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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen exzentrischen Rotor, der als
stumme Rufvorrichtung für ein
Mobilkommunikationsgerät
verwendet wird, einen kompakten Vibratormotor mit dem Rotor und
ein Verfahren zur Herstellung des Rotors, und insbesondere eine
Verbesserung der Anordnung und Struktur eines exzentrischen Rotors,
der kein exzentrisches Gewicht benötigt.
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Mit
Bezug zu 17 ist ein exzentrisches Gewicht
W aus Wolframlegierung mit einer Abtriebswelle S eines zylindrischen
Gleichstrommotors M gekoppelt, um eine stumme Rufvorrichtung für einen Rufempfänger (Pager)
oder ein Mobiltelefon auszubilden.
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In
einem Gerät
wie einem Rufempfänger
ergibt sich jedoch eine Grenze bei der Auslegung des Geräts, da der
Einsatz des exzentrischen Gewichts W an der Abtriebswelle S einen
Raum erfordert, in dem sich das exzentrische Gewicht dreht. Ebenso
erhöht
die Verwendung der teuren Wolframlegierung die Produktionskosten.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 2-309070 und dem entsprechenden
US-Patent Nr. 5107155 einen zylindrischen kernlosen Vibratormotor
vor, bei dem ein eingebauter Rotor selbst exzentrisch ausgebildet ist,
ohne dass eine Abtriebswelle verwendet ist. Der obige Motor ohne
Abtriebswelle und ohne exzentrisches Gewicht wird vom Markt vorteilhaft
aufgenommen, da es keine Einschränkung
bei der Gestaltung gibt, seine Verwendung einfach ist und bei der
Rotation keine Gefahr besteht. Da der Motor jedoch drei zylindrische
kernlose Spulen erfordert, ist die Anzahl der Teile oder Prozessschritte
erhöht,
was damit die Produktionskosten erhöht.
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Zur
Ausbildung eines Rotors mit Kernvibrator anstelle eines Rotors vom
Typ mit zylindrischer kernloser Spule, hat der Anmelder der vorliegenden
Anmeldung vorgeschlagen, einen der drei ausgeprägten Polykerne wegzulassen,
wie es in 4 der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Hei 6-81443 gezeigt ist. Die obigen beiden Poltypkerne, wo ein
Pol in drei Phasen fehlt, sind im Falle eines Motors, wie einem
Massagegerät
bevorzugt, das eine relativ große
Ausgabemenge benötigt.
Für ein
tragbares Gerät wie
ein tragbares Endgerät
(Terminal), das eine niedrige Spannung verwendet, ist da das tragbare
Gerät klein
ist, die Bewegung des Schwerpunkts gering (logischer Unsinn) und
das Ausmaß an
Vibrationen ist ungenügend.
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Ebenso
hat, wie in US-Patent Nr. 5,341,057 offenbart, der Anmelder der
vorliegenden Erfindung einen kompakten Vibratormotor mit einem exzentrischen
Ankereisenkern vorgeschlagen, der durch Anordnen von drei vorstehenden
Polen aus magnetisiertem Material gebildet ist, so dass sie auf
einer Winkelseite in Bezug auf einen Rotor verteilt sind, so dass
sie einem Feldmagneten zugewandt sind, der vier abwechselnde Nord-
und Südpolsektionen
aufweist. Das selbe technische Konzept wurde auch in der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 9-261918 offenbart. Da die drei Ankereisenkerne
aus magnetisiertem Material jedoch auf einer Winkelseite verteilt sind
und versetztes Drehmoment (eine von einem Feldmagneten absorbierte
Kraft) im Falle des Motors zunimmt, muss der Spalt vergrößert werden
und der Durchmesser des Motors selbst kann nicht reduziert werden.
Deshalb ist eine Verbesserung eines kernlosen Vibratormotors ohne
Eisenkern notwendig.
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Der
obige Motor mit eingebautem exzentrischen Rotor wird ein Typ mit
fester Welle, da er keine Abtriebswelle benötigt. Da die Größe des obigen
Motors reduziert ist, nimmt der Abstand zwischen Ankerspulen ab.
Auf diese Weise ist die Verbindung des Endteils mit dem Kollektor
(Kommutator) ohne Beschädigung
der Ankerspule sehr schwierig. Ins besondere wenn eine gedruckte
Leiterplatte wie sie ist als Flachbettkollektor verwendet wird,
wo der Endteil der Ankerspule direkt angeschweißt wird, ist das Schweißen des
Endteils nicht leicht, da der Endteil aufgrund der Elastizität des Endteils
leicht von einem gedruckten Muster abgelöst wird.
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Auch
JP 08-331 788 offenbart einen exzentrischen Rotor.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein exzentrischer
Rotor zur Verfügung
gestellt umfassend:
ein Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung (11, 111, 12) mit erster
und zweiter Fläche,
in eine erweiterte Flügelform
ausgebildet, so dass sie in einer Ebene gesehen eine kernlose Ankermontagefläche aufweist,
mit einer in deren Rotationszentrum ausgebildeter Welleninstallationsbohrung
(1a) und einer Mehrzahl von Kollektorsegmentmustern (1s) am
Rand der Welleninstallationsbohrung auf der ersten Fläche ausgebildet;
einen
Lagerteil (22a) in der Welleninstallationsbohrung, der
an der ersten Fläche
des Kollektorbasiselements freigelegt ist und sich in das Kollektorbasiselement
zur zweiten Fläche
erstreckt; mindestens zwei kernlose Ankerspulen (3);
eine
Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen (2e), die in äußerer radialer Richtung vom Rotationszentrum
des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung weiter weg
angeordnet ist als ein Harzlagerhalter, wobei die Führung eine
Position der Spulen (3) auf dem Kollektorbasiselement mit
gedruckter Verdrahtung bestimmt, wenn Spulen (3) unter
Verwendung der Positionsbestimmungsführung für die kernlose Ankerspule so
installiert werden, dass die Spulen (3) exzentrisch gelegen
sind;
Anschlussstellen für
die kernlosen Ankerspulenenden, die im Kollektorbasiselement mit
gedruckter Verdrahtung derart angeordnet sind, dass sie die kernlosen
Ankerspulen nicht überlappen
und nicht aus dem Au ßenumfang
hervorstehen, der entsteht, wenn das Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung sich dreht;
einen exzentrischen Harzgewichtsteil
(2f, 2d), der so auf dem Kollektorbasiselement
mit gedruckter Verdrahtung angeordnet ist, dass er zum Rotationszentrum
exzentrisch ist; und
worin die Anschlussstellen und der Schwerpunkt
auf gegenüberliegenden
Seiten des Rotationszentrums angeordnet sind.
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Es
können
bei Rotation der gewickelten Ankerspule durch den Rotor selbst und
das exzentrische Gewicht, die integral so ausgebildet werden, dass
sie exzentrisch sind, starke Vibrationen erzeugt werden. Die Struktur
eines eingebauten nicht als Formteil ausgebildeten exzentrischen
Rotors gemäß der vorliegenden
Erfindung ergibt Vibrationen mit nur einem exzentrischen Rotor,
bei dem der Endteil jeder Ankerspule leicht mit einem Kollektor
verbunden werden kann.
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Die
Struktur ermöglicht,
dass die Ankerspule leicht befestigt werden kann, während sie
mit einer Neigung angeordnet wird.
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Es
sind im Kollektor selbst Lager eingebracht, so dass die Anzahl der
Teile reduziert ist und die Herstellungskosten geringer sind.
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Durch
Verwendung eines Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung
beim Anordnen einer Führung
zum Bestimmen der Position einer kernlosen Spule und eines Harzhalters
mit einem Lagerteil, ist eine ausreichende Wartungsfestigkeit geboten,
wenn ein flacher Rotor, der nicht als Formteil ausgebildet ist,
so konfiguriert ist, dass er die Probleme des herkömmlichen
Rotors als Formteil löst.
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Bei
einem exzentrischen Rotor gemäß der vorliegenden
Erfindung treten Schleifen und das Ausmaß der Exzentrizität gemeinsam
auf.
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Die
Probleme des herkömmlichen
Formteilrotors werden ohne Verlust von Eigenschaften oder Einbußen an der
Dicke überwunden,
indem eine Spule mit gedruckter Verdrahtung am exzentrischen Kollektorbasiselement
mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet wird, das einen flachen Rotor
bildet, der kein Formteil ist.
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Ein
exzentrischer Rotor der vorliegenden Erfindung kann mit Vorteil
als exzentrischer Rotor mit geringem Profil verwendet werden, das
heißt,
als dünner
Vibratormotor.
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Die
vorliegende Erfindung ist besonders für Massenproduktion geeignet,
indem sie die Eigenschaft eines Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung
verwendet.
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Eine
Welleninstallationsbohrung ist in der Mitte des Kollektorbasiselements
mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet, um es an einer Welle zu
installieren, und eine Mehrzahl von Segmentmustern sind am Rand
der Welleninstallationsbohrung auf einer Seite ausgebildet. Wenn
die planare Fläche
des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung von oben betrachtet
wird, erscheint es in einer Form eines ausgebreiteten Fächers, so
dass die Segmentmuster darauf exzentrisch sind.
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Die
kernlose Ankerspule wird durch eine Positionsbestimmungsführung für kernlose
Ankerspulen integral so ausgebildet, dass sie zur anderen Fläche des
Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung exzentrisch ist.
Der Endanschlussteil der kernlosen Ankerspule ist am Kollektorbasiselement mit
gedruckter Verdrahtung in einem Bereich angeordnet, der vom Rotationslimit
bei der Rotation nicht abweicht.
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Der
Lagerteil ist in der Position der Welleninstallationsbohrung des
Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung so angeordnet,
dass ein Teil des Lagerteils zum Segmentmuster hervorsteht und der
andere Teil des Lagerteils sich zur anderen Fläche des Kollektorbasiselements
mit gedruckter Verdrahtung erstreckt. Das exzentrische Harzgewicht
ist im Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung angeordnet.
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Da
kein Metalllager benötigt
wird, können
die Produktionskosten gesenkt werden.
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Bevorzugt
ist die Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen dadurch ausgebildet, dass sie axial von der zweiten
Fläche
des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung hervorsteht,
wobei das Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung mit dem
selben Harz verbunden ist wie der Harzlagerhalterteil, verbunden
durch einen Harzpassierteil, der am Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung zur Stütze
und Verstärkung des
Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung installiert ist,
und derart ausgebildet ist, dass ein Teil des Harzlagerhalters und
ein Teil der Positionsbestimmungsharzführung für den kernlosen Anker von der
ersten Fläche
des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung hervorstehen.
Da das Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung als Hauptteil
verwendet wird, können
die Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen und das exzentrische Harzgewicht auf hoher Festigkeit gehalten
werden.
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Bevorzugt
sind der Harzlagerteil, die Positionsbestimmungsführung für kernlose
Ankerspulen und der exzentrische Gewichtsteil durch den selben Harzkörper miteinander
verbunden.
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Bevorzugt
ist ein leitfähiger
Körper
zum elektrischen Verbinden bestimmter Segmentmuster auf dem Kollektorbasiselement
mit gedruckter Verdrahtung von der hinteren Seite durch einen Durchtritt
gebildet und eine Trägerfunktion
des Harzlagerhalters ist unter Verwendung des Durchtritts als Harzpassierteil
verstärkt,
wenn der Harzlagerhalter integral ausgebildet wird.
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Bevorzugt
ist die Positionsbestimmungsführung
der kernlosen Ankerspule aus einer Führungseinsetzöffnung gebildet,
die im Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet
ist. Die kernlose Ankerspule kann leicht installiert werden.
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Da
ein Merkmal des Schleifens nicht berücksichtigt werden muss, können starke
Vibrationen unter Verwendung von Harzen mit hoher Dichte erzeugt werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein exzentrischer
Rotor zur Verfügung
gestellt, bei dem das Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung
gedruckte Verdrahtungsspulen darauf aufgedruckt aufweist, die Rotationskraft
in die selbe Richtung wie die Richtung der Rotationskraft erzeugen,
die von der kernlosen Spule erzeugt wird. Wenn die Anzahl der Wicklungen
mindestens einer mit gedruckter Verdrahtung ausgebildeten Ankerspule
zunimmt, wird der exzentrische Rotor effektiver.
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Wenn
mindestens eine Ankerspule mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet
ist, ist ein exzentrischer Rotor mit einer in drei Phasen überlappten
Ankerspule ohne Einschränkung
in der Dicke verfügbar. Da
ein zum Drehmoment beitragender leitfähiger Körper vergrößert ist, wird ein wirksamer
exzentrischer Rotor erhalten.
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Bevorzugt
sind die Spulen mit gedruckter Verdrahtung auf beiden Flächen des
Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet und in
Serie durch einen Durchtritt verbunden und funktionieren als eine
Spule.
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Bevorzugt
ist ein leitfähiger
Körper
zum elektrischen Verbinden bestimmter Kollektorsegmentmuster auf
dem Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung von der Rückseite
durch einen Durchtritt ausgebildet und eine Trägerfunktion des Harzlagerhalters
wird unter Verwendung des Durchtritts als Harzpassierteil verstärkt, wenn
der Harzlagerhalter integral ausgebildet wird.
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Bevorzugt
sind der Harzlagerhalter, die kernlose Positionsbestimmungsharzführung und
das exzentrische Gewicht auf dem Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung mit dem selben Gleitharz mit einem Reibungskoeffizienten
von 0,4 integral ausgebildet. Da das Harzformen auf einmal durchgeführt wird,
wird die Produktivität
verbessert.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein kompakter Vibratormotor zur
Verfügung
gestellt, umfassend: einen exzentrischen Rotor;
eine Welle,
deren eines Ende an einem Teil eines Gehäuses befestigt ist, um den
exzentrischen Rotor zu tragen, so dass er in der Lage ist zu rotieren;
einen
Magneten, der einen dem exzentrischen Rotor zugewandten Spalt bildet
und am Teil des Gehäuses angeordnet
ist, um eine Magnetkraft auf den exzentrischen Rotor aufzubringen;
eine
Bürste,
die am Teil des Gehäuses
in einem inneren diametralen Teil des Magneten angeordnet ist, um
dem exzentrischen Rotor elektrische Energie zuzuführen; und
das
andere Teil des Gehäuses,
um das andere Ende der Welle zur Befestigung zu pressen, in dem
der exzentrische Rotor elastisch in Richtung des anderen Teils des
Gehäuses
unter Verwendung eines Gleitkontaktdrucks der Bürste gepresst wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines exzentrischen Rotors zur Verfügung gestellt, das die Schritte
umfasst:
- (a) Herstellen eines Kollektorbasiselements
mit gedruckter Verdrahtung (11, 111, 12)
mit erster und zweiter Fläche,
in eine erweiterte Flügelform ausgebildet,
so dass sie in einer Ebene gesehen eine kernlose Ankermontagefläche aufweist,
mit einer in deren Rotationszentrum ausgebildeter Welleninstallationsbohrung
(1a) und am Rand der Welleninstallationsbohrung auf der
ersten Fläche ausgebildet
einer Mehrzahl von Kollektorsegmentmustern (1s), bei dem
Anschlussstellen für die
kernlosen Ankerspulenenden am Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung derart angeordnet werden, dass sie die kernlosen Ankerspule
nicht überlappen
und nicht aus dem Außenumfang
hervorstehen, der entsteht, wenn das Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung sich dreht;
- (b) Einsetzen des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung
in eine Spritzgießform
und Gießen
eines Harzlagerhalters an der Position der Welleninstallationsbohrung
des Kollektorbasiselements mit gedruckter Verdrahtung, wobei ein Teil
davon zur ersten Fläche
frei liegt und gleichzeitig installiert wird, so dass es sich axial
von der zweiten Fläche
erstreckt;
- (c) integrales Ausbilden mindestens einer gewickelten kernlosen
Ankerspule 3, so dass sie am Kollektorbasiselement mit
gedruckter Verdrahtung exzentrisch ist, unter Verwendung einer kernlosen
Positionsbestimmungsführung;
und
- (d) Verbinden einer Endanschlussstelle mit einem Endanschlussteil
der kernlosen Ankerspule, die am Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung derart angeordnet ist, dass sie mit der kernlosen Ankerspule
(3, C3, C4) nicht überlappt und
nicht vom Außenumfang
abweicht, der entsteht, wenn das Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung sich dreht.
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Bevorzugt
beinhaltet der Schritt zum Gießen des
Lagerhalters einen Schritt zum konkurrierenden Gießen der
Positionsbestimmungsführung
der kernlosen Spule und des exzentrischen Gewichtsteils.
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Bevorzugt
umfasst das Verfahren ferner einen Schritt zum Gießen eines
Exzentergewichtsteils, nach dem Schritt zum Gießen des Harzlagerhalters.
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Beim
kompakten Vibratormotor mit der obigen Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Erhalten von Vibrationen mit nur einem exzentrischen
Rotor, ist die Verbindung zwischen den Endteilen jeder kernlosen
Ankerspule und der Kollektorbasis einfach gemacht, die Ankerspule
kann leicht befestigt werden, wenn sie so installiert wird, dass
sie geneigt ist, insbesondere können
mechanische Geräusche,
ohne Verwendung eines gesinterten ölhaltigen Lagers reduziert
werden, die Anzahl der Teile kann unter Verwendung des Kollektors
als Lager reduziert werden und es kann ein exzentrischer Rotor mit
einem Harzlagerteil zur Verfügung
gestellt werden, der in Hinblick auf die Kosten vorteilhaft ist.
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Ebenso
sind zum Lösen
von Problemen des herkömmlichen
Rotors als Formteil beim Konfigurieren eines nicht als Formteil
ausgebildeten flachen Rotors der Harzhalter mit einem Lagerteil
und die Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen unter Verwendung des Kollektorbasiselements mit gedruckter
Verdrahtung so angeordnet, dass eine ausreichende Festigkeit gesichert
ist und die Eigenschaft des Schleifens und das Ausmaß der Exzentrizität verträglich gehalten
werden können.
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Da
ferner die Spule mit gedruckter Verdrahtung im Kollektorbasiselement
mit gedruckter Verdrahtung durch Ausbildung eines flachen Rotors nicht
als Formteil ohne Einschränkung
der Dicke ausgebildet ist, können
die Probleme oder Eigenschaften des herkömmlichen Formteilrotors gelöst werden. Auf
diese Weise kann ein exzentrischer Rotor mit flachem Profil, das
heißt
ein dünner
Vibratormotor zur Verfügung
gestellt werden. Ebenso kann unter Verwendung der Vorteile des Kollektorba siselements
mit gedruckter Verdrahtung ein Verfahren zur Herstellung eines flachen
Rotors nicht als Formteil zur Verfügung gestellt werden, das für Massenproduktion geeignet
ist.
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Draufsicht ist, die Hauptteile eines flachen kernlosen Vibratormotors
mit einem exzentrischen Rotor gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt;
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2 eine
Draufsicht ist, die Hauptteile eines Vibratormotors unter Verwendung
eines exzentrischen Rotors gemäß einem
modifizierten Beispiel von 1 (eine
Ausführungsform)
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 eine
Vertikalschnittansicht entlang der Linie α-β von 2 zeigt;
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4A und 4B ein
modifiziertes Beispiel des Vibratormotors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 4A eine
Draufsicht eines Rotorteils von einer Seite eines Segments gesehen
ist und 4B eine Unterseitenansicht davon
von der anderen Seite des Segments gesehen ist;
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5 eine
Vertikalschnittansicht entlang der Linie γ-δ von 4 zeigt;
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6 eine
Vertikalschnittansicht eines modifizierten Beispiels des Vibratormotors
von 4 zeigt;
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7, 8 und 10 Unterseitenansichten
zur Erläuterung
eines Verfahrens zur Herstellung von Hauptteilen des exzentrischen
Rotors gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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9 eine
Draufsicht des exzentrischen Rotors gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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11 eine
Unterseitenansicht ist, die Hauptteile des für die vierte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendeten exzentrischen Rotors zeigt
(von der anderen Seite des Segments gesehen);
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12 eine
Draufsicht des exzentrischen Rotors, von der einen Seite des Segments
gesehen, zeigt;
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13 eine
Unterseitenansicht ist, die den exzentrischen Rotor mit einem Harzhalter
integriert zeigt, von der Segmentseite gesehen;
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14 eine
Draufsicht des exzentrischen Rotors integriert mit einem Harzhalter
und in einen flachen Rotor nach als Formteil ausgebildet, von der gegenüberliegenden
Seite des Segments gesehen, zeigt;
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15 eine
Vertikalschnittansicht eines kernlosen Vibratormotors mit Spalt
in axialer Richtung unter Verwendung von Hauptteilen des in 9 gezeigten
exzentrischen Rotors entlang der Linie ε-η von 9 zeigt;
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16 eine
Ansicht zum Erläutern
der Funktion des kernlosen Vibratormotors mit Spalt in axialer Richtung
unter Verwendung des obigen Rotors darstellt; und
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17 eine
Perspektivansicht ist, die einen herkömmlichen kompakten Vibratormotor
zeigt.
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1 zeigt
Hauptteile eines flachen kernlosen Vibratormotors mit einem exzentrischen
Rotor. Bezugszeichen 1 bezeichnet ein exzentrisches Kollektorbasiselement
hergestellt aus einer gedruckten Leiterplatte, die die Form eines
ausgebreiteten Fächers
aufweist, wenn die planare Fläche
von oben betrachtet wird, und in ihrer Mitte eine Welleninstallationsbohrung 1a aufweist.
Zum Umschließen
des exzentrischen Kollektorbasiselements 1 wird ein hochgleitfähiges Harz 2 mit
hoher Dichte und einem spezifischen Gewicht von 6 integral und dünn auf der
gesamten Fläche
des fächerförmigen exzentrischen Kollektorbasiselements 1 ausgebildet,
um einen exzentrischen Kollektor SS auszubilden. Sechs gedruckte
Verdrahtungssegmentmuster 1s mit Schlitzen, die zur Vermeidung
von Funkenbildung aus der radialen Richtung geneigt sind, sind am
exzentrischen Kollektorbasiselement 1 angeordnet. Ein Ankerspulenendanschluss 1b (wird
später
beschrieben) steht aus dem halbkreisbogenförmig geformten Bodenteil von
drei Segmentmustern bei Bewegung des Schwerpunkts hervor. Das exzentrische
Kollektorbasiselement 1 wird installiert, indem es mit
einem verstärkten
Teil 1c zur Innenseite beider Enden 2a eines Halbkreises,
dessen beide Enden aus hochdichtem hochgleitfähigen Harz 2 gebildet
sind, verlängert wird.
Jedes des Segmentmuster 1s ist mit dem Segmentmuster auf
der gegenüberliegenden
Seite der Welle durch ein Muster auf der Oberfläche und einen Durchtritt 1A elektrisch
verbunden. Ein Harzlagerhalter 2a erhebt sich vom hochdichten
hochgleitfähigen Harz 2 zum
gegenüberliegenden
Segmentmuster im Welleninstallationsdurchtritt 1a in der
Mitte des exzentrischen Kollektorbasiselements 1. Ein Lagerteil 2b ist
in der Mitte des exzentrischen Kollektorbasiselements 1 ausgebildet
und wird durch einen Dammteil 2c, der vom hochdichten hochgleitfähigen Harz
2 zum Segmentmuster hervorsteht, am exzentrischen Kollektorbasiselement 1 gehalten.
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Im
exzentrischen Kollektorbasiselement 1 mit der obigen Struktur
ist ein bogenförmiger
Teil 2d, der Teil eines exzentrischen Gewichts zur Bewegung des
Schwerpunkts wird, am halbkreisförmigen
Außenumfangsteil
installiert. Positionsbestimmungsführungen für kernlose Ankerspulen 2e,
später
beschrieben, sind mit dem hochdichten hochgleitfähigen Harz 2 integral
an der Innenseite jedes der sechs Segmentmuster 1s in einem
offenen Winkel von 120° ausgebildet,
wie es durch eine unterbrochene Linie angegeben ist. Die kernlosen
Ankerspulen 3 aus einer Wicklung um eine selbstverschweißende Leitung werden
in die Positionsbestimmungsführungen
für kernlose
Ankerspulen 2e eingesetzt und die Anfangs- und Endteile
der Wicklung werden um den Ankerspulenendanschluss 1b gewickelt
und durch eine bestimmte Nute durch Tauchlöten damit verbunden, so dass
sie nicht über
die Dicke des Rotors hervorstehen, womit ein exzentrischer Rotor
R2 ausgebildet wird. Ein flacher kreisförmiger Magnet 4 zum
Antreiben des Rotors weist Nordpol (N) und Südpol (S) auf, die abwechselnd
in vier Quadranten positioniert sind.
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Ebenso
wird das Funktionsprinzip, bei dem in der obigen dreiphasigen Ankerspule
eine Phase offen ist, weggelassen, da es bekannte Technik ist.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht des Vibratormotors von 1,
bei dem ein modifizierter exzentrischer Rotor verwendet wird; und 3 zeigt eine
Vertikalschnittansicht des in 2 gezeigten
Vibratormotors. Das exzentrische Kollektorbasiselement 11 ist
so ausgebildet, dass es einen etwas größeren Sektor bildet als ein
Halbkreis und der Ankerspulenendanschluss 1f ist, im Gegensatz
zur obigen Ausführungsform,
in Bezug auf den Schwerpunkt gegenüberliegend zu den exzentrischen
Kollektorbasiselementen 11 ausgebildet.
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Eine
Kerbe f zum Einhaken ist an jedem der Ankerspulenendanschlüsse 1f ausgebildet.
Der Ankerspulenendanschluss 1f ist so angeordnet, dass
er mit den kernlosen Ankerspulen 3 nicht überlappt, wenn
ihre planare Fläche
von oben betrachtet wird, so dass der Anschluss mit dem Endteil
leicht gemacht ist.
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In
der Welleninstallationsbohrung 1a in der Mitte des exzentrischen
Kollektorbasiselements 11 wird ein Harzlagerhalter 2a abgehoben
vom halbkreisförmigen
hochdichten, hochgleitfähigen
Harz 2 dadurch installiert, dass er zur gegenüberliegenden Position
des Segmentmusters verlängert
wird und ein Lagerteil 2b wird in der Mitte ausgebildet.
Ein aus dem hochdichten, hochgleitfähigen Harz 2 gebildeter Dammteil 2c steht
zum Segmentmuster hervor. Der zweite Dammteil 2cc zur Verstärkung ist
weiter zum Segmentmuster hin am Teil des Harzlagerhaltes 2a über den
Durchtritt 1A installiert. Jeder Dammteil 2c und 2cc ist
geformt, um zu verhindern, dass Harz in die Schlitze zwischen jedem
Segment 1s einfließt.
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Die
kernlosen Ankerspulen 3 aus einer Wicklung um eine selbstverschweißende Leitung
werden in die Positionsbestimmungsführungen für kernlose Ankerspulen 2e eingesetzt
und die Anfangs- und Endteile der Wicklung werden an den Ankerspulenendanschluss 1f angelötet, so
dass sie nicht über die
Dicke des Rotors hervorstehen, womit ein exzentrischer Rotor R3
ausgebildet wird. Bevorzugt werden die Positionsbestimmungsführungen
für kernlose
Ankerspulen 2e, die die kernlosen Ankerspulen 3 ortsfest
halten, werden durch Erwärmen
verformt und verschmolzen oder durch Aufschmelzen von Pulver oder
festem Epoxid befestigt.
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Der
Motor mit dem exzentrischen Rotor R3 ist ein Motor mit einem Spalt
in axialer Richtung und wird von dem flachen kreisförmigen Magneten 4 angetrieben.
Bezugszeichen 5 von 3 bezeichnet
einen Halter aus einer verzinnten Stahlplatte, um den Magneten 4 zu
halten und gleichzeitig einen Magnetweg vorzusehen. Der Halter 5 bildet
ein Gehäuse
mit einer Umfassung 6. Eine Welle J ist drehbar durch den
Lagerteil 2b des Harzlagerhalters 2a installiert. Ein
Paar am Halter 5 angeordnete Bürsten 7 sind in Schleifkontakt
mit dem Segmentmuster in einem offenen Winkel von 90°, so dass
den Ankerspulen 3 von außen über ein flexibles Substrat 8 Energie
zugeführt
wird.
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Die 4A und 4B zeigen
eine modifizierte Form der in 2 gezeigten
zweiten bevorzugten Ausführungsform,
wobei 4A eine Querschnittsansicht
einer Seite des Kollektors und 4B eine
Querschnittsansicht der anderen Seite des Kollektors ist. Das heißt, Bezugszeichen 111 bezeichnet
eine fächerförmige Kollektorvorrichtung
mit gedruckter Verdrahtung und sechs Segmente 1s, deren
Oberflächen
mit einem Edelmetall bezogen sind und geneigte Schlitze aufweisen,
sind zur Funkenvermeidung an einer Seite davon angeordnet. Ein leitfähiger Körper zum
elektrischen Verbinden der einander gegenüberstehenden Segmente der obigen Segmente
ist durch einen Durchtritt 1A auf einer Innenseite ausgebildet.
Bezugszeichen 1h, 1i, 1j und 1k bezeichnen
Harzpassierteile, die eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung
darstellen. Die Harzpassierteile sind verstärkt, wenn ein Harzhalter, eine
Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen, ein exzentrisches Gewicht, das später beschrieben wird, integral
mit dem Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung 11 ausgebildet sind.
Die Harzpassierteile 1h und 1i sind an der Positionsbestimmungsführung für kernlose
Ankerspulen installiert, die Harzpassierteile 1j und 1k,
die durch Einkerben eines Teils des Außenumfangs ausgebildet sind,
sind am exzentrischen Gewicht installiert und der Durchtritt 1B ist
am Harzlagerhalter 2a installiert.
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Ein
Schleifteil 2h, wo der Lagerteil 2b und eine drehbar
an einer Welle (die später
beschrieben wird) installierte ölhaltige
Nute koaxial installiert sind, ist am Harzlagerhalter 2a angeordnet
und verläuft durch
den Durchtritt 1A durch Schenkelteile, die gut ausgewogen
angeordnet sind. Der zweite Dammteil 2cc an der Oberfläche und
der erste Dammteil 2c im Mittelteil sind durch Beschichten
mit Harz verstärkt.
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Teil 2f des
exzentrischen Gewichts hebt den bogenförmigen Teil 2d des
exzentrischen Gewichts durch den Harzpassierteil 1j zum
Segment. Beide Enden des bogenförmigen
Teils 2d des exzentrischen Gewichts sind abgeschrägt, um Windverlust bei
der Rotation zu vermeiden.
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Als
nächstes
zeigt 5 einen flachen kernlosen Vibratormotor unter
Verwendung des exzentrischen Rotors R3. Da der Lagerteil 2b innen
ausgebildet eine Ausnehmung c von einige Mikrometern aufweist, ist
der Lagerverlust reduziert. In einem Mittel zum Ausbilden der Ausnehmung
c ist der Mittelteil des Harzhalters 2a dicker als die
anderen Teile wie es in der Zeichnung gezeigt ist, so dass unter
Nutzung des Unterschiedes im Prozentsatz der Harzkontraktion eine
Ausnehmung leicht ausgebildet werden kann. Ebenso kann die Ausnehmung
von einigen Mikrometern durch exzessives Ziehen mit einem Formstift
gefertigt werden.
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Die
Positionsbestimmungsführung
für kernlose
Ankerspulen, die kernlose Ankerspule 3 und das exzentrische
Gewicht können
zusammen in einer einzigen Harzspritzgießformung gemäß dem obigen Verfahren
ausgebildet werden. Auf diese Weise ist die Struktur vereinfacht
und die Kosten gesenkt. Ebenso kann, da die kernlosen Spulen 3 direkt
am Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung 11 installiert
werden können,
ein Spalt klein ausgebildet werden und die Effizienz erhöht sich.
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Ebenso
ist es wie in 6 gezeigt möglich, dass der Harzlagerhalter 22a aus
Gleitharz niedriger Dichte ausgebildet wird und dann die Positionsbestimmungsführungen
für kernlose
Ankerspulen 2e und der exzentrische Gewichtsteil mit einem
hochdichten Harz geformt werden. In diesem Fall kann ein gesintertes ölfreies
Lager anstelle des Harzlagerhalters 22a verwendet werden.
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Die 7, 8, 9 und 10 zeigen ein
Grundverfahren zur Herstellung eines exzentrischen Rotors mit dem
oben genannten Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung.
Die 7, 8 und 10 sind
Unterseitenansichten und 9 ist eine Draufsicht. Das heißt, die
exzentrischen Kollektorbasiselemente mit gedruckter Verdrahtung 1, 11 und 111 werden
integral durch die Verbindungsteile 1g im selben Abstand
für die
Massenproduktion verbunden und werden unter Verwendung einer Presse
gefertigt.
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Das
nach dem obigen Verfahren gefertigte Kollektorbasiselement mit gedruckter
Verdrahtung 11, wie in den 8, 9 und 10 gezeigt,
wird in eine Spritzgußform
gesetzt, wobei sie mehrfach im selben Abstand verbunden sind. Durch
Gießen
unter Verwendung von Harz mit einem spezifischen Gewicht von, zum
Beispiel, 4-5 und einem Reibungskoeffi zienten von 0,3 werden der
Harzhalter 2a, die beiden Positionsbestimmungsführungen
für kernlose Ankerspulen 2e und
der mit dem Harzlagerhalter 2a verbundene Teil 2f des
exzentrischen Gewichts an der gegenüberliegenden Seite des Segments
installiert.
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Der
Lagerteil 2b, in den die Welle J drehbar installiert wird,
was später
beschrieben wird, und der Schleifteil 2h, wo die ölhaltige
Nute koaxial installiert ist, werden im Harzhalter 2a installiert.
Die Schenkelteile, die so angeordnet werden, dass sie gut ausgewogen
sind, treten durch die Durchtritte 1A und den zweiten Dammteil 2cc an
der Oberfläche,
und der erste Dammteil 2c im mittleren Teil werden zur Verstärkung mit
Harz beschichtet.
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Der
Teil 2f des exzentrischen Gewichts hebt den bogenförmigen Teil 2d des
exzentrischen Gewichts durch den Harzpassierteil 1j zum
Segment. Beide Enden des anderen Teils 2d des exzentrischen Gewichts
sind wie die obige Schenkelform abgeschrägt, um Windverlust bei der
Rotation zu vermeiden.
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Die
kernlosen Ankerspulen 3 werden in die Positionsbestimmungsführungen
für kernlose
Ankerspulen 2e eingesetzt und die Enden der Wicklung werden
eingehängt
und an Kerben f der drei Endanschlüsse 1f der kernlosen
Spule angelötet,
womit der exzentrische Rotor ausgebildet wird. In der Zeichnung
bezeichnet r einen gedruckten Widerstand zur Verhinderung von Funken.
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Ebenso
wird als Befestigungsmethode der kernlosen Ankerspule 3 bevorzugt
ein Oberteil 2ee der Positionsbestimmungsführung für kernlose
Ankerspulen 2e gepresst und durch eine keilförmige Vorrichtung
erwärmt
oder Epoxidpulver wird erwärmt und
ausgehärtet
oder durch Aufschmelzen fixiert, wobei ein durch Ultraviolettstrahlung
härtbarer
Klebstoff verwendet wird. Obwohl eine Phase der dreiphasigen Ankerspule offen
ist, wird ihre Beschreibung weggelassen, das das Funktionsprinzip
bekannte Technologie ist.
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Die 11 und 12 zeigen
einen exzentrischen Rotor gemäß der vierten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Hier bezeichnet Bezugszeichen 12 ein
exzentrisches Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung ausgebildet
in Form eines ausgebreiteten Fächers,
wenn die planare Fläche
von oben gesehen wird, bei der eine Welleninstallationsbohrung 1a in
der Mitte gleichzeitig mit sechs Segmenten 1s ausgebildet
ist, deren Oberflächen
mit dem Edelmetall überzogen sind
und geneigte Schlitze aufweisen, die zur Funkenvermeidung auf einer
Seite installiert sind. Teil C3 der Ankerspule ist über dem
Segment 1s mit gedruckter Verdrahtung versehen, Teil C4
der Ankerspule ist an der anderen Seite des exzentrischen Kollektors 12 mit
gedruckter Verdrahtung versehen und die Teile C3 und C4 sind in
Serie durch den Durchtritt 1B verbunden, so dass eine einzige
Ankerspule ausgebildet ist. Die Harzpassierteile 1h, 1k und 1n,
die charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung sind,
werden verstärkt,
wenn der Harzlagerhalter, die Positionsbestimmungsharzführung der
Ankerspule und das exzentrische Harzgewicht integral mit dem Kollektorbasiselement
mit gedruckter Verdrahtung 11 ausgebildet werden, wie es
oben beschrieben wurde. Der Harzpassierteil 1h wird durch die
Positionsbestimmungsharzführung
für Ankerspulen
gekoppelt und das exzentrische Harzgewicht, der Schlitz 1n und
der Harzpassierteil 1k gebildet durch Einkerben eines Teils
des Außenumfangs,
werden durch das exzentrische Harzgewicht gekoppelt und der Durchtritt 1a wird
durch den Harzlagerhalter gekoppelt. In der Zeichnung bezeichnet
das Bezugszeichen 2ef einen Raum zum Einziehen des Endteils der
kernlosen Ankerspulen 3.
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Eine
Mehrzahl von Kollektorbasiselementen mit gedruckter Verdrahtung 12,
die die obige Struktur aufweisen und im selben Abstand verbunden
sind, werden in einen Spritzgießform
eingesetzt, wie es in 10 gezeigt ist. Wie in 14 gezeigt
ist, werden durch Gießen
unter Verwendung von Harz mit einem spezifischen Gewicht von 4-5
und einem Reibungskoeffizienten von 0,3 (15 kg/cm2) der
Harzhalter 2a, die beiden Postionsbestimmungsführungen
für kernlose
Ankerspulen 2e und der mit dem Harzlagerhalter 2a verbundene
Teil 2f des exzentrischen Gewichts an der gegenüberliegenden
Seite des Segments installiert.
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Der
kernlose Vibratormotor mit Spalt in axialer Richtung wird unter
Verwendung des Rotors R5 wie in 15 gezeigt
zusammengesetzt. Hier ist ein Merkmal, dass ein isolierter Kupferdraht 9 in
das exzentrische Gewicht eingebettet ist. In diesem Fall ist der
isolierte Kupferdraht 9 mit Polyurethan überzogen,
außer
an den ausgeschnittenen Teilen der beiden Enden und in Bogenform
ausgebildet, so dass er durch die innen gelegene Ankerspule mit
gedruckter Verdrahtung nicht kurgeschlossen wird. Als Folge davon
kann die Position des Schwerpunkts viel weiter versetzt werden,
so dass die Vibrationen stärker
werden.
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Beim
Funktionsprinzip des kernlosen Vibratormotors mit Spalt in axialer
Richtung unter Verwendung des exzentrischen Rotors R5, mit Bezug
zu 16, fließt
Strom in eine durch Pfeile angezeigte Richtung, wenn eine Gleichstromspannung
von einer Energiequelle (nicht gezeigt) in der Position von 0 Grad
auf ein Bürstenpaar 7 aufgebracht
wird, in die linken und rechten Ankerspulen 3 mit Wicklung über den
Kollektor mit gedruckter Verdrahtung, und Rotationsdrehmoment in
eine durch Pfeil A angegebene Richtung wird gemäß der Regel von Fleming erzeugt. Wenn
die Rotation zu einem Grad von 60° fortschreitet,
wird Rotationsdrehmoment in Richtung des Pfeils A durch die Ankerspulen
C3 und C4 mit gedruckter Verdrahtung und die rechte kernlose Ankerspule
mit Wicklung 3 erzeugt. An anderen Positionen wird keine
Antidrehmoment verhindernde Rotation erzeugt. Auf diese Weise erfolgt
die Rotation zyklisch, so lange Energie zugeführt wird. Da in drei dreiphasigen Ankern
zwei Anker immer elektrisch verbunden sind, wird im Vergleich zu
zwei dreiphasigen Ankern, wo ein Anker offen ist, das Drehmoment
verbessert.
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Es
ist auch bevorzugt, dass beim integralen Ausbilden des Harzhalters 2a im
Kollektorbasiselement mit gedruckter Verdrahtung, ein Teil eines
Kupfermus terteils, der an den Harzteil angrenzt, durch Formung breiter
ausgebildet wird, so dass kein Kurzschluß auftritt.