JP2011524157A - エレベータマシンのモータならびにドライバおよびその冷却 - Google Patents

エレベータマシンのモータならびにドライバおよびその冷却 Download PDF

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Abstract

モータ111およびドライバ113を含む駆動システムの熱は、モータおよびドライバと熱交換接触状態にあるヒートパイプ117,118を用いて除去される。この熱伝導エレメントは、モータおよびドライバから熱を受け取る第1の部分を有し、他の部分は、モータおよびドライバから離れた熱交換デバイスへ熱を移送する。熱伝導エレメントは、ヒートパイプあるいはヒートスプレッダ部材からなる。

Description

この発明は、エレベータマシンのモータならびにドライバおよびその冷却に関する。
エレベータシステムは、一般に、昇降路内を移動するように支持されたエレベータかごを備える。このエレベータかごは、ビルの異なる階の間を移動し、例えば乗客や貨物を所望の目的地へ搬送する。エレベータマシンによって、このエレベータかごの所望の動きがもたらされる。
多くのエレベータマシンは、トラクションシーブを回転させるモータを含み、このモータによって、エレベータかごを吊り下げているローピング構成(例えば丸いロープや平坦なベルト)の動きが生じる。このマシンは、所望のエレベータかごの動きを達成すべく電力および制御信号をモータへ供給するドライバを備えている。
典型的な配置では、別々のモータとドライバとを備えている。これらの間の配線接続によって、ドライバが供給する制御信号に基づく所望のモータの動作が達成される。この伝統的な配置における一つの問題は、ドライバとモータとの間で必要な配線の量により、エレベータマシンの設置や修理の際に追加の費用が掛かるとともに複雑性が生じる、ということである。大部分のドライバに共通する他の問題は、ドライバの電子機器を冷却するための何らかの構成が必要となることである。
エレベータドライバの配置を変える一つの試みが特許文献1に示されている。この文献には、モータと一体化したインバータを備えたドライバ構成要素の分離についての提案が記述されている。
国際公開第2005/040024号
近代のビルにおける、低コスト、高いスペース利用率、エネルギ効率、低騒音環境といった市場の要求が高まるにつれて、エレベータやそのモータならびに電子ドライバに対して、小型軽量化、電力の高密度化、低騒音化、エネルギ効率といった要求が生じる。モータならびにドライバにおける許容し得る電力密度を決定する重要なファクタの一つは、熱管理つまり冷却システムである。
モータの冷却システムは、典型的には、モータ表面から周囲空気への自然な対流による熱の除去に依存しており、多くの場合には、これによってモータの寸法が定まる。現代のエレベータは、通常、ブラシレスロータを具備した永久磁石モータを採用し、ステータのみが巻線を有する。抵抗損失が熱源となり、熱の除去が必要となる。エレベータシステムにおける通常のブレーキも、抵抗損失を伴う少なくとも1つの電磁コイルを有し、しばしば、システム内で2番目に大きな熱源となる。さらに、ベアリングの効率は、機械的な摩擦や、空気力学的および流体力学的な抗力によって制限され、従って、ベアリングがマシンへさらに熱を与える。
通常、モータドライバ冷却システムは、主に電力電子機器の電力損失に起因した熱の除去ならびに空気の強制循環のためのファンを備えている。熱源はヒートシンクに接続され、空気を強制循環するファンが、ヒートシンクから周囲環境へ熱を移動させるために用いられる。一般に、ヒートシンクはコストが嵩み、かつ大きなスペースを占有する。ファンは、騒音を発生し、ドライバの信頼性を低下させ、かつ保守の費用の増加を招く。従って、ファンの除去、あるいは少なくともファンの大きさや個数を低減することが望ましい。ファンの使用の代替としては、ドライバのハウジングの内側表面や外側表面を拡大し、自然の対流のメカニズムを使用することがなされている。
空気の強制循環による冷却ほど一般的ではないが、いくつかの例では、液体冷却が電力電子機器に適用される。このようなシステムでは、電力電子機器の高い熱流束が液体の移動によって吸収され、かつ離れた液体対空気熱交換器へと運ばれる。液体冷却システムは、より小型の電力電子機器領域に適用することができるが、離れた液体対空気熱交換器の寸法は、強制空気流システムで必要なものと同程度か、あるいはさらに大きなものとなってしまう。
典型的なエレベータマシンは、ケースを具備したモータを有する。ドライバは、モータへ電力および制御信号を供給する。ドライバとモータとが同じ位置にあるように、ドライバはモータケースに隣接して支持されている。
本発明は、コストの増加、エネルギの消費、騒音の生成、信頼性の低下、を伴うファンや他のデバイスを用いることなく、モータおよび該モータやシステムの他の機器に電力源を供給するドライバを備えた駆動システムにおける熱を低減するための装置および方法である。
本装置は、モータあるいはドライバと熱交換接触状態にある少なくとも1つの受動的な熱伝導エレメントを含む。この熱伝導エレメントは、モータあるいはドライバから熱を受ける少なくとも1つの部分を有し、この第1の部分から運ばれてきた熱を受ける第2の部分を各熱伝導エレメントが有する。この第2の部分から熱を引き出してモータやドライバを冷却するために、熱交換デバイスが用いられる。
上記熱伝導エレメントとしては、ヒートパイプ、あるいはヒートスプレッダ、あるいは両者の組み合わせを用いることができる。
上記熱交換デバイスとしては、通常の熱交換器であってもよく、あるいは、エレベータシステムの構造的要素の一部を、モータやドライバから離れた位置において熱伝導エレメントの第2の部分からの熱と熱交換するように構成してもよい。
モータとドライバは、互いに別体のものとして従来のように接続し、モータおよびドライバの少なくとも一方が、熱交換接触状態にある少なくとも1つのヒートパイプを具備するようにしてもよい。あるいは、単一の外部表面を提供するようにモータとドライバとを一体化し、その外部表面に少なくとも1つのヒートパイプを接触させるようにしてもよい。
例示のエレベータマシンアッセンブリを含むエレベータシステムの要部を示す概略図。 エレベータマシンアッセンブリの一実施例の要部を示す斜視図。 図2の実施例の分解斜視図。 エレベータのモータおよびドライバの配置の異なる実施例を示す斜視図。 図4の実施例の要部を示す図。 図4の実施例のモータおよびドライバを含むエレベータマシンアッセンブリを示す図。 他の実施例の構成を示す図。 他の実施例の構成を示す図。 他の実施例の構成を示す図。 本発明の一実施例の概略図。 ヒートパイプの概略図。 本発明の他の実施例の概略図 本発明の他の実施例の概略図。 図13Aの実施例の平面図。 本発明のさらに他の実施例の概略図。 図14Aの実施例の平面図。 本発明の他の実施例の斜視図。 本発明のさらに他の実施例の斜視図。 図16の実施例の変形例を示す図。 図16の実施例の他の変形例を示す図。 図16の実施例の他の変形例を示す図。 図16の実施例のさらに他の変形例を示す図。 図16の実施例のさらに他の変形例を示す図。 図10の実施例を具備しない場合の温度上昇を示すグラフ。 図10の実施例を具備する場合の改善された温度上昇を示すグラフ。
図1は、エレベータシステム12の要部を概略的に示している。エレベータかご14がガイドレール15に沿って動くように支持されている。カウンタウェイト16は、ローピング構成(例えば丸いロープや平坦なベルト)17を用いて公知の態様でかご14に接続されている。エレベータマシンアッセンブリ18は、フレーム20を有し、このフレーム20が、モータ・ドライバ部22、トラクションシーブ24、ブレーキ部26を支持している。上記フレーム20は構造部材28に支持されており、本実施例では、構造部材28はガイドレール15に接続されている。
図示例の一つの特徴は、モータ・ドライバ部22が、モータ30とドライバ32とを同じ位置に備えることである。ドライバ32は、電力および制御信号をモータ30に供給する。モータ30とドライバ32とを同じ位置に有することは、ドライバおよびモータが別々の位置にある従来の構成と異なっている。
図2および図3に示すように、一実施例のモータ30は、該モータ30の構成要素を囲むモータケース40を備えている。この実施例では、少なくとも1つのキャパシタ構成要素44がケース40の一端付近に設けられている。一実施例では、キャパシタ構成要素44はキャパシタの電極からなる。図示例では、キャパシタ構成要素44が、例えば、モータケース40とマシンフレームの支持プレートとの間に支持されるようになっている。
ケース40内部の構成要素の例としては、ロータ50、ステータ52およびチョーク54を含む。チョーク54をモータ構造内に組み込むことは、従来のモータの設計と異なっている。この実施例では、チョーク54はラインインダクタからなり、ラインインダクタを構成するようにワイヤを備えたモータコアの一部を含んでいる。チョークをモータ構造内に組み込むことで、チョークを独立した構成要素として設けることを回避できる。エレベータマシンアッセンブリにおける独立した構成要素の数は、例えば、システムの複雑性や設置に要する時間に影響するので、これにより、スペースの節約や設置時間の削減がなされる。
本実施例では、ドライバ32は、複数の基板62からなる支持構造60を有する。一つの実施例では、基板62は、プリント回路基板の基板材料からなる。図示例では、一つの端部キャップ基板64を有し、ここから各基板62が延びている。基板62,64の各々は、複数の電子機器66を支持している。モータ30を作動させるための電力制御および制御信号の生成は、これらの電子機器66によって達成される。
図示例では、ドライバ支持構造60はモータケース40に隣接して位置している。この特定の実施例では、ドライバ32がモータケース40によって支持されるように、少なくとも1つの基板62,64をモータケース40が直接に受けている。これは、モータ30とドライバ32とを同じ位置に配置するための一つの配置例である。
図示例の他の特徴は、少なくともドライバ32に対し冷却を与える冷却回路70である。この例では、冷却回路70は電気伝導性流体を含み、この電気伝導性流体が、ドライバ32の電子機器66に対し配置された閉ループ管路を流れ、熱を放散して電子機器66を冷却する。冷却回路70の上記管路は、少なくともいくつかのドライバ電子機器の間および周囲の経路に沿っており、流体がドライバ電子機器から熱を吸収するように、ドライバ電子機器に十分に近接している。この実施例では、電気伝導性流体は、モータ30の電界によって、冷却回路70を通して効果的にポンピングされる。この流体が流れることにより、ドライバ電子機器から熱が運ばれ、冷却がなされる。
このような配置の一つの特徴は、ドライバ32に対する冷却がモータ30の運転に応答してなされることである。ドライバ32を冷却するための別の動力源は不要である。図示例は、モータ30の運転によってドライバ32への冷却が与えられるという利点がある。
図4,図5は、他の実施例の配置を示しており、これは、図2,図3の例に比較して異なるドライバ支持構造を備えている。この実施例では、複数の基板62がドライバ32の電子機器66を支持している。例示のモータケース40の外表面が、各基板62を受けている。図5から最もよく理解できるように、本実施例の冷却回路70は、冷却回路70内の電気伝導性流体がモータ30の電界によってポンピングされるように、モータ30の中央部内に少なくとも部分的に位置する管路を含んでいる。さらに、冷却回路70がモータ30内に存在することによって、運転中に、ドライバ32の冷却とともにモータ30に対する冷却が与えられる。この例では、単一の冷却回路70によって、モータおよびドライバに対する統合的な冷却機能が与えられる。また、マシンアッセンブリに必要な別々の構成要素の数が少なくなることで、設置時の複雑性が低減し、コストを削減することができる。さらに、モータ30およびドライバ32に対し単一の冷却源を有することで、必要なスペースが減少し、経済的となる。
図示例の一つの特徴は、モータ30およびドライバ32の位置の外部に必要な配線接続の量が少なくなることである。図4の例では、単一のコネクタ80によって、モータ・ドライバ部22と電源との間での電力供給のための接続がなされるととともに、エレベータかご14の所望の位置および動作プロファイルを決定するエレベータコントローラ(図示せず)とドライバ32との間での信号通信がなされる。エレベータシステムの箇所に設置しなければならない配線接続の量を少なくすることで、エレベータシステムの設置に伴う複雑性やコストがさらに低減する。
図6は、マシンフレーム20の例と組み合わせた図4,図5の実施例を示している。この例では、フレーム20は、複数の支持プレート82と、これらの支持プレート82の間に延びた連結ロッド86と、を含む。この例では、フレーム20が、モータ・ドライバ部22と、トラクションシーブ24と、ブレーキ部26と、を支持している。支持プレート82は、昇降路内あるいは必要であれば機械室内の適当な支持構造28の上へのマシンアッセンブリの据付に寄与する。図示例の一つの特徴は、マシンルームレス型エレベータの昇降路内でマシンアッセンブリを位置決めすることが容易となることである。例示のマシンフレーム20は単なる一つの例であり、当業者であれば、開示した実施例の他の特徴とともに、どのような他のフレーム構成を用いることができるか解るであろう。
例示のモータケース40は、支持プレート82の一つに固定される取付フランジ88を有する。モータケース40と支持プレート82との結合、および、支持構造部材28に対する支持プレート82の位置によって、モータ30およびドライバ32からの熱を放散する熱伝導経路が提供される。図1の例においては、支持部材28およびガイドレール16がフレーム20とともに、モータ30およびドライバ32からの熱を放散するためのヒートシンクとして機能する。従って、図示例は、運転中のモータ30およびドライバ32の温度を所望の温度に維持するための便利な方法を提供する。さらに、トラクションシーブ24は金属からなり、ドライバ32およびモータ30を冷却するように熱を放散することができる。ドライバ32およびモータ30を同じ位置に備えることで、両者を冷却するために同じ構成要素を利用することができ、各々のために別々の冷却構成を必要とすることがない。
ドライバ32は、例えば、図6に示すように、ドライバ32の部分をモータのモータケース40上に支持することによって、モータ30と一緒に配置することができる。図7に示す代替例では、ドライバ32をモータ30の一部で支持することなく、ドライバ32をモータ30の位置に支持するようにしている。図7の例では、トラクションシーブ24(図7では見えていない)に隣接したフレーム20の部分にドライバ支持構造が取り付けられている。図8に示す他の例では、マシンフレーム20を支持している構造部材28にドライバ32が直接的に支持されている。図9に示す他の実施例では、ドライバ32がガイドレール16に直接的に支持されている。
以上の記載により、当業者であれば、、エレベータマシンアッセンブリを構成する複数の構成要素を統合して個々独立した構成要素を回避すること、モータおよびドライバの冷却のためにマシンアッセンブリに関連した種々の構造(例えばマシンフレーム、支持構造、あるいはガイドレール)を利用すること、設置プロセスを単純化すること、などの開示した実施例の特徴を実現するために、モータ30およびドライバ32をどのように配置するのが最良であるか解るであろう。
図10において、モータ111およびドライバ113を含むエレベータ駆動システム110が図示されている。効率的にかつ確実に運転するために、モータ111およびドライバ113の運転に伴い生じた熱を、最小限のエネルギコストならびに騒音でもって放散しなければならない。信頼性を最大とし、かつモータの寸法を最小とすべきである。
どのようなモータがエレベータ駆動システム内で用いられていても本発明の範囲内であるが、現代のエレベータの多くは、永久磁石ブラシレスモータを用いている。ステータのみが抵抗損失を伴う巻線を有し、この抵抗損失によって、除去すべき熱が生じる。
ドライバ113は、図示しない電力バスからモータ111の駆動に適した周波数および電圧への電力の変換を行うエレベータシステムの構成要素である。モータ111やドライバ113、あるいはエレベータ駆動システムの1つあるいは複数の構成要素から生じた熱を除去することは、本発明の範囲内である。本発明のエレベータ駆動システムは、ファンやその他の高価で騒音が大きくかつ非効率的な要素を具備しない本発明に係る冷却装置以外は、一般的な構成である。
ドライバ113は、ヒートパイプ117を支持するアルミニウム製取付ブラケット115を具備するものとして示されており、ヒートパイプ117の第1の部分117aがドライバ113に接触して熱を受けるように設けられ、かつ第2の部分117bが、熱交換器119へと熱を放散するように用いられている。ヒートパイプ117は、略L字形に曲がっているが、第1の部分117aが適当な熱伝達接触状態となるのであれば、他の構成であってもよい。モータ111にはヒートパイプ118が取り付けられており、このヒートパイプ118は、モータ111から図示するような熱伝導によって熱を受け取る第1の部分118aを有し、第2の部分118bへと移動した熱が熱交換器119へと放出される。
ヒートパイプは、高温側境界部と低温側境界部との間の僅かな温度差でもって多量の熱を移送することができる熱移送メカニズムである。図11に示すように、ヒートパイプ147の内部では、高温側境界部147aにおいて液体が蒸気147cへと変化し、図11の左側から右側へと流れる。このガス147cは自然に流れ、かつ低温側境界部147bにおいて液体に凝縮する。液体は落下あるいは毛細管作用により高温側境界部へと図11の右側から左側へ戻り、ここで再び蒸発して、そのサイクルを繰り返す。典型的なヒートパイプは、密封された中空管からなる。銅やアルミニウムのような熱伝導性の金属が管の形成に用いられる。ヒートパイプには、比較的少量の液相の「作動流体」つまり冷媒(水、エタノール、水銀など)が封入され、残部が気相の作動流体で占められ、その他のガスは排除されている。
管の側壁の内側では、ウィック構造によって液相の作動流体に毛細管作用が与えられる。これは、一般には、焼結金属粉末あるいは管の軸に平行な一連の溝からなるが、原理的には、凝縮した液体に毛細管圧力を与えて加熱側の端部に戻すことができるものであれば、どのような材料でもよい。もしヒートパイプが連続的に傾斜していて加熱側の端部が下側となっている場合は、内側のライニングは不要である。作動流体は、単純にヒートパイプを流れ落ちる。このような単純な形式のヒートパイプは、熱サイホンとして知られている。垂直方向でのみ作用し得る熱サイホンを含め、どのような形式のヒートパイプであっても用いることができる。ヒートパイプの利点は、熱の移送におけるその優れた効率である。例えば、等価な断面積の中実の銅よりも良好な熱伝導体となる。さらに、ヒートパイプは、機械的可動部品、モータ、その他の騒音源を必要とせずに、熱を移送することができる。
また、さらに先進のヒートパイプ、例えばナノ粒子を用いた固体状態のデバイス、を用いることもできる。この種のデバイスの例は、例えば2007年1月12日出願の米国特許出願第11/852,840号に記載されており、この出願は本願の参照となる。また代替として、ヒートパイプと機械的に等価なもの、例えば流体を移送するポンプを備えた管、なども用いることができる。
図12においては、第2の部分117b,118bが、構造的要素121、例えばマシンの表面、昇降路の金属フレーム、エレベータのレールなど、に接触している。このような設計の利点は、熱交換器(例えば図10の熱交換器119)を除去でき、騒音や信頼性の問題を伴うことなく既存の構造を熱の除去に利用できることである。
図13A,図13B、図14A,図14Bは、モータおよびドライバの組み合わせ131の第2の形態を示しており、ここでは、モータ133とドライバ135とを一体化してある。一体化したモータおよびドライバの利点は、従前のエレベータシステムで用いられていた電力接続ケーブルを除去することで、大幅なコストの低減ならびにマシンの信頼性の向上が得られることである。やはりヒートパイプ117,118が第1の部分117a,118aから第2の部分117b,118bへと熱を伝達し、図13A,図13Bでは熱交換器119と、図14A,図14Bでは構造的要素121と、それぞれ相互作用する。
図15は、本発明の適用例を図示しており、ここでは、モータ143およびドライバ145(これらは図13A,図13B、図14A,図14Bと同様の形で一体化されている)を支持する構造体の一部が、熱交換器として機能している。ヒートパイプ147,148は、モータ143およびドライバ145から熱を受け取る第1の部分147a,148aを有する。これらのヒートパイプ147,148は、第2の部分147b,148bを有し、これら第2の部分147b,148bが、モータ143およびドライバ145を含むエレベータ駆動システムを支持しているベッドプレート149に接触して熱を逃がしている。
図16は、図15に示すヒートパイプシステムに代えてヒートスプレッダを用いたものを示している。図16では、モータ141とドライバ143とがベッドプレート149上に別々に取り付けられており、ヒートスプレッダ146がドライバ143とベッドプレート149との間に配置されている。例えば肉厚のアルミニウムからなる構造体などでは、ドライバ143などの電力用電子機器で生じた高い流束の熱を直接的に拡散することができるが、ヒートスプレッダ146のように中間に設けた熱拡散構造によれば、より広い領域に亘って熱流束が拡散する。一般的な冷却設計における通常の押出型フィンヒートシンク材料とは異なり、より多くの熱をベッドプレート149上に拡散するために、安価な板状材料をスプレッダ146として用いることができる。ヒートスプレッダは熱伝導性の高い中実の材料、通常はアルミニウムあるいは銅からなる。ヒートスプレッダ146を構成する中実の材料のほかに、ヒートパイプの形態のものを用いることもでき、ここでは、平坦面の内部に、図11のヒートパイプ147と同様に、液体から気体とする構造を有している。
図17は、ドライバ145をヒートスプレッダ146に取り付け、このヒートスプレッダ146をさらにエレベータのカウンタウェイトレール151あるいは他の構造体に取り付けた構成を示しており、エレベータカウンタウェイトレールが強度確保のために必要とする一般的な鋼のような材料ではなく、アルミニウムや銅のような高熱伝達性材料をヒートスプレッダ146として用いることで、熱の拡散が向上する。
図18Aおよび図18Bは、ドライバ145をベッドプレート149上に取り付けるためのヒートスプレッダ146とヒートパイプ147とを組み合わせた構成を図示しており、上記ヒートパイプ147が、ヒートスプレッダ146およびベッドプレート149を介してドライバ145の熱をさらに抜き取り、ヒートスプレッダ146に最も近いヒートパイプ147の部分から最も離れた部分へと熱を移動させる。図18Bは、エレベータレール151の一方の側にあるヒートスプレッダ146上のドライバ145と、エレベータレール151の他方の側にあるヒートパイプ147と、の関係を示している。上記のように、ヒートパイプ147のヒートスプレッダに最も近い部分から、ドライバ145から離れた部分へと、熱が伝達される。
図19Aおよび図19Bは、一対のヒートパイプ147を備えたモータ143およびドライバ145を図示しており、上記ヒートパイプ147はモータ143の各々の側にあり、モータ143およびドライバ145からの熱を、モータ143の実質的に低温な部分151に伝達している。
例えば図15に示すヒートパイプ147,148を具備しない場合や図16のヒートスプレッダ146が十分に大きくない場合などのように熱の分配が有効でないと、デバイスにホットスポットが生じる。図20のグラフは、図19Aのモータ143をヒートパイプ147無しで運転した場合のホットスポットの温度を示している。図示するように、温度は、時間の経過により、許容最高温度である125℃を越えて上昇する。これに対し、図21のグラフは、部分151へ熱を伝達するヒートパイプ147を備える場合の同じヒートスポットの時間経過に伴う温度を示しているが、この場合には、許容最高温度である125℃には到達せず、従って、エレベータシステムの運転が顕著に改善されている。
以上、この発明を好ましい実施例に基づいて説明したが、当業者であれば、本発明の範囲内でその形態および細部の変更を認識できるであろう。

Claims (13)

  1. モータと該モータに電力源を供給するドライバとを含む駆動システムの熱を低減する装置であって、
    上記駆動システムの少なくとも一つの構成要素と熱交換接触状態にある少なくとも一つの熱伝導エレメントを備え、この少なくとも一つの熱伝導エレメントは、上記少なくとも一つの構成要素から熱を受け取る第1の部分を有するとともに、この第1の部分から離れた第2の部分へと該第1の部分から熱を移送するように構成されており、
    上記少なくとも一つの熱伝導エレメントの上記第2の部分に近接し、上記エレベータ駆動システムの上記少なくとも一つの構成要素を冷却するように、上記第2の部分から熱を除去する熱交換デバイスを備える、ことを特徴とする装置。
  2. 上記駆動システムは、エレベータ駆動システムであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 上記熱交換デバイスは、上記モータおよびドライバから離れた位置において、上記少なくとも一つの熱伝導エレメントの上記第2の部分からの熱と熱交換を行うように構成された熱交換器からなることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. エレベータシステムが、モータおよびドライバに近接した構造的要素を有し、上記熱交換デバイスは、上記モータおよびドライバから離れた位置において、上記少なくとも一つの熱伝導エレメントの上記第2の部分からの熱と熱交換を行うように構成された上記構造的要素の一部からなることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 上記モータおよびドライバは空間的に互いに離れており、このモータおよびドライバの各々が、熱交換接触状態にある少なくとも一つの熱伝導エレメントを備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  6. 少なくとも一つの熱伝導エレメントと接触する一体化したデバイスとなるように上記モータおよびドライバが統合されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  7. 上記少なくとも一つの熱伝導エレメントは、少なくとも一つのヒートパイプおよび少なくとも一つのヒートスプレッダ部材から選択されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  8. 上記少なくとも一つの熱伝導エレメントは、
    (a)複数の熱サイホン、
    (b)エレベータ駆動システムの少なくとも一つの構成要素から熱を受け取る第1の部分と、熱を熱交換デバイスへ供給する第2の部分と、を備えた中空金属管からなり、2相混合物として液体−蒸気を有するとともに、上記第1の部分から上記第2の部分へと液体を供給するための毛細管構造を備えてなる複数のヒートパイプ、
    (c)第1の部分から熱交換デバイスに近接した第2の部分へ熱を移送するナノ粒子を用いた複数のパイプ、
    の少なくとも一つから選択されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  9. モータと該モータに電力源を供給するドライバとを含む駆動システムの熱を低減する方法であって、
    上記駆動システムの少なくとも一つの構成要素と熱交換接触状態となるように少なくとも一つの熱伝導エレメントを設け、この少なくとも一つの熱伝導エレメントは、上記少なくとも一つの構成要素から熱を受け取る第1の部分を有し、
    上記少なくとも一つの熱伝導エレメントにおいて、上記第1の部分から離れた第2の部分へと該第1の部分から熱を移送し、
    上記駆動システムの上記少なくとも一つの構成要素を冷却するように、熱交換デバイスを用いて上記第2の部分から熱を除去する、
    ことを特徴とする方法。
  10. 上記駆動システムは、エレベータ駆動システムであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 上記熱交換デバイスは、上記駆動システムの上記少なくとも一つの構成要素から離れた位置において、上記第2の部分からの熱と熱交換を行うように構成された熱交換器からなり、さらに、エレベータシステムが、エレベータ駆動システムの少なくとも一つの構成要素に近接した構造的要素を有し、上記熱交換デバイスは、上記エレベータ駆動システムから離れた位置において、上記第2の部分からの熱と熱交換を行うように構成された上記構造的要素の一部からなることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 上記少なくとも一つの熱伝導エレメントは、ヒートパイプおよびヒートスプレッダ部材の少なくとも一方からなることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  13. 上記少なくとも一つの熱伝導エレメントは、
    (a)複数の熱サイホン、
    (b)エレベータ駆動システムから熱を受け取る第1の部分と、熱を熱交換デバイスへ供給する第2の部分と、を備えた中空金属管からなり、2相混合物として液体−蒸気を有するとともに、上記第1の部分から上記第2の部分へと液体を供給するための毛細管構造を備えてなる複数のヒートパイプ、
    (c)第1の部分から熱交換デバイスに近接した第2の部分へ熱を移送するナノ粒子を用いた複数のパイプ、
    の少なくとも一つから選択されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014031224A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Caterpillar Sarl 作業機のマグネット装置
JP2014528039A (ja) * 2011-09-13 2014-10-23 ルノー エス.ア.エス. 熱パイプを介した電気モータの冷却

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2384476T3 (es) * 2007-01-11 2012-07-05 Otis Elevator Company Control de temperatura termoeléctrica con flujo de aire de convección para refrigerar componentes de ascensor
JP5776163B2 (ja) * 2010-10-15 2015-09-09 株式会社明電舎 巻上機
US20130291555A1 (en) 2012-05-07 2013-11-07 Phononic Devices, Inc. Thermoelectric refrigeration system control scheme for high efficiency performance
US8893513B2 (en) 2012-05-07 2014-11-25 Phononic Device, Inc. Thermoelectric heat exchanger component including protective heat spreading lid and optimal thermal interface resistance
CN103471436B (zh) * 2013-08-20 2015-10-28 吴江骏达电梯部件有限公司 一种重力热管换热式电梯轿厢
US10458683B2 (en) 2014-07-21 2019-10-29 Phononic, Inc. Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module
US9593871B2 (en) 2014-07-21 2017-03-14 Phononic Devices, Inc. Systems and methods for operating a thermoelectric module to increase efficiency
WO2016092592A1 (ja) * 2014-12-09 2016-06-16 三菱電機株式会社 エレベータ用巻上機
EP3086627B1 (en) * 2015-04-24 2020-10-21 Kone Corporation Elevator comprising a power unit
CN107848759B (zh) 2015-08-07 2019-11-15 奥的斯电梯公司 具有冷却装置的电梯线性推进系统
CN108883905A (zh) * 2016-01-25 2018-11-23 通力股份公司 电梯
US10384913B2 (en) * 2016-06-13 2019-08-20 Otis Elevatro Company Thermal management of linear motor
EP3489185B1 (en) * 2017-11-24 2020-07-29 KONE Corporation Cooling solution for hoisting machinery
EP4055289A1 (en) 2019-11-05 2022-09-14 Trublue LLC Carabiner
USD945252S1 (en) 2019-12-18 2022-03-08 TruBlue LLC Carabiner
CN112830364B (zh) * 2021-02-24 2024-01-02 杭州西奥电梯有限公司 电梯系统及电梯安装方法
CN112777448B (zh) * 2021-02-24 2024-01-02 杭州西奥电梯有限公司 曳引机系统及电梯安装方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000039014A1 (fr) * 1998-12-25 2000-07-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Appareil de commande d'ascenseur
JP2007197094A (ja) * 2006-01-23 2007-08-09 Mitsubishi Electric Corp エレベーター制御部の放熱装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB410425A (en) 1933-12-01 1934-05-17 English Electric Co Ltd Improvements in electric condensers for mounting on electric motors
GB900852A (en) 1958-08-05 1962-07-11 Hoover Ltd Improvements relating to electric motors
US5642011A (en) * 1992-02-18 1997-06-24 General Electric Company Double-stator electromagnetic pump having alignment ring and spine assembly
FI94123C (fi) * 1993-06-28 1995-07-25 Kone Oy Vetopyörähissi
US5763951A (en) * 1996-07-22 1998-06-09 Northrop Grumman Corporation Non-mechanical magnetic pump for liquid cooling
DE19739899A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Alpha Getriebebau Gmbh Antrieb für Aufzüge
FR2773941B1 (fr) * 1998-01-19 2000-04-21 Ferraz Echangeur di-phasique pour au moins un composant electronique de puissance
WO2000038488A1 (en) * 1998-12-22 2000-06-29 Otis Elevator Company Liquid cooled elevator machine drive
DE10112799C1 (de) * 2001-03-16 2002-10-17 Compact Dynamics Gmbh Fluidgekühlte elektrische Maschine
ATE352120T1 (de) * 2001-05-18 2007-02-15 Thyssenkrupp Aufzugswerke Gmbh Aufzugantrieb mit tragenden kunststoffteilen
WO2003043727A1 (en) 2001-11-19 2003-05-30 Casale Chemicals S.A. Modular chemical reactor
US7117930B2 (en) * 2002-06-14 2006-10-10 Thermal Corp. Heat pipe fin stack with extruded base
US6830098B1 (en) * 2002-06-14 2004-12-14 Thermal Corp. Heat pipe fin stack with extruded base
FR2855673A1 (fr) * 2003-05-26 2004-12-03 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique tournante, telle qu'un alternateur ou demarreur, notamment pour vehicule automobile
FI114978B (fi) 2003-10-29 2005-02-15 Kone Corp Hissi ja sen ohjaus
FR2861913B1 (fr) 2003-10-31 2007-08-17 Telma Ralentisseur electromagnetique comportant des elements dissipateurs de chaleur
JP2008528936A (ja) * 2005-02-02 2008-07-31 キャリア コーポレイション 多流路を有する扁平管熱交換器
AU2005326651B2 (en) * 2005-02-02 2010-12-09 Carrier Corporation Heat exchanger with fluid expansion in header
CN101341088A (zh) * 2005-12-20 2009-01-07 奥蒂斯电梯公司 升降机驱动器控制策略
JP2008072881A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Toyota Motor Corp モータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000039014A1 (fr) * 1998-12-25 2000-07-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Appareil de commande d'ascenseur
JP2007197094A (ja) * 2006-01-23 2007-08-09 Mitsubishi Electric Corp エレベーター制御部の放熱装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014528039A (ja) * 2011-09-13 2014-10-23 ルノー エス.ア.エス. 熱パイプを介した電気モータの冷却
JP2014031224A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Caterpillar Sarl 作業機のマグネット装置

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Publication number Publication date
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