JP4236075B2 - エレベータ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエレベータの運転を制御するエレベータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータ制御装置として、先ず日本出願特開平４−３３８０７４号公報に掲載された発明を、図７にて説明する。
【０００３】
図７において、エレベータ制御装置の筐体１０１内に配置されたエレベータの運転を制御するための各種電気部品の中には、大電力半導体素子等の発熱部品１０３が放熱フィン１０２等に実装されている。この放熱フィン１０２の放熱部１０２ａの全体や放熱フィン１０２に実装された各種電気部品等を冷却するに適当な位置には冷却ファン１０４を配置して、放熱フィン１０２の放熱部１０２ａの全体を冷却する空気流Ａを冷却空気流入口１０５から取り込んで、第一の冷却風風路１１１を通して冷却風流出口１０６へと送風すると共に、放熱フィン１０２に実装された各種電気部品を冷却する空気流Ｂを冷却空気流入口１０５から取り込んで、第二の冷気風風路１１２を通して冷却空気流出口１０６へと送風している。
【０００４】
尚、図中の１０７はプリント配線基板、１０８は取付板、１０９は各種搭載部品、１１３は発熱部品１０３に取り付けられた抵抗やコンデンサ等から成るスナバであり、大電力半導体素子がスイッチングする際に発生するサージ電圧を抑制するものである。
【０００５】
次に、図８において、日本出願特開平３−１８５６９号公報に掲載されたエレベータシステムにおけるエレベータ制御装置の配置例を示す。図中の２０８がエレベータ制御装置として、乗場の図上右側の点検扉２１４の奥に配置された主制御盤であり、２０９が同じくエレベータ制御装置としてエレベータ昇降路２０２の内壁側に取り付けられた付属制御盤である。この配置例のように、近年では、エレベータシステムの設置スペースの縮小化に応じて、限られた狭いスペースにこの種のエレベータ制御装置が配置されるため、当該装置の薄型化が要請されている。
【０００６】
従来のエレベータ制御装置は、上記従来例のように、当該装置の筐体内に配置された発熱部品を冷却するに当たり、冷却ファンの風を発熱部品に直接当てることで、冷却効果を高めるという発想に基づいていたため、冷却ファンの設置はその回転軸が発熱部品に向けられていた。即ち、図７で示す従来例の通り、縦長に形成された制御装置の筐体の内部側面に配置された発熱部品に対し、下方から上方に向けて冷却風を送るため、冷却ファンの回転軸は垂直上方に向けられて配置されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近時のエレベータシステムでは、図８に示されるように、機械室などが廃されたりして、この種の制御装置はエレベータの昇降路の内壁等、限られたスペースに設置し、エレベータシステムの設置場所の省スペース化を図りたい、という要請が高まってきた。
【０００８】
しかし、従来の発想によれば、縦長の筐体内部に配置された発熱部品に直接風を当てるには、どうしても、冷却ファンの回転軸を垂直上方に向けねばならず、これでは、制御装置の筐体の奥行き（厚さ）を冷却ファンの直径以下とすることができず、筐体の薄型化即ちエレベータ制御装置の薄型化が困難で、エレベータ昇降路内等限られた小スペースへの配置が難しかった。
【０００９】
又、回転軸が短く、従って、薄型の冷却ファンをその回転軸が水平方向となる姿勢で配置しようとすると、縦長の筐体内に配置された発熱部品に直接ファンの冷風が当たらない上、筐体内での風の流れが不具合となって、冷却効果が上がらない、という問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題を解決し、冷却能力に優れた薄型のエレベータ制御装置の提供を目的とする。
【００１１】
本発明は、筐体が縦長に形成されたエレベータ制御装置において、前記筐体の下部側に空気取入れ口としての吸気口を設け、筐体の上部側に筐体内の空気吐き出し口としての排気口を設け、筐体内に配置されるヒートパイプの放熱フィンを前記排気口に臨ませ、更に、筐体内の空気を前記放熱フィンに当てながら前記排気口から吐き出すように排気ファンを配置すると共に、筐体内には、上記吸気口から吸引された風が前記排気ファンに到る風路に沿って要発熱機器を配置した構成としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
【００１３】
図１はエレベータが上下動する昇降路の水平断面図、図２は本発明のエレベータ制御装置の外観斜視図、図３は垂直断面図、図４は要部拡大斜視図である。図１乃至図４において、１は昇降路、２は乗り場、３は客が乗り込むかご、４はエレベータの昇降を案内するガイドレール、５はエレベータの重さと釣り合わせた釣合重り、６は釣合重りの昇降を案内するガイドレール、１０は昇降路１の内壁に取り付けられたエレベータ制御装置である。
【００１４】
先ず、実施の形態１に示すエレベータ制御装置の構成を説明する。エレベータ制御装置１０の筐体９は、例えば昇降路１の内壁面に取り付ける都合上、幅に比べて上下方向に長く、奥行き（厚さ）の薄い縦長薄型に形成されている。筐体９の上部側には筐体９内の空気吐き出し口としての排気口１１が、又、筐体９の下部側には空気取入れ口としての吸気口１２が上下方向へ離されて設けられている。
【００１５】
この例では、排気口１１や吸気口１２は筐体９の表面、即ち、筐体９が昇降路１の壁面に取り付けられた状態においてエレベータ側に向いた面に設けてあるが、必ずしも、当該表面でなくてもよい。取付環境の設定如何によっては、排気口１１は筐体９の裏面に設けてもよいし、又、吸気口１２は筐体９の下部側に設けられていればよく、その位置は筐体９の裏面、側面、或いは底面の何れであってもよい。
【００１６】
図中の符号１３は筐体９内に配置されるヒートパイプである。ヒートパイプ１３は、その放熱フィン１９が上記排気口１１をその内側から被うように配置されている。この放熱フィン１９には、筐体９内の空気が放熱フィン１９に当って排気口１１から吐き出るように、当該放熱フィン１９に臨ませて排気ファン１４が配置されている。
【００１７】
この例では、排気口１１と放熱フィン１９と排気ファン１４とは、排気ファン１４からの排気が放熱フィン１９を通って排気口１１から吐き出されるよう、排気口１１と放熱フィン１９とに相対させており、排気ファン１４は、その回転軸が排気口１１と放熱フィン１９との平行面に対して垂直方向に向くように配置されている。
【００１８】
しかし、排気ファン１４は、必ずしも、排気口１１と放熱フィン１９との平行面に対して垂直方向である必要はなく、例えば、排気ファン１４から排気口１１に至るダクトを設ける（図示せず）等して、要するに筐体９内の空気を効率良く排気させることができれば、排気口１１と放熱フィン１９との平行面に対して回転軸が傾むいた状態で排気ファン１４が配置されてもよい。
【００１９】
尚、排気ファン１４はその回転軸が短い程、排気口１１の表面（筐体９の表面）側から排気ファン１４の背面（筐体９の内部裏面側）側までの長さ、即ち、排気口１１と放熱フィン１９と排気ファン１４との重なりの厚さを小さくすることができ、従って、筐体９の奥行き（厚さ）を小さくすることができる。
【００２０】
筐体９内には、エレベータ制御装置１０を構成する各種の電気部品が配置されるが、その内、冷却を要する各種の発熱部品１６、例えば、かご３を昇降させるためのモータを駆動するインバータを構成するパワーモジュール、制御基板等の発熱素子、或いは又、若干の発熱を伴うプリント基板１７等は、吸気口１２から吸引された風が排気ファン１４に到る風路２１に沿うように配置されている。
【００２１】
次に、動作を説明する。排気ファン１４の作用によって筐体９内の空気が排気口１１から吐き出されるため、昇降路１内の空気が吸気口１２から筐体９体内へと流入する。この流入した空気（冷気）が筐体９内を上昇する際に、上昇する空気の風路２１沿いに配置された各種の発熱部品１６，１７が冷却される。
【００２２】
発熱部品１６，１７により熱せられた空気（暖気）は、比重が軽くなって一段と上昇力が強まるため、吸気口１２からの新たな空気（冷気）の流入が促される。
【００２３】
他方、上昇した空気は排気ファン１４と筐体９の裏面との間に達して、排気ファン１４によりヒートパイプ１３の放熱フィン１９を冷却しながら排気口１１から筐体９の外へと排出される。
【００２４】
上記ヒートパイプ１３の下部には、冷却を要する発熱部品１６をヒートパイプ１３に接触させて配置して、発熱部品１６の熱をヒートパイプ１３に伝達させている。ヒートパイプ１３の内部に封入されている熱媒体は、発熱部品１６の熱を受けて、排気ファン１９側へと上昇し、今度は、排気ファン１４によって排気フィン１９へ吹き付けられる空気によって冷却され、、再びヒートパイプ１３の下部へと降下する。
【００２５】
各種の制御機器が配置される筐体９は、縦長薄型の上部側に排気口１１、下部側に吸気口１２を設けて煙突状に形成してあるため、筐体９内では上昇気流が発生し易い構造となっている。
【００２６】
従って、発熱部品１６によって生ずる熱は、排気ファン１４によって起こされる筐体９内の上昇気流と、ヒートパイプ１３の熱媒体による吸熱作用と熱循環と、ヒートパイプ１３の放熱フィン１９に対する排気ファン１４による強制冷却とによって、極めて効率良く冷却されることになる。
【００２７】
この実施の形態１によれば、排気ファン１４に対して平坦且つ通風方向が筐体９の表面に対して垂直方向になるようヒートパイプ１３を配置しているので、制御装置の薄型化を妨げることなく、冷却能力を高めることができる。
【００２８】
又、排気ファン１４の直径の大きさは、筐体９の幅に影響を与えるだけであって、筐体９の奥行き（厚さ）は何の制限も受けないので、直径が所要の大きさの排気ファンを用いて冷却能力を高める一方で、エレベータ制御装置の奥行きを薄くすることができる。
【００２９】
又、エレベータ制御装置の筐体９自体を空気の通るダクトとして利用し、筐体９の下部側の吸気口１２から上部側の排気口１１まで気流の通り易い煙突状の構造としてあるので、その風路２１に配置された発熱部品１６，或いは、後述するヒートパイプ１３やその冷却ベース１５に密着された発熱部品１６だけでなく、当該ヒートパイプ１３や冷却ベース１５に密着或いは接触されない他の発熱部品１６や若干の発熱を伴うプレート基板１７等の各種機器類を、吸気口１２から排気口１１に至る風路２１に配置するだけでも、筐体９内の上昇気流の発生を強力に促して、通過風量を増大させ、この風路２１を通過する空気の吸熱作用によって空冷効果を大いに発揮させることができる。
【００３０】
又、上記のように冷却能力に優れた薄型のエレベータ制御装置を得ることができるので、この制御装置を機械室壁面、とりわけ、設置スペースの限られた昇降路内の壁面や乗場戸袋裏側等、或いは機械室を持たないエレベータシステムにおいて、限られたスペースや既存の隙間空間を利用して、容易に制御装置を設置することができる。又、その据え付け性も良い。
【００３１】
図４において、ヒートパイプ１３について説明する。この形態で示すヒートパイプ１３は、上部側に放熱フィン１９を、下部側に冷却ベース１５を備えている。
【００３２】
上記の放熱フィン１９は、排気口１２と排気ファン１４との間に延在するヒートパイプ１３の部分に多数取り付けられている。この放熱フィン１９に排気ファン１４の空気を当てることで、ヒートパイプ１３の冷却効率を向上させている。
【００３３】
他方、冷却ベース１５には、発熱部品１６が密着配置され、発熱部品１６の熱が冷却ベース１５を介して内部の熱媒体（図示せず）で吸熱させることで、当該発熱部品１６を冷却している。
【００３４】
この冷却ベース１５によって、発熱部品１６とヒートパイプ１３との熱の伝達効率が向上し、薄型でコンパクトな筐体９内に配置された発熱部品１６の放熱が、このヒートパイプ１３及びその放熱フィン１９を介して速やかに排気口１１まで伝達され、筺体９内の温度上昇を効率的に抑制することができる。
【００３５】
図示の冷却ベース１５は、厚さのある板状に形成されており、その板状の上部側端面には、ヒートパイプ１３の下端の挿入で接続されるように接続孔２２が穿たれている。
【００３６】
冷却ベース１５は、発熱部品の１６の取り付け及びその熱を効率良く伝達するためにある程度の厚さが必要である。この例では、この厚さを利用して、即ち、厚さ幅に接続孔２２を設けてヒートパイプ１３の下端と接続することで、薄型の筐体９であるにもかかわらず、その筐体９内で、冷却ベース１５上に取り付けられる発熱部品１６の取り付けスペースが確保できると共に、吸気口１２から放熱フィン１９に至る冷却用の気流の流路、即ち風路２１を広く確保することができる。
実施の形態２．
【００３７】
図５は実施の形態２を示すエレベータ制御装置の外観斜視図、図６はその垂直断面図である。図において、上記実施の形態１と同一若しくは同等の部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図５及び図６に示すエレベータ制御装置１０は、上記実施の形態１及び２に示す構成に加えて、その筐体９の排気口１１より更に上方側に換気口２０を設けた構成としたものである。
【００３９】
この換気口２０は筐体９内を上昇してきた暖気を自然排気させるための単なる通気孔である。又、図示の例では、換気口２０が筐体９の表面側に設けられているが、これに限らず、筐体９の上部側の端面、或いは、上部側の側面若しくは背面であってもよい。
【００４０】
次に動作について説明する。排気ファン１４が正常に機能する時には、外の空気（冷気）が吸気口１２から筐体９内に流入して発熱部品１６を冷却する。発熱部品１６から熱を奪った空気は暖気となって筐体９内を上昇する。排気ファン１４は、こうして筐体９の下部から上昇してきた空気（暖気）と、当該排気ファン１４の作用によって負圧となる筐体９上部の換気口２０から流入してきた外の空気（冷気）とが、当該排気ファン１４において合流し、混ざり合ってヒートパイプ１３を冷却することになるので、筐体９内を上昇してきた空気だけでヒートパイプ１３を冷却するよりも、より効果的に冷却することができる。
【００４１】
又、何らかの原因で、排気ファン１４が停止しても、ダクト機能を備えた縦形に形成された筐体９内にあっては、上下方向に長い煙突効果により、上方に集まった空気（暖気）が換気口２０から自然に排気されて行くことで、筐体９内に上昇気流が発生し、吸気口１２から新たに流入してくる外の空気（外気）によって、筐体９内では自然に冷却作用が行なわれる。
【００４２】
又、筐体９内の発熱部品１６は排気口１１よりは下方に配置し、排気口１１より上方の空間は比較的広く、即ち、筐体９の上部側を更に長く形成し、そこに換気口２０を設けることで、筐体９内の温度勾配を大きくし、下方に配置される発熱部品１６をはじめとする各種機器をより低い周囲温度におくことで、筐体９内の冷却効率をより一層高めることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、排気口と放熱フィンと排気ファンとの重なりの厚さを小さくすることができるので、筐体の奥行き（厚さ）が小さい薄型のエレベータ制御装置を提供することができる。
【００４４】
又、筐体内に発生する熱は、排気ファンによって起こされる筐体内の上昇気流と、ヒートパイプの熱媒体による吸熱作用と熱循環と、放熱フィンに対する排気ファンによる強制冷却とによって、極めて冷却効率の良いエレベータ制御装置を提供することができる。
【００４５】
又、筐体自体を空気の通るダクトとして利用しているので、各種機器類を、吸気口から排気口に至る風路に配置するだけ、筐体内に上昇気流の発生を強力に促して、通過風量を増大させ、空冷効果を高めることができる。
【００４６】
又、上記のように冷却能力に優れた薄型のエレベータ制御装置を得ることができるので、機械室壁面、とりわけ、設置スペースの限られた昇降路内の壁面や乗場戸袋裏側等、或いは機械室を持たないエレベータシステムにおいて、限られたスペースや既存の隙間空間を利用して、容易に制御装置を設置することができる。
【００４７】
又、本発明では、ヒートパイプの冷却ベースを厚さのある板状に形成することで、熱伝達性を高めると共に、この厚さを利用して設けた接続孔にヒートパイプの下端を挿入して接続する構成としてあるので、筐体が薄型の筐体であるにもかかわらず、その筐体内で、冷却ベース上への発熱部品の取り付けスペースを広く確保することができ、又、筐体内の風路も広く確保することができる。
【００４８】
又、本発明によれば、筐体上部側に設けた換気口からの空気が、排気ファンにおいて、筐体内を上昇してきた空気（暖気）と合流し、混ざり合ってヒートパイプを冷却するので、筐体内を上昇してきた暖気だけでヒートパイプを冷却するよりも、より効果的にヒートパイプを冷却することができる。
【００４９】
又、筐体上部側に換気口を設けることで、排気ファンが停止しても、筐体内に自然冷却作用を行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
図１はエレベータが上下動する昇降路の水平断面図、
図２は本発明のエレベータ制御装置の外観斜視図、
図３は本発明のエレベータ制御装置の垂直断面図、
図４は本発明のエレベータ制御装置の要部拡大斜視図、
図５は別の実施の形態を示すエレベータ制御装置の外観斜視図、
図６は図５に示すエレベータ制御装置の垂直断面図、
図７は従来のエレベータ制御装置の垂直断面図、
図８は従来のエレベータ制御装置の取付状態を示す水平断面図である。

Claims (5)

1. 縦長に形成された筐体と、
   この筐体の下部側に設けられた吸気口と、
   前記筐体の上部側に設けられた排気口と、
   前記排気口に放熱フィンが望むように前記筐体内に配置されたヒートパイプと
   前記放熱フィンを通って前記排気口から風が抜けるように配置された排気ファンと、
   前記吸気口から吸引されて前記排気ファンに向かって流れる風の風路に沿って配置された発熱部品とを備え、
   前記発熱部品のうち少なくとも一部の発熱部品が前記ヒートパイプに接触配置されたことを特徴とするエレベータ制御装置。
2. 前記発熱部品のうち一部の発熱部品が前記ヒートパイプの冷却ベースから離れて配置されたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御装置。
3. 前記排気ファンが、前記筐体内で前記排気口に相対して配置され、空気を前記吸気口から吸い込み、前記風路および前記ヒートパイプの前記放熱フィンを経由して、前記排気口から排出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエレベータ制御装置。
4. 排気ファンは、その回転軸方向が前記風路の延びる方向に対して直角であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエレベータ制御装置。
5. 前記筐体の前記排気口より上方側に換気口を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエレベータ制御装置。

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