DE69801244T2

DE69801244T2 - Motor mit Leistungsabtriebsmitteln

Info

Publication number: DE69801244T2
Application number: DE69801244T
Authority: DE
Inventors: Chikara Aoshima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: EP0859449A1; EP0859449B1; US5973425A; DE69801244D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Motor mit einer Leistungsübertragungseinrichtung an einem Rotor, der sich superkompakt ausbilden läßt.

Einschlägiger Stand der Technik

Kompaktmotoren enthalten beispielsweise das, was in Fig. 23 der Zeichnungen in Gestalt eines kompakten Zylinder-Schrittmotors dargestellt ist. Auf einen Spulenträger 101 ist eine Statorspule 105 konzentrisch aufgewickelt, wobei der Spulenträger 101 zwischen zwei Statorjochen 106 in axialer Richtung eingefaßt und fixiert ist, und Statorzähne 106a sowie 106b abwechselnd an dem Statorjoch 106 in Umfangsrichtung an der inneren diametralen Fläche des Spulenträgers 101 ausgebildet sind, während die Statorjoche 106 einstückig mit den Statorzähnen 106a oder 106b an Gehäusen 103 befestigt sind, wodurch ein Stator 102 gebildet ist.
Ein Flansch 115 und ein Lager 108 sind an einem von zwei Sätzen von Gehäusen 103 befestigt, ein weiteres Lager 108 ist an dem anderen Gehäuse 103 befestigt. Ein Rotor 109 enthält einen Magneten 111, der an einer Rotorwelle 110 befestigt ist, wobei der Rotormagnet 111 einen radialen Spalt bezüglich der Statorjoche 106 des Stators 102 bildet. Die Rotorwelle 110 ist drehbar zwischen zwei Lagern 108 gelagert.
Allerdings besitzt der zum Stand der Technik gehörige, oben beschriebene kompakte Schrittmotor die Gehäuse 103, den Spulenträger 101, die Statorspule 105 und die Statorjoche 106 in konzentrischer Anordnung am Außenumfang des Rotors, und deshalb hat er den Nachteil, daß seine äußeren Abmessungen beträchtlich groß sind. Außerdem läuft ein durch Zufuhr elektrischer Leistung zu der Statorspule 105 hervorgerufene Induktionsfluß hauptsächlich durch die Stirnfläche 106a 1 der Statorzähne 106a sowie die Stirnfläche 106b 1 der Statorzähne 106b, wie in Fig. 24 der Zeichnung dargestellt ist, so daß der Induktionsfluß also nicht wirksam auf den Rotormagneten 111 einwirken kann. Dies hat den Nachteil, daß die Ausgangsleistung des Motors nicht besonders hoch ist.
Die Anmelderin hat bereits einen Motor vorgeschlagen, der die obigen Probleme gelöst hat, vergleiche die EP-A1-0 801 459.
Dieser bereits vorgeschlagene Motor ist in der Weise aufgebaut, daß ein Rotor mit einem Permanentmagneten, der in Umfangsrichtung gleichmäßig unterteilt und abwechselnd zu verschiedenen Polen magnetisiert ist, eine zylindrische Form aufweist, wobei eine erste Spule, der Rotor und eine zweite Spule sukzessive in axialer Richtung des Rotors angeordnet sind, ein erster äußerer Magnetpol und ein erster innerer Magnetpol von der ersten Spule erregt werden und der äußeren Umfangsfläche bzw. der inneren Umfangsfläche des Rotors gegenüberstehen, und ein zweiter äußerer Magnetpol und ein zweiter innerer Magnetpol, die von der zweiten Spule erregt werden, der äußeren Umfangsfläche bzw. der inneren Umfangsfläche des Rotors gegenüberstehen, und schließlich eine Drehwelle als Rotorwelle in Form eines zylindrischen Permanentmagneten herausgeführt ist.
Der einen solchen Aufbau aufweisende Motor kann eine hohe Ausgangsleistung bei geringen Außenabmessungen aufweisen, da aber die diametralen Abmessungen des inneren magnetischen Pols klein sind, war es schwierig, die Zähne des Magnetpols auszubilden, und da die aus dem zylindrisch geformten Permanentmagnet herausgeführte Drehwelle ebenfalls klein ist, war es auch schwierig, den mit einer solchen Drehwelle ausgestatteten Rotor herzustellen.
Aus diesem Grund hat die Anmelderin in einer europäischen Patentanmeldung mit noch nicht zugewiesenem Aktenzeichen einen Motor vorgeschlagen, bei dem die Form des inneren Magnetpols im Hinblick auf gute Bearbeitbarkeit gewählt ist, allerdings bestand der Wunsch, einen Rotor zu haben, bei dem die Leistungs-. Übertragungseinrichtung, beispielsweise ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe, sich einfach auf einer Drehwelle kleiner diametraler Abmessungen montieren läßt und man eine stabile Ausgangsleistung ohne Vibrationen erhält.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht. Es ist Ziel der Erfindung, einen Motor anzugeben, der sich superkompakt bauen läßt, damit die Ausgangsleistung des Motors einfach nach außen geführt werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Motors, der sich superkompakt ausbilden läßt, so daß eine vibrationsfreie stabile Ausgangsleistung verfügbar ist.
Um diese Ziele zu erreichen, wird ein Motor gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.
Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einiger spezieller Ausführungsformen der Erfindung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Motors entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht des Motors nach Fig. 1, während dieser zusammengebaut wird.
Fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G und 3H sind Darstellungen des Drehvorgangs des Rotors des in Fig. 2 gezeigten Motors.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Motors.
Fig. 5 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Motors, in welchem der in Fig. 4 dargestellte Rotor einen Einzelschichtaufbau besitzt.
Fig. 6 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 ist eine Querschnittansicht des in Fig. 6 gezeigten Motors, während dieser zusammengebaut wird.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Motors.
Fig. 9A und 9B zeigen einen ersten Zustand eines Rotors in Bezug auf das Joch des in Fig. 7 gezeigten Motors.
Fig. 10A und 10B zeigen einen zweiten Zustand des in Fig. 9A und 9B gezeigten Rotors.
Fig. 11A und 11B zeigen einen dritten Zustand des in Fig. 9A und 9B gezeigten Rotors.
Fig. 12A und 12B zeigen einen vierten Zustand des in den Fig. 9A und 9B gezeigten Rotors.
Fig. 13 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht des in Fig. 13 gezeigten Motors, während dieser zusammengebaut wird.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 14 gezeigten Motor.
Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 14 gezeigten Rotors.
Fig. 17 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht des in Fig. 17 gezeigten Motors bei dessen Zusammenbau.
Fig. 19 ist eine Schnittansicht des Motors nach Fig. 18, dargestellt entlang der Linie 19-19 in Fig. 18.
Fig. 20 zeigt das Außenjoch in Spiralform des in Fig. 18 gezeigten Motors.
Fig. 21 zeigt die Relation zwischen dem spiralförmigen äußeren Joch gemäß Fig. 20 und einem Rotor.
Fig. 22 zeigt, daß die Magnetisierung des Rotors bei jeder Ausführungsform begrenzt wird durch dessen äußere Umfangsfläche.
Fig. 23 ist eine Querschnittansicht eines Schrittmotors gemäß Stand der Technik.
Fig. 24 ist eine Darstellung des magnetischen Flusses des Schrittmotors gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 23.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden anhand der Zeichnung einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

(Ausführungsform 1)

Fig. 1 bis 4 zeigen die Ausführungsform 1 der Erfindung. Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Magneten in zylindrischer Form als Permanentmagneten mit einer ersten magnetisierten Schicht, deren Umfang in n (bei dieser Ausführungsform vier) unterteilt ist, wodurch Abschnitte 1a, 1b, 1c und 1d mit abwechselnd magnetisierten S- und N-Polen aufweist. Eine zweite magnetisierte Schicht ist in ihrem Umfang ebenfalls in vier Teile unterteilt und enthält Abschnitte 1e, 1f, 1g und 1h mit abwechselnd magnetisierten S-Polen und N-Polen. Die erste magnetisierte Schicht und die zweite magnetisierte Schicht sind mit ihren Phasen um 180/n Grad, das heißt 45º gegeneinander versetzt. Bei jeder Ausführungsform erfolgt die Magnetisierung in der Weise, daß die äußeren Umfangsflächen der Abschnitte 1a und 1c der ersten magnetisierten Schicht und die äußeren Umfangsflächen der Abschnitte 1e und 1g der zweiten magnetisierten Schicht zu S-Polen werden, während die inneren Umfangsflächen N-Pole werden, wobei außerdem die äußeren Umfangsflächen der Abschnitte 1b und 1d der ersten magnetisierten Schicht und die Abschnitte 1f und 1h der zweiten magnetisierten Schicht N-Pole werden, und die entsprechenden inneren Umfangsflächen S-Pole sind. Energieübertragungsmittel in Form eines Zahnrads 1i sind einstückig an der äußeren Umfangsfläche zwischen der ersten magnetisierten Schicht und der zweiten magnetisierten Schicht ausgebildet, das heißt etwa in dem Mittelbereich gemäß der axialen Richtung des Magneten 1. Die Energieübertragungsmittel können abgesehen von einem Zahnrad auch als Riemenscheibe zur Drehmomentübertragung durch Reibung ausgebildet sein. Der Magnet 1 ist zum Beispiel ein Kunststoffmagnet.
Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Drehwelle, an der der Magnet 1 befestigt ist. Die Drehwelle 2 und der Magnet 1 bilden zusammen einen Rotor. Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen eine erste bzw. eine zweite Spule, die konzentrisch bezüglich des Magneten 1 angeordnet sind, und zwar an Stellen, die den Magneten 1 zwischen sich axial einschließen. Bezugszeichen 3b und 3c bezeichnen Anschlüsse für die Spule 3, Bezugszeichen 4b und 4c bezeichnen die Anschlüsse für die zweite Spule 4. Bezugszeichen 5 bezeichnet ein erstes Joch, gebildet aus weichmagnetischem Material. Das Joch besitzt einen Abschnitt 5d, der in den inneren diametralen Abschnitt 3a der Spule 3 eingeführt wird, und Zähne 5b und 5c, die dem inneren diametralen Bereich der ersten magnetisierten Schicht des Magneten 1 gegenüberstehen. Die Zähne 5b und 5c sind mit einem Versatz von 360/(n/2) Grad, das heißt 180º, ausgebildet, so daß sie die gleiche Phase bezüglich der Pole der ersten magnetisierten Schicht haben. Die Öffnung 5a des ersten Jochs und der Abschnitt 2a der Drehwelle 2 passen drehbar zusammen.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein zweites Joch aus einem weichmagnetischen Material. Es hat einen Abschnitt 6d, der in den inneren diametralen Abschnitt 4a der zweiten Spule 4 eingesetzt ist, außerdem Zähne 6b und 6c, die dem inneren diametralen Abschnitt der zweiten magnetisierten Schicht des Magneten 1 gegenüberstehen. Die Zähne 6b und 6c sind mit einem Versatz von 360/n(n/2) Grad, das heißt 180º, ausgebildet, so daß sie die gleiche Phase bezüglich der Pole der zweiten magnetisierten Schicht besitzen. Die Öffnung 6a des zweiten Jochs 6 und der Abschnitt 2b der Drehwelle 2 passen drehbar zusammen.
Die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs E haben die gleiche Phase, das heißt, sie befinden sich an einander gegenüberliegenden Stellen bezüglich der axialen Richtung. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein drittes Joch aus weichmagnetischem Material. Das dritte Joch hat zylindrische Form und ist so gebaut, daß es die erste Spule 3, die zweite Spule 4 und den Außenumfang des Magneten 1 überdeckt. Das dritte Joch 7 ist mit dem Abschnitt 5e des ersten Jochs 5 an seinem Abschnitt 7e gekoppelt, und es ist mit dem Abschnitt 6e des zweiten Jochs 6 an seinem Abschnitt 7f gekoppelt, beispielsweise durch Schweißen, durch Kleben oder durch Einpressen.
Die Anschlüsse 3b und 3c der ersten Spule 3 sind so ausgebildet, daß sie durch den Ausschnitt 7g des dritten Jochs 7 vorstehen, wenn das erste Joch 5 und das dritte Joch 7 miteinander gekoppelt werden. Außerdem sind die Anschlüsse 4b und 4c der zweiten Spule 4 so ausgebildet, daß sie durch den Ausschnitt 7a des dritten Jochs 7 herausstehen, wenn das zweite Joch 6 und das dritte Joch 7 miteinander verbunden werden. Wenn dies geschehen ist, wird der Zusammenbau sehr wesentlich verbessert gegenüber dem Verfahren, Öffnungen in den Jochen zu bilden und die Anschlüsse der Spulen in die Öffnungen einzuführen. Darüber hinaus besitzt das dritte Joch 7 Abschnitte 7a und 7b gegenüber den Zähnen 5b, 5c des ersten Jochs 5 sowie den Zähnen 6b, 6c des zweiten Jochs 6, wobei der Magnet 1 sich dazwischen befindet, und es ist mit Öffnungen 7c und 7d in den übrigen Bereichen ausgebildet.
Die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 5b, 5c des ersten Jochs 5 mit dem dazwischenliegenden Magneten 1 gegenüberstehen, bilden zusammen einen ersten äußeren Magnetpolabschnitt, und die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5, die dem inneren diametralen Abschnitt des Magneten 1 gegenüberstehen, bilden zusammen einen ersten inneren Magnetpolabschnitt. Außerdem bilden die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 6b, 6c des zweiten Jochs 6 mit dazwischenliegendem Magneten 1 gegenüberliegen, einen zweiten äußeren Magnetpolabschnitt, und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6, die dem inneren diametralen Abschnitt des Magneten 1 gegenüberstehen, bilden zusammen einen zweiten inneren Magnetpolabschnitt. Da die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 gleiche Phase besitzen, haben die Magnetpolabschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die jenen Zähnen gegenüberzustehen haben, einfache Form, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und sie lassen sich einfach durch Pressen oder dergleichen herstellen.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach dem Zusammenbau, Fig. 3A, 3B, 3C und 3D sind Schnittansichten entlang der Linie A-A in Fig. 2, und Fig. 3E, 3F, 3G und 3H sind Querschnitte entlang der Linie B-B in Fig. 2. Fig. 3A und 3E sind Querschnittansichten im selben Zeitpunkt, Fig. 3B und 3F sind Querschnittansichten im selben Zeitpunkt, Fig. 3C und 3G sind Querschnittansichten im selben Zeitpunkt, und Fig. 3D und 3H sind Querschnittansichten im selben Zeitpunkt.
Wenn aus dem Zustand nach den Fig. 3A und 3E die erste Spule 3 und die zweite Spule 4 elektrisch gespeist werden, um dadurch die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 zu S-Polen anzuregen, die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 5b, 5c gegenüberstehen, zu N-Polen anzuregen, die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs zu S-Polen zu machen, und die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen, zu N-Polen zu machen, so wird der Magnet 1 um 45º nach links (im Gegenuhrzeigersinn) gedreht und nimmt den in den Fig. 3B und 3F gezeigten Zustand ein.
Als nächstes wird die Zufuhr elektrischer Energie zu der ersten Spule 3 umgekehrt, um dadurch die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 zu N-Polen zu machen, die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 5b, 5c gegenüberstehen, zu S- Polen zu machen, die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 zu S-Polen zu machen, und die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen, zu N-Polen zu machen, so wird der Magnet 1 weiter um 45º nach links gedreht und nimmt einen Zustand ein, wie er in den Fig. 3C und 3G gezeigt ist.
Als nächstes wird die Zufuhr elektrischer Leistung zu der zweiten Spule 4 umgekehrt, um dadurch die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 zu N-Polen zu machen, die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen, zu S-Polen zu machen, wodurch der Magnet 1 weiter um 45º nach links gedreht wird. Durch Austauschen der Richtung der Zufuhr elektrischer Leistung zu der ersten Spule 3 und der zweiten Spule 4 in sequentieller Folge wird der den Magneten 1 und die Rotorwelle 2 umfassende Rotor in eine Position gedreht, die der Phase der elektrischen Stromzufuhr entspricht. Fig. 4 ist eine Seitenansicht nach dem Zusammenbau.
Bei einem solchen Aufbau werden die ersten Spule 3 und die zweite Spule 4 an Stellen angeordnet, an denen sie den Magneten 1 zwischen sich in axialer Richtung einfassen, wodurch der Magnet 1 oder die erste Spule und die zweite Spule nicht abstehen, um einen großen Durchmesser zu bilden, so daß insgesamt die diametralen Abmessungen nicht groß werden. Weiterhin wirken die Induktionsflüsse, die zwischen dem ersten äußeren Magnetpolabschnitt und dem ersten inneren Magnetpolabschnitt erzeugt werden, sämtlich auf den Magneten 1, und Induktionsflüsse, die zwischen dem zweiten äußeren Magnetpolabschnitt und dem zweiten inneren Magnetpolabschnitt erzeugt werden, wirken auf den Magneten 1 ein. Das heißt: die Induktionsflüsse, die durch die Einspeisung elektrischer Leistung in die erste Spule 3 und die zweite Spule 4 erzeugt werden, wirken effizient auf den Magneten 1 ein, so daß die Ausgangsleistung des Motors erhöht wird.
Die Antriebskraft dieses Motors wird dem Motor mittels der Drehantriebskraft des Zahnrads 1 i entnommen, welches an den Magneten 1 gemäß Fig. 4 ausgebildet ist, und zwar über die Öffnung 7c oder 7d des dritten Jochs 7 mit Hilfe eines Zahnrads oder dergleichen (nicht dargestellt). Dementsprechend ist das Zahnrad einstückig mit dem Magneten 1 ausgebildet, so daß es nicht notwendig ist, separat ein diskretes Zahnrad an der Drehwelle 2 anzubringen und darüber die Drehkraft abzunehmen. Die Kosten durch Einsparung eines solchen Zahnrads lassen sich senken. Außerdem wird das Zahnrad 1i doppelt durch die Drehwelle 2 gelagert, so daß Vibrationen bei der Kraftübertragung gering ausfallen. Die Lage des Zahnrads entspricht dem Zwischenabschnitt des Magneten 1 selbst, wo die Antriebskraft entsteht. Deshalb wird nur geringe Torsion in dem Magneten 1 und der Magnetwelle 2 hervorgerufen, die Ausgangsleistung läßt sich stabil abnehmen.
Während bei der Ausführungsform 1 die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 sich an Stellen befinden, die einander gegenüberliegen, können die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 mit einem Versatz von 180/n Grad, das heißt 45º, angeordnet werden, wobei die Phasendifferenz zwischen der ersten magnetisierten Schicht und der zweiten magnetisierten Schicht des Magneten 10º oder 90º betragen kann. In diesem Fall befinden sich gemäß Fig. 5 die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, welche die ersten äußeren Magnetpolabschnitte bilden, an Stellen, die den ersten inneren Magnetpolabschnitten 5b, 5c gegenüberstehen, und die Abschnitte 7a, 7b, die die zweiten äußeren Magnetpolabschnitte bilden, befinden sich an Stellen gegenüber den zweiten inneren Magnetpolabschnitten 6a, 6c.

(Ausführungsform 2)

Fig. 6 bis 8, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B, 12A und 12B zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bezugszeichen 8 bezeichnet ein erstes Außenjoch, welches aus weichmagnetischem Material hergestellt ist, und Zähne 8a, 8b sind an Stellen geformt, an denen sie die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die erste magnetisierte Schicht des Magneten 1 zwischen sich aufnehmen. Bezugszeichen 9 bezeichnet ein zweites Außenjoch aus weichmagnetischem Material, und Zähne 9a, 9b sind an Stellen ausgebildet, an denen sie die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 und die zweite magnetisierte Schicht des Magneten 1 zwischen sich einschließen. Bezugszeichen 10 bezeichnet einen aus nicht-magnetischem Material bestehenden Verbindungsring, und die Zähne 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 sind in die Nuten 10a, 10b des Verbindungsring 10 eingepaßt, während die Zähne 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 in die Nuten 10c, 10d des Verbindungsrings 10 eingepaßt sind. Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 sind mit beliebigem herkömmlichem Verfahren fixiert, beispielsweise durch Verkleben. Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 sind in einem vorbestimmten Abstand aufgrund der Abschnitte 10e, 10f des Verbindungsrings 10 fixiert. Außerdem sind die Zähne 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 einander gegenüberstehend bezüglich der Zähne 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 angeordnet. Ein Abschnitt des Zahnrads 1 i des Magneten 1 liegt über ein Loch 10g des Verbindungsrings 10 frei, so daß die Antriebskraft des Motors hierüber nach außen abgenommen werden kann.
Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 bilden eine Funktion ähnlich derjenigen des dritten Jochs 7 der Ausführungsform 1. Außerdem ist gemäß Fig. 7 das erste Außenjoch 8 mit seinem einen Ende mit dem ersten Joch 5 verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Einpressen oder Ankleben, und es bedeckt den äußeren Durchmesserbereich der ersten Spule 3, wobei Zähne 8a, 8b an dem äußeren Ende des ersten Außenjochs 8 einander am äußeren Umfangsabschnitt des Magneten 1 in einem vorbestimmten Abstand gegenüberstehen. Der Ausschnitt 8 g des ersten Außenjochs 8 arbeitet mit dem ersten Joch 5 unter Bildung eines Lochs zusammen, wenn es mit dem ersten Joch 5 verbunden ist. Wenn das erste Außenjoch 8 und das erste Joch 5 miteinander verbunden sind, werden die Anschlüsse 3b, 3c der ersten Spule 3 über den Ausschnitt 8 g des ersten Außenjochs 8 nach außen geführt. Wenn dies geschehen ist, ist der Zusammenbau äußerst stark vereinfacht im Vergleich zu dem Verfahren, in dem Joch ein Loch zu bilden und den Anschluß der Spule durch dieses Loch zu führen. Die Zähne 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 bilden zusammen einen ersten äußeren Magnetpolabschnitt.
Das zweite Außenjoch 9 ist gemäß Fig. 7 mit seinem einen Ende mit dem zweiten Joch 6 verbunden, zum Beispiel durch Schweißen, Einpressen oder Verkleben, und es bedeckt den äußeren diametralen Abschnitt der zweiten Spule 4, wobei die Zähne 9a, 9b, die das andere Ende des zweiten Außenjochs 9 bilden, den äußeren Umfangsabschnitt des Magneten 1 in einem vorbestimmten Abstand gegenüberstehen. Der Ausschnitt 9 g des zweiten Außenjochs 9 arbeitet, wenn letzteres mit dem zweiten Joch 6 verbunden ist, mit diesem unter Bildung eines Lochs zusammen. Wenn das zweite Außenjoch 9 und das zweite Joch 6 zusammengefügt sind, werden die Anschlüsse 4b, 4c der zweiten Spule 4 über den Ausschnitt 9 g des zweiten Außenjochs 9 nach außen geführt. Wenn dies geschehen ist, ist der Zusammenbau sehr stark vereinfacht gegenüber dem Verfahren, bei dem ein Loch in den Jochen gebildet wird und der Anschluß der Spule durch dieses Loch geleitet wird. Die Zähne 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 bilden zusammen einen zweiten äußeren Magnetpolabschnitt.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht nach dem Zusammenbau. Fig. 9A und 9B bis 12A und 12B zeigen die Drehphasen des Magneten 1, und die Fig. 9A, 10A, 11A und 12A zeigen die erste magnetisierte Schicht, während die Fig. 9B, 10B, 11B und 12B die zweite magnetisierte Schicht zeigen. Unter der gleichen Voraussetzung wie bei der Ausführungsform 1 werden die Außenjoche gebildet durch das integrale dritte Joch 7, wobei das Kommen und Gehen eines Induktionsflusses zwischen der ersten magnetisierten Schicht und der zweiten magnetisierten Schicht des Magneten 1 über das dritte Joch 1 stattfindet. Deshalb wird an den in den Fig. 9A, 9B, 11A und 11B gezeigten Drehstellungen des Magneten 1 die durch Verkämmung zustande kommende Kraft stärker als in den Fällen nach den Fig. 10A, 10B, 12A und 12B. Diese Positionen, in denen die Verkämmung stark ist, erscheinen vier Mal mit einem Versatz von 90º während einer vollständigen Umdrehung. Der vorliegende Motor bewirkt eine vollständige Umdrehung beim achtmaligen Wechseln der elektrischen Stromzufuhr zu den Spulen 3 und 4, und deshalb stimmen die elektromagnetische Kraft, die durch die Zufuhr elektrischer Leistung zu der ersten Spule 3 und der zweiten Spule 4 hervorgerufen wird, und die durch Verkämmung zustande kommende Kraft nicht immer miteinander überein. Aus diesem Grund ist die Schwankung der erzeugten Antriebskraft groß, die Drehung verläuft nicht glatt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 magnetisch voneinander durch den aus nicht-magnetischem Material bestehenden Verbindungsring 10 getrennt, und deshalb findet das Gehen und das Kommen eines Induktionsflusses zwischen der ersten magnetisierten Schicht und der zweiten magnetisierten Schicht über das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 kaum statt, und das Auftreten einer Verkämmung entspricht dem Vierfachen des Versatzes von 90º durch die erste magnetisierte Schicht, und dem Vierfachen eines Versatzes von 90º durch die zweite magnetisierte Schicht, die 45º gegenüber ersterer phasenversetzt ist, also acht Mal insgesamt. Außerdem entspricht die Frequenz des Auftretens einem Versatz von 45º, so daß man einen Motor erhält, bei dem die Schwankung der erzeugten Antriebskraft gering ist, während der Drehverlauf glatt ist.
Während die Löcher, durch die die Anschlüsse 3b und 3c der ersten Spule 3 und die Anschlüsse 4b, 4c der zweiten Spule 4 vorstehen, durch den Ausschnitt 8g des ersten Außenjochs 8 und den Ausschnitt 9g des zweiten Außenjochs 9 gebildet sind, lassen sich Ausschnitte an dem ersten Joch 5 und dem zweiten Joch 6 wie bei der Ausführungsform 1 bilden, und man kann die Löcher durch solche Ausschnitte bilden, wenn das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 miteinander verbunden sind.
Bei einem solchen Aufbau befinden sich die erste Spule 3 und die zweite Spule 4 an Stellen, an denen sie den Magneten in axialer Richtung des Magneten einschließen, und deshalb steht weder der Magnet 1 noch die erste Spule oder die zweite Spule nach außen vor und bildet einen großen Durchmesser, so daß insgesamt die äußeren diametralen Abmessungen nicht groß sind. Außerdem wirken die Induktionsflüsse, die zwischen dem ersten äußeren Magnetpolabschnitt und dem inneren Magnetpolabschnitt wirken, sämtlich auf den Magneten 1 ein, und die Induktionsflüsse, die zwischen dem zweiten äußeren Magnetpolabschnitt und dem zweiten inneren Magnetpolabschnitt erzeugt werden, wirken sämtlich auf den Magneten 1 ein. Das heißt: die durch Einspeisen elektrischer Leistung in die erste Spule 3 und die zweite Spule 4 erzeugten Induktionsflüsse wirken effizient auf den Magneten 1 ein, so daß die Ausgangsleistung des Motors gesteigert wird.
Die Antriebskraft des vorliegenden Motors wird mittels der Drehkraft an dem an dem Magneten 1 ausgebildeten Zahnrad 1i über das Loch 10g in dem Verbindungsring 10 des dritten Jochs 7 mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Zahnrads oder dergleichen abgenommen, wie bereits beschrieben wurde. Dementsprechend ist das Zahnrad einstückig mit dem Magneten 1 ausgebildet, und man muß nicht separat ein diskretes Zahnrad an der Drehwelle 2 anbringen, um darüber die Antriebskraft abzunehmen. Man erreicht also eine Verringerung der Kosten entsprechend dem Zahnrad. Das Zahnrad 1i ist von der Drehwelle 2 doppelt gelagert, Schwingungen werden ausgeschaltet, wenn die Antriebskraft übertragen wird, da die Lage des Zahnrads den Mittelbereich des Magneten 1 selbst entspricht, wo die Antriebskraft entsteht. Deshalb wird die in dem Magneten 1 und der Drehwelle 2 hervorgerufene Torsion nur gering und die Ausgangsleistung läßt sich stabil von außen abnehmen. Außerdem können natürlich das erste Joch 5 und das erste Außenjoch 8 sowie das zweite Joch 6 und das zweite Außenjoch 9 jeweils einstückig miteinander ausgebildet sein.
Während bei der vorliegenden Ausführungsform die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 sich an Stellen befinden, an denen sie einander gegenüberstehen, können die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 mit einem Versatz von 180/n Grad, das heißt 45º, zwischen sich angeordnet sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wobei die Phasendifferenz zwischen der ersten magnetisierten Schicht und der zweiten magnetisierten Schicht des Magneten 10º oder 90º betragen kann. In diesem Fall sind die Abschnitte 8a, 8b, welche die ersten Außenmagnetpolabschnitte des ersten Außenjochs 8 bilden, an Stellen gelegen, die den ersten inneren Magnetpolabschnitten 5b, 5c gegenüberliegen, und die Abschnitte 9a, 9b, die die zweiten äußeren Magnetpolabschnitte des zweiten Außenjochs 9 bilden, sind an Stellen gelegen, an denen sie den zweiten inneren Magnetpolabschnitten 6b, 6c gegenüberstehen.
Wie oben beschrieben, befinden sich erfindungsgemäß die erste Spule und die zweite Spule an Stellen, an denen sie den Magneten in axialer Richtung zwischen sich haben, und deshalb ragen die erste Spule, die zweite Spule und der Magnet nicht nach außen vor, so daß die äußeren diametralen Abmessungen des Motors gering sind. Ferner wirken die Induktionsflüsse, die zwischen dem ersten äußeren Magnetpolabschnitt und dem ersten inneren Magnetpolabschnitt erzeugt werden, sämtlich auf den Magneten ein, und es wirken die Induktionsflüsse, die zwischen dem zweiten äußeren Magnetpolabschnitt und dem zweiten inneren Magnetpolabschnitt erzeugt werden, sämtlich auf den Magneten ein. Das heißt: die von der zweiten Spule hervorgerufenen Induktionsflüsse wirken effizient auf den Magneten ein, so daß die Ausgangsleistung des Motors gesteigert wird. Außerdem erübrigt die Kraftübertragungseinrichtung an der äußeren Umfangsfläche des axial mittigen Abschnitts des Magneten das separate Anbringen einer Kraftübertragungseinrichtung, zum Beispiel eines Zahnrads oder einer Riemenscheibe, an der Ausgangswelle. Dies führt zu einer Kostenreduktion und außerdem dazu, daß die Antriebskraft dem erzeugten Zentrum des Magneten entspricht und daher nur geringe Vibrationen vorhanden sind und die Ausgangsleistung stabil übertragen werden kann.

(Ausführungsform 3)

Fig. 13 bis 16 zeigen eine Ausführungsform 3 der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform 3 ist die Magnetisierung des den Rotor bildenden Magneten spiralförmig gestaltet, um die Magnetisierung zu erleichtern. Die Energieübertragungseinrichtung ist an der äußeren Umfangsfläche des zentralen Abschnitts des Magneten gebildet und nicht dargestellt.
Bezugszeichen 1 bezeichnet einen zylinderförmigen Magnetring, bestehend aus einem Permanentmagneten, dessen Umfang n-mal geteilt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist er in vier Teile geteilt, wobei auf ihm abwechselnd S-Pole und N-Pole gebildet sind. Die Form der Magnetisierung ist so, daß sich eine Spiralform ergibt, gemäß der der Magnetring von seiner einen Stirnfläche ausgehend bis zu seiner anderen Stirnfläche einen Versatz von 180º/n (bei dieser Ausführungsform 45º) aufweist. Abschnitte 1&sub1; und 1&sub3; sind derart magnetisiert, daß ihre äußeren Umfangsflächen S-Pole werden, während ihre inneren Umfangsflächen N-Pole werden. Abschnitte 1&sub2; und 1&sub4; sind so magnetisiert, daß ihre äußeren Umfangsflächen N-Pole und ihre inneren Umfangsflächen S-Pole werden.
Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Drehwelle, an der der Magnetring 1 befestigt ist. Die Drehwelle 2 und der Magnetring 1 bilden zusammen einen Rotor. Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen Spulen, die bezüglich des Magnetrings 1 konzentrisch sind. Sie befinden sich an solchen Stellen, an denen sie den Magnetring 1 in axialer Richtung zwischen sich einfassen. Bezugszeichen 5 bezeichnet ein erstes Joch aus weichmagnetischem Material mit einem Abschnitt 5d, der in den inneren diametralen Abschnitt 3a der Spule 3 eingeführt ist, wobei seine Zähne 5b, 5c dem inneren diametralen Abschnitt einer ersten magnetisierten Schicht des Permanentmagneten 1 gegenüberliegen. Die Zähne 5b, 5c sind mit einem Versatz von 360/(n/2) Grad, das heißt 180º, ausgebildet, so daß sie die gleiche Phase bezüglich des Pols der ersten magnetisierten Schicht haben. Eine Öffnung 5a in dem ersten Joch und der Abschnitt 2a der Drehwelle 2 passen drehbar zueinander.
Bezugszeichen 6 bezeichnet ein zweites Joch aus weichmagnetischem Material, von dem ein Abschnitt 6d in den inneren diametralen Abschnitt 4a der Spule 4 eingesetzt ist. Zähne 6b, 6c stehen dem inneren diametralen Abschnitt der zweiten magnetisierten Schicht des Magnetrings 1 gegenüber. Die Zähne 6b, 6c sind mit einem Versatz von 360/(n/2) Grad, das heißt 180º, ausgebildet, damit sie die gleiche Phase gegenüber dem Pol der zweiten magnetisierten Schicht haben. Eine Öffnung 6a in dem zweiten Joch 6 und der Abschnitt 2b der Drehwelle 2 passen drehbar zusammen. Die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 befinden sich an Stellen gleicher Phase, das heißt einander gegenüberliegend in axialer Richtung.
Bezugszeichen 7 bezeichnet ein drittes Joch aus weichmagnetischem Material. Das dritte Joch 7 hat zylindrische Form und ist so aufgebaut, daß es die Spule 3, die Spule 4 und den Außenumfang des Magnetrings 1 abdeckt. Das dritte Joch 7 ist mit dem Abschnitt 5e des ersten Jochs 5 an seinem Abschnitt 7e gekoppelt, und es ist mit dem Abschnitt 6e des zweiten Jochs 6 an seinem Abschnitt 7f gekoppelt. Außerdem besitzt das dritte Joch 7 Abschnitte 7a und 7b gegenüber den Zähnen 5b, 5c des ersten Jochs 5 und den Zähnen 6b, 6c des zweiten Jochs 6, wobei der Magnetring 1 dazwischenliegt. Die übrigen Abschnittes des dritten Jochs 7 sind mit Öffnungen 7c, 7d ausgestattet. Da die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 gleiche Phase haben, haben die Magnetpolabschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die jenen Zähnen gegenüberstehen müssen, einfache Form, wie aus Fig. 1 hervorgeht, und sie fassen sich einfach herstellen, beispielsweise durch Pressen.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht nach dem Zusammenbau, wobei die Drehbewegung dieses Motors im folgenden anhand der Fig. 3A bis 3H der Ausführungsform 1 erläutert werden soll. Fig. 3A, 3B, 3C und 3D zeigen einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 14, und Fig. 3E, 3F, 3G und 3H zeigen einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 14.
Aus dem Zustand der Fig. 3A und 3E heraus wird elektrische Leistung in die Spulen 3 und 4 eingespeist, um dadurch die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 zu S-Polen zu machen, um die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 5b, 5c gegenüberstehen, zu N-Polen zu machen, um die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 zu S-Polen zu machen, und um die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen, zu N-Polen zu machen, wodurch der Magnetring 1 um 45º nach links (im Gegenuhrzeigersinn) gedreht wird und einen Zustand einnimmt, der in den Fig. 3B und 3F dargestellt ist.
Als nächstes wird die Zufuhr elektrischer Leistung zu der Spule 3 umgekehrt, um dadurch die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 zu N-Polen zu machen, die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 5b, 5c gegenüberstehen, zu S-Polen zu machen, die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 zu S-Polen zu machen, und die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen zu N-Polen zu machen, wodurch der Magnetring 1 weiter um 45º nach links gedreht wird und den in den Fig. 3C und 3G gezeigten Zustand einnimmt.
Als nächstes wird die Zufuhr elektrischer Leistung zu der Spule 4 umgedreht, um dadurch die Zähne 6b, 6c des zweiten Jochs 6 zu N-Polen zu machen und die Abschnitte 7a, 7b des dritten Jochs 7, die den Zähnen 6b, 6c gegenüberstehen, zu S-Polen zu machen, wodurch der Magnetring 1 weiter um 45º nach links gedreht wird. Durch sequentielles Ändern der Richtung der Zufuhr elektrischer Leistung zu den Spulen 3 und 4 wird der durch den Magnetring 1 und die Drehwelle 2 gebildete Rotor in eine Position gedreht, die mit der Phase der Zufuhr elektrischer Leistung konform ist.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf den vorliegenden Motor. Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht des Rotors. Die Magnetisierungsform des Magnetrings ist eine einfache Spiralform gemäß Fig. 16, und daher gestaltet sich die Magnetisierung einfach. Die Form des dritten Jochs ist vereinfacht, und dennoch entspricht die Magnetisierung des Magnetrings einer einfach auszuführenden Magnetisierungsform, so daß sich die Fertigung des vorliegenden Motors einfach gestaltet.

(Ausführungsform 4)

Fig. 17 bis 21 zeigen Ausführungsform 4 der Erfindung. Diese Ausführungsform 4 ist derart beschaffen, daß die Magnetisierung eines einen Rotor bildenden Magneten zu einer Spiralform führt, um die Magnetisierung einfach zu gestalten, wobei eine Kraftübertragungseinrichtung an der äußeren Umfangsfläche des Mittelbereichs des Magneten hier nicht dargestellt ist.
Bezugszeichen 8 bezeichnet ein erstes Außenjoch aus weichmagnetischem Material. Zähne 8a, 8b sind an Stellen ausgebildet, an denen sie die Zähne 5b, 5c des ersten Jochs 5 und die erste magnetisierte Schicht des Permanentmagneten 1 zwischen sich einfassen. Bezugszeichen 9 bezeichnet ein zweites Außenjoch aus weichmagnetischem Material. Zähne 9a, 9b sind an Stellen ausgebildet, an denen sie die Zähne 6a, 6b des zweiten Jochs 6 und die zweite magnetisierte Schicht des Permanentmagneten 1 zwischen sich einschließen. Bezugszeichen 10 bezeichnet einen aus nicht-magnetischem Material gebildeten Verbindungsring, von dem gebogene Innendurchmesser 10a, 10b, die Zähne 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 und die Zähne 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 ineinandergesetzt sind, wobei das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 in konventioneller Weise fixiert sind, zum Beispiel durch Kleben oder dergleichen. Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 sind in einem vorbestimmten Abstand fixiert. Damit liegen die Zähne 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 den Zähnen 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 stirnseitig gegenüber. Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 bilden zusammen eine Funktion ähnlich derjenigen des dritten Jochs der Ausführungsform 1.
Außerdem ist gemäß Fig. 18 das erste Außenjoch 8 mit seinem einen Ende mit dem ersten Joch 5 verbunden und bedeckt den äußeren diametralen Abschnitt der Spule 3, während Zähne 8a, 8b am anderen Ende des ersten Außenjochs dem äußeren Umfangsabschnitt des Permanentmagneten 1 mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in einem vorbestimmten Winkelbereich gegenüberstehen. Das zweite Außenjoch 9 ist gemäß Fig. 18 mit seinem einen Ende mit dem zweiten Joch 6 verbunden und bedeckt den äußeren diametralen Abschnitt der Spule 4, während Zähne 9a, 9b, die das andere Ende des zweiten Außenjochs bilden, dem äußeren Umfangsabschnitt des Permanentmagneten 1 mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in einem vorbestimmten Winkelbereich gegenüberstehen. Das erste Außenjoch 8 und das zweite Außenjoch 9 sind magnetisch voneinander getrennt, und deshalb verläuft ein von der Spule 3 erzeugter Induktionsfluß nicht durch das zweite Außenjoch und wirkt auf die Spule 4 ein, während ein von der Spule 4 erzeugter Induktionsfluß nicht durch das erste Außenjoch fließt und auf die Spule 3 einwirkt. Demzufolge wird die Ausgangsleistung höher als bei der Ausführungsform 3.
Die Magnetisierungsform des Magnetrings 1 ist gemäß Fig. 16 eine einfache Spiralform, und daher ist die Magnetisierung einfach. Ebenso einfach in seiner Form ist der Verbindungsring 10. Wie in Fig. 19 gezeigt ist, bei der es sich um eine Schnittansicht entlang der Linie 19-19 in Fig. 18 handelt, können in dem Verbindungsring 10 dessen Bereiche, die frei von den Zähnen 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 und frei von den Zähnen 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 sind, als parallele Flächen 10c, 10d ausgebildet sein, wodurch sich die Dicke T des Motors klein halten läßt. Außerdem erfolgt die Magnetisierung des Magnetrings 1 in der Weise, daß unterschiedliche Pole an der äußeren Umfangsfläche und der inneren Umfangsfläche geschaffen werden, allerdings ist ein Antrieb selbst dann möglich, wenn nur die äußere Umfangsfläche magnetisiert ist.
Fig. 20 zeigt die Außenjoche des Motors nach Fig. 18 in Spiralform, wobei das zweite Außenjoch 9 im Vergleich zu dem Außenjoch nach Fig. 18 seine Zähne 9a, 9b in Spiralform parallel zu der Spiral-Magnetisierungsform des Magnetrings 1 ausgebildet hat. Das erste Außenjoch 8 ist ebenfalls ähnlich dem zweiten Außenjoch (das erste Außenjoch ist nicht dargestellt). Gemäß Fig. 21, die eine Draufsicht der Relationen zwischen dem ersten Außenjoch 8, dem zweiten Außenjoch 9 und dem Magnetring 1 zeigt, besitzen der Zahn 8a und der nicht dargestellte Zahn 8b des ersten Außenjochs 8 und der Zahn 9a und der nicht dargestellte Zahn 9b des zweiten Außenjochs 9 Spiralform parallel zur Magnetisierungsform des Magnetrings 1. Dementsprechend weicht die Relation zwischen dem Magnetring 1 und den Zähnen 8a, 8b des ersten Außenjochs 8 sowie die Relation zwischen dem Magnetring 1 und den Zähnen 9a, 9b des zweiten Außenjochs 9 voneinander um gerade 45º ab, und man erzielt immer noch eine Drehung.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist der den Rotor bildenden Permanentmagnet auf seiner äußeren Umfangsfläche über den Umfang in n-Teile unterteilt und in S-Pole sowie N-Pole magnetisiert. Seine innere Umfangsfläche ist ebenfalls über den Umfang in n-Teile unterteilt und in S-Pole und N-Pole magnetisiert. Die innere Umfangsfläche ist zu Polen gemacht, die sich von jenen der benachbarten äußeren Umfangsfläche unterscheiden. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern der Permanentmagnet kann gemäß Fig. 22 auch nur auf seiner äußeren Umfangsfläche in n-Teile unterteilt und in S-Pole und N-Pole magnetisiert sein.
Außerdem beträgt bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Anzahl der magnetisierten Pole des Permanentmagneten vier, wobei die Erfindung aber nicht hierauf beschränkt ist. Die Anzahl der magnetisierten Pole des Permanentmagneten kann größer als vier sein. Ist die Anzahl der magnetisierten Pole des Permanentmagneten größer als vier, so wird entsprechend auch die Anzahl der äußeren Magnetpole und der inneren Magnetpole erhöht.

Claims

1. Motor, umfassend einen Magneten (1) zur Bildung eines Rotors, und einen Stator mit ersten Magnetpolen (5, 7, 8) und zweiten Magnetpolen (6, 7, 9), die von einer ersten Spule (3) und einer zweiten Spule (4) erregt werden, wobei der Magnet (1) eine zylindrische Form hat und zumindest seine äußere Umfangsfläche über den Umfang in n abwechselnd magnetisierte verschiedene Pole unterteilt hat,

wobei die erste Spule (3), der Magnet (1) und die zweite Spule (4) sukzessive axial angeordnet sind,

wobei die ersten Magnetpole (5, 7, 8), die von der ersten Spule erregt werden, erste äußere Magnetpole (7a, 7b, 8a, 8b) und erste innere Magnetpole (5b, 5c) aufweisen,

wobei die ersten äußeren Magnetpole bzw. die ersten inneren Magnetpole der äußeren Umfangsfläche bzw. der inneren Umfangsfläche einer Endseite des Magneten gegenüberliegen,

wobei die zweiten Magnetpole (6, 7, 9), die von der zweiten Spule erregt werden, zweite äußere Magnetpole (7a, 7b, 9a, 9b) und zweite innere Magnetpole (6b, 6c) aufweisen,

wobei die zweiten äußeren Magnetpole bzw. die zweiten inneren Magnetpole der äußeren Umfangsfläche bzw. der inneren Umfangsfläche der anderen Endseite des Magneten gegenüberliegen,

wobei der Motor dadurch gekennzeichnet ist, daß an der äußeren Umfangsfläche des axial etwa mittigen Abschnitts des Magneten Energieübertragungsmittel (1i) integriert ausgebildet sind.

2. Motor nach Anspruch 1, bei dem der Magnet eine erste magnetisierte Schicht (1a, 1b, 1c, 1d) aufweist, die zumindest in ihrer äußeren Umfangsfläche über den Umfang in n abwechselnd magnetisierte verschiedene Pole unterteilt ist, und eine zweite magnetisierte Schicht (1e, 1f, 1g, 1h) aufweist, die zumindest in ihrer äußeren Umfangsfläche über den Umfang in n abwechselnd magnetisierte, unterschiedliche Pole unterteilt ist, die mit einem Phasenversatz von 180/n Grad gegenüber der ersten magnetisierten Schicht an einer axial benachbarten Stelle positioniert sind, und wobei die Energieübertragungsmittel zwischen der ersten und der zweiten magnetisierten Schicht ausgebildet sind.

3. Motor nach Anspruch 1, bei dem der Magnet seine innere Umfangsfläche über den Umfang in n abwechselnd magnetisierte, unterschiedliche Pole unterteilt hat, wobei die Magnetisierung in solche Pole vorgenommen ist, die sich auch von jenen an seiner benachbarten äußeren Umfangsfläche unterscheiden.

4. Motor nach Anspruch 1, bei dem die ersten inneren Magnetpole (5b, 5c) als erstes Joch ausgebildet sind, die zweiten inneren Magnetpole (6b, 6c) als ein zweites Joch ausgebildet sind, und die ersten äußeren Magnetpole (7a, 7b) sowie die zweiten äußeren Magnetpole (7a, 7b) zusammen ein drittes Joch bilden.

5. Motor nach Anspruch 4, bei dem das dritte Joch Ausschnittsöffnungen (7c, 7d) aufweist, wodurch die äußeren Magnetpole (7a, 7b) gebildet werden, wobei die Energieübertragungsmittel durch ein Zahnrad (1i) gebildet werden, und die Drehantriebskraft des Zahnrads über die Ausschnittsöffnungen nach außen übertragen wird.

6. Motor nach Anspruch 1, bei dem die ersten inneren Magnetpole (5b, 5c) als ein erstes Joch (5) ausgebildet sind, die zweiten inneren Magnetpole (6b, 6c) als ein zweites Joch (6) ausgebildet sind, die ersten äußeren Magnetpole (8a, 8b) als ein drittes Joch (8) ausgebildet sind, die zweiten äußeren Magnetpole (9a, 9b) als ein viertes Joch (9) ausgebildet sind, das erste Joch und das dritte Joch gemeinsam einen ersten Stator bilden, das zweite Joch und das vierte Joch gemeinsam einen zweiten Stator bilden, und das dritte Joch und das vierte Joch miteinander durch ein zylindrisch geformtes Verbindungsglied (10) gekoppelt sind.

7. Motor nach Anspruch 6, bei dem das Verbindungsglied (10) ein Loch (10g) aufweist, wobei die Energieübertragungsmittel ein Zahnrad (1i) sind, und die Drehantriebskraft dieses Zahnrads über das Loch nach außen übertragen wird.

8. Motor nach Anspruch 6, bei dem der Magnet zumindest seine äußere Umfangsfläche über den Umfang in n abwechselnd magnetisierte verschiedene Pole unterteilt hat, und die Magnetisierungsform einer Spiralform entspricht, die von einer Endoberfläche zu der anderen Endoberfläche einer zylindrischen Form hin um 180/n Grad versetzt ist.

9. Motor nach Anspruch 8, bei dem das dritte Joch oder das vierte Joch eine Spiralform parallel zu der Magnetisierungsform des Magneten bildet.