JP7348829B2 - 巻上機及びエレベーター - Google Patents

Description

本発明は、乗りかごや釣合おもり等の昇降体を昇降動作させる巻上機及び、この巻上機を備えたエレベーターに関するものである。

従来の巻上機としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、ハウジングの前面に開口した凹所に支持軸を突設し、支持軸に回転体を枢着してハウジングの凹所に嵌合状態に配置することが記載されている。また、特許文献１には、ハウジングの凹所の開口側と同側に開口した回転体の凹部に制動機を設け、また支持軸の突出端、すなわちハウジングの前面側に駆動綱車を設けることが記載されている。

特開２００６－３６４３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、主軸を示す支持軸の軸方向の一端部にステータを支持するハウジングを固定し、支持軸の軸方向の他端部に回転子を支持する回転体を回転可能に支持している。そのため、特許文献１に記載された技術では、主軸の軸方向の長さが長くなり、巻上機全体の小型化を図ることが困難なものとなっていた。

さらに、巻上機では、駆動する際に生じるトルクリプルや、駆動を停止した際に生じるコギングトルク等のトルクの変動が発生していたが、特許文献１では、このようなトルクの変動を低減することは図られていなかった。

本目的は、上記の問題点を考慮し、小型化を図り、かつトルクの変動を低減することができる巻上機及びエレベーターを提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するため、巻上機は、主軸と、主軸に着脱可能に取り付けられる巻上機ユニットと、を備えている。
巻上機ユニットは、軸部と、第１支持部材と、第１固定子と、第２支持部材と、第２固定子と、回転体と、第１回転子と、第２回転子と、綱車と、を有している。
軸部は、主軸が挿入される筒孔を有し、主軸に固定される。第１支持部材は、軸部の軸方向の一端部に配置される。第１固定子は、第１支持部材に固定される。第２支持部材は、軸部の軸方向の他端部に配置される。第２固定子は、第２支持部材に固定される。回転体は、軸部に回転可能に支持される。第１回転子は、回転体に固定され、第１固定子と対向し、第１固定子と共に第１モータを構成する。第２回転子は、回転体に固定され、第２固定子と対向し、第２固定子と共に第２モータを構成する。綱車は、回転体の半径方向の外側の外周面に取り付けられる。そして、第２固定子又は第２回転子は、第１固定子又は第１回転子に対して周方向に機械的に所定の位相差をもってずらして配置される。

また、エレベーターは、昇降路内を昇降する昇降体と、昇降体に接続されるロープと、ロープを巻き掛けることにより昇降体を昇降させる巻上機と、を備えている。また、巻上機は、上述した巻上機が用いられる。

上記構成の巻上機及びエレベーターによれば、小型化を図り、かつトルクの変動を低減することができる。

第１の実施の形態例にかかるエレベーターを示す概略構成図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機を示す断面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における巻上機ユニットを示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における巻上機ユニットの他の例を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における巻上機ユニットのさらに別の例を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における第１モータを示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における回転子及び固定子の他の例を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における回転子及び固定子のさらに別の例を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における第１モータと第２モータの周方向の位置関係を示す斜視図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における第１モータと第２モータの周方向の位置関係の別の例を示す斜視図である。 第１の実施の形態例にかかるモータの位相差に対する各種コギングトルク及びトルクリプルの変動の一例を示す図である。 第１の実施の形態例にかかるモータの回転子と固定子の配置図である。 図１３に示す第１モータのコイルの鎖交磁束ベクトルを示す図である。 第１モータと第２モータにおけるコイルの鎖交磁束ベクトルを示す図である。 第１の実施の形態例にかかる巻上機における固定子の結線状態を示すもので、図１６Ａは第１モータを示し、図１６Ｂは第２モータを示している。 第１の実施の形態例にかかる巻上機と比較例とを比較したもので、図１７Ａはトルク変動を示す図、図１７Ｂは循環電流の大きさを示す図である。 変形例にかかるモータの位相差に対する各種コギングトルク及びトルクリプルの変動を示す図である。 図１８に示す巻上機と比較例とを比較したもので、図１９Ａはトルク変動を示す図、図１９Ｂは循環電流の大きさを示す図である。 第２の実施の形態例にかかる巻上機を示す断面図である。 第２の実施の形態例にかかる巻上機における各モータの周方向の位置関係を示す斜視図である。

以下、巻上機及びエレベーターの実施の形態例について、図１～図２１を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．第１の実施の形態例
１－１．エレベーターの構成
まず、第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかるエレベーターの構成について、図１を参照して説明する。
図１は、エレベーターを示す概略構成図である。

図１に示すように、エレベーター１００は、昇降路１５０内を昇降する乗りかご１１０と、巻上機１０と、釣合おもり１３０と、主ロープ１４０とを備えている。主ロープ１４０の一端は、昇降体の一例を示す乗りかご１１０に接続され、主ロープ１４０の他端は、昇降体の他の例を示す釣合おもり１３０に接続される。そして、主ロープ１４０は、巻上機１０の綱車５（図１参照）に巻き掛けられる。巻上機１０が駆動することで、主ロープ１４０が移動し、乗りかご１１０及び釣合おもり１３０が昇降路１５０内を昇降する。

巻上機１０は、昇降路１５０の頂部に設けられた機械室１５１に設置される。また、機械室１５１には、巻上機１０における綱車５の回転を制動する複数（本例では、２つ）のブレーキ機構１６０と、綱車５の回転速度を検出する速度センサ１７０が配置されている。

ブレーキ機構１６０、１６０及び速度センサ１７０は、後述する巻上機１０における綱車５の外周部に配置されている。２つのブレーキ機構１６０、１６０のうち一つのブレーキ機構１６０は、架台１の一側に配置され、他方のブレーキ機構１６０は、架台１の他側に配置されている。また、速度センサ１７０は、綱車５の外周部において上下方向の下端部に配置されている。そして、速度センサ１７０は、綱車５の外周部に当接し、綱車５の回転速度を検出する。

なお、２つのブレーキ機構１６０、１６０の配置は、これに限定されるものではなく、２つのブレーキ機構１６０、１６０を架台１の一側にまとめて配置してよい。ブレーキ機構１６０及び速度センサ１７０は、巻上機１０の外周部において任意の位置に設置できるものである。ブレーキ機構１６０及び速度センサ１７０は、巻上機１０の主軸３よりも上下方向の下方に配置されることが好ましい。

また、昇降体として釣合おもり１３０を乗りかご１１０としてもよい。

１－２．巻上機の構成
次に、図２から図４を参照して巻上機１０の構成について説明する。
図２は、巻上機１０を示す断面図、図３は、巻上機１０を示す側面図である。

図２に示すように、巻上機１０は、一対の架台１、１と、主軸３と、巻上機ユニット５０と、を有している。また、巻上機１０は、第１モータ７を構成する複数の第１固定子１４Ａと、複数の第１回転子１５Ａと、第２モータ８を構成する複数の第２固定子１４Ｂと、複数の第２回転子１５Ｂと、を有している。

図２及び図３に示すように、一対の架台１、１は、主軸３の軸方向の一端部と他端部に対向して配置されている。また、架台１には、主軸３を支持する支持部４が設けられている。以下、主軸３の軸方向と平行をなす方向を第１の方向Ｘ、第１の方向Ｘと直交し、かつ鉛直方向（上下方向）とも直交する方向を第２の方向Ｙとする。また、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙと直交する方向、すなわち上下方向を第３の方向Ｚとする。

支持部４は、主軸３の第１の方向Ｘの端部を支持する。また、支持部４には、主軸３を固定するキープレート４ａが設けられている。主軸３は、キープレート４ａにより回転及び第１の方向Ｘへの移動が規制される。主軸３には、固定部材１７を介して巻上機ユニット５０が着脱可能に取り付けられる。

［巻上機ユニット］
巻上機ユニット５０は、筐体２と、綱車５と、回転体６と、を有している。筐体２は、第１支持部材１１と、第２支持部材１２と、軸部１３と、を有している。第１支持部材１１と軸部１３は、一体に形成されている。軸部１３は、略円筒状に形成されている。軸部１３の筒孔１３ａには、主軸３が挿入される。軸部１３の第１の方向Ｘの一端部には、取付凹部２２が形成され、軸部１３の第１の方向Ｘの他端部には、第２支持部材１２が固定ボルト１６を介して固定されている。また、軸部１３の第１の方向Ｘの他端部には、軸側位置決め穴１３ｃが形成されている。

取付凹部２２は、略円筒状に形成された凹部であり、主軸３の第１の方向Ｘの一端部側が開口している。取付凹部２２の外径は、軸部１３の外径よりも大きく形成されている。そして、取付凹部２２は、主軸３の第１の方向Ｘの一端部における外周面を囲む。

取付凹部２２と主軸３の第１の方向Ｘの一端部との間には、固定部材１７が介在される。固定部材１７は、断面形状がくさび状に形成された２つの円筒部１７ａと、締結ボルト１７ｂから構成されている。そして、締結ボルト１７ｂを締め付けることで、円筒部１７ａの外周面が取付凹部２２の内面２２ａに圧接し、円筒部１７ａの内周面が主軸３の外周面に圧接する。これにより、筐体２と主軸３が固定部材１７を介して強固に結合され、筐体２における回転及び第１の方向Ｘへの移動が規制される。

固定部材１７としては、上述した構成に限定されるものではなく、その他各種の固定部材が適用される。

また、軸部１３及び取付凹部２２の外周面には、第１支持部材１１が連続して形成されている。第１支持部材１１は、側面部２３と、第１固定子支持部２４と、を有している。側面部２３は、取付凹部２２の第１の方向Ｘの一端部から略垂直に半径方向の外側に向けて延在している。また、側面部２３は、略円板状に形成されている。側面部２３における取付凹部２２とは反対側の端部には、第１固定子支持部２４が形成されている。

第１固定子支持部２４は、取付部２５と、側壁部２６とを有している。取付部２５は、略円筒状に形成されており、側面部２３から主軸３の第１の方向Ｘの他端部に向けて略垂直に突出している。取付部２５は、軸部１３及び取付凹部２２と同心円状に配置される。取付部２５の外周面２５ａには、複数の第１固定子１４Ａが固定される。そして、複数の第１固定子１４Ａは、取付部２５の周方向に沿って環状に配置される。

また、外周面２５ａには、複数の第１固定子１４Ａの周方向の位置決めを行う第１位置決め部２７が形成されている。第１位置決め部２７及び第１固定子１４Ａの詳細な構成については、後述する。

側壁部２６は、取付部２５の外周面２５ａにおける第１の方向Ｘの一端部から略垂直に半径方向の外側に向けて突出している。また、側壁部２６は、略円板状に形成され、取付部２５に固定された複数の第１固定子１４Ａにおける第１の方向Ｘの一端部を覆う。

第２支持部材１２は、側面部３３と、第２固定子支持部３４と、を有している。側面部３３は、略円板状に形成されている。側面部３３の半径方向の中心には、円形の開口部３３ａが形成されている。開口部３３ａには、主軸３の第１の方向Ｘの他端部及び軸部１３の第１の方向Ｘの他端部が挿入される。そして、側面部３３は、軸部１３の外周面１３ｂから半径方向の外側に向けて延在している。

図４は、巻上機ユニット５０を示す側面図である。
図４に示すように、側面部３３には、主軸３及び軸部１３の同心円上に複数の固定孔３３ｂが形成されている。図２及び図４に示すように、固定孔３３ｂには、固定ボルト１６が挿入される。これにより、第２支持部材１２が軸部１３に固定される。

また、図２及び図４に示すように、側面部３３には、筐体側位置決め孔３３ｃが形成されている。図２に示すように、筐体側位置決め孔３３ｃは、軸側位置決め穴１３ｃと対向する。そして、筐体側位置決め孔３３ｃ及び軸側位置決め穴１３ｃには、位置決めピン１９が挿入される。この筐体側位置決め孔３３ｃ、軸側位置決め穴１３ｃ及び位置決めピン１９により第２支持部材１２の位置決めを行う位置決め機構が構成される。

これにより、軸部１３に対する第２支持部材１２の周方向の位置決めを容易に行うことができる。その結果、第１モータ７が配置される第１支持部材１１と、第２モータ８が配置される第２支持部材１２との周方向の位相を所定の位置に設定することができ、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂの周方向の位相を所定の位置に設定することができる。

なお、第２支持部材１２の位置決めを行う位置決め機構は、上述した位置決めピン１９を用いた構成に限定されるものではない。
図５は、巻上機ユニットの他の例を示す側面図である。
図５に示す巻上機ユニット５１では、軸部１３Ａに軸部キー溝１３ｄが形成されており、第２支持部材１２Ａの開口部３３ａに筐体側キー溝３３ｄが形成されている。そして、軸部キー溝１３ｄと筐体側キー溝３３ｄには、位置決めキー１９Ａが挿入される。これにより、軸部１３に対する第２支持部材１２Ａの周方向の位置決めを容易に行うことができ、第１支持部材１１と第２支持部材１２Ａの周方向の位相を所定の位置に設定することができる。その結果、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂの周方向の位相を所定の位置に設定することができる。

図６は、巻上機ユニットのさらに別の例を示す側面図である。
図６に示すように、巻上機ユニット５２の第２支持部材１２Ｂには、主軸３及び軸部１３の同心円上に複数の固定孔３３ｅが形成されている。固定孔３３ｅは、軸部１３の周方向の延びる長孔である。この固定孔３３ｅには、固定ボルト１６が挿入される。そして、図６に示す巻上機ユニット５２では、軸部１３を中心に、第２支持部材１２Ｂを回転させて、第１支持部材１１と第２支持部材１２Ｂの周方向の位相を、調整することができる。これにより、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂの周方向の位相を所定の位置に設定することができる。

なお、上述した例では、第２支持部材の位置を調整することで、第１支持部材１１と第２支持部材１２の周方向の位相を所定の位置に設定する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１支持部材１１を軸部１３と別部材とし、第１支持部材１１の位置を調整することで、第１支持部材１１と第２支持部材１２の周方向の位相を調整してもよい。

図２に戻り示すように、第２支持部材１２の側面部３３は、第１支持部材１１の側面部２３と間隔を空けて対向する。そして、第１支持部材１１の側面部２３と第２支持部材１２の側面部３３により、収納空間が形成される。この収納空間には、後述する回転体６の軸受ハウジング４１が配置される。

側面部３３における軸部１３とは反対側の端部には、第２固定子支持部３４が形成されている。第２固定子支持部３４は、取付部３５と、側壁部３６とを有している。取付部３５は、略円筒状に形成されており、側面部３３から主軸３の第１の方向Ｘの一端部に向けて略垂直に突出している。取付部３５は、軸部１３と同心円状に配置される。取付部３５の外周面３５ａには、複数の第２固定子１４Ｂが固定される。そして、複数の第２固定子１４Ｂは、取付部３５の周方向に沿って環状に配置される。

また、外周面３５ａには、第１支持部材１１と同様に、複数の第２固定子１４Ｂの周方向の位置決めを行う第１位置決め部２７が形成されている。第１位置決め部２７及び第１固定子１４Ａの詳細な構成については、後述する。

側壁部３６は、取付部３５の外周面３５ａにおける第１の方向Ｘの一端部から略垂直に半径方向の外側に向けて突出している。側壁部３６は、略円板状に形成され、取付部３５に固定された複数の第２固定子１４Ｂにおける第１の方向Ｘの一端部を覆う。また、第２支持部材１２の側壁部３６は、第１支持部材１１の側壁部２６と間隔を空けて対向する。この第２支持部材１２の側壁部３６と第１支持部材１１の側壁部２６との間には、回転体６が配置される。

次に、回転体６について説明する。回転体６は、略円板状に形成されている。回転体６は、軸受ハウジング４１と、接続部４２と、回転子支持部４３とを有している。

軸受ハウジング４１は、回転体６の半径方向の中心部に形成されている。軸受ハウジング４１は、円筒状に形成されており、第１の方向Ｘの一端から他端にかけて貫通する支持孔４１ａが形成されている。支持孔４１ａの内壁には、軸受４６が設けられている。また、軸受ハウジング４１は、第１支持部材１１の側面部２３と第２支持部材１２の側面部３３の間に形成された収納空間に配置される。そして、回転体６は、軸受４６を介して筐体２の軸部１３の外周面１３ｂに回転可能に支持されている。

接続部４２は、軸受ハウジング４１の外周面から略垂直に突出している。接続部４２は、略円板状に形成されている。接続部４２は、第１支持部材１１と第２支持部材１２の間に配置される。接続部４２における軸受ハウジング４１とは反対側の端部、すなわち半径方向の外側の端部は、第１支持部材１１に固定された複数の第１固定子１４Ａ及び第２支持部材１２に固定された複数の第２固定子１４Ｂよりも半径方向の外側に配置される。そして、接続部４２の半径方向の外側の端部は、第１支持部材１１の側壁部２６と第２支持部材１２の側壁部３６の間に配置される。この接続部４２の半径方向の外側の端部には、回転子支持部４３が設けられている。

回転子支持部４３は、略円筒状に形成されており、接続部４２の端部から第１の方向Ｘの両側に向けて突出している。また、回転子支持部４３は、第１支持部材１１及び第２支持部材１２に取付部２５、３５よりも半径方向の外側に配置される。そして、回転子支持部４３の内壁面４３ａは、第１支持部材１１の取付部２５の外周面２５ａ及び第２支持部材１２の取付部３５の外周面３５ａと対向する。

また、回転子支持部４３の内壁面４３ａには、複数の第１回転子１５Ａと複数の第２回転子１５Ｂが固定されている。複数の第１回転子１５Ａは、回転子支持部４３における第１の方向Ｘの一端部側に配置されて、複数の第１固定子１４Ａと対向する。複数の第２回転子１５Ｂは、回転子支持部４３における第１の方向Ｘの他端部側に配置されて、複数の第２固定子１４Ｂと対向する。

また、内壁面４３ａには、複数の第１回転子１５Ａ及び第２回転子１５Ｂの周方向の位置決めを行う第２位置決め部４７が形成されている。第２位置決め部４７及び第１回転子１５Ａ、第２回転子１５Ｂの詳細な構成については後述する。

回転子支持部４３の外周面４３ｂは、筐体２よりも半径方向の外側に配置されている。回転子支持部４３の外周面４３ｂには、綱車５が固定されている。綱車５は、円環状に形成されている。この綱車５には、エレベーターにおける乗りかごや釣合おもり等の昇降体に接続されたロープが巻き掛けられる。そして、巻上機１０が駆動することで、綱車５が回転し、綱車５に巻き掛けられたロープが移動する。

本例の巻上機１０によれば、回転子１５Ａ、１５Ｂが固定された回転体６を筐体２によって回転可能に支持している。これにより、巻上機１０に加わる荷重を支持する主軸３の第１の方向Ｘの長さを短くすることができ、巻上機１０全体の小型化を図ることができる。

さらに、１つの巻上機１０に第１モータ７と第２モータ８の２つのモータを構成することができ、薄型で大きなトルクを得ることができる。

ここで、従来の巻上機では、筐体及び回転体を主軸から取り外すと、筐体と回転体が分離し、固定子と回転子も分離していた。そのため、従来の巻上機では、固定子と回転子との位置合わせ作業が煩雑なものとなっていた。さらに、分解状態での搬送作業が困難なものとなっていた。

これに対して、本例の巻上機１０では、筐体２から主軸３を分解しても、筐体２と回転体６は分離しない。そのため、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂが対向した状態で主軸３の着脱作業を行うことができ、巻上機１０の組立作業を容易に行うことができる。

また、巻上機ユニット５０の回転要素である回転体６における第１の方向Ｘの両側には、固定要素である筐体２における第１支持部材１１と第２支持部材１２が配置されている。これにより、巻上機ユニット５０の第１の方向Ｘの両側に他の部材を配置しても、回転体６の回転動作に影響を与えることがない。その結果、巻上機ユニット５０から主軸３を取り外した状態で、巻上機ユニット５０を容易に搬送することができる。

１－３．固定子及び回転子の位置決めの構成例
次に、固定子１４Ａ、１４Ｂ及び回転子１５Ａ、１５Ｂの位置決めの構成について図７を参照して説明する。
図７は、第１モータを示す側面図である。

図７に示すように、第１固定子１４Ａは、複数のコイル６１と、円環状の固定子コア６２とを有している。複数のコイル６１は、固定子コア６２に周方向に沿って配置され、固定子コア６２に固定されている。固定子コア６２としては、鉄損低減の観点から積層鋼板等で構成される。

固定子コア６２には、複数の固定子側位置決め部６２ａと、複数の固定用のボルト挿通穴６２ｂが形成されている。複数の固定子側位置決め部６２ａは、固定子コア６２の内壁面に形成された凹部である。そして、複数の固定子側位置決め部６２ａは、固定子コア６２の周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。固定子側位置決め部６２ａは、取付部２５の外周面２５ａに形成された第１位置決め部２７と嵌合する。これにより、固定子コア６２における取付部２５に対する周方向への移動が規制される。

第１位置決め部２７は、取付部２５の外周面２５ａから突出する凸部である。また、第１位置決め部２７は、取付部２５の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数設けられている。第１位置決め部２７と固定子側位置決め部６２ａを嵌合させることで、取付部２５に対する第１固定子１４Ａの周方向の位相が所定の位置に設定される。そして、ボルト挿通穴６２ｂに固定ボルトを挿入することで、第１固定子１４Ａが第１支持部材１１の取付部２５に固定される。

なお、第２固定子１４Ｂ及び第２支持部材１２の第１位置決め部２７の構成も同一であるため、その説明は省略する。

第１回転子１５Ａは、複数の磁石７１と、円環状の回転子コア７２とを有している。複数の磁石７１は、回転子コア７２の内壁面に固定されている。また、複数の磁石７１は、回転子コア７２の周方向に沿って所定の間隔を空けて固定されている。回転子コア７２としては、固定子コア６２と同様に、鉄損低減の回転から積層鋼板等で構成される。

回転子コア７２には、複数の回転子側位置決め部７２ａと、複数の固定用のボルト挿通穴７２ｂが形成されている。複数の回転子側位置決め部７２ａは、回転子コア７２の外周面に形成された凹部である。そして、複数の子側位置決め凹部７２ａは、回転子コア７２の周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。回転子側位置決め部７２ａは、回転子支持部４３の内壁面４３ａに形成された第２位置決め部４７と嵌合する。これにより、回転子コア７２における回転子支持部４３に対する周方向への移動が規制される。

第２位置決め部４７は、回転子支持部４３の内壁面４３ａから突出する凸部である。また、第２位置決め部４７は、回転子支持部４３の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数設けられている。第２位置決め部４７と回転子側位置決め部７２ａを嵌合させることで、回転体６に対する第１回転子１５Ａの周方向の位相が所定の位置に設定される。そして、ボルト挿通穴７２ｂに固定ボルトを挿入することで、第１回転子１５Ａが回転子支持部４３に固定される。

なお、第２回転子１５Ｂの構成も同一であるため、その説明は省略する。

また、第１位置決め部２７及び第２位置決め部４７を凸部として、固定子側位置決め部６２ａ及び回転子側位置決め部７２ａを凹部としたが、これに限定されるものではない。例えば、第１位置決め部２７及び第２位置決め部４７を凹部として、固定子側位置決め部６２ａ及び回転子側位置決め部７２ａを凸部としてもよい。

なお、固定子１４Ａ、１４Ｂ及び回転子１５Ａ、１５Ｂの周方向の位置決めは、上述した構成に限定されるものではない。例えば、下記に示す図８及び図９に示す第１モータのような構成を適用してもよい。

図８は、第１モータの他の例を示す側面図である。
図８に示すように、固定子コア６２Ａには、複数の固定子側位置決め部６２ｃと、複数の固定用のボルト挿通穴６２ｂが形成されている。複数の固定子側位置決め部６２ｃは、固定子コア６２Ａの内壁面に形成されたキー溝である。そして、複数の固定子側位置決め部６２ｃは、固定子コア６２Ａの周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。

また、取付部２５Ａの外周面２５ａには、複数の第１位置決め部２７Ａが形成されている。複数の第１位置決め部２７Ａは、取付部２５の周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。また、第１位置決め部２７Ａは、固定子側位置決め部６２ｃと同様に、キー溝である。

複数の固定子側位置決め部６２ｃと複数の第１位置決め部２７Ａを対向させ、固定子側位置決め部６２ｃと第１位置決め部２７Ａにキーピン６３を挿入することで、取付部２５に対する第１固定子１４Ａの周方向の位相が所定の位置に設定される。

また、回転子コア７２Ａには、複数の回転子側位置決め部７２ｃと、複数の固定用のボルト挿通穴７２ｂが形成されている。複数の回転子側位置決め部７２ｃは、回転子コア７２Ａの内壁面に形成されたキー溝である。そして、複数の回転子側位置決め部７２ｃは、回転子コア７２Ａの周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。

また、回転子支持部４３Ａの内壁面４３ａには、複数の第２位置決め部４７Ａが形成されている。複数の第２位置決め部４７Ａは、回転子支持部４３の周方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。また、第２位置決め部４７Ａは、回転子側位置決め部７２ｃと同様に、キー溝である。

複数の回転子側位置決め部７２ｃと複数の第２位置決め部４７Ａを対向させ、回転子側位置決め部７２ｃと第２位置決め部４７Ａにキーピン７３を挿入することで、回転子支持部４３Ａに対する第１回転子１５Ａの周方向の位相が所定の位置に設定される。

図９は、第１モータの他の例を示す側面図である。
図９に示すように、固定子コア６２Ｂには、複数の第１固定子側位置決め部６２ｄと、複数の第２固定子側位置決め部６２ｅと、複数の固定用のボルト挿通穴６２ｂが形成されている。

複数の第１固定子側位置決め部６２ｄ及び第２固定子側位置決め部６２ｅは、固定子コア６２Ｂの内壁面に形成された凹部である。また、第１固定子側位置決め部６２ｄと第２固定子側位置決め部６２ｅは、固定子コア６２Ｂの周方向に所定の角度θｓｃを空けて配置されている。

第１固定子側位置決め部６２ｄと第２固定子側位置決め部６２ｅを１組として、固定子コア６２Ｂの内壁面には、複数組の第１固定子側位置決め部６２ｄと第２固定子側位置決め部６２ｅが周方向に所定の間隔を空けて形成されている。第１固定子側位置決め部６２ｄ及び第２固定子側位置決め部６２ｅのうち一方に、第１位置決め部２７が嵌合する。

また、回転子コア７２Ｂには、複数の第１回転子側位置決め部７２ｄと、複数の第２回転子側位置決め部７２ｅと、複数の固定用のボルト挿通穴７２ｂが形成されている。

複数の第１回転子側位置決め部７２ｄ及び第２回転子側位置決め部７２ｅは、回転子コア７２Ｂの外周面に形成された凹部である。また、第１回転子側位置決め部７２ｄと第２回転子側位置決め部７２ｅは、回転子コア７２Ｂの周方向に所定の角度θｒｃを空けて配置されている。

第１回転子側位置決め部７２ｄと第２回転子側位置決め部７２ｅを１組として、回転子コア７２Ｂの外周面には、複数組の第１回転子側位置決め部７２ｄと第２回転子側位置決め部７２ｅが周方向に所定の間隔を空けて形成されている。第１回転子側位置決め部７２ｄ及び第２回転子側位置決め部７２ｅのうち一方に、第２位置決め部４７が嵌合する。

また、複数の固定用のボルト挿通穴６２ｂ、７２ｂも、１組の固定子側位置決め部６２ｄ、６２ｅ及び回転子側位置決め部７２ｄ、７２ｅの数に合わせて、２つずつ形成されている。これにより、取付部２５や回転子支持部４３に固定用ねじ穴を２つ並べて形成する必要がなく製造性が向上する。

なお、図９に示す例では、１組の固定子側位置決め部及び回転側位置決め部の数を２つとした例を説明したが、これに限定されるものではない。１組の固定子側位置決め部及び回転側位置決め部の数は、３つ以上でもよい。そして、１組のボルト挿通穴６２ｂ、７２ｂの数は、１組の固定子側位置決め部及び回転側位置決め部の数に合わせて形成される。

１－４．第１モータの第２モータの周方向の位置関係
次に、上述した構成を有する第１モータ７及び第２モータ８の位置関係について図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、第１モータ７及び第２モータ８の周方向の位置関係を示す斜視図、図１１は、第１モータ７及び第２モータ８の周方向の位置関係の他の例を示す斜視図である。

図１０に示すように、第１モータ７の固定子側位置決め部６２ａと、第２モータ８の固定子側位置決め部６２ａにおける周方向の位相は等しく設定されている。そのため、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂを第１支持部材１１及び第２支持部材１２に取り付けた際、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂの周方向の位相は等しくなる。

これに対して、第１モータ７の回転子側位置決め部７２ａと、第２モータ８の回転子側位置決め部７２ａは、周方向に対して角度θｍだけずれて形成されている。そのため、第１回転子１５Ａと第２回転子１５Ｂを回転子支持部４３に取り付けた際に、第１回転子１５Ａと第２回転子１５Ｂには、周方向に対して機械角的な位相差（以下、機械的位相差と称す）θｍが生じる。

また、図１１に示す例では、第１モータ７の回転子側位置決め部７２ａと、第２モータ８の回転子側位置決め部７２ａにおける周方向の位相は等しく設定されている。そのため、第１回転子１５Ａと第２回転子１５Ｂを回転子支持部４３に取り付けた際、第１回転子１５Ａと第２回転子１５Ｂの周方向の位相は等しくなる。

これに対して、第１モータ７の固定子側位置決め部６２ａと、第２モータ８の固定子側位置決め部６２ａは、周方向に対して角度θｍだけずれて形成されている。そのため、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂを第１支持部材１１及び第２支持部材１２に取り付けた際に、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂには、周方向に対して機械的位相差θｍが生じる。

なお、図１０及び図１１に示す例では、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂのうち片側だけ機械的位相差θｍを設ける例を説明したが、これに限定されるものではなく、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂの両方向に位相差を設けてもよい。すなわち、第１固定子１４Ａと第２固定子１４Ｂの位相差と、第１回転子１５Ａと第２回転子１５Ｂの位相差の差によって、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂ間の相対的な機械的位相差θｍが決定される。

１－５．モータに生じるトルク変動成分
次に、モータに生じるトルクについて説明する。モータのトルク変動成分には、コイルに電流が流れていないとき、すなわちモータがトルクを発生していないときに生じるコギングトルクと、モータがトルクを発生するときに生じるトルクリプルがある。一般的に、コギングトルクは、モータの極数（磁石の磁極の数）Ｐと、ステータ数（コイルの数）Ｓの最小公倍数Ｃとした際に、機械角Ｃ次（電気角２Ｃ／Ｐ次）成分とその倍数次が主となる。これをスロットコンビネーションによるコギングトルクと呼ぶ。

そのほかにも、回転子磁石の配置や残留磁束密度のばらつきによって生じる機械角Ｓ次（電気角２Ｓ／Ｐ次）成分と、固定子の先端形状のばらつきによって生じる機械角Ｐ次（電気角２次）成分などが生じる。

また、トルクリプルは、永久磁石の起磁力によりコイルに鎖交する磁束の高調波成分によって電気角６次の倍数で発生する。

また、エレベーターで用いられる巻上機では、昇降機の乗り心地の悪化を防ぐためにトルク変動成分を小さくすることが求められている。特に低次のトルク変動成分は昇降機の系全体の共振を引き起こしやすい。

したがって、コギングトルクの次数が電気角１２次と比較的高く、かつ永久磁石の利用率を示す巻線係数が０．９３３と他の組み合わせよりも高いＰ：Ｓ＝１０：１２または１４：１２系列がよく用いられる。そのほか、コギングトルクの次数が電気角１８次であり、巻線係数が０．９４５となるＰ：Ｓ＝８：９または１０：９系列もよく用いられている。

また、極数Ｐとスロット数Ｓを多くすることで回転子不整による機械角Ｓ次、固定子不整による機械角Ｐ次の次数を高めることができる。さらに、極数Ｐとスロット数Ｓを増やすことで、磁石７１の厚みを薄くしても減磁耐力を向上できる効果がある。そのため、極数Ｐとスロット数Ｓは、できるだけ大きくすることが望ましいが、大きくしすぎると組み立てコストが増大するため、コストと性能のバランスをもって極数Ｐとスロット数Ｓを選択することが望ましい。

１－５．位相差θｍの設定例
次に、位相差θｍの設定例について図１２を参照して説明する。

第１モータ７と第２モータ８の電気的な位相差（以下、電気的位相差と称す）θｅは、機械的位相差θｍから、θｅ＝Ｐ／２×θｍである。また、電気角Ｋ次のトルク変動についてθｅ＝（１８０＋３６０ｍ）／Ｋとすると（ここで、ｍを任意の整数である）、トルク変動成分の位相が第１モータ７と第２モータ８で１８０°ずれるため、トルク脈動を低減することができる。したがって、機械的位相差θｍを適切に設定することで、任意の次数のトルク変動を選択的に消去できる。

例えば、各成分において、トルク変動の低減をθｅ＝０°の場合と比較して、５０％以下に設定する場合、電気的位相差θｅが（３０＋６０ｍ）度（ｍは、任意の整数）に対して、±５度以内とすれば電気角６次トルクリプルを低減することができる。また、電気角θｅが（９０＋１８０ｍ）度に対して±１５度以内であれば、固定子不整によるコギングトルクを低減することができる。

さらに、電気的位相差θｅが｛（１８０＋３６０ｍ）／（２Ｓ／Ｐ）｝度に対して±｛１８０／（２Ｓ／Ｐ）／６｝度以内であれば、回転子不整によるコギングトルクを低減することができる。また、電気角θｅが｛（１８０＋３６０ｍ）／（２Ｃ／Ｐ）｝度に対して±｛１８０／（２Ｃ／Ｐ）／６｝度以内であれば、スロットコンビネーションによるコギングトルクを低減できる。

しかしながら、上述した通りトルク脈動には、複数の次数の成分が含まれるため、一つのトルク変動成分を低減した場合、他のトルク変動成分が増加するおそれがある。そのため、これらを考慮した位相差θｍ（θｅ）を選択する必要がある。

図１２は、電気的位相差θｅに対する各種コギングトルク及びトルクリプルの変動を示す図である。
図１２に示す横軸は、電気的位相差θｅ＝Ｐ／２×θｍを示し、縦軸は各種コギングトルク及びトルクリプルの変動の大きさを示しており、θｅ＝０°のときのトルクの大きさを１としている。また、図１２に示す図では、極数Ｐ：スロット数Ｓ＝１０：１２のモータのトルク変動成分を示している。トルクリプルＴ_Ｒ１は発生する６の倍数次のうち最も低次である電気角６次を示している。極数Ｐとスロット数Ｓの最小公倍数Ｃは６０であるため、スロットコンビネーションによるコギングトルクＴ_ｃ１は電気角１２次、回転子不整によるコギングトルクＴ_ａ１は電気角２．４次、固定子不整によりコギングトルクＴ_Ｂ１は、電気角２次となる。

そして、図１２に示す図から、電気的位相差θｅが７５°＜θｅ＜８５°の範囲であれば、トルクリプルＴ_Ｒ１とスロットコンビネーションによるコギングトルクＴ_Ｃ１のどちらかを半分の５０％以下にすることができる。また、回転子不整によるコギングトルクＴ_Ａ１と固定子不整によるコギングトルクＴ_Ｂ１の両方を３０％以下にすることができる。この設定した電気的位相差θｅに基づいて、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂ間の相対的な機械的位相差θｍを設定する。

１－６．位相差によるトルク低下の抑制
次に、固定子１４Ａ、１４Ｂと回転子１５Ａ、１５Ｂ間の相対的な電気的位相差θｅ（θｍ）によるトルク低下の抑制方法について図１３から１６Ｂを参照して説明する。
図１３は、極数Ｐ：スロット数Ｓ＝１０：１２である第１モータ７のコイル６１と磁石７１の配置例を示す図である。図１３に示す矢印や、磁石７１の磁極の方向を示している。また、図１４は、図１３に示す第１モータ７のコイル６１の鎖交磁束ベクトルを示す図である。

図１３に示すように、複数の磁石７１は、回転子コア７２の周方向に沿って、Ｎ極とＳ極が交互に配置される。図１４に示すように、極数Ｐとスロット数Ｓの比が１０：１２であるモータでは、ティースの極ピッチが１８０×Ｐ／Ｓ＝１５０°である。したがって、＃１コイル６１に対して、＃２コイル６１の位相は１５０°進んでいる。すなわち、隣り合うコイル６１に対して位相が１５０°ずつ進んでいる。

コイル６１は、下記式１で算出される間隔θｃを空けて配置されている。
［式１］
θｃ＝３６０×Ｄ／Ｓ＝３０°Ｄは、極対数Ｐ／２とスロット数Ｓの最大公約数である。
そして、コイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相間隔もθｃ＝３０°ずつ空いている。

また、＃１～＃１２までのコイル６１は、鎖交磁束ベクトルの位相が隣り合うコイル６１、６１同士を直列に結線することで、互いに位相が１２０°ずれたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線を構成している。図１３及び図１４に示すように、例えば、＃１コイル６１と＃８コイル６１をＵ＋、＃２コイル６１と＃７コイルをＵ－、＃３コイル６１と＃１０コイル６１をＶ－、＃４コイル６１と＃９コイル６１をＶ＋とする。そして、＃５コイル６１と＃１２コイルをＷ＋、＃６コイル６１と＃１１コイルをＷ－とする。なお、＃１３以降のコイル６１は、＃１～＃１２のコイルの繰り返しとなる。

図１５は、第１モータ７と第２モータ８におけるコイル６１の鎖交磁束のベクトルを示す図である。図１５に示す例では、第１モータ７と第２モータ８の電気的位相差θｅを８０°として場合を示している。そして、第１モータ７のコイル６１の鎖交磁束ベクトルを実線で示し、第２モータ８のコイル６１の鎖交磁束ベクトルを破線で示している。

ここで、第１モータ７と第２モータ８の両方のコイル６１における＃１コイル６１と＃８コイル６１をＵ１、＃２コイル６１と＃７コイルをＵ－、＃３コイル６１と＃１０コイル６１をＶ－に結線する。また、＃４コイル６１と＃９コイル６１をＶ＋、＃５コイル６１と＃１２コイルをＷ＋、＃６コイル６１と＃１１コイルをＷ－に結線する。この場合、第１モータ７と第２モータ８のＵＶＷ各相の鎖交磁束ベクトルの位相は、８０°異なる。

また、第１モータ７と第２モータ８を別々の電源で駆動した場合、第１モータ７と第２モータ８にそれぞれに流す電流に位相差θｓ＝θｅをつけることで、電気的にコイル６１の位相をずらすことができ、トルクの低下を抑えることができる。しかしながら、２台の電源が必要となるため、コストが増加する。

一方、一つの同じ電源で第１モータ７と第２モータ８を駆動した場合、電流の位相差をモータ７、８ごとに制御することができない。そのため、２つのモータ７、８の誘起電圧と、電流の位相を同時に揃えることができず、トルクが低下する。特に、低次のトルク変動を低減する場合、上述した図１２に示すように、電気的位相差θｅを大きくする必要があるため、トルクが大幅に低下する。

また、第１モータ７と第２モータ８を並列結線し、一つの同じ電源で駆動する場合、誘起電圧の位相差によって第１モータ７と第２モータ８の間を循環する電流が発生し、モータ効率が悪化する。第１モータ７と第２モータ８を直列結線する場合、循環電流は原理上流れなくなる。しかしながら、第１モータ７及び第２モータ８のうちいずれか一方で、電源接続用の口出線の３本に加え、他のモータへの接続用の口出線がさらに３本必要となる。その結果、第１モータ７と第２モータ８とで結線作業が異なり、かつ口出線の本数が増加するため、巻上機１０の組立性が悪化する。

次に、一つの電源で第１モータ７と第２モータ８を駆動し、かつ電気的位相差θｅを大きく設定した場合でも、トルク減少の抑制と並列結線次の循環電流の増加を低減する方法について説明する。
上述したように、モータ７、８のコイル６１の間隔θｃは、θｃ＝（３６０×Ｄ／Ｓ）°で等間隔に配置されている。そのため、ＵＶＷの各相に割り当てるコイル６１の位置を変更することで、コイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相を電気的に、θｓ＝（３６０ｎ×Ｄ／Ｓ）°（ｎは任意の整数）だけずらすことができる。

したがって、電気的位相差θｅに対して、第１モータ７のコイル６１と、第２モータ８のコイル６１の位相差θｓが最も近くなるｎを選択し、ＵＶＷ相に結線する第２モータ８のコイル６１を変更する。これにより、電気的位相差θｅによるトルクの減少と循環電流の増加を低減することができる。

図１６Ａ及び図１６Ｂは、第２モータ８のコイルの位相を位相差θｓ＝９０°だけずらした際の、第１モータ７及び第２モータ８の配置と結線状態を示すもので、図１６Ａは第１モータ７を示し、図１６Ｂは第２モータ８を示している。図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す例では、ｎ＝３を選択し、位相差θｓを９０°に設定している。

図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、第２モータ８の＃１コイル６１及び＃６コイル６１は、第１モータ７の＃４コイル６１及び＃９コイル６１と同じＶ＋に結線される。また、第２モータ８の＃２コイル６１及び＃９コイル６１は、第１モータ７の＃５コイル６１及び＃１２コイル６１と同じＷ＋に結線される。第２モータ８の＃３コイル６１及び＃８コイル６１は、第１モータ７の＃６コイル６１及び＃１１コイルと同じＷ－に結線される。

また、第２モータ８の＃４コイル６１及び＃１１コイル６１は、第１モータ７の＃７コイル及び＃２コイル６１と同じＵ－に結成され、第２モータ８の＃５コイル６１及び＃１０コイル６１は、第１モータ７の＃８コイル６１及び＃１コイル６１と同じＵ＋に結線される。また、第２モータ８の＃７コイル６１及び＃１２コイル６１は、第１モータ７の＃３コイル６１及び＃１０コイル６１と同じＶ－に結線される。

また、図１５に示すように、第１モータ７においてＶ＋に結線される＃４コイル６１及び＃９コイル６１の鎖交磁束ベクトルと、第２モータ８においてＶ＋に結線される＃１コイル６１及び＃６コイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相は、θｓ－θｅとなる。ここで、位相差θｓ＝９０°、電気的位相差θｅ＝８０°であるため、コイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相差は、１０°となる。なお、他の相でも同様であるため、第１モータ７と第２モータ８間のＵＶＷ各相におけるコイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相差をθｅ＝８０°から１０°まで低減することができる。

上述したように、任意の電気的位相差θｅに対して、ＵＶＷ各相における鎖交磁束ベクトルの位相差を最小にする位相差θｓを求めることで、トルクの低減を抑制することができる。すなわち、第２モータ８のコイル６１を、第１モータ７のコイル６１のうち鎖交磁束ベクトルが最も近いコイル６１と同じ相に結線させる。また、結線の変更による鎖交磁束ベクトルの位相は、コイル６１の間隔θｃ＝（３６０×Ｄ／Ｓ）°の範囲で設定される。そのため、第１モータ７と第２モータ８のＵＶＷ各相における鎖交磁束ベクトルの位相差は、θｃ／２以下となる。

［比較］
次に、上述した方法により第２モータ８のコイル６１の結線を変更した本例の巻上機１０と、コイル６１の結線を変更していない巻上機（比較例）とのトルク変動及び循環電流の大きさを違いについて図１７Ａ及び図１７Ｂを参照して説明する。なお、図１７Ａ及び図１７Ｂは、極数とスロット数の比が１０：１２であるモータである。

図１７Ａはトルク変動を示し、図１７Ｂは第１モータ７と第２モータ８を並列結線した場合の循環電流の大きさを示す図である。また、図１７Ａ及び図１７Ｂに示す横軸は、電気的位相差θｅを示す。そして、図１７Ａに示す縦軸は、トルク変動の大きさを示しており、θｅ＝０°のときのトルクの大きさを１としている。図１７Ｂに示す縦軸は、循環電流の大きさを示し、循環電流が最大となるθｅ＝１８０°のときを１としている。

コイル６１の結線を変更しない場合（比較例）、電気的位相差θｅに対してトルクは、下記式２により算出される
［式２］
Ｔ＝｜ｃｏｓ（θｅ／２）｜

また、コイル６１の結線を変更しない比較例における、並列結線時の循環電流の大きさＩｃは、下記式３で表される。
［式３］
Ｉｃ＝｜ｓｉｎ（θｅ／２）｜

これに対して、コイル６１の結線をθｓがθｅに最も近くなるように変更した本例の巻上機１０の場合、第１モータ７と第２モータ８の鎖交磁束ベクトルの位相差θｄは下記の式４で表される。
［式４］
θｄ＝ｍｏｄ（θｅ，θｃ）－θｃ／２
ただし、ｍｏｄ（Ａ，Ｂ）はＡをＢで除算した際の余りである。よって、コイル６１の結線を最適に選んだ場合のθｅに対するトルクは、下記式５で表される。
［式５］
Ｔ＝｜ｃｏｓ（ｍｏｄ（θｅ，θｃ）－θｃ／２）｜

また、コイルの結線をθｓがθｅに最も近くなるように変更した本例の巻上機１０における並列結線時の循環電流の大きさＩｃは、下記式６で表される。
［数６］
Ｉｃ＝｜ｓｉｎ（ｍｏｄ（θｅ，θｃ）－θｃ／２）｜

図１７Ａに示すように、比較例Ｎ１は、θｅ＝８０°の場合、θｅ＝０°と比較して、トルクが約２３％低下する。また、図１７Ｂに示すように、比較例Ｎ２は、θｅ＝８０°の場合、最大値となるθｅ＝１８０°に対して、循環電流が約６４％まで増加する。

これに対して、図１７Ａに示すように、本例Ｍ１は、θｅ＝８０°の場合、θｅ＝０°と比較して、トルクの低下が約１．５％に抑制されている。さらに、図１７Ｂに示すように、本例Ｍ２は、θｅ＝８０°の場合、最大値となるθｅ＝１８０°に対して、循環電流は約１７％程度に抑制されている。

さらに、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、例えば、電気的位相差θｅを９０°に設定した場合、本例の巻上機１０では、トルクの低下率及び循環電流を０％とすることができる。さらに、図１２に示すように、本例の巻上機１０は、６次トルクリプルＴ_Ｒ１と固定子不整によるコギングトルクＴ_Ｂ１を０％にすることができ、回転子不整によるコギングトルクＴ_Ａ１を４０％以下にすることができる。

１－７．変形例
次に、モータの極数Ｐとスロット数Ｓの比を８：９に設定した変形例にかかる巻上機について図１８、図１９Ａ及び図１９Ｂを参照して説明する。
図１８は、変形例にかかるモータの位相差に対する各種コギングトルク及びトルクリプルの変動を示す図である。図１２と同様に、図１８に示す横軸は、電気的位相差θｅ＝Ｐ／２×θｍを示し、縦軸は各種コギングトルク及びトルクリプルの変動の大きさを示しており、θｅ＝０°のときのトルクの大きさを１としている。

極数Ｐとスロット数Ｓの比を８：９のモータにおける上記式１より複数のコイル６１の間隔θｃは、上記式１より４０°であり、コイル６１の鎖交磁束ベクトルの位相間隔もθｃ＝４０°ずつ空いている。

また、極数Ｐとスロット数Ｓの最小公倍数Ｃは７２であるため、スロットコンビネーションによるコギングトルクＴ_Ｃ２は電気角１８次、回転子不整によるコギングトルクＴ_Ａ２は電気角２．２５次、固定子不整によりコギングトルクＴ_Ｂ２は、電気角２次となる。トルクリプルＴ_Ｒ２は発生する６の倍数次のうち最も低次である電気角６次を示している。

図１８に示すように、電気的位相差θｅを８０°＜θｅ＜１００°の範囲に設定すれば、トルクリプルＴ_Ｒ２及びスロットコンビネーションによるコギングトルクＴ_Ｃ２を半分の５０％以下に低減することができる。また、回転子不整によるコギングトルクＴ_Ａ２及び固定子不整によるコギングトルクＴ_Ｂ２も半分の５０％以下に低減することができ、すなわち全てのトルク変動を５０％以下に低減することができる。

次に、コイル６１の結線を変更した変形例にかかる巻上機と、コイル６１の結線を変更していない比較例にかかる巻上機とのトルク変動及び循環電流の大きさを違いについて図１９Ａ及び図１９Ｂを参照して説明する。
図１９Ａは、トルク変動を示す図である。図１９Ｂは第１モータ７と第２モータ８を並列結線した場合の循環電流の大きさを示す図である。また、図１９Ａ及び図１９Ｂに示す横軸は、電気的位相差θｅを示す。そして、図１９Ａに示す縦軸は、トルク変動の大きさを示しており、θｅ＝０°のときのトルクの大きさを１としている。図１９Ｂに示す縦軸は、循環電流の大きさを示し、循環電流が最大となるθｅ＝１８０°のときを１としている。

図１９Ａに示すように、比較例Ｎ３は、θｅ＝９０°の場合、θｅ＝０°と比較して、トルクが約２９％低下している。また、図１９Ｂに示すように、比較例Ｎ４は、θｅ＝９０°の場合、最大値となるθｅ＝１８０°に対して、循環電流が約７１％まで増加している。

これに対して、図１９Ａに示すように、変形例Ｍ３は、θｅ＝９０°の場合、θｅ＝０°と比較して、トルクの低下が約３．５％に抑制されている。さらに、図１９Ｂに示すように、変形例Ｍ４は、θｅ＝９０°の場合、最大値となるθｅ＝１８０°に対して、循環電流は約２６％程度に抑制されている。

さらに、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、例えば、電気的位相差θｅを８０°に設定した場合、変形例にかかる巻上機は、トルクの低下率及び循環電流を０％とすることができる。さらに、図１８に示すように、変形例にかかる巻上機は、６次トルクリプルＴ_Ｒ２を４０％以下、固定子不整によるコギングトルクＴ_Ｂ２を３０％以下にすることができ、回転子不整によるコギングトルクＴ_Ａ２を０％にすることができる。

２．第２の実施の形態例
次に、図２０から図２１を参照して第２の実施の形態例にかかる巻上機について説明する。
図２０は、第２の実施の形態例にかかる巻上機を示す断面図、図２１は、第２の実施の形態例にかかる巻上機における各モータの位置関係を示す斜視図である。

この第２の実施の形態例にかかる巻上機が、第１の実施の形態例にかかる巻上機１０と異なる点は、巻上機ユニットを複数設けた点である。なお、第１の実施の形態例にかかる巻上機１０と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図２０に示すように、巻上機２２０は、一対の架台２２１、２２１と、主軸２２３と、３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃとを有している。なお、３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、それぞれ第１の実施の形態例にかかる巻上機ユニット５０と同一の構成を有している。

一対の架台２２１、２２１は、主軸２２３の第１の方向Ｘの一端部と他端部に対向して配置されている。また、架台１には、主軸２２３を支持する支持部２２４が設けられている。支持部２２４は、主軸２２３の第１の方向Ｘの端部を支持する。また、支持部２２４には、主軸２２３を固定するキープレート２２４ａが設けられている。主軸２２３は、キープレート２２４ａにより回転及び第１の方向Ｘへの移動が規制される。

第１巻上機ユニット５０Ａは、主軸２２３の第１の方向Ｘの一端部側に配置され、第３巻上機ユニット５０Ｃは、主軸２２３の第１の方向Ｘの他端部側に配置されている。そして、第２巻上機ユニット５０Ｂは、第１巻上機ユニット５０Ａと第３巻上機ユニット５０Ｃの間に配置されている。

３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを主軸２２３の第１の方向Ｘに沿って並べて配置した際、各巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの軸部１３の筒孔１３ａが主軸２２３の第１の方向Ｘと平行に直線状に連通する。主軸２２３は、３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの軸部１３の筒孔１３ａに挿入される。そして、巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの筐体２は、固定部材１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃにより共通する一つの主軸２２３に固定される。

ここで、上述したように、巻上機ユニット５０は、回転要素である回転体６は、固定要素である筐体２における第１支持部材１１と第２支持部材１２で挟まれている。そして、巻上機ユニット５０の第１の方向Ｘの両側は、固定要素である第１支持部材１１及び第２支持部材１２であるため、巻上機ユニット５０の第１の方向Ｘの両側に他の部材を配置しても、回転体６の回転動作に影響を与えることがない。

これにより、第１巻上機ユニット５０Ａと第２巻上機ユニット５０Ｂを近接して配置することができ、第２巻上機ユニット５０Ｂと第３巻上機ユニット５０Ｃを近接して配置することができる。これにより、３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを貫通する主軸２２３の第１の方向Ｘの長さを短くすることができ、巻上機２２０全体の小型化を図ることができる。

また、第１巻上機ユニット５０Ａの第２支持部材１２と第２巻上機ユニット５０Ｂの第１支持部材１１は、筐体結合部材３１１により結合されている。そして、第１巻上機ユニット５０Ａの回転体６と、第２巻上機ユニット５０Ｂの回転体６は、筐体２から露出している回転子支持部４３において、回転体結合部材３１２により結合されている。

さらに、第２巻上機ユニット５０Ｂの第２支持部材１２と第３巻上機ユニット５０Ｃの第１支持部材１１は、筐体結合部材３１３により結合されている。そして、第２巻上機ユニット５０Ｂの回転体６と、第３巻上機ユニット５０Ｃの回転体６は、筐体２から露出している回転子支持部４３において、回転体結合部材３１４により結合されている。これにより、３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの回転体６は、一体となって回転する。

３つの巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの回転体６を結合することで、巻上機３１０のトルクを容易に増加させることができる。さらに、巻上機ユニット５０の数は、３つに限定されるものではなく、要求されるトルクや昇降体の積載量、荷重に応じて適宜設定される。

図２１は、各巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのモータ７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂ、７Ｃ、８Ｃの周方向の位置関係を示す斜視図である。
図２１に示すように、第１巻上機ユニット５０Ａにおける第１モータ７Ａと第２モータ８Ａは、周方向に機械的にモータ間位相差θｍを設けて配置されている。なお、第２巻上機ユニット５０Ｂにおける第１モータ７Ｂと第２モータ８Ｂ、第３巻上機ユニット５０Ｃにおける第１モータ７Ｃと第２モータ８Ｃも周方向にモータ間位相差θｍを設けて配置されている。

さらに、第１巻上機ユニット５０Ａの第１モータ７Ａと第２巻上機ユニット５０Ｂの第１モータ７Ｂは、周方向に機械的にユニット間位相差θｈを設けて配置されている。同様に、第２巻上機ユニット５０Ｂの第１モータ７Ｂと第３巻上機ユニット５０Ｃの第１モータ７Ｃは、周方向に機械的にユニット間位相差θｈを設けて配置されている。

モータ間位相差θｍとユニット間位相差θｈの角度は、等しくてもよく、あるいは異なっていてもよい。なお、トルク変動の抑制の観点から、モータ間位相差θｍとユニット間位相差θｈは、異なる角度に設定することが好ましい。

なお、第１モータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃと、第２モータ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの形状は、すべて等しく形成されている。また、第１モータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃと、第２モータ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの極数Ｐとスロット数Ｓの比が１０：１２である場合、モータ間位相差θｍを９０°とすることで、６次トルクリプルと固定子不整によるコギングトルクを０％にすることができる。さらに、ユニット間位相差θｈを７５°とすることで、スロットコンビネーションによるコギングトルクと回転子不整によるコギングトルクを０％にすることができる。

また、各巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃにおけるモータ間位相差θｍをそれぞれ異なる角度に設定してもよい。さらに、第１巻上機ユニット５０Ａの第１モータ７Ａと第２巻上機ユニット５０Ｂの第１モータ７Ｂのユニット間位相差θｈと、第２巻上機ユニット５０Ｂの第１モータ７Ｂと第３巻上機ユニット５０Ｃの第１モータ７Ｃのユニット間位相差θｈを異なる角度に設定してもよい。

また、各巻上機ユニット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのモータ７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂ、７Ｃ、８Ｃのコイル６１は、電気的に位相差θｓだけずらして配置されて、コイル６１の結線が所定の位置に変更されている。
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる巻上機１０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する巻上機３１０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる巻上機１０と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。

１…架台、 ２…筐体、 ３…主軸、 ４…支持部、 ４ａ…キープレート、 ５…綱車、 ５ａ…第１制動面、 ５ｂ…第２制動面、 ６…回転体、 ７…第１モータ、 ８…第２モータ、 １０…巻上機、 １１…第１支持部材、 １２…第２支持部材、 １３…軸部、 １３ａ…筒孔、 １３ｂ…外周面、 １３ｃ…軸側位置決め穴、 １４、１４Ａ…固定子、 １５、１５Ｂ…回転子、 １７…固定部材、 １９…位置決めピン、 ２２…取付凹部、 ２２ａ…内面、 ２３、３３…側面部、 ２４…第１固定子支持部、 ２５、３５…取付部、 ２５ａ、３５ａ…外周面、 ２６…側壁部、 ２７…第１位置決め部、 ３３ｃ…筐体側位置決め孔、 ３４…第２固定子支持部、 ４１…軸受ハウジング、 ４１ａ…支持孔、 ４２…接続部、 ４３…回転子支持部、 ４３ａ…内壁面、 ４３ｂ…外周面、 ４６…軸受、 ４７…第２位置決め部、 ５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…巻上機ユニット、 ６１…コイル、 ６２…固定子コア、 ７１…磁石、 ７２…回転子コア、 １００、２００…エレベーター、 １１０…乗りかご（昇降体）、 １３０…釣合おもり（昇降体）、 １４０…主ロープ、 １７０…速度センサ、 ３１１、３１２、３１３、３１４…結合部材、 θｍ…機械的位相差・モータ間位相差、 θｅ、θｓ…電気的位相差、 θｈ…ユニット間位相差

Claims (8)

1. 主軸と、
   前記主軸に着脱可能に取り付けられる巻上機ユニットと、を備え、
   前記巻上機ユニットは、
   前記主軸が挿入される筒孔を有し、前記主軸に固定される軸部と、
   前記軸部の軸方向の一端部に配置される第１支持部材と、
   前記第１支持部材に固定された第１固定子と、
   前記軸部の軸方向の他端部に配置される第２支持部材と、
   前記第２支持部材に固定された第２固定子と、
   前記軸部に回転可能に支持される回転体と、
   前記回転体に固定され、前記第１固定子と対向し、前記第１固定子と共に第１モータを構成する第１回転子と、
   前記回転体に固定され、前記第２固定子と対向し、前記第２固定子と共に第２モータを構成する第２回転子と、
   前記回転体の半径方向の外側の外周面に取り付けられる綱車と、
   を有し、
   前記第２固定子又は前記第２回転子は、前記第１固定子又は第１回転子に対して周方向に機械的に所定の位相差をもってずらして配置される
   巻上機。
2. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記第１固定子及び前記第２固定子が固定される円筒状の取付部を有し、
   前記取付部には、前記第１固定子及び前記第２固定子の周方向の位置決めを行う第１位置決め部がそれぞれ形成され、
   前記回転体には、前記第１回転子及び前記第２回転子の周方向の位置決めを行う第２位置決め部が形成される
   請求項１に記載の巻上機。
3. 前記第２支持部材は、前記軸部に固定され、
   前記軸部及び前記第２支持部材には、前記第１支持部材に対する前記第２支持部材の位置決めを行う位置決め機構が形成されている
   請求項１に記載の巻上機。
4. 前記第１固定子及び前記第２固定子は、
   複数のコイルと、
   前記複数のコイルが固定された円環状の固定子コアと、を有し、
   前記第１モータの極数をＰ、スロット数をＳ、極対数Ｐ／２とスロット数Ｓの最大公約数をＤとした場合、
   前記第１固定子の前記複数のコイルと前記第２固定子の前記複数のコイルとの電気的な位相差は（３６０ｎ×Ｄ／Ｓ）°（ｎは任意の整数）となる
   請求項１に記載の巻上機。
5. 前記第２固定子の前記複数のコイルは、前記第１固定子の前記複数のコイルのうち鎖交磁束ベクトルが最も近いコイルと同じ相に結線する
   請求項４に記載の巻上機。
6. 前記第１モータと前記第２モータは、一つの同じ電源で駆動する
   請求項４に記載の巻上機。
7. 前記主軸には、その軸方向に沿って複数の前記巻上機ユニットが取り付けられ、
   前記主軸は、複数の前記巻上機ユニットにおける前記軸部の前記筒孔を貫通し、
   複数の前記巻上機ユニットの前記第１モータ及び前記第２モータは、隣り合う前記巻上機ユニットの前記第１モータ及び前記第２モータに対して、周方向に沿って機械的にユニット間位相差を設けて配置されている
   請求項１に記載の巻上機。
8. 昇降路を昇降する昇降体と、
   前記昇降体に接続される主ロープと、
   前記主ロープを巻き掛けることにより前記昇降体を昇降させる巻上機と、を備え、
   前記巻上機は、
   主軸と、
   前記主軸に着脱可能に取り付けられる巻上機ユニットと、を備え、
   前記巻上機ユニットは、
   前記主軸が挿入される筒孔を有し、前記主軸に固定される軸部と、
   前記軸部の軸方向の一端部に配置される第１支持部材と、
   前記第１支持部材に固定された第１固定子と、
   前記軸部の軸方向の他端部に配置される第２支持部材と、
   前記第２支持部材に固定された第２固定子と、
   前記軸部に回転可能に支持される回転体と、
   前記回転体に固定され、前記第１固定子と対向し、前記第１固定子と共に第１モータを構成する第１回転子と、
   前記回転体に固定され、前記第２固定子と対向し、前記第２固定子と共に第２モータを構成する第２回転子と、
   前記回転体の半径方向の外側の外周面に取り付けられ、前記主ロープが巻き掛けられる綱車と、
   を有し、
   前記第２固定子又は前記第２回転子は、前記第１固定子又は第１回転子に対して周方向に機械的に所定の位相差をもってずらして配置される
   エレベーター。

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