JP5573572B2 - エレベータ用巻上機 - Google Patents

Description

この発明は、エレベータ用巻上機に関するものである。

従来のエレベータ用巻上機は、電動機の回転子と綱車が取付けられた回転軸を、軸受台に設けられた軸受で回転可能に支持して構成されている。そして、綱車に巻き掛けられたロープの一端にかごが吊られ、他端におもりが吊られており、電動機を駆動すると回転子、回転軸及び綱車が回転するのに伴いかごが昇降する。軸受には潤滑剤としてグリースを使用しており、グリースは温度が低いと粘度が高いので、軸受が回転する際のグリースの攪拌抵抗が大きく、巻上機の効率は低くなる。反対にグリース温度が高いと粘度が低いので、攪拌抵抗が小さく、巻上機の効率は高くなる。そして、エレベータが運転されると、電動機の主にコイルとコイルが巻かれた鉄心で廃熱が発生し、この熱が回転軸などを経由して軸受に伝わりグリース温度が高くなるので、巻上機の効率が高くなり省電力が図れる。（例えば、特許文献１参照）。

WO２００２／０４８０１６（第５頁、第１図）

ところで、巻上機の設置場所の気温が低くてグリースの温度が低い場合や、エレベータの運転頻度が少なくて電動機の廃熱が少なく、回転軸などを経由して軸受に伝わる熱も少ない場合がある。これらの場合は、グリースの温度が上がりにくいので巻上機の効率が低くなり、省電力が図れない。この対策としては、回転軸の材料を熱伝導率の値が大きい材料に変更すれば、電動機の廃熱を伝えやすくなりグリースの温度が上がりやすくなる。しかし、回転軸は強度を要求される部材であるため材料選択の際には強度が優先され、熱伝導率の値の大きさを基準に選択できない。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、巻上機の設置場所の気温が低くてグリースの温度が低い場合や、エレベータの運転頻度が少なくて電動機の廃熱が少ない場合でも、軸受のグリース温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機の効率を上げ、省電力を図ることを目的とする。

本発明に係るエレベータ用巻上機は、基台に設けられ、グリースで潤滑される軸受と、基台に設けられ、回転子を有する電動機と、軸受で回転可能に支持され、かごが懸架された綱車及び回転子が外周部に取付けられ、回転子が取付けられている回転子取付部から軸受で支持されている軸受支持部まで連通した孔を軸心部に有する軸と、孔の内部に設けられ、回転子取付部に対応する孔の内周面に密接する第１の密接部を有し、軸受支持部に対応する孔の内周面に密接する第２の密接部を有し、第１の密接部及び第２の密接部以外は孔の内周面との間に隙間を有し、軸よりも熱伝導率の値が大きい熱伝導部材とを備えている。

本発明によれば、エレベータが起動され電動機が駆動されると電動機から廃熱が発生し、この熱が回転子から軸を経由して軸受のグリースへ伝わる。また、回転子から軸に伝わった熱は、熱伝導部材の第１の密接部へも伝わり、熱伝導部材の第２の密接部まで伝わった後、軸を経由して軸受のグリースへ伝わる。
このとき熱伝導部材の熱伝導率の値は軸よりも大きいので、軸だけを経由して伝わるのに比べて、より多くの熱が軸受のグリースに伝わり、グリースの温度は上がり易い。また、熱伝導部材は第１の密接部と第２の密接部のみで軸と接触しており、それ以外の部分では接触していない。よって、一旦第１の密接部に伝わった熱は、綱車などの他の部分に分散することなく、第２の密接部から軸を経由して軸受のグリースへ伝わるのでグリースの温度は上がり易い。

このため、巻上機の設置場所の気温が低くてグリースの温度が低い場合や、エレベータの運転頻度が少なくて電動機の廃熱が少ない場合でも、軸受のグリース温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機の効率を上げ、省電力を図ることができる。

本発明に係るエレベータ用巻上機は、軸受が複数設けられているのに対応して、軸受支持部に対応する孔の内周面に密接する第２の密接部が複数設けられていることが好ましい。
本発明によれば、電動機の廃熱は回転子から軸を経由して軸受のグリースへ伝わる。また、回転子から軸に伝わった熱は、熱伝導部材の第１の密接部へも伝わり、それぞれの軸受に対応して設けられている第２の密接部まで伝わった後、軸を経由してそれぞれの軸受のグリースへ伝わる。
このため、１台の巻上機に複数の軸受が設けられていても、それぞれの軸受のグリース温度を上げてグリースの粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機の効率を高くし、省電力を図ることができる。

本発明に係るエレベータ用巻上機は、軸受のうち少なくとも１つの軸受が綱車に対して電動機の反対側に設けられており、該軸受を加熱できる加熱器を該軸受の近傍の基台に設けることが好ましい。
本発明によれば、軸受が綱車に対して電動機の反対側に設けられているために、この軸受と電動機の位置が離れており、電動機の廃熱が軸と熱伝導部材を経由して軸受のグリースに伝わるまでには時間が掛かる。しかし、電動機の廃熱がグリースに伝わって来るまでの間は、この軸受を加熱器で加熱することにより、グリースの温度を上げることができる。そして、電動機の廃熱が軸と熱伝導部材を経由して軸受のグリースに伝わるようになれば、加熱器の加熱を停止する。

このため、軸受と電動機の間に綱車が設けられており、電動機の廃熱が軸受のグリースに伝わるまでに時間が掛かる場合は、電動機の廃熱が伝わるまでの間は、加熱器により軸受のグリースの温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機の効率を上げ、省電力を図ることができる。

本発明によれば、巻上機の設置場所の気温が低くてグリースの温度が低い場合や、エレベータの運転頻度が少なくて電動機の廃熱が少ない場合でも、軸受のグリース温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機の効率を上げ、省電力を図ることができる。

本発明の一実施の形態を示すエレベータ用巻上機の断面図である。 本発明の他の実施の形態を示すエレベータ用巻上機の断面図である。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１によって説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベータ用巻上機１の断面図である。
図１において、軸３は一端部と中間部をそれぞれ回転可能に軸受１５と軸受１７で支持されており、軸受１５と軸受１７で支持された部分の中間部には綱車５が取付けられている。また、軸３の他端部には電動機７の回転子２７が取付けられており、回転子２７の外周部には磁石２６が取付けられている。

軸３の一端部を支持している軸受１５は、台９の上に設けられた軸受台１１に取付けられている。軸３の中間部を支持している軸受１７は、台９の上に設けられた枠１３に取付けられている。枠１３は電動機７の外郭と軸受台を兼ねており、枠１３には磁石２６と対向するようにコイル２５が取付けられている。これら台９、軸受台１１、枠１３が基台であり、軸受１５と軸受１７は、この基台に設けられている。図示してないが、綱車５に巻き掛けられたロープの一端にはかごが吊られ、他端にはおもりが吊られている。

軸３の軸心部には、軸心方向に貫通した孔３aが設けられており、孔３aの中には熱伝導部材としての伝熱体２２が設けられている。そして、伝熱体２２には第１の密接部としての密接部２２aと、第２の密接部としての密接部２２b及び密接部２２cが設けられている。密接部２２aの外周面は、孔３aの内周面３ｂのうち回転子２７取付部に対応する部分と密接している。密接部２２bの外周面は、孔３aの内周面３ｂのうち軸受１７支持部に対応する部分と密接している。密接部２２cの外周面は、孔３aの内周面３ｂのうち軸受１５支持部に対応する部分と密接している。

そして、密接部２２a、密接部２２b、密接部２２c以外の部分では、伝熱体２２と孔３ａの内周面３ｂの間には隙間が設けられている。伝熱体２２は、軸３よりも熱伝導率の値が大きい材料で製作してある。例えば、軸３が炭素鋼を主成分とした材料の場合は、伝熱体２２は銅合金やアルミニウム合金で製作する。

次に巻上機１の動作について説明する。エレベータが起動されて電動機７のコイル２５に電流を流すと、磁石２６が取付けられた回転子２７が軸３及び綱車５とともに回転する。そして、図示してないが、綱車５に巻き掛けられたロープに吊られた、かごとおもりが昇降する。コイル２５に電流を流すと、主にコイル２５とコイル２５が巻かれている鉄心（図示せず）で廃熱が発生する。

これらの熱は主に３つの経路を通ってグリース２０に伝わる。１つ目の経路は、枠１３を伝わって軸受１７のグリース２０に伝わる。２つ目の経路は、熱放射により磁石２６に伝わった後、回転子２７に伝わり、更に軸３を経由して軸受１５のグリース２０と軸受１７のグリース２０へ伝わる。３つ目の経路は、熱放射により磁石２６に伝わり、回転子２７を経由して軸３へ伝わった後、密接部２２ａに伝わり、更に密接部２２ｂから軸３を経由して軸受１７のグリース２０へ伝わるとともに、密接部２２ｃから軸３を経由して軸受１５のグリース２０へ伝わる。このように電動機７で発生した廃熱はグリース２０に伝わり、グリース２０の温度が上がる。

このように構成されたエレベータ用巻上機1によれば、電動機７で発生する廃熱は、３つの経路を通って軸受１７のグリース２０に伝わる。そして、伝熱体２２の熱伝導率の値は軸３よりも大きいので、枠１３と軸３の２つの経路だけを経由して伝わる場合と比べると、より多くの熱がグリース２０に伝わり、グリース２０の温度は上がり易い。
同様に、電動機７で発生する廃熱は、２つの経路を通って軸受１５のグリース２０に伝わる。そして、伝熱体２２の熱伝導率の値は軸３よりも大きいので、軸３だけを経由して伝わる場合と比べると、より多くの熱がグリース２０に伝わり、グリース２０の温度は上がり易い。

また、伝熱体２２は密接部２２a、密接部２２b、密接部２２cの部分のみで軸３と密接しており、それ以外の部分では接触していないので、一旦密接部２２aに伝わった熱は、途中で綱車５などの他の部分に分散することなく、軸受１５のグリース２０と軸受１７のグリース２０に伝わるのでグリース２０の温度は上がり易い。

このため、巻上機１の設置場所の気温が低くてグリース２０の温度が低い場合や、エレベータの運転頻度が少なくて電動機７の廃熱が少ない場合でも、電動機７の廃熱を利用して軸受１５と軸受１７のグリース２０の温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機１の効率を上げ、省電力を図ることができる。

なお、実施の形態１では軸受が２つ設けられた巻上機について説明したが、軸受が１つ設けられた巻上機でも同様に省電力を図ることができる。

実施の形態２．
本発明の他の実施の形態を図２によって説明する。図２は本発明の他の実施の形態を示すエレベータ用巻上機１００の断面図である。図２において、軸受１５と近い位置となるように加熱器１１０が軸受台１１に取付けられている。
なお、他の実施の形態と同一符号の構成品は、本実施の形態において同一部分を示し、説明を省略する。

エレベータが長時間停止していて軸受１５と軸受１７のグリース２０の温度が低い状態から、エレベータを稼動させた場合は、グリース２０の粘度が高く、回転時の攪拌抵抗が大きいので巻上機１００の効率は低い。引き続いてエレベータが運転されると、主にコイル２５とコイル２５が巻かれている鉄心（図示せず）で発生した廃熱が、枠１３、軸３及び伝熱体２２を経由する３つの経路を通って軸受１７のグリース２０に伝わる。これにより軸受１７のグリース２０の温度が上がって粘度は低くなり、回転時の攪拌抵抗が小さくなる。

しかし、軸受１５と電動機７の間には綱車５が設けられており、軸受１５と電動機７の位置は離れている。このため電動機７で発生した廃熱が、軸３及び伝熱体２２を通って軸受１５のグリース２０に伝わり温度が上がるまでには時間が掛かる。このような状態の場合に、電動機７の廃熱が軸受１５に伝わって来るまでの間は、加熱器１１０により軸受１５を加熱する。これにより軸受１５のグリース２０の温度が上がって粘度は低くなり、回転時の攪拌抵抗が小さくなる。そして、電動機７の廃熱が軸受１５のグリース２０に伝わるようになれば、加熱器１１０の加熱を停止する。

このように構成されたエレベータ用巻上機１００によれば、軸受１５と電動機７の間に綱車５が設けられており、電動機７の廃熱が軸受１５のグリース２０に伝わるまでに時間が掛かる。しかし、電動機７の廃熱が伝わるまでの間は、加熱器１１０により軸受１５のグリース２０の温度を上げて粘度を低くし、回転時の攪拌抵抗を小さくして巻上機１００の効率を上げ、省電力を図ることができる。

１ 巻上機、 ３ 軸、 ３a 孔、 ３b 内周面、 ５ 綱車、 ７ 電動機、 ９ 台、 １１ 軸受台、 １３ 枠、 １５ 軸受、 １７ 軸受、 ２０ グリース、２２ 伝熱体、 ２２ａ 密接部、 ２２ｂ 密接部、 ２２ｃ 密接部、 ２５ コイル、 ２６ 磁石、 ２７ 回転子、 １００ 巻上機、 １１０ 加熱器。

Claims (3)

1. 基台に設けられ、グリースで潤滑される軸受と、
   前記基台に設けられ、回転子を有する電動機と、
   前記軸受で回転可能に支持され、かごが懸架された綱車及び前記回転子が外周部に取付けられ、前記回転子が取付けられている回転子取付部から前記軸受で支持されている軸受支持部まで連通した孔を軸心部に有する軸と、
   前記孔の内部に設けられ、前記回転子取付部に対応する前記孔の内周面に密接する第１の密接部を有し、前記軸受支持部に対応する前記孔の内周面に密接する第２の密接部を有し、前記第１の密接部及び前記第２の密接部以外は前記孔の内周面との間に隙間を有し、前記軸よりも熱伝導率の値が大きい熱伝導部材と、
   を備えたことを特徴とするエレベータ用巻上機。
2. 前記軸受が複数設けられているのに対応して、
   前記軸受支持部に対応する前記孔の内周面に密接する前記第２の密接部が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用巻上機。
3. 前記軸受のうち少なくとも１つの軸受が前記綱車に対して前記電動機の反対側に設けられており、該軸受を加熱できる加熱器を該軸受の近傍の前記基台に設けたことを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用巻上機。

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