JP2701971B2 - エレベータ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエレベータ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

ビルデイング等の取付けられるエレベータ装置は、ビ
ルデイングの鉛直方向に沿って設けられたエレベータ昇
降路と、利用者を収容するケージと、で構成されてい
る。ケージはワイヤケーブルによってエレベータ昇降路
内に吊り下げられており、ワイヤゲーブルの巻取り及び
引き出しによってエレベータ昇降路内を上昇及び下降
し、利用者からの呼出しがあったフロアへ鉛直に移動し
て目的のフロアまで利用者を運搬する。

このようなエレベータ装置では、利用者の単位時間当
り及び建物単位面積当りの運搬量を増加させるために
は、ケージの昇降速度を上げるか、またはエレベータ昇
降路の本数を増やす必要がある。しかし、ケージの昇降
速度には限界があり、またエレベータ昇降路の数を増や
した場合には、ビルデイングの各フロアの利用面積が減
るのでビルデイング内の空間を有効に利用することがで
きないという問題があった。

さらに、超々高層ビルではワイヤゲーブルの重量が過
大となるため、構造的制約が生じ、ワイヤケーブル式の
エレベータは設置不可能となる。

このため、上昇用の路線と下降用の路線の各々の上端
及び下端を上部通路及び下部通路で連結してループ状に
形成したエレベータ昇降路内に、複数個のケージを走行
自在に収容し、その駆動をワイヤケーブルに依らず、リ
ニアモータで行うエレベータ装置が提案されている。

この種のエレベータ装置に用いられるリニアモータ
は、通常次の２つの設置位置の何れかに設置されてい
る。

まず第１の設置位置として、ケージの背面（ケージの
出入口と反対側）にのみリニアモータを設置したものが
ある。

しかし、ケージを昇降方向へ移動させるための推進力
としてリニアモータを用いた場合、リニアモータの垂直
力（リニアモータを構成する固定子と可動子との間に生
ずる吸引力または反発力）は、リニアモータの推進力よ
りも大きくなる性質を有している。そのため片側だけに
設置されたリニアモータでケージの昇降方向への推進力
を付与しようとすると、前述の垂直力に抗するためケー
ジに取付けられる可動子の取付け構造を強固なものにし
なければならなかった。このため取付け構造を強固にす
ることで、ケージ重量が増加し、ケージの昇降速度が低
下していた。

また、第２の設置位置として、ケージの出入口に対し
て左右両側にリニアモータを設置したものがある。

しかし、この位置ではリニアモータの垂直力は互いに
反発し合うことで解消できるものの、昇降用通路と横行
用通路の交差位置では、可動子に対応する固定子がケー
ジの左右に取付けられているので、ケージの左右横方向
へのスムーズな移動が阻害されるという不都合が生ず
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記事実を考慮して、リニアモータの固定子
と可動子との間に発生する垂直力を解消し、ケージが昇
降するための充分な推進力をケージへ均等に付与するエ
レベータ駆動装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るエレベータ駆動装置は、複数本設けられ
た昇降用通路と昇降用通路間を連絡する横行用通路とを
備えたケージ用通路内へ移動可能に配置されたケージを
移動させるエレベータ駆動装置であって、前記ケージの
両側面の両端近傍からケージの横行方向に沿って突出す
るようにケージに固定された可動子と、前記可動子に対
応して前記昇降用通路に沿って配置され昇降用通路に沿
って順次励磁されることにより前記可動子を介してケー
ジを昇降させる固定子と、を備えたことを特徴としてい
る。

〔作用〕 上記構成のエレベータ駆動装置においては、ケージの
昇降に必要な推進力は、ケージの両側面の両端近傍から
ケージの横行方向に沿って突出するようにケージに固定
された４個の可動子と、昇降用通路に沿って配置され昇
降用通路に沿って順次励磁される固定子により構成され
るリニアモータにより付与される。すなわちケージに
は、ケージの前面及び背面の４箇所から推進力が付与さ
れることになる。従って一つのリニアモータにより片側
から推進力を付与される場合に比して、垂直力が解消さ
れるので、可動子の取付け構造が小型にでき、しかも安
定した昇降が可能となる。

〔実施例〕

第１図には本発明のエレベータ駆動装置が適用された
ビルデイング10が示されている。ビルデイング10にはエ
レベータ装置の後述するケージ18が移動するためのエレ
ベータシヤフト12が設けられている。エレベータシヤフ
ト12は、ビルデイング10の鉛直方向に伸びる４本の昇降
用通路14と、各昇降用通路14間を連絡する横行用通路16
と、で構成されている。

ケージ18は昇降用通路14内を上昇方向及び下降方向に
移動可能とされ、横行用通路16内を水平方向、所謂横行
方向に移動可能とされている。

第２図に示すように、昇降用通路14内には昇降用通路
14に沿って４本の昇降用ガイドレール20が配設されてい
る。各昇降用ガイドレール20は断面がＨ字形またはＩ字
形とされている。また、横行用通路16内には横行用通路
16に沿って昇降用ガイドレール20と同様に断面がＨ字形
とされた横行用ガイドレール22が配設されている。さら
に、昇降用通路14と横行用通路16との接続部の上端近傍
及び下端近傍の各々には回転レール21が配置されてい
る。

回転レール21は昇降用ガイドレール20及び横行用ガイ
ドレール22と同様に断面がＨ字形とされており、回転軸
24が建物に固定された軸受26に軸支され回転軸24を中心
として回動可能とされている。回転レール21は第３図に
示す位置で昇降用ガイドレール20に対応し、第３図に示
す位置から90゜回動した位置で横行用ガイドレール22に
対応する。横行用ガイドレール22の先端部にはストツパ
28が取付けられている。このストツパ28によって回転レ
ール21の回動は、第３図に示す昇降用ガイドレール20に
対応する位置から、90゜回動し横行用ガイドレール22に
対応する位置までの間で制限されている。

回転レール21の回転軸24の周囲には円弧状に形成され
たレール30と円弧状に形成された電磁石32とが回転軸24
を中心として配置されている（第３図参照）。

第４図に示すように、レール30は断面がコ字状に形成
されており、回転レール21にはレール30を挟持する一対
のローラ34が２組取付けられている。また、回転レール
21には電磁石32に対応して回転レール21から突出する永
久磁石36が取付けられている。電磁石32と永久磁石36と
は回転用リニアモータ38を構成しており、制御装置40に
よりその作動が制御される（第６図参照）。電磁石32に
交流電圧が印加され交流電流が流れると公知の同期型リ
ニアモータの原理により回転レール21は第３図矢印Ａ方
向またはその反対の方向に回動する。

第４図に示めされるように、乗員を収容するケージ18
の上面及び下面の端部には各々支持部42が取付けられて
いる。各々の支持部42には保持部44が回転可能に軸支さ
れている。保持部44は所定間隔を隔てて配置された一対
のローラ46を回転可能に軸支している。この一対のロー
ラ46は前記昇降用ガイドレール20を挟持している。これ
により、ケージ18は昇降用ガイドレール20に案内されて
昇降用通路14内を上昇及び下降方向に移動可能とされて
いる。また、一対のローラ46が第３図に示す位置でケー
ジ18が停止した状態で回転レール21が回動すると、一対
のローラ46は保持部44と共に回転レール21と一体に回動
する。これにより、ケージ18は横行用ガイドレール22に
案内されて横行用通路16内を横行可能となる。また第４
図に示すように、保持部44は一対の補助ローラ48を回転
可能に軸支しており、ケージ18の上昇及び下降方向への
移動時及び横行時には各ガイドレールに接触し、ケージ
18の移動を案内するようになっている。

第２図及び第５図に示すように、４本の昇降用ガイド
レール20の両外側の４箇所に電磁石50が、昇降用通路14
の全長に亘って建物へ複数個配設されている。

またこの電磁石50に対応して永久磁石52がケージ18の
４隅から張出したプレート49にステー51に補強されて取
付けられている。

電磁石50と永久磁石52との間は昇降用ガイドレール20
によって所定間隔に保持されている。これにより電磁石
50と永久磁石52とは、電磁石50を固定子とし永久磁石52
を可動子とする昇降用リニアモータ54（第６図参照）を
構成する。このリニアモータ54は、制御装置40により電
磁石50を流れる交流電流の大きさ及び周波数が制御され
ることによって、ケージ18を昇降用通路14内を上昇及び
下降方向に移動させ、またその移動を停止するようにな
っている。

なお、このとき電磁石50と永久磁石52の間に生ずる垂
直力は、ケージ18の前面及び背面で互いに反発し合うの
で解消され、またケージ18を昇降させる推進力はケージ
18の４隅から均等に付与される。

また第５図に示すように、横行用ガイドレールの近傍
には横行用通路16に沿って永久磁石52と対応する電磁石
56が複数個配設されている。この電磁石56と電磁石50が
交差する部分は、永久磁石52と対応して、それぞれリニ
アモータ54及びリニアモータ60を構成する可変固定子と
なっている。

また電磁石56と永久磁石52（第１図参照）との間は横
行用ガイドレール22によって所定間隔に保持され、これ
により電磁石56と永久磁石52とが横行用リニアモータ60
（第６図参照）を構成し、制御装置40によりその作動は
リニアモータ54同様に制御される。

なお、ケージ18にはケージ18から突出するブレーキ装
置62が取付けられている（第２図参照）。ブレーキ装置
62はケージ18の移動を停止される役目を有しており、昇
降用ガイドレール20を図示しないブレーキシユーで挟み
込んで停止させる。

第２図に示すように、昇降用通路14の中央部付近には
昇降用通路14に沿って給電線64が配設されている。ケー
ジ18にはこの給電線64に対応して給電線64に接触する集
電シユー66が取付けられている（第５図参照）。ケージ
18にはこの集電シユー66を介して給電線64から電力が供
給され、ケージ18内の照明、ドア68の開閉用の図示しな
いモータ等の作動に使用している。また、給電線64の近
傍には昇降用通路14に沿って情報ケーブル70が配設され
ている。情報ケーブル70は漏れ同軸ケーブルで構成さ
れ、伝送中の信号を漏れ磁束として周囲に放射すると共
に、ケージ18からの後述する信号を受信する。ケージ18
にはこの情報ケーブル70から漏れた信号を受信するアン
テナ72が取付けられており、これにより、ケージ18内部
と外部との通信が可能になると共に、ケージ18の位置が
検出される。

第６図に示すように、情報ケーブル70は制御装置40に
接続されている。制御装置40には情報ケーブル70を介し
て検出される各ケージ18の位置情報が入力される。ま
た、ケージ18内には、乗員によって操作される操作パネ
ル74と、ケージ18内の乗員の有無を検出するセンサ76
と、図示しない発信装置と、が取付けられている。セン
サ76は、例えば赤外線を放射して乗員の有無を検出する
赤外線センサ等から構成される。乗員が操作パネルを操
作することによって行先フロアが指定されると、この行
先フロアは前述の発信装置から信号として発信され情報
ケーブル70を介して制御装置40に入力される。また、セ
ンサ76の出力信号も発信装置から情報ケーブル70を介し
て制御装置40に入力される。

また、各フロアの待合スペースにはエレベータ装置の
利用者がケージ18を呼び出すための呼出しボタン78が取
付けられている。各呼出しボタン78は制御装置40に接続
されている。制御装置40は呼出しボタン78が操作される
ことにより利用者からのケージ18の呼出しを検知する。

次に本実施例の作用を第７図のフローチャートを参照
して説明する。

ステツプ100ではケージ18を目的のフロアまで移動さ
せる移動経路中に、ケージ18の横行方向への移動が有る
か否かを判定する。横行方向への移動無しと判定した場
合、回転レールは作動させず、ステツプ116で永久磁石5
5と電磁石50で構成される昇降用リニアモータ54を作動
させ、ケージ18を上昇方向または下降方向へ移動させて
目的のフロアで停止させる。

横行方向への移動有りと判定した場合にはステツプ10
2で横行可能フロアまでケージ18を移動させ、昇降用リ
ニアモータ54及びブレーキ装置62によってケージ18昇降
用通路14と横行用通路16との接続部で停止させる。この
状態で各ローラ46は回転レール21に対応し、回転レール
21を挟持する。ステツプ104ではレール回転用リニアモ
ータ38を作動させ、ケージ18に取付けられたローラ46を
保持部44を中心として回動させ、回転レール21を横行用
ガイドレール22と接続させる。これによって、ケージ18
の横行方向への移動が可能となる。この回転レール21の
回転時には、昇降用ガイドレール20を挟持していたブレ
ーキ装置62をケージ18側に退避させる。なお、ブレーキ
装置62を一対のローラ46を軸支する保持部44に取付けて
保持部44と一体で回転可能とし、かつブレーキ装置62の
作動時にはガイドレールの一対のローラ46が挟持する部
分の近傍をブレーキシユーによって挟持するようにして
もよい。これにより、回転レール21の回転時にブレーキ
装置62を退避させる必要がなくなると共に、ケージ18の
横行時には横行用ガイドレール22を挟持してケージ18を
停止させることができる。

ステツプ106ではケージ18内の乗員の有無を判定す
る。ケージ18内に乗員が有る場合はステツプ108で永久
磁石52と電磁石56で構成される横行用リニアモータ60を
作動させ、ケージ18に加わる加速度の最大値が小さくな
るように加速し、減速度の最大値が小さくなるように減
速して目的とする昇降用通路14で停止するように制御す
る。ケージ18内に乗員が無い無合はステツプ110で横行
用リニアモータ60を作動させ、ケージ18が大きい加速度
で加速し目的とする昇降用通路14まで移動して大きい減
速度で停止するように制御する。これにより、ケージ18
内に乗員有りの場合と比較して横行用通路16内を移動す
る時間を短縮することができる。

ケージ18が目的とする昇降用通路14まで移動して停止
すると、ステツプ112ではレール回転用リニアモータ38
を作動させて、回転レール21を昇降用ガイドレール20と
接続する位置まで回転させる。ステツプ114では昇降用
リニアモータ54を作動させ、ケージ18を上昇方向または
下降方向へ移動させて目的のフロアで停止させる。

このように、本実施例ではケージ18の４隅でにリニア
モータを構成したので、固定子と可動子との間で生ずる
垂直力を解消でき、ケージが昇降及び横行する推進力を
均等に付与できる。また可動子の取付け構造が小型化で
きるので、ケージ18全体を軽量化でき、安定した移動速
度が維持できる。

また、回転レール21を昇降用カイドレール20または横
行用ガイドレール22と接続可能とし、回転レール21の回
動と共にローラ46も回動させるようにしたので、ケージ
18の移動方向を変更することが容易である。さらにガイ
ドレールとローラが噛み合って移動するのでケージの揺
れ振動が抑えられ、脱落も防止できる。

さらに、本実施例では昇降用リニアモータ54を同期形
とし、電磁石50と永久磁石52とから構成していたが、昇
降用リニアモータ54の構成は特にこれに限定されるもの
ではない。例えば永久磁石52に代えてアルミニウムで被
覆された鉄板を用いて誘導型のリニアモータとしてもよ
く、また、永久磁石52に代えて電磁石を用いた同期型の
リニアモータとしてもよい。

このように、本発明では、昇降用リニアモータ54及び
横行用リニアモータ60の形式として誘導形、同期形いず
れを用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るエレベータ駆動装置
は、ケージの４隅に配設されたリニアモータで構成され
ているので、ケージが移動するための推進力を均等にか
つ効率よく付与でき、ケージの円滑な移動が可能とな
る。

またこれによって、固定子と可動子との間で生じる垂
直力を解消でき、可動子の取付け構造が簡単になるの
で、ケージ全体を軽量化でき、結果としてケージの安定
した移動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係るエレベータ装置が取付けられた
ビルデイングの斜視図、第２図は昇降用シヤフトと横行
用シヤフトとの接続部近傍を示す斜視図、第３図は回転
レール近傍を示す正面図、第４図は回転レール近傍を示
す側面図、第５図は昇降用シヤフトと横行用シヤフトと
の接続部近傍の概略上面図、第６図はエレベータ装置の
概略ブロツク図、第７図はケージを移動させる場合の制
御を説明するフローチャートである。 14……昇降用通路、 16……横行用通路、 18……ケージ、 50……電磁石（固定子）、 52……永久磁石（可動子）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本設けられた昇降用通路と昇降用通路
   間を連絡する横行用通路とを備えたケージ用通路内へ移
   動可能に配置されたケージを移動させるエレベータ駆動
   装置であって、前記ケージの両側面の両端近傍からケー
   ジの横行方向に沿って突出するようにケージに固定され
   た可動子と、前記可動子に対応して前記昇降用通路に沿
   って配置され昇降用通路に沿って順次励磁されることに
   より前記可動子を介してケージを昇降させる固定子と、
   を備えたエレベータ駆動装置。