(57)【要約】【課題】  高効率、低トルクリップル、低騒音を達成することができる小型のエレベータ用巻上機を得る。【解決手段】  主索が巻き掛けられる綱車９と、この綱車を駆動するためにロータが綱車に設けられ、かつステータが巻上機固定部に設けられたモータと、綱車に制動力を付与するためのブレーキ装置１１とを備えたものにおいて、モータは、複数のトロイダル巻線を備えたトロイダル巻線モータであって、トロイダル巻線モータのロータ１２は、綱車を構成する第１のロータ９の内周面及び第１のロータの内側に所定の間隔を置いて配置された第２のロータ７の外周面にそれぞれ配置され、トロイダル巻線モータのステータ１３は、その一部が巻上機固定部に固定され、第１のロータ部の内周面と第２のロータの外周面との間に形成される空間内に収容配置される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主索が巻き掛けられる綱車と、この綱車を駆動するためにロータが綱車に設けられ、かつステータが巻上機固定部に設けられたモータと、綱車に制動力を付与するためのブレーキ装置とを備えたエレベータ用巻上機において、
前記モータは、複数のトロイダル巻線を備えたトロイダル巻線モータであって、
前記トロイダル巻線モータのロータは、前記綱車を構成する第１のロータの内周面及び第１のロータの内側に所定の間隔を置いて配置された第２のロータの外周面にそれぞれ配置され、
前記トロイダル巻線モータのステータは、その一部が前記巻上機固定部に固定され、前記第１のロータ部の内周面と前記第２のロータの外周面との間に形成される空間内に収容配置されたことを特徴とするエレベータ用巻上機。
【請求項２】
トロイダル巻線モータのロータは、綱車を構成する第１のロータの内周面両端部及び第２のロータの外周面両端部にそれぞれ配置され、
トロイダル巻線モータのステータは、その一部が巻上機固定部に両側にそれぞれ固定され、前記第１のロータ部の内周面両側と前記第２のロータの外周面両側との間に形成される少なくとも２つの空間内それぞれ収容配置されたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ用巻上機。
【請求項３】
綱車を構成する第１のロータの軸方向両端部に、それぞれブレーキディスクを取り付けたことを特徴とする請求項２記載のエレベータ用巻上機。
【請求項４】
綱車を挟んでその両側に軸受台を備え、トロイダル巻線モータのステータは、それぞれの軸受台に分割して取り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエレベータ用巻上機。
【請求項５】
綱車を挟んでその一方に軸受を、また他方に背面板を備え、トロイダル巻線モータのステータは、前記背面板側に取り付けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ用巻上機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータの乗りかごを昇降させるエレベータ用巻上機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータ用巻上機においては、径が幅よりも大きな薄型扁平ブラシレスＤＣモータを昇降路内に配置するエレベータ装置において、モータは固定子と回転子のギャップが径方向にあるラジアルギャップ型で、すべての固定子コイルを二つのティースにまたがらず一つのティースの回りに夫々巻いた所謂集中巻きとすることで、コイルエンドの張出しを小さくして薄型にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、他のエレベータ用巻上機としては、例えば、特許文献２〜４等が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７４７００号公報
【特許文献２】特開平９−１４２７６１号公報
【特許文献３】特開平１２−３０２３６０号公報
【特許文献４】特開平１−１８７１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のものは、集中巻モータの欠点であるトルクリップルを抑えるためにも極数を上げなければならないが、そうすると駆動周波数が高くなるため、制御が難しくなり、騒音が発生し易くなる。また、特許文献２記載のものは、薄型大径では、巻上機軸方向長さの中でコイルエンド長が占める割合が大きくなってしまい、銅損も大きくなる。また、特許文献３、４記載のものは、綱車の内側にアウターロータ形モータを内蔵する方式であるので、所要トルクが決まれば、通常のモータでは、効率と温度上昇、その他トルク特性を維持するためには、モータの径の２乗とその長さがほぼ決まってしまい、綱車の内側にモータを配置すると、現実的にはロープを巻き掛ける綱溝部の幅よりもモータが長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高効率、低トルクリップル、低騒音を達成することができる小型のエレベータ用巻上機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るエレベータ用巻上機においては、主索が巻き掛けられる綱車と、この綱車を駆動するためにロータが綱車に設けられ、かつステータが巻上機固定部に設けられたモータと、綱車に制動力を付与するためのブレーキ装置とを備えたものにおいて、モータは、複数のトロイダル巻線を備えたトロイダル巻線モータであって、トロイダル巻線モータのロータは、綱車を構成する第１のロータの内周面及び第１のロータの内側に所定の間隔を置いて配置された第２のロータの外周面にそれぞれ配置され、トロイダル巻線モータのステータは、その一部が巻上機固定部に固定され、第１のロータ部の内周面と第２のロータの外周面との間に形成される空間内に収容配置されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、モータは、複数のトロイダル巻線を備えたトロイダル巻線モータであって、トロイダル巻線モータのロータは、綱車を構成する第１のロータの内周面及び第１のロータの内側に所定の間隔を置いて配置された第２のロータの外周面にそれぞれ配置され、トロイダル巻線モータのステータは、その一部が巻上機固定部に固定され、第１のロータ部の内周面と第２のロータの外周面との間に形成される空間内に収容配置されているので、綱車軸方向の長さを小さくすることができ、最高レベルの小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明を実施するための実施の形態１におけるエレベータ用巻上機の概略構造を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータ用巻上機に用いられるトロイダル巻線モータの巻線部の構造を示す斜視図である。
図において、この発明のエレベータ用巻上機は、ベース１上にそれぞれ間隔を置いて両側に立設固定された巻上機固定部である軸受台ハウジング２と、この各軸受台ハウジング２の中央部に固定された軸受３と、この各軸受３に両端部を回転自在に支持された回転軸４と、この回転軸４の中央部に設けられたボス部５と、このボス部５の外側に放射状に設けられたスポーク６を介して支持された第２のロータを構成する内側環状体７と、この内側環状体７の外側に放射状に設けられかつ正面視がボビン状（臼状）のスポーク８を介して支持された第１のロータを構成する外側環状体から成る綱車９と、この綱車９の外周面に形成され、主索（図示せず）が巻き掛けられる綱溝９ａと、この綱車９の軸方向両端部にそれぞれ固定され、その外方周端部が制動面１０ａとなるブレーキディスク１０と、上記軸受台ハウジング２の外周端部の外方内側面に取り付けられ、制動面１０ａと対向するブレーキシュー１１ａが設けられたブレーキ装置１１と、上記綱車９の内周面の両端部及び内側環状体７の外周面の両端部にそれぞれ設けられたロータ磁石１２と、外方端部が上記軸受台ハウジング２の外周部内側面にそれぞれ固定され、内方端部が上記綱車９と内側環状体７との間に位置するボビン状（臼状）のスポーク８の両側部の凹部に収納され、かつ上記ロータ磁石１２間に配置されたトロイダル巻線モータのステータ１３とを備えた構成である。なお、図中、１４は回転軸４の一端部に取り付けられたエンコ−ダ、１５はエンコーダ取り付け台である。
【０００９】
上記トロイダル巻線モータのステータ１３は、図２に示すような構造のトロイダル巻線１３ａを備えており、ステータコアにエナメル線を巻き付けるため、コイルエンドが短い構成で済むものである。従って、一般的な集中巻きモータのように、極数とスロット数の組み合わせにあまり制限が無いので、高性能を確保することが容易である。そして、ステータの内周側と外周側にはそれぞれロータ磁石１２が配置されており、内外両側のギャップで駆動トルクを発生するので、従来の片側のみの場合に比べ、同じ径の通常のモータに対して、同じ効率で軸方向長さを約半分にすることができる。また、第１及び第２のロータから成る２つのロータの位相差を適切にずらせば、それぞれで発生するトルクリップルがキャンセルされて低トルクリップルとすることができる。
通常のモータでは、綱車の内側にモータを配置することは、現実的に困難であるが、トロイダル巻線モータのステータ１３によれば、上記のような特徴を持つことから、それが比較的容易である。図１に示すように、綱車９内部の構造物を極力縮めることにより、その部分にステータとロータ磁石を配置することができる。ステータは巻上機固定部である２つの軸受台ハウジング２に取り付けられ、その軸方向は綱車９の内部に入り込んだ構造である。また、ステータの内周側と外周側に界磁極を構成する永久磁石を、それぞれ第１のロータを構成する綱車９の内周側両端部と、第２のロータを構成する内側環状体７の外周側両端部に配置したものである。トロイダル巻線モータのステータ１３は、合計２つであり、それぞれの内周側と外周側に２つの界磁極が対応する構成であるので、位置関係や結線方法などにより、即ち、各２ロータのツインモータとして、高性能で多機能なものとなり得るものである。また、ブレーキディスク１０を綱車９の軸方向両端部に２枚取り付けて、ブレーキを分散して配置しているので、各個のブレーキは小型のものとなり、巻上機の外径を小さくすることができる。
【００１０】
実施の形態２．
図３は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概略構造を示す縦断面図である。
図３において、この発明のエレベータ用巻上機は固定軸の片持ち構造であり、片持ち構造で耐えられるよう軸荷重しか掛らないエレベータに適用できる。ベース（図示せず）に立設固定された巻上機固定部である背面板１６と、この背面板１６の一側中央部に固定された主軸１７と、この主軸１７の外周部に設けられた軸受３と、この軸受３に回転自在に支持された内側環状体７と、この内側環状体７の外側に一体的に支持された外側環状体から成る綱車９と、この綱車９の外周面に形成された綱溝９ａと、この綱車９の反背面板１６側の端部に固定され、その外方周端部が制動面１０ａとなるブレーキディスク１０と、制動面１０ａと対向するブレーキシュー１１ａが設けられたブレーキ装置１１と、上記綱車９の内周面及び内側環状体７の外周面にそれぞれ設けられたロータ１８と、外方端部が上記背面板１６の内側面に固定され、内方端部が上記綱車９と内側環状体７との間に形成された凹部に収納され、かつ上記ロータ１８間に配置されたトロイダル巻線モータのステータ１３とを備えた構成である。なお、図中、１４は主軸４の一端部に取り付けられたエンコ−ダである。
【００１１】
従って、この発明の実施の形態２のエレベータ用巻上機は、片持ち構造で耐えられるよう軸荷重しか掛らないエレベータに適用することができる。なお、上記した以外は、実施の形態１における動作、効果とほぼ同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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概略構造を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるエレベータ用巻上機に用いられるトロイダル巻線モータの巻線部の構造を示す斜視図である。
【図３】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概略構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  ベース
２  軸受台ハウジング（巻上機固定部）
３  軸受
４  回転軸
５  ボス部
６  スポーク
７  内側環状体（第２のロータ）
８  ボビン状のスポーク
９  綱車（第１のロータ）
１０  ブレーキディスク
１０ａ  制動面
１１  ブレーキ装置
１１ａ  ブレーキシュー
１２  ロータ磁石
１３  トロイダル巻線モータのステータ
１３ａ  トロイダル巻線
１４  エンコーダ    
１５  エンコーダ取り付け台
１６  背面板（巻上機固定部）
１７  主軸
１８  ロータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月31日(2004.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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