JP2006081305A - エレベータ用トロイダル巻線モータ - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部を集中的に冷却することで、巻上機をより小形化することができるエレベータ用トロイダル巻線モータを提供することを目的とするものである。
【解決手段】エレベータ用トロイダル巻線モータは、固定子６、回転子１２、及びそれらを囲むハウジング１９を有するものである。ハウジング１９は、背面板２及び回転体４を有している。ハウジング１９には、ハウジング１９外から冷却風を取り込むための冷却風導入孔１３ａ，１３ｂが設けられている。固定子６は、ティース部と巻線部を有している。冷却風導入孔１３ａ，１３ｂは、巻線部が冷却風によって冷却されるようにティース部間の空間に臨んで設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、かごを昇降させる巻上機に用いられるエレベータ用トロイダル巻線モータに関するものである。

従来装置では、巻上機の頂部に吸入口が設けられ、巻上機の下部に排気口が設けられており、巻上機の内部全体を通して、吸気口から排気口へと冷却風が流れることによって巻上機が冷却されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−５６１２０号公報

上記のような従来のエレベータ用トロイダル巻線モータでは、巻上機の内部全体を通して、吸気口から排気口へと冷却風が流れていたので、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部を集中的に冷却することができず、巻上機を冷却するための空間を広く設ける必要があり、巻上機の小形化を難しくしていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部を集中的に冷却することで、巻上機をより小形化することができるエレベータ用トロイダル巻線モータを提供することである。

この発明に係るエレベータ用トロイダル巻線モータは、外部から冷却風を取り込むための冷却風導入孔を有するハウジングと、環状のヨーク部、互いに距離を置いてヨーク部から径方向に突出する複数のティース部、及びティース部間のヨーク部に設けられた巻線部を有し、ハウジング内に配置された固定子と、固定子に対向して設けられた回転子とを備え、冷却風導入孔は、巻線部が冷却風によって冷却されるように各ティース部間の空間に臨んで配置されている。

この発明のエレベータ用トロイダル巻線モータによれば、冷却風が巻線部を冷却するように各ティース部の間の空間に臨んで冷却風導入孔が配置されているので、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部を集中的に冷却することができ、巻上機をより小形化することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による巻上機を示す半断面図である。図において、巻上機は、ベース１、背面板２、回転体４、ブレーキ装置５、回転子１２、及び固定子６を有している。

ベース１には、背面板２が立設されている。背面板２の一側中央部には、主軸７が水平に固定されている。主軸７の外周部には、複数の軸受８が設けられている。回転体４は、主軸７によって軸受８を介して回転自在に支持されている。

回転体４は、円板部１１、円板部１１の背面板２側の面から突出した円筒状の綱車部９、及び綱車部９の内部で円板部１１から突出した円筒状の主軸挿入部３を有している。これらの円板部１１、綱車部９及び主軸挿入部３は、回転体４に一体的に形成されている。また、綱車部９と主軸挿入部３とは、同軸に配置されている。

綱車部９と主軸挿入部３との間には、環状溝４ａが形成されている。綱車部９の外周には、複数の主索（図示せず）が巻き掛けられる複数の綱溝９ａが設けられている。主軸挿入部３の内側には、主軸挿入孔３ａが設けられている。主軸挿入孔３ａには、主軸７及び軸受８が挿入される。

円板部１１の周縁部には、フランジ状の制動部１０が設けられている。制動部１０の両面には、制動面１０ａが設けられている。ブレーキ装置５は制動部１０を挟持する一対のブレーキシュー５ａを有している。即ち、各ブレーキシュー５ａは、回転体４の制動時に制動面１０ａに押しつけられる。例えば、ブレーキ装置５としては、電磁ブレーキ装置が用いられる。電磁ブレーキ装置においては、制動ばねのばね力によりブレーキシュー５ａが制動部１０に押しつけられて回転体４の回転が制動されるとともに、電磁マグネットを励磁することによりブレーキシュー５ａが制動面１０ａから開離され、制動が解除される。

回転子１２は、主軸挿入部３の外周面に固定された内側回転子１２ａと、綱車部９の内周面に固定された外側回転子１２ｂとを有している。内側回転子１２ａと外側回転子１２ｂとは、同軸の円環状に配置されている。

固定子６は、背面板２に固定されている（固定箇所は図示せず）。また、固定子６は、内側回転子１２ａ及び外側回転子１２ｂと、それぞれギャップ１８を介して対向するように配置されている。固定子６、内側回転子１２ａ、及び外側回転子１２ｂは、環状溝４ａ内に収容されている。

ここで、この実施の形態１によるエレベータ用トロイダル巻線モータは、固定子６、回転子１２、及びそれらを囲むハウジング１９を有するものである。ハウジング１９は、背面板２及び回転体４を有している。

ハウジング１９には、ハウジング１９外から冷却風を取り込むための複数の第１，２の冷却風導入孔１３ａ，１３ｂと、ハウジング１９外へ冷却風を導出するための複数の第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄとが設けられている。第１，２の冷却風導入孔１３ａ，１３ｂは背面板２に設けられている。第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄは円板部１１に設けられている。また、第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄは環状溝４ａの底部に設けられていると言うこともできる。第１，２の冷却風導入孔１３ａ，１３ｂと、第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄとは、それぞれ固定子６に臨んで配置されている。

図２は、図１のエレベータ用トロイダル巻線モータを背面板２側から見た説明図である。図において、固定子６は、バックヨーク部１４、複数のティース部１５、及び複数の巻線部１６を有している。バックヨーク部１４及びティース部１５は、環状の固定子鉄心に一体に形成されている。即ち、バックヨーク部１４は、固定子鉄心の環状部分である。また、ティース部１５は、固定子鉄心のバックヨーク部１４から周方向に互いに間隔をおいて径方向に突出している部分である。

ティース部１５間のバックヨーク部１４には、巻線部１６が設けられている。巻線部１６は、バックヨーク部１４にエナメル線を直接巻きつけることによって構成されている。

固定子６の径方向においては、巻線部１６の長さよりもティース部１５の長さの方が大きい。これによって、各ティース部１５の間には空間、即ち通風路１７が形成されている。通風路１７は、主軸挿入部３側の内側通風路１７ａ、及び綱車部９側の外側通風路１７ｂを有している。

第１の冷却風導入孔１３ａは、内側通風路１７ａに対向して配置されている。第２の冷却風導入孔１３ｂは、外側通風路１７ｂに対向して配置されている。第１の冷却風導出孔１３ｃは内側通風路１７ａに対向して配置され、第２の冷却風導出孔１３ｄは外側通風路１７ｂに対向して配置されている。言い換えると、第１の冷却風導入孔１３ａと第１の冷却風導出孔１３ｃとの間には内側通風路１７ａのみが配置されている。また、第２の冷却風導入孔１３ｂと第２の冷却風導出孔１３ｄとの間には外側通風路１７ｂのみが配置されている。

次に、作用について説明をする。回転体４を回転させるときには、巻線部１６に電流が流され、巻線部１６は熱を発する。このとき、冷却風が、第１，２の冷却風導入孔１３ａ，１３ｂから導入され、通風路１７ａ，１７ｂを通過し、第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄから導出されることによって、巻線部１６が第１に冷却される。

このようなトロイダル巻線モータは、通風路１７に対向して冷却風導入孔１３ａ，１３ｂが設けられ、冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄが設けられているので、冷却風導入孔１３ａ，１３ｂから取り込まれた冷却風が通風路１７を通って冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄから導出され、これによって、巻線部１６に冷却風を集中的に供給することができる。従って、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部１６を集中的に冷却することができ、巻上機を小形化することができる。

なお、ハウジング１９内に冷却風を強制的に導入するための送風手段等を冷却風導入孔１３ａ，１３ｂに設けてもよい。

また、背面板２に第１，２の冷却風導入孔１３ａ，１３ｂが設けられ、円板部１１に第１，２の冷却風導出孔１３ｃ，１３ｄが設けられていたが、これとは逆に、円板部に複数の冷却風導入孔を設け、背面板に複数の冷却風導出孔を設けてもよい。

実施の形態２．
次に、図３は、この発明の実施の形態２による巻上機を示す半断面図である。図において、背面板２と固定子６との間には、第１の通風管２０及び第２の通風管２１が設けられている。通風管２０，２１は環状の管である。背面板２には、背面板２の外部から冷却風を取り込むための冷却風導入孔（図示せず）が設けられている。通風管２０，２１は冷却風導入孔に接続されている。冷却風導入孔から取り込まれる冷却風は、通風管２０，２１によってティース部１５間を渡って案内される。

図４は、図３のエレベータトロイダル巻線モータを背面板２側から見た説明図である。エレベータトロイダル巻線モータを背面板２側から見たときには、第１の通風管２０は巻線部１６と内側回転子１２ａとの間に配置され、第２の通風管２１は巻線部１６と外側回転子１２ｂとの間に配置されている。

第１の通風管２０には、第１の通風管２０の長さ方向に互いに距離をおいて、複数の第１の開口部２０ａが設けられている。第２の通風管２１には、第２の通風管２１の長さ方向に互いに距離をおいて、複数の第２の開口部２１ａが設けられている。第１の開口部２０ａは、内側通風路１７ａに対向してかつ近接して配置されている。また、第１の開口部２０ａは、第１の冷却風導出孔１３ｃにも対向している。第２の開口部２１ａは外側通風路１７ｂに対向してかつ近接して配置されている。また、第２の開口部２１ａは第２の冷却風導出孔１３ｄにも対向している。第１の開口部２１ａと第１の冷却風導出孔１３ｃとの間には、内側通風路１７ａのみが配置されており、第２の開口部２１ａと第２の冷却風導出孔１３ｄとの間には、外側通風路１７ｂのみが配置されている。

図５は、図４の通風管２０の一部を示す概略の斜視図である。この例では、通風管２０は、長さ方向に互いに連結された複数の単位管２３によって構成されている。通風管２０の一部である単位管２３は、１つのティース部１５とそのティース部１５に隣接したティース部１５との間を渡す長さを有している。また、単位管２３には、一つの開口部２０ａが設けられている。さらに、単位管２３はティース部１５に接続された接続部２４を有している。

ティース部１５には、接続部２４が接続された接続溝２５が設けられている。接続溝２５に接続部２４が接続されることによって、ティース部１５に単位管２３が固定されている。

なお、第２の通風管２１についても第１の通風管２０と同様の単位管２３によって構成されている。

通風管２０，２１内を通過する冷却風の方向は、一方向に設定することができる。その設定方法としては、例えば、送風機を用いて冷却風導入孔から通風管に対して風を送り込む（圧力を掛ける）方法等がある。その他の構成については実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ用トロイダル巻線モータは、第１及び第２の通風管２０，２１によって、冷却風がティース部１５間を渡って案内され、案内された冷却風が開口部２０ａ，２１ａからティース部１５間の空間へと吹き出るので、巻線部１６に冷却風を集中的に供給することができる。従って、巻上機の温度上昇の主要因となる巻線部１６をさらに集中的に冷却することができ、巻上機を小形化することができる。

また、開口部２０ａ，２１ａがティース部１５間の空間に近接して設けられているので、実施の形態１に比べ、巻線部１６に供給される冷却風の流速の減速が少なくなる。従って、巻線部１６の冷却効率がより向上し、巻上機をより小形化することができる。

さらに、複数の単位管２３が連結されることによって、第１及び第２の通風管２０，２１が構成されるので、巻上機の組み立てのとき又は通風管２０，２１の保守のとき等に、作業性をより向上させることができる。

なお、実施の形態２において、第１及び第２の通風管２０，２１は、ティース部１５に固定されていたが、通風管を固定するための接続先はティース部に限られることはなく、例えばハウジングやバックヨーク部等であってもよい。

また、実施の形態２では、各単位管２３に１つの開口部２０ａ又は２１ａが設けられていたが、各単位管に複数の開口部を設けてもよい。

さらに、実施の形態２では、それぞれの通風管２０，２１の形状は単位管２３が連なって構成された連続かつ環状の管であるように説明したが、通風管の形状は環状に限定されることはなく、例えば円弧状であってもよい。また、それぞれの通風管は固定子の周方向に分割されていてもよい。言い換えると、冷却風は、複数かつ任意の形状の通風管によってティース部間を渡って案内することができる。

実施の形態３．
次に、図６は、この発明の実施の形態３による巻上機を示す半断面図である。図において、背面板２には、冷却手段３０が設けられている。冷却手段３０は第１及び第２の通風管２０，２１に接触している。冷却手段３０としては、例えば冷却水が環流される水冷式冷却器、又は背面板２外部の空気を冷却し、通風管２０，２１に冷却された空気を吹きかける熱交換機及びファンの組み合わせ等が用いられる。その他の構成は、実施の形態２と同様である。

このようなエレベータ用トロイダル巻線モータは、冷却手段３０によって、第１及び第２の通風管２０，２１が冷却されることによって、第１及び第２の通風管２０，２１の開口部２０ａ，２１ａからティース部１５間に供給される冷却風が冷却されるので、実施の形態２の効果に加え、さらに巻線部１６の冷却効率を高めることができ、巻上機をより小形化することができる。

なお、実施の形態３では、冷却手段３０は通風管２０，２１を冷却することで、巻線部１６に供給される冷却風を冷却したが、冷却手段はティース部間の空間にハウジング外の空気よりも冷却された冷却風を供給してもよい。

この発明の実施の形態１による巻上機を示す半断面図である。 図１のエレベータトロイダル巻線モータを背面板側から見た説明図である。 この発明の実施の形態２による巻上機を示す半断面図である。 図３のエレベータトロイダル巻線モータを背面板側から見た説明図である。 図４の通風管の一部を示す概略の斜視図である。 この発明の実施の形態３による巻上機を示す半断面図である。

符号の説明

２ 背面板、３ 主軸挿入部、４ 回転体、６ 固定子、１１ 円板部、１２ 回転子、１２ｂ 外側回転子、１２ａ 内側回転子、１３ａ，１３ｂ 第１，２の冷却風導入孔、１３ｃ，１３ｄ 第１，２の冷却風導出孔、１４ バックヨーク部、１５ ティース部、１６ 巻線部、１７ａ 内側通風路、１７ｂ 外側通風路、１９ ハウジング、２０，２１ 第１，２の通風管、２０ａ，２１ａ 第１，２の開口部、２３ 単位管、３０ 冷却手段。

Claims (4)

1. 外部から冷却風を取り込むための冷却風導入孔を有するハウジングと、
   環状のヨーク部、互いに距離を置いて上記ヨーク部から径方向に突出する複数のティース部、及び上記ティース部間の上記ヨーク部に設けられた巻線部を有し、上記ハウジング内に配置された固定子と、
   上記固定子に対向して設けられた回転子と
   を備え、
   上記冷却風導入孔は、上記巻線部が上記冷却風によって冷却されるように上記各ティース部間の空間に臨んで配置されていることを特徴としたエレベータ用トロイダル巻線モータ。
2. 外部から冷却風を取り込むための冷却風導入孔を有するハウジングと、
   環状のヨーク部、互いに距離を置いて上記ヨーク部から径方向に突出する複数のティース部、及び上記ティース部間の上記ヨーク部に設けられた巻線部を有し、上記ハウジング内に配置された固定子と、
   上記固定子に対向して設けられた回転子と、
   上記冷却風導入孔に接続され、上記冷却風導入孔から取り込まれる冷却風を上記ティース部間を渡って案内するように設けられている通風管と
   を備え、
   上記通風管には、上記巻線部が上記冷却風によって冷却されるように上記各ティース部の間の空間に近接して複数の開口部が設けられていることを特徴とするエレベータ用トロイダル巻線モータ。
3. 上記通風管は、その長さ方向に互いに連結される複数の単位管によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用トロイダル巻線モータ。
4. 上記冷却風を冷却するために上記通風管を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエレベータ用トロイダル巻線モータ。

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