DE29919904U1

DE29919904U1 - Bürstenloser Gleichstrommotor mit Drehzahlverminderung

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Publication number: DE29919904U1
Application number: DE29919904U
Authority: DE
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2009-11-13

Description

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B 35.876-DE/40/hs

Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd.

12F-1, No. 120, Chung-Cheng 1 Road, Kaohsiung, Taiwan R.P.C.

Bürstenloser Gleichstrommotor mit Drehzahlverminderung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit Drehzahlverminderung und insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der einen Spulenkörper mit einer daran angeordneten oberen Polplatte und einer daran angeordneten unteren Polplatte aufweist, wobei der Rand jeden Pols der oberen Polplatte derart ausgerichtet ist, daß er mit dem zugehörigen Pol der unteren Polplatte vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft oder diesen teilweise überlappt.

Ein herkömmlicher bürtenloser Gleichstrommotor hat im allgemeinen einen Rotor, einen Spulenkörper und einen Satz oberer und unterer Polplatten. Eine Spule ist um den Spulenkörper gewickelt. Um die Induktionsfläche zu erhöhen, trifft jeder Pol der oberen Polplatte weder mit dem zugehörigen Pol der untern Polplatte vom Umfang ausgehend zur axialen Richtung hin zusammen noch überlappt er diesen teilweise. Wenn die Drehzahl vermindert werden soll, ist es allgemein üblich, die magnetische Flussdichte des Rotormagneten zu reduzieren. Daher wird durch Reduktion der magnetischen Flussdichte des

Rotormagneten oder der Polplatte die magnetische Induktionskraft zwischend dem Rotormagneten und den Polplatten reduziert, so daß die Drehzahl des Motors vermindert wird. Nichtsdestoweniger wird ein Rotormagnet mit einem geringeren magnetischen Fluss zur Herstellung des Rotors benötigt. Daher ist es notwendig, Rotormagneten mit einem geringeren magnetischen Fluss herzustellen. Alternativ hierzu können Spulenkörper mit einem geringeren magnetischen Fluss hergestellt werden. Somit ist eine Änderung der Produktionsstrasse in Abhängigkeit von dem Rotormagneten oder des Spulenkörpers unvermeidlich. Daraus ergibt sich in nachteiliger Weise eine geringere Produktivität.

Die Steuerung der Motordrehzahl kann auch durch eine Steuerschaltung erreicht werden. Jedoch sind die Kosten, die Arbeit und der Zeitaufwand für die Entwicklung einer derartigen Schaltung extrem hoch. Dies wird als unwirtschaftlich angesehen, es sei denn, daß die Motordrehzahl präzise gesteuert werden muß. Abgesehen davon unterliegt bei Verwendung einer Schaltung die minimale Drehzahl des Motors Einschränkungen. Daher können Motoren mit einer weiteren Drehzahlverminderung nicht hergestellt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein über den Stand der Technik hinausgehender verbesserter Motor geschaffen werden, wobei die Drehzahl des Motors durch seinen Aufbau bzw. seine Struktur vermindert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen in Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Erfindungsgemäß wird der Rand jedes Pols der oberen Polplatte derart ausgerichtet, daß er mit einem zugehörigen Pol der unteren Polplatte vom Umfang des Spulenkörper ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft bzw. teilweise diesen überlappt. Daher löschen sich gegenseitig der magnetische Fluss zwischen dem Rotor und der oberen Polplatte und der unteren Polplatte teilweise aus. Demgemäß wird die Drehzahl des Motors vermindert.

Ferner ist der erfindungsgemäße bürstenlose Gleichstrommotor mit Drehzahlverminderung aufgrund der Ausrichtung des Randes jeden Pols der oberen Polplatte derart, daß dieser mit einem zugehörigen Pol der unteren Polplatte vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft oder diesen teilweise überlappt, leicht herzustellen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist also der bürstenlose Gleichstrommotor einen Spulenkörper mit einem oberen ausgesparten Abschnitt an seinem oberen Ende und einem unteren ausgesparten Abschnitt an seinem unteren Ende auf. Eine obere Polplatte ist in dem oberen ausgesparten Abschnitt angeordnet und eine untere Polplatte in dem unteren ausgesparten Abschnitt. Der Rand jedes Pols der oberen Polplatte ist derart ausgerichtet, daß er mit einem zugehörigen Pol der unteren Polplatte vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft. Daher hebt ein Abschnitt des magnetischen Flusses der oberen Polplatte einen Abschnitt des magnetischen Flusses der unteren Polplatte auf. Die Drehzahl des Motors wird auf diese Weise vermindert, da der magnetische Fluss zwischen dem Rotor und den Polplatten reduziert ist.

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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat der bürstenlose Gleichstrommotor einen Spulenkörper mit einem oberen ausgesparten Abschnitt an seinem oberen Ende und einem unteren ausgesparten Abschnitt an seinem unteren Ende. Eine obere Polplatte ist in dem oberen ausgesparten Abschnitt und eine untere Polplatte in dem unteren ausgesparten Abschnitt angeordnet. Der Rand jedes Pols der oberen Polplatte überlappt teilweise einen zugehörigen Pol der unteren Polplatte vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin. Daher hebt ein Abschnitt des magnetischen Flusses der oberen Polplatte einen Abschnitt des magnetischen Flusses der unteren Polplatte auf. Die Drehzahl des Motors wird dadurch vermindert, da der magnetische Fluss zwischen dem Rotor und den Polplatten vermindert wird.

Weitere Vorteile und Mermale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgt. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform des Gleichstrommotors der vorliegenden Erfindung,

Figur 3 eine Schnittansicht des Motors in Figur 2,

Figur 4 eine Draufsicht zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform des bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Figur 5 eine Schnittansicht des Motors in Figur 4.

Es wird Bezug auf Figur 1 genommen. Ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einer Drehzahlverminderung gemäß der

vorliegenden Erfindung weist im allgemeinen einen Rotor 10, ein Achsrohr 20, eine obere Polplatte 310, eine untere Polplatte 320, einen Spulenkörper 300 und eine Schaltungsplatte 60 auf.

Der Rotor 10 hat einen ringförmigen Rotormagneten 11 und eine sich von der Mitte des Rotors 10 erstreckende Welle 12. Die Bohrung des Achsrohrs 20 enthält ein (nicht gezeigtes) Lager zur Aufnahme der Welle 12 des Rotors 10, um sie drehbar zu lagern. Die obere Polplatte 310, die untere Polplatte 320, der Spulenkörper 300 und die Schaltungsplatte 6 0 erstrecken sich bis zum Außenumfang des Achsrohrs 20 hin und umhüllen es. Die Schaltungsplatte 6 0 hat ein Sensorelement 61 und erstreckt sich fest um das Achsrohr 20 herum, wobei sie auf einer Seite des Spulenkörpers 300 angeordnet ist.

Die obere Polplatte 310 besteht aus einer Vielzahl von Silizxumstahlblättern, die jeweils eine Vielzahl von Löchern 312 aufweisen. Die obere Polplatte 310 hat eine Vielzahl von Polen 311. In ähnlicher Weise besteht die untere Polplatte aus einer Vielzahl von Silizxumstahlblättern, von denen jede eine Vielzahl von Löchern 322 aufweist. Die untere Polplatte 320 hat eine Vielzahl von Polen 321. Die Polplatten 310 und haben eine größere Induktionsfläche mit dem Rotormagneten 11, da die Polplatten 310 und 320 aus einer Vielzahl von Siliziumstahlblättern gebildet sind.

Der Spulenkörper 300 ist aus einem isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff,hergestellt. Der Spulenkörper 300 ist um das Achsrohr 2 0 herum angeordnet und mit einer Spule 304 umwickelt. Die obere Endfläche des Spulenkörpers 300 hat einen oberen ausgesparten Abschnitt 301 zur Aufnahme der oberen Polplatte mit einer Vielzahl von daran ausgebildeten Stiften 303. Die untere Endfläche des Spulenkörpers 300 hat einen

unteren ausgesparten Abschnitt 302 zur Aufnahme der unteren Polplatte mit einer Vielzahl von daran ausgebildeten Stiften 303. Die Stifte 303 erstrecken sich durch die Löcher 312 und 322, wenn die Polplatten 310 und 320 an der oberen bzw. unteren Endfläche des Spulenkörpers 300 angeordnet sind. Außerdem ist jeder Rand des Pols 311 der oberen Polplatte 310 derart ausgerichtet, daß er entlang der Linie A-A' mit dem zugehörigen Pol 321 der unteren Polplatte 320 vom Umfang des Spulenkörpers 300 ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft, wie dies in den Figuren 2 und 3 (sh. Linie A-A' in Fig. 3) gezeigt ist.

Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, wird die obere Polplatte 310, wenn die untere Polplatte 320 derart erregt wird, daß sie ein Südpol (S) ist, derart erregt, daß sie ein Nordpol (N) ist. Da jeder Pol 311 der oberen in dem oberen ausgesparten Abschnitt 301 aufgenommenen Polplatte 310 derart ausgerichtet ist, daß er an der Linie A-A' mit einem zugehörigen Pol 321 der unteren in dem unteren ausgesparten Abschnitt 302 vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin (sh. Linie A-A' in Fig. 3) zusammentrifft, wird ein Abschnitt des magnetischen Flusses des Pols 311 (N-PoI) der oberen Polplatte 310, der sich in der Nähe des magnetischen Feldes des Pols 321 (S-PoI) der unteren Polplatte 320 befindet, durch einen Abschnitt des magnetischen Flusses des Pols 321 (S-PoI) der unteren Polplatte 320 aufgehoben. Auf diese Weise wird daher die Drehzahl des Motors vermindert, da der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und den Polplatten 310 und 32 0 vermindert ist.

Figuren 1, 4 und 5 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform des bürstenlosen Gleichstrommotors der Erfindung. Der Motor hat einen Rotor 10, ein Achsrohr 20, eine obere Polplatte 310, eine

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untere Polplatte 320, einen Spulenkörper 300 und eine Schaltungsplatte 60.

Der Rotor 10 hat einen ringförmigen Rotormagneten 11 und eine sich von der Mitte des Rotors 10 erstreckende Welle 12. Die Bohrung des Achsrohrs 20 weist ein (nicht gezeigtes) Lager auf, das die Welle 12 des Rotors 10 drehbar abstützt. Die obere Polplatte 310 und die untere Polplatte 320 sowie die Schaltungsplatte 6 0 erstrecken sich zum Außenumfang des Achsrohrs 20 hin und umhüllen es. Die Schaltungsplatte 60 hat ein Sensorelement 61 und ist fest um das Achsrohr 20 herum angeordnet und befindet sich auf einer Seite des Spulenkörpers 300.

Die obere Polplatte 310 und die untere Polplatte 320 bestehen beide aus einer Vielzahl von Siliziumstahlblättern, die jeweils eine Vielzahl von Löchern 312 und 32 2 haben. Der Spulenkörper 300 hat eine Vielzahl von Stiften 303, die sich durch die zugehörigen Löcher 312 und 322 der oberen Polplatte 310 und der unteren Polplatte 320 erstrecken, wenn sie am Spulenkörper angeordnet s ind.

Der obere ausgesparte Abschnitt 301 und der untere ausgesparte Abschnitt 302 des Spulenkörpers 300 überlappen sich teilweise entlang der Linie A-A' vom Umfang des Spulenkörpers 300 ausgehend zur axialen Richtung hin. Folglich überlappen sich auch die obere und die untere Polplatte, die in dem zugehörigen ausgesparten Abschnitt des Spulenkörpers aufgenommen sind, teilweise entlang der Linie A-A' von dem Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin. Auf diese Weise entstehen ein überlappter Abschnitt 313 der oberen Polplatte und ein überlappter Abschnitt 323 der unteren Polplatte.

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Es wird Bezug auf die Figuren 4 und 5 genommen und das magnetische Feld zwischen dem Rotormagneten 11 und der oberen Polplatte 310 und der unteren Polplatte 320 betrachtet. Der Rotormagnet hat N-S Magnetpolpaare, wobei, wenn die untere Polplatte 320 derart erregt wird, daß sie ein Südpol (S) ist, die obere Polplatte 310 derart erregt wird, daß sie ein Nordpol (N) ist. Der Nordpol des Rotormagneten 11 wird durch den Südpol des Pols 321 der unteren Polplatte 320 angezogen und durch den Nordpol des Pols 311 der oberen Polplatte 310 zurückgestoßen. Der Südpol des Rotormagneten 11 wird durch den Nordpol der unteren Polplatte 32 0 angezogen und durch den Südpol der oberen Polplatte 310 zurückgestoßen. Der Rotor 10 wird daher zur Drehung angetrieben, wobei aber die überlappten Abschnitte und 32 3 gleichzeitig den Nordpol oder Südpol des Rotormagneten 11 anziehen oder zurückstoßen. Die Überlappung der überlappten Abschnitte 313 und 323 führt dazu, daß der Rotor 10 durch die überlappten Abschnitte 313 und 323 nicht angetrieben wird. Daher wird die Drehzahl des Motors vermindert, um eine kleinere Geschwindigkeit zu erhalten.

Nach der obigen Beschreibung hat der bürstenlose Gleichstrommotor gemäß der vorliegenden Erfindung einen Aufbau zur Drehzahlverminderung des Motors. Dabei kann der Motor leicht zusammengebaut werden. Jeder Pol der oberen in dem oberen ausgesparten Abschnitt angeordneten Polplatte ist derart ausgerichtet, daß er mit einem zugehörigen Pol der unteren in dem unteren ausgesparten Abschnitt des Spulenkörpers angeordneten Polplatte vom Umfang des Spulenkörpers ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft oder diesen teilweise überlappt. Auf diese Weise wird die Drehzahl des Motors vermindert, da der magnetische Fluss zwischen dem Rotor und den Polplatten gemindert ist. Ein derartiger Aufbau erlaubt es

einem Hersteller, den erfindungsgemäßen Motor ohne Steigerung der Herstellungskosten und der verwendeten Teile unter Verwendung vorhandener Verfahrensschritte zu produzieren.

Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Dieser Grundgedanke ist in den anhängigen Ansprüchen niedergelegt, die derartige Modifikationen, die alle unter den Grundgedanken der Erfindung fallen, abdecken sollen.

Claims

1. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung, gekennzeichnet durch:
einen Rotor (10) mit einer Welle (12) und einem Rotormagneten (11);
ein Achsrohr (20), durch das sich die Welle (12) des Rotors (10) erstreckt;
einen Spulenkörper (300), der sich um das Achsrohr (20) herum erstreckt und von einer Spule (304) umwickelbar ist;
eine obere auf einer ersten Seite des Spulenkörpers (300) angeordnete Polplatte (310), die eine Vielzahl von Polen (311) aufweist;
eine untere auf einer zweiten Seite des Spulenkörpers (300) entgegengesetzt zur ersten Seite des Spulenkörpers (300) angeordnete Polplatte (320), die eine Vielzahl von Polen (321) aufweist;
wobei jeder Pol (311) der oberen Polplatte (310) derart ausgerichtet ist, daß er mit einem zugehörigen Pol (321) der unteren Polplatte (320) vom Umfang des Spulenkörpers (300) ausgehend zur axialen Richtung hin zusammentrifft, wodurch der magnetische Fluss zwischen dem Rotor (10), der oberen Polplatte (310) und der unteren Polplatte (320) reduziert wird.

2. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 1, wobei der Spulenkörper (300) einen oberen ausgesparten Abschnitt (301) zur Aufnahme der oberen Polplatte (310) und einen unteren ausgesparten Abschnitt (302) zur Aufnahme der unteren Polplatte (320) aufweist.

3. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 1, wobei der Spulenkörper (300) die obere Polplatte (310) und die untere Polplatte (320) das Achsrohr (20) umhüllen.

4. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 1, wobei ferner eine Schaltungsplatte (60) an dem Achsrohr (20) angeordnet ist.

5. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 1, wobei der Spulenkörper eine Vielzahl von Stiften (303) aufweist und wobei die obere Polplatte (310) und die untere Polplatte (320) jeweils eine entsprechende Anzahl von Löchern (322) haben, durch die sich jeweils ein zugehöriger Stift (303) erstreckt.

6. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung, gekennzeichnet durch:
einen Rotor (10) mit einer Welle (12) und einem Rotormagneten (11);
ein Achsrohr (20), durch das sich die Welle (12) des Rotors (10) erstreckt;
einen Spulenkörper (300), der sich um das Achsrohr (20) herum erstreckt und von einer Spule (304) umwickelbar ist;
eine obere an einer ersten Seite des Spulenkörpers (300) angeordnete Polplatte (310), die eine Vielzahl von Polen (311) aufweist;
eine untere auf einer zweiten Seite des Spulenkörpers (300) entgegengesetzt zur ersten Seite des Spulenkörpers (300) angeordnete Polplatte (320), die eine Vielzahl von Polen (321) aufweist;
wobei jeder Pol (311) der oberen Polplatte (310) derart ausgerichtet ist, daß er teilweise von einem zugehörigen Pol (321) der unteren Polplatte (320) vom Umfang des Spulenkörpers (300) ausgehend zur axialen Richtung hin überlappt wird, wodurch der magnetische Fluss zwischen dem Rotor (10), der oberen Polplatte (310) und der unteren Polplatte (320) reduziert wird.

7. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 6, wobei der Spulenkörper (300) einen oberen ausgesparten Abschnitt (301) zur Aufnahme der oberen Polplatte (310) und einen unteren ausgesparten Abschnitt (302) zur Aufnahme der unteren Polplatte (320) aufweist.

8. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 6, wobei der Spulenkörper (300), die obere Polplatte (310) und die untere Polplatte (320) das Achsrohr (20) umhüllen.

9. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 6, wobei ferner eine Schaltungsplatte (60) am Achsrohr (20) angeordnet ist.

10. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Aufbau zur Drehzahlverminderung nach Anspruch 6, wobei der Spulenkörper (300) eine Vielzahl von Stiften (303) aufweist und wobei die obere Polplatte (310) und die untere Polplatte (320) jeweils eine entsprechende Anzahl von Löchern (322) haben, durch die sich jeweils ein zugehöriger Stift (303) erstreckt.