JP2529756B2

JP2529756B2 - リニアモ―タエレベ―タ―

Info

Publication number: JP2529756B2
Application number: JP2149842A
Authority: JP
Inventors: 敏昭石井; 宏行池島; 茂一阪部; 英彦杉本; 利昭前原; 健岸本; 博吉川; 和彦杉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: CN1057240A; DE4119198C2; CN1024335C; JPH0445088A; US5141082A; DE4119198A1; KR920000600A; KR950001902B1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、リニアモータの駆動力によりかごを昇降
させるリニアモータエレベーターに関するものである。

［従来の技術］従来、例えば特開昭57−121568号公報などに、リニア
モータによる駆動方式のエレベーターが示されている。

第10図は従来のリニアモータエレベーターの一例とし
てリニア同期モータ（以下、LSMと略称する。）を使用
したエレベーターを原理的に示す構成図、第11図は第10
図と同方式のエレベーターの平面図である。

図において、第１及び第２の滑車（１），（２）に掛
けられているロープ（３）の一端部には昇降体としての
かご（４）が、他端部には釣合重り（５）が、それぞれ
取り付けられている。これらのかご（４）及び釣合重り
（５）は、それぞれ昇降路（６）内に位置している。昇
降路（６）の内壁面上には、上下方向に延びるかご用レ
ール（７）が、レール固定装置（８）を介して取り付け
られており、かご（４）はかご用レール（７）に案内さ
れて昇降する。また、釣合重り（５）は、重り用レール
（９）に案内されて昇降する。

かご（４）の前面には、かご側ドア（4a）が設けられ
ている。昇降路（６）の各階のかご側ドア（4a）に対向
する部分には、乗場側ドア（6a）が設けられている。

かご（４）の両側面には、それぞれ界磁（10）が取り
付けられている。昇降路（６）の壁面には、界磁（10）
に対向するように、電機子固定装置（12）を介して電機
子（11）が取り付けられている。この電機子（11）は、
上下方向に沿って配列されている。そして、これらの界
磁（10）及び電機子（11）からLSMが構成されている。

上記のように構成された従来のLSMを用いたリニアモ
ータエレベーターにおいては、電機子（11）を励磁して
進行磁界を発生させることにより、上下方向への推力が
生じ、この推力によりかご（４）が昇降路（６）内を昇
降する。

次に、第12図は他の従来例として両側式のリニア誘導
モータ（以下、LIMと略称する。）を使用したエレベー
ターを原理的に示す構成図、第13図は第12図と同様のエ
レベーターを示す平面図である。

図において、かご（４）の両側面に対向する昇降路
（６）の壁面には、上下方向に延びるアルミニウム製の
二次導体（15）が、それぞれ二次導体固定装置（16）を
介して取り付けられている。かご（４）の両側面には、
それぞれ一次巻線（17）が取り付けられている。この一
次巻線（17）は、二次導体（15）の両面に対向するよう
に、二次導体（15）を両側から挟んでいる。そして、こ
れらの二次導体（15）及び一次巻線（17）からLIMが構
成されている。

また、かご（４）に搭載された一次巻線（17）への給
電は、トラベリングケーブルや接触摺動給電装置等（図
示せず）により行われている。

上記のように構成された従来のLIMを用いたリニアモ
ータエレベーターにおいては、一次巻線（17）に交流電
流を流して時間とともに移動する磁束を発生させると、
二次導体（15）の表面には磁束変化による過電流が生じ
る。このような進行磁界と渦電流とによりLIMに推力が
生じ、この推力よってかご（４）が昇降する。

［発明が解決しようとする課題］上記のように構成された従来のLSMエレベーターにお
いては、電機子（11）の巻線を、昇降行程全域に渡って
配置しなければならないため、コスト高になってしまう
という問題点があった。一方、上記のような従来のLIM
エレベーターにおいては、第13図に示すように、二次導
体（15）との間隔g₁,g₂に二次導体（15）の厚みｔを加
えた寸法分の磁気的ギャップが存在してしまうため、こ
れによりLIMの力率が低下し、LIMが大形化してしまうと
いう問題点があった。

また、LIMの二次導体（15）は、昇降路（６）の全長
にわたって敷設されるので、レール（７），（９）のよ
うに短尺物を直列につなぎ合わせて構成されるのが一般
的である。このため、その接続部分では二次電流が流れ
にくくなり、結果としてLIMの推力変動となることはよ
く知られている。エレベーターにおいては、この推力変
動は乗客に不快感を与え不具合であった。

第１及び第２の発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、昇降路への取
付を容易にして、コストが高くなるのを防止できるとと
もに、力率が低下するのを防止して、モータの大形化を
防止でき、全体を安価で高性能にすることができるリニ
アモータエレベーターを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］第１の発明に係るリニアモータエレベーターは、誘導
子を昇降路内に設けるとともに、界磁と電機子とをそれ
ぞれ誘導子に対向するように昇降体に設けたものであ
る。

第２の発明に係るリニアモータエレベーターは、誘導
子を昇降路内に設けるとともに、界磁と電機子とをそれ
ぞれ誘導子に対向するように昇降体に設け、かつ誘導子
に係合するガイド体を昇降体に設けたものである。

［作用］第１の発明においては、界磁の磁界により誘導子に磁
極を生じさせるとともに、電機子に進行磁界を生じさ
せ、これらの磁極と進行磁界との間で推力を発生させて
昇降体を昇降させる。上記誘導子もLIMの二次導体やレ
ールと同様に短い板を直列につなぎ合わせて構成される
が、LIMの二次導体に渦電流が流れるのに対して、上記
誘導子には磁束が流れる。誘導子と電機子の鉄心間のエ
アギャップに対して、誘導子の接続部分でのギャップは
十分に小さく、従って誘導子の接続部分での磁束の変化
は殆どなくなり、誘導子形のリニアモータでは推力変動
が生じなくなる。

第２の発明においては、界磁の磁界により誘導子に磁
極を生じさせるとともに、電機子に進行磁界を生じさ
せ、これらの磁極と進行磁界との間で推力を発生させて
昇降体を昇降させ、かつ誘導子に昇降体のガイドレール
を兼用させる。

［実施例］以下、第１の発明の実施例を図について説明する。第
１図は第１の発明の一実施例によるリニアモータエレベ
ーターを示す概略の構成図、第２図は第１図と同様のリ
ニアモータエレベーターを示す平面図、第３図は第２図
のリニアモータの一部を示す斜視図であり、第10図ない
し第13図と同一又は相当部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。

図において、昇降体であるかご（４）の両側面に対向
する昇降路（６）の壁面には、それぞれ上下方向に延び
る鉄製の誘導子（21）が、固定装置（22）を介して取付
けられている。

かご（４）の両側面には、断面コ字状の鉄心（23）が
誘導子（21）に対向するように取り付けられている。鉄
心（23）には、界磁巻線（24）と、電機子巻線（25）と
を取り付けられている。これらの界磁巻線（24）と鉄心
（23）とから界磁（26）が構成され、電機子巻線（25）
と鉄心（23）とから電機子（27）が構成されている。

第７図は誘導子（21）を拡大して示す斜視図であり、
誘導子（21）のかご（４）に対向する面には、上下方向
に等間隔をおいて、かつ左右交互に磁極形成突起部（21
a）が多数設けられている。

また、上記の誘導子（21），界磁（26）及び電機子
（27）から誘導形リニア同期モータ（以下、ILSMと略称
する。）が構成されている。

上記のように構成されたILSMエレベーターにおいて
は、界磁巻線（24）を直流励磁することにより、界磁
（26）に直流磁界が生じる。これにより、界磁（26）に
対向した誘導子（21）の磁極形成突起部（21a）に、Ｎ
極又はＳ極の磁極が生じる。一方、電機子巻線（25）は
交流励磁され、交流電源の周波数に応じた進行磁界が電
機子（27）に発生する。この結果、電機子（27）の進行
磁界と誘導子（21）の磁極との間で、進行磁界の速度と
同期して移動しようとする推力が生じる。この推力によ
って、かご（４）が昇降路（６）内をかご用レール
（７）に案内されて昇降する。

このようなILSMエレベーターでは、従来のLSMのよう
に昇降行程全域に渡って巻線を配置する必要はなく、昇
降路（６）内には鉄板状の誘導子（21）を配置するだけ
なので、昇降路（６）への取付を容易にすることがで
き、従来のLSMよりもコストを下げることができる。ま
た、従来のLIMのように力率が低下することもないの
で、モータの大形化も防止できる。

また、誘導子（21）の接続部分での磁束の変化は殆ど
なくなり、誘導子（21）の接続部分での推力変動はでな
いので、推力変動による縦振動もなく、乗客に不快感を
与えない乗心地のよいエレベーターを得ることができ
る。従って、誘導子形リニアモータは、エレベーターの
ように乗心地を重視するものに適した駆動方式である。

次に、第２の発明の実施例を図について説明する。第
４図は第２の発明の一実施例によるリニアモータエレベ
ーターを示す概略の構成図、第５図は第４図と同様のエ
レベーターを示す平面図、第６図は第５図の要部を拡大
して示す平面図である。

図において、かご（４）の両側面に対向する昇降路
（６）の壁面には、それぞれ上下方向に延びる鉄製の誘
導子（31）が、固定装置（32）を介して直角に取り付け
られている。この誘導子（31）は、磁極形成突起部（31
a）が両面に設けられている。

かご（４）の両側面には、それぞれ取付金具（33）が
取り付けられている。これらの取付金具（33）には、誘
導子（31）の両面に対向するように、それぞれ非磁性材
製の取付板（34）を介して鉄心（35）が２個ずつ取り付
けられている。鉄心（35）には、界磁巻線（36）と電機
子巻線（37）とが取り付けられており、界磁巻線（36）
と鉄心（35）とから界磁（38）が構成され、電機子巻線
（37）と鉄心（35）とから電機子（39）が構成されてい
る。

かご（４）の両側面の上下端部の中央には、誘導子
（31）に係合することにより、かご（４）を誘導子（3
1）に沿って昇降させるガイド体（41）が設けられてい
る。これにより、誘導子（31）は、かご（４）のガイド
レールを兼ねている。ガイド体（41）は、誘導子（31）
の両面及び端面に沿って転動する３個のローラ（41a）
を有している。

このようなリニアモータエレベーターにおいても、誘
導子（31），界磁（38）及び電機子（39）からなるILSM
の推力により、かご（４）が昇降路（６）内を昇降す
る。これにより、上記第１の発明の実施例と同様の効果
が得られる。

また、この発明の実施例のエレベーターでは、誘導子
（31）がかご（４）のガイドレールを兼ねているため、
昇降路（６）への取付をさらに容易にできるとともに、
全体の構成を簡単にすることができ、全体を安価にする
ことができる。従来のLIMの二次導体（15）はアルミニ
ウム製であるため、これをガイドレールとして兼用する
ことは、強度や硬度の点で困難であったが、ILSMの誘導
子（31）は磁性材製であればよいので、鉄等の比較的強
度な材料を選択することにより、ガイドレールとの兼用
を容易に行える。

さらに、この実施例のようにILSMを両側式とすること
により、誘導子（31）は両側からほぼ同じ力で吸引され
ることになり、誘導子（31）にかかる力が軽減され、こ
れにより誘導子（31）や固定装置（32）の構造を簡略化
することができ、全体をよりコンパクトにすることがで
きる。

なお、上記各実施例では昇降体としてかご（４）を示
したが、それぞれ釣合重り（５）を昇降体としてもよ
い。

また、誘導子の形状は上記各実施例のものに限定され
るものではなく、例えば第８図に示すような鉄（51a）
と非磁性体（51b）とからなる誘導子（51）や、第９図
に示す形状なものなど、種々の方式のものを各発明に適
用できる。

さらに、上記各実施例ではロープ式のリニアモータエ
レベーターを示したが、それぞれロープレスのものであ
ってもよい。

さらにまた、上記各実施例では界磁（26），（38）と
して電磁石を示したが、それぞれ永久磁石を用いてもよ
い。

また、上記各実施例では誘導子（21），（31）として
鉄製のものを示したが、誘導子の材料は磁性材であれば
他のものでもよい。

さらに、上記第２の発明の実施例ではガイド体（41）
としてローラ（41a）を有するものを示したが、昇降体
を案内できれば誘導子（31）に沿って摺動するものなど
であってもよい。

さらにまた、第１及び第２の発明は、それぞれ片側式
でも両側式でもよい。

［発明の効果］以上説明したように、第１の発明のリニアモータエレ
ベーターは、昇降体に設けた界磁の磁界により、昇降路
の誘導子に磁極を生じさせるとともに、昇降体に設けた
電機子に進行磁界を生じさせ、これらの磁極と進行磁界
との間で推力を発生させて昇降体を昇降させるようにし
たので、昇降路には誘導子を取り付けるだけでよく、昇
降路への取付が容易であり、コストが高くなるのを防止
できるとともに、力率が低下するのを防止して、モータ
の大形化を防止でき、全体を安価で高性能にすることが
できるなどの効果を奏する。また、上記誘導子もLIMの
二次導体やレールと同様に、短い板を直列につなぎ合わ
せて構成されるが、LIMの二次導体には渦電流が流れる
のに対して、上記誘導子には磁束が流れる。誘電子と電
機子の鉄心間のエアギャップに対して、誘導子の接続部
分でのギャップは十分に小さいので、誘導子の接続部分
での磁束の変化は殆どなくなり、推力変動による縦振動
が防止され、この結果乗客に不快感を与えることがな
く、乗心地が良くなるという効果も奏する。

また、第２の発明のリニアモータエレベーターは、誘
導子を昇降路内に設けるとともに、界磁と電機子とをそ
れぞれ誘導子に対向するように昇降体に設け、かつ誘導
子に係合するガイド体を昇降体に設け、誘導子に昇降体
のガイドレールを兼用させたので、上記第１の発明の効
果に加えて、さらに構造を簡単にすることができ、全体
をより安価にすることができるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例によるリニアモータエレ
ベーターを示す概略の構成図、第２図は第１図と同様の
リニアモータエレベーターを示す平面図、第３図は第２
図のリニアモータの一部を示す斜視図、第４図は第２の
発明の一実施例によるリニアモータエレベーターを示す
概略の構成図、第５図は第４図と同様のエレベーターを
示す平面図、第６図は第５図の要部を拡大して示す平面
図、第７図は誘導子の一例を示す斜視図、第８図は誘導
子の他の例を示す斜視図、第９図は誘導子のさらに他の
例を示す斜視図、第10図は従来のLSMエレベーターの一
例を原理的に示す構成図、第11図は第10図と同方式のエ
レベーターの平面図、第12図は従来のLIMエレベーター
の一例を原理的に示す構成図、第13図は第12図と同方式
のエレベーターの平面図である。図において、（４）はかご（昇降体）、（６）は昇降
路、（21），（31）は誘導子、（26），（38）は界磁、
（27），（39）は電機子、（41）はガイド体である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者杉本英彦兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社産業システム研究所内 (72)発明者前原利昭愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14 号三菱電機株式会社名古屋製作所内 (72)発明者岸本健愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14 号三菱電機株式会社名古屋製作所内 (72)発明者吉川博愛知県稲沢市菱町１番地三菱電機株式会社稲沢製作所内 (72)発明者杉田和彦愛知県稲沢市菱町１番地三菱電機株式会社稲沢製作所内 (56)参考文献実開昭62−103581（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】昇降路内に設けられている昇降体と、この
昇降体の昇降方向に沿って前記昇降路内に設けられてい
るとともに、上下端を相互に突き合わせて連続されてい
る磁性材製の複数の誘導子と、この誘導子に対向するよ
うに前記昇降体に設けられ、前記誘導子に磁極を生じさ
せる界磁と、前記誘導子に対向するように前記昇降体に
設けられ、進行磁界を生じることにより前記昇降体を昇
降させる推力を前記誘導子に対して発生する電機子とを
備えていることを特徴とするリニアモータエレベータ
ー。
【請求項２】昇降路内に設けられている昇降体と、この
昇降体の昇降方向に沿って前記昇降路内に設けられてい
るとともに、上下端を相互に突き合わせて連続されてお
り、前記昇降体を案内する磁性材製の複数の誘導子と、
この誘導子に対向するように前記昇降体に設けられ、前
記誘導子に磁極を生じさせる界磁と、前記誘導子に対向
するように前記昇降体に設けられ、進行磁界を生じるこ
とにより前記誘導子に対して前記昇降体を昇降させる推
力を発生する電機子と、前記誘導子に係合するように前
記昇降体に設けられているガイド体とを備えていること
を特徴とするリニアモータエレベーター。