JPH09266661A - リニア誘導モータおよびそれを用いた乗客輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次導体の継ぎ目部分による推力変動を抑制
したリニア誘導モータおよびそれを用いた乗客輸送装置
を提供する。 【解決手段】 一次側２の移動の全工程にわたって設置
される二次導体１は、一次側２の極ピッチをτ、ｋおよ
びｎを整数とするとき、一次側２の長さｎτに対して継
ぎ目５の間隔が所定値（ｋ＋１／２）τとなるようにし
ている。３つの継ぎ目５が一次側２と対向する位置関係
になると、二次導体１の左右両端の継ぎ目５における推
力リプルは同相で、二次導体１の中央の継ぎ目５に対し
て逆相となり、しかも、左右両端の継ぎ目５に作用する
コイル４は、端効果対策のために少なくされているの
で、左右両端の継ぎ目５で発生する推力リプルの和は、
中央の１つの継ぎ目５で発生する推力リプルとほぼ同程
度の大きさになり、これら３つの継ぎ目５で推力リプル
を相殺することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一次側の全移動行程に
わたって二次導体を配置して成るリニア誘導モータおよ
びそれを用いた乗客輸送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エレベータのような長行程の用
途に用いるリニア誘導モータでは、コアに巻回したコイ
ルからなる一次側を可動側とし、また二次導体を固定側
として全行程に渡って敷設している。この二次導体は、
製作性および搬入性等から２〜５ｍ程度の定尺ものが使
用されるため、行程が数十ｍに渡る長行程のエレベータ
では複数の二次導体が設けられることになる。従って、
複数の二次導体間には継ぎ目部分が形成されるが、夏季
の高温時における二次導体の伸び、また冬季の低温時に
おける二次導体の縮みを許容するために、この継ぎ目部
分には数ｍｍの間隙を形成するようにしている。しか
し、この継ぎ目部分の間隙により、二次導体に流れる二
次電流が遮断されてしまうので、一次側が二次導体の間
隙を通過する際に推力の低下が発生し、一次側が間隙を
通過している位置関係のときと、通過していない位置関
係のときでは、推力が変動して走行特性を悪くしてしま
うという問題がある。これを図９〜図１１を用いて説明
する。

【０００３】図９および図１０は、二次導体１における
二次電流の経路と推力に寄与する図のＹ方向の二次電流
の分布をそれぞれ大まかに示している。図９（ａ）およ
び図１０（ａ）に示すように、一次側の一次電流によっ
て形成されるＮ極、Ｓ極に応じて二次導体１には二次電
流の経路が形成される。ここで、図９（ａ）に示すよう
に二次導体１における継ぎ目部分の間隙Ｇ近傍での二次
電流が、間隙Ｇに沿ってＹ方向に流れて間隙Ｇを通らな
い状態では、図９（ｂ）に示すように間隙Ｇ自体での断
続以外に二次電流が減少せず、推力の低下はほとんど生
じない（図１１−状態Ａ）。これに対して、図１０
（ａ）に示すように二次電流が本来Ｘ方向に流れるにも
拘らず間隙Ｇの近傍で遮断された状態では、図１０
（ｂ）に示すように二次電流が点線の通常状態よりも実
線の如く激しく減少し、推力の低下が生ずる。このよう
な二次電流の変化は、一次側のＮ極およびＳ極の移動に
よって交互に現れるので、図１１に示すように推力リプ
ルが発生する。

【０００４】このような推力リプルの変動を防止するた
めに、例えば、特開平４−２６６３８５号公報に記載さ
れた従来のリニア誘導モータでは、二次導体の継ぎ目部
分の対向部を厚み方向に切り欠き、その切り欠き部を交
互に重ね合わせたり、二次導体の接続部を一次側の移動
方向に対して斜めにしたりしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のリニア誘導モータでは、二次導体の継ぎ目部分
を厚み方向に切り欠いた切り欠き部を交互に重ね合わせ
ても、二次導体の伸び縮みを許容するために先端部に依
然として間隙が必要であり、この間隙によって推力リプ
ルが発生してしまう。また、二次導体の接続部を一次側
の移動方向に対して斜めにした形成した場合も、推力の
変動は少なくなるものの依然として間隙が存在するため
推力の変動が生じる。

【０００６】本発明の目的は、二次導体の継ぎ目部分に
よる推力変動を抑制したリニア誘導モータおよびそれを
用いた乗客輸送装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するために、第１の手段は、コアおよびコイルからな
る一次側と、この一次側に対向して設けられた二次側の
二次導体とを有し、前記一次側の全移動行程に渡って前
記二次導体を所定の間隙を置いて複数本敷設して構成し
たリニア誘導モータにおいて、前記二次導体間の間隙
が、前記一次側の極ピッチτに対して、ｋを整数とする
とき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピッチに設定されている
ことを特徴としている。

【０００８】また、第２の手段は、同様の前提のリニア
誘導モータにおいて、前記二次導体に二次電流の経路を
遮断する手段を設け、当該遮断する手段と前記二次導体
間の間隙が、前記一次側の極ピッチτに対して、ｋを整
数とするとき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピッチに設定さ
れていることを特徴としている。前記遮断する手段が複
数形成される場合には、隣接する前記二次電流の経路を
遮断する手段の間隔も前記一次側の極ピッチτに対し
て、ｋを整数とするとき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピッ
チに設定する。

【０００９】この場合、前記二次電流の経路を遮断する
手段を、二次導体に形成したスリットまたは溝のいずれ
かから構成するとよい。また、前記スリットまたは溝に
絶縁材を充填するようにしてもよい。これらの間隙およ
びスリット、または間隙および溝は、前記二次導体の長
手方向に直交する方向、もしくは斜めの方向に形成され
る。なお、前記二次導体は平板状に形成することが望ま
れる。

【００１０】第３の手段は、ロープによって乗りかごと
カウンターウエイト間を連結し、駆動手段によってロー
プを駆動して乗りかごを昇降させるエレベーター装置に
おいて、前記駆動手段に第１もしくは第２の手段として
構成されたリニア誘導モータを使用したことを特徴とし
ている。

【００１１】第４の手段は、駆動手段によって踏段を移
動させて踏段上の乗客を輸送するマンコンベアにおい
て、前記駆動手段に第１もしくは第２の手段として構成
されたリニア誘導モータを使用したことを特徴としてい
る。

【００１２】本発明によるリニア誘導モータは、上述の
ように二次導体に所定間隔で継ぎ目もしくはスリットあ
るいは溝を設け、二次電流の経路を遮断するようにした
ので、一次側が二次導体の少なくとも一つの継ぎ目部分
を含んでいる場合、一次側は常に複数の抑制手段に対向
して走行することになり、これら抑制手段による推力リ
プルは互いにほぼ相殺されて推力の変動が抑制され、二
次導体の継ぎ目部分による推力変動の抑制を図ることが
できる。従って、乗客輸送装置として、例えばエレベー
タでは一次側を乗りかごやカウンターウエイトなどの昇
降体側に連結し、二次導体を昇降路壁に固定すると、推
力の変動がなく、乗り心地を改善することができる。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面により
説明する。図１は本発明の一実施の形態によるリニア誘
導モータの断面図である。一次側２は、３相６極で毎極
毎相スロット数２であり、コア３のスロット中にコイル
４を施して二次導体１を挟さんだ両側を対称形に構成し
ている。コイル４は、一次側２における推進方向の両端
で巻き数を減少させて、一次側２の端効果を抑制して一
次側２に起因するリプルを減少させている。一方、一次
側２の移動の全行程にわたって設置される二次導体１
は、一次側２の極ピッチをτ、ｋおよびｎを整数とする
とき、一次側２の長さｎτに対して継ぎ目５の間隔がほ
ぼ所定値（ｋ＋１／２）τとなるようにしている。そし
て、継ぎ目５がこの所定値の条件を満たすように二次導
体１の単位長が決定される。また、二次導体１の単位長
が前記条件を満足することができないほど長く設定され
ている場合には、二次導体１に前記所定値の条件を満た
す図２に示すようなスリット１ａなどを形成する。な
お、この実施の形態で、整数ｎは８、整数ｋは３であ
る。

【００１４】前述の条件で製作した一次側２は、図１に
示すように最大数の継ぎ目５が一次側２と対向する位置
関係になると、３つの継ぎ目５が一次側２と対向するこ
とになり、その他の位置関係になると２つの継ぎ目５が
一次側２と重なることになる。図１に示した前者の位置
関係において、二次導体１の左右両端の継ぎ目５におけ
る推力リプルは同相で、二次導体１の中央の継ぎ目５に
対しては逆相となる。しかも、左右両端の継ぎ目５に作
用するコイル４は、図示のように端効果対策のために少
なくされているので、左右両端の継ぎ目５で発生する推
力リプルの和は、中央の１つの継ぎ目５で発生する推力
リプルとほぼ同程度の大きさになり、これら３つの継ぎ
目５で推力リプルをうまく相殺することができる。

【００１５】また、一次側２が移動して二次導体１との
位置関係が変化し、２つの継ぎ目５が一次側２と対向す
る位置関係になると、どちらの継ぎ目５にもコイル４の
うち中央付近の巻き数の多い部分が対向するようにな
る。従って、２つの継ぎ目５には同程度の大きさで、か
つ１／２τずれた分だけ逆相となる推力リプルが作用す
ることになり、一次側２の全体における推力リプルをほ
ぼ相殺することができる。このようにして、一次側２と
二次導体１との位置関係とは無関係に、常に、二次導体
１の各継ぎ目５により生ずる推力リプルがほぼ相殺され
るので、推進力はほぼ一定となり、振動の少ない走行特
性に優れたリニア誘導モータが得られる。

【００１６】図２ないし図５は、本発明のそれぞれ異な
る他の実施の形態による二次導体１の正面図もしくは側
面図である。図２は前述のように二次導体１の単位長を
長く設定した例で、図２の正面図に示す二次導体１に
は、継ぎ目５間の間隔Ｌをｍを正の整数として（ｋ＋１
／２）τとし、（ｋ＋１／２）τの間隔で二次電流の経
路を遮断するために複数のスリット１ａが二次導体１に
形成されている。ここでは整数ｍを４としているので、
１本（１単位）の二次導体１に形成したスリット１ａの
数は３となっている。この実施の形態では、二次導体１
に所定間隔（ｋ＋１／２）τでスリット１ａと継ぎ目５
が設けられているため、二次導体１の各スリット１ａお
よび継ぎ目５によって生じる推力リプルをほぼ相殺する
ことができる。

【００１７】図３の側面図に示した二次導体１は、図２
に示したスリット１ａに代えて裏まで貫通していない溝
１ｂを（ｋ＋１／２）τの間隔で設け、この溝１ｂで二
次電流の遮断を行なったものである。

【００１８】また図４に示した二次導体１は、図２に示
したスリット１ａに絶縁材２０を埋め込んで二次電流の
経路を遮断するようにしたものである。この場合、この
スリット１ａよりも幅が狭いスリットに絶縁材２０を埋
設しても二次電流を完全に遮断することができる。ま
た、スリットの幅を小さくすることができるので、二次
導体１の機械強度の低下を抑えることが可能となる。

【００１９】さらに図５の正面図に示した二次導体１
は、図２のスリット１ａに代えて二次導体１の長手方向
に対して所定角度傾斜させたスリット１ｂとしたもの
で、さらに、継ぎ目５ａも同一の角度傾斜させている。
このようにスリット１ｂや継ぎ目５ａを傾けて、言い換
えればスキューさせても二次電流の経路を十分に遮断す
ることができる。また、所定間隔（ｋ＋１／２）τで二
次導体１に設けたため、スキューをかけて同部で発生す
る推力リプル自体を小さくした上で、先の実施の形態の
場合と同様に一次側２と対応する二次導体１の継ぎ目５
で発生する推力リプルを相殺し、推力リプルをより効果
的に抑制することができる。

【００２０】図６は、上述したリニア誘導モータを用い
て構成した乗客移送装置を示す斜視図である。図６に示
す乗客移送装置はエレベータであり、昇降路頂部に可回
転的に固定したプーリ９を通した複数本のロープ８の両
端に乗りかご６とカウンタウェイト７を連結し、乗りか
ご６は図示しないガイドローラを介して昇降路１０に固
定したかごレール１１に沿って走行可能にし、またカウ
ンタウェイト７は図示しないガイドローラを介して昇降
路１０に固定したカウンタウェイトレール１２に沿って
走行可能にして構成している。上述したリニア誘導モー
タの二次導体１は昇降路１０に固定されると共に、カウ
ンタウェイト７の全走行行程に渡って敷設されており、
昇降体望ましくはカウンタウェイト７に上述したリニア
誘導モータの一次側２が二次導体１に対して移動可能に
取り付けられている。

【００２１】このカウンタウェイト７は、図７に示すよ
うに主に錘を設ける左右部分１６、図示しないレールブ
レーキを搭載する下部分１７、ロープ８を固定する上部
分１８とから成り、カウンタウェイト７の枠内の下部分
１７と上部分１８間にはそれぞれ上下部に配置した水平
移動調整機構１３を介してリニア誘導モータの一次側２
が設けられている。コア３とコイル４から構成される一
対の一次側２は複数のコの字形のフレーム１４を積層し
て支持し、一対の一次側２の対向部は二次導体１の厚さ
とエアギャップ分だけ離して対面するように固定されて
いる。

【００２２】一対の一次側２の対向部間に移動可能に配
置される二次導体１は、図８に示すように断面Ｌ字形状
に形成されて昇降路１０に固定部材１５により固定され
ている。図７に示したカウンタウェイト７の昇降路壁側
は、この二次導体１と衝突することのない形状に成され
て相対的に上下方向に移動可能に成されている。上述の
二次導体１は、図２に示したように継ぎ目５間の間隔Ｌ
を、ｍ（ｋ＋１／２）τ［ただし、ｍは正の整数］と
し、（ｋ＋１／２）τ／ｍの間隔で二次導体１に複数の
スリット１ａを形成しており、ここでは整数ｍを４とし
ているので、継ぎ目５間の二次導体１に形成したスリッ
ト１ａの数は３となっている。また、二次導体１におけ
る昇降路壁への固定側である基部側には、ほとんど二次
電流が流れないのでスリット１ａを形成しておらず、ス
リット１ａは一次側２と対向する部分にのみ形成してい
る。

【００２３】従って、図示しない制御盤により一次側２
に通電すると、図６に示した二次導体１に対して推進力
を発生させてカウンタウェイト７を上下動させ、その結
果、乗りかご６を上下動することになるからエレベータ
として機能する。リニア誘導モータの推進力は、ロープ
８を介して乗りかご６に伝達されるので、図１１に示し
た推力リプルが存在すると、乗りかご６の振動を引き起
こし乗り心地を悪化させる。しかしながら、上述したよ
うに二次導体の間隙に起因する推力リプルを低減したリ
ニア誘導モータを用いているため、効果的に推力リプル
を低減して乗り心地の良いエレベータとすることができ
る。

【００２４】尚、上述の実施の形態では、断面形状がＬ
型の二次導体１としたが、二次導体１の断面形状はＬ型
に限らず、また、二次導体１に裏打ち鉄板を設けたもの
や、一次側２を片側に設ける片側式の平板型リニア誘導
モータでも同様の効果を得ることができる。また、特に
開示してはいないが上述したリニア誘導モータを駆動装
置として使用した乗客移送装置として、電車やマンコン
ベア等にも適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によるリニア誘導モータおよびそ
れを用いた乗客輸送装置は、二次導体の継ぎ目やスリッ
トなどの二次電流の経路を遮断する手段を所定間隔とな
るようにしたため、二次導体の継ぎ目に起因して生ずる
推力リプルを互いに相殺させることができ、この分だけ
推力リプルを低減して二次導体の継ぎ目部分による推力
変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるリニア誘導モータ
を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態によるリニア誘導モー
タの二次導体を示す正面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施の形態によるリニア誘
導モータの二次導体を示す側面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態によるリニア誘
導モータの二次導体を示す側面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施の形態によるリニア誘
導モータの二次導体を示す正面図である。

【図６】図１に示したリニア誘導モータを用いた乗客輸
送装置としてのエレベータを示す斜視図である。

【図７】図６に示したエレベータの要部を断面して示す
斜視図である。

【図８】図６に示したエレベータの二次導体を拡大して
示す斜視図である。

【図９】従来のリニア誘導モータにおける二次導体の二
次電流経路と二次電流の特性図である。

【図１０】従来のリニア誘導モータの他の状態における
二次導体の二次電流経路と二次電流の特性図である。

【図１１】従来のリニア誘導モータにおける推力の特性
図である。

【符号の説明】

１ 二次導体 ２ 一次側体 ５ 継ぎ目 ６ 乗りかご ７ カウンタウェイト ８ ロープ １１，１２ ガイドレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 光広 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 三好 寛 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 日野 徳昭 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 荒堀 昇 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアおよびコイルからなる一次側と、こ
   の一次側に対向して設けられた二次側の二次導体とを有
   し、前記一次側の全移動行程に渡って前記二次導体を所
   定の間隙を置いて複数本敷設して構成したリニア誘導モ
   ータにおいて、 前記二次導体間の間隙が、前記一次側の極ピッチτに対
   して、ｋを整数とするとき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピ
   ッチに設定されていることを特徴とするリニア誘導モー
   タ。
2. 【請求項２】 コアおよびコイルからなる一次側と、こ
   の一次側に対向して設けられた二次側の二次導体とを有
   し、前記一次側の全移動行程に渡って前記二次導体を所
   定の間隙を置いて複数本敷設して構成したリニア誘導モ
   ータにおいて、 前記各二次導体に二次電流の経路を遮断する手段を設
   け、 当該遮断する手段と隣接する二次導体間の前記間隙との
   間隔が、前記一次側の極ピッチτに対して、ｋを整数と
   するとき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピッチに設定されて
   いることを特徴とするリニア誘導モータ。
3. 【請求項３】 隣接する前記二次電流の経路を遮断する
   手段の間隔が前記一次側の極ピッチτに対して、ｋを整
   数とするとき、ほぼ（ｋ＋１／２）τのピッチに設定さ
   れていることを特徴とする請求項２記載のリニア誘導モ
   ータ。
4. 【請求項４】 前記二次電流の経路を遮断する手段が、
   二次導体に形成されたスリットまたは溝のいずれかから
   なることを特徴とする請求項２または３に記載のリニア
   誘導モータ。
5. 【請求項５】 前記スリットまたは溝に絶縁材が設けら
   れていることを特徴とする請求項４記載のリニア誘導モ
   ータ。
6. 【請求項６】 前記間隙および前記スリット、または前
   記間隙および前記溝が、前記二次導体の長手方向に直交
   する方向に形成されていることを特徴とする請求項４ま
   たは５に記載のリニア誘導モータ。
7. 【請求項７】 前記間隙および前記スリット、または前
   記間隙および前記溝が、前記二次導体の長手方向に対し
   て斜めの方向に形成されていることを特徴とする請求項
   ４または５に記載のリニア誘導モータ。
8. 【請求項８】 前記二次導体は平板状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記
   載のリニア誘導モータ。
9. 【請求項９】 ロープによって乗りかごとカウンターウ
   エイト間を連結し、駆動手段によってロープを駆動して
   乗りかごを昇降させるエレベーター装置において、前記
   駆動手段が前記請求項１ないし８のいずれか１項に記載
   のリニア誘導モータからなることを特徴とするエレベー
   ター装置。
10. 【請求項１０】 駆動手段によって踏段を移動させて踏
    段上の乗客を輸送するマンコンベアにおいて、前記駆動
    手段が請求項１ないし８のいずれか１項に記載のリニア
    誘導モータからなることを特徴とするマンコンベア。