JP5710396B2

JP5710396B2 - エレベータ装置用巻上機

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Publication number: JP5710396B2
Application number: JP2011138619A
Authority: JP
Inventors: 遼小松; 尚文尾方; 哲志小野; 清弥伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: CN102838011B; JP2013009461A; CN102838011A; SG186575A1

Description

本発明は、昇降路内に配置して使用されるエレベータ装置用巻上機に関する。

従来の一般的なエレベータ装置では、乗りかごを上下方向に昇降させるためのエレベータ装置用巻上機やモータの制御装置、あるいは乗りかごが加速した際の非常制動に使われる調速機などを、建物最上部に形成した機械室内に設置している。しかし近年、乗りかごの昇降速度が比較的遅いエレベータにおいては、機械室レスエレベータと呼ばれる機械室の無いエレベータが主流となっている。このようなエレベータの場合、従来は機械室に設置していたもの全てを昇降路内に設置し、エレベータ装置用巻上機も、乗りかごと昇降路壁間の数百ｍｍ程度の隙間に配置しなければならず、薄型に構成する必要がある。このような薄型巻上機において、その熱源であるモータ固定子の温度上昇を抑制するために空冷を行う構成が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。

国際公開番号ＷＯ２００４−１０８５７９号公報特開２００６−８１３０５号公報

しかしながら、特許文献１，２を含むエレベータ装置用巻上機は、懸垂荷重を支持する筐体内にブレーキドラムを可回転的に対向配置して構成され、このブレーキドラムを覆う形状となるが、熱源であるモータ固定子を覆う構造となるため、その熱がモータ回転子を介してブレーキドラムヘ伝わり、ブレーキドラムが熱膨張してしまう。しかも、空冷構造は熱源であるモータ固定子の温度上昇を抑制するものであるため、ブレーキドラムを効果的に冷却することができず、この熱膨張量が大きくなると、このブレーキドラムを圧接して制動する電磁ブレーキ装置との関係に悪影響を与えてしまい、電磁ブレーキ装置の大型化を招いてしまう。

本発明の目的は、ブレーキドラム近傍を効果的冷却することができるようにして小型化や薄型化を可能にしたエレベータ装置用巻上機を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、筐体と、この筐体に対して可回転的に支持したブレーキドラムと、前記筺体の前記ブレーキドラムとの対向部に形成した円環状凹部に配置したモータ固定子と、このモータ固定子に対向した位置の前記円環状凹部内の空間部に配置され前記ブレーキドラムに固定したモータ回転子と、前記ブレーキドラムと一体的に回転する綱車と、前記ブレーキドラムを制動するように前記筺体に設けた電磁ブレーキ装置とを備えたエレベータ装置用巻上機において、前記筺体に前記円環状凹部の空間部と連通した少なくとも一対の連通孔を形成すると共に、前記空間部で回転して冷却空気流を形成する気流形成用突起部を設け、前記一対の連通孔の一方から前記空間部内に吸い込まれた空気を前記筐体の周方向に回転させ、前記一対の連通孔の他方から排出することを特徴とする。

このような構成によれば、ブレーキドラムと共に回転する気流形成用突起部によって円環状凹部に形成された空間部の空気を強制移動することになり、筐体に形成した連通孔を通して空間部内の空気の流れを発生させ、この空気流によって、モータ固定子およびモータ回転子の近傍、またブレーキドラムの近傍を冷却することができる。このため、ブレーキパッドとブレーキドラム間のギャップが減少してしまう熱膨張を防いでエレベータ装置用巻上機の小型化および薄型化を実現することができる。

また本発明は、上記の構成に加えて、前記気流形成用突起部は、前記モータ回転子の外側に設け、前記空気排出側の連通孔は、前記気流形成用突起部の外側に位置する前記筺体に形成したことを特徴とする。

このような構成によれば、従来の構成を余り変更することなく、また気流形成用突起部の回転によって空間部から連通孔を通して外部の周囲空間に至る気流を容易に形成し、この気流によってモータ固定子およびモータ回転子は勿論、その近傍に位置するブレーキドラムを効果的に冷却することができる。

また本発明は、上記の構成に加えて、前記気流形成用突起部は、前記ブレーキドラムに設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、従来の構成を余り変更することなく、モータ固定子およびモータ回転子がギャップを介して対向する部分の空間部を用いてブレーキドラムを効果的に冷却する空気流を形成することができる。

さらに本発明は、上記の構成に加えて、前記一対の連通孔のうちの一方は、前記ブレーキドラムにおける回転中心軸からの距離が前記気流形成用突起部よりも大きな外側位置に設け、前記一対の連通孔のうちの他方は、前記ブレーキドラムにおける回転中心軸からの距離が前記気流形成用突起部よりも小さな内側位置に設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、ブレーキドラムと共に気流形成用突起部が回転するとき、内側に位置した連通孔から周囲空間の空気を取り込み、外側に位置した連通孔から排出する空気流を形成して、効果的な冷却を行うことができる。

本発明によるエレベータ装置用巻上機は、ブレーキドラムと共に回転する気流形成用突起部によって円環状凹部に形成された空間部の空気を強制移動することになり、筐体に形成した連通孔を通して空間部内の空気の流れを発生させ、この空気流によって、モータ固定子およびモータ回転子の近傍、またブレーキドラムの近傍を冷却することができる。このため、ブレーキパッドとブレーキドラム間のギャップが減少してしまう熱膨張を防いでエレベータ装置用巻上機の小型化および薄型化を実現することができる。

本発明の一実施の形態によるエレベータ装置用巻上機の断面図である。図１に示したエレベータ装置用巻上機のモータ回転子を示す正面図である。図２に示したモータ回転子の側面図である。図１に示したエレベータ装置用巻上機の正面図である。図４に示したエレベータ装置用巻上機の側面図である。図４に示したエレベータ装置用巻上機の背面図である。図４に示したエレベータ装置用巻上機の気流形成時の正面図である。本発明の他の実施の形態によるエレベータ装置用巻上機の断面図である。図８に示したエレベータ装置用巻上機のブレーキドラムを示す正面図である。図１に示したエレベータ装置用巻上機を使用したエレベータ装置の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１０は、本発明の一実施の形態によるエレベータ装置用巻上機を使用したエレベータ装置の断面図である。昇降路１内には、一対のガイドレール２に沿って昇降可能な乗りかご３と、図示しない主索によって乗りかご３に連結されて一対のガイドレール４に沿って昇降可能な釣合おもり５と、昇降路１と乗りかご３の間にある隙間に設置したエレベータ装置用巻上機６とが設けられている。このエレベータ装置用巻上機６は、その詳細構成について後述するが、乗りかご３側に固定側の筺体７を位置させ、この筺体７に対して可回転的な綱車８は昇降路壁側に位置させている。

図４および図５は、上述したエレベータ装置用巻上機６の正面図および側面図である。エレベータ装置用巻上機６は、乗りかご３とつり合いおもり５の間を連結した複数本の主索が、綱車８に形成した複数の溝部にそれぞれ合致するように巻き掛けられ、綱車８の回転によって主索が駆動されると、乗りかご３とつり合いおもり５とがそれぞれのガイドレール２，４に沿って逆方向に昇降するように構成されている。この綱車８の乗りかご３側外周部にはブレーキドラム９が一体的結合され、このブレーキドラム９のさらに乗りかご３側には筐体７が配置されており、筐体７に対して綱車８およびブレーキドラム９は可回転的な関係で支持されている。

詳細を後述するように綱車８またはブレーキドラム９と筺体７との嵌合対向部には、アウタロータ型モータが構成され、このアウタロータ型モータの回転子が綱車８またはブレーキドラム９の外周部に構成され、アウタロータ型モータの固定子が筺体７の対向部に構成されている。アウタロータ型モータへの通電によって綱車８およびブレーキドラム９で代表される可動部は一体的に回転駆動されるが、通電が遮断され、筺体７の上下部にそれぞれ配置した同一構成の電磁ブレーキ装置１０，１１のブレーキパッド１２，１３を圧接すると制動される構成となっている。

このような構成のエレベータ装置用巻上機６には、その詳細な働きについては後述するが、図５に示すように筺体７の側部には、内部空間部を側部から外部に開放する連通孔１４が複数個形成されており、ここでは一対の連通孔１４が主軸１６の中心回転軸に対して対照的な位置に形成されている。また、背面図である図６に示すように筺体７の乗りかご３側に面した前面側には、内部空間部を前面側から外部に開放する連通孔１５が複数個形成されており、ここでは一対の連通孔１５が主軸１６の中心回転軸に対して対照的な位置に形成されている。これらの連通孔１４，１５は図示のものに限らず、位置や数を任意に設定することができる。

図１は、エレベータ装置用巻上機６の断面図であり、さらに具体的な構成について説明する。筐体７は、その中心部に形成したボス部に主軸１６を嵌合しており、この主軸１６の挿入側に軸受１７を介して綱車８およびブレーキドラム９が一体的に構成した可動側ハウジング１８を片持ち支持している。軸受１７の端部にはシール材２７が配置されて、軸受１７の潤滑剤の移動を制限している。筐体７の綱車８側には円環状凹部１９が形成されており、この円環状凹部１９内には環状のモータ固定子２０が嵌合固定されている。モータ固定子２０の外周部には、所定のギャップを介して環状のモータ回転子２１が配置され、このモータ回転子２１は円環状凹部１９内に入り込んだ位置のブレーキドラム９に固定されている。

モータ回転子２１は円環状の積層電磁鋼板２２と複数個の永久磁石２３で構成され、積層電磁鋼板２２の内周面には永久磁石２３が、Ｎ極とＳ極が交互になるよう周方向に貼り付けられている。またモータ回転子２１を構成する積層電磁鋼板２２の外周面には、筺体７側から見た図２および図３に示すように周方向にほぼ等間隔で、かつ放射状に外側に伸びた複数個の気流形成用突起部２４が形成されている。

筐体７に形成した円環状凹部１９内には、ブレーキドラム９の端部および同端部に固定したモータ回転子２１が挿入配置されており、モータ固定子２０とモータ回転子２１の対向部のギャップと、モータ固定子２０およびモータ回転子２１と筐体７間に形成した隙間と、筐体７の外周部２６の内面とブレーキドラム９との対向部に形成した隙間とは連通して一連の空間部２５を形成している。この一連の空間部２５に上述した気流形成用突起部２４が配置されている。

気流形成用突起部２４は、モータ回転子２１の回転と共に空間部２５で回転すると、空間部２５内に空気を外側に送り出すファンの働きをする。このときの気流形成用突起部２４の回転によって空間部２５に空気の流れを形成するために、気流形成用突起部２４の近傍で外側に位置する筐体７の外周部２６に図５に示した連通孔１４を形成し、また、気流形成用突起部２４よりも回転中心軸側に位置する筐体７の前面側に図６に示した連通孔１５を形成している。こうして空間部２５は、連通孔１５と連通孔１４とにより周囲空間に開放される。

従って、モータ回転子２１の回転と共に気流形成用突起部２４が空間部２５で回転すると、気流形成用突起部２４の形状によって外側に向かう気流が形成され、連通孔１４は排出口となり、一方、連通孔１５は吸入口となる。このように放射状に外側に向かう気流や、スパイラル状に外側に向かう気流などを形成するために、気流形成用突起部２４の形状や大きさを種々決定することができる。尚、説明は前後するが、図１は、この気流を説明しやすくするために、図５に示した連通孔１４の一つと、図６に示した連通孔１５の一つが表れる位置で断面している。

今、モータ固定子２０に交流電流を流すと、周方向に回転変化する磁界が発生するため、モータ回転子２１に電磁力が作用し、ブレーキドラム９およびハウジング１８に駆動力が発生する。このため、ブレーキドラム９、ハウジング１８および綱車８は共に回転し、綱車８に巻回した主索を介して乗りかご３が昇降駆動される。乗りかご３の停止時には、モータ固定子２０への通電を遮断し、電磁ブレーキ装置１０，１１を作動してそのブレーキパッド１２，１３をブレーキドラム９の外周面に押圧してモータ回転子２１や綱車８側を制動する。このとき、モータ固定子２０への通電やブレーキパッド１２，１３をブレーキドラム９に押圧することによって同部近傍が発熱する。

しかし、このときモータ回転子２１に設けられた気流形成用突起部２４も共に回転運動するため、筺体７およびモータ固定子２０で代表する固定部側と、モータ回転子２１や綱車８等で代表される可動部側との嵌合対向部に形成された空間部２５の空気を強制移動させることができる。例えば、乗りかご３側からエレベータ装置用巻上機６を見たとき、ブレーキドラム９および綱車８が時計方向に回転したとすると、図７に示すように筐体７の前面側に形成した連通孔１５などから外部周囲空間部の空気を空間部２５内に吸い込みながら、筐体７の外周部２６に形成した連通部１４から排出される空気流を発生させる。

この空気流は、図１に示したモータ固定子２０およびモータ回転子２１の近傍、またブレーキドラム９の近傍を通るため、同部を冷却することができる。しかも、積層電磁鋼板２２に設けた気流形成用突起部２４は、冷却のための空気流を発生させる効果に加え、空間部２５の空気と接触する面積を拡大することになり放熱性能を向上させる効果も得られる。その結果、ブレーキドラム９の温度上昇が抑制され、ブレーキパッド１２，１３とブレーキドラム９間の熱膨張によるギャップ変動が抑制される。従来のように同部での熱がブレーキドラム９へ伝わって熱膨張すると、ブレーキパッド１２，１３とブレーキドラム９間のギャップが減少してしまい、これを防止しようとすると電磁ブレーキ装置１０，１１を大型化してしまうが、上述したように空気流を形成して同部を冷却することができるので、電磁ブレーキ装置１０，１１を小型にしてエレベータ装置用巻上機６の小型化および薄型化を実現することができる。

図１に示したブレーキドラム９および綱車８が逆方向に回転する場合でも、図７に示す同様の冷却空気流を形成することができ、ほぼ同様の効果を得ることができる。この実施の形態では、モータ回転子２１を構成する積層電磁鋼板２２の外周面に、周方向にほぼ等間隔で、かつ放射状に外側に伸びた複数個の気流形成用突起部２４を形成しているため、モータ回転子２１の回転に伴って気流形成用突起部２４によりやや外側に向かう冷却空気流が形成されることになる。従って、連通部１５は連通部１４よりも主軸１６の中心側に形成するのが望ましい。

上述したエレベータ装置用巻上機によれば、筺体７に円環状凹部１９の空間部２５と連通した少なくとも一対の連通孔１４，１５を形成し、空間部２５でブレーキドラム９と共に回転して連通孔１４，１５を通して流れる冷却空気流を形成する気流形成用突起部２４を設けたため、ブレーキドラム９と共に回転する気流形成用突起部２４によって円環状凹部１９に形成された空間部２５の空気を強制移動することになり、筐体７に形成した連通孔１４，１５を通して空間部２５内の空気の流れを発生させ、この空気流によって、モータ固定子２０およびモータ回転子２１の近傍は勿論、ブレーキドラム９の近傍も冷却することができる。このため、ブレーキパッド１２，１３とブレーキドラム９間のギャップが減少してしまう熱膨張を防いでエレベータ装置用巻上機６の小型化および薄型化を実現することができる。

また、上述したエレベータ装置用巻上機によれば、気流形成用突起部２４はモータ回転子２１の外側に設け、連通孔１４は、気流形成用突起部２４に対応する外側位置の筺体７に形成したため、従来の構成を余り変更することなく、モータ固定子２０およびモータ回転子２１がギャップを介して対向する部分の空間部２５を用いて効果的に冷却空気流を形成することができる。しかも、気流形成用突起部２４によって形成した気流を効果的に連通孔１４に導いて排出することができる。

さらに、上述したエレベータ装置用巻上機によれば、気流形成用突起部２４の近傍で外側に位置する筐体７の外周部２６に図５に示した連通孔１４を形成し、また、気流形成用突起部２４よりも回転中心軸側に位置する筐体７の前面側に図６に示した連通孔１５を形成しているため、ブレーキドラム９と共に気流形成用突起部２４が回転するとき、内側に位置した連通孔１５は周囲空間の空気を取り込む吸入口となり、外側に位置した連通孔１４は空間部２５の空気を外部の周囲空間へ追い出す排気口となり、この空気流を利用してモータ固定子２０およびモータ回転子２１は勿論、ブレーキドラム９などを効果的な冷却を行うことができる。

図８は、本発明の他の実施の形態によるエレベータ装置用巻上機を示す断面図である。図１に示した実施の形態との同等物には同一符号を付けて詳細な説明を省略し、相違部分について説明する。この実施の形態では、冷却のための空気流を形成するよう空間部２５に作用する気流形成用突起部２４をモータ回転子２１ではなくブレーキドラム９に形成している。この気流形成用突起部２４は、特に図９に示したブレーキドラム９の正面図から分かるようにモータ回転子２１の回転と共に回転するとき、上述した空間部２５内の空気を移動するように風圧を受ける形状となっている。ブレーキドラム９の外周部には周方向に所定間隔で複数の気流形成用突起部２４が形成され、ブレーキドラム９の回転方向に風圧を受けるように適度の受圧面積を有している。

この実施の形態のエレベータ装置用巻上機でも、モータ回転子２１と同様に気流形成用突起部２４も回転するため、筺体７およびモータ固定子２０で代表する固定部側と、モータ回転子２１や綱車８等で代表される可動部側との嵌合部である円環状凹部１９に形成された空間部２５の空気を強制移動することができる。図７の場合と同様に筐体７の前面側に形成した連通孔１５などから外部周囲空間部の空気を空間部２５内に吸い込みながら、筐体７の外周部２６に形成した連通部１４から排出される空気流が発生し、この空気流によって、図８に示したモータ固定子２０およびモータ回転子２１の近傍は勿論、気流形成用突起部２４を設けたブレーキドラム９にも冷却用気流を作用させて、同部を同様に冷却することができる。

しかも、本実施の形態における気流形成用突起部２４は、図１の構成のように主に放射方向に伸びるのではなく、主に水平方向に伸びた形状であるため、仮に、ブレーキパッド１２，１３とのギャップに影響を及ぼすようにブレーキドラム９が熱膨張したとしても、本実施の形態における気流形成用突起部２４は定常状態にあるブレーキパッド１２，１３と干渉することはない。

尚、本発明の各実施の形態では、筺体７に一端を固定した主軸１６の自由端側に軸受１７を介して綱車８、ブレーキドラム９および可動側ハウジング１８で構成した可動部側を可回転的に片持ち支持したが、主軸１６とブレーキドラム９側を一体成形し、主軸１６の自由端側に軸受１７を介して筐体７の中心ボス部を可回転的に配置した構成にも適用することができる。

１昇降路
２ガイドレール
３乗りかご
４ガイドレール
５釣合おもり
６エレベータ装置用巻上機
７筺体
８綱車
９ブレーキドラム
１０電磁ブレーキ装置
１１電磁ブレーキ装置
１２ブレーキパッド
１３ブレーキパッド
１４連通孔
１５連通孔
１６主軸
１７軸受
１８可動側ハウジング
１９円環状凹部
２０モータ固定子
２１モータ回転子
２２積層電磁鋼板
２３永久磁石
２４気流形成用突起部
２５空間部
２６外周部
２７シール材

Claims

筐体と、この筐体に対して可回転的に支持したブレーキドラムと、前記筺体の前記ブレーキドラムとの対向部に形成した円環状凹部に配置したモータ固定子と、このモータ固定子に対向した位置の前記円環状凹部内の空間部に配置され前記ブレーキドラムに固定したモータ回転子と、前記ブレーキドラムと一体的に回転する綱車と、前記ブレーキドラムを制動するように前記筺体に設けた電磁ブレーキ装置とを備えたエレベータ装置用巻上機において、
前記筺体に前記円環状凹部の空間部と連通した少なくとも一対の連通孔を形成すると共に、前記空間部で回転して冷却空気流を形成する気流形成用突起部を設け、前記一対の連通孔の一方から前記空間部内に吸い込まれた空気を前記筐体の周方向に回転させ、前記一対の連通孔の他方から排出することを特徴とするエレベータ装置用巻上機。
前記気流形成用突起部は、前記モータ回転子の外側に設け、前記空気排出側の連通孔は、前記気流形成用突起部の外側に位置する前記筺体に形成したことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用巻上機。
前記気流形成用突起部は、前記ブレーキドラムに設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用巻上機。
前記一対の連通孔のうちの一方は、前記ブレーキドラムにおける回転中心軸からの距離が前記気流形成用突起部よりも大きな外側位置に設け、前記一対の連通孔のうちの他方は、前記ブレーキドラムにおける回転中心軸からの距離が前記気流形成用突起部よりも小さな内側位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用巻上機。