DE10033577A1

DE10033577A1 - Bürstenloser Motor und einen derartigen Motors verwendendes medizinisches Handstück

Info

Publication number: DE10033577A1
Application number: DE2000133577
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Jikuhara; Minoru Imazato
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2001-04-26
Also published as: JP2001086721A; JP3750790B2

Abstract

(Aufgabe) DOLLAR A Die Erfindung stellt einen bürstenlosen Motor bereit, bei dem keine Zentrierung erforderlich ist, sowohl seine Montage als auch seine Reparatur mit kürzerer Zeit einfach durchgeführt werden kann, die Drehung der Rotoreinheit genau erfasst wird und weniger Fehlfunktionen auftreten. DOLLAR A (Lösung) DOLLAR A Der bürstenlose Motor besteht aus einer Rotoreinheit 1, die Lagerteile 1c und 1f auf einer herausragenden Rotorwelle 1b aufweist und durch einen Permanentmagneten 1a hindurch ausgebildet ist, einer Kerneinheit 3, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit 2, bei der leitende Anschlüsse 2f aus der hinteren Seite dieser Spuleneinheit 2 herausragen und die mit Harz abgedeckt ist, einem Außengehäuse 4, das vorne eine Lagerbohrung 4a, in die das vordere Lagerteil 1c der Rotoreinheit 1 eingesteckt wird, aufweist und hinten offen ist, und einer hinteren Stütze 5, die die hintere Öffnung des Außengehäuses 4 zudeckt und eine Lagerbohrung 5a, in die das hintere Lagerteil 1f der Rotoreinheit 1 eingesteckt wird, und Bohrungen 5b, durch die die aus der hinteren Seite der Spuleneinheit 2 herausragenden leitenden Anschlüsse 2f durchgesteckt werden, aufweist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen kleinen bürstenlosen Motor, besonders einen bürstenlosen Motor, der als ein Drehantriebsmittel eines medizinischen Schneid- bzw. Schleifgerätes angewendet wird, und ein einen derartigen Motor verwendendes medizinisches Handstück.

Stand der Technik

Im Medizin, besonders in der Zahnbehandlung, ist ein kleines leichtes Gerät als ein Drehantriebsmittel eines Zahnschneid- bzw. -schleifgerätes erforderlich, damit der Operator es in der Hand habend und leicht in der Mundhöhle bedienen kann. Ferner sind wegen der häufigen Benutzung kleine langlebige bürstenlose Motoren in der jüngeren Vergangenheit oft angewendet worden.

Fig. 12 stellt ein Beispiel eines derartigen bürstenlosen Motors und seiner Konstruktion schematisch dar, die die jeweils in den JP-Gebrauchsmusteroffenlegungsschriften Hei-4-104812, Hei-4-104813 und Hei-4-104814 und den JP-Patentoffenlegungsschriften Hei-6-351209, Hei-6- 351210 und Hei-6-351213 vorgeschlagenen bürstenlosen Motoren gemeinsam haben. Fig. 12(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer Reihenfolge der Montage von Rotoreinheit 101 und Spuleneinheit 102 des bürstenlosen Motors 110. Fig. 12(b) zeigt einen Querschnitt durch den bürstenlosen Motor 110.

Der bürstenlose Motor 110 besteht aus der Rotoreinheit 101, der Spuleneinheit 102, einem Kern 103a und einem Gehäuse 104. Die Rotoreinheit 101 besitzt im Querschnitt fächerartige Permanentmagnete 101a mit verschiedenen Polaritäten, die gegenseitig paarweise um eine Rotorwelle 101c herum festgelegt sind. Der Außenumfang der Permanentmagnete 101a ist mit einer walzenförmigen Abdeckung 101b bedeckt.

Die Spuleneinheit 102 ist derart aufgebaut, daß Spulen 102a, die das Magnetfeld erregen, Hallelemente 102b, die die Drehung der Rotoreinheit 101 erfassen, und andere Bauteile (nicht dargestellt) an den vorbestimmten Positionen an einer Spuleneinheitswalze 102c mit metallisierten Zuleitungen 102e verbunden und dort mit einem Kleber oder dgl. festgeklebt sind.

Der Kern 103a ist durch mehrere ringartige Siliziumstahlplatten oder durch Schichten magnetisches Materials wie Permalloy oder dgl. ausgebildet. Der Außenumfang des Kerns 103a liegt genau an dem Innenumfang eines Gehäuses 104 an.

Durch die solche Grundkonstruktion des bürstenlosen Motors 110 ist eine Miniaturisierung realisiert. Ferner sind in den oben genannten Veröffentlichungen auch verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen.

Aufgabe der Erfindung

Der bürstenlose Motors 110 wird jedoch durch das Zusammensetzen und die Einstellung der nötigen Bauteile vor Ort montiert. Daher braucht man bei der Montage immer mehr Zeit wegen der Zentrierung der Drehbewegung, der Justierung der axialen Stellung oder dgl..

Besonders die Montage der Spuleneinheit 102 wird als ein Teil der Montage des gesamten bürstenlosen Motors 110 jeweils mit der Hand durchgeführt. Daher auch wegen der Zentrierung der Spuleneinheit 102 und Rotoreinheit 101 Zeit benötigt. Wegen der Handarbeit treten z. B. im Außendurchmesser der festgelegten Spulen 102a mehr oder weniger große Abweichungen auf, die ein Anstoßen beim Aufnehmen der Spuleneinheit 102 in den Kern 103a verursachen und eventuell die Spulen 102a beschädigen können, was die Isolierfähigkeiten der Spulen 102a verschlechtert.

Das Hallelement 102b, das die Drehung der Rotoreinheit 101 erfasst, ist innerhalb des Wicklungsteils der gewickelten Spule 102a angeordnet, wo jedoch nicht nur das Feld der Permanentmagnete 101a der Rotoreinheit 101 sondern auch das Feld der Spule 102a erfasst wird. Dies verhindert die genaue Erfassung der Drehung der Rotoreinheit 101 und kann eine Fehlfunktion des bürstenlosen Motors 110 verursachen.

Ferner wird bei einem solchen bürstenlosen Motor 110 die Leichtigkeit der Demontage und Remontage bei einer Reparatur kaum berücksichtigt.

Zur Lösung der oben genannten Probleme ist es die Aufgabe der Erfindung, einen bürstenlosen Motor bereitzustellen, bei dem keine Zentrierung erforderlich ist, sowohl seine Montage als auch seine Reparatur in kürzerer Zeit einfach durchgeführt werden kann, die Drehung der Rotoreinheit genau erfasst wird und weniger Fehlfunktionen auftreten.

Darstellung der Erfindung

In den Ansprüchen 1 bis 14 wird ein bürstenloser Motor und im Anspruch 15 ist ein medizinisches Handstück, welches einen derartigen Motor verwendet, vorgeschlagen. Für den bürstenlosen Motor sind in den Ansprüchen 1 bis 7 konstruktive Maßnahmen zur Vereinfachung seiner Montage, in den Ansprüchen 8 bis 12 Maßnahmen bezüglich einer Harzabdeckung einer Spuleneinheit zur Vereinfachung seiner Montage und zur Genauigkeitsverbesserung der Erfassung der Drehung und in den Ansprüchen 13 und 14 Maßnahmen zur Realisierung der Vereinfachung seiner Reparatur und seines Austauschs vorgeschlagen.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 1 besteht aus einer Rotoreinheit, die Lagerteile auf beiden herausragenden Enden einer Rotorwelle aufweist und durch einen Permanentmagneten hindurch ausgebildet ist, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit, bei der leitende Anschlüsse aus der hinteren Seite dieser Spuleneinheit herausragen und die mit Harz abgedeckt ist, einem Außengehäuse, das vorne eine Lagerbohrung, in die das vordere Lagerteil der Rotoreinheit eingesteckt wird, aufweist und hinten offen ist, und einer hinteren Stütze, die die hintere Öffnung des Außengehäuses zudeckt und eine Lagerbohrung, in die das hintere Lagerteil der Rotoreinheit eingesteckt wird, und Bohrungen, durch die die aus der hinteren Seite der Spuleneinheit herausragenden leitenden Anschlüsse durchgesteckt werden, aufweist, wobei das vordere bzw. hintere Lagerteil jeweils in die Lagerbohrung des Außengehäuses bzw. in die Lagerbohrung der hinteren Stütze eingesteckt wird und die aus der hinteren Seite der Spuleneinheit herausragenden leitenden Anschlüsse durch die Bohrungen der hinteren Stütze durchgesteckt werden, wenn die Rotoreinheit, die Spuleneinheit und die Kerneinheit konzentrisch von innen nach außen in das Außengehäuse aufgenommen werden und die hintere Stütze an der hinteren Öffnung des Außengehäuses angebracht wird.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die vor Ort zu montierenden Bauteile in die Einheiten wie Rotoreinheit, Kerneinheit, Spuleneinheit, Außengehäuse, hintere Stütze, usw. so integriert, daß die Montage erleichtert wird und die Zentrierung der Drehung einfach dadurch erreicht wird, daß die entsprechenden Bauteile nacheinander montiert werden. Daher wird der Motor einfach dadurch fertigmontiert, daß diese Einheiten in einer vorbestimmten Reihenfolge montiert werden, wobei das Ende der Rotorwelle nach vorne und die leitenden Anschlüsse nach hinten herausragen. Dadurch kann der Motor einfacher montiert und als ein bürstenloser Motor für medizinische Anwendungen u. ä. verwendet werden.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach Anspruch 1 an Wellenteilen, auf die die Lagerteile an beiden Enden der Rotorwelle der Rotoreinheit gesteckt werden, Stufen vorgesehen sind, mittels deren die aufgesteckten Lagerteile in einem vorbestimmten Abstand gehalten werden und vorbestimmte Stellungen dadurch eingehalten werden, daß sie den Permanentmagneten der Rotoreinheit zwischen sich aufnehmen, wobei die gegenseitige axiale Relation zwischen dem Außengehäuse, der Rotoreinheit, der Spuleneinheit und der Kerneinheit dadurch bestimmt wird, daß die Rotoreinheit, die Spuleneinheit und die Kerneinheit konzentrisch von innen nach außen in dem Außengehäuse aufgenommen werden.

Bei diesem bürstenlosen Motor wird auch die axiale Positionierung neben dem Anspruch 1 einfach dadurch erreicht, daß die entsprechenden Einheiten montiert werden, so daß sich seine Montage noch vereinfacht.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach Anspruch 1 oder 2 vor dem Außengehäuse ein Werkzeugkopplungsteil angeordnet ist, an dem ein One-Touch-Eingriffsmittel vorgesehen ist, an das bzw. von dem ein Werkzeug zum Schneiden bzw. Schleifen wie ein Handstück oder dgl. mit einer einzelnen Betätigung angebracht bzw. gelöst werden kann.

Bei diesem bürstenlosen Motor ist das Werkzeugkopplungsteil am Außengehäuse angeordnet, wobei am Werkzeugkopplungsteil das One-Touch-Eingriffsmittel vorgesehen ist, an das bzw. von dem ein Schneid- bzw. Schleifwerkzeug wie ein Handstück mit einem Schneid- bzw. Schleifmesser mit einer Betätigung angebracht bzw. gelöst wird, so daß er als ein Teil eines Handstücks montiert und verwendet werden kann.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 axial verlaufende Rinnen am Außenumfang der Kerneinheit, diesen Rinnen entsprechende durchgehende Bohrungen auf der vorderen Seite des Außengehäuses und diesen Rinnen entsprechende durchgehende Bohrungen an der hinteren Stütze ausgebildet sind.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Rinnen am Außenumfang der Kerneinheit innerhalb des den Außendurchmesser des gesamten Motors bildenden Außengehäuses und die durchgehenden Bohrungen entsprechend vorn und hinten ausgebildet, in die die Luft-, Wasser- bzw. Stromleitungen durchgeführt eingesetzt werden können, so daß der Motor miniaturisiert und besonders als ein medizinischer bürstenloser Motor mehrwertig ausgeführt werden kann, ohne den Außendurchmesser des Außengehäuses, das den Außenumfang des gesamten bürstenlosen Motors bildet, zu vergrößern. Ferner wird Zuführung von Luft und Wasser, die für ein Schneid- bzw. Schleifwerkzeug, usw. erforderlich sind, dabei nicht verhindert.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zwischen dem Außenumfang der Kerneinheit und dem Innenumfang des Außengehäuses ein vorbestimmter Spalt ausgebildet ist, durch den von der Seite der hinteren Stütze zugeführte Luft strömt.

Bei diesem bürstenlosen Motor strömt die Luft zwischen der Kerneinheit und dem Außengehäuse durch, so daß der Motor gekühlt werden kann.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 die Spuleneinheit in der Kerneinheit lösbar montiert werden kann.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Kerneinheit und die Spuleneinheit ineinander montierbar bzw. voneinander lösbar, was gegenüber einer einstückigen Ausführung ermöglicht, nur eine der Einheiten auszutauschen, so daß eine Reparatur der Motors einfacher und kostengünstiger wird.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eine Mittelstütze vorgesehen ist, die in die hintere Seite des Außengehäuses mittels Gewinde eingreift und die in diese Mittelstütze eingesteckte hintere Stütze trägt, wobei auf der hinteren Seite der hinteren Stütze ein Eingriffsvorsprung vorgesehen ist, der nur bis zu einer Stellung hinreicht, die innen mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Mittelstütze liegt.

Bei diesem bürstenlosen Motor ist die Mittelstütze vorgesehen, die ein Eingriffsmittel ins Kopplungsteil an den dem Motor Strom, Wasser, Luft, usw. zuführenden Schlauch ist, und an der hinteren Stütze ist ein Eingriffsvorsprung vorgesehen, der innen mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Mittelstütze liegt, so daß seine Kopplung an das Kopplungsteil einfacher und sicherer wird.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 die Spuleneinheit magnetelektrische Wandlerelemente, die die Drehung der Rotoreinheit erfassen, aufweist und zusammen mit ihnen vorher mit Harz abgedeckt wurde.

Bei bürstenlosen Motoren gibt es einerseits Motoren, bei denen zur Steuerung der Drehung der Rotoreinheit magnetelektrische Wandlerelemente erforderlich sind, die als die Drehung der Rotoreinheit erfassenden Sensoren ausgebildet sind, und andererseits Motoren, bei denen sie nicht erforderlich sind. Bei diesem bürstenlosen Motor wird die Spuleneinheit zusammen mit den magnetelektrischen Wandlerelementen einstückig mit Harz abgedeckt, wenn die magnetelektrischen Wandlerelemente erforderlich sind, so daß die Wirkung nach Anspruch 1 auch bei einem sogenannten bürstenlosen Motor mit Sensoren gewährleistet ist.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach Anspruch 8 die magnetelektrischen Wandlerelemente der Spuleneinheit an Stellungen, die von den Spulen elektromagnetisch nicht leicht beeinflußt werden, angeordnet sind und mit Harz abgedeckt sind.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die magnetelektrischen Wandlerelemente, also die die Drehung des Rotors erfassenden Sensoren bei der einstückigen Ausbildung an Stellungen angeordnet, die dem durch die Spulen erregten Magnetfeld ausweichen, so daß eine Fehlfunktion der Sensoren verhindert werden kann.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach Anspruch 8 oder 9 die Spuleneinheit aus den Spulen, einer Bobine, die dazu dient, daß die Spulen den Permanentmagnet der Rotoreinheit umschließen, und einer Grundplatte, an der Bauteile für die Spulen und die magnetelektrischen Wandlerelemente angebracht sind und bei der die leitenden Anschlüsse auf der diesen Bauteilen abgewandten Seite vorgesehen sind, besteht, wobei auf der Bobine die magnetelektrischen Wandlerelemente den Spulen der Längsrichtung benachbart außerhalb ihrer Wicklungsteile vorgesehen sind, die Grundplatte an der den Spulen abgewandten Seite der magnetelektrischen Wandlerelemente in einer zur Längsrichtung der Spulen rechtwinklig verlaufenden Richtung auf die Bobine gesteckt ist und die Bobine, die Spulen, die magnetelektrischen Wandlerelemente und die Grundplatte mit Harz abgedeckt sind.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Bobine, die Spulen, die magnetelektrischen Wandlerelemente, die Grundplatte, an die diese und die entsprechenden Bauteile angebaut werden, usw., der Spuleneinheit konkret bestimmt, so daß der Motor, der die Wirkung nach Anspruch 9 erfüllt, einfacher zusammengesetzt werden kann.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach Anspruch 10 außenliegende Randbereiche auf der die leitenden Anschlüsse aufweisenden Seite der Grundplatte bei der Harzabdeckung der Spuleneinheit von einer Harzabdeckungsform getragen werden und eine Harzabdeckung durchgeführt wird.

Um das bisher bestehende Problem, d. h die. Verschlechterung der Genauigkeit bei der Erfassung der Drehung durch Verformung der Grundplatte, usw., zu beseitigen, wird dieser bürstenlose Motor mit der Harzabdeckung vorgeschlagen. Bei diesem bürstenlosen Motor verformt sich die Grundplatte deswegen nicht, weil sie durch die Harzabdeckungsform fest getragen und eine Harzabdeckung durchgeführt wird, so daß die Genauigkeit der Erfassung der Drehung verbessert wird.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 12 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 11 als die magnetelektrischen Wandlerelemente Hallelemente oder Hall-ICs verwendet sind.

Das Wärmebeständigkeitsverhalten wird durch die Wärmebeständigkeit der Hallelemente selbst oder der Hall-ICs selbst, aber auch durch die einstückige Harzabdeckung verbessert, so daß auch die Eignung zur Autoklavensterilisation beim gesamten bürstenlosen Motor verbessert wird. Die Hallelemente sind zwar auf die Änderung des Magnetflusses empfindlich, da sie die Drehung des Rotors bezüglich der Positiv-Negativ-Umkehrung des Magnetflusses erfassen, aber sie werden durch die Kombination der Maßnahmen von Anspruch 9 und 10 vom Magnetfeld der Spulen nicht beeinflußt. Daher erfüllen die Hallelemente ihre Funktion ausreichend.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 12 Kühlvertiefungen, die sich in der Längsrichtung der Spulen erstrecken, am Außenumfang der Spuleneinheit ausgebildet sind.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Kühlvertiefungen zur Kühlung des bürstenlosen Motors durch die Luftdurchströmung zwischen dem Außenumfang der Spuleneinheit und dem Innenumfang der Kerneinheit, in die die Spuleneinheit eingefügt wird, am Außenumfang der Spuleneinheit ausgebildet. Daher findet die Kühlung des Motors neben der Kühlung durch die übliche Luftdurchströmung zwischen der Kerneinheit und dem Außengehäuses, usw. noch effektiver statt.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 14 ist dadurch gekennzeichnet, daß beim bürstenlosen Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 13 Kühlbohrungen in der Spuleneinheit ausgebildet sind, die von ihrem Innenumfang zu ihrem Außenumfang durchgebohrt sind.

Bei diesem bürstenlosen Motor sind die Kühlbohrungen in der Spuleneinheit ausgebildet, die von ihrem Innenumfang zu ihrem Außenumfang durchbohrt sind. Daher entsteht die zur axialen Richtung rechtwinklig verlaufende Luftdurchströmung von der Rotoreinheit zur Kerneinheit, so daß die Kühlung des Motors wie bei Anspruch 13 neben der Kühlung durch die übliche Luftdurchströmung noch effektiver stattfindet. Besonders durch eine Kombination mit Anspruch 13 wird die Kühlwirkung vervielfacht.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 15, der aus einer Rotoreinheit, an der Lagerteile derart vorgesehen sind, daß sie einen an einer Rotorwelle festgelegten Permanentmagnet zwischen sich aufnehmen, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit und einem Außengehäuse, das Lagerbohrungen aufweist, in die die beiden Lagerteile der Rotoreinheit jeweils eingesteckt werden, besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des vorderen Lagerteils der Rotoreinheit größer als der Außendurchmesser des Permanentmagneten der Rotoreinheit und der Außendurchmesser des hinteren Lagerteils ist und die beiden Lagerbohrungen des Außengehäuses den Außendurchmessern des vorderen und hinteren Lagerteils der Rotoreinheit jeweils entsprechen.

Bei diesem bürstenlosen Motor ist der Außendurchmesser des vorderen Lagerteils der Rotoreinheit größer als der Außendurchmesser des Permanentmagnets und der Außendurchmesser des hinteren Lagerteils, so daß die Rotoreinheit von bzw. nach vorne in das bzw. aus dem Außengehäuse eingesteckt bzw. herausgezogen werden kann. Daher wird nicht nur seine Montage, sondern auch seine Reparatur vereinfacht.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 16, der aus einer Rotoreinheit, bei der Lagerteile derart vorgesehen sind, daß sie einen an einer Rotorwelle festgelegten Permanentmagnet zwischen sich aufnehmen, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit und einem Außengehäuse, das Lagerbohrungen aufweist, in die die beiden Lagerteile der Rotoreinheit jeweils eingesteckt werden, besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Spitze der Rotorwelle der Rotoreinheit ein Gelenk angebracht ist, das die Drehkraft auf einen Schaft eines Handstücks überträgt, und der Innendurchmesser des dem Gelenk zugewandten Lagerteils größer als der Außendurchmesser des Gelenks ist.

Bei diesem bürstenlosen Motor ist der Innendurchmesser des dem Gelenk zugewandten Lagerteils größer als der Außendurchmesser dieses an der Spitze der Rotorwelle angebrachten Gelenks, so daß das vordere Lagerteil der Rotoreinheit ausgetauscht werden kann, ohne das Gelenk auseinanderzunehmen. Daher wird Reparatur und Austausch des Motors vereinfacht.

Das medizinisches Handstück nach Anspruch 17 ist dadurch gekennzeichnet, daß in dieses Handstück der bürstenlose Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zwischen dem Schaft dieses Handstücks und einem Kopplungsteil, das einen Schlauch koppelt, eingesetzt ist.

Der bürstenloser Motor, der die oben beschriebenen Merkmale besitzt, ist in dieses medizinische Handstück eingesetzt, und die Wirkungen des Motors sind damit kombiniert, so daß es als ein kleines leichtes mehrwertiges Handstück, das für die medizinische Behandlung, besonders für die Zahnbehandlung geeignet ist, dem auch Wasser und Luft zugeführt werden körnen und dessen Kühlungswirkungsgrad hoch ist, verwendet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt eine anschaulich dargestellte perspektivische Ansicht einer Reihenfolge der Montage eines erfindungsgemäßen bürstenlosen Motors.

Der bürstenlose Motor 10 besteht aus einer Rotoreinheit 1, bei der ein Permanentmagnet 1a und an seinen beiden Enden vorgesehene Lagerteile 1c und 1f auf einer Rotorwelle 1b angeordnet sind, einem Außengehäuse 4, das die Rotoreinheit 1 drehbar trägt und den gesamten bürstenlosen Motor 10 aufnimmt, einer Kerneinheit 3, die im Außengehäuse 4 aufgenommen wird und in die ein Kern aus magnetischem Material (nicht dargestellt, nachfolgend noch beschrieben) eingebaut ist, einer Spuleneinheit 2, die in die Kerneinheit 3 aufgenommen wird und Spulen (nicht dargestellt) besitzt, einer hinteren Stütze 5, die in die hintere Seite der Spuleneinheit 2 und des Außengehäuses 4 (rechte Seite in Fig. 1) eingesteckt wird, und einer Mittelstütze 6, die zur Kopplung der hinteren Stütze 5 an ein nachfolgend noch beschriebenes Kopplungsteil auf der Grundkörperseite vorgesehen ist.

Der Permanentmagnet 1a der Rotoreinheit 1 ist wie bisher an der Rotorwelle 1b angeordnet und sein Außenumfang ist abgedeckt. Bei den an den beiden Enden des Permanentmagneten 1a vorgesehenen Lagerteilen 1c und 1f ist der Außendurchmesser des auf der linken Seite in Fig. 1 vorgesehenen Lagerteils, also der Außendurchmesser des vorderen Lagerteils 1c, größer als der Außendurchmesser des hinteren Lagerteils 1f. Ferner ist der Außendurchmesser des Lagerteils 1c größer als der Außendurchmesser des Permanentmagneten 1a.

Das Lagerteil 1c greift in eine vordere Lagerbohrung 4a ein, der Permanentmagnet 1a wird in der Spuleneinheit 2 aufgenommen, und das Lagerteil 1f greift in eine Lagerbohrung 5a der hinteren Stütze 5 ein, wobei die Innendurchmesser der Lagerbohrung 4a des Außengehäuses 4, der Spuleneinheit 2 und der Lagerbohrung 5a der hinteren Stütze 5 entsprechend gewählt sind.

Damit kann sowohl die Montage als auch die Demontage einfach durchgeführt werden, da beim Zustand, bei dem die Kerneinheit 3, die Spuleneinheit 2, die hintere Stütze 5, usw. am Außengehäuse 4 montiert sind, die Rotoreinheit 1 zusammen mit den Lagerteilen 1c und 1f von vorne eingesetzt, aber auch daraus herausgezogen werden kann. Da die Notwendigkeit des Austauschs der Lagerteile 1c und 1f aufgrund des Verschleißes durch die Benutzung hoch ist, ist es bei Reparatur und Austausch sehr praktisch, wenn die Rotoreinheit 1 zusammen mit den montierten Lagerteilen 1c und 1f aus dem bürstenlosen Motor 10 herausgezogen werden kann, ohne die anderen Bauteile auseinanderzunehmen zu müssen.

An der Spitze an der Rotorwelle 1b der Rotoreinheit 1 wird ein Gelenk 1i angebracht, das die Drehkraft auf einen Schaft eines Behandlungswerkzeugs, beispielsweise eines Handstücks, überträgt. Der Innendurchmesser des dem Gelenk 1i zugewandten Lagerteils 1c ist größer als der Außendurchmesser des Gelenks 1i. Beim Austausch des dem Gelenk 1i zugewandten Lagerteils 1c nach dem Herausziehen der Rotorwelle 1b mit den montierten Legerungen 1c und 1f, wie oben beschrieben, kann das alte Lagerteil 1c daher auseinandergenommen werden, ohne das Gelenk 1i auseinanderzunehmen, und ein neues Lagerteil 1c kan dann montiert werden, was eine einfache Reparatur und einen einfache Austausch der Lagerteile realisiert.

Wegen der Kopplung an ein Handstück ist die Form des Gelenks 1i in der vorgeschriebenen Abmessung gehalten. Die Gestaltung des Gelenk 1i war bei den bisherigen bürstenlosen Motoren wegen ihrer Konstruktionen nicht berücksichtigt, so daß es bei Reparatur und Austausch des Grundkörpers notwendig war, zunächst das Gelenk 1i auseinanderzunehmen. Bei der vorliegenden Erfindung werden jedoch auch solche Bauteile in Hinsicht auf die Vereinfachung der Montage und Reparatur insgesamt berücksichtigt. Dadurch werden die vorliegenden Verbesserungen erreicht.

Zwischen dem Permanentmagnet 1a der Rotorwelle 1b und den Lagerteilen 1c und 1f, die an der Rotorwelle 1b derart vorgesehen sind, daß sie diesen zwischen sich halten, sind Ausgleicher 1j und 1k angeordnet, die aus leicht schneid- und schleifbarem Material, beispielsweise Messing bestehen. Die Ausgleicher 1j und 1k sind an der Rotorwelle 1b fest angebracht und können durch entsprechendes Wegschneiden bzw. Wegschleifen eines Teils von ihnen für einen dynamischen Ausgleich der gesamten Rotoreinheit 1 sorgen. Durch solchen eingestellten dynamischen Ausgleich treten auch bei der Drehung der Rotoreinheit 1 mit hoher Geschwindigkeit keine Unwuchten aufgrund eines gestörten Gleichgewichts der Rotoreinheit 1 mehr auf. Die erfindungsgemäße Rotoreinheit 1 eignet sich daher für ein Drehantriebsmittel eines Behandlungswerkzeugs.

Wie anhand von Fig. 5, 6 und 7 nachfolgend noch beschrieben, ist die Spuleneinheit 2 durch einstückige Abdeckung mit Harz inklusive der Spulen gekennzeichnet. Aus Fig. 1 ist nur das einstückig ausgebildete Teil des Harzes 2e ersichtlich. Die einstückige Harzabdeckung wird neben der Montage des gesamten bürstenlosen Motors 10 mittels bestimmter Vorrichtungen oder dgl. derart durchgeführt, daß die Achsen der Innen- und Außendurchmesser übereinstimmen. Hinter der Spuleneinheit 2 ragen vier leitende Anschlüsse 2f heraus, die beim Einstecken der hinteren Stütze 5 in die Spuleneinheit 2 weiter nach hinten über die hintere Stütze 5 herausragen, um eine elektrische Verbindung zu erreichen.

Die Kerneinheit 3 dient als Eisenkern dazu, daß sie das Magnetfeld der Spulen der Spuleneinheit 2 verstärkt, und ist derart ausgebildet, daß der Außenumfang und die beiden Enden eines Kerns (nicht dargestellt) aus mehreren ringartigen Siliziumstahlplatten oder geschichtetem magnetischen Material wie Permalloy oder dgl. von einem Kerngehäuse 3h umgeben sind. Zwei Leitungen 3c, die am Außenumfang der Kerneinheit 3 ersehen sind, führen Wasser bzw. Luft für die Zahnbehandlung von der Grundkörperseite (rechte Seite in Fig. 1) zur Spitzenseite (linke Seite in Fig. 1, also die Drehwerkzeugseite) zu und greifen in Rinnen 3b ein, die axial durch den Außenumfang des Kerngehäuses 3h durchgeführt sind, und ihre Außenseiten liegen am Innenumfang des Außengehäuses 4 an.

Ferner sind in diesem Beispiel die Rinnen 3b an vier Stellen am Außenumfang des Kerngehäuses 3h vorgesehen. In die weiteren zwei Rinnen 3b, wie nachfolgend noch beschrieben, greifen ferner elektrische Leitungen (nicht dargestellt) ein. Die Zuführung der erforderlichen Flüssigkeit oder dgl. wird daher ermöglicht, ohne zwischen der Kerneinheit 3 und dem Außengehäuses 4 einen unnötigen Raum auszubilden, so daß sich der erfindungsgemäße bürstenlose Motor 10 für ein Drehantriebsmittel eines Behandlungswerkzeugs eignet, das der Operator in der Hand haltend bedient und welches miniaturisiert werden soll.

Die Rinnen 3b, Leitungen 3c, usw. dienen dazu, Flüssigkeit, die nicht direkt den Antrieb des Motors 10 betrifft, Strom, usw. von der Grundkörperseite des bürstenlosen Motors 10 zur Spitzenseite zuzuführen. Wenn die Zuführung der Flüssigkeit bzw. des Stroms nicht erforderlich ist, dann sind sie auch nicht nötig. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Kerneinheit 3 und die Spuleneinheit 2 getrennt und ineinander montierbar bzw. voneinander lösbar. Daher können sie, im Gegensatz zu einer einstückigen Ausbildung, einzeln ausgetauscht werden. Die Reparatur wird dadurch einfacher und kostengünstiger.

Wie oben beschrieben, ist die das vordere Lagerteil 1c der Rotoreinheit 1 aufnehmende Lagerbohrung 4a auf der vorderen Seite am Außengehäuse 4 vorgesehen, und die hintere Seite ist offen, was aber aus Fig. 1 nicht ersichtlich ist. Am Rand der vorderen Lagerbohrung 4a sind Durchbohrungen 4b vorgesehen, durch die die Leitungen 3c, usw. bei der Aufnahme der Kerneinheit 3 im Außengehäuse 4 durchgeführt werden.

An der hinteren Stütze 5 sind die Lagerbohrung 5a, die wie oben beschrieben das hintere Lagerteil 1f der Rotoreinheit 1 aufnimmt, Bohrungen 5b, durch die die leitenden Anschlüsse 2f der Spuleneinheit 2 beim Zudecken mit der hinteren Stütze 5 nach der Montage der Kerneinheit 3 und Spuleneinheit 2 ins Außengehäuse 4 herausragen, und Bohrungen 5c, durch die die in die Rinnen 3b der Kerneinheit 3 eingesetzten Leitungen 3c, usw. wie bei den Bohrungen 4b des Außengehäuses 4 herausragen, vorgesehen.

Am Außenumfang der Mittelstütze 6 sind zwei verschiedene Außengewinde mit verschiedenen Ganghöhen ausgebildet. Das auf der linken Seite in Fig. 1, also auf der vorderen Seite des bürstenlosen Motors 10 liegende Außengewinde 6a greift ins Außengehäuse 4 ein, um die Kerneinheit 3, die Spuleneinheit 2, die hintere Stütze 5, usw. mit dem Außengehäuse 4 fest zu verbinden. Das auf der hinteren Seite des bürstenlosen Motors 10 liegende Außengewinde 6b wird zur Kopplung an einen Schlauch (nicht dargestellt, nachfolgend noch beschrieben) verwendet, der dem Motor 10 Strom, Wasser, Luft, usw. zuführt.

Hier ist zwar ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Eingriff durch die Gewinde als eine Kopplungsmöglichkeit zwischen dem bürstenlosen Motor 10 und dem Schlauch verwendet wird, aber auch verschiedene andere Kopplungsmöglichkeiten können angewendet werden, wie eine Kopplung durch einen One-Touch-Connector für einen Einschnappverbinder oder dgl..

Der bürstenlose Motor 10 wird wie in Fig. 1 dargestellt dadurch fertig montiert, daß einerseits die Rotoreinheit 1 von vorne (linke Seite in Fig. 1) ins Außengehäuse 4 und andererseits die Kerneinheit 3, in welche die Leitungen 3c, usw. eingesetzt sind, die einstückig mit Harz abgedeckte Spuleneinheit 2 und die hintere Stütze 5 von hinten ins Außengehäuse 4 der Reihe nach eingeführt werden. Die Zentrierung der Rotoreinheit 1 und Spuleneinheit 2 ist daher nicht mehr nötig und die Montage des gesamten bürstenlosen Motors wird vereinfacht.

Da die gesamte Spuleneinheit 2 mit Harz einstückig abgedeckt ist, sind die Spulen, usw. am Außenumfang der Spuleneinheit 2 nicht freiliegend, so daß eine Beschädigung der Spulen beim Einstecken der Spuleneinheit 2 in die Kerneinheit 3 vermieden wird. Ferner wird als eine Nebenwirkung das Wärmebeständigkeitsverhalten der Spuleneinheit, das bisher nachteilig war, durch das Wärmeisolierungsverhalten des Abdeckungsharzes verbessert. Dies verbessert auch das Wärmebeständigkeitsverhalten des gesamten bürstenlosen Motors.

Fig. 2(a) zeigt einen Längsschnitt durch Teile der Leitungen eines Handstückgrundkörpers, für den der bürstenlose Motor gemäß Fig. 1. eingesetzt ist. Fig. 2(b) zeigt einen Längsschnitt durch Teile der elektrischen Leitungen. Für die bereits erläuterten Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet und hierbei lassen sich Doppelerläuterungen auslassen. Für die weitere Erläuterungen benötigenden Teile sind weitere Bezugszeichen angegeben. Für die weitere Erläuterungen nicht benötigenden Teile sind unter Berücksichtigung der besseren Anschaulichkeit der Figuren nur hauptsächliche Bezugszeichen angegeben.

Fig. 2(a) und 2(b) zeigen ein Beispiel, bei dem der erfindungsgemäße bürstenlose Motor in den Handstückgrundkörper für die Zahnbehandlung eingesetzt ist.

In Fig. 2(a) und 2(b) sind ein Werkzeugkopplungsteil, das zur Kopplung eines Behandlungswerkzeugs wie eines Handstücks an den bürstenlosen Motor 10 ans Außengehäuse 4 gesteckt ist, mit dem Bezugszeichen 7 und ein One-Touch-Eingriffsmittel, das an das vordere Ende des Außengehäuses 4 gekoppelt ist und an einen bzw. von einem Schaft (nicht dargestellt) des Handstücks in herkömmlicher Weise mit einer einzigen Betätigung (one touch) angebracht bzw. gelöst wird, mit dem Bezugszeichen 7a bezeichnet. Ferner ist auch ein Mittel vorgesehen, das durch den bürstenlosen Motor 10 hindurch auf die Handstückseite zugeführtes Wasser, Luft, usw. auch mit einer Betätigung insgesamt absperrt bzw. durchläßt.

Ferner sind ein Kopplungsteil an einen Schlauch C, der dem bürstenlosen Motor 10 Strom, Wasser, Luft, usw. zuführt, mit dem Bezugszeichen Ba und der Handstückgrundkörper, der aus dem bürstenlosen Motor 10, dem Werkzeugkopplungsteil 7, dem One-Touch-Eingriffsmittel 7a und dem Kopplungsteil Ba besteht, mit dem Bezugszeichen B bezeichnet.

Anhand von Fig. 2 wird zunächst die axiale Zentrierung erläutert, durch die der bürstenlose Motor 10 gekennzeichnet ist.

Hinter einem Wellenteil 1d, auf das das vordere Lagerteil 1c der Rotorwelle 1b gesteckt ist, ist eine Stufe 1e vorgesehen. Der Ausgleicher 1j ist dicht an der Stufe 1e fest angebracht. Das Lagerteil 1c ist auf das Wellenteil 1d gesteckt und stößt an dem Ausgleicher 1j an, so daß die axiale Positionierung auf der Rotorwelle 1b durch die Stufe 1e mittelbar bestimmt ist.

Vor einem Wellenteil 1g, auf das das hintere Lagerteil 1f der Rotorwelle 1b gesteckt ist, ist eine Stufe 1h vorgesehen. Die axiale Positionierung auf der Rotorwelle 1b ist dadurch erreicht, daß das Lagerteil 1f an die Stufe 1h anstößt.

Da die Lagerbohrung 4a des Außengehäuses 4 und die Lagerbohrung 5a der hinteren Stütze 5 entsprechend den Lagerteilen 1c und 1f, die auf die Rotorwelle 1b gesteckt und darauf axial positioniert sind, ausgebildet sind, erfolgt die axiale Positionierung zwischen den Bauteilen des bürstenlosen Motors 10, wie in Fig. 2(a) dargestellt, dadurch automatisch, daß die Rotoreinheit 1, die Spuleneinheit 2, die Kerneinheit 3, das Außengehäuse 4, die hintere Stütze 5, usw. wie anhand von Fig. 1 erläutert montiert werden, so daß die Montage vereinfacht wird.

In die Lagerbohrung 4a des Außengehäuses 4, in die das Lagerteil 1c der Rotorwelle 1b eingesteckt ist, ist ein O-Ring 4ab derart eingesetzt, daß er an dem Lagerteil 1c anstößt. In die Lagerbohrung 5a der hinteren Stütze 5, in die das Lagerteil 1f der Rotorwelle 1b eingesteckt ist, ist ebenfalls ein O-Ring 5ab eingesetzt. Durch diese Konstruktion kann die Drehschwingung der Rotorwelle 1b auf die Kerneinheit 3 bzw. das Außengehäuse 4, also auf die äußeren Teile, nicht leicht überragen werden.

Wie aus Fig. 2(a) ersichtlich, sind die Leitungen 3c durch die Durchbohrungen 5c der hinteren Stütze 5 hindurch, zwischen dem Außengehäuse 4 und der Kerneinheit 3 hindurch, durch die Bohrungen 4b des Außengehäuses 4 hindurch, bis zum One-Touch-Eingriffsmittel 7a geführt. Damit können Wasser, Luft, usw. vom Schlauch C zur Handstückseite zugeführt werden.

Wie aus Fig. 2(b) ferner ersichtlich, sind elektrische Leitungen 3d parallel zu den Leitungen 3c eingesetzt. Durch diese elektrischen Leitungen 3d wird der Strom für eine Lampe 7c vom Schlauch C aus über ein Drehlampenaufnahmeteil 7b mit einem Schleifring (nicht dargestellt) zugeführt.

Die elektrischen Leitungen 3d bestehen aus elektrischem Leiter mit einer konstanten Festigkeit, sind derart ausgebildet, daß sie den Gestaltungen der am Außenumfang der Kerneinheit 3 vorgesehenen Rinnen 3b entsprechen, und können an den leitenden Anschlüsse 5e durch die Bohrungen 5c der hinteren Stütze 5 hindurch einfach angeschlossen werden. Da die elektrischen Anschlüsse nur durch die Montage mit einer Betätigung sicher hergestellt werden können, werden die Genauigkeit und die Zeitverkürzung der Montage erreicht, während flexible Kupferdrähte bisher mit genügenden Spiel jeweils gelötet und zwischen der Kerneinheit 3 und dem Außengehäuse 4 eingeklemmt waren.

Fig. 3(c) zeigt einen Längsschnitt durch den Handstückgrundkörper, in den der bürstenlose Motor gemäß Fig. 1. eingesetzt ist, mit Kühlwegen. Fig. 3(d) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie BB in Fig. 3(c). Fig. 3(e) zeigt einen Schnitt entlang der Linie CC in Fig. 3(d).

In Fig. 3(c) sind Luftströme mit schwarz dargestellten Pfeilen veranschaulicht. Die vom Schlauch C aus über die Luftöffnungen 5e zugeführte Luft wird durch den axialen Spalt zwischen der hinteren Stütze 5 und der Spuleneinheit 2 hindurch, an Umfangsnuten (nicht dargestellt) der Spuleneinheit 2 vorbei, durch den Spalt 3e zwischen dem Außenumfang der Kerneinheit 3 und dem Außengehäuse 4 hindurch nach vorne geführt. Dann strömt der eine Teil der Luft am Lagerteil 1c der Rotorwelle 1b vorbei in die Handstückseite ein, und der andere Teil der Luft wird nach hinten durch den Spalt zwischen der Rotoreinheit 1 und der Spuleneinheit 2 hindurch am Lagerteil 1f vorbei zur Seite des Schlauchs C zurückgeführt.

Der bürstenlose Motor 10 wird nun dadurch gekühlt, daß die Luft innerhalb des Motors 10, aber auch in der Nähe des Außenumfangs des Motors 10 durchströmt.

Anhand von Fig. 3(d) und 3(e) wird ein Eingriffsvorsprung 5d der hinteren Stütze 5 erläutert.

Der Eingriffsvorsprung 5d streckt sich zwar nach hinten vom hinteren Teil der hinteren Stütze 5 aus heraus, aber reicht nur bis zu einer Stellung, die innen mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Mittelstütze 6 liegt, und ragt weiter als die durch die hintere Stütze 5 hindurch herausragenden leitenden Anschlüsse 2f heraus.

Das Spitzenteil der Mittelstütze 6 ist zylinderförmig ausgebildet. Wird dieses zylinderförmige Teil ins Kopplungsteil Ba an den Schlauch C und in die äußere Seite eines Aufnahmeteils Bb innerhalb des Kopplungsteils Ba eingesteckt, schlägt die vordere Seite des Eingriffsvorsprungs 5d der hinteren Stütze 5 an das Aufnahmeteil Bb innerhalb des Kopplungsteil Ba an. Dann werden die Mittelstütze 6 und die hintere Stütze 5 gegeneinander gedreht, damit der Eingriffsvorsprung 5d der hinteren Stütze 5 in eine im Aufnahmeteil Bb vorgesehene Eingriffsvertiefung Be eingreift. Dann können die Mittelstütze 6 und die hintere Stütze 5 eingeführt werden, bis sie sich im in Fig. 3(e) gezeigten Zustand befinden. Gleichzeitig werden die leitenden Anschlüsse 2f, usw. genau in die entsprechenden Bohrungen eingesteckt. Dann wird nur das Kopplungsteil Ba gedreht, damit das Gewindeteil des Kopplungsteils Ba und das Außengewinde der Mittelstütze 6 ineinander einzugreifen. In dieser Weise wird die Kopplung vollendet.

Der Eingriffsvorsprung 5d der hinteren Stütze 5 schlägt dabei zunächst an das Aufnahmeteil Bb des Kopplungsteils Ba an, ohne an die leitenden Anschlüsse 2f, usw. anzuschlagen. Dadurch kann eine Beschädigung der leitenden Anschlüsse 2f, usw. vermieden werden. Ferner kann die relative Drehstellung durch den eingriffsfreundlich ausgebildeten Eingriffsvorsprung 5d und die eingriffsfreundlich ausgebildete Eingriffsvertiefung Bc bestimmt werden, was eine einfachere Positionierung verwirklicht. Ferner wird eine Fehlkopplung dadurch verhindert, daß die Gestaltung des Eingriffsvorsprungs 5d und der Eingriffsvertiefung Bc in einer drehungsasymmetrischen Gestaltung, wie in Figuren dargestellt, ausgeführt ist.

Fig. 4(a) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie AA in Fig. 2(a).

Wie aus Fig. 4(a) ersichtlich, sind Tragvorsprünge 3ea neben den oben beschriebenen Rinnen 3b auf dem Außenumfang des Kerngehäuses 3h der Kerneinheit 3 vorgesehen. Die Tragvorsprünge 3ea sind so angeordnet, daß sie unter Ausbildung gleicher Spalte 3e über den gesamten Umfang zwischen dem Innenumfang des Außengehäuses 4 und dem Außenumfang des Kerngehäuses 3h diesen Außenumfang in vier Teile teilen. Durch die Spalte 3e strömt die Luft, wie anhand von Fig. 3(c) erläutert, durch, um den Motor 10 zu kühlen.

Der an der Rotorwelle 1b fest angebrachte Permanetmagnet 1a ist ein 4-Pol-Typ, bei dem Nordpole 1aa und Südpole 1aa gegeneinander polarisiert sind. Der Permanentmagnet 1a ist mit einer Abdeckung 1ab um seinen Umfang herum bedeckt. Beim 4-Pol-Typ wird eine höhere Magnetflußdichte gegenüber dem 2-Pol-Typ kompakt realisiert. Dadurch wird die Rotoreinheit 1 kleiner, so daß der gesamte bürstenlose Motor 10 auch miniaturisiert werden kann.

Beim Permanentmagnet ist es neben der Konstruktion in Fig. 4(a) auch möglich, wie in Fig. 4(b) dargestellt Südpole und Nordpole auf der Außenumfangsseite und der Innenumfangsseite entgegengesetzt zu polarisieren und zylinderförmig auszubilden, oder wie in Fig. 4(c) dargestellt Südpole und Nordpole abwechselnd in vier Teilen zu polarisieren und zylinderförmig auszubilden.

Wie Fig. 4(a) zeigt, sind die Leitungen 3c und die elektrischen Leitungen 3d in die Rinnen 3b eingesetzt und zwischen dem Außengehäuse 4 und der Kerneinheit 3 kompakt untergebracht und festgelegt. Zudem sind die Rotoreinheit 1, die Spuleneinheit 2, die Kerneinheit 3 und das Außengehäuse 4 konzentrisch montiert.

Fig. 5 zeigt eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht von Hauptteilen der Spuleneinheit des bürstenlosen Motors gemäß Fig. 1. Bei der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 5 ist die einstückig mit Harz abgedeckte Spuleneinheit 2 teilweise aufgebrochen, um besonders ihre Innenbauteile zu zeigen. Anhand von Fig. 5 wird die einstückige Harzabdeckung der Spuleneinheit 2 erläutert.

Die Spuleneinheit 2 besteht aus den Spulen 2a, die die Drehkraft, also das Drehmagnetfeld des bürstenlosen Motors 10, erregen, magnetelektrischen Umformelementen 2b, die die aus dem Drehmagnetfeld der Spulen 2a entstehende Drehung der Rotoreinheit 1 erfassen, einer Bobine 2c, die ein Innenumfangsteil der Spuleneinheit 2 bildet, einer Grundplatte 2d, die in der rechtwinkligen Richtung zur Längsrichtung der Spuleneinheit 2, also in der Außenumfangsrichtung der Spuleneinheit 2, scheibenartig vorgesehen ist und aus der die leitenden Anschlüsse 2f herausragen sind, und einem Harzteil 2e, mittels dessen die Spulen 2a, die magnetelektrischen Umformelemente 2b, die Bobine 2c, die Grundplatte 2d, usw. einstückig abgedeckt sind.

Die Bobine 2c ist ein gerader Zylinder. Ihr Innendurchmesser bildet mit dem Außendurchmesser der Rotoreinheit 1 einen Spalt, so daß die Drehung der Rotoreinheit 1 nicht behindert wird. An ihrem Außenumfang sind die Spulen 2a angeordnet, die das Drehmagnetfeld gegenüber dem Permanentmagnet 1a der Rotoreinheit 1 erregen. An ihrem hinteren Ende ist die Grundplatte 2d vorgesehen.

Eine dem Außenumfang der Bobine 2c entsprechende Spule 2a ist mittels eines Preß-Coil- Herstellungsverfahrens ausgebildet. Bei diesem Beispiel sind die drei so ausgebildeten Spulen 2a benachbart derart angeordnet, so daß der Außenumfang der Bobine 3 in drei Teile geteilt ist. Dies gilt für einen dreiphasigen bürstenlosen Motor. Die Zahl der Spulen 2a beschränkt sich jedoch nicht nur auf drei.

Beim Preß-Coil-Herstellungsverfahren wird eine eine vorgegebene Gestaltung aufweisende Spule dadurch hergestellt, daß selbst-schmelzschweißende elektrische Leitungen aus elektrisch leitendem Material, wie Kupfer, auf ein bobinenloses Aufwickelgerät aufgewickelt und gleichzeitig mit heißer Luft zueinander schmelzgeschweißt werden, diese aufgewickelte und schmelzgeschweißte Spule dann in eine Preßform gebracht wird, die Spule mit Strom beaufschlagt wird, um sie aufzuheizen und zu härten, und die Spule dann gepreßt wird, wobei auf und unter der Preßform Federn vorgesehen sind und so die ausgeübte Druckkraft eingestellt werden kann, um den Preßdruck beim Pressen nicht auf einmal auszuüben.

Auf diese Weise können Spulen ausgebildet werden, die eine erwünsche Gestaltung aufweisen und besonders in der radialen Richtung dünn sind und gleichmäßig die Rotoreinheit umschließen, ohne daß Restspannungen in den ausgebildeten Spulen verbleiben. Dadurch können für einen bürstenlosen Motor geeignete Spulen ausgebildet werden, wobei es bei dem Motor erwünscht ist, seinen Außendurchmesser zu verkleinern.

Auf der Grundplatte 2d sind Bauteile wie Schaltungen, elektronische Steuerbauteile oder dgl. angeordnet, die die Spulen 2a und die magnetelektrischen Wandlerelemente 2b mit den leitenden Anschlüsse 2f, usw. verbinden.

Auf dem Außenumfang der Bobine 2c ist das magnetelektrische Wandlerelement 2b in Längsrichtung benachbart zu den Spulen 2a außerhalb ihrer Wicklungsteile und zwischen ihnen und der Grundplatte 2d angeordnet. Auf diese Weise ist das magnetelektrische Wandlerelement 2b einstückig ausgebildet und in einer Stellung angeordnet, die von dem durch die Spulen 2a erregten Magnetfeld nicht leicht beeinflußt wird, so daß eine Fehlfunktion des magnetelektrischen Wandlerelements 2b verhindert werden kann.

Ferner sind die magnetelektrischen Wandlerelemente 2b wie in Fig. 5 dargestellt vorzugsweise in den Spalten zwischen den kreisförmigen Teilen der Außenumfänge der benachbarten Spulen 2a vorgesehen. Dadurch wird der Raumbedarf für die magnetelektrischen Wandlerelemente 2b zwischen der Grundplatte 2d und den Spulen 2a verkleinert, so daß die gesamte Spuleneinheit 2 miniaturisiert werden kann.

Werden Hallelemente als die magnetelektrischen Wandlerelemente 2b verwendet, wird das Wärmebeständigkeitsverhalten durch die Wärmebeständigkeit der Hallelemente selbst, aber auch durch die einstückige Harzabdeckung, verbessert, so daß auch noch die Eignung zur Autoklavensterilisation beim gesamten bürstenlosen Motor verbessert wird. Die Hallelemente sind zwar auf die Änderung des Magnetflusses empfindlich, da sie die Drehung der Rotoreinheit bezüglich der Positiv-Negativ-Umkehrung des Magnetflusses erfassen, aber ihre Anordnung ist dagegen so gewählt, daß sie vom Magnetfeld der Spulen schwer beeinflußt werden können. Daher erfüllen die Hallelemente ihre Funktion in ausreichender Weise.

Bei bürstenlosen Motoren gibt es einerseits Motoren, bei denen zur Steuerung der Drehung der Rotoreinheit magnetelektrische Wandlerelemente erforderlich sind, die als die Drehung der Rotoreinheit erfassende Sensoren ausgebildet sind, und andererseits Motoren, bei denen sie nicht erforderlich sind. Beim erfindungsgemäßen bürstenlosen Motor wird die Wirkung der einstückigen Harzabdeckung auch ohne solche magnetelektrischen Wandlerelemente erzielt.

Fig. 6 zeigt Bauteile der Spuleneinheit gemäß Fig. 5. Fig. 6(a) zeigt einen Längsschnitt durch die Bobine. Fig. 6(b) zeigt eine Seitenansicht der Bobine gemäß Fig. 6(a) von rechts. Fig. 6(c) zeigt eine Vorderansicht der Grundplatte.

Die Bobine 2c ist wie in Fig. 6(a) und 6(b) dargestellt zylinderförmig ausgebildet. Am Außenumfang eines Endes der Bobine 2c sind drei Vorsprünge 2ca vorgesehen. Unter dem Nacken des Vorsprungs 2ca ein Kegelteil 2ab vorgesehen.

Die Grundplatte 2d ist wie in Fig. 6(c) dargestellt scheibenartig ausgebildet. An ihrem Außenumfang sind mehrere Nuten vorgesehen, von denen die zwei größeren Nuten 2da und die zu ihnen symmetrisch vorgesehenen Nuten 2db den Rinnen 3b der Kerneinheit 3 entsprechen und als Aussparungen für die in die Rinnen 3b eingesetzten Leitungen und elektrischen Leitungen 3d ausgebildet sind.

Vier Bohrungen 2dc sind als Durchführungen für die als die leitenden Anschlüsse 2f wirkenden Stifte vorgesehen. Die auf der Innenumfangsseite vorgesehenen drei Nuten 2dd sind als Aussparungen für kleine Grundplatten (nicht dargestellt) für die senkrecht zur Grundplatte 2d, also entlang dem Außenumfang der Bobine 2c angeordneten magnetelektrischen Wandlerelemente, ausgebildet.

Auf den Innenumfang 2de wird der Außenumfang der Bobine 2c gesteckt. Der Innenumfang 2de ist etwas größer als der Außenumfang der Bobine 2c. Beim Stecken der Grundplatte 2d an die Bobine 2c von der die Vorsprünge 2ca nicht aufweisenden Seite wird die Grundplatte 2d im wesentlichen in der relativen Drehstellung gemäß Fig. 6(b) und 6(c) in eine Stellung positioniert, an der die Grundplatte 2d an die Vorsprünge 2ca anstößt. Dabei wird die Grundplatte 2d durch die Wirkung der Kegelteile 2ab derart festgelegt, daß sie an den Vorsprüngen 2ca anliegt und nicht leicht herausfallen kann.

Fig. 7 zeigt Details der Harzabdeckung der Spuleneinheit gemäß Fig. 5. Fig. 7(a) zeigt einen Längsschnitt durch die mit Harz abgedeckte Spuleneinheit. Fig. 7(b) zeigt eine Seitenansicht der Spuleneinheit gemäß Fig. 7(a) von rechts gesehen. Fig. 7(c) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie DD in Fig. 7(a). Fig. 7(d) zeigt einen Schnitt entlang der Linie EE in Fig. 7(b).

Wie in Fig. 7 dargestellt, kann die Spuleneinheit 2 derart aufgebaut werden, daß die Grundplatte 2d auf die Bobine 2c gesteckt wird, die die magnetelektrischen Wandlerelemente aufweisenden kleinen Grundplatten 2ba in den Nuten 2dd der Grundplatte 2d positioniert werden, die drei Spulen 2a an den Außenumfang der Bobine 2c angeordnet werden, die Stifte als die leitenden Anschlüsse 2f in den Bohrungen 2dc der Grundplatte 2d durch Löten, Einpressen, oder dgl. angebracht werden, nötige Drähte angeschlossen werden, und die gesamte Anordnung in eine vorbestimmte Harzabdeckungsform (nicht dargestellt) eingebracht und einstückig mit Harz abgedeckt wird.

Wie aus Fig. 7(b) und 7(d) ersichtlich, sind Außenränder 2g der Grundplatte 2d mit Harz nicht abgedeckt und freigelegt, da diese Teile während der Harzabdeckung von der Harzabdeckungsform getragen wurden. Dadurch, daß die Grundplatte 2d während der Harzabdeckung von die Harzabdeckungsform fest getragen wurde, verformt sich die Grundplatte 2d nicht, so daß sich die Genauigkeit der Erfassung der Drehung verbessert.

Aus Fig. 7(c) ist es ersichtlich, daß die Spulen 2a, im Schnitt gesehen, in sechs Teilen unterteilt sind. Eine Spule 2a umgibt dabei jeweils einen Harzabschnitt, und die an sie angrenzenden Spulen 2a sind jeweils die beiden übrigen Spulen 2a.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spuleneinheit für den erfindungsgemäßen bürstenlosen Motor. Figur. 8(a) zeigt eine perspektivische Ansicht der Spuleneinheit. Fig. 8(b) zeigt einen Schnitt entlang der Linie FF in Fig. 8(a).

Fig. 8(a) stellt eine Spuleneinheit 2A perspektivisch im Maßstab von Fig. 5 dar. Dabei ist die Spuleneinheit 2 in ihrer Gesamtheit mit Harz abgedeckt dargestellt. Die Spulen 2a innerhalb des Harzes, usw. sind dabei nicht ersichtlich, sind aber in den gleichen Stellungen angeordnet.

Am mit Harz abgedeckten Außenumfang der Spuleneinheit 2A sind Kühlvertiefungen 2h zum Durchströmen der Kühlluft vorgesehen.

Die Kühlvertiefungen 2h sind folgendermaßen ausgebildet: Teile des Außenumfangs 2ea sind derart stehen geblieben, daß die Spuleneinheit 2A eine konzentrische Lage bezüglich des Innendurchmessers der Kerneinheit 3, in die sie eingefügt wird, einnehmen kann und die Vertiefungsflächen möglichst breit ausgebildet werden können. Wenn die Querschnitte der Vertiefungen dadurch vergrößert werden, daß der Außendurchmesser der Böden der Vertiefungen möglichst klein wird, jedoch die abgedeckten Spulen 2a noch nicht freigelegt werden, kann das Luftdurchströmungsvolumen in den Kühlvertiefungen vermehrt werden, was die Kühlwirkung verbessert. Die Gewicht der Spuleneinheit 2A kann dabei auch verringert werden, was das Gesamtgewicht des bürstenlosen Motors vermindert.

Dadurch, daß die Kühlvertiefungen 2h auf diese Weise ausgebildet sind, strömt die Luft durch nachfolgend noch beschriebene Kühlbohrungen 2i und den Spalt zwischen der Harzabdeckungsendfläche 2eb der Spuleneinheit 2A und weiteren Bauteilen des bürstenlosen Motors durch. Neben der Kühlung durch die übliche Luftdurchströmung zwischen der Kerneinheit 3 und dem Außengehäuses 4, usw. kann die Luft auch zwischen der Kerneinheit 3 und der Spuleneinheit 2A durchströmen, so daß die Kühlung des bürstenlosen Motors effektiver stattfindet.

Ferner sind in der Spuleneinheit 2A von ihrem Innenumfang zum ihrem Außenumfang durchgeführte Kühlbohrungen 2i ausgebildet.

Im gezeigten Beispiel sind die Kühlbohrungen 2i an Teilen vorgesehen, die keine Wicklungen in den Mittelteilen der Wicklungen der Spulen 2a innerhalb des Harzes 2e aufweisen. Falls Teile ausgebildet sind, die zwischen den Spulen 2a liegen und nicht Teil der Spulen 2a sind, können die Kühlbohrungen 2i aber auch in diesen Teilen vorgesehen werden. Wenn die Bohrungsflächen der Kühlbohrungen 2i möglichst groß ausgebildet sind, werden die Wirkungen der Luftdurchströmung und Gewichtsverringerung wie bei den oben beschriebenen Kühlvertiefungen 2h verbessert.

Durch die zur axialen Richtung rechtwinklige Luftdurchströmung von der in die Spuleneinheit 2 eingebauten Rotoreinheit 1 zur außerhalb der Spuleneinheit 2 liegenden Kerneinheit 3 findet die Kühlung des bürstenlosen Motors neben der üblichen Kühlung noch effektiver statt. Besonders durch eine Kombination mit den Kühlvertiefungen 2h wird die Kühlwirkung vervielfacht.

Die beschriebene Wirkung kann sowohl bei einer separaten Anordnung der Kühlvertiefungen 2h und Kühlbohrungen 2i als auch bei einer kombinierten Anordnung derselben erzielt werden.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch den Handstückgrundkörper, für den der bürstenlose Motor mit der Spuleneinheit gemäß Fig. 8 eingesetzt ist, mit Kühlwegen.

Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Handstückgrundkörpers mit der Spuleneinheit 2A gemäß Fig. 8 statt mit der Spuleneinheit 2 gemäß Fig. 3(c).

Wie Fig. 9 zeigt, ergeben sich aus der Wirkung der Kühlvertiefungen 2h und Kühlbohrungen 2i der Spuleneinheit 2A zusätzliche Kühlwege der Luft innerhalb des bürstenlosen Motors. Dadurch wird die Kühlwirkung des Motors verbessert.

Fig. 10 zeigt die Kerneinheit gemäß Fig. 1. Fig. 10(a) zeigt einen Längsschnitt. Fig. 10(b) zeigt eine Seitenansicht der Kerneinheit gemäß Fig. 10(a) von links gesehen. Fig. 10(c) zeigt eine Seitenansicht der Kerneinheit gemäß Fig. 10(a) von rechts gesehen.

Fig. 10 zeigt die Konstruktion der Kerneinheit 3. Aus Fig. 10 sind der Kern 3a, die Tragvorsprünge 3ea, die Rinnen 3b, das Kerngehäuse 3h, usw., die oben schon beschrieben wurden, gut ersichtlich.

Fig. 11(a) zeigt eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht des Handstückgrundkörpers gemäß Fig. 2, an dem ein Handstück angebracht ist. Fig. 11(b) zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch den Handstückgrundkörper und das Handstück, mittels dessen das an der Spitze der Rotorwelle gemäß Fig. 11(a) angebrachte Gelenk erläutert wird.

Wie aus Fig. 11(a) ersichtlich, kann ein Handstück ft die Zahnbehandlung, das durch den erfindungsgemäßen bürstenlosen Motor gedreht und angetrieben wird, einfach dadurch zusammengesetzt werden, daß der Schaft Aa des Handstücks A ans One-Touch-Eingriffsmittel 7a des Handstückgrundkörpers B mit einer einzigen Betätigung angebracht wird. Indem diese Eigenschaft mit den oben beschriebenen Wirkungen kombiniert wird, kann das Handstück als ein kleines leichtes mehrwertiges Handstück verwendet werden, das für die medizinische Behandlung, besonders für die Zahnbehandlung geeignet ist und dem auch gemäß nachfolgend noch erläuterter Fig. 11(b) Strom für die Beleuchtungslampe L sowie Wasser und Luft zugeführt werden können.

Anhand von Fig. 11(b) wird das One-Touch-Anbringung weiter erläutert.

Im Schaft Aa des Handstücks A ist eine Antriebswelle Ab eingebaut, um die herum eine Feder Ab1 und ein Gelenk Ac, das durch die Beaufschlagung der Feder Ab1 fort- und zurücklaufen kann, vorgesehen sind, wobei das Gelenk Ac zusammen mit der Antriebswelle Ab gedreht wird. Am Schaft Aa ist ein Eingriffsaufnahmeteil Ad austauschbar vorgesehen, das den mechanische One-Touch-Eingriff ins One-Touch-Eingriffsmittel 7a realisiert. Entsprechend dem Eingriffsaufnahmeteil Ad ist ein C-Ring 7aa austauschbar auf das One-Touch-Eingriffsmittel 7a gesteckt.

Das mechanische One-Touch-Eingreifen wird daher dadurch erreicht, daß der Schaft Aa des Handstücks A auf das One-Touch-Eingriffsmittel 7a gesteckt wird. Ferner wird die Übertragung der Antriebskraft gleichzeitig zwischen dem auf die Antriebswelle Ab gesteckten Gelenk Ac und dem an der Spitze der Rotorwelle 1b vorgesehenen Gelenk 1i erreicht.

Das oben beschriebene Eingriffsaufnahmeteil Ad und der C-Ring 7aa sind an ihren Eingriffsteilen gehärtet, so daß sie über längere Zeit benutzt werden können. Da sie auch austauschbar sind, müssen nur die beschädigten Bauteile ausgetauscht werden, ohne das gesamte Handstück A oder das gesamte One-Touch-Eingriffsmittel 7a des Handstücksgrundkörpers B auszutauschen. Dies führt schließlich zu einer Reduzierung des Kostenaufwands.

Als ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen bürstenlosen Motors ist hier zwar ein bürstenloser Motor für die medizinische Anwendung, besonders für die Zahnbehandlung gezeigt, aber er kann als ein kleines Drehantriebsmittel, bei dem gute Dauerhaftigkeit erforderlich ist, nicht nur im medizinischen Bereich sondern auch in anderen Bereichen angewendet werden.

Wirkungen der Erfindung

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 1 kann einfacher montiert und als ein bürstenloser Motor für die medizinische Anwendung, usw. so angewendet werden, da die vor Ort zu montierenden Bauteile in die Einheiten wie Rotoreinheit, Kerneinheit, Spuleneinheit, Außengehäuse, hintere Stütze, usw. so integriert sind, daß die Leichtigkeit der Montage und die Zentrierung der Drehung einfach dadurch erreicht wird, daß die bezüglichen Bauteile nacheinander montiert werden, und der Motor einfach dadurch fertigmontiert wird, daß diese Einheiten in einer vorbestimmten Reihenfolge montiert werden, und dabei das Ende der Rotorwelle nach vorne und die leitenden Anschlüsse nach hinten herausragen.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 2 wird seine Montage neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach Anspruch 1 noch vereinfacht, da auch die axiale Positionierung einfach dadurch erreicht wird, das die bezüglichen Einheiten montiert werden.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 3 kann neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach Anspruch 1 oder 2 noch als ein Teil eines Handstücks montiert und verwendet werden, da am Außengehäuse das Werkzeugkopplungsteil angeordnet ist, an dem das One-Touch- Eingriffsmittel vorgesehen ist, an das bzw. von dem ein Schneid- bzw. Schleifwerkzeug wie ein Handstück mit einem Schneid- bzw. Schleifmesser mit einer einzelnen Betätigung angebracht bzw. gelöst wird.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 4 kann neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 3 noch miniaturisiert und besonders als ein medizinischer bürstenloser Motor mehrwertig ausgeführt werden, ohne den Außendurchmesser des Außengehäuses, das den Außenumfang des gesamten bürstenlosen Motors bildet, zu vergrößern, da die Rinnen am Außenumfang der Kerneinheit innerhalb des den Außendurchmesser des gesamten Motors bildenden Außengehäuses und die durchgehenden Bohrungen entsprechend vorn und hinten ausgebildet sind, in die die Luft-, Wasser- bzw. Stromleitungen durchgeführt eingesetzt werden können. Ferner wird die Zuführung von Luft und Wasser, die für ein Schneid- bzw. Schleifwerkzeug, usw. erforderlich sind, dabei nicht verhindert.

Ferner kann auch der Strom für eine Lampe zugeführt werden, die einen Arbeitsbereich beleuchtet, um die Ausführung der Schneid- bzw. Schleifarbeit zu erleichtern.

Der bürstenlose Motor nach Anspruch 5 kann neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 4 noch gekühlt werden, da die Luft zwischen der Kerneinheit und dem Außengehäuse durchströmt.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 6 wird seine Reparatur neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 5 noch einfacher und kostengünstiger, da die Kerneinheit und die Spuleneinheit ineinander montierbar bzw. auseinander lösbar sind, was gegenüber einer einstückigen Ausführung ermöglicht, nur eine der Einheiten auszutauschen.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 7 wird seine Kopplung an das Kopplungsteil neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 6 noch einfacher und sicherer, da die Mittelstütze vorgesehen ist, die ein Eingriffsmittel ins Kopplungsteil an den dem Motor Strom, Wasser, Luft, usw. zuführenden Schlauch ist, und an der hinteren Stütze ein Eingriffsvorsprung vorgesehen ist, der innen mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Mittelstütze liegt.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 8 wird die Wirkung nach Anspruch 1 neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auch noch bei einem sogenannten bürstenlosen Motor mit Sensoren erfüllt, da die Spuleneinheit zusammen mit den magnetelektrischen Wandler elementen einstückig mit Harz abgedeckt ist.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 9 wird eine Fehlfunktion der Sensoren neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach Anspruch 8 verhindert, da die magnetelektrischen Wandlerelemente, also die die Drehung des Rotors erfassenden Sensoren, bei der Harzabdeckung in Stellungen angeordnet sind, die dem durch die Spulen erregten Magnetfeld ausweichen.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 10 wird der Motor, der die Wirkung nach Anspruch 9 erfüllt, neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach Anspruch 8 oder 9 noch einfacher zusammengesetzt, da die Bobine, die Spulen, die magnetelektrischen Umformelemente, die Grundplatte, an die diese und die entsprechenden Bauteile angebaut werden, usw. der Spuleneinheit konkret bestimmt sind.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 11 wird die Genauigkeit der Erfassung der Drehung neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach Anspruch 10 noch verbessert, da die Grundplatte sich dadurch nicht verformt, daß sie durch die Harzabdeckungsform fest getragen und eine Harzabdeckung durchgeführt wird.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 12 wird die Eignung zur Autoklavensterilisation beim gesamten bürstenlosen Motor neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 8 bis 11 noch verbessert, da das Wärmebeständigkeitsverhalten durch die Hallelemente oder Hall-ICs als die magnetelektrischen Umformelemente, aber auch durch die einstückige Harzabdeckung verbessert wird. Die Hallelemente sind ferner zwar auf eine Änderung des Magnetflusses empfindlich, da sie die Drehung des Rotors bezüglich der Positiv- Negativ-Umkehrung des Magnetflusses erfassen, aber durch die Kombination der Maßnahmen der Ansprüche 9 und 10 werden vom Magnetfeld der Spulen nicht beeinflußt. Daher erfüllen die Hallelemente ihre Funktion ausreichend.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 13 findet die Kühlung für ihn neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 8 bis 12 und auch neben der Kühlung durch die übliche Luftdurchströmung zwischen der Kerneinheit und dem Außengehäuse, usw. noch effektiver statt, da Kühlvertiefungen zur Kühlung des bürstenlosen Motors durch die Luftdurchströmung zwischen dem Außenumfang der Spuleneinheit und dem Innenumfang der Kerneinheit, in die die Spuleneinheit eingefügt wird, am Außenumfang der Spuleneinheit ausgebildet sind.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 14 findet die Kühlung für ihn neben der Wirkung des bürstenlosen Motors nach einem der Ansprüche 8 bis 13 und wie beim Anspruch 13 auch neben der Kühlung durch die übliche Luftdurchströmung noch effektiver statt, da die zur axialen Richtung rechtwinklige Luftdurchströmung von der Rotoreinheit zur Kerneinheit dadurch entsteht, daß die Kühlbohrungen in der Spuleneinheit ausgebildet sind, die vom Innenumfang derselben zum Außenumfang derselben durchgebohrt sind. Besonders durch eine Kombination mit Anspruch 13 wird die Kühlwirkung vervielfacht.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 15 wird nicht nur seine Montage, sondern auch seine Reparatur vereinfacht, da der Außendurchmesser des vorderen Lagerteils der Rotoreinheit größer als der Außendurchmesser des Permanentmagneten und der Außendurchmesser des hinteren Lagerteils ist, so daß die Rotoreinheit von bzw. nach vorne in das bzw. aus dem Außengehäuse eingesteckt bzw. herausgezogen werden kann.

Bei dem bürstenlosen Motor nach Anspruch 16 wird seine Reparatur und Austausch vereinfacht, da der Innendurchmesser des dem Gelenk zugewandten Lagerteils größer als der Außendurchmesser dieses an der Spitze der Rotorwelle angebrachten Gelenks ist, so daß das vordere Lagerteil der Rotoreinheit ausgetauscht werden kann, ohne das Gelenk auseinanderzunehmen.

Das medizinische Handstück nach Anspruch 17 kann als ein kleines leichtes mehrwertiges Handstück, das für die medizinische Behandlung, besonders für die Zahnbehandlung geeignet ist, dem auch Wasser und Luft zugeführt werden kann und dessen Kühlungswirkungsgrad der Kühlung ist, verwendet werden, da der bürstenloser Motor, der die oben beschriebenen Merkmale besitzt, in das Handstück eingesetzt ist und die Wirkungen des Motors damit kombiniert sind.

Kurze Erklärungen der Zeichnungen

Fig. 2(a) zeigt einen Längsschnitt durch Teile der Leitungen eines Handstückgrundkörpers, in den der bürstenlose Motor gemäß Fig. 1. eingesetzt ist. Fig. 2(b) zeigt einen Längsschnitt durch Teile der elektrischen Leitungen.

Fig. 4(a) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie AA in Fig. 2(a).

Fig. 5 zeigt eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht von Hauptteilen der Spuleneinheit des bürstenlosen Motors gemäß Fig. 1.

Fig. 6 zeigt Bauteile der Spuleneinheit gemäß Fig. 5. Fig. 6(a) zeigt einen Längsschnitt durch die Bobine. Fig. 6(b) zeigt eine Seitenansicht der Bobine gemäß Fig. 6(a) von rechts gesehen. Fig. 6(c) zeigt eine Vorderansicht der Grundplatte.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spuleneinheit für den erfindungsgemäßen bürstenlosen Motor. Fig. 8(a) zeigt eine perspektivische Ansicht derselben. Fig. 8(b) zeigt einen Schnitt entlang der Linie FF in Fig. 8(a).

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch den Handstückgrundkörper, in den der bürstenlose Motor mit der Spuleneinheit gemäß Fig. 8 eingesetzt ist, mit Kühlwegen.

Fig. 10 zeigt die Kerneinheit gemäß Fig. 1. Fig. 10(a) zeigt einen Längsschnitt derselben. Fig. 10(b) zeigt eine Seitenansicht der Kerneinheit gemäß Fig. 10(a) von links gesehen. Fig. 10(c) zeigt eine Seitenansicht der Kerneinheit gemäß Fig. 10(a) von rechts gesehen.

Fig. 11(a) zeigt eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht des Handstückgrundkörpers gemäß Fig. 1 und 2, an dem ein Handstück angebracht ist. Fig. 11(b) zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch den Handstückgrundkörper und das Handstück, mittels dessen das an der Spitze der Rotorwelle gemäß Fig. 11(a) angebrachte Gelenk erläutert wird.

Fig. 12 zeigt einen bisherigen bürstenlosen Motor. Fig. 12(a) zeigt eine anschaulich dargestellte perspektivische Ansicht einer Reihenfolge seiner Montage. Fig. 12(b) zeigt einen Querschnitt durch den bürstenlosen Motor.

Bezugszeichen

1

Rotoreinheit

1

a Permanentmagnet

1

b Rotorwelle

1

c,

1

d Lagerteil

1

d,

1

g Wellenteil

1

e,

1

h Stufe

1

i Gelenk

2

,

2

A Spuleneinheit

2

a Spule

2

b Magnetelektrisches Wandlerelement

2

c Bobine

2

d Grundplatte

2

e Harz

2

f leitende Klemme

2

g Außenrand

2

h Kühlvertiefung

2

i Kühlbohrung

3

Kerneinheit

3

a Kern

3

b Rinne

3

c Leitung

3

d Elektrische Leitung

3

h Kerngehäuse

4

Außengehäuse

4

a Lagerbohrung

4

b Durchbohrung

4

c Spalt

5

Hintere Stütze

5

a Lagerbohrung

5

b Bohrung

5

c Durchbohrung

5

d Eingriffsvorsprung

6

Mittelstütze

7

Werkzeugkopplungsteil

7

a One-Touch-Eingriffsmittel

10

Bürstenloser Motor
A Handstück
Aa Schaft
B Handstückgrundkörper
Ba Kopplungsteil
C Schlauch

Claims

1. Bürstenloser Motor, bestehend aus einer Rotoreinheit, die Lagerteile auf beiden herausragenden Enden einer Rotorwelle aufweist, die durch einen Permanentmagneten hindurch ausgebildet ist, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit, die mit Harz abgedeckt ist und bei der leitende Anschlüsse aus der hinteren Seite dieser Spuleneinheit herausragen, einem Außengehäuse, das vorne eine Lagerbohrung, in die das vordere Lagerteil der Rotoreinheit eingesteckt wird, aufweist und hinten offen ist, und einer hinteren Stütze, die die hintere Öffnung des Außengehäuses abdeckt und eine Lagerbohrung, in die das hintere Lagerteil der Rotoreinheit eingesteckt wird, und Bohrungen, durch die die aus der hinteren Seite der Spuleneinheit herausragenden leitenden Anschlüsse durchgesteckt werden, aufweist, wobei das vordere bzw. hintere Lagerteil jeweils in die Lagerbohrung des Außengehäuses bzw. in die Lagerbohrung der hinteren Stütze eingesteckt wird und die aus der hinteren Seite der Spuleneinheit herausragenden leitenden Anschlüsse durch die Bohrungen der hinteren Stütze durchgesteckt werden, wenn die Rotoreinheit, die Spuleneinheit und die Kerneinheit konzentrisch von innen nach außen ins Außengehäuse aufgenommen werden und die hintere Stütze an der hinteren Öffnung des Außengehäuses angebracht wird.

2. Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Wellenteilen, auf die die Lagerteile an beiden Enden der Rotorwelle der Rotoreinheit gesteckt werden, Stufen vorgesehen sind, mittels deren die aufgesteckten Lagerteile in einem vorbestimmten Abstand gehalten werden und vorbestimmte Stellungen dadurch eingehalten werden, daß sie den Permanentmagneten der Rotoreinheit zwischen sich aufnehmen, wobei die gegenseitige axiale Relation zwischen dem Außengehäuse, der Rotoreinheit, der Spuleneinheit und der Kerneinheit dadurch bestimmt wird, daß die Rotoreinheit, die Spuleneinheit und die Kerneinheit konzentrisch von innen nach außen in dem Außengehäuse aufgenommen werden.

3. Bürstenloser Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Außengehäuse ein Werkzeugkopplungsteil angeordnet ist, an dem ein One-Touch-Eingriffsmittel vorgesehen ist, an das bzw. von dem ein Werkzeug zum Schneiden bzw. Schleifen, wie ein Handstück oder dgl., mit einer einzelnen Betätigung angebracht bzw. gelöst werden kann.

4. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß axial laufende Rinnen am Außenumfang der Kerneinheit, diesen Rinnen entsprechende durchgehende Bohrungen auf der vorderen Seite des Außengehäuses und diesen Rinnen entsprechende durchgehende Bohrungen an der hinteren Stütze ausgebildet sind.

5. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenumfang der Kerneinheit und dem Innenumfang des Außengehäuses ein vorbestimmter Spalt ausgebildet ist, durch den von der Seite der hinteren Stütze zugeführte Luft durchströmt.

6. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit in der Kerneinheit lösbar montiert werden kann.

7. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mittelstütze vorgesehen ist, die in die hintere Seite des Außengehäuses mittels Gewinde eingreift und die in diese Mittelstütze eingesteckte hintere Stütze trägt, wobei auf der hinteren Seite der hinteren Stütze ein Eingriffsvorsprung vorgesehen ist, der nur bis zu einer Stellung hinreicht, die innen mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Mittelstütze liegt.

8. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit magnetelektrische Wandlerelemente, die die Drehung der Rotoreinheit erfassen, aufweist und zusammen mit ihnen mit Harz abgedeckt ist.

9. Bürstenloser Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetelektrischen Wandlerelemente der Spuleneinheit in Stellungen, die von den Spulen elektromagnetisch nicht leicht beeinflußt werden, angeordnet und mit Harz abgedeckt sind.

10. Bürstenloser Motor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit aus den Spulen, einer Bobine, die dazu dient, daß die Spulen den Permanentmagnet der Rotoreinheit umschließen, und einer Grundplatte, an der Bauteile für die Spulen und die magnetelektrischen Wandlerelemente angebracht sind und bei der die leitenden Anschlüsse auf der diesen Bauteilen abgewandten Seite vorgesehen sind, besteht, wobei auf der Bobine die magnetelektrischen Wandlerelemente den Spulen der Längsrichtung benachbart außerhalb ihrer Wicklungsteile vorgesehen sind, die Grundplatte an der den Spulen abgewandten Seite der magnetelektrischen Wandlerelemente in einer zur Längsrichtung der Spulen rechtwinklig verlaufenden Richtung auf die Bobine gesteckt ist und die Bobine, die Spulen, die magnetelektrischen Wandlerelemente und die Grundplatte mit Harz abgedeckt sind.

11. Bürstenloser Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außenliegende Randbereiche auf der die leitenden Anschlüsse aufweisenden Seite der Grundplatte bei der Harzabdeckung der Spuleneinheit von einer Harzabdeckungsform getragen werden und eine Harzabdeckung durchgeführt wird.

12. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als die magnetelektrischen Wandlerelemente Hallelemente oder Hall-ICs verwendet sind.

13. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlvertiefungen, die sich in der Längsrichtung der Spulen erstrecken, am Außenumfang der Spuleneinheit ausgebildet sind.

14. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlbohrungen in der Spuleneinheit ausgebildet sind, die von dem Innenumfang derselben zu dem Außenumfang derselben durchgebohrt sind.

15. Bürstenloser Motor, der aus einer Rotoreinheit, an der Lagerteile derart vorgesehen sind, daß sie einen an einer Rotorwelle festgelegten Permanentmagnet zwischen sich aufnehmen, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit und einem Außengehäuse, das Lagerbohrungen aufweist, in die die beiden Lagerteile der Rotoreinheit jeweils eingesteckt werden, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des vorderen Lagerteils der Rotoreinheit größer als der Außendurchmesser des Permanentmagneten der Rotoreinheit und der Außendurchmesser des hinteren Lagerteils ist und die beiden Lagerbohrungen des Außengehäuses den Außendurchmessern des vorderen und hinteren Lagerteils der Rotoreinheit jeweils entsprechen.

16. Bürstenloser Motor, der aus einer Rotoreinheit, bei der Lagerteile derart vorgesehen sind, daß sie einen an einer Rotorwelle festgelegten Permanentmagnet zwischen sich aufnehmen, einer Kerneinheit, die aus magnetischem Material besteht, einer Spulen aufweisenden Spuleneinheit und einem Außengehäuse, das Lagerbohrungen aufweist, in die die beiden Lagerteile der Rotoreinheit jeweils eingesteckt werden, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spitze der Rotorwelle der Rotoreinheit ein Gelenk angebracht ist, das die Drehkraft auf einen Schaft eines Handstücks überträgt, und der Innendurchmesser des dem Gelenk zugewandten Lagerteils größer als der Außendurchmesser des Gelenks ist.

17. Medizinisches Handstück, dadurch gekennzeichnet, daß in dieses Handstück der bürstenlose Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zwischen dem Schaft dieses Handstücks und einem Kopplungsteil, das für eine Koppelung mit einem Schlauch sorgt, eingesetzt ist.