JPH09317841A - ギアレス駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術の駆動装置よりも、駆動装置の
実現に必要な材料コストを低下させること。 【解決手段】 トルクを原動機１０から駆動車４へギア
装置を用いずに伝達するための装置を備えていて、この
トルク伝達用装置が原動機１０と駆動車４との間に介在
する中空回転軸５である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトルクを原動機から
駆動車へギア装置を用いずに伝達するための装置、特
に、トルクをコンパクトな構造のモーターからエレベー
ター駆動用のロープ車に伝達するための装置を備えた駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の駆動装置は、たとえばＥＰ ０
４６８ １６８号公報により公知に属する。このＥＰ
０ ４６８ １６８号公報の技術思想によれば、モー
ターによって発生させられたトルクは先ず回転軸に伝達
され、次いでこの回転軸からロープ車に伝達される。回
転軸はロープ車の支持と荷重の受容との双方に利用さ
れ、換言すれば、トルクの伝達と荷重の受容とが同一の
回転軸を介して行なわれることから、直径の非常に大き
な回転軸が使用されなければならないこととなる。さら
に、エレベーター技術の分野では非常に高度な安全性が
求められることからも、材料コストの非常に高い回転軸
を使用することが必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の駆動装置と比較して、駆動装置の実現に必要
な材料コストを低下させることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項記載
の発明により達成される。まず、請求項１に記載した発
明は、従来の技術に比し、トルク伝達用装置が原動機と
駆動車との間に介在する中空回転軸として構成されてい
る。この中空回転軸により、好ましい方法で、簡易なト
ルク伝達と所要材料の減少とを実現することができる。

【０００５】本発明の特に好ましい実施形態は、ａ）機
械台の軸受台に静止支持軸が支えられ、この静止支持軸
が機械台にかかる荷重を支え、ｂ）静止支持軸に駆動車
が回転式に軸受けされ、ｃ）この駆動車の側面にトルク
伝達用の中空回転軸がフランジ結合されている。本発明
のこの実施形態により、駆動車へのトルクの伝達と荷重
の受容とを好ましい形で構造的に相互に分離することが
きわめて容易に行なえることとなる。本発明の特に簡易
な構造構成は、原動機がトランスバーサルフローマシー
ン（ＴＦＭ）であることによって実現可能となる。永久
励磁によるトランスバーサルフローマシーンは高い力の
密度と高い効率とを有しており、基本的に、単一の線路
を有した交番磁界マシーンと見做すことができる。複数
の部分マシーンの重ね合わせにより、トルク分布が均一
な通例の交番磁界マシーンの特性を達成することができ
る。トランスバーサルフローマシーンは、駆動技術から
は知られている。

【０００６】本発明が極めて多様な荷重・速度条件に問
題なく適応し得ることは、本発明のその他の好ましい実
施形態がそれを具体的に示している。例えば、駆動装置
のケーシングが２本のトルク支柱によって支持され、駆
動車が１つの自動調心軸受で軸受けされるような構成を
実現することが可能である。さらに、ブレーキを原動機
と一体化したユニットとして形成することにより、構造
的に特に簡易な実施形態を実現することができる。本発
明のその他の好ましい構成は、他の従属請求項に記載さ
れている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ各種実施
形態を基に、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明
に基づくエレベーター用「ギアレス」駆動装置の特に好
ましい実施形態を示す。図１によれば、機械台２の軸受
台１に静止支持軸３の両端が支持され、この静止支持軸
３に駆動車たるロープ車４が簡易な方法で回転式に軸受
けされている。このロープ車４の側面には、中空回転軸
５がフランジ結合（この場合には、フレキシブルなブッ
シュ６により結合）されており、この中空回転軸には回
転子７が固定されている。回転子７は、原動機たるモー
ター１０のケーシング８内部で回転し、このケーシング
８は（この場合、左に配置された）フランジ結合された
１本のトルク支柱９によって機械台２に固定されてい
る。図１において、モーター１０としてトランスバーサ
ルフローマシーン（ＴＦＭ）が使用されていて、これに
よりロープ車４に伝達されるトルクと回転数とがギア装
置を用いずに制御可能となる。

【０００８】図１に示した本実施形態において、トルク
の伝達と荷重の受容は、好ましい方法で２つの機素、中
空回転軸５と静止支持軸３に配分される。トルクは、も
はや前述した従来技術のようにロープ車４の静止支持軸
３もしくは先ずロープ車４の軸に伝達され次いでロープ
車４に伝達されるのではなく、直接に中空回転軸５に伝
達され、そこから側方のロープ車４に伝達される。荷重
の受容は、ロープ車４の軸受１１を経て直接に静止支持
軸３の軸受けにより（又はこの静止支持軸によって）行
なわれる。ロープ車４は機械台２の軸受台１ａの近傍に
位置していることから、静止支持軸３における曲げモー
メント・カーブは特に好適である（つまり、曲げモーメ
ントの一部は、この場合、機械台２によって吸収され
る）。このような構成は、ロープ車４が静止支持軸３の
中央に配置されている従来の構成よりも有利である。と
いうのは、こうした配置が行なわれている従来の構成に
おいては、支持軸の中央に大きな曲げモーメントが生ず
るからである。図１に示した本実施形態に特有な長所
は、ロープ車４へのトルク伝達とロープ車４のもたらす
荷重の受容とが別個の機素に配分される点にある。ま
た、駆動モーターとしてセレクトされた、特別な磁石配
置に基づくＴＦＭマシーンの著しく小型の構造がもう１
の長所を形成する。

【０００９】図１の実施形態において、中空回転軸５
は、さらにロープ車４との接続領域が同時にブレーキド
ラムとして利用される（中空回転軸部分１２）。停動ト
ルクは、一方で、ロープ車４を通じてその２つの軸受１
１と静止支持軸３に伝達され、他方で、（ここでは）モ
ーターケーシング８の左側のセンタリング・フランジ１
３によって吸収される。荷重の受容は、ロープ車４につ
いては、２つのロープ車軸受１１によって行なわれ、他
方、センタリング・フランジ１３は基本的にモーター１
０の自重を受容する。

【００１０】図２の実施形態において、モーターケーシ
ング８は２本のトルク支柱９ａと９ｂにより機械台２に
固定されている。そこで、ロープ車４には１つの軸受
（自動調心軸受）１１’が必要とされるにすぎない。ロ
ープ車のフランジと中空回転軸のフランジとの間には固
定剛性結合６’が行なわれているが、他方、図１に示す
実施形態においては、撓み継手（ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｖ
ｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）を使用することも可能である。ブ
レーキ１２’は、この場合にも中空回転軸５の領域に配
置され、モーター１０と一体化したユニットとして形成
されることから、ブレーキ１２’を含めたモーター１０
は単一の統合された機素として製造・供給することが可
能である。こうした場合には、組み立てにあたってロー
プ車４が軸３に取り付けられさえすればよい。ロープ車
４の軸受けを自動調心軸受けとし、それを静止支持軸３
の一方の端（図中においては右端）に配置し、ロープ車
４とは反対側の静止支持軸３の他端側（ここでは左端
側）にＴＦＭモーター１０のトルク支柱９ａ，９ｂを配
置することにより曲げモーメント又は静止支持軸３の荷
重が相対的に小さくなることから、軸中心部の荷重は大
幅に軽減される。その結果として、静止支持軸３の寸法
を相対的に細く又は小さく設計することができ、さらな
るコストを節約することができる。要約すれば、図２の
実施形態において、モーター１０はブレーキ装置１２’
と一体をなすユニットとして設計されている。したがっ
て、右端に自動調心軸受１１’を備えたロープ車システ
ムが、静止支持軸３に取付けられさえすればよいことと
なる。これにより、図２の実施形態において、２つの支
点がトルク支柱９ａ，９ｂに位置し、１つの支点が自動
調心軸受１１’に配置（この場合、右端）されている３
点支持が生ずる。

【００１１】図３は、本発明のさらに簡易化された実施
形態を示しており、この実施形態においてモーターケー
シングは釣り合い装置１４に単に支えられているにすぎ
ず、したがって、自由浮動している。ロープ車４は、中
空回転軸５と共に静止支持軸３のブッシュの自動調心軸
受１１’に軸受けされている。支持釣り合い装置１４に
よりもはや機械台２を精密フレーム台として形成するこ
とは不要であり、機械台２はモーター１０のケーシング
８を支え、釣り合い装置を構成する半球状の支持部１４
がその上に配置される簡易な溶接構造物であれば十分で
ある。

【００１２】図４は、さらに別途な、特に省スペース可
能な実施形態を示しており、この実施形態においてＴＦ
Ｍモーター１０は２体式の支持ケーシング８の内部に配
置され、直接に中空回転軸５に軸受けされている。中空
回転軸の一方の側（右）には、ブレーキ作動装置１２ａ
およびブレーキディスク１２ｂを備えたディスクブレー
キ１２’がフランジ結合され、他方の側（左）には、ロ
ープ車４が収容されている。この方式は本発明の特に簡
易な実施形態を示し、中空回転軸５を介してロープ車４
の荷重の伝搬ならびにトルク伝達が行なわれる。従来技
術とは異なり、この場合には材料が節約された中空回転
軸のみが使用され、高価な中実軸または中実回転軸は使
用されない。ここに示した構造は、（荷重の伝搬とトル
ク伝達とが共に中空回転軸を介して行なわれることか
ら）過大な曲げモーメントが回転軸に伝達されることの
ない小型装置に特に適している。

【００１３】図５に示す実施形態において、モーター１
０はロープ車４と共に、軸受台として形成されている支
持ケーシング８’に片持ち支持されている。図４に示し
た実施形態との相違点は、モーター１０が支持ケーシン
グ８’内ではなく、このケーシング８’の側方に収容さ
れている点である。この場合にも、荷重の伝搬とトルク
伝達はブレーキ部１２’を備えた中空回転軸５を介して
行なわれる。従って、図５は、コンパクトな構造の小型
駆動ユニット用の実施形態を表わす。これに適合したモ
ーターの出力としては、５〜１０ＫＷとすることができ
る。

【００１４】図６に示す本発明の実施形態により、より
大きな荷重も受容または伝搬することが可能てある。こ
のため、静止支持軸３は（特に安定的に設計された）機
械台２にその両端が支えられている。主荷重は、基本的
に、支持軸支点の近くに配置され、ロープ車４に近接し
ている（この場合、左の）軸受に伝達される。モーター
ケーシング８は、ここでもトルク支柱９を介して反対側
（右側）の軸受台に固定されている。トルク支柱９は、
同時に、モーター１０（標準ＴＦＭモーター）を右側の
軸受台１に固定するモーターフランジを形成している。
ロープ車４はモータースペースに覆いかぶさっており、
これによりコンパクトな構造または短い軸３が実現され
る。ブレーキ（ブレーキドラム）１２’は（この場合、
右側で）ロープ車４にフランジ結合されており、その
際、ブレーキ面はエレベーター・ロープ（図示されてい
ない）の巻き付け直径とほぼ同じ直径の円周上にあり、
これによりトルク伝達と制動モーメント伝達との間に付
加的な差が生じないようになっている。

【００１５】図７の実施形態に示す駆動装置は、ロープ
車４が省スペース可能に回転子７の外端に直接フランジ
結合されており、構造全体がロープ車幅との関連で相対
的にスリムであると共に相対的に大きな直径を有してい
ることから、高トルク／高速用に適している。回転子７
は中空回転軸５に支えられており、この回転軸自身は２
つの自動調心軸受１１’を介して左右対称的に支えられ
ている。支持ケーシング８のケーシング構造は、中心軸
に対してシンメトリックに配置された２つのセミケーシ
ング８ａ、８ｂにより構成されており、これらの副ケー
シングは一方でその下部が基台１５に固定されていると
共に他方で固定装置Ｂによって支持保持されている。こ
の固定装置Ｂは、たとえば、中空回転軸５を貫通するこ
とも、またはロープ車の上部をまたぐブリッジとして形
成することもできる。この場合、独立したモーターケー
シングは設けられず、固定子コイルは直接、支持ケーシ
ング内に配置され、支持ケーシングは固定子ケーシング
としても利用される（固定子１６）。本実施形態の構成
は、回転子７の中心を通る中心面に対して広範に左右対
称的な構造を有している。副ケーシング８ａおよび８ｂ
はラビリンスシール１７により相互にシーリングされて
いる。

【００１６】図８に示した実施形態は、２基のＴＦＭモ
ーター１０ａ、１０ｂを備えており、これらモーター間
の中央でロープ車（駆動車）４が支えられている。本発
明のこの実施形態により、特に高いトルクを達成するこ
とができる。図８に示す実施形態の構造は、図１に比較
して、荷重の逃がしと荷重の程度の点で好ましくない
が、それは図８にあってはロープ車４が構造の中央部で
支えられているからである。図８の実施形態の長所は、
装置の幅が多少大きくなることを甘受した上で、在来の
モーターおよび別のタイプのモーターを使用できる点に
ある。これに対して図１の実施形態においては、ロープ
車が支持軸支点の近くで支えられている点が有利であ
る。

【００１７】図８におけるＴＦＭモーターの使用の長所
を要約すれば、独立した別個の軸または回転軸を必要と
せずにモーターが中空回転軸５を介して側方の機械台２
の支点（サポート）に支えられ、他方、中空回転軸５が
ロープ車４にフランジ結合されている点にある。これに
代えて、第二のバージョンの場合には、中空回転軸５を
貫いて差し込み軸を差し入れ、この差し込み軸の両端が
両側のサポートに支持されるようにすることができる。
その際、モーター１０の中空回転軸５は、これにはロー
プ車４が固定されているが、差し込み軸に軸受けされて
いる。差し込み軸として通し中空回転軸５を使用し、こ
の中空回転軸５を介してラジアル荷重の高まりを吸収す
ることができる。

【００１８】図９（ａ），（ｂ）に示した実施形態は、
図８に示した実施形態の改変例である。なお、この装置
は左右対象な構造なので、一部のみを詳細な断面図とし
て図示する。いずれの実施形態においても、ロープ車４
に大きな駆動トルクを伝達することができる。図９
（ａ）では、モーター１０ａとロープ車４はいずれも中
空回転軸５によって支持される。ロープ車４は中空回転
軸５によってのみ支持される。この中空回転軸５の端部
は軸受台１によって支持される。又、この中空回転軸５
とフランジ結合されたロープ車４が駆動されるように構
成される。この構造により、ギアレス駆動装置は、簡単
に製造でき、重量を軽減できる。図９（ｂ）では、中空
回転軸５は、更に別の中空回転軸（又はハブ）１８上に
回転可能に支持されるロープ車４を駆動するために使用
される。別の中空回転軸１８の両端は軸受台１によって
適当なベアリングにより支持されている。この構造によ
り、ロープ車４からの大きな荷重を受けることができる
駆動装置を提供することができる。さらに、ロープ車４
は、両側部に配置されたモーター１０ａから大きな駆動
トルクを伝達できる。なお、ハブ１８を軸受台１に固定
して取付けても良い。ロープ車４は、ハブ１８上に軸受
により回転可能に支持され、その結果、ロープ車４とハ
ブ１８との間のしっかりとした軸受構造を得ることがで
きる。

【００１９】図８に関連して、従来技術としては、同じ
く複数のモーターが並列配置され、２つの軸受台の間で
支えられているＥＰ ０ ５６５ ８９３号公報を挙げ
ておく。ただし、この場合には貫通型の駆動軸が使用さ
れていて、その結果、ロープ車の荷重伝搬が駆動軸を介
して行なわれると共にトルクも駆動軸に伝達される。Ｅ
Ｐ ０ ５６５ ８９３号公報の全体構造は、さらに、
共通の軸への振動障害伝達を回避するため、非常にコス
トが高いものとなっている。またさらに標準モーターサ
イズはより大きな所要スペースを必要としている。

【００２０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の部分断面図

【図２】本発明の別実施形態の部分断面図

【図３】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図４】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図５】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図６】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図７】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図８】本発明の更に別実施形態の部分断面図

【図９】図８の実施形態の改変例を示す部分断面図

【符号の説明】

１，１’ 軸受台 ２ 機械台 ３ 静止支持軸 ４ 駆動車 ５ 中空回転軸 ６ 継手 ７ 回転子 ８ 原動機ケーシング ８ａ，８ｂ 副ケーシング ９ トルク支柱 ９ａ，９ｂ トルク支柱 １０ 原動機 １０ａ，１０ｂ ＴＦＭモーター １１ 軸受 １１’ 自動調心軸受 １２、１２’ 中空回転軸部、ブレーキドラム １２ａ ブレーキ作動装置 １２ｂ ブレーキディスク １３ センタリング・フランジ １４ 釣り合い装置 １５ 基台 １６ 固定子 １７ ラビリンスシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593122505 ＲＯＨＲＢＡＣＨＳＴＲＡＳＳＥ 28，Ｄ −85259 ＷＩＥＤＥＮＺＨＡＵＳＥＮ, ＢＵＮＤＥＳＲＥＰＵＢＬＩＫ ＤＥＵＴ ＳＣＨＬＡＮＤ (72)発明者 フーベルト・フィッシャー ドイツ連邦共和国 デー‐80637 ミュン ヘン パッシュシュトラーセ 46／312

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルクを原動機（１０）から駆動車
   （４）へギア装置を用いずに伝達するための装置を備え
   たギアレス駆動装置において、このトルク伝達用装置が
   前記原動機（１０）と前記駆動車（４）との間に介在す
   る中空回転軸（５）であることを特徴とするギアレス駆
   動装置。
2. 【請求項２】 前記駆動車（４）へのトルクの伝達と荷
   重の受容とが、別個の機素によって行なわれる請求項１
   記載のギアレス駆動装置。
3. 【請求項３】 前記原動機（１０）を支持する機械台
   （２）の軸受台（１）に支えられると共に前記機械台
   （２）にかかる荷重を支える静止支持軸（３）が設けら
   れていて、この静止支持軸（３）に前記駆動車（４）が
   軸受（１１）により回転式に軸受けされており、前記駆
   動車（４）の側面にトルク伝達用の前記中空回転軸
   （５）がフランジ結合されている請求項２記載のギアレ
   ス駆動装置。
4. 【請求項４】 前記中空回転軸（５）に回転子（７）が
   固定されていて、この回転子（７）が前記原動機のケー
   シング（８）内で回転し、この原動機ケーシング（８）
   がフランジ（１３）によって前記静止支持軸（３）にセ
   ンタリングされると共にトルク支柱（９）によって前記
   機械台（２）に固定されている請求項３記載のギアレス
   駆動装置。
5. 【請求項５】 前記原動機（１０）が、トランスバーサ
   ルフローマシーン（ＴＦＭ）である請求項１〜４のいず
   れか１項記載のギアレス駆動装置。
6. 【請求項６】 前記駆動装置（１０）のケーシング
   （８）が２本のトルク支柱（９ａ，９ｂ）によって支え
   られていて、前記駆動車（４）が単一の自動調心軸受
   （１１’）だけを備えている請求項１〜５のいずれか１
   項記載のギアレス駆動装置。
7. 【請求項７】 前記駆動車（４）のフランジと前記中空
   回転軸（５）のフランジとの間が固定結合（６’）され
   ていると共に、ブレーキ（１２’）が前記原動機（１
   ０）と一体のユニットとして形成されている請求項１〜
   ６のいずれか１項記載のギアレス駆動装置。
8. 【請求項８】 前記原動機（１０）のケーシング（８）
   が自由浮動式に釣り合い装置に支えられていて、前記駆
   動車（４）が前記中空回転軸（５）と共に静止支持軸
   （３）の端部で１つの自動調心軸受（１１’）によって
   軸受けされている請求項１〜７のいずれか１項記載のギ
   アレス駆動装置。
9. 【請求項９】 機械台（２）が溶接構造物として形成さ
   れている請求項１〜８のいずれか１項記載のギアレス駆
   動装置。
10. 【請求項１０】 前記原動機（１０）が二体式の副ケー
    シング（８ａ、８ｂ）の内部に配置され、直接的に前記
    中空回転軸（５）に軸受けされている請求項１〜９のい
    ずれか１項記載のギアレス駆動装置。
11. 【請求項１１】 前記原動機（１０）が、前記駆動車
    （４）と共に二体式ケーシング（８）内で浮動軸受けさ
    れている請求項１〜１０のいずれか１項記載のギアレス
    駆動装置。
12. 【請求項１２】 前記原動機（１０）を支持する機械台
    （２）にかかる荷重を支える静止支持軸（３）の両端
    が、前記機械台（２）の軸受台（１、１’）を介して支
    持されている請求項１〜１１のいずれか１項記載のギア
    レス駆動装置。
13. 【請求項１３】 前記駆動車（４）が原動機の回転子
    （７）の外端に直接フランジ結合されていて、この回転
    子（７）が前記中空回転軸（５）に軸受けされていると
    共に、この中空回転軸（５）は２つの自動調心軸受け
    （１１’）を介して左右対称的に支えられており、 前記原動機のケーシング（８）の構造が中心軸に対して
    左右対称的に配置された２つの副ケーシング（８ａ、８
    ｂ）で構成されていて、これら副ケーシング（８ａ、８
    ｂ）が基台（１５）に直接支えられると共に固定装置
    （Ｂ）によって支持・保持され、この固定装置（Ｂ）が
    前記中空回転軸（５）を貫通するか又は前記駆動車
    （４）をまたぐブリッジとして形成されており、 さらに、前記原動機を構成する固定子コイル（１６）が
    直接的に前記原動機ケーシング（８）内に配置されてい
    る請求項１〜１２のいずれか１項記載のギアレス駆動装
    置。
14. 【請求項１４】 前記原動機（１０）が２基のＴＦＭモ
    ーター（１０ａ、１０ｂ）からなり、前記駆動車（４）
    がこれらモーター間の中央で支えられている請求項１〜
    １３のいずれか１項記載のギアレス駆動装置。
15. 【請求項１５】 前記原動機（１０）の回転子（７）が
    前記中空回転軸（５）に固定されていて、この中空回転
    軸（５）がトルクを伝達すると共に前記原動機（１０）
    の位置を特定するか、または前記回転子（７）がトルク
    を直接的にその周端で伝達し、前記中空回転軸（５）が
    軸荷重を受容するようになっている請求項１〜１４のい
    ずれか１項記載のギアレス駆動装置。