CN1217080C

CN1217080C - 门系统

Info

Publication number: CN1217080C
Application number: CN018182925A
Authority: CN
Inventors: 山本弘毅; 金弘中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: WO2002036917A1; JP3972575B2; KR20030040568A; KR20070039138A; CN1473235A; US6675938B2; US20020050426A1; KR100775423B1; JP2002138754A; US20030037996A1; US6467584B2; TW561130B; EP1330585A1

Abstract

本发明公开了一种使用了一个线性马达的门系统，其具有一个可移动地悬挂门5的门钩2，一个用于产生打开和关闭门的推力的电动马达，以及一个由一种非磁性材料制成的连杆机构6，该机构用于将马达产生的推力输送至门。所述线性马达具有一个用作动力滑行装置590的电枢530，以及一个具有磁性的定子560。电枢具有至少一个第一和第二相对部分，这些部分包括一个具有第一极性的磁极510以及具有第二极性的另一磁极520。通过第一和第二相对部分设置所述定子。

Description

门系统

技术领域

本发明涉及一种门系统，更特别涉及一种适于采用线性马达的门系统。

背景技术

在一种传统的门系统中，门是通过一台转动马达驱动的。但是，这种传统的门系统需要一个用于将旋转运动转换为线性运动的机构，一个减速齿轮以及包括一条传动带的其它部件，这种系统结构复杂并且会阻碍其尺寸的减小。例如，在JP-A-10-139325以及JP-A-8-275493中所披露的门系统，在所述每一种门系统中，代替转动马达，使用了一种线性马达来驱动门。线性马达可采用异步电动机或磁力电动机。在所述门系统中，安装在每一个门钩中的一个线性马达均可沿打开/关闭方向产生推力以直接驱动门，这类门系统既没有用于将旋转运动转换为直线运动的机构，也没有减速齿轮，而这些机构和齿轮却是在任何利用转动马达的门系统中所必需的。因此，这种门系统具有可靠、紧凑的结构，并且没有不可回收的部件以及需要润滑的部分。

但是，在已提出的门系统中使用的线性马达存在一些问题。其结构实质上在主要侧面和辅助侧面之间具有较宽的磁路气隙的异步电动机存在的问题是：其输出能量小于输入。由于必须绕每一个芯体缠绕一个线圈，因此，包括作为电磁铁和永久磁铁的大致U形芯体的线性磁力电动机在制造时需要的时间较长且成本非常高。或者，由于从通过磁极板的磁极齿之间的间隙的磁力线会产生较大的总泄漏，因此，具有与电磁极面相对的永久磁铁并且在其间具有气隙的马达也存在相对于输入来说输出能量较低的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种门系统，该系统结构简单，且易于制造，并且相对于马达的输入来说能够获得较高的输出能量。

根据本发明的一个方面，一种门系统，其包括：一个可移动地悬挂一扇门的门钩；一个电动马达，其用于产生打开和关闭门的推力；以及一个与由一种非磁性材料制成的连杆机构相结合的线性马达，其用于将由所述马达产生的推力传送至门。线性马达包括：一个起到动力滑行装置作用的电枢；以及一个具有磁性的定子，其中，所述电枢最好具有至少一个第一和第二相对部分，这些部分包括一个具有第一极性的磁极以及具有第二极性的另一磁极，并且通过第一和第二相对部分设置所述定子。对于线性马达而言，最好包括一个作为动力滑行装置的电枢以及具有磁性的定子，并且，所述线性马达应这样构成，即，动力滑行装置沿其运动方向和竖直方向的相对位置由电枢和定子的相互作用固定。

附图说明

图1为纵向剖面图，其显示了本发明一个最佳实施例的一种线性马达门系统的结构；

图2为显示所述线性马达门系统的结构的示意图；

图3为显示在图1中所示的线性马达的结构的透视图；

图4为显示在图1中所示的线性马达装置的结构的透视图；

图5为显示在图4中所示的线性马达装置的纵向剖面图；

图6为纵向剖面图，其显示了本发明另一最佳实施例的线性马达装置。

具体实施方式

下面参照附图1～6对本发明的最佳实施例进行说明。

参见图1和2，一种用于打开和关闭悬挂门钩2上的门5的门系统，包括一个可拆卸地安装的线性马达装置1；一个由非磁性金属材料或树脂制成的连杆机构6，其用于连接线性马达(在图3中示出)的动力滑行装置590(在图4中示出)，以便将线性马达的推动力输送至门钩2，线性马达安装在线性马达装置1中；多个辊3，它们用于固定一个可沿导轨4运动的门装置，这些辊3可转动地安装在门钩2上；以及一个电源/驱动控制装置9，该装置包括一个用于向马达装置1和其它部件供给动力的转换器。

导轨4不但可与辊3结合，而且还可与一个线性轴承(未示出)结合。

参见图2和4，线性马达装置1包括图4中所示的线性马达以及一个壳体620，该壳体可运动地支承线性马达的动力滑行装置590，可靠地支承图4中所示的一个定子560，并且保护线性马达不受外界环境中异物的影响。壳体设有一个开口部分7，该部分用于以足够的纵向长度使连杆机构与动力滑行装置590相连，以确保门的移动距离。以此方式，可操作门5打开和关闭。

作为用于打开和关闭门5的驱动电动马达，所述线性马达为一种线性同步马达，其结构简单，且与传统的线性马达相比更易于制造，并且由于磁力线泄漏很小，因此相对于输入能够提高输出特性。

参见显示了用于线性马达门系统的线性马达的结构的图3，参考标号510表示一个磁极；511a表示磁极510的一个上磁极齿；512b表示磁极510的一个下磁极齿；520表示另一个磁极；521b表示磁极520的一个下磁极齿；522a表示磁极520的一个上磁极齿；530表示一个电枢；540表示一个电枢线圈；550表示一个电枢芯；560表示一个定子；570表示一个永久磁铁；580表示磁极510的上磁极齿511a和磁极520的下磁极齿521b(或磁极510的下磁极齿512b和磁极520的上磁极齿522a之间)之间的间隙；并且Ps表示上磁极面的相邻磁极齿中心之间的磁极距。电枢530采用的结构为：使磁极510、520分别设置在底部件的两个侧面，以便形成细长的电枢芯550，该电枢芯具有向上打开的U形剖面，并且沿纵向绕电枢芯550卷绕一个线圈540。因此，电枢530具有两个磁极510和520。

另外，磁极510具有上磁极齿511a，下磁极齿512b，…这些磁极齿朝磁极520伸出。磁极520具有下磁极齿521b，上磁极齿522a，…这些磁极齿朝磁极510伸出。因此，磁极510中伸出的磁极齿以上下两个水平位置的交替结构延伸，以便第(2n-1)个(其中，n＝1，2，3，…)磁极齿位于上部水平位置处，而第(2n)个(其中，n＝1，2，3，…)磁极齿位于下部水平位置处。

与磁极510相反，磁极520中伸出的磁极齿以上下两个水平位置的交替结构延伸，以便第(2n-1)个(其中，n＝1，2，3，…)磁极齿位于下部水平位置处，而第(2n)个(其中，n＝1，2，3，…)磁极齿位于上部水平位置处。此处，将磁极510和520的上磁极齿作为整体称为上磁极面，将磁极510和520的下磁极齿作为整体称为下磁极面。可以认为该结构是这样的，即：彼此相对的磁极510和磁极520的磁极齿具有上下两个磁极面。

此处，将第一上下磁极齿511a，521b称为第一相对部分，并且将第二下上磁极齿512b，522a称为第二相对部分。因此，可以认为电枢结构是这样的，即：第(2n-1)个磁极齿为第一相对部分，而第(2n)个磁极齿为第二相对部分。

另外，在相应的相对部分的上下磁极齿之间设有一个具有预定间距的间隙580，并且将具有磁力的定子设置在间隙580中，从而能够获得的结构为：定子通过第一和第二相对部分定位。

根据上述结构，电枢装置的结构为：磁力线在上下磁极齿之间向上并向下交替通过线性马达中相对部分的上下磁极齿之间的间隙，并且电枢530随动力滑动装置相对运动通过间隙。

参见图4，其说明了图1和2所示的作为线性马达门系统的驱动装置的线性马达装置1，一个壳体620，该壳体由一种非磁性金属材料或树脂制成并作为线性马达装置1的壳体，且该壳体覆盖了动力滑行装置590、定子560、定子固定机构600a、600b、动力滑行装置导轨610a、610b以及辊630a、630b(参见图5)。壳体620能够防止外界异物进入驱动装置的内部空间并达到永久磁铁而对马达的操作造成不利影响。动力滑行装置590的结构为：将一个由非磁性金属材料或树脂制成的连杆底座8可拆卸地固定至电枢530上。动力滑行装置590由一动力滑行装置支承机构支承，该支承机构由动力滑行装置导轨610a、610b以及辊630a、630b构成，其中所述动力滑行装置导轨安装在壳体620上，以便具有足够的长度来确保门5沿纵向的运动距离，所述辊固定至动力滑行装置590上，以便沿纵向运动。通过确保连杆机构6能沿壳体620纵向运动的壳体620的开口部分7，使连接至连杆底部8的连杆机构6与门钩2相连。通过在其纵向两端的定子固定机构600a、600b可拆卸地将定子560固定至壳体620上。

图6为图4和5中所示的线性马达装置1的一种可选择的方案。在图6中，线性马达装置1的结构应为能确保顺时针转动90度角度的、图5所示的结构。

虽然在图4中仅显示了一个线性马达装置1，但是通过设置多个这种装置可构成一个多相线性马达。在设置多个线性马达装置1之处，可以以串联方式或平行方式设置这些线性马达装置1。

定子560不应局限于永久磁铁，反而可以采用取决于磁阻变化的磁阻型线性马达，其中，铁磁体具有一种带有凸起和凹入部的结构。

利用由一平面状铁磁体构成的定子，其中，所述平面状铁磁体在其两个表面上设有凸起磁极，在定子和处于电枢相对部分上的磁极之间的磁阻沿电枢的前进方向变化。换句话说，在定子的凸起磁极齿和在电枢相对部分的磁极之间的磁阻小于在铁磁体的平面状部分和在电枢相对部分的磁极之间的磁阻。通过利用磁阻的这种差异，能够获得一种可移动的滑行装置。也可以形成一种组合式定子，以利用一种铁磁性材料制造凸起磁极齿，并且使一永久磁体具有平面状部分。

通过准备一个在其上设有电枢线圈的芯体部分、以及具有相对部分以使定子与分别由独立分层钢板制成的多个永久磁铁固定在一起的磁极部分，并且通过将它们组合在一起，可制造出在本发明中使用的线性马达。所述线性马达具有的另一个特征为：能够容易地将其固定至门系统上或从门系统上将其拆下。

根据本发明的实施例，能够提供这样一种门系统，该系统具有简单的结构，且易于制造，并且由于通过磁极板的磁极齿之间间隙的磁力线泄漏量较小，因此相对于输入来说能够获得较高的输出。虽然参照本发明的最简单实施例描述和披露了本发明，但是显然本领域技术人员在不脱离在权利要求中限定的本发明思想和范围的情况下，可对本发明作出各种改进，并且本发明能够适用于在不同领域中的线性马达门系统。例如，本发明也适用于一种折门系统。上述本发明的最佳实施例是设置一个电枢作为动力滑行装置并且设置一块永久磁铁作为定子。但是，也可以设置一块永久磁铁作为动力滑行装置，而设置电枢作为定子。

本发明还适用于一种升降机系统，其具有一个吊舱和一个驱动该吊舱的驱动装置，其中，吊舱具有用于出入上述门系统中的一种。

根据本发明提供的门系统具有简单的结构，且易于制造，并且相对于马达的输入来说能够获得较高的输出。

Claims

1.一种门系统，其包括：

一个可移动地悬挂一扇门的门钩；

一个电动马达，其用于产生打开和关闭门的推力；以及

一个与由一种非磁性材料制成的连杆机构相结合的线性马达，其用于将由所述马达产生的推力传送至门；

其中，所述线性马达包括：

一个起到动力滑行装置作用的电枢，在该电枢上安装有一个线圈；以及

一个具有磁性的定子，其中，所述电枢具有一个第一极性的磁极和另一个第二极性的磁极，所述一个第一极性的磁极具有一个第一相对部分，所述另一个第二极性的磁极具有一个第二相对部分，所述第一相对部分由相对的磁极齿确定，所述第二相对部分由其它相对的磁极齿确定，并且

所述定子被可动地保持在第一和第二相对部分上。

2.根据权利要求1所述的门系统，其中：所述线性马达包括一个电枢的动力滑行装置以及一个具有磁性的定子，并且，

所述线性马达应这样构成，即，所述动力滑行装置沿其运动方向和竖直方向的相对位置由所述电枢和所述定子的相互作用固定。

3.根据权利要求1所述的门系统，其中：所述定子延伸足够的长度以便确保所述门的移动距离，并且由一动力滑行装置支承机构支承以便可沿纵向运动的所述动力滑行装置经所述连杆机构可移动且可拆卸地与所述门相连，从而所述动力滑行装置能运动而打开和关闭所述门。

4.根据权利要求1所述的门系统，其中：将所述线性马达可拆卸地安装在所述线性马达的门系统中。

5.根据权利要求1所述的门系统，其中：所述动力滑行装置由一个壳体覆盖，所述壳体由一种非磁性材料制成且具有一个开口部分，通过该开口部分，能够使所述动力滑行装置经所述连杆机构与所述门相连并且所述开口部分能确保所述门沿纵向的运动距离，其中，所述定子在其两个纵向端部处被固定至壳体上，所述动力滑行装置由一动力滑行装置支承机构支承，因此，所述线性马达和所述壳体形成整体，以便构成一个可拆卸的线性马达装置。