JP2008079366A - Rectifier motor for electric tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動工具用整流子モータに係り、特に、従来技術に比べて高性能で高品質な電動工具用整流子モータを提供する技術に関する。 The present invention relates to a commutator motor for an electric tool, and more particularly to a technique for providing a high-performance and high-quality commutator motor for an electric tool as compared with the prior art.
電動工具に用いられる整流子モータの回転子には、複数の磁性鋼板を積層して形成したコアをシャフトに圧入し、このコアにコイルを巻き回して構成したものが知られている。この種の電動工具用整流子モータにあっては、その構成上、回転子を構成するコアの軸方向両端面から一対のコイルエンド部がはみ出してしまうことが避けられないので、従来から、このコイルエンド部を有効に利用してモータ性能を向上させようとする種々の技術が創案されている。 As a rotor of a commutator motor used for an electric tool, a rotor formed by pressing a core formed by stacking a plurality of magnetic steel plates into a shaft and winding a coil around the core is known. In this type of commutator motor for an electric tool, a pair of coil end portions inevitably protrude from both axial end surfaces of the core constituting the rotor. Various techniques for improving the motor performance by effectively using the coil end portion have been devised.
例えば、下記特許文献1,2には、コアに付加部分を追加することによってコアとコイルとの対向面積を最大限に拡大し、従来利用されていなかったコイルエンド部をも利用することによって、モータの損失を大幅に低減させたモータ構造が開示されている。特に、下記特許文献1,2に開示の技術では、コアを拡大するための付加部分の設置が、ピンを用いて留めることによって実現されている。 For example, in Patent Documents 1 and 2 below, by adding an additional portion to the core, the opposing area between the core and the coil is maximized, and by using a coil end portion that has not been used conventionally, A motor structure in which motor loss is greatly reduced is disclosed. In particular, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, installation of an additional portion for enlarging the core is realized by fastening with a pin.
また、下記特許文献3には、コアを拡大するための別の手段として、軟磁性粉末の成形体を用いてコアを形成する技術が開示されている。下記特許文献3によれば、コアを軟磁性粉末の成形体によって形成することによってコア形状の自由度が増すので、鉄板(鋼板)を積層してコアを形成する場合に比べて効率の良いモータを実現することができるとされている。 Patent Document 3 below discloses a technique for forming a core using a molded body of soft magnetic powder as another means for enlarging the core. According to the following Patent Document 3, since the degree of freedom of the core shape is increased by forming the core from a molded body of soft magnetic powder, the motor is more efficient than the case where the core is formed by stacking iron plates (steel plates). It is said that can be realized.
しかしながら、例えばコンクリートハンマや振動ドリルのように、繰り返し大きな振動を発生させる電動工具に用いられる整流子モータにあっては、上記特許文献1,2において開示されている技術のようにピンを用いて付加部分を留める構成を採用したのでは、付加部分が外れて飛散してしまう虞がある。したがって、上記特許文献1,2に開示の技術は、電動工具に用いるには効率面に加えて安全面からも適当な構成ではない。 However, in a commutator motor used for an electric tool that repeatedly generates large vibrations, such as a concrete hammer and a vibration drill, for example, a pin is used as in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 above. If the configuration in which the additional portion is fastened is employed, the additional portion may be detached and scattered. Therefore, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are not suitable for safety as well as efficiency for use in electric tools.
また、上記特許文献3に記載の軟磁性粉末の成形体によって形成されたコアの場合には、従来の磁性鋼板を積層して形成されたコアに比べて透磁率が低く、しかも機械的強度が劣っているという問題点を有している。したがって、上記特許文献3に開示の技術を回転子のコアに使用するには、これらの問題点を解消する必要があった。 In the case of the core formed by the soft magnetic powder molded body described in Patent Document 3, the magnetic permeability is lower than that of the core formed by laminating the conventional magnetic steel plates, and the mechanical strength is low. It has the problem of being inferior. Therefore, in order to use the technique disclosed in Patent Document 3 for the rotor core, it is necessary to eliminate these problems.
さらに、固定子に永久磁石を用いる整流子モータの場合にあっては、回転子の回転軸方向の端部側が常時開放されてコイルエンド部が露出状態となってしまうので、特に金属加工を行う電動工具に用いられる場合に、鉄粉などの磁性を持つ加工屑が永久磁石によって引き寄せられてしまうことになり、モータ内部に加工屑が浸入することでコイルを傷つけてしまう虞が存在していた。 Further, in the case of a commutator motor using a permanent magnet for the stator, the end of the rotor in the direction of the rotation axis is always open and the coil end is exposed, so that metal processing is particularly performed. When used in an electric tool, magnetic scraps such as iron powder are attracted by permanent magnets, and there is a risk that the scraps may enter the motor and damage the coil. .
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、コイルエンド部の有効利用と保護の両者を実現することができ、しかも従来技術に比べて高性能で高品質な電動工具用整流子モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the existence of the above-described problems, and the object thereof is to realize both effective use and protection of the coil end portion, and higher performance than the prior art. The object is to provide a high quality commutator motor for an electric tool.
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In addition, in order to make an understanding of this invention easy, the reference number of an accompanying drawing is attached in parenthesis, However, This invention is not limited to the form of illustration.
本発明に係る電動工具用整流子モータ(20)は、磁束発生源である固定子(21)と、電動工具(10)のハウジングに設けられた軸受部(13)により回転可能に支持されるシャフト(32)に複数のスリット(33a)を備えたコア(33)と整流子(34)とを設置され、該コア(33)に巻き回されるコイル(35)を前記整流子(34)に接続して構成される回転子(31)と、を備え、前記整流子(34)に接触するブラシを通じて前記コイル(35)に通電が行われることによって、前記回転子(31)を回転させる回転力を発生するように構成される電動工具用整流子モータ(20)であって、前記コア(33)の軸方向両端面からはみ出る一対のコイルエンド部(35a,35b)の少なくとも一方を、カップ状部材(41)によって覆って構成したことを特徴とする。 The commutator motor (20) for an electric tool according to the present invention is rotatably supported by a stator (21) that is a magnetic flux generation source and a bearing portion (13) provided in a housing of the electric tool (10). The shaft (32) is provided with a core (33) having a plurality of slits (33a) and a commutator (34), and the coil (35) wound around the core (33) is connected to the commutator (34). A rotor (31) connected to the coil (35), and the coil (35) is energized through a brush that contacts the commutator (34), thereby rotating the rotor (31). A commutator motor (20) for an electric tool configured to generate a rotational force, wherein at least one of a pair of coil end portions (35a, 35b) protruding from both axial end surfaces of the core (33), Cup-shaped member ( Characterized by being configured to cover by 1).
本発明に係る電動工具用整流子モータ(20)において、前記カップ状部材(41)は、前記コイルエンド部(35a,35b)の周方向を覆うように円筒形状で構成される磁性材料から成る円筒部(41a)と、前記コイルエンド部(35a,35b)の軸方向端面側を覆うように前記円筒部(41a)の一端側に設置される非磁性材料から成る底部(41b)と、から構成されていることとすることができる。 In the commutator motor (20) for an electric tool according to the present invention, the cup-shaped member (41) is made of a magnetic material configured in a cylindrical shape so as to cover the circumferential direction of the coil end portions (35a, 35b). A cylindrical portion (41a) and a bottom portion (41b) made of a non-magnetic material installed on one end side of the cylindrical portion (41a) so as to cover the axial end face side of the coil end portion (35a, 35b). It can be configured.
また、本発明に係る電動工具用整流子モータ(20)では、前記底部(41b)が前記シャフト(32)に圧入固定されていることとすることができる。 In the commutator motor (20) for an electric tool according to the present invention, the bottom (41b) can be press-fitted and fixed to the shaft (32).
さらに、本発明に係る電動工具用整流子モータ(20)において、前記円筒部(41a)は、前記コア(33)の軸方向端面と接する側に凸部形状(41c)を備え、前記凸部形状(41c)が前記コア(33)の有する複数のスリット(33a)に対して嵌合するように構成されていることとすることができる。 Furthermore, in the commutator motor (20) for an electric tool according to the present invention, the cylindrical portion (41a) includes a convex shape (41c) on the side in contact with the axial end surface of the core (33), and the convex portion The shape (41c) can be configured to fit into the plurality of slits (33a) of the core (33).
本発明によれば、コイルエンド部の有効利用と保護の両者を実現することができ、しかも従来技術に比べて高性能で高品質な電動工具用整流子モータを提供することができる。 According to the present invention, both effective use and protection of the coil end portion can be realized, and a high-performance and high-quality commutator motor for an electric tool can be provided as compared with the prior art.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
図1は、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20の適用事例を示す部分縦断面概略図である。本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20は、図1において例示するような概略L字形の外郭形状を有するインパクトドライバなどの電動工具10に用いられるものである。図1において例示する電動工具用整流子モータ20は、概略L字形をした電動工具10の上部後方位置に配置され、把持部11となる電動工具の下部位置に配置された図示しないバッテリパックから電力を供給され、作用部となる電動工具の上部前方位置に配置されたインパクト機構部12に対して回転動力を伝達する役割を担っている。
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional schematic view showing an application example of the electric
以上のように配置される本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20の具体的な構成について、図1乃至図3を用いてより詳細な説明を行う。なお、図2は、本実施形態に係る電動工具用整流子モータを構成する回転子を示す部分縦断面側面図である。また、図3は、本実施形態に係る電動工具用整流子モータを構成する回転子の斜視部品展開図である。
The specific configuration of the
本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20は、固定子21に永久磁石が採用されており、磁束発生源としての機能を発揮している。一方、回転子31は、電動工具10のハウジング内に設けられた軸受部13により回転可能に支持されるシャフト32と、このシャフト32に設置される複数のスリット33aを備えたコア33と、コア33と同様にシャフト32に対して設置される整流子34と、コア33に巻き回されるコイル35と、を備えて構成されている。コイル35は整流子34に接続して構成されており、整流子34に接触するブラシ(不図示)を通じてコイル35に通電が行われることにより、回転子31を回転させるための回転力が発生するようになっている。
In the
また、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20の回転子31には、コア33の軸方向後端面からはみ出るコイルエンド部35aの周囲の隙間を利用して、シャフト32上のコア33と整流子34との間の位置に冷却ファン36が取り付けられている。回転子31の回転に伴って冷却ファン36が回転してハウジング内に冷却風の流れが発生することにより、電動工具用整流子モータ20から発生する熱を奪い、モータ性能の維持が図られている。
In addition, the
さらに、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20の回転子31には、コア33の軸方向前端面からはみ出るコイルエンド部35bを覆うように、カップ状部材41が設置されている。
Further, the
このカップ状部材41の構成について、図4を用いて説明する。ここで、図4は、本実施形態に係るカップ状部材の構成を説明するための図であり、特に、図中(a)は後面外観を、図中(b)は縦断面側面を、図中(c)は前面外観を示している。
The configuration of the cup-
すなわち、本実施形態に係るカップ状部材41は、コイルエンド部35bの周方向を覆うように円筒形状で構成される磁性材料から成る円筒部41aと、コイルエンド部35bの軸方向端面側を覆うように円筒部41aの一端側に設置される非磁性材料から成る底部41bと、から構成されている。
That is, the cup-
底部41bの中央位置には、シャフト32と接続するための開口が設けられており、本実施形態で例示する回転子31においては、シャフト32と底部41bとが圧入されることによってカップ状部材41の確実な固定が実現されている。
An opening for connecting to the
また、円筒部41aの底部41b設置側とは逆側の端面側には、複数の凸部形状41cが形成されている。すなわち、円筒部41aには、コア33の軸方向端面と接する側に凸部形状41cが設置されているのであり、この凸部形状41cは、コア33の有する複数のスリット33aに対して嵌合する位置に設けられている。
Further, a plurality of
なお、円筒部41aを構成する磁性材料については、磁性粉末の焼結体によって構成しても良いし、コア33を構成する電磁鋼板と同様の材料を円筒形状に形成したものを用いても良い。また、底部41bを構成する非磁性材料については、樹脂、又はアルミニウムやアルミニウム合金など、磁性を持たない非鉄金属などの、非磁性体材料を採用することができる。
In addition, about the magnetic material which comprises the
以上説明したカップ状部材41の適用によって、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20は、種々の好適な作用効果を発揮することができるようになっている。この作用効果について、図5を用いて説明を行う。なお、図5は、本実施形態に係る電動工具用整流子モータの作用効果を説明するための概略図である。
By applying the cup-
まず、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20の回転子31では、従来無駄なスペースとなっていたコイルエンド部35b周辺の空間にカップ状部材41を設置している。このカップ状部材41は、コイルエンド部35bの周方向の位置に磁性材料から成る円筒部41aが配置されるように構成されているので、永久磁石から成る固定子21との対向面積を大きくすることができる。また、対向面積の増大とは関係のないカップ状部材41の軸方向端面側は、非磁性材料から成る底部41bによって構成したので、固定子21からの磁束が効率良く回転子31側にもたらされることとなる(図5中の矢印付破線を参照)。以上のような本実施形態に係るカップ状部材41の作用によって、固定子21が発生する磁束を享受できる面積を増やすことができ、回転駆動のための磁束量を増加させるという効果を得ることができる。かかる効果によって、高性能なモータを提供することが可能である。
First, in the
また、上述した本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20では、固定子21に永久磁石を用いているので、電動工具10によって金属などの磁性のある材料を加工する場合には、この磁性を持った加工屑が永久磁石の強力な磁力によって引き寄せられてしまう虞があった。しかしながら、本実施形態に係るカップ状部材41の作用によって、このような加工屑からコイル35(特に、コア33からはみ出したコイルエンド部35b)を保護することができるので、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20によれば、どのような作業環境であっても高品質なモータ性能を提供できるという効果を発揮することができる。
Further, in the
さらに、本実施形態に係るカップ状部材41は、底部41bがシャフト32に対して圧入固定されるという構成を採用しているので、回転体である回転子31とカップ状部材41との同心度の確保が容易となり、高品質なモータを提供することができる。
Furthermore, since the cup-shaped
またさらに、本実施形態に係るカップ状部材41では、円筒部41aに形成された凸部形状41cがコア33の有する複数のスリット33aに対して嵌合するように構成されている。本実施形態がこのような構成を採用したのは、以下の理由による。すなわち、従来の整流子モータでは、回転子に施されたスリットの影響によってインダクタンスが急峻に変化することがあり、この現象によってコギングトルクが発生し、騒音や振動発生の原因となっていた。そこで、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20では、円筒部41aに形成された凸部形状41cがコア33の有する複数のスリット33aを埋めるようにした。かかる構成の採用によって、本実施形態に係る電動工具用整流子モータ20は、インダクタンスの急峻な変化を防止することができるので、コギングトルクの発生を防ぐことが可能となった。また、凸部形状41cとスリット33aの嵌合によってカップ状部材41の設置状態も安定するので、モータとしての信頼性も向上することができる。本発明は、以上のような作用効果を発揮することができるので、高性能で高品質なモータを提供することが可能である。
Furthermore, in the cup-shaped
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the embodiment.
例えば、本実施形態に係るカップ状部材41は、電動工具10の前方側のコイルエンド部35bのみを覆うように1個設置されていたが、整流子34側のコイルエンド部35aのみを覆うように1個設置しても良いし、2つのコイルエンド部35a,35bを両方とも覆うように2個設置しても良い。
For example, one cup-shaped
また、本実施形態に係るカップ状部材41の形状については、図示したものに限られず、電動工具10の形状やモータ形状などに応じて、本発明の作用効果を発揮できる範囲内において適宜変更することが可能である。
Moreover, about the shape of the cup-shaped
さらに、本実施形態ではモータの固定子21に永久磁石を用いたが、固定子に電磁石を用いたユニバーサルモータに対しても、本発明を適用することができる。
Furthermore, in this embodiment, a permanent magnet is used for the
以上の様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments to which the above modifications or improvements are added can also be included in the technical scope of the present invention.
10 電動工具、11 把持部、12 インパクト機構部、13 軸受部、20 電動工具用整流子モータ、21 固定子、31 回転子、32 シャフト、33 コア、33a スリット、34 整流子、35 コイル、35a,35b コイルエンド部、36 冷却ファン、41 カップ状部材、41a 円筒部、41b 底部、41c 凸部形状。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電動工具のハウジングに設けられた軸受部により回転可能に支持されるシャフトに複数のスリットを備えたコアと整流子とを設置され、該コアに巻き回されるコイルを前記整流子に接続して構成される回転子と、
を備え、前記整流子に接触するブラシを通じて前記コイルに通電が行われることによって、前記回転子を回転させる回転力を発生するように構成される電動工具用整流子モータにおいて、
前記コアの軸方向両端面からはみ出る一対のコイルエンド部の少なくとも一方を、カップ状部材によって覆って構成したことを特徴とする電動工具用整流子モータ。 A stator which is a magnetic flux generation source,
A shaft provided with a plurality of slits and a commutator are installed on a shaft rotatably supported by a bearing portion provided in a housing of the electric power tool, and a coil wound around the core is connected to the commutator. A rotor configured;
In the commutator motor for an electric tool configured to generate a rotational force for rotating the rotor by energizing the coil through a brush in contact with the commutator,
A commutator motor for an electric tool, wherein at least one of a pair of coil end portions protruding from both axial end surfaces of the core is covered with a cup-shaped member.
前記カップ状部材は、
前記コイルエンド部の周方向を覆うように円筒形状で構成される磁性材料から成る円筒部と、
前記コイルエンド部の軸方向端面側を覆うように前記円筒部の一端側に設置される非磁性材料から成る底部と、
から構成されていることを特徴とする電動工具用整流子モータ。 The commutator motor for an electric tool according to claim 1,
The cup-shaped member is
A cylindrical portion made of a magnetic material configured in a cylindrical shape so as to cover the circumferential direction of the coil end portion;
A bottom portion made of a non-magnetic material installed on one end side of the cylindrical portion so as to cover the axial end face side of the coil end portion;
The commutator motor for electric tools characterized by being comprised from these.
前記底部が前記シャフトに圧入固定されていることを特徴とする電動工具用整流子モータ。 The commutator motor for an electric tool according to claim 2,
A commutator motor for an electric tool, wherein the bottom portion is press-fitted and fixed to the shaft.
前記円筒部は、前記コアの軸方向端面と接する側に凸部形状を備え、
前記凸部形状が前記コアの有する複数のスリットに対して嵌合するように構成されていることを特徴とする電動工具用整流子モータ。 In the commutator motor for electric tools according to claim 2 or 3,
The cylindrical portion has a convex shape on the side in contact with the axial end surface of the core,
A commutator motor for an electric tool, wherein the convex shape is configured to fit into a plurality of slits of the core.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN105971492A (en) * | 2016-06-08 | 2016-09-28 | 西南石油大学 | Magnet-based torsion percussion boring tool |
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2006
- 2006-09-19 JP JP2006252613A patent/JP2008079366A/en active Pending
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