DE102005027416A1

DE102005027416A1 - Elektrischer Motor

Info

Publication number: DE102005027416A1
Application number: DE102005027416A
Authority: DE
Inventors: Kazumitsu Kosai Moriya; Toshio Kosai Yamamoto; Masayuki Kosai Kuwano; Yoshiki Kosai Nakano; Yasuhide Kosai Ito
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-01-26
Also published as: US20050275301A1; CN100530895C; FR2871626A1; CN1713482A

Abstract

Ein elektrischer Motor beinhaltet einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine Vielzahl von Permanentmagneten mit einem gebogenen Querschnitt. Die Permanentmagneten sind an einer inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt, daß die Permanentmagneten bezüglich einander entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers kontinuierlich sind und dabei einen Ring ausbilden. Eine gerade Anzahl magnetischer Pole ist in den Permanentmagneten in vorbestimmten Winkelintervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers ausgebildet. Ein Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole besitzt voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten. Wenigstens einer der Permanentmagneten ist mit einem Bereich versehen, in dem die Polarität in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers wechselt. Dieses unterdrückt eine in einem Stator erregte Vibration, die Vibrationen und Geräusche verursacht.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Motor.

Ein herkömmlicher Gleichstrommotor ist beispielsweise in der japanischen veröffentlichten Patentveröffentlichung Nr. 2003-299269 offenbart und beinhaltet einen Stator und einen Anker (Rotor). Der Stator beinhaltet einen Jochhauptkörper und eine gerade Anzahl magnetischer Pole, die auf dem Jochhauptkörper angeordnet sind. Der Anker beinhaltet einen Ankerkern, um den eine Anzahl von Ankerspulen gewunden sind, sowie einen Kommutator, gegen den Bürsten gleiten. Ein derartiger elektrischer Gleichstrommotor erzeugt eine Drehkraft durch einen Gleichrichtungseffekt des Ankers.

Der elektrische Gleichstrommotor kann aufgrund von Resonanzen, die durch die natürliche Vibration des Stators verursacht werden, Geräusche und Vibrationen erzeugen. Das heißt, daß die natürliche Vibration des Stators durch die Drehkraft des Motors erregt wird, wodurch eine Resonanz des Stators verursacht wird. Im Ergebnis kann ein elektrischer Gleichstrommotor Geräusche und Vibrationen erzeugen.

Die 11(a) bis 11(c) sind schematische Zeichnungen, die Beispiele natürlicher Vibrationsarten eines zylinderförmigen Stators (eines Jochhauptkörpers) darstellen. Wie in den Figuren dargestellt ist, beinhalten die natürlichen Vibrationsarten des zylinderförmigen Stators gerade Anzahlen von Knoten und Gegenknoten. Das bedeutet, daß eine zweite natürliche Vibrationsart, die in 11(a) dargestellt ist, vier in Winkelintervallen von 90° angeordnete Knoten und vier Gegenknoten beinhaltet, die jeweils in der Mitte der benachbarten Knoten angeordnet sind. Eine dritte natürliche Vibrationsart, die in 11(b) dargestellt ist, beinhaltet sechs in Winkelintervallen von 60° angeordnete Knoten und sechs Gegenknoten, von denen jeder in der Mitte der benachbarten Knoten angeordnet ist. Eine vierte natürliche Vibrationsart, die in 11(c) dargestellt ist, beinhaltet acht in Winkelintervallen von 45° angeordnete Knoten und acht Gegenknoten, von denen jede in der Mitte der benachbarten Knoten angeordnet ist.

Die 12(a) bis 12(c) sind schematische Zeichnungen zur Erklärung der Beziehung zwischen der Anordnung der Permanentmagneten und der am Stator erzeugten Vibration. In den 12(a) bis 12(c) zeigen Pfeile die Richtung der Vibration an. Eine gerade Anzahl der Permanentmagneten ist an dem Jochhauptkörper entlang dessen umlaufender Richtung in vorbestimmten Winkelintervallen befestigt. Die Polaritäten der magnetischen Pole der benachbarten Permanentmagneten entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers unterscheiden sich voneinander. 12(a) zeigt einen zweipoligen elektrischen Motor, der zwei Permanentmagneten 81, 82 beinhaltet. In diesem Fall wird eine Vibration mit zwei Knoten und zwei Gegenknoten in dem Stator erregt. Jeder Knoten ist in der Mitte eines der Permanentmagneten 81, 82 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers angeordnet. Jeder Gegenknoten ist in der Mitte der Enden der benachbarten Permanentmagneten 81, 82 angeordnet. Die Vibration wird aufgrund der folgenden zwei Faktoren erregt. Ein Faktor ist, daß die Festigkeit der Abschnitte des Stators zwischen den Enden der benachbarten Permanentmagneten 81, 82 geringer ist als die Festigkeit der Abschnitte des Stators, an welchem die Permanentmagneten 81, 82 angeordnet sind. Der andere Faktor ist die magnetische Funktion, die durch die Rotation des elektrischen Motors an der Mitte der Enden der benachbarten Permanentmagneten 81, 82 verursacht wird, das heißt in Abschnitten, in denen die magnetische Polarität gewechselt wird. 12(b) zeigt einen vierpoligen elektrischen Motor, der vier Permanentmagneten 83 bis 86 beinhaltet. In diesem Fall wird in dem Stator eine Vibration erregt, die vier Knoten und vier Gegenknoten beinhaltet. 12(c) zeigt einen sechspoligen elektrischen Motor; der sechs Permanentmagneten 87 bis 92 beinhaltet. In diesem Fall wird in dem Stator eine Vibration erregt, die sechs Knoten und sechs Gegenknoten beinhaltet.

Die Anordnung der Knoten und der Gegenknoten der 12(b) stimmt mit der in 11(a) dargestellten zweiten natürlichen Vibrationsart überein. In dem elektrischen Motor der 12(b) wird daher die natürliche Vibration des Stators in der zweiten natürlichen Vibrationsart erregt, was die Resonanz des Stators verursacht. Andererseits stimmt die Anordnung der Knoten und der Gegenknoten aus 12(c) mit der in 11(b) dargestellten dritten natürlichen Vibrationsart überein. Bei dem elektrischen Motor der 12(c) wird daher die natürliche Vibration des Stators in der dritten natürlichen Vibrationsart erregt, was die Resonanz des Stators verursacht. Wie zuvor beschrieben wurde, ist die auf diese Weise verursachte Resonanz des Stators einer der Gründe für die Vibrationen und Geräusche des elektrischen Motors.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Motor vorzusehen, der in einem Stator, der Vibrationen und Geräusche verursacht, erregte Vibrationen unterdrückt.

Um die vorgenannte und andere Aufgaben zu lösen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Motor vorgeschlagen, der einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine Vielzahl von Permanentmagneten beinhaltet. Die Permanentmagnete haben einen gebogenen Querschnitt und sind derart an der umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers befestigt, daß die Permanentmagneten entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers miteinander kontinuierlich verlaufen, wodurch ein Ring ausgebildet wird. In den Permanentmagneten ist eine gerade Anzahl magnetischer Pole in vorbestimmten Winkelintervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers ausgebildet. Ein Paar in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers zueinander benachbarter magnetischer Pole hat voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten. Wenigstens einer der Permanentmagnete ist mit einem Abschnitt versehen, in dem die magnetische Polarität in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers wechselt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen anderen elektrischen Motor, der einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine Vielzahl von Permanentmagneten beinhaltet. Die Vielzahl der Permanentmagnete besitzt einen gebogenen Querschnitt und ist an der umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt, daß die Permanentmagneten entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers miteinander kontinuierlich sind, wodurch ein Ring ausgebildet wird. Die magnetische Polarität des mittleren Abschnitts jedes Permanentmagneten in umlaufender Richtung des Jochhauptkörpers unterscheidet sich von der magnetischen Polarität der Endabschnitte des Permanentmagneten in umlaufender Richtung des Jochhauptkörpers.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht des weiteren einen anderen elektrischen Motor, der einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine ungerade Anzahl von Permanentmagneten beinhaltet, die größer oder gleich drei ist. Die Permanentmagneten besitzen einen gebogenen Querschnitt und sind an einer umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt, daß sie entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers kontinuierlich verlaufen, wodurch ein Ring ausgebildet wird. Die Längen der Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers gleichen einander. In den Permanentmagneten sind gerade Anzahlen magnetischer Pole in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers in vorbestimmten Winkelintervallen voneinander ausgebildet. Ein Paar in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers zueinander benachbarter magnetischer Pole weist voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten auf.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, die mittels eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die einen elektrischen Gleichstrommotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten elektrischen Gleichstrommotors ist,
3(a) eine schematische Zeichnung ist, die den Stator des in 1 dargestellten elektrischen Gleichstrommotors zeigt, um die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darzustellen,
3(b) eine schematische Zeichnung ist, die die Permanentmagneten des in 1 dargestellten elektrischen Gleichstrommotors zur Erläuterung der in dem Stator erregten Vibrationen zeigt,
4(a) eine schematische Zeichnung ist, die einen Stator eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, um die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darzustellen,
4(b) eine schematische Zeichnung ist, die die Permanentmagneten des elektrischen Gleichstrommotors der zweiten Ausführungsform zeigt, um die in dem Stator erregten Vibrationen zu erklären,
5(a) eine schematische Zeichnung ist, die einen Stator eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, um die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darzustellen,
5(b) eine schematische Zeichnung ist, die die Permanentmagneten des elektrischen Gleichstrommotors der dritten Ausführungsform zeigt, um die in dem Stator erregten Vibrationen zu erklären,
6 eine schematische Zeichnung ist, die einen Stator eines elektrischen Gleichsstrommotors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, um die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darzustellen,
7(a) eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Stator eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, um die Anordnung der Permanentmagneten darzustellen,
7(b) eine vergrößerte Ansicht ist, die den Stator des elektrischen Gleichstrommotors der fünften Ausführungsform und die Anordnung der in den Permanentmagneten ausgebildeten magnetischen Pole darstellt,
8(a) eine schematische Zeichnung eines Stators eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darstellt,
8(b) eine vergrößerte Ansicht eines Stators des elektrischen Gleichstrommotors der sechsten Ausführungsform ist, die die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darstellt,
9(a) eine vergrößerte Ansicht eines Stators eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die Anordnung der Permanentmagneten darstellt,
9(b) bis 9(e) vergrößerte Ansichten sind, die den Stator des elektrischen Gleichstrommotors der modifizierten Ausführungsform zeigen, um die Anordnung der in den Permanentmagneten ausgebildeten magnetischen Pole darzustellen,
10 eine vergrößerte Ansicht eines Stators eines elektrischen Gleichstrommotors gemäß einer anderen modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die die Anordnung der magnetischen Pole bezüglich der Permanentmagneten darstellt,
11(a) bis 11(c) schematische Zeichnungen sind, um die natürlichen Vibrationsarten des zylindrischen Jochhauptkörpers zu erläutern und
12(a) bis 12(c) schematische Zeichnungen sind, um die Beziehung zwischen der Anordnung der Permanentmagneten und der im Stator erzeugten Vibrationen zu erläutern.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3(b) eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrischen Gleichstrommotors 50 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie dort dargestellt ist, beinhaltet der elektrische Gleichstrommotor 50 einen Stator 51 und einen Rotor, der in der ersten Ausführungsform ein Anker 52 ist. Der Stator 51 beinhaltet einen zylindrischen Jochhauptkörper 53 und drei Permanentmagneten 54, die an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 befestigt sind.
Jeder Permanentmagnet 54 besitzt einen bogenförmigen Querschnitt. Die Längen der Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 gleichen einander. Die Permanentmagneten 54 sind derart an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörper 53 befestigt, daß sie entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörper 53 kontinuierlich verlaufen, wodurch ein Ring ausgebildet wird. Die Permanentmagneten 54 sind daher in Intervallen von 120° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet.
Die magnetische Polarität in dem mittleren Abschnitt jedes Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 unterscheidet sich von der der Endabschnitte des Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Genauer ausgeführt, bildet der mittlere Abschnitt des Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen ersten polarisierten Teil 54a aus, der die Eigenschaften des Südpols (S) besitzt. Die Endabschnitte jedes Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 bilden zweite polarisierte Abschnitte 54b, 54c aus, die die Eigenschaften des Nordpols (N) besitzen. Wie in 1 dargestellt ist, beinhalten die Permanentmagneten 54 daher drei magnetische Südpole 55a, die die ersten polarisierten Abschnitte 54a beinhalten, und drei magnetische Nordpole 55b, die die zweiten polarisierten Abschnitte 54b, 54c beinhalten.
Die Länge jedes der zweiten polarisierten Abschnitte 54b, 54c in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 ist die Hälfte der Länge jedes ersten polarisierten Bereiches 54a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Da die Winkelabmessung jedes Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 120° beträgt, beträgt die winkelförmige Abmessung jedes ersten polarisierten Abschnittes 54a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 60° und die Winkelabmessung jedes der zweiten polarisierten Abschnitte 54b, 54c in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 30°. Die magnetischen Pole 55a, 55b sind daher in Intervallen von 60° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet. In diesem Zusammenhang besitzt ein Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b voneinander unterschiedliche Polaritäten. Anders ausgedrückt, sind die magnetischen Südpole 55a und die magnetischen Nordpole 55b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 abwechselnd angeordnet. Die Stärke der magnetischen Pole 55a, 55b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 54 in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 gleichen einander. Die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 55a, 55b gleichen einander ebenfalls. Der Stator 51 beinhaltet auf diese Weise sechs magnetische Pole 55a, 55b, die abwechselnd derart angeordnet sind, daß die Polarität in Intervallen von 60° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 wechselt. Da die magnetischen Pole 55a, 55b wie zuvor beschrieben angeordnet sind, besitzt Permanentmagnet 54 zwei Abschnitte, in denen die magnetische Polarität wechselt. Anders ausgedrückt, beinhaltet jeder Permanentmagnet 54 Abschnitte, die voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten besitzen und in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbart angeordnet sind. Die Grenzfläche zwischen einem Paar zueinander in umlaufender Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarter Permanentmagneten 54 ist darüber hinaus in einem entsprechenden der magnetischen Pole 55b angeordnet.
Der Anker 52 ist auf der Innenseite der Permanentmagneten 54 drehbar angeordnet. Der Anker 52 weist eine Drehachse 52a auf. Ein Ankerkern 52b ist an der Drehachse 52a befestigt. Der Kern 52b besitzt acht Zähne oder erste bis achte Zähne 56a bis 56h. Zwischen einem Paar der Zähne 56a bis 56h sind jeweils erste bis achte Schlitze 57a bis 57h ausgebildet, die zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörper 53 benachbart sind. In 1 sind die ersten bis achten Zähne 56a bis 56h und die ersten bis achten Schlitze 57a bis 57h im Uhrzeigersinn angeordnet, wobei der erste Schlitz 57a zwischen dem vierten Zahn 56d und dem fünften Zahn 56e angeordnet ist.
Der Anker 52 besitzt des weiteren einen Kommutator 58. Der Kommutator 58 besitzt 24 Segmente oder erste bis vierundzwanzigste Segmente 1 bis 24. Die Segmente 1 bis 24 sind in der umlaufenden Richtung der Rotationsachse 52a in gleichen Winkelintervallen angeordnet. Die ersten bis vierundzwanzigsten Segmente 1 bis 24 sind in der 1 im Uhrzeigersinn angeordnet. Das erste Segment 1 ist entsprechend der mittleren Position des ersten Schlitzes 57a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet. Anders ausgedrückt, ist das erste Segment 1 entsprechend der mittleren Position zwischen dem vierten Zahn 56d und dem fünften Zahn 56e angeordnet.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, ist ein Draht 59 zunächst mit dem ersten Segment 1 verbunden und zwischen dem dritten Schlitz 57c und dem zweiten Schlitz 57b mit einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen um den sechsten Zahn 56f gewunden und ist dann mit dem zehnten Segment 10 verbunden. Nach der Verbindung mit dem zehnten Segment 10 ist der Draht 59 um den zwischen dem sechsten Schlitz 57f und dem fünften Schlitz 57e angeordneten ersten Zahn 56a mit einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen gewickelt und ist dann mit dem neunzehnten Segment 19 verbunden. Nach der Verbindung mit dem neunzehnten Segment 19 ist der Draht 59 um den zwischen dem ersten Schlitz 57a und dem achten Schlitz 57h angeordneten vierten Zahn 56d mit einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen gewickelt und ist dann mit dem vierten Segment 4 verbunden. 1 zeigt den Teil des Drahtes 59 von dessen Verbindung mit dem ersten Segment bis zu dessen Verbindung mit dem vierten Segment mit einer gebrochenen Linie.
Nach der Verbindung mit dem vierten Segment ist der Draht 59 um den zwischen dem vierten Schlitz 57d und dem dritten Schlitz 57c angeordneten siebten Zahn 56g mit einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen gewickelt und ist dann mit dem dreizehnten Segment 13 verbunden. Nach der Verbindung mit dem dreizehnten Segment 13 ist der Draht 59 um den zwischen dem siebten Schlitz 57g und dem sechsten Schlitz 57f angeordneten zweiten Zahn 56b mit einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen gewickelt, und ist nachfolgend mit dem zweiundzwanzigsten Segment 22 verbunden. Nach der Verbindung mit dem zweiundzwanzigsten Segment 22 ist der Draht 59 um den zwischen dem zweiten Schlitz 57b und dem ersten Schlitz 57a angeordneten fünften Zahn 56e mit einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen gewickelt, und ist nachfolgend mit dem siebten Segment 7 verbunden. 1 zeigt den Teil des Drahtes 59 von der Verbindung mit dem vierten Segment 4 bis zur Verbindung mit dem siebten Segment 7 mit einer durchgezogenen Linie.
Nach der Verbindung mit dem siebten Segment 7 ist der Draht 59 um den zwischen dem fünften Schlitz 57e und dem vierten Schlitz 57d angeordneten achten Zahn 56h mit einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen gewickelt, und ist nachfolgend mit dem sechzehnten Segment 16 verbunden. Nach der Verbindung mit dem sechzehnten Segment 16 ist der Draht 59 um den zwischen dem achten Schlitz 57h und dem siebten Schlitz 57g angeordneten dritten Zahn 56c mit einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen gewickelt, und ist nachfolgend mit dem ersten Segment 1 verbunden. Auf diese Weise ist die Wicklung des Drahtes 59 vollständig. 1 zeigt den Teil des Drahtes 59 von der Verbindung mit dem siebten Segment 7 bis zur Verbindung mit dem ersten Segment 1 mit einer doppelt punktierten Linie.
Anders ausgedrückt, ist der Draht 59 in der ersten Ausführungsform mit jedem dritten Segment 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 der ersten bis vierundzwanzigsten Segmente 1 bis 24 verbunden. Die Verbindung mit den Segmenten 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19 und 22 und die Wicklung um die Zähne 56a bis 56h werden abwechselnd wiederholt, wodurch acht Ankerspulen oder erste bis achte Spulen 60a bis 60h ausgebildet werden. Das heißt, daß der elektrischen Gleichstrommotor 50 der ersten Ausführungsform durch sechs Pole, acht Spulen und vierundzwanzig Segmente gebildet ist. In der ersten Ausführungsform ist der Draht 59 durch eine konzentrierte Wicklung um die Zähne 56a bis 56h gewickelt.
Sechs mittels eines nicht dargestellten Bürstenhalters gehaltene Bürsten oder erste bis sechste Bürsten 61a bis 61f gleiten gegen den Kommutator 58. Die Bürsten 61a bis 61f sind in Intervallen von 60° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet, so daß die Mittellinie jeder der Bürsten 61a bis 61f entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 mit dem Mittelpunkt eines entsprechenden der magnetischen Pole 55a, 55b entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 ausgerichtet ist. Die ersten bis sechsten Bürsten 61a bis 61f sind in 1 im Uhrzeigersinn betrachtet angeordnet. Die erste, dritte und fünfte Bürste 61a, 61c und 61e sind Anodenbürsten (positiv), während die zweite, vierte und sechste Bürste 61b, 61d und 61f Kathodenbürsten (negativ) sind. Der Anker 52 des elektrischen Gleichstrommotors 50 wird gedreht, wenn durch den Kommutator 58 unter Verwendung der Bürsten 61a bis 61f ein Antriebsstrom geliefert wird.
Im Folgenden wird der Betrieb des in 1 dargestellten elektrischen Gleichstrommotors 50, das heißt, die die Rotation des Ankers 52 begleitende Vibration des Stators 51 mit Bezug auf die 3(a) und 3(b) beschrieben werden. 3(a) zeigt eine schematische Darstellung des Stators 51 mit der Anordnung der magnetischen Pole 55a, 55b bezüglich der Permanentmagneten 54. Von den geradlinigen Abschnitten, die sich in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 erstrecken, verlaufen in der Zeichnung die geradlinigen Segmente, die durch die Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 54 verlaufen, mittels durchgehenden Linien gekennzeichnet, während die geradlinigen Segmente, die durch die Grenzfläche (den Abschnitt, in dem sich die magnetische Polarität ändert) zwischen einem Paar der in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b laufen, mit unterbrochenen Linien gekennzeichnet sind. 3(b) ist eine schematische Darstellung der Permanentmagneten 54, um die in dem Stator 51 erregte Vibration zu erklären. In 3(b) zeigen Pfeile die Richtungen der Vibration des Stators 51 an.
Wie in 3(a) dargestellt ist, beinhaltet jeder Permanentmagnet 54 Abschnitte, die voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten aufweisen und zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind. Anders ausgedrückt, ist jede Grenzfläche (der Abschnitt, in dem sich die magnetische Polarität ändert) zwischen einem Paar der in umlaufender Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b in einem entsprechenden der Permanentmagneten 54 angeordnet. Jede Grenzfläche zwischen einem Paar der in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten Permanentmagneten 54 ist zusätzlich in einem entsprechenden der magnetischen Pole 55b angeordnet. Die in dem Stator 51 erregte Vibration stimmt, wie in 3(b) dargestellt ist, mit der Betätigung des elektrischen Gleichstrommotors 50, das heißt mit der Rotation des Ankers 52 überein. Die Vibration stellt als Gegenknoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, die jeweils der Grenzfläche zwischen einem Paar der in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b entsprechen und als Knotenabschnitte des Jochhauptkörpers 53, die dem Mittelpunkt eines der magnetischen Pole 55a, 55b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 entsprechen, ein. In der ersten Ausführungsform werden die Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, die jeweils der Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b entsprechen, durch den entsprechenden Permanentmagneten 54 gegenüber dem Gegenknoten der in dem Stator 51 erregten Vibration gestützt. Die in dem Stator 51 erregte Vibration wird daher unterdrückt.
Die erste Ausführungsform ermöglicht die folgenden Vorteile.

(1) Jede Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b ist in einem entsprechenden der Permanentmagnete 54 angeordnet. Jede Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 54 ist in einem der entsprechenden der magnetischen Pole 55b angeordnet. Die Abschnitte des Stators 51 (des Jochhauptkörpers 53), die der Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 55a, 55b entsprechen, werden daher jeweils durch den entsprechenden Permanentmagneten 54 gegen den Gegenknoten der in dem Stator 51 in Übereinstimmung mit der Rotation des Ankers 52 erregten Vibration verstärkt. Die in dem Stator 51 erregte Vibration wird daher unterdrückt, wodurch die Resonanz des Stators 51 unterdrückt wird. Die in dem elektrischen Motor 50 erzeugten Geräusche und Vibrationen werden daher folglich vermindert. Die in dem Stator 51 des in 1 dargestellten elektrischen Motors 50 erregten Vibrationen entsprechen dem in 11(b) dritten natürlichen Vibrationsmodus.
(2) Die in dem in 1 dargestellten elektrischen Motor 50 beinhaltete Anzahl der Permanentmagneten 54 beträgt drei, was eine ungerade Anzahl ist. Auf der anderen Seite beträgt die Anzahl der Abschnitte, in denen sich die magnetische Polarität ändert, ebenfalls sechs, da die Anzahl der in den Permanentmagneten 54 beinhalteten magnetischen Pole 55a, 55b ebenfalls sechs ist, was eine gerade Anzahl ist. Daher ist wenigstens einer der Permanentmagneten 54 mit einem Abschnitt versehen, in dem sich die magnetische Polarität ändert. Die in dem Stator 51 erregte Vibration wird daher durch eine sehr einfache Konfiguration unterdrückt. Da die Anzahl der Permanentmagneten 54 eine gerade Zahl ist, ist insbesondere ebenfalls die Anzahl der Grenzflächen, die zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagneten 54 ebenfalls eine gerade Zahl. Anders ausgedrückt, ist die Anzahl der Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, in der die Festigkeit verhältnismäßig gering ist und dazu neigt, der Gegenknoten der Vibration zu werden, ebenfalls eine gerade Zahl. Dieses unterdrückt zusätzlich die Erregung einer natürlichen Vibration in dem Jochhauptkörper 53 (dem Stator 51).
(3) Die Länge der Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 sind gleich zueinander eingestellt. Daher sind die Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten Permanentmagneten 54 angeordnet sind, anders ausgedrückt, die Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, in denen die Festigkeit verhältnismäßig gering ist und die dazu neigen, die Gegenknoten der Vibration auszubilden, in gleichen Winkelintervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet. Sogar falls die Vibration in dem Stator 51 erregt wird, wird sie daher nicht an einem Teil der umlaufenden Richtung des Stators 51 konzentriert, sondern in der umlaufenden Richtung des Stators 51 verteilt.
(4) Die Permanentmagneten 54 stoßen gegeneinander an und sind an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 befestigt, so daß die Permanentmagneten 54, kontinuierlich entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers 53 unter Ausbildung eines Ringes liegen. Dieses verbessert die Festigkeit des gesamten Stators 51.
(5) In der ersten Ausführungsform fallen die Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der in umlaufender Richtung des Jochhauptkörpers 53 zueinander benachbarten Permanentmagneten 54 angeordnet sind, nicht mit den Abschnitten zusammen, in denen die magnetische Polarität wechselt. Dieses stabilisiert die Variation der magnetischen Flußdichte zwischen den magnetischen Polen 55a, 55b und verhindert den schädigenden Einfluß eines Verzahnens (cogging) oder dergleichen.
(6) Die Länge jedes zweiten polarisierten Bereiches 54b, 54c in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 beträgt die halbe Länge jedes ersten polarisierten Bereiches 54a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Jeder Permanentmagnet 54 ist bezüglich einer Mittellinie des Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 achsensymmetrisch. Daher liegt kein Einfluß vor, falls ein Permanentmagnet 54 jeweils mit umgekehrten polarisierten Abschnitten 54b, 54c am Jochhauptkörper 53 befestigt ist. Die Permanentmagneten 54 sind daher einfach in dem Jochhauptkörper 53 angebracht.
(7) Jede Grenzfläche, die zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagneten 54 angeordnet ist, ist an einem Mittelpunkt eines entsprechenden der Magnetpole 55a, 55b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet. Anders ausgedrückt, ist jede Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagneten 54 zwischen einem Mittelpunkt zwischen der Grenzfläche zwischen einem ersten magnetischen Pol und einem zweiten magnetischen Pol und der Grenzfläche zwischen dem ersten magnetischen Pol und einem dritten magnetischen Pol angeordnet, wenn man annimmt, daß ein entsprechender der magnetischen Pole 55b ein erster magnetischer Pol ist und die beiden magnetischen Pole 55a, die zu dem ersten magnetischen Pol in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind, ein zweiter und ein dritter magnetischer Pol sind. Jede Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagneten 54 ist daher am weitesten von dem entsprechenden Abschnitt entfernt angeordnet, in dem die magnetische Polarität wechselt. Genauer ausgeführt, ist jede Grenzfläche in Intervallen von 30° von dem entsprechenden Abschnitt, in dem die magnetische Polarität wechselt, angeordnet. Die in dem Stator 51 erregte Vibration wird daher verläßlich unterdrückt.
(8) Die Anzahl der in dem in 1 dargestellten elektrischen Motor 50 ist eine minimal ungerade Zahl anders als eins, nämlich 3. Die Winkelabmessung des Permanentmagneten 54 beträgt daher in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 120°. Die Permanentmagneten 54 verstärken daher des weiteren den Jochhauptkörper 53. Die in dem Stator 51 erregte Vibration wird verläßlicher unterdrückt.
(9) Der Draht 59 ist um die Zähne 56a bis 56h durch die konzentrierte Wicklung gewickelt, um die Spulen 60a bis 60h auszubilden. Eine große anziehende/abstoßende Kraft wird daher wahrscheinlich auftreten. Bei dem in 1 dargestellten elektrischen Motor 50 unterdrückt allerdings die anziehende/abstoßende Kraft die in dem Stator 51 erregte Vibration in einer geeigneten Weise.

Es wird nun eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 4(a) und4(b) beschrieben werden. Der elektrischen Gleichstrommotor der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem elektrischen Gleichstrommotor 50 der ersten Ausführungsform in der Anzahl der magnetischen Pole 55a, 55b, die nicht sechs sondern vier beträgt. Die Unterschiede von der ersten Ausführungsform werden hauptsächlich im Nachfolgenden diskutiert. Erklärungen von Komponenten, die ähnlich oder gleich Komponenten der ersten Ausführungsform sind, werden vermieden.
4(a) zeigt eine schematische Darstellung eines Stators des elektrischen Gleichstrommotors gemäß der zweiten Ausführungsform, um die Anordnung der magnetischen Pole 69a, 69b bezüglich der Permanentmagneten 66, 67, 68 darzustellen. 4(b) zeigt eine schematische Darstellung der Permanentmagneten 66 bis 68, um die in dem Stator erregte Vibration zu erläutern. Wie in 4(a) dargestellt ist, sind drei Permanentmagneten 66 bis 68 an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 befestigt. Die Permanentmagneten 66 bis 68 besitzen jeweils einen bogenförmigen Querschnitt. Die Länge der Permanentmagneten 66 bis 68 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 gleichen einander. Die Permanentmagneten 66 bis 68 sind an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 derart befestigt, daß sie entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers 53 unter Ausbildung eines Ringes kontinuierlich liegen.
Die magnetische Polarität eines Endes der Permanentmagneten 66, 68 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 unterscheidet sich von der des anderen Endes der Permanentmagneten 66, 68 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Genauer ausgedrückt, bildet ein Ende der Permanentmagneten 66, 68 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 erste polarisierte Abschnitte 66a, 68b aus, die die Eigenschaften des Südpols besitzen, während das andere Ende der Permanentmagneten 66, 68 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zweite polarisierte Abschnitte 66b, 68a ausbilden, die die Eigenschaften des Nordpols besitzen. Die magnetische Polarität des mittleren Abschnitts des Permanentmagneten 67 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 unterscheidet sich von der der Endabschnitte des Permanentmagneten 67 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Genauer ausgeführt, bildet der mittlere Abschnitt des Permanentmagneten 67 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen ersten polarisierten Abschnitt 67a, der die Eigenschaften des Nordpols besitzt, während die Endabschnitte des Permanentmagneten 67 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zweite polarisierte Abschnitte 67b, 67c ausbilden, die die Eigenschaften des Südpols besitzen.
Wie in 4(a) dargestellt ist, beinhalten daher die Permanentmagneten 66 bis 68 den magnetischen Südpol 69a einschließlich der polarisierten Abschnitte 66a, 67c und den magnetischen Südpol 69a einschließlich der polarisierten Abschnitte 67b, 68b, den magnetischen Nordpol 69b einschließlich des polarisierten Abschnitts 67a sowie den magnetischen Nordpol 69b einschließlich der polarisierten Abschnitte 66b, 68a. Die magnetischen Pole 69a, 69b sind entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 in Intervallen von 90° angeordnet. Diesbezüglich sind allerdings die Polaritäten des Paars der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 69a, 69b voneinander unterschiedlich. Anders ausgedrückt, sind der magnetische Südpol 69a und der magnetische Nordpol 69b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 abwechselnd angeordnet. Die Stärke der magnetischen Pole 69a, 69b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 66 bis 68 in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 gleichen einander. Die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 69a, 69b gleichen einander zusätzlich ebenfalls. Wie zuvor beschrieben wurde, beinhaltet der Stator die vier magnetischen Pole 69a, 69b von wechselnder Polarität, die in Intervallen von 90° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet sind.
In 4(a) sind von den geradlinigen Segmenten, die sich in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 erstrecken, die geradlinigen Segmente mittels durchgezogener Linien gekennzeichnet, die jeweils durch die Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagneten 66 bis 68 verläuft, während die geradlinigen Segmente, die jeweils durch die Grenzfläche (den Abschnitt, in dem die magnetische Polarität wechselt) zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart angeordneten magnetischen Pole 69a, 69b verläuft, mittels unterbrochener Linien dargestellt sind. Wie in 4(a) dargestellt ist, beinhaltet jeder der Permanentmagneten 66 bis 68 Abschnitte, die voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten besitzen und zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind. Anders ausgedrückt, ist jede Grenzfläche (der Abschnitt, in dem die magnetische Polarität wechselt) zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 69a, 69b in einem entsprechenden der Permanentmagnete 66 bis 68 angeordnet. Jede Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 66 bis 68 ist ebenfalls in einem entsprechenden der magnetischen Pole 69a, 69b angeordnet. In 4(b) zeigen die Pfeile die Richtung der Vibration des Stators. Die Vibration wird, wie in 4(b) dargestellt ist, in dem Stator gemäß dem Betrieb des elektrischen Gleichstrommotors erregt, das heißt, gemäß der Rotation des Ankers. Die Vibration stellt als Gegenknoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53 entsprechend der jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umtaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 69a, 69b angeordneten Grenzflächen und als Knotenabschnitte des Jochhauptkörpers 53, die jeweils dem Mittelpunkt eines der magnetischen Pole 69a, 69b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 entsprechen, ein. In der zweiten Ausführungsform sind die Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, die jeweils den Grenzflächen zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 69a, 69b entsprechen jeweils durch einen entsprechenden der Permanentmagnete 66 bis 68 gegen die Gegenknoten der in dem Stator erregten Vibration verstärkt. Die in dem Stator erregte Vibration wird daher unterdrückt.
Die zweite Ausführungsform bietet Vorteile, die den Vorteilen (1) bis (5), (8) und (9) der ersten Ausführungsform entsprechen.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 5(a) und 5(b) beschrieben. Ein elektrischer Gleichstrommotor gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem elektrischen Gleichstrommotor 50 der ersten Ausführungsform darin, daß die Anzahl der magnetischen Pole nicht sechs sondern zwei beträgt. Folglich werden Unterschiede von der ersten Ausführungsform hauptsächlich nachfolgend diskutiert und Erklärungen von Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform gleichen oder ähneln, vermieden.
5(a) ist eine schematische Darstellung eines Stators des elektrischen Gleichstrommotors gemäß der dritten Ausführungsform, um die Anordnung der magnetischen Pole 74a, 74b bezüglich der Permanentmagneten 71, 72, 73 darzustellen. 5(b) ist eine schematische Darstellung der Permanentmagneten 71 bis 73, um die in dem Stator erregte Vibration zu erklären. Wie in 5(a) dargestellt ist, sind drei Permanentmagneten 71 bis 73 an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 befestigt. Die Permanentmagneten 71 bis 73 besitzen jeweils einen gebogenen Querschnitt, wobei die Längen der Permanentmagneten 71 bis 73 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einander gleichen. Die Permanentmagneten 71 bis 73 sind an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 derart gesichert, daß sie kontinuierlich entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers 53 unter Ausbildung eines Ringes verlaufen.
Ein Ende des Permanentmagneten 71 bildet in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen polarisierten Bereich 71a, der die Eigenschaften des Südpols besitzt, während das andere Ende des Permanentmagneten 71 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen nicht polarisierten Bereich 71b ausbildet. Die magnetischen Polaritäten der Enden des Permanentmagneten 72 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 sind voneinander unterschiedlich. Genauer ausgeführt, bildet der mittlere Bereich des Permanentmagneten 72 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen nicht polarisierten Bereich 72a. Ein Ende Permanentmagneten 72 bildet in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen ersten polarisierten Bereich 72b, der die Eigenschaften des Nordpols besitzt, während das andere Ende des Permanentmagneten 72 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen zweiten polarisierten Bereich 72c ausbildet, der die Eigenschaften des Südpols besitzt. Ein Ende des Permanentmagneten 73 bildet in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen nicht-polarisierten Bereich 73a, während das andere Ende des Permanentmagneten 73 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen polarisierten Bereich 73b bildet, der die Eigenschaften des Nordpols besitzt.
Wie in 5(a) dargestellt ist, beinhalten die Permanentmagneten 71 bis 73 daher den magnetischen Südpol 74a, der die polarisierten Bereiche 71a, 72a beinhaltet, und den magnetischen Nordpol 74b, der die polarisierten Bereiche 72b, 73b beinhaltet. Die magnetischen Pole 74a, 74b sind in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 in Intervallen von 180° angeordnet. Anders ausgedrückt, sind der magnetische Südpol 74a und der magnetische Nordpol 74b einander gegenüberliegend angeordnet. Die Stärke der magnetischen Pole 74a, 74b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 71 bis 73 in dieser radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 gleichen einander. Die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 74a, 74b gleichen einander ebenfalls. Wie zuvor beschrieben wurde, beinhaltet der Stator die zwei magnetischen Pole 74a, 74b von wechselnder Polarität, die in Intervallen von 180° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet sind.
Von den geradlinigen Segmenten, die sich in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 erstrecken, sind in 5(a) die geradlinigen Segmente, die jeweils durch die Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 71 bis 73 verlaufen, mittels durchgezogener Linien gekennzeichnet, während die geradlinigen Segmente, die durch die Enden der magnetischen Pole 74a, 74b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 verlaufen, mittels unterbrochener Linien dargestellt sind. Wie in 5(a) dargestellt ist, beinhaltet jeder Permanentmagnet 71 bis 73 einen Abschnitt, der eine magnetische Polarität besitzt, und einen Abschnitt, der keine magnetische Polarität besitzt, die zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind. Anders ausgedrückt, ist jeder Grenzbereich (der Abschnitt, in dem die magnetische Polarität wechselt) zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 74a, 74b in einem entsprechenden der Permanentmagnete 71 bis 73 angeordnet. Zusätzlich sind zwei der Grenzflächen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 71 bis 73 angeordnet ist, jeweils in einem entsprechenden der magnetischen Pole 74a, 74b beinhaltet.
In 5(b) zeigen die Pfeile die Richtung der Vibration des Stators an. Die Vibration wird in dem Stator, wie in 5(b) dargestellt ist, gemäß dem Betrieb des elektrischen Gleichstrommotors, das heißt der Rotation des Ankers erregt. Die Vibration stellt als Gegenknoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53 ein, die den Mittelpunkten entsprechen, die jeweils zwischen dem Ende des magnetischen Pols 74a und dem Ende des magnetischen Pols 74b, die zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 jeweils benachbart sind, ein, während als Knoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53 eingestellt werden, die jeweils dem Mittelpunkt eines der magnetischen Pole 74a, 74b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 entsprechen. In der dritten Ausführungsform ist ein Abschnitt des Jochhauptkörpers 53, der einem der Mittelpunkte entspricht, die zwischen dem Ende des magnetischen Pols 74a und dem Ende des magnetischen Pols 74b, die zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind, angeordnet ist, durch den Permanentmagneten 72 gegenüber dem Gegenknoten der in dem Stator erregten Vibration verstärkt. Die in dem Stator erregte Vibration wird daher unterdrückt.
Die dritte Ausführungsform bietet Vorteile, die den Vorteilen (1) bis (5), (8) und (9) der ersten Ausführungsform gleichen.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 6 beschrieben. Ein elektrischer Gleichstrommotor gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem elektrischen Gleichstrommotor 50 der ersten Ausführungsform darin, daß die Anzahl der Permanentmagneten nicht drei sondern vier beträgt. Die Unterschiede von der ersten Ausführungsform werden hauptsächlich nachfolgend diskutiert, wobei Erläuterungen von Komponenten, die den Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen oder ähneln, vermieden werden.
6 ist eine schematische Darstellung eines Stators des elektrischen Gleichstrommotors gemäß der vierten Ausführungsform, um die Anordnung der magnetischen Pole 79a, 79b bezüglich der Permanentmagneten 75, 76, 77 und 78 darzustellen. Wie in 6 dargestellt ist, sind vier Permanentmagneten 75 bis 78 an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 befestigt. Die Permanentmagneten 75 bis 78 besitzen jeweils einen gebogenen Querschnitt, wobei die Länge der Permanentmagneten 71 bis 73 sich in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einander gleichen. Die Permanentmagneten 75 bis 78 sind an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 53 derart befestigt, daß die Permanentmagneten 71 bis 73 entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers 53 kontinuierlich verlaufen, wobei sie einen Ring ausbilden.
Die magnetische Polarität eines Endes der Permanentmagneten 75 bis 78 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 unterscheidet sich von der des anderen Endes der Permanentmagneten 75 bis 78 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53. Genauer ausgeführt bildet ein Ende der Permanentmagneten 75 bis 78 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 einen ersten polarisierten Bereich 75a, 76a, 77b und 78b, der die Eigenschaften des Südpols besitzt, während das andere Ende der Permanentmagneten 75 bis 78 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 zweite polarisierte Bereiche 75b, 76b, 77a und 78a ausbildet, die die Eigenschaften des Nordpols besitzen.
Die Permanentmagneten 75 bis 78 beinhalten daher, wie in 6 dargestellt ist, den magnetischen Südpol 79a, der den polarisierten Bereich 75a beinhaltet, den magnetischen Südpol 79a, der den polarisierten Bereich 78b beinhaltet, den magnetischen Südpol 79a, der die polarisierten Bereiche 76a und 77b beinhaltet, den magnetischen Nordpol 79b, der den polarisierten Bereich 76b beinhaltet, den magnetischen Nordpol 79b, der den polarisierten Bereich 77a beinhaltet und den magnetischen Nordpol 79b, der die polarisierten Bereiche 75b und 78a beinhaltet. Die magnetischen Pole 79a, 79b sind entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 voneinander in Intervallen von 60° angeordnet. Die Polaritäten eines zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Paares der magnetischen Pole 79a, 79b unterscheidet sich diesbezüglich allerdings voneinander. Anders ausgedrückt sind die magnetischen Südpole 79a und die magnetischen Nordpole 79b abwechselnd in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet. Die Stärke der magnetischen Pole 79a und 79b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 75 bis 78 in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53, gleichen einander. Die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 79a und 79b gleichen einander ebenfalls. Wie zuvor beschrieben wurde, beinhaltet der Stator sechs magnetische Pole 79a, 79b von abwechselnder Polarität, die in Intervallen von 60° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordnet sind.
Von den geradlinigen Segmenten, die sich in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 53 erstrecken, sind in 6 die geradlinigen Segmente, die jeweils durch die Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 angeordneten Permanentmagneten 75 bis 78 verlaufen, mittels durchgezogener Linien gekennzeichnet, während die geradlinigen Segmente, die durch die Grenzfläche (den Bereich, in dem die magnetische Polarität wechselt) zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 79a, 79b verlaufen, mittels unterbrochenen Linien gekennzeichnet sind. Wie in 6 dargestellt ist, beinhaltet jeder Permanentmagnet 75 bis 78 Abschnitte, die voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten aufweisen und zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbart sind. Anders ausgedrückt, sind vier der Grenzflächen (die Abschnitte, in denen die magnetische Polarität wechselt), von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 79a, 79b angeordnet ist, in einem entsprechenden der Permanentmagneten 75 bis 78 angeordnet. Zwei der Grenzflächen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten Permanentmagnete 75 bis 78 angeordnet ist, sind jeweils in einem entsprechenden der magnetischen Pole 79a, 79b angeordnet.
Die Erregung wird in dem Stator (siehe 3(b)) entsprechend dem Betrieb des elektrischen Gleichstrommotors, das bedeutet der Rotation des Ankers 52 erregt.
Die Vibration stellt als Gegenknoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53 ein, die jeweils der Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 79a, 79b entsprechen, ein, während als Knoten Abschnitte des Jochhauptkörpers 53 eingestellt werden, die jeweils dem Mittelpunkt eines der magnetischen Pole 79a, 79b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 entsprechen. In der vierten Ausführungsform werden Abschnitte des Jochhauptkörpers 53, die den vier Grenzflächen entsprechen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 benachbarten magnetischen Pole 79a, 79b angeordnet ist, durch einen entsprechenden der Permanentmagneten 75 bis 78 gegenüber dem Gegenknoten der in dem Stator erregten Vibration verstärkt. Die in dem Stator erregte Vibration wird daher unterdrückt.
Die vierte Ausführungsform bietet zusätzlich zu den Vorteilen, die den Vorteilen (1), (3) bis (5) und (9) der ersten Ausführungsform entsprechen, die folgenden Vorteile.

(1) Da die Anzahl der magnetischen Pole der Permanentmagneten 75 bis 78 sechs beträgt, ist die Anzahl der Abschnitte, in denen die magnetische Polarität wechselt, ebenfalls sechs. Auf der anderen Seite beträgt die Anzahl der Permanentmagneten 75 bis 78 vier, die kein Divisor der Anzahl der Abschnitte ist, in denen die magnetische Polarität wechselt. Daher ist wenigstens einer der Permanentmagneten 75 bis 78 in dem Abschnitt vorgesehen, in dem die magnetische Polarität wechselt. Die in dem Stator erregte Vibration wird somit durch eine sehr einfache Zusammenstellung unterdrückt.

Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 7(a) und 7(b) beschrieben. In der Folge werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform nachfolgend diskutiert, während Erläuterungen von Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform ähneln oder gleichen vermieden werden.
7(a) zeigt die Anordnung von Permanentmagneten 96, 97, 98, während 7(b) die Anordnung der in den Permanentmagneten 96 bis 98 ausgebildeten magnetischen Pole darstellt. Wie in den 7(a) und 7(b) dargestellt ist, sind drei Permanentmagneten 96 bis 98 an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers in Intervallen von 120° befestigt. Die Permanentmagneten 96 bis 98 besitzen jeweils einen gebogenen Querschnitt, während die Länge der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers einander gleichen.
Die magnetische Polarität des mittleren Abschnitts der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers unterscheidet sich von der magnetischen Polarität der Endbereiche der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers. Genauer ausgeführt, besitzt der mittlere Abschnitt der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers die Eigenschaften des Südpols, während die Enden der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers die Eigenschaften des Nordpols besitzen.
Die Winkelabmessungen des mittleren Abschnitts der Permanentmagneten 96 bis 98 beträgt in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 60°, während die Winkelabmessung der Enden der Permanentmagneten 96 bis 98 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers jeweils 30° beträgt. Wie in 7(b) dargestellt ist, sind daher die drei magnetischen Südpole 99a und die drei magnetischen Nordpole 99b entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers in Intervallen von 60° abwechselnd angeordnet. Die Stärke der magnetischen Pole 99a, 99b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 96 bis 98 in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers gleichen einander. Die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 99a, 99b gleichen einander ebenfalls.
Die Grenzbereiche, die Grenzflächen BL1 sind, sind jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole 99a, 99b angeordnet und beinhalten einen Abschnitt, der die Achse des Jochhauptkörpers schneidet. Darüber hinaus besitzt jede Grenzfläche BL1 in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers einen mittleren Abschnitt sowie Endabschnitte. Jeder mittlere Abschnitt ist von den entsprechenden Endbereichen in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers versetzt, wobei jede Grenzfläche BL1 bezüglich einer Ebene 0, die die Permanentmagnete 96 bis 98 (die magnetischen Pole 99a, 99b) in zwei entlang der axialen Richtung des Jochhauptkörpers unterteilt, asymmetrisch ist. Der Jochhauptkörper ist vorzugsweise von abgeflachter zylinderförmiger Form, um effektiv das Auftreten eines Coggings zu verhindern. Falls allerdings der Jochhauptkörper zylinderförmig ist, ist es effektiv, die magnetischen Pole 99a, 99b auf den Permanentmagneten 96 bis 98 so auszubilden, daß die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole 99a, 99b angeordneten Grenzflächen jeweils einen Abschnitt beinhalten, der die Achse des gabelförmigen Jochhauptkörpers schneidet.
Die fünfte Ausführungsform ermöglicht zusätzlich zu den Vorteilen (1) bis (5) sowie (7) bis (9) der ersten Ausführungsform die folgenden Vorteile.

(1) Die magnetischen Pole 99a, 99b sind derart in den Permanentmagneten 96 bis 98 ausgebildet, daß die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole 99a, 99b angeordneten Grenzflächen jeweils den Abschnitt beinhalten, der die Achse des gabelförmigen Jochhauptkörpers schneidet. Anders ausgedrückt, sind die magnetischen Pole 99a, 99b in den Permanentmagneten 96 bis 98 durch eine verzerrte Polarisation ausgebildet. Dieses verhindert Cogging.
(2) Die Grenzflächen BL1 besitzen jeweils den mittleren Abschnitt und die Endabschnitte in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers. Jeder mittlere Abschnitt ist von den entsprechenden Endabschnitten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers versetzt. Jede Grenzfläche BL1 ist bezüglich einer Ebene 0, die die Permanentmagneten 96 bis 98 in zwei entlang der axialen Richtung des Jochhauptkörpers unterteilt, axial-symmetrisch. Die in Übereinstimmung mit dem Betrieb des elektrischen Gleichstrommotors verursachte magnetische Funktion unterdrückt daher ein Verkippen des Rotors bezüglich der Achse des Jochhauptkörpers.

Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 8(a) und 8(b) beschrieben. In der Folge werden hauptsächlich Unterschiede von der ersten Ausführungsform nachfolgend beschrieben werden, wobei Erläuterungen von zu Komponenten der ersten Ausführungsform ähnlichen oder identischen Komponenten vermieden werden.
Die 8(a) und 8(b) zeigen die Anordnung von magnetischen Polen 104a, 104b bezüglich Permanentmagneten 103. Wie in 8(a) dargestellt ist, beinhaltet ein Stator des elektrischen Gleichstrommotors gemäß der vierten Ausführungsform einen zylinderförmigen Jochhauptkörper 102 und drei Permanentmagneten 103, die an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 102 in Intervallen von 120° befestigt sind. Drei radial von dem Jochhauptkörper 102 nach außen ragende Vorsprünge 102a sind an dem Jochhauptkörper 102 in Intervallen von 120° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 ausgebildet. Die Vorsprünge 102a werden zur Befestigung des Stators 101 (des elektrischen Gleichstrommotors) an einer externen Vorrichtung oder dergleichen verwendet.
Die Permanentmagneten 103 haben jeweils einen gebogenen Querschnitt, während die Längen der Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 einander gleichen. Die Permanentmagneten 103 sind an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers 102 derart befestigt, daß sie kontinuierlich entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers 102 verlaufen und dabei einen Ring ausbilden. Die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 angeordneten Permanentmagneten 103 angeordneten Grenzflächen sind derart angeordnet, daß jede Grenze mit einem entsprechenden der Vorsprünge 102a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 ausgerichtet ist.
Die magnetische Polarität der Hälfte jedes Permanentmagneten 103 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 unterscheidet sich von der der anderen Hälfte. Genauer ausgeführt, bildet eine Hälfte der Permanentmagneten 103 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 erste polarisierte Bereiche 103 aus, die die Eigenschaften des Südpols besitzen, während die andere Hälfte der Permanentmagneten 103 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 zweite polarisierte Bereiche 103b ausbilden, die die Eigenschaften des Nordpols besitzen. Die Winkelabmessungen der Permanentmagneten 103 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 beträgt 120°, während die Winkelabmessungen der polarisierten Bereiche 103a und 103b in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 60° beträgt. Wie in 8(a) dargestellt ist, sind die drei ersten polarisierten Bereiche 103a und die drei zweiten polarisierten Bereiche 103b abwechselnd entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers in Intervallen von 60° angeordnet, wobei die ersten polarisierten Bereiche 103a als magnetische Südpole 104a dienen, während die zweiten polarisierten Bereiche 103b als magnetische Nordpole 104b dienen. Die Stärke der magnetischen Pole 104a und 104b in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 102, das heißt die Stärke der Permanentmagneten 103 in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 102 gleichen einander. Zusätzlich gleichen die magnetischen Flußdichten der magnetischen Pole 104a und 104b ebenfalls einander. Wie zuvor beschrieben wurde, beinhaltet der Stator 101 sechs magnetische Pole 104a und 104b von abwechselnder Polarität, die in Intervallen von 60° entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 angeordnet sind.
In 8(a) sind von den geradlinigen Segmenten, die sich in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers 102 erstrecken, die geradlinigen Segmente, die durch die Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten Permanentmagneten 103 verlaufen, durch durchgezogene Linien gekennzeichnet, während die geradlinigen Segmente, die jeweils durch die Grenzfläche (den Abschnitt, in dem die magnetische Polarität wechselt) zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 104a und 104b verlaufen, durch unterbrochene Linien gekennzeichnet sind. Wie in 8(a) dargestellt ist, beinhaltet jeder Permanentmagnet 103 Abschnitte, die voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten besitzen und zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbart angeordnet sind. Anders ausgedrückt, sind drei der Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 104a und 104b angeordnet sind, jeweils in einem entsprechenden der Permanentmagneten 103 angeordnet. Die verbleibenden drei Grenzflächen decken sich mit der Grenzfläche zwischen einem entsprechenden Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten Permanentmagneten 103. Das bedeutet, daß die Grenzfläche, an der die magnetische Polarität vom Nordpol zum Südpol in 8 im Uhrzeigersinn betrachtet wechselt, in einem entsprechenden der Permanentmagneten 103 angeordnet ist und die Grenzfläche, an der die magnetische Polarität vom Südpol zum Nordpol in 8(a) im Uhrzeigersinn betrachtet, mit der Grenzfläche zwischen einem entsprechenden Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten Permanentmagneten 103 zusammenfällt.
Die sechste Ausführungsform bietet zusätzlich zu den Vorteilen (2) bis (4), (8) und (9) der ersten Ausführungsform die folgenden Vorteile.

(1) Drei der Grenzflächen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 104a und 104b angeordnet ist, sind jeweils in einem entsprechenden der Permanentmagneten 103 angeordnet. Die Abschnitte des Jochhauptkörpers 102, die den jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 104a und 104b angeordneten Grenzflächen entsprechen, sind daher durch einen entsprechenden der Permanentmagneten 103 gegenüber dem Gegenknoten der in dem Stator 101 in Übereinstimmung mit dem Betrieb des elektrischen Gleichstrommotors erzeugten Vibration, das heißt der Rotation des Ankers, verstärkt. Die in dem Stator 101 erregte Vibration wird daher unterdrückt. Die verbleibenden drei Grenzflächen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 104a und 104b angeordnet ist, fallen jeweils mit der Grenzfläche zwischen einem entsprechenden Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten Permanentmagnete 103 zusammen. Dieses verhindert ein Verringern der Größe des magnetischen Flusses, das wahrscheinlich auftreten wird, falls sämtliche Grenzflächen zwischen den magnetischen Polen 104a, 104b in einem entsprechenden der Permanentmagneten 103 angeordnet sind.
(2) Die Grenzflächen, von denen jede zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten Permanentmagneten 103 angeordnet ist, sind so angeordnet, daß sie bezüglich eines entsprechenden der Vorsprünge 102a in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 ausgerichtet sind. Die Festigkeit des Jochhauptkörpers 102 wird daher weiterhin verbessert, wodurch die in dem Stator 101 erregte Vibration unterdrückt wird.

Die obigen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden:
In dem elektrischen Motor 50 der ersten Ausführungsform können die Längen der polarisierten Bereiche 54b, 54c des Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 sich voneinander unterscheiden.
In dem elektrischen Motor 50 der ersten Ausführungsform kann die magnetische Polarität der Hälfte der Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 von der der anderen Hälfte der Permanentmagneten 54 in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 unterschiedlich sein.
In dem Stator der zweiten Ausführungsform können nur zwei polarisierte Bereiche mit voneinander unterschiedlichen magnetischen Polaritäten in dem Permanentmagneten 67 zusätzlich zu den Permanentmagneten 66, 68 ausgebildet sein.
In der vierten Ausführungsform können die Permanentmagneten 75 bis 78 mit drei polarisierten Bereichen von wechselnder Polarität in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 53 versehen sein.
In der fünften Ausführungsform können die Grenzflächen BL1 unter der Annahme, daß die Permanentmagneten 96, 97 und 98 wie in 9(a) dargestellt angeordnet sind, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole 99a und 99b angeordnet sind, durch beispielsweise eine beliebige der in den 9(b) bis 9(e) dargestellten Grenzflächen BL2 bis BL5 ersetzt werden.
Die Grenzflächen BL2, die in 9(b) dargestellt sind, sind jeweils durch eine Ebene ausgebildet, die sich mit einer Ebene 0 schneidet, die die Permanentmagneten 96 bis 98 in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers und die Achse des Jochhauptkörpers teilt. Gemäß der modifizierten Ausführungsform der 9(b) werden Vorteile erzielt, die den Vorteilen der fünften Ausführungsform mit Ausnahme des Vorteils (2) gleichen. Die in 9(c) dargestellten Grenzflächen BL3 sind jeweils aus einer gebogenen Oberfläche ausgebildet, die den Scheitelpunkt in der Ebene 0 angeordnet haben. Die in 9(d) dargestellten Grenzflächen BL4 besitzen jeweils eine stufenartige Form, wobei nur ein Teil der Grenzflächen BL4, der eine Schnittlinie beinhaltet, die mit der Ebene 0 schneidet, in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers hervorsteht. Die in 9(e) dargestellten Grenzlinien BL5 sind derart ausgebildet, daß der mittlere Abschnitt der Grenzlinien BL5 in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers sich entlang der Achse des Jochhauptkörpers erstreckt und die Endabschnitte der Grenzlinien BL5 in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers bezüglich der Achse des Jochhauptkörpers ansteigen. Gemäß der modifizierten Ausführungsform der 9(c) bis 9(e) werden die gleichen Vorteile wie bei der fünften Ausführungsform erhalten.
In der sechsten Ausführungsform können die magnetischen Pole 104a, 104b in den Permanentmagneten 103 durch eine verzerrte Polarisation ausgebildet sein. Genauer ausgedrückt, können die polarisierten Bereiche 106a und 106b beispielsweise, wie in 10 dargestellt ist, in den Permanentmagneten 103 derart ausgebildet sein, daß die Grenzflächen, die zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 102 benachbarten magnetischen Pole 107a und 107b angeordnet sind, jeweils die Achse des Jochhauptkörpers 102 schneiden. Infolge der zuvor erwähnten modifizierten Ausführungsform wird Cogging unterdrückt.
In der ersten bis fünften Ausführungsform können an dem Jochhauptkörper radial von diesem nach außen ragende Vorsprünge ausgebildet sein. Die Vorsprünge sind vorzugsweise derart angeordnet, daß jeder Vorsprung in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers mit der Grenzfläche zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten Permanentmagnete ausgerichtet ist.
In jeder der obigen Ausführungsformen sind die Längen der Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers zueinander gleich. Allerdings kann wenigstens ein Permanentmagnet beinhaltet sein, dessen Länge in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers sich von der der anderen unterscheidet. In diesem Fall sind die Permanentmagneten an der inneren umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers in entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers ungleichen Intervallen befestigt. Diesbezüglich existieren allerdings die Abschnitte, in denen die die magnetische Polarität wechselt, in gleichen Intervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers, da die Polarität der Magnetpole, die in den Permanentmagneten ausgebildet sind, in gleichen Intervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers abwechselnd wechselt. Daher ist wenigstens einer der Permanentmagneten mit dem Abschnitt versehen, in dem die magnetische Polarität wechselt, und die in dem Stator erregte Vibration wird mittels einer sehr einfachen Konfiguration vermieden.
In jeder der obigen Ausführungsformen kann die Polarität der in den Permanentmagneten gebildeten magnetischen Pole umgekehrt werden.
In jeder der zuvor genannten Ausführungsformen kann der Stator eine beliebige Anzahl von Permanentmagneten beinhalten, solange der Stator mehr als einen Permanentmagneten beinhaltet. Der Stator kann wahlweise eine beliebige Anzahl von magnetischen Polen beinhalten, solange der Stator eine ungerade Anzahl von magnetischen Polen beinhaltet. Darüber hinaus können die Anzahl der Permanentmagneten und die Anzahl der magnetischen Pole einander gleichen oder sich voneinander unterscheiden.
In dem Anker, der eine durch eine konzentrierte Wicklung eines Drahtes um Zähne ausgebildete Spule beinhaltet, sollten die folgenden Punkte bezüglich der Beziehung zwischen der Anzahl der magnetischen Pole (der Winkelabmessung der magnetischen Pole) und der Anzahl der Schlitze (der Winkelabmessung zwischen den benachbarten Zähnen) in Betracht gezogen werden. Die Winkelabmessungen der magnetischen Pole und der Schlitze sollten beispielsweise nicht sich um ein Maß unterscheiden, welches dazu führt, daß der Winkelbereich eines einzelnen magnetischen Pols zwei Zähne beinhaltet oder daß der Winkelbereich zwischen einem Paar benachbarter Zähne zwei magnetische Pole beinhaltet. Genauer ausgeführt, muß die Anzahl der magnetischen Pole und der Schlitze so eingestellt sein, daß sie die folgende Ungleichheit unter der Annahme erfüllt, daß die Anzahl der magnetischen Pole durch M dargestellt wird, während die Anzahl der Schlitze durch S dargestellt wird.
wenn M < S, 360/2M < 360/S < 360/M
und wenn M > S, 360/M > 360/S × 360/M
Die Anzahl der magnetischen Pole und der Schlitze kann auf eine gewünschte Basis innerhalb des Bereiches eingestellt werden, die die zuvor genannte Beziehung erfüllt.
Auch wenn die Winkelabmessungen der Permanentmagneten und der magnetischen Pole leicht aufgrund von Fertigungsfehlern anwächst oder abnimmt, müssen derartige Variationen nicht als eine Abweichung vom Bereich der vorliegenden Erfindung betrachtet werden.

Claims

Elektrischer Motor einschließend einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine Vielzahl von Permanentmagneten, die einen gebogenen Querschnitt aufweisen, wobei die Permanentmagneten an einer umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt sind, daß die Permanentmagneten miteinander entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers kontinuierlich verlaufen und dabei einen Ring ausbilden, gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl von magnetischen Polen, die in den Permanentmagneten in vorbestimmten Winkelintervallen entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers ausgebildet sind, wobei ein Paar der magnetischen Pole, die zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbart sind, voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten besitzen und wobei wenigstens einer der Permanentmagneten mit einem Bereich versehen ist, in dem die magnetische Polarität in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers wechselt.
Elektrischer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und wenigstens einem der zwei Permanentmagneten, die zu dem wenigstens einen Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbart sind, in einem entsprechenden der magnetischen Pole angeordnet ist.
Elektrischer Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole angeordnet sind, jeweils an dem Mittelpunkt des entsprechenden der magnetischen Pole in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers angeordnet sind.
Elektrischer Motor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß, falls die Anzahl der Permanentmagneten durch X dargestellt wird, die Anzahl der magnetischen Pole 2X beträgt, die magnetische Polarität des mittleren Abschnitts jedes Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers sich von der magnetischen Polarität der Endabschnitte des Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers unterscheidet und die Winkelabmessung des mittleren Abschnitts jedes Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers 360/2X Grad beträgt.
Elektrischer Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabmessung der Endbereiche jedes Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers jeweils 360/4X Grad beträgt.
Elektrischer Motor einschließend einen Jochhauptkörper und eine Vielzahl von Permanentmagneten mit einem gebogenen Querschnitt, wobei die Permanentmagneten an einer umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt sind, daß die Permanentmagneten entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers miteinander kontinuierlich verlaufen und dabei einen Ring ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die magnetische Polarität des mittleren Abschnitts jedes Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers von der magnetischen Polarität der Endabschnitte des Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers unterscheidet.
Elektrischer Motor einschließend einen zylindrischen Jochhauptkörper und eine ungerade Anzahl von Permanentmagneten, wobei deren Anzahl größer oder gleich drei ist und die Permanentmagneten einen gebogenen Querschnitt besitzen, wobei die Permanentmagneten an einer umlaufenden Oberfläche des Jochhauptkörpers derart befestigt sind, daß die Permanentmagneten entlang des gesamten Umfangs des Jochhauptkörpers miteinander kontinuierlich verlaufen und dabei einen Ring ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers einander gleichen, gerade Anzahlen von magnetischen Polen in den Permanentmagneten entlang der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers in vorbestimmten Winkelintervallen voneinander ausgebildet sind und ein Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole voneinander unterschiedliche magnetische Polaritäten besitzt.
Elektrischer Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Permanentmagneten drei beträgt.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers einander gleichen.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge wenigstens eines der Permanentmagneten sich von der Länge der anderen Permanentmagneten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers unterscheidet.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Permanentmagneten sich von dem Divisor der Anzahl der magnetischen Pole unterscheidet.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Anker, der an der Innenseite der Permanentmagneten angeordnet ist, wobei der Anker eine Vielzahl von in der radialen Richtung des Jochhauptkörpers vorstehenden Zähnen, Spulen, die durch Wickeln eines Drahtes um die Zähne durch eine konzentrierte Wicklung ausgebildet sind, einen Kommutator, mit dem die Enden der Spulen verbunden sind, und Bürsten, die elektrische Energie an die Spulen über den Kommutator liefern, aufweist.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten Permanentmagneten angeordnet sind, mit einem Abschnitt zusammenfällt, in dem die magnetische Polarität in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers wechselt.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Grenzbereiche, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers angeordneten magnetischen Pole angeordnet sind, jeweils einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweisen, die voneinander in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers versetzt sind, wobei der erste Abschnitt von dem entsprechenden zweiten Abschnitt in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers versetzt ist.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Grenzbereiche, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten magnetischen Pole angeordnet sind, jeweils einen mittleren Abschnitt in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers und Endabschnitte in der axialen Richtung des Jochhauptkörpers besitzen, wobei jeder mittlere Abschnitt von den entsprechenden Endabschnitten in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers versetzt ist.
Elektrischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochhauptkörper eine Vielzahl von Vorsprüngen beinhaltet, die sich von dem Jochhauptkörper radial nach außen erstrecken, wobei wenigstens eine der Grenzflächen, die jeweils zwischen einem Paar der zueinander in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers benachbarten Permanentmagneten angeordnet ist, so angeordnet ist, daß sie mit einem entsprechenden der Vorsprünge in der umlaufenden Richtung des Jochhauptkörpers ausgerichtet ist.