JPWO2006129338A1 - エレベータ用巻上機 - Google Patents

Abstract

電動機が発熱しても基体の熱変形が小さいエレベータ用巻上機を得ることを目的としている。この目的を達成するために、筒状をなす円筒部とこの円筒部の一側に塞ぐように設けられた底部とを有した基体と、円筒部に設けられた電動機の固定子巻線と、基体の軸心に回動自在に支持された電動機の回転体と、回転体に設けられた制動体と、基体に設けられ制動体に対応して制動動作する制動機とを備え、底部を、少なくとも一部が曲面状に形成し、この曲面状を回転体側へ出っ張る方向に形成したものである。これにより、底部の膜剛性が高くなり基体の熱変形が小さくなる。

Description

この発明は、基体と電動機が構成されて、電動機の回転体を駆動し、回転体の回転を制動する制動機が基体に取付けられたエレベータ用巻上機に関するものである。

従来のエレベータ用巻上機は、軸受を有する第１軸受台及び第２軸受台が架台に取付けられ、この第１軸受台及び第２軸受台に回転軸が枢着されている。そして、駆動綱車が第１軸受台と第２軸受台との間に配置されて回転軸に取付けられ、第１軸受台側の回転軸の一端に回転体が取付けられている。基体は、第１軸受台と、この第１軸受台に設けられ、椀状をなし底部が平面状のフレームとで構成されて架台に取付けられている。基体のフレームに固定子巻線が取付けられている。この固定子巻線に対向して配置される界磁磁石が回転体の外周面に取付けられて、回転体と固定子巻線と界磁磁石とで電動機を構成している。また、回転体に軸方向の延在して制動体を形成し、この制動体に対して径方向両側から電磁機構により接離可能な制動片を有する制動機を基体に取付けた構成をしている。（例えば特許文献１を参照）

特開平９−１４２７６１号公報（第２、４頁、第２図）

従来のエレベータ用巻上機は、制動機を電磁力により制動片を制動体に対して所定の空隙で離間させた状態で、電動機を通電することで駆動される。そのため、駆動を繰り返すことで電動機の固定子巻線が発熱し、固定子巻線を取付けた基体も熱伝導により発熱する。基体の発熱は、固定子巻線を取付けたフレームより発熱し、第１軸受台及び架台に熱伝導され、第１軸受台及び架台の表面からも放熱する。そのため、基体は固定子巻線に近い部分に高い温度分布を示し、第１軸受台及び架台の部分においては低い温度分布を示す。このように基体には温度勾配が生じる。そのため、各部には異なる熱膨張が生じ、基体は熱変形を生じる。発明者は鋭意研究を重ねた結果、上記基体のように底部が平面状に形成された簡易な形状ものにおいては、基体の熱変形が大きく、基体に取付けられた制動機の制動片も制動体に対して相対的に変形が大きくなることが分かった。

次に、発明者が上記の結論に至った理由について説明する。図９は、特許文献１に記載のものとは異なるが、上記基体のように底部が平面状に形成されたエレベータ用巻上機の一例を示したものである。図９において、基体３１は、円筒部３１ａと、この円筒部３１ａの一側に塞ぐように設けられた平面状をなす底部３１ｂと、下部には図示しない架台に取付けられる取付部３１ｃを有する。

基体３１の取付部３１ｃには軸受台２が取付けられ、基体３１と軸受台２の中心部に軸受３を介して回転軸４が時計回り及び反時計回りに回転するように支持されている。回転体５が回転軸４に固定されている。回転体５は円筒部３１ａと対向した回転体円筒部５ａとこの回転体円筒部５ａの一側に設けられた回転体ボス部５ｂとを有し、回転体ボス部５ｂが回転軸４に固定されている。そして、回転体円筒部５ａの他側が底部３１ｂに対向されている。回転体５には、円筒部３１ａの他側３１ｄに隣合わせに配置され回転体円筒部５ａから径方向に延在した円板状の制動体６を有する。駆動綱車７が、円筒部３１ａ、制動体６の順で制動体６に隣合わせに配置され、回転体５にボルト７ａで円筒部１ａと反対側方向へ着脱可能に固定されている。駆動綱車７の外周には綱溝が形成され、エレベータの乗りかごや釣合いおもりの昇降体を懸架する主索８が巻き掛けられる。

電動機９は、回転体５と、円筒部３１ａの内周面に設けられた固定子巻線１０と、固定子巻線１０に対向して配置され、回転体円筒部５ａの外周面に設けられた界磁磁石１１と、で構成されている。固定子巻線１０と界磁磁石１１とは所定の空隙を有している。基体３１の外周面には、制動体６の軸方向両側から接離可能に構成された２組の制動片１２ａを有した制動機１２が取付けられている。制動機１２は、内部に制動片１２ａを離間させる電磁機構及び制動片１２ａを押圧する押圧手段が設けられている。

このように構成された巻上機は、エレベータの停止時に電動機９の固定子巻線１０に電力が遮断されると共に、制動機１２の電磁機構が遮断されて制動片１２ａが押圧手段により制動体６に押圧されて回転体５即ち駆動綱車７が制動される。エレベータ運転時は固定子巻線９に電力が通電されると共に、制動機１２の電磁機構が通電されることにより、制動片１２ａが押圧手段の押圧に抗して制動体６から軸方向両側に離間して、両側の空隙を均等な状態に確保する。これにより、制動片１２ａの制動体６への押圧が解消されて回転体５即ち駆動綱車７の制動が解除されると共に駆動綱車が駆動される。そして、駆動綱車７に巻き掛けられた主策８を介して、主索８に懸架された図示しない乗りかごや釣合いおもり昇降体が昇降運転される。

巻上機は、電動機９の固定子巻線１０が通電されることにより、固定子巻線１０は円周全体に亘って均一に発熱する。この発熱は基体３１の円筒部３１ａへ熱伝導し、底部３１ｂ及び取付部３１ｃへと熱伝導され、基体３１が発熱し、基体３１の表面から外部へ放熱する。

次にこのときの基体３１の温度分布について説明する。円筒部３１ａは、発熱体である固定子巻線１０に最も近いため、底部３１ｂより高い温度を示す。また、基体３１の下部においては、取付部３１ｃを有しているため、円筒部３１ａ及び底部３１ｂの熱は取付部３１ｃを介して熱伝導され、取付部３１ｃからも放熱される。そのため、基体３１の下部は、取付部３１ｃの熱伝導及び放熱の分、上部より低い温度を示す。このように、基体３１は上記のように温度勾配を生じ、この温度勾配により各部の熱膨張の違いから基体３１が熱変形する。円筒部３１ａは高い温度を示し熱膨張が大きく、径方向へ拡がるように膨脹する。しかしながら、円筒部３１ａの一側に底部３１ｂが設けられており、底部３１ｂは円筒部３１ａよりも熱膨脹が小さいので、円筒部３１ａは円筒部３１ａの他側３１ｄが径方向に拡がるように熱変形し、それに伴い底部３１ｂは弓状に熱変形する。

これは、円筒部３１ａの他側３１ｄに見かけ上、図９に図示した矢印Ｆの力が径方向に作用したのと同様になる。従って、底部３１ｂには見かけ上の曲げモーメントが作用したことになる。図１０は、基体３１が熱変形した状態を示した図である。図１０に示すように、底部３１ｂには見かけ上の曲げモーメントが作用し、基体３１は弓状にかつ傾斜状に変形する。そして、基体３１の上部側ほど温度が高いので熱膨脹も大きく、上部側ほど熱変形が大きい。

このように、底部３１ｂには見かけ上の曲げモーメントが作用するが、図９に示した巻上機の場合、底部３１ｂが平面状に形成しているが故に曲げに対する断面２次モーメント即ち膜剛性が小さいため変形が大きい。また、基体３１は上部側ほど温度が高くなるので、変形度合いも大きくなる。なお、図１０に示した変形状態は、説明を分かり易くするため、変形度合いを実際とは異なるように大きく示している。

ところで、エレベータの昇降運転中において、制動機１２は、制動片１２ａと制動体６とは離間して空隙（以下ブレーキギャップと称する）を確保しなければならない。しかしながら、基体３１が発熱により弓状にかつ傾斜状に熱変形すると、基体３１に取付けられた制動機１２は、制動体６に対して軸方向に変位してかつ傾いた状態となる。図１１は、基体３１が熱変形した際のブレーキギャップの状態を示した図であり、（ａ）は熱変形前の状態で、（ｂ）は熱変形後の状態を示す。熱変形前において、両側のブレーキギャップは均等な状態であるが、熱変形後では、制動機１２が制動体６に対して軸方向に変位及び傾いた状態となり、制動機１２に設けられた制動片１２ａも軸方向に変位して傾いた状態となる。これによりブレーキギャップが変化し片側のブレーキギャップが減少する。基体３１の熱変形が大きいとその分ブレーキギャップの減少量も大きくなる。

また、制動機１２を熱変形の小さい基体３１の下部に取付けた場合、ブレーキギャップの減少量は小さくなる。しかしながら、制動機１２が下部にあるため保守点検が困難であること、及び、基体３１の下部には取付部３１ｃが形成されているため制動機１２の実装空間に制限があることにより、制動機１２を基体３１の下部に取付けることは実質上不可となる。

以上のように、エレベータ用巻上機は、発熱前の初期状態においては、制動片１２ａが制動体６に対して所定のブレーキギャップで離間した状態で駆動されるが、その後、発熱による基体３１の熱変形が大きくなり、制動片１２ａも制動体６に対して相対的に変形が大きくなると、ブレーキギャップの減少量も大きくなる。これにより、制動片１２ａが制動体６に接触し、昇降運転時、制動片１２ａの接触による引き摺り音や制動片１２ａの磨耗の問題が発生する。かといって、ブレーキギャップの減少量を見越して、発熱前の初期状態でのブレーキギャップを大きく設定すると、制動片１２ａのストロークも大きくなる。この場合、制動時、制動片１２ａが制動体６に衝突する衝撃が大きくなり騒音が大きくなる。そして、制動を解除する際、制動片１２ａを制動体６から引き離す電磁力が大きくなり制動機１２の容量も大きくなるといった問題点がある。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、電動機が発熱しても基体の熱変形が小さいエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ用巻上機においては、筒状をなす円筒部とこの円筒部の一側に塞ぐように設けられた底部とを有した基体と、円筒部に設けられた電動機の固定子巻線と、基体の軸心に回転自在に支持された電動機の回転体と、回転体に設けられた制動体と、基体に設けられ制動体に対応して制動動作する制動機とを備え、底部を、少なくとも一部が曲面状に形成し、この曲面状を回転体側へ出っ張る方向に形成したものである。

この発明は、基体の底部を、少なくとも一部が曲面状に形成し、この曲面状を回転体側へ出っ張る方向に形成したことにより、底部の膜剛性が高くなる。このため、電動機が発熱しても基体の熱変形が小さくなる。

この発明の実施の形態１におけるエレベータ用巻上機の断面図を示す図である。 図１の矢視ＩＩから視た正面図を示す図である。 底部の半径と熱変形によるブレーキギャップの減少量との関係を示す図である。 この発明の実施の形態２におけるエレベータ用巻上機の制動機の周方向取付け位置を示す図である。 制動機の周方向取付け位置と熱変形によるブレーキギャップの減少量との関係を示す図である。 底部の球面の半径及び制動機の取付け位置による設定ブレーキギャップを示す図である。 この発明の実施の形態２におけるエレベータ用巻上機の適用例を示す図である。 この発明の実施の形態４におけるエレベータ用巻上機の断面図を示す図である。 基体の底部が平面形状であるエレベータ用巻上機の断面図を示す図である。 図９の基体の熱変形状態を示す図である。 図９の基体が熱変形した際のブレーキギャップの状態を示す図である。 底部１ｂが円錐状に形成されたものと球面状に形成されたものとの比較を示した表である。

符号の説明

１ 基体、１ａ 円筒部、１ｂ 底部、１ｄ 球面、１ｆ 境部、５ 回転体、６ 制動体、７ 駆動綱車、７ａ ボルト、８ 主索、９ 電動機、１０ 固定子巻線、１１ 界磁磁石、１２ 制動機、１２ａ 制動片、１４ 乗りかご、１５ 釣合いおもり、３１ 基体、３１ａ 円筒部、３１ｂ 底部、５０ 基体、５０ａ 円筒部、５０ｂ 底部、５０ｄ 球面、５０ｅ ５０ｆ 境部、５０ｇ 主軸、５２ 回転体、５３ 制動体、５４ 駆動綱車、５５ ボルト

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１のエレベータ用巻上機を示す図で、図１は断面図、図２は図１の矢視ＩＩから視た図である。図において、図９と同符号のものは相当部分を示す。巻上機は基体１を有し、基体１は筒状をなす円筒部１ａと、この円筒部１ａの一側に塞ぐように設けられた底部１ｂと、下部には図示しない架台に取付けられる取付部１ｃとを有する。底部１ｂは、一部が球面１ｄに形成され、この球面１ｄが回転体５側へ出っ張る方向に形成されている。円筒部１ａと底部１ｂとの境部１ｆは円弧状に形成され、この円弧状の一端と底部１ｂの球面１ｄの一端とは繋がるように形成されている。底部１ｂの中心部には軸受３を固定する底部ボス部１ｅが設けられ、球面１ｄは、境部１ｆの円弧状の一端から底部ボス部１ｅまでの部分に形成されている。そして、底部１ｂのうち球面１ｄを有する部分の厚さが均一に形成されている。この球面１ｄはその中心Ｃが基体１の外側で軸心線上に位置し、基体１の軸心線に対して対象に形成されている。球面１ｄの半径は、球面１ｄの頂点が基体１の外端面から寸法Ｓに位置するようにして決定されている。従って、球面１ｄの半径は、寸法Ｓが大きくなるほど小さくなり、寸法Ｓが小さくなるほど大きくなる。制動機１２は基体１の周方向に取付けられ、基体１の水平中心に対して略４５°の角度で水平中心より上側に取付けられている。そして、図９のエレベータ用巻上機と同様に、電動機９の固定子巻線１０に電力を通電することで昇降体を昇降させる。

固定子巻線１０が通電されることにより、固定子巻線１０は発熱する。この発熱は、円筒部１ａへ熱伝導し、底部１ｂ及び取付部１ｃへと熱伝導され、基体１が発熱し、基体１の表面から外部へ放熱する。基体１の発熱は、固定子巻線１０に近い部分である円筒部１ａに高い温度を示し、底部１ｂ、取付部１ｃはそれよりも低い温度を示す。このように基体１には各部において温度勾配が生じ、この温度勾配による各部の熱膨張の違いから、基体１が熱変形する。しかしながら、本実施の形態のエレベータ用巻上機によれば、底部１ｂの一部が球面１ｄに形成され、この球面１ｄが円筒部１ａの他側１ｄへ出っ張る方向に形成されている場合、底部１ｂの膜剛性が高いため、基体１の熱変形が小さくなる。基体１の熱変形が小さくなると、基体１に取付けられた制動機１２の制動体６に対する変位も小さくなり、ブレーキギャップの減少量も小さくなる。

次に、球面１ｄの半径と熱変形によるブレーキギャップの減少量との関係を図３を用いて説明する。図３に示すように、球面１ｄの半径が小さいほど、膜剛性が高く熱変形が小さくなりブレーキギャップの減少量も小さくなる。逆に、球面１ｄの半径が大きいほど即ち平面状に漸近するほど、膜剛性が低く熱変形が大きくなりブレーキギャップの減少量も大きくなる。底部が平面状になるとブレーキギャップの減少量は最も大きくなる。このように、底部１ｂの一部が球面１ｄに形成され、この球面１ｄが円筒部１ａの他側１ｄへ出っ張る方向に形成されている場合、熱変形によるブレーキギャップの減少量は小さくなり、球面１ｄの半径が小さいほどその減少量はさらに小さくなる。

球面１ｄの半径は小さくなればなるほどブレーキギャップの減少量も小さくなるが、球面１ｄの半径が小さくなり過ぎると、底部１ｂがへこむ量即ち図１の寸法Ｓが大きくなり巻上機の軸方向の幅も大きくなる。巻上機の軸方向の幅を大きくせずに構成するには、図１に示したように、寸法Ｓがほぼ円筒部１ａの軸方向の幅となるように底部１ｂを球面１ｄに形成するのが好ましい。

次に、底部１ｂが円錐状に形成されたものと、本実施の形態のように球面１ｄに形成されたものについての比較を説明する。本実施の形態では、底部１ｂを球面１ｄに形成したが、円錐状に形成しこの円錐状が円筒部１ａの他側１ｄへ出っ張る方向に形成してもよい。しかしながら、円錐状よりも球面１ｄに形成した方がブレーキギャップの減少量は小さい。

図１２の表は、底部１ｂが円錐状に形成されたものと球面状に形成されたものとの比較を示したもので、制動機１２を基体１の頂部で水平中心に対して９０°に取付け、基体１の取付部１ｃを除いた円筒部１ａ及び底部１ｂの部分が熱変形したときのブレーキギャップ減少量の解析結果の一例である。表中のＤは円筒部の外径、Ｌは円筒部の幅、Ｓは球面状の頂点と基体１の外端面との距離または円錐状の頂点と基体１の外端面、Ｈは制動片１２ａの高さ、ｔは底部１ｂの板厚、ΔＴは固定子巻線９の発熱による円筒部１ａの温度上昇、δ比は円錐状の場合のブレーキギャップ減少量を１とした時の球面状の場合のブレーキギャップ減少量との比である。なお、基体１の材質は通常、巻上機で適用される鋳鉄で、解析は解析ソフトＡＮＳＹＳで行った。なお、上記のＤ、Ｌ，Ｓ、Ｈは図１に示している。

図１２の表に示したように、底部１ｂが球面に形成している方が円錐状のものよりブレーキギャップ減少量を約４０％小さくでき有用である。

以上のように本実施の形態のエレベータ用巻上機は、筒状をなす円筒部１ａとこの円筒部１ａの一側に塞ぐように設けられた底部１ｂとを有した基体１と、円筒部１ａに設けられた電動機１１の固定子巻線１０と、基体１の軸心に回動自在に支持された電動機１１の回転体５と、基体１に設けられ回転体５を制動する制動機１２とを備え、底部１ｂを、少なくとも一部が球面１ｄに形成し、この球面１ｄを回転体５側へ出っ張る方向に形成したので、底部１ｂの膜剛性が高くなり、固定子巻線１０の通電により基体１が発熱してもその熱変形量が小さく、制動機１２のブレーキギャップの減少量を小さくできる。これにより回転時において制動片１２ａの制動体６との接触による引き摺り音や制動片１２ａの磨耗が発生しにくくなる。

また、基体１が発熱しても制動片１２ａの制動体６との接触がないようにするために、基体１が発熱されていない初期状態においては、熱変形によるブレーキギャップの減少量を見越して初期状態のブレーキギャップ（以下、設定ブレーキギャップと称する）を設定する。本実施の形態のエレベータ用巻上機は、熱変形によるブレーキギャップの減少量が小さいので設定ブレーキギャップも小さくでき、制動時において、制動片１２ａが制動体６に衝突する衝撃が小さくなり騒音が小さくなる。そして、制動を解除する際、制動片１２ａを制動体６から引き離す電磁力が小さくなり制動機１２の容量も小型化できる。

さらに、底部１ｂの膜剛性が高くなると共に巻上機全体の剛性も高くなり、熱変形の減少のみならず、巻上機が懸架する乗りかごや釣合いおもりの荷重に対しても変形を小さくできる。

なお、本実施の形態では、底部１ｂを球面１ｄに形成したが、必ずしも球面１ｄである必要はなく、底部１ｂを少なくとも一部が曲率半径の異なる曲面が繋がるような曲面状に形成するなど、円錐状ではなく曲面状に形成したものであればよく、このような構成でも熱変形を小さくでき、ブレーキギャップの減少量を小さくできる。球面１ｄの中心を基体１の外側で軸心線上に位置させたが、必ずしもその必要はなく、底部１ｂに球面部分が形成できれば基体１の軸心線上からずれてもよい。また、底部１ｂの球面１ｄを基体１の軸心線に対して対象に形成したが、必ずしも対象に形成する必要はなく、熱変形の大きい基体１の上側にのみに球面あるいは曲面状を形成してもブレーキギャップの減少量を小さくできる。しかしながら、球面あるいは曲面状を基体１の軸心線に対して対象に形成し、基体１の下側にも球面あるいは曲面状を形成することにより、より熱変形を小さくでき、ブレーキギャップの減少量を小さくできる。さらに、底部１ｂの球面１ｄを、その中心が基体１の軸心上にありこの軸心に対して対象に形成したので、基体１を鋳造で製作する際、鋳造型を製作し易いエレベータ用巻上機を得ることができる。

また、円筒部１ａと底部１ｂとの境部１ｆは円弧状に形成し、この円弧状の一端と底部１ｂの曲面状の一端とが繋がるように形成したので、平面部分がなくさらに膜剛性が高くなり、より熱変形を小さくできる。

また、本実施の形態では、底部１ｂの球面１ｄの厚さを均一に構成しているが、この球面１ｄの厚さは必ずしも均一である必要はない。しかしながら、この厚さが大きく異なるような形状だと、厚さ方向に温度勾配が生じこれによる熱変形が生じる。そのため、本実施の形態では、底部１ｂの球面１ｄの厚さを均一に構成して、より熱変形を小さくでき、軽量及び高剛性なエレベータ用巻上機を得ることができる。

ところで、エレベータは、駆動綱車７に主索８が巻き掛けられ、駆動綱車７を駆動することで、主索８の両端に懸架された乗りかごや釣合いおもりの昇降体を昇降運転する。駆動綱車７は昇降体の荷重が主索８を介して作用した状態で駆動される。駆動綱車７に主索８を介して作用された荷重を受けながら、長年、昇降運転すると、駆動綱車７の磨耗や駆動綱車７と主索８との間の異物噛み込みによる駆動綱車７の損傷などにより、巻上機を新規の駆動綱車７に取り替える場合がある。本実施の形態では、駆動綱車７を回転体５に着脱可能に固定したので、上記のような不慮の事態でも巻上機を交換して新規の駆動綱車７に取り替えることなく、既存の巻上機から駆動綱車７を交換することができる。

また、制動体６を円筒部１ａの他側１ｄに隣合わせに配置されて、回転体５の外周より径方向に延在した円板状に形成し、この円板状の制動体６に対応した制動機１２を基体１の外周面に取付け、駆動綱車７を円筒部１ａ、制動体の順で制動体６に隣合わせに配置し回転体５に円筒部１ａと反対側方向へ着脱可能に固定したので、軸方向の幅が短くでき軽量なエレベータ用巻上機を得ることができると共に、制動機１２を取り外すことなく駆動綱車７を交換することができ、駆動綱車７の交換作業時間を短縮できる。

実施の形態２．
図４、５、６はこの発明の他の実施の形態を説明する図である。実施の形態１のエレベータ用巻上機は、底部１ｂを球面１ｄに形成し熱変形によるブレーキギャップの減少量を小さくしている。そして、制動機１２を基体１の水平中心に対して上部側略４５°の角度で、基体１の周方向に取付けている。前述のように、基体１が発熱されていない初期状態でのブレーキギャップ（即ち設定ブレーキギャップ）は、熱変形によるブレーキギャップの減少量を見越して設定され、この設定ブレーキギャップはできるだけ小さく設定するのが望ましい。また、制動機１２の任意の配置に対しても所望の設定ブレーキギャップを設定することが肝要である。本実施の形態は、実施の形態１のエレベータ用巻上機に対して制動機１２を周方向に任意に配置し、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、制動機１２の周方向取付け位置と、球面１ｄの半径との関係に基づいて設定ブレーキギャップの設定方法を示したものである。

図４は制動機１２の周方向取付け位置を示した図で、制動機１２を基体１の水平中心に対して上部側へ種々の角度で取付けた状態を示した図である。図５は、制動機１２の周方向取付け位置と熱変形によるブレーキギャップの減少量との関係を示した図である。前述のように、基体１の熱変形量は上部側ほど大きい。そのため、図４のように制動機１２の周方向取付け位置の角度が大きくなると、図５に示したように熱変形によるブレーキギャップの減少量は大きくなる。また、ブレーキギャップの減少量は、球面１ｄの半径が大きいほど即ち平面状に漸近するほど大きくなる。

以上のように、熱変形によるブレーキギャップの減少量は、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置により変化する。そのため、設定ブレーキギャップの設定量を、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置により、どのように設定するかを決定する必要がある。そして、基体１が熱変形した際のブレーキギャップを必要最低限の量に確保しつつ、制動機１２の容量や制動片１２ａの押圧時の騒音を考慮した制動片１２ａのストロークとなるように設定ブレーキギャップを決定する必要がある。即ち、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置により、基体１の熱変形によるブレーキギャップの減少量を見越して、制動機１２の容量や制動片１２ａの押圧時の騒音をできるだけ小さくなるように設定ブレーキギャップを所望の値に設定する。

図６は、球面１ｄの種々の半径における制動機１２の周方向取付け位置と設定ブレーキギャップの関係を示した図である。図６に示すように、制動機１２の取付け位置の角度が小さくなる即ち基体１の下部に取付けられるほど、及び、球面１ｄの半径が小さくなるほど、設定ブレーキギャップは小さく設定される。これは、設定ブレーキギャップがブレーキギャップの減少量を見越して設定されるので、ブレーキギャップの減少量が小さいほど、設定ブレーキギャップを小さく設定できることによる。

ここで、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置との関係に基づく、設定ブレーキギャップの設定方法について説明する。例えば、制動機１２の周方向取付け位置が３０°にあり、設定ブレーキギャップをＡに設定したい場合、球面１ｄの半径をａとなるように基体１を形成すればよい。球面１ｄの半径は小さくなればなるほどブレーキギャップの減少量も小さくなるが、球面１ｄの半径が小さくなり過ぎると、底部１ｂがへこむ量即ち図１の寸法Ｓが大きくなり巻上機の軸方向の幅も大きくなる。そのため、巻上機の軸方向の幅を大きくせずに構成するために、球面１ｄの頂点位置（図１の寸法Ｓ）に寸法制限を受け、例えば球面１ｄの半径がｂとなるように基体１を形成する。このとき設定ブレーキギャップをＢに設定したい場合、制動機１２の周方向取付け位置を４５°にすればよい。以上のように、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置との関係に基づいて、設定ブレーキギャップを所望の値に設定する。

上記のように、設定ブレーキギャップを、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置との関係に基づいて設定した。しかしながら、本実施の形態のように制動片１２ａが制動体６に対して両側にある場合、ブレーキギャップの片側は減少し、他側はその減少量分増加する場合がある。このとき、熱変形によるブレーキギャップの増加量を考慮して、設定ブレーキギャップを設定してもよい。このように、本実施の形態は、熱変形によるブレーキギャップの減少量に限らず増加量でもよく、即ち変化量を考慮して、設定ブレーキギャップを設定してもよい。

以上のように、本実施の形態は、制動機１２を基体１の周方向に取付け、制動体６に対してブレーキギャップを有して接離する制動片１２ａを有し、固定子巻線１０の通電による発熱により基体１が熱変形し、この熱変形によるブレーキギャップの変化量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置との関係に基づいて、設定ブレーキギャップを設定したので、制動機１２の配置に自由度が増し、任意の配置に対しても、ブレーキギャップの変化量を見越した設定ブレーキギャップとなっており、制動片１２ａの引き摺り音や磨耗が発生しにくく、制動時において制動片１２ａの衝突音が小さくなるエレベータ用巻上機が得られる。また、巻上機の軸方向の幅に寸法制限がある場合でも、同様に、制動片１２ａの引き摺り音や磨耗が発生しにくく、制動時において制動片１２ａの衝突音が小さくなるエレベータ用巻上機が得られる。

実施の形態３．
図７は、この発明の他の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、実施の形態２のエレベータ用巻上機をエレベータに適用したもので、制動機１２の配置により多彩な適用を示したものである。

図７の（ａ）において、巻上機は昇降路の頂部あるいは機械室に取付けられた架台１３ａに固定される。駆動綱車７に巻き掛けられた主索８は一端に昇降体である乗りかご１４を懸吊し、他端に同じく昇降体である釣合いおもり１５を懸吊する。昇降路内において乗りかご１４と釣合いおもり１５の干渉を避けるために、架台１３ａには駆動綱車７から所定の間隔に離れた位置にそらせ車１６が取付けられる。主索８は駆動綱車７から斜めに繰り出され、そらせ車１６に巻き掛けられて釣合いおもり１５を懸吊し、乗りかご１４と釣合いおもり１５とを所定の間隔に配置される。巻上機の駆動により駆動綱車７が回転され、乗りかご１４と釣合いおもり１５をつるべ式に昇降運転される。上記のようなエレベータにおいては、巻上機の制動機１２は、駆動綱車７から斜めに繰り出される主索８との干渉を避けるために、水平中心から略４５°の角度をなして取付けられる。

そして、実施の形態２のように、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置（即ち水平中心から略４５°の角度をなした取付け位置）との関係に基づいて、設定ブレーキギャップを所望の値に設定する。

図７の（ｂ）のエレベータにおいては、巻上機が昇降路の下部に配置された架台１３ｂに固定される。駆動綱車７に巻き掛けられた主索８は垂直上方向に繰り出され、一端が昇降路の頂部に設置された第１転向車１７ａに巻き掛けられて乗りかご１４を懸吊し、他端が昇降路の頂部に設置された第２転向車１７ｂに巻き掛けられて釣合いおもり１５を懸吊する。巻上機の駆動により駆動綱車７が回転され、乗りかご１４と釣合いおもり１５をつるべ式に昇降運転される。上記のようなエレベータにおいては、巻上機の制動機１２は、駆動綱車７から垂直上方向に繰り出される主索８との干渉を避けるために、水平中心から略０°の角度をなして取付けられる。

そして、実施の形態２のように、熱変形によるブレーキギャップの減少量と、球面１ｄの半径及び制動機１２の周方向取付け位置（即ち水平中心から略０°の角度をなした取付け位置）との関係に基づいて、設定ブレーキギャップを所望の値に設定する。

以上のように、実施の形態２のエレベータ用巻上機をエレベータに適用したので、主索８の巻き掛け方向の自由度が増え、巻上機の昇降路における配置が多彩にできる。多彩な構成のエレベータにおいて、固定子巻線１０を通電して昇降運転し、基体１が発熱してもその熱変形は小さく制動機１２のブレーキギャップの減少量を小さくでき、回転時において制動片１２ａの制動体６との接触による引き摺り音や制動片１２ａの磨耗が発生しにくく、制動時において制動片１２ａの衝突音が小さくなるエレベータが得られる。

実施の形態４．
図８は、この発明の他の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、実施の形態１に対して回転軸の構成を変更したものである。図８において、基体５０は筒状をなす円筒部５０ａと、この円筒部５０ａの一側に塞ぐように設けられた底部５０ｂと、下部には図示しない架台に取付けられる取付部５０ｃとを有する。底部５０ｂは、一部が球面５０ｄに形成され、この球面５０ｄが円筒部５０ａの他側５０ｅへ出っ張る方向に形成されている。そして、球面５０ｄの部分の厚さが均一に形成されている。この球面５０ｄはその中心が基体５０の外側で軸心線上に位置し、基体５０の軸心線に対して対象に形成されている。円筒部５０ａと底部５０ｂとの境部５０ｆは円弧状に形成され、この円弧状の一端と球面５０ｄの一端とは繋がるように形成されている。底部５０ｂの軸心部に主軸５０ｇが立設している。

主軸５０ｇには軸受５１を介して回転体５２が回動自在に支持されている。回転体５２は円筒部５０ａと対向した回転体円筒部５２ａとこの回転体円筒部５２ａの一側に設けられた回転体ボス部５ｂとを有し、回転体ボス部５ｂが軸受５１に固定されている。そして、回転体円筒部５２ａの他側が底部５０ｂに対向されている。回転体５２には、円筒部５０ａの他側５０ｄに隣接して配置され回転体円筒部５２ａから径方向に延在した円板状の制動体５３を有する。駆動綱車５４が、円筒部５０ａ、制動体５３の順で制動体５３に隣接して配置され、回転体５２にボルト５５で円筒部５０ａと反対側方向へ着脱可能に固定されている。その他、実施の形態１と同符号のものは相当部分を示す。また、軸受台５６を基体５０の取付部５０ｃに取付け、主軸５０ｇの軸端に軸受台５６を固定して、主軸５０ｇを基体５０と軸受台５６で支持してもよい。

本実施の形態のエレベータ用巻上機は、以上のように構成したので実施の形態１と同様な効果を奏するとともに、主軸５０ｇを底部５０ｂに立設したので、部品点数が少なくより経済的なエレベータ用巻上機を得ることができる。また、軸受台５６を有する場合、主軸５０ｄを基体５０と軸受台５６で支持するので、駆動綱車にかかる荷重が大きくても強固なエレベータ用巻上機を得ることができる。軸受台５６を有しない場合、さらに軸方向に薄型及び軽量であり、軸受台５６がないため駆動綱車５４の交換も容易なエレベータ用巻上機を得ることができる。

なお、実施の形態１では、円筒部１ａの内周面に固定子巻線１０を設けたが、これに制限されず、円筒部１ａの外周面に固定子巻線１０を設け、この固定子巻線１０に対向するように回転体円筒部５ａを径方向外側に形成し、その回転体円筒部５ａの内周面に界磁磁石１１を設けて電動機１１を構成し、回転体円筒部５ａの外周面に制動面を設けこの制動面に対応した制動機１２を基体１に設けた構成でもよく、発熱源である固定子巻線１０を基体１に設けられる構成であればよい。

また、実施の形態１では、制動機１２を基体１の外周面に取付けたが、これ制限されず、例えば回転体円筒部５ａの内周面に制動面を設け、これに対応した制動機１２を底部１ｂと回転体５とで形成される空間内で底部１ｂ（基体１）に取付けるなど、制動機１２を基体１に取付けられるものであればよい。

また、実施の形態１において、制動体６を回転体５に一体に形成したが、分離してボルトで回転体５に固定してもよい。また、底部１ｂに、固定子巻線１０と界磁磁石１１の空隙に対向した点検穴を設けてもよく、この場合、外側より固定子巻線１０と界磁磁石１１の空隙に塵埃の付着などの点検ができる。

また、実施の形態２は、実施の形態１のエレベータ用巻上機の設定ブレーキギャップの設定方法を示したが、実施の形態４のエレベータ用巻上機に対しても同様に設定できる。

また、実施の形態３は、実施の形態２のエレベータ用巻上機をエレベータに適用したものであるが、実施の形態４のエレベータ用巻上機を適用してもよい。

また、実施の形態４において、主軸５０ｇは底部５０ｂと一体に形成したが、分離して固定した構成でもよい。

以上のように、この発明にかかるエレベータ用巻上機は、昇降体を懸架する主索８が巻き掛けられ、主索８を駆動し昇降体を昇降させる駆動装置において用いられるのに適している。

主軸５０ｇには軸受５１を介して回転体５２が回動自在に支持されている。回転体５２は円筒部５０ａと対向した回転体円筒部５２ａとこの回転体円筒部５２ａの一側に設けられた回転体ボス部５ｂとを有し、回転体ボス部５ｂが軸受５１に固定されている。そして、回転体円筒部５２ａの他側が底部５０ｂに対向されている。回転体５２には、円筒部５０ａの他側５０ｅに隣接して配置され回転体円筒部５２ａから径方向に延在した円板状の制動体５３を有する。駆動綱車５４が、円筒部５０ａ、制動体５３の順で制動体５３に隣接して配置され、回転体５２にボルト５５で円筒部５０ａと反対側方向へ着脱可能に固定されている。その他、実施の形態１と同符号のものは相当部分を示す。また、軸受台５６を基体５０の取付部５０ｃに取付け、主軸５０ｇの軸端に軸受台５６を固定して、主軸５０ｇを基体５０と軸受台５６で支持してもよい。

Claims (10)

1. 筒状をなす円筒部とこの円筒部の一側に塞ぐように設けられた底部とを有した基体と、
   前記円筒部に設けられた電動機の固定子巻線と、
   前記基体の軸心に回転自在に支持された前記電動機の回転体と、
   前記基体に設けられ前記回転体を制動する制動機とを備え、
   前記底部は、少なくとも一部が曲面状に形成されており、この曲面状が前記回転体側へ出っ張る方向に形成されている、ことを特徴とするエレベータ用巻上機。
2. 前記基体を、前記円筒部と前記底部との境部を円弧状に形成し、この円弧状の一端と前記曲面状の一端とが繋がるように形成した、ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータ用巻上機。
3. 前記底部における前記曲面状の厚さが均一である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータ用巻上機。
4. 前記曲面状の前記回転体側への出っ張り量は、ほぼ前記円筒部の軸方向の幅となるようにした、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエレベータ用巻上機。
5. 前記曲面状は１点の中心とした球面であり、この中心が前記基体の軸心線上にあり、この軸心線に対して該球面が対象に形成されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエレベータ用巻上機。
6. 前記制動機は前記基体の周方向に取付けられ、前記回転体に対して空隙を有して接離する制動片を有し、前記固定子巻線の通電による発熱により前記基体が熱変形し、この熱変形による前記空隙の変化量と、前記球面の半径及び前記制動機の周方向の取付け位置との関係に基づいて、前記固定子巻線が発熱する前の前記空隙を設定した、ことを特徴とする請求項５記載のエレベータ用巻上機。
7. 前記回転体に着脱可能に固定された駆動綱車を備えた、ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のエレベータ用巻上機。
8. 前記基体における前記円筒部の内周面に前記固定子巻線を設け、
   前記制動機は前記基体の外周面に取付けられ、
   前記回転体には前記制動機に対応した制動体を有し、
   この制動体は前記底部と反対側で前記円筒部に隣合わせに配置されて、前記回転体の外周より径方向に延在した円板状に形成され、
   前記駆動綱車は前記円筒部、前記制動体の順で前記制動体に隣合わせに配置され、前記円筒部と反対側方向へ着脱可能に前記回転体に固定した、
   ことを特徴とする請求項７記載のエレベータ用巻上機。
9. 前記底部の軸心部に主軸を立設し、この主軸に前記回転体を回転自在に支持した、ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のエレベータ用巻上機。
10. 前記駆動綱車に巻き掛けられる主索と、この主索に懸架される昇降体と、請求項１から９のいずれかに記載のエレベータ用巻上機と、を備えたことを特徴とするエレベータ。

Images