JP5604356B2 - エレベーター用巻上機及びエレベーター装置 - Google Patents

Description

本発明は綱車に主索を巻き掛けて負荷を牽引するエレベーターの巻上機、及びエレベーター装置に関するものである。

近年、昇降路内に巻上機を設置する機械室レスエレベーターが主流になり、巻上機の小型化・薄型化が図られている。巻上機の小型化・薄型化は、モータの放熱性能低下による温度上昇の増大を伴うが、これまでに、モータの温度上昇を低減するため、ファン構造を設けることにより空気の流れを作り出し、モータを強制的に空冷するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特表２００８−５１７５７６号公報

機械室レスエレベーターが主流になり、巻上機の小型化・薄型化が図られ、巻上機の構成部品は、限られたスペース内に取り付けることが必要になっている。さらに、巻上機の薄型化・小型化を図るに伴い、モータの温度上昇低減や限定されたスペースへの部品設置に加え、温度制約のある部品に対しては、温度上昇を低減する構造を巻上機に取り入れる必要が出てきている。巻上機の回転速度を検出するエンコーダも例外ではないが、巻上機に使用するエンコーダは一般に耐熱温度が低く、使用環境温度が決められているため、エンコーダの温度制約が巻上機の小型化・薄型化への妨げとなる場合がある。

本発明は、エンコーダの温度上昇の問題を解決した、小型化・薄型化が可能なエレベーター用巻上機を提供することを目的とするものである。

また、本発明によれば、巻上機を昇降路壁と乗りかごの間に設置する際に必要とされるスペースを小さくし得るエレベーター装置を提供することを目的とするものである。

本発明におけるエレベーター用巻上機又はエレベーター装置は、固定子が設けられた筺体と、前記固定子との対向位置に永久磁石が設けられた回転枠と、前記回転枠に備えられた綱車とを有し、前記回転枠が軸受を介して筺体に接続された主軸に支持され、前記主軸は一端から他端まで連通する中空形状で、前記筺体との接続端側に前記回転枠の回転を検知するエンコーダを収納する収納空間と、他端側から前記収納空間へと連通する貫通孔とを有し、前記収納空間に収納され、前記筺体に固定されたエンコーダには、他端側が前記回転枠と共に回転するように設けられ、前記主軸の他端側から前記貫通孔に挿入されたエンコーダ軸の一端側を接続し、前記収納空間内で前記エンコーダ軸に羽根を設けると共に、前記エンコーダ軸に前記エンコーダ軸の他端側から前記収納空間内まで連通する通風孔を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、エンコーダの温度上昇の問題を解決した、小型化・薄型化が可能なエレベーター用巻上機を提供できる。

また、本発明によれば、巻上機を昇降路壁と乗りかごの間に設置する際に必要とされるスペースを小さくし得るエレベーター装置を提供できる。

本発明の一実施形態にかかる機械室レスエレベーターの昇降路平面図である。 本発明の一実施形態にかかる機械室レスエレベーターの昇降路レイアウト模式図である。 本発明の一実施形態にかかるエレベーター用巻上機の構成を表す断面図である。 本発明の一実施形態にかかるエンコーダ軸の側面図である。 図３に示した断面図のエンコーダ周辺部の拡大図である。 図５に示した要部の空気の流れを表す模式図である。 図５に示した要部の空気の流れを表す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる機械室レスエレベーターの昇降路平面図である。同図に示すように、昇降路１内には、昇降路壁２に固定した１対の乗りかご側ガイドレール３によって昇降を案内される乗りかご４と、１対のつり合いおもり側ガイドレール５によって昇降を案内されるつり合いおもり６とが設けられ、乗りかご４と昇降路壁２との間に巻上機７が設置されている。この巻上機７は、筐体８と、筐体８の昇降路壁２側に円柱形状をした回転枠であるブレーキドラム９と、ブレーキドラム９に支持された綱車１０より構成されており、ブレーキドラム９と綱車１０は、同回転軸を有し、かつ、同期して回転するよう固定されている。

図２は本発明の一実施形態にかかる機械室レスエレベーターの昇降路レイアウト模式図である。同図に示すように本実施形態における巻上機７は、乗りかご４とつり合いおもり６の間を連結した複数本の主索１１が、綱車１０に形成した複数の溝部にそれぞれ巻き掛けられ、綱車１０の回転によって主索１１が駆動されると、乗りかご４とつり合いおもり６とがそれぞれのガイドレール３，５に沿って互いに上下逆方向に昇降するように構成されている。

図３は本発明の一実施形態にかかるエレベーター用巻上機の構成を表す断面図である。同図に示すように筺体８には固定子１７が設けられ、固定子１７との対向位置であり、ブレーキドラム９の磁石固定部９ｂに永久磁石１８が設けられている。本実施形態では回転枠はブレーキドラム９により構成され、ブレーキドラム９はハウジング部９ａと磁石固定部９ｂが一体に成形されている。ブレーキドラム９のハウジング部９ａには綱車１０が焼き嵌めにより固定されている。なお、ブレーキドラム９と綱車１０の固定はボルト等により固定する形態であってもよい。

主軸１３は一端から他端まで連通する中空形状で、筺体８との接続端側に回転枠であるブレーキドラム９の回転を検知するエンコーダ１５を収納する収納空間２１と、他端側から収納空間２１へと連通する貫通孔２２とを有している。主軸１３及び収納空間２１，貫通孔２２は固定子１７やモータ形成部分の筺体８、ブレーキドラム９や綱車１０の中心軸と同軸となっており、本実施形態では主軸１３は筐体８に片持ち支持されている。

また、筐体８に支持されている主軸１３の他端側外周には軸受１２が取り付けられ、回転枠であるブレーキドラム９がこの軸受１２を介して、筺体８に接続された主軸１３に支持され、主軸１３の中心軸を回転軸として自在に回転するように構成されている。

このように、磁石固定部９ｂに永久磁石１８が固定されていることにより、ブレーキドラム９はモータ回転子としての機能を有する。そしてモータ固定子１７に交流電流を流すことにより、円柱形状の周方向に回転変化する磁界が発生し、ブレーキドラム９に駆動力が発生する。ブレーキドラム９と共に回転する綱車１０との間に働く摩擦力により、主索１１は駆動されるのである。

図４は本発明の一実施形態にかかるエンコーダ軸の側面図である。同図に示すように、エンコーダ軸１４は、大径の円板部１４ａと小径の円柱部１４ｂが一体に成形されており、羽根１４ｃが円柱部１４ｂ端部の外周に装着され、通風孔１４ｄが円板部１４ａの端面と円柱部１４ｂの外周面までを貫通するように設けられている。

図５は図３に示した断面図のエンコーダ周辺部の拡大図である。図５に基づいてエンコーダ１５周辺の構造について説明する。エンコーダ１５は、主軸１３の収納空間２１内に固定された固定部１５ａと、エンコーダ軸１４の円柱部１４ｂの先端と連結される回転部１５ｂより構成されており、主軸１３の端面には精密機器であるエンコーダ１５を保護するためのカバー１６が支持されている。エンコーダ１５の固定部１５ａは、主軸１３内に設けられた収納空間２１内部で主軸１３にピンを介して固定されている。即ち本実施形態ではエンコーダ１５は主軸１３を介して筺体８に固定されている。このようにピンによって固定することにより、主軸１３との接触面積を最小限として筺体８や主軸１３から伝導してくる熱を良好に遮断でき、エンコーダの温度上昇を防止する。そして、このように主軸１３とピンを介して固定しながら、エンコーダ１５の周囲を主軸１３や筺体８から離した空隙とすることで、より良好に筺体８や主軸１３からの伝導熱を遮断でき、エンコーダの温度上昇を防止する構造としているのである。

なお、本実施形態ではエンコーダ１５をピンで固定したが、カバー１６の周辺を主軸１３や筺体８と重なる程度に径を大きくし、収納空間２１を塞いでしまう部分をできる限りカットして、網状或いは数本の支持梁でカバー１６の中心と、周辺の主軸１３や筺体８との接合部が接続されたような構造としてカバー１６にエンコーダ１５を固定する構成としても、上記と同様、主軸１３や筺体８との接触面積を最小限として筺体８や主軸１３から伝導してくる熱を良好に遮断でき、エンコーダの温度上昇を防止するという効果を得ることも可能である。

以上説明した構成のエンコーダ軸１４は、図３に示すように他端側の円板部１４ａが回転枠であるブレーキドラム９と共に回転するように設けられている。また、収納空間２１に収納されて筺体８に固定されたエンコーダ１５の回転部１５ｂには、主軸１３の他端側から貫通孔２２に挿入されたエンコーダ軸１４の円柱部１４ｂの一端側が接続されている。

そして、エンコーダ軸１４は、ブレーキドラム９および綱車１０と同回転軸かつ同期して回転し、それによりエンコーダ１５の回転部１５ｂはブレーキドラム９，綱車１０、およびエンコーダ軸１４と同回転軸かつ同期して回転する。

このとき、収納空間２１内でエンコーダ軸１４に設けられた羽根１４ｃも回転し、さらにエンコーダ軸１４にエンコーダ軸１４の他端側から収納空間２１内まで連通する通風孔１４ｄを設けているためエンコーダ軸１４の回転に伴い、羽根１４ｃの効果により、エンコーダ１５の周辺に空気の流れが発生する。この空気の流れにより、エンコーダ１５を空冷することが可能となる。

図６及び図７は、図５に示した要部の空気の流れを表す模式図である。上述の空気の流れについて、図６および図７に基づいて説明する。エンコーダ軸１４が回転すると、図６の矢印のように、エンコーダ軸１４の通風孔１４ｄの円板部１４ａ側から、主軸１３の収納空間２１そしてカバー１６の隙間へと抜けるような空気の流れが発生する。この空気の流れにより、エンコーダ１５が空冷される。特に巻上機７外部から取り入れた空気により空冷することにより、より空冷効果が高められている。さらに、前述のように、エンコーダ１５の周囲を空隙とし、主軸１３や筺体８との接触面積を最小限として筺体８や主軸１３から伝導してくる熱を遮断しているので、この点からも空冷効果を高めることが可能で、かつエンコーダの温度上昇を防止することが可能である。

すなわち、エンコーダ１５を空冷するための専用部品を追加することなく、エンコーダ１５の温度上昇低減を可能にする。さらにまた、エンコーダ軸１４の回転により発生する空気の流れは、巻上機７の外部から入り、巻上機７の外部へと抜ける流れであるため、エンコーダ１５を直接空冷するだけでなく、エンコーダ１５周辺の空気と巻上機７の外部の空気の入れ替えを行うという効果も得られ、さらに良好にエンコーダの温度上昇を防止する。

なお、通風孔１４ｄは、円板部１４ａ側である他端側からはエンコーダ軸１４の円柱部１４ｂのほぼ中心軸を貫通するように設けられており、羽根１４ｃの近傍でエンコーダ軸１４の中心軸より外方に傾斜した角度で外周面に連通するように設けられている。このように設けることで、羽根１４ｃが回転した際に、より収納空間２１内の空気を流すような向きに噴出されることになり、良好な空気循環を作り出すことができる。

エレベーター用巻上機では、乗りかごを昇降運動させるという性質上、綱車１０は回転軸を中心に両方向に回転する。したがって、図７に示すように、綱車１０が上記で想定した方向と逆方向に回転する場合、空気の流れも図６とは逆方向に発生し、エンコーダ１５を空冷する効果、エンコーダ１５周辺の空気と巻上機７の外部の空気の入れ替えを行うという効果は保たれる。

さらに本実施形態では、エンコーダ軸１４と主軸１３の間をシール材２０によりシールし、羽根１４ｃをエンコーダ軸１４のシール部分からエンコーダ１５接続部分までの間の部位に設けると共に、通風孔１４ｄをエンコーダ軸１４の他端側及びエンコーダ軸１４のシール部分からエンコーダ接続部分までの間の部位まで連通させた構造としている。

このようにエンコーダ軸１４と主軸１３の間をシール材２０によりシールすることにより、軸受１２からベアリンググリースが漏れてしまい、主軸１３の貫通孔２２を伝わってエンコーダ側に漏れだすことが防止できる。そして、羽根１４ｃをエンコーダ軸１４のシール部分からエンコーダ１５接続部分までの間の部位に設けているので、軸受１２から漏れたベアリンググリースが羽根１４ｃの回転によりエンコーダ１５に向かって飛ばされてしまうことも防止できる。さらには、通風孔１４ｄをエンコーダ軸１４の他端側及びエンコーダ軸１４のシール部分からエンコーダ接続部分までの間の部位まで連通させた構造としているので、軸受１２から漏れたベアリンググリースが通風孔１４ｄを塞いでしまい、空冷効率を極端に低下させてしまう事象の発生なども防止可能となっている。

なお、本実施形態では、エンコーダ軸１４の他端側から、シール材，通風孔１４ｄの出入り口，羽根１４ｃ，エンコーダ１５となる順番に設けている。このように設けることで、エンコーダ軸１４の回転により羽根１４ｃが回転し、羽根の回転により巻き起こされる空気の循環により、通風孔１４ｄからの空気の出入りが良好に発生させることができる。

また、軸受１２から漏れたベアリンググリースが固定子１７や永久磁石１８へ付着してしまうことを防止するために、主軸１３とブレーキドラム９の間にもシール材１９が設けられている。

以上説明したように構成された巻上機７は、エンコーダの温度上昇の問題を解決でき、小型化・薄型化が可能なエレベーター用巻上機を提供できる。そして、このような巻上機７をエレベーター装置に用いると、巻上機７を乗りかご４と昇降路壁２の間のスペースに配置した際に、昇降路内への設置に必要とされるスペースを小さくすることができ、エレベーター空間の利用効率を向上させることができる。

１ 昇降路
２ 昇降路壁
３ 乗りかご側ガイドレール
４ 乗りかご
５ つり合いおもり側ガイドレール
６ つり合いおもり
７ 巻上機
８ 筐体
９ ブレーキドラム
９ａ ハウジング部
９ｂ 磁石固定部
１０ 綱車
１１ 主索
１２ 軸受
１３ 主軸
１４ エンコーダ軸
１４ａ 円板部
１４ｂ 円柱部
１４ｃ 羽根
１４ｄ 通風孔
１５ エンコーダ
１５ａ 固定部
１５ｂ 回転部
１６ カバー
１７ 固定子
１８ 永久磁石
１９，２０ シール材
２１ 収納空間
２２ 貫通孔

Claims (5)

1. 固定子が設けられた筺体と、前記固定子との対向位置に永久磁石が設けられた回転枠と、前記回転枠に備えられた綱車とを有し、前記回転枠が軸受を介して筺体に接続された主軸に支持された巻上機において、
   前記主軸は一端から他端まで連通する中空形状で、前記筺体との接続端側に前記回転枠の回転を検知するエンコーダを収納する収納空間と、他端側から前記収納空間へと連通する貫通孔とを有し、
   前記収納空間に収納され、前記筺体に固定されたエンコーダには、他端側が前記回転枠と共に回転するように設けられ、前記主軸の他端側から前記貫通孔に挿入されたエンコーダ軸の一端側を接続し、
   前記収納空間内で前記エンコーダ軸に羽根を設けると共に、前記エンコーダ軸に前記エンコーダ軸の他端側から前記収納空間内まで連通する通風孔を設けたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
2. 請求項１に記載の巻上機において、前記エンコーダは収納空間内部において、周囲に空隙を設けた状態で前記筺体に固定されていることを特徴とするエレベーター用巻上機。
3. 請求項２に記載の巻上機において、前記回転枠の回転に同期して前記エンコーダ軸が回転することにより、前記羽根によって前記収納空間内に空気の流れを発生させてエンコーダを空冷すると共に、前記収納空間内の空気と巻上機外部の空気の入替えを行うこと特徴とするエレベーター用巻上機。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の巻上機において、
   前記エンコーダ軸と前記主軸の間をシール材によりシールし、
   前記羽根を、前記エンコーダ軸の前記シール材によるシール部分から前記収納空間に収納された前記エンコーダと前記エンコーダ軸との接続部分までの間の部位に設けると共に、
   前記通風孔を前記エンコーダ軸の他端側及び前記エンコーダ軸の前記シール材によるシール部分から前記収納空間に収納された前記エンコーダと前記エンコーダ軸との接続部分までの間の部位まで連通させたことを特徴とするエレベーター用巻上機。
5. 昇降路内を昇降する乗りかごと、前記乗りかごを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、固定子が設けられた筺体と、前記固定子との対向位置に永久磁石が設けられた回転枠と、前記回転枠に備えられた綱車とを有し、前記回転枠が軸受を介して筺体に接続された主軸に支持されて構成され、前記昇降路を垂直方向から見たときに、前記昇降路壁と前記乗りかごの間に位置するように前記昇降路内に設けられ、
   前記主軸は一端から他端まで連通する中空形状で、前記筺体との接続端側に前記回転枠の回転を検知するエンコーダを収納する収納空間と、他端側から前記収納空間へと連通する貫通孔とを有し、
   前記収納空間に収納され、前記筺体に固定されたエンコーダには、他端側が前記回転枠と共に回転するように設けられ、前記主軸の他端側から前記貫通孔に挿入されたエンコーダ軸の一端側を接続し、
   前記収納空間内で前記エンコーダ軸に羽根を設けると共に、前記エンコーダ軸に前記エンコーダ軸の他端側から前記収納空間内まで連通する通風孔を設けたことを特徴とするエレベーター装置。

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