CN103986266A - 旋转电动机以及电梯用卷扬机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电动机及电梯用卷扬机，使得能够缩小对绕组和供电线之间进行电连接的供电机构所在区域的厚度，并且能够自动化地进行与绕组的电连接作业。所述旋转电动机具有导体板，该导体板构成为在合成树脂的内部埋设有与各相的供电线连接并且彼此绝缘的薄板状的金属制导体主体。此外，在导体板的一部分形成有连接导体主体和定子的绕组端部的连接插座，从而将各相的导体主体和定子的各相的绕组端部连接以使电流流过。由于使用埋设在合成树脂内的薄型导体主体向定子的绕组供电，所以能够减小该部分的厚度，能够使旋转电动机实现薄型化。此外，通过设置在导体板上的连接插座来进行绕组端部和导体主体的连接，所以能够实现自动化。

Description

旋转电动机以及电梯用卷扬机

技术领域

本发明涉及旋转电动机，尤其是涉及向卷绕在定子上的绕组供电的供电机构得到了改进的旋转电动机以及电梯用卷扬机。

背景技术

在一般的旋转电动机中，使电流流向卷绕在定子铁心上的绕组的供电机构利用被称为连接线的配线对供电线与绕组之间进行电连接。此外，在现有的旋转电动机中，利用压接端子对定子绕组和连结供电线的连接线进行压接固定和连接，由此形成分支配线。

具体来说，如图12所示，将绕组的端部A折弯，使折弯的端部A与剥去了绝缘被膜B的导体C(连接线)接触，用形成为C字形状的铜制的压接端子D夹住该折弯的绕组的端部A和导体C来进行压接固定。在进行该压接端子D的接合时，使用规格与压接端子D相对应的专用的压接工具将导体C和绕组的端部A连接。利用上述压接端子来连接连接线和绕组的技术被广泛采用。

此外，该供电用的连接线在配线后，通过用绳子绑扎等方法来进行紧固和固定，此后引出到旋转电动机的主体的外侧，并且连接到用于与外部供电用的电线连接的电源端子座上。随着旋转电动机的容量增大，需要使用更粗的供电用的连接线。例如在日本特开2011-217425号公报(专利文献1)中公开了一种使用上述连接线的旋转电动机。

专利文献1：日本特开2011-217425号公报

另一方面，针对在电梯等的卷扬机中使用的旋转电动机，进行薄型化的要求非常强烈，作为实现薄型化的对策，对各种构成部件进行小型化和薄型化，使得尽可能地缩小旋转电动机的总厚度。可是，在现有的使用连接线的供电机构中，随着旋转电动机的容量增大，需要使用更粗的连接线。由此，在旋转电动机的各相的连接线重叠时，该连接线所在区域的轴向厚度增大，使得难以实现薄型化。

此外，在上述那样的利用压接端子将连接线和绕组的端部连接的结构中存在以下的问题。具体来说是，由于定子绕组和连接线的连接作业只能通过手工作业来进行，所以存在难以使旋转电动机的组装作业实现自动化，导致组装作业时间变长等问题。另外，由于需要事先将连接线的连接部分的绝缘被膜剥离，所以存在作业费时费工以及作业速度和质量过度依赖作业人员(离不开作业人员)的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转电动机以及电梯用卷扬机，使得能够缩小对绕组和供电线之间进行电连接的供电机构所在区域的厚度，并且能够自动化地进行与绕组的电连接作业。

本发明的特征在于具有导体板，该导体板构成为在合成树脂的内部埋设有与供电线连接的薄板状的各相的导体主体，此外，在导体板的一部分形成有连接导体主体和定子绕组的绕组端部的连接插座，在连接插座内使用连接端子将导体主体和定子绕组的绕组端部连接。

发明效果

根据本发明，由于使用埋设在合成树脂内的薄型的导体主体向定子的绕组供电，所以能够缩小该部分的厚度，能够使旋转电动机实现薄型化。另外，由于在设于导体板上的连接插座内使用连接端子将绕组端部和导体主体连接，所以能够实现自动化。

附图说明

图1是表示应用了本发明的旋转电动机的电梯的结构的结构图。

图2是表示图1所示的电梯用卷扬机的外观的外观图。

图3是表示图2所示的电梯用卷扬机中使用的旋转电动机的纵向截面的纵剖视图。

图4是本发明的一实施例涉及的旋转电动机中使用的导体板的主视图。

图5是将图4所示的导体板的合成树脂除去而露出导体主体时的主视图。

图6是表示图4的A-A截面的剖视图。

图7是表示本发明的一实施例涉及的导体板和绕组端部的连接结构的外观立体图。

图8是形成在导体板上的连接插座的剖视图。

图9是本发明的另一实施例涉及的分割导体板一体化后的主视图。

图10是图9中的B部的放大分解立体图，用于说明图9所示的分割导体板的结合方法。

图11是现有的采用连接线的连接方法和本发明的连接方法的比较说明图。

图12是现有的采用连接线的连接方法的说明图。

符号说明：

11…电梯轿厢

12…平衡重

13…卷扬机

16…绳轮

26…固定主轴

27…收纳凹部

28…定子

29…绕组

29A…绕组端部

32…转子

33…永磁体

34…导体板

35…台阶部

36…连接插座

37～41…导体主体

44…线圈骨架

44A…纵向槽(对位槽)

45…绝缘件

47…绕组承载部

48…连接销

51…绝缘壁

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不受到以下实施方式的限制，在本发明的技术概念范围内的各种变形例和应用例等也包括在本发明的范围内。

在对本发明的实施方式进行说明之前，先对应用作为本发明的对象的旋转电动机的电梯以及电梯用卷扬机进行说明。

图1是用于说明无机械室电梯的一般结构的剖视图。参考编号10表示设置在建筑物内的升降通道，电梯收纳在升降通道内。电梯具有电梯轿厢11、平衡重12及卷扬机13作为主要结构部件，在电梯轿厢11的下部安装有滑轮14，在平衡重12上安装有滑轮15，在卷扬机13的旋转轴(也就是电动机的旋转轴)上安装有绳轮16。在此，卷扬机13安装在升降通道10的最底部的地板面上，但也可以将卷扬机13安装在固定于升降通道10最顶部附近的梁上。

梁17固定在升降通道10的上部，中间滑轮18A、18B安装在该梁17上，使得能够改变主吊索19的卷绕方向。主吊索19的一端安装在升降通道10的上部壁面，另一端经由平衡重12的滑轮15、第一中间滑轮18A、卷扬机13的绳轮16、第二中间滑轮18B以及电梯轿厢11的滑轮14，最后安装在升降通道10的上部壁面。

该吊索卷绕方法称为2：1卷绕方法，其能够利用动滑轮原理来降低卷扬机13所需的曳引力。在平衡重12的下部设置有用于缓和平衡重12碰撞时的冲击的缓冲器191，并且在电梯轿厢11的下部也设置有用于缓和电梯轿厢11碰撞时的冲击的缓冲器。

在上述电梯中，由未图示的控制器向卷扬机13的电动机和制动机构等发送运行指令，通过该运行指令使电梯轿厢11朝着建筑物的规定的楼层进行升降动作。

图2表示电梯用卷扬机的外观，在卷扬机的上下安装有电磁制动机构20。该电磁制动机构20在运行中通过使电磁线圈通电来产生电磁力，依靠该电磁力吸引制动靴21，使得卷扬机13的制动鼓22处于能够自由旋转的状态。另一方面，在需要进行制动时，停止向电磁制动机构20的通电，由此依靠压缩弹簧将制动靴21朝向制动鼓22按压以进行制动。

以下，参照图3对薄型卷扬机13的具体结构进行说明。框体组装体23的框体主体24具有形成在其中心部的轮毂部25，固定主轴26固定在该轮毂部25内。此外，绳轮16以可旋转的方式支承在该固定主轴26的自由端侧，由此构成悬臂支承结构的卷扬机。

在位于框体主体24的轮毂部25的外周侧的圆环状的收纳凹部27中收纳有构成电动机部的定子28的定子铁心以及定子绕组29等电机部件。绳轮壳体31通过轴承30可旋转地支承在固定主轴26的自由端侧。该绳轮壳体31与绳轮16和构成电动机部的转子32等电机部件一体地构成。在转子32的内周面上固定有多个永磁体33，由此构成表面磁体式的旋转电动机的转子。此时，转子32需要采用磁性体来构成，并且与绳轮壳体31和绳轮16一起采用磁性体一体成型。

设置在转子32内侧的永磁体33的N极和S极在周向上交替设置，该N极和S极的数量相同，并且其数量是极数的一半。该转子32在径向上在定子28的外侧隔开微小的气隙与定子28对置设置，定子28设置在与框体主体24一体形成的收纳凹部27内。由旋转电动机产生的旋转力通过转子32传递到绳轮16，驱动卷绕在绳轮16上的多根主吊索19，由此使电梯轿厢11进行上下升降。

由于上述结构是广泛采用的现有结构，所以在此省略其进一步的说明。以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

返回图3进行说明。定子绕组29的绕组端部29A与导体板34连接。导体板34具有形成为圆环形的板状形状，该圆环形的导体板34固定在形成于轮毂部25外周的平坦的圆环状的台阶部35上。在导体板34的合成树脂的内部埋设有金属制的导体主体，并且该导体主体通过连接插座36与绕组端部29A连接。此外，导体主体通过未图示的供电线与逆变器装置连接，将逆变器装置生成的各相的交流电流供应给定子绕组29的各相。

以下，参照图4至图6对上述导体板34进行详细说明。如图4所示，导体板34由圆环状的合成树脂和导体主体构成，在其最外周侧呈圆环状地设置有规定数量的连接插座36。该连接插座36的数量由旋转电动机的极数决定，并且可以根据旋转电动机的规格任意设定。

图5表示将导体板34的合成树脂剥离到导体主体附近时的状态，在导体板34的内部埋设有形成为环状的U相的导体主体37、V相的导体主体38和W相的导体主体39。此外，在各相的导体主体37～39的外周侧埋设有各相的中性点用的导体主体40以及连接用的导体主体41。

如图6所示，导体主体37～41采用金属(例如铜)制成，并被加工成薄板状。因此，在本实施例中，在进行导体板34的成型时，将冲裁加工成规定形状的铜制的薄板即导体主体37～41设置在规定的模具中，并在该状态下注入合成树脂R进行镶嵌成型(模塑成型)即可。此外，在图6中省略了导体主体41的图示。在导体板34的外侧通过合成树脂同时形成有连接插座36，在该连接插座36内竖立设置有与导体主体38一体成型的连接销48(参照图8)。

在连接插座36中示出了专用的连接端子42，该连接端子42用于连接绕组端部29A和导体主体37～41的连接销48，在实际组装时，在将导体板34安装在台阶部35上后使用自动设备将该连接端子42压入。在本实施例中，各导体主体37～41在圆周方向以及上下方向彼此隔开间隔设置，由此各导体主体37～41之间隔着合成树脂R而彼此电绝缘。

此外，在本实施例中，为了确保导体板34具有充分的强度，以及由于旋转电动机的应用分类被划分为F类，所以采用具有150℃的耐热性的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为合成树脂R。另外，U相的导体主体37、V相的导体主体38和W相的导体主体39通过未图示的供电线与逆变器装置连接。

如此，由于板状的导体板34具有与连接线相同的供电功能，所以与现有技术的采用连接线进行连接的情况相比，能够缩小该部分的厚度，其结果是，能够有助于旋转电动机的薄型化。

以下，对卷绕在定子28的定子铁心上的定子绕组29的绕组端部29A和导体板34的连接结构进行说明。图7是构成供电机构的导体板34和绕组端部29A的连接结构的局部截取的立体图，图8是表示连接插座36的截面的纵剖视图。

如图7所示，密集卷绕的绕组29经由绝缘线圈骨架44安装在定子28的定子铁心43上。在位于内周侧的绝缘线圈骨架44上形成有供绕组端部29A穿过的纵向槽44A，绕组端部29A穿过该纵向槽44A延伸并且跨越连接插座36。此外，在定子铁心43与绕组端部29A之间设置有绝缘件45以进行绝缘，该绝缘件45与绝缘线圈骨架44一体形成。

从图3和图8可知，各个连接插座36从导体板34朝着固定主轴26的轴向呈直角地延伸，通过合成树脂R与导体板34一体地形成。这些连接插座36的内部由绝缘壁51分割成两个腔室46A、46B。在一方的腔室46A内形成有供绕组端部29A贯穿地延伸的对位槽36A，在该对位槽36A的延长线上，支承绕组端部29A的绕组承载部47朝着固定主轴26的轴向呈直角地竖立设置。在另一方的腔室46B中，从导体主体37延伸的连接销48也朝着固定主轴26的轴向呈直角地竖立设置。此外，连接销48从各导体主体37～41朝着各连接插座36延伸设置。

因此，在将导体板34载置于台阶部35的状态下，绕组端部29A成为安置在绕组承载部47上的状态。在图8中，右侧表示连接端子42被压入连接插座36前的状态，左侧表示连接端子42被压入连接插座36后的状态。在该状态下，利用自动设备将连接端子42压入连接插座36。

连接端子42具有一对连接狭缝42A、42B，在一方的连接狭缝42A中压入绕组端部29A，在另一方的连接狭缝42B中压入连接销48，由此将绕组端部29A和连接销48电连接。连接端子42采用铜作为母材，并且在其上具有锡镀层。

如上所述，将卷绕在绝缘线圈骨架44上的绕组29的绕组端部29A插入连接插座36的对位槽36A中，并且从上部将连接端子42压入，由此能够在连接插座36内将绕组端部29A和连接销48自动连接。此外，在进行连接插座36的模塑成型时，优选将连接插座36形成为使该连接端子42在压入后不会脱落的形状。

在本实施例中，由于连接插座36的形成位置呈圆环状地并列设置在导体板34的最外周，所以能够一边使定子28旋转一边利用自动设备将连接端子42按序连续地压入。

在本实施例中，连接插座36一体地形成在导体板34侧，这样设置是为了在连接绕组端部29A时，防止绝缘线圈骨架44和连接插座36的合成树脂部分因自动设备压入连接端子42时的冲击载荷而发生破损。此外，合成树脂所需的强度因旋转电动机的应用分类的不同而不同，所以需要适当地选择用于导体板34的合成树脂的材料和尺寸等，这一点很重要。

因此，在本实施例中，为了确保导体板34具有充分的强度，以及由于旋转电动机的应用分类被划分为F类，所以采用了具有150℃的耐热性的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。如此，通过选择适当的合成树脂，就能够满足连接端子42压入作业所需的强度以及应用分类的规格所规定的耐热温度。

此外，在本实施例中，导体板34是成型品，如图4所示，其整体一体地形成，直径为350mm。在如图4所示那样一体成型出导体板34时，由于导体板34形成为一体，所以安装作业方便，具有能够减少成型误差的效果。

如上所述，由于具有在合成树脂的内部埋设有导体主体的导体板，以及形成有连接绕组端部和导体主体的连接插座，通过将绕组端部收纳于连接插座后将连接端子压入连接插座，由此对连接插座中设置的与导体主体连接的连接销和绕组端部进行连接，从而能够实现自动化。

在现有技术中，由于定子绕组和连接线的连接作业只能够通过手工作业来进行，所以存在旋转电动机的组装作业难以实现自动化，组装作业时间长等问题。另外，由于需要事先将连接线的连接部分的绝缘被膜剥离，所以存在作业费时费工以及作业速度和质量过度依赖作业人员(离不开作业人员)的问题。通过本发明，能够解决上述问题。

以下，说明本发明的另一实施方式。从图5可知，埋设在导体板34内的导体主体37～41的形状图案具有规定的规律性。因此，除了如图4所示那样将整体同时地一体成型的结构以外，还可以采用将导体板34分割成具有规律性的单元板，通过组装单元板来构成导体板34的结构。以下，参照图9和图10对该导体板34进行说明。图10表示图9所示的B部的结合面分解后的状态。

在图9中，导体板34由按90°分割而得到的单元板即单元导体板34A、34B、34C、34D构成。由于这些单元导体板34A、34B、34C、34D的形状相同，所以能够采用相同的成型模具。由此，能够使用小型的模具，具有能够降低成型模具的费用的效果。单元导体板34A和单元导体板34B通过沿着半径方向延伸的结合面34A-B进行结合，同样，其他的单元导体板分别通过结合面34B-C、结合面34C-D、结合面34D-A进行结合。

该结合面的形状如图10所示，导体主体37～41从一方的侧面(在此为单元导体板34B的半径方向的侧面)以突出规定长度“L”的方式露出。另一方面，在单元导体板34C的与单元导体板34B的侧面对置的侧面，为了使导体主体37～41露出而形成有不存在合成树脂的凹部49。该凹部49在周向上延伸上述的规定长度“L”，单元导体板34B的导体主体37～41收纳在该凹部49中。

在将单元导体板34B的导体主体37～41收纳在单元导体板34C的凹部49中的状态下，通过拧入固定螺钉50，能够牢固地对单元导体板34B和单元导体板34C进行固定。此外，能够以同样的方法对单元导体板34A和单元导体板34B、单元导体板34C和单元导体板34D、以及单元导体板34D和单元导体板34A进行固定。

如上所述，在将导体板分割成单元导体板的本实施例中，由于能够使单元导体板的成型模具小型化，所以具有能够降低成型模具的费用的效果。

图11表示上述本发明的实施方式的薄型化效果，如图11所示，在使用现有技术的连接线时，由于U、V、W相的配线重叠，所以需要长度接近20mm的空间，而在本实施方式中，由于到连接插座的长度为15mm，所以能够实现5mm的薄型化，而在导体主体所在的平面区域为8mm，所以能够实现12mm的薄型化。

如上所述，本发明具有在合成树脂的内部埋设有薄板状的金属制导体主体的导体板，这些导体主体与各相的供电线连接并且彼此绝缘。此外，在导体板的一部分形成连接导体主体和定子的绕组端部的连接插座，从而将各相的导体主体和定子的各相的绕组端部连接以使电流流过。

如此，由于使用埋设在合成树脂内的薄型导体主体向定子的绕组供电，所以能够减小该部分的厚度，能够使旋转电动机实现薄型化。此外，通过设置在导体板上的连接插座来进行绕组端部和导体主体的连接，所以能够实现自动化。

Claims (15)

1.一种旋转电动机，其包括框体主体、固定主轴以及转子，所述框体主体中收纳有定子铁心和定子绕组，所述固定主轴设置在所述框体主体上且一端为自由端，所述转子通过轴承可旋转地安装在所述固定主轴的自由端侧且具有与所述定子铁心对置的永磁体，所述旋转电动机的特征在于，

具有导体板，所述导体板构成为在合成树脂的内部埋设有与供电线连接并且彼此绝缘的薄板状的各相的导体主体，在所述导体板的一部分形成有连接所述导体主体和所述定子绕组的绕组端部的连接插座，在所述连接插座内使用连接端子将所述导体主体和所述定子绕组的所述绕组端部连接。

2.如权利要求1所述的旋转电动机，其特征在于，

所述导体板设置于在所述框体主体的所述固定主轴周围的部位形成的台阶部。

3.如权利要求1所述的旋转电动机，其特征在于，

所述导体板形成为板状的圆环形状，各相的所述导体主体形成为圆环状，且在圆周方向以及上下方向彼此隔开间隔设置，各相的所述导体主体之间通过合成树脂进行绝缘。

4.如权利要求3所述的旋转电动机，其特征在于，

所述连接插座通过形成所述导体板的合成树脂与所述导体板一体形成，并且呈圆环状地并列形成在所述导体板的外周侧。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的旋转电动机，其特征在于，

所述连接插座沿着所述固定主轴的轴向在所述转子侧延伸地形成。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的旋转电动机，其特征在于，

所述导体主体通过对薄板状的金属进行冲裁加工而形成，所述导体板通过将所述导体主体设置在成型模具后注入合成树脂进行镶嵌成型而成。

7.如权利要求3所述的旋转电动机，其特征在于，

在所述导体板中，所有的所述导体主体以埋设方式设置，并且所有的所述连接插座同时一体地形成。

8.如权利要求3所述的旋转电动机，其特征在于，

所述导体板通过将多块单元导体板彼此连接而成，所述单元导体板埋设有一部分所述导体主体，并且同时一体地形成有一部分所述连接插座。

9.如权利要求8所述的旋转电动机，其特征在于，

在所述单元导体板的连接部分，所述单元导体板的对应的各导体主体通过螺钉进行固定。

10.如权利要求1至4中的任一项所述的旋转电动机，其特征在于，

所述连接插座由通过绝缘壁分割的一对腔室构成，所述定子绕组的所述绕组端部设置在一方的腔室内，与所述导体主体连接的连接销设置在另一方的腔室内，所述绕组端部和所述连接销通过所述连接端子进行连接。

11.如权利要求10所述的旋转电动机，其特征在于，

所述连接端子通过自动设备被压入所述连接插座内，由此来连接所述绕组端部和所述连接销。

12.如权利要求10所述的旋转电动机，其特征在于，

在所述连接插座的所述一方的腔室内形成有用于支承所述定子绕组的所述绕组端部的绕组承载部。

13.一种电梯用卷扬机，其包括框体主体、固定主轴、绳轮以及转子，所述框体主体中收纳有定子铁心和定子绕组，所述固定主轴的一端固定在所述框体主体上，另一端为自由端，所述绳轮通过轴承可旋转地安装在所述固定主轴的自由端侧，且在该绳轮上卷绕有主吊索，所述转子与所述绳轮一体形成，且该转子具有与所述定子铁心对置的永磁体，所述电梯用卷扬机的特征在于，

具有导体板，所述导体板构成为在合成树脂的内部埋设有与供电线连接并且彼此绝缘的薄板状的各相的导体主体，在所述导体板的一部分形成有连接所述导体主体和所述定子绕组的绕组端部的连接插座，在所述连接插座内使用连接端子将所述导体主体和所述定子绕组的所述绕组端部连接。

14.如权利要求13所述的电梯用卷扬机，其特征在于，

在所述框体主体的所述固定主轴周围的部位形成有圆环状的台阶部，呈板状且呈圆环状的所述导体板固定在所述台阶部上，所述导体主体和所述定子绕组的所述绕组端部通过设置在所述导体板的外周附近的所述连接插座进行连接。

15.如权利要求14所述的电梯用卷扬机，其特征在于，

所述连接插座由通过绝缘壁分割的一对腔室构成，所述定子绕组的所述绕组端部设置在一方的腔室内，与所述导体主体连接的连接销设置在另一方的腔室内，所述绕组端部和所述连接销通过所述连接端子进行连接。