JPH10304641A - エレベータ装置 - Google Patents
エレベータ装置Info
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- JPH10304641A JPH10304641A JP10425997A JP10425997A JPH10304641A JP H10304641 A JPH10304641 A JP H10304641A JP 10425997 A JP10425997 A JP 10425997A JP 10425997 A JP10425997 A JP 10425997A JP H10304641 A JPH10304641 A JP H10304641A
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Abstract
が高く、安価なモータを巻上機に適用したエレベータ装
置を得ることにある。 【解決手段】径が幅よりも大きな薄型扁平ブラシレスD
Cモータ1を昇降路21内に配置するエレベータ装置に
おいて、前記モータ1は固定子6と回転子17のギャッ
プが径方向にあるラジアルギャップ型で、すべての固定
子コイル5を二つのティース18にまたがらずに一つの
ティース18の回りに夫々巻いたのである。
Description
り、特に昇降路内に配置できる薄型の永久磁石式ブラシ
レスDCモータを巻上機に用いたエレベータ装置に関す
る。
ータの屋上機械室をなくす構成として、例えば特開平8
−40676号公報記載のように、薄型の永久磁石式ブラシ
レスDCモータ(以下、ブラシレスDCモータ)を昇降
路内に配置し、屋上機械室を不要にしようとする提案が
なされている。そして、モータを薄型化とするために、
固定子と回転子の間の空気ギャップをモータシャフトに
対して垂直にした、いわゆる、アキシャルギャップ型に
している。
固定子のコイルエンドが径方向に広がるため軸方向を短
くできるメリットがある。この特徴を利用し、軸方向長
さよりもモータ径が大きな、薄型扁平モータを得、この
薄型モータをエレベータのガイドレールに取り付けるこ
とで、昇降路断面積を増やさずに、屋上機械室が不要に
なるというものである。
のブラシレスDCモータでは、コイルエンドを小さくす
るために巻線を一つのティースに集中的に巻き、二つの
ティースにまたがらないようにする方法(以下集中巻と
呼ぶ)が広く一般的に利用されている方法である。これ
らのモータのほとんどのものは極数が8から12極程度
でスロット数はその3/2倍、または3/4倍のモータ
である。
によるアキシャルギャップ型モータには次のような欠点
がある。即ち、エレベータのような数kWクラスの大型
モータでは、固定子鉄芯と回転子の永久磁石とのギャッ
プ間に数トンもの強い吸引力が働くため、アキシャルギ
ャップ型では、軸方向のスラスト力を抑える強固な支持
構造が必要になる。しかし、回転子と固定子の間は可動
部であり、ベアリング等で結合されているため、支持構
造も複雑で、強固にすることは難しい。支持構造が十分
強固でなければ、モータのギャップがギャップ面によっ
て異なったり、最悪の場合、固定子と回転子が接触して
しまい、磁石がはがれるなどの心配もある。このため、
アキシャルギャップ型のモータは製作,補修,点検に手
間や時間がかかり、エレベータのように特に安全性が要
求され、かつ、頻繁に保守点検が必要な装置に適応する
のは難しく、実現できてもコストが高い欠点があった。
ブラシレスDCモータのような集中巻の構造をしたもの
は、従来のエレベータ用モータには全くなかった。この
理由として、巻線を一つのティースに集中的に巻く集中
巻は、ブラシレスDCモータに固有の巻線方法であり、
従来のエレベータモータに使用されている誘導機では現
実的に集中巻ができなかったこと、また、大容量のブラ
シレスDCモータには最大磁気エネルギー積の大きな、
非常に高価な磁石が必要であり、VTR用のモータをそ
のまま大きくすると、磁石の量が多く、コストが極端に
上がってしまうためである。
で、かつ、構造が簡単で信頼性が高く、安価なエレベー
タモータを提供することにある。
めに、径が幅よりも大きな薄型扁平ブラシレスDCモー
タを昇降路内に配置するエレベータ装置において、前記
モータは固定子と回転子のギャップが径方向にあるラジ
アルギャップ型で、すべての固定子コイルを二つのティ
ースにまたがらず一つのティースの回りに夫々巻いた所
謂集中巻きにしたのである。
り、固定子と回転子との間に働く電磁力は径方向に分散
して固定子と回転子構造物の内力となるので、可動部に
強固な支持構造が不要になり、構造が簡単になる。しか
し、このままではコイルエンドが軸方向に伸びるのでモ
ータの薄型化を阻害する。そこで固定子に巻くコイルを
集中巻きとすることで、コイルエンドの張出しを小さく
して薄型にしたのである。
す。図1には本発明によるエレベータ装置の全体図を示
す。昇降路21内を、かご2とカウンタウエイト4がそ
れぞれ、かごガイドレール10とカウンタウエイトガイ
ドレール11に沿って上下に昇降する。昇降路21の上
部には従来のエレベータのように屋上機械室はない。制
御室は例えば、階段下等のスペースに余裕のある場所に
取り付ければ、建物の高さが高くなることはない。モー
タ1はかご2の入り口に対して昇降路内の側面の頂上部
に配置し、ビーム32に取り付けたモータベース20に
固定する。モータ1は径が大きく軸方向が短い扁平モー
タで、これを設置する昇降路壁に軸が直交、またはそれ
に近い角度にするように配置する。モータ1にはギアを
介さずトラクションシーブ12を直結、つまり、トラク
ションシーブ12はダイレクトドライブになる。ロープ
3はその一端を昇降路21内の、モータ側の天井付近に
ロープ止め19で取り付け、他方ではウエイトプーリ2
3、つまり動滑車でカウンタウエイト4を吊す。ロープ
3はさらにトラクションシーブ12に巻き掛け、かご2
の下を通ってモータと反対側面の天井付近にロープ止め
19で固定する。かご下には、かご下プーリ22を二
つ、かごの左右に取り付け、ロープ3を通す。
4がどちらも動滑車で取り付けられており、トラクショ
ンシーブの周速度に対してかごとカウンタウエイトの速
度が半分になる。これは2:1ローピングと呼ばれる方
式である。1:1ローピング、つまりトラクションシー
ブの周速度とかごの速度が同じ場合に比べて、トルクは
1/2、モータ回転数が2倍になるため、トータルとし
てはモータの出力は同じだが、モータサイズは出力では
なくトルクで決まるので、2:1ローピングではモータ
を小さくできるメリットがある。
す。モータ1が薄ければ薄いほど昇降路断面積を狭く、
あるいはかごの面積を広くすることができ、エレベータ
としてメリットがあることが分かる。モータはカウンタ
ウエイトの上に来るため、カウンタウエイトガイドレー
ル11をまたぐことになる。また、図2から明らかなよ
うにかご下プーリ22はかごに対して斜めになるように
設置した方が、かごの重心とのバランスがとれる。さら
にこのような昇降路内の配置にすれば、ドアの反対側に
カウンタウエイトがないので、かごの両側、図面では上
下両方向にドアを取り付けて通り抜けできるようなエレ
ベータ、あるいは、ドアと反対側の壁をガラス張りなど
にして、展望台用のエレベータとしても利用できるメリ
ットがある。
タは固定子6と回転子17のギャップが径方向に開いて
いる、いわゆるラジアルギャップ型とよばれるタイプ
で、内側に固定子、外側に回転子がある外転型のモータ
である。
ディスク状の回転子支持部34と永久磁石7から構成さ
れる。回転子鉄心33は磁束が外に漏れて鉄粉等の付着
がないように、磁性材で構成する。回転子鉄心33は、
通常のモータのように渦電流損を抑制するため積層鋼板
で構成しても良い。回転子鉄心33の内周には永久磁石
7を接着剤,ボルト等で固定する。この実施例では外転
型モータなので、磁石は遠心力により回転子に押し付け
られる、内転型より磁石がはがれにくいメリットもあ
る。磁石を接着剤やボルトなどで固定する方法は、コス
トがかからないメリットがあるが、さらに信頼性の高い
固定方法として回転子鉄心33のギャップ面付近に軸方
向に沿って穴を開け、その中に磁石を埋め込む方法もあ
る。この場合、磁石間の鉄が補助磁極になり、リラクタ
ンストルクが使えるため、磁石量を少なくでき、コスト
を削減できるメリットもある。永久磁石7は46極で構
成し、それぞれ径方向に着磁し、隣り合う磁石の極は
N,Sが逆向きになるようにする。磁石を軸方向に分割
すれば、磁石に誘導される渦電流を少なくできるので温
度上昇と損失を抑えることができる。回転子支持部34
は磁束が漏れないように磁性材で構成し、軸8と連結す
る。
ス18とコアバック35とコイル5から構成される。コ
イル5は図3に示したように、それぞれのティース一つ
ずつに巻く。固定子が大きい場合は、円弧をいくつかに
分割してユニット毎に製作し、後から一体に組み合わせ
れば製作性がよい。コイル5は固定子の内周側、つまり
スロット底部からティースに巻き始め、巻き終わりもス
ロットの底部になるようにする。このコイル5は、渡り
線31を介してそれぞれ配線板30に接続し、ここで
U,V,Wの三相に配線をする。このように、渡り線3
1を固定子の側面で接続することを避け、モータが軸方
向に長くならないようにする。
けるが、回転子17から回転力を直接伝達するために、
図3のように回転子支持部34に直結しても良い。軸8
はベアリング14を介して固定体13とモータベース2
0に固定する。固定子6は固定体13に取り付ける。
とにより回転磁界をつくり、それに同期して回転子17
が回転し、トラクションシーブ12を駆動する。
報のアキシャルギャップ型のモータのように、回転子の
永久磁石と固定子の間の吸引力がスラスト力として働く
ことはなく、吸引力は径方向に分散され、回転子,固定
子それぞれに働く内力となるため、可動部に強固な支持
構造が不要になり、モータの信頼性も向上し、メンテナ
ンス,製作も容易である。
ことが挙げられる。エレベータの巻上機に使われる一般
の数kWクラスの誘導機の極数は4〜10程度である。
これに対して、本発明のエレベータモータは40極程度
と非常に多い。これはモータに使う永久磁石が非常に高
価なので、磁石の使用量を減らすための工夫である。磁
石量は、永久磁石の減磁対策のため、モータの極数を多
くすればするほど少なくて済む。図4に15kWのエレ
ベータ用モータを本発明によるブラシレスDCモータに
した場合のモータ効率と磁石の必要な厚さが極数に依存
しているグラフを示す。磁石の厚さは図4の値よりも厚
くてもよいが、薄くすると減磁の心配がある。モータ効
率は銅損と鉄損の兼ね合いで20〜40極の間になだら
かなピークを持ち、磁石厚さは極数にほぼ反比例する。
モータのコストは材料の高価な磁石の値段で決まるの
で、従って磁石厚さが少なくて済む30から50極程度
が妥当といえる。また、永久磁石がNd系のようにもろ
い材質だと厚さを極端に薄くしても製作が難しく、この
面からも磁石厚さが3mm程度になる40極前後が妥当と
いえる。
子を表したもので、ティースを径方向上の視線から見た
図である。(a)は従来のエレベータ用モータに利用さ
れている分布巻、(b),(c)は本発明による集中巻、
つまり、コイルを一つのティースに集中的に巻く方法、
の巻線例である。分布巻は複数のティースにまたがって
コイルを配置するため、どうしてもコイルエンドが長く
なる。しかし、図5(b)ような集中巻モータは一つの
ティースにコイルを巻くために、コイルエンドを小さく
できる。図5(c)では、スロットの半分ずつコイルを
巻く例である。コイルの太さが半分になるのでコイルエ
ンドをさらに小さくできる。分布巻は誘導機にもブラシ
レスDCモータにも適応できるが、集中巻はブラシレス
DCモータに特有の巻線方法で、誘導機に対しては現実
的には使えない。このようにブラシレスDCモータの特
徴を最大限に生かし、図5(b)に示したように集中巻
にして、コイルエンドを小さくし、ラジアルギャップ型
でもモータを薄くできるようにした。集中巻は、VTR
や、CD−ROM用の小型モータのように8から12極
程度の極数が少ないモータでは一般的であるが、上記実
施例のように40極以上の多極で、しかもエレベータ用
モータでは例がない。このような工夫により、モータを
薄型化し、エレベータの昇降路内を有効に活用できるモ
ータを得られる。さらに、分布巻に比べ、コイルエンド
が短くなることは銅損の低下につながり、モータ効率も
向上するメリットもある。
対して他のメリットもある。通常の数kWクラスの誘導
機の分布巻の考え方は、回転子側の1極に対するスロッ
トを多くし、同相の巻線の誘起電圧の位相をずらして直
列接続し、誘起電圧波形を正弦波に近づけようとするも
のである。分布巻には、トルク脈動抑制,高調波による
損失の低減など様々なメリットがあるが、本発明のよう
に40極もの三相多極モータに対して通常の分布巻の考
え方では、スロット数が極めて多くなる問題がある。通
常の4〜10極のモータは30〜70スロット程度であ
るが、40極のモータに対しては、最低3倍のティース
数、さらに毎相毎極のスロット数を2,3に増やすと、
6倍の240ティース,9倍の360ティースが必要に
なる。このようなモータは巻線の幅やモータ径が有限で
あることを考えると事実上不可能であり、無理につくっ
てもコストが上がってしまう。
てあるので、スロット数を大幅に少なくすることができ
る。集中巻の場合、もっとも一般的に用いられる極数と
スロット数の組み合わせは、ティースと、磁石を等間隔
に並べた場合に、ティースの数M,極数Pを以下の関係
が、P:M=2:3あるいは、4:3のものである。こ
のように、多極のモータに対してもスロット数はせいぜ
い4/3倍程度で済むことになる。図6には実施例とし
てnが12、P:M=4n:3nの場合のモータ構造を
示す。極数48に対してスロット数も36と通常のモー
タと同様に無理のない設計が可能である。
は、P<Mのものよりもモータの小型化が図れる。この
理由を次に説明する。図7に示すように一つ一つの磁石
は一様に磁化されているとすると、ギャップの磁束密度
Bgapは矩形状になる。図7(a)のようにM>Pの場
合、ティースピッチTtは極ピッチTpよりも大きいか
ら、ティース一つに入る最大の磁束は、Bgap×Ttにな
る。しかし、M<Pの場合、Tp<Ttなので、ティー
ス磁束が最大になる時でも、Bgap×Tpよりも小さくな
る。なぜなら、ティースには対抗する磁石の隣にある磁
石の逆向きの磁束が入ってくるからである。このため、
M<Pのモータでは、ティース磁束密度を下げる効果が
ある。ティース幅は一般に磁束が飽和しないように選ぶ
から、ティース磁束密度を減らす代わりにティースを細
くすることができる。従って、スロットの断面積を減ら
さずに固定子の径を小さくでき、モータの小型化が図れ
る。つまり、モータを昇降路に入れる際に、より昇降路
を有効に利用することができる。
ベータに適したブラシレスDCモータについて実施例を
述べる。
は4:3のモータは分布巻による効果は得られず、ブラ
シレスDCモータ特有のコギングトルクと呼ばれるトル
ク脈動が生ずる。トルク脈動はエレベータの振動を招
き、乗り心地が悪くなる問題がある。このトルク脈動の
低減方法として、まず、磁石、あるいはティースをスキ
ューする方法がある。
号公報に紹介されている方法がある。一般にコギングト
ルクの脈動数Nは、モータ一回転につき、ティース数M
と永久磁石極数Pとの最小公倍数であることが知られて
いる。コギングトルクによるトルク脈動の振幅は、この
最小公倍数が大きければ多いほど小さくなる。したがっ
て、この最小公倍数Nを大きくすることが乗り心地の改
善につながる。このNを大きくするために、具体的に
は、ティースと、磁石を等間隔に並べた場合に、ティー
スの数M,極数Pを以下の関係にする。
る。図3の実施例はこの方法でトルク脈動低減を図って
おり、乗り心地の良いエレベータ装置を得ることができ
る。
タを利用する場合、コギングトルクはかごの停止制御に
も悪影響を与える。コギングトルクは永久磁石と磁性材
であるティースとの吸引力に起因する力なので、コイル
に通電していない場合にも特定の角度で停止しやすい傾
向がある。また、ダイレクトにトラクションシーブを駆
動した場合、モータ回転速度はシーブの回転速度と同じ
になる。従ってモータのコギングトルクの脈動数をNと
すると、トラクションシーブは1/N回転する毎に停止
しやすい角度になる。トラクションシーブ1/N回転に
対応するエレベータの移動距離が大きいと、トラクショ
ンシーブが停止しやすい角度とかごの停止位置が一致し
ないことも多い。その結果、モータはかごの停止位置で
もトルクを受け、エレベータの停止位置制御が難しくな
る。従来のエレベータ装置の場合は、モータとトラクシ
ョンシーブの間に減速比の大きなギアを使っていたた
め、モータの回転角度に対してエレベータの移動距離は
小さい。従ってブラシレスDCモータを使って、ダイレ
クトドライブや、減速比が小さなギアでシーブを駆動す
る場合に上に述べたような新たな問題が生じる。
公倍数Nを大きくすることで解決できる。以下、図3を
例に説明する。図3のモータのコギングトルクの脈動数
はP=42とM=46の最小公倍数Nの966になる。
建築基準法に、トラクションシーブ径はロープ径の40
倍以上、トラクションシーブ径は12mm以上という基準
があり、これに基づけばトラクションシーブ径は480
mm以上となる。トラクションシーブ径を480mmとすれ
ば周長は1508mm以上となる。モータのコギングトル
クはモータ一回転につきNになるから、モータが1/N
回転すれば、トラクションシーブも1/N回転し、コギ
ングトルク1周期によってロープの移動距離は1508
/966は1.6mmになる。この結果、かご2は1.6mm
毎に停止しやすい傾向になる。図8に示すようにエレベ
ータの停止位置誤差15は階床16に対して±標準的に
は10mmだから、誤差範囲20mmの間には、このモータ
が停止しやすい位置が20/1.6=12 個あることに
なり、このモータを使うと停止制御の際、モータが停止
しやすい位置で停止させてもエレベータの停止誤差が問
題になることがなくなる。また、モータが停止しやすい
位置に止まっていれば、人の乗降の際に荷重が変わって
もモータが回転しにくいメリットもある。逆に停止誤差
を±10mm以内にするためには、トラクションシーブが
1/Nだけ回転した場合のエレベータの移動距離が20
mm以内であればよいから、1508/20でNは76以上で
なければならない。トラクションシーブ径を増やすと1
/N回転のエレベータ移動距離が増えるから一定の停止
誤差を保つためにはNをトラクションシーブ径に比例し
て増やすようにMとPを選べはよい。
ーブの周長をL、かごの停止誤差を±Sとし、2S>L
/NになるNを満たすPとMを選ぶことによって、かご
の停止誤差範囲±Sに、モータが停止しやすい位置が少
なくとも一つ以上あることになる。これにより停止制御
のしやすいエレベータ装置を得ることができる。
ス数の組み合わせによる最小公倍数を示す。表に示した
のは、(2/3)M<=P<=(4/3)Mの場合であ
る。この表から分かるように、4n:3nの場合はnが
7以上の組み合わせで最小公倍数Nが84以上となり7
6より大きくなることが分かる。この場合、最小公倍数
は168である。最小公倍数Nは76より大きいので、
トラクションシーブ1/N回転によるかごの移動距離は
20mm未満になり、かごの停止位置誤差を±10mm未満
に抑えることが容易になる。
3以上の場合にNが78以上となり76よりも大きくな
り、nが13以上のモータがエレベータに適していると
いえる。
満たせば、P:Mが2n:3nあるいは4n:3nの場
合よりも最小公倍数がはるかに大きくなる。例えば、テ
ィース数が少ない14極12ティースの場合でも最小公
倍数は84になる。
表1を検討すれば、 (2/3)M<P<(4/3)M 但しP>=20 の場合に最小公倍数はすべて76以上と十分大きくな
り、停止位置誤差が±10mm以下の停止精度の良いエレ
ベータを得ることができる。
とができる。
ータの極数とティース数によってのみ決まるため、アキ
シャルギャップ型のモータでも全く同じように適応でき
る。さらに、図9に示したようなアウター回転子とトラ
クションシーブを兼ねるようなモータに関しては、トラ
クションシーブ内にモータを組み込むため、トラクショ
ンシーブ径が大きくなりやすいので、MとPの最小公倍
数Nが大きなモータを使うことは特に有効である。
タは補助ティース19を三つ持ち、ティース18は18
個、永久磁石7は22極ある。ティースにはコイルが集
中巻され、各ティースの位相は永久磁石7の電気角12
0度毎になるように三相に分配されている。一方、補助
ティース19はそれぞれ永久磁石の電気角が60度毎に
なるように配置されるが、巻線は巻かれていない。この
モータのコギングトルクは以下に示すように2種類あ
る。一つは補助ティースの数×極数で、図10の場合は
3×22=66である。他方、等間隔に並ぶティースの
ピッチ角度をQとすれば、図10においてこのピッチ角
度Qは、1周あたりティースが19個等間隔に並んだモ
ータと同じになる。19と22極の最小公倍数418が
第2のコギングトルクの脈動数である。これら二つコギ
ングトルクの成分のうち大きい方をNとし、Nが大きく
なるようなMとPと補助ティースの組み合わせにより上
述と同じ効果を得ることができる。このように本発明は
固定子に補助ティースがある場合にも適応できる。ま
た、補助ティースには巻線が巻かれていないが、すべて
の巻線はティース一つに集中的に巻かれており、コイル
エンドが大きくなることはない。
場合だが、ローピングを2:1にすると、トラクション
シーブ1/N回転に対してエレベータの移動距離は半分
になる。このため、最小公倍数Nを決める際、ローピン
グ1:1の場合のNの半分に選べば、コギングトルクに
関して上述の説明と全く同じ効果を得られる。
も、ギア比が小さく、モータの1/N回転によるエレベ
ータの移動距離が停止誤差Dと同じ程度になる場合、最
小公倍数NをN/Dに設定すれば、コギングトルクに関
して上述の説明と全く同じ効果を得られる。
要求される場合、その誤差範囲に反比例してNが大きく
なるように上記方法と同様に適当なMとPの組み合わせ
を選べば停止制御しやすく、乗り心地の良いエレベータ
装置を得ることができる。
に並んでいなくても、コギングトルクが発生するブラシ
レスDCモータをエレベータに利用する場合には、上記
と同様の考え方によりその脈動数Nを大きくすれば、停
止制御しやすく、乗り心地の良いエレベータ装置を得る
ことができる。
が、コギングトルクは巻線方法とは無関係なので、分布
巻のモータについても全く同様に、PとMの組み合わせ
により適当なNを選ぶようにすれば同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
施例で、モータ構造は上述と同じだが、トラクションシ
ーブとモータの取り付け関係が図3とは異なる。通常、
トラクションシーブ12は2トン程度のエレベータの荷
重を受け持つため、軸受けを強固にする必要がある。し
かし、トラクションシーブの軸受けをモータのそれと共
用すると、トラクションシーブにかかる静的な荷重のた
めモータが偏芯し、ギャップが上下で異なってしまう等
の問題が生ずる恐れもある。そこで、トラクションシー
ブ12はモータベース20で支え、モータは固定体13
の方で支えることにしてモータには直接荷重がかからな
いようにする。これにより、モータとしての信頼性を向
上させることができる。また、図11に示すようにトラ
クションシーブ側にはドラムブレーキ、またはディスク
ブレーク等を設置することも容易である。
が、図12には内転型のモータの例を示す。極数は3
8、ティース数は36である。モータを内転型にして
も、集中巻のモータで薄くなるメリットは全く同様であ
る。この組み合わせで外転型モータを構成できることは
言うまでもない。
場合のレイアウトを示す。昇降路21内のかごのドアと
反対側にモータをトラクションシーブを設置する。かご
2はフォーク26で下から支える構造にする。フォーク
26はかご背面でロープ3につながれ、それをトラクシ
ョンシーブ12に巻き掛け、カウンタウエイト4と結
ぶ。この場合、プーリが不要になるメリットがある。ま
た、側面部の昇降路幅を小さくできる。モータ1はトラ
クションシーブ12に直結され、カウンタウエイト4の
厚さ方向の幅を稼ぐために昇降路壁に対して斜めに取り
付ける。図13から明らかなように、モータとかごの上
下方向の位置が重なる場合に特にモータの薄型化が必要
であり、巻線を集中巻にすることが有効な方法であるこ
とが分かる。
合を示す。かごをフォーク26で吊す方法は図13と同
じにし、ロープ3をプーリ9に巻き掛け昇降路下に設置
したモータに直結したトラクションシーブ12に巻き掛
ける。そのロープはさらに上に持ち上げられ、トラクシ
ョンシーブ9に巻き掛けられ、カウンタウエイト4とつ
ながれる。この実施例は、モータを昇降路下に置くこと
で、保守人が転落の心配なく、安心して作業できるメリ
ットがある。図14から分かるように、プーリ9にはあ
る程度の大きさが必要なので、モータを昇降路の後ろ側
に置くのは難しい。そこで、プーリ9の半径をかごの幅
の1/2以上にし、側面にあるモータ1に垂直にロープ
を下ろすようにする。
固定子と回転子の間のギャップを径方向とし、固定子側
の巻線を一つのティースに集中的に巻くので、従来の分
布巻のモータに比べて厚さが薄くなり、モータを昇降路
内に置く場合、特にモータとかごが上下方向に重なるよ
うな位置に配置する場合に、昇降路内の上方向から見た
断面積を小さくすることができる。さらに、固定子と回
転子の間に働く吸引力は回転子の内力となり、従来のア
キシャルギャップ型のモータのように固定子と回転子の
間に働く吸引力を支える強固な支持構造が不要になり、
モータのコスト低減が可能で、かつ、信頼性を向上させ
ることができる。
高価な磁石材料を減らすことができ、モータが安価にな
る。
レベータ装置。
性を示すグラフ。
理。
成。
イト、5…コイル、6…固定子、7…永久磁石、8…
軸、12…トラクションシーブ、13…固定体、17…
回転子、18…ティース、21…昇降路。
Claims (21)
- 【請求項1】径が幅よりも大きな薄型扁平ブラシレスD
Cモータを昇降路内に配置するエレベータ装置におい
て、前記モータは固定子と回転子のギャップが径方向に
あるラジアルギャップ型で、すべての固定子コイルを二
つのティースにまたがらず一つのティースの回りに夫々
巻いたことを特徴とするエレベータ装置。 - 【請求項2】前記モータは、固定子が内側、回転子が外
側にある外転型のモータであることを特徴とする請求項
1記載のエレベータ装置。 - 【請求項3】前記モータは、固定子が外側、回転子が内
側にある内転型のモータであることを特徴とする請求項
1記載のエレベータ装置。 - 【請求項4】前記モータは、その極数が30から50の
間にあることを特徴とする請求項2または3記載のエレ
ベータ装置。 - 【請求項5】前記固定子は、その内周の空間部で固定子
巻線の渡り線を接続したことを特徴とする請求項2記載
のエレベータ装置。 - 【請求項6】前記モータは、P個の永久磁石磁極を持つ
回転子と、M個のティースを持つ固定子からなり、前記
永久磁石磁極数Pとティース数Mの関係がM<Pである
ことを特徴とする請求項1記載のエレベータ装置。 - 【請求項7】前記モータは、等間隔に配列されたP個の
永久磁石磁極を持つ回転子と、等間隔に配列されたM個
のティースを持つ固定子からなり、前記モータの永久磁
石磁極数Pとティース数Mの関係が (2/3)M<P<(4/3)M 但し、M≠P であることを特徴とする請求項1記載のエレベータ装
置。 - 【請求項8】前記モータは、等間隔に配列されたP個の
永久磁石磁極を持つ回転子と、等間隔に配列されたM個
のティースを持つ固定子からなり、前記モータの永久磁
石磁極数Pとティース数Mの関係が P:M=4n:3n(n>=7の整数) であることを特徴とする請求項1記載のエレベータ装
置。 - 【請求項9】前記モータは、等間隔に配列されたP個の
永久磁石磁極を持つ回転子と、等間隔に配列されたM個
のティースを持つ固定子からなり、前記モータの永久磁
石磁極数Pとティース数Mの関係が P:M=2n:3n(n>=13の整数) であることを特徴とするエレベータ装置。 - 【請求項10】ブラシレスDCモータがトラクションシ
ーブを駆動し、このトラクションシーブを介してかごと
カウンタウエイトをロープでつないだエレベータ装置に
おいて、前記ブラシレスDCモータ1周あたりのコギン
グトルクの脈動数をN、前記かごの停止位置誤差を±
S、前記トラクションシーブの周長をLとした場合、 2S>L/N であることを特徴とするエレベータ装置。 - 【請求項11】等間隔に配列されたP個の永久磁石磁極
を持つ回転子と、等間隔に連続して配列したティースの
単位を複数と、前記単位間に補助ティースを持った固定
子を持ち、すべての固定子コイルは二つのティースにま
たがらず、一つのティースの回りに巻かれているブラシ
レスDCモータを備え、このモータがトラクションシー
ブを駆動し、このトラクションシーブを介してかごとカ
ウンタウエイトをロープでつないだエレベータ装置にお
いて、前記ティースのピッチ角度をQ、2π/Qで決ま
る整数Mと前記永久磁石磁極数Pとの最小公倍数をN、
前記かごの停止位置誤差を±S、前記トラクションシー
ブの周長をLとした場合、 2S>L/N であることを特徴とするエレベータ装置。 - 【請求項12】前記回転子の外側がトラクションシーブ
を兼ねていることを特徴とする請求項2記載のエレベー
タ装置。 - 【請求項13】前記モータは、浅いカップ状の構造物の
内周側に極ピッチが等間隔になるように永久磁石を配置
した回転子と、この磁石に対向するギャップ面を持つリ
ング状の固定子を持ち、板状のモータベースに前記固定
子を取り付けて、これをカップ状の回転子にふたをする
ように構成され、前記回転子は、カップの内側に取り付
けた軸を前記モータベースに通してトラクションシーブ
と直結され、前記回転子の軸はトラクションシーブの両
側で支持されていることを特徴とする請求項2記載のエ
レベータ装置。 - 【請求項14】前記モータは、浅いカップ状の構造物の
内周側に極ピッチが等間隔になるように永久磁石を配置
した回転子と、この磁石に対向するギャップ面を持つリ
ング状の固定子を持ち、板状のモータベースに前記固定
子を取り付けて、これをカップ状の回転子にふたをする
ように構成し、前記回転子は、軸を取り付けて軸の片側
をモータベースで支持し、軸の反対側はトラクションシ
ーブを直結してからシーブの外側で支持されていること
を特徴とする請求項2記載のエレベータ装置。 - 【請求項15】前記モータは、昇降路頂上部付近に配置
され、このモータでトラクションシーブを駆動し、ロー
プの両端を昇降路天井付近に固定し、かごとカウンタウ
エイトの両方を動滑車で吊し、かごとカウンタウエイト
の間のロープを前記トラクションシーブに巻き掛けたこ
とを特徴とする請求項2または3記載のエレベータ装
置。 - 【請求項16】前記モータとカウンタウエイトは、昇降
路のかごの入り口に対して側面に配置されていることを
特徴とする請求項15記載のエレベータ装置。 - 【請求項17】前記かごは、その下に2個の同一平面上
に並んだプーリを持ち、かつ、そのプーリの軸がかごの
壁面に対して斜めになっていることを特徴とする請求項
16記載のエレベータ装置。 - 【請求項18】前記かごは、出入り口が2カ所あること
を特徴とする請求項17記載のエレベータ装置。 - 【請求項19】前記モータは、昇降路頂上部付近のかご
入り口に対して反対側の壁面に取り付けられ、前記かご
は、かご下から後ろに突き出たフォークでロープによっ
て吊され、前記ロープは、前記モータによってダイレク
トに駆動されるトラクションシーブに巻き掛けられてそ
の他端がカウンタウエイトにつながれていることを特徴
とする請求項2または3記載のエレベータ装置。 - 【請求項20】前記モータは、それを取り付ける壁面に
対して、斜めに取り付けられていることを特徴とする請
求項19記載のエレベータ装置。 - 【請求項21】前記モータは、昇降路最下部付近のかご
入り口に対して側面に配置され、前記かごは、かご下か
ら後ろに突き出たフォークでロープによって吊され、前
記ロープは、昇降路頂上部付近の壁面に取り付けられた
プーリに巻き掛けられ、前記プーリの半径は、かごの幅
の1/2以上であり、また前記ロープは、下部にある前
記モータによってダイレクトに駆動されるトラクション
シーブに巻き掛けられた後、頂部付近の側面にあるにあ
るもう一つのプーリに巻き掛けられると共にロープの端
部はカウンタウエイトにつながれていることを特徴とす
る請求項2または3記載のエレベータ装置。
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- 1997-04-22 JP JP10425997A patent/JP3374700B2/ja not_active Expired - Fee Related
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