DE2538372A1

DE2538372A1 - Impulsmotor

Info

Publication number: DE2538372A1
Application number: DE19752538372
Authority: DE
Inventors: Akira Kikuyama; Shigekazu Takahashi; Nobuo Toyama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 1974-08-28
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1976-03-11
Also published as: DE2538372B2; GB1510220A; FR2283576B1; US3989967A; CH613359B; CH613359GA3; FR2283576A1; DE2538372C3

Description

DR. BERG DiPL.-iNG. STAPF

DR. BERG UifL.-iJNVj. μαγγ *> E ^ Q Q 7

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR ^ O O ö O / ^

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 8602 45

Anwaltsakte: 26 367 2 8. AUG. 1975

Ricoh Watch Co., Ltd.
Nagoya-shi, Aichi-Ken/Japan

Impulsmotor

Die Erfindung betrifft einen Impulsmotor, und insbesondere einen kleinen Impulsmotor, welcher vorzugsweise in einer elektronischen Uhr vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist ein bekannter Impulsmotor dargestellt, welcher einen Rotor R, Statoren S. und S₂ sowie eine Antriebs- oder Treiberspule C aufweist. Der Rotor R ist um eine Achse R. drehbar, ist diametral magnetisiert und weist N- und S-PoIe auf, welche abwechselnd entlang seines Umfangs ausgebildet sind. Die Statoren S_x. und Sp sind U-förmig und entlang des VII/XX/Ktz - 2 -

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(089) 988272 8 München 80, Mauerkirchersttaße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

98 70 43 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 389 2623

983310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

Umfangs des Rotors R so angeordnet, daß ihre Pole P^ und P, bzw. Pp und P^, einander gegenüberliegen. Die Antriebs- oder Treiberspule G ist auf ein stabförmiges Joch Y gewickelt, welches den Polen Pp und P_x, gegenüberliegt. Es ist an seinen beiden entgegengesetzten Enden mittels Schrauben I^ und Ip an den Statoren S. und S^ befestigt.

Wenn die Statoren S. und Sp entsprechend einem wechselnden, an die Antriebsspule C angelegten Impulssignal abwechselnd in N- und S-PoIe magnetisiert sind, wird der Rotor R infolge der Anziehung und Abstoßung ihrer Pole intermittierend bzw. schrittweise um einen Schritt gedreht, welcher dem Abstand zwischen deren Polen entspricht.

Der bekannte Impulsmotor mit einem in Fig. 1 wiedergegebenen Aufbau hat jedoch den Nachteil, daß die elektromagnetische Kopplung schwach ist, was wiederum zu einem schlechten Wirkungsgrad bei der Umwandlung führt. Zusätzlich ist für die einzelnen Magnetpole eine hohe Lagegenauigkeit erforderlich. Da ferner der Rotor R diametral magnetisiert ist, ist nicht nur die wirksame Magnetisierungsfläche klein, sondern es ergibt sich auch eine Beschränkung in der Weise, daß keine Seltenerdmetall-Kobaltmagnete verwendet werden können, welche preiswerte, aber hoch anisotrope Magnete sind.

Die Erfindung soll daher einen Impulsmotor schaffen, welcher einen hohen Umwandlungswirkungsgrad mit einer besseren elektromagnetischen Kopplung und einem geringerem Streufluß aufweist. Ferner soll gemäß der Erfindung ein Impulsmotor geschaffen

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werden, bei welchem als Rotor ein preiswerter und hoch anisotroper Magnet verwendet werden kann. Darüber hinaus soll die Erfindung einen Impulsmotor schaffen, welcher klein ist und trotzdem ein hohes Drehmoment erzeugt. Schließlich soll durch die Erfindung ein im Betrieb zuverlässiger und sehr beständiger bzw. dauerhafter Impulsmotor geschaffen werden.

Gemäß der Erfindung weist ein Impulsmotor einen Rotor mit mindestens zwei Magnetisierungsachsen, welche parallel zu einer Welle des Rotors verlaufen und in einem gleichbleibenden Winkelabstand voneinander angeordnet sind, wobei die Magnetisierungsrichtung jeder Magnetisxerungsachse der der benachbarten Magnetisxerungsachse entgegengesetzt ist, ein Paar oberer Statoren, welche sich über dem Rotor erstrecken und zwischen sich zwei obere Spalte festlegen, wobei an den oberen Spalten jeweils Pole ungleicher Polarität an der Oberseite des Rotors einander gegenüberliegen, ein Paar unterer Statoren, welche unter dem Rotor liegen und zwischen sich zwei untere Spalte festlegen, wobei an den unteren Spalten jeweils Pole ungleicher Polarität auf der Unterseite des Rotors einander gegenüberliegen, und zumindest eine Antriebs- oder Treiberspule auf, um das obere und untere Paar Statoren abwelchselnd mit einander entgegengesetzten Polaritäten zu magnetisieren, so daß die Polarität des einen Stators des oberen Statorpaares und eines Stators des unteren Statorpaares der Polarität des jeweils anderen Stators der oberen und unteren Statoren entgegengesetzt ist·

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im

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einzelnen erläutert. Es zeigen:

Pig· 1 eine Draufsicht auf einen bekannten Impulsmotor;

Fig. 2A eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Impulsmotors gemäß der Erfindung;

Fig. 2B eine !Draufsicht auf die Ausführungsform der Pig. 2A;

Fig. 3A eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Impulsmotors gemäß der Erfindung, wobei der obere Teil des Gehäuses entfernt ist;

Fig. 3B eine axiale Schnittansicht durch die Ausführungsform der Fig. 3A;

Fig. 4A eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Impulsmotors gemäß der Erfindung;

Fig. 4-B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 4A; und

Fig. 4-C eine perspektivische Ansicht des in Fig. 4A und 4B verwendeten Rotors.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großen Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnung Bezug genommen.

In Fig. 2A und 2B ist eine erste Ausführungsform eines Impuls-

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motors gemäß der Erfindung dargestellt, welcher einen Rotor 1 aufweist, welcher um eine Welle 1a drehbar ist. Der Rotor 1 weist sechs parallel zu der Welle 1a verlaufende Magnetisierungsachsen auf, welche auf einer zylindrischen Fläche liegen, welche koaxial zu der Welle 1a ist und welche in einem gleichbleibenden Winkelabstand von 60°angeordnet sind;die Magnetisierungsrichtung jeder Magnetisierungsachse ist der der benachbarten Magnetisierungsachse entgegengesetzt. Mit anderen Worten, N- und S-PoIe sind abwechselnd auf jeder Seite des Rotors in einem Winkelabstand von 60° angeordnet, und der Phasenunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Rotors beträgt 60°.

Ein Paar oberer Statoren 2a und 3a ist über dem Rotor 1 angeordnet, und sie erstrecken sich unter rechtem Winkel zu der Welle 1a. Die oberen Statoren 2a und 3a liegen anderen Polen an der oberen Fläche des Rotors 1 gegenüber und legen zwei obere Spalte a,, und a₂ fest, welche bezüglich der Welle 1a symmetrisch zueinander sind. Unter dem Rotor 1 ist ein Paar unterer Statoren 2b und 3b angeordnet, und sie erstrecken sich ebenfalls unter rechtem Winkel zu der Welle 1a. Die unteren Statoren 2b und 3b liegen anderen Polen an der Unterseite des Rotors 1 gegenüber und legen zwei untere Spalte b. und b₂ fest, welche bezüglich der Welle 1a symmetrisch zueinander sind. Die entsprechend angeordneten Spalte a. und a₂ sind bezüglich der Spalte b^ und b₂ um 60° versetzt. Eine Antriebs- oder Treiberspule 4 ist auf ein Joch 5 gewickelt, das magnetisch an das obere und untere Statorpaar gekoppelt ist. Die oberen und unteren Statoren 2a und 2b sind durch ein Abstandstück 6 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet und sind mit dem

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linken Ende des Jochs 5 verbunden, während die anderen oberen und unteren Statoren 3a und 3b durch ein Abstandsstück 7 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet und mit dem rechten Ende des Jochs 5 verbunden sind. Mittels Schrauben 8 bis 13 sind die oberen und unteren Statoren, die Abstandsstücke und das Joch miteinander verbunden.

Wenn die zwischen den oberen Statoren 2a und 3a festgelegten Spalte a^ und a₂ jeweils verschiedenen Polen an der Oberseite des Rotors 1 gegenüberliegen, dann liegen die zwischen den unteren Statoren 2b und 3b festgelegten Spalte b. und b~ jeweils anderen Polen an der Unterseite des Rotors 1 gegenüber. Da die Spalte a. und a~i wie vorstehend bereits ausgeführt, bezüglich der Spalte b^ und bp um 60 gegeneinander versetzt bzw. außer Phase sind, liegen die Spalte a^. und b^. bezüglich der entsprechenden Pole, welche bei den Spalten a? und b₂ liegen, gleichnamigen Polen gegenüber. Wenn ein wechselndes Antriebs- bzw. Treiberimpulssignal an die Antriebs- oderTreiberspule 4 angelegt wird, dann finden eine magnetische Anziehung und eine Abstoßung der Rotorpole an den Spalten a,., a₂, b. und b~ statt, welche durch die oberen und unteren Statoren festgelegt sind, wobei der Rotor 1 intermittierend beziehungsweise schrittweise um einen Schritt gedreht wird, welcher dem Abstand zwischen den Polen entspricht.

In den Jig. 3A und 3B ist eine weitere Ausführungsform eines Impulsmotors gemäß der Erfindung dargestellt, welcher einen um eine Welle 11a drehbaren Rotor 11 aufweist. Der Rotor 11 weist ebenfalls sechs parallel zu der Welle Ha verlaufende

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Magnetisierungsachsen auf, das heißt, sie liegen auf einer zylindrischen, zu der Welle 11a koaxialen Fläche. Die Magnetisierungsachsen sind in einem gleichbleibenden Winkelabstand von 60 voneinander angeordnet, und die Magnetisierungsrichtung jeder Magnetisierungsachse ist der der benachbarten Magnetisierungsachse entgegengesetzt. Mit anderen Worten N- und S-PoIe sind abwechselnd jeweils auf den Ober- und Unterseiten des Rotors 1 in einem Winkelabstand von 60° angeordnet, und es besteht ein Phasenunterschied von 60 zwischen den Ober- und Unterseiten des Eotors.

Ein Paar oberer Statoren 12 und 13 ist über dem Rotor 11 angeordnet, und sie erstrecken sich unter rechtem Winkel zu der Welle 11a. Die oberen Statoren 12 und 13 weisen jeweils halbkreisförmige Vorder- oder Köpfteile 12a und 13a sowie rechteckige Rück- bzw. Schwanzteile 12b und 13b auf. Die halbkreisförmigen Kopfteile 12a und 13a der oberen Statoren 12 und 13 haben jeweils einander gegenüberliegende gerade Enden, welche zwei obere Spalte 14 und 14' festlegen, welche symmetrisch bezüglich der Welle 11a sind und den Polen an der Oberseites des Rotors 11 gegenüberliegen.

Ein weiteres Paar Statoren, nämlich untere Statoren 15 und 16, sind unter dem Rotor 11 angeordnet und erstrecken sich unter rechtem Winkel zu der Welle 11a. Entsprechend den oberen Statoren 12 und 13 weisen die unteren Statoren 15 und 16 jeweils halbkreisförmige Vorder- oder Kopfteile 15a und 16a sowie rechteckige Rück- oder Schwanzteile 15b und 16b auf. Ähnlich wie bei den oberen Statoren 12 und 13 weisen die halbkreisförmigen Kopf-

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teile 15a und 16a der unteren Statoren 15 und 16 jeweils einander gegenüberliegende gerade Enden auf, welche zwei untere Spalte 17 und 17' festlegen, die bezüglich der Welle 11a symmetrisch zueinander sind und den Polen auf der Unterseite des Rotors 11 gegenüberliegen. Die oberen,zwischen den oberen Statoren 12 und 13 festgelegten Spalte 14- und 14' sind bezüglich der-unteren, zwischen den unteren Statoren 15 und 16 festgelegten Spalte 17 und 17' um 60° gegeneinander versetzt bzw. außer Phase. Die unteren Statoren 15 und 16, welche nicht dargestellt sind, haben abgesehen von der Lage der Spalte genau dieselbe Form wie die oberen Statoren 12 und 13.

Die rechteckigen Rück- oder Schwanzteile 12 b und 13b der oberen Statoren 12 und 13 bilden mit den jeweiligen Kopfteilen 12a und 13a eine Einheit und sind bezüglich einer Linie ausgerichtet, welche die Achse der Welle 11a schneidet. In ähnlicher Weise bilden die rechteckigen Rück- oder Schwanzteile 15b und 16b der unteren Statoren 15 und 16 mit den jeweiligen Kopfteilen 15a und 16a eine Einheit und sind bezüglich einer Linie ausgerichtet, welche die Achse der Welle 11a schneidet. Die oberen Statoren 12 und 13 sind über den entsprechenden unteren Statoren angeordnet, wobei ein Abstandsstück 18 zwischen den Schwanzteilen 12b und 15b der oberen und unteren Statoren 12 und 15 und ein weiteres Abstandsteil 19 zwischen den Schwanzteilen 13b und 16b der anderen oberen und unteren Statoren 15 und 16 angeordnet ist. Die hier verwendeten Abstandsteile 18 und 19 sind entweder aus magnetischen oder aus nichtmagnetischen Materialien hergestellt. Eine Antriebsoder Treiberspule 20 ist auf den Kern gewickelt, welcher durch

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die Schwanzteile 12b und 15b zusammen mit dem dazwischen eingeklemmten Abstandsteil 18 gebildet ist; eine weitere Antriebs- oder Treiberspule 21 ist auf den Kern gewickelt,

durch

welcher die Schwanzteile 13b und 16b zusammen mit dem dazwischen eingeklemmten Abstandsteil 19 gebildet ist. Die oberen und unteren Statoren 12 und 15 werden durch die Antriebs- oder Treiberspule 20 mit der einen Polarität magnetisiert, während die anderen oberen und unteren Statoren 13 und 16 mittels der Antriebs- oder Treiberspule 21 mit der anderen Polarität magnetisiert werden.

Der gesamte vorbeschriebene, den Impulsmotor darstellende Aufbau ist in einer Art Gehäuse untergebracht, welches einen zylindrischen Seitenteil 22 sowie obere und untere Abdeckteile

23 und 24 aufweist. Die oberen und unteren Abdeckteile 23 und

24 sind aus einem magnetischem Material hergestellt.

Da die Magnetpole des Rotors in einem Winkelabstand von angeordnet sind, wenn einer der Pole auf der Oberseite des Rotors 11 nahe bei dem oberen Spalt 14 angeordnet ist, befindet sich der andere Pol mit der zu dem nahe bei dem Spalt 14 liegenden Pol entgegengesetzten Polarität immer nahe bei dem anderen oberen Spalt 14'. Gleichzeitig befinden sich auch die Pole mit den entgegengesetzten Polaritäten nahe bei den entsprechenden unteren Spalten 17 und 17'. Wenn infolgedessen der Rotor 11 bezüglich der oberen und unteren Statoren in einer bestimmten festen Lage gehalten wird, erhält er Drehmomente in derselben Richtung an den zwei Stellen an der Oberseite und an den zwei Stellen an der Unterseite, das heißt an insge-

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samt vier Stellen, da die oberen und unteren Statoren 12 und 15 durch die Antriebs- oder Treiberspule 20 mit einer Polarität magnetisiert sind, während die anderen oberen und unteren Statoren 13 und 16, wie bereits oben ausgeführt, durch die andere Antriebs- oder Treiberspule 21 mit der anderen Polarität magnetisiert sind. Dies bedeutet, daß bei Anlegen eines wechselnden Impulssignals an die Treiber- oder Antriebsspulen 20 und 21 der Rotor 11 intermittierend nacheinander mit jedem Impuls um einen Schritt weitergedreht wird.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Impulsmotors hat der Rotor Magnetisierungsachsen in dem gleichbleibenden Winkeläbstand von 60° gehabt. Dieser Magnetisierungsabstand stellt jedoch keineswegs eine Beschränkung dar, und im allgemeinen ist ein Abstand von 180⁰Z(I-Ki) möglich, (wobei 1 eine positive ganze Zahl ist). In diesem Fall kann dann der Winkelabstand der oberen oder unteren Spalte das ( 2m-1)-fache des vorerwähnten Abstandes von 18O°/(1+1) sein (wobei m eine positive ganze Zahl ist), sie sollte aber vorteilhafter Weise um 180° liegen· Ferner kann die Winkelabweichung oder der Phasenunterschied zwischen den oberen und unteren Spalten das (2n-1)-fache von 180°/(l+1) sein (wobei η eine positive ganze Zahl ist) sie bzw. er ist jedoch vorteilhaft so klein wie möglich. In den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist 1 2, m ist 2 und η ist 1. Folglich ergibt sich in diesem Fall für den Abstand zwischen den Magnetisierungsachsen des Rotors, welcher durch 18O°/(1+1) vorgegeben ist, 60°, der Abstand zwischen den oberen oder unteren Spalten, welcher in diesem Fall durch das

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(2m-T)-faehe von 60° gegeben ist, beträgt dann 180°, und die Winkelabweichung zwischen den oberen und unteren Spalten, welche in diesem Fall durch das (2n-i)-fache von 60°gegeben ist, beträgt 60°. Anders als bei den vorhergehenden Ausführungsformen ist es bei einer speziellen Ausführungsform möglich, einen Rotor mit acht Magnetisierungsachsen in einem Abstand von 45° zu verwenden (wobei 1 3 ist); hierbei ist der Abstand zwischen den oberen oder unteren Spalten auf 135 (wobei m 2 ist) oder auf 220° (wobei m 5 ist) und die Winkelabweichung zwischen den oberen
(wobei η 1 ist).

sehen den oberen und unteren Spalten ist auf 45 eingestellt

Obwohl in der Ausführungsform der Ifig. JA und JB der Impulsmotor in einem Gehäuse untergebracht ist, um seine Handhabung zu vereinfachen, ist das Gehäuse bei der Arbeitsweise des Impulsmotors nicht wesentlich· Wenn das Gehäuse verwendet wird, sollte magnetisches Material zumindest für einen Teil des Gehäuses verwendet werden, um dadurch die Ausbildung des Magnetkreises zu erleichtern und den IJmwandlungswirkungsgrad in dem Impulsmotor zu erhöhen.

In Fig. 4-A bis 40 ist eine weitere Ausführungsform eines Impulsmotors gemäß der Erfindung dargestellt. Dieser Impulsmotor wird als Antriebsmechanismus in einer Armbanduhr verwendet. In Fig. 4A bis 40 weist ein Rotor 31 einen Rotorkörper 31a und eine Welle 31b auf. In Fig. 40 ist der Rotor 31 perspektivisch dargestellt. Wie einwandfrei aus Fig. 40 zu ersehen ist, hat der Rotorkörper 31a des Rotors zylindrische

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Form und ist in axialer Richtung magnetisiert, so daß in einer Hälfte(p) auf der einen Seite einer Ebene abcd, in welcher die Achse der Welle 31b liegt, die oberen und unteren Flächen u bzw. ν N- und S-PoIe darstellen, während in der anderen Hälfte (q) auf der anderen Seite der vorerwähnten Ebene die oberen und unteren Flächen w bzw. χ N- und S-PoIe darstellen, das heißt auf den beiden (verschiedenen) Seiten der Ebene abcd sind Pole mit entgegengesetzten Polaritäten gebildet. Die Welle 31b ist in den Rotorkörper 31a mit Druck eingesetzt. Sie weist einen zylindrischen Teil S_x., welcher in einer Mittenbohrung des Rotorkörpers 31a aufgenommen ist, und eine nach oben ausgerichtete Schulter JEL auf, welche an der Unterseite des Rotorkörpers 31a anliegt. Ferner wist sie ein damit starr verbundenes Rotorzahnrad S-, auf, das die Drehung des Rotors 31 an ein (nicht dargestelltes)Zahnradgetriebe überträgt. Die Welle 31b ist in der Armbanduhr drehbar gehaltert bzw. gelagert und dreht sich zusammen mit dem Rotorkörper 31a.

Ein Paar oberer Statoren 32a und 32b ist über dem Rotor 31 angeordnet, sie erstrecken sich unter rechtem Winkel zu der Welle 31b und legen zwei obere Spalte a,, und a~ fest. Ein weiteres Statorpaar, nämlich die unteren Statoren 33a und 33b, sind unter dem Rotor 31 angeordnet, sie erstrecken sich unter rechtem Winkel zu der Welle 31b und legen untere Spalte b,- und \>2 fest, (von denen der Spalt b₂ nicht dargestellt ist.)

Ein Joch 34- überbrückt die oberen Statoren 32a und 32b, und eine Antriebs- oder Treiberspule 35 ist auf dem Joch 34 aufgewickelt. Die Antriebs- oder TreibeBfcufe 35 magnetisiert die

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oberen Statoren 32a und 32b jeweils mit ert.gegengesetzten Polaritäten. Ein weiteres Joch 36 überbrückt die unteren Statoren 33a und 33b, und eine weitere Antriebs- oder Treiberspule 37 ist auf dem Joch 36 aufgewickelt. Die Antriebs- oder Treiberspule 37 magnetisiert die unteren Statoren 33a und 33b jeweils mit entgegengesetzten Polaritäten, Wenn der obere Stator 32a zu einem K-PoI magnetisiert ist, ist der andere obere Stator 32b zu einem S-PoI magnetisiert, während die unteren Statoren 33a und 33b jeweils zu S-und N-Polen magnetisiert sind.

Die oberen und unteren Statoren 32a und 33a sind zusammen mit einem auf einer Seite vorgesehenen Abstandsteil 38 ebenso wie der andere obere und untere Stator 32b und 33b mit einem weiteren auf der anderen Seite vorgesehenen Abstandsteil 39 übereinander angeordnet. Die Abstandsteile 38 und 39 sind aus einem nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise Messing, hergestellt. Die oberen Statoren 32a und 32b sind magnetisch an die Antriebs- oder Treiberstufe 36 angekoppelt, während die unteren Statoren 33a und 33b magnetisch an die Antriebsspule 37 angekoppelt sind. Die oberen und unteren Statoren sowie die Abstandsteile 38 und 39 sind mechanisch mit den auf verschiedenen Seiten angeordneten Antriebs- oder Treiberspulen 35 und 37 verbunden, wodurch ein Raum bzw. Zwischenraum K festgelegt ist, in welchem der Rotorkörper 31a des Rotors 31 so untergebracht ist, daß die verschiedenen Pole an der oberen Fläche jeweils den oberen Spalten a^. und a₂ und die verschiedenen Pole an der Unterseite jeweils den unteren Spalten b^, und b~ gegenüberliegen·

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Wenn dann die oberen Statoren 3?a und 32b zu N- und S-Polen und die unteren Statoren 33a und 33b jeweils S- und N-Polen magnetisiert sind, dann ist der Rotor 31 in eine Lage gebracht, in welcher eine Hälfte (p) sich zwischen dem oberen und unteren Stator 32b und 33b und seine andere Hälfte (q) sich zwischen dem anderen oberen und unteren Stator 32a und 33a befindet. Wenn dann die oberen Statoren 32a und 32b jeweils zu S- und^ N-Polen und die unteren Statoren 33a und 33b jeweils zu N- und S-Polen magnetisiert werden, dann wird der Rotor 31 in eine Lage gedreht, in welcher sich die eine Hälfte (p) zwischen dem oberen und unteren Stator 32a und 33a und seine andere Hälfte (q) sich zwischen dem anderen oberen und unteren Stator 32b und 33b befindet. Wenn der obere Stator 32a wieder zu einem N-PoI magnetisiert ist, wird der Rotor 31 weitergedreht, wodurch die eine Hälfte (p) auf die Seite des oberen Stators 32b gebracht wird. Wenn auf diese Weise die einzelnen Statoren abwechselnd mit entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert werden, wird der Rotor 31 infolge der wechselnden Anziehung und Abstoßung der einzelnen Magnetpole in einer bestimmten Richtung gedreht, und seine Drehung wird über das Rotorzahnrad S₅, an das Zahnradgetriebe übertragen, wie vorstehend bereits ausgeführt ist.

Wenn bei dem zweipoligen Impulsmotor der in Fig. 4-A bis 4-C dargestellten Ausführungsform die beiden (einander gegenüberliegenden) Hälften des Rotors in axialer Richtung abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden, ist der stabile Arbeitsbereich des Rotors breit, da der Rotor inter-

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mittierend bei jedem Schritt um 180° gedreht wird, so daß keine Begrenzungsklinke erforderlich ist, um das Überlaufen des Rotors zu begrenzen. Zusätzlich erfordert die zweipolige Magnetisierung des Rotors der vorbeschriebenen Art vergleichsweise einfache Einrichtungen, so daß diese Ausführungsform des zweipoligen Impulsmotors ohne Schwierigkeit hergestellt werden kann.

Obwohl der zweipolige, in Pig. 4A bis 4C dargestellte Impulsmotor die vorerwähnten Vorteile aufweist, kann die Erfindung nicht nur bei zweipoligen Impulsmotoren mit dem vorbeschriebenen Aufbau sondern ganz allgemein bei Impulsmotoren mit einem mehrpoligen Rotor angewendet werden, welcher in axialer Richtung magnetisiert wird und welcher eine Anzahl Magnetisierungsachsen aufweist, so daß die Magnetisierungsrichtung jeder Magnetisierungsachse der der benachbarten Magnetisierungsachse entgegengesetzt ist, so daß der Rotor infolge der Anziehung und Abstoßung der Pole durch die oberen und unteren Statorpaare gedreht wird·

Obwohl ferner in der Ausführungsform der Pig. 4A bis 4-C der obere und untere Stator 32a und 33a bezüglich des anderen oberen und unteren Stators 32b und 33b mit der entgegengesetzten Polarität magnetisiert werden, können sie genauso gut mit derselben Polarität magnetisiert werden. In diesem Fall ist dann ein Phasenunterschied zwischen den oberen Spalten a,, und a_? einerseits und den unteren Spalten b^ und b₂ andererseits erforderlich, um eine Drehung des Rotors zu bewirken·

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Wie bereits vorstehend im Hinblick auf den Impulsmotor gemäß der Erfindung beschrieben worden ist, erfährt der Rotor eine magnetische Anziehung und Abstoßung an vier Stellen, und auch der Streufluß ist gering. Infolgedessen kann ein hoher magnetischer und ein hoher Umwandlungswirkungsgrad erhalten werden, da ferner die Anzahl Teile, welche magnetisch beeinflußt werden, erhöht ist, kann die Wirkung von Schwankungen bzw. Veränderungen der Rotorpole auf ein Minimum herabgesetzt werden und es kann eine starke Rotorverriegelungskraft und folglich auch eine große Widerstandsfähigkeit gegen Schläge und Stöße geschaffen werden. Auf diese Weise kann eine sehr gleichmäßige, konstante und beständige Arbeitsweise sichergestellt werden. Wenn der Impulsmotor in einem Gehäuse aus einem magnetischen Material untergebracht ist, kann darüber hinaus ohne weiteres eine magnetische Abschirmung gegen äußere Felder erreicht werden, während gleichzeitig die Handhabung der gesamten Einrichtung erleichtert wird. Obendrein kann ein hohes Drehmoment bei einem kleinen Impulsmotor erhalten werden, welcher sich sehr gut als Antriebsmechanismus für eine Uhr eignet. Da darüber hinaus der Rotor in Richtung parallel zu der Welle magnetisiert wird, können preiswerte und stark anisotrope Magnete, wie beispielsweise Seltenerdmetall-Kobaltmagnete, für den Rotor verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Impulsmotor gekennzeichnet durch einen Rotor (1;11;31) mit mindestens zwei Magnetisierungsachsen, die parallel zu der Drehachse des Rotors verlaufen und in einem gleichbleibenden Winkelabstand angeordnet sind, wobei die Magnetisierungsrichtung jeder Magnetisierungsachse der der benachbarten Magnetisierungsachse entgegengesetzt ist; durch ein Paar oberer, über dem Rotor (1;11;31) liegender Statoren (2a,3a,;12,13;32a,32b) , welche zwei obere Spalte (a^ap;^,^¹) zwischen sich festlegen, wobei die oberen Spalte in der Polarität unterschiedlichen Polen an der Oberseite des Rotors (1;11;31) gegenüberliegen; durch ein Paar unterer, unter dem Stator (1;11;31) liegender Statoren (2b, 3b;15»16;33a,33b), welche zwei untere Spalte (b^, b₂; 17i17') zwischen sich festlegen, wobei die unteren Spalte in der Polarität unterschiedlichen Polen an der Unterseite des Rotors (1;11;31) gegenüberliegen; und durch mindestens eine Antriebsoder Treiberspule (4;20,21;35»37)$ durch welche die oberen und unteren Statorpaare abwechselnd mit entgegengesetzten Polaritäten in der Weise magnetisiert werden, daß die Polarität des einen Stators des oberen Statorpaares (2a,3a;12,13;32a,32b) und der eine Stator des unteren Statorpaares (2b,3b;15,16; 33a,33b;) der Polarität des aeweils anderen oberen und unteren. Stators entgegengesetzt ist,
2. Impulsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsachsen des Rotors (1;11;31) bezüglich der Drehachse des Rotors in einem Winkelabstand

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von 60° angeordnet sind, daß die durch die oberen (2a,3a; 12,13 532a,32b) und die unteren Statoren (2b,3b;15,-16;33a, 33b) festgelegten oberen (a_/],a₂;i4,i4^l) und unteren Spalte 0^,I)₂;'!?,'!?¹) symmetrisch bezüglich der Drehachse des Rotors (1;11;31) festgelegt sind und daß die oberen Spalte (a^,a₂; 14,14') bezüglich der unteren Spalte (b,,, b₂;17,17') um 60° versetzt sind.
3. Impulsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (2a) des oberen Statorpaares (2a, 3a) und ein Stator (2b) des unteren Statorpaares (2b,3b) magnetisch an ein Ende einer Antriebs- oder Treiberspule (4) angekoppelt sind, während der andere obere (3a)und der andere untere Stator (3b) magnetisch an das andere Ende der Antriebsspule (4) angekoppelt sind.
4. Impulsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (12) des oberen Statorpaares (12,13) und ein Stator (15) des unteren Statorpaares (15,16) magnetisch an eine Antriebs- oder Treiberspule (20) gekoppelt sind, während der andere obere (13 ) und der andere untere Stator (16) magnetisch an eine weitere Antriebs- oder Treiberspule (21) angekoppelt ist, um dadurch eine magnetische Erregung mit einer Polarität zu bewirken, welche der.durch die erste Antriebsspule (20) geschaffenen Polarität entgegengesetzt ist.
5. Impulsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Statorpaar (32a,32b) magnetisch an die beiden Enden einer Antriebs- oder Treiberspule (35) gekoppelt

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ist, und daß die unteren Statoren (33a, 33b) magnetisch an den beiden Enden einer weiteren Antriebsspule (37) angekoppelt sind.
6. Impulsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebs- oder Treiberspule (20) auf einen Kern (12b) gewickelt ist, welcher durch einen Teil des einen oberen Stators (12) und durch einen Teil des einen unteren Stators (15) gebildet ist, und daß die andere Antriebsspule (21) auf einen Kern (13b,16b) gewickelt ist, welche durch einen Teil des anderen oberen Stators (13) und durch einen Teil des anderenunteren Stators (16) gebildet ist·
7. Impulsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse den Impulsmotor umgibt, welches einen Seitenteil (22) und obere und untere Abdeckteile (23,24) aufweist, wobei zumindest entweder der Seitenteil (22) oder die oberen oder unteren Abdeckteile (23,24) aus einem magnetischen Material hergestellt sind.

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