DE10153727A1 - Schrittmotor - Google Patents
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Abstract
Ein Schrittmotor kann die Effizienz der Montagearbeit steigern, wenn der Zahn des anzutreibenden Zahnrads, welches zu einem angetriebenen Element gehört, mit dem Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads des Rotors des Schrittmotors verbunden wird. Die Anzahl der Zähne für ein Ausgangswellen-Zahnrad wird auf ein bestimmtes Verhältnis bezüglich der Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des Rotors gesetzt, so dass das anzutreibende Zahnrad durch einen Bezugspositions-Anschlag gehalten werden kann, wenn eine Spule durch ein geregeltes Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird. Während die Spule durch das geregelte Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird und während das anzutreibende Zahnrad durch den Bezugspositions-Anschlag gehalten wird, werden daher der Zahn des anzutreibenden Zahnrads und der Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads verbunden. Daher geraten diese Zähne miteinander in Eingriff in einer normalen Position bezüglich einer Bezugsposition.
Description
Diese Erfindung betrifft einen Schrittmotor für Fahrzeuge.
Um einen Aktor an einem Fahrzeug anzutreiben, ist bisher ein
Schrittmotor verwendet worden. Dieser Schrittmotor treibt ein
anzutreibendes Element auf der Grundlage eines Signals an,
welches gemäß dem Laufzustand einer Maschine ausgesandt wird,
und zwar so, dass er das Element in eine Zielposition bringt.
Als Verfahren zum Übertragen einer Antriebskraft zu diesem
Zweck gab es ein weitverbreitetes Verfahren, in welchem ein
Ausgangswellen-Zahnrad an dem Rotor des Schrittmotors
zunächst angetrieben wird, so dass es sich dreht, und die so
erzeugte Drehung wird dann auf ein anzutreibendes Zahnrad
übertragen, welches an dem anzutreibenden Element angebracht
ist.
Wenn jedoch keine Mittel zum direkten Erfassen der
Rotorposition des Schrittmotors vorgesehen sind, oder der
Position des durch die Drehung des Rotors anzutreibenden
Elements, muss eine Initialisierung durchgeführt werden. Um
einen Unterschied zwischen der Position des anzutreibenden
Elements zum Zeitpunkt eines vorangehenden Maschinenstopps
und einer Bezugsposition zum Zeitpunkt eines Maschinenstarts
zu korrigieren, wird bei jedem Start der Maschine das
anzutreibende Element in die Bezugsposition gesetzt durch
Drehen des Schrittmotors in eine Richtung und durch Anstoßen
des Rotors oder des anzutreibenden Elements an einen
Anschlag.
Daher ist ein Schrittmotor entwickelt worden mit einem
Mechanismus zum Drücken des anzutreibenden Elements zu der
Seite der Bezugsposition mittels eines elastischen Körpers,
oder zum Drücken des Rotors des Schrittmotors zu dem
elastischen Körper, und zum Zurückführen des anzutreibenden
Elements zurück zu der Bezugsposition durch die Druckkraft
des elastischen Körpers, wenn die Elektrifizierung des
Schrittmotors angehalten wird nach dem Maschinenstopp.
Für einen solchen Schrittmotor ist ein
Elektrifizierungsmuster der Spule des Schrittmotors in der
Bezugsposition geregelt, und das anzutreibende Element muss
in der Bezugsposition gehalten werden, wenn das
Elektrifizierungsmuster aktiviert wird. Demzufolge muss eine
Übereinstimmung bestehen zwischen der Bezugsposition des
anzutreibenden Elements und der Position des Rotors, welcher
einen Permanentmagneten hält, welcher in einem magnetisch
stabilen Zustand gehalten wird, bei dem geregelten
Elektrifizierungsmuster.
Daher ist die Position eines Zahns des anzutreibenden
Zahnrads, welches an dem anzutreibenden Element angebracht
ist, unvermeidbar die Bezugsposition, und der Schrittmotor
muss so zusammengebaut werden, dass die Position eines Zahns
des Ausgangswellen-Zahnrads, welches in der Ausgangswelle des
Schrittmotors ausgeformt ist, mit dem Zahn des anzutreibenden
Zahnrads in der Bezugsposition übereinstimmen kann.
Aufgrund der vorbeschriebenen Ausgestaltung des herkömmlichen
Schrittmotors ist es notwendig, eine Montagearbeit
durchzuführen und weiter unten beschriebene Vorrichtungen zu
verwenden, um den Schrittmotor zusammenzubauen, während der
Zahn des anzutreibenden Zahnrads, angebracht an dem
anzutreibenden Element in der Bezugsposition, und der Zahn
des Ausgangswellen-Zahnrads des Rotors, welcher in dem
magnetisch stabilen Zustand bei dem geregelten
Elektrifizierungsmuster des Schrittmotors gehalten wird,
miteinander im Eingriff sind.
Zuerst wird das anzutreibende Element in der Bezugsposition
fixiert. Durch Elektrifizieren des Schrittmotors auf der
Grundlage des Elektrifizierungsmusters in der Bezugsposition
wird dann der Permanentmagnet in einem magnetisch stabilen
Zustand gehalten, und so wird der Rotor zum Halten des
Permanentmagneten fixiert. In diesem Fall muss die Position
des Zahns des Ausgangswellen-Zahnrads, wenn der Rotor in dem
magnetisch stabilen Zustand gehalten wird, verifiziert
werden. Außerdem muss eine Arbeit durchgeführt werden, um den
Zahn der Ausgangswelle des Rotors mit dem Zahn des
anzutreibenden Zahnrads des anzutreibenden Elements in
Eingriff zu bringen.
Vorrichtungen zum Halten des anzutreibenden Elements in der
Bezugsposition und zum Elektrifizieren des Schrittmotors
müssen daher vorgesehen sein.
Die Notwendigkeit einer komplexen Arbeit und verschiedener
Vorrichtungen haben zu einer Reduktion der Effizienz der
Montagearbeit geführt.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die
vorgenannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Schrittmotor zu schaffen,
welcher die Effizienz der Montagearbeit verbessern kann, wenn
der Zahn des anzutreibenden Zahnrads des anzutreibenden
Elements mit dem Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads des Rotors
des Schrittmotors verbunden werden soll.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schrittmotor
geschaffen, der Folgendes aufweist: mehrere Spulen zum
Umschalten einer Richtung von Magnetismus, welcher durch
Umschalten der Elektrifizierung erzeugt wird; einen Stator
mit mehreren Statoreisenkernen zum Ausformen eines
magnetischen Pols durch Integrieren des durch jede Spule
erzeugten Magnetismus; einen Rotor zum Halten eines
Permanentmagneten, welcher durch Anziehung und Abstoßung
zwischen dem Permanentmagneten und einem magnetischen Pol
jedes Statoreisenkerns gedreht wird; ein Gehäuse, welches
vorgesehen ist, um integral den Stator und den Rotor
abzudecken; und ein Ausgangswellen-Zahnrad, welches in einer
Ausgangswelle des Rotors ausgeformt ist und mit einem
anzutreibenden Zahnrad eines anzutreibenden Elements
verbunden ist. In diesem Fall steht die Anzahl der Zähne für
das Ausgangswellen-Zahnrad in einem vorbestimmten Verhältnis
bezüglich der Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro
Umdrehung des Rotors, um das anzutreibende Element in einer
Bezugsposition zu halten, wenn die Spule durch ein geregeltes
Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird.
Gemäß dem Schrittmotor der vorliegenden Erfindung wird die
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein
Elektrifizierungsmuster erhalten durch die folgende
Gleichung: (Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro
Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster) = (Gesamtanzahl
der Klauen des Statoreisenkerns) ÷ (2 Pole, N und S, des
Statoreisenkerns) ÷ (2 Phasen, oben und unten, des
Statoreisenkerns), wobei die beiden Pole, N und S des
Statoreisenkerns feste Werte von 2 sind.
Gemäß dem Schrittmotor der vorliegenden Erfindung ist die
Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad gleich der
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Drehung des Rotors.
Gemäß dem Schrittmotor der vorliegenden Erfindung sind die
Ausgangswelle des Rotors und das Ausgangswellen-Zahnrad
integral ausgeformt.
Gemäß dem Schrittmotor der Erfindung besteht das
Ausgangswellen-Zahnrad aus einem Kunstharzmaterial.
Gemäß dem Schrittmotor der Erfindung besteht das
Ausgangswellen-Zahnrad aus einem metallischen Material.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche schematisch einen
Aufbau eines Schrittmotors gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2A und 2B sind erläuternde Darstellungen, die
jeweils eine Situation darstellen, wenn die
Übertragung der Drehung durch ein Zahnrad und das
Positionieren eines anzutreibenden Elements mittels
des Schrittmotors der Ausführungsform durchgeführt
werden.
Fig. 3 ist eine Zusammenbauansicht, welche einen
Antriebskreis des Schrittmotors der Ausführungsform
zeigt.
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, welche
innere Komponenten des Schrittmotors der
Ausführungsform zeigt.
Fig. 5 ist eine entwickelte Draufsicht, welche einen
magnetischen Polzustand eines Statoreisenkerns des
Schrittmotors der Ausführungsform zeigt.
Fig. 6A und 6B sind nachfolgende Ansichten, welche
jeweils ein Beispiel eines Elektrifizierungsmusters
des Schrittmotors der Ausführungsform zeigen.
Fig. 7 ist eine entwickelte Draufsicht, welche eine
Position eines Permanentmagneten des Schrittmotors
der Ausführungsform zeigt.
Fig. 8A und 8B sind erläuternde Darstellungen, welche
eine Situation der Montagearbeit für Zähne eines
anzutreibenden Zahnrads bzw. eines Ausgangswellen-
Zahnrads eines herkömmlichen Schrittmotors zeigen.
Fig. 9 ist eine erläuternde Darstellung, welche die
Beziehung zwischen der Position eines Zahns an
einem Ausgangswellen-Zahnrad und der Position eines
magnetischen Pols eines Permanentmagneten des
Schrittmotors der Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
Fig. 10 ist eine erläuternde Darstellung, welche die
Beziehung zwischen der Position eines Zahns des
Ausgangswellen-Zahnrads und der Position des Zahns
eines magnetischen Pols des Permanentmagneten des
Schrittmotors der Ausführungsform zeigt.
Fig. 11A und 11B sind erläuternde Darstellungen,
welche die Situation der Montagearbeit für Zähne
des anzutreibenden Zahnrads bzw. des
Ausgangswellen-Zahnrads des Schrittmotors der
Ausführungsform zeigen.
Fig. 12 ist eine erläuternde Darstellung, welche die
Beziehung zwischen der Position des Zahns des
anzutreibenden Zahnrads und der Position des
magnetischen Pols des Permanentmagneten des
Schrittmotors der Ausführungsform zeigt.
Fig. 13A und 13B sind erläuternde Darstellungen,
welche die Situation der Montagearbeit für die
Zähne des anzutreibenden Zahnrads bzw. des
Ausgangswellen-Zahnrads des Schrittmotors der
Ausführungsform zeigen.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, welche schematisch einen
Aufbau des Schrittmotors der Ausführungsform zeigt.
Nun wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche schematisch den Aufbau
eines Schrittmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt; und die Fig. 2A und 2B sind erläuternde
Darstellungen, welche jeweils eine Situation zeigen, wenn die
Übertragung der Drehung durch ein Zahnrad und das
Funktionieren eines anzutreibenden Elements mittels des
Schrittmotors der Ausführungsform ausgeführt werden. In
diesen Zeichnungen bezeichnet Bezugsziffer 1 eine Spule zum
Erzeugen von Magnetismus durch Elektrifizieren des
Schrittmotors; und 2 einen Statoreisenkern, welcher
ausgeformt ist, um die Spule 1 zu umgeben, und der angepasst
ist, um einen magnetischen Pol zu formen durch Integrieren
von durch die Spule 1 erzeugtem Magnetismus. Die Spule 1 und
der Statoreisenkern 2 bilden einen Stator.
Bezugsziffer 3 bezeichnet die Ausgangswelle eines Rotors; und
4 einen Permanentmagneten, welcher in der Ausgangswelle 3 so
vorgesehen ist, dass er dem magnetischen Pol, der durch den
Statoreisenkern 2 geformt wird, gegenüberliegt. Die
Ausgangswelle 3 und der Permanentmagnet 4 bilden den Rotor.
Eine Bezugsziffer 5 bezeichnet ein Gehäuse, welches
vorgesehen ist, um integral den Stator und den Rotor
abzudecken, und das angepasst ist, um den äußeren Bereich des
Schrittmotors zu formen; 6 ist eine Bosse, welche an dem
Gehäuse 5 fixiert ist, um den äußeren Bereich des
Schrittmotors zu bilden; 7 ist ein Lager, welches vorgesehen
ist, um die Drehbewegung des Rotors aufzunehmen, und welches
an dem Rotor in einer Stoßrichtung fixiert ist; und 8 ist ein
elastischer Körper, welcher zwischen dem Gehäuse 5 und dem
Lager 7 so vorgesehen ist, dass er den Rotor, welcher das
Lager 7 hält, in der Stoßrichtung gegen das Lager 7 drückt.
Eine Bezugsziffer 9 bezeichnet ein Ausgangswellen-Zahnrad aus
einem Kunstharzmaterial, welches integral in der
Ausgangswelle 3 des Rotors geformt ist, und welches verbunden
ist mit einem anzutreibenden Zahnrad eines später
beschriebenen anzutreibenden Elements; und 10 bezeichnet
einen Anschluss zum Elektrifizieren der Spule 1.
Eine Bezugsziffer 11 bezeichnet ein anzutreibendes Zahnrad,
welches mit dem Ausgangswellen-Zahnrad 9 verbunden ist, um
für seine Position geregelt zu werden, und welches zugehörig
mit dem Ausgangswellen-Zahnrad 9 gedreht wird; 12 ist ein
anzutreibendes Element (im Folgenden einfach als
angetriebenes Element bezeichnet), welches vorgesehen ist, um
das anzutreibende Zahnrad 11 (im Folgenden einfach als
angetriebenes Zahnrad bezeichnet) zu halten, und welches
zugehörig mit dem angetriebenen Zahnrad 11 gedreht wird; und
13 ist ein Bezugspositionsanschlag, welcher vorgesehen ist,
um die Bezugsposition des angetriebenen Elements 12 zu regeln
und welcher in der Bezugsposition gegen das angetriebene
Zahnrad 11 anstößt.
Fig. 3 ist eine Zusammenbauansicht, welche den Antriebskreis
des Schrittmotors der Ausführungsform der Erfindung zeigt. In
der Zeichnungen bezeichnen Ziffern 1 bis 6 die Nummern von
Anschlüssen 10. Fig. 3 zeigt einen Zustand, wo (2) → (1) und
(5) → (6) der Anschlüsse 10 elektrifiziert werden, so dass
die Spulen A und D elektrifiziert werden.
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, welche die
inneren Komponenten des Schrittmotors der Ausführungsform der
Erfindung zeigt. Insbesondere zeigt Fig. 4 dreidimensional
den Fluss von Spulenströmen iα und iβ, wenn (2) → (1), und
(5) → (6) der Anschlüsse 10 in Fig. 3 elektrifiziert werden,
wobei die Polaritäten des Statoreisenkerns α und β
magnetische Pole haben, welche durch die Spulenströme iα und
iβ gesetzt sind und durch den magnetischen Polzustand des
Permanentmagneten 4.
Fig. 5 ist eine entwickelte Draufsicht, welche den
magnetischen Polzustand des Statoreisenkerns des
Schrittmotors der Ausführungsform der Erfindung zeigt. Fig. 5
zeigt insbesondere den Vorgang einer Veränderung in den
magnetischen Polen der Statoreisenkerne α und β, welche
magnetische Pole haben, welche auf der Grundlage der
Richtungen der Ströme gesetzt sind, welche zu den Spulen A
bis D fließen, und einer Veränderung in der Position des
Permanentmagneten 4, verursacht durch die Veränderung in den
magnetischen Polen der Statoreisenkerne α und β.
Die Fig. 6A und 6B sind sequentielle Ansichten, welche ein
Beispiel eines Elektrifizierungsmusters des Schrittmotors der
Ausführungsform der Erfindung zeigen. Insbesondere zeigt Fig.
6A ein Zweiphasen-Elektrifizierungssystem zum normalen
Elektrifizieren von zwei Spulen; und Fig. 6B zeigt ein 1-2-
Phasen-Elektrifizierungssystem, welches nur eine Spule
elektrifizieren mag.
Fig. 7 ist eine entwickelte Draufsicht, welche die Position
des Permanentmagneten des Schrittmotors der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Fig. 7 zeigt insbesondere die Tatsache,
dass mehrere stabile Positionen für den magnetischen Pol des
Permanentmagneten 4 existieren, sogar wenn die Polaritäten
der Statoreisenkerne α und β mit den magnetischen Polen,
welche auf der Grundlage eines durch die Spule fließenden
Stroms gesetzt sind, konstant gehalten werden.
Fig. 8A und 8B sind erläuternde Darstellungen, welche die
Situation der Zusammenbauarbeit für die Zähne des
anzutreibenden Zahnrads bzw. des Ausgangswellen-Zahnrads
eines herkömmlichen Schrittmotors zeigen. Hier ist der Fall
dargestellt, in welchem die Anzahl der magnetisch stabilen
Punkte durch ein Elektrifizierungsmuster 12 ist und die
Anzahl der Zähne des Ausgangswellen-Zahnrads 9.
Fig. 9 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Beziehung
zwischen der Position des Zahns des Ausgangswellen-Zahnrads
und des Zahns des magnetischen Pols des Permanentmagneten des
Schrittmotors der Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier
ist ein Fall dargestellt, in welchem die Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte in dem dargestellten Fall durch
ein Elektrifizierungsmuster 12 ist, und die Anzahl der Zähne
für das Ausgangswellen-Zahnrad ist auch 12.
Fig. 10 ist eine erläuternde Darstellung, welche die
Beziehung zwischen der Position des Zahns des Ausgangswellen-
Zahnrads und des Zahns des magnetischen Pols des
Permanentmagneten des Schrittmotors der Ausführungsform der
Erfindung zeigt. Hier ist ein Fall dargestellt, in welchem
die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte durch ein
Elektrifizierungsmuster 9 ist, und die Anzahl der Zähne für
das Ausgangswellen-Zahnrad ist auch 9. Ein Code N bezeichnet
den N-Pol des Permanentmagneten 4, und S bezeichnet die
Position des S-Pols des Magneten.
Die Fig. 11A und 11B sind erläuternde Darstellungen,
welche die Situation der Zusammenbauarbeit für die Zähne des
anzutreibenden Zahnrads bzw. für die Zähne des
Ausgangswellen-Zahnrads des Schrittmotors der Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Hier ist ein Fall dargestellt, in
welchem die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte durch ein
Elektrifizierungsmuster 12 ist, und die Anzahl der Zähne für
das Ausgangswellen-Zahnrad ist auch 12.
Fig. 12 ist eine erläuternde Darstellung, welche die
Beziehung zwischen der Position der Zähne des Ausgangswellen-
Zahnrads und der Position des magnetischen Pols des
Permanentmagneten des Schrittmotors der Ausführungsform der
Erfindung zeigt. Hier ist ein Fall dargestellt, in welchem
die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte durch ein
Elektrifizierungsmuster 12 ist, und die Anzahl der Zähne für
die Ausgangswelle ist beispielsweise doppelt so groß, 24.
Die Fig. 13A und 13B sind erläuternde Darstellungen,
welche die Situation der Montagearbeit für die Zähne des
anzutreibenden Zahnrads bzw. für die Zähne des
Ausgangswellen-Zahnrads des Schrittmotors der Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Hier ist ein Fall dargestellt, in
welchem die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte durch ein
Elektrifizierungsmuster 12 ist, und die Anzahl der Zähne für
das Ausgangswellen-Zahnrad ist beispielsweise doppelt so
groß, 24.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, welche schematisch den
Aufbau des Schrittmotors der Ausführungsform der Erfindung
zeigt. In der Zeichnung bezeichnet Bezugsziffer 14 ein
Ausgangswellen-Zahnrad aus metallischem Material, welches
integral in der Ausgangswelle 3 aus Kunstharzmaterial
vorgesehen ist.
Nun wird der Betrieb des Schrittmotors beschrieben.
Zunächst wird der Aufbau des Schrittmotors beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist dieser Schrittmotor folgendes
auf: vier Spulen 1, welche durch Elektrifizierungs-Umschalten
die Richtung des Magnetismus umschalten können; und zwei
Paare von Statoreisenkernen 2, welche vorgesehen sind, um die
Spulen 1 zu umgeben, und welche durch die Spulen 1 erzeugten
Magnetismus integrieren, um magnetische Pole zu bilden,
welche Statoreisenkerne 2 integral mit den Spulen 1 durch das
Gehäuse 5 gehalten sind. Auf der Seite des inneren
Durchmessers des Statoreisenkerns 2 ist ein Permanentmagnet 4
mit magnetischen Polen, welche geteilt und magnetisiert sind
in 24 Pole an der Oberfläche eines Umfangs, gehalten durch
die Ausgangswelle 3 des Rotors, um durch das Lager 7 gedreht
zu werden. Die Bosse 6 hält ein Ende des Lagers 7, und sie
ist an dem Gehäuse 5 befestigt, welches den äußeren Bereich
des Schrittmotors bildet. Außerdem ist der elastische Körper
8 zwischen dem Gehäuse 5 und dem Lager 7 vorgesehen, um ein
Verschieben des Rotors in axialer Richtung zu verhindern.
Außerdem ist in der Ausgangswelle 3 des Rotors das
Ausgangswellen-Zahnrad 9 ausgeformt, um ein Drehmoment an das
angetriebene Zahnrad 11 zu übertragen, welches an einem
anzutreibenden Element 12 befestigt ist.
Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, ist in einem durch den
Schrittmotor anzutreibenden Bereich der Bezugspositions-
Anschlag 13 vorgesehen, um gegen das anzutreibende Zahnrad 11
anzustoßen. Das anzutreibende Zahnrad 11, im Eingriff mit dem
Ausgangswellen-Zahnrad 9 des Schrittmotors, wird durch das
Drehmoment des Schrittmotors gedreht und in Kontakt mit dem
Bezugspositions-Anschlag 13 gebracht, um so die
Bezugsposition zu regeln. Der Bezugspositions-Anschlag 13
kann so vorgesehen sein, dass er gegen das anzutreibende
Element 12 anstößt.
Nun wird der Betrieb des Schrittmotors beschrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Spulen A und B und die Spulen
C und D der Spulen 1 miteinander so verbunden, dass die
Richtung des Stroms während der Elektrifizierung umgekehrt
werden kann. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind α und β der
Statoreisenkerne 2 übereinandergelegt, um die Spulen A und B
zu umgeben, und die Spulen C und D der Spulen 1. Wie in den
Fig. 3 und 4 gezeigt, wird der Schrittmotor so betrieben,
dass er zunächst elektrifiziert wird und dass eine
Magnetkraft erzeugt wird, wenn Strom zu der Spule 1 fließt,
und aufgrund dessen wird die Magnetkraft integriert durch den
Statoreisenkern 2, so dass die Klauenteile des
Statoreisenkerns 2 auf N- und S-Pole gesetzt werden, und
durch Anziehung und Abstoßung mit den N- und S-Polen an der
Oberfläche des Permanentmagneten 4 wird ein Drehmoment in dem
Permanentmagneten 4 erzeugt. Dann bewegt sich der Rotor zu
einem nächsten magnetisch stabilen Punkt und wird gedreht.
Beispielsweise in dem Fall des 2-Phasen-
Elektrifizierungssystems zum normalen Elektrifizieren von
zwei Spulen 1, wie in I in Fig. 5 gezeigt, werden, wenn A und
D der Spulen 1 elektrifiziert werden, die Klauenteile von α
und β des Statoreisenkerns 2 N- und S-Pole durch die dort
hindurchfließenden Ströme. In diesem Fall werden die N- und
S-Pole an der Oberfläche des Permanentmagneten 4 in einem
magnetisch stabilen Zustand in der Permanentmagnet-Position I
in Fig. 5 gehalten, durch Anziehung und Abstoßung mit den
magnetischen Polen der Klauenteile des Statoreisenkerns 2.
Wenn dann eine Notwendigkeit auftritt, das anzutreibende
Element 12, wie in II in Fig. 5 gezeigt, zu bewegen, wird die
Elektrifizierung des Statormotors von A auf B der Spulen 1
umgeschaltet, und die Richtung des in α des Statoreisenkerns
2 fließenden Stroms wird umgekehrt, wodurch der Klauenteil
von α des Statoreisenkerns 2 auf einen magnetischen Pol
gesetzt wird, der dem in I in Fig. 5 gegenüberliegt.
Dementsprechend wird der Permanentmagnet 4, der in dem
magnetisch stabilen Zustand in I in Fig. 5 gehalten wird,
magnetisch instabil aufgrund der Umkehrung des magnetischen
Pols von α des Statoreisenkerns 2, wie oben beschrieben, und
er wird demzufolge bewegt von der Position der
Permanentmagnet-Position I in Fig. 5 in die Position II,
wobei der Permanentmagnet 4 magnetisch stabilisiert wird.
Wenn eine Notwendigkeit auftritt, das anzutreibende Element
12 zu bewegen, wie in III in Fig. 5 gleich wie in II in Fig.
5 gezeigt, wird die Elektrifizierung von D auf C der Spule 1
umgeschaltet, und die Richtung des in β des Statoreisenkerns
2 fließenden Stroms wird umgekehrt. Demzufolge wird der
Klauenteil von β des Statoreisenkerns 2 auf einen
magnetischen Pol gesetzt, der dem in II in Fig. 5
gegenüberliegt, und der Permanentmagnet 4 wird von der
Permanentmagnet-Position II in Fig. 5 auf die Position III
bewegt, wodurch der Permanentmagnet magnetisch stabilisiert
wird.
Wie oben beschrieben, wird durch Umschalten eines
Elektrifizierungsmusters für die Spule 1, wie in den Fig.
6A und 6B gezeigt, die Richtung des durch die Spule 1
fließenden Stroms umgekehrt, und der magnetische Pol des
Klauenteils des Statoreisenkerns 2 wird umgeschaltet, so dass
ein Drehmoment in dem Permanentmagneten 4 durch Anziehung und
Abstoßung der magnetischen Pole des Permanentmagneten 4
erzeugt wird. Aufgrund dessen dreht sich die Ausgangswelle 3
des Rotors, welche den Permanentmagneten 4 hält, um einen
Schritt für jedes Elektrifizierungs-Umschalten.
Das vorbeschriebene Betriebsprinzip wird auch im Fall des
1-2-Phasen-Elektrifizierungssystems zum Elektrifizieren von nur
einer Spule angewandt, gezeigt in Fig. 6B, wobei ein
Drehwinkel pro Schritt für das 2-Phasen-
Elektrifizierungssystem in Fig. 6A halbiert wird. Das heißt,
ein Rotationsprinzip ist gleich dem für das 2-Phasen-
Elektrifizierungssystem, da nur ein Unterschied besteht, bei
welchem ein Zeitpunkt für die Nicht-Magnetisierung verursacht
wird, wenn der magnetische Pol des Klauenteils des
Statoreisenkerns 2 umgeschaltet wird, aber der
Statoreisenkern 2 der Seite der elektrifizierten Spule
magnetisiert ist.
In anderen Worten hat der Schrittmotor eine Charakteristik,
dass, wenn nicht die Richtung des durch die Spule 1
fließenden Stroms umgekehrt wird, oder die Elektrifizierung
von ON auf OFF oder von OFF auf ON umgeändert wird, der
Permanentmagnet 4 magnetisch stabil ist und die Ausgangswelle
3 des Rotors, welche den Permanentmagneten 4 hält, ihre
Position aufrechterhält, ohne gedreht zu werden.
Durch Ausnutzen dieser Charakteristik ist der Schrittmotor
auf verschiedenen Gebieten angewandt worden. Eine
Bezugsposition für den durch den Schrittmotor anzutreibenden
Bereich ist jedoch normalerweise aufgrund seiner Verwendung
geregelt, und das Elektrifizierungsmuster des Schrittmotors
in der Bezugsposition ist in den meisten Fällen auch
geregelt.
Wie in Fig. 7 gezeigt, werden jedoch, beispielsweise wenn die
Elektrifizierung von A und D der Spulen 1 als ein
Elektrifizierungsmuster für den Schrittmotor in der
Bezugsposition gesetzt ist, die Klauenteile von α des
Statoreisenkerns 2, magnetisiert durch durch A der Spule 1
fließenden Strom, und β des Statoreisenkerns 2, magnetisiert
durch durch D der Spule 1 fließenden Strom, magnetisiert und
auf magnetische Pole gesetzt, wie in Fig. 7 gezeigt. Aufgrund
der Balance der Anziehung und der Abstoßung mit dem
magnetischen Pol des Permanentmagneten 4 ist der
Permanentmagnet 4 stabil in einer magnetischen Polposition a
gehalten, gezeigt in Fig. 7. In magnetischen Polpositionen b
und c sind jedoch die magnetischen Pole des Klauenteils des
Statoreisenkerns 2 und des Permanentmagneten 4 in gleicher
Weise magnetisch stabil wie im Fall der magnetischen
Polposition a.
Das heißt, sogar wenn ein Elektrifizierungsmuster für den
Schrittmotor in der Bezugsposition auf eine geregelt ist,
gibt es mehrere magnetisch stabile Punkte durch Anziehung und
Abstoßung zwischen dem magnetischen Pol des Statoreisenkerns
2, magnetisiert durch den durch die Spule 1 fließenden Strom,
und dem magnetischen Pol des Permanentmagneten 4. Es ist
daher unmöglich, zu definieren, an welchem der mehreren
magnetisch stabilen Punkte die Position des Rotors, welcher
den Permanentmagneten 4 hält und bei welchem das
Ausgangswellen-Zahnrad 9 in der Ausgangswelle 3 ausgeformt
ist, stabilisiert werden soll.
Wie oben mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben,
waren daher, um den Schrittmotor durch Ineingriffbringen des
Zahns des anzutreibenden Zahnrads 11, angebracht an dem
anzutreibenden Element 12, mit dem Zahn des Ausgangswellen-
Zahnrads 9 des Rotors, welcher durch das für den Schrittmotor
in der Bezugsposition geregelte Elektrifizierungsmuster in
dem magnetisch stabilen Zustand gehalten wird,
zusammenzubauen, Montagearbeiten und weiter unten
beschriebene Vorrichtungen notwendig.
Die Fig. 8A und 8B zeigen eine Montagearbeit bei dem
herkömmlichen Schrittmotor als Beispiel, in welchem
beispielsweise durch ein Elektrifizierungsmuster die Anzahl
der magnetisch stabilen Punkte 12 ist und die Anzahl der
Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad 9. Wenn die Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte 12 ist, und die Anzahl der Zähne
für das Ausgangswellen-Zahnrad neun, befinden sich die
magnetisch stabilen Punkte in einem Abstand von 30°
voneinander, und die Zähne des Ausgangswellen-Zahnrads
befinden sich bei 40°. Die Zähne des Ausgangswellen-Zahnrads
sind daher um 10° bezüglich der magnetisch stabilen Punkte
versetzt. Unter den neuen Zähnen des Ausgangswellen-Zahnrads
fällt daher für drei Zähne für jeweils 120° die Position der
Zähne des Ausgangswellen-Zahnrads mit den magnetisch stabilen
Punkten zusammen. Für die anderen sechs Zähne des
Ausgangswellen-Zahnrads fallen jedoch die Positionen der
Zähne des Ausgangswellen-Zahnrads nicht mit den magnetisch
stabilen Punkten zusammen. Wie in Fig. 8A gezeigt, ist es
daher, sogar wenn der Schrittmotor durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird, nicht immer der
Fall, dass der Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads mit der
Bezugsposition des anzutreibenden Zahnrads zusammenfällt, um
in Eingriff zu geraten. Es ist daher notwendig, eine Arbeit
zum Verifizieren der Position des Zahns des Ausgangswellen-
Zahnrads durchzuführen, eine Markierung oder ähnliches an dem
Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads anzubringen, welches
normalerweise mit dem anzutreibenden Zahnrad im Eingriff ist,
den Schrittmotor wieder durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster zu elektrifizieren, um den
Schrittmotor zu drehen, und, wie in Fig. 8B gezeigt, den Zahn
des Ausgangswellen-Zahnrads, welcher mit dem magnetisch
stabilen Punkt zusammenfällt, mit dem Zahn des anzutreibenden
Zahnrads in Eingriff zu bringen, wenn das anzutreibende
Zahnrad durch den Bezugspositions-Anschlag fixiert ist.
Demzufolge müssen Vorrichtungen zum Halten des anzutreibenden
Elements durch den Bezugspositions-Anschlag und zum
Elektrifizieren des Schrittmotors vorgesehen sein.
Als Ergebnis war die Effizienz der Montagearbeit reduziert
aufgrund der Notwendigkeit von komplexen Arbeiten und
verschiedenen Vorrichtungen.
Da die Anzahl von magnetisch stabilen Punkten durch ein
geregeltes Elektrifizierungsmuster durch die unten
aufgeführte Gleichung berechnet werden kann, kann jedoch die
Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad gleich der
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte an einer
Ausgestaltungsstufe gesetzt werden:
(Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster) = (gesamte Anzahl der Klauen des Statoreisenkerns) ÷ (2 Pole, N und S, des Statoreisenkerns) ÷ (2 Phasen, oben und unten, des Statoreisenkerns).
(Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster) = (gesamte Anzahl der Klauen des Statoreisenkerns) ÷ (2 Pole, N und S, des Statoreisenkerns) ÷ (2 Phasen, oben und unten, des Statoreisenkerns).
Die beiden Pole N und S des Statoreisenkerns sind jedoch
feste Werte von 2.
Beispielsweise wenn der Schrittmotor der Ausführungsform so
aufgebaut ist, dass er vier Spulen hat und insgesamt 48
Klauenteile des Statoreisenkerns 2, dann gilt die folgende
Gleichung:
48 ÷ 2 ÷ 2 = 12.
Daher ist die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro
Umdrehung 12, und wie in Fig. 9 gezeigt, durch Setzen der
Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad auf 12 kann
die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte und der Zähne für
das Ausgangswellen-Zahnrad gleich gemacht werden.
In einem solchen Fall ist es, da es zwei Arten von
magnetischen Polen, N und S, gibt, notwendig, die
Gesamtanzahl der magnetischen Pole für den Permanentmagneten
4 wie folgt vorzuwählen:
(Gesamtanzahl der Klauenteile) ÷ (2 Pole, N und S, des Permanentmagneten) = (1/2 der Gesamtanzahl der Klauenteile des Statoreisenkerns) = 48 ÷ 2 = 24.
(Gesamtanzahl der Klauenteile) ÷ (2 Pole, N und S, des Permanentmagneten) = (1/2 der Gesamtanzahl der Klauenteile des Statoreisenkerns) = 48 ÷ 2 = 24.
Wenn die Gesamtanzahl der Klauenteile für den Statoreisenkern
2 des Schrittmotors 36 ist, dann wird die Anzahl der
Magnetpole für den Permanentmagneten 18, und die Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung wird wie folgt
erhalten:
36 ÷ 2 ÷ 2 = 9.
36 ÷ 2 ÷ 2 = 9.
Wie in Fig. 10 gezeigt, können durch Setzen der Anzahl der
Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad 9 auf 9 die Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte und die Anzahl der Zähne für das
Ausgangswellen-Zahnrad gleich gemacht werden.
Wie oben beschrieben, kann, wenn die Gesamtanzahl der Klauen
für den Statoreisenkern des Schrittmotors definiert ist, die
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein
Elektrifizierungsmuster durch Berechnung erhalten werden. In
dem Fall des Schrittmotors mit 48 Statorklauen des
vorgenannten Beispiels, wie in Fig. 9 gezeigt, ist daher,
durch Setzen der Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-
Zahnrad 9 gleich der Anzahl der magnetisch stabilen Punkte
pro Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster, nämlich 12,
die Position des Zahns für das Ausgangswellen-Zahnrad 9 die
gleiche, selbst wenn der Permanentmagnet 4 stabil an einem
beliebigen der magnetisch stabilen Punkte gehalten wird.
Selbst wenn der Zahn des Ausgangswellen-Zahnrads optional mit
dem des anzutreibenden Zahnrads in Eingriff steht, wie in
Fig. 11A gezeigt, wird, wie in Fig. 11B gezeigt, wenn der
Schrittmotor angetrieben wird, bis zu dem Bezugspositions-
Anschlag und elektrifiziert durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster der Zahn für das Ausgangswellen-
Zahnrad in einer vorbestimmten Position angeordnet. Das
anzutreibende Zahnrad im Eingriff mit dem Ausgangswellen-
Zahnrad ist daher auch in einer normalen Bezugsposition
angeordnet.
Außerdem kann in dem Schrittmotor gleich dem der
Ausführungsform die Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-
Zahnrad 9 ein ganzzahliges Vielfaches oder 1/Integer der
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte durch ein
Elektrifizierungsmuster sein. Fig. 12 zeigt einen Fall, wo
die Anzahl der magnetisch stabilen Punkte 12 ist, und die
Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad 9 ist,
beispielsweise doppelt so groß, nämlich 24.
Unter den 24 Zähnen für das Ausgangswellen-Zahnrad fallen 12
Zähne, welche alle 30° auftreten, bezüglich der Position mit
den magnetisch stabilen Punkten zusammen.
Die anderen zwölf Zähne, die jeweils sandwich-artig zwischen
den zusammenfallenden zwölf Zähnen des Ausgangswellen-
Zahnrads angeordnet sind, sind jedoch um 15° versetzt, und
daher fallen sie nicht mit den magnetisch stabilen Punkten
bezüglich der Positionen zusammen. Wie in Fig. 13A gezeigt,
kann demzufolge, wenn der Zahn des anzutreibenden Zahnrads
optional mit dem des Ausgangswellen-Zahnrads im Eingriff ist,
ein inkorrektes Positionieren des anzutreibenden Zahnrads in
der Bezugsposition mit einer Wahrscheinlich von 1/2
auftreten.
In einem solchen Fall wird, wie in Fig. 13B gezeigt, durch
Ausrichten des anzutreibenden Zahnrads mit dem
Bezugspositions-Anschlag und durch Elektrifizieren des
Schrittmotors in der Bezugsposition auf der Grundlage des
geregelten Elektrifizierungsmusters, um so den Rotor
magnetisch zu stabilisieren, der mit dem Ausgangswellen-
Zahnrad in Eingriff zu bringende Zahn immer in der normalen
Position gehalten. Daher kann der Zahn leicht mit dem
anzutreibenden Zahnrad in Eingriff gebracht werden, ohne dass
die Position des Zahns des Ausgangswellen-Zahnrads
verifiziert werden müsste, ohne dass eine Markierung an dem
in Eingriff zu bringenden Zahn des Zahnrads angebracht werden
müsste, oder ohne dass andere Arbeiten ausgeführt werden
müssten, welche herkömmlich notwendig waren, so dass die
Montagearbeit des Schrittmotors vereinfacht werden kann.
Fig. 14 zeigt ein Ausgangswellen-Zahnrad 14 aus einem
metallischen Material. In diesem Fall ist es möglich, die
Festigkeit des Ausgangswellen-Zahnrads zu verbessern und die
Miniaturisierung zu realisieren.
Der Schrittmotor der Ausführungsform kann außerdem zu
verschiedenen Zwecken verwendet werden, solange der
Schrittmotor eine erzeugte Drehkraft auf das Ausgangswellen-
Zahnrad überträgt. Insbesondere kann der Schrittmotor für ein
Schmetterlingsventil eines Fahrzeugs verwendet werden, für
ein Drosselventil, für ein Wirbelsteuerungsventil und so
weiter.
Wie oben beschrieben, geraten gemäß der Ausführungsform durch
Setzen der Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad 9
gleich der der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des
Rotors, sogar wenn die Zähne des anzutreibenden Zahnrads 11
und des Ausgangswellen-Zahnrads 9 optional miteinander
verbunden sind, die Zähne miteinander in der normalen
Position bezüglich der Bezugsposition in Eingriff. Unnötige
Arbeit bei der Montagearbeit kann so verhindert werden, und
verschiedene Vorrichtungen während der Montagearbeit sind
unnötig.
In einem Zustand, in dem die Anzahl der Zähne für das
Ausgangswellen-Zahnrad 9 in einem vorbestimmten Verhältnis
steht, d. h. ein ganzzahliges Vielfaches oder 1/Integer der
Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des
Rotors ist, wenn Elektrifizierung durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster ausgeführt wird, und die Zähne des
anzutreibenden Zahnrads 11 und des Ausgangswellen-Zahnrads 9
miteinander verbunden sind, während das anzutreibende Element
12 durch den Bezugspositions-Anschlag 13 gehalten wird, die
Zähne miteinander in Eingriff in der normalen Position
bezüglich der Bezugsposition. Daher ist es möglich, die
Arbeit des Verifizierens der Position des Zahns des
Ausgangswellen-Zahnrads zu verifizieren, wenn die
Elektrifizierung durch das geregelte Elektrifizierungsmuster
ausgeführt wird, und die Effizienz der Montagearbeit zu
steigern.
Da die Ausgangswelle 3 des Rotors und das Ausgangswellen-
Zahnrad 9 integral geformt sind, ist es möglich, die Arbeit
des Anbringens des Ausgangswellen-Zahnrads an der
Ausgangswelle 3 des Rotors zu reduzieren und so die
Positionsgenauigkeit für den Rotor und den Zahn des
Ausgangswellen-Zahnrads 9 zu verbessern.
Da das Ausgangswellen-Zahnrad 9 aus einem Kunstharzmaterial
besteht, ist es möglich, das Ausgangswellen-Zahnrad 9 zu
niedrigen Kosten herzustellen.
Da außerdem das Ausgangswellen-Zahnrad 14 aus metallischem
Material besteht, ist es möglich, die Festigkeit des
Ausgangswellen-Zahnrads 14 zu verbessern und die
Miniaturisierung zu realisieren.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt
zusammengefasst werden. Um das anzutreibende Element in der
Bezugsposition zu halten, wenn die Spule durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird, wird die Anzahl
der Zähne für das Ausgangswellen-Zahnrad auf ein
vorbestimmtes Verhältnis bezüglich der Anzahl der magnetisch
stabilen Punkte pro Umdrehung des Rotors gesetzt. Durch
Verbinden der Zähne des anzutreibenden Zahnrads des
anzutreibenden Elements und des Ausgangswellen-Zahnrads des
Rotors des Schrittmotors miteinander, während die Spule durch
das geregelte Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird,
und während das anzutreibende Element in der Bezugsposition
gehalten wird, werden die Zähne daher miteinander in Eingriff
gebracht in der normalen Position bezüglich der
Bezugsposition. So ist es möglich, die Arbeit des
Verifizierens der Position des Zahns des Ausgangswellen-
Zahnrads zu eliminieren, wenn die Elektrifizierung durch das
geregelte Elektrifizierungsmuster ausgeführt wird, wodurch
die Effizienz der Montagearbeit steigt.
Gemäß der Erfindung ist die Anzahl der Zähne für das
Ausgangswellen-Zahnrad gleich der Anzahl der magnetisch
stabilen Punkte des Rotors. Wenn die Spule durch das
geregelte Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird, gibt
es daher mehrere magnetisch stabile Haltepositionen des
Rotors zum Halten des Permanentmagneten. Selbst wenn jedoch
die Elektrifizierung durch das geregelte
Elektrifizierungsmuster ausgeführt wird, nachdem die Zähne
des anzutreibenden Zahnrads des angetriebenen Elements und
des Ausgangswellen-Zahnrads des Rotors des Schrittmotors
beliebig miteinander verbunden worden sind, werden die Zähne
miteinander in der normalen Position bezüglich der
Bezugsposition in Eingriff gebracht. Daher ist es möglich,
unnötige Arbeit zu vermeiden, wie beispielsweise das Halten
das anzutreibenden Elements in der Bezugsposition während der
Montagearbeit. Außerdem ist es möglich, Vorrichtungen zum
Halten des anzutreibenden Elements in der Bezugsposition, zum
Elektrifizieren des Schrittmotors und so weiter unnötig zu
machen.
Gemäß der Erfindung sind die Ausgangswelle des Rotors und das
Ausgangswellen-Zahnrad integral ausgeformt. Daher ist es
möglich, die Arbeit des Anbringens des Ausgangswellen-
Zahnrads an der Ausgangswelle des Rotors zu reduzieren und
die Positionsgenauigkeit für den Rotor und den Zahn des
Ausgangswellen-Zahnrads zu verbessern.
Da außerdem gemäß der Erfindung das Ausgangswellen-Zahnrad
aus einem Kunstharzmaterial besteht, ist es möglich, das
Ausgangswellen-Zahnrad zu niedrigen Kosten herzustellen.
Da außerdem gemäß der Erfindung das Ausgangswellen-Zahnrad
aus einem metallischen Material besteht, ist es möglich, die
Festigkeit des Ausgangswellen-Zahnrads zu steigern und die
Miniaturisierung zu realisieren.
Claims (6)
1. Schrittmotor mit:
mehreren Spulen (1) zum Umschalten einer Richtung von Magnetismus, welcher durch Umschalten der Elektrifizierung erzeugt wird;
einem Stator mit mehreren Statoreisenkernen (2) zum Ausformen eines magnetischen Pols durch Integrieren des durch jede Spule (1) erzeugten Magnetismus;
einem Rotor zum Halten eines Permanentmagneten (4), welcher durch Anziehung und Abstoßung zwischen dem Permanentmagneten (4) und einem magnetischen Pol jedes Statoreisenkerns (2) gedreht wird;
einem Gehäuse (5), welches vorgesehen ist, um integral den Stator und den Rotor abzudecken; und
einem Ausgangswellen-Zahnrad (9), welches in einer Ausgangswelle (3) des Rotors ausgeformt ist und mit einem anzutreibenden Zahnrad (11) eines anzutreibenden Elements (12) verbunden ist;
wobei die Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen- Zahnrad (9) in einem vorbestimmten Verhältnis bezüglich der Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des Rotors steht, um das anzutreibende Element (12) in einer Bezugsposition zu halten, wenn die Spule durch ein geregeltes Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird.
mehreren Spulen (1) zum Umschalten einer Richtung von Magnetismus, welcher durch Umschalten der Elektrifizierung erzeugt wird;
einem Stator mit mehreren Statoreisenkernen (2) zum Ausformen eines magnetischen Pols durch Integrieren des durch jede Spule (1) erzeugten Magnetismus;
einem Rotor zum Halten eines Permanentmagneten (4), welcher durch Anziehung und Abstoßung zwischen dem Permanentmagneten (4) und einem magnetischen Pol jedes Statoreisenkerns (2) gedreht wird;
einem Gehäuse (5), welches vorgesehen ist, um integral den Stator und den Rotor abzudecken; und
einem Ausgangswellen-Zahnrad (9), welches in einer Ausgangswelle (3) des Rotors ausgeformt ist und mit einem anzutreibenden Zahnrad (11) eines anzutreibenden Elements (12) verbunden ist;
wobei die Anzahl der Zähne für das Ausgangswellen- Zahnrad (9) in einem vorbestimmten Verhältnis bezüglich der Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des Rotors steht, um das anzutreibende Element (12) in einer Bezugsposition zu halten, wenn die Spule durch ein geregeltes Elektrifizierungsmuster elektrifiziert wird.
2. Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein
Elektrifizierungsmuster durch die folgende Gleichung
erhalten wird:
(Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster) = (gesamte Anzahl der Klauen des Statoreisenkerns) ÷ (2 Pole, N und S, des Statoreisenkerns) ÷ (2 Phasen, oben und unten, des Statoreisenkerns),
wobei die beiden Pole N und S des Statoreisenkerns feste Werte von 2 sind.
(Anzahl der magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung durch ein Elektrifizierungsmuster) = (gesamte Anzahl der Klauen des Statoreisenkerns) ÷ (2 Pole, N und S, des Statoreisenkerns) ÷ (2 Phasen, oben und unten, des Statoreisenkerns),
wobei die beiden Pole N und S des Statoreisenkerns feste Werte von 2 sind.
3. Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Zähne
für das Ausgangswellen-Zahnrad gleich der Anzahl der
magnetisch stabilen Punkte pro Umdrehung des Rotors ist.
4. Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei die Ausgangswelle
des Rotors und das Ausgangswellen-Zahnrad integral
ausgebildet sind.
5. Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei das Ausgangswellen-
Zahnrad aus einem Kunstharzmaterial besteht.
6. Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei das Ausgangswellen-
Zahnrad aus einem metallischen Material besteht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |