JPH09255261A - エレベータ用円筒形リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄心の内周と二次導体の外周との接触に起因す
る損傷を防ぐ。 【解決手段】鉄心１の内周に形成されたスロットにコイ
ル12を挿着し、このコイル12の更に内周に対して、ガラ
ス強化プラスチックス製で環状の保護環２を挿入する。
この保護環２は、コイル12とともにエポキシ樹脂の真空
含浸によって、鉄心１に固定する。円筒形二次導体８の
外周が鉄心１の内周に接触し、円筒形二次導体８の表面
にばりが発生しても、保護環２によって、コイル12の損
傷を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、リニアモー
タを駆動源として採用したエレベータに組み込まれるエ
レベータ用円筒形リニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロープトラクション式の従来のエレベー
タの一例を示す図６、及び、この図６の平面図を示す図
７において、エレベータが設置されるビルの北側に設置
された昇降路29の上部には、機械室28が設置されてい
る。

【０００３】この機械室28の床30の上面には、形鋼材か
ら製作されたマシンビーム31が設置され、このマシンビ
ーム31の上面には、マシンベッドを介して巻上機32が据
え付けられている。

【０００４】この巻上機32には、この巻上機32の後部側
面に片持梁状に突き出た取付脚を介して駆動用電動機37
が取り付けられ、この電動機37の出力軸には、カップリ
ング37ａを介して図示しない減速機の入力軸が連結され
ている。この減速機の図６，図７において前面側には、
無励磁作動形のディスクブレーキ38が取り付けられてい
る。

【０００５】巻上機32には、この巻上機32の左側から前
方に突き出た出力軸の端部にメインシーブ33が設けら
れ、このメインシーブ33には、複数本の主索34が巻装さ
れている。この主索34の片側の下端には、かご35が図６
に示すように吊り下げられ、主索34の他端の下端には、
つり合いおもり36が吊り下げられている。

【０００６】このように構成されたエレベータにおいて
は、機械室28に設置された図示しないインバータ装置に
よって電動機37は速度制御され加減速制御されて、所定
の階床にかご35を着床させる。

【０００７】一方、エレベータにおいては、巻上用の電
動機と減速機などで構成する前述した巻上機を用いる従
来の駆動方法の代わりに、リニアモータで乗りかごを直
接昇降させる方法が試みられ、一部実用化されている。
これは、次のような理由による。

【０００８】従来から用いられてきた三相誘導電動機と
減速機などを用いたエレベータでは、図６及びこの図６
の平面図を示す図７のシングルラップ形ロープトラクシ
ョンエレベータに示すように、かご35と釣合重り36を昇
降させるための巻上機32及びそらせシーブ33をかご35の
上方に設置しなければならない。したがって、昇降路29
の上端に機械室28を設けなければならない。

【０００９】すると、この機械室28が大きなスペースを
占めるために、特に都市部では、ビルの屋上に機械室28
を設置するためには、日照権の北側斜線の制約の関係か
ら、ビルの高さを低くしなければならない。また、も
し、北側斜線の規制を避けるためには、エレベータの設
置場所を南側の日当たりの良い場所に移動しなければな
らないので、ビルの利用上、大きな制約を受ける。

【００１０】そこで、図８に示すような円筒形リニアモ
ータ（以下、単にリニアモータという）を用いたエレベ
ータが開発され、一部実用化されている。このリニアモ
ータを用いたエレベータでは、釣合重り22の中心にリニ
アモータ23を収納し、このリニアモータ23の軸心に二次
導体となるリアクションロッド24を同軸に貫通させてい
る。

【００１１】そして、これらのリニアモータ23とリアク
ションロッド24の相互間に発生する電磁力による推力に
よって、釣合重り22がリアクションロッド24に沿って昇
降する動作を可能とし、釣合重り22に取り付けられたロ
ープ25及びこのロープ25が巻装されたそらせシーブ26
Ａ，26Ｂを介してつるべ式にかご27を昇降させる。した
がって、従来の巻上機を用いたエレベータで必要であっ
た図６で示す機械室28を不要とするとともに、ビルの設
計面における日照権の制約に対処している。

【００１２】図８において、リニアモータ23は、溝形鋼
から額縁状に製作された釣合重り枠40の中央部に縦に固
定されている。この釣合重り枠40は、ロープ25によって
そらせシーブ26Ａ，26Ｂに吊り下げられており、このロ
ープ25で昇降路の天井に設けたそらせシーブ26Ａ，26Ｂ
を介してかご27に連結され、このかご27と釣合重り枠22
は、つるべ式に上下に昇降可能となっている。

【００１３】また、釣合重り枠40には、鉄板で製作され
た総重量数 100Kgに及ぶカウンタウエイト39がリニアモ
ータ23の両側に積載され、このリニアモータ23の下部の
両側には、詳細を省略した電磁ブレーキが設けられてい
る。

【００１４】図９は、図８で示したリニアモータ23の拡
大詳細図で、図10は、図９の底面図である。図９及び図
10において、リニアモータ23は、後述する図11の拡大斜
視図で示す鉄心11と、この鉄心11の内周に形成された複
数のスロット11ｂに挿着される円筒コイル12と、４個の
鉄心11の両端に固定された環状のカバー14で構成され、
円筒コイル12とこの円筒コイル12の軸心に貫通される円
筒形二次導体８との間に働く電磁力によって推力を発生
させるようになっている。

【００１５】このうち、鉄心11は、図11に示すように略
角柱状で、図10においては内周側となる片面にくし状に
形成されたスロット11ｂを有する鉄心抜板11ａを、スロ
ット11ｂ側を円筒側二次導体８と同軸の内周面を形成す
るように弧状に積層した後、スタッド13で締め付けるこ
とによって、角柱状に形成され、この鉄心11が図10に示
すように、円筒形二次導体８を取り囲むように４個が90
°間隔に放射状に配置されている。

【００１６】また、鉄心11の各スロット11ｂには、外周
に絶縁層が形成された環状のコイル12が図９及び図10に
示すように挿入され、鉄心11とともにカバー14に軸方向
から挿入された後、固定ボルト15でカバー14の外側から
固定されている。左右の環状のカバー14もフレーム13の
両端にボルト14ａによって固定され、リニアモータ23を
構成している。

【００１７】このように構成されたリニアモータでは、
同軸に組み立てられた各鉄心11と円筒形二次導体８との
間に均等にギャップＧが図10に示すように形成され、リ
ニアモータ23に発生する移動磁界によって円筒形二次導
体８との間に推力が発生し、リニアモータ23が円筒形二
次導体８に沿って図８に示す昇降路を昇降する。

【００１８】また、このように構成されたリニアモータ
では、ギャップＧが４個の鉄心11と円筒形二次導体８と
の間で等しい限り、各鉄心11と円筒形二次導体８との間
に働く吸引力は等しくなって、互いに相殺されることに
なり、鉄心11と円筒形二次導体８との間のギャップＧを
維持する図示しないガイドローラにかかる力を低減し
て、軽量且つコンパクトなリニアモータを構成してい
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたリニアモータにおいては、円筒形二次導体８
は、エレベータの数10メートルの昇降行程及び昇降路へ
の搬入条件に合わせて製作され、上下端のねじ部を螺合
されて接続される。

【００２０】そのため、円筒形二次導体の垂直度は、単
体の真直度と接続部の加工精度よって決まり、昇降行程
に合わせて接続し上下端を固定した状態では、僅かな曲
がりが特に接続部に発生する。

【００２１】また、図10及び図12に示すギャップＧは、
リニアモータの出力と力率を向上させるため、一般に１
〜３mm程度に抑える必要があるが、前述した曲がりによ
って、図12に示すように、ギャップＧが下端においては
狭い間隙Ｇ₀ に変動するおそれがある。

【００２２】すると、図12の部分拡大図を示す図13に示
すように、アルミニウム材の円筒形二次導体８と珪素鋼
材で硬度の高い鉄心11が接触して、ばり８ａが発生し、
リニアモータの昇降動作のブレーキとなるだけでなく、
コイル12の絶縁層を損傷するおそれがある。

【００２３】そこで、本発明の目的は、鉄心の内周が円
筒形二次導体の外周に接触することに伴う損傷を防ぐこ
とのできるエレベータ用円筒形リニアモータを得ること
をである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
エレベータ用円筒形リニアモータは、くし状のスロット
が片側に形成された鉄心抜板を積層した複数の鉄心を、
スロット側を中心導体と対向させて放射状に対称的に配
置して一次側コア群を形成するとともに、鉄心のスロッ
トにコイルが挿着されたエレベータ用円筒形リニアモー
タにおいて、コイルの内周に保護環を挿着したことを特
徴とする。

【００２５】また、請求項２に記載の発明のエレベータ
用円筒形リニアモータは、保護環はコイルの内周側に挿
着されたクッション環と、このクッション環の内周側に
挿着された摺動環とからなることを特徴とする。

【００２６】また、請求項３に記載の発明のエレベータ
用円筒形リニアモータは、摺動環は、スロットの先端部
より突出していることを特徴とする。

【００２７】また、請求項４に記載の発明のエレベータ
用円筒形リニアモータは、スロットの開口側に対して、
保護環が挿入される段付部を形成したことを特徴とす
る。

【００２８】さらに、請求項５に記載の発明のエレベー
タ用円筒形リニアモータは、保護環を樹脂材としたこと
を特徴とする。

【００２９】このような手段によって、請求項１に記載
の発明においては、中心導体の外周が鉄心の内面に接触
することで発生するコイルの損傷を保護環によって防
ぎ、請求項２に記載の発明においては、コイルの内周に
加えられる応力をクッション環で緩和する。

【００３０】また、請求項３に記載の発明においては、
鉄心と中心導体との接触を摺動環によって防ぎ、請求項
４に記載の発明においては、コイルに加えられる応力を
段付部に挿入された保護環によって軽減し、請求項５に
記載の発明においては、樹脂材の保護によって、中心導
体との摩擦係数を減らす。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のエレベータ用円筒
形リニアモータの一実施形態を図面を参照して説明す
る。図１は、本発明のエレベータ用円筒形リニアモータ
の一実施形態を示す図で、従来の技術で示した図10に対
応し、図２は、図１の部分拡大断面図、図３は、図２の
Ａ−Ａ断面図である。なお、図１の側面図は省略した
が、従来の技術で示した図９と同一である。

【００３２】図１及び図２において、従来の技術で示し
た図９及び図10と異るところは、各鉄心の内周に挿入さ
れた各円筒コイル12の内周に対して、環状の保護環を設
けたことで、他は、図９及び図10と同一である。したが
って、図９及び図10と同一要素には、同一符号を付して
説明を省略する。

【００３３】すなわち、両端のカバー14の間に放射状に
挟持された各鉄心１の内周には、コイル12が挿入され、
エポキシ樹脂の真空含浸によって固定されていること
は、従来と同様であるが、これらの各コイル12の内周側
に対して、更に保護環２があらかじめ挿入され、コイル
12とともに真空含浸によって固定されている。

【００３４】この保護環２は、エポキシ樹脂のガラス繊
維強化プラスチックスで製作され、環状の素材から切断
によって製作されている。また、厚さは２mmである。し
たがって、鉄心１の内周面との間には、図３に示すよう
に、僅かな凹部を形成している。

【００３５】このように構成されたエレベータ用円筒形
リニアモータにおいては、従来の技術で示した図12に示
すように、円筒形二次導体８の接続部の僅かな曲がりに
よって、万一、この円筒形二次導体８の表面が鉄心11の
内周の角部に接触し、円筒形二次導体８の表面に対し
て、図12（ｂ）で示したばりが形成されても、コイル12
の内周を保護する保護環２によって、コイル12が損傷す
る事態を防ぐことができる。

【００３６】また、保護環２は、厚さが薄いので、コイ
ル12で発生した磁束で発生する円筒形二次導体８との間
の推力の低下を最小限に抑えることができる。次に、図
４は、本発明のエレベータ用円筒形リニアモータの第２
の実施形態を示す部分縦断面図で、図３に対応する図で
ある。

【００３７】図３において、図１及び図２と図３で示し
た円筒形リニアモータと異るところは、各コイル12の内
周に対して、図１，図２及び図３で示した保護環２の代
りに、ゴム材で製作された環状のクッション環３を挿着
し、このクッション環３の更に内周に対して、ナイロン
樹脂材から製作した摺動環４を挿着し接合したことであ
る。

【００３８】この摺動環４の内周は、図４に示したよう
に、鉄心１の内周面から、この内周面と円筒形二次導体
８の外周との間に形成された間隙Ｇの約２分の１の高さ
だけ突き出ている。

【００３９】このように構成されたエレベータ用円筒形
リニアモータにおいては、図12で示したように、円筒形
二次導体８の接続部の僅かな曲がりによって、この円筒
形二次導体８の外周が、万一、摺動環４の内周と接触し
ても、この摺動環４がクッション環３の撓みにより、コ
イル12に加えられる応力を軽減することができるだけで
なく、円筒形二次導体８とクッション環４との間の摩擦
を減らすことができ、この摩擦によるクッション環３の
内面の摩耗を防ぎ、寿命を延ばすことができる。

【００４０】なお、摺動環４の内面（円筒形二次導体
側）は、外面と平行ではなく、僅かに弧状に中央部を厚
くしてもよい。次に、図５は、本発明のエレベータ用円
筒形リニアモータの第３の実施形態を示す部分縦断面図
で、図３及び図４に対応する図である。

【００４１】図５において、図３及び図４と異るところ
は、鉄心１の内周に形成されたスロット１ａの内周側に
対して、このスロット１ａの幅Ｗ１と比較して僅かに広
い幅Ｗ２の段付部１ｂが形成されていることと、この結
果、この段付部１ｂに挿入されるクッション環３Ａと摺
動環４Ａの幅が、図４で示したクッション環３及び摺動
環４と比べて僅かに広くなっていることである。

【００４２】このように構成されたエレベータ用円筒形
リニアモータにおいては、円筒形二次導体８の接続部の
僅かな曲がりによって、万一、円筒形二次導体８の外周
が摺動環４Ａの内周面に接触して、クッション環３Ａが
圧縮されても、コイル12への影響を抑えることができる
ので、コイル12に印加される圧力を更に軽減することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
くし状のスロットが片側に形成された鉄心抜板を積層し
た複数の鉄心を、スロット側を中心導体と対向させて放
射状に対称的に配置して一次側コア群を形成するととも
に、鉄心のスロットにコイルが挿着されたエレベータ用
円筒形リニアモータにおいて、コイルの内周に保護環を
挿着することで、中心導体の外周が鉄心の内面に接触す
ることによるコイルの損傷を保護環によって防いだの
で、鉄心の内周と円筒形二次導体の外周との干渉に伴う
損傷を防ぐことのできるエレベータ用円筒形リニアモー
タを得ることができる。

【００４４】また、請求項２に記載の発明によれば、コ
イルの内周と保護環との間にクッション環を挿入するこ
とで、コイルの内周に加えられる応力をクッション環で
緩和したので、鉄心の内周と円筒形二次導体の外周との
干渉に伴う損傷を防ぐことのできるエレベータ用円筒形
リニアモータを得ることができる。

【００４５】また、請求項３に記載の発明によれば、保
護環をスロットの先端よりも突出させることで、鉄心の
内面と中心導体の外周の接触を防いだので、鉄心の内周
と円筒形二次導体の外周との干渉に伴う損傷を防ぐこと
のできるエレベータ用円筒形リニアモータを得ることが
できる。

【００４６】また、請求項４に記載の発明によれば、ス
ロットの開口側に対して、保護環が挿入される段付部を
形成することで、コイルに加えられる応力を段付部に挿
入された保護環によって軽減したので、鉄心の内周と円
筒形二次導体の外周との干渉に伴う損傷を防ぐことので
きるエレベータ用円筒形リニアモータを得ることができ
る。

【００４７】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
保護環を樹脂材とすることで、中心導体との間の摩擦を
減らしたので、鉄心の内周と円筒形二次導体の外周との
干渉に伴う損傷を防ぐことのできるエレベータ用円筒形
リニアモータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエレベータ用円筒形リニアモータの第
１の実施形態を示す横断面図。

【図２】図１の部分拡大断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】本発明のエレベータ用円筒形リニアモータの第
２の実施形態を示す部分断面図。

【図５】本発明のエレベータ用円筒形リニアモータの第
３の実施形態を示す部分断面図。

【図６】従来のロープトラクション式エレベータの一例
を示す説明図。

【図７】図６の平面図。

【図８】従来のリニアモータエレベータの一例を示す斜
視図。

【図９】従来のエレベータ用円筒形リニアモータの一例
を示す図。

【図１０】図９の横断面図。

【図１１】図10の部分斜視図。

【図１２】（ａ）は、図９の部分縦断面図、（ｂ）は、
（ａ）の部分拡大説明図。

【符号の説明】

１…鉄心、２…保護環、３，３Ａ…クッション環、４，
４Ａ…摺動環、８…円筒形二次導体、11…鉄心、12…コ
イル、13…スタッド、14…カバー、15…固定ボルト。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 くし状のスロットが片側に形成された鉄
   心抜板を積層した複数の鉄心を、前記スロット側を中心
   導体と対向させて放射状に対称的に配置して一次側コア
   群を形成するとともに、前記鉄心の前記スロットにコイ
   ルが挿着されたエレベータ用円筒形リニアモータにおい
   て、前記コイルの内周に保護環を挿着したことを特徴と
   するエレベータ用円筒形リニアモータ。
2. 【請求項２】 前記保護環は前記コイルの内周側に挿着
   されたクッション環と、このクッション環の内周側に挿
   着された摺動環とからなることを特徴とする請求項１に
   記載のエレベータ用円筒形リニアモータ。
3. 【請求項３】 前記摺動環は、前記スロットの先端部よ
   り突出していることを特徴とする請求項２に記載のエレ
   ベータ用円筒形リニアモータ。
4. 【請求項４】 前記スロットの開口側に対して、前記保
   護環が挿入される段付部を形成したことを特徴とする請
   求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエレベータ用円
   筒形リニアモータ。
5. 【請求項５】 前記保護環を樹脂材としたことを特徴と
   する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエレベー
   タ用円筒形リニアモータ。