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Die
Erfindung betrifft einen Elektromotor, der einen ersten und einen
zweiten Teil umfasst, die im Verhältnis zueinander beweglich
sind, wobei der erste Teil ein folienförmiges, isolierendes Substrat
umfasst, auf welchem eine Vielzahl von in Serie geschalteten, spiralförmigen Mustern
von Leiterbahnen bereitgestellt sind, wobei jedes Muster zwei Hauptabschnitte
mit im Wesentlichen geraden und parallel verlaufenden Leiterbahnen
umfasst, welche erste und zweite Enden und zwei Zwischenabschnitte
mit Leiterbahnen aufweisen, welche jeweils gegenseitig die ersten
Enden der beiden Hauptabschnitte verbinden und gegenseitig die zweiten
Enden der beiden Hauptabschnitte verbinden, wobei die Zwischenabschnitte
jeweils einen mittleren Bereich in der Mitte zwischen den ersten
Enden der beiden Hauptabschnitte und in der Mitte zwischen den zweiten
Enden der beiden Hauptabschnitte aufweisen, und wobei der zweite
Teil eine Permanentmagneteinheit zum Erzeugen eines magnetischen
Felds an der Stelle der Leiterbahnen umfasst.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Datenspeichereinheit, die einen Lagerkörper für mindestens einen Informationsträger, einen
Elektromotor zum Drehen des Lagerkörpers um eine Drehachse, und
eine Abtasteinheit zum Abtasten des Informationsträgers umfasst.
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Eine
Datenspeichereinheit und ein Elektromotor der eingangs erwähnten Art
sind aus EP-B-0 764 357 bekannt. Die bekannte Datenspeichereinheit besteht
aus einem Festplattenantrieb, wobei eine Vielzahl von Festplatten
in gegenseitig parallelen Stellungen auf dem drehbaren Lagerkörper angeordnet
ist. Der bekannte Elektromotor, welcher verwendet wird, um den Lagerkörper um
die Drehachse zu drehen, umfasst einen kreiszylinderförmigen Statorkörper, welcher
drei Schichten des folienförmigen, isolierenden
Substrats umfasst. Die Leiterbahnenmuster bilden ein dreiphasiges
Elektrospulensystem aus, wobei jede Lage des Statorkörpers eine
der jeweiligen Phasen umfasst. Die Leiterbahnen bestehen aus relativ
dünnen
Kupferbahnen, welche auf dem Substrat mittels eines Ätzverfahrens
bereitgestellt sind. Der bekannte Elektromotor umfasst des Weiteren
einen kreiszylinderförmigen
Motorkörper, welcher
an dem Lagerkörper
befestigt ist und einen kreiszylinderförmigen Permanentmagneten und
ein kreiszylinderförmiges
Abschlussjoch umfasst, wobei der Statorkörper in einem kreiszylinderförmigen Luftspalt
angeordnet ist, der zwischen dem Magneten und dem Abschlussjoch
vorhanden ist. Die Zwischenabschnitte der Leiterbahnenmuster des
bekannten Motors weisen im Wesentlichen gerade, parallel verlaufende
Leiterbahnen auf, welche senkrecht dergestalt zu den Leiterbahnen
der Hauptabschnitte verlaufen, dass die Leiterbahnenmuster eine rechtwinkelige
Gestalt aufweisen. Die Leiterbahnen der Haupt- und Zwischenabschnitte
weisen des Weiteren identische, gleich bleibende Breiten auf.
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Der
Nachteil der bekannten Datenspeichereinheit und des dabei verwendeten
bekannten Elektromotors besteht darin, dass, wenn das Spulensystem
des Motors mit einer vorbestimmten konstanten elektrischen Spannung
versorgt wird, die Drehzahl des Motors stark abnimmt, wenn das externe
mechanische Drehmoment zunimmt, das auf den Motor an der Drehachse
ausgeübt
wird. Daraus folgt, dass die dem Motor zugeführte Spannung stark erhöht werden
muss, um eine vorbestimmte Drehzahl des Motors bei einem erhöhten Wert
des externen Drehmoments beizubehalten.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor und eine Datenspeichereinheit
der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, wobei die Drehzahl des Motors aufgrund einer ansteigenden
externen mechanischen Belastung, die auf den Motor ausgeübt wird,
weniger beeinträchtigt
wird.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
ist ein Elektromotor gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen der Zwischenabschnitte gebogen
sind und dass jede der Leiterbahnen der Zwischenabschnitte eine
Breite aufweist, welche, jeweils von den ersten Enden von jedem
Hauptabschnitt und von den zweiten Enden von jedem Hauptabschnitt
aus zu einem mittleren Bereich des Zwischenabschnitts gesehen, anfänglich zunimmt
und danach abnimmt, und dass die Leiterbahnen der Hauptabschnitte
eine Breite aufweisen, welche in eine Richtung von einem inneren
Kern der Leiterbahnen zu einem äußeren Kern
der Leiterbahnen abnimmt.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
ist eine Datenspeichereinheit gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass der dabei verwendete Elektromotor aus einem Elektromotor gemäß der Erfindung
besteht.
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Die
Rate, mit der die Motordrehzahl abnimmt, was aufgrund einer vorbestimmten
Zunahme der externen mechanischen Belastung passiert, die auf den
Motor bei einem vorbestimmten Wert der dem Motor zugeführten elektrischen
Spannung ausgeübt
wird, ist umgekehrt proportional zu der Drehzahlsteifigkeit des
Motors, welche im Wesentlichen proportional zu dem Verhältnis k2/R ist, wobei k die Kraft- oder Drehmomentkonstante
des Motors darstellt und R den elektrischen Widerstand des Motors darstellt.
Es hat sich herausgestellt, dass eine relativ starke Zunahme der
Drehzahlsteifigkeit des Motors erreicht wird, wenn die Breite der
gebogenen Leiterbahnen der Zwischenabschnitte der Spulenmuster anfänglich zunimmt
und danach abnimmt, gesehen von den ersten Enden von jedem Hauptabschnitt
aus und von den zweiten Enden von jedem Hauptabschnitt aus zu dem
mittleren Bereich der Zwischenabschnitte. Aufgrund der erhöhten Drehzahlsteifigkeit
des Motors ist die Rate beschränkt,
mit welcher die Motordrehzahl abnimmt, was aufgrund einer vorbestimmten
Zunahme der externen mechanischen Belastung auf den Motor passiert,
so dass die Motordrehzahl durch eine ansteigende externe mechanische
Belastung weniger beeinträchtigt
wird.
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Bei
einem Elektromotor gemäß der Erfindung
weisen die Leiterbahnen der Hauptabschnitte eine Breite auf, welche
in Richtung von einer inneren der Leiterbahnen zu einer äußeren der
Leiterbahnen abnimmt. Aufgrund der Tatsache, dass die Breite der Leiterbahnen
der Hauptabschnitte der Muster in eine Richtung von einer inneren
der Leiterbahnen zu einer äußeren der
Leiterbahnen abnimmt, wird die Drehzahlsteifigkeit des Motors noch
weiter erhöht.
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Eine
besondere Ausführungsform
eines Elektromotors gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen der Zwischenabschnitte
eine maximale Breite an einer Stelle aufweisen, die jeweils im Wesentlichen
in der Mitte zwischen den ersten Enden von jedem Hauptabschnitt und
dem mittleren Bereich des Zwischenabschnitts und im Wesentlichen
in der Mitte zwischen den zweiten Enden von jedem Hauptabschnitt
und dem mittleren Bereich des Zwischenabschnitts liegt. Aufgrund der
Anordnung der maximalen Breite der Leiterbahnen der Zwischenabschnitte
wird eine optimale Zunahme der Drehzahlsteifigkeit des Motors erreicht.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
eines Elektromotor gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil und der zweite Teil im
Verhältnis
zueinander um eine Drehachse drehbar sind, wobei das Substrat als
ein kreiszylinderförmiger Körper gewölbt ist,
welcher konzentrisch im Verhältnis
zu der Drehachse angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform besteht der Elektromotor
aus einem rotierenden Motor, bei welchem die Drehzahl des Motors
nur in einem beschränkten
Ausmaß durch einen Anstieg
des externen mechanischen Drehmoments beeinträchtigt wird, das auf den Motor
an der Drehachse ausgeübt
wird.
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Eine
besondere Ausführungsform
eines Elektromotors gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil und der zweite Teil im
Verhältnis
zueinander in eine lineare Richtung beweglich sind, wobei das Substrat
in einer gedachten Ebene angeordnet ist, die parallel zu der linearen Richtung
verläuft.
Bei dieser besonderen Ausführungsform
besteht der Elektromotor aus einem Linearmotor, bei welchem eine
lineare Geschwindigkeit des Motors nur zu einem beschränkten Ausmaß durch
einen Anstieg der externen mechanischen Belastung beeinträchtigt wird,
die auf den Motor in der linearen Richtung ausgeübt wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass aus den japanischen Patentzusammenfassungen
Band 016, Nr. 227, 26. Mai 1992 und
JP
04 042 744 ein Elektromotor bekannt ist, welcher die Eigenschaften
des Oberbegriffs des Patentanspruchs aufweist und gebogene Leiterbahnen
des Zwischenabschnitts aufweist, die in einer der Figuren anscheinend
eine Breite aufweisen, welche von einem ersten Ende des Hauptabschnitts
zu dem mittleren Bereich des Zwischenabschnitts aus gesehen, anfänglich abnimmt und
danach zunimmt. Das Schriftstück
beschreibt keine Leiterbahnen der Hauptabschnitte, die eine Breite
aufweisen, welche in eine Richtung von einer inneren der Leiterbahnen
zu einer äußeren der
Leiterbahnen abnimmt.
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In
US 4,794,293 und
US 5,644,183 werden Elektromotoren
beschrieben, welche unterschiedliche Anordnungsarten für Leiterbahnen
aufweisen. Keines dieser Schriftstücke beschreibt im Einzelnen die
Breiten der Leiterbahnen.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend ausführlicher unter Bezugnahme auf die
Zeichnung erläutert,
wobei:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine Datenspeichereinheit gemäß der Erfindung
ist, die mit einem Elektromotor gemäß der Erfindung versehen ist,
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2 eine
Seitenansicht im Schnitt der Datenspeichereinheit von 1 ist,
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3 ein
schematischer Querschnitt eines Elektromotors gemäß der Erfindung
ist, welcher in der Datenspeichereinheit von 1 verwendet
wird,
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4 schematisch
ein folienförmiges,
isolierendes Substrat zeigt, welches ein Spulensystem des Elektromotors
von 3 trägt,
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5 ein
spiralförmiges
Muster von Leiterbahnen des Substrats von 4 zeigt,
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6 eine
Hälfte
eines Zwischenabschnitts des Musters von 5 zeigt,
und
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7 eine
schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Elektromotors
gemäß der Erfindung
ist.
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Eine
Datenspeichereinheit 1 gemäß der Erfindung, die in 1 und 2 gezeigt
ist, umfasst ein Gehäuse 3,
in dem ein Lagerkörper 5 für eine Anzahl
von Informationsträgern 7 untergebracht
ist. Der Lagerkörper 5 ist
um eine Drehachse 9 drehbar. Die Informationsträger 7 bestehen
aus magnetischen Festplatten, welche um den Lagerkörper 5 in
gegenseitig parallelen Stellungen senkrecht zu der Drehachse 9 angeordnet
sind. In dem Gehäuse 3 ist
des Weiteren eine Abtasteinheit 11 untergebracht, welche
eine Anzahl von Magnetköpfen 13 umfasst,
die an einem Arm 15 angebracht sind, der um eine Schwenkachse 17 geschwenkt
werden kann, welche parallel zu der Drehachse 9 verläuft. Die
Abtasteinheit 11 umfasst einen separaten Magnetkopf 13 für jeden
Informationsträger 7,
wobei nur ein einziger der Magnetköpfe 13 in 1 sichtbar
ist. Die Magnetköpfe 13 lesen
von den Informationsträgern 7 oder schreiben
darauf, indem der Lagerkörper 5,
welcher die Informationsträger 7 trägt, um die
Drehachse 9 in Drehrichtung R gedreht wird und die Magnetköpfe 13 im
Verhältnis
zu den sich drehenden Informationsträgern 7 durch Schwenken
des Arms 15 in Schwenkrichtungen P und P' positioniert werden.
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Der
Lagerkörper 5 der
Datenspeichereinheit 1 ist mittels eines Elektromotors 19 gemäß der Erfindung,
welcher schematisch in 3 gezeigt ist, um die Drehachse 9 drehbar.
Der Motor 19 umfasst einen ersten Teil 21, welcher
im Verhältnis
zu dem Gehäuse 3 der
Datenspeichereinheit 1 in einer feststehenden Position
angebracht ist, und einen zweiten Teil 23, welcher im Verhältnis zu
dem ersten Teil 21 um die Drehachse 9 drehbar
ist, und an welchem der Lagerkörper 5 der
Datenspeichereinheit 1 angebracht ist. Der erste Teil 21 des
Motors 19 umfasst eine zentrale Welle 25, deren
Mittelachse mit der Drehachse 9 zusammenfällt und
die an dem Gehäuse 3 angebracht
ist, einen ringförmigen
Träger 27, welcher
an der Welle 25 angebracht ist und senkrecht zu der Drehachse 9 verläuft, und
einen kreiszylinderförmigen
Statorkörper 29,
welcher an dem Träger 27 angebracht
ist und im Verhältnis
zu der Rotationsachse 9 konzentrisch ist. Der zweite Teil 23 des Motors 19 umfasst
eine Hülse 31,
welche im Verhältnis
zu der Drehachse 9 konzentrisch ist, und einen kreiszylinderförmigen Rotorkörper 33,
welcher ebenfalls im Verhältnis
zu der Drehachse 9 konzentrisch ist und teilweise an einer
Außenwand 35 der
Hülse 31 und
teilweise an einer Innenwand 37 des Lagerkörpers 5 angebracht
ist. Der erste Teil 21 und der zweite Teil 23 des
Motors 19 sind im Verhältnis
zueinander mittels zwei radialer dynamischer Rillenlager 39 und 41 zapfengelagert,
welche, aus einer Richtung parallel zu der Drehachse 9 gesehen,
zueinander in einem Abstand angeordnet sind, und welche an der zentralen
Welle 25 und an der Hülse 31 bereitgestellt
sind, und mittels zwei axialer dynamischer Rillenlager 43 und 45,
welche an einer ringförmigen Druckplatte 47 bereitgestellt
sind, die an der zentralen Welle 25 und an einer in der
Hülse 31 bereitgestellten
ringförmigen
Vertiefung 49 angebracht sind. Die Rillenlager 39, 41, 43, 45 bestehen
aus einer allgemein bekannten Art.
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Der
kreiszylinderförmige
Statorkörper 29 umfasst
ein folienförmiges,
isolierendes Substrat 51, auf welchem ein dreiphasiges
elektrisches Spulensystem 53 bereitgestellt ist. Das Substrat 51 ist
dergestalt gewölbt
oder aufgerollt, dass es einen kreiszylinderförmigen Körper 55 ausbildet,
welcher drei Schichten 57a, 57b, 57c des
Substrats 51 umfasst und, in eine Richtung parallel zu
der Drehachse 9 gesehen, zwischen einer ersten gedachten
Stirnfläche 59 und
einer zweiten gedachten Stirnfläche 61 verläuft, welche
beide senkrecht zu der Drehachse 9 verlaufen, wobei der
Körper 55 an
dem Träger 27 in der
Nähe der
ersten Stirnfläche 59 angebracht
ist. Das isolierende Substrat 51, welches das Spulensystem 53 umfasst,
ist in nicht aufgerolltem Zustand in 4 gezeigt.
Das Substrat 51 umfasst eine erste Seite 63, die
in einem aufgerollten Zustand zu der Drehachse 9 gerichtet
ist, und eine zweite Seite 65, welche von der Drehachse 9 entfernt
ist und welche sich in einem aufgerollten Zustand befindet. Auf
beiden Seiten 63, 65 des Substrats 51 sind
drei Gruppen von in Serie geschalteten spiralförmigen Mustern von Kupferleiterbahnen
auf dem Substrat 51 mittels eines Ätzverfahrens bereitgestellt.
In der gezeigten Ausführungsform
umfasst die erste oder innere Schicht 57a des Substrats 51 eine
erste Gruppe 67 von Mustern 67a bis 67f auf
der ersten Seite 63 und eine zweite Gruppe 67' von Mustern 67'a bis 67'f auf der zweiten Seite 65,
wobei das Muster 67a elektrisch an das Muster 67'a angeschlossen
ist, das Muster 67'a elektrisch
an das Muster 67'b angeschlossen
ist, das Muster 67'b elektrisch
an das Muster 67b angeschlossen ist, usw. Demzufolge sind
die Muster 67a bis 67f und 67'a bis 67'f in Serie geschaltet
und bilden eine erste Phase des dreiphasigen Spulensystems 53.
Gleichfalls umfasst die zweite oder mittlere Schicht 57b des
Substrats 51 eine dritte Gruppe 69 von Mustern 69a bis 69f auf
der ersten Seite 63 und eine vierte Gruppe 69' von Mustern 69'a bis 69'f auf der zweiten
Seite 65, wobei das Muster 69a elektrisch an das
Muster 69'a angeschlossen
ist, das Muster 69'a elektrisch
an das Muster 69'b angeschlossen
ist, das Muster 69'b elektrisch
an das Muster 69b angeschlossen ist, usw. Demzufolge sind
die Muster 69a bis 69f und 69'a bis 69'f in Serie geschaltet
und bilden eine zweite Phase des dreiphasigen Spulensystems 53.
Schließlich
umfasst die dritte oder äußere Schicht 57c des
Substrats 51 eine fünfte Gruppe 71 von
Mustern 71a bis 71f auf der ersten Seite 63 und
eine sechste Gruppe 71' von
Mustern 71'a bis 71'f auf der zweiten
Seite 65, wobei das Muster 71a elektrisch an das
Muster 71'a angeschlossen
ist, das Muster 71'a elektrisch
an das Muster 71'b angeschlossen
ist, das Muster 71'b elektrisch
an das Muster 71b angeschlossen ist, usw. Demzufolge sind
die Muster 71a bis 71f und 71'a bis 71'f in Serie geschaltet
und bilden eine dritte Phase des dreiphasigen Spulensystems 53.
Zwischen der ersten, der dritten und der fünften Gruppe 67, 69, 71 und
zwischen der zweiten, der vierten und der sechsten Gruppe 67', 69', 71' ist ein Abstand
d auf dem Substrat 51 vorhanden, welcher ungefähr 2/3 des Pitch
p zwischen den einzelnen Mustern der Gruppen 67, 67', 69, 69', 71, 71' gleichkommt.
Die erste, die zweite und die dritte Phase des Spulensystems 53 sind
elektrisch an die jeweiligen drei Phasen und an einen Massekontakt
einer in den Figuren nicht gezeigten elektrischen Energieversorgung
mittels eines Steckermittels angeschlossen, das in den Figuren auch
nicht gezeigt ist. Wie in 3 gezeigt,
umfasst der kreiszylinderförmige
Rotorkörper 33 einen
kreiszylinderförmigen
Magnetkörper 73,
welcher an der Außenwand 35 der
Hülse 31 angebracht
ist und welcher eine Anzahl von magnetischen Polen umfasst, die
aufeinander folgend entgegengesetzte radiale Magnetisierungsrichtungen
aufweisen, wobei die Anzahl von magnetischen Polen an die Anzahl
von Mustern einer individuellen Gruppe 67, 67', 69, 69', 71, 71' angepasst ist.
Der Motorkörper 33 umfasst
des Weiteren ein kreiszylinderförmiges
Abschlussjoch 75, welches an der Innenwand 37 des
Lagerkörpers 5 angebracht
ist. Zwischen dem Magnetkörper 73 und
dem Abschlussjoch 75 ist ein kreiszylinderförmiger Luftspalt 77 vorhanden,
in welchem der Statorkörper 29 dergestalt
untergebracht ist, dass der Magnetkörper 73 an der Stelle
der Leiterbahnen auf dem Substrat 51 ein magnetisches Feld
erzeugt.
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5 zeigt
eines der spiralförmigen
Muster 67a von Leiterbahnen auf dem Substrat 51 im
Detail. Die weiteren Muster von Leiterbahnen auf dem Substrat 51 weisen
eine im Wesentlichen identische Form auf. Wie 5 zeigt,
umfasst das Muster 67a zwei Hauptabschnitte 79 und 81 mit
im Wesentlichen geraden Leiterbahnen 83, 85, welche
im Wesentlichen parallel zu einer Mittellinie 87 des Musters 67a verlaufen.
Die Leiterbahnen 83 des Hauptabschnitts 79 verlaufen
jede von einem ersten Ende 89 zu einem zweiten Ende 91,
und die Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81 verlaufen
jede von einem ersten Ende 93 zu einem zweiten Ende 95.
Das Muster 67a umfasst des Weiteren zwei Zwischenabschnitte 97 und 99 mit
gebogenen Leiterbahnen 101, 103. Die Leiterbahnen 101 des
Zwischenabschnitts 97 verbinden die ersten Enden 89 der
Leiterbahnen 83 des Hauptabschnitts 79 mit den
ersten Enden 93 der Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81,
und die Leiterbahnen 103 des Zwischenabschnitts 99 verbinden die
zweiten Enden 91 der Leiterbahnen 83 des Hauptabschnitts 79 mit
den zweiten Enden 95 der Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81.
Der Zwischenabschnitt 97 weist einen mittleren Bereich 105 in
der Mitte zwischen den ersten Enden 89 der Leiterbahnen 83 des
Hauptabschnitts 79 und den ersten Enden 93 der
Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81 auf, und
des Zwischenabschnitts 99 weist einen mittleren Bereich 107 in
der Mitte zwischen den zweiten Enden 91 der Leiterbahnen 83 des
Hauptabschnitts 79 und den zweiten Enden 95 der
Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81 auf. Das
Muster 67a weist des Weiteren einen Endabschnitt 109 auf, über welchen
das Muster 67a elektrisch durch das Substrat 51 hindurch
an das Muster 67'a auf
der zweiten Seite 65 des Substrats 51 angeschlossen
ist.
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6 zeigt
eine Hälfte
des Zwischenabschnitts 97 des Musters 67a. Wie 6 zeigt,
weist jede der Leiterbahnen 101 des Zwischenabschnitts 97 eine
Breite w auf, welche, von den ersten Enden 93 der Leiterbahnen 85 des
Hauptabschnitts 81 aus zu dem mittleren Bereich 105 des
Zwischenabschnitts 97 aus gesehen, anfänglich zunimmt und danach abnimmt.
Wie ebenfalls nur in 5 zu sehen ist, nimmt die Breite
w der Leiterbahnen 101 des Zwischenabschnitts 97 anfänglich zu
und nimmt danach ab, von den ersten Enden 89 der Leiterbahnen 83 des
Hauptabschnitts 79 aus zu dem mittleren Bereich 105 des
Zwischenabschnitts 97 gesehen. Wie gleichfalls nur in 5 zu
sehen ist, weist jede der Leiterbahnen 103 des Zwischenabschnitts 99 eine
Breite w' auf, welche,
von den zweiten Enden 91, 95 jeweils von jedem
Hauptabschnitt 83, 85 aus zu dem mittleren Bereich 107 des
Zwischenabschnitts 99 gesehen, anfänglich zunimmt und danach abnimmt.
Es hat sich herausgestellt, dass aufgrund dieser wechselnden Breiten
w und w' der gebogenen
Leiterbahnen 101 und 103 eine relativ starke Zunahme
der so genannten Drehzahlsteifigkeit des Motors erreicht wird. Die
Drehzahlsteifigkeit des Motors ist im Wesentlichen zu dem Verhältnis k2/R proportional, wobei k die Drehmomentkonstante
des Motors 19 darstellt und R den elektrischen Widerstand
des Motors 19 darstellt. Aufgrund der höheren Drehzahlsteifigkeit des
Motors ist die Rate deutlich reduziert, mit welcher die Motordrehzahl
abnimmt, was aufgrund einer vorbestimmten Zunahme der externen mechanischen Belastung
passiert, die auf den Motor 19 bei einem vorbestimmten
Wert der dem Motor 19 zugeführten elektrischen Spannung
ausgeübt
wird, so dass die Motordrehzahl weniger durch eine ansteigende externe
mechanische Belastung beeinträchtigt
wird. Dadurch bedingt werden Veränderungen
der Drehzahl des Motors 19 so weit wie möglich beim
Betrieb dergestalt vermieden, dass der Abtastvorgang der Datenspeichereinheit 1 im
Wesentlichen nicht durch Veränderungen
der Drehzahl der Informationsträger 7 beeinflusst
wird. Wie 5 und 6 des Weiteren
zeigen, weist die Breite w der Leiterbahnen 101 des Zwischenabschnitts 97 einen
maximalen Wert wmax an einer Stelle auf,
die im Wesentlichen in der Mitte zwischen den ersten Enden 89 der
Leiterbahnen 83 des Hauptabschnitts 79 und dem
mittleren Bereich 105 des Zwischenabschnitts 97 liegt,
und an einer Stelle, die im Wesentlichen in der Mitte zwischen den
ersten Enden 93 der Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 81 und
dem mittleren Bereich 105 liegt. Gleichfalls weist die
Breite w' der Leiterbahnen 103 des
Zwischenabschnitts 99 einen maximalen Wert w'max an
einer Stelle auf, die im Wesentlichen in der Mitte zwischen den
zweiten Enden 91 der Leiterbahnen 83 des Hauptabschnitts 79 und
dem mittleren Bereich 107 des Zwischenabschnitts 99 liegt,
und an einer Stelle, die im Wesentlichen in der Mitte zwischen den
zweiten Enden 95 der Leiterbahnen 85 des Hauptabschnitts 87 und
dem mittleren Bereich 107 liegt. Aufgrund dieser Lagen
der maximalen Werte wmax und w'max erhält die Zunahme
der Drehzahlsteifigkeit des Motors einen optimalen Wert. Wie 5 und 6 des
Weiteren zeigen, weisen die Leiterbahnen 83 und 85 der
Hauptabschnitte 79 und 81 eine Breite w'', w''' auf, welche in eine Richtung von einer
inneren 83', 85' der Leiterbahnen 83, 85 zu einer äußeren 83'', 85'' der
Leiterbahnen 83, 85 abnimmt, d.h. die inneren
Leiterbahnen 83', 85' weisen eine
maximale Breite w''max,
w'''max auf, und
die äußeren Leiterbahnen 83'', 85'' weisen
eine minimale Breite w''min,
w'''min auf. Aufgrund
dessen nimmt die Drehzahlsteifigkeit des Motors noch weiter zu.
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7 zeigt
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines Elektromotors 111 gemäß der Erfindung. Der Motor 111 ist
ein Linearmotor und umfasst einen ersten Teil 113, welcher
in einer feststehenden Stellung im Verhältnis zu einem Rahmen 115 des
Motors 111 angebracht ist, und einen zweiten Teil 117,
welcher im Verhältnis
zu dem ersten Teil 113 und dem Rahmen 115 dergestalt
geführt
wird, dass er im Verhältnis
zu dem ersten Teil 113 in eine Richtung parallel zu einer
linearen Richtung X beweglich ist. Der erste Teil 113 umfasst
eine Anzahl von Schichten eines folienförmigen, isolierenden Substrats 119,
wobei jede der Schichten eine Vielzahl von in Serie geschalteten
spiral förmigen
Mustern 121 von Leiterbahnen umfasst, vergleichbar mit
den in 5 gezeigten Mustern 67a. Bei der gezeigten
Ausführungsform
umfasst der erste Teil 113 drei Schichten des Substrats 119,
wobei jede Schicht eine Phase eines dreiphasigen elektrischen Spulensystems
trägt.
Der zweite Teil 117 umfasst eine Permanentmagneteinheit 123 zum
Erzeugen eines magnetischen Feldes an der Stelle der Leiterbahnen.
Bei dem Elektromotor 111 ist das Substrat 119 in
einer gedachten Ebene angeordnet, die parallel zu der linearen Richtung
X verläuft.
Aufgrund der Verwendung der Muster 121, welche mit den
Mustern 67a des vorstehend diskutierten Rotors 19 vergleichbar
sind, weist der Linearmotor 111 eine große Drehzahlsteifigkeit
des Rotors auf, in eine Richtung gesehen, die parallel zu der X-Richtung
verläuft,
sodass die lineare Geschwindigkeit des Motors 111 in eine
Richtung, die parallel zu der X-Richtung verläuft, nur in einem begrenzten Ausmaß durch
einen Anstieg der externen mechanischen Kraft beeinflusst wird,
die auf den Rotor 111 in eine Richtung parallel zu der
X-Richtung ausgeübt wird.
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Der
Elektromotor 19 gemäß der Erfindung wie
vorstehend beschrieben, wird in einer Datenspeichereinheit 1 gemäß der Erfindung
wie vorstehend beschrieben verwendet. Es wird darauf hingewiesen, dass
ein Elektromotor gemäß der Erfindung
außerdem
in weiteren Einrichtungen verwendet werden kann, wobei ein Teil
der Einrichtung um eine Drehachse gedreht werden muss. Ein Elektromotor
gemäß der Erfindung
kann beispielsweise außerdem
in einer Datenspeichereinheit für
einen optischen Informationsträger
oder in einer Abtasteinrichtung verwendet werden, welche einen drehbaren
Polygonspiegel umfasst. Der Elektromotor 111 gemäß der Erfindung
wie vorstehend beschrieben kann beispielsweise in einer Datenspeichereinheit
zum Bewegen einer Abtasteinheit der Datenspeichereinheit in eine radiale
Richtung im Verhältnis
zu einem scheibenförmigen
Informationsträger,
der durch die Abtasteinheit abgetastet werden soll, verwendet werden.
Ein linearer Elektromotor gemäß der Erfindung
kann außerdem
in weiteren Einrichtungen verwendet werden, wobei ein Teil der Einrichtung
in eine lineare Richtung bewegt werden muss, wie beispielsweise
eine Positionierungseinrichtung, die einen Objekttisch aufweist, der
in zwei senkrechte zueinander verlaufende Koordinatenrichtungen
beweglich ist.
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Es
wird des Weiteren darauf hingewiesen, dass die Erfindung außerdem Elektromotoren
abdeckt, bei denen der erste Teil eine andere Anzahl von Schichten
des folienförmigen,
isolierenden Substrats aufweist. Demzufolge kann der erste Teil
beispielsweise außerdem
nur eine oder zwei, oder mehr als drei Schichten des Substrats aufweisen.
Bei derartigen alternativen Ausführungsformen
kann jede Schicht des Substrats eine einzige elektrische Phase des
Spulensystems umfassen, das auf dem Substrat bereitgestellt ist.
Allerdings deckt die Erfindung außerdem Ausführungsformen ab, bei denen
jede einzelne Phase des Spulensystems auf mehr als einer Schicht
des Substrats bereitgestellt ist oder bei denen eine Schicht des
Substrats mehr als eine Phase des Spulensystems umfasst.
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Schließlich wird
darauf hingewiesen, dass die Erfindung außerdem Ausführungsformen eines elektrischen
Motors abdeckt, bei dem die Muster, die auf dem isolierenden Substrat
bereitgestellt sind, eine andere Beschaffenheit aufweisen. Somit
deckt die Erfindung beispielsweise Elektromotoren ab, welche Muster
aufweisen, bei denen die Leiterbahnen der Hauptabschnitte wesentlich
kürzer
sind als die Leiterbahnen 83, 85 des in 5 gezeigten
und vorstehend diskutierten Musters 67a. Die Erfindung deckt
sogar Ausführungsformen
ab, bei denen die Hauptabschnitte der Muster im Verhältnis zu
den Zwischenabschnitten schmal sind.