DE4143440C2 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere für den Antrieb von Magnetplatten od. dgl.

Elektrische Motoren für den Antrieb von Magnetplatten sind beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmu­ sterschrift Nr. 135863/1985 und Nr. 104779/1986 of­ fenbart.

Diese elektrischen Motoren sind als Außenrotor-Motor aufgebaut, bei dem der Antriebs-Permanentmagnet des Rotors außerhalb des Stators angeordnet ist. Zum Feststellen des Drehwinkels und der Umdrehungsge­ schwindigkeit (Anzahl der Umdrehungen pro Zeitein­ heit) des Rotors ist an einem Ende des Permanentma­ gnets ein Signal-Permanentmagnet (Frequenzgenerator- Magnet) befestigt. Ein solcher Motor ist nach dem Stand der Technik relativ dick ausgebildet, und wenn überlegt wird, die Dicke des elektrischen Motors und die magnetische Aufnahmevorrichtung, in die der elek­ trische Motor eingebaut ist, zu verringern, können magnetische Überlagerungsstörungen zwischen dem Per­ manentmagneten des Rotors und den magnetischen Köpfen und anderen Komponenten der Aufnahmevorrichtung auf­ treten, was zu erheblichen Problemen führt. Die Über­ lagerungsstörungen können durch Verwendung eines in­ nenliegenden Rotors, d. h. der Rotor ist innerhalb des Stators angeordnet, eliminiert oder verringert werden, aber das Frequenzgenerator-Abtastsystem nach dem Stand der Technik kann schwer an einen elektri­ schen Motor mit innenliegendem Rotor angepaßt werden.

Da darüber hinaus die Magnetköpfe sich in radialer Richtung der Magnetplatte bewegen, können sie nicht in der Ebene des Rotors angeordnet werden. Dies zeigt ebenfalls Grenzen in der Verringerung der Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung auf.

Auch ist die Drehung des Rotors von einer sogenannten Schubkraft in Richtung der Drehachse begleitet. Wenn die Schubkraft übermäßig ist, wird der gesamte Rotor nach oben in Richtung der Drehachse verschoben. Dies macht eine Drehung der Magnetplatte in einer geeigne­ ten Höhe unmöglich (Stellung längs der Drehachse) und beeinflußt die Aufnahme und Wiedergabe in negativer Weise.

In der japanischen Offenlegungsschrift JP 62-166760 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem ein­ gebauten magnetischen Kodierer beschrieben. Ein auf einer Antriebsachse liegender Rotor weist auf seinem äußeren Umfang Magnetpole auf, die von dem Anker des Stators unter Einhaltung eines Abstandes umgeben wer­ den.

Aus der japanischen OS JP 54-94610 ist ein Motor mit innenliegendem Rotor bekannt, der von einem Stator und zwei sich gegenüberliegenden Polybereichen mit jeweils drei Wicklungen und zwei sich gegenüberlie­ genden Polbereichen ohne Wicklungen unter Einhaltung eines Abstandes umgeben ist.

DE-OS 39 18 953 beschreibt einen kollektorlosen Außen­ läufermotor, bei dem der Stator mit einer Ab­ schirmplatte versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie einen Streufluß von den Wicklungen zu einer darüberliegenden Magnetplatte unterbindet und Streu­ flüsse des Permanentmagneten abfängt.

JP 60-200 754 offenbart einen Antriebsmotor mit einem als Abschirmung dienenden Blech, auf dem die Motorspulen sit­ zen und das zur Platzausnutzung mit einer Ausformung versehen ist.

JP 63-18 951 betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Speicherplatte, bei der der Stator eines bür­ stenlosen Motors über einen Teil seines Umfanges aus­ geschnitten ist, wobei ein Magnetkopfwagen in der dadurch gebildeten Ausnehmung angeordnet ist.

Die JP 2-46 151 beschreibt einen Generator mit einem eingebauten Kurbelwinkelsensor, wobei der Rotor des Generators mit der Kurbelwelle verbunden ist und der Stator mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist. Der Sta­ tor umgreift den Rotor nicht um dessen gesamten Um­ fang, sondern es ist eine einer Wicklung entsprechen­ de Lücke vorgesehen. In der Lücke ist ein Sensorkopf angeordnet.

US 39 09 643 betrifft einen direkt angetriebenen Plattenteller mit einem Rotor auf der Hauptwelle, der auf seinem Umfang eine Mehrzahl von Magneten auf­ weist, und einem bogenförmigen Stator, der eine Mehr­ zahl von sich nach ihnen erstreckenden Zähnen mit Wicklungen, dem Magneten gegenüberliegend, aufweist. Um die statischen und dynamischen Ungleichgewichte zu kompensieren, ist ein bogenförmiges Element aus ma­ gnetisch weichem Material in symmetrischer Anordnung zu dem bogenförmigen Stator in Bezug auf die Haupt­ welle angeordnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromotor mit innenliegendem Rotor zu schaffen, insbesondere für den Antrieb von Magnetplatten, der kleine axiale Ab­ messungen aufweist und so zur Verringerung der Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung beiträgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Elektromo­ tors können die Bewegungslinie der Magnetköpfe mit der durch den nach innen zurückgesetzten Polteil ge­ bildeten Ausnehmung oder dem offenen Teil des Stators ausgerichtet werden, und die Magnetköpfe und andere Bauteile können in der Ebene des Rotors und des Sta­ tors angeordnet werden, wodurch es möglich ist, die Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung zu verrin­ gern.

Ein Elektromotor entsprechend einem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen Rotor, der einen, einen Magnetfluß in radialer Richtung erzeu­ genden Permanentmagneten aufweist und an einer Dreh­ achse befestigt ist, der drehbar und senkrecht zu einem Rahmen gehalten wird, wobei der Rotor mit einer Nabe versehen ist, die ein scheibenförmiges Speicher­ medium hält und dreht, und einen außerhalb des Rotors angeordneten Stator, der einen Kern und eine Vielzahl von um den Kern gewickelten Windungen zur Erzeugung eines Magnetflusses in radialer Richtung aufweist und der im Zusammenwirken mit dem Antriebs-Permanentma­ gnet ein Drehmoment für den Rotor erzeugt, wobei ein Teil des äußeren Umfangs des Kernes des Stators radi­ al nach innen zurückgezogen ist zur Bildung einer Ausnehmung oder eines offenen Teiles, an dem die Win­ dungen nicht vorgesehen sind, und wobei der Stator mit einer magnetischen Abschirmplatte versehen ist, die die Vielzahl der Wicklungen von oben abdeckt, und ein Teil oder die gesamte magnetische Abschirmplatte nä­ her an der Drehachse angeordnet ist als der äußerste Umfang des Rotors, um das Wegwandern des Rotors in Richtung der Drehachse zu vermeiden.

Die magnetische Abschirmplatte kann mit Vorsprüngen versehen sein, die näher an der Drehachse liegen als der äußerste Umfang des Rotors. Die Vorsprünge können in die von der Nabe wegführenden Richtung gebogen sein.

Mit dieser angegebenen Anordnung ist ein Teil oder der gesamte innere Umfang der magnetischen Abschirm­ platte näher an der Drehachse angeordnet als der äußerste Umfang des Rotors, so daß die magnetische Abschirmplatte zur Verhinderung des Auswanderns des Rotors in Richtung der Drehachse dient.

Ein Elektromotor entsprechend einem weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung umfaßt eine drehbar abge­ stützte Drehachse, einen Rotor, der einen ein Magnet­ feld in radialer Richtung von seinem äußeren Umfang erzeugenden ringförmigen Antriebs-Permanentmagneten aufweist und der zusammen mit der Drehachse rotiert, und einen außerhalb des Rotors angeordneten Stator, der einen Kern und an den Enden des inneren Umfanges des Kernes sich in Richtung parallel zur Drehachse erstreckende abgebogene Bereiche und eine Vielzahl von auf den Kern gewickelten Wicklungen aufweist.

Mit dieser Anordnung sind abgebogene Bereiche an dem Ende des inneren Umfanges des Statorkernes vorgese­ hen. Als Ergebnis wird die Fläche des Statorkernes, die dem Rotormagneten gegenüberliegt, erhöht, und der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen dem Statorkern und dem Rotormagneten wird verringert. Dadurch existieren ein größerer Magnetfluß in dem Luftspalt und ein größeres Drehmoment. Darüber hinaus wirkt aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwi­ schen dem Rotor und dem Stator eine gewisse Axial­ kraft auf den Rotor in Richtung des Lagers, und es kann der Schubkraft in Richtung der Drehachse auf­ grund der Drehung des Rotors entgegengewirkt werden. Mit dieser Anordnung wirkt aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Rotor und dem Stator eine gewisse Kraft auf den Rotor in eine von der Nabe wegführenden Richtung, um der Schubkraft aufgrund der Drehung des Rotors entgegenzuwirken. Die Drehachse wird daher von einem Verschieben in Richtung seiner Länge abgehalten.

Ein Elektromotor entsprechend einem weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen Signal-Per­ manentmagnet zum Feststellen des Drehwinkels oder der Drehgeschwindigkeit des Rotors, wobei der Signal-Per­ manentmagnet an der radial gesehenen inneren Seite, d. h. innerhalb des Antriebs-Permanentmagnets vorgese­ hen ist. Als Ergebnis ist es möglich, die Abmessungen (Dicke) in Richtung der Drehachse des Elektromotors zu verringern, und der resultierende Elektromotor hat einen innenliegenden Rotor, der zur Verringerung der Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung beitragen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Elektromotor,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie I in Fig. 1,

Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung des Elektromotors,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines An­ triebs-Permanentmagnets,

Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des wesentlichen Bereiches eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung,

Fig. 7 einen Querschnitt eines Elektromotors ent­ sprechend einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines Elektromo­ tors, denn einer magnetischen Aufzeich­ nungsvorrichtung enthalten ist,

Fig. 9 einen Querschnitt eines Elektromotors nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Motors,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die den Elektro­ motor in einer magnetischen Aufzeichnungs­ vorrichtung zeigt,

Fig. 12 und 13 Ausführungsbeispiele einer magneti­ schen Abschirmplatte,

Fig. 14 einen Querschnitt entsprechend einem weite­ ren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer magneti­ schen Abschirmplatte nach Fig. 14,

Fig. 16 einen Querschnitt des Elektromotors ent­ sprechend einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 17 einen Querschnitt des Elektromotors nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er­ findung, und

Fig. 18 einen Querschnitt des Elektromotors ent­ sprechend einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein elektrischer Motor mit innenliegendem Rotor verwendet wird, d. h. bei dem der Rotor innerhalb des Stators angeordnet ist. Wie zu erkennen ist, ist die Drehachse 101 über Kugellager 161 in einem Lagerhalteelement 102 drehbar gelagert. Das Lagerhalteelement 102 ist senkrecht an einem fla­ chen Motorrahmen 104 befestigt, der gleichzeitig als Schaltungsträger dient.

Ein Stator 103 ist an dem Motorrahmen 104 befestigt. Der Stator 103 umfaßt einen Kern 103a aus laminierten Blechen aus ferromagnetischen Material und einen im wesentlichen ringförmigen Teil 103y und eine Vielzahl von Zahnbereichen (Polzähnen) 103s, die sich von dem inneren Um­ fang des ringförmigen Teiles 103y radial nach innen erstrecken. Der Stator weist einen Bereich (Rückschlußteil) 103d mit größerem Durchmesser auf, der sich ungefähr über 15/18 des gesamten Umfanges erstreckt.

Im Bereich von ungefähr 3/18 des gesamten Umfanges ist der ringförmige Teil 103y nach innen eingezahnt, um eine Ausnehmung 103c zu bilden. Genauer gesagt, umfaßt es einen Teil 103b kleineren Durchmessers, wobei seine innere Fläche mit den inneren Enden der Zahnbereiche 103s ausgerichtet ist, und zwei Verbin­ dungsteile 103e erstrecken sich radial, um die Enden des Bereiches kleineren Durchmessers 103b und den Bereich 103d größeren Durchmessers miteinander zu verbinden.

Die Zahnbereiche 103s erstrecken sich von der inneren Fläche des Teiles 103d größeren Durchmessers des ringförmigen Teiles 103y nach innen. Der Umfang des Bereiches 103d größeren Durchmessers ist gleichmäßig in eine Anzahl Sektoren, z. B. 15 Sektoren, einge­ teilt, die eine Vielzahl von "3" ist, und die Zahnbe­ reiche 103s sind in den jeweiligen Sektoren gleich­ abständig voneinander angeordnet.

Um die jeweiligen Zahnbereiche 103s sind Windungen 106g gewickelt, die in drei Gruppen eingeteilt sind, wobei jede Gruppe aus Windungen 106 besteht, die um jeden dritten Zahnbereich 103s gewickelt sind. Die Windungen 106, die zur gleichen Gruppe gehören, sind miteinander verbunden, und die drei Windungsgruppen bilden in Kombination eine Dreiphasenwicklung. Jede der drei Windungsgruppen 106 wird mit einem 120°- Strom in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des Ro­ tors gespeist, um ein Drehmoment in derselben Rich­ tung zu erzeugen.

Der Stator 103 ist mit Schrauben 164 an dem Motorrah­ men 104 befestigt. Zwischen dem Stator 103 und dem Motorrahmen 104 ist ein Abstandsstück 105 eingesetzt. Der Stator 103 ist koaxial zu dem Lagerhaltelement 102 angeordnet.

Innerhalb des Stators 103 ist ein Rotor 109 vorgese­ hen, der eine Nabe 108, die mit Preßsitz auf der Drehachse 101 sitzt oder einstückig mit der Drehachse 101 geformt ist, und ein zylindrisches Joch 107 um­ faßt, das aus ferromagnetischem Material gebildet und einstückig mit der Nabe 108 verbunden ist. Ein ring­ förmiger Antriebs-Permanentmagnet 110 ist auf der äußeren Fläche des Jochs 107 befestigt und in radia­ ler Richtung magnetisiert, damit wechselnde magneti­ sche Pole auf der äußeren Fläche vorgesehen sind, die der inneren Fläche der Zahnbereiche 103s des Stators 103 gegenüberliegen.

Der Antriebs-Permanentmagnet 110 wird durch Magneti­ sieren des Rotors 109 in radialer Richtung in eine Vielzahl von N- und S-Polen gebildet, die längs des Umfanges angeordnet sind. Beispielsweise ist die An­ zahl der Magnetpole "24".

Ein Signal-Permanentmagnet 111 ist Bestandteil des Rotors 109 und wird durch Magnetisierung in axialer Richtung gebildet, um alternierende Magnetpole am unteren Ende des zylindrischen Teiles des Rotors 109, d. h. am entgegengesetzten Ende zu der Nabe, aufzuwei­ sen. Der Signal-Permanentmagnet 111 weist ein Magne­ tisierungsmuster zur Bildung eines Frequenzgenerators zum Abtasten des Drehwinkels oder der Umdrehungsge­ schwindigkeit (Anzahl der Umdrehungen pro Zeitein­ heit) auf.

Ein Frequenzgenerator-Abtast-Schaltungsmuster 112 wird auf einem metallischen Motorrahmen 104 ge­ bildet, das mit einem schmalen Spalt im Abstand zum Signal-Permanentmagneten 111 liegt. Wenn der Rotor 109 sich dreht, erzeugen der Signal-Permanentmagnet 111 und das Frequenzgenerator-Abtast-Schaltungsmuster 112 ein Drehsignal proportional zu der Umdrehungsge­ schwindigkeit.

Der weggeschnittene Bereich 113 des Jochs 107 in Fig. 6 dient zur Verhinderung der Streuung des magnetisie­ renden Magnetflusses zur Zeit der Magnetisierung des Signal-Permanentmagnets, wodurch eine effektive Ma­ gnetisierung erzielt wird.

Weitere Elemente des elektrischen Motors sind Schub­ stopper 114, die am von der Nabe 108 entfernt liegen­ den Ende der Drehachse 101 befestigt sind, ein Gleit­ element 165 mit niedrigem Reibungskoeffizienten, das zwischen der Nabe 108 und dem Lagerhalteelement 102 eingefügt ist, und ein Antriebsstift 115, der an der Nabe 108 für eine Drehung der Magnetplatte 101 befe­ stigt ist.

Der obige elektrische Motor dreht über die Nabe 108 eine Magnetplatte 1 und treibt diese in der gleichen Weise wie der elektrische Motor nach dem Stand der Technik an. Zusammen mit der Drehung des Rotors 109 und durch die Drehung des Signal-Permanentmagnets 111 erzeugt das Frequenzgenerator-Abtast-Schaltungsmuster 112 ein Drehsignal proportional zur Drehgeschwindig­ keit des Motors.

Der elektrische Motor ist mit innenliegendem Rotor ausgebildet, und selbst dann, wenn die Dicke des elektrischen Motors zur Reduzierung der Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung verringert wird, gibt es keine Probleme hinsichtlich der Überlage­ rungsstörungen zwischen dem Magnetkopf und anderen Komponenten der Vorrichtung und des Rotors 109.

Da darüber hinaus der Signal-Permanentmagnet 111 auf der inneren Fläche des zylindrischen Rotors 109 vor­ gesehen ist, vergrößert er nicht die Abmessungen in Richtung der Drehachse und trägt zur Verringerung der Dicke der magnetischen Aufnahmevorrichtung bei.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform des Signal- Permanentmagnets und seines Befestigungsaufbaus. Wie dargestellt ist, erstreckt sich ein Flansch 107a ra­ dial nach innen am unteren Ende des zylindrischen Jochs 107 und ein Signal-Permanentmagnet 111A, der ein vom Antriebs-Permanentmagneten 110 getrenntes Teil ist, ist an dem Flansch 107a befestigt. Da die Abmessungen des Signal-Permanentmagnets in die Rich­ tung der Drehachse entsprechend ausgeführt werden können, ohne die Abmessungen des Rotors zu erhöhen, d. h. den Motor in Richtung der Drehachse, ist der dargestellte Aufbau dort vorteilhaft, wo ein großer Frequenzgenerator-Ausgang verlangt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Signal-Permanentmagnet 111A ein von dem Antriebs-Permanentmagneten 110 ge­ trenntes Teil. Sie können zusammen aber auch ein­ stückig ausgebildet sein.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Motors, bei dem der obere Teil und der äußere Umfangsteil des Stators 103 mit einem magneti­ schen Abschirmelement 213 abgedeckt sind. Das magne­ tische Abschirmelement 213 dient zur Abdeckung der Windungen 106 und der inneren Enden der Zahnbereiche 103s des Kernes 103a. Das magnetische Abschirmelement 213 weist einen ringförmigen Teil 213a auf der Seite der Nabe in bezug auf die Statorwicklungen, einen zy­ lindrischen Teil 213b, dessen oberes Ende mit dem äußeren Umfang des kreisförmigen Teiles 213a verbun­ den ist, und Lappen 213c, die sich radial vom unteren Ende des zylindrischen Teiles 213b nach außen er­ strecken, auf. Durch Löcher in den Lappen 213c grei­ fen Schrauben hindurch und sind in dem Rahmen 104 eingeschraubt. Damit ist das magnetische Abschirmele­ ment 213 direkt an dem Motorrahmen 104 befestigt. Der ringförmige Teil 213a ist mit einer kreisförmigen Öffnung 312 versehen, die durch den inneren Umfang 313 des kreisförmigen Teiles 213a begrenzt ist. Die Öffnung 312 ermöglicht den Durchgang der Drehachse 101 und des Antriebsstiftes 115. Das magnetische Ab­ schirmelement 213 blockt jede Streuung des Magnet­ flusses zu den Magnetköpfen und der auf der Nabe 108 gehaltenen Magnetplatte ab und schützt die Windungen 106.

Ansonsten ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 identisch zu den vorher beschriebenen Ausführungsbei­ spielen.

In Übereinstimmung mit der Ausnehmung 103c des Sta­ tors 103 ist das magnetische Abschirmelement 213 auch mit einer Ausnehmung 213e versehen. Genauer gesagt, umfaßt der zylindrische Teil 213b einen Bereich größeren Durchmessers 213d, der sich nicht über den gesamten Umfang erstreckt, sondern entsprechend dem Bereich größeren Durchmessers 103d des Stators 103 ausgebildet ist, und einen Bereich kleineren Durch­ messers 213f, der den Bereich kleineren Durchmessers 103b des Stators 103 abdeckt, und Verbindungsteile 213g, die sich radial erstrecken und die Enden des Bereiches größeren Durchmessers 213d und des Berei­ ches kleineren Durchmessers 213f miteinander verbin­ den. Entsprechend ist der ringförmige Teil 213a nicht direkt in einer Ringform ausgebildet, sondern ist mit einem weggeschnittenen Bereich versehen, um mit dem zylindrischen Bereich 213b übereinzustimmen, so daß der Umfang des ringförmigen Bereiches 213 mit dem zylindrischen Bereich 213b übereinstimmt und mit seinen oberen Enden verbunden ist.

Die Vorteile, die sich dadurch ergeben, daß die Aus­ nehmung 213e (Fig. 7) und die Ausnehmung 103c (Fig. 2) in dem obigen Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, werden im folgenden beschrieben.

Bei der Anwendung der magnetischen Aufnahmevorrich­ tung, wie in Fig. 8 gezeigt, können die Magnetköpfe 41, 42 eine translatorische Bewegung durchführen. Die Bewegungslinie der Magnetköpfe 41, 42 ist zu der Aus­ nehmung 213e ausgerichtet, und der Rotor 109, der Stator 103 und die Magnetköpfe 41, 42 sind in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet. Dadurch wird die Verringerung der Dicke der magnetischen Auf­ nahmevorrichtung ermöglicht.

Da zusätzlich ein Teil des Kernes 103a mit der Aus­ nehmung 103c oder dem offenen Teil 103f versehen ist, existiert ein merkbares Ungleichgewicht in den auf den Antriebs-Permanentmagneten des Rotors 109 in ra­ dialer Richtung wirkenden Kräften, und eine Gegen- oder Vorkraft wirkt ständig in eine bestimmte Rich­ tung auf das Lager, so daß eine Vibration der Achse verhindert werden kann.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Radius der Kreisöffnung 312 der magnetischen Abschirmplatte 314 kleiner als der Radius des Rotors 310.

Genauer gesagt, weist die magnetische Abschirmplatte 314 einen ringförmigen Teil 314a, einen zylindrischen Teil 314b und Lappen 314c auf. Der ringförmige Teil 314a ist mit einer Öffnung 312 versehen, die von dem inneren Umfang 313 des ringförmigen Teiles 314a be­ grenzt ist. Der Radius des inneren Umfanges 313 ist kleiner als der Radius der äußeren Fläche 110p des Antriebs-Permanentmagnets 110 des Rotors.

Die magnetische Abschirmplatte 314 ist an ihren am äußeren Umfang angeformten Befestigungslappen 314c über Schrauben 314h an dem Kern 103a befestigt, über die der Kern 103a ebenfalls an dem Motorrahmen 104 über ein Abstandsstück 105 befestigt ist.

Die Fig. 12 bis 15 zeigen an anderes Ausführungsbei­ spiel der magnetischen Abschirmplatte.

Die magnetische Abschirmplatte 314 nach Fig. 12 ist derart ausgebildet, daß Vorsprünge 318 an verschiede­ nen Stellen des inneren Umfanges 313 der Öffnung 312 angeformt sind. Die inneren Enden der Vorsprünge 318 sind näher an der Drehachse 101 angeordnet als der äußere Umfang des Permanentmagnets 309 des Rotors 310. Mit dieser Ausbildung liegt die magnetische Ab­ schirmplatte 314 dem Permanentmagneten 110 des Rotors nur an den Vorsprüngen 318 gegenüber und nicht über die gesamte innere Umfangsfläche. Als Ergebnis wird die Fläche der magnetischen Abschirmplatte 314, die dem Antriebs-Permanentmagneten 110 gegenüberliegt, verringert, und ebenfalls wird die auf die magneti­ sche Abschirmplatte 314 wirkende magnetische Anzie­ hungskraft verringert. Ein Festhaften der magneti­ schen Abschirmplatte 314 an dem Rotor 310 aufgrund der magnetischen Anziehung wird dadurch verhindert.

Ein anderer Unterschied dieses Ausführungsbeispieles zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt darin, daß anstelle der Kugellager 161 ein Gleitlager 302, z. B. ein ölimprägniertes gesintertes Lager, ver­ wendet wird. Es wird in dem Lagerhalteelement 102 gelagert. Ein Gleitelement 443 mit niedrigem Rei­ bungskoeffizienten wird zwischen der Nabe 108 und dem ölimprägnierten gesinterten Lager 302 eingefügt. Die Verwendung eines Gleitlagers ist vorteilhaft, da die Drehachse über eine größere Länge mittels einer ein­ fachen Konstruktion und mit einem geringeren Durch­ messer in radialer Richtung abgestützt wird.

Ansonsten ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 identisch zu den vorher beschriebenenen Ausführungs­ beispielen.

Die magnetische Abschirmplatte 314 nach Fig. 13 ist derart ausgebildet, daß die an verschiedenen Stellen des inneren Umfanges 313 der Öffnung 312 angeformten Vorsprünge 318 in die Richtung parallel zur Drehachse 101 nach unten, d. h. von der Nabe weg, gebogen sind. Die Spitzen der Vorsprünge 318 und nicht die Gesamt­ heit der Vorsprünge 318 liegen dem Antriebs-Perma­ nentmagneten 310 gegenüber, so daß die Fläche der ma­ gnetischen Abschirmplatte, die dem Permanentmagneten 310 des Rotors gegenüberliegt, weiterhin verringert wird.

Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte magnetische Abschirmplatte 314 ist ähnlich der Abschirmplatte in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7. Das bedeutet, daß sie mit einem zylindrischen Teil 319, dessen obe­ res Ende mit dem äußeren Umfang des kreisförmigen Teiles 314a verbunden ist, und Lappen 319a versehen ist, die sich von dem unteren Ende des zylindrischen Teils 319 radial nach außen erstrecken. Schrauben greifen durch Löcher in den Lappen 319a hindurch und sind in den Rahmen 304 geschraubt. Somit ist die ma­ gnetische Abschirmplatte 314 direkt mit dem Motorrah­ men 304 befestigt im Gegensatz zu der magnetischen Abschirmplatte nach den Ausführungsbeispielen nach Fig. 12 und Fig. 13.

Es ist zu erkennen, daß entsprechend den Ausführungs­ beispielen nach den Fig. 12 bis 15 ein Teil oder die Gesamtheit des inneren Umfanges 313 der magnetischen Abschirmplatte 314 näher an der Drehachse angeordnet ist als der äußerste Umfang des Rotors 310, so daß die magnetische Abschirmplatte 314 verhindert, daß der Rotor 310 in Richtung der Drehachse ausbrechen kann. Dadurch wird vermieden, daß ein separates Teil zum Verhindern des Auswanderns des Rotors in Achs­ richtung notwendig wird, wodurch der Aufbau verein­ facht wird und die Kosten des elektrischen Motors verringert werden.

Fig. 16 zeigt in einem Querschnitt einen elektrischen Motor entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Stator dieses Ausführungsbeispieles weist abgebo­ gene Bereiche auf, die sich von den inneren Enden der Zahnbereiche 103s des Kernes 103a erstrecken. Die abgebogenen Bereiche liegen parallel zur Drehachse 101 nach unten, d. h. von der Nabe weg gerichtet.

Die abgebogenen Bereiche 436 werden durch Abbiegen eines der Vielzahl von laminierten Blechen des Sta­ torkernes 103a gebildet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 den vorher beschrie­ benen Ausführungsbeispielen.

Mit den abgebogenen Bereichen 436 wird die Fläche des Statorkernes 103a, die dem Permanentmagneten des Ro­ tors gegenüberliegt, erhöht. Dadurch werden der ma­ gnetische Widerstand über den Luftspalt zwischen den Enden der Zahnbereiche des Kernes 103a und den Polen des Permanentmagnets des Rotors verringert und der magnetische Fluß über den Luftspalt und dementspre­ chend das durch das Zusammenwirken von Stator und Rotor erzeugte Drehmoment erhöht.

Ein weiterer, durch die abgebogenen Bereiche 436 ge­ gebener Vorteil liegt darin, daß die magnetische An­ ziehung zwischen dem Stator und dem Rotor dazu dient, eine auf den Rotor nach unten wirkende Kraft, d. h. in der Richtung weg von der Nabe, zu erzeugen. Diese Kraft wirkt der auf den Rotor in Richtung der Dreh­ achse 21 aufgrund der Drehung des Rotors wirkenden Schubkraft entgegen. Somit wird der gesamte Rotor davon abgehalten, sich in Richtung der Drehachse 21 zu verschieben.

Es ist daher möglich, nachteilige Wirkungen auf die Aufnahme und Wiedergabe zu vermeiden, und es wird ein zuverlässiger, stabiler und dünner elektrischer Motor erzielt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der ge­ bogene Bereich über den gesamten Umfang des Kernes 103a, d. h. auf allen Zahnbereichen 103s ausgebildet. Allerdings können in abgewandelter Weise die abgebo­ genen Bereiche nur über einen Teil des Umfanges des Statorkernes 103a, d. h. nur an einigen der Zahnberei­ che 103s, vorgesehen werden.

Fig. 17 zeigt in einem Querschnitt einen elektrischen Motor nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszei­ chen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gleiche oder entsprechende Teile.

Der gebogene Bereich 436 dieses Ausführungsbeispieles erstreckt sich von den inneren Enden der Zahnbereiche 103s des Statorkernes 103a schräg nach unten. Die ge­ bogenen Bereiche 436 werden durch Abbiegen einer Vielzahl der laminierten Bleche des Statorkernes 103a gebildet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 17 demjenigen nach Fig. 16.

Mit diesem Ausführungsbeispiel werden ähnliche Vor­ teile wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 erzielt.

Fig. 18 zeigt den Querschnitt eines elektrischen Mo­ tors entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei die Bezugsziffern, wie sie in Zusammenhang mit den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ver­ wendet wurden, gleiche oder entsprechende Teile be­ zeichnen.

In der Fig. 18 bezeichnet der Buchstabe A die Mitte des Antriebs-Permanentmagnets in Richtung der Achse 101, und B bezeichnet die Mitte des Statorkernes 103a, insbesondere die inneren Enden der Zahnbereiche des Statorkernes 103a in Richtung der Achse des Sta­ torkernes 103a. Die Mitte B in Richtung der Achse des Statorkernes 103a ist niedriger als die Mitte A des Antriebs-Permanentmagnets 110 in Richtung der Achse 101. In anderer Hinsicht ist dieses Ausführungsbei­ spiel identisch zu denen nach den Fig. 16 und 17.

Da die Mitte B in Richtung der Achse des Statorkernes 103a niedriger ist als die Mitte A des Permanentma­ gnets 110 in Richtung der Achse 101, erzeugt die ma­ gnetische Anziehung zwischen dem Stator und dem Rotor eine nach unten wirkende Kraft, um der Schubkraft aufgrund der Drehung des Motors entgegenzuwirken. Dadurch wird verhindert, daß der gesamte Rotor sich in Richtung der Drehachse 101 verschiebt. Es ist da­ her möglich, nachteilige Wirkungen auf die Aufnahme und Wiedergabe zu vermeiden, und als Ergebnis wird ein zuverlässiger und dünner Motor erhalten.

Ein Vorteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 18 zu den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 16 und 17 liegt darin, daß die abgebogenen Bereiche 436 wegge­ lassen werden können, und der Aufbau und die Herstel­ lung des elektrischen Motors werden vereinfacht.

Claims (14)

1. Elektromotor mit einem zylindrischen Rotor (109) und einem Stator (103), wobei

• 1. der Rotor (109) mit einer drehbar abge­ stützten Drehachse (101) fest verbunden ist und einen ringförmigen, radial magnetisier­ ten Permanentmagneten (110) aufweist, der dem Stator (103) unter Bildung eines Luft­ spaltes gegenübersteht,
• 2. der Stator (103) aus einem ringabschnitt­ förmigen, weichmagnetischen Rückschlußteil (103d) mit daran befindlichen, eine Viel­ zahl von Wicklungen (106) tragenden, dem Luftspalt zugewandten Polzähnen (103s) be­ steht, welches den Rotor (109) zu etwa 15/18 seines Umfanges umschließt, sowie aus einem, an die beiden Enden des Rückschluß­ teils (103d) über weichmagnetische Verbin­ dungsteile (103e) anschließendes, radial nach innen zurückgesetztes, dem Rotor (109) im Abstand des Luftspaltes gegenüberstehen­ des weichmagnetisches, polzahn- und wick­ lungsfreies Polteil (103b) besteht, wodurch eine zur Drehachse (101) asymmetrische Aus­ nehmung (103c) mit etwa 3/18 des gesamten Umfangs des Stators (103) gebildet wird.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, bei dem der Permanentmagnet (110) alternierende magnetische Pole auf seiner äußeren Fläche auf­ weist, die der inneren Fläche des Stators (103) gegenüberstehen.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Rotor (109) eine an der Drehachse (101) befestigte Nabe (108) und ein an der Nabe (108) befestigtes ringförmiges Joch (107) auf­ weist und der ringförmige Permanentmagnet (110) an der äußeren Fläche des ringförmigen Jochs (107) angeordnet ist.

4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Stator (103) mit einer magnetischen Abschirmplatte (314) versehen ist, die die Viel­ zahl der Wicklungen (106) von der Seite der Nabe her abdeckt und eine Öffnung (312) für den Durch­ tritt der Drehachse (101) aufweist, wobei ein Teil des oder der gesamte innere Umfang der ma­ gnetischen Abschirmplatte (314), der die Öffnung begrenzt, näher an der Drehachse (101) angeord­ net ist als der äußere Umfang des Rotors (109) in Richtung der Drehachse (101).

5. Elektromotor nach Anspruch 4, bei dem die magnetische Abschirmplatte (314) einen im wesentlichen ringförmigen Teil (314a) mit der kreisförmigen Öffnung (312) und eine im allge­ meinen zylindrische Seitenwand (314b) umfaßt, die den ringförmigen Teil des Stators (103) umgibt, wobei die im allgemeinen zylindrische Seitenwand (314b) in dem Bereich, in dem die Ausnehmung (103c) vor­ gesehen ist, radial nach innen eingezahnt ist.

6. Elektromotor nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die magnetische Abschirmplatte (314) mit Vorsprüngen (318) versehen ist, deren innere Enden näher an der Drehachse (101) angeordnet sind als der äußere Umfang (310) des Rotors (109).

7. Elektromotor nach Anspruch 6, bei dem die Vorsprünge (318) in die Richtung parallel zur Drehachse (101) von der Nabe (108) weg­ führend gebogen sind.

8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Kern (103a) des Stators (103) mit an dem Ende des inneren Umfangs des Kerns (103a) sich par­ allel zu der Drehachse (101) erstreckenden abgebogenen Bereichen (436) versehen ist, die nur in einer Richtung abgebogen sind, um eine in dieser Rich­ tung wirkende Kraft auf den Rotor (109) zu er­ zeugen.

9. Elektromotor nach Anspruch 8, bei dem der Rotor (109) die an der Drehachse (101) befestigte Nabe (108) ein Speichermedium (1) hält und dreht und die abge­ bogenen Bereiche (436) sich von der Nabe (108) weg erstrecken.

10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Mitte (B) des Stators (103) in Rich­ tung der Drehachse (101) weiter weg von der Nabe (108) liegt als die Mitte (A) des Antriebs-Per­ manentmagneten (110) in Richtung der Drehachse (101).

11. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem Signal-Permanentmagneten (111, 111A) zum Abtasten des Drehwinkels oder der Drehgeschwin­ digkeit des Rotors (109) vorgesehen sind und der Rotor (109) ein koaxial zur Drehachse (101) angeordnetes zylindrisches Joch (107) aus ferro­ magnetischem Material aufweist, auf dessen radi­ al äußerer Oberfläche der Antriebs-Permanentma­ gnet (110) und auf der radial inneren Seite des Antriebs-Permanentmagneten (110) der Signal-Per­ manentmagnet (111, 111A) angeordnet sind.

12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Nabe (108) mit Preßsitz auf der Drehachse (101) sitzt oder einstückig mit ihr geformt ist und das zylindrische Joch (107) ein­ stückig mit der Nabe (108) verbunden ist.

13. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Joch (107) an seinem der Nabe (108) entgegengesetzten axialen Ende zu dem Antriebs- Permanentmagneten (110) einen Rücksprung auf­ weist, wobei in dem rückspringenden Bereich (113) der Signal-Permanentmagnet (111) angeord­ net ist.

14. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Joch (107) einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch (107a) an seinem der Nabe (108) entgegengesetzten Rand aufweist, an dem der Signal-Permanentmagnet (111) befestigt ist.