DE2857221C2 - - Google Patents
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- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wandler für ein
elektronisches Uhrwerk der im Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 genannten Art.
Bei einer durch einen Quarzkristall gesteuerten Analog-
Armbanduhr oder einem anderen Uhrwerk, bei dem mechanisch
angetriebene Zeiger und dergleichen zum Anzeigen der Se
kunden, Minuten und Stunden verwendet werden und bei der
ein quarzgesteuerter Oszillator als Zeitnormal verwendet
wird, ist es sehr wichtig, daß das Zeitnormal äußerst ge
nau ist, daß die Genauigkeit des quarzgesteuerten Oszilla
tors so gut wie möglich ist und daß die Lebensdauer einer
Batterie, die für die Betriebsleistungsversorgung des Uhr
werks verwendet wird, so groß wie möglich ist. Bei einem
derartigen Uhrwerk ist jedoch der Leistungsverbrauch des
elektromechanischen Wandlers, der zum Antrieb der Zeiger
verwendet wird, verglichen mit dem Leistungsverbrauch der
elektrischen Schaltung, mit der der Oszillator verbunden
ist, groß, so daß, wenn die Lebensdauer der Batterie ver
längert werden soll, es insbesondere erforderlich ist, den
Wirkungsgrad dieses Wandlers zu verbessern und seinen Lei
stungsverbrauch zu verringern. Es wurde auf vielfältige
Weise versucht, den Leistungsverbrauch dieses Wandlers zu
verringern, doch ist es immer noch wünschenswert, eine
weitere Verringerung des Leistungsverbrauchs als bisher
zu erreichen.
Es sind Wandler der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 25 14 802 entsprechend
US-PS 39 84 972), bei denen der Radius des Rotors ledig
lich geringfügig kleiner als der minimale Radius der In
nenoberfläche des Stators um den Rotor herum ist. Bei die
sem bekannten Wandler sind jedoch sowohl der Anlaufstrom
als auch der Stromverbrauch des Wandlers relativ groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler
der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen vergrö
ßerten Wirkungsgrad und damit einen verringerten Leistungs
verbrauch aufweist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Wandler der ein
gangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er
findung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wandlers er
gibt sich ein gegenüber bekannten Wandlern vergrößerter
Wirkungsgrad und damit ein verringerter Leistungsverbrauch
bei geringen Abmessungen des Wandlers.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform des Wandlers in Form
eines zweipoligen Schrittmotors für ein
quarzgesteuertes Analog-Uhrwerk;
Fig. 2 eine fortgebrochen dargestellte Querschnitts
ansicht des Motors nach Fig. 1;
Fig. 3 die Schwingungsform eines Ansteuerimpulses,
der einer Wicklung des Motors nach Fig. 1
zugeführt wird;
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen dem Ausgangsdrehmoment (T), das zur
Drehung des Minutenzeigers eines Uhrwerkes
mit dem Motor nach Fig. 1 erforderlich ist,
und dem Verhältnis Rr/Sr zeigt;
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen dem Stromverbrauch (i) eines Motors
nach Fig. 1 und dem Verhältnis Rr/Sr zeigt;
Fig. 6 eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen dem Stromverbrauch (i) eines Motors
nach Fig. 1 und dem Verhältnis Rt/St zeigt;
Fig. 7a und 7b die Verteilung des Magnetflusses zwischen
dem Rotor und dem Stator eines bekannten
Motors bzw. einer Ausführungsform des
Motors nach den Fig. 1-6;
Fig. 8 eine schematische Ansicht, die einen abge
änderten Stator zeigt, der bei dem Motor
nach Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 9 eine schematische Ansicht, die einen abge
änderten Rotor zeigt, der bei dem Motor nach
Fig. 1 verwendet werden kann.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform des Wandlers
in Form eines Schrittmotors zur Verwendung in einer quarz
kristallgesteuerten Analog-Armbanduhr gezeigt. Der Motor weist
einen permanentmagnetisierten Rotor 1 mit zwei am Umfang an
geordneten kurvenmäßig mit Abstand angeordneten Polen auf,
die mit N bzw. S bezeichnet sind. Der Motor weist weiterhin
einen einstückigen Stator auf, der durch zwei Hauptteile 2, 3
gebildet ist, die durch in Radialrichtung dünne Teile G 1 und
G 2 miteinander verbunden sind. Der Stator 2, 3 weist eine
Innenfläche 20 auf, die eine im wesentlichen zylindrische
Form aufweist und konzentrisch zur Achse 21 des Rotors 1
angeordnet ist, wobei der Rotor 1 in Radialrichtung innerhalb
der Innenoberfläche 20 und mit Abstand von dieser angeordnet
ist. Der Stator 2, 3 besteht aus hochpermeablem magnetischen
Material und er ist magnetisch mit dem Rotor 1 ge
koppelt.
Die Statorteile 2, 3 sind mit Hilfe von Schrauben 6 bzw. 6′ an
einem Joch 5 befestigt und um das Joch 5 ist eine Wicklung 4
gewickelt, mit der jeder Statorteil 2, 3 magnetisch gekoppelt
ist.
Die Statorteile 2, 3 sind jeweils mit Nuten oder Kerben 2 a,
3 a in der Innenfläche 20 des Stators versehen und diese Nuten
2 a, 3 a stellen im Betrieb sicher, daß sich der Rotor 1 aus
schließlich in einer Winkelrichtung dreht.
Wenn sich die Teile in Ruhezustand befinden, sind die magne
tischen Pole N, S des Rotors 1 benachbart zu den (nicht ge
zeigten) Polen des Stators 2, 3 angeordnet. Entsprechend
zeigt die gestrichelte Linie 22 nach Fig. 1 eine Ruhestellung
der Pole N, S des Rotors 1.
Wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird, ist die
Ausgestaltung so getroffen, daß 0,6 < Rr/Sr < 0,3 ist und daß
1,5 < Rt/St ≧ 0,8 ist, worin Rr der maximale Abstand irgend
eines Punktes auf der Außenfläche des Rotors von der Achse 21
des Rotors und Sr der minimale Abstand irgendeines Punktes der
Innenfläche 20 des Stators 2, 3 von der Achse 21 des Rotors
ist, während Rt und St die axialen Stärken des Rotors 1 bzw.
des Stators 2, 3 sind.
Bei der speziellen in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausfüh
rungsform des Schrittmotors, bei dem ein vollständig zylin
drischer Rotor 1 verwendet wird und bei dem die Innenfläche
20 konzentrisch zur Achse 21 verläuft, ist zu erkennen, daß
der Abstand Rr zum Radius des Rotors äquivalent ist und daß
der Abstand Sr zum Radius der Innenfläche 20 äquivalent ist.
Die vorstehend genannten Abmessungen Rt und St sind in Fig. 2
gezeigt und aus dieser Figur ist zu erkennen, daß die axiale
Stärke Rt des Rotors 1 kleiner als die des Stators 2, 3 ist,
wobei der Rotor 1 in Axialrichtung in der Mitte des Stators
2, 3 angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt die Schwingungsform einer Ansteuerspannung, die
im Betrieb an die Wicklung 4 angelegt wird. Diese Schwingungs
form weist als Umkehrimpulse bezeichnete Impulse, nämlich
positive und negative Impulse auf, die abwechselnd in Inter
vallen von einer Sekunde angelegt werden. Diese Impulse er
zeugen N-, S-Pole in den Statorteilen 2 und 3 und als Ergebnis
hiervon werden die Pole N, S des Rotors 1 jeweils magnetisch
durch die Statorpole abgestoßen und angezogen, so daß sich
der Rotor 1 bei jedem Impuls über einen Winkel von 180° dreht.
Auf Grund der Verwendung der Umkehrimpulse wird die Polarität
des Stators 2, 3 periodisch geändert und der Rotor 1 wird
daher in einer bleibenden Winkelrichtung angetrieben.
Wie dies der DE-OS 25 14 802 und der US-PS 39 84 972 zu entnehmen ist,
wurde bisher angenommen, daß es im Fall eines Schrittmotors
der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art wünschenswert wäre,
die Ausgestaltung so zu treffen, daß 0,6 ≧ Rr/Sr ≧ 0,9 ist,
damit ein niedriger Leistungsverbrauch erzielt wird. Tatsäch
lich liegt bei den in letzter Zeit hergestellten Schrittmotoren
dieser Art das Verhältnis Rr/Sr im Bereich von 0,65 bis 0,7.
Bei diesen bekannten Schrittmotoren wurde jedoch ein permanent
magnetisierter Seltene Erden-Kobalt-Magnetrotor 1 verwendet,
dessen maximaler Energiebeiwert (BH max)
80 bis 120 kJ/m3 beträgt.
Es stehen jedoch nunmehr verbesserte magnetische Materialien
zur Verfügung, wie z. B. Sm2 (Co, Fe, Cu, Zr)17, und die opti
male Alterungsbehandlung dieses Magnetmaterials wurde ver
bessert, mit dem Ergebnis, daß nunmehr Ausscheidungs- oder
seigerungsgehärtete Fünfelement-Magnete mit einem BH max-Wert
von 240 kJ/m3 zur Verfügung stehen. Die letzteren Magnete über
treffen übliche SmCo5 Magnete und sie sind weder aufwendiger
noch schwieriger herzustellen. Aus diesem Grund besteht der
Rotor 1 zumindest teilweise aus Sm2 (Co, Fe, Cu, Zr)17 und
weist einen maximalen Energiewert (BH max) von mindestens 160 kJ/m3
und vorzugsweise von 240 kJ/m3 auf.
Im Fall der Ausführungsform des Wandlers ist die axiale Stärke
Rt des Rotors 1 größer als beim bekannten Stand der Technik
mit dem Ergebnis, daß das Verhältnis Rr/Sr kleiner als 0,6
ist. Daher kann der Wirkungsgrad des Motors verglichen mit
einem üblichen Motor stark vergrößert werden während sein
Leistungsverbrauch verkleinert werden kann.
Das Verhältnis Rr/Sr mußte üblicherweise aus den in Fig. 4
erläuterten Gründen 0,6 oder größer sein. Die Kurve B nach
Fig. 4 zeigt für den Fall, bei dem der Rotor 1 aus einem
üblichen Material besteht, die übliche Beziehung zwischen
dem Ausgangsdrehmoment T, das erforderlich ist, um eine
Drehung des Minutenzeigers einer Armbanduhr zu erzielen,
und dem Verhältnis Rr/Sr. Dieses Ausgangsdrehmoment muß im
Bereich von 0,0343 bis 0,0392 N · cm liegen und dies machte es er
forderlich, daß das Verhältnis Rr/Sr zumindest gleich 0,6
gemacht wurde. Wenn jedoch ein starker Magnet, d. h., ein Magnet,
bei dem BH max = 160 bis 240 kJ/m3 ist, verwendet wird,
und die Stärke des Rotors 5 vergrößert wird, ergibt sich
eine Beziehung zwischen T und Rr/Sr, wie sie durch die Kurve
A in Fig. 4 dargestellt ist. Wie dies anhand der Kurve A zu
erkennen ist, kann ein ausreichendes Ausgangsdrehmoment selbst
dann erzielt werden, wenn Rr/Sr kleiner als 0,6 ist. Selbst
verständlich kann, wenn das Verhältnis Rr/Sr gleich oder
größer 0,6 ist, ein wesentlich größeres Ausgangsdrehmoment
erzielt werden, doch führt dieses vergrößerte Ausgangsdreh
moment außerdem zu einem relativ hohen Leistungsverbrauch,
weil der Stromverbrauch dann ebenfalls ansteigt.
In Fig. 5 ist eine graphische Darstellung gezeigt, die die
Beziehung zwischen dem Stromverbrauch (i) und dem Verhältnis
Rr/Sr erläutert. Die Kurven C, D nach Fig. 5 wurden auf der
Grundlage gewonnen, daß BH max = 240 kJ/m3 und Rt/St = 1,0 ist
und daß die Nuten oder Kerben 2 a, 3 a in den Statorteilen
2, 3 so eingestellt wurden, daß sie Bereiche aufweisen, die
für einen hohen Wirkungsgrad am besten geeignet sind.
Die Kurve C zeigt die Werte des Stromverbrauchs i für den
Fall, bei dem das Ausgangsdrehmoment T = 0,0343 N · cm ist.
Wie dies aus einer Betrachtung der Kurve C ohne weiteres
zu erkennen ist, wird der Stromverbrauch verringert, wenn
das Verhältnis Rr/Sr kleiner als 0,6 ist und insbesondere
im Bereich von 0,4 bis 0,6 liegt, wobei das bevorzugte Ver
hältnis von Rr/Sr im Bereich von 0,45 bis 0,55 liegt. Der
Stromverbrauch i steigt jedoch an, wenn das Verhältnis Rr/Sr
zu stark ansteigt, d. h. über 0,4 hinaus.
Weil die Größe der Nuten oder Kerben 2 a, 3 a in den Stator
teilen 2, 3 verringert werden muß wenn das Verhältnis Rr/Sr
vergrößert wird, haben kleine Unterschiede in den Formen des
Stators einen beträchtlichen Einfluß auf die Betriebseigen
schaften des Motors. Dies ergibt sich daraus, daß, weil die
Fläche der Nuten nur ungefähr 0,5% der Fläche der Innen
fläche 20 des Stators 2, 3 beträgt, selbst ein kleiner Unter
schied in der Form des Rotors das Verhältnis der Nutenfläche
zur Fläche der Innenoberfläche 20 beeinflußt.
Die Kurve D nach Fig. 5 zeigt die Werte des Stromverbrauchs
i für den Fall, bei dem das Ausgangsdrehmoment T fast 0 ist,
d. h., die Kurve D zeigt den minimalen Strom an, der erforderlich
ist, um den Motor anlaufen zu lassen. Wie dies aus der Kurve
D zu erkennen ist, wird der Wert dieses Anlaufstromes bis zu
einem Verhältnis von Rr/Sr von 0,3 hin verringert. Wenn jedoch
Rr/Sr kleiner als 0,3 wird, so steigt der erforderliche An
laufstrom an.
Die Kurve D zeigt, daß der Anlaufstrom umso mehr ansteigt,
je größer das Verhältnis Rr/Sr ist, insbesondere dann, wenn
das Verhältnis Rr/Sr bei zumindest 0,6 bis 0,7 liegt, wonach
der Anlaufstrom sehr schnell ansteigt. Dies ergibt sich aus
der Tatsache, daß sich hierbei eine entsprechende Vergrößerung
der Trägheit des Rotors ergibt, weil sich die Trägheit pro
portional zur vierten Potenz des Radius ändert.
Wenn eine Zuverlässigkeit erzielt werden soll, ist es uner
wünscht, daß der Wert des Anlaufstromes groß sein muß. Das
heißt, daß, wenn ein nur geringer Unterschied zwischen dem
Anlaufstrom D und dem tatsächlichen Strom besteht, den man
beim Anlaufdrehmoment von 0,0343 N · cm erreichen kann,
eine geringe Änderung der Eingangsenergie zu einer großen
Änderung des Ausgangsdrehmomentes führt. Beispielsweise verringert
sich das Ausgangsdrehmoment stark, selbst wenn die Batterie
spannung nur geringfügig absinkt und wenn dies eintritt,
stoppt der Rotor. Dies ist insbesondere in dem Fall unzweck
mäßig, bei dem die Ausgangsenergie des Motors sich mit der
Last ändert, beispielsweise bei einem Motor, der durch die
Impulsbreite des Stromes gesteuert wird.
Die Beziehung zwischen der axialen Stärke des Rotors Rt und
des Stators St ist in Fig. 6 gezeigt, die in einer graphi
schen Darstellung die Beziehung des Stromverbrauchs i zum
Verhältnis Rt/St zeigt. Fig. 6 zeigt, wie sich der Strom
verbrauch i ändert, wenn die Stärke des Rotors geändert wird,
d. h. wenn das Verhältnis Rt/St geändert wird, ohne daß andere
Faktoren, wie z. B. Rr, Sr usw. geändert werden. Die Kurve F
zeigt den Stromverbrauch I, wenn das Ausgangsdrehmoment T
gleich 0,0343 N · cm ist, während die Kurve G den minimalen
Strom zeigt, der zur Erzielung eines Anlaufens erforderlich
ist.
Je kleiner das Verhältnis von Rt/St ist, dest mehr steigt
der Stromverbrauch gemäß der Kurve F an, wenn das Ausgangs
drehmoment 0,0343 N · cm beträgt. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn Rt/St kleiner als 0,8 ist, wobei in diesem
Fall der Stromverbrauch schnell ansteigt, wenn das Verhältnis
Rt/St absinkt.
Andererseits steigt der Anlaufstrom gemäß der Kurve G wenn
das Verhältnis Rt/St vergrößert wird, obwohl die Steigung der
Kurve G sanft ist, d. h. der Anstieg ist nicht sehr ausgeprägt.
Im Hinblick auf diese Tatsachen ist es klar, daß ein Verhält
nis von Rt/St von mehr als 0,8 wünschenswert ist, wenn ein
niedriger Leistungsverbrauch des Motors erzielt werden soll.
Fig. 6 zeigt Werte des Verhältnisses von Rt/St bis zum Wert
1,2, doch kann offensichtlich das Verhältnis Rt/St über diesen
Wert hinaus vergrößert werden, obwohl es wenig Zweck hat,
diesen Wert über 1,5 hinaus zu vergrößern. Im Hinblick darauf,
daß es erwünscht ist, das Uhrwerk dünn auszugestalten, ist
es jedoch wünschenswert, daß das Verhältnis von Rt/St nicht
1,2 oder 1,25 überschreitet. Es wird daher bevorzugt, daß
das Verhältnis Rt/St zwischen 1,0 und 1,25 liegt.
Der Leistungsverbrauch von Ausführungsformen des Motors kann
um 15 bis 20% gegenüber vergleichbaren üblichen Motoren ver
ringert werden, bei denen das Verhältnis Rr/Sr ≧ 0,6 ist und
bei denen Rt/St = 0,7 bis 0,8 und BH max des Rotors gleich
10 bis 15 ist. Der Stromverbrauch eines dieser üblichen
Motoren, deren Ausgangsdrehmoment 0,0343 N · cm beträgt, ist
durch die Kurve E in Fig. 5 dargestellt und es ist durch
einen Vergleich der Kurven E und C, die sich beide auf ein
Ausgangsdrehmoment von 0,0343 N · cm beziehen, zu erkennen, daß
der beschriebene Wandler eine wesentliche Verbesserung
gegenüber dem Stand der Technik darstellt. Der Stromverbrauch
eines bekannten Schrittmotors kann lediglich auf ungefähr
1 Mikroampere verringert werden, während der Stromverbrauch
eines Schrittmotors gemäß der beschriebenen Ausführungsform auf
0,8 Mikroampere oder weniger verringert werden kann.
Die Fig. 7a bzw. 7b zeigen die Verteilung des Magnetflusses
im Fall eines üblichen Motors bzw. im Fall einer Ausführungsform
des Motors. Wie aus Fig. 7a zu erkennen ist,
besteht im Fall des üblichen Schrittmotors ein nur relativ
geringer Unterschied zwischen dem Durchmesser der Außen
fläche 12 des Rotors und dem Innendurchmeser 11 des Stators,
so daß der Spalt 10 zwischen Rotor und Stator klein ist. Im
Fall der Ausführungsform des Motors gemäß Fig. 7b
ergibt sich ein relativ großer Unterschied in den Durchmessern
der Innenfläche 14 des Stators und der Außenfläche 15 des
Rotors, so daß ein relativ großer Spalt 16 zwischen diesen
Flächen existiert.
Man könnte sich vorstellen, daß im Fall der Ausführungsform des
Motors diese Vergrößerung des Spaltes zwischen dem Rotor und
dem Stator nicht zu einer Verbesserung des Wandlerwirkungs
grades des Motors führen würde. Dies ist jedoch nicht zu
treffend.
Zunächst sei daran erinnert, daß, wenn ein in der beschriebenen Weise
ausgebildeter Motor mit einem Stator versehen ist, dessen
Innendurchmesser gleich dem eines üblichen Motors ist, es
bei der angegebenen Ausführungsform möglich ist, daß der Durchmesser des
Rotors verglichen mit dem eines üblichen Rotors verringert
wird, mit dem Ergebnis, daß die Trägheit des Rotors in
gleicher Weise verringert wird. Wenn jedoch diese Trägheit
verringert wird, so werden die Verluste auf Grund der Träg
heit im Verlauf der Drehung des Rotors in gleicher Weise ver
ringert und der Wirkungsgrad wird daher verbessert.
Der beschriebene Motor ist jedoch außerdem auf Grund der
Art der Magnetflußverteilung zwischen dem Rotor und dem Stator
wirkungsvoller. Selbstverständlich steigt, wenn der gesamte
Magnetfluß ansteigt, das Ausgangsdrehmoment des Motors eben
falls an. Je mehr der gesamte Magnetfluß jedoch ansteigt,
desto stärker werden die magnetischen Anziehungskräfte zwi
schen dem Rotor und dem Stator und entsprechend wird der
Stromverbrauch größer, weil der Motor derart angesteuert werden
muß, daß diese Anziehungskräfte überwunden werden. Weil die
magnetischen Anziehungskräfte die Stabilität des Motors im
Ruhezustand beeinflussen, können diese Kräfte nicht sehr weit
verringert werden. Entsprechend ist der Schrittmotor so aus
gelegt, daß die magnetischen Anziehungskräfte konstant gehal
ten werden.
Im Fall eines üblichen Schrittmotors nach Fig. 7a ist der
Spalt 10 klein und entsprechend wirkt im wesentlichen der
gesamte Magnetfluß 13 in Form der magnetischen Anziehungs
kräfte zwischen dem Stator und dem Rotor.
Weil andererseits bei dem beschriebenen Motor gemäß Fig. 7b
der Spalt 16 groß ist, kann der als die magnetische Anziehungs
kraft wirkende Magnetfluß 17 von dem vergleichsweise großen
Magnetfluß 18 unterschieden werden, der lediglich den Rotor
verläßt und zu diesem zurückkehrt. Wenn entsprechend die
magnetische Anziehungskraft nach Fig. 7a und die nach Fig. 7b
gleich sind, so ist der gesamte Magnetfluß im Fall der Fig. 7b
wesentlich größer, weil in diesem Fall sich ein beträchtlicher
Magnetfluß 18 ergibt, der von dem Rotor selbst ausgeht und
zu diesem zurückkehrt. Entsprechend wird, wenn die gleiche
Antriebskraft an die Motoren nach den Fig. 7a und 7b an
gelegt wird, tatsächlich ein wesentlich größerer Ausgang im
Fall des Motors nach Fig. 7b erzielt. Dies bedeutet gleich
zeitig, daß wenn die Ausgänge beider Motoren im wesentlichen
gleich ausgebildet sind, der beschriebene
Motor durch eine kleinere Antriebskraft angetrieben wird,
d. h., mit einem geringeren Leistungsverbrauch, so daß der
Wirkungsgrad verbessert wird.
In Fig. 8 ist ein Teil einer Ausführungsform eines
Schrittmotors dargestellt, der allgemein ähnlich dem Motor
nach Fig. 1 ist, bei dem jedoch ein Stator verwendet wird,
der zwei Teile 23, 24 aufweist, die voneinander durch schmale
Spalte 25, 26 getrennt sind. Die Statorteile 23, 24 weisen
Innenoberflächen 27 bzw. 28 auf, die Teile einer zylindrischen
Oberfläche bilden, die konzentrisch zu einer zylindrischen
Oberfläche 30 eines Rotors 31 ist.
Wie dies aus den Fig. 1 und 8 zu erkennen ist, kann der
Stator entweder ein einstückiger Stator mit zwei Hauptteilen
2, 3, die durch in Radialrichtung dünne Teile g 1, g 2 miteinan
der verbunden sind, sein, oder der Stator kann zwei vollstän
dig getrennte Teile 23, 24 aufweisen, die voneinander durch
kleine Spalte 25, 26 getrennt sind.
Es ist nicht wesentlich, daß der Rotor ein vollständig zylin
drischer Rotor ist. Wie dies aus Fig. 9 zu erkennen ist, kann
der Motor nach Fig. 1 so abgeändert werden, daß er mit einem
teilzylindrischen Rotor 32 versehen ist, der teilzylindrische
Oberflächen 33, 34 und ebene Oberflächen 35, 36 aufweist.
Claims (8)
1. Wandler für ein elektronisches Uhrwerk mit einem zumin
destens zwei Pole aufweisenden permanentmagnetisierten
Rotor, mit einem Stator mit einer Innenfläche, wobei der
Rotor (1) radial innerhalb dieser Innenoberfläche und mit
Abstand von dieser angeordnet ist, und wobei der Stator
aus hochpermeablem magnetischen Material hergestellt und
mit dem Rotor magnetisch gekoppelt ist, und mit einer magnetisch
mit dem Stator gekoppelten Wicklung,
dadurch gekennzeichnet, daß
0,6 < Rr/Sr < 0,3, und 1,5 < Rt/St ≧ 0,8ist, worin Rr die maximale Entfernung irgendeines Punktes
auf der Außenfläche des Rotors (1) von der Achse (21) des
Rotors (1), Sr die minimale Entfernung irgendeines Punktes
auf der Innenfläche (20) des Stators (2, 3) von der Achse
(21) des Rotors (1) und Rt bzw. St die axialen Stärken des
Rotors (1) bzw. des Stators (2, 3) sind, und daß der Energie
beiwert (BH max) des Rotors (1) zumindestens 160 kJ/m3 be
trägt.
2. Wandler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (1) zumindestens teilweise aus Sm2 (Co, Fe,
Cu, Zr)17 besteht.
3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Rr/Sr < 0,4 ist.
4. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß 0,55 ≧ Rr/Sr ≧ 0,45 ist.
5. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß 1,25 ≧ Rt/St ≧ 1,0 ist.
6. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor ein teilzylindrischer Rotor (32) ist.
7. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenoberfläche (20) des Stators (2, 3) mit
Nuten (2, 3 a) versehen ist, die im Betrieb eine Dre
hung des Rotors ausschließlich in einer Winkelrichtung
sicherstellen.
8. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche (20) des Stators im wesentlichen
zylindrisch und konzentrisch zur Achse (21) des Rotors
(1) ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10748477A JPS5441408A (en) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | Transducer for electronic watch |
Publications (2)
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DE2857221A1 DE2857221A1 (de) | 1980-01-03 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5441408A (de) |
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DE (1) | DE2857221A1 (de) |
FR (1) | FR2427727A1 (de) |
GB (1) | GB2041658B (de) |
HK (1) | HK87585A (de) |
MY (1) | MY8700006A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19500357A1 (de) * | 1995-01-09 | 1996-07-18 | Haller Eckhart W Dipl Ing Fh | Elektromagnetischer Schrittmotor mit zwei Drehrichtungen |
EP2025944B1 (de) | 2007-08-09 | 2017-08-09 | Askoll Holding S.r.l. | Einphasiger Synchronmotor für Hausgeräte |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51134816A (en) * | 1975-05-16 | 1976-11-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Converter for an electronic clock |
US4679313A (en) * | 1985-03-08 | 1987-07-14 | Kollmorgen Technologies Corporation | Method of making a servo motor with high energy product magnets |
FR2605157A1 (fr) * | 1986-10-13 | 1988-04-15 | Parrenin Sa | Moteur electrique du type pas a pas notamment pour montre a quartz |
JPS63101574A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-06 | Taiho Kogyo Co Ltd | ガスケツト |
EP0358806B1 (de) * | 1988-09-15 | 1993-03-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Selbstanlaufender Einphasen-Synchronmotor |
JP2515968Y2 (ja) * | 1990-07-31 | 1996-11-06 | 株式会社コパル | 永久磁石ロータ型ステッピングモータ |
DE4328421A1 (de) * | 1993-08-24 | 1995-03-02 | Vacuumschmelze Gmbh | Schrittmotor für eine elektrische Uhr |
US6975049B2 (en) | 2003-10-29 | 2005-12-13 | A. O. Smith Corporation | Electrical machine and method of manufacturing the same |
EP1791583A4 (de) * | 2004-07-16 | 2016-08-17 | Unitract Syringe Pty Ltd | Spritzennadelhülle |
CN106487123B (zh) * | 2015-08-31 | 2024-04-09 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 液泵及其驱动电机 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR68711E (fr) * | 1955-07-13 | 1958-06-09 | Hatot Leon Ets | Perfectionnements aux horloges magnéto-électriques et aux appareils analogues |
US2792510A (en) * | 1956-01-25 | 1957-05-14 | Gen Electric | Motor structure |
FR74145E (fr) * | 1958-09-02 | 1960-11-07 | Hatot Leon Ets | Perfectionnements aux petites machines et aux instruments magnéto-électriques |
US3768054A (en) * | 1972-04-03 | 1973-10-23 | Gen Electric | Low flux leakage magnet construction |
JPS5013773A (de) * | 1973-06-07 | 1975-02-13 | ||
FR2263632B1 (de) * | 1974-03-07 | 1980-08-14 | Seiko Instr & Electronics | |
JPS604666B2 (ja) * | 1974-04-04 | 1985-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | 水晶腕時計用変換器 |
JPS512912A (ja) * | 1974-06-28 | 1976-01-12 | Seiko Instr & Electronics | Muchoseisutetsupumoota |
-
1977
- 1977-09-07 JP JP10748477A patent/JPS5441408A/ja active Granted
-
1978
- 1978-09-01 DE DE19782857221 patent/DE2857221A1/de active Granted
- 1978-09-01 GB GB7926828A patent/GB2041658B/en not_active Expired
- 1978-09-01 CH CH303280A patent/CH629063GA3/de unknown
- 1978-09-01 EP EP78300335A patent/EP0001334A1/de not_active Withdrawn
-
1979
- 1979-07-09 FR FR7917966A patent/FR2427727A1/fr active Granted
-
1985
- 1985-11-07 HK HK875/85A patent/HK87585A/xx not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-12-30 MY MY6/87A patent/MY8700006A/xx unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19500357A1 (de) * | 1995-01-09 | 1996-07-18 | Haller Eckhart W Dipl Ing Fh | Elektromagnetischer Schrittmotor mit zwei Drehrichtungen |
EP2025944B1 (de) | 2007-08-09 | 2017-08-09 | Askoll Holding S.r.l. | Einphasiger Synchronmotor für Hausgeräte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6114748B2 (de) | 1986-04-21 |
JPS5441408A (en) | 1979-04-02 |
FR2427727B1 (de) | 1983-10-07 |
CH629063GA3 (de) | 1982-04-15 |
HK87585A (en) | 1985-11-15 |
GB2041658A (en) | 1980-09-10 |
GB2041658B (en) | 1982-12-01 |
MY8700006A (en) | 1987-12-31 |
DE2857221A1 (de) | 1980-01-03 |
FR2427727A1 (fr) | 1979-12-28 |
EP0001334A1 (de) | 1979-04-04 |
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