JPH09506323A - 昇降機器用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、駆動モータと、ブレーキと、二段の遊星変速機（９）とから成る昇降機器用駆動装置に関する。双方の遊星歯車の組（８，１０）はヘリカルギヤを有する。第２の遊星歯車の組（１０）の太陽歯車（１５）は、軸線方向及び半径方向の力を吸収する軸受（１６）を介してハブ支持体（１７）またはハブ（２１，２３）にフローティング取付される。この構成は、装置の軸線方向の長さを短くする。遊星歯車の組（８，１０）の太陽歯車は、種々の負荷の比に適応するようになっている。遊星変速機（９）のヘリカルギヤは、特に長いケーブル長のエレベータにおいて不快なハミングノイズとして検出される、エレベータに伝達される低周波振動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】 昇降機器用駆動装置 本発明は、二段の遊星変速機を介して固定ハブ支持体に取り付けられた回転ハ ブを駆動するモータを備えた、昇降機器用駆動装置に関する。 遊星変速機の第１の遊星歯車の組は、駆動太陽歯車及び遊星歯車支持体を有し 、遊星歯車支持体は第２の遊星歯車の組の太陽歯車と回転可能に固定されており 、その遊星歯車はリング歯車と相互にかみ合い、同じ速度で回転する。 昇降機器の分野においては、エレベータは比較的低速で駆動される。従って、 エレベータ用駆動装置の出力軸は、それに相応する低速が要求される。通常は、 オープンループ制御で作動する逆極性の電気モータが使用される。このエレベー タは、停止位置（出口点）に達するまで動的に速度が低下される前に停止位置か ら短距離の間駆動される。 昇降機器用駆動装置は、最も制限された空間内に設置し維持することができる ようにコンパクトな駆動ユニットを備える。 特許第ＤＥ−Ａ３８４０２８１号に記載された昇降駆動装置は、モジュラーユ ニットのように分解可能な独立ユニットから製造される。これらは、駆動ディス クと、緊急ブレーキ遊星変速機として作用するブレーキハウジングと、電気モー タとから成る。 ノイズの放出を低減するために、特許第ＥＰ−Ａ０４４２８８２号に記載され た昇降機器用駆動装置は遊星変速機を有し、かつその入力遊星歯車の組はヘリカ ルギヤから、第２の遊星歯車の組は直歯歯車からそれぞれ構成されている・入力 軸は、入力遊星歯車の組の太陽歯車とブレーキとの間の結合によって分割され、 電気モータと遊星変速機との間に設置される。ブレーキディスクに結合された軸 の部分は、半径方向の玉軸受によってブレーキハウジングのフランジに取り付け られる。太陽歯車を支持する入力軸の他の部分は、第２の遊星歯車の組の遊星歯 車支持体（ハブ支持体）のさらに半径方向の溝型の玉軸受に取り付けられている 。この伝達によって、入力軸が２つに分割されていると言う事実は１つの欠点と して理解される。これは、設計及び製造コストと駆動ユニットの軸線方向の長さ とを増大する。 駆動技術の分野において、その傾向は次第に周波数の整流器によって速度が変 化する電気同期モータに向かっている。昇降設備の用途において、同期モータは 約１，５００乃至２，６００ｒｐｍの速度範囲内で作動する。このことは、簡単 に、すなわち、変速比を変えることなく０．６−２．５ｍ／秒の駆動速度を達成 することができるという利点を有する。 可変速同期モータの使用により、速度（例えば、１，７００乃至１，８００ｒ ｐｍ）が達成されるが、この速度においては第１と第２の遊星歯車の組の間の共 振によって低周波振動が生じる。この低周波の励振及びその高次の振動は、リフ ト内に、骨格構造による伝達と空気振動によって、リフト内にハミングノイズを 発生させる。これらのノイズは非常に不快に感じられる。 本発明の基本的な課題は、特許第ＥＰ−Ａ０４４２８８２号に記載された技術 をベースとして、昇降機器用駆動装置を、より低い設計および製造コストと、短 縮された軸線方向長さと、改良された振動およびノイズレベルとによって特徴づ けられるように改良することにある。 本発明によれば、前記課題は、固定フランジの軸受に取り付けられた入力軸の 自由端に、回転可能に固定された太陽歯車によって解決される。さらには、ヘリ カルギヤとされ、かつ軸線方向及び半径方向の力を吸収する軸受を介してハブ支 持体またはハブへのフロート取付によって取りつけられた太陽歯車によって解決 される。 本発明に基づいた解決方法は、少なくとも２つの異なる設計によって実現され る。第１の設計においては、第１の遊星歯車の組の駆動は、長い入力軸と、静止 トランスミションとして作用するヘリカルギヤとされた第２の遊星歯車とによっ て達成される。第２の設計は、短い入力軸と遊星歯車トランスミッションとして 作用する他のヘリカルギヤとされた第２の遊星歯車の組とを使用する駆動装置の 発展を含む。ブレーキハウジングフランジに軸支された分割されない入力軸は、 両方の設計に共通する。第１および第２の遊星歯車の組の太陽歯車がどのような 荷重下でも噛み合うように、２つの太陽歯車はフローティング配置で取り付けら れる。 第１の設計においては、ハブは、固定されたハブ支持体上の２つテーパーロー ラベアリングを有した回転支持部を備える。両方の遊星歯車の組のリング歯車は ハブに回転可能に固定される。 第２の設計においては、２つの遊星歯車の組は遊星歯車変速機として作用する 。それらのリング歯車は、固定ハブ支持体にしっかりと保持され、それによって 、取り付けのための経費を低減する。ハブは、ハブ支持体に関して、比較的に大 きな距離で分離された一対のテーパーローラベアリングを有した回転支持部を有 する。 入力軸が、太陽歯車とブレーキハウジングのフランジ内のブレーキとの間に取 り付けられているので、第１の遊星歯車の組の駆動は、軸受のコストを低減する 未分割の入力軸を介して達成される。第１の遊星歯車の組の太陽歯車は、フロー ティング構成によって負荷の元に係合することができる。 太陽歯車と遊星歯車支持体を軸受に取り付ける方法は、保持リングまたは軸線 方向のスラストワッシャ（好ましくは）、または類似の機械部品及び／または設 計方法を有する。とりわけ大きな負荷において、ハブ支持体のリング歯車の回転 可能な固定取付けは、コンパクトな製造方法に導かれる。 高性能ではあるが比較的に小さな軸受けを使用することができるようにするた めに、もしハブが（その長手方向の断面に関して）両側に軸受を使用して取り付 けられる場合には、好ましくは、テーパローラ軸受を使用することが好ましい。 この場合において、その構成は、１つの軸受がハブに内側リングを有し、他方の 軸受が固定ハブ支持体に内側のリングを有する。 不快な共振周波数とそれに起因する高次の振動を避けるために、整数ではない かみ合い比（第１と第２の遊星歯車の組の間の歯の数の比）を選択することが望 ましい。 ある共振比を避け、かつある奇数の共振比を達成しようとするとき、同時に係 合する４つの遊星歯車を有した遊星歯車の組を備えていることは利点である。 係合の順序によってある程度まで係合周波数に影響を与えることが可能である 。かみ合い歯車の重複を増大させることによって、高次の周波数を避けることが できる。これにより、双方の遊星歯車をヘリカルギヤとすることが大きな利点を 有することが証明される。 本発明の他の基本的な特徴及びその結果の利点は、本発明の２つの構成の例に 関する次の説明で与えられる。 第１図は、第２のステップが静止トランスミッションとして作用する二重の段 階の静止駆動を備えた昇降機器用駆動装置の１つの構成例である。 第２図は、双方の遊星歯車の組が遊星歯車トランスミッションとして作用する ２重の段階の遊星駆動装置を有する昇降機器の駆動装置の他の構成例である。 第１図は、１つの昇降機器用駆動装置の長手方向の断面図を示す。駆動装置、 好ましくは可変速の非同期モータ（図示せず）は、連結部（１）を介して入力軸 （２）を駆動する。入力軸（２）は、ブレーキハウジング（５）のフランジ（４ ）に取り付けられた１つの軸受（３）、例えば溝付き玉軸受を介して、その直線 的な延長部に関して中央部分を支持される。ブレーキハウジング（５）は、公知 の 電磁構成の安全ブレーキ（６）を収納する。このタイプのブレーキの動作は、特 許ＥＰ０４４２８８２Ｂ１号にさらに詳細に説明されている。 入力軸（２）は、その図示左端側の自由端にヘリカルギヤが形成され、これは 、遊星駆動装置の第１の遊星歯車の組（８）の太陽歯車（７）を構成する。遊星 駆動装置（９）は、第２の遊星歯車の組（１０）によって補足される。 太陽歯車（７）には、４つの遊星歯車（１１）が噛み合っている。さらにこれ らの遊星歯車（１１）は、内側に歯のついたリング歯車（１２）と噛み合う。 第１の遊星歯車の組（８）のスパイダ（１３）に形成された環状のヘリカルギ ヤ部分は、第２の遊星歯車の組（１０）の太陽歯車（１４）のヘリカルギヤ部分 に噛み合う。太陽歯車（１５）は中空の軸として形成されている。 太陽歯車（１５）を案内し、かつ軸線方向の力を力を支持するために、固定さ れた軸受、好ましくはアンギュラコンタクト軸受が設けられており、これによっ て太陽歯車（１５）の一端（フローティング）が、一部が固定されたハブ支持体 （１７）に回転可能に支持される。ハブ支持体（１７）は、ボルトによってブレ ーキハウジング（５）に固着されている。 正逆両回転方向に存在する軸線方向の力は、アンギュラコンタクト軸受（１６ ）によって一部が吸収される。これに加えて、隆起部（１３）及びアンギュラコ ンタクト軸受（１６）並びに太陽歯車（１５）は、安全装置（１８）、好ましく は、保持リングによって相互に固定される。 ハブ支持体（１７）は、第２の遊星歯車の組（１０）の遊星歯車の支持体とし ての役割を果たしている。太陽歯車（１５）のヘリカルギヤ部分および環状のヘ リカルギヤとされたリング歯車（２０）と噛み合う遊星歯車（１９）は４つある 。そして、リング歯車（２０）は、リング歯車（１２）と同様に昇降機器用駆動 装置のハブ（２１）に固定的に接続されている。 ハブ（２１）は、互いに類似した一対のテーパーローラベアリング（２２）に よって、ハブ支持体（１７）上に回転可能に配設されている。 ハブ（２１）は、ケーブルプーリとして作用することができる。この場合、異 なる寸法のケーブルプーリを、オプションとしてハブ（２１）の取付フランジに 螺着することができる。 ハブ（２１）はカバー（２３）によって閉鎖され密封されている。さらにオイ ルシール（２４）及び（２５）が、ハブ（２１）内からのトランスミッションオ イルの漏れ出しを防止する。 第２図は、他の実施例の昇降機器用駆動装置の縦断面図である。 第１図及び第２図の構成は、基本的には同一であるので、以下の説明では同じ部 品には同じ参照符号が付与される。 入力軸２は第１図に示すものよりもさらに短い。その支持の方法は、ブレーキ ハウジング（５）のフランジ（４）に設けられた軸受（３）によって行われる。 太陽歯車（７）は、第１の遊星歯車の組の遊星歯車（１１）に永久的にかみ合っ ている。遊星歯車（１１）は、リング歯車（１２）とかみ合う。リング歯車（１ ２）は、ハブ支持体（１７）に嵌合している。 第１の遊星歯車の組（８）の回転スパイダ（１３）の環状とされたヘリカルギ ヤ部分（１４）は、第２の遊星歯車の組（１０）の太陽歯車（１５）の外周面に 形成されたヘリカルギヤ部分と係合する。遊星歯車支持体（１３）、太陽歯車（ １５）及びアンギュラコンタクト軸受（１６）は、軸線方向に互いに係合する。 固定装置は、保持スナップリング（２６）およびスラストワッシャ（２７）とさ れている。前記スラストワッシャ（２７）は、センタボルト（２８）によって太 陽歯車（１５）に固定されている。 第１図の構成とは対照的に、アンギュラコンタクト軸受（１６）は、昇降機器 用駆動装置のハブ（２１）のカバー（２３）に形成された凹部に収容されている 。そして保持リングが、アンギュラコンタクト軸受（１６）をカバー（２３）に 固 定している。 ヘリカルギヤとされた太陽歯車（１５）は、遊星歯車変速機（９）の第２の遊 星歯車の組（１０）の遊星歯車（１９）と常にかみ合う。リング歯車（２０）は 、リング歯車（１２）と同様に、ハブ支持体（１７）の所定の位置に固定される 。ハブ（２１）は、カバー（２３）とハブ支持体（１７）との間に介装された第 １のテーパーローラベアリング（２９）と、ハブ（２１）とハブ支持体（１７） との間に介装された第２のテーパーローラベアリング（３０）とによって支持さ れている。テーパーローラベアリング（２９），（３０）の間の比較的大きな軸 線方向の空隙は、好ましい大きさの負荷容量を形成する。これにより、比較的低 負荷の能力を有するテーパーローラベアリングを選択することができる。 また、ハブ（２１）内部の空間を密封するためにオイルシール（２４），（２ ５）が用いられている。 第１図に示した実施形態においては、第１の遊星歯車の組が遊星歯車として作 用するのに対して、第２の遊星歯車の組は静止トランスミッションとして構成さ れる。双方の遊星歯車の組のリング歯車はハブ（２１）に、ハブ（２１）と一体 に回転可能に固定されている。太陽歯車は中空の軸として構成され、かつハブ支 持体（１７）に設けられたアンギュラコンタクト軸受（１６）によって、その一 端が支持（フローティング）されている。ヘリカルギヤから生じる軸線方向の力 は、アンギュラコンタクト軸受（１６）及びテーパーローラベアリング（２２） によって吸収される。アンギュラコンタクト軸受（１６）は、半径方向に作用す る追加的な力を吸収する。 第２図に示した実施形態においては、第１及び第２の遊星歯車の組のリング歯 車（１２），（２０）は、ハブ支持体（１７）に固定されている。第１の遊星歯 車の組のスパイダ（１３）及び第２の遊星歯車の組のスパイダ（カバー２３）は 回転する。第２の遊星歯車の組を固定するアンギュラコンタクト軸受は回転カバ ー（２３）に設定される。 上述した昇降機器用駆動装置の構成の共通の特徴は、遊星変速機の双方の遊星 歯車の組の上のヘリカルギヤである。第１と第２の遊星歯車の組の間の同調比は 整数ではなく、これにより明確な共振比または周波数の一致は生じない。 また、各遊星歯車の組の４つの遊星の係合は、同時に行われる。これにより、 妨害係合周波数並びに干渉調和波は、相互に係合するヘリカルギヤの重複を大き くする（約２．６）ことによって避けることができる。 また、第２の遊星歯車の組の太陽歯車は、第１の遊星歯車の組の太陽歯車が相 であるようにフローティング支持される。これにより、荷重配分比に対して非常 に効率的に適合される。 第２の遊星歯車の組の太陽歯車の固定は、固定軸受、好ましくは、アンギュラ コンタクト軸受によってとりわけ簡単なものとされている。 実際の試験において、上述したエレベータ変速機に関しては、低周波の共振が 避けられることが明らかとされている。 このことは、特にケーブル長が長いエレベータにおいてエレベータに伝達され る、不快なハミングノイズとして検出される低周波振動の発生を防止する。 参照符号 １ 連結部 ２ 入力軸 ３ 軸受 ４ フランジ ５ ブレーキハウジング ６ ブレーキ ７ 太陽歯車 ８ 第１の遊星歯車の組 ９ 遊星変速機 １０ 第２の遊星歯車の組 １１ 遊星歯車 １２ リング歯車 １３ スパイダ １４ 部分 １５ 太陽歯車 １６ アンギュラコンタクト軸受 １７ ハブ支持体 １８ 安全装置 １９ 遊星歯車 ２０ リング歯車 ２１ ハブ ２２ テーパーローラベアリング ２３ カバー ２４ 半径方向の軸シール ２５ 半径方向の軸シール ２６ 保持リング ２７ スラストワッシャ ２８ 中央ボルト ２９ テーパーローラベアリング ３０ テーパーローラベアリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 二段の遊星変速機（９）を介して固定ハブ支持体（１７）に取り付けら れた回転ハブ（２１）を駆動するモータを備えた駆動装置であって、前記遊星変 速機の第１の遊星歯車の組（８）は、駆動される太陽歯車（７）及び遊星歯車支 持体（１３）を有し、第２の遊星歯車の組（１０）の太陽歯車（１５）と回転可 能に固定されており、その遊星歯車（１１，１９）はリング歯車（１２，２０） と相互にかみ合い、同じ速度で回転し、前記太陽歯車（７）は、固定フランジ（ ４）の軸受（３）に取り付けられた入力軸（２）の自由端に回転可能に固定され ており、前記太陽歯車（１５）はヘリカルギヤとされ、軸線方向及び半径方向の 力を吸収する軸受（１６）を介してハブ支持体またはハブ（２１，２３）にフロ ーティング取付されることを特徴とする昇降機器用駆動装置。 ２． 前記入力軸（２）は、前記太陽歯車（７）とブレーキハウジング（５） のフランジ（４）のブレーキ（６）との間に取り付けられている請求項１に記載 の昇降機器用駆動装置。 ３． 装置（１８，２６，２７，２８）が、前記太陽歯車（１５）及び前記遊 星歯車支持体（１３）を前記軸受（１６）に固定する請求項１に記載の昇降機器 用駆動装置。 ４． 前記リング歯車（１２，２０）は、前記ハブ支持体（１７）に回転可能 に固定されている請求項１に記載の昇降機器用駆動装置。 ５． 前記ハブ（２１）は、軸受（２９，３０）を介して前記ハブ支持体（１ ７）の（長手方向の断面に関して）双方の側に取り付けられている請求項１に記 載の昇降機器用駆動装置。 ６． 軸受（２９）がその内側のリングで前記ハブ（２１，２３）に設定され ており、他方の軸受（３０）がハブの支持体（１７）の内側のリングで設定され る請求項４に記載の昇降機器用駆動装置。 ７． 前記第１と第２の遊星歯車の組の間の調整比は、整数ではないことを特 徴とする請求項４に記載の昇降機器用駆動装置。 ８． 各前記遊星歯車の組（８，１０）は、同時に係合する４つの遊星歯車（ １１，１９）を有する請求項７に記載の昇降機器用駆動装置。 ９． 前記同調比がは基数２．２であることを特徴とする請求項７または請求 項８に記載の昇降機器用駆動装置。