JP2501391B2 - 平板型リニアモ―タにより駆動されるエレベ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エレベータ、特に平板
型リニアモータにより駆動されるエレベータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】エレベータのかごは、第一の端部でかご
に、第二の端部でカウンタウエイトに取り付けられたワ
イヤロープにより支持される。このロープは電気モータ
で駆動されるシーブ上を通る。このモータはワイヤロー
プとシーブとの間で発生する牽引力によりかごを上昇下
降させる。

【０００３】通常、駆動シーブ及び電気モータは機械室
においてかごより上に配置される。空間が貴重な建物で
は、機械室は望ましくない。

【０００４】水圧エレベータはピストンにより駆動され
る。このピストンは通常、かご下のピット内に配置さ
れ、これにより、機械室が必要でなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピット
を構築し、その中のピストンを保守することは比較的時
間及び費用ががかかる。水圧エレベータには牽引エレベ
ータに比べて別の欠点が存在する。すなわち、かごの上
昇度がピストンの長さに限定されてしまう点、走行速度
が劣る点、かご重量がカウンタウエイトにより相殺され
ず、このため水圧エレベータがさらに大きなエネルギー
を利用する点である。

【０００６】フィシェー他に付与された米国特許第４，
４０２，３８６号「カウンタウエイトとしてリニア電気
モータを利用する自動動力エレベータ」には、管状二次
要素の回りに配設された管状一次要素から構成されるリ
ニアモータによって駆動されるエレベータが示される。
リニアモータは牽引エレベータのような機械室が不要で
あり、水圧エレベータのようなピットも有しない。リニ
アモータも十分なエネルギーがあり、さらに高く上昇さ
せることができ、水圧エレベータに比べれば速度も速
い。しかしながら、数多くの事例から管状二次要素を吊
すことは実際的でなく、これによってロープ式エレベー
タに比べてその上昇度が限定されることが現在までに判
明している。

【０００７】本発明の目的は、機械室に必要な空間を最
小限に抑えるエレベータを提供することである。

【０００８】本発明のもう一つの目的は、エネルギー消
費が比較的低いエレベータを提供することである。

【０００９】本発明のもう一つの目的は、比較的高く上
昇できるエレベータを提供することである。

【００１０】本発明のもう一つの目的は、比較的高速で
走行するエレベータを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明によるエレベー
タは、昇降路内に配設されたかごをリニアモータによっ
てロープを介して上下移動させるエレベータであって、
前記リニアモータが、昇降路の側壁にこの高さ方向に伸
びるビームを介して設けられたサポートと、このサポー
トに端部が支持された平板な二次要素からなる状の二次
側部材と、この平板な二次要素の両面側にそれぞれエア
ギャップにより間隔を置いて隣接された一次側部材と、
前記二次側部材の左右両端側に位置するようにして前記
一次側部材に一体的に取り付けられた第一のカウンタウ
ェイト部および第二のカウンタウェイト部と、前記かご
および前記一次側部材へ取り付けられたロープとからな
る構成としている。

【００１２】本発明の特徴によれば、リニアモータは、
平板状二次要素の一方に配設される第一の一次要素と、
平板状二次要素の他方へ配設される第二の一次要素とを
有する。さらに本発明によれば、それぞれの一次要素を
二次要素の面に隣接させてハウジングが支持する。この
ハウジングは二次要素のサポートが貫通する開口部を有
する。

【００１３】さらに本発明によれば、ハウジングはその
両端部にカウンタウエイト部を有する。

【００１４】さらに本発明によれば、それぞれの一次要
素と二次要素との間のエアギャップを保持するために、
一対の側面それぞれと二次要素との間に複数の案内ロー
ラが配設される。

【００１５】本発明のこれらのそしてその他の目的、特
徴、利点は、添付図面に示されたその最も好ましい実施
例に関する詳細な説明によりさらに明らかとなる。

【００１６】

【実施例】図１には本発明の平板型リニアモータ１２の
実施例を用いたエレベータ１０が示される。このエレベ
ータはかご１４と、ロープ１６と、アイドラシーブ１８
と、平板型リニアモータ１２と、二次サポート２０と、
昇降路２４においてエレベータ上昇距離を拡張する一対
のＴ字型案内レール２２とから構成される。ロープ１６
はその第一の端部でかごへ取り付けられ、アイドラシー
ブ上を伸張し、その第二の端部で平板型リニアモータ１
２へ取り付けられる。したがって、ロープ１２は平板型
リニアモータ１２へ取り付けられている。当業者により
理解されるように、ロープ１６はリニアモータの重心、
トラスト及びブレーキ（図示せず）の上にできる限り接
近して取り付けられる。

【００１７】図２及び３に示されたリニアモータは、ハ
ウジング２６と、二次要素２８と、第一の一次要素３０
と、第二の一次要素３２と、カウンタウエイト３４とか
ら構成される。

【００１８】構造用鋼等から構成されるハウジング２６
は、その一方の端部に第一のカウンタウエイト部３６
を、その中間部分に一次側部材３８を、その第二の端部
に第二のカウンタウエイト部４０を有する。

【００１９】ハウジングを昇降路で上下に案内する案内
部４２はカウンタウエイト部３６，４０のそれぞれに取
り付けられる。それぞれの案内部は、コの字型断面を有
するチャネル４４から構成される。このチャネルは、Ｔ
字型案内レール２２を係合するためその上下に配設され
た一組の３案内ローラ４６（第一案内手段）も有する
が、これは本技術分野において公知のものである。

【００２０】それぞれのカウンタウエイト部３６，４０
は、コの字型断面であり、さらにカウンタウエイト３４
（等）が断面の間で支えられ保持されるように他方のチ
ャネル断面の他方の開口部に面するそれぞれの開口部５
０を有する一対の対向したチャネル断面４８と、それぞ
れのカウンタウエイト部の底部５４内でおもりを保持す
るためチャネル断面４８を連結するコの字型断面（図示
せず）を有する基部５２とから構成される。

【００２１】一次側部材３８は、それぞれ第一及び第二
のカウンタウエイト部３６，４０（図２参照）へ取り付
けられ、それらを連結させる第一の上方横断部５６及び
第一の下方横断部５８と、それぞれ第一のカウンタウエ
イト部３６から第二のカウンタウエイト部４０へ向けて
伸びるが到達しない第二の上方横断部６０及び第二の下
方横断部６２（図３参照）と、前記第二の上方横断部６
０及び前記第二の下方横断部６２の片持型端部６６から
垂直に伸びる支柱６４と、その中央部で上方横断部から
下方横断部へ伸びるそれぞれ一対のメインステー６８
（図２及び図３参照）とから構成される。第二の上方横
断部６０と、第二の下方横断部６２と、支柱６４が第二
のカウンタウエイト部へ到達しないため、後述するよう
に二次サポートを支えるために開口６９が存在する。な
お、第一の上方横断部５６、第一の下方横断部５８およ
びメインステー６８は第一の構造を構成し、また第二の
上方横断部６０、第二の下方横断部６２，支柱６４およ
びメインステー６８は第二の構造を構成している。

【００２２】第一、第二の上方横断部５６，６０及び第
一、第二の下方横断部５８，６２はそれぞれ、それらへ
取り付けられる第一の案内ローラ７０及び第二のガイド
ローラ７２（第二案内手段）を有する。第一の案内ロー
ラ７０は第一のカウンタウエイト部３６に隣接する横断
部へ取り付けられ、母線７４と係合する。第二の案内ロ
ーラ７２は第二のカウンタウエイト部に隣接する横断部
へ取り付けられ、後述するように二次サポート２０と係
合する。案内ローラはそれぞれ、一次要素３０，３２と
二次要素２８との間のエアギャップを保持するために利
用される。

【００２３】後述する一次要素はそれぞれ、溶接により
メインステー６８へ取り付けられる。メインステーはそ
れぞれ、磁力や他の力学的負荷によるゆがみに対してそ
れぞれの一次要素を補強し、剛性を与える。それぞれの
一次要素と二次要素との間のエアギャップを保持し、こ
れによりそれぞれの要素が干渉する可能性を最小限にす
るため一次要素のゆがみは最小限でなくてはならない。
メインステーはそれぞれ、モータ内の負荷及び力をハウ
ジング２６へ伝達もできる。このため、ハウジング（及
びロープ１６を介したかご１４）はモータの作動により
上方下方に駆動する。

【００２４】モータの一次要素はそれぞれ、本技術分野
において公知であるような（図１乃至図３において簡単
に図示するため立体で示された）成層状スチール等の磁
束芯材から構成される。この層はリニアモータの走行方
向に沿って垂直に配置されており、ブラケット７６によ
って相互に圧縮され（図６参照）、さらに開口７７を介
してメインステー６８に対して溶接される。

【００２５】電流コイル７８は本技術分野において公知
であるように上記層のスロット（図示せず）内に配置さ
れる。一次要素はそれぞれ複数の電流コイルを有してお
り、そのうち一組が励起の各位相に対するものであり、
磁極ごとに一つあるいはそれ以上のコイルを有する。モ
ータ構成技術において通常行われるように、コイル間で
は相互連結がなされる。

【００２６】図５にはアルミニウム、銅、それらの合金
等のような導電性があり磁気を帯びない物質で構成可能
な二次要素２８が示される。この二次要素２８は設置が
容易であるように扱いやすい大きさ及び重量を有する矩
形部８０へセグメント化できる。二次要素はそれぞれ、
第一及び第二の一次要素３０，３２に対応する第一及び
第二側を有する。それぞれのセグメントの第一の縦端部
８２は、後述するように二次サポート２０により支持さ
れる。それぞれのセグメントの第二の縦端部８４は第一
の母線７４で密閉される。

【００２７】第一の母線７４はアルミニウムのような磁
気を帯びない導電性物質から成り、それぞれの矩形部８
０の第二の縦端部８４を導電しながら支持する細長いス
ロット８６を有する（図２及び図３も参照）。母線上を
走行する第一の案内ローラ７０にダメージを与えないた
め第一の母線の表面と同一平面となるようにさら穴に埋
めるかあるいは機械仕上げすることが可能な導電ネジ８
８等により、第一の母線は二次要素へ取り付けられる。
二次要素と同様に、第一の母線は設置が容易にできるよ
う区切られる。

【００２８】第一の母線の隣接する区切りの間の継ぎ目
９０は、二次要素で誘起された電流が二次要素の隣接す
るセグメントの間で流れるように、二次要素２８の隣接
するセグメントの間の継ぎ目９２とは食い違う。第一の
母線の区切り継ぎ目で電流は二次要素に沿って自由に流
れるため、第一の母線の隣接するセグメントの間の継ぎ
目９０は二次要素セグメント間の継ぎ目９２ほど重要で
はない。

【００２９】第一の母線７４はいくつかの利点を提供す
る。二次要素の隣接するセグメント間に電流を流し、こ
れによりモータ効率を上げ、損失を最小限にするため、
導電性の高い表面が設けられる。二次要素の隣接するセ
グメント間で構造の剛性が提供される。さらに、一次要
素と二次要素との間のエアギャップを保持する案内ロー
ラ７０のために摩耗面が設けられている。

【００３０】隣接するセグメントの剛性は、二次要素と
一次要素との必要なエアギャップを保持する点で特に重
要である。セグメントが相対的に移動すれば、必要なエ
アギャップは保持できない。第一の母線及び第二のセグ
メントをアルミニウムで構成することで、二次要素全体
の重量を最小限にする。このため、支持構造の重量は最
小限に抑えられ、これにより昇降路が支持する必要のあ
る構造重量は最小限となる。

【００３１】形状が矩形である導電性の高い第二の母線
９３は、二次要素のそれぞれの第一及び第二側に沿い、
それぞれの側の間の継ぎ目９２に交差して配設される。
第二の母線は、後述するように二次サポート２０内に配
置される。第二の母線は第一の母線と同様に、後述する
ようにそれぞれの継ぎ目と交差して電流を伝導するため
機能する。

【００３２】二次サポート２０はＩ型ビーム９４と、矩
形第一のプレート９６と、矩形第二のプレート９８とか
ら構成され、これらの構成要素はすべて分割され、昇降
路の長手方向に沿って伸びる。

【００３３】Ｉ型ビームは、従来の手段により昇降路へ
取り付けられた第一の面１００と、以下のように第一及
び第二の矩形プレート９６，９８及び二次要素のそれぞ
れのセグメント８０へ取り付けられた第二の面１０２と
を有する。二次要素のそれぞれのセグメントの第一の縦
端部８２は、一対のプレート９６，９８ではさまれる。
ボルト等の複数のコネクタ１０８がそれぞれのプレー
ト、二次要素２８、Ｉ型ビームの第二の面１０２を貫通
し、各部品をお互いに固定させる。第一の母線７４と同
様に、プレートのセグメントは、第二の母線９３によっ
て継ぎ目へ電流を伝導させるため二次要素の隣接するセ
グメント間の継ぎ目９２を重ねる。

【００３４】プレート９６，９８はそれぞれ、その中央
付近に矩形の溝を有する。プレートがコネクタ１０８に
より相互に結合された場合に、第二の母線が隣接する第
二のセグメント８０に対して固定的に保持され、効率よ
く電流を継ぎ目９２へ伝導するように、この溝はそれぞ
れの第二の母線９３としっかりとかみあっている。

【００３５】プレート及びＩ型ビームは構造スチールに
よって構成され、二次要素を適当に支持する。また、第
一及び第二のプレートは一次要素と二次要素との間のエ
アギャップを維持させる第二の案内ローラ７２に対する
面を提供する。

【００３６】図４では三相交流電流（Ｉ）が本技術分野
では公知のようにコイルを励起し、これによりそれぞれ
の一次要素及び二次要素の間で磁束（Ｂ）を生成し、二
次要素において電柱を誘起する。二次要素の電流密度
（Ｊ）と磁束密度（Ｂ）とのベクトル積は、従来の交流
誘導電動機と同様に、ハウジングを上方下方へ移動させ
るための原動力（Ｆ）を提供する（図４はハウジングが
上昇しているところを示す）。

【００３７】案内ローラ７０，７２及び一次要素は、一
次要素の磁気引力による負荷が平衡のとれた対向する方
法で二次要素へ伝達されるように形成される。第一の案
内ローラ７０は第一の母線７４の上を上下に移動し、案
内ローラ７２は第一及び第二のプレート９６，９８の上
を上下に移動する。

【００３８】本発明はその最も好ましい実施例に関して
図示し説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱する
ことなく、その形式及び詳細においてさまざまな削除、
変更、追加が可能であることを当業者により理解される
ものとする。

【００３９】

【発明の効果】以上から、本発明により機械室に必要な
空隙を最小限に抑え、エネルギー消費が比較的低く、比
較的高く上昇でき、さらに比較的高速で走行可能なエレ
ベータを提供することができる。また、二次側部材が平
板状であり、この二次側部材の左右両端側に第１カウン
タ部および第２カウンタ部を位置するようにしたので、
リニアモータ全体として薄くすることができ、昇降路を
有効に活用することができる。さらに、二次側部材は上
下両端が支持されるということではなく、サポート、ビ
ームを介して昇降路の側壁に支持されているので、どれ
だけ長くなっても安定して支持される。その結果、この
リニアモータは昇降路の高ライス化にも対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平板型リニアモータにより駆動するエ
レベータを部分的に破断した斜視図である。

【図２】図１の平板型リニアモータを部分的に破断した
斜視正面図である。

【図３】図１の平板型リニアモータを部分的に破断した
斜視背面図である。

【図４】図１のリニアモータにより利用可能な電流及び
力の通常経路及び通常位置の概要図である。

【図５】図１のリニアモータを部分的に示す斜視図であ
る。

【図６】図１のリニアモータを部分的に示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０…エレベータ １２…平板型リニアモータ １４…かご １６…ロープ ２０…二次サポート ２４…昇降路 ２６…ハウジング ２８…二次要素 ３０…第一の一次要素 ３２…第二の一次要素 ３６…第一カウンタウエイト部 ３８…一次側部材 ４０…第二のカウンタウエイト部 ４２…案内部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック ジー．オルセン アメリカ合衆国，コネチカット，ウッド ベリー，グッドヒル ロード 22 (56)参考文献 特開 平２−310278（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−313290（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18581（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降路内に配設されたかごをリニアモー
   タによってロープを介して上下移動させるエレベータで
   あって、前記リニアモータが、昇降路の側壁にこの高さ
   方向に伸びるビームを介して設けられたサポートと、こ
   のサポートに端部が支持された平板な二次要素からなる
   二次側部材と、この平板な二次要素の両面側にそれぞれ
   エアギャップにより間隔を置いて隣接された一次側部材
   と、前記二次側部材の左右両端側に位置するようにして
   前記一次側部材に一体的に取り付けられた第一のカウン
   タウェイト部および第二のカウンタウェイト部と、前記
   かごおよび前記一次側部材へ取り付けられたロープと、
   からなることを特徴とする平板型リニアモータによって
   駆動されるエレベータ。
2. 【請求項２】 前記一次側部材を昇降路において上下に
   案内するために、前記第一のカウンタウェイト部および
   第二のカウンタウェイト部のそれぞれに第一案内手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の平板型リニアモ
   ータによって駆動されるエレベータ。
3. 【請求項３】 前記一次側部材が、第一の一次要素を支
   持しかつ前記第一および第二のカウンタウェイト部へ取
   り付けられる第一の構造と、第二の一次要素を支持しか
   つ第一のカウンタウェイト部へ取り付けられ前記サポー
   トと接触しないようにした第二の構造とからなることを
   特徴とする請求項１記載の平板型リニアモータによって
   駆動されるエレベータ。
4. 【請求項４】 前記第一の構造と前記第二の構造とを相
   互に取り付けて一体化したハウジングとし、このハウジ
   ングと前記二次要素との間にエアギャップを保持するた
   めの第二案内手段を設けたことを特徴とする請求項３記
   載の平板型リニアモータによって駆動されるエレベー
   タ。
5. 【請求項５】 前記一次側部材が、前記第一の一次要素
   に隣接してこれを支持し、また前記第二の一次要素に隣
   接してこれを支持し、前記サポートが貫通する開口を有
   するようにしたことを特徴とする請求項３記載の平板型
   リニアモータによって駆動されるエレベータ。
6. 【請求項６】 第一のカウンタウェイト部および第二の
   カウンタウェイト部を、それぞれ前記ハウジングの一方
   および他方へ取り付けたことを特徴とする請求項４記載
   の平板型リニアモータによって駆動されるエレベータ。
7. 【請求項７】 前記第一のカウンタウェイト部および第
   二のカウンタウェイト部のそれぞれに、前記一次側部材
   を昇降路において上下に案内する第二案内手段を設けた
   ことを特徴とする請求項６記載の平板型リニアモータに
   よって駆動されるエレベータ。