JP2015229587A - エレベータ用巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】内部の冷却効率の向上を図ることができるエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。【解決手段】エレベータ用巻上機においては、綱車３の径方向の互いに異なる位置で綱車３を貫通する第１及び第２の通風孔３１，３２が綱車３に設けられている。綱車３を回転させる駆動力を発生するモータ４は、ハウジング１の内周面に固定された筒状の固定子４１と、固定子４１の内側に配置され綱車３に同軸に固定された筒状の回転子４２とを有している。回転子４２の内側の空間には、綱車３の回転によって生じる気流を第１及び第２の通風孔３１，３２の一方から他方へ導く流路８を形成するフィン７が綱車３から突出している。【選択図】図１

Description

この発明は、モータの駆動力により綱車が回転されるエレベータ用巻上機に関するものである。

従来、巻上機の冷却効率を高めるために、主軸の内部に通したヒートパイプの一部を主軸から巻上機の外部へ突出させるとともに、ヒートパイプの突出部分に放熱フィンを設け、放熱フィンの周囲に配置した冷却フィンを駆動綱車に設けたエレベータ用巻上機が知られている。このような従来のエレベータ用巻上機では、冷却フィンが駆動綱車と一体に回転することにより冷却風が発生し、発生した冷却風によって放熱フィンが冷却される（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１０／０２９６２３号

しかし、特許文献１に示されている従来のエレベータ用巻上機では、巻上機の内部から外部への熱伝導経路が長いので、巻上機の内部の冷却効率をさらに高めることが困難になってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、内部の冷却効率の向上を図ることができるエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ用巻上機は、開口部が設けられたハウジング、ハウジング内から開口部を通って上記ハウジング外へ突出する主軸、主軸に回転自在に支持され少なくとも一部がハウジング外に配置された綱車、及びハウジングの内周面に固定された筒状の固定子と、固定子の内側に配置され綱車に同軸に固定された筒状の回転子とを有し、綱車を回転させる駆動力を発生するモータを備え、綱車には、綱車の径方向の互いに異なる位置で綱車を貫通する第１及び第２の通風孔が設けられ、回転子の内側の空間には、綱車の回転によって生じる気流を第１及び第２の通風孔の一方から他方へ導く流路を形成するフィンが綱車から突出している。

この発明に係るエレベータ用巻上機によれば、第１及び第２の通風孔を通して外気を巻上機の内部に強制的に取り入れることができ、巻上機の内部の冷却効率の向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２の綱車が時計方向へ回転するときの状態を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す縦断面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図において、エレベータ用巻上機は、ハウジング１と、ハウジング１に設けられた主軸２と、主軸２に回転自在に設けられた綱車３と、ハウジング１内に設けられ、綱車３を回転させる駆動力を発生するモータ４と、ハウジング１内に設けられ、綱車３の回転を制動するブレーキ装置５とを有している。

ハウジング１は、軸線を持つ筒状のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の軸線方向一端部を塞ぐ閉塞壁１２とを有している。これにより、ハウジング１には、ハウジング本体１１の軸線方向他端部を開放する開口部が設けられている。この例では、ハウジング本体１１の形状が、軸線方向寸法よりも径方向寸法が大きい扁平状になっている。

主軸２は、閉塞壁１２に固定されている。また、主軸２は、ハウジング１内からハウジング１の開口部を通ってハウジング１外へ突出している。さらに、主軸２は、ハウジング本体１１の軸線上に配置されている。

綱車３は、軸受６を介して主軸２に支持されている。また、綱車３は、主軸２と同軸に配置されている。軸受６は、主軸２のハウジング１外への突出部分に取り付けられている。綱車３は、主軸２の軸線方向について閉塞壁１２から離して配置されている。また、綱車３は、少なくとも一部をハウジング１の開口部からハウジング１外へ突出させた状態で配置されている。即ち、綱車３の少なくとも一部は、ハウジング１外に配置されている。綱車３のハウジング１外に配置された部分の外周部には、かご及び釣合おもり（いずれも図示せず）を吊り下げる主索が巻き掛けられる。

モータ４は、ハウジング１内に設けられた筒状の固定子４１と、固定子４１の内側に配置され、綱車３に固定された筒状の回転子４２とを有している。固定子４１及び回転子４２は、主軸２と同軸に配置されている。

固定子４１は、ハウジング本体１１の内周面に固定された筒状の固定子コア４１１と、固定子コア４１１に設けられた固定子コイル４１２とを有している。固定子４１は、固定子コイル４１２への通電により回転磁界を発生する。

回転子４２は、綱車３に同軸に固定された筒状の回転子コア４２１と、回転子コア４２１の外周面に設けられた磁石４２２とを有している。回転子コア４２１は、綱車３から閉塞壁１２に向けて突出している。この例では、回転子コア４２１の内径が綱車３の外径よりも大きくなっている。また、この例では、回転子コア４２１及び綱車３が一体成形されている。回転子４２は、固定子４１の内周面に隙間を介して磁石４２２を対向させた状態で固定子４１の内側に配置されている。回転子４２は、固定子コイル４１２からの回転磁界によって回転力を受ける。回転子４２及び綱車３は、回転子４２が回転力を受けることにより、主軸２の軸線を中心として一体に回転される。

ハウジング本体１１には、回転子コア４２１の外周面とハウジング本体１１の内周面との間の空間を覆う板状の外カバー１３が設けられている。外カバー１３と回転子コア４２１との間には、隙間が生じている。

ブレーキ装置５は、閉塞壁１２に支持されている。また、回転子４２の内側の空間に設けられている。ブレーキ装置５は、ブレーキ部材５１と、ブレーキ部材５１を変位させてブレーキ部材５１を回転子コア４２１の内周面に接触させたり離したりするブレーキ駆動部５２とを有している。ブレーキ駆動部５２は、回転子コア４２１の内周面に接触させる方向へブレーキ部材５１を付勢するばね（付勢体）と、ばねの付勢力に逆らって、回転子コア４２１の内周面からブレーキ部材５１を離す電磁マグネットとを有している（いずれも図示せず）。

回転子４２及び綱車３には、ブレーキ部材５１が回転子コア４２１の内周面に接触することにより制動力が与えられる。また、回転子４２及び綱車３に与えられている制動力は、ブレーキ部材５１が回転子コア４２１から離れることによりなくなる。

綱車３には、綱車３の径方向の互いに異なる位置で綱車３を貫通する第１の通風孔３１及び第２の通風孔３２が設けられている。この例では、第１及び第２の通風孔３１，３２が、主軸２の軸線方向に沿って綱車３を貫通している。また、この例では、第１の通風孔３１が第２の通風孔３２よりも綱車３の径方向外側に位置している。第１及び第２の通風孔３１，３２のそれぞれは、主軸２の軸線に沿って綱車３及び回転子４２を見たとき、回転子４２の径方向内側の範囲に位置している。

回転子４２の内側の空間には、板状のフィン７が綱車３の閉塞壁１２側の面から突出している。この例では、綱車３及びフィン７が一体成形されている。

フィン７は、図２に示すように、綱車３の回転によって生じる気流を第１及び第２の通風孔３１，３２の一方から他方へ導く流路８を形成している。この例では、主軸２の軸線に沿って綱車３を見たとき、フィン７によって形成された流路８が、綱車３の軸線を囲む渦状になっている。また、この例では、回転子４２の内側の空間から綱車３を見たとき、流路８の渦の方向が、綱車３の軸線の周囲を流路８に沿って時計方向へ進むにつれて綱車３の軸線に近づく方向となっている。

フィン７には、流路８を覆う板状の流路カバー９（図１）と、流路８の一端部及び他端部のそれぞれの開口を塞ぐ一対の塞ぎ板１０（図２）とが設けられている。この例では、各塞ぎ板１０も綱車３と一体成形されている。即ち、この例では、綱車３、回転子コア４２１、フィン７及び各塞ぎ板１０が、一体成形で作られた鋳物である。

流路カバー９は、綱車３の閉塞壁１２側の面から離してフィン７に固定されている。この例では、綱車３の軸線に沿って綱車３を見たとき、流路カバー９が流路８の全範囲を覆っている。

綱車３が主軸２の軸線を中心として回転すると、流路８内には、綱車３の回転による慣性力Ｆ１と、フィン７から受ける反力Ｆ２とにより、空気の対流が綱車３に対して生じる。

綱車３が図２の矢印Ａの方向（反時計方向）へ回転すると、フィン７から受ける反力Ｆ２の向きが綱車３の径方向内側に向かう向きになるので、径方向外側の第１の通風孔３１から径方向内側の第２の通風孔３２へ流路８に沿って流れる気流（対流）が生じる。第１の通風孔３１から第２の通風孔３２へ流れる気流（対流）が生じると、巻上機外からの外気が第１の通風孔３１を通って流路８へ吸入され、流路８内の気流が第２の通風孔３２を通って巻上機外へ排出される。

図３は、図２の綱車３が時計方向へ回転するときの状態を示す断面図である。綱車３が図３の矢印Ｂの方向（時計方向）へ回転すると、フィン７から受ける反力Ｆ２の向きが綱車３の径方向外側に向かう向きになるので、径方向内側の第２の通風孔３２から径方向外側の第１の通風孔３１へ流路８に沿って流れる気流（対流）が生じる。第２の通風孔３２から第１の通風孔３１へ流れる気流（対流）が生じると、巻上機外からの外気が第２の通風孔３２を通って流路８へ吸入され、流路８内の気流が第１の通風孔３１を通って巻上機外へ排出される。

次に、動作について説明する。かご及び釣合おもりが昇降路内に停止しているときには、固定子コイル４１２及びブレーキ駆動部５２の電磁マグネットのそれぞれへの給電が停止されている。このときには、ブレーキ部材５１がばねの付勢力によって回転子コア４２１に接触して、回転子４２及び綱車３に制動力が与えられている。

ブレーキ駆動部５２の電磁マグネットへの給電が行われると、電磁マグネットの電磁吸引力が発生することにより、ばねの付勢力に逆らって、ブレーキ部材５１が回転子コア４２１から離れる。これにより、回転子４２及び綱車３に対する制動力の付与がなくなる。

回転子４２及び綱車３に対する制動力の付与が解除されるとともに、固定子コイル４１２への給電が行われると、固定子４１の回転磁界により回転子４２に回転力が生じ、回転子４２及び綱車３が主軸２の軸線を中心として一体に回転される。綱車３が回転されると、かご及び釣合おもりが綱車３の回転に応じて昇降路内を上下方向へ移動される。

綱車３が図２の矢印Ａの方向（反時計方向）へ回転すると、第１の通風孔３１から第２の通風孔３２へ流路８に沿って導かれる気流が生じる。これにより、巻上機の外気は、第１の通風孔３１から流路８内へ吸入され、流路８内を流れた後、第２の通風孔３２から巻上機外へ排出される。

一方、綱車３が図３の矢印Ｂの方向（時計方向）へ回転すると、第２の通風孔３２から第１の通風孔３１へ流路８に沿って導かれる気流が生じる。これにより、巻上機の外気は、第２の通風孔３２から流路８内へ吸入され、流路８内を流れた後、第１の通風孔３１から巻上機外へ排出される。

巻上機の内部では、磁石４２２の鉄損により回転子４２が発熱し、ブレーキ駆動部５２の電磁マグネットの銅損によりブレーキ装置５が発熱する。これにより、巻上機の内部の温度が上昇しやすくなる。しかし、巻上機の外気が、綱車３及びフィン７から熱を吸収しながら、第１の通風孔３１、第２の通風孔３２及び流路８を流れることから、巻上機の内部が効果的に冷却される。

このようなエレベータ用巻上機では、綱車３の径方向の互いに異なる位置で綱車３を貫通する第１及び第２の通風孔３１，３２が綱車３に設けられ、綱車３の回転によって生じる気流を第１及び第２の通風孔３１，３２の一方から他方へ導く流路８がフィン７によって形成されているので、巻上機の内部での放熱面積（表面積）を拡張することができるとともに、綱車３が時計方向及び反時計方向のいずれの方向へ回転しても、巻上機の内部の温度よりも温度の低い外気を、第１及び第２の通風孔３１，３２を通して巻上機の内部に強制的に取り入れることができる。これにより、巻上機の内部でフィン７及び綱車３を外気によって冷却することができる。従って、巻上機の内部の冷却効率の向上を図ることができ、巻上機の内部の温度の上昇を効率良く抑制することができる。

また、流路８は、綱車３の軸線方向に沿って綱車３を見たとき、綱車３の軸線を囲む渦状になっているので、綱車３に対する気流を綱車３の回転によって流路８内に効率良く生じさせることができる。これにより、巻上機の内部に外気を効率良く取り込むことができ、巻上機の内部の冷却効率の向上をさらに図ることができる。

また、フィン７には、流路８を覆う流路カバー９が設けられているので、流路８に沿って流れる気流を、第１及び第２の通風孔３１，３２の一方から他方へより確実に導くことができる。さらに、第１の通風孔３１又は第２の通風孔３２から巻上機の内部に入った外気に例えばごみ又は塵等が含まれている場合であっても、巻上機の内部に設置された機器（例えばブレーキ装置５等）に不具合が外気中のごみ等によって生じることを防止することができる。

また、フィン７は、綱車３と一体成形されているので、巻上機の部品点数を少なくすることができ、巻上機の組み立て作業の軽減化を図ることができる。また、綱車３に対するフィン７の固定強度を高めることができ、フィン７が綱車３から外れてしまうことを防止することができる。

また、ブレーキ装置５が回転子４２の内側の空間に設けられているので、巻上機全体の小形化を図りながら、巻上機の内部の冷却効率の向上を図ることができる。

なお、上記の例では、２つの通風孔（第１及び第２の通風孔３１，３２）が綱車３に設けられているが、綱車３の径方向の互いに異なる位置で綱車３を貫通する３つ以上の通風孔を綱車３に設けてもよい。この場合、各通風孔は、フィン７で形成された流路８に繋がるように綱車３に設けられる。

また、上記の例では、綱車３から突出するフィン７によって渦状の流路８が形成されているが、流路８の形状は渦状に限定されず、綱車３の回転によって生じる気流を第１及び第２の通風孔３１，３２の一方から他方へ導く形状であればよい。例えば、フィンによって形成される流路の形状が、綱車３の軸線を内側にして配置された円弧状等であってもよい。

また、上記の例では、フィン７が綱車３と一体成形されているが、綱車３と別個に形成したフィン７を綱車３に固定するようにしてもよい。この場合、粘性熱伝導体（例えばグリス、伝熱性の樹脂等）を介して綱車３にフィン７を設けると、フィン７と綱車３との間の熱伝導状態をさらに高めることができ、フィン７及び綱車３の冷却効率の向上を図ることができる。また、この場合、１つの板状のフィン７を曲げて綱車３に固定してもよいし、弧状に曲げた複数のフィン又は平板状の複数のフィンを繋げて綱車３に固定してもよい。

また、上記の例では、流路８を覆う流路カバー９がフィン７に設けられているが、流路カバー９はなくてもよい。さらに、流路８の一端部及び他端部の開口が塞ぎ板１０によってそれぞれ塞がれているが、塞ぎ板１０はなくてもよい。

１ ハウジング、２ 主軸、３ 綱車、４ モータ、５ ブレーキ装置、７ フィン、８ 流路、９ 流路カバー、３１ 第１の通風孔、３２ 第２の通風孔、４１ 固定子、４２ 回転子。

Claims (6)

1. 開口部が設けられたハウジング、
   上記ハウジング内から上記開口部を通って上記ハウジング外へ突出する主軸、
   上記主軸に回転自在に支持され少なくとも一部が上記ハウジング外に配置された綱車、及び
   上記ハウジングの内周面に固定された筒状の固定子と、上記固定子の内側に配置され上記綱車に同軸に固定された筒状の回転子とを有し、上記綱車を回転させる駆動力を発生するモータ
   を備え、
   上記綱車には、上記綱車の径方向の互いに異なる位置で上記綱車を貫通する第１及び第２の通風孔が設けられ、
   上記回転子の内側の空間には、上記綱車の回転によって生じる気流を上記第１及び第２の通風孔の一方から他方へ導く流路を形成するフィンが上記綱車から突出しているエレベータ用巻上機。
2. 上記流路は、上記綱車の軸線方向に沿って上記綱車を見たとき、上記綱車の軸線を囲む渦状になっている請求項１に記載のエレベータ用巻上機。
3. 上記フィンには、上記流路を覆う流路カバーが設けられている請求項１又は請求項２に記載のエレベータ用巻上機。
4. 上記フィンは、上記綱車と一体成形されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機。
5. 上記フィンは、粘性熱伝導体を介して上記綱車に設けられている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機。
6. 上記回転子の内側の空間に設けられ上記回転子及び上記綱車に制動力を与えるブレーキ装置
   をさらに備えている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のエレベータ用巻上機。

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