CN1967976A - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机，包括：外转子，其包括轴和用于驱动至少一个电缆的驱动部；至少一个制动器，其包括至少一个由该轴驱动的制动盘；以及具有绕组的定子，所述绕组沿轴向位于该制动盘和该驱动部之间，该驱动部与该转子轴制成单一件，或者安装到该轴上。
Description
技术领域
本发明涉及旋转电机，特别是用于驱动电梯电缆的电机。本发明特别涉及但不完全局限于一种结构相对紧凑且包括至少一个制动器的电机。
背景技术
日本专利申请JP 11-079 627描述了一种电梯马达，其包括转子和定子，电缆通过安装在减速齿轮箱上的滑轮驱动。
需要一种如下所述的电机，该电机比较容易制造且制造成本较低，其操作可靠性高，并且在用于驱动电梯轿厢的情况下，能够选择性地执行上升的降落伞(ascending parachute)的功能。
此外，还需要降低旋转电机的整体尺寸，例如，以便能够将电机插入中空支撑结构中。
发明内容
本发明的目的在于全部或部分地满足上述需求。
因此，在其一个方案中，本发明提供了一种电机，其包括：
外转子，包括轴和用于驱动至少一个电缆的驱动部；
至少一个制动器，包括至少一个由该轴驱动的制动盘；以及
定子，其具有绕组，绕组沿轴向位于该制动盘与该驱动部之间。
此类电机的整体尺寸可以相对较小，并且定子的相对布置可以使得更易于将该电机放置到中空支撑结构中。
驱动部可以与转子轴一起形成为单一件，或者在一种变型中，驱动部可以直接放置在轴上，即，驱动部可安装到轴上，具有单个机械结合部位。
驱动部本身不通过齿轮装置而被驱动，由此增加了可靠性并可以降低操作时的噪音，简化制造并且降低了整体尺寸。
特别地，电机不需要具有齿轮箱。
在本发明的一个实施例中，驱动部可设置有至少一个环形凹槽，用于驱动至少一个电缆。在一种变型中，驱动部可容置多个交替设置的环和垫圈，形成至少一个凹槽以用于驱动至少一个电缆，该电缆可包括例如至少一种合成材料，如凯夫拉尔(Kevlar)。所述至少一个电缆可以完全由凯夫拉尔(Kevlar)制成。
术语“电缆”不应当狭义地理解，而应当涵盖具有任何截面和结构的线，例如合成线。
在本发明的一个实施例中，轴可由金属制成，例如钢，并特别是经过加工的钢。
制动盘可与轴的沟槽部接合。
在本发明的其中一个方案，沟槽部的沟槽可加工于轴中。
驱动部的外径可以是沟槽部的外径的至少三倍，或者大于沟槽部的外径至少3.5倍，或至少4倍，4.5倍更好，5倍也更好。
电机可选择性地包括至少一个端板，例如正方形或长方形的端板，因此，使得电机更易于插入内部截面是正方形或长方形的中空支撑结构中。
电机可具有单个端板，或者其可具有两个端板。电机不必具有与驱动部相邻的端板。
电机可具有一个以上的制动器，如两个制动器。
制动器可以是电磁的，如为断电型。
转子可具有永久磁体。
磁体可通过粘合剂固定到转子的壁上，或者，特别是通过夹于其上而固定。转子不需要具有任何磁叠层。
电机可构成同步或异步马达。
定子可具有位于齿上的绕组。或者，定子绕组可以是分散的。
驱动部可通过轴承支撑。
轴可包括至少在沿定子的主要部分上轴向延伸的中心凹槽。
轴可包括内径大于轴的与至少一个制动盘接合的部分的外径的中心凹槽。中心凹槽可容置轴承。
轴可经由轴承通过电机的端板支撑，轴通过该轴承接合，或者，轴可通过至少一个轴承或两个轴承放置在定子上，轴通过所述轴承接合。
驱动部可与转子轴一起制成为单一件，或者其通过例如接合于轴的锥形部上而安装到其上，并且通过例如至少一个键保持在适当的位置。
制动盘可与转子轴一起制成为单一件，或者其可通过例如焊接安装到其上。
驱动部可通过轴连接到制动盘上，以便使得制动器可通过单个的机械结合部位并通过单次扭矩传递而作用于驱动部上，由此增加了可靠性。
转子可包括通风孔，例如在承载磁体的管状壁和轴之间穿过转子形成的通风孔。例如，通风孔可穿过将管状壁连接到轴的横向壁制造，如朝向定子绕组的端部。或者，电机可包括外部风扇，如由外部马达驱动的风扇。
在其单独的或与以上结合的另一方案中，本发明还提供了一种电机，包括：
定子本体，设置成通过紧固件区紧固到中空支撑结构内；
至少一个位于底部的第一紧固件区，至少一个位于定子本体的顶部和/或侧面的第二紧固件区；以及
外转子，包括安装成在定子本体内旋转的轴。
这种电机还可具有上述的任一特征。
一个或多个紧固件区可设置成用于提供可拆卸的紧固方式，如利用螺栓和/或螺母。
一个或多个第一紧固件区用于通过中空结构承载电机以及电缆的重量，而一个或多个第二紧固件区用于吸收转矩，以避免给所述的一个或多个第一紧固件区施加过大的压力，并且可便于将电机安装在中空支撑结构上。电机可在定子本体的每一侧具有第二紧固件区。
电机可包括至少一个阻尼器，所述阻尼器在至少一个紧固件区中抵靠着定子本体设置，例如，一个阻尼器在第二紧固件区中抵靠着定子本体设置，并且例如，另一阻尼器在第一紧固件区中抵靠着定子本体设置。作为实例，阻尼器可在每一紧固件区中抵靠着定子本体设置。
每一阻尼器可构造成用于阻止在电机和中空支撑结构之间传递震动。阻尼器可由弹性体块，如环形弹性体块构成。
本发明还提供了一种组件，包括：
中空支撑结构；以及
上述的电机，其至少部分地接合于中空支撑结构内部中，如以上述方式紧固到其上。
电机不必完全设置在中空支撑结构内。例如，制动器可以设置在中空支撑结构外，如从中悬臂伸出。
支撑结构可包括用于穿过与驱动部配合工作的电缆的开口。
此外，有利的是，使至少一个紧固件区位于中空支撑结构的拐角处。
定子本体可包括供转子轴穿过的中空管，以及覆盖在外转子上面并且其上具有紧固件区的突出部(tab)，如至少一个位于下面的突出部和至少一个位于定子本体的顶部和/或侧面的突出部。
附图说明
通过参考附图阅读如下对本发明实施例的详细描述，可以更好地理解本发明，其中：
图1是根据本发明制造的电机的一个实例的示意性局部纵向剖视图；
图2是图1的实施例的立体图；
图3是沿图1和图2的电机的箭头III观察的视图；
图4是示出了一个变型实施例的类似于图1的纵向剖视图；
图5是沿箭头V观察的图4的电机的示意图；
图6是沿箭头VI观察的图4和图5的示意性局部视图；以及
图7至图11是根据本发明制造的电机的实例的示意性局部纵向剖视图。
具体实施方式
图1所示的电机10用于例如驱动电梯的电缆，该电机包括外转子20，该外转子20具有轴21和用于驱动至少一个电缆(未示出)的驱动部22。
转子20绕着旋转轴线X旋转，该旋转轴线X也是所述实例中电机10的纵轴线。
电机10还包括位于其一端的至少一个电磁制动器12，每一个制动器均包括制动盘13。
电机10还包括定子30，该定子30具有沿轴向位于制动器13与驱动部22之间的绕组32，并包括定子本体31。
转子20的轴21为例如由经过加工的钢制成的单一件，在由定子本体31支撑的轴承25、26中旋转。
所述实例中的驱动部22具有用于驱动电缆的环形凹槽28。
作为实例，所述环形凹槽28适于容置大致为圆形截面的、由金属线和/或合成纤维线扭绞成的电缆。电缆可包括截面不一定必须是圆形的股，例如具有不同的直径或由不同材料制成。作为实例，电缆可由凯夫拉尔(Kevlar)制成。
凹槽28可具有截面呈局部圆形的形状的底部。在一个变型中，凹槽28可包括两个朝向电机的旋转轴线汇合的平面。根据需要，滑轮的两个凹槽之间的间隔可以是固定的或变化的。
在图1所示的实施例中，驱动部22接合于转子20的轴21的锥形部29上，并由键27保持。例如，驱动部22可以包括如由带平键的螺母保持的锯齿状轮毂(hub)。
此外，驱动部22与转子的管状壁23一起制成单一件，该管状壁23上结合有永久磁体24。
在一个变型中，磁体可以插入到形成于转子20内的相应壳体中。
永久磁体24与由绕组32限定的定子30的磁极相互作用。作为实例，定子30可以是包括多个齿的具有集中绕组类型的定子，其中每一个齿容置的绕组32的轴线与齿的轴线重合。当然，具有分散绕组的类型的定子30也不超出本发明的范围。
在转子20的轴21的、与驱动部22相对的一端，具有沟槽部40，其沿轴向延伸超出定子30的绕组32，带有平行于电机的纵轴线X延伸的沟槽。
属于制动器12的制动盘13的轮毂接合于该沟槽部40上。在其外围，制动盘13以常规的方式具有制动器衬套42。
制动器12具有轭43，每一个轭均包括容置电磁体的壳体44，和容置弹簧的壳体45，所述弹簧在不存在由电磁体产生的磁场时起作用，以便将电枢46压靠于相应的制动盘上。设置了逆电流器(spacer)(未示出)以确保引导电枢46进行转换。
光电或磁检测编码器50可安装在轴21的一端，以便检测其旋转。
以上所描述的电机用于插入中空支撑结构100中。
然后，该电机可包括紧固件区，有利地包括至少一个位于定子本体31的底部的第一紧固件区；以及至少一个位于定子本体31的顶部和/或侧面的第二紧固件区。
在如图1至图3所示的变型中，电机可具有多个位于定子本体31的任一侧的第二紧固件区94、95。
图2和图3还示出定子本体31可包括：中空管，转子20的轴21穿过该中空管；以及突出部35，其部分覆盖在外转子上面但不会阻止其旋转，并且具有位于其上的紧固件区。
定子本体31可具有位于定子本体31的下面和/或顶部以及侧面的突出部35。
图5至图7示出了不同于图1的变型的实施例，其不同之处在于永久磁体24固定到转子的壁23上，该转子不与驱动部22一起形成单一件。
此实例中的第一紧固件区91、92分别位于驱动部侧下方和制动器部12的侧下方。
此外，图4至图6所示的电机具有位于顶部的第二紧固件区93。
在参考图1至图6描述的实例中，电机的每一紧固件区91、92、93、94、95包括抵靠定子本体放置的阻尼器99，阻尼器用于与中空支撑结构100接触，如图3和图6所示。
阻尼器构造成用以阻碍在电机10和中空支撑结构100之间传递震动。作为实例，阻尼器可构造成弹性体块，例如环形的弹性体块，以便使得其更易于穿过紧固构件。
在图1所示的实例中，轴21通过两个轴承25、26放置在定子30上，并且电机不具有端板。
缺少端板可使得更易于将电缆安装到转子上或将其取下。特别地，不需要使电缆与其负载分离以便将其从转子上移除。
当然，不同的构造也不超出本发明的范围。
作为实例，图7示出了不同于图1的电机，其不同之处在于轴21通过轴承25放置于电机的端板55上，轴21通过该轴承接合。
端板55通过支柱56连接到定子30，开口57设置于支柱56之间，以允许转子20旋转。
在另一种变型实施例中，轴可包括在至少定子的主要部分上沿轴向延伸的中心凹槽，使得轴抵靠于电机的端板55放置，轴21由轴承25在内部支撑，如图8所示。
该图示出了一电机，其中，轴21具有几乎沿定子30的整个长度轴向延伸的中心凹槽60。
中心凹槽60还可以在定子30的整个长度上沿轴向延伸。
中心凹槽60使转子重量减轻并且降低了其材料量，因此降低了成本。
中心凹槽60在端板55附近被覆盖，并通过径向内表面61支撑在轴承25上。
在驱动部22中的一些凹槽28围绕着轴承25，由此改进力拉紧(forcetakeup)情况。
图8所示的实施例与图1至7所示的实施例的不同之处在于，驱动部22与轴21一起制成单一件，以便使得驱动部22与轴承25的径向外表面接触。
图8所示的电机具有的优点是仅有一个用于通过轴21在驱动部22和制动盘13之间传递转矩的机械结合部位，因此增加了安全性。
在上述的实例中，驱动部22具有用于驱动电缆的凹槽28。驱动部以其他方式制造也不会超出本发明的范围。
作为实例，图9示出了与前面的电机不同的电机，其不同之处在于，轴21的驱动部22具有光滑圆柱表面(plane cylindrical surface)，用于容置多个交替设置的环68和垫圈67。作为实例，环68由酚醛塑料(Bakelite)制成，用于支撑电缆，并且设置于环68之间的垫圈67在电缆的任一侧形成导向器，以便将其保持在环上。这种构型在电缆由凯夫拉尔(Kevlar)制造时特别有用。
图9的电机与前面的电机的不同之处还在于，制动器12是闸瓦制动器，闸瓦不位于电机的纵轴线X上。
盘13放置于轴21上，而制动器12设置于电机的外围。此外，图9的电机仅具有一个制动器。
在一种变型中，制动盘13也可以与电机的轴21制成一体，以便降低驱动部22和制动器12之间的机械结合部位的数量。
图10示出了与图9类似的电机，不同之处在于，中心凹槽60在轴21的整个长度上延伸。
轴承25放置于轴21内，而轴承56放置于轴外。
这种构型使得易于去除后轴承26，并易于具有固定到制动盘13的轴21，例如通过盘焊接到轴21而实现。
此外，参看图10，可以理解的是易于将电缆安装在驱动部22上或将电缆从驱动部22上移除，而不需要分离其上承载的负载。
图11示出了一个变型实施例，其中轴21是实心的，并且其中两个轴承25、26均设置在轴21外。
制动盘13可通过焊接固定到轴上。
这种构型能够提供与上述优点相同的优点。
在所有的上述电机中，转子可包括通风孔65，如沿轴向定向并设置在驱动部22和磁体24之间的通风孔65。这些孔65仅可在图8中看见，然而，其他图中的所有电机也可具有类似的孔。
图8的电机也可不具有通风孔。
在一种变型中，或者除此以外，可由单独马达驱动的风扇至少在局部提供制冷。
当然，本发明不局限于上述实例。
特别地，电机可带有单个制动器或两个以上的制动器。
适当的时候，驱动部仅需要具有一个凹槽并仅容置一根电缆。
为了简化起见，在一些图中示出的马达没有任何阻尼器，然而，这些马达当然可以具有阻尼器。
除非有相反的说明，术语“包括”应理解为与“包括至少一个”同义。
Claims (25)
1.一种电机，包括：
外转子，其包括轴和用于驱动至少一个电缆的驱动部；
至少一个制动器，其包括至少一个由该轴驱动的制动盘；以及
定子，其具有绕组，所述绕组沿轴向位于该制动盘与该驱动部之间，该驱动部与该转子轴制成为单一件，或者该驱动部安装到该轴上。
2.如权利要求1所述的电机，其中，该驱动部设置有至少一个环形凹槽，用于驱动至少一个电缆。
3.如权利要求1所述的电机，其中，该驱动部用于容置多个交替设置的环和垫圈，形成至少一个凹槽以用于驱动至少一个电缆。
4.如权利要求1所述的电机，其中，该制动盘结合到该轴的沟槽部上。
5.如权利要求4所述的电机，其中，该驱动部的外径是该沟槽部的外径的至少三倍。
6.如权利要求5所述的电机，其中，该驱动部的外径大于该沟槽部的外径至少3.5倍，或至少4倍，4.5倍更好，5倍也更好。
7.如权利要求1所述的电机，其中，该电机包括至少一个正方形或长方形的端板。
8.如权利要求1所述的电机，其中，该电机仅具有一个端板。
9.如权利要求1所述的电机，其中，该电机具有两个端板。
10.如权利要求1所述的电机，其中，该电机具有单个制动器。
11.如权利要求1所述的电机，其中，该电机具有两个制动器。
12.如权利要求1所述的电机，其中，该转子具有永久磁体。
13.如权利要求12所述的电机，其中，所述永久磁体通过粘合剂结合到该转子的壁上。
14.如权利要求1所述的电机，其中，该定子具有绕组，所述绕组位于齿上。
15.如权利要求1所述的电机，其中，该驱动部通过轴承支撑。
16.如权利要求1所述的电机，其中，该轴包括中心凹槽，该中心凹槽至少在该定子的主要部分上沿轴向延伸。
17.如权利要求1所述的电机，其中，该轴包括中心凹槽，该中心凹槽的内径大于该轴的与该至少一个制动盘接合的部分的外径。
18.如权利要求1所述的电机，其中，该轴通过轴承放置在该电机的端板上，该轴接合于该轴承内。
19.如权利要求1所述的电机，其中，该轴通过至少一个轴承放置在该定子上，该轴接合于所述轴承内。
20.如权利要求1所述的电机，其中，该驱动部与该转子轴制成为单一件。
21.如权利要求1所述的电机，其中，该驱动部安装到该转子轴上。
22.如权利要求21所述的电机，其中，该驱动部接合到该轴的锥形部上。
23.如权利要求1所述的电机，其中，该制动盘焊接到该转子轴上。
24.如权利要求1所述的电机，其中，该转子包括通风孔。
25.如权利要求1所述的电机，其中，该电机不具有与该驱动部相邻的端板。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |