JP4714507B2 - motor - Google Patents

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本発明は、整流子を有するモータに関し、詳しくは、整流子のセグメント間を電気的に接続するモータの構築技術に関する。   The present invention relates to a motor having a commutator, and more particularly to a construction technique of a motor for electrically connecting commutator segments.

通常、直流モータでは、固定子の極数と同数のブラシが必要とされていた。しかしながら、ブラシの数が多くなる程に、電機子が回転する際の整流子とブラシの摩擦による抵抗損失が大きくなる虞がある。また、ブラシの数が多くなる程に、部品点数も増加する。そこで、整流子に設けられたセグメントのうち対角に位置するセグメント間を均圧し、両セグメントにそれぞれ接続されているコイルを接続して電気的に等価とし、例えば、固定子が4極であっても2個のブラシを用いて駆動することができるようにしたモータが知られている。このようなモータについて、セグメント間を、整流子と電機子との間のネック部にワイヤを配線して接続し、均圧するように構成したモータが特開2000−134873号公報(特許文献1参照)に開示されている。
特開2000−134873号公報
Usually, DC motors require as many brushes as the number of stator poles. However, as the number of brushes increases, the resistance loss due to friction between the commutator and the brush when the armature rotates may increase. Moreover, the number of parts increases as the number of brushes increases. Therefore, the segments located on the diagonal among the segments provided in the commutator are equalized, and the coils connected to the two segments are connected to make them electrically equivalent. For example, the stator has four poles. However, a motor that can be driven by using two brushes is known. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-134873 (refer to Patent Document 1) discloses a motor in which segments are connected by connecting wires by connecting wires to a neck portion between a commutator and an armature. ).
JP 2000-134873 A

上記従来の技術で記載したようなモータの整流子と電機子との間のネック部には、さらに、電機子のスロット間に配設されるコイルを形成するワイヤも配線される。したがって、ネック部のワイヤの配線数が増え、出力軸、電機子、整流子、コイルから構成される回転子が回転する際の荷重が増えてモータに負担がかかる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、整流子のセグメント間を、合理的に電気的に接続するモータの構築技術を提供する。
A wire forming a coil disposed between the slots of the armature is further wired at the neck portion between the commutator and the armature of the motor as described in the prior art. Therefore, the number of wires in the neck portion increases, and the load when the rotor composed of the output shaft, armature, commutator and coil rotates increases, and the motor is burdened.
This invention is made | formed in view of this point, and provides the construction technique of the motor which connects between the segments of a commutator rationally electrically.

(請求項1に記載の発明)
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項1に記載の発明によれば、電機子と、電機子とともに回転する整流子と、整流子の長軸回りの周方向に配設された複数のセグメントと、電機子と整流子間に配設されるとともに電機子とともに回転することで冷却風を導入するファン装置とを有するモータが構成される。
本発明における「モータ」としては、整流子およびブラシにより電機子巻線に供給される電流の方向が整流されるモータを広く包含する。典型的には、直流モータや交流整流子モータがこれに該当する。
(Invention of Claim 1)
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, the armature, the commutator rotating together with the armature, the plurality of segments arranged in the circumferential direction around the major axis of the commutator, and the armature and the commutator A motor having a fan device that is disposed and rotates with the armature to introduce cooling air is configured.
The “motor” in the present invention broadly includes motors in which the direction of current supplied to the armature winding is commutated by a commutator and a brush. Typically, this is a DC motor or an AC commutator motor.

本発明のモータでは、導電性材料で形成されるとともに整流子の周りに配置された複数の羽根によって構成される導電性領域を有している。そして、このファン装置は、当該導電性領域が複数のセグメントに当接することによってセグメント間を電気的に接続するように電機子と整流子間に配設される。
本発明のモータによれば、ファン装置が電機子と整流子間に配設されることにより、ファン装置の導電性領域が複数のセグメントに当接することによってセグメント間を電気的に接続するように配設される。
セグメント間を電気的に接続する方法としては、上記従来の技術で記載したように、整流子と電機子間のネック部にワイヤを配線してセグメント間を接続する方法や、セグメント間を電気的に接続するための装置を、別途整流子の近傍等に配設する方法が採用されていた。
本発明によれば、まず、セグメント間をワイヤで接続する必要がない。したがって、ネック部のワイヤの配線数を減少させることができ、出力軸、電機子、整流子、コイルから構成される回転子が回転する際の荷重を減少させることができる。また、セグメント間を電気的に接続するための装置を別途配設する必要がないので、その配設スペースや配設手順を検討する必要がなく、モータの組み立てが簡単化される。
本発明のモータは、導電性領域がセグメント間を電気的に接続するようにファン装置が配設されることにより、ファン装置が配設されることで導電性領域がセグメント間を電気的に接続する経路の全部となり、ファン装置が配設されるだけでセグメント間が電気的に接続されるように構成されていてもよい。あるいは、本発明のモータは、ファン装置が配設されることで導電性領域がセグメント間を電気的に接続する経路の一部となり、モータの他の構成部品も寄与することで、ファン装置が配設されるとセグメント間が電気的に接続されるように構成されていてもよい。
また、「ファン装置」は、電機子とともに回転することで少なくとも冷却風を導入する構成を有していればよく、典型的には、冷却風を導入する羽根や、羽根の固定部材や、ファン装置を電機子と整流子間に組み付けるための部材を有する組み立て品として構成される。本発明のモータでは、このように構成されたファン装置のいずれかの部分が導電性領域となっている。導電性領域は、部材間を電気的に接続可能な導電性の材料で形成されていればよく、典型的には、鉄等の金属を用いて形成される。
The motor of the present invention has a conductive region formed of a plurality of blades formed of a conductive material and arranged around the commutator . And this fan apparatus is arrange | positioned between an armature and a commutator so that it may electrically connect between segments, when the said electroconductive area | region contact | abuts a several segment .
According to the motor of the present invention, the fan device is disposed between the armature and the commutator so that the conductive regions of the fan device are in contact with the plurality of segments to electrically connect the segments. Arranged.
As a method of electrically connecting the segments, as described in the prior art, a method of connecting the wires by connecting a wire to the neck portion between the commutator and the armature, or an electrical connection between the segments. A method has been employed in which a device for connecting to the device is separately provided in the vicinity of the commutator.
According to the present invention, first, there is no need to connect segments with wires. Therefore, the number of wires of the neck portion can be reduced, and the load when the rotor composed of the output shaft, the armature, the commutator, and the coil rotates can be reduced. In addition, since it is not necessary to separately arrange a device for electrically connecting the segments, it is not necessary to consider the arrangement space and arrangement procedure, and the assembly of the motor is simplified.
In the motor of the present invention, the fan device is disposed so that the conductive region electrically connects between the segments, so that the conductive region electrically connects between the segments by disposing the fan device. It may be configured such that the segments are all connected, and the segments are electrically connected only by disposing the fan device. Alternatively, in the motor of the present invention, when the fan device is disposed, the conductive region becomes a part of a path for electrically connecting the segments, and other components of the motor also contribute, so that the fan device When arranged, the segments may be configured to be electrically connected.
The “fan device” only needs to have a configuration that introduces at least cooling air by rotating together with the armature. Typically, the fan device introduces cooling air, a blade fixing member, a fan, and the like. The device is configured as an assembly having members for assembling the device between the armature and the commutator. In the motor of the present invention, any part of the fan device configured as described above is a conductive region. The conductive region only needs to be formed of a conductive material that can be electrically connected between members, and is typically formed using a metal such as iron.

ところで、整流子は、当該整流子の外周面に摺動するブラシと共同して電機子のコイルに電流を供給するが、整流子とブラシの摩擦および通電に伴い、ブラシの摺動部および通電部である整流子のセグメントには熱が発生し易い。本発明のモータでは、ファン装置が配設されると、導電性領域とセグメントが電気的に接続されるので、モータが作動中に各セグメントに発生した熱が導電性領域に伝達し、導電性領域を介して放出される。すなわち、導電性領域が各セグメントの放熱フィンの役割を果す。
したがって、本発明のモータでは、ファン装置が、本来のファン装置の機能である冷却風導入、セグメント間の電気的接続、およびセグメントの放熱を同時に行うように構成されている。
By the way, the commutator supplies current to the coil of the armature in cooperation with the brush that slides on the outer peripheral surface of the commutator. Heat is likely to be generated in the commutator segment that is a part. In the motor of the present invention, when the fan device is disposed, the conductive region and the segment are electrically connected, so that heat generated in each segment during operation of the motor is transmitted to the conductive region, and the conductive region Released through the region. That is, the conductive region plays the role of a heat radiating fin of each segment.
Therefore, in the motor of the present invention, the fan device is configured to simultaneously introduce cooling air, which is a function of the original fan device, electrical connection between the segments, and heat radiation of the segments.

(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載のモータにおいて、ファン装置は、モータの長軸方向と交叉する方向に延びるとともに導電性材料で形成され、互いに絶縁された状態で電機子の周方向に順次配設された複数の羽根と、モータ長軸方向に突出するように羽根のそれぞれに設けられるとともに導電性材料で形成された突起部と、各突起部に嵌合可能な嵌合孔が周方向に順次配設されるとともに導電性材料で形成され、互いに絶縁された状態で重ね合わせ状に配設された複数の環状接続部材とを有している。そして、突起部と嵌合孔とを選択的に組み合わせることによって電気的に接続状態とされた羽根および環状接続部材毎に、複数の導電性領域がファン装置に形成される。
本発明のモータでは、羽根に設けられた突起部と、接続部材に設けられた嵌合孔とを選択的に組み合わせて配設することにより、電気的に接続状態とされた羽根および環状接続部材毎に、複数の導電性領域が形成される。したがって、ファン装置が電機子と整流子間に配設されることで、複数の導電性領域毎に複数のセグメント間を別々に電気的に接続することができる。
また、本発明のモータの導電性領域には羽根が設けられている。羽根は、その冷却風を導入するといった本来の機能を果たすために、概して、モータの長軸方向の交叉する方向に広い表面積の延在部を有している。したがって、セグメントに発生した熱が羽根に伝達し易く、羽根を介して放出され易い。また、羽根は、モータの作動中には、電機子とともに回転するように構成されている。したがって、羽根の周囲の空気は常に流動しており、伝達されたセグメントの熱が迅速に放出される。
また、本発明によれば、モータの組み立て従事者は、環状接続部材を組み付ける際に、その嵌合孔を羽根の突起部に嵌合すればよく、環状接続部材を簡単に確実に組み付けることができる。
また、羽根の突起部に環状接続部材の嵌合孔が嵌合されることで、羽根と環状接続部材は電気的にも構造的にも接続されるので、環状接続部材により羽根の径方向の位置が規制され、羽根の固着力が向上し、回転中に羽根に作用する遠心力に対する強度が向上する。なお、本発明のモータにおいて、各突起部は、ファン装置が回転されている際に、各羽根および突起部に配設された環状接続部材に作用する遠心力が小さい位置として、モータの長軸方向と交叉する方向において、各羽根のモータの軸線寄りの位置に設けられているのが好ましい。
1つの導電性領域を形成する羽根の数や、導電性領域の数は、モータの仕様に基づいて適宜決められていればよい。典型的には、これらの数は、当該モータの極数とブラシ数とセグメント数によって決められる。例えば、4極2ブラシのモータでれば、同電位であるべきセグメントの数は2(2=4(極数)/2(ブラシ数))であるので、1つの導電性領域毎に2つずつのセグメントを電気的に接続する。一般的には、ファン装置が整流子と電機子間に配設される際に、各羽根が各セグメントに電気的に接続するように構成されるので、1つの導電性領域を形成する羽根の数を2とする。そして、セグメントの数が10であれば5つの導電性領域が形成される。したがって、10個の各セグメントに当接する10枚の各羽根が、5つの環状接続部材により選択的に2枚ずつ電気的に接続される。
(Invention of Claim 2)
According to a second aspect of the present invention, in the motor according to the first aspect, the fan device extends in a direction crossing the major axis direction of the motor, is formed of a conductive material, and is electrically insulated from each other. A plurality of blades sequentially arranged in the circumferential direction of the child, a protrusion provided on each of the blades so as to protrude in the motor long axis direction, and a protrusion formed of a conductive material, and can be fitted to each protrusion The fitting holes are sequentially arranged in the circumferential direction, and are formed of a conductive material, and have a plurality of annular connecting members arranged in an overlapping manner in a state of being insulated from each other. A plurality of conductive regions are formed in the fan device for each blade and annular connection member that are electrically connected by selectively combining the protrusion and the fitting hole.
In the motor of the present invention, the blade and the annular connection member that are electrically connected by selectively combining the protrusion provided on the blade and the fitting hole provided on the connection member. A plurality of conductive regions are formed for each time. Therefore, by disposing the fan device between the armature and the commutator, the plurality of segments can be electrically connected separately for each of the plurality of conductive regions.
The conductive region of the motor of the present invention is provided with blades. In order to perform the original function of introducing the cooling air, the blade generally has an extended portion with a large surface area in the intersecting direction of the major axis direction of the motor. Therefore, the heat generated in the segment is easily transmitted to the blade and is easily released through the blade. The blade is configured to rotate with the armature during operation of the motor. Thus, the air around the blades is constantly flowing and the transferred segment heat is quickly released.
In addition, according to the present invention, when assembling the annular connecting member, the motor assembly worker can simply and reliably assemble the annular connecting member by fitting the fitting hole into the protrusion of the blade. it can.
In addition, since the fitting hole of the annular connection member is fitted to the protrusion of the blade, the blade and the annular connection member are electrically and structurally connected. The position is restricted, the fixing force of the blade is improved, and the strength against the centrifugal force acting on the blade during rotation is improved. Note that, in the motor of the present invention, each protrusion has a long axis of the motor as a position where the centrifugal force acting on each blade and the annular connecting member disposed on the protrusion is small when the fan device is rotated. It is preferable that each blade is provided at a position near the axis of the motor in the direction crossing the direction.
The number of blades forming one conductive region and the number of conductive regions may be appropriately determined based on the specifications of the motor. Typically, these numbers are determined by the number of poles, brushes and segments of the motor. For example, in the case of a 4-pole 2-brush motor, the number of segments that should have the same potential is 2 (2 = 4 (the number of poles) / 2 (the number of brushes)), so two for each conductive region. Each segment is electrically connected. Generally, when the fan device is disposed between the commutator and the armature, each blade is configured to be electrically connected to each segment, so that the blades forming one conductive region Let the number be 2. If the number of segments is 10, five conductive regions are formed. Accordingly, each of the 10 blades in contact with the 10 segments is selectively electrically connected to each other by the five annular connecting members.

(請求項3に記載の発明)
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載のモータにおいて、ファン装置は、モータの長軸方向から冷却風を導入するように構成されている。また、羽根のそれぞれには、各セグメントに当接される当接部が設けられている。この各当接部は、それぞれが各セグメントに当接されている状態で、当接部間に、モータの長軸方向から冷却風が流通する隙間が形成されるように構成されている。また、各突起部は、各羽根において、モータの長軸方向と交叉する方向において、各当接部よりもモータの外周寄りの位置に設けられるとともに、環状接続部材は整流子の外径よりも大きい内径を有している。これによって、ファン装置は、整流子の外周面と環状接続部材の内周面との間に冷却風の流通空間を確保した状態で整流子に固定されるように構成されている。
本発明によれば、各当接部は、当接部間にモータの長軸方向から冷却風が流通するように構成されているとともに、環状接続部材は、その内周面と整流子の外周面の間に冷却風の流通空間が確保されつつ羽根に配設される。したがって、整流子の外周面に沿ってファン装置の軸線方向に向かう冷却風の流れを形成することができる。これにより、冷却風を、ブラシの摺動部および通電部であり発熱し易いセグメントの直近に、積極的に流通させることが可能となり、ファン装置による整流子の冷却効率が向上する。
(Invention of Claim 3)
According to a third aspect of the present invention, in the motor of the second aspect, the fan device is configured to introduce cooling air from the long axis direction of the motor. Each blade is provided with an abutting portion that abuts on each segment. Each of the contact portions is configured such that a gap through which cooling air flows from the major axis direction of the motor is formed between the contact portions in a state where each contact portion is in contact with each segment. In addition, each protrusion is provided at a position closer to the outer periphery of the motor than each contact portion in the direction intersecting with the major axis direction of the motor in each blade, and the annular connecting member is larger than the outer diameter of the commutator. Has a large inner diameter. Accordingly, the fan device is configured to be fixed to the commutator in a state in which a cooling air circulation space is ensured between the outer peripheral surface of the commutator and the inner peripheral surface of the annular connecting member.
According to the present invention, each contact portion is configured such that cooling air flows between the contact portions from the long axis direction of the motor, and the annular connection member includes the inner peripheral surface and the outer periphery of the commutator. A cooling air circulation space is ensured between the surfaces, and is disposed on the blades. Therefore, it is possible to form a flow of cooling air toward the axial direction of the fan device along the outer peripheral surface of the commutator. Accordingly, it is possible to actively circulate the cooling air in the immediate vicinity of the segment that is the sliding portion and the energization portion of the brush and easily generates heat, and the cooling efficiency of the commutator by the fan device is improved.

(請求項4に記載の発明)
請求項4に記載の発明によれば、請求項2または3に記載のモータにおいて、各突起部は、各羽根において、モータの長軸方向と交叉する方向においてモータの軸線寄りの位置に設けられている。これによって、電機子とともにファン装置が回転されている際に、各羽根および環状接続部材に作用する遠心力の影響が軽減されるように構成されている。
ファン装置が回転されている際には、その回転中心よりも遠い位置に設けられている部材ほどその遠心力の影響を受け易い。本発明では、モータの長軸方向と交叉する方向に広い表面積の延在部を有している羽根の、比較的モータの軸線寄りの位置に突起部を設けるように、モータを構成することができる。これにより、突起部に嵌合して配設される複数の環状接続部材も、モータの軸線寄りの位置に配設されることとなる。したがって、環状接続部材はファン装置の回転中心寄りの位置に配設され、この環状接続部材および環状接続部材が配設されている羽根に作用する遠心力の影響が軽減される。
(Invention of Claim 4)
According to a fourth aspect of the present invention, in the motor according to the second or third aspect, each protrusion is provided on each blade at a position near the motor axis in the direction crossing the major axis direction of the motor. ing. Thereby, when the fan device is rotated together with the armature, the influence of the centrifugal force acting on each blade and the annular connecting member is reduced.
When the fan device is rotating, the member provided at a position farther from the center of rotation is more susceptible to the centrifugal force. In the present invention, the motor may be configured such that the protrusion is provided at a position relatively close to the motor axis of the blade having a wide surface area extending in the direction crossing the major axis direction of the motor. it can. As a result, the plurality of annular connecting members that are fitted to the protrusions are also arranged at positions near the motor axis. Therefore, the annular connecting member is disposed at a position near the rotation center of the fan device, and the influence of the centrifugal force acting on the annular connecting member and the blade on which the annular connecting member is disposed is reduced.

本発明によれば、整流子のセグメント間を、合理的に電気的に接続するモータの構築技術が提供されることとなった。   According to the present invention, a technology for constructing a motor that rationally electrically connects commutator segments is provided.

以下に本発明の一実施の形態につき、図1〜図5に基づいて説明する。
本実施の形態では、本発明の「モータ」を、電動式(充電式)のインパクトドライバ100に設けられる駆動モータに適用する場合について説明する。また、駆動モータが4極2ブラシの直流モータであり、整流子の対角に位置するセグメント間が電気的に接続され、電機子の対角に位置するコイルが直列状に接続されている場合について説明する。なお、以降、セグメント間が電気的に接続されることを、セグメント間が均圧されると言う。
図1は、本実施の形態に係るインパクトドライバ100の全体構成を概略的に示す一部破断の側断面図である。図2は、インパクトドライバ100の駆動モータの概略構成を示す断面図である。図3は、駆動モータの回転子に冷却ファンが取り付けられている状態を示す斜視図である。なお、電機子に配設されているコイルは、便宜上省略してある。図4には、図3に示した、回転子と冷却ファンの組立図を示す。図5には、冷却ファンの羽根部分の断面図を示す。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a case where the “motor” of the present invention is applied to a drive motor provided in an electric (rechargeable) impact driver 100 will be described. Also, when the drive motor is a 4-pole 2-brush DC motor, the segments located on the diagonal of the commutator are electrically connected, and the coils located on the diagonal of the armature are connected in series Will be described. In addition, hereinafter, when the segments are electrically connected, it is referred to as equalization between the segments.
FIG. 1 is a partially broken side sectional view schematically showing the overall configuration of an impact driver 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a drive motor of the impact driver 100. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a cooling fan is attached to the rotor of the drive motor. In addition, the coil arrange | positioned at an armature is abbreviate | omitted for convenience. FIG. 4 shows an assembly diagram of the rotor and the cooling fan shown in FIG. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the blade portion of the cooling fan.

図1に示すように、本実施の形態に係るインパクトドライバ100は、概括的に見て、インパクトドライバ100の外郭を形成する本体部101、当該本体部101の先端領域に着脱自在に取り付けられて各種ネジのネジ締め作業を行うドライバビット109を主体として構成される。
本体部101は、モータハウジング103、ギアハウジング105およびハンドグリップ107から構成されている。モータハウジング103内には、駆動モータ121が収容されている。駆動モータ121は、本発明における「モータ」に対応する。
ハンドグリップ107には、駆動モータ121の電源スイッチを投入操作するトリガ125が設けられている。
ギアハウジング105内には、駆動モータ121の出力軸122の回転を適宜減速するための遊星ギア装置からなる減速機構111、減速機構111によって回転駆動されるスピンドル112、当該スピンドル112からボール113を伝達部材として回転駆動されるハンマー114、およびハンマー114によって回転駆動されるアンビル115が配置されている。ハンマー114はスピンドル112の長軸方向に相対的に移動可能とされ、圧縮コイルスプリング116によってアンビル115側に向けて付勢されている。なお、アンビル115の先端は、ギアハウジング105の先端から突出しており、この突出された先端部にドライバビット109が着脱自在に取り付けられる。
As shown in FIG. 1, the impact driver 100 according to the present embodiment is generally attached to a main body 101 that forms an outline of the impact driver 100 and a distal end region of the main body 101 so as to be detachable. It is mainly composed of a driver bit 109 for performing screw tightening work of various screws.
The main body 101 includes a motor housing 103, a gear housing 105, and a hand grip 107. A drive motor 121 is accommodated in the motor housing 103. The drive motor 121 corresponds to the “motor” in the present invention.
The hand grip 107 is provided with a trigger 125 for turning on the power switch of the drive motor 121.
In the gear housing 105, a speed reduction mechanism 111 including a planetary gear device for appropriately reducing the rotation of the output shaft 122 of the drive motor 121, a spindle 112 rotated by the speed reduction mechanism 111, and a ball 113 is transmitted from the spindle 112. A hammer 114 that is rotationally driven as a member, and an anvil 115 that is rotationally driven by the hammer 114 are arranged. The hammer 114 is relatively movable in the longitudinal direction of the spindle 112 and is urged toward the anvil 115 side by a compression coil spring 116. The tip of the anvil 115 protrudes from the tip of the gear housing 105, and the driver bit 109 is detachably attached to the protruding tip.

このように構成されたインパクトドライバ100によれば、ドライバビット109による締め付けトルクが大きくなって所定の高負荷状態となった際には、ハンマー114の打撃動作によりドライバビット109に大きな締め付けトルクを発生させることができる。なお、インパクトドライバの作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は、便宜上省略する。   According to the impact driver 100 configured as described above, when the tightening torque by the driver bit 109 is increased and a predetermined high load state is reached, a large tightening torque is generated in the driver bit 109 by the hammering operation of the hammer 114. Can be made. Since the operating principle of the impact driver itself belongs to a well-known technical matter, a detailed description of the configuration and operation is omitted for convenience.

次に駆動モータ121の概略構成を、図2を参照して説明する。本実施の形態における駆動モータ121としては、バッテリー127(併せて、図1参照)を駆動電源とする4極の直流モータが用いられている。駆動モータ121は、出力軸122、出力軸122と一体的に回転する冷却ファン151、出力軸122と一体的に回転しコイル134を構成するワイヤが巻装されている電機子133、モータハウジング103に固定されて電機子133の周囲にフィールド磁界を発生させている固定子135、出力軸122の一端側(減速機構111の反対側)に設けられた整流子137、整流子137の外周面に設けられた複数のセグメントに摺接して電機子133に配設されたコイル134に駆動電流を供給する2個のブラシ145を主体として構成されている。
出力軸122は、一端(後端、すなわち図2に示す左端)がモータハウジング103に軸受123を介して回転自在に支持され、他端側(減速機構111側、すなわち図2に示す右側)がギアハウジング105(併せて、図1参照)に軸受124を介して回転自在に支持されている。なお、出力軸122、電機子133、整流子137、コイル134によって回転子が構成されている。
Next, a schematic configuration of the drive motor 121 will be described with reference to FIG. As the drive motor 121 in the present embodiment, a four-pole direct current motor using a battery 127 (also see FIG. 1 as a drive power source) is used. The drive motor 121 includes an output shaft 122, a cooling fan 151 that rotates integrally with the output shaft 122, an armature 133 that rotates integrally with the output shaft 122 and is wound with a wire that forms a coil 134, and the motor housing 103. Fixed to the stator 135 generating a field magnetic field around the armature 133, a commutator 137 provided on one end side of the output shaft 122 (opposite side of the speed reduction mechanism 111), and an outer peripheral surface of the commutator 137. It is mainly composed of two brushes 145 that slidably contact a plurality of provided segments and supply a drive current to a coil 134 disposed in the armature 133.
The output shaft 122 has one end (rear end, ie, the left end shown in FIG. 2) rotatably supported by the motor housing 103 via a bearing 123, and the other end side (the speed reduction mechanism 111 side, ie, the right side shown in FIG. 2). A gear housing 105 (also see FIG. 1) is rotatably supported via a bearing 124. The output shaft 122, the armature 133, the commutator 137, and the coil 134 constitute a rotor.

上記のように構成された駆動モータ121に電源が投入され、固定子135のフィールド磁界の中で電機子133のコイル134に、ブラシ145、整流子137のセグメントを介して駆動電流が供給されることで、回転子が回転駆動される。この際、整流子137およびブラシ145は、電機子133および出力軸122が所定の方向に連続的に回転するように、コイル134に流れる電流の方向を適宜切り替えている。なお、このように構成された直流モータの作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は便宜上省略する。
また、電機子133と整流子137の間に配置されている冷却ファン151は、遠心ファンとして機能する。したがって、冷却ファン151は、駆動モータ121が駆動されると出力軸122と一体的に回転し、整流子137側(図2に示す左側)のモータハウジング103に設けられた風窓(図示省略)から導入した冷却風を、モータの半径方向(長軸方向と交叉する方向)に流出させる。これにより、整流子137、ブラシ145およびそれらの周辺部を冷却する。冷却後の風は、モータハウジング103のモータの半径方向に設けられた風窓(図示省略)から外部へ放出される。なお、冷却ファン151の詳細な構成は後述する。
また、整流子137の長軸回りには、周方向に10個のセグメント137aが配設されている(併せて、図4参照)。各セグメント137aには溝状の接続部137bが設けられている。この接続部137bに埋め込まれたワイヤにより電機子133のスロット間にコイル134を形成されることで、当該セグメントに接続されたコイル134が形成される。なお、隣接するセグメント間は絶縁されている。
Power is supplied to the drive motor 121 configured as described above, and drive current is supplied to the coil 134 of the armature 133 in the field magnetic field of the stator 135 through the segments of the brush 145 and the commutator 137. Thus, the rotor is driven to rotate. At this time, the commutator 137 and the brush 145 appropriately switch the direction of the current flowing through the coil 134 so that the armature 133 and the output shaft 122 continuously rotate in a predetermined direction. Note that the operating principle of the direct current motor configured as described above belongs to a well-known technical matter, and therefore a detailed description of the configuration and operation is omitted for the sake of convenience.
The cooling fan 151 disposed between the armature 133 and the commutator 137 functions as a centrifugal fan. Therefore, the cooling fan 151 rotates integrally with the output shaft 122 when the drive motor 121 is driven, and from a wind window (not shown) provided in the motor housing 103 on the commutator 137 side (left side shown in FIG. 2). The introduced cooling air is caused to flow out in the radial direction of the motor (direction intersecting with the major axis direction). Thereby, the commutator 137, the brush 145, and those peripheral parts are cooled. The cooled wind is discharged to the outside from a wind window (not shown) provided in the motor radial direction of the motor housing 103. The detailed configuration of the cooling fan 151 will be described later.
Further, around the major axis of the commutator 137, ten segments 137a are arranged in the circumferential direction (refer to FIG. 4 together). Each segment 137a is provided with a groove-like connecting portion 137b. The coil 134 connected to the segment is formed by forming the coil 134 between the slots of the armature 133 by the wire embedded in the connection portion 137b. Adjacent segments are insulated from each other.

次に、冷却ファン151の詳細な構成を、図3〜図5を用いて説明する。
図4に示すように、冷却ファン151には、金属製の10枚の羽根151a、10枚の羽根を放射状に整流子137側で固定する樹脂製の第1ファンリング151b、10枚の羽根を放射状に電機子133側で固定するとともに電機子133のスロットに冷却ファン151を固定する樹脂製の第2ファンリング151c、対角のセグメント間を均圧するための5枚の均圧リング151dが設けられている。
羽根151aには、延在部H1、当接部H2、突起部H3、第2ファンリング151cに接続される接続部(特に図示していない。)が設けられている。延在部H1は、比較的広い表面積を有し、モータの長軸方向と交叉する方向に延在し、回転することで風を導入する。当接部H2は、延在部H1の一端面からモータの長軸方向に延びるよう形成され、冷却ファン151が配設されるとことで、整流子137のセグメント137aに当接される。なお、当接部H2は、セグメント137aに当接された際に、当接部間に冷却風を流通可能な隙間が形成される大きさにて構成される。突起部H3は、当接部H2よりも延在部H1側(駆動モータ121の外周寄りの位置)に、モータの長軸方向に突出状に設けられ、均圧リング151dの各孔(詳細は、後述する。)が嵌合される。なお、突起部H3は、当接部H2よりも延在部H1側ではあるものの、延在部H1の径方向の寸法からすれば比較的モータの軸線寄りの位置に設けられている。
第1ファンリング151bには、羽根151aの各突起部H3を嵌合させるための孔が円周方向に等間隔に10個設けられている。
第2ファンリング151cには、羽根151aの接続部(図示省略)を嵌合させるための孔が円周方向に等間隔に10個設けられている。第2ファンリング151cは、概ね電機子133の外径と同じ外径で形成されており、電機子133の各スロットに嵌合するリブが円周方向に等間隔に10個設けられている。
第1ファンリング151bの羽根嵌合用の孔に各羽根151aの突起部H3を嵌合させるとともに、および第2ファンリング151cの羽根嵌合用の孔に各羽根151aの接続部を嵌合させることにより、10枚の羽根が放射状に固定される。
Next, a detailed configuration of the cooling fan 151 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, the cooling fan 151 has 10 blades 151 a made of metal, 10 blades made of resin, and the first blade ring 151 b made of resin that fixes the blades radially on the commutator 137 side. A resin-made second fan ring 151c that is fixed radially on the armature 133 side and that fixes the cooling fan 151 to a slot of the armature 133, and five pressure equalizing rings 151d for equalizing the diagonal segments are provided. It has been.
The blade 151a is provided with a connecting portion (not shown) connected to the extending portion H1, the abutting portion H2, the protruding portion H3, and the second fan ring 151c. The extending portion H1 has a relatively large surface area, extends in a direction crossing the major axis direction of the motor, and introduces wind by rotating. The abutting portion H2 is formed so as to extend from one end surface of the extending portion H1 in the major axis direction of the motor, and is disposed in contact with the segment 137a of the commutator 137 when the cooling fan 151 is disposed. Note that the abutting portion H2 is configured to have such a size that when the abutting portion H2 is abutted against the segment 137a, a gap through which cooling air can flow is formed between the abutting portions. The protrusion H3 is provided on the extended portion H1 side of the contact portion H2 (position near the outer periphery of the drive motor 121) so as to protrude in the long axis direction of the motor, and each hole of the pressure equalizing ring 151d (for details) , Which will be described later). Although the protrusion H3 is on the extending part H1 side with respect to the contact part H2, the protrusion H3 is provided at a position relatively close to the axis of the motor in terms of the radial dimension of the extending part H1.
The first fan ring 151b is provided with ten holes at equal intervals in the circumferential direction for fitting the protrusions H3 of the blades 151a.
The second fan ring 151c is provided with ten holes at equal intervals in the circumferential direction for fitting connection portions (not shown) of the blades 151a. The second fan ring 151c is formed with an outer diameter that is substantially the same as the outer diameter of the armature 133, and ten ribs that fit into the slots of the armature 133 are provided at equal intervals in the circumferential direction.
By fitting the projection H3 of each blade 151a into the blade fitting hole of the first fan ring 151b and fitting the connection portion of each blade 151a into the blade fitting hole of the second fan ring 151c Ten blades are fixed radially.

そして、第1ファンリング151bの孔から突出している各羽根151aの突起部H3に、均圧リング151dを5枚配設する。
均圧リング151dは、第1ファンリング151bと同じ径を有する導電性部性部材で構成されている。均圧リング151dの内径は、整流子137の外径よりも大きく、突起部H3に配設された際に当接部H2に接触しない寸法に設定されている。また、その上面と下面には絶縁物の粉体がふきつけられ、均圧リング151dが積層状の配設された際に、互いの絶縁状態が維持できるように構成されている。また、均圧リング151dには、8個の絶縁孔Aと2個の接続孔Bが設けられている。各孔は、均圧リング151dの円周方向に36度ずつずれた位置に等間隔に設けられ、このうち2個の接続孔Bは対角の位置に設けられている。絶縁孔Aは、絶縁孔Aが羽根151aの突起部H3に配置された際に、絶縁孔Aの内周面が突起部H3に接触しないような、突起部H3の径よりも大きい孔径にて形成されている。また、絶縁孔Aの内周面には上面および下面と同じ絶縁物の粉体がふきつけられている。一方、接続孔Bは、接続孔Bが羽根151aの突起部H3に嵌合された際に、接続孔Aの内周面が突起部H3に接触するような孔径にて形成されている。接続孔Bの内周面には絶縁物の粉体はふきつけられていない。したがって、均圧リング151dが配設されると、その接続孔Bにて嵌合された突起部H3が設けられている対角に位置する羽根同士が電気的に接続される。
この均圧リング151dを、図4に示すように、接続孔Bの位置を円周方向に1つずつずらした状態で順次、突起部H3に積層状(重ね合わせ状)に配設する。これにより、均圧リング1つにつき、対角に位置する一対の羽根同士が電気的に接続され、図3に示すように5枚の均圧リング151dが配設された状態では、対角に位置する五対の羽根同士が電気的に接続される。すなわち、冷却ファン151に、電気的に接続状態とされた羽根および均圧リング毎に、5つの導電性領域が形成される。
Then, five pressure equalizing rings 151d are arranged on the protrusion H3 of each blade 151a protruding from the hole of the first fan ring 151b.
The pressure equalizing ring 151d is composed of a conductive part member having the same diameter as the first fan ring 151b. The inner diameter of the pressure equalizing ring 151d is larger than the outer diameter of the commutator 137, and is set to a dimension that does not come into contact with the contact portion H2 when disposed on the protrusion H3. Further, the upper and lower surfaces are wiped with an insulating powder, and when the pressure equalizing ring 151d is disposed in a laminated form, the insulating state can be maintained. The pressure equalizing ring 151d is provided with eight insulating holes A and two connection holes B. The holes are provided at equal intervals at positions shifted by 36 degrees in the circumferential direction of the pressure equalizing ring 151d, and two of the connection holes B are provided at diagonal positions. The insulating hole A has a hole diameter larger than the diameter of the protruding portion H3 so that the inner peripheral surface of the insulating hole A does not contact the protruding portion H3 when the insulating hole A is disposed in the protruding portion H3 of the blade 151a. Is formed. Further, the same insulating powder as the upper and lower surfaces is wiped on the inner peripheral surface of the insulating hole A. On the other hand, the connection hole B is formed with such a hole diameter that the inner peripheral surface of the connection hole A contacts the protrusion H3 when the connection hole B is fitted to the protrusion H3 of the blade 151a. The insulating powder is not wiped on the inner peripheral surface of the connection hole B. Therefore, when the pressure equalizing ring 151d is disposed, the blades positioned diagonally provided with the protrusion H3 fitted in the connection hole B are electrically connected.
As shown in FIG. 4, the pressure equalizing ring 151 d is sequentially arranged in a stacked (superposed) manner on the protrusion H <b> 3 in a state where the positions of the connection holes B are shifted one by one in the circumferential direction. As a result, a pair of blades located diagonally are electrically connected to each pressure equalizing ring, and in a state where five pressure equalizing rings 151d are disposed as shown in FIG. Five pairs of located blades are electrically connected. That is, five conductive regions are formed in the cooling fan 151 for each blade and pressure equalizing ring that are electrically connected.

このように構成された冷却ファン151を、整流子137と電機子133間に配置する。
冷却ファン151は、第2ファンリング151cに設けられたリブを、電機子133の各スロットに嵌合させると、羽根151aの各当接部H2が各セグメント137aに当接するように構成されている。これにより、各羽根151aが各セグメント137aに電気的に接続される。したがって、図5に示すように、整流子137に設けられた1つのセグメント、当該セグメントに接続されている羽根151aの当接部H2、羽根151aの突起部H3、当該突起部に接続孔Bが嵌合している均圧リング(図5では、一番下方に配設されている均圧リング)、当該均圧リングの他方の接続孔、当該接続孔が嵌合している羽根の突起部、当該羽根の当接部、を介して当該当接部が当接しているセグメント(上記一方のセグメントとは整流子137の対角に位置するセグメント)が電気的に接続される(均圧される)。同様に整流子137の対角に位置する5対のセグメント間が、各羽根、各均圧部材を介して(5つの導電性領域によって)、均圧される。
The cooling fan 151 configured as described above is disposed between the commutator 137 and the armature 133.
The cooling fan 151 is configured such that when the ribs provided on the second fan ring 151c are fitted into the slots of the armature 133, the contact portions H2 of the blades 151a contact the segments 137a. . Thereby, each blade | wing 151a is electrically connected to each segment 137a. Therefore, as shown in FIG. 5, one segment provided in the commutator 137, the contact portion H2 of the blade 151a connected to the segment, the projection H3 of the blade 151a, and the connection hole B in the projection. The pressure equalizing ring fitted (the pressure equalizing ring arranged at the bottom in FIG. 5), the other connection hole of the pressure equalizing ring, and the protrusion of the blade into which the connection hole is fitted The segment in contact with the contact portion (the segment located on the opposite side of the commutator 137) is electrically connected (equalized) through the contact portion of the blade. ) Similarly, pressure is equalized between five pairs of segments located at the opposite corners of the commutator 137 via each blade and each pressure equalizing member (by five conductive regions).

また、上記したように、各羽根151aの当接部H2は、セグメント137aに当接された際に、当接部間に冷却風を流通可能な隙間が形成される大きさにて構成されている。さらに、各羽根151aにおいて、突起部H3は、当接部H2よりもモータの外周寄りの位置に設けられているとともに、各当接部H2に配設される均圧リング151dの内径は、整流子137の外径よりも大きく、各当接部H2には接触しない寸法に設定されている。したがって、整流子137の外周面と、各突起部H3に配設された均圧リング151dの内周面との間には、各当接部間に冷却風が流通する空間S(図3参照)が確保されている。これにより、冷却ファン151が回転されると、整流子137側(図2に示す左側)のモータハウジング103に設けられた風窓(図示省略)から、モータの軸線方向に、各セグメント137aの表面に沿って冷却ファン151の軸線方向に向かう冷却風の流れが形成される。そして、冷却風は、各空間Sを通り、各羽根151aの延在部H1の間からモータの半径方向に流出される。この「空間S」は、本発明の「冷却風の流通空間」に対応する。
また、本実施の形態の「冷却ファン151」は本発明の「ファン装置」に対応し、本実施の形態の「均圧リング151d」は本発明の「環状接続部材」に対応し、本実施の形態の「羽根151a」は本発明の「羽根」に対応する。また、本実施の形態の「羽根151a」と「均圧リング151d」は、本発明の「導電性領域」に対応する。また、本実施の形態の「突起部H3」は、本発明の「突起部」に対応する。また、本実施の形態の「接続孔B」は、本発明の「嵌合孔」に対応する。
Further, as described above, the abutting portion H2 of each blade 151a is configured to have such a size that when the abutting portion 137a is abutted against the segment 137a, a clearance is formed between the abutting portions so that cooling air can flow. Yes. Further, in each blade 151a, the protrusion H3 is provided at a position closer to the outer periphery of the motor than the contact portion H2, and the inner diameter of the pressure equalizing ring 151d disposed in each contact portion H2 is rectified. It is set to a dimension that is larger than the outer diameter of the child 137 and does not contact each contact portion H2. Therefore, between the outer peripheral surface of the commutator 137 and the inner peripheral surface of the pressure equalizing ring 151d disposed in each protrusion H3, a space S in which cooling air flows between the contact portions (see FIG. 3). ) Is secured. As a result, when the cooling fan 151 is rotated, from the air window (not shown) provided in the motor housing 103 on the commutator 137 side (left side shown in FIG. 2), the surface of each segment 137a is moved in the axial direction of the motor. A cooling air flow is formed along the direction of the axis of the cooling fan 151. Then, the cooling air flows through the spaces S and flows out from between the extending portions H1 of the blades 151a in the radial direction of the motor. This “space S” corresponds to the “cooling air circulation space” of the present invention.
The “cooling fan 151” of the present embodiment corresponds to the “fan device” of the present invention, and the “pressure equalizing ring 151d” of the present embodiment corresponds to the “annular connecting member” of the present invention. The “blade 151a” in the form corresponds to the “blade” of the present invention. Further, “blade 151a” and “pressure equalizing ring 151d” of the present embodiment correspond to “conductive region” of the present invention. The “projection H3” in the present embodiment corresponds to the “projection” in the present invention. The “connection hole B” in the present embodiment corresponds to the “fitting hole” in the present invention.

本実施の形態の駆動モータ121では、冷却ファン151の対角に位置する5対の羽根151aが5枚の均圧リング151dによりそれぞれ電気的に接続されている。そして、冷却ファン151が電機子133と整流子137間に配置されると、各羽根151aと各セグメント137aが電気的に接続される。これにより、対角に位置する各羽根が電気的に接続されたセグメント同士が、各羽根151a、各均圧リング151dを介して均圧される。したがって、駆動モータ121では、冷却ファン151が配設されるだけで、整流子137の対角に位置する5対のセグメント間が均圧される。
セグメント間を均圧する方法としては、セグメントに接続したワイヤを、整流子と電機子間のネック部に配線し、当該セグメントと均圧するセグメントに接続する方法や、セグメント間を電気的に接続するための装置を、別途整流子の近傍に配設する方法が採用されていた。本実施の形態の駆動モータ121によれば、まず、セグメント間をワイヤで接続する必要がない。したがって、整流子137と電機子133間のネック部のワイヤの配線数を減少させることができ、出力軸、電機子、整流子、コイルから構成される回転子が回転する際の荷重を減少させることができる。また、セグメント間を電気的に接続するための装置を別途配設する必要がないので、その配置スペースや配置手順を検討する必要がなく、駆動モータ121の組み立てが簡単化される。
In the drive motor 121 according to the present embodiment, five pairs of blades 151a located at the opposite corners of the cooling fan 151 are electrically connected by five pressure equalizing rings 151d. And if the cooling fan 151 is arrange | positioned between the armature 133 and the commutator 137, each blade | wing 151a and each segment 137a will be electrically connected. Thereby, the segments in which the blades located diagonally are electrically connected to each other are pressure-equalized through the blades 151a and the pressure equalizing rings 151d. Therefore, in the drive motor 121, only the cooling fan 151 is disposed, and the pressure between the five pairs of segments positioned at the diagonal of the commutator 137 is equalized.
As a method of equalizing the pressure between the segments, a wire connected to the segment is wired to the neck portion between the commutator and the armature, and connected to the segment that equalizes the pressure with the segment, or the segments are electrically connected. The method of arrange | positioning this apparatus separately in the vicinity of a commutator was employ | adopted. According to the drive motor 121 of the present embodiment, it is not necessary to connect the segments with wires. Accordingly, the number of wires in the neck portion between the commutator 137 and the armature 133 can be reduced, and the load when the rotor composed of the output shaft, the armature, the commutator, and the coil rotates is reduced. be able to. Further, since it is not necessary to separately provide a device for electrically connecting the segments, it is not necessary to consider the arrangement space and arrangement procedure, and the assembly of the drive motor 121 is simplified.

また、本実施の形態の駆動モータ121では、冷却ファン151が配置されると、各羽根151aと各セグメント137aが接続されるので、駆動モータ121が作動中にセグメント137aに発生した熱が各羽根151aに伝達し、これによりセグメント137aに発生した熱を放出させることができる。各羽根151aは、その冷却風を導入するといった本来の機能を果すために、モータの長軸方向に交差する方向に広い表面積の延在部H1を有している。したがって、各セグメント137aに発生した熱が各羽根151aに伝達され易く、各羽根151aが各セグメント137aの放熱フィンの役割を果し、熱が放出され易い。また、各羽根151aは、モータの作動中には、電機子133とともに回転するように構成されているので、各羽根151aの周囲の空気は常に流動しており、熱が迅速に放出される。   Further, in the drive motor 121 of the present embodiment, when the cooling fan 151 is disposed, each blade 151a and each segment 137a are connected, so that heat generated in the segment 137a during operation of the drive motor 121 is generated by each blade. 151a, and heat generated in the segment 137a can be released. Each blade 151a has an extended portion H1 having a large surface area in a direction intersecting the major axis direction of the motor in order to perform its original function of introducing the cooling air. Therefore, the heat generated in each segment 137a is easily transmitted to each blade 151a, and each blade 151a plays a role of a radiation fin of each segment 137a, so that heat is easily released. Further, since each blade 151a is configured to rotate together with the armature 133 during operation of the motor, the air around each blade 151a is always flowing, and heat is quickly released.

また、本実施の形態の駆動モータ121では、均圧リング151dを組み付ける際に、その接続孔Bを各羽根151aの突起部H3に嵌合すればよく、モータの組み立て従事者は、均圧リング151dを簡単に確実に組み付けることができる。   Further, in the drive motor 121 of the present embodiment, when the pressure equalizing ring 151d is assembled, the connection hole B may be fitted into the protrusion H3 of each blade 151a, and the motor assembly worker can 151d can be easily and reliably assembled.

また、本実施の形態の駆動モータ121では、各羽根151aの突起部H3に均圧リング151dの接続孔Bが嵌合されることで、各羽根151aと均圧リング151dは電気的にも構造的にも接続される。したがって、均圧リング151dにより各羽根151aの径方向の位置が規制され、各羽根151aの固着力が向上し、回転中に各羽根151aに作用する遠心力に対する強度が向上する。   Further, in the drive motor 121 of the present embodiment, the connecting hole B of the pressure equalizing ring 151d is fitted into the protrusion H3 of each blade 151a, so that each blade 151a and the pressure equalizing ring 151d are electrically structured. Connected. Therefore, the radial position of each blade 151a is regulated by the pressure equalizing ring 151d, the fixing force of each blade 151a is improved, and the strength against the centrifugal force acting on each blade 151a during rotation is improved.

また、本実施の形態の駆動モータ121によれば、各当接部H2は、当接部間にモータの長軸方向から冷却風が流通するように構成されている。さらに、均圧リング151dは、その内周面と整流子137の外周面の間に、冷却風が流通する空間Sが確保されつつ各羽根151aに配設される。したがって、整流子137の外周面に沿って冷却ファン151の軸線方向に向かう冷却風の流れを形成することができる。これにより、冷却風を、ブラシ145の摺動部および通電部であり発熱し易いセグメント137aの直近に、積極的に流通させることが可能となり、冷却ファン151による整流子137の冷却効率が向上する。   Further, according to the drive motor 121 of the present embodiment, each contact portion H2 is configured such that cooling air flows between the contact portions from the major axis direction of the motor. Further, the pressure equalizing ring 151d is disposed on each blade 151a while ensuring a space S through which cooling air flows between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the commutator 137. Therefore, it is possible to form a flow of cooling air toward the axial direction of the cooling fan 151 along the outer peripheral surface of the commutator 137. This makes it possible to actively circulate the cooling air in the immediate vicinity of the segment 137a that is the sliding portion and the energization portion of the brush 145 and easily generates heat, and the cooling efficiency of the commutator 137 by the cooling fan 151 is improved. .

また、本実施の形態の駆動モータ121では、モータの長軸方向と交叉する方向に広い表面積の延在部H1を有している羽根の、モータの軸線寄りの位置に突起部H3が設けられている。これにより、突起部H3に嵌合して配設される均圧リング151dも、モータの軸線寄りの位置に配設されている。すなわち、均圧リング151dは冷却ファン151の回転中心寄りの位置に配設されている。冷却ファン151が回転されている際には、その回転中心よりも遠い位置に設けられている部材ほどその遠心力の影響を受け易いので、駆動モータ121の均圧リング151d、これに接続されている羽根151aは、遠心力による影響を受け難い。
本実施の形態の駆動モータ121を用いれば、整流子137のセグメント間が合理的に均圧される。
In the drive motor 121 of the present embodiment, the protrusion H3 is provided at a position near the motor axis of the blade having the extended portion H1 having a large surface area in the direction crossing the major axis direction of the motor. ing. As a result, the pressure equalizing ring 151d that is fitted to the protrusion H3 is also disposed at a position near the motor axis. That is, the pressure equalizing ring 151 d is disposed at a position near the rotation center of the cooling fan 151. When the cooling fan 151 is rotated, the member provided at a position farther from the center of rotation is more susceptible to the centrifugal force. Therefore, the pressure equalizing ring 151d of the drive motor 121 is connected to this. The blades 151a are not easily affected by centrifugal force.
If the drive motor 121 of this Embodiment is used, the segment of the commutator 137 will be rationally equalized.

なお、本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態では、均圧リング151dに突起部H3と同数の孔が設けられている場合について説明したが、均圧リング151dには接続孔Bが設けられていればよい。したがって、図6に示すように、羽根151aの突起部H3と接続される接続孔B以外の孔は、突起部H3との接続が回避されるように連続的に構成されていてもよい。また、図7に示すように、接続孔Bが形成されている部分以外は、突起部H3との接続を回避するような内径にて均圧リング151dが構成されていてもよい。
また、本実施の形態では、図8に示すように、均圧リング151dの上面と下面に絶縁物Cの粉体がふきつけられている場合について説明したが、図9に示すように均圧リング自体には絶縁加工がされておらず、均圧リングを積層状に配置する際に均圧リング間に絶縁部材Dを配置してもよい。
また、図8、図9に示すように、予め均圧リング151dを積層状に組み合わせたものを均圧部材として一体化し、冷却ファン151に組み付けるように構成してもよい。
また、駆動モータ121は、羽根151aと第1ファンリング151bと第2ファンリング151cが組み立てられたものが、整流子137と電機子133間に配設された後に、均圧リング151dが配設されるように構成されていてもよい。
また、本実施の形態では、各羽根151aの突起部H3が整流子137側に突出状に形成されている場合について説明したが、各羽根の突起部は電機子133側に突出状に形成されていてもよい。このように構成した冷却ファン251の組立図を図10に示す。また、電機子133と整流子137の間に冷却ファン251が配設されている状態の、冷却ファン251の羽根251a部分の断面図を図11に示す。この場合、図10に示すように、冷却ファン251には、金属製の10枚の羽根251a、10枚の羽根を放射状に整流子137側で固定する樹脂製の第1ファンリング251b、10枚の羽根を放射状に電機子133側で固定するとともに電機子133のスロットに冷却ファン251を固定する樹脂製の第2ファンリング251c、対角のセグメント間を均圧するための5枚の均圧リング251dが設けられている。各羽根251aには、電機子133側にモータの長軸方向に突出状に形成された突起部H4が設けられている。なお、第2ファンリング251cには、各羽根251aの突起部H4と嵌合して各羽根251aを固定するための孔が、円周方向に等間隔に10個設けられている。そして、第1ファンリング251bと第2ファンリング251cにより10枚の羽根を放射状に固定し、第2ファンリング251bの孔から突出している各羽根251aの突起部H4に、均圧リング251bを5枚配設する。均圧リング251bは、第2ファンリング251bと同じ径を有する部材として構成されている。この構成によれば、均圧リング251dは、各羽根251aを固定している第2ファンリング251cと電機子133との間で、重ね合わせ状に5枚が挟持された状態で配設されるので、配設箇所での固着力が高い。
また、本実施の形態ではモータについて説明したが、本発明の要旨を、整流子およびブラシを有する発電機にも適用することができる。
本実施の形態では、インパクトドライバ100に設けられているモータについて、本発明を適用した場合について説明したが、本発明のモータは、他の機器に設けられているモータについて広く適用することができる。
Note that the present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible.
In the present embodiment, the case where the pressure equalizing ring 151d has the same number of holes as the protrusions H3 has been described. However, the pressure equalizing ring 151d only needs to be provided with the connection hole B. Therefore, as shown in FIG. 6, the holes other than the connection hole B connected to the protrusion H3 of the blade 151a may be continuously configured so as to avoid connection with the protrusion H3. Moreover, as shown in FIG. 7, the pressure equalizing ring 151d may be configured with an inner diameter that avoids connection with the protrusion H3 except for the portion where the connection hole B is formed.
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the case where the powder of the insulator C is wiped on the upper surface and the lower surface of the pressure equalizing ring 151d has been described. However, as shown in FIG. The insulating member D is not subjected to insulation processing, and the insulating member D may be disposed between the pressure equalizing rings when the pressure equalizing rings are disposed in a laminated form.
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a structure in which pressure equalizing rings 151 d are combined in advance in a laminated form may be integrated as a pressure equalizing member and assembled to the cooling fan 151.
The drive motor 121 includes a blade 151a, a first fan ring 151b, and a second fan ring 151c assembled between the commutator 137 and the armature 133, and then a pressure equalizing ring 151d. It may be configured to be.
Further, in the present embodiment, the case where the protrusion H3 of each blade 151a is formed to protrude toward the commutator 137 has been described, but the protrusion of each blade is formed to protrude toward the armature 133. It may be. FIG. 10 shows an assembly drawing of the cooling fan 251 configured as described above. FIG. 11 is a cross-sectional view of the blade 251a portion of the cooling fan 251 in a state where the cooling fan 251 is disposed between the armature 133 and the commutator 137. In this case, as shown in FIG. 10, the cooling fan 251 includes ten metal blades 251 a and ten resin blades 251 b that fix the ten blades radially on the commutator 137 side. The second fan ring 251c made of resin that fixes the fan blades radially on the armature 133 side and fixes the cooling fan 251 to the slot of the armature 133, and five pressure equalizing rings for equalizing the pressure between the diagonal segments 251d is provided. Each blade 251a is provided with a projection H4 formed on the armature 133 side so as to protrude in the longitudinal direction of the motor. The second fan ring 251c is provided with ten holes at equal intervals in the circumferential direction for fitting with the protrusions H4 of the blades 251a and fixing the blades 251a. Ten blades are fixed radially by the first fan ring 251b and the second fan ring 251c, and the pressure equalizing ring 251b is attached to the protrusion H4 of each blade 251a protruding from the hole of the second fan ring 251b. Arrange one sheet. The pressure equalizing ring 251b is configured as a member having the same diameter as the second fan ring 251b. According to this configuration, the pressure equalizing ring 251d is disposed in a state where five pieces are sandwiched between the second fan ring 251c and the armature 133 that fix the blades 251a. Therefore, the adhering force at the arrangement location is high.
Moreover, although this embodiment demonstrated the motor, the summary of this invention is applicable also to the generator which has a commutator and a brush.
Although the case where the present invention is applied to the motor provided in the impact driver 100 has been described in the present embodiment, the motor of the present invention can be widely applied to motors provided in other devices. .

本発明のモータが駆動モータとして適用された電動工具の一例として、インパクトドライバ100の全体構成を示す。As an example of an electric tool to which the motor of the present invention is applied as a drive motor, an overall configuration of an impact driver 100 is shown. インパクトドライバ100に設けられていている駆動モータ121の側断面図を示す。A side sectional view of a drive motor 121 provided in the impact driver 100 is shown. 電機子133と整流子137の間に冷却ファン151が配設されている状態の外観を示す。The appearance of a state in which a cooling fan 151 is disposed between the armature 133 and the commutator 137 is shown. 冷却ファン151の組立図を示す。The assembly drawing of the cooling fan 151 is shown. 電機子133と整流子137の間に冷却ファン151が配設されている状態の、冷却ファン151の羽根151a部分の断面図を示す。A cross-sectional view of the blade 151a portion of the cooling fan 151 in a state where the cooling fan 151 is disposed between the armature 133 and the commutator 137 is shown. 均圧リング151dの他の構成を示す。Another structure of the pressure equalizing ring 151d is shown. 均圧リング151dの他の構成を示す。Another structure of the pressure equalizing ring 151d is shown. 均圧リング151dが重ね合わせ状に配設されている状態を示す。A state in which the pressure equalizing rings 151d are arranged in an overlapping manner is shown. 絶縁部材Dが挟まれつつ均圧リングが重ね合わせ状に配設されている状態を示す。A state in which the pressure equalizing rings are arranged in an overlapping manner while the insulating member D is sandwiched is shown. 冷却ファン251の組立図を示す。The assembly drawing of the cooling fan 251 is shown. 電機子133と整流子137の間に冷却ファン251が配設されている状態の、冷却ファン251の羽根251a部分の断面図を示す。A sectional view of the blade 251a portion of the cooling fan 251 in a state where the cooling fan 251 is disposed between the armature 133 and the commutator 137 is shown.

100 インパクトドライバ
101 本体部
103 モータハウジング
105 ギアハウジング
107 ハンドグリップ
109 ドライバビット
111 減速機構
112 スピンドル
113 ボール
114 ハンマー
115 アンビル
116 圧縮コイルスプリング
121 駆動モータ
122 出力軸
123,124 軸受
125 トリガ
127 バッテリー
133 電機子
134 コイル
135 固定子
137 整流子
137a セグメント
137b 接続部
145 ブラシ
151 冷却ファン
151a 羽根
151b 第1ファンリング
151c 第2ファンリング
151d 均圧リング
A 絶縁孔
B 接続孔
H1 延在部
H2 当接部
H3 突起部
S 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Impact driver 101 Main body part 103 Motor housing 105 Gear housing 107 Hand grip 109 Driver bit 111 Deceleration mechanism 112 Spindle 113 Ball 114 Hammer 115 Anvil 116 Compression coil spring 121 Drive motor 122 Output shaft 123, 124 Bearing 125 Trigger 127 Battery 133 Armature 134 Coil 135 Stator 137 Commutator 137a Segment 137b Connection part 145 Brush 151 Cooling fan 151a Blade 151b First fan ring 151c Second fan ring 151d Pressure equalizing ring A Insulating hole B Connection hole H1 Extension part H2 Contact part H3 Projection Part S space

Claims (4)

電機子と、前記電機子とともに回転する整流子と、前記整流子の長軸回りの周方向に配設された複数のセグメントと、前記電機子と前記整流子間に配設されるとともに前記電機子とともに回転することで冷却風を導入するファン装置とを有するモータであって、
前記ファン装置は、導電性材料で形成されるとともに前記整流子の周りに配置された複数の羽根によって構成される導電性領域を有し、当該導電性領域が前記複数のセグメントに当接することによって当該セグメント間を電気的に接続するように前記電機子と前記整流子間に配設され、これによって当該ファン装置が、冷却風導入、セグメント間の電気的接続、および前記セグメントの放熱を同時に行うように構成されていることを特徴とするモータ。
An armature; a commutator that rotates together with the armature; a plurality of segments disposed in a circumferential direction around a long axis of the commutator; and the electric machine disposed between the armature and the commutator. A motor having a fan device that introduces cooling air by rotating with a child,
The fan device has a conductive region formed of a plurality of blades formed of a conductive material and arranged around the commutator , and the conductive region abuts on the plurality of segments. Arranged between the armature and the commutator so as to electrically connect the segments, whereby the fan device simultaneously introduces cooling air, electrically connects the segments, and radiates the segments. The motor is configured as described above.
請求項1に記載のモータであって、
前記ファン装置は、
モータの長軸方向と交叉する方向に延びるとともに導電性材料で形成され、互いに絶縁された状態で前記電機子の周方向に順次配設された複数の羽根と、
モータ長軸方向に突出するように前記羽根のそれぞれに設けられるとともに導電性材料で形成された突起部と、
前記各突起部に嵌合可能な嵌合孔が周方向に順次配設されるとともに導電性材料で形成され、互いに絶縁された状態で重ね合わせ状に配設された複数の環状接続部材とを有し、
前記突起部と嵌合孔とを選択的に組み合わせることによって電気的に接続状態とされた前記羽根および環状接続部材毎に、複数の導電性領域が前記ファン装置に形成されることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 1,
The fan device is
A plurality of blades extending in a direction intersecting with the major axis direction of the motor and formed of a conductive material, and sequentially disposed in a circumferential direction of the armature in a state of being insulated from each other;
Protrusions provided on each of the blades so as to protrude in the motor longitudinal direction and formed of a conductive material;
A plurality of annular connecting members that are sequentially arranged in the circumferential direction and that are formed of a conductive material and are arranged in a superposed manner in a state of being insulated from each other. Have
A plurality of conductive regions are formed in the fan device for each of the blades and the annular connection member that are electrically connected by selectively combining the protrusion and the fitting hole. motor.
請求項2に記載のモータであって、
前記ファン装置は、モータの長軸方向から冷却風を導入するように構成されており、
前記羽根のそれぞれには、各セグメントに当接される当接部が設けられ、
前記各当接部は、それぞれが各セグメントに当接されている状態で、当接部間に、モータの長軸方向から冷却風が流通する隙間が形成されるように構成されており、
前記各突起部は、前記各羽根において、モータの長軸方向と交叉する方向において、前記各当接部よりもモータの外周寄りの位置に設けられるとともに、前記環状接続部材は前記整流子の外径よりも大きい内径を有し、
これによって、前記ファン装置は、前記整流子の外周面と前記環状接続部材の内周面との間に冷却風の流通空間を確保した状態で前記整流子に固定されていることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 2,
The fan device is configured to introduce cooling air from the longitudinal direction of the motor,
Each of the blades is provided with a contact portion that is in contact with each segment,
Each of the contact portions is configured such that a gap through which cooling air flows from the long axis direction of the motor is formed between the contact portions in a state where each contact portion is in contact with each segment.
The protrusions are provided at positions closer to the outer periphery of the motor than the contact portions in the direction crossing the major axis direction of the motor in the blades, and the annular connecting member is disposed outside the commutator. Has an inner diameter greater than the diameter,
Thus, the fan device is fixed to the commutator in a state in which a cooling air circulation space is secured between the outer peripheral surface of the commutator and the inner peripheral surface of the annular connecting member. motor.
請求項2または3に記載のモータであって、
前記各突起部は、前記各羽根において、モータの長軸方向と交叉する方向においてモータの軸線寄りの位置に設けられており、
これによって、前記電機子とともに前記ファン装置が回転されている際に、前記各羽根および前記環状接続部材に作用する遠心力の影響を軽減するように構成されていることを特徴とするモータ。
The motor according to claim 2 or 3,
Each of the protrusions is provided at a position near the motor axis in the direction crossing the major axis direction of the motor in each blade.
Thereby, when the fan device is rotated together with the armature, the motor is configured to reduce the influence of the centrifugal force acting on the blades and the annular connecting member.
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