專利名稱：人輸送機驅(qū)動用減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動扶梯或移送在移動的人行道等上的人的裝置(以下稱為人輸送機)的驅(qū)動用減速器。
背景技術(shù)：
一般，人輸送機是沿乘入口和下降口的之間環(huán)狀地循環(huán)步移平板(パレツト)或輸送帶等移送體。乘客以乘在該移送體上的狀態(tài)，從乘入口到下降口、站立地或乘在車椅等上地被移送。
人輸送機的驅(qū)動用減速器，要求1/15～1/40左右、一般為1/20～1/30左右的減速比。對于實現(xiàn)該范圍的減速比的減速機構(gòu)本體，以往提出了多種提案，作為人輸送機的驅(qū)動用減速器，具體用于各種裝置。例如，在專利文獻1中，考慮到設(shè)置的自由度，提出了使用由一般的蝸桿和蝸輪構(gòu)成的蝸輪組的減速器的例子。
專利文獻1是日本特開2001-199664號公報此種人輸送機，其需求范圍不只是在商場等大規(guī)模商用大廈或車站等公共設(shè)施，近年來也擴展到醫(yī)院或一般的大廈等。因此，特別要求小型化、低成本化及低振動·低噪音化。
另一方面，作為人輸送機所要求的特有的功能，具有在停電時或緊急情況時的停止的時候，不緊急停止這樣的安全方面的功能。移動中的移送體緊急停止會對乘客施加不可預測的負荷，這是不希望的。此外，特別是如自動扶梯或傾斜設(shè)置的移動人行道那樣還在上下方向移送乘客的時候，進而要求在停止時能夠以載運乘客原狀地維持停止狀態(tài)的停止維持功能。在后面與本發(fā)明一同詳細說明，該急停止防止功能和停止維持功能難于兩立，關(guān)于兩種功能，要得到一定的特性，需要復雜的構(gòu)成或控制機構(gòu)，成為高成本化的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，其目的在于，提供一種人輸送機驅(qū)動用減速器，能夠滿足人輸送機特有的要求條件，同時能謀求小型化、低成本化及低振動·低噪音化。
本發(fā)明通過在減速段上采用鼓形蝸輪組，該鼓形蝸輪組在包含蝸桿的軸心和蝸輪(ホイ一ル)的軸方向的面上、以該蝸桿和蝸輪的相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合，以解決上述問題。
并且，本發(fā)明通過在減速段上采用蝸輪組，該蝸輪組在包含蝸桿的軸心和共通垂線的面上、以該蝸桿和蝸輪的相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合，以解決上述問題。
發(fā)明的效果在用于驅(qū)動自動扶梯或移動人行道等人輸送機的減速器中，能夠在人輸送機上同時實現(xiàn)特有的急停防止功能和停止維持功能，且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低成本化及低振動·低噪音化。


圖1是表示本發(fā)明的本實施方式例(A)及以往例(B)的蝸輪組的接觸線的移動方式的剖面2是圖1(A)、(B)的各自的接觸線的放大3是用于說明相對于圖1(A)、(B)的潤滑油的舉動的模式4是表示圖1(A)、(B)的各自的停止時的速度變化狀態(tài)的曲線5是表示基準接觸角(接觸線角度)和效率(運動效率)的關(guān)系的曲線6是表示本發(fā)明的另一實施方式的接觸線的相當圖2(A)的放大7是表示關(guān)于圖6的實施方式的減速機用于自動扶梯的剖面8是詳細地表示圖7的減速機的剖面圖具體實施方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實施方式的例子。
本發(fā)明作為人輸送機驅(qū)動用減速器，其基本的特征在于，在減速段上，采用在包含蝸桿的軸心和蝸輪的軸方向中心的面上、以該蝸桿和蝸輪的相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合的鼓形蝸輪組。
因此，在說明具體的實施方式的結(jié)構(gòu)之前，從其理由或原理說明為何作為人輸送機驅(qū)動用減速器，該構(gòu)成的減速器優(yōu)于其它減速器或減速結(jié)構(gòu)。
作為人輸送機驅(qū)動用減速器，例如在采用錐齒輪機構(gòu)的情況下，雖能夠確保某種程度的減速比，但由于出現(xiàn)噪音問題，所以難于實現(xiàn)近年所要求的噪音特性。
如果考慮低噪音化，考慮采用螺旋齒輪的結(jié)構(gòu)，但在想用由螺旋齒輪構(gòu)成的減速機構(gòu)得到人輸送機的驅(qū)動用減速器所要求的減速比的情況下，由于不得不形成多段構(gòu)成，所以不能謀求小型化。
從這樣的觀點考慮，在本發(fā)明中，決定采用以蝸輪組為基礎(chǔ)的減速機構(gòu)。采用蝸輪組的減速器，由于能夠用1段得到人輸送機驅(qū)動用減速器所需的減速比，因此能夠與電機直接連結(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。此外，作為人輸送機驅(qū)動用減速器的特性，低振動·低噪音的特性也優(yōu)異。
可是，采用蝸輪組的減速機構(gòu)，作為人輸送機驅(qū)動用減速器，具有使用上述錐齒輪或螺旋齒輪等的減速器所沒有的優(yōu)點和缺陷。
為易于理解本發(fā)明，稍微詳細地說明這一點。
在采用人輸送機驅(qū)動用減速器的情況下，除小型、低成本或低振動·低噪音等通常減速器所要求的一般特性外，還要求另外具有應用上特有的特性。
例如，人輸送機在運轉(zhuǎn)中，有時因停電或因某種理由，移送體(自動扶梯的步移平板(パレツト)或移動人行道的輸送帶等)以乘載乘客的原狀停止。在此種情況下，必須能夠維持乘載乘客的原狀態(tài)。例如，對于自動扶梯或按一定的設(shè)置角度設(shè)置的移動人行道等人輸送機，如果在該人輸送機上搭乘乘客，則該乘客的重力在移送體前進方向的分力，一般會從負荷側(cè)(輸出軸側(cè))對人輸送機的減速器施加使該減速器旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。因此，在停電時等，即使來自電機的驅(qū)動力中斷也維持停止狀態(tài)，減速器必須具有不因來自該負荷側(cè)的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)的“停止維持功能”。由于一般的蝸輪組具有逆轉(zhuǎn)效率差的特性，因此具有自鎖功能，其本體具有強力的停止維持功能。這成為不具備制動機構(gòu)或鎖定機構(gòu)等的其他停止維持機構(gòu)也可以的不同于錐齒輪或螺旋齒輪機構(gòu)等的巨大優(yōu)點。
另一方面，逆轉(zhuǎn)效率差的特性，換句話講，因停電等，在來自電機側(cè)的驅(qū)動力中斷的情況下，與形成“急停止發(fā)生”是表里一致的。如果突然中斷來自電機側(cè)的驅(qū)動力，人輸送機的移送體因慣性，雖然短也會原狀繼續(xù)前進(尤其是在下降運轉(zhuǎn)的情況下)。如果是錐齒輪或螺旋齒輪等的逆轉(zhuǎn)效率好的減速機構(gòu)，形成通過該慣性轉(zhuǎn)矩從負荷側(cè)作用牽引力的狀態(tài)，減速器(及電機)繼續(xù)進行某種程度的旋轉(zhuǎn)。因此，由于人輸送機的移送體不緊急停止，所以能夠保證乘客的安全。
可是，專利文獻1公開的包括蝸輪組的以往提出的圓筒蝸輪組的情況下，即使移送體因其慣性按原狀繼續(xù)前進，由于利用逆轉(zhuǎn)效率差的特性阻止從蝸輪側(cè)向蝸桿側(cè)的旋轉(zhuǎn)傳遞，所以移送體不能利用慣性繼續(xù)前進。其結(jié)果，移送體不得不在來自電機側(cè)的驅(qū)動力中斷的瞬間急停止。要緩和該急停止，就需要組裝制動機構(gòu)等另外的急停止緩和裝置，結(jié)果大大增加成本。
此外，蝸輪組由于本來正轉(zhuǎn)效率低，因此還存在要得到相同轉(zhuǎn)矩，不得不增大使用的電機的缺陷。為彌補低效率，(考慮如果減小蝸輪組減速比，就能提高效率)還提出在蝸輪組中組合螺旋齒輪的例子，但由于減速機構(gòu)成為2段，因此犧牲了蝸輪組本來具有的緊湊性。
但是，本發(fā)明，即使在蝸輪組中，由于采用了“在包含蝸桿的軸心和共通垂線的面上、以相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合的鼓形蝸桿和蝸輪構(gòu)成的鼓形蝸輪組”或“在包含蝸桿的軸心和共通垂線的面上、以相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合的蝸桿和蝸輪構(gòu)成的蝸輪組”，所以能夠良好地解決上述問題。
以下，采用附圖更詳細地說明這一點。
圖1(A)、(B)分別表示蝸輪組的接觸線的移動方式，圖1(A)表示相當于本發(fā)明的實施方式(的一例)的鼓形蝸輪組10的接觸線，(B)表示用于比較的圓筒蝸輪組(以往的一般的蝸輪組)20的接觸線。鼓形蝸輪組10由蝸桿12、蝸輪14構(gòu)成。圓筒蝸輪組20由蝸桿22、蝸輪24構(gòu)成。無論哪種都是相當于在包含蝸輪14、24的軸線的垂直于蝸桿12、22的軸線的平面上切斷的斷面圖，蝸桿12、22向箭頭R1、R2的方向前進(旋轉(zhuǎn))。
此外，圖2(A)、(B)詳細地放大表示了各自的接觸線。
如果蝸桿12、22使蝸輪14、24旋轉(zhuǎn)，則接觸線分別與各個A1、A2、A3或B1、B2、B3沿齒面移動。另外，附加在接觸線A1、A2、A3或B1、B2、B3的各部上的號碼，表示接觸線的各部怎樣隨時間變化移動。
在圓筒蝸輪組20的情況下，如圖2(B)所示，在包括蝸桿22的軸心O1和共通垂線O2的面P2上(或其附近)，接觸線B(B1、B2、B3等中的任何一個)和滑動方向(蝸桿22的前進方向R2齒頂圓的切線方向)形成的角(以下，只稱為基準接觸角)θ2接近0度，同時嚙合齒數(shù)也少于2～3個。另外，在圖1的圖面上，為易于理解接觸角θ的定義，勉強以齒寬的端部附近的接觸部為例表示。
圓筒蝸輪組20在蝸桿22和蝸輪24一邊滑動一邊嚙合的時候，由于根據(jù)該接觸線B的基準接觸角θ2接近0度，與蝸桿22的前進方向(旋轉(zhuǎn)方向)R2大致一致，所以，如圖3(B)的模式圖所示，可以說由于形成滾輪26從縱向一邊撥開潤滑油OL一邊進行嚙合這樣的狀態(tài)，因此在齒面間難以保證潤滑油OL，不易產(chǎn)生潤滑油膜。因此，運轉(zhuǎn)中的效率低，也容易產(chǎn)生燒熔。此外，由于不易形成潤滑油膜，因此向逆轉(zhuǎn)效率更低的方向運轉(zhuǎn)。所以如果停止向電機的驅(qū)動力，即使因移送體(圖示略)的慣性使蝸輪24按原狀繼續(xù)轉(zhuǎn)動，由于逆轉(zhuǎn)效率低，因此也會加大使該蝸輪的轉(zhuǎn)動停止的力，結(jié)果使蝸輪24不得已被急停止。其結(jié)果如圖4(B)所示，移送體的速度V2在時間t停止給電機的驅(qū)動力后，只在Δt2之間，就一直降到零，沖擊性地急停止。
另一方面，如圖1(A)、圖2(A)所示的關(guān)于本實施方式的鼓形蝸輪組10中，在包括蝸桿12的軸心O1和共通垂線O2的面P1上(或其附近)，基準接觸角θ1接近90度(在圖2的例中，為80度左右)。同時嚙合齒數(shù)也增加到3～4個。因此，如圖3(A)的模式圖所示，可以說由于形成滾輪26從橫向一邊撥開潤滑油OL一邊進行嚙合的狀態(tài)，因此潤滑油容易進入接觸部分，易于在齒面間確保潤滑油OL，容易形成潤滑油膜。因此，運轉(zhuǎn)中的效率高，也不容易產(chǎn)生燒熔。此外，由于容易形成潤滑油膜，提高逆轉(zhuǎn)效率，因此在停止動作中(到達到停止的期間)，在因移送體的慣性使蝸輪14旋轉(zhuǎn)時，減小使該旋轉(zhuǎn)停止的力。因此，如圖4(A)所示，移送體的速度V1在時間t停止給電機的驅(qū)動力后，需要Δt1的時間到達到零，能夠防止移送體的急停止，能夠在那種程度上緩和停止時的沖擊。
該潤滑油OL的引入作用，與包含蝸桿的軸心和蝸輪的軸向中心的面上(或其附近)的基準接觸角θ有很大關(guān)系，在基準接觸角θ在60度以上(優(yōu)選75度以上)時，被認為有作為人輸送機驅(qū)動用減速器的有效效果。
在本實施方式的鼓形蝸輪組10中，由于具有大約80度以上的基準接觸角θ1，因此能夠得到作為人輸送機驅(qū)動用減速器的良好的效果。
圖5是表示基準接觸角(接觸線角度)和效率(運動效率)的關(guān)系的圖表。同一圖中的(1)是通用圓筒蝸輪組的群，(2)是高效率的圓筒蝸輪組以及一部分的鼓形蝸輪組的群，(3)是關(guān)于本發(fā)明的鼓形蝸輪組的群。
如圖5的(3)的群那樣，基準接觸角(接觸線角度)確保在60度至100度的范圍內(nèi)的情況下，同60度以下的情況相比，能夠格外地提高效率，因此也能得到在蝸輪組中并用螺旋齒輪的情況下的不錯的高效率。并且，如圖5的(1)的群那樣，在通用圓筒蝸輪組的情況下，效率非常低，并且即使是基準接觸角未達到60度的鼓形蝸輪組其效率也沒有那么高(參照圖5的(2)的群)，可以說提高該效率的效果是使用鼓形蝸輪組，進而使基準接觸角在60度至100度的情況下特有的效果。如本實施方式那樣基準接觸角θ設(shè)定在該范圍內(nèi)的情況下，能夠用1段構(gòu)成減速段，并且由于不像以往那樣需要大的電機，因此也能夠謀求進一步的小型化(在采用相同尺寸的電機的情況下，能夠得到更高的移送轉(zhuǎn)矩)。
此外，在移送體完全停止后，由于蝸輪組10本來的自鎖功能有效地作用，即使在乘客多時，移送體也能夠按原狀維持停止狀態(tài)。
接著，圖6是表示關(guān)于本發(fā)明的另一實施方式的鼓形蝸輪組110的相當圖2(A)的剖面圖。鼓形蝸輪組110具有蝸桿(圖示略)和蝸輪114。關(guān)于本實施方式的鼓形蝸輪組110，即屬于所謂被稱為2次包絡式鼓形蝸輪的類型，是作為能夠正確研磨蝸桿齒面的鼓形蝸輪而被分析產(chǎn)生的結(jié)果。
該鼓形蝸輪組110，從C(C1～C5)及D(D1～D4)作為接觸線所表現(xiàn)的內(nèi)容也能夠理解，蝸桿和蝸輪114進行2次接觸。所謂2次接觸，是指結(jié)束1次嚙合的蝸桿齒面上的點在蝸桿軸的周圍(向前進方向R3的方向)旋轉(zhuǎn)，再1次與蝸輪齒面嚙合的現(xiàn)象。進而在本實施方式中，在同一時刻通常設(shè)定產(chǎn)生2根接觸線C、D，接觸線的長度為前述實施方式的大致2倍。即使在本實施方式中，包含蝸桿的軸心(圖示略)和共通垂線O3的面P3上(或其附近)的基準接觸角θ3為80度，確保60度甚至75度以上。而且，由于通過這些接觸線C、D，在齒面上形成V型的區(qū)域，所以更容易引入潤滑油，能夠謀求進一步緩和停止時的沖擊和進一步提高效率。
圖7是表示將該鼓形蝸輪組110實際適用于自動扶梯ES的驅(qū)動用減速器G的例子。圖8是減速器G的剖面圖。
鼓形蝸輪組110，如上所述那樣具有蝸桿112和蝸輪114。蝸桿110一體地形成在蝸桿軸150上。蝸桿軸150由一對錐形滾子軸承152、154雙支承。這是因為，在正逆旋轉(zhuǎn)時(上升運轉(zhuǎn)時和下降運轉(zhuǎn)時)，需要擋住產(chǎn)生在蝸桿軸150上的軸向力負荷。
鼓形蝸輪組110被收容在封入有未圖示的潤滑油的殼體156中。另外，圖8中的符號158是潤滑油的排出口，160、162是軸承蓋。軸承蓋160、162通過螺栓164、166安裝在殼體156上。
蝸桿軸150借助鍵168與電機M的電機軸170連結(jié)。此外，蝸輪114借助鍵172與驅(qū)動鏈輪174連結(jié)(參照圖7)。驅(qū)動鏈輪174借助鏈176與從動鏈輪178連結(jié)。自動扶梯ES的踏板(移送體圖示略)環(huán)狀連結(jié)在軌道OR上，被從動鏈輪178驅(qū)動。
該自動扶梯ES在該減速段上只設(shè)置1段基準接觸角θ3接近90度、嚙合根數(shù)為4～5的2次包絡式的鼓形蝸輪組110的構(gòu)成。
因此，除能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低成本化、低振動·低噪音化外，由于能夠以在齒面充滿潤滑油的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，所以效率高(電力消耗小)。因此，即使用更小型的電機，也能夠得到相同的移送轉(zhuǎn)矩，此外，在電機為與以往同樣大小的情況下，能夠進一步提高移送轉(zhuǎn)矩。
進而，在產(chǎn)生停電或不可預測的事件的時候等，在因某種原因中斷電機M的驅(qū)動的情況下，能夠不是緊急停止，而是進行用更多時間的緩慢停止，能夠更加緩和乘客所受的沖擊。該效果在特別要求緩慢停止的下降運轉(zhuǎn)中更加顯著。
此外，移送體在完全停止后，能夠通過蝸輪組110本來具有的自鎖機構(gòu)，使乘客按乘載的原狀地維持停止狀態(tài)。如此，該自動扶梯驅(qū)動用減速器G，作為人輸送機驅(qū)動用減速器，能夠具有大致理想的特性。
另外，本發(fā)明的人輸送機驅(qū)動用減速器能夠用1段鼓形蝸輪組構(gòu)成其減速段，在上述實施方式中也采用1段構(gòu)成，但本發(fā)明也不一定必須強制要求1段構(gòu)成，例如，如設(shè)在商場或車站站臺內(nèi)的自動扶梯，在長時間驅(qū)動的用途的情況下等，為進一步提高效率，例如，也不禁止與螺旋齒輪組等組合使用。
并且，關(guān)于本發(fā)明的人輸送機驅(qū)動用減速器如果使用以蝸桿和蝸輪的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)下嚙合的特殊齒形的蝸輪組(若相當于圖5的(3)的群)，也可以不使用上述鼓形蝸輪組。
本發(fā)明能夠適用于自動扶梯或移動人行道等的移送人的裝置(人輸送機)的驅(qū)動用減速器。
符號說明10、110…鼓形蝸輪組，12、112…蝸桿，14、114…蝸輪，150…蝸桿軸，152、154…錐形滾子軸承，156…殼體，160、162…軸承蓋，174…驅(qū)動鏈輪，176…鏈，178…從動鏈輪，A、C、D…接觸線，θ…接觸角，OL…潤滑油，ES…自動扶梯。
權(quán)利要求
1.一種人輸送機驅(qū)動用減速器，其特征在于，在減速段上，采用鼓形的蝸輪組，該鼓形蝸輪組在包含蝸桿的軸心和共通垂線的面上、以該蝸桿和蝸輪的相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的人輸送機驅(qū)動用減速器，其特征在于，設(shè)定上述蝸桿和蝸輪的嚙合齒數(shù)在3以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的人輸送機驅(qū)動用減速器，其特征在于，上述鼓形的蝸輪組是蝸桿和蝸輪同時在2處接觸的2次包絡式鼓形蝸輪組。
4.一種人輸送機驅(qū)動用減速器，其特征在于，在減速段上，采用蝸輪組，該蝸輪組在包含蝸桿的軸心和共通垂線的面上、以該蝸桿和蝸輪的相互的接觸線與滑動的前進方向成60度以上的角度的狀態(tài)嚙合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種人輸送機驅(qū)動用減速器，能滿足人輸送機特有的要求條件，同時能夠謀求小型化、低成本化及低振動·低噪音化。在自動扶梯或移送在移動的人行道等上的人的裝置(人輸送機)的驅(qū)動用減速器(G)的減速段上，采用由鼓形蝸桿(112)和蝸輪(114)構(gòu)成的、在包含蝸桿的軸心(圖示略)和共通垂線(O3)的面(P3)上(或其附近)以接觸線(C)、(D)與滑動的前進方向(R3)成60度以上的角度(θ3)的狀態(tài)嚙合的鼓形蝸輪組(110)。
文檔編號B66B23/02GK1689952SQ20051006726
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月20日
發(fā)明者加地孝敏 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社