JP4304168B2 - 永久磁石同期高速無歯車牽引機 - Google Patents

Description

本発明は、エレベーター駆動システム用の牽引機の構造、特に、永久磁石同期無歯車牽引機の構造に関連したものであり、エレベーターの技術分野に属する。

従来の永久磁石同期無歯車牽引機は、永久磁石同期モーター及び牽引車輪などによって構成されたもので、牽引車輪が回転軸を介して、永久磁石同期モーターの回転子の一端に取り付けられて、片持ち梁式の状態となる。従来のエレベーターは、すべて１台のモーター及び牽引車輪などによって構成された牽引機を使用しており、エレベーターの積載能力が小さく、強力な牽引力を必要とする高速エレベーター用牽引機の要求に応えられない。乗員者数が多いとすぐに重量オーバーとなり、すでに乗った人が降りなければならないケースがよく起こる。時間が無駄となり、仕事に悪影響を与えてしまう。一方、エレベーターを取付ける時に、通常の永久磁石同期無歯車牽引機が扁平な形状を有するため、それを引っ張って固定する支え台が必要となり、工事が複雑・面倒で時間や手間がかかり、美観を損なう。

また、従来の永久磁石同期無歯車牽引機は、エレベーターが運転される時に、牽引車輪が片持ち梁式のように荷重を受け、モーターの回転子の軸と牽引機の軸がトルクを受け、その回転軸とハウジングに変形を容易にもたらし、振動及び低周波数の騒音を引き起こし易くなる。したがって、モーターの軸受けには早期に磨耗が発生し、システム全体の運転品質が低下することになり、牽引機及びエレベーターの使用寿命にも悪影響を与えるという問題があった。今日、高層ビルの建築が益々多くなり、またどんどん高くなっている。よって、１台のみのモーターによる駆動のエレベーターはスピードが遅くて上下往復する時間が長く、また、途中で乗降する人もいるため、非常に時間がかかり、現代社会のニーズに応えなくなりつつある。エレベーターの運転速度を高めることは、研究開発及び生産現場にとって差し迫っている課題である。

本発明は、パワーの大きい永久磁石同期高速無歯車牽引機を提供することを目的とする。

本発明の目的は以下のように実現される。

本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機は、永久磁石同期モーターと、牽引車輪とを備える永久磁石同期高速無歯車牽引機であって、牽引機が２台の永久磁石同期モーターを有し、前記牽引車輪が２台の永久磁石同期モーターの回転軸の間に跨ってブリッジ型で取付けられる。

上記本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機にあっては、接触面上に互いに係合する円柱状の曲面をそれぞれ有する上部台座および下部台座からなって、牽引機を支持及び取付け調節するための第１及び第２の連結台座を、前記２台の永久磁石同期モーターの底部にそれぞれ設置し、第１の連結台座の円柱状の曲面の軸線方向と、第２の連結台座の円柱状の曲面の軸線方向とが互いに直交するように設置することが好ましい。

上記本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機にあっては、牽引車輪に取付け用部材が取り付けられ、牽引車輪は、一方の側にて一方の永久磁石同期モーターの回転軸と直接連結され、他方の側にて取付け用部材を介して他方の永久磁石同期モーターの回転軸と連結され、牽引車輪と取付け用部材との間に位置決め用の留め口が設置され、ボルトによって連結されることが好ましい。

上記本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機にあっては、互いに係合する凹凸部をそれぞれ有する上部台座および下部台座からなって、牽引機を支持及び取付け調節するための第１及び第２の連結台座を、前記２台の永久磁石同期モーターの底部にそれぞれ設置し、前記第１及び第２の連結台座をそれぞれ構成する上部台座と下部台座をボルトによって連結することが好ましい。

上記本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機にあっては、前記第１及び第２の各上部台座を、２台の永久磁石同期モーターの各ハウジングとそれぞれ固定連結することが好ましい。

上記本発明に基づく永久磁石同期高速無歯車牽引機にあっては、前記第１及び第２の連結台座の各下部台座を、支え台に溶接によって連結することが好ましい。

本発明は、構造が合理的かつ簡単であり、生産及び製造し易く、取付け調節が便利である。日本から輸入した安川社により生産した永久磁石同期モーターを使用し、動力源とする場合、モーターを２台使用し、牽引車輪をそれらの間に取付けるように設計し、２台のモーター（１台が時計回り、もう一台が反時計回り）が同時に動作し、コンバーターによる変速方式を用いて、強い動力を必要とする高速エレベーター用牽引機の需要に対応することができる。牽引車輪を２台のモーターの間に置くことは、従来の１台のみのモーターで片持ち梁式のように荷重を受ける方式から荷重能力の強いブリッジ構造すなわち両持ち梁式構造（２台のモーターが同時に荷重を受ける）へと変換でき、エレベーターの運送能力や速度を高めることができる（例えば、３０人乗りの２０００ｋｇレベルの高速エレベーターに使用できる）。

２台のモーターの四つの軸受けに荷重が均一に動作するために、２台のモーターの底部に、各一対の凹凸円柱曲面接触型の連結台座（例えば、接触面上に互いに係合する凹凸状かつ円柱状の曲面をそれぞれ有する上部台座および下部台座からなって、牽引機を支持及び取付け調節するための連結台座）をそれぞれ設けて、１台のモーターに対して二つの点で荷重を受けるようにした。これより、２台のモーターは、四つの自在継ぎ手のような凹凸円柱曲面接触型の連結台座によって、牽引機が荷重を受ける時に巧妙に四つの主軸受けを自動調整でき、荷重の均衡状態の下でスムーズに運転することができる。従って、エレベーターが運転時にモーターの回転軸と牽引車輪の回転軸の不均一な荷重を受け変形し、本体が振動することを避けると共に、低周波数の騒音の発生を防ぐこともできる。モーターの軸受けを保護し、早期の磨耗を避け、エレベーターの全体の運転品質を向上させ、牽引機及びエレベーターの使用寿命を長くすることができる。本発明はその応用を広める価値が高く、市場の将来性が良好なものである。

２台の薄型永久磁石同期モーター３Ａ，３Ｂの間に、牽引車輪６を取付ける。２台の薄型永久磁石同期モーター（１台が時計回り、もう一台が反時計回り）３Ａ，３Ｂのうちの一方の薄型永久磁石同期モーター３Ａの回転軸に牽引車輪６を直接取り付ける。他方の薄型永久磁石同期モーター３Ａの回転軸に予め取付け用部材２を取り付けておいた後、牽引車輪６を取付け用部材２に連結固定する。取付け用部材２は、円形のプレート部材である。

牽引車輪６及び取付け用部材２上にそれぞれ互いにマッチする位置決め用の留め口（勘合部、位置決め構造）を設け、牽引車輪６と取付け用部材２との軸線が同一直線上になることを保証する。留め口は、例えば、牽引車輪６及び取付け用部材２の一方の表面に形成された凹部と、牽引車輪６及び取付け用部材２の他方の表面の前記凹部に対応する位置に同凹部に勘合するように形成された凸部とからなる。複数のボルト５，５によって牽引車輪６と取付け用部材２とを連結固定する。２台の薄型永久磁石同期モーター３Ａ，３Ｂの各底部の両端に、牽引機を支持及び取付け調節するために一対の凹凸円柱曲面接触型の連結台座４Ａ，４Ａ，４Ｂ，４Ｂをそれぞれ設置する。

連結台座４Ａ，４Ａは、それぞれ接触面上に互いに係合する円柱状の曲面を有する上部台座４１Ａおよび下部台座４２Ａからなる。連結台座４Ｂ，４Ｂも、それぞれ接触面上に互いに係合する円柱状の曲面を有する上部台座４１Ｂおよび下部台座４２Ｂからなる。本実施形態においては、上部台座４１Ａ，４１Ｂの各下面に窪んだ凹上かつ円柱状の曲面がそれぞれ形成され、下部台座４２Ａ，４２Ｂの各上面に突出した凸状かつ円柱状の曲面がそれぞれ形成されている。しかし、これらと逆に、上部台座４１Ａ，４１Ｂの各下面に突出した凸状かつ円柱状の曲面をそれぞれ形成し、下部台座４２Ａ，４２Ｂの各上面に窪んだ凹上かつ円柱状の曲面をそれぞれ形成してもよい。さらに、上部台座４１Ａ，４１Ｂのうちの一方の各下面に窪んだ凹上かつ円柱状の曲面を形成するとともに他方の各下面に突出した凸状かつ円柱状の曲面を形成し、下部台座４２Ａ，４２Ｂのうちの一方の各上面に突出した凸状かつ円柱状の曲面を形成するとともに他方の各上面に窪んだ凹上かつ円柱状の曲面を形成してもよい。

一方の永久磁石同期モーター３Ａの底部には、凹凸円柱曲面接触型の連結台座４Ａが縦方向に設置され、すなわち円柱状の曲面の軸線方向が永久磁石同期モーター３Ａの回転軸の軸線と平行になるように配置されている。他方の永久磁石同期モーター３Ｂの底部には、凹凸円柱曲面接触型の連結台座４Ｂが横方向に設置され、すなわち円柱状の曲面の軸線方向が永久磁石同期モーター３Ａの回転軸の軸線と直角をなす方向に平行になるように配置されている。言い換えれば、連結台座４Ａ，４Ａと連結台座４Ｂ，４Ｂは、一方の連結台座４Ａ，４Ａの円柱状の曲面の軸線方向と、他方の連結台座４Ｂ，４Ｂの円柱状の曲面の軸線方向とが互いに直交するように設置されている。

凹凸円柱曲面接触型の連結台座４Ａ，４Ｂの上部台座４１Ａ，４１Ｂは、永久磁石同期モーター３Ａ，３Ｂのハウジング（外殻）と溶接によって連結されている。凹凸円柱曲面接触型の連結台座４Ａ，４Ｂの下部台座４２Ａ，４２Ｂは、支え台１とボルト７，７によって固定連結されている。

永久磁石同期高速無歯車牽引機は、迅速に電流追跡できるコンバーター（周波数可変装置）及び高精度の速度センサー（エンコーダー）を用いて、フィードバック制御によって、同期的に回転し、直流モーターと同様なリニア性を有する。トルク固定と速度調整可能な永久磁石同期モーター３Ａ，３Ｂがスムーズに牽引車輪を直接駆動し、牽引車輪と鋼ロープの間の摩擦によってエレベーターのボックスを上下運動させる。

本発明の構造を示す見取り図である。 図１の断面図である。

符号の説明

１・・・支え台、２・・・取付け用部材、３・・・永久磁石同期モーター、４・・・連結台座、５，７・・・ボルト、６・・・牽引車輪。

Claims (4)

1. 永久磁石同期モーターと、牽引車輪とを備える永久磁石同期高速無歯車牽引機であって、牽引機が２台の永久磁石同期モーターを有し、前記牽引車輪が２台の永久磁石同期モーターの回転軸の間に跨ってブリッジ型で取付けられ、かつ
   接触面上に互いに係合する円柱状の曲面をそれぞれ有する上部台座および下部台座からなって、牽引機を支持及び取付け調節するための第１及び第２の連結台座を、前記２台の永久磁石同期モーターの底部にそれぞれ設置し、第１の連結台座の円柱状の曲面の軸線方向と、第２の連結台座の円柱状の曲面の軸線方向とが互いに直交するように設置することを特徴とする永久磁石同期高速無歯車牽引機。
2. 牽引車輪に取付け用部材が取り付けられ、牽引車輪は、一方の側にて一方の永久磁石同期モーターの回転軸と直接連結され、他方の側にて取付け用部材を介して他方の永久磁石同期モーターの回転軸と連結され、牽引車輪と取付け用部材との間に位置決め用の留め口が設けられ、ボルトによって連結されることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期高速無歯車牽引機。
3. 前記第１及び第２の連結台座をそれぞれ構成する上部台座と下部台座をボルトによって連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石同期高速無歯車牽引機。
4. 前記第１及び第２の連結台座の各上部台座を、２台の永久磁石同期モーターの各ハウジングとそれぞれ固定連結し、かつ
   前記第１及び第２の連結台座の各下部台座を、支え台に溶接によって連結するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の永久磁石同期高速無歯車牽引機。

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