JPH06321468A

JPH06321468A - エレベータ巻上機

Info

Publication number: JPH06321468A
Application number: JP11167693A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Iyoda; 洋海伊豫田; Masayuki Shigeta; 政之重田; Jiyun Sugawara; 準簀河原; Takaaki Iida; 孝昭飯田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】汎用電動機にフライホイールを付加した場合
に、モータの電磁振動と軸のねじり系振動が共振して騒
音が大きくなる現象がある。このためフライホイールの
形状と軸への固定位置を変えることにより共振を回避す
る。【構成】フライホイール１７の形状を電動機８側を大
径フランジ形１７ａとし、電動機軸８ａの先端側を小径
ボス形１７ｂとし、ボス１７ｂ側の電動機軸８ａの先端
側を軸への固定部とし、かつ、反対側の大径フランジ１
７ａ側の少なくとも一部分を軸と遊合嵌合とするように
構成する。【効果】インバータ周波数の６倍の電磁振動数と、電
動機軸系のねじり固有振動数との共振を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレベータ巻上機に係
り、特に電動機軸上にフライホイールを備えた構造のエ
レベータ巻上機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動機軸上にフライホイールを備
えた巻上機の構造は、特開平１−８７４８７号公報及び
実開平３−１５８７２号公報にて提案されているが、図
７〜図９に示す如く、乗かご１は主索２を介して綱車３
に巻きかけられ、つり合おもり１６と連動して昇降す
る。綱車３は減速機４の出力軸５に嵌入され、減速機４
の入力軸６にカップリング７を介して連結した電動機８
の動力により回転する。減速機４は綱車３を結合した出
力軸５と出力ギヤ５ａ、中間軸９と中間ピニオン９ａ及
び中間ギヤ９ｂ、入力軸６と入力ピニオン６ａなどから
成り、また、入力軸６の減速機４に対して綱車３側に空
所４ａを設け、その空所４ａ内でカップリング７を介し
て入力軸６と電動機を連結すべく、電動機８の出力軸８
ａを延長し、その電動機側にフライホイール１０を嵌入
し、先端にカップリング１１を取付け、このカップリン
グを内包するように間座１２を介して、電動機８を減速
機４に固定している。また、電動機８の反出力軸側には
速度検出器１３が設けられ、さらに、入力軸６の反電動
機側にはブレーキ装置１４と巻上げハンドルの係合部１
５を設けた構造である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
巻上機においては、インバータを用いて電動機の回転数
を変えて、たとえば２種類のかご速度Ｖ₁ ＝９０ｍ/min
とＶ₂ ＝１０５ｍ/minで使用した場合に、Ｖ₂ ＝１０５
ｍ/minの使用時に巻上機騒音値が高くなる傾向にあり、
このときの騒音値の主要スペクトルは２９５Ｈｚであっ
た。

【０００４】一般にこのような構成になる巻上機騒音値
の主要スペクトルは、高速段ギヤの噛み合周波数、又
は、インバータ周波数ｆ₀ の６倍及び１８倍の電磁振動
周波数と、電動機軸系のねじり固有振動数ｆｎとの共振
周波数が考えられる。

【０００５】そこで、従来技術の巻上機におけるそれぞ
れを調べてみると、Ｖ₂ ＝１０５ｍ/minにおける高速段
ギヤの噛み合周波数は３３６Ｈｚであるのに対し、イン
バータ周波数の６倍が２９５Ｈｚであり、かつ、電動機
軸径のねじり固有振動数がほぼ２９５Ｈｚと計算され、
このインバータ周波数と電動機軸系のねじり固有振動数
が共振していることがわかった。

【０００６】したがって、インバータ周波数は使用かご
速度１０５ｍ/minを得るためには変えることができない
ので、電動機軸系のねじれ固有振動数ｆｎを変えて、共
振を回避することを検討する。図９に示す従来技術にな
る電動機軸系のねじれ固有振動数ｆｎを求める試算式
は、一般に次式（１）で与えられる。

【０００７】

【数１】

【０００８】（１）式において、ＧとＩｐおよびＪ₁ は
電動機仕様であり、これを変えることは得策でなく、Ｊ
₂ は制御性により設けているものであり変えられない。
よってｆｎを変えるにはＬ₁ を変えればよいが、Ｌ₁ を
小さくすることは構造的に困難のためＬ₁ を大きくする
ことによりｆｎを小さくする方向に変えることが可能で
ある。

【０００９】しかるに、Ｌ₁ を大きくするのにフライホ
イール１０の外径をそのままにして、電動機軸の先端側
にフライホイール１０を移動すると、図９に示すＡ矢印
部が当ってしまう。そこで図８に示すＳ寸法を広げて間
座１２の内側形状を平行にすれば、Ａ矢印部が当らなく
なりフライホイールを電動機軸の先端側に移動すること
ができるが、この場合には減速機４の変更を要すると同
時に減速機長さが長くなり得策でない。また、フライホ
イール１０の位置を基準にして電動機ロータの位置を反
出力軸側に移動すればよいが、この場合には電動機の変
更を要すると同じに、図８に示すＷ₂ が長くなり機械室
に対する減速機の配置が悪くなり得策でない等の問題が
あった。

【００１０】また、特開昭５９−１８７１３５号公報に
は、フライホイールの重心位置に軸受を設けることによ
り、軸の曲げ強度裕度を得ようとした例が記載されてい
るが、しかし、軸のねじれに関しては何も論じられてお
らず、本公知例にはエレベータマシンの騒音低減効果を
得るための技術は何ら開示も示唆もない。

【００１１】本発明の目的は、汎用電動機にフライホイ
ールを付加した場合に、モータの電磁振動と軸のねじり
系振動の共振を防止し、騒音の少ないエレベータ巻上機
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、フライホイールの形状を電動機側を大径フ
ランジ形で長さを短かく、電動機軸先端側を小径ボス形
で長さを長くしてＪ₂の値を変えないように構成し、ボ
ス側の電動機軸先端側を軸への固定部とすることによ
り、Ｌ₁ を大きくしたものである。

【００１３】

【作用】フライホイールをこのように構成することによ
り、すなわち、フライホイールの重心位置と軸への固定
中心位置をずらすことで、フライホイールの慣性モーメ
ントを変えることなく、電動機軸の有効軸長を長くする
ことができ、電動機軸系のねじり固有振動数を変えるこ
とにより、インバータ周波数の６倍の電磁振動数との共
振を回避することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。図１において、減速機４の出力軸に
は綱車３が結合され、減速機４の綱車３側に、間座１２
を介して減速機４の側面に電動機８が取付けられてい
る。出力側が延長された電動機軸８ａは電動機内のロー
タ８ｂと固着回転し、出力側軸端にはカップリング１１
を備えている。入力軸６は減速機４から突出し、カップ
リング７を介してカップリング１１と係合し、電動機８
の回転を伝達する。本実施例の要部であるフライホイー
ル１７は、電動機８側の大径フランジ部１７ａと、電動
機軸８ａの先端側の小径ボス部１７ｂとからなる形状に
構成し、小径ボス部１７ｂの電動機軸８ａの先端側であ
る図中のｈ₃ 部分を軸への固定部としている。固定部分
以外の内径部分は電動機軸８ａと接触しないように逃げ
構造としている。大径フランジ部１７ａの外径Ｄ₁ と、
フランジ厚さｈ₁ は従来のフライホイールとほぼ同じと
し、小径ボス部１７ｂの外径Ｄ₂ はＤ₁ に対して十分小
さくし、ボス長さｈ₂ はカップリング１１と接触するま
での長さとしている。

【００１５】このように構成したことにより、フライホ
イール１７の重心位置と軸への固定中心位置がずれ、か
つ固定中心位置が電動機軸８ａの先端側となるため、有
効軸長Ｌ₂ を従来品より長くすることができる。このた
め、フライホイールの慣性モーメントＪ₂ が従来とほぼ
同等で、かつ、周辺の取り合関係が同じのままでも、有
効軸長Ｌ₂ が長くなるため、電動機軸系のねじり固有振
動数ｆｎを変えることができる。

【００１６】図２に、インバータ周波数を変化させたと
きの従来品巻上機と本発明になる巻上機の騒音比較を示
す。横軸にインバータ周波数の６倍の電磁振動１次成分
を示し、縦軸に音圧レベルを示す。破線で示す従来品フ
ライホイールの場合は、データ上で明らかに、かご速度
Ｖ₂ ＝１０５ｍ/minで共振していることが認められ、実
線で示す本発明になるフライホイール形状では、かご速
度Ｖ₁ ＝９０ｍ/min、およびＶ₂ ＝１０５ｍ/minの両者
とも共振が回避されていることが認められた。

【００１７】図３に、本発明の他の実施例を示す。フラ
イホイール１７の慣性モーメントＪ₂ をほぼ同じとし、
外径Ｄ₃ を間座１２の小フランジ径に合わせた最大許容
外径として全長Ｌ₄ を構成し、電動機軸８ａの先端側の
ｈ₃ 部分を軸への固定部とし、固定部以外は内径部分が
電動機軸８ａと接触しないよう逃げ構造としている。本
実施例においても、フライホイールの重心位置と軸への
固定中心位置がずれており、かつ、固定部（ｈ₃）が電
動機軸８ａの先端側にあるため、前述と同様な効果があ
る。但し本実施例にあっては、フライホイールの外径が
小さくて、慣性モーメントを同じとするため、フライホ
イール自重は重くなる。

【００１８】図４に、本発明の更に他の実施例を示す。
本図はフライホイールの大径フランジ部１７ａと電動機
軸８ａとの係合関係を、長さｈ₅ の範囲にわたって、遊
合（隙間０.００２〜０.０８０mm程度）嵌合としたもの
である。これはフライホイールの軸への固定部は、一般
にシマリバメ嵌合とするため、焼バメ作業となるのが通
例であり、焼バメ作業時の高温時には軸径ｄ₁ 部分は隙
間がある。このため、フライホイールの重心位置と軸へ
の固定中心位置がずれている場合、フライホイールが傾
き、内径逃げ部分が電動機軸８ａに接触状態となる。そ
して、そのまま冷却されるとフライホイールが傾いたま
まとなる恐れがあるので、高温時のフライホイールの傾
きをできるだけ少なくするために、反固定側端の係合関
係を遊合関係にするものである。

【００１９】図５に、本発明の更に他の実施例を示す。
本図は大径フランジ部１７ａと小径ボス部１７ｂとをそ
れぞれ別物体で製作し、後でフライホイール１７として
一体に結合したものである。これはインバータでかご速
度を変化して使用するとき、使用速度に合わせて小径ボ
ス部の長さｈ₆ を変化させるときに、製作対応を行ない
やすくすることができる。

【００２０】図６に、本発明の更に他の実施例を示す。
本図はフライホイールとカップリングとを兼ねたドラム
カップ式のもので、ドラムカップ２０は、カップリング
部２１とフライホイール部２２とが一体に構成され、フ
ライホイール部２２は、大径フランジ部２２ａ及び小径
ボス部２２ｂのほか、大径フランジ部２２ａには、ブレ
ーキシュー２３により制動される制動用フランジ２２ｃ
が形成されている。そして、小径ボス部２２ｂの電動機
８側を電動機軸８ａに固定することにより、ドラムカッ
プ２０の重心とその固定点とをずらすことができる。そ
のため、上述したその他の実施例と同様に、慣性モーメ
ントを変えることなく、電磁振動と軸のねじり系振動の
共振が防止され、騒音を減少することができる。

【００２１】これらの実施例によれば、フライホイール
の重心位置と軸への固定中心位をずらすことにより、電
動機軸系のねじれ固有振動数を変えることができ、さら
に、重心位置側を電動機側に、軸への固定中心位置側を
電動機軸の先端側に配置することにより、前記固有振動
数変化を大きくできる。また、フランジ形状を電動機側
を大径フランジ形で長さ短かく、電動機軸先端側を小径
ボス形で長さを長くすることにより、周辺の取合関係が
同じのままでも電動機軸系のねじれ固有振動数を変える
ことができる。また、固定部と反対側を遊合嵌合とする
ことにより、焼バメ作業時の精度向上が図れ、大径フラ
ンジ部と小径ボス部を別物体とすることにより、製作対
応がしやすくなる効果がある。

【００２２】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、汎用電動
機にフライホイールを付加した場合に、モータの電磁振
動と軸のねじり系振動の共振を防止し、騒音の少ないエ
レベータ巻上機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の巻上機を示す平面断面図で
ある。

【図２】インバータ周波数を変化させたときの巻上機の
騒音データである。

【図３】本発明の他の実施例の巻上機を示す平面断面図
である。

【図４】本発明の更に他の実施例の巻上機を示す平面断
面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例の巻上機を示す平面断
面図である。

【図６】本発明の更に他の実施例の巻上機を示す平面断
面図である。

【図７】一般的な巻上機の据付状態図である。

【図８】従来例の巻上機の平面断面図である。

【図９】従来例の巻上機の平面断面図である。

【符号の説明】

１乗かご２主索３綱車４減速機４ａ空所５出力軸５ａ出力ギヤ６入力軸６ａ入力ピニオン７カップリング８電動機８ａ電動機出力軸８ｂロータ９中間軸９ａ中間ピニオン９ｂ中間ギヤ１０フライホイール１１カップリング１２間座１３速度検出器１４ブレーキ装置１５巻上げハンドル係合部１６つり合おもり１７フライホイール１７ａ大径フランジ部１７ｂ小径ボス部２０ドラムカップ２１カップリング部２２フライホイール部２２ａ大径フランジ部２２ｂ小径ボス部２２ｃ制動用フランジ２３ブレーキシュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田孝昭茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減速機の出力側にエレベータの綱車を結
合し、入力側には電動機が連結され、前記電動機の出力
軸にフライホイールが固定されているエレベータ巻上機
において、前記フライホイールは、重心位置と前記電動
機出力軸への固定中心位置とをずらしたことを特徴とす
るエレベータ巻上機。
【請求項２】平行軸歯車により少なくとも２段減速さ
れる減速機に、出力軸と入力軸とが同一方向に設けら
れ、前記出力軸に、乗かごとつり合おもりを主索を介し
て摩擦駆動する綱車を結合し、前記入力軸には、電動機
のフライホイールを有する出力軸が連結されているエレ
ベータ巻上機において、前記フライホイールは、重心位
置と前記電動機出力軸への固定中心位置とをずらしたこ
とを特徴とするエレベータ巻上機。
【請求項３】平行軸歯車により少なくとも２段減速さ
れる減速機に、出力軸と入力軸とが同一方向に設けら
れ、前記出力軸に、乗かごとつり合おもりを主索を介し
て摩擦駆動する綱車を結合し、前記入力軸には、間座を
介して取付けられた電動機の出力軸がカップリングを介
して連結され、前記電動機出力軸に前記間座に内包され
てフライホイールを備えたエレベータ巻上機において、
前記フライホイールは、重心位置を前記電動機側へ、前
記電動機出力軸への固定中心位置を前記カップリング側
へ偏位して固定したことを特徴とするエレベータ巻上
機。
【請求項４】平行軸歯車により少なくとも２段減速さ
れる減速機に、出力軸と入力軸とが同一方向に設けら
れ、前記出力軸に、乗かごとつり合おもりを主索を介し
て摩擦駆動する綱車を結合し、前記入力軸には、間座を
介して取付けられた電動機の出力軸がカップリングを介
して連結され、前記電動機出力軸に前記間座に内包され
てフライホイールを備えたエレベータ巻上機において、
前記フライホイールは、重心位置を前記電動機側へ、前
記電動機出力軸への固定中心位置を前記カップリング側
へ偏位して固定され、前記電動機側を大径フランジ形で
その軸方向長さを短かく、前記電動機出力軸の先端側を
小径ボス形でその軸方向長さを長く構成し、前記小径ボ
ス部を前記電動機出力軸への固定部としたことを特徴と
するエレベータ巻上機。
【請求項５】平行軸歯車により少なくとも２段減速さ
れる減速機に、出力軸と入力軸とが同一方向に設けら
れ、前記出力軸に、乗かごとつり合おもりを主索を介し
て摩擦駆動する綱車を結合し、前記入力軸には、間座を
介して取付けられた電動機の出力軸がカップリングを介
して連結され、前記電動機出力軸に前記間座に内包され
てフライホイールを備えたエレベータ巻上機において、
前記フライホイールは、重心位置を前記電動機側へ、前
記電動機出力軸への固定中心位置を前記カップリング側
へ偏位して固定され、前記電動機側を大径フランジ形で
その軸方向長さを短かく、前記電動機出力軸の先端側を
小径ボス形でその軸方向長さを長く構成し、前記小径ボ
ス部を前記電動機出力軸への固定部とし、かつ前記大径
フランジ側の少なくとも一部分が、前記電動機出力軸と
遊合嵌合されていることを特徴とするエレベータ巻上
機。
【請求項６】前記フライホイールは、大径フランジ部
と小径ボス部とをそれぞれ別物体で構成したことを特徴
とする請求項４又は５記載のエレベータ巻上機。
【請求項７】平行軸歯車により少なくとも２段減速さ
れる減速機に、出力軸と入力軸とが同一方向に設けら
れ、前記出力軸に、乗かごとつり合おもりを主索を介し
て摩擦駆動する綱車を結合し、前記入力軸には、間座を
介して取付けられた電動機の出力軸がカップリングを介
して連結され、前記電動機出力軸に前記間座に内包され
てフライホイールを備えたエレベータ巻上機において、
前記フライホイールは、重心位置を前記電動機側へ、前
記電動機出力軸への固定中心位置を前記カップリング側
へ偏位して固定され、外径を前記間座の小径側に合わせ
た最大許容外径としてその軸方向の全長を構成し、前記
電動機出力軸の先端側を軸への固定部としたことを特徴
とするエレベータ巻上機。
【請求項８】減速機の出力側にエレベータの綱車を結
合し、入力側に電動機の出力軸がドラムカップを介して
連結されているエレベータ巻上機において、前記ドラム
カップは、重心位置と前記電動機出力軸への固定中心位
置とを偏位させたことを特徴とするエレベータ巻上機。