JP5358282B2 - エレベーター用巻上機、及び、エレベーター装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベーター用巻上機、及び、エレベーター装置に関し、特に綱車にロープを巻掛けて負荷を牽引するエレベーター用巻上機、及び、エレベーター装置の改良に関する。

近年、機械室を必要としない機械室レスエレベーターが主流になってきており、昇降路内に巻上機を設置するようになってきた。しかし、巻上機として胴長モータを使用すると、乗りかごやカウンターウェイトとの干渉を避けるため、昇降路中間部に設置することはスペース的に適用不可能であり、乗りかごやカウンターウェイトの昇降範囲の上方又は下方に配置する必要があった。そのため、乗りかごやカウンターウェイトの昇降範囲で且つ乗りかごやカウンターウェイトとは干渉しないよう巻上機を配置するという設計の選択肢をとることができなかった。そこで、このようなエレベーターの設計の自由度を向上するために、巻上機のモータを外転型回転子として、回転子外径を大きくとることにより、モータ厚さ方向を薄く扁平にしたモータが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−０１６７２７号公報

巻上機は、大きく分けてモータとブレーキ及び、綱車から構成され、負荷容量の関係からモータの容量と寸法が決定され、主索仕様からは綱車の寸法が決定される。従って、ブレーキは与えられた残りの部分で構成するしか手段がなかった。そこで、特許文献１では、回転子の外周をブレーキドラムとして使用していた。

図６に従来の巻上機の正面図を示す。同図に示すように、この方法では外転型回転子１０２の外径を大きくしたのに加え、さらにその外側にブレーキパッド１１１及びレバー１１２を配置するため、巻上機全体の横幅Ｗ寸法が大きくなるという欠点があった。

本発明は前記課題に鑑みなされたものであり、乗りかごやカウンターウェイトの昇降範囲で且つ乗りかごやカウンターウェイトとは干渉しないよう巻上機を配置するという選択肢をとることも可能でありながら、巻上機全体の横幅寸法を小さくし得るエレベーター用巻上機及びエレベーター装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、モータ軸に軸受けを介して取り付けられた回転子と、前記回転子に相対応して設けられた固定子とを有する電動機と、前記回転子に設けられる綱車と、前記回転子の回転を制動するためのブレーキドラムと、前記ブレーキドラムを押圧して制動する制動手段とを備えるエレベーター用巻上機において、前記ブレーキドラムは前記回転子に設けられ、前記綱車の外径，前記ブレーキドラムの外径、及び前記回転子の外径がそれぞれ異なるとともに、前記綱車の硬度を前記回転子の硬度より高くし、前記回転子の外径をφｄ３、前記ブレーキドラムの外径をφｄ２、前記綱車の外径をφｄ１としたとき、φｄ３＞φｄ２＞φｄ１の関係を成立させ、前記制動手段は前記ブレーキドラムに圧接して制動力を付与するブレーキパッドと、前記ブレーキパッドが設けられたレバーと、前記レバーを駆動するためのレバー駆動手段とを有し、前記ブレーキドラムの外径φｄ２と前記回転子の外径φｄ３の大きさの差によって、前記レバーの幅方向の外形が、前記巻上機の幅方向の外形よりも内側に配置可能なサイズ関係としたことを特徴とする。

本発明によれば、乗りかごやカウンターウェイトの昇降範囲で且つ乗りかごやカウンターウェイトとは干渉しないよう巻上機を配置するという選択肢をとることも可能でありながら、巻上機全体の横幅寸法を小さくし得るエレベーター用巻上機及びエレベーター装置を提供できる。

本発明のエレベーター装置の概要を示す構成図である。 本発明のエレベーター用巻上機の正面図である。 図２におけるＡ−Ａ直線での断面を上から見た断面図である。 他の実施形態を示した図３相当の断面図である。 さらに他の実施形態を示した図３相当の断面図である。 従来の巻上機の正面図である。

以下、本発明のエレベーター用巻上機、及び、エレベーター装置を実施例に基づいて詳しく説明する。

図１は、本実施例のエレベーター装置の概要を示す構成図である。同図に示すエレベーター装置３０は、昇降路３１内に配置された乗りかご３３と、カウンターウェイト３８と、乗りかご３３とカウンターウェイト３８を吊持する主ロープ３５と、主ロープ３５を駆動させることで乗りかご３３とカウンターウェイト３８とを昇降路３１内で上下に昇降させる巻上機５０とを備えている。

また昇降路３１内に間隔を置いて立設した一対のかご用案内レール３２Ａ，３２Ｂによって乗りかご３３が上下方向に昇降可能に案内される。この乗りかご３３は乗降のためのかごドア３３Ｄを有し、かつ底部の間口方向の両側に一対の案内プーリ３４Ａ，３４Ｂを軸支している。これら案内プーリ３４Ａ，３４Ｂに巻掛けられて主ロープ３５が乗りかご３３の底部を通過している。この主ロープ３５の一端は、例えば昇降路３１の天井側の梁３６に支持されている。

また、昇降路３１には、かご用案内レール３２Ａ，３２Ｂと平行に一対のおもり用案内レール３７Ａ，３７Ｂが間隔を置いて立設され、カウンターウェイト３８が上下方向に昇降可能に案内されている。このカウンターウェイト３８の上部には案内プーリ３９が軸支され、主ロープ３５の他端がこの案内プーリ３９に巻掛けられて天井側の梁３６に支持されている。

一方、昇降路３１の乗りかご３３及びカウンターウェイト３８の昇降範囲で且つ乗りかご３３やカウンターウェイト３８とは干渉しない位置、つまり本実施形態では、昇降路３１の壁と乗りかご３３が通過する位置の間のスペースに支持台４０が設置され、この支持台４０上に巻上機５０が支持されている。この巻上機５０には、綱車４があり、乗りかご３３の底部の案内プーリ３４Ａ，３４Ｂを通ってカウンターウェイト３８の案内プーリ３９に至る主ロープ３５を巻掛けている。

図２に本発明のエレベーター用巻上機の正面図を示す。同図に示すように、本実施形態における巻上機５０は、ブレーキドラム１が回転子２に取り付けられ、さらにその先端に綱車４が取り付けられている。ブレーキドラム１の左右両側の対向位置にはブレーキパッド１１Ａ，１１Ｂとしてライニングが配置されている。ブレーキパッド１１Ａ，１１Ｂは、一端を軸１３Ａ，１３Ｂを支点として回転可能に巻上機本体１７に取り付けられたレバー１２Ａ，１２Ｂに設けられている。レバー１２Ａ，１２Ｂの他端側はブレーキパッド１１Ａ，１１Ｂをブレーキドラム１に押し付ける方向に押圧する押し付けバネ１６Ａ，１６Ｂが設けられている。さらに、レバー１２Ａ，１２Ｂの他端側にはアクチュエーター１５が設けられており、このアクチュエーター１５は、押し付けバネ１６Ａ，１６Ｂの押し付け力に抗してブレーキドラム１からブレーキパッド１１を引き離す方向にレバー１２Ａ，１２Ｂを駆動させるものである。このようにブレーキパッド１１Ａ，１１Ｂ，押し付けバネ１６Ａ，１６Ｂ、及びアクチュエーター１５は、ブレーキドラム１を押圧して制動する制動手段を構成している。

図３は図２におけるＡ−Ａ直線での断面を上から見た断面図である。同図に示すように本実施形態におけるエレベーター用巻上機５０は、モータ軸７に軸受け１０を介して取り付けられた回転子２と、回転子２に相対応して設けられた固定子３とを有する電動機としてのモータ部と、回転子２に設けられる綱車４と、回転子２の回転を制動するためのブレーキドラム１を備えている。

回転子２の内周にはモータ部のモータの極数に応じて配置された希土類永久磁石からなる永久磁石８が固定子３と対向するように設置されている。固定部材６はモータ軸７を保持するとともに、エンドブラケット５及び固定子３が設けられ、モータ部の固定部を構成している。モータ軸７に固定された軸受け１０と外部押圧式のブレーキドラム１，回転子２，綱車４の間には回転部材９が設置されている。なお、ブレーキドラム１，綱車４は、回転子２に対して直接ボルトなどの手段で取り付けても良いし、回転子２に取り付けられた回転部材９にブレーキドラム１，綱車４を取り付けることで、回転子２にブレーキドラム１，綱車４を設ける構成であってもよい。

本実施形態の巻上機のモータ部は、永久磁石式同期モータを構成している。希土類永久磁石からなる永久磁石式同期モータは、高出力，高効率の利点から近年急速に需要が伸びているモータで、この希土類永久磁石からなる永久磁石式同期モータを巻上機に用いることにより、その特性から従来の巻上機に使用されている減速機が不要となり、巻上機の扁平化及び小型化が可能となって、昇降路内の厳しい狭いスペースにも設置可能となった。

そして巻上機の一構成要素のモータを外転型回転子で構成し、回転子外径を大きくして扁平なモータを形成することによって、独立したブレーキドラムを形成することが可能となる。さらに、本実施形態においては、モータを扁平型にしたことによって、ブレーキドラムを別個に設け、ブレーキにとって最適な特性，寸法が確保され、かつ昇降路中間部の建屋側壁と乗りかごの隙間に本巻上機５０を配置することによって、昇降路面積を最小限にしている。

本実施形態においては、図３に示すように、ブレーキドラム１，モータの回転子２及び綱車４はそれぞれ独立しており、綱車４の外径φｄ１，ブレーキドラム１の外径φｄ２、及び回転子２の外径φｄ３はそれぞれ異なっている。そして、本実施形態では回転子の外径をφｄ３、前記ブレーキドラムの外径をφｄ２、前記綱車の外径をφｄ１としたとき、
φｄ３＞φｄ２＞φｄ１
の関係が成立するように構成されている。

なお、図３では綱車４，ブレーキドラム１及び回転子２の半径として、１／２・φｄ３，１／２・φｄ２，１／２・φｄ１で表現している。

即ち、綱車４の外径φｄ１は主ロープ３５の仕様により決定され、ブレーキドラム１の外径φｄ２は綱車４からの油飛散防止とブレーキパッド１１の保守作業性を考慮して綱車４より大きくした。さらに回転子２の外径φｄ３は、モータ部の負荷容量とモータ軸７方向寸法の制限から決定されるもので、綱車４とブレーキドラム１のそれぞれの外径には依存しないが、他のものより大きい方が、モータ軸方向寸法を薄くできるメリットがある。

また、図２及び図３に示すように、ブレーキドラム１の外径φｄ２と回転子２の外径φｄ３の大きさの差によって、レバー１２Ａ,１２Ｂの幅方向の外形が、巻上機５０の幅方向の外形Ｗａよりも内側の外形Ｗｂとなるように配置可能なサイズ関係となっている。これにより、巻上機の小型化を図ることが可能となるため、さらに昇降路面積を小さく抑えるのに有効である。

さらに、本実施例では綱車４，ブレーキドラム１、及び回転子２の各々の材質もそれぞれ異なり、綱車４は主ロープ３５との係り合いにより、材質硬度は一番硬く、球状黒鉛鋳鉄などで構成される。また外部押圧式のブレーキドラム１は、トラクションの摩擦係数を容易に大きくとることの可能なねずみ鋳鉄などで構成される。また、回転子２は構造品のため、球状黒鉛鋳鉄などで構成され、コスト的にも、バランスがとれている。このように、回転子２と綱車４の材質を同一にして、綱車４のロープ溝表面を熱処理や鍍金等により、硬度を高くした綱車４の硬度を回転子２の硬度より高くするのが有効である。

コスト的バランスと性能的バランスを考慮して、綱車４及び回転子２の材質を異なるものとして、硬度を前述のように確保しても良い。さらに、綱車４，ブレーキドラム１、及び、回転子２の材質をそれぞれ異なるものとしてコスト的バランスと性能的バランスより確実に確保することもできる。

このように、モータの回転子２とは別に、異なる外径のブレーキドラム１を個別に形成することにより、モータの回転子２の外径に影響されない、独立したドラム外圧式ブレーキを構成させることができる。そして、モータは、希土類永久磁石からなる永久磁石式同期モータを採用し、回転子２の外径を寸法制限内で大きくして扁平型にしたことにより、ブレーキドラム１を別構成とすることが可能となり、最適な特性，寸法のドラム式ブレーキを得ることができるようになった。そのため、シンプルで軽量かつ構成部品の標準化された安価な昇降機用巻上機を提供することが可能となる。

図４に、本実施例における他の実施形態を示した図３相当の断面図を示す。図３との相違は、ブレーキドラム１と回転子２を合体したブレーキドラム一体型回転子２ａとなっていることにあり、部品点数の削減，加工作業と組立作業の同時化等のメリットがある。なお、この実施形態ではブレーキドラム１と回転子２は一体であるが、ブレーキドラム１外径と回転子２の外径寸法が異なるか、又は同じ寸法であっても、回転子２内周の磁石取付部の裏面側ではなく、回転子２の外部から押し付けるブレーキパッド接触部位を回転子２ａのモータ軸７締結部分にブレーキパッド１１が位置するように配置される。永久磁石８と同じ位置にブレーキパッド１１があると、制動時ブレーキパッド１１の押付け力で、モータ特性やブレーキ特性に影響を与える恐れがあったが、回転子２の外部から押し付けるブレーキパッド１１の接触部位を回転子２の外部から押し付けるブレーキパッド接触部位をドラム部位置にすることにより、これを解消できる。

図５は、本実施例におけるさらに他の実施形態を示した図３相当の断面図である。本実施形態では、綱車４もブレーキドラム１及び回転子２と一体化した回転子２ｂとしたものである。これにより、部品点数の削減，加工作業の同時化のメリットがあるが、材質は仕様の厳しい綱車４仕様に合わせる必要があり、材料費節約にリブ等の補強構造にして対応する。または、回転子２ｂを普通の鋳造品で構成して、綱車部分の表面のみ熱処理や鍍金などにより、硬度を高くして対応することも可能である。

以上説明したように、本実施例によれば、エレベーター用巻上機またはエレベーター装置において、ブレーキの最適化が計られ、なおかつ昇降路中間部にエレベーター用巻上機を設置することもできる効果がある。

また本実施例では、回転子外径を大きくしてモータを扁平構造にし、回転子外径とは異なるブレーキドラム又はブレーキドラム部を構成することにより、巻上機の横幅方向の寸法も抑え、なおかつ適正なブレーキ特性を得ることができる昇降機用巻上機及びエレベーター装置を提供することを可能にした。

１ ブレーキドラム
２ 回転子
２ａ ブレーキドラム一体型回転子
２ｂ 綱車及びブレーキドラム一体型回転子
３ 固定子
４ 綱車
５ エンドブラケット
６ 固定部材
７ モータ軸
８ 永久磁石
９ 回転部材
１０ 軸受け
３０ エレベーター装置
３１ 昇降路
３３ 乗りかご
３５ 主ロープ
３８ カウンターウェイト
５０ 巻上機

Claims (5)

1. モータ軸に軸受けを介して取り付けられた回転子と、前記回転子に相対応して設けられた固定子とを有する電動機と、前記回転子に設けられる綱車と、前記回転子の回転を制動するためのブレーキドラムと、前記ブレーキドラムを押圧して制動する制動手段とを備えるエレベーター用巻上機において、
   前記ブレーキドラムは前記回転子に設けられ、前記綱車の外径，前記ブレーキドラムの外径、及び前記回転子の外径がそれぞれ異なるとともに、前記綱車の硬度を前記回転子の硬度より高くし、前記回転子の外径をφｄ３、前記ブレーキドラムの外径をφｄ２、前記綱車の外径をφｄ１としたとき、φｄ３＞φｄ２＞φｄ１の関係を成立させ、前記制動手段は前記ブレーキドラムに圧接して制動力を付与するブレーキパッドと、前記ブレーキパッドが設けられたレバーと、前記レバーを駆動するためのレバー駆動手段とを有し、前記ブレーキドラムの外径φｄ２と前記回転子の外径φｄ３の大きさの差によって、前記レバーの幅方向の外形が、前記巻上機の幅方向の外形よりも内側に配置可能なサイズ関係としたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
2. 請求項１において、前記回転子と前記綱車の材質を同一にして、前記綱車のロープ溝表面を熱処理又は鍍金により、硬度を高くしたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
3. 請求項１において、前記綱車及び前記回転子の材質を異なるものとしたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
4. 請求項３において、前記綱車、前記ブレーキドラム、及び、前記回転子の材質をそれぞれ異なるものとしたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
5. 昇降路内に配置された乗りかごと、カウンターウェイトと、前記乗りかごとカウンターウェイトを吊持するロープと、前記ロープを駆動させることで前記乗りかごとカウンターウェイトとを前記昇降路内で上下に昇降させる巻上機とを備えたエレベーター装置において、
   前記巻上機は、モータ軸に軸受けを介して取り付けられた回転子と、前記回転子に相対応して設けられた固定子とを有する電動機と、前記回転子に設けられる綱車と、前記回転子の回転を制動するためのブレーキドラムと、前記ブレーキドラムを押圧して制動する制動手段とを備え、前記ブレーキドラムは前記モータ軸に設けられ、前記綱車の外径、前記ブレーキドラムの外径、及び前記回転子の外径がそれぞれ異なるとともに、前記綱車の硬度を前記回転子の硬度より高くし、前記回転子の外径をφｄ３、前記ブレーキドラムの外径をφｄ２、前記綱車の外径をφｄ１としたとき、φｄ３＞φｄ２＞φｄ１の関係を成立させ、前記制動手段は前記ブレーキドラムに圧接して制動力を付与するブレーキパッドと、前記ブレーキパッドが設けられたレバーと、前記レバーを駆動するためのレバー駆動手段とを有し、前記ブレーキドラムの外径φｄ２と前記回転子の外径φｄ３の大きさの差によって、前記レバーの幅方向の外形が、前記巻上機の幅方向の外形よりも内側に配置可能なサイズ関係としたことを特徴とするエレベーター装置。

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