JPH09227038A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、つるべ式エレベーターの釣り合
い重りに設けられたリニアモータにかかり、騒音を軽減
し、効率的に冷却する冷却機構の改良に関する。 【解決手段】 移動子２に設けられ移動子２及び固定子
４をそれぞれ冷却する冷却ファン１ａ、１ｂ、１ｃ及び
５と、移動子２及び固定子４の温度を検知する温度セン
サ３、６と、この温度センサ３、６による検知信号によ
り冷却ファン１ａ、１ｂ、１ｃを駆動制御する制御手段
とを設けたものである。この発明によれば、固定子４を
も冷却しオーバーヒートを解消するとともに、モータ温
度すなわちモータの負荷に応じて冷却ファンを稼働制御
するので、効率的な電力の使用と、乗客への騒音低減が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はつるべ式エレベータ
ーの釣り合いおもりに設置されたリニアモータの改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、つるべ式エレベーターの釣り合
いおもりに設置されるリニアモータは、稼働時のオーバ
ーヒートを防ぐため冷却装置が設けられている。リニア
モータを構成する移動子（一次導体）には冷却ファンが
設けられ強制空冷されるが、固定子（二次導体）側は構
造上自然空冷とされていた。

【０００３】そこで、移動子の冷却ファンは、一般には
モータが停止していても常に動作状態となるように構成
され、仮にエレベータを停止させるべくモータが非稼動
状態になるときでも、オーバーヒートとならないようエ
レベーターの運行停止後の一定時間作動させ、冷却期間
を経て後停止するよう構成されていた。

【０００４】このように、従来のリニアモータは、エレ
ベーターの運行中は常時稼動状態にあったから、エレベ
ーターの負荷が少なく実際上冷却を必要としない場合で
も、移動子用の冷却ファンを運転し続けるよう構成され
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
リニアモータは、必ずしも冷却を必要としない場合で
も、移動子用冷却ファンは運転していたので、冷却ファ
ンの運転音が同じ昇降路内のエレベーターカゴ内乗客に
騒音として聞こえることがあった。

【０００６】また、冷却ファンがモータ稼働停止後の一
定時間経過を経て停止する場合、その一定時間はエレベ
ーターの負荷の軽重にかかわり無く設定されていたの
で、仮に重負荷によりモータが過熱状態にあっても、一
定時間経過後停止したので、移動子がオーバーヒートの
状態に陥ることがあった。

【０００７】また、固定子側も自然空冷であるため十分
に冷却されず損傷を受けることもあった。

【０００８】さらに、冷却ファンの常時稼動は、無駄な
電力の消費をも招くので改善が要望されていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、上記従
来の課題を解決するためになされたもので、第１の発明
は、つるべ式エレベーターの釣り合いおもりに設置され
たリニアモータにおいて、移動子に設けられ移動子及び
固定子を冷却する冷却ファンと、前記移動子及び前記固
定子の温度を検知する温度センサと、この温度センサに
よる検知信号により前記冷却ファンを駆動制御する制御
手段とを具備することをを特徴とする。

【００１０】このように、検知温度に応じて冷却ファン
を作動させるので、移動子及び固定子のオーバーヒート
を回避できるとともに、不必要な稼動も抑制され、カゴ
内乗客への騒音も軽減できる。

【００１１】第２の発明は、つるべ式エレベーターの釣
り合いおもりに設置されたリニアモータにおいて、移動
子及び固定子の温度をそれぞれ検知する温度センサと、
前記エレベーターの稼働時間情報とエレベーターカゴの
荷重情報とからモータ発熱量を算出しその発熱量に対応
する温度を算出する演算手段と、この演算手段により算
出された温度と前記温度センサによる検知温度との差を
求める比較手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】従って、この発明によれば、演算手段と比
較手段とを設けたことにより、比較手段の出力から、演
算手段による計算で予測された温度と、温度センサによ
る検知温度との差異を知り得るので、温度センサの故障
や異常動作の有無を判断することができ、保守点検が容
易となる。

【００１３】第３の発明は、つるべ式エレベーターの釣
り合いおもりに設置されたリニアモータにおいて、移動
子に設けられ固定子と移動子の温度を各別にそれぞれ検
知する複数の温度センサと、この複数の温度センサによ
りそれぞれ対応して検知された温度情報を比較する比較
手段とを具備することを特徴とする。

【００１４】従って、この発明によれば、複数の温度セ
ンサを設け、系を２重にし、各センサーからの温度情報
を比較する手段を設けたので、その比較差を検知するこ
とにより、いずれかの温度センサ系統の異常を検知でき
るので、リニアモータの的確な保守点検が可能となり信
頼性を高めることができる。

【００１５】第４の発明は、つるべ式エレベーターの釣
り合いおもりに設置されたリニアモータにおいて、前記
エレベーターの稼働時間情報とエレベーターカゴの荷重
情報とからモータ発熱量を算出しその発熱量に対応する
温度を算出する演算手段と、移動子と固定子を冷却する
ように移動子に設けられるとともにこの演算手段によっ
て算出された温度に対応して制御される冷却ファンとを
具備し、前記演算手段によって計算された温度に応じて
モータ駆動制御されることを特徴とする。

【００１６】従って、この発明によれば、リニアモータ
の異常温度上昇が検知されたとき、自動的に起動制御さ
れるので、リニアモータのオーバーヒートによる事故を
未然に回避できるとともに、演算手段によって計算され
た温度に応じて冷却ファンを制御するので、冷却ファン
による無駄な電力消費を抑制できるとともに、冷却ファ
ンの運転によるカゴ内騒音も軽減することができる。

【００１７】第５の発明は、つるべ式エレベーターの釣
り合いおもりに設置されたリニアモータにおいて、移動
子と固定子を冷却するように移動子に設けられた冷却フ
ァンと、この冷却ファンの駆動を前記エレベーターに設
けられた制御装置から供給されるかご位置信号に応じて
制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１８】従って、かご位置に応じて冷却ファンをＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御等を行うので、例えばかごに近付いたと
きに冷却ファンの回転速度を低下させることができ、冷
却ファン運転音のカゴ内乗客への影響を軽減することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明によるリニアモー
タの一実施の形態を図１ないし図７を参照し、詳細に説
明する。

【００２０】すなわち、図１は円筒型のリニアモータを
示す側面図で、複数の移動子用冷却ファン１（１ａ、１
ｂ、１ｃ）はモータの移動子（一次導体）２を冷却し、
また、移動子用温度センサ３は移動子２の表面温度を計
測するようにそれぞれ取り付けられている。

【００２１】また移動子２には、リニアモータの固定子
４を冷却するための固定子用冷却ファン５が取り付けら
れ、固定子用温度センサ６はその固定子４の温度を検出
するように、固定子４近くの移動子２上面に取り付けら
れている。また、釣り合いおもり７の側面にも温度セン
サ８が取り付けられ、このリニアモータが昇降する昇降
路内の温度が検知されるように構成されている。

【００２２】移動子２及び固定子４からなるリニアモー
タの負荷が一定である場合は、モータの発熱量はほぼ一
定値に保持される。従って、リニアモータ自体の放熱条
件に変化がなく、各冷却ファン１、５のモータが一定回
転数で連続的に稼働しているとすれば、稼働中のリニア
モータ各部の温度はほぼ一定値で飽和する。

【００２３】図２（ａ）は、リニアモータ稼働時間に対
して、各温度センサによって測定される、各部の温度特
性を示しており、通常は、移動子２（温度センサ３）、
固定子４（温度センサ６）、釣り合いおもりまたは昇降
路内温度（温度センサ８）の順番で温度が低い値を示す
ことを表している。従って、固定子用温度センサ６の測
定値は、正常時は移動子用温度センサ３の測定値と、釣
り合いおもり７の温度センサ８の測定値の間をたどる傾
向を示す。

【００２４】ところが、各温度センサ３、６、８自体が
故障したり、各温度センサ３、６、８による検知信号が
伝送される伝送線路上に不具合が生ずるとそのような各
温度センサ３、６、８間の温度特性関係が崩れることが
ある。

【００２５】例えば、固定子５用の温度センサ６が故障
し、その結果、図２（ｂ）に示すように、温度センサ６
の測定値が温度センサ３と温度センサ８の測定値の間か
ら離脱することがあり、この現象を検知することより温
度センサ６の系に何らかの異常が発生したことを検知す
ることができる。

【００２６】また、モータの負荷が大となると当然なが
らモータの発熱量が増し、モータ自体の温度が上昇す
る。モータの負荷の量はエレベーターカゴの荷重量と稼
働時間にほぼ比例するから、これらカゴの荷重量と稼働
時間数からモータの負荷を計算することができる。図３
は、そのリニアモータの負荷に対する移動子の温度特性
を示した図である。図示のように、計算によりモータの
負荷に対する温度予測値１１を、計算誤差の許容範囲内
（誤差上限１１ａ及び誤差下限１１ｂ）に描くことがで
きる。

【００２７】そこで、例えば移動子用温度センサ３によ
るモータ温度の実測値１２と、リニアモータの負荷から
予測されるモータ温度予測値１１と比較し、図示のよう
に、その相関が大きく崩れた場合、温度センサ系に異常
が生じたと判断することができる。

【００２８】このように、一方では温度センサ３及び６
により移動子２及び固定子４の温度をそれぞれ検知し、
他方ではエレベーター制御装置から伝送されるエレベー
ターの稼働時間情報とエレベーターカゴの荷重情報とか
らモータ発熱量を算出しその発熱量に対応する温度を算
出する。そこでエレベーター負荷に対応して算出された
温度と、前記温度センサによる検知温度との差を比較手
段で求めることによって、温度センサ系に異常が生じた
かどうかを判断することができる。

【００２９】図４はリニアモータの制御回路構成図で、
図示しないエレベータカゴに設けられたかご荷重検知器
１３からは、かご荷重信号ａが伝送信号ケーブルを介し
て、エレベーター制御装置１４に供給され、制御装置１
４はそのかご内荷重信号ａからかごの荷重量ｂを得ると
ともに、そのかご荷重信号ｂとエレベーターの稼働時間
信号ｃをリニアモータの演算回路１５に供給する。演算
回路１５は、その制御装置１４からのかごの荷重量ｂと
エレベーターの稼働時間情報ｃとからエレベーターの負
荷に対応したリニアモータの発熱量を計算するととも
に、その発熱量に対応した温度ｄを変換算出し、比較検
出回路１６に供給する。比較検出回路１６は演算回路１
５からのモータの負荷に対応した温度ｄと、移動子２及
び固定子４の各温度センサ３、６による検知温度ｅ、ｆ
との供給を受け、比較検出し、その差の信号ｇを判定回
路１７に供給する。判定回路１７はその比較検出差の信
号ｇとを基準レベル設定回路１８で予め設定された許容
誤差範囲の基準信号ｈと比較し、一定の基準信号レベル
を越えたときに、比較判定出力ｉを導出し、温度センサ
系に異常が生じたと判断する。

【００３０】つまり、温度センサ３、６によるモータ
（移動子、固定子）の実測値１２（ｅ、ｆ）が、モータ
温度予測値１１（ｄ）とその許容誤差範囲（１１ａ〜１
１ｂ）の間にあるときは判定回路１７において正常状態
であると判断されるが、もしもモータ実測値１２（ｅ，
ｆ）が許容誤差範囲の基準信号ｈ（１１ａ〜１１ｂ）を
逸脱した場合は、リニアモータの実温度に即さないとし
て、センサ系の異常と判断することができ、リニアモー
タの信頼度を確保することができる。

【００３１】また、図４の構成図で、移動子２に設けた
各温度センサ３、６をそれぞれ複数個の温度センサで構
成し、固定子２と移動子４の温度を各別にそれぞれ検知
し、この複数の温度センサによりそれぞれ対応して検知
された温度情報を比較検出回路１６で比較することで、
センサ系を２重化し、両者の比較結果を監視するように
構成することができる。

【００３２】このように、複数の温度センサを設け、系
を２重にし、両者を比較監視することによって、いずれ
かの温度センサ系の異常が生じたときには、判定回路１
７により直ちに判定できるので、リニアモータ運用時の
信頼度を高めることができる。

【００３３】次に、図５はリニアモータの温度と冷却フ
ァン１、５及びエレベーターの運転モードとの関係を示
す図である。モータの移動子２には風冷の冷却ファン１
を３台（１ａ、１ｂ、１ｃ）設置してあるものとする。
モータの温度が十分低い場合は冷却ファン１による冷却
は必要とはしないが、移動子２の温度上昇に応じて、つ
まりモータ温度のしきい値１を超えたとき１台、しきい
値２を超えたとき２台、しきい値３を超えたとき３台と
いうように、冷却ファン１を温度に応じて稼働する台数
を制御するものである。

【００３４】さらに、モータ温度がさらに上昇してしき
い値４を超えた場合は、冷却ファン１は３台全て稼働状
態とした上、エレベーターの起動回数を抑制し、モータ
の発熱量を押さえるよう制御する。更に温度が上昇しし
きい値５に到達したときは、モータの発熱が許容限界に
達したとし、エレベーターを停止させ、モータのオーバ
ーヒートを回避する。このように、リニアモータの運転
モードを温度センサ３、６による検知温度に対応して選
択変更するので、オーバーヒートを回避するとともに効
率的な電力の使用が可能となる。

【００３５】なお、上記説明は、モータの移動子２の温
度センサ３を使用した場合を例に説明したが、固定子用
の冷却ファン５にも同様に適用できるとともに、双方併
用するよう構成しても良い。

【００３６】以上は、移動子２、固定子あるいは釣り合
いおもり７の各温度センサ３、６、８の検出温度によっ
て、リニアモータの運転モードを制御することを説明し
たが、これら温度センサからの測定値を用いることなく
運転モードを選択制御することもできる。

【００３７】すなわち、図６は、温度センサ３、６、８
の測定値を用いることなく、図３及び図４で一部説明し
たモータの負荷とモータ温度予測値により、運転モード
を決める様子を示したものである。図示のように、モー
タ負荷の増加に従って、モータ自体の温度は上昇するか
ら、その温度上昇に対応して、冷却ファン１の運転台数
を選択するものである。もしも、この構成によれば、仮
に温度センサ系に異常が生じた場合でも、モータの負荷
変動によって生ずる温度上昇に対応したモータの冷却が
行われることから、効率的な冷却ファン１の稼働及び電
力消費が可能となる。

【００３８】また、リニアモータの冷却ファン１、４は
狭い昇降路内で作動するものであるから、できるだけそ
のファン回転による騒音が、エレベーターを利用してい
るカゴの乗客に聞こえないようにすることが望まれる。
上記この実施の形態でも、実際に冷却の必要性に応じた
冷却ファン１、４の運転が行われるから、従来に比較し
騒音は大幅に軽減される。

【００３９】しかしながら、つるべ式のエレベーターで
は、リニアモータと乗りカゴの相対位置関係は昇降位置
によって変化する。つまり、互いに接近する場合と、距
離が離れる場合がある。

【００４０】次の説明は、乗りカゴとリニアモータとの
間の相互距離に応じて、冷却ファンの稼働を変化させ、
乗客への騒音を更に軽減させるものである。

【００４１】すなわち、図７は各冷却ファン１、５の運
転音がカゴ内にて騒音となる場合に、かご位置によって
ファンの運転個数を変化させ、カゴ内騒音を抑制する方
法を説明する図である。すなわち、図７に示すように、
移動子に設けられた各冷却ファン１、５の運転稼働台数
をエレベーター制御装置１４からのかご位置信号を導入
することによって変化させるよう制御するものである。
かご位置信号は図示しないが巻き上げ機に連動するかご
位置パルス発生器からのパルス信号により生成される。

【００４２】図７では、冷却ファン１、５が最大３台運
転している場合を示す。最上階と最下階の停止階では、
乗りカゴとリニアモータとの間の距離が最も大きくな
る。従って、カゴ内の乗客には、冷却ファン１、５によ
る騒音の影響は少ないので、冷却ファン１、５を全台運
転することができる。しかし、乗りカゴとリニアモータ
が近づく中間の停止階付近では、乗りカゴとリニアモー
タとの間の距離が接近するので、制御回路により冷却フ
ァン１、５の稼働台数を減少ないし停止させることによ
り冷却ファン１、５運転音のカゴ内乗客への伝搬を抑制
ないしは停止することができる。

【００４３】上記のように本発明によれば、移動子ある
いは固定子に設置の温度センサによる検知温度によっ
て、冷却ファンを効率良く運転するものであり、無駄な
電力使用を避けることができるとともに、乗りカゴ内の
乗客への騒音も軽減することができる。また、リニアモ
ータの実際の運転負荷情報を取入れることにより、温度
センサー系の不具合も検知でき、信頼性の高いリニアモ
ータを提供することができる。

【００４４】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、移動子あ
るいは固定子に設置の温度センサによる検知温度によっ
て、冷却ファンを効率良く運転するものであり、無駄な
電力使用を避けることができるとともに、乗りカゴ内の
乗客への騒音も軽減できるものであり、実用上の効果大
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリニアモータの一実施の形態を示
す側面図である。

【図２】図１に示すリニアモータにおいて、モータの稼
働に対する温度センサによる検出温度特性図である。

【図３】図１に示すリニアモータにおいて、モータ負荷
とモータ温度予測値との相関関係図である。

【図４】図３に示すモータ負荷とモータ温度予測との相
関関係のもとに、温度センサによる実際の検出温度とを
比較し判定する回路構成図である。

【図５】図１に示すリニアモータにおいて、温度センサ
による検出温度と運転モードとの関係図である。

【図６】図１に示すリニアモータにおいて、モータ負荷
に対する冷却ファン稼働台数との関係を説明する図であ
る。

【図７】図１に示すリニアモータにおいて、エレベータ
ーかご位置と冷却ファン運転稼働台数との関係を説明す
る図である。

【符号の説明】

１、５ 冷却ファン ２ 移動子 ３、６、８ 温度センサ ４ 固定子 ７ 釣り合いおもり １５ 演算回路 １７ 判定回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 つるべ式エレベーターの釣り合いおもり
   に設置されたリニアモータにおいて、移動子に設けられ
   移動子及び固定子を冷却する冷却ファンと、前記移動子
   及び前記固定子の温度を検知する温度センサと、この温
   度センサによる検知信号により前記冷却ファンを駆動制
   御する制御手段とを具備することを特徴とするリニアモ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記温度センサによる固定子及び移動子
   の検知温度がそれぞれ所定温度を越えたときに、リニア
   モータのモータ駆動時間が抑制されるよう制御される請
   求項１記載のリニアモータ。
3. 【請求項３】 つるべ式エレベーターの釣り合いおもり
   に設置されたリニアモータにおいて、移動子及び固定子
   の温度をそれぞれ検知する温度センサと、前記エレベー
   ターの稼働時間情報とエレベーターカゴの荷重情報とか
   らモータ発熱量を算出しその発熱量に対応する温度を算
   出する演算手段と、この演算手段により算出された温度
   と前記温度センサによる検知温度との差を求める比較手
   段とを具備することを特徴とするリニアモータ。
4. 【請求項４】 つるべ式エレベーターの釣り合いおもり
   に設置されたリニアモータにおいて、移動子に設けられ
   固定子と移動子の温度を各別にそれぞれ検知する複数の
   温度センサと、この複数の温度センサによりそれぞれ対
   応して検知された温度情報を比較する比較手段とを具備
   することを特徴とするリニアモータ。
5. 【請求項５】 つるべ式エレベーターの釣り合いおもり
   に設置されたリニアモータにおいて、前記エレベーター
   の稼働時間情報とエレベーターカゴの荷重情報とからモ
   ータ発熱量を算出しその発熱量に対応する温度を算出す
   る演算手段と、移動子と固定子を冷却するように移動子
   に設けられるとともにこの演算手段によって算出された
   温度に対応して制御される冷却ファンとを具備し、前記
   演算手段によって計算された温度に応じてモータ駆動制
   御されることを特徴とするリニアモータ。
6. 【請求項６】 つるべ式エレベーターの釣り合いおもり
   に設置されたリニアモータにおいて、移動子と固定子を
   冷却するように移動子に設けられた冷却ファンと、この
   冷却ファンの駆動を前記エレベーターに設けられた制御
   装置から供給されるかご位置信号に応じて制御する制御
   手段とを具備することを特徴とするリニアモータ。