JPH0891741A - リニアモ−タエレベ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 環状巻き線の電機子を使用して効率が良く、
昇降階数に制限がなく、かつ安価なリニアモ−タエレベ
−タ装置を得る。 【構成】 釣合重りと連結して昇降動するかご１と、釣
合重り上に設けられた環状巻き線を有する電機子と、電
機子と所定の間隔を保ちながら電機子を囲うように昇降
路の所定領域に設置された２次導体および２次側ヨ−ク
とを備えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はリニアモ−タを利用し
たリニアモ−タエレベ−タ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来エレベ−タ装置としては、巻上機を
用いたロ−プ式エレベ−タ装置が一般的に利用されてい
る。しかしこの種のエレベ−タ装置は、昇降路の上部に
巻上機を設置するための機械室を設けなければならず、
このため建て屋の高さが高くなり日照権等の問題が生じ
る恐れがあった。この問題を解決するため、近年巻上機
を用いず従って機械室の設置が不要なリニアモ−タエレ
ベ−タ装置が考えられている。リニアモ−タエレベ−タ
装置の一例として特開平２−１５９９５９号公報に記載
された円筒形リニアモ−タエレベ−タ装置を図１４に示
す。

【０００３】図において、１はかご、２はかご１と釣合
を保つ釣合重り、３はかご１と釣り合い重り２を釣り下
げるロ−プ、４はロ−プ３の方向を転じる返し車、５は
釣合重り２に取り付けられたリニアモ−タの可動子であ
る電機子、６は釣合重り２に取り付けられかご１を制動
するブレ−キ装置、７はリニアモ−タの固定子である２
次導体カラム、８は２次導体カラム７の上部固定機構、
９は２次導体カラム７の下部固定機構、１０はかご１の
走行を案内するかご案内レ−ル、１１は釣合重り２の走
行を案内する釣合重り案内レ−ルである。

【０００４】このエレベ−タ装置はリニアモ−タの電機
子５に電力が供給されると、２次導体カラム７との間に
推力が発生し、釣合重り２が昇降動する。これに伴って
釣合重り２とロ−プ３で連結されたかご１が昇降動す
る。しかしこのような円筒形リニアモ−タエレベ−タ装
置は、２次導体カラム７の支えが上部固定機構８と下部
固定機構９の２箇所しかないため、昇降階数に制限があ
るといった欠点があった。

【０００５】この欠点をなくしたものに、例えば平成５
年度電気学会全国大会講演論文集の番号Ｓ１０−３−
１、題名「リニアドライブのＡＣドライブ応用（１）リ
ニアモ−タエレベ−タ」に記載された両側式平板リニア
誘導モ−タを応用したエレベ−タ装置があり、これを図
１５に示す。図において、１２は釣合重り２に取り付け
られたリニア誘導モ−タの電機子、１３は釣合重り２に
取り付けられた挟み式ブレ−キ装置、１４は平板２次導
体でこの両側に電機子１２が配置されている。１５は釣
合重り２のガイドロ−ラである。このエレベ−タ装置は
リニア誘導モ−タの電機子１２に電力が供給されると、
平板２次導体１４との間に推力が発生し、釣合重り２が
昇降動し、これに伴って釣合重り２とロ−プ３で連結さ
れたかご１が昇降動する。

【０００６】図１６、図１７に挟み式ブレ−キ装置１３
の一例を示す。図１６は挟み式ブレ−キ装置１３の平面
図、図１７は正面図である。図において、１６は電磁
石、１７は電磁石１６の励磁によって緊縮するバネ、１
８は電磁石１６のふた、１９は支持枠、２０は支持枠１
９の支点となる支持ピン、２１はバネ１７と支持枠１９
の接続支点となる支持ピン、２２は支持枠１９の先に取
りつけられたブレ−キシュ−である。このような挟み式
ブレ−キ装置１３は、電磁石１６を非励磁状態にする
と、バネ１７が伸長し支持枠１９が動き、ブレ−キシュ
−２２が釣合重り案内レ−ル１１を挟み、かご１を制動
する。

【０００７】図１８に図１４に示した電機子５と２次導
体カラム７からなる円筒形リニアモ−タの断面を示す。
図において２３は２次電流の通路となるアルミ、銅等に
より構成される２次導体である。２４は一般に鉄等によ
り構成される２次側ヨ−クである。２５は電機子５の鉄
芯、２６は鉄芯２５に巻かれた環状巻き線である。環状
巻き線２６は２次導体カラム７の周囲を環状に巻いてい
る。

【０００８】また、図１９には図１５に示した両側式平
板リニア誘導モ−タの断面を示す。平板２次導体１４の
両側に、電機子鉄芯２７と電機子巻き線２８よりなる電
機子１２が配置されている。

【０００９】また、図２０に片側式平板リニア誘導モ−
タの断面を示す。２次導体２９、２次側ヨ−ク３０に対
向して電機子鉄芯２７と電機子巻き線２８が配置されて
いる。片側式平板リニア誘導モ−タは両側式平板リニア
誘導モ−タの片側の電機子を２次側ヨ−ク３０で置き換
えた形になっている。

【００１０】両側式平板リニア誘導モ−タの電機子と片
側式平板リニア誘導モ−タの電機子の巻き線の巻き方を
図２１に示す。図２２はこれを摸式的に示したものであ
り、巻き線は亀甲状に巻いてある。なお図中Ｕ、Ｖ、Ｗ
は交流３相の各相を示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のリニアモ−タエレベ−タ装置には次に示すような
問題点があった。円筒形リニアモ−タエレベ−タ装置で
は、２次導体カラム７の全周に電機子巻き線２６がある
ために、２次導体カラム７を昇降路の上下のみでしか支
持できない。そのために、昇降階数に制限があった。こ
れに対して、両側式平板リニア誘導モ−タエレベ−タ装
置や片側式平板リニア誘導モ−タエレベ−タ装置では、
昇降階数に制限はないが、亀甲状の巻き線を持つために
次のような欠点があった。図２２に示した亀甲状の巻き
線の図で、巻き線のＬ２、Ｌ３の部分は推力に寄与しな
いが、ジュ−ル損、洩れリアクタンスを持つ。そこで、
効率を良くするために、Ｌ２、Ｌ３の部分を短くして、
推力に寄与するＬ１の部分を長くしようとするため、電
機子鉄芯が大形になってしまう。

【００１２】このような問題点を解決するために、環状
巻き線を有し、かつ昇降階数に制限のないリニアモ−タ
が望まれる。このようなリニアモ−タとして特開平６−
１００２６９号公報に記載されたものがあり、これを図
２３、図２４に示す。図中、３１は２次側ヨ−ク、３２
は２次導体、３３は電機子鉄芯、３４は環状巻き線であ
る。しかし、このようなリニアモ−タは電機子鉄芯３３
と環状巻き線３４が２次側ヨ−ク３１と２次導体３２の
内側に入るように構成されているために、昇降階数に制
限はないが、電機子取り付け枠等も２次側ヨ−ク３１と
２次導体３２の内部に設ける必要があり、保守等を考え
た場合に実現不可能である。

【００１３】更には、従来のリニアモ−タエレベ−タ装
置は釣合重り案内レ−ルが釣合重りの両側に設けられて
いるために、全体的にコストが割高になるといった欠点
があった。

【００１４】この発明は、上述したような不具合を解決
するためになされたもので、環状巻き線の電機子を使用
して効率が良く、昇降階数に制限がなく、かつ安価なリ
ニアモ−タエレベ−タ装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、釣合重りと
連結して昇降動するかごと、釣合重り上に設けられた環
状巻き線を有する電機子と、この電機子と所定の間隔を
保ちながら電機子を囲うように昇降路の所定領域に設置
された２次導体および２次側ヨ−クとを備えるようにし
たものである。

【００１６】また、この発明は、２次導体との対向面を
除いた電機子の側面に、電機子と軸方向の長さがほぼ等
しい磁気シ−ルド板を設けるようにしてもよい。

【００１７】また、この発明は、電機子を磁気シ−ルド
板を介して釣合重りに固定する固定金具を電機子の軸方
向に沿う両端部に設けるようにしてもよい。

【００１８】また、この発明は、２次側ヨ−クを挟んで
かごを制動するブレ−キ装置を釣合重り上に設けるよう
にしてもよい。

【００１９】また、この発明は、２次側ヨ−クが釣合重
りの走行案内をするものであるようにしてもよい。

【００２０】

【作用】環状巻き線の電機子を囲うように２次導体およ
び２次側ヨ−クと設置するようにしたために、効率が良
く、昇降階数の制限が無いエレベ−タ装置が得られる。

【００２１】磁気シ−ルド板を設けたために、洩れ磁束
が打ち消される。

【００２２】電機子を両端部で固定するため、磁気シ−
ルド板に穴等を設ける必要がなくなる。

【００２３】２次側ヨ−クを挟んでかごを制動するた
め、制動用のレ−ルが不要となる。

【００２４】２次側ヨ−クが釣合重りの走行を案内する
ため、釣合重りの案内レ−ルが不要となる。

【００２５】

【実施例】

実施例１．この発明の一実施例を図１〜図９を用いて説
明する。図１は、この実施例によるリニアモ−タエレベ
−タ装置の斜視図である。図において５０は釣合重り２
に取り付けられ、環状巻き線を有する電機子、５１は電
機子５０に取り付けられ電機子５０の磁束漏洩を防止す
る磁気シ−ルド板、５２はアルミ製の２次導体、５３は
２次側ヨ−クである鉄製のバックヨ−ク、５４はロ−プ
３をかご１に取り付けるための取り付け機構で、最上階
での頂部隙間を小さくするためにかご１の下部に取り付
けられている。５５は返し車で、昇降路頂部隙間を小さ
くするようにハの字状に配置されている。５６は返し車
５５を支える梁である。このようなリニアモ−タエレベ
−タ装置は環状巻き線の電機子５０に電力が供給される
と、２次導体５２との間に推力が発生し、釣合重り２が
昇降動し、これに伴って釣合重り２とロ−プ３で連結さ
れたかご１が昇降動する。

【００２６】図２に２次導体５２とバックヨ−ク５３の
斜視図を示す。２次導体５２は断面がコの字状をしてお
り、その外側に沿ってバックヨ−ク５３が配置されてい
る。バックヨ−ク５３はその両側にヒレの部分５３ａを
有している。２次導体５２とバックヨ−ク５３で２次構
造体５７を形成している。

【００２７】図３に磁気シ−ルド板５１が取り付けられ
た電機子５０の斜視図を示す。電機子５０は角柱状をし
ており、取り付け部分の大きさがほぼ同じ大きさの、断
面がコの字状の磁気シ−ルド板５１が取り付けられてい
る。

【００２８】図４に図１の釣合重り部２の平面図を示
す。電機子５０は、断面がコの字状をした２次導体５２
の開口部分に、２次導体５２と所定の距離を保って収納
されている。そして電機子５０の２次導体５２と対面し
ていない側の側面には磁気シ−ルド板５１が取り付けら
れている。電機子５０は磁気シ−ルド板５１を介して固
定板５８で釣合重り２に固定されている。釣合重り２上
に設置されたブレ−キ装置１３は、その先端に設けられ
たブレ−キシュ−２２でバックヨ−ク５３のヒレ部５３
ａを挟んで、かご１を制動するようになっている。この
場合バックヨ−ク５３は強度のある鉄で構成されている
ため、制動用レ−ルの代用をすることができる。

【００２９】図５に電機子５０を釣合重り２に取り付け
た取り付け状態を示す。図において５９は電機子の鉄
芯、６０は巻き線である。電機子５０の頂部と底部に固
定板５８がネジ６１で取り付けられ、固定板５８の他方
の端がネジ６２で釣合重り２に固定される。このように
して電機子５０を釣合重り２に固定することにより、磁
気シ−ルド板５１に穴を開けたりせずにすみ、また鉄芯
５９を釣合重り２から遠避けて配置するため、有効に漏
洩磁束を遮蔽することができる。

【００３０】図６にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の環状巻き
線６０を鉄芯５９に巻いた一例を示す。電機子５０に取
り付けられた磁気シ−ルド板５１は、環状巻き線６０の
２次導体５２と対面していない部分の洩れ磁束と、２次
導体５２の推力に寄与しない部分の洩れ磁束をキャンセ
ルする役割を持つ。その原理をＵ相について図７に示
す。電機子の鉄芯５９に巻かれた環状巻き線６０に流れ
る電流をＩ_U （Ｊ→Ｉ→Ｌ→Ｋ）、Ｉ_-U（Ｎ→Ｍ→Ｐ→
Ｏ）とした場合、コの字形の２次導体５２にはＡ→Ｈ→
Ｇ→Ｆ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂと電磁誘導により渦電流Ｉ₂ が
流れる。また、シ−ルド板５１にもＴ→Ｓ→Ｒ→Ｑと電
磁誘導により渦電流Ｉ₃ が流れる。この渦電流Ｉ₃ のＱ
→Ｔ部、Ｓ→Ｒ部により発生する磁束により、環状巻き
線６０の２次導体５２と対面していない部分即ち、Ｌ→
Ｋ部、Ｐ→Ｏ部の洩れ磁束がキャンセルされる。またこ
の渦電流Ｉ₃ のＲ→Ｑ部、Ｔ→Ｓ部により発生する磁束
により、２次導体５２の推力に寄与しない部分Ａ→Ｈ、
Ｅ→Ｕ部の洩れ磁束がキャンセルされるため、磁気シ−
ルド板の効果により、効率等が向上することになる。

【００３１】また、図８に示すように、釣合重り２上に
バックヨ−クのヒレ部５３ａと接触する昇降ロ−ラ６３
〜６８を設けると共に、電機子５０上に電機子５０と２
次導体５２間のギャップを一定に保持するギャップ保持
用ロ−ラ６９〜７１を設ける。 このようにして、釣合
重り２はバックヨ−ク５３を案内レ−ルにして走行する
ことができる。バックヨ−ク５３は鉄でできているため
に、充分強度的に耐えることができる。

【００３２】また、電機子５０と２次構造体５７の間に
は吸引力が働き、２次構造体５７そのものには中心方向
の吸引力が働く。従って２次構造体５７には一般に強度
を増すために、単に肉厚を増すのみでなく、図９に示す
ような補強板７２を所定間隔ごとに取り付けている。

【００３３】実施例２．実施例１では、電機子の断面形
状が４角形で、２次構造体の断面形状がほぼコの字状で
あったが、これに限らず図１０〜１３に示すように、断
面形状が円形の電機子５０と開口部を持った円弧状の２
次構造体５７の組み合わせ、断面形状が円弧状の電機子
５０と開口部を持った円弧状の２次構造体５７の組み合
わせ、断面形状がほぼ４角形状の電機子５０と開口部を
持ったほぼ４角形状の２次構造体５７の組み合わせ、断
面形状がほぼ３角形状の電機子５０と開口部を持ったほ
ぼ３角形状の２次構造体５７の組み合わせであってもよ
い。

【００３４】このような形状にすることにより、電機子
５０と２次構造体５７との間に働く吸引力のベクトル和
は電機子５０の中心部に作用するため、電機子５０に作
用する吸引力は非常に小さくなると共に、２次構造体５
７を保持する建物７３には吸引力は作用しない。従っ
て、建物７３の耐久性が良いという利点がある。また電
機子５０、２次構造体５７の断面形状は、これらに限ら
ずその他の多角形でもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
環状巻き線を持った電機子を囲うように２次導体と２次
側ヨ−クを配置したために、効率的で昇降階数の制限の
ないリニアモ−タエレベ−タ装置が得られる。

【００３６】また、２次導体との対向面を除いた電機子
の側面に磁気シ−ルド板を設けたので、漏洩磁束を遮蔽
でき、効率的なリニアモ−タエレベ−タ装置が得られ
る。

【００３７】また、電機子の両端部に取りつけた固定板
で電機子を釣合重りに固定したので効率よく、漏洩磁束
を遮蔽できる。

【００３８】また、２次側ヨ−クが、挟み式ブレ−キの
制動用レ−ルおよび釣合重りの走行案内レ−ルを兼用す
るため、安価なリニアモ−タエレベ−タ装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるリニアモ−タエレベ
−タ装置の斜視図である。

【図２】図１に示す２次構造体の斜視図である。

【図３】図１に示す電機子と磁気シ−ルド板の斜視図で
ある。

【図４】図１に示す釣合重り部の平面図である。

【図５】この発明の一実施例による電機子の釣合重りへ
の取り付け状態を示す説明図である。

【図６】この発明の一実施例による電機子の巻き線の状
態を示す説明図である。

【図７】この発明の一実施例による磁気シ−ルド板の磁
気遮蔽の原理を示す説明図である。

【図８】この発明の一実施例による釣合重り部の平面図
である。

【図９】この発明の一実施例による２次構造体の支持部
材を示す斜視図である。

【図１０】この発明の実施例２による電機子と２次構造
体の断面図である。

【図１１】この発明の実施例２による電機子と２次構造
体の断面図である。

【図１２】この発明の実施例２による電機子と２次構造
体の断面図である。

【図１３】この発明の実施例２による電機子と２次構造
体の断面図である。

【図１４】従来の円筒形リニアモ−タエレベ−タ装置の
一例を示す斜視図である。

【図１５】従来の両側式平板リニア誘導モ−タエレベ−
タ装置の一例を示す斜視図である。

【図１６】図１５に示すブレ−キ装置の平面図である。

【図１７】図１５に示すブレ−キ装置の正面図である。

【図１８】図１４に示す円筒形リニアモ−タの断面図で
ある。

【図１９】図１５に示す両側式平板リニア誘導モ−タの
断面図である。

【図２０】従来の片側式平板リニア誘導モ−タの一例を
示す断面図である。

【図２１】従来の平板リニア誘導モ−タの巻き線の巻き
方を示す説明図である。

【図２２】従来の平板リニア誘導モ−タの巻き線の巻き
方を摸式的に示す説明図である。

【図２３】従来のリニアモ−タの一例を示す断面図であ
る。

【図２４】従来のリニアモ−タの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１．かご ２．釣合重り ３．ロ−プ ４．返し車 ５．円筒形リニアモ−タ ６．ブレ−キ装置 ７．２次導体カラム ８．上部固定機構 ９．下部固定機構 １０．かご案内レ−ル １１．釣合重り案内レ−ル １２．電機子 １３．挟み式ブレ−キ装置 １４．平板２次導体 １５．ガイドロ−ラ １６．電磁石 １７．バネ １８．電磁石の蓋 １９．支持枠 ２０．支持ピン ２１．支持ピン ２２．ブレ−キシュ− ２３．２次導体 ２４．２次側ヨ−ク ２５．鉄芯 ２６．環状巻き線 ２７．鉄芯 ２８．巻き線 ２９．２次導体 ３０．２次側ヨ−ク ３１．２次側ヨ−ク ３２．２次導体 ３３．鉄芯 ５０．電機子 ５１．磁気シ−ルド板 ５２．２次導体 ５３．バックヨ−ク ５４．ロ−プ取り付け機構 ５５．返し車 ５６．梁 ５７．２次構造体 ５８．固定金具 ５９．鉄芯 ６０．巻き線 ６１．固定ネジ ６２．固定ネジ ６３．昇降ロ−ラ ６４．昇降ロ−ラ ６５．昇降ロ−ラ ６６．昇降ロ−ラ ６７．昇降ロ−ラ ６８．昇降ロ−ラ ６９．ギャップ保持用ロ−ラ ７０．ギャップ保持用ロ−ラ ７１．ギャップ保持用ロ−ラ ７２．補強板 ７３．建物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 釣合重りと連結して昇降動するかごと、
   前記釣合重り上に設けられた環状巻き線を有する電機子
   と、この電機子と所定の間隔を保ちながら前記電機子を
   囲うように昇降路の所定領域に設置された２次導体およ
   び２次側ヨ−クと、を備えたことを特徴とするリニアモ
   −タエレベ−タ装置。
2. 【請求項２】 ２次導体との対向面を除いた電機子の側
   面に、前記電機子と前記電機子の軸方向に沿う長さがほ
   ぼ等しい磁気シ−ルド板を設けたことを特徴とする請求
   項１記載のリニアモ−タエレベ−タ装置。
3. 【請求項３】 電機子を磁気シ−ルド板を介して釣合重
   りに固定する固定金具を前記電機子の軸方向に沿う両端
   部に設けたことを特徴とする請求項２記載のリニアモ−
   タエレベ−タ装置。
4. 【請求項４】 ２次側ヨ−クを挟んでかごを制動するブ
   レ−キ装置を釣合重り上に設けたことを特徴とする請求
   項１記載のリニアモ−タエレベ−タ装置。
5. 【請求項５】 ２次側ヨ−クが釣合重りの走行案内をす
   るものであることを特徴とする請求項１記載のリニアモ
   −タエレベ−タ装置。