JP2017114620A - エレベータ用巻上機の防音装置、エレベータ用巻上機及びエレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ部などの駆動源から発生する騒音を簡単な構成で効果的に低減することができるエレベータ用巻上機の防音装置を提供する。【解決手段】防音装置は、モータを構成するステータの外周を覆うステータカバーの外周面及び内周面の少なくとも一方に設けられた複合制振材と、ステータカバーの一つの側面を覆う吸込み面カバーの外面及び内面の少なくとも一方に設けられた多段複合層材と、を有するものである。【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータ用巻上機から発生する音を低減するようにしたエレベータ用巻上機の防音装置、この防音装置を備えたエレベータ用巻上機、及び、このエレベータ用巻上機を備えたエレベータに関するものである。

従来から、エレベータ用巻上機（以下、「巻上機」と称する場合がある）から発生する騒音を低減するようにしたエレベータ用巻上機の防音装置が存在している。

そのようなものとして、予測された騒音波形の位相と逆位相を有する騒音打ち消し用の音信号を生成し、この音信号を実際の音に変換して放射するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この防音装置によれば、騒音打ち消し用の音信号から変換された音の放射により騒音を打ち消すことが可能になっている。

また、エレベータ全重量を支えるマシンビームと、エレベータ駆動機械を支持するために設置されたマシンベッド及び、巻上機各部表面に、吸音効果のある樹脂を塗布もしくは吹き付け加工し、これら全表面を吸音材で覆うようにした手段が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この手段によれば、減速機から発生する噛み合い周波数による騒音及び、その他の騒音が樹脂により吸収され、機械室内の騒音及び、機械室内から昇降路を通してエレベータかご室内に伝播する騒音の低減が可能になっている。

さらに、複層構造をなし粘弾性体層を有する粘弾性体複層遮音材でかごを覆うようにした手段が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この手段によれば、巻上機の作動によって発生する騒音がかごを覆って設けられた粘弾性体層を有する粘弾性体複層遮音材により吸音されることになる。

特許第２７７２１４９号公報 特開平７−６９５６９号公報 特開平９−３１５７２１号公報

通常、エレベータは、加速、定速、減速が繰り返されて運転されている。また、エレベータの昇降距離は、利用者次第であり、不規則なものである。その結果、巻上機からの騒音は刻一刻と著しく変化する。このため、特許文献１に記載されているような防音装置においては、消音信号を瞬時に計算しなければならず、またこの消音信号をリアルタイムで放射する消音用スピーカが多く必要となる。

また、特許文献２に記載されている手段は、放熱の必要のあるモータ部分そのものに対しての対策ではない。つまり、騒音の主原因である、モータ回転に伴う振動−音放射そのものを根源から低減しようとする対策はできずにいる。従って、確実な防音効果を得ることはできない。

さらに、特許文献３に記載されている手段は、かご室内を粘弾性体で覆う構造によって、かご室内に対する騒音対策は行うようにしたものである。しかしながら、巻上機そのものの騒音対策をしているわけではない。そのため、巻上機を設置している建屋近傍には、巻上機からの振動及び音が伝搬して、近隣空間内に存在している生活者に騒音が暴露されてしまうことになる。さらには、粘弾性体の効果を発揮させるには、粘弾性体の両面に設置される板材による拘束的な力が必要になってくる。そのため、従来から存在する拘束型の粘弾性体の働きと同等でしかなく、板材表面を伝搬する振動伝搬のみに効果を発揮できない。

この発明は、上述の課題を背景になされたもので、モータ部などの駆動源から発生する騒音を簡単な構成で効果的に低減することができるエレベータ用巻上機の防音装置、エレベータ用巻上機及びエレベータを提供することを目的としている。

本発明に係るエレベータ用巻上機の防音装置は、モータを備えたエレベータ用巻上機の防音装置であって、モータを構成するステータの外周を覆うステータカバーの外周面及び内周面の少なくとも一方に設けられた複合制振材と、ステータカバーの一つの側面を覆う吸込み面カバーの外面及び内面の少なくとも一方に設けられた多段複合層材と、を有するものである。

本発明に係るエレベータ用巻上機は、上記のエレベータ用巻上機の防音装置と、ステータカバーの他側面側の上部に設けられ、回転することにより吸込み口からステータカバー内に空気を進入させる冷却ファンと、を備えたものである。

本発明に係るエレベータは、上記のエレベータ用巻上機を備え、エレベータ用巻上機に備えられているモータが回転駆動されることでロープを巻き回し、ロープに連結されているかごを昇降するものである。

本発明に係る防音装置によれば、ステータカバーの振動音を複合制振材により減衰し、エレベータ用巻上機の外部への透過音を多段複合層材により減衰するため、エレベータ用巻上機で発生する騒音を簡単な構成で効率的に低減することができる。

本発明に係るエレベータ用巻上機によれば、上記の防音装置が搭載されているので、防音のための構成を複雑なものにすることなく、騒音の低減化を図れる。

本発明に係るエレベータによれば、上記のエレベータ用巻上機を備えているので、騒音の発生が低減されたものになっている。

本発明の実施の形態に係る防音装置を備えたエレベータ用巻上機の概略構成を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態に係る防音装置、この防音装置を備えたエレベータ用巻上機、このエレベータ用巻上機を備えたエレベータの構成を概略的に示す概略側面図である。 本発明の実施の形態に係る防音装置を備えたエレベータ用巻上機を吸込み面側から見た概略構成を示す概略正面図である。 本発明の実施の形態に係る防音装置を備えたエレベータ用巻上機のモータで発生する振動状態を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態に係る防音装置が巻上機の吸込み面カバーの音放射状態を分析した音響インテンシティ分析結果を示す図である。 制振層の構成例を説明するための説明図である。 制振層と吸音層による多段形成例を説明するための説明図である。 本実施の形態に係る防音装置に用いる吸音層の端部構造の一例を示す概略図である。 本実施の形態に係る防音装置に用いる複合制振材の温度特性を説明するための説明図である。 本実施の形態に係る防音装置に用いる複合制振材の制振材個々の振動特性発揮領域を説明するための説明図である。 本実施の形態に係る防音装置による騒音の低減結果を説明するための説明図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る防音装置（以下、単に防音装置と称する）を備えたエレベータ用巻上機（以下、巻上機１５０と称する）の概略構成を示す概略側面図である。図２は、防音装置、巻上機１５０、エレベータ３００の構成を概略的に示す概略側面図である。図３は、巻上機１５０を吸込み面側から見た概略構成を示す概略正面図である。以下、図１〜図３を参照しながら、防音装置、巻上機１５０及びエレベータ３００について説明する。なお、図２には、冷却ファン８によって形成される空気の流路を破線矢印で表している。

防音装置は、複合制振材１００及び多段複合層材７０を有し、巻上機１５０に搭載され、巻上機１５０を備えたエレベータ３００が設置される建物の最上階に設けられている機械室５００に収容されている巻上機１５０の回転駆動に伴う振動に起因して発生する騒音を低減するようにしたものである。エレベータ３００とは、ビル等などの建物に設置され、電力等の動力を用いて人や貨物をかごを介して上下に運搬する装置である。また、巻上機１５０は、モータ部が回転駆動されることで、ロープを巻き回し、ロープに連結されているかごを昇降する装置である。巻上機１５０のモータ部の駆動により、巻上機１５０から騒音が発生する。

図１〜図３に示すように、エレベータ３００は、巻上機１５０、建物構造体１の上面に設けられ、巻上機１５０を下方から支持する支持台座２、建物の各階を上下方向に貫いている昇降路５０１内に設置され、巻上機１５０のロープ巻上回転部４に巻き回されたロープ１５１の一端に取り付けられたかご３０２、ロープ１５１の他端に取り付けられたバランス錘３０３等により構成されている。かご３０２及びバランス錘３０３は、ロープ１５１によって、上下方向に走行する。このとき、かご３０２及びバランス錘３０３は、図示省略のガイドレールに案内されて上下方向に走行する。

ロープ１５１のうち、かご３０２に取り付けられるロープ１５１をロープ１５１Ａと称する。ロープ１５１のうち、バランス錘３０３に取り付けられるロープ１５１をロープ１５１Ｂと称する。ロープ１５１Ａ及びロープ１５１Ｂは、たとえば図３に示すようにそれぞれ一対ずつ設けられている。ロープ１５１Ａ及びロープ１５１Ｂの本数や種類（材質）、強度等は、エレベータ３００に応じて決定されるものであって、特に限定されるものではない。

なお、図示省略しているが、エレベータ３００は、巻上機１５０を制御する加速機、定速機、減速機、インバータ電源等を有する制御装置を備えている。具体的には、制御装置は、巻上機１５０を構成するモータ部３の駆動を制御する。また、制御装置は、モータ部３の駆動に連動させるように冷却ファン８の駆動も制御する。

昇降路５０１は、建物構造体１及び支持台座２によって囲まれた空間である。一般的には、昇降路５０１には各階のエレベータホール５０２が乗降口５０３を介して連なっている。乗降口５０３にはドア５０４が設けられており、ドア５０４が開放されることによって、昇降路５０１とエレベータホール５０２とが連通することになる。ただし、ドア５０４が開放される際には、開放されたドア５０４に対応する位置にかご３０２が停止しているため、乗降口５０３を介してかご３０２が停止したエレベータホール５０２と連通することになる。なお、図１及び図２に示すように、支持台座２にダンパ装置３０１を設置し、ダンパ装置３０１を介して巻上機１５０を設置するとよい。

巻上機１５０は、一対の建物構造体１の上面に設けられた支持台座２の上面に設置される。巻上機１５０は、モータ部３と、モータ部３の駆動力により回転するロープ巻上回転部４を備えている。ロープ巻上回転部４が回転することにより、ロープ１５１の巻上げ又は巻下げが行われる。ロープ巻上回転部４によってロープ１５１が巻上げられた場合、エレベータ３００のかご３０２が上昇する。これに対し、ロープ巻上回転部４によってロープ１５１が巻下げられた場合、かご３０２が下降する。この際、かご３０２は、利用者の都合に応じて、加速、定速、減速を繰り返す。速度制御には、上述したように一般的にはインバータ電源が用いられる。

モータ部３の内部には、ロータとステータで構成されたモータ（図示省略）が設けられる。そして、モータの外周面を覆うように、ステータカバー５が配置される。
ステータカバー５は、複数枚用いて、円筒状に形成されている。本実施の形態では、ステータカバー５が、ステータカバーＡ５０と、ステータカバーＢ５１と、で構成されている場合を例に示している。つまり、ステータカバー５は、２分割状態となっている。
ステータカバーＡ５０及びステータカバーＢ５１には、それぞれ複合制振材１００が固着される。

なお、高速で運転させる巻上機１５０は、外観形状が非常に大型となる。そのために、モータ部３も必然的に大型となり、ステータカバー５は複数枚の円弧を有する金属等の構造体で構成し、モータの外周を遮蔽するものである。よって、図２で示すように、ステータカバー５は、図面的に見える範囲では２枚に分割固着していることとなり、この分割した複数枚のステータカバー５に対して、複合制振材１００をそれぞれに装着することとなる。

ステータカバー５に関し、ステータカバー５のロープ巻上回転部４側とは反対側の開口部は、吸込み面カバー６によって覆われる。吸込み面カバー６の中央には、吸込み口７が形成されている。ステータカバー５のロープ巻上回転部４側は、開口部を介してロープ巻上回転部４が接続されている。

また、ステータカバー５のロープ巻上回転部４側の上部には、１つ以上の冷却ファン８が設けられる。モータの回転が多く行われる場合には、冷却ファン８が回転する。つまり、冷却ファン８は、モータを冷却する機能を果たす。冷却ファン８が回転することにより、空気が吸込み口７からモータ部３の内部に進入する。モータ部３の内部に進入した空気は、風となってモータを冷却する。モータを冷却した空気は、冷却ファン８の吹出口８ａを介してモータ部３の外部に放射される。

なお、冷却ファン８は、軸流型送風機、遠心型送風機（代表的なものにシロッコファン）、又は多翼式送風機と呼ばれるもの、あるいはターボ型送風機の何れを用いてよく、これら全ての方式の送風機を含む概念である。また、図２では、冷却ファン８をステータカバー５のロープ巻上回転部４側の上部に設けた場合を例に図示しているが、冷却ファン８の設置位置を特に限定するものではなく、モータ部３の内部に冷却空気を吸込めるような位置に冷却ファン８を設置すればよい。さらに、冷却ファン８の個数も限定するものではない。

図３を用いて、吸込み面カバー６、吸込み口７、冷却ファン８について説明する。図３に示すように、吸込み面カバー６は、環状に形成されている。つまり、吸込み面カバー６は、円筒状に形成されているステータカバー５のロープ巻上回転部４側とは反対側の開口部を覆うため外周が周状に形成され、中央に吸込み口７が形成されていることで、全体として環状になっている。

吸込み口７は、吸込み面カバー６の中央を軸方向に貫通するように形成されている。吸込み口７が形成されることによって、モータ部３の内部に空気が吸込まれることになる。なお、吸込み口７には、モータ部３に吸込まれる空気に含まれている塵埃を捕集する網目状のフィルタを設けるようにするとよい。冷却ファン８は、たとえばステータカバー５の上部の両側に設けられる。
吸込み面カバー６の外側表面には、複合制振材及び吸音層で構成された多段複合層材７０が固着する。
なお、防音装置を構成している複合制振材１００、多段複合層材７０については、後段で詳細に説明する。

次に、図４を用いて、モータで発生する振動状態を説明する。
図４は、防音装置が利用される巻上機１５０のモータで発生する振動状態を説明するための説明図である。図４（ａ）が振動レベルを色の濃淡で示す表示例である。図４（ｂ）がモータ部３の側面図である。図４（ｃ）がステータカバー５の振動状態の一例を示す概略図である。図４（ｄ）がステータカバー５の振動状態の一例を示す概略図である。

上述したように、モータは、ステータ（図示省略）とロータ（図示省略）を備え、モータ部３が形成される。
モータ部３のロータが回転すると、ステータとロータとの磁石のギャップ間で電磁振動が発生する。これらの振動は、ステータを介して、ステータカバーＡ５０、ステータカバーＢ５１、及び、吸込み面カバー６に伝達される。

つまり、電磁振動は、ステータ全体で発生し、ステータカバー５に伝搬する。このとき、ステータカバー５においては、振動モードの次数時に応じた振動が発生することになる。この振動の周波数がモータそのものの構造で決まる固有振動数と一致すると、強烈なビビリ音や連続的な振動音が発生し、ステータカバー５の振動がそのまま音放射（騒音）として空中伝搬を繰り返すことになる。

ステータでの振動がステータカバー５に伝搬すると、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すような振動状態を発生させる。振動状態を個々に説明する。
ステータカバー５に伝搬したステータからの振動は、分割した円弧状態となっているステータカバー５の円弧の大きな部分を中心として上下振動を行う。これは、ステータカバー５の端部が固定されているために、端部では大振幅の振動が発生しにくい状況となるが、円弧の中心部分は強制的な固定が行なわれないので大振幅の振動が発生しやすい条件となっているからである。この振動状態は「縦波」でもあり、ステータカバー５は図４（ｃ）に示すような太鼓状となって振動する。

ステータカバー５の両端部はカバーとしての機能を行わせるために、ステータにネジ等で固定されることになる。この固定部分をステータカバー固定端８０と称する。このときに、円弧部を中心として発生する振動は、ステータカバー固定端８０に伝搬する状態を生む。この振動伝搬に関して、ステータカバー５の中心部となる円弧部分の頂点付近で発生した振動がカバー材料中を伝搬することで発生する振動は、「横波」であり、このときに、カバー材料の表面上を伝搬する「表面波」とが材料中及び材料面上で発生する。

この横波及び表面波は、ステータカバー５の端部と縦波発生個所とを往復するような振動伝搬状態となっている。よって、ステータカバー５で発生する振動は、縦波、横波、表面波の複雑な振動現象を繰り返しており、それぞれの振動伝搬状態に応じた音（騒音）が発生していることになる。

このような振動現象に的確に対策するためには、広い周波数帯域で振動抑制効果を発揮する必要があることが分かる。そのため、従来の吹付による手段や伝搬先を覆うような手段では、広い周波数を持つ騒音には対処できず、振動源又は振動源近傍での対策を施さなければ、振動の伝搬先に何らかの手段を施したとしても効果的な振動−音放射現象を対策することは困難となっていた。

特に重量則に則った手段での従来の防音装置では、装置に用いる防振材や制振材に重量を重くするための鉛や金属材料などをいれたり、材料そのものの厚みを増やすことで重くしたりするなどの手段が図られており、結果的に、重く、厚く、取り扱いが非常に困難になっていた。

様々な振動伝搬現象によって音変換された騒音は広い周波数特性を持つために、重量でカバーするような防振対策や、囲いを用いた遮音対策だけでは騒音低減効果は得られない。広い周波数帯域の振動−音放射を確実に対策するためには、振動エネルギを熱エネルギに変換することで振動の力を物理的に減衰させるための『制振効果（単に制振）』を必要とする。よって、本実施の形態に係る防音装置では、各振動方向に対応する制振力を発揮できる材料での効果発現を行わせる方法を実施するようにしている。

次に、図２、図３及び図５を用いて、吸込み面カバー６からの音発生状態を説明する。図５は、巻上機１５０の吸込み面カバー６の音放射状態を分析した音響インテンシティ分析結果を示す図である。

ロータの回転に伴う電磁成分音や回転成分音、更に冷却ファン８の動作による吸込み口７からの外気吸込みに伴う流体音などが吸込み面となる吸込み面カバー６から巻上機１５０のモータ部３から外部に放射される。吸込み面側の音の放射状態を測定した音響インテンシティ計測結果を図５に示している。図５において、音響インテンシティ結果は以下となって表記される。矢印の方向が音の放射方向を示し、矢印の長さが音の強さを示している。

図５に示す結果から、吸込み口７からの音放射はあるものの、吸込み面カバー６の構造面から放射される音が、吸込み口７よりも音の強さは大きいことが分かると共に、構造面の振動が元になった音放射が行われていることが確認できる。

吸込み口７で矢印が両方に出ていることから、音の位相的には吸込み口７から出る音と、吸込み口７の内部で発生している音と、が存在することになる。このことから、吸込み面カバー６に音放射に原因となる振動を対策するだけでなく、モータ部３の内部からの透過音による音成分も含まれていることがわかり、その透過音成分に対しても『遮音』的な対策（＝吸音）を施す必要があるということが分かる。

次に、図２、図３、図６及び図７を用いて、防振方法を説明する。図６は、制振層の構成例を説明するための説明図であり、複合層を形成している状態を例に示している。図７は、制振層と吸音層による多段形成例を説明するための説明図であり、吸音、制振、遮音を兼ねるようにした状態を例に示している。

複合制振材１００は、ステータカバー５（図２では、ステータカバーＡ５０とステータカバーＢ５１を図示）の外周面全体を外側から覆うように配置される。
この複合制振材１００は、高分子系材料と合成ゴム系材料の２種類以上の層を成して構成されており、何れかの層の一面には、制振を行わせる材料（本実施の形態の場合はステータカバー）に固着させるための粘着層１１５を保有している。図６に示すように、複合制振材１００は、第１の制振層１１１、第２の制振層１１２によって、構成されている。
複合制振材１００を構成する各材料について説明する。

第１の制振層１１１は、高分子系材料を主成分として構成されている。具体的には、カーボン、雲母、アルミなどの金属紛体を主原料としたフィラーを高分子系材料であるポリエステルなどの樹脂に混ぜ合わせて第１の制振層１１１としている。
なお、第１の制振層１１１を構成する各材料の結合状態を強めるために、混錬及び制振材としての平板に成形するときに、１５０度前後の熱を掛けて（熱処理を施し）、融解を起こさせるようにしている。そして、第１の制振層１１１は、硬度が３０度ほどになるように処理される。

この第１の制振層１１１にステータカバー５の振動が伝搬したときに、混錬材料同士が摩擦を起こして熱変換を起こすことで振動減衰が行われる。さらに、第１の制振層１１１は、硬度的には３０度ほどに適正処理されるために、ステータカバー５の縦方向の振動に対して追従するような動きが確実にできるようになる。

第１の制振層１１１には、合成ゴム系による第２の制振層１１２が熱溶着される。なお、第１の制振層１１１への第２の制振層１１２の熱溶着前に、第２の制振層１１２は以下の材料構成で成形される。
第２の制振層１１２は、合成ゴム系材料を主成分として構成されている。
第２の制振層１１２は、特に横波への対応を発現、追従させるために、制振層の動きとしては柔らかめの硬度を有する。

合成ゴムの材料としては、イソブチレンを５％前後含めたブチル系を主原料として、ウレタン樹脂を５％前後混錬したものを採用している。
この材料を１３０度前後で熱処理して混錬することで内部混錬したウレタンが混錬材料内で材料の水平方向に対して連続発泡する。
イソブチレンによる粘着性の高さと、ブチル系とウレタン樹脂との混錬により、材料は硬度２０度以下の柔らかい材料構成となり、材料全体が動きやすくなる。この動き良さが、材料の横波や表面波の振動に追従し、振動吸収によって振動エネルギを熱エネルギとして消耗することで、結果的に振動減衰をもたらすことができる。

第１の制振層１１１と第２の制振層１１２とを重ねた状態で１１０度前後の熱を掛けると溶解する粘着剤を両制振層の間に入れることで、熱処理後に両制振層が固着されて、複合制振材１００としての材料構造が形成される。つまり、両制振層を複雑な構成によることなく固着することができる。
最後に、複合制振材１００のどちらかの面にステータカバー５に装着するための粘着層１１５を固着する。

粘着層１１５は、振動源からの振動を確実に複合制振材１００に伝搬させるために、強固の粘着性能を有する必要がある。そのために、アクリルやシリコン系の粘着剤を含浸した布材を持つ材料を粘着層１１５として適用させる。
ステータカバー５に装着した複合制振材１００には、ステータカバー５の振動が伝搬し、特に円弧部分での振幅が大きい低周波帯域の振動モードが発生しやすく、縦波振動が発生することとなる。この振動を第１の制振層１１１で振動減衰させる。

同時に、ステータカバー５で発生した面内及び面上を伝搬する横波及び表面波の振動成分は第１の制振層１１１にも伝搬した後に第２の制振層１１２に伝搬する。横波及び表面波振動の減衰を第２の制振層１１２で減衰させる。
これにより、ステータカバー５から放射されるモータ部３の振動音は減衰され、これに伴う低騒音が実施できる。

なお、ステータカバー５の振動レベルの強弱によって、各制振層の厚みは任意に設定することができる。
但し、複合制振材１００には従来のような重比重の金属材料などを含まないために、重量及び厚みは２ｍｍ〜４ｍｍ程の厚みを持つ程度のものであり、従来のような重量則に伴うような過重量になることはない。

次に、図７及び図８を用いて、吸込み面カバー６での音放射を低減する方法を説明する。図８は、本実施の形態に係る防音装置に用いる吸音層２０１の端部構造の一例を示す概略図である。
吸込み面カバー６には複合制振材及び吸音層の多段複合層材７０を用いて、面振動と遮音（＝吸音）の要素を発現するようにしている。つまり、多段複合層材７０は、複合制振材１００、樹脂膜吸音層２００により構成されている。

複合制振材１００は、ステータカバー５での性能と同様の効果を発揮でき、吸込み面カバー６の振動を減衰させることができる。
吸込み面カバー６からの音放射には、板振動に寄与しない『透過音』も含まれるために、複合制振材１００の外周面に任意の厚みを有する樹脂膜吸音層２００を保持する。
樹脂膜吸音層２００は、吸音層２０１と吸音層２０１の表面となる部分に樹脂薄膜層２０５とで構成されている。

吸音層２０１は、パルプ系繊維とケブラー繊維とを混ぜ合わせた不燃処理を施しており、且つ、パルプ系繊維に元々ある空気層と繊維同士の空間によって、音響減衰効果を発現する。パルプ系繊維は２０ミクロン〜１００ミクロンを基本としており、ケブラー繊維は１０ミクロン前後を基本としている。太径のパルプ系繊維のために、各繊維を混ぜ合わせるときに繊維を自由落下させて積層させる製造方法を行うことができる。そのために、結果的に繊維間に隙間ができやすくなり、隙間が空気室として働くことで高い吸音効果を発現する。

図８に示すように、積層後の吸音層２０１の断面端部は粘着剤を熱溶着することで端部を塞ぐ処理ができる。そのため、吸音層２０１内からの材料飛散が対策されることになる。

さらに、吸音層２０１の外周面にはＰＰ（ポリプロピレン）及びＡＢＳ（アクリロ二トリル・ブタジエン・スチレン）樹脂などの樹脂薄膜層２０５を、熱溶融材を用いて固着させる。これにより、樹脂薄膜層２０５は、吸音材に進行した音響エネルギ成分によって暴露されることとなる。この音響エネルギ成分は、樹脂薄膜層２０５を音響エネルギ成分により圧力振動させることになり、樹脂薄膜層２０５が振動して、エネルギ変換により、音響エネルギ成分の減衰効果をもたらすことができる。

この減衰効果は、樹脂薄膜層２０５の厚みと面密度に寄与して、エネルギ減衰を行う周波数帯域を選択することができる。例えば、巻上機１５０の場合のモータ部３の振動では、回転成分の高次成分として、１ｋＨｚ前後にピーク周波数の発生があり、この周波数の減衰を狙った薄膜層成形ができる。本実施の形態の場合では、例えばＰＰ樹脂で０．５ミリの厚みを持たせており、この樹脂薄膜層２０５によって、特異的な周波数特性のピーク成分を確実に減衰することが可能となる。

次に、図９を用いて、複合制振材１００の温度特性について説明する。
図９は、本実施の形態に係る防音装置に用いる複合制振材１００の温度特性を説明するための説明図である。図９の横軸は材料への暴露温度を、縦軸は損失係数を、それぞれ示している。

モータの回転が少ない運転時は、ビルの屋上や途中階等、巻上機１５０の設置環境に応じ、巻上機１５０の温度は、部屋の温度又は２０℃前後となる。
モータの回転が多い運転時は、モータの回転に伴い、モータ自体の温度が上昇する。この際、モータ部３及びステータカバー５の表面温度は、７０度以上になる。

そこで、図９に示すように、複合制振材１００においては、２つの温度帯域に対応するように材料混錬処理を施すようにしている。例えば、第１の制振層１１１は、カーボン、雲母、金属紛体を主原料としたフィラーをポリエステルなどの樹脂に、ポリアミド繊維（線径１０〜３０μｍ程度）等を任意の比率で混練させて広い温度帯域に対応し得るように形成するとよい。そうすると、複合制振材１００は、モータの低速回転が多いときの温度上昇に対応するだけでなく、モータの回転時間が多いときや高速回転時の温度上昇にも対応可能になる。その結果、複合制振材１００は、１０度〜７０度前後の広い温度帯域で損失特性を維持できることになる。

次に、図１０を用いて、複合制振材１００の制振層同士の損失係数の効果比較を説明する。図１０は、本実施の形態に係る防音装置に用いる複合制振材１００の制振材個々の振動特性発揮領域を説明するための説明図である。図１０の横軸は周波数を、縦軸は損失係数を、それぞれ示している。

図１０に示すように、第１の制振層１１１は５００Ｈｚ以下の低周波帯域において振動減衰効果を発揮する。これは、低周波の振動成分は縦波に寄与していることが主因にある。
一方、第２の制振層１１２は５００Ｈｚ以上の高周波帯域において振動減衰効果を発揮する。これは、高周波振動は横波及び表面波振動が寄与していることが主因にある。
この２つの特性によりそれぞれの振動減衰を受け持つ制振層を複合して用いることで、複合制振材１００は、広い周波数特性で減衰効果を発現できる。

次に、図１１を用いて、本実施の形態に係る防音装置による騒音の低減結果を説明する。図１１は、本実施の形態に係る防音装置による騒音の低減結果を説明するための説明図である。図１１の実線は防音装置を設けない場合の騒音の周波数特性である。図１１の一点破線は従来の一方向だけに減衰効果をもたらしていた材料による防音装置を設けた場合の騒音の周波数特性である。図１１の破線は各振動波の方向に対して各振動伝搬方向の成分に対して最適な制振力を発揮する防音装置を設けた場合の騒音の周波数特性である。図１１の横軸は周波数を、縦軸は音圧レベルを、それぞれ示している。

図１１に示すように、巻上機１５０の騒音の周波数特性は、複数のピーク周波数成分を持つ特性傾向を示す。ピーク周波数成分の一方は、振動に起因した成分であり、複合制振材１００により減衰効果をもたらす。ピーク周波数成分の他方（５ｋＨｚ周辺以上の周波数帯域）は、透過音に起因した成分である。

振動に寄与した成分について対策効果をもたらすために従来から制振材による防音装置を用いる手段もあったが、従来の防音装置は一方向に対してだけ振動減衰効果を発揮することができた。そのために、図１０の一点鎖線のように減衰効果を得られる周波数範囲が１００Ｈｚ以下の周波数帯域だけと狭い帯域であり、厚みを増したことと重量による効果が大きかった。振動減衰効果としては、振動している周波数をずらす手段が主因となっており、周波数一つの機械（巻上機）から広い周波数帯域で振動伝搬音が発生する場合には振動減衰効果を得られる範囲が狭いことが分かる。

これに対して、振動伝搬方向全てに対して減衰効果を得られる複合制振材１００を用いることで、防振装置そのものの厚みを増やすことなく、従来よりも広い周波数帯域で振動減衰効果を得ることができ、音圧レベルの減衰効果としては−３０ｄＢ以上の効果を発揮する。

さらには、モータ回転に伴うモータ部３の内部での音がカバーを透過して出てくる場合が確認できており、この周波数成分は、多段複合層材７０の吸音層２０１と樹脂薄膜層２０５との組み合わせにより減衰する。

以上に説明したように、本実施の形態では、ステータカバー５の振動音は、振動方向別で減衰効果を発現させる複合制振材１００により減衰し、巻上機１５０の外部への透過音は、多段複合層材７０の吸音層２０１と樹脂薄膜層２０５との組み合わせにより減衰する。このため、本実施の形態に係る防音装置は、巻上機１５０の騒音を簡単な構成で効率的に低減することができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、ステータカバー５の外周面及び内周面の少なくとも一方に設けられた複合制振材１００と、ステータカバー５の一側面を覆う吸込み面カバー６の外面及び内面の少なくとも一方に設けられた多段複合層材７０と、を有するので、振動音が複合制振材１００により、透過音が多段複合層材７０により、それぞれ効果的に減衰することができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、複合制振材１００は、高分子系材料を主成分とした第１の制振層１１１と、合成ゴム系材料を主成分とした第２の制振層１１２と、を有し、第１の制振層１１１と第２の制振層１１２とは熱溶着されているので、複雑な構成によることなく第１の制振層１１１と第２の制振層１１２とを固着することができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、第１の制振層１１１は、金属紛体を主原料としたフィラーを高分子系材料に混練させて構成されているので、広い温度帯域に対応することができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、第１の制振層１１１は、熱処理を施して硬度が３０度にされるので、ステータカバー５の縦方向の振動に対して追従するような動きが確実にできるようになる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、第２の制振層１１２は、ブチル系を主原料として、ウレタン樹脂を混錬させて構成されているので、材料全体が動きやすくなるという効果を有する。

本実施の形態に係る防音装置によれば、第２の制振層１１２は、硬度が２０度以下にされるので、材料の横波や表面波の振動に追従することができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、複合制振材１００は、布材を持つ粘着層でステータカバー５に固着されるので、強固にステータカバー５に固着することができ、振動源からの振動が確実に伝搬される。

本実施の形態に係る防音装置によれば、多段複合層材７０は、複合制振材１００と、樹脂薄膜層２０５を表面に持つ吸音層２０１と、を有し、複合制振材１００と吸音層２０１とは熱溶着されているので、面振動と遮音の要素を発現する。

本実施の形態に係る防音装置によれば、吸音層２０１は、パルプ系繊維とケブラー繊維とを混ぜ合わせて構成されているので、繊維間に隙間ができやすくなり、隙間が空気室として働くことで高い吸音効果を発現する。

本実施の形態に係る防音装置によれば、樹脂薄膜層２０５は、熱溶融材を用いて吸音層２０１に固着されるので、吸音層２０１に進行した音響エネルギ成分によって暴露され、振動して、エネルギ変換により、音響エネルギ成分の減衰効果をもたらすことができる。

本実施の形態に係る防音装置によれば、吸音層２０１の端部は、粘着剤を熱溶着することで塞いでいるので、吸音層２０１内からの材料飛散が対策されることになる。

なお、ステータカバー５内に余裕があれば、複合制振材１００をステータカバー５の内周面に取り付けてもよい。つまり、複合制振材１００は、ステータカバー５の外周面及び内周面の少なくとも一方に取り付けられていればよい。

また、吸込み面カバー６内に余裕があれば、多段複合層材７０を吸込み面カバー６の内面に取り付けてもよい。つまり、多段複合層材７０は、吸込み面カバー６の外面及び内面の少なくとも一方に取り付けられていればよい。

本実施の形態に係る防音装置においては、騒音の発生要因別に複数のパッシブ対策手段が用いられる。このため、防音装置の軽量化、低コスト化、制御の安定化が実現される。その結果、巻上機１５０の信頼性維持期間である２５年間、騒音対策が維持されることになる。

本実施の形態に係る巻上機１５０によれば、複合制振材１００及び多段複合層材７０を有する防音装置と、ステータカバー５の他側面側の上部に設けられ、回転することにより吸込み口７からステータカバー５内に空気を進入させる冷却ファン８と、を備えたので、防音のための構成を複雑なものにすることなく、騒音の低減化を図れることになる。

本実施の形態に係るエレベータ３００によれば、巻上機１５０を備え、巻上機１５０に備えられているモータが回転駆動されることでロープ１５１を巻き回し、ロープ１５１に連結されているかご３０２を昇降するので、騒音の発生が低減されたものになっている。

本実施の形態では、ステータカバー５の外周表面及び吸込み面カバー６の外側表面に防音装置を搭載しており、外観的に防音装置を構成している複合制振材１００及び多段複合層材７０が露出している。これにより、既に設置した巻上機１５０に対して、後付け処理も行えるようになっており、防音装置を構成している吸音膜等の表面を様々に着色することなどが可能で、モータ部３のデザイン処理も行える。

１ 建物構造体、２ 支持台座、３ モータ部、４ ロープ巻上回転部、５ ステータカバー、６ 吸込み面カバー、７ 吸込み口、８ 冷却ファン、８ａ 吹出口、５０ ステータカバーＡ、５１ ステータカバーＢ、７０ 多段複合層材、８０ ステータカバー固定端、１００ 複合制振材、１１１ 第１の制振層、１１２ 第２の制振層、１１５ 粘着層、１５０ 巻上機、１５１ ロープ、１５１Ａ ロープ、１５１Ｂ ロープ、２００ 樹脂膜吸音層、２０１ 吸音層、２０５ 樹脂薄膜層、３００ エレベータ、３０１ ダンパ装置、３０２ かご、３０３ バランス錘、５００ 機械室、５０１ 昇降路、５０２ エレベータホール、５０３ 乗降口、５０４ ドア。

Claims (13)

1. モータを備えたエレベータ用巻上機の防音装置であって、
   前記モータを構成するステータの外周を覆うステータカバーの外周面及び内周面の少なくとも一方に設けられた複合制振材と、
   前記ステータカバーの一つの側面を覆う吸込み面カバーの外面及び内面の少なくとも一方に設けられた多段複合層材と、を有する
   エレベータ用巻上機の防音装置。
2. 前記複合制振材は、
   高分子系材料を主成分とした第１の制振層と、
   合成ゴム系材料を主成分とした第２の制振層と、を有し、
   前記第１の制振層と前記第２の制振層とは熱溶着されている
   請求項１に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
3. 前記第１の制振層は、
   金属紛体を主原料としたフィラーを前記高分子系材料に混練させて構成されている
   請求項２に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
4. 前記第１の制振層は、
   熱処理を施して硬度が３０度にされる
   請求項３に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
5. 前記第２の制振層は、
   ブチル系を主原料として、ウレタン樹脂を混錬させて構成されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
6. 前記第２の制振層は、
   硬度が２０度以下にされる
   請求項５に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
7. 前記複合制振材は、
   布材を持つ粘着層で前記ステータカバーに固着される
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
8. 前記多段複合層材は、
   前記複合制振材と、
   樹脂薄膜層を表面に持つ吸音層と、を有し、
   前記複合制振材と前記吸音層とは熱溶着されている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
9. 前記吸音層は、
   パルプ系繊維とケブラー繊維とを混ぜ合わせて構成されている
   請求項８に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
10. 前記樹脂薄膜層は、
    熱溶融材を用いて前記吸音層に固着される
    請求項８又は９に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
11. 前記吸音層の端部は、
    粘着剤を熱溶着することで塞いでいる
    請求項８〜１０のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機の防音装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機の防音装置と、
    前記ステータカバーの他側面側の上部に設けられ、回転することにより吸込み口から前記ステータカバー内に空気を進入させる冷却ファンと、
    を備えた
    エレベータ用巻上機。
13. 請求項１２に記載のエレベータ用巻上機を備え、
    前記エレベータ用巻上機に備えられているモータが回転駆動されることでロープを巻き回し、前記ロープに連結されているかごを昇降する
    エレベータ。

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