DK173719B1 - Elektromotor - Google Patents

Description

i DK 173719 B1

Elektromotor

Opfindelsen angår en elektromotor og især en miniature , DC-motor. Sådanne motorer er nyttige fx i mobiltelefoner, 5 hvor en sådan motor kan have en masse, der er monteret excentrisk på motorakslen. Udover at være akustisk signaleret, eller som alternativ hertil, kan indgående opkald derved signaleres af vibrationer, der frembringes ved motorens rotation. Signalering ved hjælp af vibratio-lo ner er fortrinsvis ikke hørbar, men kan føles af en bruger, der bærer mobiltelefonen fx i en lomme.

I mobiltelefoner er de forskellige komponenters strømforbrug af stor interesse. Det er derfor vigtigt, at alle 15 komponenter har et lavt strømforbrug for den ønskede funktion. Det er således ønskeligt at have en motor, som kan anvendes som vibratormotor i mobiltelefoner, og som har et lavt strømforbrug og giver et stort moment både ved opstart og i drift. Endvidere bør motoren frembringe 20 så lidt elektrisk støj som muligt og have en lang forventet levetid. Ved motoren ifølge opfindelsen opnås disse mål.

DK PA 1999 00015 viser en miniature DC-motor med et 25 enkelt sæt spoler og en enkelt kommutatorbørste, der skifter strømmen fra en spole til en anden. Med et arrangement som den foreliggende opfindelse indgår der til enhver tid to spoler i strømvejen. På grund af at strømmen kun skiftes i det ene spolesæt ad gangen, vil 30 motoren ifølge opfindelsen afgive mindre elektrisk støj, og for det samme strømforbrug opnås et væsentligt større moment - eller et tilsvarende lave strømforbrug for det samme moment, og motoren kan gøres meget kompakt.

DK 173 li ) B1 2 .......... . .......

Opfindelsen vil blive nærmere beskrevet i det følgende under henvisning til tegningen, hvor

Figur 1 er et længdesnit gennem en motor i en foretrukket 5 udførelsesform for opfindelsen, figur 2 er en skematisk tegning, der illustrerer kontakt teringen af motoren i figur 1, 10 figur 3 skematisk viser konstruktionen af spolerne i mo 4 toren i figur 1, og figur 4 skematisk viser et tværsnit gennem motoren i fi4 gur 1 og illustrerer kontakteringen af motoren.

15

Figur 1 viser en motor med en stator 1. Ved denne udfø * relsesform er statoren rørformet og er dannet af blød: magnetisk materiale. Inde i den rørformedé stator 1 fih · des en fleksibel plade 2 med spoler udformet på’.....den ’ en ) 20 side. Spolerne er antydet ved 2a. Spolerne kan også væj: j udformet på begge sider af pladen 2. Alternåtivt'kan de. i også anvendes konventionelle viklede spoler. Ved enderη i af den rørformede stator 2 er der henholdsvis et først1 i leje 4 og et andet leje 4a, som modtager de modsatte e:|v* 25 der af en aksel 6 af elektrisk ledende materiale. Akslen 6 bærer en magnet 3, som er magnetiseret i retningen å:! sin diameter, dvs. på tværs af motoraksen. De to lejer · og 4a er fortrinsvis identiske og har hehhbTdsvis" et før·' ste sæt kontaktorer Cl og et andet sæt kontaktorer C2, 30 der er udformet som flade overflader vinkelret på motor· aksen og vendende indad i statoren. ’På begge sider magneten 3 har akslen 6 kontaktfjedre henholdsvis 5 ø(i 5a, som er fremstillet af en fjedrende, elektrisk ledend« metaltråd. Kontaktfjedrene 5 og 5a har en smal ende og eis DK 173719 B1 3 bredere parti med en fri ende. Kontaktfjedrene er fastgjort til akslen og elektrisk forbundet med akslen ved deres smalle ender. Hver af kontaktfjedrenes frie ender er i elektrisk kontakt med en kontaktflade på et respek-5 tivt et af lejerne. Ved lejet 4a rager akslen forbi lejet, og den udragende ende af akslen bærer en excentrisk monteret masse 7.

Figur 2 viser et første sæt spoler SI, S3 og S5. Hver af io spolerne SI, S3 og S5 i det første sæt har en spoletrådende, der er forbundet med en første terminal TI i motoren, og de andre spoletrådender er forbundet med hver de- ' res kontaktor Cla, Clb og Clc i det første sæt kontaktp-rer Cl, der er beliggende ved det første leje 4. Figur 2 15 viser endvidere et andet sæt spoler S2, S4 og S6. Hver af spolerne S2, S4 og S6 i det andet sæt har en spoletrådende forbundet med en anden terminal T2 i motoren, og de andre spoletrådender er forbundet med hver deres kontaktor C2a, C2b og C2c i det andet sæt kontaktorer C2, der 20 er beliggende ved det andet leje 4a. Rotoren med motorakslen 6 og kontaktfjedrene 5 og 5a er vist med en cirkel af illustrationsmæssige hensyn. Konstruktionen i figur 2 er vist "foldet ud”. I motoren er den viste konstruktion cylindrisk, og i hvert spolesæt er spolerne adskilt 120 25 grader. I hvert kontaktorsæt er de tre kontaktorer ligeledes adskilt 120 grader. Hver kontaktor strækker sig over lidt mindre end 120 grader, så at der findes en lille spalte mellem nabokontaktorer. Det første spolesæt og det første kontaktorsæt er vinkelforskudt 60 grader i 30 forhold til det andet spolesæt og det andet kontaktorsæt. 1 drift er terminalerne TI og T2 forbundet med en DC-strømkilde. I den viste stilling af motorakslen er der etableret en elektrisk strømvej fra den første terminal DK 173 Ί 5Β1 4 TI gennem spolen S5 i det første spolesæt, kontaktorje l Clc i det første kontaktorsæt, den første kontaktfjede · 5, akslen 6, den anden kontaktfjeder 5a, kontaktoren C2 i det andet kontaktorsæt, spolen S4 i det andet spolesjæ 5 og den anden terminal T2. Den elektriske strøm i spolern S5 og S4 frembringer et magnetfelt, som samvirker med rp j tormagneten 3 og bringer rotoren til at rotere. Ved rota i tion af motoren vil akslen 6 med kontaktfjedre 5, 5a vis skematisk i figur 2 bevæge sig fra den viste stilling ti 10 en stilling, hvor strømvejen opretholdes i spolen i de ene spolesæt, hvorimod strømmen i spolen i det andet spp· jj lesæt forskydes til en anden spole i det samme spolesæt ] Strømvejen omfatter således altid en spole i det ep spolesæt og en spole i det andet spolesæt, der er forbum· ij 15 det i serie, og ved rotation af rotoren sker omskiftningen af strømvejen skiftevis mellem det første spolesæt <j>< det andet spolesæt. Hver kommuteringsoperation skifter.) således kun halvdelen af strømvejen og halvdelen af spolerne, medens den anden halvdel af strømvejen og den an- j 20 den halvdel af spolerne skiftes efterfølgende

Figur 3 viser skematisk spolernes layout og den fleksible plade. Pladen vil være rullet og placeret inde i den rørformede stator nær dens cylindriske indre flade, hvor der 25 vil være fastholdt på plads ved hjælp af de to lejer. Dost, vil ses, at hver spole har en sideværts udstrækning svarende til 180 grader ved placering i statoren, og at spolerne er adskilt fra hinanden svarende til 60 grader.

30 Figur 4 viser et skematisk tværsnit gennem motoren. Den yderste konstruktion er den rullede plade med spolerne. Ligeledes vist er de to sæt kontaktorer, hvor af illustrationsmæssige hensyn det første sæt kontaktorer Cla,

Clb og Clc er vist havende en større diameter end det an- DK 173719 B1 5 det sæt kontaktorer C2a, C2b og C2c. Ligeledes vist er en kontaktbørste Cbr, der illustrerer akslen med de to kontaktfjedre. Kontaktbørsten Cbr er vist strækkende sig t over kontaktorerne i de to sæt, i dette tilfælde kontak-5 toren Clc i det første sæt og kontaktoren C2b i det andet sæt.

Claims (6)

1. Elektromotor med en stator og en rotor, der er roter f > bart optaget i statoren, hvor 5 statoren har et første sæt af et antal spoler a elektrisk ledende tråd, der er anbragt i en stjernekonfi * guration, hvor hver spole i det første sæt har en først spoletrådende forbundet med en første terminal af stato io ren, og hver spole i det første sæt har en anden spo j letrådende forbundet med hver sin af et første sæt korH taktflader på statoren, og hvor rotoren har en akse og en magnet, der er magnet.i··; 15 seret på tværs af aksen, og en første kontaktbørste, de: j ved rotorens rotation skiftevis kontakter kontaktfladern*j af det første sæt kontaktflader, hvorved en elektris j strømvej gennem den første kontaktbørste skiftevis etab· I leres gennem spolerne i det første sæt spoler til den 20 første terminal, kendetegnet ved, at statoren har et andet sæt af et antal spoler af elektrisk; 25 ledende tråd, der er anbragt i en stjernekonfiguration, hvor hver spole i det andet sæt har en først« spoletrådende forbundet med en anden terminal af stato-; ren, og hver spole har en anden spoletrådende forbundat med hver sin af et andet sæt kontaktflader på statoren, 30 rotoren har en anden kontaktbørste, der er elektrisk for-| bundet med den første spole, som ved rotorens rotationj skiftevis kontakter kontaktfladerne af det andet sæt kontaktflader, hvorved en elektrisk strømvej gennem den an-; DK 173719 B1 7 den kontaktbørste etableres skiftevis gennem spolerne i det andet sæt spoler til den anden terminal, og den første kontaktbørste og det første sæt kontaktflader 5 er således anbragt i forhold til den anden kontaktbørste og det andet sæt kontaktflader, at strømvejen ved rotorens rotation skifter fra den ene spole til den anden i kun et sæt spoler ad gangen, og en sådan omskiftning sker skiftevis mellem det første sæt spoler og det andet sæt ίο spoler.

2. Motor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det første sæt kontaktflader og det andet sæt kontaktflader er beliggende på modsatte sider af rotoren. 15

3. Motor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hvert sæt kontaktflader danner en i det væsentlige flad flade vinkelret på aksen.

4. Motor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kontaktbørsterne er skrueformet og er fremstillet af fjedrende, elektrisk ledende metaltråd.

5. Motor ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den 25 skrueformede kontaktbørste har et smalt endeparti og er fastgjort til rotorakslen ved hjælp af det parti, og at rotorakslen er elektrisk ledende.

6. Motor ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de 30 skrueformede kontaktbørster hver har et bredt endeparti modsat det smalle endeparti med en fri ende af tråden, der kontakter de respektive kontaktflader.