DE3700319A1

DE3700319A1 - Miniaturmotor

Info

Publication number: DE3700319A1
Application number: DE19873700319
Authority: DE
Inventors: Kenji Tsuyama
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1987-01-08
Publication date: 1987-07-16
Also published as: JPS62115765U; US4896065A; HK36591A; BR8700051A; JPH0448140Y2; GB2185640B; CN87100198A; GB2185640A; KR900003635Y1; SG81791G; GB8700317D0; KR870012765U; CN1010160B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Miniatur motor, der sich dadurch auszeichnet, daß der Rotor in die Lage versetzt ist, sich bezüglich des Stators in eine vorbestimmte Richtung zu verschieben.

Die Lager eines Miniaturmotors bestehen im all gemeinen aus einem ölimprägnierten Sintermetall und dienen dazu, eine Rotorwelle mit Spiel drehbar zu haltern. Der an der Rotorwelle fest angebrachte und im Magnetfeld des Stators rotierende Rotor wird durch die Anziehungskraft des Magnetfeldes veranlaßt, zusam men mit der Rotorwelle in Radialrichtung zu vibrieren. Das Ergebnis der Radialvibration ist, daß sich die Welle im Lager hin- und herbewegt und dabei ein Roll geräusch erzeugt. Dieses Rollgeräusch ist bei Anwendung des Miniaturmotors in Audioanlagen, aber auch in anderen Anlagen und Ausrüstungen unerwünscht. Zur Verminderung dieses unerwünschten Rollgeräusches hat man bereits ver sucht, daß Spiel zwischen der Welle und dem Innendurch messer des Lagers auf wenige Mikrometer zu vermindern. Eine solche Maßnahme führt jedoch zu einer höheren Rei bung, und darüber hinaus besteht die Gefahr, daß sich die Welle im Lager festfrißt. Die Folge davon ist eine Überlastung des Miniaturmotors.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Miniatur motor die unerwünschten Rollgeräusche zwischen der Rotorwelle und dem Lager herabzusetzen bzw. zu vermei den.

Ein Miniaturmotor mit einem Motorgehäuse, das ein stirnseitiges Lager, einen von einem Permanent magneten gebildeten Stator, Bürsten und Anschlüsse aufweist, sowie mit einem Rotor, der im Motorgehäuse an einer im Lager drehbar gelagerten Motorwelle fest angebracht ist und Kernwindungen sowie einen Kommu tator aufweist, zeichnet sich zur Lösung der obigen Aufgabe nach der Erfindung grundsätzlich dadurch aus, daß der Rotor und der Stator derart vorgesehen sind, daß durch bauliche und/oder magnetische Maßnahmen das Gleichgewicht der Magnetfeldintensität zwischen dem Stator und dem Rotor ungleich gemacht ist, so daß der Rotor innerhalb des Lagers in eine vorbestimmte lage mäßige Richtung bezüglich des Stators geschoben oder gedrückt wird. Die grundsätzliche Lösung besteht somit darin, daß eine konstruktive und/oder magnetische Un symmetrie zwischen Stator und Rotor gezielt eingeführt wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin dung empfängt ein Abschnitt des Rotors das Magnetfeld vom Stator in einem stärkeren Maße als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß die Welle samt Lager in einer vorbestimmten Richtung versetzt ist, so daß die Magnetfeldintensität zwischen dem Stator und dem Rotor nicht im Gleichgewicht ist.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung empfängt ein Abschnitt des Rotors das Magnet feld vom Stator stärker als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator in einer vorbestimmten Richtung mit Hilfe eines geteilten Stators mit einem dickeren Segment und einem dünneren Segment verschoben oder ungleich gemacht ist, so daß die Magnetfeldintensität zwischen dem Rotor und dem Stator unausgeglichen ist.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung empfängt ein Abschnitt des Rotors das Ma gnetfeld vom Stator stärker als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator mit Hilfe eines ringförmigen Stators mit einem dickeren Abschnitt und einem dünne ren Abschnitt in einer vorbestimmten Richtung ver schoben oder ungleich gemacht ist, so daß die Magnet feldintensität zwischen dem Rotor und dem Stator un ausgeglichen ist.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung empfängt ein Abschnitt des Rotors das Magnetfeld vom Stator stärker als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß ein Unterschied im Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator mit Hilfe eines geteilten Stators mit ungleichen Umfangsabständen zwischen den Stator segmenten hervorgerufen ist, so daß die Magnetfeld intensität zwischen dem Stator und dem Rotor unausge wogen ist.

Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung empfängt ein Abschnitt des Rotors das Ma gnetfeld vom Stator stärker als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß mit Hilfe eines geteilten Stators mit einem stärkeren Magnetismus aufweisenden Statorsegment und einem schwächeren Magnetismus auf weisenden Statorsegment die Welle innerhalb des Lagers in einer vorbestimmten Richtung geschoben wird, wobei die Magnetfeldintensität zwischen dem Rotor und dem Stator nicht im Gleichgewicht ist.

Schließlich empfängt bei einer anderen Weiterbil dung der Erfindung ein Abschnitt des Rotors das Magnet feld des Stators stärker als die übrigen Abschnitte des Rotors dadurch, daß mit Hilfe eines ringförmigen Sta tors mit stärkerem und schwächerem Magnetismus die Welle innerhalb des Lagers in einer vorbestimmten Richtung geschoben oder gedrängt wird, wobei die Magnetfeldintensität zwischen dem Rotor und dem Stator unausgeglichen ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen beispielshalber erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A bis 1D schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele, bei denen mit Hilfe baulicher oder konstruktiver Maßnahmen der Rotor veranlaßt wird, sich in einer vorbestimm ten Richtung gegenüber dem Stator zu verschieben,

Fig. 1E und 1F schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele, bei denen der Rotor aufgrund magnetischer Maßnahmen veranlaßt wird, sich in eine vorbestimmte Richtung bezüglich des Stators zu verschieben, und

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seiten ansicht eines Miniaturmotors zur Erläuterung der Erfindung.

Die in Fig. 1 und 2 verwendeten Bezugszahlen be zeichnen im einzelnen: 1 einen Stator mit einem Per manentmagnetfeld; 1 a und 1 b C-förmige Statorsegmente und 1 c einen ringförmigen Stator; 2 einen Rotor; 3 eine Welle; 4 ein Lager; 5 ein Motorgehäuse; 6 eine Gehäuseabdeckung; 7 einen Anschluß; 8 eine Bürste; 9 einen Kommutator; l₁, l ₂ und l ₃ verschieden große Luftspalte zwischen dem Rotor und dem Stator; t ₁ und t ₂ verschiedene Stärken oder Dicken des Stators; und a ₁ und a ₂ verschiedene in Umfangsrichtung gemessene Abstände zwischen Statorsegmenten.

Der nach der Erfindung ausgebildete Miniaturmotor hat vorzugsweise grundsätzlich eine Konstruktion, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Auf eine Einzelbeschrei bung dieser generellen Motorkonstruktion wird verzich tet, da der prinzipielle Motoraufbau mit den her kömmlichen Motorkonstruktionen dieser Art im wesent lichen übereinstimmt. Im Hinblick auf die Erfindung ist von Bedeutung, daß der Rotor 2 an der Welle 3 fest angebracht ist und mit Hilfe der Welle 3 in den Lagern 4, 4 derart drehbar gehaltert ist, daß er sich innerhalb des Stators 1 drehen kann. Bei den herkömmlichen Motor konstruktionen dieser Art treten allerdings bei der Drehbewegung des Rotors unerwünschte Rollgeräusche auf. Diese Rollgeräusche sind bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Miniaturmotor vermieden.

Bei dem in Fig. 1A gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftspalt l ₁ zwischen dem C-för migen Statorsegment 1 a und dem Rotor kleinergemacht als der Luftspalt l ₂ zwischen dem C-förmigen Stator segment 1 b und dem Rotor 2, und zwar dadurch, daß die Welle 3 um eine Strecke l ₃ in Richtung auf das Stator segment 1 a versetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit der Rotor 2, zusammen mit dem Lager, durch eine bauliche oder konstruktive Maßnahme versetzt ange ordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1B enthält der Stator 1, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1A, zwei C-förmige Statorsegmente 1 a und 1 b. Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 1B ist allerdings die Dicke t ₁ des C-förmigen Statorsegments 1 a unterschiedlich gegenüber der Dicke t ₂ des C-förmigen Statorsegments 1 b. Dies führt auch zu unterschiedlich großen Luftspalten l ₁ und l ₂ zwischen den C-förmigen Statorsegmenten 1 a einerseits und dem Rotor 2 andererseits. Bei dem be trachteten Beispiel ist der Luftspalt l ₁ kleiner als der Luftspalt l ₂.

Bei dem in Fig. 1C dargestellten Ausführungsbei spiel der Erfindung wird als Stator 1 ein ringförmiger, nicht geteilter Stator 1 c verwendet, der einen Abschnitt mit einer größeren Dicke t ₁ und einen Abschnitt mit einer kleineren Dicke t ₂ aufweist. Dadurch entstehen wiederum Unterschiede in der Größe der Luftspalte l ₁ und l ₂ zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1D wird wiederum ein Stator 1 mit C-förmigen Statorsegmenten 1 a und 1 b benutzt, die allerdings in Umfangsrichtung gesehen unterschiedliche Abständen a ₁ und a ₂ voneinan der haben. Dadurch werden Unterschiede zwischen den Luftspalten l ₁ und l ₂ hervorgerufen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1E und Fig. 1F wird die Verschiebung des Rotors 2 gegenüber dem Stator 1 nicht durch bauliche, sondern magnetische Maßnahmen bewirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1E wird ein Stator 1 mit zwei C-förmigen Stator segmenten 1 a und 1 b verwendet, die unterschiedlich stark magnetisiert sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1F wird ein ringförmiger Stator 1 c verwendet, der unterschiedlich stark magnetisierte Abschnitte aufweist.

Die aufgezeigten baulichen bzw. konstruktiven und/ oder magnetischen Maßnahmen bewirken, daß die Welle in nerhalb des Lagers in eine vorbestimmte lagemäßige Rich tung geschoben oder gedrängt wird, und zwar deswegen, weil der Rotor 2 bezüglich des Stators 1 in einer vor bestimmten Richtung abgelenkt wird. Durch diese Ab lenkung des Rotors samt der Welle in eine bestimmte Richtung werden die sonst störenden Laufgeräusche eli miniert.

Nach der Erfindung wird somit ein Miniaturmotor geschaffen, der äußerst laufruhig ist. Ein wesent licher Vorteil des erfindungsgemäßen Miniaturmotors besteht noch darin, daß die Maßnahmen zur Beseitigung der Laufgeräusche derart getroffen sind, daß dadurch weder die bei solchen Motoren übliche Massenproduktion mit hohen Stückzahlen gestört wird noch zusätzliche Bauteile erforderlich sind oder zusätzliche Arbeits leistung benötigt wird.

Claims

1. Miniaturmotor, enthaltend ein Motorgehäuse mit einem Lager am Stirnende des Gehäuses, mit einem aus einem Permanentmagneten bestehenden Stator, mit Bürsten sowie mit Anschlüssen, und enthaltend einen innerhalb des Motor gehäuses fest auf einer Welle angebrachten Rotor mit Kern wicklungen und mit einem Kommutator, wobei der Rotor in dem Lager drehbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) innerhalb des Lagers (4) in eine vor bestimmte lagemäßige Richtung dadurch geschoben wird, daß die Magnetfeldintensität zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) durch bauliche oder magnetische Maßnahmen aus dem Gleichgewicht gebracht wird.

2. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem der Rotor (2) geeignet ist, innerhalb des Lagers in eine vorbestimmte Richtung geschoben zu werden, so daß ein Abschnitt des Rotors (2) das Magnetfeld vom Stator (1 a, 1 b in FlG. 1A) mit größerer Intensität als die übrigen Abschnitte des Rotors (2) empfängt, wobei die Magnetfeldintensität zwi schen dem Stator und dem Rotor durch bauliche Maßnahmen aus dem Gleichgewicht gebracht ist.

3. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem der Luftspalt zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) in eine vorbe stimmte Richtung dadurch verschoben ist, daß ein geteilter Stator (1 in Fig. 1B) enthaltend ein dickes C-förmiges Statorsegment (1 a in Fig. 1B) und ein dünnes C-förmiges Statorsegment (1 b in Fig. 1B) derart vorgesehen ist, daß ein Abschnitt des Rotors (2) das Magnetfeld vom Stator (1) stärker empfängt als die übrigen Abschnitte des Rotors (2), wobei die Magnetfeldintensität zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (1) durch bauliche Maßnahmen aus dem Gleich gewicht gebracht ist.

4. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem der Luftspalt zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (1) in eine vorbe stimmte Richtung dadurch verschoben ist, daß ein ring förmiger Stator (1 c in Fig. 1C) mit einem dicken Ab schnitt und mit einem dünnen Abschnitt an gewünschten Statorstellen so vorgesehen ist, daß ein Abschnitt des Rotors (2) das Magnetfeld vom Stator stärker empfängt als andere Abschnitte des Rotors (2), wobei die Magnet feldintensität zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (1) durch bauliche Maßnahmen aus dem Gleichgewicht gebracht ist.

5. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem ein Unter schied im Luftspalt zwischen dem Rotor (2) und dem Sta tor (1) dadurch bewirkt wird, daß ein geteilter Stator (1 a, 1 b in Fig. 1D) mit C-förmigen Statorsegmenten (1 a, 1 b in Fig. 1D) und mit zwei ungleichen Umfangsabständen (a₁, a₂) zwischen den Statorsegmenten so vorgesehen ist, daß ein Abschnitt des Rotors (2) das Magnetfeld vom Stator (1) stärker empfängt als die übrigen Abschnitte des Rotors (2), wobei die Magnetfeldintensität zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) durch bauliche Maßnah men aus dem Gleichgewicht gebracht ist.

6. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem zum Verschie ben der Welle innerhalb des Lagers in einer vorbestimm ten Richtung der Rotor einen Abschnitt hat, bei dem der Rotor das Magnetfeld vom Stator stärker empfängt als bei anderen Abschnitten, und zwar dadurch, daß ein geteilter Stator (1 in Fig. 1E) mit einem starken Magnetismus auf weisenden Statorsegment (1 a in Fig. 1E) und mit einem schwachen Magnetismus aufweisenden Statorsegment (1 b in Fig. 1E) so vorgesehen ist, daß ein Abschnitt des Rotors (2) das Magnetfeld vom Stator stärker empfängt als die anderen Abschnitte des Rotors, wobei die Magnetfeldinten sität zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) durch magnetische Maßnahmen aus dem Gleichgewicht gebracht ist.

7. Miniaturmotor nach Anspruch 1, bei dem die Welle innerhalb des Lagers in einer vorbestimmten Richtung dadurch verschoben wird, daß ein ringförmiger Stator (1 c in Fig. 1F) mit Abschnitten aus starkem und schwachem Magnetismus so vorgesehen ist, daß ein Ab schnitt des Rotors das Magnetfeld vom Stator stärker empfängt als andere Abschnitte des Rotors, wobei die Magnetfeldintensität zwischen dem Stator und dem Rotor durch magnetische Maßnahmen aus dem Gleichgewicht gebracht ist.