DE10393965B4

DE10393965B4 - Kolbenmotor

Info

Publication number: DE10393965B4
Application number: DE10393965.2T
Authority: DE
Inventors: Hyung-Pyo Yoon
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: AU2003269547A1; JP4116642B2; CN1742420A; WO2005039022A1; DE10393965T5; US20060145546A1; BR0317735B1; BR0317735A; CN1742420B; JP2006512890A; US7436089B2

Abstract

Kolbenmotor, umfassend: einen äußeren Ständer (110) mit mehreren ersten Blechlamellen (112), welche um einen Spulenkörper (160) herum radial geschichtet sind, in dem eine Wicklungsspule gewickelt ist; einen inneren Ständer (120), der im äußeren Ständer (110) mit einem bestimmten Luftspalt zu einer inneren Umfangsfläche des äußeren Ständers (110) angeordnet ist und mehrere radial geschichtete zweite Blechlamellen (122) aufweist; ein Magnetpaddel (140), das zwischen dem äußeren Ständer (110) und dem inneren Ständer (120) angeordnet ist und mehrere Magneten (130) aufweist, die an einem Umfang davon eingerichtet sind; und ein Anschlußteil (170), das an einer Seite des äußeren Ständers (110) vorgesehen ist, zum Zuleiten eines externen Stroms an die Wicklungsspule des äußeren Ständers (110); dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenmotor ferner umfasst: ein Magnetkraftausgleichsteil (180), an dem die ersten Blechlamellen (112) nicht geschichtet sind und das an dem äußeren Ständer im selben Intervall ausgehend vom Anschlußteil (170) in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers (110) vorgesehen ist, wobei das Magnetkraftausgleichsteil (180) dieselbe Querschnittfläche wie das Anschlußteil (170) aufweist und das Magnetkraftausgleichsteil (180) an der Außenseite des Spulenkörpers (160) hervorsteht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenmotor gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein entsprechender Kolbenmotor ist zum Beispiel bekannt aus der WO 02/087059 A1 .
Stand der Technik
Ein Kolbenmotor weist im Vergleich mit einem allgemeinen Motor, der eine sterische Magnetflußstruktur aufweist, eine flache Magnetflußform auf. Bei dem Kolbenmotor wird ein Magnetpaddel, das zwischen einem äußeren Ständer und einem inneren Ständer angeordnet ist, gemäß einer Veränderung des Magnetflusses linear bewegt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, beinhaltet ein Kolbenmotor gemäß dem Stand der Technik einen äußeren Ständer mit einer zylindrischen Form durch radiales Schichten mehrerer Blechlamellen 12 an einer Außenseite eines Spulenkörpers 60, in dem eine Wicklungsspule 50 gewickelt ist; einen inneren Ständer 20, der durch radiales Schichten von mehreren Blechlamellen 12 eine zylindrische Form aufweist und in einem Innenumfang des äußeren Ständers 10 mit einem bestimmten Luftspalt zu einer inneren Umfangsfläche des äußeren Ständers 10 angeordnet ist; und ein zylindrisches Magnetpaddel 40, das zwischen dem äußeren Ständer 10 und dem inneren Ständer 20 angeordnet ist und mehrere Magneten 30 aufweist, die in einer umfänglichen Richtung davon eingerichtet sind.
Ein Anschlußteil 70 zum Zuleiten eines externen Stroms an die Wicklungsspule 50 innerhalb des Spulenkörpers 60 ragt an einer Seite des Spulenkörpers 60 vor, und mehrere Blechlamellen 12 sind einheitlich in der Nähe des Anschlußteils 70 geschichtet.
Es werden nun Funktionsweisen des herkömmlichen Kolbenmotors beschrieben, der wie obenstehend gebaut ist. Wenn Strom an die Wicklungsspule 50 des äußeren Ständers 10 angelegt ist, wird ein Fluß um die Wicklungsspule 50 ausgebildet. Der Fluß fließt durch den äußeren Ständer 10 und den inneren Ständer 20 und bildet dabei eine geschlossene Schleife. Dadurch wird das Magnetpaddel 40 der Flußrichtung entsprechend gezogen oder geschoben und somit linear hin- und herbewegt.
Bei dem herkömmlichen, wie oben beschriebenen Kolbenmotor ist das Anschlußteil 70 zum Zuleiten von externem Strom an die Wicklungsspule 50 zwischen den Blechlamellen 12 des äußeren Ständers 10 eingerichtet, und die Blechlamellen 12 sind nicht so weit wie die Breite des Anschlußteils 70 geschichtet. Aus diesem Grund ist eine elektromagnetische Kraft, die in der Nähe des Anschlußteils 70 erzeugt wird, im Verhältnis geringer als eine elektromagnetische Kraft, die auf der gegenüberliegenden Seite des Anschlußteils 70 erzeugt wird. Daher ist ein elektromagnetisches Feld, das zwischen dem äußeren Ständer 10 und dem inneren Ständer 20 ausgebildet ist, nicht einheitlich und das elektromagnetische Feld ist exzentrisch zur gegenüberliegenden Seite des Anschlußteils 70 hin ausgebildet.
Durch diese Exzentrizität des elektromagnetischen Felds wird das Magnetpaddel 40 zur gegenüberliegenden Seite des Anschlußteils 70 hin bewegt, d. h. in Pfeilrichtung in 3 und 4. Daher kollidiert das zylindrische Magnetpaddel 40 mit dem äußeren Ständer 10, und somit wird durch die exzentrische Bewegung des Magnetpaddels 40 Reibung hervorgerufen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenmotor bereitzustellen, der imstande ist, eine Reibung zu verhindern, die durch eine exzentrische Bewegung eines zylindrischen Magnetpaddels hervorgerufen wird, das sich zwischen einem äußeren Ständer und einem inneren Ständer hin- und herbewegt. Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird bei einem Kolbenmotor der eingangs genannten Art gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1.
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist ein Kolbenmotor bereitgestellt, umfassend einen äußeren Ständer mit einer zylindrischen Form durch radiales Schichten mehrerer Blechlamellen an einer Außenseite eines Spulenkörpers, in dem eine Wicklungsspule gewickelt ist; einen inneren Ständer, der im äußeren Ständer mit einem bestimmten Luftspalt zu einer inneren Umfangsfläche des äußeren Ständers angeordnet ist und durch radiales Schichten von mehreren Blechlamellen eine zylindrische Form aufweist; ein Magnetpaddel, das zwischen dem äußeren Ständer und dem inneren Ständer angeordnet ist und mehrere Magneten aufweist, die an einem Umfang davon eingerichtet sind; ein Anschlußteil, das an einer Seite des äußeren Ständers vorgesehen ist, zum Zuleiten eines externen Stroms an die Wicklungsspule des äußeren Ständers; und ein Magnetkraftausgleichsteil, an dem keine Blechlamellen geschichtet sind und das an dem äußeren Ständer im selben Intervall ausgehend vom Anschlußteil in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers vorgesehen ist.
Die oben genannte und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen Kolbenmotor zeigt;
2 ist eine Vorderansicht, die einen herkömmlichen Kolbenmotor zeigt;
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Betriebszustand eines herkömmlichen Kolbenmotors zeigt;
4 ist eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV in 3;
5 ist eine Perspektivansicht, die einen Kolbenmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Vorderansicht, die einen Kolbenmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Vorderansicht, die einen äußeren Ständer zeigt, der in einem Kolbenmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist; und
8 ist eine Vorderansicht, die einen äußeren Ständer zeigt, der in einem Kolbenmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
AUSFÜHRUNGSWEISE DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMRN
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen eines Kolbenmotors gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 5 und 6 gezeigt, umfaßt ein Kolbenmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen äußeren Ständer 110 mit einer zylindrischen Form durch radiales Schichten mehrerer Blechlamellen 112 an der Außenseite eines Spulenkörpers 160, in dem eine Wicklungsspule gewickelt ist; einen inneren Ständer 120, der im äußeren Ständer 110 angeordnet ist und durch radiales Schichten von mehreren Blechlamellen 112 eine zylindrische Form aufweist; und ein zylindrisches Magnetpaddel 140, das zwischen dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 angeordnet ist und mehrere Magneten 130 aufweist, die in einer umfänglichen Richtung eingerichtet sind.
Ein Anschlußteil 170 zum Verbinden der Wicklungsspule, die an der Innenseite des Spulekörpers 160 gewickelt ist, mit einem externen Strom ragt an einer Seite des Spulenkörpers 160 vor, und die mehreren Blechlamellen 112 sind in der Nähe des Anschlußteils 170 einheitlich geschichtet.
Zudem ist, um eine Asymmetrie eines elektromagnetischen Felds zu verhindern, die zwischen Umgebungen der Position, an der das Anschlußteil 170 eingerichtet ist, und der gegenüberliegenden Seite des Anschlußteils 170 ausgebildet ist, ein Magnetkraftausgleichsteil 80, an dem keine Blechlamellen 112 geschichtet sind, an der gegenüberliegenden Seite des Anschlußteils 170 eingerichtet, d. h. an einer Position, die von dem Anschlußteil 170 um 180 Grad ausgehend vom Anschlußteil 170 in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers 110 getrennt ist.
Wie in 7 und 8 gezeigt, können bei einem Kolbenmotor gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Magnetkraftausgleichsteile 180 und 280, an denen keine Blechlamellen 112 lamelliert sind, jeweils in Intervallen von 120 Grad und 90 Grad dazwischen ausgehend vom Anschlußteil 170 in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers 110 ausgebildet sein. Außerdem können die mehreren Magnetkraftausgleichsteile mit einem kleineren Intervall dazwischen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Intervall auf die Leistung des Kolbenmotors sachgerecht eingestellt.
Hierbei ist vorzugsweise das Magnetkraftausgleichsteil 80, 180 und 280 so ausgebildet, daß es dieselbe Form oder dieselbe Querschnittfläche wie das Anschlußteil 70 aufweist. Außerdem sind die Magnetkraftausgleichsteile 80, 180 und 280 jeweils mit demselben Intervall dazwischen ausgebildet und mit dem Spulenkörper 160 einstückig verbunden.
Es werden nun Betrieb und Wirkung des Kolbenmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, der wie oben gebaut ist, beschrieben.
Zunächst ist, wenn ein externer Strom angelegt ist und ein Strom zur Wicklungsspule fließt, ein Fluß um die Wicklungsspule ausgebildet. Der Fluß bildet eine geschlossene Schleife um den äußeren Ständer 110 und den inneren Ständer 120. Gemäß der Wechselwirkung zwischen dem Fluß, der an dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 ausgebildet ist, und dem Magnetfluß, der durch den Magneten 130 ausgebildet ist, empfängt das Magnetpaddel 140 eine Kraft in der axialen Richtung und wird zwischen dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 bewegt. Wenn die Richtung des Stroms, der in die Wicklungsspule fließt, geändert wird, wird auch die Richtung des Flusses, der an dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 ausgebildet ist, geändert, und somit wird das zylindrische Magnetpaddel 140 in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Dabei ist, da das Anschlußteil 170 und das Magnetkraftausgleichsteil 80, 180 und 280, an dem keine Blechlamellen lamelliert sind, mit demselben Intervall dazwischen angeordnet sind, das Magnetfeld, das zwischen dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 ausgebildet ist, einheitlich ausgebildet.
Dementsprechend ist das zylindrische Magnetpaddel 140, das zwischen dem äußeren Ständer 110 und dem inneren Ständer 120 linear hin- und herbewegt wird, nicht exzentrisch und kann daher konstant hin- und herbewegt werden.
Der Kolbenmotor gemäß der vorliegenden Erfindung kann seine Leistung durch Verhindern einer Reibung aufgrund der exzentrischen Bewegung des zylindrischen Magnetpaddels, das sich zwischen dem äußeren Ständer und dem inneren Ständer hin- und herbewegt, durch Ausbilden des Anschlußteils und des Magnetkraftausgleichteils, an dem keine Blechlamellen geschichtet sind, mit demselben Intervall dazwischen verbessern.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Modifizierungen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Wesen oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, daß die Erfindung Modifizierungen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, solange sie in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims

Kolbenmotor, umfassend: einen äußeren Ständer (110) mit mehreren ersten Blechlamellen (112), welche um einen Spulenkörper (160) herum radial geschichtet sind, in dem eine Wicklungsspule gewickelt ist; einen inneren Ständer (120), der im äußeren Ständer (110) mit einem bestimmten Luftspalt zu einer inneren Umfangsfläche des äußeren Ständers (110) angeordnet ist und mehrere radial geschichtete zweite Blechlamellen (122) aufweist; ein Magnetpaddel (140), das zwischen dem äußeren Ständer (110) und dem inneren Ständer (120) angeordnet ist und mehrere Magneten (130) aufweist, die an einem Umfang davon eingerichtet sind; und ein Anschlußteil (170), das an einer Seite des äußeren Ständers (110) vorgesehen ist, zum Zuleiten eines externen Stroms an die Wicklungsspule des äußeren Ständers (110); dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenmotor ferner umfasst: ein Magnetkraftausgleichsteil (180), an dem die ersten Blechlamellen (112) nicht geschichtet sind und das an dem äußeren Ständer im selben Intervall ausgehend vom Anschlußteil (170) in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers (110) vorgesehen ist, wobei das Magnetkraftausgleichsteil (180) dieselbe Querschnittfläche wie das Anschlußteil (170) aufweist und das Magnetkraftausgleichsteil (180) an der Außenseite des Spulenkörpers (160) hervorsteht.
Motor nach Anspruch 1, wobei das Magnetkraftausgleichsteil (180) dieselbe Form wie das Anschlußteil (170) aufweist.
Motor nach Anspruch 1, wobei das Magnetkraftausgleichsteil (180) einstückig mit dem Spulenkörper (160) ausgebildet ist.
Motor nach Anspruch 1, wobei das Magnetkraftausgleichsteil (180) in einem Intervall von 180° ausgehend vom Anschlußteil (170) in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers (110) angeordnet ist.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Magnetkraftausgleichsteile (180) in einem Intervall von 120° dazwischen ausgehend vom Anschlußteil (170) in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers (110) angeordnet sind.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Magnetkraftausgleichsteile (180) in einem Intervall von 90° dazwischen ausgehend vom Anschlußteil (170) in einer umfänglichen Richtung des äußeren Ständers (110) angeordnet sind.