螺紋輪廓內(nèi)，且在滑動螺帽的螺牙和負(fù)載螺桿的螺紋輪廓間預(yù)留有一間隙；所述電梯車廂，是以連接件固接于所述滾珠螺桿的所述負(fù)載螺帽上，且電梯車廂隨滾珠螺桿的負(fù)載螺帽升降。
2、 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其特征在于所述轉(zhuǎn)矩 馬達包含有一個環(huán)形定子基座、多個線圈、 一根轉(zhuǎn)子軸和多個磁極，所述 環(huán)形定子基座中央開設(shè)有供轉(zhuǎn)子軸運作空間，所述線圈系纏繞定位在所述 環(huán)形定子基座內(nèi)壁上，所述轉(zhuǎn)子軸外環(huán)列有多個磁極，且轉(zhuǎn)子軸可樞轉(zhuǎn)定 位在所述環(huán)形定子基座內(nèi)，藉由轉(zhuǎn)子軸外環(huán)列的磁極受線圈的電磁力帶動 旋轉(zhuǎn)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其特征在于它還設(shè)有 一個連軸器，所述連軸器是接設(shè)在所述轉(zhuǎn)矩馬達的轉(zhuǎn)子軸一端上，且所述 滾珠螺桿的負(fù)載螺桿一端被連軸器固接并與轉(zhuǎn)矩馬達的轉(zhuǎn)子軸連動。
4、 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其特征在于所述滑動螺帽同樣與連接件固接，另在連接件之內(nèi)含有軸承容許電梯車廂直接升降 而不隨滾珠螺桿旋轉(zhuǎn)運作。
5、 按照權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其特征在于所述滾珠螺 桿的負(fù)載螺帽和所述滑動螺帽直接固接。
6、 按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其特征在于所述電梯 車廂運用不同的連接件分別固接滾珠螺桿的負(fù)載螺帽和所述滑動螺帽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)矩馬達式電梯，其包括有一臺轉(zhuǎn)矩馬達、一根滾珠螺桿、一個滑動螺帽及一節(jié)電梯車廂，以轉(zhuǎn)矩馬達直接驅(qū)動滾珠螺桿的負(fù)載螺桿，該電梯車廂則固定在負(fù)載螺帽上隨之升降，運用滾珠螺桿降低電梯驅(qū)動系統(tǒng)的能量損失，并設(shè)置一個滑動螺帽在滾珠螺桿上加強安全性，另外在轉(zhuǎn)矩馬達上附加解角器或編碼器進行位置精確控制。本發(fā)明能避免耗能、構(gòu)件復(fù)雜、占用空間及噪音等問題。
文檔編號B66B9/02GK101214898SQ20071000234
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者蘇奕丞 申請人:大銀微系統(tǒng)股份有限公司