DE3237650A1

DE3237650A1 - Mikromotor mit eingebauten kuehlmittelleitungen

Info

Publication number: DE3237650A1
Application number: DE19823237650
Authority: DE
Inventors: Eiichi Kyoto Arai
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1983-05-11
Also published as: US4547687A

Description

PAF 1113

Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho 680 Higashihama Minami-machi, Fushimi-ku, Kyoto-shi, Japan

Mikromotor mit eingebauten Kühlmittelleitungen

Die Erfindung betrifft einen Mikromotor mit eingebauten Kühlmittelleitungen und insbesondere einen für zahnärztliche Handstücke und andere medizinische Anwehdungen bestimmten Mikromotor von geringer Baugröße und mit hoher Leistung, dessen Stator eine Dauermagnetanordnung und ein magnetisches Joch oder Fluß führungsteil aufweist, welches den Außenumfang der Dauermagnetanordnung umschließt. Die in den Mikromotor eingebauten Kühlmittelleitungen dienen dem Zweck, Wärme abzuführen, die beim Bohren und anderen Arbeitsgängen im Behandlungsbereich erzeugt wird.

Im Falle eines zahnärztlichen Handstücks wird beispielsweise dem Handstück eine Leitung zugeordnet, über die ein Kühlmittel (in der Regel Wasser) zugeführt wird, um die beim Bohren der Zähne entstehende Wärme rasch abzuleiten. Während des Bohrvorganges wird von dem vorderen Ende der Kühlmittelleitung aus ein Wasserstrahl auf eine Stelle des Behandlungsbereichs gerichtet. Zahnärztliche Handstücke lassen sich in Handstücke mit extern montierter Kühlmittelleitung und Handstücke unterteilen, bei denen die Kühlmittelleitung innerhalb

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des Handstücks verläuft. Der vorliegend erläuterte Mikrotootor eignet sich für Handstücke der letztgenannten Art.

Um die Schneideigenschaften von zahnärztlichen Handstücken zu verbessern, wurden in jüngster Zeit verschiedene Versuche gemacht, auch den bei solchen Handstücken vorgesehenen Mikromotor weiterzuentwickeln. Beispielsweise wurden an Stelle der konventionellen AlNiCo-Legierungen Werkstoffe mit hoher Energiedichte benutzt, wie Dauermagnetlegierungen auf der Basis von Seltenerdmetallen und Kobalt. In diesem Falle wurde, anders als bei einem Stator aus einer AlNiCo-Legierung ein Stator vorgeschlagen, bei dem der Außenumfang eines Dauermagneten (aus einer Seltenerdmetall/Kobalt-Legierung) von einem Joch oder Flußführungsteil umschlossen ist, um für einen höheren effektiven magnetischen Fluß zu sorgen und dadurch eine weitere Miniaturisierung des Motors zu erreichen. Es ist bekannt, Mikromotoren für Dentalzwecke mit eingebauter Kühlmittelleitung wie folgt aufzubauen: (i) Zwischen einem Motorgehäuse und dem Stator befindet sich ein den Stator umgreifender nichtmagnetischer Körper, in welchem die Kühlmittelleitung untergebracht ist.

Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Durchmesser des Motorgehäuses gegenüber einem Mikromotor ohne eingebaute Kühlmittelleitung erheblich vergrößert werden muß.

(H) Zwei Dauermagnetschalen aus einer AlNiCo-Legierung liegen einander gegenüber. Zwischen die beiden Magnetschalen sind zwei ringsektorförmige Joche derart eingesetzt, daß ein insgesamt zylindrischer Stator erhalten wird. Eine Kühlmittelleitung befindet sich

im wesentlichen in der Mitte der Joche. Dadurch wird vermieden, daß die Kühlmittelleitung einen nachteiligen Einfluß auf den effektiven magnetischen Fluß hat. Die Motorabmessungen brauchen nicht vergrößert zu werden. Ein solcher Aufbau läßt sich jedoch nicht bei den modernen Motoren vorsehen, bei denen eine Magnetanordnung auf der Basis von Seltenerdmetallen und Kobalt an ihrem Außenumfang von einem Joch umschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikromotor mit eingebauter Kühlmittelleitung zu schaffen, bei dem trotz Einbau der Kühlmittelleitung die Motorabmessungen nicht vergrößert zu werden brauchen und das Betriebsverhalten des Motors unbeeinträchtigt bleibt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Mikromotor mit eingebauter Kühlmittelleitung, der eine im wesentlichen zylindrische, radial magnetisierte Dauermagnetanordnung und ein den gesamten Umfang der Dauermagnetanordnung umschließendes und damit in Berührung stehendes Joch aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Joch an oder benachbart den Polen, und zwar vorzugsweise an oder in der Nähe der Polmitte bzw. der neutralen Zone, mindestens eine Aufnahme für eine Kühlmittelleitung vorgesehen ist. Dabei kann die Dauermagnetanordnung aus einem zylindrischen Dauermagneten oder aus zwei oder mehr Magnetschalen bestehen. Bei dem Mikromotor nach der Erfindung wird die Motorleistung durch den Kühlmittelleitungseinbau nicht herabgesetzt s es kommt zu keiner Vergrößerung des Motordurchmessers.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungs

form des Stators eines erfindungsgemäßen Mikromotors,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie

II-II' der Fig. 1, der nicht nur den Stator, sondern im wesentlichen den gesamten Motor bei Einbau in ein zahnärztliches Handstück erkennen läßt, sowie

Fign. 3 bis 5 Querschnitte von abgewandelten Statorausbildungen .

Der erfindungsgemäße Mikrometer ist für medizinische Behandlungszwecke bestimmt. Er weist einen Stator ST auf. Zu dem Stator ST gehören eine Dauermagnetanordnung und ein Joch 2, das den gesamten Umfang der Dauermagnetanordnung umschließt und damit in Berührung steht. Bei der Ausführungsform nach den Fign. 1 bis 3 wird die Dauermagnetanordnung von einem radial magnetisierten zylindrischen Dauermagneten 1 gebildet. Die Fign. 4 und 5 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Dauermagnetanordnung aus zwei radial magnetisierten, bogenförmig gekrümmten Magnetschalen la, Ib besteht, die den gleichen Krümmungsradius haben und die einander diametral gegenüberstehend derart angeordnet sind, daß ein im wesent-

lichen zylindrischer Luftspalt erhalten wird.

Das Joch 2 ist mit einer Aufnahme 3 für mindestens eine Kühlmittelleitung C ausgestattet. Die Aufnahme befindet sich an oder benachbart den Polen SN, und zwar im Falle der veranschaulichten Ausführungsbeispiele an oder in der Nähe der Polmitte bzw. der neutralen Zone. Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen mit zweipoliger Dauermagnetanordnung sind zwei Aufnahmen 3a, 3b für Kühlmittelleitungen C vorhanden, die einander diametral gegenüberliegen. Bei den Ausführungsformen gemäß den Fign. 1 und 4 haben die Aufnahmen 3a, 3b die Form von Nuten am Außenumfang des Jochs 2. Diese Nuten erstrecken sich in Längsoder Achsrichtung des Jochs. Dagegen werden bei den Ausführungsformen nach den Fign. 3 und 5 die Aufnahmen 3a und 3b von Bohrungen gebildet, die sich in Längs- oder Achsrichtung durch das Joch 2 hindurcherstrecken.

Der Aufbau eines den Stator ST gemäß Fig. 1 aufnehmenden Handstücks ist in Fig. 2 veranschaulicht. Dabei sitzt innerhalb des Stators ST, bestehend aus dem Dauermagneten 1 und dem Joch 2, ein Rotor 6. Zu beiden Seiten des Rotors vorstehende Wellen 6a sind in Lagern 14 gelagert. Die Stromzufuhr erfolgt über eine Steckverbindung 9 im hinteren Teil eines Handstückkörpers H. Dabei wird der Rotor 6 über eine Bürste 8 und einen Kollektor 7 mit Strom beaufschlagt. Am vorderen Teil des Handstückkörpers H ist eine Hülse 12 befestigt. Mit der Hülse 12 wird ein gerades Handstück oder ein Winkelhandstück auswechselbar verbunden. Dabei kommt ein Kupplungselement 11 mit einem (nicht veranschaulichten) Kupplungselement in Eingriff, das in das Handstück eingebaut

ist. Die Drehbewegung des Rotors 6 wird auf die Kupplung übertragen. Die Kühlmittelleitungen C liegen in den Ausnehmungen oder Nuten 3a, 3b (von denen in Fig. 2 nur die Nut 3b veranschaulicht ist). Die Kühlmittelleitungen erstrecken sich in Längsrichtung vom hinteren zum vorderen Teil des Handstückkörpers H. Sie sind an Kühlmitteldurchlässe (Bohrungen) 10 angeschlossen, die in der Hülse 12 ausgebildet sind. Die vorderen Enden der Durchlässe 10 führen zu Auslässen 13. Von den Auslässen 13 der Durchlässe 10 gelangt das über die Kühlmittelleitungen C zugeführte Kühlmittel an die beabsichtigte Stelle.

Weil die Kühlmittelleitungen C des Motors in Aufnahmen 3a, 3b des Joches 2 an oder in der Nachbarschaft der magnetischen Pole N, S angeordnet sind, wird der effektive magnetische Fluß 0 des Magneten 1 trotz des Vorhandenseins der Aufnahmen 3a, 3b und der Kühlmittelleitungen C nicht vermindert. Wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet ist, durchsetzt der effektive magnetische Fluß § das Joch 2 in der gleichen Weise, wie wenn keine Aufnahmen 3a, 3b vorhanden wären. Infolgedessen wird die Motorleistung nicht beeinträchtigt. Die beschriebene Anordnung erlaubt also den Einbau der Kühlmittelleitungen ohne Verschlechterung der Leistungsdaten des Motors.

Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Aufnahmen 3a, 3b in symmetrischer Anordnung vorgesehen. Dies 1st im Hinblick auf eine gleichförmige Verteilung des magnetisches Flusses im Motor zweckmäßig. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, nur eine Aufnahme 3 für eine einzige Kühlmittelleitung vor-

zusehen. Es können aber auch mehr als zwei Aufnahmen vorhanden sein. Dies gilt insbesondere, wenn der Stator zehr als zwei Pole hat. Die Aus führungsform mit nutenförmigen Aufnahmen 3a, 3b ist besonders günstig, weil dabei die Möglichkeit einer Beeinträchtigung des magnetischen Flusses φ minimiert .ist und weil die Herstellung der Nuten fertigungstechnisch besonders einfach ist.

Claims

PATENTAN-WaLt DΪρΙ·.4νÖf'GERHARD SCHWAN

ELFENSTRASSE 32 . D-8000 MÜNCHEN

PAF 1113

Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho

680 Higashihama Minami-machi> Fushimi-ku,

Kyoto-shi, Japan

Ansprüche

J.) Mikromotor mit eingebauten Kühlmittelleitungen, dessen Stator eine im wesentlichen zylindrische, radial magnetisierte Dauermagnetanordnung und ein den gesamten Umfang der Dauermagnetanordnung umschließendes und damit in Berührung stehendes Joch aufweist, dadurch gekenn zeichnet t daß in dem Joch (2) an oder benachbart den Polen (S, N) mindestens eine Aufnahme (3) für eine Kühlmittelleitung (C) vorgesehen ist.
2. Mikromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (3) an oder in der Nähe der Polmitte bzw. der neutralen Zone angeordnet ist.
3. Mikromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Pol (S, N) eine Aufnahme (3a, 3b) für eine Kühlmittelleitung (C) zugeordnet ist.
4. Mikromotor nach Anspruch 3 mit zweipoliger Dauermagnetanordnung , dadurch gekennzeichnet _s daß zwei einander diametral gegenüberliegende Aufnahmen (3a, 3b) für Kühlmittelleitungen (C) vorgesehen sind.

FERNSPRECHER: 089/S01203J> · TELEX. S2 2S89 eipa d ■ KABEL: ELECTR1CPATENT MÜNCHEN
5. Mikromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmen (3a, 3b) am Aussenumfang des Joches (2) ausgebildete Nuten vorgesehen sind.
6. Mikromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmen (3a, 3b) Bohrungen vorgesehen sind, die sich durch das Joch (2) in Achsrichtung hindurcherstrecken.