DE2853319A1

DE2853319A1 - Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2853319A1
Application number: DE19782853319
Authority: DE
Inventors: Itsuki Ban; Kazuhito Egami; Manabu Shiraki
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1978-12-09
Publication date: 1979-07-26
Also published as: US4315177A; JPS5499906A

Description

SECOH GIKEN, INC., Tokio, Japan

Gleichstrommotor

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor, bei dem die Ankerwicklungen nicht übereinander liegend angeordnet sind.

Bei einem Gleichstrommotor sind die Ankerwicklungen üblicherweise auf dem Anker derart angeordnet, daß sie in mehreren Schichten übereinander liegen. Bei der Herstellung solcher Gleichstrommotoren ist daher eine beachtliche Arbeit erforderlich, um die Kantenabschnitte der übereinander liegenden Ankerwicklungen zu bearbeiten, was ein Hindernis für die Massenproduktion darstellt. Wenn eine Vielzahl von Ankerwicklungen durch eine Harzmasse ver-

zu
gössen und einer Einheit zur Anordnung auf einem Anker verfestigt ist, erhöht sich bei der daraus ergebenden Ankereinheit die Dicke,

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da die Ankerwicklungen in mehreren Schichten übereinander liegen. Die erhöhte Dicke des Ankers reduziert beachtlich das wirksame Magnetfeld, das durch den Anker hindurchgeht, so daß sich der Wirkungsgrad und das Startdrehmoment des Motors verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrommotor zu schaffen, --bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfind ungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft einen Gleichstrommotor, der (2m + 2n) FeIdmagnetpole aufweist, wobei m eine positive ganze Zahl wie 1 oder größer und η eine positive ganze Zahl wie 2 oder größer ist, sowie 2n Ankerwicklungen, die nicht übereinanderliegend, d.h. in Form einer einzigen Schicht auf einem scheibenförmigen zylindrischen Anker angeordnet sind.

Der erfindungsgemäße Gleichstrommotor erfordert eine geringere Zahl von Ankerwicklungen und läßt sich durch Massenproduktion herstellen; außerdem sind die Herstellungskosten vergleichbar niedrig.

Die effektive Länge der zur Erzeugung des Drehmoments beitragenden Leiterabschnitte der Ankerwicklung kann bei dem Gleichstrommotor ausreichend groß im Vergleich zur Länge der übrigen, zu Kupferverlusten führenden Abschnitte der Ankerwicklung gewählt werden, wodurch der Wirkungsgrad des Motors erhöht wird.

Der Gleichstrommotor weist einen Feldmagneten mit l(2m + 2n) Polen,

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die entsprechend in N- und S-Polaritäten über gleiche Winkelabstände magnetisiert sind, ein Glied aus magnetischem Material zum Schließen des i'lagnetkreises des Feldmagneten, 2ln Ankerwicklungen, die derart geformt sind, daß zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten ein Winkel gebildet wird, der gleich dem Winkel des Feldmagnetpoles ist, und einen Anker auf, der die 21n Ankerwicklungen trägt, die darauf angeordnet sind, wobei diese Ankerwicklungen innerhalb des Magnetkreises in nicht übereinanderliegender Beziehung zueinander, d.h. in Form einer einzigen Schicht, vorgesehen sind und in zum Feldmagneten gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind; außerdem ist eine Drehwelle vorgesehen, welche den Anker oder den Feldmagneten zur Ausführung einer Drehung trägt und in Lagern gelagert ist, die im Motorgehäuse angeordnet sind.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Gleichstrommotors anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. la eine axiale Schnittansicht zur schematischen Darstellung des Aufbaus eines Gleichstrommotors nach der Erfindung,

Fig. Ib eine schematische Aufsicht auf einen Feldmagneten für den Motor nach Fig. la,

Fig. Ic eine Aufsicht auf den Anker des Motors nach Fig. la,

Fig. 2 eine abgewickelte Darstellung des Feldmagneten und des Ankers des Motors nach Fig. 1, und

Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 Ansichten von Abwicklungen zur Darstellung verschiedener Ausführungsformen des Feldmagneten und Ankers.

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Fig. 1 gibt den Aufbau eines Gleichstrom-Kollektormotors gemäß der Erfindung wieder, der einen scheibenförmigen Anker enthält. Gemäß Fig, la ist in den Bodenabschnitt eines zylindrischen Gehäuses 1, das durch Preßformen einer Flußstahlplatte hergestellt wird, eine scheibenförmige Platte 5 aus Flußstahl fest eingesetzt, die eine kreisförmige Vertiefung 5a in ihrem Mittelabschnitt enthält; das Gehäuse 1 und die Platte 5 bilden und schließen einen Magnetkreis. An der obsen Wand des Gehäuses 1 und der kreisförmigen Vertiefung 5a in der Bodenplatte 5 sind Lager 3, 4 vorgesehen, die eine drehfähige Welle 2 aufnehmen, wobei ein Ende der Welle 2 unter Druck gegen die innere Fläche der kreisförmigen Vertiefung 5a anliegt. Ein ringförmiger Feldmagnet 6 ist in koaxialer Anordnung zu und fest an der Innenfläche der scheibenförmigen Flußstahlplatte angebracht. An dar Welle 2 ist ein Anker 7 und ein Kollektor 8 befestigt, die durch Formen als integrale Einheit ausgebildet sind. Eine Scheibe 9 dient zur Abschirmung von Öl und ist an der Welle und dem Kollektor 8 befestigt. Der Anker 7 ist so angeordnet, daß er sich innerhalb des Magnetfeldes im Luftspalt zwischen dem'Gehäuse 1 und dem Feldmagneten 6 befindet. Der Feldmagnet 6 weist gemäß Fig. Ib Magnetpole 6-Ί bis 6-6 auf, die wechselweise in N- und S-Polaritäten mit Winkel von etwa 48 magnetisiert sind und gegenseitig durch Abschnitte 13-1 bis 13-6 in Abstand gehalten sind, wobei diese Abschnitte einen Winkel von etwa 12 einnehmen und kein oder nur ein schwaches Magnetfeld enthalten. In der zentralen Öffnung des ringförmigen Feldmagneten 6 ist ein zylindrisches, durch Kunststoffformung.gebildetes Glied 10 eingesetzt, das in seinem Inneren Bürsten 11-1, 11-2 enthält, deren Basisabschnitte an der Innenfläche des Zylinders 10 befestigt sind. Die freien Endabschnitte der Bürsten 11-1, 11-2 werden in Gleitkontakt zum Kollektor 8 gehalten. Der Anker 7 weist gemäß Fig. Ic sektorielle Ankerwicklungen 7-1 bis 7-4 auf, die in nicht über-

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einanderliegender Beziehung zueinander angeordnet und in eine Kunststoffscheibe des Ankers eingebettet sind. Der Winkel zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten jeder sektoriellen Ankerwicklung beträgt etwa 48 , was gleich dem Winkel jedes Feldmagnetpoles 6-1 bis 6-6 ist. Während bei der dargestellten AusfUhrungsform der Winkel bzw. Winkelabstand der Feldmagnetpole und der Winkelabstand zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklung auf etwa 48 gewählt ist, ist ersichtlich, daß - wenn die Ankerwicklung einen größeren Winkel oder Winkelraum als bei der dargestellten Ausführungsform haben soll -der Winkelabstand zwischen den Leiterabschnitten der zur Drehmomenterzeugung beitragenden Ankerwicklung kleiner als 48 sein muß, um eine Überlagerung von benachbarten Abschnitten derjenigen Ankerwicklungen gegeneinander zu vermeiden, die größere Winkel umfassen, da die Ankerwicklungen über vorbestimmte Winkelräume angeordnet werden müssen und der Winkel des Feldmagnetpols muß gleich einem derartig kleineren Winkel zwischen den Leiterabschnitten der Ankerwicklung sein. Gleiches gilt für die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen. Der vorstehend erläuterte Aufbau der Ankerwicklung hat die Wirkung, daß die Radiallänge des zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitts im Vergleich zur Länge der äußeren und inneren, Kupferverluste -hervorrufenden Umfange der Ankerwicklung sein kann, wodurch sich ein erhöhter Wirkungsgrad ergibt. Ein derartiger Aufbau der Ankerwicklung ist vorteilhaft zur Erhöhung des Wirkungsgrads auch bei seiner Anwendung bei einem zylindrischen Anker, obgleich ein derartiger Anker in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die beschriebene Anordnung der Ankerwicklungen hat auch ein vorteilhaftes Merkmal dahingehend, daß der sich ergebende Anker 7 hinsichtlich der Dicke nicht besonders vergrößert ist, da die Ankerwicklungen gemäß der Erfindung im Gegensatz zu üblichen Schleifenwicklungen, wobei die Wicklungen einander

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überlagert sind, nebeneinanderliegend in nicht übereinanderliegender Art, d.h. in einer einzigen Ebene, vorgesehen sind. Somit kann der Abstand zwischen dem Feldmagneten 6 und dem Gehäuse 1 (Fig. la) relativ klein gestaltet werden, was ermöglicht, daß das Magnetfeld eine höhere Stärke hat, infolgedessen der Wirkungsgrad und das Drehmoment erhöht werden. Mit vier sektoriellen Ankerwicklungen, die nebeneinanderliegend angeordnet und in eine Kunststoffplatte eingebettet sind, läßt sich der Anker 7 leicht herstellen und ist einer Massenproduktion zugänglich.

Das Rotationsprinzip des Ankers wird im folgenden beschrieben, wobei als Beispiel der Fall angenommen wird, in welchem die Ankerwicklungen in Ringform verbunden sind; es wird dabei Bezug genommen auf die in Fig. 2 dargestellte Abwicklung. Dar Kollektor 8 enthält Segmente 8-1 bis 8-12, die jeweils einen Winkel von 30 einnehmen. Die Segmente 8-1, 8-5, 8-9 sind über eine Drahtleitung zusammengeschaL tet» Auf ähnliche Weise sind die Segmente 8-2, 8-6, 8-10, die Segmente 8-3, 8-7, 8-11 und die Segmente 8-4, 8-8, 8-12 über entsprechende Leitungen zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 7-1 bis 7-4 sind in der in Fig. 2 gezeigten Weise angeordnet, wie im folgenden erläutert wird: Die Ankerwicklungen 7-1 und 7-2, die Wicklungen 7-3 und 7-4 sind jeweils in einem Winkelabstand von 60 angeordnet, die Wicklungen 7-2 und 7-3 in einem Winkelabstand von 90 , die Wicklungen 7-4 und 7-1 über einen Winkelabstand von 150 ; somit sind alle Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender V/eise zueinander vorgesehen und die jeweiligen Verbindungen zwischen den Ankerwicklungen 7-1 und 7-3, zwischen den Wicklungen 7-3 und 7-2, zwischen den Wicklungen 7-2 und 7-4 und zwischen den Wicklungen 7-4 und 7-1 sind in dieser Reihenfolge mit den Kollektorsegmenten 8-1, 8-6, 8-3 und 8-8 verbunden. Die Bürsten 11-1 und 11-2 sind jeweils mit dem positiven bzw. negativen Anschluß 12-1 bzw. 12-2 einer Gleichstromquelle

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verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform halten die Bürsten 11-1 und 11-2 einen V/inkel von 180 zueinander ein; es sind jedoch auch andere Viinkelwerte möglich, nämlich όΟ . (3όΟ /l(2m + 2n) mit und m positive ganze Zahl wia 1 oder mehr und η eine positive ganze Zahl wie 2 oder größer; in diesem Fall sind l=l_/m=l_/n=2) oder 300 als äquivalenter Wert zum Winkel von 180 . Bei dem in Fig. 2 gezeigten Zustand fließt ein Strom in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen, d.h. parallel durch die Ankerwicklungen 7-1, 7-4 und die Wicklungen 7-3, 7-2 zur Erzeugung eines Drehmoments an den entsprechenden Wicklungen, um dadurch den Anker 7 in Richtung des Pfeiles A zu drehen. Der Kommutator 9 dreht sich in Richtung des Pfeiles B. Bei einer Drehung über 30 ändert sich der Stromfluß in parallele Flußrichtungan durch die Ankerwicklungen 7-1, 7-3 und durch die Wicklungen 7-4, 7-2, so daß ein Drehmoment an den entsprechenden Wicklungen erzeugt wird. Bei einer weiteren Drehung um 30 ändert sich wiederum die Stromflußrichtung in parallelen Richtungen durch die Ankerwicklungen 7-2, 7-3 und durch die Wicklungen 7-4 und 7-1, so daß an den betreffenden Wicklungen ein Drehmoment erzeugt wird. Somit wird ein Drehmoment aufeinanderfolgend an den entsprechenden Ankerwicklungen erzeugt, infolge dessen der Anker und somit der Kollektor kontinuierlich angetrieben werden.

Die dargestellte Ausführungsform betrifft den Fall, in welchem die Erfindung bei einem Kollektormotor eingesetzt wird, der einen scheibenförmigen Anker enthält; das erfindungsgemäße Prinzip kann auch bei einem Motor verwendet werden, der einen zylindrischen Anker aufweist, und bei einem kollektorlosen Motor. Für (2m + 2n) Feldmagnetpole beträgt die Zahl der Ankerwicklungen erfindungsgemäß 2n (m ist eine positive ganze Zahl wie 1 oder größer, η ist eine positive ganze Zahl wie 2 oder größer); die Ankerwicklung ist

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derart geformt, daß zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten ein Winkel gleich dem Winkel des Feldmagnetpols eingehalten wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Fall angegeben, in weichem m = 1 und η = 2 sind. In Verbindung mit Fig. 3 und folgenden werden nachstehend weitere Ausführungsformen für Beispiele von Ankern und Feldmagneten beschrieben. Obgleich sich die Beschreibung auf den Fall bezieht, in welchem die Ankerwicklungen nach Form eines Ringes verbunden sind, ist ersichtlich, daß die Erfindung auch dann angewandt werden kann, wenn ein Ende aller Ankerwicklungen zusammengeschaitet ist und im Fall eines kollektorlosen Motors, bei welchem der Strom zu den Ankerwicklungen über Halbleitereinrichtungen geführt wird.

Fig. 3 ist die Abwicklung einer Ausführungsform für den Fall m = und η = 2, d.h. daß acht Feldmagnetpoe und vier. Ankerwicklungen vorgesehen sind. Der Feldmagnetpol weist hierbei Magnetpole 14-1 bis 14-8 auf, die wechselweise und jeweils über Winkel von 3ό in W- und S-PoIe magnetisiert sind und zueinander durch Abschnitte 15-1 bis 15-8 in Abstand gehalten sind, wobei die Abschnitte 15-1 bis 15-8 einen Winkel von etwa 9 einnehmen und jeweils kein oder nur ein schwaches Magnetfeld enthalten. Der mit 17 bezeichnete Kollektor enthält Segmente 17-1 bis 17-10, die jeweils sich über einen Winkel von 22,5° erstrecken. Die Segmente 17-1, 17-5, 17-9, 17-13 sind über eine Drahtverbindung zusammengeschaltet. Auf ähnliche V/eise sind die Segmente 17-2, 17-6, 17-6, 17-14, die Segmente 17-3, X7~7, 17-11, 17-15 und die Segmente 17-4, 17-8, 17-10 jeweils über entsprechende Drahtieitungen zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 10-1 bis 16-4 sind in der in Fig. 3 gezeigten Weise angeordnet, wobei die Wicklungen 1ό-1 und 10-2 einen Winkel von 07,5 zueinander einhalten^ die Winkel 16-2 und 1ό-3 einen Winkel von 45 , die Wicklungen

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16-3 und 16-4 einen Winkel von 112,5 , die Wicklungen 16-4 und 16-1 einen Winkel von 135 ; somit sind alle Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender Beziehung zueinander angeordnet und bilden auf diese Weise den Anker. Der Winkelabstand zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklung beträgt etwa 36 und ist gleich dem Winkel oder Abstand jedes Feldmagnetpols 14-1 bis 14-4. Entsprechende Verbindungen zwischen den Ankerwicklungen 16-1 und 16-3, zwischen den Wicklungen 16-3 und 16-4, zwischen den Wicklungen 16-4 und 16-2 und zwischen den Wicklungen 16-2 und 16-1 sind jeweils mit einem zugehörigen Kollektor-Segment 17-1, 17-ό, Τ7-11 und 17-4 verbunden. Der Winkelabstand zwischen den Bürsten 11-1 und 11~2 beträgt 135 ; es können auch andere Winkelwerte anstelle dieses Winkels verwendet werden/ nämlich ein Winkel von 45 (360 /l(2m + 2n), wobei 1=1, m = 2, η = 2) oder 225° oder 315°. Wenn die Relativposition der Feldmagnetpole und der Ankerwicklungen entsprechend Fig. 3 ist, fließt ein Strom in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen zur Erzeugung eines Drehmoments an den entsprechenden Ankerwicklungen, wodurch der Anker und der Kollektor 17 in der Richtung C bzw. D angetrieben werden. Bei einer Drehung des Kollektors 7 ändert sich die Stromflußrichtung des durch die Ankerwicklungen fließenden Stroms aufeinanderfolgend auf ähnliche Weise, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist, infolgedessen sich der Anker und dar Kollektor kontinuierlich drehen.

Fig. 4 gibt eine Abwicklung einer weiteren Ausführungsform wieder, wobei m = 1 und η = 3 sind, d.h. es sind acht Feldmagnetpole und sechs Ankerwicklungen vorgesehen. Der Feldmagnet weist Magnetpole 18-1 bis 18-8, die wechselweise in N- und S-PoIe über Winkel von etwa 36 magnetisiert sind und durch Abschnitte 19-1 bis 19-8 in Abstand zueinander gehalten sind, wobei die Abschnitte 19-1 usw. einen Winkel von etwa 9 einnehmen und jeweils kein oder nur ein

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schwaches Magnetfeld enthalten. Der mit 21 bezeichnete Kollektor enthält Segmente 21-1 bis 21-24, die jeweils einen Winkel von 15 einnehmen. Die Segmente 21-1, 21-7, 21-13, 21-19 sind über eine Drahtleitung miteinander verbunden. Auf ähnliche Weise sind die Segmente 21-2, 21-8, 21-14, 21-21, die Segmente 21-3, 21-9, 21-15, 21-21, die Segmente 21-4, 21-10, 21-16, 21-22, die Segmente 21-5, 21-11, 21-17, 21-23 und die Segmente 21-6, 21-12, 21-13, 21-24 über zugehörige Drahtverbindungen zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 20-1 bis 20-6 sind in der in Fig. 4 gezeigten Weise angeordnet, wobei die Wicklungen 20-1 und 20-2 sowie die Wicklungen 20-3 und 20-4 jeweils einen Winkelabstand von 60 zueinander einhalten; die Wicklungen 20-2 und 20-3, die Wicklungen 20-4 und 20-5 sowie die Wicklungen 20-6 und 20-1 halten jeweils einen Winkelabstand von 45 zueinander ein , während die Wicklungen 2^!j~5 und 20-ό einen Winkelabstand von T05 zueinander einhalten; somit sind alle Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender Weise zur Bildung des Ankers angeordnet. Der Winkelabstand zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklungen beträgt etwa 36 und ist gleich den Winkel jedes der Feldmagnetpole 18-1 bis 18-3. Entsprechende Verbindungen zwischen den Ankerwicklungen 20-1 und 20-3, zwischen den Wicklungen 20-3, 20-5, den Wicklungen 20-5, 20-6, den Wicklungen 20-6, 20-2 und den Wicklungen 20-2, 20-4 sowie den Wicklungen 20-4, 20-1 sind mit einem entsprechenden Segment der Segmente 21-1, 21-8, 21-15, 21-22, 21-25 und 21-12 verbunden. Der Winkel zwischen den Bürsten 11-1 und 11-2 beträgt 135 ; es kann auch ein Wert von 45 (360°/l(2m + 2n) mit 1 = 1, m = 1, η = 3) oder mit 225° oder 315° als äquivalenter Wert zu dem Winkel von 135 verwendet werden. In der Relativlage der Feldmagnetpole und der Ankerwicklungen nach Fig. 4 fließt ein Strom in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen zur Erzeugung eines Drehmoments an den entsprechenden Ankerwicklungen, wodurch der Anker und somit auch der Kollektor 21 in

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Richtung des Pfeiles E bzw. F gedreht werden. Bei einer Drehung des Kollektors 21 ändert sich die Stromflußrichtung des durch die Ankerwicklungen fließenden Stromes aufeinanderfolgend und der Anker und der Kollektor drehen sich weiterhin.

Fig. 5 ist eine Abwicklung einer weiteren Ausführungsform, wobei m = 2 und η = 3 ist, d.h. es sind zehn Feldmagnetpole und sechs Ankerwicklungen vorgesehen. Der Feldmagnet weist Magnetpole 22-1 bis 22-10 auf, die wechselweise über Winkel von 27 in N- und S-PoIe magnetisiert sind und durch Abschnitte 23-1 bis 23-10 getrennt sind, wobei diese Abschnitte einen Winkel von etwa 9 einnehmen und jeweils kein oder ein schwaches Magnetfeld enthalten. Ein mit 25 bezeichneter Kollektor enthält Segmente 15-1 bis 25-30, die jeweils einen Winkel von 12 einnehmen. Die Segmente 25-1, 25-7, 25-13, 25-19, 25-25 sind über eine Drahtverbindung zusammengeschaltet. Auf ähnliche Weise sind die Segmente 25-2, 25-8, 25-14, 25-20, 25-20, die Segmente 25-3, 29-9, 25-15, 25-21, 25-27, die Segmente 25-4, 25-10, 25-16, 25-22, 25-23, die Ssgnente 25-5, 25-11, 25-17, 25-23, 25-29, die Segmente 25-6, 25-12, 25-18, 25-24, 25-30 über entsprechende Drahtverbindungen zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 24-1 bis 24-6 sind in der in Fig. 5 dargestellten Weise angeordnet, wobei die Ankerwicklungen 24-1 und 24-2, die Wicklungen 24-3 und 24-4 jeweils einen Winkelabstand von 48 zueinander einhalten, die Wicklungen 24-2 und 24-3 sowie die Wicklungen 24-4 und 24-5 einen Winkelabstand von 36 , die Wicklungen 24-5 und 24-6 einen Winkel von 84 und die Wicklungen 24-6 und 24-1 einen Winkslabstand von 108 ; somit sind alle Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender Weise vorgesehen und bilden auf diese Weise einen Anker. Der Winkelabstand zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklung ist etwa' 27 und somit gleich dem Winkel jedes der Feldmagnetpole 22-1 bis 22-Ί0_ο Entsprechende Verbindungen zwischen den

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Ankerwicklungen 24-1, 24-3, den Wicklungen 24-3 und 24-5, den Wicklungen 24-5, 24-6, den Wicklungen 24-6, 24-2, den Wicklungen 24-2, 24-4 und den Wicklungen 24-4 und 24-1 sind an eines der Segmente 25-1, 25-8, 25-15, 25-22, 25-5 und 25-12 angeschlossen. Der Winkelabstand zwischen denBürsten 11-1 und 11-2 beträgt 180 ; anstelle dieses Winkelwerts kann auch ein Winkel von 36 (360 /l(2m + 2n) mit 1 = 1, m = 2, η = 3)_f ein Winkel von 108 , 252 oder 364 als äquivalenter Wert verwendet werden. In der Relativlage der Feldmagnetpole und der Ankerwicklungen entsprechend Fig. 5 fließt ein Strom in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen zur Drehraomenterzeugung an den entsprechenden Ankerwicklungen, wodurch der Anker und der Kollektor 25 in Richtung des Pfeiles G bzw. H gedreht werden. Bei einer Drehung des Kollektors 25 ändert sich die Richtung des Stromflusses aufeinanderfolgend und somit droht sich der Anker und der Kollektor weiter.

Fig. 6 ist die Abwicklung einer weiteren Ausführungsform, wobeim = 1 und η = 4 ist, d.h. es sind zehn Feldmagnetpole und acht Ankerwicklungen vorgesehen. Der Feldmagnet weist Magnetpole 26-1 bis 26-10 auf, die einen Winkel von etwa 27 einnehmen und wechselweise in N- und S-PoIe magnetisiert sind; die Magnetpole sind durch Abschnitte 27-1 bis 27-10 voneinander getrennt, wobei diese Abschnitte jeweils einen 'Winkel von etwa 9 einnehmen und kein oder nur ein schwaches Magnetfeld enthalten. Ein mit 29 bezeichneter Kollektor enthält Segmente 29-1 bis 29-40, die jeweils einen Winkel von 9° einnehmen.. Die Segmente 29_r1, 29-9, 29-17, 29-25, 29-33 sind über eine Drahtverbindung zusammengeschaltet. Die Segmente 29-2, 29-10, 29-18, 29-34, die Segmente 29-3, 29-11,29-19, 29-27, 29-35, die Segmente 29-4, 29-12, 29-20, 29-28, 29-35, die Segmente 29-5, 29-13, 29-21, 29-29, 29-37, die Segmente 29-0, 29-14, 29-22, 29-30, 29-38, die Segmente 29-7, 21-15, 29-23, 29-31, 29-39, die Segmente 29-8, 29-10, 29-24, 29-32, 29-40 sind über entsprechende Draht-

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leitungen zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 28-1 bis 28-8 sind in der in Fig. 6 gezeigten Weise angeordnet, wobei die Ankerwicklungen 28-1 und 28-2, die Wicklungen 28-3, 28-4, die Wicklungen 28-5, 28-6 jeweils einen Winkelabstand von 45 zueinander einhalten, die Wicklungen 28-2, 28-3, die Wicklungen 28-4, 28-5, die Wicklungen 28-6, 28-7 und die Wicklungen 28-8, 28-1 jeweils einen Winkel von 36 , während die V/icklungen 28-7 und 28-8 einen Winkelabstand von 81 zueinander einhalten; somit sind alle Ankerwicklungen in nicht öbereinanderliegender Weise zur Bildung eines Ankers vorgesehen. Der Winkelabstand zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklung betrögt etwa 27 und ist somit gleich dem Winkel jedes der Feldmagnetpole 26-1 bis 26-10. Entsprechende Verbindungen zwischen den Ankerwicklungen 28-1, 28-3, zwischen den Wicklungen 28-3, 28-5, den Wicklungen 28-5, 28-7, den Wicklungen 28-7, 28-8, den Wicklungen 28-8, 28-2, den Wicklungen 28-2, 28-4, den Wicklungen 28-4, 28-6, den Vicklungen 28-6, 28-8 sind entsprechend mit einem der Segmente 29-1, 29-10, 29_r19, 29-28, 29-37, 29-6, 29-15 und 29-24 verbunden. Der Winkelabstand zwischen den Bürsten 11-1 und 11-2 beträgt 180 ; anstelle dieses Winkelwerts kann auch ein Winkel von 36 (360 /l(2m + 2n ) mit 1=1, m = 1, η = 4) ein Winkel von 108°, 252° oder 324° als äquivalenter Winkelwert benutzt werden. Bei der in Fig. 6 dargestellten Relativlage zwischen den Feldmagnetpolen und den Ankerwicklungen fließt ein Strom in den durch Pfeile gezeigten Richtungen zur Drehmomenterzeugung an den entsprechenden Ankerwicklungen, wodurch der Anker und der Kollektor 29 in Richtung des Pfeiles I bzw. J gedreht werden. Mit der Drehung des Kollektors 29 ändert sich der durch die Ankerwicklungen fließende Strom in der Folge, so daß der Anker und der Kollektor sich weiter drehen.

Fig. 7 ist eine Abwicklung einer weiteren Ausführungsform für den Fall m = 2 und η = 4; hierbei sind zwölf Magnetpole und acht Anker-

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wicklungen vorgesehen. Nach Fig. 7 weist der Feldmagnet Magnetpole 30-1 bis 30-12 auf, die wechselweise in N- und S-Polaritäten, über Winkel von etwa 24 magnetisiert sind und durch Abschnitte 31-1 bis 31-12 getrennt sind, wobei diese Abschnitte einen Winkel von etwa 6 einnehmen und kein oder nur ein schwaches Magnetfeld enthalten. Der mit 33 bezeichnete Kollektor enthält Segmente 33-1 bis 33-43, die jeweils einen Winkel von 7,5 annehmen. Die Segmente 33-1, 33-9, 33-17, 33-25, 33-33, 33-41 sind durch einen Verbindungsdraht zusammengeschaltet. Auf ähnliche Weise sind Segmente 33-2, 33-10, 33-18, 33-26, 33-34, 33-42, die Segmente 33-3, 33-11, 33-19, 33-27, 33-35, 33-43, die Segmente 33-4, 33-12, 33-20, 33-23, 33-36·, 33-44, die Segmente 33-5, 33-13, 33-21, 33-29, 33-37, 33-45, die Segmente 33-6, 33-14, 33-22, 33-30, 33-38, 33-46, die Segmente 33-7, 33-15- 33-23, 33-31, 33-39, 33-47, die Segmente 33-8, 33-10, 33-24, 33-32, 33-40, 33-48 durch entsprechende Verbindungsdrähte zusammengeschaltet. Die Ankerwicklungen 32-1, 32-2 bis 32-8 sind in der in Fig. 7 dargestellten Weise angeordnet, so daß die Ankerwicklungen 32-1, 32-2, die Wicklungen 32-3, 32-4, die Wicklungen 32-5, 32-6 jeweils Winkelabstände von 37,5 zueinander einhalten, die Wicklungen 32-2, 32-3, die Wicklungen 32-4, 32-5 und die Wicklungen 32-6, 32-7 jeweils Winkel von 30 , während die.Wicklungen 32-7 und 32-8 einen Winkelabstand von 67,5 und die Wicklungen 32-8 und 32-1 einen Winkelabstand von 90 zueinander einhalten; somit sind die Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender Weise zur Bildung des Ankers angeordnet. Der Winkel zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten der Ankerwicklung beträgt etwa 24 und ist gleich dem Winkel jedes Feldmagnetpoles 30-1 bis 30-12. Entsprechende Verbindungen zwischen den Ankerwicklungen 32-1, 32-3, den Wicklungen 32-3, 32-5, den Wicklungen 32-5, 32-7, den Wicklungen 32-7 , 32-8, den Wicklungen 32-8, 32-2, den Wicklungen 32-2, 32-4, den Wicklungen 32-4, 32-6, den Wicklungen 32-6, 32-1 sind mit jeweils einem der Segmente

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33-1, 33-10, 33-19, 33-23, 33-37, 33-6, 33-15 und 33-24 verbunden. Der Uinkelabstand zwischen den Bürsten 11-1 und 11-2 beträgt 150 , während anstelle dieses V/inkelwerts auch ein Winkel von 30 (360%(2m + 2n) mit 1 » 1, m β 2, η = 4) ein Winkel von 90°, 210°, 270 oder 330 als äquivalenter Winkelwert verwendet v/erden können. In den Relativlagen zwischen den Magnetpolen und den Ankerwicklungen entsprechend Fig. 7 fließt ein Strom in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen zur Drehmomenterzeugung an den zugehörigen Ankerwicklungen, wodurch der Anker und der Kollektor 33 in Richtung des Pfeiles K bzw. L angeiaeben werden. Mit einer Drehung des Kollektors 33 ändert sich der durch die Ankerwicklungen fließende Strom hinsichtlich seiner Richtung aufeinanderfolgend und somit dreht sich der Anker und der Kollektor weiter.

'Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Beispiele erläutert wurden, in welchen die Zahl der Feldmagnetpole (2m + 2n) und die Zahl der Ankerwicklungen 2n beträgt, wobei m eine positive ganze Zahl wie 1 oder größer und η eine positive ganze Zahl wie 2 oder größer sind, läßt sich die Erfidnung auch dann anwenden, wenn die Zahl der Feldmagnetpole l(2m + 2n) beträgt, die Zahl der Ankerwicklungen 21n, wobei 1 eine positive ganze Zahl wie 1 oder größer ist und wobei die Ankerwicklungen in nicht übereinanderliegender Anordnung und auf einer Fläche des Ankers vorgesehen sind.

Claims

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ο 1\ · ■ --'c:, IvLl- 9227

SECOH GIKEN, INC., Tokio, Japan

Patentansprüche

I. !Gleichstrommotor, bei dem die Ankerwicklungen nicht übereinanderliegend angeordnet sind,

gekennzeichnet durch einen Feldmagnetpol mit l(2m 4· 2n) Polen, die wechselweise in N- und S-Polaritäten über gleiche Winkel magnetisiert sind, wobei 1 und m jeweils eine positive ganze Zahl wie 1 oder größer und η eine positive ganze Zahl wie 2 oder größer sind,

durch ein Glied aus magnetischem Material zum Schließen des Magnetkreises des Feldmagneten,

durch 21n Ankerwicklungen, die jeweils derart geformt sind, daß zwischen den zur Drehmomenterzeugung beitragenden Leiterabschnitten ein Winkelabstand eingehalten wird, der gleich dem Winkel des FeIdmagnetpoles ist,

wobei der Anker die 21n Ankerwicklungen trägt, die innerhalb des Magnetkreises in nicht übereinanderliegender Weise zueinander und in zum Feldmagneten gegenüberliegender Beziehung vorgesehen sind, und durch

eine drehfähige Welle, die den Anker oder den Feldmagneten zur Ausführung einer Drehung lagert, wobei die Welle in Lagern gelagert

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ORIGINAL INSPECTED

ist, die in dem Motorgehäuse vorgesehen sind.
2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der 21n Ankerwicklungen mit entsprechenden Segmenten von 21n( m + n)Kollektor-Segmenten verbunden sind, wobei jeweils l(m + n) Segmente mit l(ra + n) Segmenten verbunden sind, daß Bürsten (ll-l, 11-2) in Gleitkontakt mit den Kollektor-Segmenten zur Zuführung eines Stromes von einem positiven bzw. negativen Anschluß einer Gleichstromquelle zu den Ankerwicklungen stehen und daß die Bürsten, die jeweils eines der Segmente kontaktieren, durch einen Winkel voneinander getrennt sind, der 300 /l(2m + 2n) beträgt oder gleich einem Winkel zwischen solchen Kollektor-Segmenten ist, die zusammengeschaltet und mit einem weiteren der Kollektorsegmente verbunden sind.

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