WO2020008521A1

WO2020008521A1 - リニア誘導モータ並びにエレベーター

Info

Publication number: WO2020008521A1
Application number: PCT/JP2018/025190
Authority: WO
Inventors: 樹志村; 中津川　潤之介; 森　和久
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2020-01-09

Abstract

小型化しながらも効率を向上できるリニア誘導モータ並びにそれを用いるエレベーターを開示する。リニア誘導モータは、一対の一次側コア（１１）と、一対の一次側コア（１１）の間の間隙の内を通るベルト状の二次導体（４１）と、を備えるものであって、一次側コア（１１）は、複数のティース部（１２）と、複数のティース部（１２）に隣接し、巻線（２１）が設けられる複数のスロット（１３）と、を備え、スロット（１３）の開口部は、磁性体（３１）によって覆われている。

Description

リニア誘導モータ並びにエレベーター

　本発明は、リニア誘導モータ並びにそれを用いるエレベーターに関する。

　リニア誘導モータによって駆動される従来のエレベーターとして、特許文献１に記載のエレベーター装置が知られている。このエレベーター装置においては、二次導体である平板状のロープが両側式のリニア誘導モータによって駆動される。これにより、ロープによって吊られる乗りかごおよびカウンタウェートが、昇降路内を上下方向に移動する。

特開２００５－２３９４１８号公報

　上記従来のエレベーターにおいては、ロープに沿う狭い空間にリニア誘導モータを設置するため、リニア誘導モータに対して狭幅化などの小型化が要求される。しかし、リニア誘導モータを小型化すると、効率が低下する。そこで、ギャップ長を低減して効率の低下を抑えようとすると、磁束のスロットリプルにより発生する二次電流の高調波により損失が増加するため、効率の向上が制限される。

　そこで、本発明は、小型化しながらも効率を向上できるリニア誘導モータ並びにそれを用いるエレベーターを提供する。

　上記課題を解決するために、本発明によるリニア誘導モータは、一対の一次側コアと、一対の一次側コアの間の間隙の内を通るベルト状の二次導体と、を備えるものであって、一次側コアは、複数のティース部と、複数のティース部に隣接し、巻線が設けられる複数のスロットと、を備え、スロットの開口部は、磁性体によって覆われている。

　また、上記課題を解決するために、本発明によるエレベーターは、リニア誘導モータによって乗りかごが昇降駆動されるものであって、リニア誘導モータは、上記本発明によるリニア誘導モータであり、乗りかごは、二次導体によって昇降路内において吊られる。

　本発明によれば、リニア誘導モータおよびそれを用いるエレベーターの効率が向上する。

　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態であるエレベーターの概略構成図である。図１のエレベーターにおける上部プーリの付近の構成を示す。本発明の一実施形態であるリニア誘導モータの構成を示す断面図である。図３のリニア誘導モータにおける、主たる磁束の流れを示す。図３のリニア誘導モータの部分断面図である。両側式リニア誘導モータにおける磁束経路を示す（非磁性楔５１）。両側式リニア誘導モータにおける磁束経路を示す（磁性楔３１）。（極ピッチ／ギャップ長）を小さくした場合における磁束の経路を示す（非磁性楔５１）。（極ピッチ／ギャップ長）を小さくした場合における磁束の経路を示す（磁性楔５１）。片側式のリニア誘導モータにおける磁束経路を示す。本実施形態における磁性楔を適用する一実施例における磁束分布を示す。本実施形態における磁性楔を適用する一実施例における二次導体ベルトに流れる誘導電流の分布を示す。磁性楔を適用した場合の推力と磁性楔を適用しない場合の推力の比と、（極ピッチ／ギャップ長）との関係を示す。磁性楔を適用した場合の推力と磁性楔を適用しない場合の推力の比と、（スロット幅／スロットピッチ）との関係を示す。磁性楔の変形例を示す。磁性楔の変形例を示す。磁性楔の変形例を示す。磁性楔の変形例を示す。磁性楔の変形例を示す。磁性楔の変形例を示す。

　以下、本発明の実施形態について、図面を用いながら説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。

　図１は、本発明の一実施形態であるエレベーターの概略構成図である。

　本実施形態では、一つの昇降路内において、二台の乗りかご（１０４ａ，１０４ｂ）が、最上階と最下階の間を、互いに上下反対方向へ移動する。

　図１に示すように、上部プーリ１０１ａおよび下部プーリ１０２ａに、無端状のワイヤロープ１０３ａおよびベルト状の二次導体ベルト（以下、「二次導体ベルト４１」と記す）が巻き掛けられる。なお、図１では、ワイヤロープ１０３ａおよび二次導体ベルト４１が重ねて描かれている（ワイヤロープ１０３ｂおよび二次導体ベルト４１についても同様）。また、上部プーリ１０１ｂおよび下部プーリ１０２ｂに、無端状のワイヤロープ１０３ｂおよび二次導体ベルト４１が巻き掛けられる。なお、ワイヤロープ１０３ａ，１０３ｂおよび二次導体ベルト４１は樹脂で被覆されていてもよい。

　上部プーリ１０１ａおよび下部プーリ１０２ａに巻き掛けられるワイヤロープ１０３ａおよび二次導体ベルト４１の一部と、この一部と同方向に駆動される、上部プーリ１０１ｂおよび下部プーリ１０２ｂに巻き掛けられるワイヤロープ１０３ｂおよび二次導体ベルト４１の一部とが、それぞれ、乗りかご１０４ａに設けられる一対の連結部１０５ａの一方および他方に取り付けられる。また、上部プーリ１０１ａおよび下部プーリ１０２ａに巻き掛けられるワイヤロープ１０３ａおよび二次導体４１の他の一部と、この他の一部と同方向に駆動される、上部プーリ１０１ｂおよび下部プーリ１０２ｂに巻き掛けられるワイヤロープ１０３ｂおよび二次導体ベルト４１の他の一部とが、それぞれ、乗りかご１０４ｂに設けられる一対の連結部１０５ｂの一方および他方に取り付けられる。これにより、乗りかご１０４ａ，１０４ｂは、図示されない昇降路内において二次導体ベルト４１およびワイヤロープ１０３ａ，１０３ｂによって吊られる。また、二次導体ベルト４１およびワイヤロープ１０３ａ，１０３ｂが駆動されると、乗りかご（１０４ａ，１０４ｂ）が、一つの昇降路内において、互いに上下反対方向へ移動する。

　図２は、図１のエレベーターにおける上部プーリの付近の構成を示す。なお、図１における上部プーリ１０１ａ，１０１ｂの内、上部プーリ１０１ａのみを示す。なお、上部プーリ１０１ｂの付近の構成は、本図２に示す上部プーリ１０１ａの付近の構成と同様である。

　図２に示すように、上部プーリ１０１ａには、複数（図２では２本）のワイヤロープ１０３ａが巻き掛けられるとともに、２本のワイヤロープ１０３ａの間に二次導体ベルト４１が巻き掛けられる。ワイヤロープ１０３ａは、鋼線からなる公知のエレベーター用ロープである。二次導体ベルト４１は、平板状かつベルト状の非磁性導体から構成される。

　本実施形態におけるリニア誘導モータ１は、両側式であり、三相巻線が施される一対の一次側コアを備える。一対の一次側コアは、所定の間隙を介して対向し、一次側コアの長手方向が、二次導体ベルト４１が上下に伸びる方向に沿うように、昇降路内に固定的に取り付けられる。二次導体ベルト４１は、一対の一次側コアの長手方向における上下端部間における、これら一次側コア間の間隙を通る。なお、本実施形態において、リニア誘導モータ１の一次側コアは、最上階（図１）よりも上方において乗りかごが到達しない空間に取り付けられる。

　リニア誘導モータ１の三相巻線には、インバータ２０１によって、可変周波数および可変電圧の三相交流電力が供給される。これにより、二次導体ベルト４１が駆動されて、乗りかごが駆動される。また、制御装置２０２は、上部プーリ１０１ａに回転可能に接続され上部プーリ１０１ａの回転を検出するロータリエンコーダの信号と、インバータ２０１から三相巻線への出力電流を検出する電流センサの信号とに基づいて、インバータ２０１を制御する。これにより、乗りかごの速度が制御される。

　後述するように、本実施形態におけるリニア誘導モータ１によれば、一次側コアの長手方向に直角な幅寸法を狭くすることができる。このため、図２に示すように、昇降路内でかつ２本のワイヤロープ１０３ａ間という狭隘な空間に、リニア誘導モータ１を設置することができる。

　図３は、本発明の一実施形態であるリニア誘導モータの構成を示す断面図である。なお、本図は、図１および図２に示されるエレベーターが備えるリニア誘導モータ１の長手方向（図３中のｘ方向）に沿った断面を示す。

　図３に示すように、リニア誘導モータ１は、所定の間隙を介して対向する一対の一次側コア１１と、これら一次側コア間の間隙内に位置する二次導体ベルト４１を備える。すなわち、本実施形態は、いわゆる両側式のリニア誘導モータである。両側式のリニア誘導モータは、二次導体に作用するが推力には寄与しない垂直力を低減できるので、図１のエレベーターのように直線状に伸びる二次導体を駆動する場合には好適である。

　一次側コア１１は、複数のティース１２を備え、図３に示すように櫛歯状の長手方向断面を有する。一対の一次側コア１１は、二次導体ベルト４１の直線状部分を対称軸として、二次導体ベルト４１の両側に線対称に配置される。従って、一方の一次側コア１１における各ティース１２の先端部の露出端面と、他方の一次側コア１１における各ティース１２の先端部の露出端面とが、互いにオーバーラップするように、対向する。

　一次側コア１１には、三相巻線が施される。三相巻線は、一次側コア１１の両端部付近に巻かれるコイル２２，２３、一次側コア１１の中央部を含む主要部（二次導体ベルト４１に推力を与える部分）に巻かれるコイル２１から構成される。コイル２１，２２，２３を構成する導線は、隣り合う２個のティース１２間の空間すなわちスロット１３内を通るとともに、一次側コア１１の幅方向（図中のｙ方向）外側を通る。コイル２１，２２，２３すなわち三相巻線における一次側コア１１の幅方向外側に位置する部分は、図示されないコイルエンドを構成する。

　隣り合う二個のティース１２間には、スロット１３の二次導体ベルト４１側の開口部を覆う磁性体である磁性楔３１が設けられる。本実施形態では、スロット１３の開口部が、磁性楔３１によって閉塞され、いわば全閉状態にある。これにより、コイル２１，２２，２３がスロット１３内に固定されるとともに、後述するように、磁束のスロットリプルを抑制してリニア誘導モータ１の効率を向上することができる。

　一次側コア１１は磁性体から構成される。好ましくは、一次側コア１１は、平面形状が図３に示すような櫛歯形状である電磁鋼板の積層体によって構成される。これにより、鉄損（渦電流損）を低減できる。

　本実施形態では、１スロット内において、コイル２２，２３の巻数をコイル２１の巻数よりも少なくしている（図３では、コイル２１の巻数の１／２）。これにより、いわゆる端効果、すなわち一次側コア１１の両端部における磁束分布の急激な変化に伴う推力の低下が抑制される。

　図４は、図３のリニア誘導モータにおける、主たる磁束の流れを示す。なお、図４は、三相巻線に三相交流が流れる場合の、ある一時点における磁束の流れを示す
　本実施形態では、図４に示すように、一対の一次側コア１１間の間隙に、磁極数３個で極ピッチがτの磁界が発生する。モータ磁束は、各一次側コア１１のティース１２と一次側コア１１間の間隙と二次導体ベルト４１を通って、各磁極の周りを循環するように流れる。これらの磁極は、三相交流電流の周波数および磁極数に応じた速さで、一次側コア１１の長手方向（図４中のｘ方向）に沿って移動する。これにより、二次導体ベルト４１に誘導電流が流れ、この誘導電流と、二次導体ベルト４１を通る磁束とによって、二次導体ベルト４１に推力が発生する。

　なお、磁極数および極ピッチは、リニア誘導モータの構成や所望の特性に応じて、三相巻線の構成によって適宜設定できる。

　図５は、図３のリニア誘導モータの部分断面図である。

　図５に示すように、一次側コア１１においては、一次側コア１１の長手方向に沿った所定のスロット幅ｗ_ｓのスロット（コイル２１が格納される空間）が、所定のスロットピッチτ_ｓで複数配置される。ここで、スロットピッチτ_ｓは、隣り合う２個のスロットの間隔であり、本実施形態では、ティース１２の一次側コア１１の長手方向に沿った幅を一定にしているので、スロット幅ｗ_ｓとティースの幅との和となる。また、二次導体ベルト４１は、一対の一次側コア１１間における所定のギャップ長Ｇ_ｔの間隙を通る。ここで、ギャップ長Ｇ_ｔは、対向するティース１２間、すなわち間隙において露出するティース１２の端面間の距離である。

　磁性楔３１は、楔状の磁性体であり、スロットの開口部に嵌めこまれ、スロットの開口を塞ぐ。本実施形態では、一対の一次側コア１１間の間隙において露出する磁性楔３１の端面は、間隙において露出するティース１２の端面と、実質同一の平面内に位置する。すなわち、一対の一次側コア１１の対向面は、凹凸が殆どなく、実質平坦面である。従って、本実施形態では、対向する磁性楔３１間、すなわち間隙において露出する磁性楔３１の端面間の距離は、実質、ギャップ長Ｇ_ｔに等しい。なお、本実施形態では、磁性楔３１の端面間の距離が、スロット幅の方向における磁性楔３１の略全領域においてギャップ長Ｇ_ｔに等しいので、磁性楔３１の構成が、ギャップ長Ｇ_ｔの設定にほとんど影響しない。

　磁性楔３１を構成する磁性体の比透磁率は、一次側コア１１を構成する磁性体（例えば、珪素鋼板などの電磁鋼板）の比透磁率よりも小さくすることが好ましく、例えば１～２桁の値（μ_ｓ（比透磁率）：１＜μ_ｓ＜１００）とする。これにより、磁束のスロットリプルを確実に抑制できる。なお、磁性楔３１を構成する磁性体として、例えば、鉄粉のような強磁性体の粉末とガラス樹脂のような樹脂との混合体や、強磁性体と非磁性体の混合体が適用できる。これにより、磁性楔の比透磁率を適宜調整することができる。

　なお、本発明者の検討によれば、磁性楔３１による磁束のスロットリプルの抑制効果は、後述するように、図４に示す極ピッチτ、図５に示すギャップ長Ｇ_ｔおよびスロット幅ｗ_ｓ並びにスロットピッチτ_ｓによって変化する。

　以下、磁性楔の作用効果に関する本発明者の検討結果について、図６ａ～１１を用いて説明する。

　図６ａおよび図６ｂは、両側式リニア誘導モータにおける磁束経路を示す。図６ａにおいては、スロット開口を塞ぐ楔状部材が、非磁性体からなる非磁性楔５１である。また、図６ｂにおいては、楔状部材が、本実施形態における磁性楔３１である。

　図６ａに示すように、楔状部材が非磁性楔５１である場合、磁束は、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の一方、間隙中の二次導体ベルト４１、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の他方を通る経路で流れる。非磁性楔５１を通る磁束経路は生じないので、磁束は、前述の経路に集中する。このため、磁束のスロットリプルが発生して、リニア誘導モータの効率が低下する。

　これに対し、図６ｂに示すように、楔状部材が磁性楔３１である場合、磁束の一部は、図６ａと同様の経路に加えて、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の一方、この一方のティースに隣接する磁性楔３１、間隙中の二次導体ベルト４１、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の他方に隣接する磁性楔３１、この他方のティース１２を通る経路で流れる。このため、間隙中の磁束が、対向する２つのティース１２間における集中が緩和され、ティース１２から隣接するスロットに向って横方向に広がる。このため、磁束のスロットリプルが低減され、リニア誘導モータの効率が向上する。また、リニア誘導モータを幅狭化する場合、ギャップ長を短くして、損失を増大することなく幅狭化による効率の低下を補償することができる。

　図７ａおよび図７ｂは、（極ピッチ／ギャップ長）を小さくした場合における磁束の経路を示す。図７ａにおいては、スロット開口を塞ぐ楔状部材が、非磁性体からなる非磁性楔５１である。また、図７ｂにおいては、楔状部材が、本実施形態における磁性楔３１である。

　ここで、極ピッチ（図４の「τ」）は、磁極数に関わり、従って移動磁界の速度に関わる。すなわち、極ピッチはリニア誘導モータの速度性能に関わるパラメータである。極ピッチは、一次側コアに施される三相巻線の構成に関わるので、一次側コアのスロット幅やティースの幅にも関わる。例えば、所定の長さの一次側コアにおける三相巻線の一構成では、隣り合う二つのティース１２の間隔が狭くなる。楔状部材を挟んだティース１２間の磁気抵抗は低減する。また、ギャップ長（図５の「Ｇ_ｔ」）は、間隙を挟んで対向する二つのティース１２間の磁気抵抗に関係する。従って、（極ピッチ／ギャップ長）は、隣り合うティース間の磁気抵抗と対向するティース間の磁気抵抗の比に対応する。

　図７ａに示すように、楔状部材が非磁性楔５１である場合、（極ピッチ／ギャップ長）を低減しても、磁束は、図６ａと同様に、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の一方、間隙中の二次導体ベルト４１、間隙を挟んで対向する２つのティース１２の他方を通る経路に集中して流れる。

　これに対し、楔状部材が磁性楔３１である場合、（極ピッチ／ギャップ長）を低減すると、隣り合うティース間の磁気抵抗の低減の度合いが対向するティース間の磁気抵抗の低減の度合いよりも大きくなるので、図７ｂに示すように、隣り合うティース間に磁性楔３１を経由する磁束の経路が生じる。この経路を流れる磁束は、二次導体ベルト４１を通らないので、リニア誘導モータの推力に寄与しない。従って、このような磁束量が増えると、磁性楔を設けても、リニア誘導モータの効率向上が制限される。

　このように、本発明者の検討によれば、両側式のリニア誘導モータの一次側コアに磁性楔を設ける本実施形態では、磁性楔を設けて確実にリニア誘導モータの効率を向上するには、一次側コアの構成について考慮を要する。

　図８は、片側式のリニア誘導モータにおける磁束経路を示す。なお、楔状部材は非磁性楔５１である。

　図８に示すように、二次導体ベルト４１に磁性体板５２が裏打ちされているため、磁束は、ティース１２と二次導体ベルト４１の間隙において、ティース１２から隣接するスロットに向って横方向に広がる。従って、片側式のリニア誘導モータでは、磁束のスロットリプルは生じ難い。また、図中の非磁性楔５１を磁性楔に替えた場合、前述の図７ｂのように、磁性楔を介して隣り合うティース１２間に推力に寄与しない磁束が流れてしまう。

　このように、本発明者の検討によれば、磁性楔は、本実施形態のような両側式のリニア誘導モータにおいて有効である。

　図９ａは、本実施形態における磁性楔を適用する一実施例における磁束分布（図中の実線）を示す。縦軸は、一対の一次側コア間の間隙におけるギャップ磁束密度を表し、横軸は、リニア誘導モータの長手方向に沿った位置を表す。なお、比較例として、実施例における磁性楔を非磁性楔に替えた場合の磁束分布を破線で示す。

　図９ａに示すように、磁性楔を用いると、磁束密度の空間的変動、すなわち磁束のスロットリプルが低減される。

　図９ｂは、本実施形態における磁性楔を適用する一実施例における二次導体ベルトに流れる誘導電流の分布（図中の実線）を示す。縦軸は、二次導体電流密度を表し、横軸は、リニア誘導モータの長手方向に沿った位置を表す。なお、比較例として、実施例における磁性楔を非磁性楔に替えた場合の電流分布を破線で示す。

　図９ｂに示すように、磁性楔を用いると、図９ａに示す磁束のスロットリプルの低減に応じて、二次導体ベルトに流れる誘導電流の空間高調波が低減する。これにより、二次導体ベルトに発生する損失が低減される。

　図１０は、磁性楔を適用した場合の推力と磁性楔を適用しない場合の推力の比と、（極ピッチ／ギャップ長）との関係を示す。縦軸は、推力比を表し、横軸は、（極ピッチ／ギャップ長）を表す。ここで、推力比は、（磁性楔を適用した場合の推力／磁性楔を適用しない場合の推力）である。なお、磁性楔を適用しない場合とは、非磁性楔を用いる場合のほか、楔状部材を用いない場合、すなわちスロット開口部が塞がれずに開放されている場合でも良い。

　上述のように（図７ａ）、磁性楔を設けて確実にリニア誘導モータの効率を向上するには、一次側コアの構成について考慮を要する。一次側コアの構成を表す一つのパラメータである（極ピッチ／ギャップ長）については、図１０に示すように、（極ピッチ／ギャップ長）によっては、磁性楔を設けても推力が低下してしまう場合があり得る。本実施形態では、図１０においては、（極ピッチ／ギャップ長）が６よりも小さくなると、推力比が１よりも小さくなる。従って、（極ピッチ／ギャップ長）は６よりも大きくすることにより、確実に効率を向上することができる。なお、本発明者の検討によれば、より実効的に効率を向上するためには、（極ピッチ／ギャップ長）を１０よりも大きくすることが好ましい。

　図１１は、磁性楔を適用した場合の推力と磁性楔を適用しない場合の推力の比と、（スロット幅／スロットピッチ）との関係を示す。スロット幅およびスロットピッチは、それぞれ、図５に示すｗ_ｓおよびτ_ｓである。図１１において、縦軸は、図１０と同様に推力比を表し、横軸は、（スロット幅／スロットピッチ）を表す。

　本発明者の検討によれば、（スロット幅／スロットピッチ）は、一次側コアのサイズ（本実施形態では長さ寸法）と推力の設計的バランスを表す一つの指標となり得る。本発明者の検討によれば、（スロット幅／スロットピッチ）としては０．５が好ましいが、所望の一次側コアのサイズおよび推力に応じて、図示の範囲において適宜設定できる。

　図１１に示すように、推力比は（スロット幅／スロットピッチ）によって変化する。図示す範囲の（スロット幅／スロットピッチ）では、推力比は１よりも大きく、確実に効率を向上できる。

　図１２～１７は、磁性楔の変形例を示す。各図は、リニア誘導モータの部分断面図である。なお、各図において、磁性楔以外のリニア誘導モータの構成は、上述の実施形態（図３）と同様である。

　図１２～１４において、磁性楔３１は、一次側コアから、一対の一次側コア間の間隙内へ突出する部分を有する。すなわち、図１２～１４に示すように、間隙に露出する磁性楔３１の先端面Ａ間の距離ｇは、対向するティース１２間、すなわち間隙において露出するティース１２の端面Ｂ間の距離、すなわちギャップ長Ｇ_ｔよりも小さい（ｇ＜Ｇ_ｔ）。

　図１２に示す磁性楔３１の、間隙に向かう露出面は、スロット幅の方向、すなわち一次側コアの長手方向における磁性楔３１の幅方向（以下、単に「幅方向」と記す）の全体において、ティース１２の露出面を含む平面から間隙内へ突出する。すなわち、磁性楔３１の露出面全体が先端面であるため、磁性楔３１の露出面全体について、上述のｇ＜Ｇ_ｔの関係がある。

　図１３に示す磁性楔３１の、間隙に向かう露出面は、磁性楔３１の幅方向における中央部と、中央部の左右両側部との内、中央部の露出面Ａのみが間隙内へ突出する。すなわち、中央部の露出面が先端面Ａであるため、磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面については、上述のｇ＜Ｇ_ｔの関係がある。なお、磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面Ａ’間の距離は、ギャップ長Ｇ_ｔに等しい。

　磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面Ａ’間の距離をｇ’とすれば、図１３の変形例では、ｇ’＝Ｇ_ｔである。これに限らず、ｇ＜ｇ’＜Ｇ_ｔとなるように、ｇ’を設定しても良い。

　図１４に示す磁性楔３１の、間隙に向かう露出面は、磁性楔３１の幅方向における中央部と、中央部の左右両側部との内、左右両側部の露出面Ａのみが間隙内へ突出する。すなわち、左右両側の露出面が先端面Ａであるため、磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面については、上述のｇ＜Ｇ_ｔの関係がある。なお、磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面Ａ’間の距離は、ギャップ長Ｇ_ｔに等しい。

　磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面Ａ’間の距離をｇ’とすれば、図１４の変形例では、ｇ’＝Ｇ_ｔである。これに限らず、ｇ＜ｇ’＜Ｇ_ｔとなるように、ｇ’を設定しても良い。

　図１５～１７において、磁性楔３１は、間隙に向って露出する磁性楔３１の表面のすくなとも一部がスロット内に位置する。すなわち、図１５～１７に示すように、スロット内に位置する表面Ｃ間の距離ｇは、間隙において露出するティース１２の端面Ｂ間の距離、すなわちギャップ長Ｇ_ｔよりも大きい（ｇ＞Ｇ_ｔ）。

　図１５に示す磁性楔３１の間隙に向かう露出面は、磁性楔３１の幅方向の全体において、スロット内に位置する。すなわち、磁性楔３１の露出面全体について、上述のｇ＞Ｇ_ｔの関係がある。

　図１６に示す磁性楔３１の間隙内に向かう露出面は、磁性楔３１の幅方向における中央部と、中央部の左右両側部との内、中央部の露出面Ｃのみがスロット内に位置する。すなわち、磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面については、上述のｇ＞Ｇ_ｔの関係がある。なお、磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面Ｃ’間の距離は、ギャップ長Ｇ_ｔに等しい。

　磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面Ｃ’間の距離をｇ’とすれば、図１６の変形例では、ｇ’＝Ｇ_ｔである。これに限らず、ｇ＞ｇ’＞Ｇ_ｔとなるように、ｇ’を設定しても良い。

　図１７に示す磁性楔３１の間隙内に向かう露出面は、磁性楔３１の幅方向における中央部と、中央部の左右両側部との内、左右両側部の露出面Ａのみがスロット内に位置する。すなわち、磁性楔３１の幅方向の左右両側部の露出面については、上述のｇ＞Ｇ_ｔの関係がある。なお、磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面Ｃ’間の距離は、ギャップ長Ｇ_ｔに等しい。

　磁性楔３１の幅方向の中央部の露出面Ｃ’間の距離をｇ’とすれば、図１７の変形例では、ｇ’＝Ｇ_ｔである。これに限らず、ｇ＞ｇ’＞Ｇ_ｔとなるように、ｇ’を設定しても良い。

　図１２～１７の変形例の磁性楔によっても、上述の実施形態と同様に、磁束をティース１２から隣接するスロットに向って横方向に広げることができる。このため、磁束のスロットリプルが低減され、リニア誘導モータの効率が向上する。

　さらに、図１２～１４の変形例の磁性楔によれば、磁束をティース１２から隣接するスロットに向って横方向に確実に広げることができる。また、図１５～１７の変形例の磁性楔によれば、磁性楔の構造を考慮せずに、ギャップ長Ｇ_ｔを容易に設定することができる。

　一次側コアや二次導体ベルトの構成、所望のリニア誘導モータの性能に応じて磁束分布を調整するために、本実施形態および図１２～１７の磁性楔を適宜選択して用いることができる。

　なお、図１２～１７の変形例に限らず、間隙に向って露出する磁性楔３１の表面の一部が間隙内に突出するとともに、他の一部がスロット内に位置するような変形例も可能である。

　上述のように、本実施形態並びにその変形例によれば、両側式のリニア誘導モータの一対の一次側コアの間隙における磁束のスロットリプルが低減され、二次導体ベルトに発生する高調波電流を低減できる。これにより、両側式のリニア誘導モータの効率を向上することができる。また、本実施形態並びにその変形例によれば、効率を低下することなく、両側式のリニア誘導モータを幅狭化にすることができる。また、両側式のリニア誘導モータによって駆動されるエレベーターを省スペース化および高効率化することができる。

　なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

　例えば、エレベーターの構成は、図１の構成に限らず、乗りかごとつり合いおもりがロープおよび二次導体ベルトによってつるべ式に吊られる構成でもよい。

　また、一対の一次側コアの外部において、一次側コアの長手方向の両端部に隣接して、二次導体ベルトを、一対の一次側コア間の間隙内へ案内するために、ガイドローラのような案内手段を設けてもよい。

　また、磁性楔に替えて、ティースの一部をスロット幅方向へ延ばして、スロットの開口部を覆ってもよい。この場合、スロットをいわゆる半閉型にすることが好ましい。

　また、図１２～１４に示す磁性楔３１における間隙内への突出部を非磁性体に替えることにより、間隙内における二次導体ベルトの位置を安定化するための案内手段としてもよい。

１…リニア誘導モータ、１１…一次側コア、１２…ティース、１３…スロット、２１，２２，２３…コイル、３１…磁性楔、４１…二次導体ベルト、５１…非磁性楔、５２…磁性体板、１０１ａ，１０１ｂ…上部プーリ、１０２ａ，１０２ｂ…下部プーリ、１０３ａ，１０３ｂ…ワイヤロープ、１０４ａ，１０４ｂ…乗りかご、１０５ａ，１０５ｂ…連結部、２０１…インバータ、２０２…制御装置、２０３…ロータリエンコーダ、２０４…電流センサ

Claims

　一対の一次側コアと、
　前記一対の一次側コアの間の間隙の内を通るベルト状の二次導体と、
を備えるリニア誘導モータにおいて、
　前記一次側コアは、
　複数のティース部と、
　前記複数のティース部に隣接し、巻線が設けられる複数のスロットと、
を備え、
　前記スロットの開口部は、磁性体によって覆われていることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　（極ピッチ／ギャップ長）が６より大であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　（極ピッチ／ギャップ長）が１０より大であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　（スロット幅／スロットピッチ）が０．５であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項２乃至４のいずれか一項に記載のリニア誘導モータにおいて、
　推力が、前記磁性体を非磁性体に替えた場合に比べて、大きくなることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体の透磁率は、前記一次側コアを構成する磁性体の透磁率よりも小さいことを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項６に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体の比透磁率μ_ｓは、１＜μ_ｓ＜１００であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項７に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記一次側コアを構成する前記磁性体が電磁鋼板の積層体であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記一次側コアにおける前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体の前記間隙に向かう露出面の間の距離がギャップ長に等しいことを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記一次側コアにおける前記前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体の前記間隙に向かう露出面の一部の間の距離がギャップ長よりも小さいことを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記一次側コアにおける前記前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体の前記間隙に向かう露出面の一部の間の距離がギャップ長よりも大きいことを特徴とするリニア誘導モータ。
　請求項１に記載のリニア誘導モータにおいて、
　前記前記スロットの前記開口部を覆う前記磁性体が磁性楔であることを特徴とするリニア誘導モータ。
　リニア誘導モータによって乗りかごが昇降駆動されるエレベーターにおいて、
　前記リニア誘導モータは、
　一対の一次側コアと、
　前記一対の一次側コアの間の間隙の内を通るベルト状の二次導体と、
を備え、
　前記一次側コアは、
　複数のティース部と、
　前記複数のティース部に隣接し、巻線が設けられる複数のスロットと、
を備え、
　前記スロットの開口部は、磁性体によって覆われ、
　前記乗りかごは、前記二次導体によって昇降路内において吊られることを特徴とするエレベーター。