JP4010344B2 - 歯合磁極片形モータ - Google Patents

Description

本発明は、歯合極（Klauenpol, clawpol）形モータ（交互に櫛状に食い込み合った形に組立て構成した磁極構造のモータ）および例えば電子的整流式歯合極形モータに関する。
この種のモータはしばしば極端に小型であり、例えば２ｃｍ以下の外径を有することができる。このモータは有利には、コンピュータのプロセッサを直接冷却する小型ファンを駆動するために使用される。コンピュータボードには非常に制限されたスペースしか存在しないから、このようなモータの構造高さを小さくする努力が為されるが、その機能は絶対確実なものでなければならない。
ＥＰ７６６３７０Ａ２から公知のモータは比較的大きな構造高さを有している。なぜならこのモータでは、アウタロータの永久磁石とインナステータの歯合極構成との相互作用によって、ロータに対する磁気的吸着力を、これがシャフトの軸支承部に対する十分な押圧力を保証するように形成しなければならないからである。このためにこのモータでは、ロータとステータとを軸方向に大きくずらさなければならない。
本発明の課題は、例えばマイクロプロセッサを冷却するためのファン駆動部として適した新たな歯合極形モータ、とりわけ小型モータを提供することである。
本発明によればこの課題は請求項１に記載の手段によって解決される。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点により、歯合極形モータ、例えば電子整流式歯合極形モータであって、
インナステータと、アウタロータとを有し、前記インナステータは、歯合磁極片を備えた２つの軟磁性ステータ磁極片を有し、
それら２つの軟磁性ステータ磁極片の各々は、対向するステータ磁極片の２つの歯合磁極片間において、所属の空隙に突出しており、
前記アウタロータにはロータマグネットが配属されており、
該ロータマグネットは、その軸方向伸長部を基準にして、回転方向に対して横に伸長する磁気的中央面を有し、かつ軸支承部（ないし軸方向軸受部）に配属されており
インナステータとロータマグネットとの間で軸方向に作用する磁力によって、アウタロータは前記軸支承部の方向に押し付けられ、
歯合磁極片を形成する鉄質量（ないし部材）が磁気的対称面を次のように規定し、すなわち軸方向に任意にスライド可能なロータマグネットがその磁気的中央面を以てインナステータの磁気的対称面に対向するように規定されるよう構成された歯合極形モータが提供される。この歯合極形モータにおいて、歯合磁極片の非対称構造によって、前記インナステータの磁気的対称面が該インナステータの幾何学的中央面に対し相対的に、前記軸支承部の方向に向かってずらされ、
アウタロータに設けられたロータマグネットの磁気的中央面は、インナステータの磁気的対称面に対し相対的に、軸支承部から離れる（weg）方向で軸方向にずらされている、ことを特徴とする（形態１・基本構成１）。
更に、上記の課題を解決するために、本発明の第２の視点により、歯合極形モータ、例えば電子整流式歯合極形モータであって、アウタロータと、ステータと、軸支承部（ないし軸方向軸受）と、軸方向のずれとを有し、
前記アウタロータは、カップ状ロータ部材の形状であり、
該カップ状ロータ部材の底部にはシャフトが固定されており、かつ該カップ状ロータ部材にはロータマグネットが配置されており、
前記ステータは、ロータ底部とは反対側に第１の軟磁性ステータ磁極片を有し、
該第１の軟磁性ステータ磁極片には、ロータ底部に向かって突出した第１の歯合磁極片が設けられており、
前記ステータは、ロータ底部の側には第２の軟磁性ステータ磁極片を有し、
該第２の軟磁性ステータ磁極片には、ロータ底部から離れるように突出した第２の歯合磁極片が設けられており、
該第２の歯合磁極片は、第１の歯合磁極片間の空隙に突出しており、
前記軸支承部によって、ロータ底部の反対側端部はシャフトに抗支され、
前記軸方向のずれ分だけ、ロータマグネットはステータに対して相対的に、前記軸支承部から離れる方向にずらされており、これにより前記軸支承部に加えられる磁力が形成されるよう構成された歯合極形モータが提供される。この歯合極形モータにおいて、該第２の軟磁性ステータ磁極片の、ロータ底部から離れるように突出した第２の歯合磁極片は、第１の歯合磁極片よりも大きな軸方向長さを有することを特徴とする（形態９・基本構成２）。これにより、ロータに作用する軸方向の磁気的吸着力を増大する手段、またはモータの構造高さを低減する手段が得られ、これらを組み合わせることができる。
本発明のさらなる詳細および有利な展開形態は、以下の説明および図面に示された、本発明の限定として理解すべきでない実施例、並びに従属請求項から明らかである。
ここで、上記基本構成１を形態１及び上記基本構成２を形態９として、従属請求項の対象でもある本発明の実施の形態を以下にまとめる：
（２） 上記形態１の歯合極形モータにおいて、該歯合磁極片は少なくとも部分的に、かつ少なくとも部分領域において、周方向に対して相対的に斜めに延在するエッジを有し、これにより当該部分領域では歯合磁極片の磁気的有効作用幅がアウタロータの回転方向で増大することが好ましい（形態２）。
（３） 上記形態２の歯合極形モータにおいて、該軸支承部から離れるように突出した、一方のステータ磁極片の歯合磁極片と、当該ステータ磁極片に向かって突出した、他方のステータ磁極片の歯合磁極片には、斜めに延在するエッジが、当該歯合磁極片の、軸支承部とは反対側に一様に（gleichermaBen）設けられていることが好ましい（形態３）。
（４） 上記形態１〜３の歯合極形モータにおいて、該軸支承部の方向に突出した歯合磁極片の少なくとも一部には少なくとも一つの切欠部が設けられており、該切欠部は、回転方向で当該歯合磁極片の隆起側方エッジから、回転方向で減少する磁気的作用幅を以て当該歯合磁極片に入り込むよう伸長していることが好ましい（形態４）。
（５） 上記形態４の歯合極形モータにおいて、該切欠部は少なくとも１つの補強ウェブにより分割されていることが好ましい（形態５）。
（６） 上記形態５の歯合極形モータにおいて、該補強ウェブは実質的に軸方向に、または軸方向に対して角度を為して延在することが好ましい（形態６）。
（７） 上記形態１〜６の歯合極形モータにおいて、ロータ底部にはロータの回転シャフトが固定結合されており、該回転シャフトは、ロータに設けられたロータマグネットとインナステータとの間で作用する磁力によって、モータの軸方向支承箇所に対し当接保持されることが好ましい（形態７）。
（８） 上記形態１〜７の歯合極形モータにおいて、該軸支承部に近傍のステータ磁極片の歯合磁極片の軸方向長さは少なくとも部分的に、別のステータ磁極片の歯合磁極片の軸方向長さよりも小さいことが好ましい（形態８）。
（１０） 上記形態１〜９の歯合極形モータにおいて、第１のステータ磁極片は基板に配置されており、該基板では磁気的センサが、カップ状ロータ部材に設けられたロータマグネットの端面領域に配置されていることが好ましい（形態１０）。
（１１） 上記形態１０の歯合極形モータにおいて、磁気的センサは基板の切欠部に配置されていることが好ましい（形態１１）。
（１２） 上記形態１０又は１１の歯合極形モータにおいて、該磁気的センサはロータマグネットの端面に対して、モータの回転軸に対する方向において半径方向にずらされていることが好ましい（形態１２）。
（１３） 上記形態１０〜１２の歯合極形モータにおいて、ロータマグネットの、前記磁気的センサに向いた端面は、軸方向空隙によって磁気的センサから分離されており、前記軸方向空隙は、ステータとロータとの間の軸方向のずれの少なくとも一部を形成することが好ましい（形態１３）。
（１４） 上記形態９〜１３の歯合極形モータにおいて、ロータマグネットの軸方向寸法は実質的に、ステータの軸方向寸法と一致することが好ましい（形態１４）。
（１５） 上記形態９〜１４の歯合極形モータにおいて、該軸支承部は、シャフトの自由端部とステータ固定部材との間のスライドベアリングとして構成されていることが好ましい（形態１５）。
（１６） 上記形態１〜１５の歯合極形モータは、小型モータとして構成可能である（形態１６）。
（１７） ファンは、上記形態１〜１６の歯合極形モータを駆動装置として有することが可能である（形態１７）。
（１８） 上記形態１７のファンは、プロセッサファンとして構成することが可能である（形態１８）。
図１は、本発明の電子整流式歯合極形小型モータを備えたファンの縦断面図であり、非常に大きく拡大した縮尺で示されている。実際にはこのようなモータは例えば約２ｃｍの外径を有することができる。
図２は、図１のモータに使用される歯合極構成の歯合極の展開図である。
図３は、図１および図２の上側磁極片７４を図４の矢印IIIの方向から見た平面図である。
図４は、上側磁極片７４の側面図である。
図５は、磁力の形成を説明するための概略図である。
図６は、詳細の概略図である。
図７は、図２のステータ構成に対する変形を示す図である。
図８は、図１から図７および図１２と図１３のモータを整流するための電気回路図である。
図９は、本発明の別の実施例の下側磁極片の側面図である。
図１０は、図９の磁極片を、図９の矢印Ｘの方向から見た平面図である。
図１１は、図９と図１０の磁極片の詳細を、図１０の矢印ＸＩの方向から見て展開した図である。
図１２は、図９から図１１の下側磁極片を有する歯合極形モータの概略図、
図１３は、図１２の細部XIIIを大きく拡大した図である。
本発明は有利には非常に小型のモータに使用され、従って以下ではマイクロプロセッサの冷却用ファン、すなわちいわゆるプロセッサファンの実施例で説明する。このようなファンは極端に小型であるから、図面を非常に拡大しなければならない。わかりやすくするために図１の右側には長さ１ｃｍに対する縮尺が例として示されており、拡大比が明りょうになっている。１：１の縮尺での表示は明らかに不可能である。
参照符号１０によりマイクロプロセッサ（またはその他の半導体）が示されており、マイクロプロセッサは熱発生が大きいため強制冷却しなければならない。マイクロプロセッサには通常のように、金属製の冷却体（ヒートシンク）１２が熱伝導的に固定されている。この冷却体は冷却フィン１４および（左側）ねじ孔部１６を有し、ねじ孔部にはねじ（図１にはライン１８により概略的にだけ示されている）によってプロセッサファン２２のケーシングを固定することができる。このケーシング２０はほぼ円筒状の空気案内チャネル２４を有し、このチャネルの中央には半径方向（放射状）スポーク２６を介して電子整流式歯合極形モータのベース部材２８が固定されている。放射状スポーク２６はそのうちの１つだけが図示されている。
ベース部材２８の中央では、凹部３０に軟磁性の支承部支持管３２が挿着（圧嵌）されている。同じように基板３４がベース部材２８に固定されている。基板３４の切欠部３７には図示のように、ホールＩＣ（磁気的センサ）３５が固定されている。このホールＩＣは図８にも示されている。
支承部支持管３２にはスライドベアリング（焼結支承部）３６が挿着（圧嵌）されており、このスライドベアリングはアウタロータ４２のシャフトを支承（軸受支持）する。アウタロータの回転軸は４３により示されている。シャフト４０はその上側自由端部を以て、ベース部材２８の支承面４６に当接しており、これにより軸方向に支承（スラスト軸受け）される。このため支承面には、磁気的に形成された力Ｆが上方に作用する。この磁力Ｆの形成を以下に詳細に説明する。この力は、アウタロータ４２を図示の状態でも、これが下方に懸架されるステータにしっかり保持するよう十分に大きいことが重要である。
シャフト４０の上側端部領域には、軸方向安全器としてディスク４１が固定されている。このディスクは、シャフト４０に沿って上方へ移動するオイルを（焼結支承部３６から）外側へはじき飛ばす。オイルはそこから焼結支承部３６へ戻る。
シャフト４０の下側端部は、プラスチック製のロータカップ状部材５２のロータ底部５０に固定されている。ロータカップ状部材５２とは、複数のファン羽根５４が一体的に成型されており、これらのうちの２つが図示されている。羽根５４はロータ４２が回転する際に空気を矢印５６の方向、すなわち下方から上方へに送風する。従って加熱された空気は冷却フィン１４の間を通って上方へ吸引される。このことによりロータ４２には下方に作用する力が生じ、この力はここでは例えば０．０５Ｎである（回転数が３９００r.p.mの場合）。この力は力Ｆに対抗して作用する。同じようにロータ４２の重量も例えば約０．１Ｎの力として作用し、これも力Ｆに対抗して作用する。すなわち後者は０．０５＋０．１＝０．１５Ｎよりも大きくなければならない。実際には形成される磁力Ｆはこの実施例で少なくとも０．２Ｎなければならない。これはロータ４２をファン２２のすべての状態において確実に軸方向に支承（スラスト軸受保持）するためである。
ロータカップ状部材５２の内部には、軟磁性の（磁気）帰還（磁気回路）部材６０がプラスチック射出成形により固定されており、これには半径方向に磁化されたリングマグネット６２（ロータマグネット）が固定されている。リングマグネットは周方向に４極であり、有利には台形状に磁化することができる。その上端部はホールＩＣ３５にほぼ対向して位置し、従ってロータマグネット６２はその漂遊磁界によりホールＩＣ３５を制御する。図示のようにホールＩＣ３５は磁石６２の上端部に対向して配され、半径方向にやや内側へずらされている。ここで得られる利点については後で図１２で詳細に説明する。
支承部支持管３２の外側にはインナステータ６４が固定されている。インナステータの詳細については後の図面に示されている。その内部にはコイル枠６６が配置されており、コイル枠には図示のようにリングコイル６８が巻回されている。このリングコイルもシャフト４０に対して同心に配置されている。リベット７０によってインナステータ６４は基板３４に固定されている。
磁力Ｆを形成するためにこのモータ２９では、ステータ６４の磁気回路の非対称構造が使用される。ステータはすでに述べたように、リングコイル６８を備えたコイル枠６６を含み、このコイル枠６６は歯合極形モータでは２つのステータ磁極片の間に配置されている。すなわち、上側磁極片７４と下側磁極片７６との間に配置されている。上側磁極片７４はリング状の内部部分ないしカラー７８を有し、このカラーは支承部支持管３２にプレス（圧嵌）され、これによりこの支持管に固定されている。同じように下側磁極片７６もリング状の内部部分またはカラー８０を有し、このカラーも同じように支承部支持管３２にプレス（圧嵌）されている。従ってその間で磁極片７４，７６はコイル６８を備えたコイル枠６６を保持している。
上側磁極片７４は基板３４に直接載置されており、図２によれば同形の２つの歯合磁極片８２，８４を有する。これら歯合磁極片は軸方向に上方から下方へ相応の空隙８６へ突出している。この空隙部は上方に突出する、下側磁極片７６の歯合磁極片８８，９０間に構成されている。反対に歯合磁極片８８，９０は歯合磁極片８２と８４の間の空隙９２へ突出している。
上側磁極片７４の形状は図３と図４にもっとも良く示されている。ロータ４２の回転方向はそこにＲにより示されている。歯合磁極片８２，８４がその隆起（立上り）エッジ９６ないし９８から発してそれぞれ角度領域αで回転方向に次第に幅広になり、これにより斜めエッジ１００ないし１０２を有していることがわかる。続いて回転角度領域βではその幅ｈ１は（軸方向を基準にして）一定である。典型値は：α＝６０°el.；β＝１００°el.である。
例えばＥＰ７６６３７０Ａ２に示されたような通常の歯合極形モータでは、上側磁極片と下側磁極片の歯合極は同じ構造である。すなわち公知のモータではインナステータは対称構造を有している。
これとは異なり本発明では、磁極片７４と７６が図２に示すように互いに異なって構成される。ステータの非対称構造を得るためである。この非対称構造により、モータの駆動に必要なリラクタンストルクの形成を可能にする付加的条件が満たされる。（リラクタンストルクは回転の際に永久磁石ロータ６２と、ロータ６２に対向する歯合極の軟鉄質量との相互作用によって発生する。）
図２には、よりよく理解するために、ロータマグネット６２（断面で示されている）と軸支承部４４，４６が示されている。ロータマグネット６２は磁気的中央面１０６を有し、この中央面は回転軸４３に対して直交して延在している。この中央面１０６は、均質な磁石がそこで分断される場合には、この磁石を２つの実質的に同じリングに分けることとなる。インナステータ６４は幾何学的中央面１０８を有する。すなわち、ステータ６４が全高Ｈを有すれば、その幾何学的中央面１０８はステータ６４の２つの軸方向端面１１０，１１２から間隔Ｈ／２有する。
２つの歯合磁極片８８，９０は、図２には一方だけが完全に示されているが、同じ形状を有する。従って歯合磁極片９０の説明と図示だけで十分である。その隆起（立上り）エッジ１１６に、歯合磁極片は長さαの切欠部１１８を有し、この切欠部には長さβの歯合磁極片９０の部分が続いて形成されている。後者の部分には切欠部はない。
切欠部１１８（ないしは歯合磁極片８８における１１８’）の特徴は、これが回転方向Ｒで先細になっていること、すなわちテーパ状になっていることである。このことは有利には、その上側縁部（Berandung）１２０ないし１２０’では回転軸４３に対して斜めに経過し、下側縁部１２２ないし１２２’では回転軸４３に対して垂直に経過し、できるだけ下に延在するようにして為される。しかし反対に縁部１２２ないし１２２’が斜めに延在し、縁部１２０が回転軸４３に対して垂直に延在することもできる。しかしこの場合は、力Ｆが小さくなる。
斜めの縁部１２０ないし１２０’は実質的に歯合磁極片８２のエッジ１００に対して、図２の展開図に基づき平行に延在している。
歯合磁極片８８，９０のこの構成によって、この歯合磁極片の部分１２６（この部分は図２に歯合磁極片９０に対して正確に示されている）が、図３および図４の磁極片と比較して、いわば１階層だけ上方にずれている。
付加的に本発明では有利には、上側歯合磁極片８２，８４の軸方向伸長部ｈ１が下側歯合磁極片８８，９０の軸方向伸長部ｈ２より小さくなるようにする。すなわち、下側磁極片７６と、上側歯合磁極片８２，８４の下側端部８２’ないし８４’との間の軸方向間隔ｓ１は、上側磁極片７４と、下側歯合磁極片８８，９０の上側端部との間の軸方向間隔ｓ２よりも大きい。（ｈ１＝ｈ２である実施例も可能であるが、この場合力Ｆは小さくなる。）
このようにして、図２の状態に位置するロータマグネット６２には力ｆ１が上方に向かって作用し、この力によりロータ６２の磁気的中央面１０６はステータ６４の磁気的対称面１３０と同一面にもたらされる。ステータ６４の磁気的対称面１３０は間隔ｄだけその幾何学的中央面１０８より高い。これもまた、部分（Abschnitt）１２６の「高さのずれ」（レベルオフセット）と、間隔ｓ１とｓ２とが異なる結果である。
これに第２の作用が加わる。すでに述べたように、ロータマグネット６２はその軸方向漂遊磁界によりホールＩＣ３５を制御する。このホールＩＣは図２に同じように簡略して示されている。これを制御するために、ホールＩＣ３５とロータマグネット６２の上側端部との間には例えば０．３ｍｍの小さな軸方向空隙１３４しか存在しない。
これにより、有利にはステータ６４と同じ高さＨを有するロータマグネット６２はステータ６４に対してこの軸方向空隙量１３４だけ下方へずらされる。すなわち０．３ｍｍだけ下方へずらされる。このことにより付加的に上方へ作用する力ｆ２がロータマグネット６２に作用し、ロータマグネット６２の両方の軸方向端部でこのずれによって磁界が歪み、この歪みが力ｆ２に作用する。このことはとりわけ、ここに軸方向に存在する、ロータマグネット６２の磁束密度が実質的に矩形状に分布している場合に当てはまる。
力ｆ１とｆ２は加算され、磁気的に形成された力Ｆ＝ｆ１＋ｆ２となる。この力Ｆは図１のロータ４２を確実に上方へ吸引し、シャフト４０の自由端部４４を確実にその位置で支承面４６に対し保持する。
図５は、力ｆ２の形成を説明する。ロータマグネット６２と（概略的にのみ示した）ステータ６４との間の磁界１４０は空隙１４２内に実質的に均質な経過を有する。
しかしロータマグネット６２の上側エッジ１４４と下側エッジ１４６の領域では、この磁界は図５に１４８と１５０で示したように歪んでいる（verzerrt）。このことは、ロータ６２の長さ（高さ寸法）ＨＲが実質的にステータ６４の高さＨＳと一致するという前提の下で当てはまる。磁力線１４０がゴム糸のようなものであると仮定すれば、この磁力線は両方のエッジ１４４と１４６でいわば伸ばされ、従ってロータマグネット６２を上方に吸引しようとする。これによりロータ６２のこの箇所に力ｆ２が形成される。
力ｆ１は、磁束密度がステータ６４の上側領域では、そこで増大されて存在する歯合磁極片の鉄により下側領域よりもやや高められて（vermehrt）いることによって形成される。このことは図５には示されていない。
図６は、断面図に最大空隙幅ｓ１を説明するための詳細を示している。図２参照。実験により、上側歯合磁極片８２，８４は、図６に示すようにコイル６８を覆うような長さを有するべきであることが示された。
ｈ１が図６に示すより短ければ、コイル６８が覆われず、そのため拡大した空隙ｓ１によりコイル６８から漂遊磁界が発生し、ロータ６２への軸方向の揺動力が形成される。このことにより付加的にモータノイズが発生する。
ステータ６４が対称構造である場合、このような軸方向力は両方の磁極片の歯合磁極片が同じように大きく短縮されることとなっても発生しない。なぜならこの場合、漂遊磁界が相殺されるからである。しかし図２，７または図９から１３に示すように空隙ｓ１とｓ２が異なる非対称構造の場合には、モータノイズを回避したいと望む限り、ｈ１は上側歯合磁極片８２，８４がコイル６８を覆うような大きさでなければならないという規則を維持しなければならない。
図７は、図２のステータ構造に対する変形実施例を示す。図７のステータは６４’により示されている。上側磁極片７４はその歯合磁極片８２および８４と共に、図２から図４に基づいて詳細に説明した構造に相応する。
下側磁極片７６’はその歯合磁極片８８’、９０’に切欠部１１８”ないしは１１８”’を有し、これらは補強ウェブ１５６ないし１５６’を有する。この補強ウェブは歯合磁極片８８’、９０’の機械的補強のために用いる。ここではこの歯合磁極片が非常に小さく薄く、従って機械的負荷を受けると容易に変形し得ることを考慮しなければならない。理想的にはこの補強ウェブ１５６，１５６’は非磁性材料、例えば真鍮またはプラスチックから製造する。有利にはこの補強ウェブは軸方向に対して角度を為して延在し、これにより障害となる磁気的に形成される回転トルクを回避する。
従ってこの構造では下側歯合磁極片８８’、９０に閉じた開口部１５８，１５８’が形成され、この開口部は、図２および図７を比べて分かるように、磁気的に切欠部１１８”ないしは１１８”’の一部である。
ウェブ１５６，１５６’は図７では回転軸４３に対して平行に延在する。しかし有利には回転軸に対して角度を為して延在することもできる。１つだけのウェブではなく、２つまたは３つのウェブを設けることもできる。この場合これらは比較的に薄く構成することができ、従って容易に磁気的飽和に達する。このことはここでは有利である。空隙ｓ２’はここでは図２の空隙ｓ２よりも大きく示されている。この空隙はできるだけ小さくすべきである。空隙は場合によっては半径方向に延在することもできる。
図８は本発明のモータ２９を駆動するための回路を示し、このモータのロータマグネット６２が概略的に示されている。巻線６８は２線

に巻回されており、従って２つの巻線ないし相６８’と６８”を有する。これらは図８に示されている。ホールＩＣ３５の電流供給のためにホールＩＣの端子はプラス線路１６２と、抵抗１６４を介してマイナス線路１６６に接続されている。その出力端１６８はプルアップ抵抗１７０を介してプラス線路１６２と、抵抗１７２を介してｎｐｎ形ダーリントントランジスタ１７４のベースと、そして抵抗１７６を介してｎｐｎ形トランジスタ１７８のベースと接続されている。このｎｐｎ形トランジスタは位相反転トランジスタとして用いる。トランジスタ１７８のエミッタはマイナス線路１６６と接続されている。そのコレクタは抵抗１８０を介してプラス線路と、そして抵抗１８２を介してｎｐｎ形トランジスタ１８４のベースと接続されている。
トランジスタ１７４，１８４のエミッタは相互に、そして共通のエミッタ抵抗１８５を介してマイナス線路１６６と接続されている。トランジスタ１７４のコレクタは巻線相６８’を介してプラス線路と接続されている。同じようにトランジスタ１８４のコレクタは巻線相６８”を介してプラス線路１６２と接続されている。トランジスタ１７４，１８４のコレクタとべースとの間には、それぞれ１つのコンデンサ１８６ないし１８８（例えば３．３ｎＦ）が配置されている。これらコンデンサの機能は切換過程を緩慢にし、これにより整流の際の高周波障害を回避することである。
ロータ４２がロータマグネット６２の軸方向漂遊磁界によって回転するとき、ホールＩＣ３５の出力端１６８で信号はハイであり、トランジスタ１７４と１７８は導通する。これにより巻線相６８’は電流を受け取り、トランジスタ１８４は阻止される。なぜならそのベースはトランジスタ１７８を介してマイナス線路１６６と接続されるからである。
ロータマグネット６２の磁界により回転が反転すると、ホールＩＣ３５の出力端１６８における信号はローになる。従ってトランジスタ１７４と１７８が阻止される。今度は抵抗１８０を介してトランジスタ１８４がベース電流を受け取り、このベース電流はトランジスタを導通させる。従ってこの場合、巻線相６８”が電流を受け取り、巻線相６８’は無電流状態になる。
ホールＩＣ３５の出力端１６８の電位は次のようにして制御される。すなわち、このホールＩＣにロータマグネット６２のＮ極またはＳ極が対向することにより制御される。言い替えると、巻線相６８’、６８”の電流はロータ６２の回転位置によって制御される。
ダイオード１９２は、モータ２９が誤極性接続されたときに破壊されるのを阻止する。コンデンサ１９４，１９６は、モータの静粛な回転を得るためにノイズパルスをろ波するのに用いる。これらのコンデンサはまた、障害電圧がモータ２９から外に漏れるのを阻止する。
前記のモータ２９ではロータ６２が小さな軸方向長ＨＲを有することができ、それにもかかわらず十分な軸方向力Ｆが形成されるから、前記のプロセッサファン２２（またはその他の機器）の構造高さを全体で格段に低減することができ、しかも機能は信頼性が高い。
図９から図１３の変形実施例では、上側磁極片７４が、図３と図４に基づいて詳細に説明したのと同じ形状を有する。
下側磁極片２０６は、図７の下側磁極片７６’と同じように構成されている。これは図９と図１０によれば、内側カラー（リング）２１０を備えた扁平部分２０８と、対称形態の２つの歯合磁極片２１２，２１２’を有する。従って歯合磁極片２１２についてだけ説明する。歯合磁極片２１２’の部材は歯合磁極片２１２の部材と同じ参照符号を有するが、アポストロフィが付してある。すなわち２１２ではなく２１２’である。
角度領域α’に歯合磁極片２１２は回転方向Ｒに増大する鉄容積を有し、これに続く回転角度領域β’には一定の鉄容積を有する。そのためにこの歯合磁極片は隆起縁部（立上りエッジ）２１４に、ほぼ半円形の切欠部２１６を有する。しかしこの切欠部はこの歯合磁極片２１２の上側エッジ２１８までは伸長しておらず、図示のようにその下方で終端している。
この切欠部２１６にはウェブ２２０が続いている。このウェブの機能は、歯合磁極片２１２に所要の機械的強度を与えることである。ウェブ２２０にはほぼ円形の切欠部２２２が続いており、この切欠部は歯合磁極片２１２の鉄容積がすでに説明したように回転角度領域α’では回転方向Ｒに全般的に増大するように構成されている。または反対に言えば、切欠部２１６，２２２はこの回転角度領域において減少する傾向を有する。
続く回転角度領域β’（図１０）では、歯合磁極片２１２は軸方向に完全に広がっている。すなわち最大の鉄容積を有し、隆起（立上り）エッジ２２４に終端している。
図１２と図１３のモータでは、機械的構造が図１と重要なすべての点で一致しているから、一致する部材に対しては図１と同じ参照符号を使用し、これらの部材については再度説明しない。
ホール発生器３５はここでも半径方向で内側にずらして基板３４に配置されている。これによりホール発生器の中央はほぼ、ロータマグネット６２の半径方向内側エッジ６２’上にある。このような構成においてホール発生器３５はより確実にロータマグネット６７２の磁界によって制御されることが示されている。ホール発生器３５の制御は、半径方向に磁化された磁石６２の漂遊磁界によって行われ、図示の位置で漂遊磁界はその最大磁束密度に達する。
図９から図１３の構成でも、磁力Ｆが発生し、この磁力はシャフト４０を（軸受）支承面４６に対して押圧する。この力Ｆの形成については、図２，図５および図７に基づいてすでに詳細に説明したのでこれを参照されたい。図９から図１３の実施例で重要なことは、ウェブ２２０の形状がモータの磁気的要求（形成されたリラクタンストルクの最適形態）をこのウェブ、ひいては歯合磁極片２１２，２１２’の磁気的強度（Festigkeit）への要求に良好に結び付けることである。
図１０の角度α’とβ’は図２と図３の角度αおよびβに実質的に一致する。
もちろん本発明の枠内で、多数の変形および改良が可能である。

Claims (18)

1. 歯合極形モータ（２９）、例えば電子整流式歯合極形モータであって、インナステータ（６４）と、アウタロータ（４２）とを有し、
   前記インナステータは、歯合磁極片（８２，８４，８８，９０；８８’、９０’；２１２，２１２’）を備えた２つの軟磁性ステータ磁極片（７４，７６；７６’；２０６）を有し、
   それら２つの軟磁性ステータ磁極片の各々は、対向するステータ磁極片の２つの歯合磁極片間において、所属の空隙（８６，９２）に突出しており、
   前記アウタロータにはロータマグネット（６２）が配属されており、
   該ロータマグネットは、その軸方向伸長部を基準にして、回転方向（４３）に対して横に伸長する磁気的中央面（１０６）を有し、かつ軸支承部（ないし軸方向軸受部）（４４，４６）に配属されており
   インナステータ（６４）とロータマグネット（６２）との間で軸方向に作用する磁力（Ｆ）によって、アウタロータ（４２）は前記軸支承部（４４，４６）の方向に押し付けられ、
   歯合磁極片（８２，８４，８８，９０；８８’、９０’；２１２，２１２’）を形成する鉄質量（ないし部材）が磁気的対称面（１３０；１３０’）を次のように規定し、すなわち軸方向に任意にスライド可能なロータマグネットがその磁気的中央面を以てインナステータ（６４）の磁気的対称面（１３０；１３０’）に対向するように規定されるよう構成された歯合極形モータにおいて、
   歯合磁極片（８２，８４，８８，９０；８８’、９０’；２１２，２１２’）の非対称構造によって、前記インナステータ（６４；６４’）の磁気的対称面（１３０；１３０’）が該インナステータの幾何学的中央面（１０８）に対し相対的に、前記軸支承部（４４，４６）の方向に向かってずらされ、
   アウタロータ（４２）に設けられたロータマグネット（６２）の磁気的中央面（１０６）は、インナステータ（６４；６４’）の磁気的対称面（１３０；１３０’）に対し相対的に、軸支承部（４４，４６）から離れる（weg）方向で軸方向にずらされている、
   ことを特徴とする歯合極形モータ。
2. 該歯合磁極片は少なくとも部分的に、かつ少なくとも部分領域において、周方向に対して相対的に斜めに延在するエッジ（１００；１２０，１２０’；２１６）を有し、これにより当該部分領域では歯合磁極片の磁気的有効作用幅（ｈ１，ｈ２）がアウタロータ（４２）の回転方向（Ｒ）で増大する、請求項１記載の歯合極形モータ。
3. 該軸支承部（４４，４６）から離れるように突出した、一方のステータ磁極片（７４）の歯合磁極片（８２，８４）と、当該ステータ磁極片（７４）に向かって突出した、他方のステータ磁極片（７６，７６’；２０６）の歯合磁極片（８８，９０；８８’，９０’；２１２，２１２’）には、斜めに延在するエッジ（１００；１２０；１２０’；２１６）が、当該歯合磁極片（８２，８４，８８，９０；８８’，９０’；２１２；２１２’）の、軸支承部（４４，４６）とは反対側に一様に（gleichermaBen）設けられている、請求項２記載の歯合極形モータ。
4. 該軸支承部（４４，４６）の方向に突出した歯合磁極片（８８，９０；８８’，９０’；２１２，２１２’）の少なくとも一部には少なくとも一つの切欠部（１１８，１１８’；１１８”，１１８'''；２１６，２１６’）が設けられており、
   該切欠部は、回転方向（Ｒ）で当該歯合磁極片の隆起側方エッジ（１１６；１１６’；２１４，２１４’）から、回転方向（Ｒ）で減少する磁気的作用幅を以て当該歯合磁極片に入り込むよう伸長している、請求項１から３までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
5. 該切欠部（１１８”，１１８'''；２１６，２２２）は少なくとも１つの補強ウェブ（１５６，１５６’；２２０，２２０’）により分割されている、請求項４記載の歯合極形モータ（図７）。
6. 該補強ウェブ（１５６，１５６’；２２０，２２０’）は実質的に軸方向に、または軸方向に対して角度を為して延在する、請求項５記載の歯合極形モータ。
7. ロータ底部（５０）にはロータ（４２）の回転シャフト（４０）が固定結合されており、
   該回転シャフトは、ロータ（４２）に設けられたロータマグネット（６２）とインナステータ（６４）との間で作用する磁力（Ｆ）によって、モータ（２９）の軸方向支承箇所（４６）に対し当接保持される、請求項１から６までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
8. 該軸支承部（４４，４６）に近傍のステータ磁極片（７４）の歯合磁極片（８２，８４）の軸方向長さ（ｈ１）は少なくとも部分的に、別のステータ磁極片（７６；７６’；２０６）の歯合磁極片（８８，９０；８８’，９０’；２１２，２１２’）の軸方向長さ（ｈ２）よりも小さい、請求項１から７までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
9. 歯合極形モータ（２９）、例えば電子整流式歯合極形モータであって、アウタロータ（４２）と、ステータ（６４；６４’）と、軸支承部（ないし軸方向軸受）（４４，４６）と、軸方向のずれ（１３４）とを有し、
   前記アウタロータ（４２）は、カップ状ロータ部材（５２）の形状であり、
   該カップ状ロータ部材の底部（５０）にはシャフト（４０）が固定されており、かつ該カップ状ロータ部材にはロータマグネット（６２）が配置されており、
   前記ステータ（６４；６４’）は、ロータ底部（５０）とは反対側に第１の軟磁性ステータ磁極片（７４）を有し、
   該第１の軟磁性ステータ磁極片には、ロータ底部（５０）に向かって突出した第１の歯合磁極片（８２，８４）が設けられており、
   前記ステータは、ロータ底部（５０）の側には第２の軟磁性ステータ磁極片（７６；７６’；２０６）を有し、
   該第２の軟磁性ステータ磁極片には、ロータ底部（５０）から離れるように突出した第２の歯合磁極片（８８，９０；８８’，９０’；２１２，２１２’）が設けらており、
   該第２の歯合磁極片は、第１の歯合磁極片（８２，８４）間の空隙（９２）に突出しており、
   前記軸支承部によって、ロータ底部（５０）の反対側端部（４４）はシャフト（４０）に抗支され、
   前記軸方向のずれ（１３４）分だけ、ロータマグネット（６２）はステータ（６４；６４’）に対して相対的に、前記軸支承部（４０，４４）から離れる方向にずらされており、これにより前記軸支承部（４０，４４）に加えられる磁力（Ｆ）が形成されるよう構成された歯合極形モータにおいて、
   該第２の軟磁性ステータ磁極片（７６；７６’；２０６）の、ロータ底部（５０）から離れるように突出した第２の歯合磁極片（８８，９０；８８’，９０’；２１２，２１２’）は、第１の歯合磁極片（８２，８４）よりも大きな軸方向長さ（ｈ２）を有する
   ことを特徴とする歯合極形モータ。
10. 第１のステータ磁極片（７４）は基板（３４）に配置されており、
    該基板では磁気的センサ（３５）が、カップ状ロータ部材（５２）に設けられたロータマグネット（６２）の端面領域に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
11. 磁気的センサ（３５）は基板（３４）の切欠部（３７）に配置されている、請求項１０記載の歯合極形モータ。
12. 該磁気的センサ（３５）はロータマグネット（６２）の端面に対して、モータの回転軸に対する方向において半径方向にずらされている、請求項１０または１１記載の歯合極形モータ。
13. ロータマグネット（６２）の、前記磁気的センサ（３５）に向いた端面は、軸方向空隙（１３４）によって磁気的センサ（３５）から分離されており、
    前記軸方向空隙（１３４）は、ステータ（６４；６４’）とロータ（４２）との間の軸方向のずれの少なくとも一部を形成する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
14. ロータマグネット（６２）の軸方向寸法（ＨＲ）は実質的に、ステータ（６４；６４’）の軸方向寸法（ＨＳ）と一致する、請求項９から１３までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
15. 該軸支承部は、シャフト（４０）の自由端部（４４）とステータ固定部材（２８）との間のスライドベアリングとして構成されている、請求項９から１４までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
16. 小型モータとして構成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の歯合極形モータ。
17. 請求項１から１６までのいずれか１項記載の歯合極形モータを駆動装置として有するファン。
18. プロセッサファンとして構成された請求項１７記載のファン。

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