DE60201492T2

DE60201492T2 - Elektrischer Motor

Info

Publication number: DE60201492T2
Application number: DE60201492T
Authority: DE
Inventors: James Ching Sik Tai Po Industrial Estate Tai Po Lau
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: US7159295B2; GB0130152D0; ATE279042T1; MXPA02012491A; EP1330014B1; DE60201492D1; CN1427524A; ES2229056T3; JP2003199268A; EP1330014A1; US20050029884A1; CN100338848C; US20030111922A1; US6806607B2; BR0205330A

Description

Diese Erfindung betrifft elektrische Motoren und insbesondere elektrische Miniatur-Motoren, die einen Permanentmagnet-Stator aufweisen.
PMDC Motoren sind sehr gebräuchlich und haben viele Verwendungen und Anwendungen. Einige Anwendungen erfordern Motoren mit einer relativ hohen Leistung mit einer kleinen physikalischen Größe, während einige Anwendungen erfordern, dass der Motor einen geringen Versatz aufweist.
Ein Versatz kann verringert werden, indem die Rotorpole und/oder die Statorpole geformt werden. Da der Stator ein Permanentmagnet ist, bedeutet die Formung der Statorpole eine Formung der Magneten oder des Magnetfelds, welches während der Ladung der Magneten geformt werden kann. Dies ist gewöhnlicherweise nur mit Ringmagneten möglich, aber keramische Ringmagnete sind sehr teuer und Gummiringmagnete sind magnetisch nicht so stark.
Während keramische Magnete verwendet werden, ist es üblich zwei bogenförmige keramische Magnete, die umfangsmäßig in Bezug auf das dosenartige Gehäuse über Anschläge, die an einer longitudinalen Seite von jedem Magnet angreifen, und ein oder mehrere Federn, die dazwischen angeordnet sind, und Lager gegen die andere longitudinale Kante der Magnete angebracht sind, wobei die Magnete mit den Anschlägen in Kontakt gedrückt werden, zu verwenden.
Eine ähnliche Anordnung wird mit vier bogenförmigen Magneten und zwei Stufen von Anschlägen verwendet. Anordnungen nach dem Stand der Technik sind zB. aus der US-A-5619084 oder US-A-5109172 bekannt.
Sobald sie in dem Gehäuse installiert sind, werden die Magnete geladen. Jedoch stellt der Spalt zwischen den keramischen Magneten einen Spalt in dem Magnetfeld des Stators dar und irgendeine Formung des Magnetfelds muss diesen Spalt berücksichtigen.
Der Gummiringmagnet andererseits erfordert keine Federn und keine Anschläge, die in die Wand des Gehäuses gedrückt werden. Der Magnet wird durch den Magneten selbst an der Stelle gehalten, der sich ausdehnt, wenn er geladen wird, was zu einem Gehäuse ohne Seitenöffnungen führt. Die Weglassung der Seitenöffnungen in dem Motorgehäuse ist wünschenswert, da die Öffnungen eingestanzt werden, um die Anschläge zu bilden, und zwar als ein sekundärer Prozess, nachdem das Gehäuse gebildet worden ist. Dies verlangsamt den Herstellungsprozess und verzerrt auch die Rundheit des Gehäuses, welches allgemein unter Verwendung einer Tiefziehtechnik hergestellt wird. Sie erlaubt auch die Konstruktion einer abgedichteten Motorkonstruktion. Jedoch erzeugt der Gummimagnet ein schwächeres Magnetfeld und somit einen weniger leistungsstarken Motor. Somit gibt es einen Bedarf für ein Gehäuse ohne Seitenöffnungen, welches einen leistungsfähigeren Magneten, wie einen keramischen Magneten, haltert.
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung einen Permanentmagnetenmotor mit einem zylindrischen Gehäuse bereit, welches einen Permanentmagneten-Stator und einen gewickelten Rotor enthält, wobei der Permanentmagneten-Stator wenigstens zwei bogenförmige keramische Magnete, die umfangsmäßig durch Gummimagnete beabstandet sind, umfasst. Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Motors.
Eine genaue Definition der Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
1 zeigt einen elektrischen Permanentmagneten-Gleichstrom-Motor in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen longitudinalen Querschnitt des Stators des Motors der 1;
3 eine transversale Querschnittsansicht des Stators der 2.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Der in 1 gezeigte Motor ist ein Miniatur-PMDC-Motor 10, der einen Zweipol-Permanentmagnetenstator aufweist. Der Stator umfasst ein dosenartiges Gehäuse 11, welches die Permanentmagneten umgibt und einen gewickelten Rotor aufnimmt, von dem nur eine Welle 12 sichtbar ist. Ein Ende ist mit einer Formharz-Endkappe 14 verschlossen, die Motoranschlüsse 15, ein Bürstengetriebe und ein Lager haltert. Das andere Ende des Gehäuses 11 haltert ebenfalls ein Lager für die Rotorwelle 12. Obwohl das Gehäuse so dargestellt ist, dass es ein offenes Ende und ein verschlossenes Ende aufweist, könnte das Gehäuse zwei offene Enden aufweisen, die beide durch getrennte Endkappen verschlossen sind.
Der Stator, der mit näheren Einzelheiten in den 2 und 3 gezeigt ist, weist zwei keramische bogenförmige Magnete 20 auf, die innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet sind. Es gibt keine Anschläge, die in dem Gehäuse gebildet sind, um die Magnete 20 umfangsmäßig in Bezug auf das Gehäuse 11 anzuordnen. Ein Gummimagnet 21 wird in jeden Spalt zwischen benachbarten longitudinalen Kanten der keramischen Magnete 20 gedrückt. Die Gummimagnete 21 können komprimiert werden, um zu einem Zusammenbau beizutragen, sobald sie aber geladen sind, schwellen die Gummimagnete 21 an, so dass eine feste Presspassung zwischen den keramischen Magneten 20 und den Gummimagneten 21 erzeugt wird, die die Magnete 20, 21 an dem Gehäuse 11 befestigt.
Keramische Magnete 20 können zusätzlich durch einen Klebevorgang der Magnete an dem Gehäuse 11 gehaltert werden. Das Gehäuse 11 kann eine Kerbe 16 an einem Ende aufweisen, zur Ausrichtung der Magnete 20, 21 innerhalb des Gehäuses 1l während eines Zusammenbaus und danach, zum Ausrichten der Endkappe 14 mit dem Gehäuse 11 so, dass die Bürsten zu den Magneten richtig ausgerichtet sind, um den richtigen Kommutationswinkel sicherzustellen.
Obwohl ein Zweipolstator in dem Beispiel gezeigt worden ist, kann das erfinderische Konzept auf Permanentmagnetenstatoren angewendet werden, die allgemein zwei oder mehr Pole aufweisen, und eignet sich insbesondere für Statoren mit vier Polen.
Der so konstruierte Motor weist einen Stator mit einem kontinuierlichen Magnetfeld auf, welches ähnlich zu demjenigen ist, das durch einen Ringmagneten bereit gestellt wird, aber mit höhererenergetischen keramischen Magneten an den Polzentren und Gummimagneten an dem Übergang zwischen den Polen, was eine Formladung des Stators erlaubt. Dieses Verfahren erlaubt auch die einfache Befestigung von bogenförmigen keramischen Magneten an einem Motorgehäuse und vermeidet die Verwendung von Gehäusedeformations-Magnetanschlagflügeln, die in die Seite des Gehäuses gestanzt sind.
Die voranstehend beschriebene Ausführungsform wird nur als Beispiel angegeben und verschiedene Modifikationen werden für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet ohne Abweichen von dem Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, ersichtlich sein.

Claims

Elektrischer Miniaturmotor, umfassend: einen gewickelten Rotor; eine Permanentmagnetenstator, der um den Rotor herum angeordnet ist; ein Gehäuse (11), das den Permanentmagnetenstator haltert; dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetenstator wenigstens zwei bogenförmige keramische Magnete (20) umfasst, die durch Gummimagnete (21) umfangsmäßig getrennt sind.
Motor nach Anspruch 1, wobei die keramischen Magnete (20) an den Polen des Stators angeordnet sind.
Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gummimagnete (21) ein magnetisches Ladungsprofil aufweisen, um das Magnetfeld über den Gummimagneten zu verändern.
Motor nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die keramischen Magnete (20) an das Gehäuse (11) geklebt sind.
Elektrischer Miniaturmotor nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (11) in einer Umfangswand, die die Magnete (20, 21) haltert, keine Löcher aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Miniaturmotors, umfassend die folgenden Schritte: Hernehmen eines tiefgezogenen zylindrischen Gehäuses (11) und Einfügen von zwei keramischen bogenförmigen Magneten (20) und Anordnen der keramischen Magnete umfangsmäßig beabstandet an eine innere Umfangswand des Gehäuses, Anbringen eines gewickelten Rotors in das Gehäuse (11), den Magneten (20, 21) gegenüberliegend, Verschließen des Gehäuses (11) mit einer Endkappe (14), und Anwenden eines starken magnetischen Felds über das Gehäuse, um die Magnete (20, 21) zu laden, gekennzeichnet durch ein Einfügen von Gummimagneten (21) in das Gehäuse (11) hinein und Anordnen der Gummimagnete (21) an die innere Umfangswand des Gehäuses, um die Umfangsspalten zwischen den keramischen Magneten (20) zu füllen, bevor die Magnete (20, 21) geladen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt zum Laden der Magnete (20, 21) ausgeführt wird, bevor der Rotor an dem Gehäuse (11) angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei zusätzliche zwei keramische bogenförmige Magnete (20) umfangsmäßig an die innere Umfangswand des Gehäuses (11) beabstandet werden und die Gummimagnete (21) zwischen jedem Paar von angrenzenden keramischen Magneten (20) eingefügt werden, um einen kontinuierlichen Ring von Magneten zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Gummimagnete (21) komprimiert werden, bevor sie zwischen die keramischen Magnete (20) eingefügt werden.
Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Miniaturmotors nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend den Schritt zum Anbringen eines Klebemittels an den keramischen Magneten (20), bevor sie in das Gehäuse (11) hinein eingefügt werden, und Verwenden der Gummimagnete (21), um die keramischen Magnete (20) an der Stelle zu halten, bis das Klebemittel aushärtet.