CN103449283A

CN103449283A - 电梯设备

Info

Publication number: CN103449283A
Application number: CN2013100613330A
Authority: CN
Inventors: 野口直昭; 平野薰; 尾方尚文
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP2013245076A; CN103449283B; SG195437A1; JP5932486B2

Abstract

提供一种电梯设备，其具有不需要使用稀土材料的永磁电动机，并且具有不需要扩大升降通道的体积的卷扬机。将电梯设备的卷扬机构造成所述主体部分的宽度尺寸(W)相同，并且对所述绳轮系统进行了小径化，此外，所述卷扬机具有转向滑轮(23)，该转向滑轮(23)与卷绕在经小径化的绳轮(5)上的主吊索(3)抵接，将该主吊索引导到绳轮小径化以前的主吊索(3)位置的附近。

Description

电梯设备

技术领域

本发明涉及一种具有使电梯轿厢升降的卷扬机的电梯设备。

背景技术

一般来说，电梯被构造成电梯轿厢通过吊索与重量和电梯轿厢的额定载重量的大致一半的载重量保持平衡的平衡重连接，并且通过与电动机直接连接的卷扬机绳轮对所述吊索进行卷扬，由此使悬吊成吊桶状的电梯轿厢和平衡重在升降通道内进行升降。

此外，卷扬机采用所谓的牵引驱动方式，其通过绳轮和卷绕在绳轮上的吊索之间的摩擦力将力矩传递给吊索。

近年来，为了缩小升降通道的体积，将卷扬机设置在升降通道内的无机械室电梯逐渐成为主流电梯。

在无机械室电梯中，为了实现卷扬机的小型化，采用2∶1的吊索卷绕方式，此时，卷扬机的卷绕量为电梯轿厢移动量的2倍。

在采用2∶1的吊索卷绕方式时，卷扬机所需的力矩是采用1∶1的吊索卷绕方式时的力矩的一半，所以能够实现电动机的小型化。

为了实现卷扬机的小型化，已经公开有对卷扬机绳轮进行小径化的结构(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1日本国专利特开2004-106984号公报

另一方面，包括卷扬机中使用的作为磁铁材料的钕在内，稀土材料的价格近年来大幅度上涨，因此，通过对绳轮进行小径化来实现不需要使用稀土材料的永磁电动机即无稀土型永磁电动机的研究正在展开。

可是，在上述专利文献1所公开的卷扬机中，没有对如何实现无稀土型永磁电动机作出考虑，所以随着稀土材料的价格大幅度上涨，可能会导致卷扬机的成本大幅度上升。

发明内容

本发明是鉴于现有技术中所存在的上述问题而作出的，本发明的目的在于提供一种电梯设备，其具有无稀土型永磁电动机，并且具有不需要扩大升降通道的体积的卷扬机。

为了达到上述目的，本发明提供一种电梯设备，其具有卷扬机、电梯轿厢和平衡重，该卷扬机具有主体部分、设置在该主体部分内部且由定子和转子构成的电动机以及绳轮，该绳轮与所述电动机的旋转轴连接而进行旋转，并且在该绳轮上卷绕有吊索，所述电梯轿厢和平衡重由所述吊索悬吊成吊桶式，并且利用从所述吊索传递来的驱动力进行升降，所述电梯设备的特征在于，所述卷扬机被构造成所述主体部分的宽度尺寸相同，并且对所述绳轮系统进行了小径化，此外，所述卷扬机具有转向滑轮，该转向滑轮与卷绕在小径化绳轮上的吊索抵接，将该吊索引导到绳轮小径化以前的吊索位置的附近。

发明效果

本发明能够提供一种电梯设备，其具有无稀土型永磁电动机，并且具有可缩小升降通道体积的卷扬机。

附图说明

图1是本发明的电梯设备的卷扬机的立体图。

图2是本发明的电梯设备的卷扬机的正视图。

图3是本发明的电梯设备的卷扬机的侧视图。

图4是表示本发明的第二实施例的卷扬机的正视图。

图5是表示本发明的第三实施例的电梯设备的立体图。

图6是作为本发明的对象的无机械室电梯设备的立体图。

图7是作为本发明的对象的无机械室电梯设备的升降通道的截面图。

符号说明

1 电梯轿厢

2 平衡重

3 吊索

4 电动机

5 绳轮

6a、6b 轿厢下方滑轮

7a、7b、7c 顶部滑轮

8 平衡重滑轮

20a、20b 制动靴

21a、21b 电磁线圈

22 转子(Rotor)

23 转向滑轮

24 定子(Stator)

25 线圈

26 磁铁

27 编码器(旋转量检测器)

29 风扇

30 卷扬机

40 电梯门

41、42 吊索端部(弹簧)

43 端部

44 绳轮端部

45 升降通道

D₁ 转向滑轮端部至卷扬机端部的距离

Ds 绳轮直径

Dp 转向滑轮的直径

W₁ 绳轮端部至卷扬机端部的距离

W 卷扬机的总宽度尺寸(收纳电动机的主体的宽度尺寸)

Wh升降通道的宽度尺寸

L 卷扬机的厚度尺寸

Dr1 转子(Rotor)直径

Ds1 定子(Stator)直径

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一实施例进行说明。

首先，参照图6和图7对作为本发明的对象的无机械室电梯的整体结构进行说明。

图6是作为本发明的对象的无机械室电梯的整体立体图，图7是作为本发明的对象的无机械室电梯的俯视图(升降通道的截面图)。

如图6所示，在该电梯中，卷扬机30设置在升降通道内，平衡重2设置在电梯轿厢1的后方的间隙内。

卷扬机30由电动机4和绳轮5构成，为了降低电动机4需具有的力矩以实现卷扬机30的小型化，采用了2∶1的吊索卷绕方式，此时，卷扬机30的卷绕量为电梯轿厢1的移动量的2倍。

为了实现电动机4的静音性，采用了永磁型的无齿轮电动机。

在无机械室电梯中，为了缩小电梯轿厢1上方的间隙尺寸，在电梯轿厢1的下方设置下悬吊用的轿厢下方滑轮6a、6b。

在未图示的升降通道的顶部设置有梁，该无机械室电梯的吊索3的一端隔着弹簧42固定在该梁上。

在本实施例中采用了如下的吊索卷绕方式：从该一端侧垂下的吊索3的另一端卷绕到设置在平衡重2上方的平衡重滑轮8，此后朝向上方延伸而卷绕到安装在所述梁上的顶部滑轮7c，并在此后朝向下方延伸。

接着，在卷绕到轿厢下方滑轮6b、6a后，朝向上方延伸，并且卷绕到安装在所述梁上的顶部滑轮7a、7b，此后再次朝向下方延伸，并卷绕在绳轮5上，之后朝向上方延伸而隔着弹簧41固定在未图示的设置在升降通道顶部的梁上。

此外，如图7所示，在作为本发明的对象的电梯中，卷扬机30设置在升降通道的后方(电梯轿厢1的背面)，绳轮5设置成与升降通道45的壁面相对向。

通过顶部滑轮7a和7b后的吊索3被卷绕成从滑轮7b的端部43朝向绳轮5的端部44延伸。

以下参照图1至图3对本发明的电梯设备的卷扬机的结构进行说明。

其中，图1是本发明的电梯设备的卷扬机的立体图，图2是本发明的电梯设备的卷扬机的正视图，图3是本发明的电梯设备的卷扬机的侧视图。

如图1和图2所示，电梯设备的卷扬机30具有电动机4、绳轮5以及转向滑轮23，绳轮5与该电动机4的驱动轴连接而进行旋转，所述吊索3卷绕在该绳轮5上，转向滑轮23与所述吊索3抵接，并且以覆盖该绳轮5的垂直投影面的方式设置。

电动机4采用内转子方式的电动机结构，其由转子(Rotor)22部分和定子(Stator)24部分构成，转子(Rotor)22在定子(Stator)24的内侧旋转。

定子(Stator)24由具有缝隙的电磁叠层钢板构成，在该定子上卷绕有由铜线构成的线圈25。

电梯用的电动机4要求具备能够在低速的状态下输出大力矩的特性，并且需要实现静音性，所以现在大多采用永磁式的无齿轮电动机。

作为适用于该种电动机的电动机用磁铁，一般采用吸引力强的钕磁铁。

可是，钕和镝等稀土材料的价格在近年来大幅度上升，因此需要开发出采用铁氧体磁铁等制成的不需要使用稀土材料的无稀土型永磁电动机。

在使用吸引力较差的铁氧体磁铁作为电动机的磁铁时，为了获得与钕磁铁相等的吸引力，需要使用大型的铁氧体磁铁，而这样会导致电动机大型化，在包括电动机的卷扬机的总宽度尺寸W增大的情况下，如果不增大升降通道的尺寸，则无法将卷扬机设置在升降通道内。

根据本发明的实施方式，能够将绳轮直径Ds和卷扬机的总宽度尺寸W作为独立的设计参数(在现有技术中，所需的卷扬机的总宽度尺寸W取决于绳轮直径Ds的尺寸)来进行设计。

因此，本发明在进行卷扬机的设计时，能够先根据升降通道的面积确定可允许的卷扬机的总宽度尺寸W，然后求出在该主体尺寸W(收纳电动机的主体的宽度尺寸)下采用铁氧体磁铁时能够产生的力矩，最后确定绳轮5的尺寸。

也就是说，即使降低铁氧体磁铁的使用量，也能够通过对绳轮5进行小径化来避免电动机产生的力矩下降，因此，能够使采用铁氧体磁铁制成的无稀土型永磁电动机实现小型化。

具体来说是，如图1所示，在考虑到升降通道的平面布置的基础上确定转向滑轮23的直径Dp。例如，假定能够设置在升降通道内的卷扬机的允许宽度尺寸(卷扬机的总宽度尺寸)为W＝680mm，绳轮的直径Ds＝Φ240mm，转向滑轮的直径Dp＝400～420mm。

在转向滑轮直径Dp＝400mm时，如果采用与绳轮直径Ds＝Φ400mm的场合相同的平面布置，则能够通过对绳轮5进行小径化而相应地降低磁铁的使用量。

绳轮5的直径越小，磁铁使用量的削减效果越大。

假定绳轮直径Ds＝150～240mm，转向滑轮直径Dp＝400mm，则Dp/Ds在1.67～2.67之间。

此外，通过使用小直径吊索进一步对绳轮进行小径化，能够降低卷扬机需具有的力矩。

例如，在采用Φ6mm或者Φ8mm的小直径吊索的情况下，绳轮直径Ds分别为Φ240mm和Φ320mm以上。

另一方面，如图7所示，在将绳轮5的直径设定为Ds，将卷扬机的总宽度尺寸(收纳电动机的主体的宽度尺寸)设定为W时，绳轮端部44与卷扬机30的端部之间的距离W₁等于(W-Ds)/2。

薄型卷扬机的从绳轮5突出的端部成为在升降通道的宽度方向上最为突出的部分。

通过使端部43和绳轮端部44在截面内相一致来缩小顶部滑轮7b和绳轮5之间的吊索3的面外方向的入射角(通常称为“吊索偏角(FleetAngle)”)，由此能够缩小该距离W₁，从而能够缩小该突出部分W₁。

也就是说，距离W₁越大，卷扬机在X方向越朝左侧突出，导致升降通道的宽度尺寸Wh增大。

另一方面，随着绳轮5的直径Ds缩小，如上式所示，距离W₁增大，使得升降通道的宽度尺寸Wh增大。

因此，在本发明的实施方式中，如图1至图3所示，在绳轮5的上方设置了转向滑轮23。

由于吊索3在卷绕在绳轮5上的同时还卷绕在转向滑轮23上，所以吊索3的出口由转向滑轮23的直径Dp来决定。

因此，即使对绳轮5进行小径化，也能够通过转向滑轮23使端部43和绳轮端部44彼此接近(能够将吊索3引导到小径化前的吊索3的位置附近)，所以，即使距离W₁增大，也能够缩小与所述突出尺寸相当的尺寸D1。

也就是说，即使对绳轮5进行小径化，卷扬机30也不会突出，所以能够防止升降通道的宽度尺寸Wh增大这一弊病。

另一方面，在采用绳轮5进行了小径化的电动机时，由于绳轮5的转速增大，所以电动机的温度容易上升。

因此，如图1和图2所示，在转向滑轮23上设置使周围空气流动的风扇29，由此可以形成从图3的左侧朝向右侧流动的空气流。通过该空气流，能够降低电动机的温度上升。

可是，电动机的壳体厚度(卷扬机的厚度尺寸)L和绳轮5的轴等的尺寸与绳轮5是否进行小径化无关。在由电梯轿厢的自重和装载重量决定的悬浮负载不变的情况下，无法对这些尺寸进行小型化，所以，一般来说，难以缩小卷扬机的总宽度尺寸(收纳电动机的主体的宽度尺寸)W。

因此，通过将电动机4的转子(Rotor)22的缩小率设定为小于进行了小径化的绳轮5的绳轮直径的缩小率，使转子(Rotor)22的直径大于小型化以前的绳轮的直径，不缩小主体尺寸(收纳电动机4的主体的宽度尺寸)W而使得具有富裕量，由此，由于能够增大转子(Rotor)22间隙的半径，所以能够实现大力矩化的电动机4。

根据本实施方式，在磁路部分的设计中，对绳轮5进行小径化，并且不将电动机4的宽度尺寸(收纳电动机4的主体的宽度尺寸)W缩小到极限尺寸而使其具有富裕量，由此能够加大气隙(转子)的直径Dr1，能够减少铁氧体磁铁的使用量，并且能够为无稀土型永磁电动机的小型化作贡献。

另一方面，如图3所示，在转子(Rotor)22的表面贴附有磁铁26，将该转子(Rotor)22的内侧作为制动器的制动面，并将制动器设置在转子(Rotor)22的内部。

在该制动器中，设置有左右一对的与制动面接触的制动靴20a、20b、吸引和释放该制动靴的电磁线圈21a、21b以及将制动靴朝向转子(Rotor)22按压的未图示的制动弹簧。

在电梯轿厢停止的期间，电磁线圈21a、21b处于释放状态，制动弹簧将制动靴20a、20b按压在制动面上。另一方面，在电梯轿厢开始升降时，该电磁线圈21a、21b吸引制动靴，使制动靴20a、20b进行离开制动面的动作。

根据本发明的实施方式，能够在对绳轮5进行小径化的同时，通过设置转向滑轮23，使转子(Rotor)的直径增大到Dr1，由此，可以缩小制动器装置的弹簧对制动面的按压力。

由于能够采用吸引力小的电磁线圈21a、21b来使制动靴20a、20b动作，所以能够将制动器安装在转子(Rotor)22的内部。

在不设置转向滑轮23的情况下，吊索3在绳轮5上的卷绕角大约为180°，而在本实施方式中，如图1和图2所示，由于设置了转向滑轮23，所以吊索3在绳轮5上的卷绕角相应地缩小。

随着卷绕角缩小，能够传递的牵引力下降，所以优选使用例如外周部分由树脂覆盖的吊索作为吊索3。

一般来说，树脂与钢之间的摩擦系数大于钢与钢之间的摩擦系数，所以即使缩小卷绕角，也能够确保与现有技术的180°的卷绕角相同或更高的牵引力。

另外，基于相同的理由，从确保牵引力的立场出发，优选采用树脂作为转向滑轮23的材质。

在采用外周包覆有树脂的吊索3时，吊索不与绳轮5槽直接接触，所以吊索不会因与绳轮5槽接触而产生磨耗，因此能够缩小钢丝的直径，能够采用弯曲性优异的柔性吊索。

由此，能够将绳轮直径Ds与吊索直径Dr的比率Ds/Dr设定在20以下(通常的钢丝绳吊索的Ds/Dr比在40以上)。

并且，通过由树脂材料来构成转向滑轮23，能够抑制吊索3表面的钢丝的摩擦损耗，能够防止吊索的使用寿命下降。

由于没有必要使转向滑轮23与吊索3之间产生牵引力，所以可以缩小卷绕角，并且降低面压，由此能够抑制转向滑轮23槽的损伤。

检测绳轮5的旋转角的旋转量检测器(编码器)27通常与绳轮5同轴安装，而在本发明的实施方式中，如图3所示，与转向滑轮23同轴设置。

由此，能够将作为电子构件的旋转量检测器(编码器)27设置在远离温度因电动机4的发热而升高的部位，从而能够提高检测器的动作的可靠性。

以下参照表示卷扬机的正视图的图4对本发明的第二实施方式进行说明。

在本发明的第二实施方式中，转向滑轮的直径Dp小于绳轮的直径Ds，并且转向滑轮设置在偏离卷扬机30中心的位置。

由于只在使卷扬机30接近升降通道45墙壁的方向上设置了转向滑轮23，所以与图2所示结构一样，能够改变吊索3的出口位置。

转向滑轮23安装在卷扬机30的主体上，其安装部分的基座承受吊索3的张力在水平方向上的分力。

为了能够承受该分力，有必要将基座构造成牢固的结构，但与第一实施方式相比，能够缩小卷扬机整体的高度，能够构成小型化的卷扬机。

同样，根据本实施方式，即使对绳轮5进行小径化，也能够通过将转向滑轮23的直径尺寸形成为小于该进行了小径化的绳轮5的直径，利用转向滑轮23使所述端部43和绳轮端部44彼此接近，因此，即使距离W1增大，也能够缩小与所述突出尺寸相当的尺寸D₁。

也就是说，即使对绳轮5进行小径化，卷扬机30也不会突出，由此能够防止升降通道的宽度尺寸Wh增大这一弊病。

最后参照图5所示的无机械室电梯的整体示意图对本发明的第三实施方式进行说明。

在本电梯的平面布置中，卷扬机30设置在升降通道的顶部，平衡重2设置在电梯轿厢1的侧面。

与图6所示的场合相比，滑轮的数量减少，吊索3通过绳轮5的上侧后朝向下方伸出。

通过将转向滑轮23设置在绳轮5的下方，能够获得与第一实施方式相同的效果，能够方便地避免与设置在电梯轿厢1左右的未图示的导轨发生干扰，能够提高卷扬机30在升降通道内的设置自由度。

如上所述，本发明能够提供一种电梯设备，其具有能够降低磁铁使用量(铁氧体磁铁)的无稀土型永磁电动机4，并且具有不需要扩大升降通道体积的卷扬机30。

Claims

1.一种电梯设备，具有卷扬机、电梯轿厢和平衡重，该卷扬机具有主体部分、设置在该主体部分内部且由定子和转子构成的电动机以及绳轮，该绳轮与所述电动机的旋转轴连接而进行旋转，并且在该绳轮上卷绕有吊索，所述电梯轿厢和平衡重由所述吊索悬吊成吊桶式，并且利用从所述吊索传递来的驱动力进行升降，所述电梯设备的特征在于，

所述卷扬机被构造成所述主体部分的宽度尺寸相同，并且对所述绳轮系统进行了小径化，此外，所述卷扬机具有转向滑轮，该转向滑轮与卷绕在小径化绳轮上的吊索抵接，将该吊索引导到绳轮小径化以前的吊索位置的附近。

2.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，

与所述转向滑轮的旋转轴同轴地设置有风扇，所述风扇随着所述转向滑轮的旋转而旋转，由此形成朝向所述电动机流动的空气流。

3.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，

所述卷扬机被构造成具有直径大于小径化以前的所述绳轮的直径的转子。

4.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，

所述转向滑轮的直径尺寸被形成为比小径化以后的所述绳轮的直径小的直径尺寸。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的电梯设备，其特征在于，

经小径化的所述绳轮的绳轮槽以及/或者所述吊索的外周表面实施了树脂被覆处理。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的电梯设备，其特征在于，

所述转子的旋转量检测器与所述转向滑轮同轴设置。