专利名称：回转式电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在预定间隔之内往复运动的回转式电动机，更具体的是，涉及这样一种回转式电动机，其适用于由于将电动机结构设计有不对称开口而在高度上受限的电器中，所述开口优选是形成在回转式电动机的定子内部的半圆形开口，以便完成往复运动以及降低回转式电动机的高度。
背景技术：
如下参照图1描述传统回转式电动机。
如图1所示，传统回转式电动机包括定子1、转子2和螺旋弹簧3。转子2安置在定子1的内部处于与定子1隔开的状态，并且借助在有电流施加到定子1时产生的磁场而往复移动。螺旋弹簧3连接到转子2以往复移动转子2。
在具有上述结构的传统回转式电动机中，通过利用类似于线性电动机的螺旋弹簧3的共振系统而使转子2在预定间隔之内往复移动。
回转式电动机形成有空间，称作开口，用于将转子2设置在定子1内处于与定子1隔开的状态。该开口形成有面向转子2的多个凸极。
由于凸极缠绕有线圈，当电流施加到线圈上时，在定子1中产生磁场。
下面参照图2描述回转式电动机的工作原理。
图2是回转式电动机的定子1的剖视图。如图2所示，定子1的内部形成有圆形开口。该开口形成有向着转子2凸伸的凸极a、b、c和d。
此外，凸极a、b、c和d缠绕有线圈以将凸极a与凸极c连接，并将凸极b与凸极d连接。
当电流施加到将凸极a与凸极c连接的线圈上时，在方向A-A′上生成磁通量。此时，在凸极a产生N极，同时在凸极c产生S极。
当电流施加到凸极b和d的线圈上时，在方向B-B′上生成磁通量。此时，凸极b被磁化而具有S极，且凸极d被磁化而具有N极。
根据传统回转式电动机，在向围绕定子1缠绕的线圈施加电流的情况下，转子2并不旋转，而是在由所施加的电流生成的磁场的方向A-A′和B-B′上移动。
由此，当在方向A-A′上产生磁通量时，转子2顺时针旋转预定的角度。然后，转子2返回到初始位置。当在方向B-B′上产生磁通量时，转子2逆时针旋转预定的角度。
通过重复上述运动，回转式电动机在不需要用于将旋转运动转换成往复运动的机械装置的情况下就可在预定角度之内往复移动。
但是，为了在所要求的方向上产生磁通量，传统回转式电动机设置有多个凸极，所述凸极面向转子形成在定子的开口中。这种情况下，凸极具有对称结构，诸如圆形。
因此，在对称地形成多个凸极的情况下，回转式电动机的定子必须具有预定高度。否则，就不可能形成对称的多个凸极。由于该原因，回转式电动机的容积有所增加，而且安置有回转式电动机的产品的最小化程度已经达到其极限。
发明内容
因此，鉴于上述和/或其他问题提出本发明，本发明的目的是提供一种在定子内部形成有诸如半圆形开口的不对称开口的回转式电动机，从而为转子在磁场内部提供往复移动并且降低定子的高度。
根据本发明，上述和其他目的可以通过提供这样一种回转式电动机而实现，所述回转式电动机包括由磁场转动的转子；定子，其形成有不对称开口以便以预定角度向右或向左方向旋转转子，并且在开口处设置有多个凸极；线圈，其围绕凸极缠绕，用于当电流流动时产生磁场；以及连接到转子上的螺旋弹簧，用于使转子回复到初始位置。
优选的是，定子中的不对称开口具有通过切割多边形形状或半圆形形状的较下部位形成的形状。
根据本发明的回转式电动机，开口设置有多个凸极，所述凸极优选朝向转子凸伸。
各凸极分别缠绕有线圈。如果电流交替流经围绕凸极缠绕的线圈，则在定子处生成磁场。此时，根据电流的变化在凸极处交替地生成磁场，使得转子可以以预定角度往复运动。
通过简单形成两个凸极，转子可以往复运动。这种情况下，两个线圈围绕各个凸极缠绕。通过设置开关装置，诸如二极管，线圈可以电性连接到电源上，从而交替地向线圈施加电源。
当交流电源是正的或负的时，连接到电源的诸如二极管的开关装置交替地将电流导向线圈。线圈导电，从而在缠绕有线圈的凸极之一上生成磁场。
由于凸极的磁场使转子上产生旋转扭矩，转子以预定角度旋转。为了防止由旋转扭矩导致的旋转力的泄漏，开口可以形成为在其中间较下部和较上部位置具有狭缝。
由于磁场只由狭缝在半圆形开口的凸极的一个部位上生成，所以其他凸极不受影响，而且可以防止磁通量的泄漏。
本发明的这些和/或其他目的和优点将从结合附图对实施例的下述说明中变得显而易见并更易于理解，附图中图1是示出传统回转式电动机的透视图；图2是传统回转式电动机的定子的剖视图；图3是根据本发明的回转式电动机的透视图；图4是根据本发明第一实施例的回转式电动机的定子的剖视图；图5是根据本发明第二实施例的回转式电动机的定子的剖视图；图6是根据本发明的回转式电动机的绕组电路图；和图7a、7b和7c是说明根据本发明的回转式电动机的转子的各种动作的剖视图。
具体实施例方式
下文中，将要参照附图描述根据本发明的回转式电动机的各实施例。可描述本发明的几个实施例。由于该回转式电动机的基础结构与传统回转式电动机的相同，所以将省略对其详细的说明。
图3是示出根据本发明的回转式电动机的透视图，图4是根据本发明第一实施例的回转式电动机的定子的剖视图，图5是根据本发明第二实施例的回转式电动机的定子的剖视图。
此外，图6是说明围绕根据本发明的回转式电动机的各凸极缠绕的各线圈的连接情况的电路图。图7a、7b和7c是根据本发明的回转式电动机的定子的剖视图，示出了将电流施加到各线圈时转子的各种动作。
如图3所示，根据本发明的回转式电动机包括定子10、转子20和螺旋弹簧30。转子20通过由定子10生成的磁场而旋转。螺旋弹簧30使转子20回复到初始位置，并且螺旋弹簧30与转子20连接。
定子10的内部形成有不对称开口，该开口设置有多个凸极11和12。
在根据本发明的回转式电动机中，为了显著减小其中安置有回转式电动机的产品的尺寸，可以通过在定子10内部不对称地形成开口来降低回转式电动机的高度。开口可以如第一实施例一样形成为半圆形形状以不对称地形成开口。
此外，作为开口的第二实施例，多边形开口的较下侧的一部位被水平切割，由此使开口具有不对称的形状。
多个凸极11和12朝向转子20凸伸。优选开口形成有两个凸极11和12用于往复移动转子20。下文本发明中，凸极数目是两个，即，第一凸极11和第二凸极12。
第一和第二凸极11和12分别缠绕有第一和第二线圈11a和12a，由施加到回转式电动机上的电源使电流在线圈11a和12a中流动。电源连接到开关装置上。因此，如果电源是交流电，则两个线圈11a和12a根据电源正极和负极之间的变化而交替导电，从而产生磁通量。
图4是根据本发明第一实施例的回转式电动机的定子10的剖视图。如该图所示，开口具有半圆形形状，并形成有第一和第二凸极11和12。第一和第二线圈11a和12a围绕凸极11和12缠绕。
定子10在定子10内部开口的中间上部位置形成有凹陷形的狭缝18和19。狭缝18和19用于在通过向围绕第一和第二凸极11和12缠绕的第一和第二线圈11a和12a施加电流而在定子10上生成磁场时防止磁通量的泄漏。
图5是根据本发明第二实施例的回转式电动机的定子10的剖视图。除开口具有由切除多边形形状的一个部位形成的横截面之外，根据本发明第二实施例的定子10具有和根据本发明第一实施例的定子10相同的结构。
图6是示出电路的电路图，其中交流电源E施加到开口中的围绕第一和第二凸极11和12缠绕的第一和第二线圈11a和12a上。由于电路设置有二极管D1和D2，第一和第二线圈11a和12a分别由电流交替地导电。
当交流电源E是正的时，连接到围绕第一凸极11缠绕的第一线圈11a的二极管D1导电。这时，电流流经第一线圈11a从而在第一凸极11上产生磁场。相反，如果交流电源E是负的话，电流流经围绕第二凸极12缠绕的第二线圈12a。因此，在第二凸极12上产生磁场。这样，就产生了旋转扭矩以转动转子12。
图7a、7b和7c是示出根据本发明的回转式电动机的转子的各种动作的剖视图。图7a、7b和7c是包括定子10和转子20的回转式电动机的剖视图，并且示出了半圆形开口形成在定子10的内部。
上述各附图示出了在形成半圆形开口情况下的剖视图。各剖视图示出了将开口的平面形表面放置在地面上并且在垂直于地面的方向上切割回转式电动机。在这种情况下，各剖视图中的垂直长度表示回转式电动机的高度。
图7a是示出交流电流经围绕第一凸极11缠绕的第一线圈11a的回转式电动机的剖视图。此时，第一凸极11上产生的磁场由虚线描绘。
如上所述，在各剖视图中示出的回转式电动机包括定子10和转子20。定子10的内部形成有开口，并且上述附图描绘了半圆形的开口。
该开口设置有第一和第二凸极11和12。第一和第二凸极11和12分别缠绕有第一和第二线圈11a和12a，并且根据将要施加于其上的交流电源E的极性而交替导电。
开口在其中间下部和上部位置设置有狭缝18和19。如果电流流经第一和第二线圈11a和12a，则磁场只在半圆形开口的一个部位上生成。
图7a和7b是如图7a所示的在同一方向上截取的回转式电动机的剖视图。图7a和7b所示的回转式电动机的结构与图7a所示的回转式电动机的结构相同。
零相交区域(zero-crossing region)是靠近施加到第一和第二线圈11a和12a的电源E的极性从正变负或者从负变正的区域，也就是电源的极性变为0(零)(零相交)的地方。图7b示出了由于零相交区域处的共振力，通过螺旋弹簧30的弹性力使转子20回复到初始位置。
在如图7a所示围绕第一凸极11a缠绕的第一线圈11a导电之后，如果交流电源E的极性改变，则围绕第二凸极12缠绕的第二线圈12a导电。由于这样，回转式电动机的转子20在相反的方向上以预定角度转动。图7c绘出了这种情况。
下面详细描述如上构造的回转式电动机。
根据本发明的回转式电动机在定子10内部形成有不对称成形的开口。该不对称成形的开口和实施例中的一样形成为半圆形形状。
定子10的开口安置成转子20处于与定子10隔开的状态。如果在定子10上生成磁场，则由于磁场所导致的旋转扭矩而使转子20在向右方向或向左方向上转动。
为了执行该操作，定子10的开口设置有多个凸极11和12。凸极11和12朝向转子20凸伸。凸极数目通常为两个，即，通常提供第一凸极11和第二凸极12。
为了向转子20提供旋转力，凸极11和12分别缠绕有第一线圈11a和第二线圈12a。如果电流流经线圈11a和12a，则线圈11a和12a交替导电，从而转子20通过在右侧方向和左侧方向的旋转而往复移动。
此外，在电流交替地流经线圈11a和12a时，为了在彼此相反的方向上生成由施加的电流所引起的磁场，线圈11a和12a分别以相反方向缠绕。缠绕在相反方向的线圈11a和12a经由开关装置彼此连接，用于向第一和第二线圈11a和12a交替地施加电流。换句话说，线圈11a和12a经由设置在电源E和第一和第二线圈11a和12a之间的二极管D1和D2而彼此连接。
在通过向回转式电动机施加交流电源E来驱动回转式电动机的情况下，如果所施加的交流电源E是正的，由于第一二极管D1导电，电源E的电流流经围绕第一凸极11缠绕的第一线圈11a。在附图所示的实施例中，流经第一线圈11a的电流如从定子10的剖面视图中看到的在从开口中心到右边下侧方向上流动。
这种情况下，由流经第一线圈11a的电流导致的磁场在图7a中虚线所示的方向上生成。N极产生于凸极11上。
此外，如果所施加的交流电源E是负的，则第二二极管D2导电。这时，由所施加的交流电源E引起的电流流经围绕第二凸极12缠绕的第二线圈12a。
这种情况下，电流在从开口中心到左边下侧方向上流经第二线圈12a。当交流电源E是正的时，该方向与电流方向相反。
因此，磁场在第二凸极12上生成，而且该磁场的方向与图7c所示的虚线方向相同，从而第二凸极12具有S极。
交流电源E根据预定频率交替地从正变负以及从负变正。当交流电源E是正的时，产生旋转扭矩，以根据在第一凸极11上生成的磁场以预定角度向右旋转转子20。当交流电源E是负的时，在第二凸极12上生成磁场，从而产生旋转扭矩，以预定角度旋转转子20。
转子20向右或向左以在0度到180度范围的预定角度旋转。因此，该转子20往复运动。预定角度根据所施加的交流电源E的幅值和线圈的匝数而具有大值或小值。
由于在所施加的交流电源E的极性从正变负或从负变正的零相交区域处的共振力，通过螺旋弹簧30的弹性力使转子20回复到初始位置。从而，当转子20的运动方向改变时，转子20的往复移动得到加速。
形成在定子10内部的半圆形开口可以在开口中间较下部和较上部位置形成有狭缝18和19。通过形成狭缝18和19，防止由流经第一和第二线圈11a和12a的电流生成的磁场泄漏，从而由磁场引起的旋转扭矩增加，而转子20的旋转力也得以增加。
如从上述说明明显可见，通过切割对称定子和开口上的部位，可使回转式电动机具有诸如半圆形形状或类似的不对称结构。同样地，回转式电动机可以简单构造成往复地移动。因此，可以降低回转式电动机的生产成本及其高度，从而可以使其中安置有回转式电动机的产品的尺寸最小化。
尽管已经出于示例性目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将意识到，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和思想的前提下，对各种修改、添加和替换都是可行的。
权利要求
1.一种回转式电动机，包括由磁场转动的转子；定子，其形成有不对称开口以便以预定角度向右或向左方向旋转转子，并且在开口处设置有多个凸极；线圈，其围绕凸极缠绕，用于当施加电流时产生磁场；以及连接到转子上的螺旋弹簧，用于使转子回复到初始位置。
2.如权利要求1所述的回转式电动机，其中开口具有半圆形截面。
3.如权利要求2所述的回转式电动机，其中凸极朝向转子凸伸。
4.如权利要求2所述的回转式电动机，其中开口设置有两个凸极。
5.如权利要求4所述的回转式电动机，其中当电源极性从正变负或者从负变正时，围绕两个凸极缠绕的线圈交替导电以产生磁通量。
6.如权利要求5所述的回转式电动机，其中定子在开口中间较下部和较上部位置设置有狭缝，从而当电流流经围绕凸极缠绕的线圈时，只在开口的一个部位生成磁场。
7.如权利要求1所述的回转式电动机，其中开口具有通过切割多边形形状的一个部位而形成的截面。
8.如权利要求7所述的回转式电动机，其中凸极朝向转子凸伸。
9.如权利要求7所述的回转式电动机，其中开口设置有两个凸极。
10.如权利要求9所述的回转式电动机，其中当电源极性从正变负或者从负变正时，围绕凸极缠绕的线圈交替地导电，从而产生磁通量。
11.如权利要求10所述的回转式电动机，其中定子在开口中间较下部和较上部位置设置有狭缝。
12.如权利要求1所述的回转式电动机，其中凸极朝向转子凸伸。
13.如权利要求1所述的回转式电动机，其中开口设置有两个凸极。
14.如权利要求13所述的回转式电动机，其中当所施加的电源的极性从正变负或者从负变正时，围绕凸极缠绕的线圈11a和12a交替地导电，从而产生磁通量。
15.如权利要求14所述的回转式电动机，其中定子在开口中间较下部和较上部位置设置有狭缝。
16.如权利要求1所述的回转式电动机，其中转子安置在定子中处于与定子隔开的状态。
全文摘要
本发明公开了一种回转式电动机，其具有不对称地形成在定子中的开口。该回转式电动机在定子内部形成有不对称开口，特别是半圆形形状。开口设置有用线圈缠绕的多个凸极。电流交替地流经线圈，从而安置在定子中处于与定子隔开状态的转子可以往复移动。由于与对称地形成开口的情况相比，通过不对称地形成开口而使定子的高度降低，所以有利于使其中安置有回转式电动机的产品的尺寸最小化。
文档编号H02K33/02GK1649243SQ20041009622
公开日2005年8月3日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年1月29日
发明者林俊荣, 李约翰, 金相永, 刘明根, 崔镛远 申请人:Lg电子株式会社