DE3607552A1

DE3607552A1 - Elektromotorstator

Info

Publication number: DE3607552A1
Application number: DE19863607552
Authority: DE
Inventors: Toshiyasu Hamamatsu Shizuoka Ishizuka; Hisashi Kosai Shizuoka Masui; Hirozumi Toyohashi Aichi Nishizaki; Norikazu Kakegawa Shizuoka Taguchi
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1985-03-09
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1986-09-18
Also published as: FR2578696B1; GB2172444B; GB2172444A; GB8605395D0; FR2578696A1; US4818911A

Description

ASMO CO., LTD., KOSAI-SHI, SHIZUOKA-KEN / JAPAN

Elektromotor st a tor

Die Erfindung betrifft einen Stator eines ELektromotors und insbesondere Verbesserungen im Statoraufbau eines elektrischen Motors, der aus einem Rotor und aus einem Stator besteht, der eine Anzahl von Polstücken aufweist, die radial verlaufend am Aussenumfang des Rotors liegen und bei denen um diese Polstücke Spulenwicklungen angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stators, der üblicherweise bei diesem Bautyp eines elektrischen Motors verwendet wurde, wobei eine Anzahl von Polen, ausgehend von der Innenseite eines Jochelementes eines Gehäuses (4) in zentraler Richtung verlaufen und die Wicklungen von Spulen (3) jeweils unter Zwischenschaltung eines Isolierwerkstoffs auf jedem Pol (1) sitzen.

Ferner zeigt Fig. 7 eine weitere Ausführungsform, bei weicher jeder PoL (1) als getrenntes Teil gegenüber dem Gehäuse des JocheLementes (4) angeordnet ist und eine SpuLenwickLung (3) aufweist, die jeweiLs durch den IsoLierwerkstoff (2) aufgebracht ist, so dass der konvexe Abschnitt da) des PoLs (1) fest in den konkaven Abschnitt (4a) des Jochelementes (4) eingesetzt ist.

Gemäss der Fig. 6, wonach der WickeLvorgang mittels der Verwendung der Abstände (5) zwischen den jeweiLigen PoLen (1) und dem engen Raum (6) an der. Innenseite des JocheLementes (4) durchgeführt werden muss, ist dieser Vorgang schwierig durchzuführen, besonders bei einem kLeinen Motor, wodurch sich sehr ungünstige Betriebseigenschaften ergeben.

Jedoch ist bei der Anordnung nach Fig. 7 diese Schwierigkeit nicht vorhanden und der WickeLvorgang kann an den PoLen in einem vom JocheLement (4) getrennten Zustand vorgenommen werden, so dass dieser Vorgang äusserst Leicht durchgeführt werden kann, jedoch ist bei einem kLeinen Motor die Montage am JocheLement (4) schwierig auszuführen, da der Pol (1) selbst klein wird, wodurch sich sehr nachteilige Fertigungsbedingungen ergeben, so dass sich die. Anordnung nicht für kleine Motoren eignet.

λ Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, die vorausgehend aufgeführte Schwierigkeit zu beseitigen und den WickeLVorgang einer Spule an den Polstücken

einer Statoreinheit zu vereinfachen.

Die vorausgehend aufgeführte Aufgabe wird gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass der Stator aus einem Paar Iso La t or formtei Le besteht, die eine Anzahl von Po Laufnahmeabschni11en aufweisen, die sich radial erstrecken und die am Aussenumfang eines ringförmigen Abschnittes Liegen, dass eine AnzahL Pole jeweils von jedem Polaufnahmeabschnitt des Isolator^ormteiLs an vorgegebenen SteLLungen voneinander unabhängig in radialer Richtung Liegen, und dass Spulenwicklungen jeweils auf jedem Polaufnahmeabschnitt aufgebracht sind und das Jochelement mit dem Aussenumfang des IsolatorformteiLs zur Anlage bringen, so dass dadurch jeder Pol mit dem Jochelement als Einheit fest verbunden wird. Da die Polaufnahmeabschnitte, die die Pole aufgenommen haben, radiaL in einer Ringform Liegen, erstrecken sich die PoLaufnahmeabschnitte an ihren Endabschnitten gegen den weiten Aussenraum und der AufwickeLVorgang lässt sich entsprechend von aussen ohne jede Behinderung äusserst Leicht durchführen, so dass allein das Erfassen des Jochelementes nach dem Wi eke L Vorgang notwendig ist, womit ein klein bemessener Motorstator leicht gefertigt werden kann.

Der erfindungsgemässe Motor ist fernerdadurch gekennzeichnet, dass der Stator ein Isolatorformteil mit einer AnzahL von Polaufnahmeabschnitten aufweist, die jeweils vom Aussenumfang eines ringförmigen Abschnittes radial nach aussen gerichtet sind, dass von einer

Anzahl, von Polen jeweils -einer durch jeden Polaufnahmeabschnitt des Isolatorformteils gehalten wird, um sich jeweils unabhängig in radialer Richtung zu erstrecken, dass eine Anzahl von Wicklungen jeweils um jeden den Pol enthaltenden Polaufnahmeabschnitt gewickelt sind, und dass ein Jochelement den Aussenumfang des I sola tor formten Is abdeckt, um jeden Pol als Einheit mit dem Jochelement zu verbinden.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Stator aus einem Isolatorformteil mit einer Anzahl von Polaufnahmeabschnitten, die sich in radialer Ausdehnung erstrecken und am Aussenumfang eines ringförmigen Abschnittes liegen, eine Anzahl von Polen ist in jeden Polaufnahmeabschnitt der I so la torformteiLe eingebettet, um sie in vorgegebenen Stellungen unabhängig voneinander als Einheit auszubilden, und Spulenwicklungen sind jeweils auf jedem Polaufnahmeabschnitt aufgebracht, um das Jochelement in Anlage an den Aussenumfang des Isolatorformteils zu bringen und somit jeden Pol mit dem Jochelement als Einheit fest miteinander zu verbinden. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorausgehend aufgeführte Verwendung nur beispielhaft ist und die Erfindung in einem Stator für einen normalen Motor eingesetzt werden kann, der kontinuierlich in der gleichen Richtung umläuft, für einen Schrittschaltmotor oder dergleichen und für verschiedene Bautypen von Wechselstrom-oder Gleichstrommotoren.

Die Erfindung wird anschtiessend anhand einer bevorzugten

Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines

erfindungsgemässen elektrischen Motors,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Motor

der Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht, in

vergrösserter Darstellung, des Motors nach Fig. 1 ,

Fig. 4 eine auseinandergezogene,

perspektivische Ansicht aller Bauelemente, die zum Motor nach Fig. 1 zusammengebaut werden,

Fig. 5 eine auseinandergezogene,

perspektivische Darstellung der in Fig. 4 gezeigten Statoreinhei t,

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung,

in einem Hörizontalschnitt, des Motors nach Fig. 3,

Fig. 7 eine Ansicht von unten, bei

weggenommener Endplatte, des Motors nach Fig. 1 ,

Fig. 8 eine Teilansicht, in vergrösserter

Darstellung, einer im Motor nach Fig. 1 verwendeten Anschlagplatte,

Fig. 9 eine elektrische Schaltung der

im Motor nach Fig. 1 verwendeten Spulen,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung

einer Abänderung der Statoreinheit nach Fig. 4,

Fig. 11 und 12 perspektivische Ansichten einer

weiteren Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Statoreinheit, und

Fig. 13 und 14 Querschnittsdarstellungen von

jeweils handelsüblichen Motoren.

Einleitend wird darauf hingewiesen, dass in den anliegenden Zeichnungen gLei ehe Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die Fig. 1 bis 9 stellen einen Motor dar, der gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Statoreinheit (50) aufweist, die in einem Gehäuse (10) aufgenommen wird, das von einer Endplatte (20) abgedeckt ist und eine Kabelverbindung mit einer Platine (30) mit einer gedruckten Schaltung aufweist, wobei ein Rotor (40) in einer zentralen zylindrischen öffnung

der Statoreinheit (50) drehbar angebracht ist, und der Endabschnitt der Welle (41) des Rotors (40) vom Gehäuse (10) nach aussen vorsteht.

Die Statoreinheit (50) umfasst ein Isolatorelement bzw -formteil (51), der in ein Halbschalenpaar unterteilt ist, das durch eine obere und untere Halbschale (52, 53) gebildet wird, eine Polanordnung (54) aus einer Anzahl von Polstücken (55)/· von denen jeweils eines in einen zugeordneten Trog (56) der Halbschalen eingesetzt ist, und eine Anzahl von Spulen (57), von denen jede um den jeweiligen Trog (56) mit dem darin enthaltenen Polstück (55) gewickelt ist. Die Statoreinheit (50) wird in das Gehäuse (10) eingesetzt und darin befestigt, und weist eine "öffnung (58) auf, in welcher der Rotor (40) drehbar angeordnet ist, wobei das Gehäuse (10) durch eine Endplatte (20) abgedeckt ist und die Platine (30) mit der gedruckten Schaltung zwischen der Statoreinheit (50) und der Endplatte (20) befestigt ist.

Das Gehäuse (10) ist als kappenartiges Joch mit einer flachen Oberseite (11) ausgebildet, die in ihrer Mitte eine öffnung (12) zum Durchtritt der Welle (41) des Rotors (40) aufweist, und mit einer zylindrischen Seitenwand (13)_Λ3η deren Unterkante eine Anzahl Füsse zur Befestigung der Endplatte (20) angeordnet sind, sowie ein ausgeschnittener Bereich (15) zur Einführung einer isolierten Durchführung (31) des Kabelanschlusses.

Der IsoLatorformteiL (51) enthält einen Rotoreinführungsbereich mit einem Ringpaar, bestehend aus einem oberen Ring

(61) und einem unteren Ring (62), die an den beiden Enden des I sola torformteiLs die vertikale öffnung (58) für den Stator und horizontale öffnungen für die Polstücke bilden, wobei ein Polaufnahmeabschnitt die Anzahl von Trögen (56) mit geschlossenen Bereichen bildet, einen Spu lenha Iterabschnitt mit einer Anzahl Flansche (63), einen Gehäusehalterabschnitt einer Abstützung (64), einen MotorweIlen-Aufnahmeabschnitt eines Vorsprungs (65), einen Durchführungsaufnahmeabschnitt mit einem Paar Haken (66), die am Flansch (63) befestigt sind und eine Endplatte sowie einen Befestigungsabschnitt für die Platine der gedruckten Schaltung, -einseht i ess-ti ch äusserer, am unteren Ring

(62) befestigter Vorsprünge (67), wobei die öffnung (58) des Rotorennführungabschnittes, der in der Mitte des Isolatorformteils (51) vorgesehen ist, an dessen oberem Ende durch die Abstützung (64) mit dem Vorsprung (65) abgedeckt wird, und der Isolatorformteil (51) in seinem Zwischenbereich die Tröge (56) bildet, die sich radial vom oberen und unteren Ring (61, 62) in allen Richtungen nach aussen zu einem gleichen Kreisumfang erstrecken, um eine vielfüssige Anordnung zu bilden, die an ihren freien Enden mit Flanschen (63) ausgestattet ist und an ihrem Bodenende mit den Vorsprüngen (67) und Haken (66).

Die Fig. 4 bis 7 und 9 zeigen den Isolatorformteil (51) einer Ausführung mit sechs Polen, der zur Erleichterung des Formens des Isolatorformteils an

seiner Mitte in zwei TeHe unterteiLt ist, nämLich eine obere HaLbschaLe (52), einschLiessLich der oberen HaLbtröge (56a), oberer HaLbfLansche (63a) und des oberen Ringes (61) mit der Abstützung (64) und dem Vorsprung (65), und einer unteren HaLbschaLe (53) einschLiess Lich der unteren HaLbtröge (56b), der unteren HaLbfLansche (63b) und des unteren Ringes (62) mit Vorsprüngen (67) und Haken (66); die obere HaLbschaLe (52) ist auf die untere HaLbschaLe (53) derart aufgesetzt, dass sie zusammen eine Einheit des IsoLatorformteiLs (51) mit Trögen (56) biLden, die sich aus den oberen HaLbtrögen (56a) und den unteren HaLbtrögen (56b) zusammensetzen, und in jeden derseLben die PoLstücke (55) eingeführt sind, während auf jeden von ihnen die SpuLe (57) aufgewickeLt ist.

In der oberen HaLbschaLe (52) ist am oberen Ende des oberen Ringes (61) die Abstützung (64) befestigt, die in ihrer Mitte einen konvexen Abschnitt (68) aufweist, auf dem der Vorsprung (65) angebracht ist, und sechs HaLbtröge (56a) sind am unteren Ende des oberen Ringes (61) befestigt und biLden eine sechsfüssige Anordnung, die sich radiaL und abwärts in gLeichen IntervaLLen vom oberen Ring (61) in aLLen Richtungen nach aussen erstreckt, wobei die HaLbtröge in aufrechter Uage im'Querschnitt die Form eines umgestürzten U aufweisen. DesgLeichen sind in der unteren HaLbschaLe (53) am oberen Ende des unteren Ringes (62) sechs HaLbtröge (56b) befestigt, die sich radiaL und aufwärts in gLeichen IntervaLLen vom unteren Ring (62) in aLLen Richtungen in aufrechter

Lage nach aussen erstrecken, und welche U-förmigen
Querschnitt aufweisen, so dass sie eine sechsfüssige Anordnung bilden, und die äusseren und inneren Vorsprünge (67, 69) sind jeweils an den Aussen- und Innenflächen des unteren Endes des unteren Ringes (62) befestigt. Jeder der oberen und unteren Halbflansche (63a, 63b) ist jeweils an jedem freien Ende der oberen und
unteren Tröge (56a, 56b) vorgesehen und erstreckt sich in aufgerichteter Stellung senkrecht zum zugehörigen Trog (56) nach aussen, um eine Einheit des Flansches (63) zu bilden, bei welcher die obere Flanschhälfte
(63a) und die untere Flanschhälfte (63b) miteinander verbunden sind. Darüber hinaus sind an den Innenflächen der oberen und unteren Ringe (61, 62) an den
Ausgangspunkten der Halbtröge (56a, 56b) eine Anzahl Vertiefungen (71) angebracht, von denen jede eine
Rippe (72) des Polstücks (55) aufnimmt, und an den
Mittelabschnitten der inneren Basisbereiche der Halbtröge sind Vorsprünge (73) angeordnet, wovon jeder in eine Nut (74) des Polstücks (55) eingreift.

Jedes der Polstücke (55) wird durch einen Formungsvorgang mit einander gleicher Gestalt hergestellt, wobei ein Para 11 e I epipedkörper (75) mit einer gewölbten Vorderseite (75a) vorhanden ist, der dem Aussenumfang des Rotors (40) zugewandt liegt, mit einer gewölbten Rückseite
(75b), die der Innenfläche des Gehäuses (10) zugewandt ist, und einer Rippe (72) sowie einem Vorsprung (74), die an der ebenen Ober- bzw. Unterseite des Körpers
(75) vorhanden sind. Der Polaufnahmeabschnitt für jedes Polstück (55) wird durch den Trog (56) des

IsoLatorformteiLs (51) gebiLdet, der sich aus einem oberen und einem unteren HaLbtrog (56a, 56b) zusammensetzt, die zwischen sich eine Nut (77) biLden, in die das PoLstück (55) durch die horizontaLe öffnung der Ringe (61, 62) eingesetzt wird, damit das PoLstück (55) zwischen der oberen und der unteren HaLbschaLe zu Liegen kommt und dabei die Rippe (72) und die Nut (74) in Eingriff mit der Vertiefung (71) und dem Vorsprung (73) der Tröger (56) geLangen.

Somit erfoLgt die Montage der Statoreinheit (50) mit HiLfe der oberen und unteren HaLbschaLe (52, 53) und den sechs PoLstücken (55), wovon jedes durch eine zugehörige horizontaLe öffnung zwischen dem oberen und unteren Ring (61, 62) in die zugehörige Nut (77) der Statoreinheit (50) eingesetzt wird, wobei der Rotoraufnahmebereich durch den oberen und unteren Ring (61, 62) und die sechs PoLstücke (55) gebiLdet wird, die zwischen sich eine öffnung (58) freiLassen, durch weLche der Rotor (40) aufgenommen wird. Die öffnung (58) wird vom Innenumfang der Ringe (61, 62) und die Vorderseiten der PoLstücke (55) gebiLdet. Ferner wird der SpuLenaufnahmeabsehnitt für jede SpuLe (57) hergesteLLt, indem die obere und untere HALbschaLe und die PoLstücke zusammengefügt werden, um einen Ringraum (78) zu biLden, der von den Aussenf Lachen des Trogs (56), den FLanschen (63) und den Ringen (61, 62) gebiLdet wird, in weLchen die SpuLe (57) aufgewickeLt wird. Somit wird die Statoreinheit (50) erhaLten, indem die SpuLen (57) innerhaLb des Ringraums (78) um die Tröge des

IsoLatorformtei Ls (51) aufgewickelt werden, die durch die obere und untere Halbschale (52, 53) gebiLdet sind und die Polstücke (55) dazwischen aufnehmen, wobei die Endabschnitte der Spulen (57) über Leitungen (81a) mit Schaltungen (82) verbunden sind, die an der Platine (30) für die gedruckte Schaltung vorhanden sind.

Die sechs in den Polaufnahmeabschnitt des Isolatorformteils (51) eingesetzten Polstücke (55) werden gegenseitig unabhängig voneinander in den richtigen Stellungen der Nuten (77) gehalten, um an ihrem Mittelpunkt die öffnung (58) zu bilden, wenn sie zwischen der oberen und unteren Halbschale (52, 53) liegen und von diesen erfasst werden und ihre Vorder- und Rückseiten nach aussen gerichtet sind, wobei die Rippe (72) und die Nut (74) der Polstücke in die Vertiefung (71) und den Vorsprung (73) des Trogs (56) jeweils eingreifen, damit die Polstücke

(55) innerhalb der Tröge (56) festgelegt werden und eine Einheit (55) gebildet wird, um ein Herausziehen aus dem Polaufnahmeabschnitt des Isolatorformteils

(51) zu verhindern. Ferner sind die innerhalb des Spulenaufnahmeabsehnittes des Isolatorformteils (51) aufgewickelten Spulen fest in den richtigen Stellungen der Ringräume (78) angeordnet und von den Ringen (61, 62), den Trögen (56) und den Flanschen (63) des Isolatorformteils (51) umgeben, die eine Art (Spulenkörper bilden, um ein Herausziehen der Spulen

(57) aus den Spulenaufnahmebereichen des Isolatorformteils

(51) mittels der Ringe (61, 62) und der Flansche (63)

zu verhindern, während sie durch den IsoLa torfοrmteiL gegenüber den Polstücken (55) isoliert sind und unabhängig voneinander mit den Schaltungen (82) der Platine (30) für die gedruckte Schaltung verbunden werden können. Da die Tröge (56) des Isolatorformteils (51) mit den an ihren freien Enden befindlichen Flanschen (63) sich gegenüber den Ringen (61, 62) radial nach aussen erstrecken, um voneinander getrennte Ringräume (78) an der Aussenseite der Ringe (61, 62) in Form einer Mehrfussanordnung zu bilden, kann der Wickelvorgang der Spulen innerhalb des Spulenaufnahmeabschnittes des IsoLatorformtei I s (51) mühelos bei jedem Trog (56) erfolgen, ohne dass bei Verwendung einer normalen Spulenwickelmaschine in üblicher Weise irgendwelche Schwierigkeiten hinsichtlich des Platzbedarfs auftreten.

Die Platine (30) für die gedruckte Schaltung ist als Verbindungsplatte einer Kabelverbindung vorgesehen, die die Spulen (57) der Statoreinheit (50) mit einer elektrischen Leistungsquelle, wie beispielsweise eine Batterie, verbinden kann, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Ein paar Spulen (57), die einander auf einer axialen Linie der Tröge (56) gegenüberliegen, sind in Reihe geschaltet, wobei ein Ende der Reihenschaltung mit der Leistungsquelle verbunden ist, während das andere Ende an einen Schalter (83) an der Aussenseite des Motors angeschlossen ist, und der Schalter (83) betätigt wird, um irgendein in Reihe geschaltetes Spulenpaar aus den Spulen (57) auszuwählen. Die Platine (30) für die gedruckte Schaltung besteht aus

einer RingpLatte mit Schaltungen (82), die an ihrer Oberfläche mit den Spulen verbunden sind und die an ihrer Unterseite die anderen Schaltungen (82) aufweist, die an eine Anzahl von Leitungen (81b) angeschlossen sind, die über die Durchführung (31) herausgeführt und mit der Leistungsquelle und dem Schalter (83) verbunden sind. Die Platine (30) für die gedruckte Schaltung weist einen Innendurchmesser auf, der geringfügig grosser als der untere Ring (72) der unteren Halbschale (53) ist,und einen Aussendurchmesser, der geringfügig kleiner als ein idealer Innendurchmesser der unteren Halbflansche (63b) der unteren Halbschale (53) ist, so dass die Platine (30) für die gedruckte Schaltung in einen Raum eingebracht und darin befestigt wird, der zwischen dem unteren Ring (62) und den unteren Halbflanschen (63b) der unteren Halbschale (53) liegt, wobei die äusseren Vorsprünge (67) der unteren Halbschale (63b) in Ausnehmungen (85) eingreifen, die an der Innenseite der Platine (30) für die gedruckte Schaltung vorhanden sind, um eine Drehung derselben um die untere Halbschale zu verhindern. In Fig. 4 sind vier Leitungen (81b) von der Platine (30) für die gedruckte Schaltung nach aussen über die Durchführung (30)⁼herausgeführt, die in dem Raum zwischen ein Paar Haken (66) an der unteren Halbschale eingesetzt wird, und von den Haken erfasst wird, um die Platine (30) mit der gedruckten Schattung innerhalb des Gehäuses (TO) zu halten. Ist die Statoreinheit (50) mit der Platine (30) für die gedruckte Schaltung innerhalb des Gehäuses (10) untergebracht, so greift das Paar Haken (66), die die Durchführung (31) zwischen sich halten, in den

ausgeschnittenen Abschnitt (15) des Gehäuses (10) ein, wenn die vier Leitungen (81b) zwischen den Haken (66) zur Aussenseite des Gehäuses (10). herausgezogen werden.

Der Rotor (40) hat eine WeLLe (41), die zur Aussenseite des Gehäuses (10) herausgezogen werden kann, um mit einem mechanischen Element verbunden zu werden, das durch die WeLLe (41) angetrieben werden soLL. Ein Kern (42) aus Kunststoff ist fest an einem MitteLabschnitt der WeLLe (41) befestigt, ein Paar Dauermagnete (43) sind fest mittels eines BindemitteLs am Kern (42) befestigt, und eine AnschLagpLatte (44) ist fest am unteren Abschnitt der WeLLe (41) befestigt. Nachdem der Rotor (40) drehbar in die Statoreinheit (50) eingesetzt wurde, die in das Gehäuse (10) eingesetzt und durch die Endplatte (20) abgedeckt wird, werden die beiden Enden der Welle (41) in die Vorsprünge (65, 21) der Statoreinheit (50) und einer Endplatte (20) eingesetzt und .in diesen drehbar gelagert. Der Rotor (40) entspricht einer zweipoligen Bauart mit der Verwendung zweier Magnete (43), so dass er betrieben werden kann, um sich schrittweise jeweils bei jeder Betätigung eines Paars von Spulen (57) über den Schalter (63) um jeweils im wesentlichen 60 zu drehen. Jedoch ist der Drehbereich des Rotors (40) beschränkt, und zwar infolge der Anlage einer Ausnehmung (45) am Aussenumfang der AnschlagpLatte (44) an einem Innenvorsprung (69) an der unteren HalbschaLe (53), womit der Rotor (40) in einer vorgegebenen Stellung angehalten wird. Die Endplatte (20) weist in ihrem

Mittelabschnitt den Vorsprung (21) auf, der als Lager

zur Aufnahme der WeL-Le (41) dient, sowie eine AnzahL

Ausnehmungen (22) zur Aufnahme der Füsse (14) des

Gehäuses (10), und einen Vorsprung (23) zur Abdeckung der unteren öffnung des zwischen den Haken (66) der

unteren HaLbschaLe (53) gebildeten Raums, der zur

Einschiebung der Durchführung (31) dient.

Mit Hilfe der vorausgehend aufgeführten Bauelemente wird der Motor mit folgenden, in dieser Reihe vorgenommenen Bauschritten zusammengesetzt, nämlich Fertigung der Statoreinheit (50) durch Aufwickeln der Spulen (57), um die Tröge (56) des Isolatorformteils (51)/die sich radial von den Ringen (61, 62) wegerstrecken und die Pole (55) innerhalb der Nuten der Tröge-(56) aufnehmen, die der oberen und unteren Halbschale (52, 53) zugeordnet sind, Einführen der Platine (30) in die untere Schalenhälfte (53), wobei die Durchführung (31) für die Leiter (81) in den Raum zwischen die Haken (66) der unteren Schalenhälfte (53) eingesetzt wird. Einführen der Statoreinheit (50) mit der Platine (30) für die gedruckte Schaltung in das Gehäuse (10), indem die Abstützung (64) der oberen Halbschale (52) in die öffnung (12) des Gehäuses (10) eingesetzt wird,und Einführung der Haken (66) der unteren Halbschale (53) in den ausgeschnittenen Abschnitt (15) des Gehäuses (10), Einführen des Rotors (30) in die Statoreinheit (50), indem die Welle (41) in den Vorsprung (65) der oberen Halbschale (52) gelagert wird. Einführen der Endplatte (20) in das Gehäuse (10), indem die Füsse (14) des Gehäuses (10)

in die ausgeschnittenen Abschnitte (22) der Endplatte (20) eingebracht werden und das Ende der WeLLe (21) auf dem Vorsprung (21) gelagert wird, und Umbiegen der Enden der Füsse (14) nach aussen, die aus den ausgeschnittenen Abschnitten (22) heraus stehen, um die Endplatte (22) am Gehäuse (10) derart zu befestigen, dass die Statoreinheit (50) zwischen dem Gehäuse (10) und der Endplatte (20) befestigt ist, wobei die Durchführung (31) der Platine (30) für die gedruckte Schaltung innerhalb der Haken (66) der unteren Halbschale (53) gehalten und durch den vorspringenden Abschnitt der Endplatte (20) abgedeckt wird, und die Welle (41) des Rotors (40) an ihren beiden Enden in den Vorsprüngen (65, 21) der Statoreinheit (50) und der Endplatte (20) gelagert wird, während der Rotor (40) innerhalb der öffnung (58) der Statoreinheit (50) drehbar aufgenommen ist. Ferner wird die Statoreinheit (50) innerhalb des Gehäuses (10) durch den Eingriff der Abstützung (68) in der öffnung (12) des Gehäuses (10) in einer gegebenen Stellung gehalten, um eine Drehung gegenüber dem Gehäuse zu verhindern, da sowohl die Abstützung (68) und die öffnung (12) eine exzentrische Formgebung relativ zur Wellenachse aufweisen, beispielsweise in Form eines konvexen Abschnittes (68).

Ferner wird die Statoreinheit (50) innerhalb des Gehäuses (10) derart aufgenommen, dass die Innen- und Aussenform perfekter Kreise im Querschnitt beibehalten wird, was jeweils die Innenflächen der Ringe (61, 62) und der Pole (55) betrifft und die Aussenfläche der

FLansche (63) und der PoLe (55), so dass der Rotor (40) in die öffnung (59) der Statoreinheit (50) eingesetzt wird, während ein SpaLt konstanter Abmessung zwischen den InnenfLächen der Ringe (61, 62) und den PoLen (55) und den Aussenf Lachen der Magnete (42) des Rotors (40) aufrecht erhalten wird, und die Statoreinheit (50) wird innerhalb des Gehäuses (10) festgelegt, während eine enge AnLage mit konstantem Druck zwischen den Aussenf Lachen der Flansche (63) und PoLe (55) und den Innenflächen des Gehäuses (10) aufrecht erhalten wird. Die Endplatte (20) wird am Gehäuse (10) mittels der Füsse (14) des Gehäuses (10) befestigt, die innerhalb der ausgeschnittenen Abschnitte (22) der Endplatte (20) befestigt werden, indem die Füsse des Gehäuses (10) gegen die Endplatte (20) umgelegt werden, so dass das Gehäuse (10), die Statoreinheit (50) und die Endplatte (40) miteinander befestigt werden und dabei zwischen ihnen längs einer Axialrichtung des Rotors (40) eine enge Anlage bei konstantem Druck erzielt wird.

In Verbindung mit der vorausgehend erLäuterten Montage wird eine Motorkonstruktion geschaffen, die den Vorteil aufweist, dass die gesamte Anordnung kleine Abmessungen aufweist, die Anordnung genau und einfach ausfällt, und in der Fertigung kostengünstig und einfach ist, insbesondere bezüglich der Aufwicklung der Spulen auf das I so LierformteiI, welches die obere und untere Halbschale (52, 53) mit den Halbtrögen (56a, 56b) und den Flanschen (63a, 63b) umfasst, die mit ihren Gegenstücken verbunden sind und die Pole (55) zwischen

sich aufnehmen und Tröge (56) bilden, die sich, ausgehend von den Ringen (61, 62) in radialen Richtungen erstrecken, um eine vielfüssige SpuLenanordnung zu biLden, auf die jeweils die Spulen unter Unterteilung durch die Flansche (53) aufgewickelt werden. Da ferner die Pole (55) und die Spulen (57) durch den Isolatorformteil (51) der Tröge (56) vollständig gegenüber einander isoliert sind, ist ein übliches spezielles Isoliermaterial, wie beispielsweise eine Isolierfolie oder eine besondere SpuIe,zwisch en den Polen und den Spulen nicht erforderlich.

Bei einer Abänderung der Statoreinheit (50) kann, selbst wenn die beiden oberen und unteren Halbschalen (52, 53) zur Bildung von Trögen (56) des Isolatorformteils (51) zusammengelegt werden, die die Polstücke (55) unter Anordnung eines Abstands (G) zwischen den Halbschalen (52, 53) gemäss Fig. 10 zwischen sich aufnehmen, eine ausreichende Isolation zwischen den Polstücken (55) und den auf die Tröge (56) aufzuwickelnden Spulen (57) erhalten werden, dank der Abdeckung der Ecken der Polstücke (55) durch die Tröge (56) des Isolatorfοrmtei Is (51). Ferner können die Halbschalen (52, 53) derart ausgebildet sein, dass sie in ein Paar Halbschalen längs einer Linie unterteilt sind, die in einer beliebigen Lage angeordnet ist, die den Seitenaufrissebenen der Polstücke (55) gegenüberliegt. Bei Verwendung eines Paares Halbschalen (52, 53), die in Abänderung der Stator einheit (50) verschiedene Formgebungen aufweist, sind die Polstücke (55) zwischen den Trögen (56) der Halbschalen (52, 53)

angeordnet, und die SpuLen (57) sind auf die Tröge (56) der HaLbschaLen (52, 53) unter IsoLation der SpuLen (57) gegen die PoLstücke (55) mitteLs der Tröge (56) der HaLbschaLen (52, 53) aufgewieke Lt. Ferner kann der AufwickeLvorgang für jede SpuLe (57) Leicht ausgeführt werden, indem ein SpuLendraht von aussen auf einen der Tröge (56) des I so La torformteiLs (51) unabhängig von den benachbarten Trögen (56) des IsoLatorformteiLs (51) geführt wird, die sich ausgehend vom Ring in anderen radiaLen Richtungen erstrecken.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Statoreinheit können das IsoLatorformteiL (51) und der PoL (54) unmitteLbar aLs eine Einheit durch einen einstückigen Formvorgang ausgebiLdet werden, wobei sie einen Endaufbau ähnLich jenem nach Fig. 2 aufweisen, wie dies in den Fig. 11 und 12 dargesteLLt ist. Das IsoLiermateria L, wie beispieLsweise ein Harz, wird zunächst einer Form zugeführt, um eine Einheit des IsoLatorformteiLs zu biLden, in die die PoLstücke (55) einstückig nacheinander eingebettet werden. InnerhaLb der Form werden die sechs PoLstücke (55) zunächst in gegebenen gleichen IntervaLLen in radiaLer Richtung aufweisenden SteLLungen in eine reLativ zueinander unabhängige Lage gebracht, um eine sechsfüssige Anordnung zu biLden, wobei jedes PoLstück die gLeiche GestaLt aufweist, wie sie in Fig. 5 dargesteLLt ist, und aus einem ein ParaLLeLepiped biLdenden Körper (75), einem Paar Ripoen (72) und einem Paar Nuten (74) besteht. Der I soLatorfοrmtei L

(51) ist mit den PoLstücken (55) geformt und mit dem Rotoreinführbereich der öffnung (58) ausgestattet, sowie dem Po Laufnahmeabsehni11 der Tröge (56), dem SpuLenaufnahmeabschnitt der Flansche (63), dem Gehäuseaufnahmeabschnitt der Abstützung (64), dem Motorwellen-Aufnahmeabschnitt des Vorsprungs (65), dem Aufnahmeabschnitt für die Durchführung der Haken (66) und der Endplatte und den Aufnahmeabschnitt für die Platine für die gedruckte Schaltung der Vorsprünge (67, 69), dem Isolatorformteil (51), der mit dem Gehäuse (10) zusammengebracht wird, dem Rotor (40) und der Endplatte (20) in gleicher Weise wie in Fig. 2 angegeben.

Erfindungsgemäss werden die Polstücke von einem Paar Isolatorelemente erfasst und sind in radialer Richtung angeordnet, so dass der Wi eke I Vorgang der Spulen leicht von aussen unbehindert durchgeführt werden kann, womit die Fertigung eines präzise arbeitenden Kleinmotors vereinfacht wird. Da ferner der Magnetkreis des Rotors durch die Verbindung des als Jochelement ausgebildeten Gehäuses mit dem Aussenumfang eines Isolatorformteils gebildet wird, der nach Beendigung des Wickelvorgangs als Einheit mit den Polstücken vorliegt, wurde der Montagevorgang der Statoreinheit vereinfacht, wobei ferner die Isolation zwischen den Polstücken und den Wickelspulen durch den Aufnahmeabschnitt des Isolatorformteils für die Polstücke erhalten werden kann, so dass die übliche Isolierauflage und die Spule unnötig werden, was zu einer Vereinfachung des Montagevorgangs und zu einer Absenkung der Fertigungskosten

führt.

Obgleich die Erfindung anhand eines AusfuhrungsbeispieLs in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen für den Fachmann offensichtlich sind und diese werden im Rahmen der Ansprüche von der Erfindung mit umfasst.

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Claims

43 494 /wa %

ASHO CO., LTD., KOSAI-SHI, SHIZUOKA-KEN / JAPAN

ELektromotorstator

PATENTANSPRÜCHE

Elektromotor, bestehend aus einer Kombination eines Rotors und eines Stators, der eine Anzahl von in radialer Richtung am Aussenumfang des Rotors liegenden, mit Wicklungen versehenen Polen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (50) ein Iso latorformteiL (51) mit einer Anzahl von Polaufnahmeabschnitten (56) aufweist, die jeweils vom Aussenumfang eines ringförmigen Abschnittes radial nach aussen gerichtet sind, dass von einer Anzahl von Polen (55) jeweils einer durch jeden Polaufnahmeabschnitt des IsolatorformteiLsgehaI ten wird, um sich jeweils unabhängig in radialer Richtung zu erstrecken, dass eine Anzahl von Wicklungen (3) jeweils um jeden den Pol enthaltenden Polaufnahmeabschnitt gewickelt sind, und dass ein Jochelement (4) den Aussenumfang des Isolatorformtei I s abdeckt, um jeden

PoL aLs Einheit mit dem Joe heLement zu verbinden.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch

gekennzei c h η e t , dass am Innenumfang einer Stirnseite des ringförmigen Abschnittes des

I soLatorformtei Ls (51) ein stationärer Vorsprung (69) vorgesehen ist, und dass ein Vorsprung (45) am Rotor angeordnet ist, der zum Eingriff mit dem stationären Vorsprung bestimmt ist.
3. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Lager (65) zur Aufnahme der WeLLe (41)

des Rotors, das an einer Stirnseite des ringförmigen ■ψ Abschnittes des IsoLatorformteits (51) Liegt.
4. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufnahmeabschnitt (62, 67) für die

Sc ha LtungspLatine (30), der an einer Stirnseite des IsoLatorformteiLs (51) angeordnet ist, und durch eine SchaLtungspLatine (30), die mit den Drähten (81a) der WickLungen verbunden ist und einen EingriffsteiL (85) zum Eingriff mit dem Aufnahmeabschnitt für die Sch a L tungspLatine aufweist, um die SchaLtungspLatine am IsoLatorformteiL zu befestigen.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt für die SchaLtungspLatine (30) des IsoLatorformteiLs (51) ein zyLindrisch vorstehender Abschnitt (62) ist, der sich vom ringförmigen Abschnitt wegerstreckt,

dass der Aufnahmeab schnitt der SchaLtungsplatine (30) eine kreisförmige Öffnung ist, und dass ein zur Positionierung dienender konvexer Bereich (67) an einem der vorausgehend aufgeführten Abschnitte und ein zur Positionierung dienender konkaver Bereich (85) am anderen Abschnitt vorhanden ist.
6. Motor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Einschiebeteil (66, 66) für eine Durchführung (31) im Po Laufnahmeabschnitt des IsoLatorformteiLs (51), um die in der Durchführung befestigten Leitungen zu halten.
7. ELektromotor, bestehend aus der Kombination eines Rotors und eines Stators mit einer AnzahL von PoLen, die sich in radialen Richtungen am Aussenumfang des Rotors erstrecken und mit Wicklungen versehen sind/ ge k e η η ζ e i c h η e t durch ein Paar IsoLatorformteiLe (52, 53) mit einer AnzahL von PoLaufnahmeabschnitten (56), von denen sich jeder radial vom Aussenumfang ringförmiger Endabschnitte nach aussen erstreckt, eine AnzahL Polstücke (55), wovon jedes von einem zugeordneten Po Laufnahmeabschni11 des Paares der I soLatorformtei Ie derart gehaLten wird, dass sich die PoLstücke gegenseitig unabhängig in radialer Richtung erstrecken, eine Anzahl Wicklungen (3), die jeweils um zugeordnete Po Laufnahmeabschnitte mit dem darin befindlichen Polstück aufgebracht sind, und ein Jochelement (4), das den Aussenumfang der Isolatorformteile abdeckt und sich als Einheit mit den jeweiligen Polstücken verbi ndet.

Elektrischer Motor, bestehend aus der Kombination eines Rotors und eines Stators mit einer Anzahl. PoLstücken (55), die sich in radialen Richtungen am Aussenumfang des Rotors erstrecken und mit Wicklungen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator einen IsolatorformteiL (51) mit einer Anzahl von Polaufnahmeabschnitten aufweist, die sich jeweils radial vom Aussenumfang des ringförmigen Endabschnittes nach aussen erstrecken, dass eine Anzahl Polstücke (55) als Einheit in die jeweiligen Polaufnahmeabschnitte des IsolatorformteiIs eingebettet sind und sich unabhängig voneinander in radialen Richtungen erstrecken, dass eine Anzahl Wicklungen (3) jeweils um den jeweiligen Polaufnahmeabschnitt mit dem darin enthaltenen zugeordneten Polstück gelegt ist, und dass ein Jochelement (4) den Aussenumfang des Isolatorformteils abdeckt, um sich als Einheit mit dem jeweiligen Polstück zu verbinden.