CN107112815A - 无刷电动机以及电动工具 - Google Patents

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Abstract

无刷电动机(10),具备:定子芯(11),包括圆筒状的轭部(111)、以及具有从轭部(111)的内周面突出的形状的齿部(112);以及转子(12),以轭部(111)的中心轴为旋转轴(AR),在定子芯(11)的内侧,被配置为与齿部(112)具有间隔,轭部(111),在外周面之中的、齿部(112)的背面具有切口部(111a),切口部(111a)的周向的宽度(W111a),比齿部(112)的周向的宽度(W112)小。

Description

无刷电动机以及电动工具
技术领域
本发明涉及无刷电动机以及电动工具,尤其涉及抑制定子芯的旋转以及铁损的技术。
背景技术
对于例如电动螺丝刀等的便携式电动工具,利用能够实现小型化的内转子型的无刷电动机(无刷DC电动机)的情况多。这样的无刷电动机,具备,包括圆筒状的轭部及具有从轭部的内周面突出的形状的齿部的定子芯、以及在定子芯的内侧旋转的转子。并且,绕线缠绕齿部,在转子配置有永久磁铁。而且,因绕线中流动的电流而磁化后的齿部,针对转子的永久磁铁产生磁力,从而转子旋转。
此时,作为转子的转动的反作用,齿部,也从转子的永久磁铁接受磁力,因此,为了不使定子芯旋转或移动,而需要将定子芯固定到例如电动工具的工具主体等。例如,在专利文献1的结构中,在圆筒状的外壳的内周面,固定轭部的外周面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-168098号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的结构中,轭部的外周面以及外壳的内周面均为平坦的面,因此,为了抑制定子芯的旋转,而需要通过例如压入或热套等,从外壳的内周面向轭部的外周面施加强烈的压缩力。但是,在此情况下,在轭部的内部针对压缩力产生应力,因此,导致轭部的磁特性恶化,定子芯中发生的铁损增加。
于是,本发明的目的在于,提供能够抑制定子芯的旋转,也能够抑制定子芯中发生的铁损的增加的无刷电动机以及具备该无刷电动机的电动工具。
用于解决课题的手段
本发明的实施方案之一涉及的无刷电动机,具备:定子芯,包括圆筒状的轭部、以及具有从所述轭部的内周面突出的形状的齿部;以及转子,以所述轭部的中心轴为旋转轴,在所述定子芯的内侧,被配置为与所述齿部具有间隔,所述轭部,在外周面之中的、所述齿部的背面具有切口部,所述切口部的周向的宽度,比所述齿部的周向的宽度小。
发明的效果
根据所述形态涉及的无刷电动机,在定子芯的外周面具有切口部,因此,不向轭部的外周面施加强烈的压缩力,也能够抑制定子芯的旋转。因此,在该无刷电动机中,能够抑制定子芯的旋转,并且,也能够抑制定子芯中发生的铁损的增加。并且,在该无刷电动机中,切口部为不限制轭部内的周向上通过的磁通量的路径的形状,根据这一点也能够抑制定子芯中发生的铁损的增加。
附图说明
图1是实施例1涉及的无刷电动机的模式纵截面图。
图2是实施例1涉及的无刷电动机的模式横截面图。
图3是图2的一部分的放大图。
图4是图3的一部分的放大图。
图5是用于说明变形例涉及的外壳的模式横截面图。
图6是用于说明变形例涉及的定子芯的模式横截面图。
图7是示出实施例2涉及的电动工具的一部分的截面的侧面图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。而且,以下说明的实施例,都示出本发明的优选的一个具体例子。因此,以下的实施例所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等是一个例子,而不是限定本发明的主旨。因此,对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的实施方案中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素而被说明。
并且,各个图是模式图,并不一定是严密示出的图。而且,在各个图中,对实质上相同的结构附上相同的符号,省略或简化重复的说明。
<实施例1>
以下,对于实施例1涉及的无刷电动机10,参照附图进行说明。而且,附图中包括示意图,会有各个部件的缩尺以及纵横的比率等与实际不同的情况。并且,在本申请中,纵截图是指,沿着包括无刷电动机的旋转轴的面的截面,横截面是指,沿着与该旋转轴垂直的面的截面。
[1.无刷电动机10的结构]
首先,对于无刷电动机10的结构,参照图1以及图2进行说明。图1是实施例1涉及的无刷电动机10的纵截面图。图2是实施例1涉及的无刷电动机10的横截面图。而且,在本说明书中如附图示出,将沿着无刷电动机10的旋转轴AR的方向设为X轴,将图1的附图内与X轴垂直的方向设为Z轴,将图2的附图内与Z轴垂直的方向设为Y轴。并且,将X轴的正的朝向设为图1的从左向右以及图2的从附图深处向靠前侧的朝向,将Y轴的正的朝向设为图1的从附图靠前侧向深处以及图2的从左向右的朝向,将Z轴的正的朝向设为图1以及图2的从下向上的朝向。因此,图2,相当于从图1的附图右侧看无刷电动机10时的横截面图。
无刷电动机10是内转子型的无刷DC电动机,例如作为电钻螺丝刀或冲击螺丝刀等的电动工具的驱动源而被利用。如图1示出,无刷电动机10具备,定子芯11、转子12、轴13、轴承14、绝缘体15、扇16、电路板17以及外壳18。
如作为包括定子芯11和转子12的横截面图的图2示出,定子芯11包括,圆筒状的轭部111、以及具有从轭部111的内周面向转子12侧突出的形状的齿部112。定子芯11,例如,层叠以及接合电磁钢等的薄钢板而被形成。
轭部111,在外周面之中的、齿部112的背面具有切口部111a。切口部111a是,在图2、即与旋转轴AR垂直的截面,成为例如V字形状的切口,如图1示出在X轴方向上连续存在。如后述,通过切口部111a,包括轭部111的定子芯11,固定于外壳18。
漆包线等的绕线(不图示)缠绕齿部112,使电流在绕线中流动,从而能够使齿部112磁化。并且,能够根据绕线中流动的电流的朝向,使齿部112向转子12侧的磁极发生变化。而且,在图2中示出,存在6个齿部112的6槽结构,但是,齿部112的结构,不仅限于此。例如,齿部112的数量也可以,比6小,或者,比6大。
以下,在记载为径向以及周向的情况下,将与旋转轴AR垂直的轭部111的截面(横截面)设为基准。也就是说,径向是,在横截面中,从相当于轭部111的外周面的圆的中心点,朝向轭部111的外周面的方向,周向是,在横截面中,沿着轭部111的外周面的方向。并且,轭部111的中心轴是指,通过横截面中的相当于轭部111的外周面的圆的中心点的、与X轴方向平行的轴。
转子12是以轭部111的中心轴为旋转轴AR来旋转的部件,在定子芯11的内侧,被配置为与齿部112具有间隔。转子12具有,圆筒状的转子芯121、以及被配置在转子芯121的外周的永久磁铁122,永久磁铁122,沿着周向交替配置N极以及S极。而且,对于永久磁铁122的极数,不特别限定,也可以设为例如2极、4极或8极等。如上所述,能够使齿部112的磁极发生变化,能够根据齿部112针对永久磁铁122产生的磁力的变化,使转子12旋转。
轴13是通过转子芯121的内部的、与转子12一体旋转的圆柱状的部件。轴13的中心轴与旋转轴AR大致一致。并且,轴13具有,从转子芯121的X轴两端露出、还从外壳18的X轴方向的一端露出的长度。无刷电动机10能够,通过如此从外壳18露出的轴13的部分,将转子12的旋转力向外部输出。
轴承14是固定于外壳18、且将轴13保持为针对外壳18能够相对旋转的部件,沿着X轴方向被配置在夹着转子12的一对的位置。
绝缘体15是将定子芯11与绕线电绝缘的部件,被配置为覆盖齿部112的前端以外的表面以及轭部111的X轴方向两端。也就是说,绕线直接齿部112覆盖齿部112的绝缘体15上。而且,在图2中,省略图示绝缘体15。
扇16是在转子12与一方的轴承14之间,与轴13一体旋转的圆板状的部件。扇16,作为离心送风机,使空气向X轴方向流动,抑制外壳18内的温度上升。而且,在外壳18形成有没有图示的贯通孔或切开等,以在所述流动时,空气在外壳18内外能够相互移动。
电路板17是被配置在成为扇16的相反侧的转子12与轴承14之间的部件,固定于外壳18。在电路板17,由电子元件,形成有检测磁极的位置的磁传感电路、以及控制绕线中流动的电流的控制电路等。磁传感电路,由例如霍尔元件等实现,由该磁传感电路,检测被配置在转子12的永久磁铁122的周向的磁极的位置。进而,按照霍尔元件检测出的磁极的位置,控制电路使绕线中流动的电流发生变化,从而能够使转子12以所希望的方向以及速度顺利旋转。并且,连接所述各个电路和外部电源的布线以及电极(不图示)等,从电路板17向外壳18的外部被拉出。
而且,图1中没有示出,但是,电路板17的向外壳18的固定方法,不特别限定,例如,能够利用嵌合、拧合或接合等。或者,在轴承14与电路板17之间配置固定于外壳18的散热板,将电路板17与散热板固定,从而也可以将电路板17固定到外壳18。
外壳18是,例如由金属或树脂等形成的圆筒状的部件,容纳包括定子芯11以及转子12的各个部件。在本实施例中,外壳18,由具有沿着包括外壳18的中心轴(旋转轴AR)以及Z轴的平面的截断面CP,在截断面CP彼此接合的两个外壳片181、182构成。并且,外壳片181、182,分别具有从其内周面向Z轴方向突出的肋状的固定部181a、182a。在本实施例中,外壳片181、182各自,分别具有两个固定部181a、182a。而且,图中没有示出,但是,固定部181a、182a是沿着X轴方向连续存在的形状。并且,固定部181a、182a的每一个,也可以是与外壳片181、182一体的部件,也可以是接合不同的部件所成的。
[2.切口部111a的效果]
[2-1.定子芯的旋转抑制]
在无刷电动机10中,如图2示出,定子芯11的切口部111a、与外壳18的固定部181a、182a接触。更具体而言,六个切口部111a之中的、Z轴方向顶部的两个切口部111a以外的四个切口部111a、与固定部181a、182a接触。并且,在与旋转轴AR垂直的截面,该四个切口部111a的每一个,在V字形状的一方的边,与固定部181a、182a接触。而且,外壳片181具有的两个固定部181a,在周向的、互不相同的一侧的边,与固定部181a接触,这是外壳片182具有的两个固定部182a也同样的。
此时,例如,在图2中,定子芯11的顺时针旋转的旋转,由Z轴下方的固定部181a和Z轴上方的固定部182a抑制,逆时针旋转的旋转,由Z轴上方的固定部181a和Z轴下方的固定部182a抑制。也就是说,在定子芯11,使切口部111a与外壳18(固定部181a、182a)接触,从而能够抑制针对外壳18的定子芯11的周向的旋转。
而且,对于抑制定子芯11的旋转的手段,例如,也可以考虑在轭部111的外周面形成突出部,在外壳18的内周面形成凹部。但是,在此情况下,为了弥补基于被形成在外壳18的内周面的凹部的强度以及密封性的降低,而需要使外壳18的外周面侧鼓起。因此,在此情况下,阻碍无刷电动机10的小型化,导致消除能够小型化的内转子型的无刷电动机的优点。
另一方面,在实施例1涉及的无刷电动机10中,定子芯11的旋转抑制,由轭部111的外周面的切口部111a实现,因此,不需要使外壳18的外周面侧鼓起,不阻碍无刷电动机10的小型化。
[2-2.定子芯中发生的铁损增加的抑制]
在无刷电动机10中,如上所述,获得基于切口部111a、与固定部181a、182a的接触的定子芯11的旋转抑制效果。因此,不需要像以往技术那样、从外壳18的内周面向轭部111的外周面施加强烈的压缩力,能够抑制基于轭部111内部发生的应力的磁性的恶化、以及定子芯11中发生的铁损的增加。
而且,对于减少轭部111内部发生的应力的手段,例如,也可以考虑在轭部111的外周面单纯地形成切口或孔等,使该切口或孔等与外壳18的固定部181a、182a接触。但是,在此情况下,会有因该切口或孔等,而导致轭部111的磁效率恶化,定子芯11中发生的铁损增加的情况。
具体而言,首先,电流在绕线中流动,据此,在定子芯11,发生通过其内部的磁通量。该磁通量,从S极朝向转子12的齿部112,通过轭部111,向N极朝向转子12的齿部112流动。此时,若所述切口或孔等位于限制磁通量的路径的位置,则导致轭部111的磁特性恶化,定子芯11中发生的铁损增加。
另一方面,在实施例1涉及的无刷电动机10中,如下说明,切口部111a,不限制磁通量的路径。图3是图2的一部分的放大图,尤其是切口部111a附近的放大图。
如图3示出,在无刷电动机10中,切口部111a的周向的宽度W111a,比齿部112的周向的宽度W112小。而且,图2中的齿部112的宽度W112因前端部分扩大而不一定,但是,在此情况下,与宽度W112之中的、最短的宽度相比宽度W111a小即可。
此时,切口部111a的周向的宽度W111a,比轭部111的外周面之中的、成为齿部112的背面的部分的周向的宽度小,该背面部分中包含切口部111a。因此,如图3示出,若将轭部111的没有包含切口部111a的部分的径向的宽度设为轭宽度W111,则轭部111的径向的宽度,被维持为轭宽度W111,直到齿部112的轭部111的接合部112b附近为止。
也就是说,在无刷电动机10中,确保轭宽度W111,直到在轭部111的周向上流动的磁通量向齿部112拐弯之前(接合部112b附近)为止,在该范围内,切口部111a,不限制磁通量的路径。
并且,在无刷电动机10为,例如2极6槽结构等的情况下,同时磁化的齿部112是全体的齿部112之中的一部分,在某时机存在没有磁化的非磁化的齿部112。在非磁化的齿部112附近,通过轭部111的周向的磁通量,不向非磁化的齿部112侧进行,而向轭部111的周向进行。即使在此情况下,在无刷电动机10中,向轭部111的周向进行的磁通量,能够向非磁化的齿部112侧迂回,直到达到切口部111a为止,磁通量通过的截面积不减少。也就是说,在非磁化的齿部112附近,切口部111a也不限制磁通量的路径。
如此,在无刷电动机10中,切口部111a为不限制轭部111的周向上流动的磁通量的路径的形状,能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
[2-3.总括]
如上所述,无刷电动机10具备,包括圆筒状的轭部111、以及具有从轭部111的内周面突出的形状的齿部112的定子芯11。并且,无刷电动机10具备,以轭部111的中心轴为旋转轴AR的、在定子芯11的内侧被配置为与齿部112具有间隔的转子12。进而,在无刷电动机10中,轭部111,在外周面之中的、齿部112的背面具有切口部111a,切口部111a的周向的宽度W111a,比齿部112的周向的宽度W112小。
在所述结构的无刷电动机10中,在定子芯11的外周面具有切口部111a,因此,不向轭部111的外周面施加强烈的压缩力,也能够抑制定子芯11的旋转。因此,在无刷电动机10中,能够抑制定子芯11的旋转,并且,也能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。并且,在无刷电动机10中,切口部111a为不限制轭部111内的周向上通过的磁通量的路径的形状,根据这一点也能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
[3.备考]
[3-1.从切口部到齿部的表面为止的最短距离]
如图3示出,在无刷电动机10中,优选的是,从切口部111a,到齿部112的表面112a为止的最短距离Ds,比轭宽度W111大。具体而言,在无刷电动机10中,所述最短距离Ds是,如图3示出,在与旋转轴AR垂直的截面,从成为切口部111a的轭部111的外表面,到齿部112的表面112a之中、成为接合部112b的部分为止的距离。也就是说,最短距离Ds,相当于定子芯11的切口部111a、与接合部112b之间的厚度的最小值。
在此情况下,能够将轭部111与齿部112之间的磁通量通过的定子芯11的厚度,确保为轭宽度W111以上,因此,在该范围内,磁通量的流动不被限制。也就是说,切口部111a为,不限制轭部111与齿部112之间的磁通量的路径的形状,因此,能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
[3-2.齿部的与轭部的接合部的形状]
图4是进一步放大图3的一部分放大图。如图4示出,优选的是,在无刷电动机10中,在与旋转轴AR垂直的截面,齿部112的表面112a为,在与轭部111的接合部112b,向齿部112的内部侧凹下的圆弧状。在此情况下,在轭部111与齿部112之间流动的磁通量,能够沿着该圆弧流动,而不被接合部112b限制。
并且,此时,优选的是,切口部111a存在于,在从所述圆弧的中心CA1、CA2到圆弧的半径R1加上轭宽度W111的长度的范围之外,即图4的点划线的圆弧的外侧。在此情况下,在磁通量沿着所述圆弧流动在轭部111与齿部112之间时,能够将磁通量通过的定子芯11的厚度,确定为轭宽度W111以上,因此,在该范围内磁通量的流动不被限制。
因此,在具有所述结构的无刷电动机10中,能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
[3-3.切口部的形状]
在无刷电动机10中,优选的是,如图2示出,在与旋转轴AR垂直的截面,切口部111a为V字形状。V字形状的切口部111a是,通过形成定子芯11时的冲压加工等能够容易形成、且针对轭部111的外周面适合的形状,因此,能够抑制定子芯11的强度降低。进一步,此时,优选的是,如图4示出,V字形状的两边分别和径向R所成的角度AN1、AN2,均为25°以上65°以下。
为了得到定子芯11的旋转抑制效果(确保固定部181a、182a的强度),而需要确保一定以上的切口部111a的周向的宽度W111a。在此,角度AN1、AN2,均为25°以上,因此,不将切口部111a形成到轭部111的深的位置,也能够确保切口部111a的周向的宽度W111a。因此,在此情况下,能够抑制轭部111的强度降低。
并且,角度AN1、AN2,均为65°以下,因此,切口部111a与固定部181a、182a之间的摩擦力提高,能够提高定子芯11的旋转抑制效果。
特别是,更优选的是,角度AN1、AN2,均为30°以上60°以下。在此情况下,能够充分得到轭部111的强度降低抑制效果以及定子芯11的旋转抑制效果。
而且,进一步,此时,在角度AN1与角度AN2之和为90°的情况下,若将固定部181a、182a形成为长方体状,则能够使切口部111a的两面与固定部181a、182a接触。也就是说,能够容易形成固定部181a、182a,并且,能够提高定子芯11的旋转抑制效果。
并且,在无刷电动机10中,优选的是,例如,如图1示出,切口部111a的沿着旋转轴AR的方向(X轴方向)的长度L111a,比轭部111的X轴方向的长度L111短。在此情况下,在轭部111的外周面,存在沿着X轴方向的台阶或倾斜,因此,使固定部181a、182a与该台阶或倾斜接触,从而能够限制定子芯11的沿着X轴方向的移动。也就是说,能够固定定子芯11的外壳18内的沿着X轴方向的相对位置,能够实现无刷电动机10的组装效率提高、以及旋转时的不良状况发生的抑制等。
[3-4.外壳的结构]
在无刷电动机10中,优选的是,如图2示出,与外壳片181、182接触的切口部111a,向与截断面CP垂直的方向(Y轴方向)敞开。而且,切口部111a向某方向敞开是指,在从该方向看定子芯11的外表面时,能够看到切口部111a的底部的状态。例如,对于图2的位于Z轴方向顶部的两个切口部111a,在从Y轴方向看定子芯11的外表面的情况下,不能看到其底部,因此,该切口部111a向Y轴方向不敞开。另一方面,对于所述以外的四个切口部111a,在从Y轴方向看定子芯11的外表面的情况下,能够看到其底部,因此,该切口部111a向Y轴方向敞开。
在切口部111a向Y轴方向敞开的情况下,在无刷电动机10的组装时,从Y轴方向使外壳片181、182与定子芯11接合,从而能够使固定部181a、182a与切口部111a的底部接触。因此,通过容易的组装方法,能够使外壳18与切口部111a的深处(底部)接触,能够进一步得到定子芯11的旋转抑制效果。
[3-5.其他]
在无刷电动机10中,优选的是,如图2示出,除外与固定部181a、182a接触的四个切口部111a,轭部111的外周面,不与外壳18的内周面接触。在此情况下,从外壳18的内周面向轭部111的外周面不施加压缩力,能够抑制轭部111内的应力的发生,能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
[4.实施例1的变形例]
以上,说明了实施例1涉及的无刷电动机10,但是,本发明,除外其本质上特征的构成要素,不受以上说明的限制。以下,作为本发明的其他的形态的例子,说明无刷电动机10的变形例。而且,以下,对于与所述说明中记载相同的构成要素,添加相同的符号来简略化或省略说明。
[4-1.固定部]
外壳18的固定部181a、182a为,从外壳片181、182的内周面向Z轴方向突出的肋状,但是,固定部181a、182a的形状,不仅限于此。图5是用于说明变形例涉及的外壳28的模式横截面。图5是,在与图2相同的截面中追加外壳28的。
如图5示出,外壳28,与外壳18不同之处是,具有与固定部181a、182a不同形状的固定部28a。固定部28a,具有与切口部111a的截面形状对应的V字形状的截面形状,与切口部111a的V字形状的两边同时接触。而且,固定部28a,也可以在X轴方向一直与切口部111a接触,也可以在X轴方向的一部分接触。
利用外壳28,也能够使定子芯11的切口部111a与固定部28a接触,因此,能够抑制定子芯11的周向的旋转,并且,能够抑制定子芯11中发生的铁损的增加。
而且,对于外壳28,由一个固定部28a,针对定子芯11的沿着周向的旋转,能够抑制顺时针旋转以及逆时针旋转的任一方。因此,不需要具有多个固定部28a,例如,而可以将外壳28具有的固定部28a的数量设为一个。但是,对于外壳28,也具有多个固定部28a,从而能够使抑制定子芯11的旋转时施加到固定部28a的负载分散,能够提高外壳28的强度。
[4-2.切口部]
如图2示出,在定子芯11中,对于切口部111a的与旋转轴AR垂直的截面形状,示出了以两个边为直线的V字形状的例子,但是,切口部的形状,不仅限于此。图6是用于说明变形例涉及的定子芯31的模式横截面图。图6,表示在与图3相同的部位的截面的定子芯31和外壳片182。
如图6示出,定子芯31,与定子芯11不同之处是,轭部311,具有与切口部111a不同形状的切口部311a。切口部311a,在图6、即与旋转轴AR垂直的截面,呈V字形状,且该V字形状的两边的每一个是,向轭部311的外部侧凸出的曲线状。但是,切口部311a,除外该曲线状,与切口部111a同样,特别是,位于轭部111的外周面之中的、齿部112的背面,其周向的宽度,比齿部112的周向的宽度W112小。因此,对于定子芯31,使切口部311a与外壳18的固定部181a、182a接触,从而也能够抑制定子芯31的周向的旋转,并且,能够抑制定子芯31中发生的铁损的增加。
并且,在定子芯31中,切口部311a成为所述形状,因此,切口部311a的表面成为拱形状。因此,即使在与固定部181a、182a接触的切口部311a,从固定部181a、182a接受抑制旋转的方向的反力,该反力,例如图6的箭头线所示,也沿着切口部311a的表面方向分散。据此,定子芯31内部发生的厚度方向的压缩应力降低,能够抑制定子芯31中发生的铁损的增加。
而且,优选的是,在定子芯31中,也与定子芯11相同,在与旋转轴AR垂直的截面,齿部112的表面112a为,在与轭部111的接合部112b,向齿部112的内部侧凹下的圆弧状。并且,此时,优选的是,切口部311a不存在于,在从所述圆弧的中心CA1、CA2到圆弧的半径R1加上轭宽度W111的长度的范围之内,即图6的点划线的圆弧的内侧。
[4-3.其他]
在无刷电动机10中,轭部111,在外周面之中的、所有的齿部112的背面,具有切口部111a,但是,不仅限于此,在至少一个齿部112的背面具有切口部111a即可。也就是说,轭部111也可以是,在外周面之中的、某齿部112的背面不具有切口部111a的形状。
在无刷电动机10中,对于切口部111a的与旋转轴AR垂直的截面的形状,示出了V字形状的例子,但是,不仅限于此,该截面形状为,与固定部181a、182a能够接触的形状即可。例如,切口部的截面形状也可以是,U字、半圆、半椭圆或多角形的一部分等的组合直线以及曲线的形状。并且,优选的是,对于这样的形状,切口部,也向与外壳片的截断面垂直的方向敞开。
并且,在无刷电动机10中,切口部111a是在X轴方向上连续存在的形状,但是,不仅限于此,例如,也可以仅在X轴方向的短的部分形成,也可以在X轴方向上断续形成多个。而且,此时,适当地将外壳的固定部设为对应的形状即可。
并且,在无刷电动机10中,齿部112为,在突出的前端部分的宽度W112扩大的形状,但是,不仅限于此,宽度也可以是一定,也可以是随着接近前端,宽度连续变大的形状或变小的形状等。
并且,在无刷电动机10中,转子12为,表面磁铁(SPM)型,但是,不仅限于此,也可以是嵌入磁铁(IPM)型。
并且,在无刷电动机10中,在外壳18内,在轴13露出的一侧配置扇16,在相反一侧配置电路板17,但是,不仅限于此,扇16和电路板17的配置也可以相反。并且,扇16以及电路板17也可以,被配置在从定子芯11以及转子12看时相同一侧。并且,也可以是,扇16或电路板17、或者其双方被配置在外壳18之外。还具备:在作为电动机的外部部件,能够准备相当于扇16以及电路板17的功能的部件的情况下,能够删除扇16以及电路板17。
并且,在无刷电动机10中,将转子12的旋转轴AR设为轭部111的中心轴,但是,该关系,不仅限于严密一致,在考虑到制造上的误差等的范围内一致即可。
<实施例2>
以下,对于具备无刷电动机10的电动工具1,参照附图进行说明,以作为本发明的实施方案之一。图7是示出实施例2涉及的电动工具1的一部分的截面的侧面图。而且,在图7中,仅在以虚线围绕的无刷电动机10附近示出截面。并且,以下,为了简化说明,将图7的X轴方向之中的、附图左侧设为前端侧,将Z轴方向之中的、附图下侧设为底部侧。
如图7示出,电动工具1是,例如电钻螺丝刀或冲击螺丝刀等,具备无刷电动机10以作为驱动源。并且,电动工具1具备,工具主体18、安装部2、保持部3、触发器4以及基座部5。
工具主体18是,容纳并固定无刷电动机10的圆筒状的部件。而且,工具主体18,包括实施例1的外壳18,省略图示,但是,由相当于外壳片181、182的两个分割体构成,各个分割体,具有与无刷电动机10的切口部接触的固定部。也就是说,工具主体18,固定无刷电动机10的定子芯。
并且,省略图示,但是,工具主体18还容纳,将无刷电动机10的轴的旋转力传递到安装部2侧的旋转传递机构、以及根据触发器4的状态将来自充电池的电力提供给无刷电动机10的电路板的布线或电路等。
安装部2是,将与电动工具1的使用用途对应的形状的钻头以相对于工具主体18而旋转自如的状态安装的部分,与工具主体18的前端侧连接。在安装部2中,将通过所述旋转传递机构传递来的旋转力施加到钻头,从而能够使钻头相对于工具主体18旋转。而且,在电动工具1中,无刷电动机10的旋转轴AR与工具主体18以及安装部2的中心轴一致,钻头也以旋转轴AR为中心旋转,但是,不仅限于该结构,也可以利用适当的旋转传递机构,使钻头的旋转轴与旋转轴AR错开。
保持部3是,在使用时用于保持电动工具1的部件,工具主体18的底部侧连接。并且,在保持部3中容纳有,按照触发器4的状态选择向无刷电动机10的电力的提供的有无的开关电路以及布线等。
触发器4是,用于驱动或停止无刷电动机10的开关,被配置在保持部3的前端侧。触发器4,能够被按压到保持部3侧,若触发器4被按压到保持部3,则电力通过开关电路提供到无刷电动机10,轴旋转。并且,在从外部没有施加力量的情况下,触发器4,通过被配置在保持部3内的弹簧等,维持从保持部3向前端侧突出的状态。因此,在轴旋转的状态下,除去将触发器4按压到保持部3侧的力量的情况下,触发器4从保持部3突出,向无刷电动机10的供电被中止,轴的旋转停止。
基座部5是,在将电动工具1配置在地板等时,能够直立的部件,与保持部3的底部侧连接,具有平坦的底面。并且,在基座部5的内部容纳充电池,该充电池,通过保持部3的布线与无刷电动机10电连接,能够向无刷电动机10的电路板提供电力。而且,在基座部5容纳重量大的充电池,据此,能够将电动工具1的重心从工具主体18下降到保持部3侧,因此,电动工具1的保持状态下的稳定性提高。
如上所述,电动工具1具备,实施例1涉及的无刷电动机10、以及固定有无刷电动机10的定子芯的工具主体18,工具主体18,具有与无刷电动机10的切口部接触的固定部。根据该结构,在电动工具1中,能够抑制无刷电动机10的定子芯,相对于工具主体18而向定子芯的周向旋转。也就是说,能够减少电动工具1的工作不良、无用的振动以及噪音等。并且,在无刷电动机10中,定子芯中发生的铁损的增加被抑制,因此,在电动工具1中,能够将充电池的电力高效率地变换为旋转力,能够减少消耗电力。
而且,电动工具1的各个部件是,一个例子,也可以进行各个部件的追加、删除或变更等。例如,电动工具1也可以是,删除基座部5,而具备代替的电源线的结构等。并且,电动工具1也可以,将保持部3不配置到工具主体18的底部侧,而配置到后部主体的后方侧,进一步,保持部3也可以具有相对于工具主体18的角度在一定的范围内能够变化的功能。并且,电动工具1也可以是,例如在工具主体18或保持部3的表面具备,决定无刷电动机10的旋转方向的操作部的结构等。
并且,在所述中,作为具备无刷电动机10的电动工具1,示出了电钻螺丝刀或冲击螺丝刀的例子,但是,不仅限于此,也可以是例如电锯、割草机、除尘器或送风机等的输出旋转的电动工具。并且,具备无刷电动机10的电动工具,不仅限于输出旋转的工具,例如,还具备泵、气缸或曲柄等的动力变换装置,从而能够成为用途广泛的设备。
以上,对于本发明,根据实施例1以及2进行了说明,但是,本发明不仅限于所述各个实施例。对所述各个实施例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态,以及在不脱离本发明的宗旨的范围内任意组合各个实施例的构成要素以及功能来实现的形态,也包含在本发明中。
附图符号说明
1 电动工具
10 无刷电动机
11、31 定子芯
12 转子
18、28 外壳(工具主体)
28a、181a、182a 固定部
111、311 轭部
111a、311a 切口部
112 齿部
112a 表面
112b 接合部
181、182 外壳片
AN1、AN2 角度
AR 旋转轴
CA1、CA2 中心
CP 截断面
Ds 最短距离
L111a、L111 长度
R 径向
R1 半径
W111 轭宽度
W111a、W112 宽度

Claims (9)

1.一种无刷电动机,具备:
定子芯,包括圆筒状的轭部、以及具有从所述轭部的内周面突出的形状的齿部;以及
转子,以所述轭部的中心轴为旋转轴,在所述定子芯的内侧,被配置为与所述齿部具有间隔,
所述轭部,在外周面之中的、所述齿部的背面具有切口部,
所述切口部的周向的宽度,比所述齿部的周向的宽度小。
2.如权利要求1所述的无刷电动机,
在将所述轭部的不包括所述切口部的部分的径向的宽度设为轭宽度时,
从所述切口部到所述齿部的表面为止的最短距离,比所述轭宽度大。
3.如权利要求1所述的无刷电动机,
在将所述轭部的不包括所述切口部的部分的径向的宽度设为轭宽度时,
在与所述旋转轴垂直的截面,所述齿部的表面为圆弧状,该圆弧状在与所述轭部的接合部向所述齿部的内部侧凹下,所述切口部存在于,从所述圆弧的中心到所述圆弧的半径加上所述轭宽度的长度的范围外。
4.如权利要求1所述的无刷电动机,
在与所述旋转轴垂直的截面,所述切口部为V字形状,所述V字形状的两边分别和径向所成的角度,均为25°以上且65°以下。
5.如权利要求1所述的无刷电动机,
在与所述旋转轴垂直的截面,所述切口部为V字形状,并且,所述V字形状的两边分别为,向所述轭部的外部侧凸起的曲线状。
6.如权利要求1所述的无刷电动机,
所述切口部的沿着所述旋转轴的方向的长度,比所述轭部的外周面的沿着所述旋转轴的长度短。
7.如权利要求1所述的无刷电动机,
所述无刷电动机还具备,容纳所述定子芯以及所述转子的外壳,
所述切口部与所述外壳接触。
8.如权利要求7所述的无刷电动机,
所述外壳,由具有截断面、且在该截断面彼此接合的两个外壳片构成,
与所述外壳片接触的所述切口部,向与该外壳片的所述截断面垂直的方向敞开。
9.一种电动工具,具备:
权利要求1至权利要求8的任一项所述的无刷电动机;以及
固定有所述无刷电动机的定子芯的工具主体,
所述工具主体具有,与所述切口部接触的固定部。
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