JP2012228136A - Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor - Google Patents
Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012228136A JP2012228136A JP2011096187A JP2011096187A JP2012228136A JP 2012228136 A JP2012228136 A JP 2012228136A JP 2011096187 A JP2011096187 A JP 2011096187A JP 2011096187 A JP2011096187 A JP 2011096187A JP 2012228136 A JP2012228136 A JP 2012228136A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brushless motor
- terminals
- annular core
- coils
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータ、ブラシレスモータを用いた空気圧縮機、及び、ブラシレスモータを用いた電動工具に関する。 The present invention relates to a brushless motor, an air compressor using a brushless motor, and an electric tool using a brushless motor.
従来、３相６極のモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において、各相のコイルを形成する導線の端部はスター結線によって中性点で接続される。これにより、モータは２つの中性点を形成している。
Conventionally, a three-phase six-pole motor is known (see, for example, Patent Document 1). In
ところで、ブラシレスモータにおいて、中性点を中性線で電気的に接続することにより、各コイルに流れる電流の量を均一にすることができる。これにより、ブラシレスモータは、安定したトルクを発生することができる。一方、ブラシレスモータは複数のコイルを有するため、当該複数のコイルの導線の配線が複雑である。そのうえ、中性線を導入すると、配線が一層複雑になるおそれがある。尚、特許文献１では、中性点を接続していないためかかる問題については考慮されていない。
By the way, in a brushless motor, the amount of current flowing through each coil can be made uniform by electrically connecting neutral points with neutral wires. Thereby, the brushless motor can generate a stable torque. On the other hand, since a brushless motor has a plurality of coils, wiring of the conducting wires of the plurality of coils is complicated. In addition, if neutral wires are introduced, wiring may become more complicated. In
本発明の発明者は、中性点を電気的に接続する方法として、図１４のような配線方法を想定した。即ち、図１４の配線方法では、ブラシレスモータ５０の複数のコイル１２６の導線を全て結合部１２０で結合している。しかしながら、かかる結合方法では、各コイル１２６から結合点１２０までの導線の長さが長くなる（コイル１２６から結合点１２０までの導線の長さが最長でモータの外周の略１周分である）。そのため、導線の抵抗が増え、導線からの発熱量が増加する。また、結合点１２０に入る導線の数が多いため、当該結合点１２０を配置するためには相応の容積を有する空間を用意する必要がある。そこで、例えば、コイル１１６の上部（図１４における紙面手前側）にあるスペースに結合点１２０を配置することが考えられる。しかし、そのスペースのさらに上部には、通常コイルを冷却するための冷却ファンが配置されるため、結合点１２０、及び、導線の配線が、空気の流路を妨げることになり、コイルの冷却効率を低下させてしまう。
The inventor of the present invention assumed a wiring method as shown in FIG. 14 as a method of electrically connecting neutral points. That is, in the wiring method of FIG. 14, all the conductive wires of the plurality of
本発明は、斯かる実情に鑑み、煩雑な配線を避けながら、中性点が電気的に接続されたブラシレスモータ、ブラシレスモータを有する空気圧縮機、及び、ブラシレスモータを有する電動工具を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention aims to provide a brushless motor in which a neutral point is electrically connected, an air compressor having a brushless motor, and an electric tool having a brushless motor while avoiding complicated wiring. To do.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の歯部を有する環状コアと、前記複数の歯部に複数の導線を巻回することで形成された複数のコイルと、前記環状コアの軸方向における一端側に隣接するインシュレータとを備えたブラシレスモータであって、前記複数のコイルは、３相以上の並列型多相スター結線により結線され、前記３相以上の並列型多相スター結線は、各相の前記コイルの導線を電気的に接続する複数の中性点を有し、前記インシュレータは、前記複数の中性点を提供する複数のターミナルを有し、前記複数のターミナルは、接続導線によって電気的に接続されることを特徴とするブラシレスモータを提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides an annular core having a plurality of teeth, a plurality of coils formed by winding a plurality of conductive wires around the plurality of teeth, and an axis of the annular core. A plurality of coils connected by a parallel multi-phase star connection of three or more phases, and the parallel multi-phase star connection of three or more phases is A plurality of neutral points that electrically connect the coil conductors of each phase; and the insulator has a plurality of terminals that provide the plurality of neutral points; and the plurality of terminals are connected A brushless motor is provided which is electrically connected by a conductive wire.
以上の構成によれば、コイルの導線、及び、結合導線を、インシュレータの外周部におけるターミナルで接続しているため、導線、及び、結合導線の配線が煩雑になることを避けることができる。 According to the above configuration, since the conducting wire of the coil and the connecting conducting wire are connected by the terminal in the outer peripheral portion of the insulator, it is possible to avoid the complicated wiring of the conducting wire and the joining conducting wire.
また、前記複数のターミナルは、導線の端部が挿入される溝を有することが好ましい。複数のターミナルに導線の端部が挿入されることによって、導線の配線を簡単に行うことができる。 Moreover, it is preferable that the plurality of terminals have grooves into which end portions of the conducting wires are inserted. By inserting the end portions of the conductors into the plurality of terminals, the conductors can be easily wired.
また、前記複数のターミナルは前記溝を複数有し、前記複数のターミナルに対応して設けられる複数のコネクタをさらに有し、各コネクタは、前記複数の溝に圧入されることで、複数の導線を互いに導通することが好ましい。前記コネクタによって確実に導線を接続することができる。 Further, the plurality of terminals have a plurality of the grooves, and further have a plurality of connectors provided corresponding to the plurality of terminals, and each connector is press-fitted into the plurality of grooves, whereby a plurality of conductors Are preferably conducted to each other. The conductor can be reliably connected by the connector.
各ターミナルと、前記複数の歯部の１つとは、前記環状コアの径方向上に配置されることが好ましい。これにより、ターミナルとコイル間のコイルの導線の長さを短くすることができ、導線の抵抗を低くすることができる。 Each terminal and one of the plurality of tooth portions are preferably arranged on the radial direction of the annular core. Thereby, the length of the conducting wire of the coil between a terminal and a coil can be shortened, and resistance of a conducting wire can be made low.
前記インシュレータは、軸方向に延び、外周面と、前記環状コアから、前記環状コアの軸方向に突出する突出端部と、前記外周面から前記環状コアの径方向外方に突出するリブとを有し、前記リブは、導線を載置する載置面を有し、前記載置面は、軸方向に対して傾斜しており、かつ、径方向外方に突出するにしたがって突出端部との軸方向の距離が近づくように傾斜していることが好ましい。これにより、導線が載置面に確実に載置される。 The insulator extends in the axial direction, and includes an outer circumferential surface, a projecting end projecting from the annular core in the axial direction of the annular core, and a rib projecting radially outward from the outer circumferential surface of the annular core. The rib has a mounting surface on which the conducting wire is mounted, the mounting surface is inclined with respect to the axial direction, and protrudes outward in the radial direction; It is preferable to incline so that the distance of the axial direction may approach. Thereby, the conducting wire is reliably placed on the placement surface.
また、本発明は、空気圧縮機構と、上記のブラシレスモータとを有する空気圧縮機を提供している。 The present invention also provides an air compressor having an air compression mechanism and the brushless motor.
また、本発明は、上記のブラシレスモータを有する電動工具を提供している。 Moreover, this invention provides the electric tool which has said brushless motor.
煩雑な配線を避けながら、中性点が電気的に接続されたブラシレスモータ、ブラシレスモータを有する空気圧縮機、及び、ブラシレスモータを有する電動工具を提供することができる。 A brushless motor in which a neutral point is electrically connected, an air compressor having a brushless motor, and an electric tool having a brushless motor can be provided while avoiding complicated wiring.
以下、本発明の実施の形態による空気圧縮機１を添付図面を参照して説明する。
Hereinafter, an
図１（ａ）〜１（ｃ）に示す空気圧縮機１は、エア式の釘打ち機等の工具へ圧縮空気を供給する。空気圧縮機１は、ハンディタイプであり、ハウジング１０と、ブラシレスモータ５と、圧縮機構３０と、タンク５１、５２と、フレーム５３と、制御回路７とを備えている。
An
以下の説明においては、図１（ａ）における左側を空気圧縮機１の左側、図１（ａ）の右側を空気圧縮機１の右側と定義する。また、図１（ａ）における上側を空気圧縮機１の後側、下側を空気圧縮機１の前側と定義する。また、図１（ａ）における紙面の裏側から表側へ向かう方向を空気圧縮機１の上方向、紙面の表側から裏側へ向かう方向を空気圧縮機１の下方向と定義して説明する。
In the following description, the left side in FIG. 1 (a) is defined as the left side of the
ハウジング１０は、タンク５１、５２、フレーム５３、及び、制御回路７を覆っている。ハウジング１０の上面には、スイッチ３（図２）を有する図示せぬ操作パネル部が設けられている。スイッチ３は、電源コード２７を介して空気圧縮機１に供給される商用交流電源のオン／オフの切替えを行う。スイッチ３の切替えにより、制御回路７およびブラシレスモータ５等への駆動電力の供給のオン／オフを切替える。図示せぬ操作パネル部は、タンク５１、タンク５２内の圧力値や、過負荷等の警告を表示可能である。
The
タンク５１、５２は、左右方向に軸を有する略円筒形状をなしており、その両端部は閉塞されている。タンク５１、５２は左右方向に平行であり、両端部が互いに一致している。タンク５１、５２はフレーム５３によって固定されており、タンク５１とタンク５２との内部は図示せぬ連通管により連通している。
The
ブラシレスモータ５及び圧縮機構３０は、タンク５１の軸方向における中央位置に配置されている。ブラシレスモータ５は三相交流ブラシレスモータにより構成されており、ロータ５Ａと、ステータ５Ｂと、ロータ５Ａと一体回転する出力軸５Ｃとを備えている。ブラシレスモータ５は、その出力軸５Ｃがタンク５１の軸方向に直交する方向（前後方向）に指向するように配置されている。出力軸５Ｃの前側の一部は、後述のクランクケース３１を貫通している。
The
出力軸５Ｃの後部には、軸流ファン２５、及び、ファン回転軸２４が設けられている。軸流ファン２５は、ファン回転軸２４に対して同軸的に一体回転可能に固定されている。また、ファン回転軸２４は、出力軸５Ｃに対して同軸的に固定されている。軸流ファン２５が回転することによって外部の空気がハウジング１０の内部に取り込まれ、ブラシレスモータ５の後側から前側に空気が流れ、ブラシレスモータ５が冷却される。
An
圧縮機構３０は、ブラシレスモータ５の前方に設けられており、ブラシレスモータ５と接続されている。圧縮機構３０は、クランクケース３１と、第１圧縮機３２、第２圧縮機３３とを有する。クランクケース３１内には、図示せぬクランク軸が配置されている。第１圧縮機３２、第２圧縮機３３は、それぞれ、図示せぬシリンダと図示せぬピストンと図示せぬシリンダヘッドとを有している。図示せぬクランク軸は、ブラシレスモータ５の出力軸５Ｃと一体回転するように構成され、図示せぬピストンと駆動連結されている。ブラシレスモータ５の回転は、クランク軸を介して各シリンダ内に配置されたピストンの往復運動に変換される。第１圧縮機３２は第２圧縮機３３に接続されており、圧縮空気が移動可能になっている。また、第２圧縮機３３は、タンク５２に接続されている。
The
ハウジング１０の図示せぬ貫通孔から流入した空気は、第１圧縮機３２の図示せぬシリンダ内の図示せぬピストンの往復運動によって、第１圧縮機３２の図示せぬシリンダ内で０．７〜０．８ＭＰａの圧力まで圧縮される。第１圧縮機３２で圧縮された空気は、第２圧縮機３３の図示せぬシリンダ内に流入し、３．０〜４．５ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮される。第２圧縮機３３で圧縮された空気は管部材５６を通してタンク５２に内に流入する。タンク５２に流入した圧縮空気の一部は、連通管５４を通してタンク５１に流入する。このようにして、圧縮空気は、タンク５１及びタンク５２内において同一の圧力で圧縮空気を貯留されるうに構成される。
Air flowing from a through hole (not shown) of the
タンク５２上方の右端部には、圧縮空気取出し口（カプラ）６０Ａ、６０Ｂとが設けられている。カプラ６０Ａ、６０Ｂの各々には、ホースを介して釘打機等の空気工具が接続され、当該空気工具に圧縮空気を供給可能である。
Compressed air outlets (couplers) 60A and 60B are provided at the right end above the
図２に示すように、空気圧縮機１は、スイッチ３と、制御回路電圧供給回路４と、ブラシレスモータ５と、回転子位置検出素子６と、制御回路７と、インバータ回路８と、整流回路１０と、平滑コンデンサ１１と、を備えており、スイッチ３が操作されると、商用電源２から出力された交流電圧が整流回路１０及び平滑コンデンサ１１によって直流電圧に整流・平滑され、インバータ回路８を介してブラシレスモータ５に供給されるものである。また、スイッチ３が操作されると、制御回路電圧供給回路４により商用電源２からの交流電圧が昇圧され、制御回路用駆動電圧として制御回路７に供給される。
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態のブラシレスモータ５は、３相のブラシレスＤＣモータであり、複数組のＮ極とＳ極を含む永久磁石からなるロータ５Ａと、スター結線により結線された３相の固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗからなるステータ５Ｂと、を備えている。ブラシレスモータ５（ロータ５Ａ）は、電流が流れる固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗが順次切り替わることにより回転する。固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗの切り替えについては後述する。
The
回転子位置検出素子６は、ロータ５Ａの永久磁石に対向する位置に、ロータ５Ａの周方向に所定の間隔毎（例えば角度６０°毎）に配置されており、回転子（ロータ６Ａ）の回転位置に応じた信号を出力する。
The rotor
制御回路７は、モータ電流検出回路７１と、整流電圧検出回路７２と、制御回路電圧検出回路７３と、スイッチ操作検出回路７４と、回転子位置検出回路７６と、演算部７８と、制御信号出力回路７９と、ＡＣ入力電圧検出回路８０と、を備えている。
The
ＡＣ入力電圧検出回路８０は、商用電源２から出力された交流電圧のピーク値を検出し、演算部７８に出力する。なお、本実施の形態では、実際のピーク値と十分に近似した値を検出することができるようなサンプリング期間で交流電圧を検出するものとする。
The AC input
モータ電流検出回路７１は、ブラシレスモータ５に供給される電流を検出し、演算部７８に出力する。整流電圧検出回路７２は、整流回路１０及び平滑コンデンサ１１から出力された電圧を検出し、演算部７８に出力する。制御回路電圧検出回路７３は、制御回路電圧供給回路４から供給された制御回路用駆動電圧を検出し、演算部７８に出力する。スイッチ操作検出回路７４は、スイッチ３の操作を検出し、演算部７８に出力する。
The motor
回転子位置検出回路７６は、回転子位置検出素子６からの信号に基づき回転子（ロータ６Ａ）の回転位置を検出し、モータ回転数検出回路７７及び演算部７８に出力する。
The rotor
演算部７８は、回転子位置検出回路７６の信号に基づき、切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を生成し、制御信号出力回路７９に出力する。また、演算部７８は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６を生成し、制御信号出力回路７９に出力する。切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、及び、ＰＷＭ信号Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６は、制御信号出力回路７９を介してインバータ回路８に出力される。
The
インバータ回路８は、スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６から構成されている。各スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のゲートは、制御信号出力回路７９に接続され、各スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のドレイン又はソースは、ステータ５Ｂの固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続されている。
各スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６は、制御信号出力回路７９から入力される切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、及び、ＰＷＭ信号Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６に基づきスイッチング動作を行い、インバータ回路８に印加される直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。
Each switching element Q1-Q6 performs a switching operation based on the switching signals H1, H2, H3 and PWM signals H4, H5, H6 input from the control
詳細には、スイッチング素子Ｑ１−Ｑ３には切替信号Ｈ１−Ｈ３がそれぞれ入力され、これにより、通電される固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗ、すなわち、ロータ５Ａの回転方向が制御される。また、スイッチング素子Ｑ４−Ｑ６にはＰＷＭ信号Ｈ４−Ｈ６がそれぞれ入力され、これにより、固定子導線Ｕ、Ｖ、Ｗへの電力供給量、すなわち、ロータ５Ａの回転速度が制御される。なお、ＰＷＭ信号をスイッチング素子Ｑ１−Ｑ３に出力し、切替信号をスイッチング素子Ｑ４−Ｑ６に出力する構成であってもよい。
Specifically, switching signals H1-H3 are input to switching elements Q1-Q3, respectively, and thereby, the stator conductors U, V, W to be energized, that is, the rotation direction of
以上の構成により、空気圧縮機１は、スイッチ３の操作に応じた駆動電圧をブラシレスモータ５に供給することが可能となる。
With the above configuration, the
図３に示すように、ステータ５Ｂは、環状のコア１４と、複数の（本実施の形態では９個の）ティース１５と、複数の（本実施の形態では９個の）コイル１６（１６Ｕ１、１６Ｕ２、１６Ｕ３、１６Ｖ１、１６Ｖ２、１６Ｖ３、１６Ｗ１、１６Ｗ２、１６Ｗ３）と、インシュレータ１２、１３と、ターミナル１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）とを有している。ティース１５は歯部に相当する。
As shown in FIG. 3, the
図３〜５に示されるように、各ティース１５は、コア１４の内周面から、コア１４の内側へ向けてコアの径方向（以下、単に「径方向」と記す）に伸びている。コア１４の軸方向（以下、単に「軸方向」と記す）両端部には、それぞれインシュレータ１２、１３が隣接している。インシュレータ１２、１３は環状の絶縁材料からなる。インシュレータ１３は、軸方向に伸び、その先端が突出端部１３１を構成する。尚、軸方向と出力軸５Ｃ（図１（ａ））とは略平行である。また、インシュレータ１３は、外周面１３２と、複数の切り欠き部１３３と、リブ１７Ａと、リブ１７Ｂとを有する。リブ１７Ａと、リブ１７Ｂとは、外周面１３２にそって複数形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, each
各切り欠き部１３３は、突出端部１３１からコア１５側にインシュレータ１３を切り欠いている。
Each
各コイル１６は、ティース１５に導線１１６（１１６Ｕ１〜１１６Ｕ３、１１６Ｖ１〜１１６Ｖ３、１１６Ｗ１〜１１６Ｗ３）を巻回されて構成されている。本実施の形態では、図６に示される回路図のように、９個のコイル１６は３相並列型スター結線により結線されている。即ち、固定子導線Ｕにはコイル１６Ｕ１、１６Ｕ２、１６Ｕ３が並列接続され、固定子導線Ｖにはコイル１６Ｖ１、１６Ｖ２、１６Ｖ３が並列接続され、固定子導線Ｗにはコイル１６Ｗ１、１６Ｗ２、１６Ｗ３が並列接続されている。また、コイル１６Ｕ１、１６Ｖ１、１６Ｗ１の端部が中性点２０ａでスター結線により結線され、コイル１６Ｕ２、１６Ｖ２、１６Ｗ２の端部が中性点２０ｂでスター結線により結線され、コイル１６Ｕ３、１６Ｖ３、１６Ｗ３の端部が中性点２０ｃでスター結線により結線されている。以上の構成より、本実施の形態の９個のコイル１６は、３相９極のブラシレスモータを構成している。
Each
また、中性点２０ａと中性点２０ｂとは、導線からなる中性線１８ａによって電機的に接続され、中性点２０ｂと中性点２０ｃとは、導線からなる中性線１８ｂによって電機的に接続されている。このように中性点２０ａ、２０ｂ、２０ｃを電機的に接続することにより、各コイル１６に流れる電流を均等にすることが可能になり、ブラシレスモータ５は安定したトルクを発生することができる。
Moreover, the
図４、図５に示されるように、ティース１５Ｕ１、１５Ｖ１、１５Ｗ１、１５Ｕ２、１５Ｖ２、１５Ｗ２、１５Ｕ３、１５Ｖ３、１５Ｗ３は、この順序で周方向時計回りに配置されている。また、ティース１５Ｖ１はターミナル１９ａと同一径方向上に配置され、ティース１５Ｖ２はターミナル１９ｂと同一径方向上に配置され、ティース１５Ｖ３はターミナル１９ｃと同一径方向上に配置されている。コイル１６Ｕ１〜１６Ｗ１、１６Ｕ２〜１６Ｗ２、１６Ｕ３〜１６Ｗ３（導線１１６Ｕ１〜１１６Ｗ１、１１６Ｕ２〜１１６Ｗ２、１１６Ｕ３〜１１６Ｗ３）は、それぞれ、ティース１５Ｕ１〜１５Ｗ１、１５Ｕ２〜１５Ｗ２、１５Ｕ３〜１５Ｗ３に巻回されている。ターミナル１９は、外周面１３２の外側に周方向において１２０°間隔で配置されている。
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the teeth 15U1, 15V1, 15W1, 15U2, 15V2, 15W2, 15U3, 15V3, and 15W3 are arranged in this order in the clockwise direction in the circumferential direction. The teeth 15V1 are arranged on the same radial direction as the terminal 19a, the teeth 15V2 are arranged on the same radial direction as the terminal 19b, and the teeth 15V3 are arranged on the same radial direction as the terminal 19c. Coils 16U1 to 16W1, 16U2 to 16W2, 16U3 to 16W3 (conductive wires 116U1 to 116W1, 116U2 to 116W2, 116U3 to 116W3) are wound around teeth 15U1 to 15W1, 15U2 to 15W2, and 15U3 to 15W3, respectively. The
中性線１８ａの一端部と、導線１１６Ｕ１、１１６Ｖ１、１１６Ｗ１の端部とは、ターミナル１９ａに接続され互いに導通している。同様に、中性線１８ａの一端部と、導線１１６Ｕ３、１１６Ｖ３、１１６Ｗ３の導線の端部とは、ターミナル１９ｃに接続され互いに導通している。また、中性線１８ａ、１８ｂの他端部と、導線１１６Ｕ２、１１６Ｖ２、１１６Ｗ２の導線の端部とは、ターミナル１９ｂに接続され互いに導通している。かかる構成により、ターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、それぞれ中性点２０ａ、２０ｂ、２０ｃを提供している。
One end of the
図７に示すように、ティース１５Ｖ３（１５Ｖ１、１５Ｖ２も同様）とターミナル１９ｃ（ティース１５Ｖ１、１５Ｖ２の場合にはそれぞれターミナル１９ａ、１９ｂ）との間には、切り欠き部１３３が形成されている。導線１１６Ｖ１の端部は、切り欠き部１３３を介して、ターミナル１９ａに接続されている。同様に、導線１１６Ｖ２、１１６Ｖ３の端部は、切り欠き部１３３を介してターミナル１９ｂ、１９ｃに接続されている。言い換えると、導線１１６Ｖ１、１１６Ｖ２、１１６Ｖ３の端部は、径方向に略直線的に延び、ターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃに接続されている。そのため、導線１１６Ｖ１、１１６Ｖ２、１１６Ｖ３は、それぞれコイル１６Ｖ１、１６Ｖ２、１６Ｖ３からターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃへ最短距離で接続される。これにより導線１１６Ｖ１、１１６Ｖ２、１１６Ｖ３の長さを短くして、抵抗を抑えることができる。
As shown in FIG. 7, a
図８は、ターミナル１９における導線の接続方法を示す断面図である。ターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃには、軸方向に窪んだ溝１９１が複数形成されている。本実施の形態では、ターミナル１９ａ、１９ｃは４つの溝１９１を有し、ターミナル１９ｂは５つの溝１９１を有している。尚、図８は溝１９１が４つのターミナル１９ａ、１９ｃを示しているが、ターミナル１９ｂも溝の数以外は同じ構成である。各溝１９１には、導線保持突起１２が設けられている。導線１１６の端部、及び、中性線１８の端部は、導線保持突起１２に保持される。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method for connecting a conducting wire in the terminal 19. A plurality of
図８に示すように、ターミナル１９に対応してコネクタ２１が設けられている。コネクタ２１は、導体により形成され、二又突部２１１を有している。二又突部２１１は、対応するターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃにおける溝１９１の数（４個または５個）形成されている。二又突部２１１の先端は二又に形成されている。コネクタ２１は、対応するターミナル１９ａ、１９ｂ、１９ｃに圧入される。具体的には、各二又突起２１１が、対応する溝１９１に挿入される。導線１１６の端部、または、中性線１８の端部は、二又突起２１１の二又の間に入り込む。このとき、導線１１６の端部、または、中性線１８の端部の皮膜が突部２１１の二又と摺擦して、はがれ落ち、コイル１６の導線１１６、及び、中性線１８とコネクタ２１とが導通する。このように、溝１９１に導線１１６、及び、中性線１８が挿入されることによって配線が簡単になる。また、二股突起２１１が溝１９１に圧入されることにより、導線１１６と、中性線１８とを確実に導通することができる。
As shown in FIG. 8, a
図９、１０に示すように、リブ１７Ａ、１７Ｂは、外周面１３２から径方向外方に突出し、導線を載置する載置面１７１、１７２をそれぞれ有している。載置面１７１、１７２は、軸方向に対して傾斜しており、かつ、径方向外方に突出するにしたがって突出端部との軸方向距離が近づくように傾斜している。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
図５に示すように、導線１１６の端部は、それぞれ直近の切り欠き部１３３を介して、対応するコイル１１６から径方向外方であって、外周面１３２の外側に延びている。導線１１６は、外周面１３２の外側において、外周面１３２に沿って配線され、その一部は載置面１７１、１７２に載置されて、対応するターミナル１９に接続されている。
As shown in FIG. 5, the end portions of the
中性線１８ａは、ターミナル１９ａ、１９ｂ間を外周面１３２に沿って配線され、その一部が載置面１７１、１７２に載置されている。同様に、中性線１８ａは、ターミナル１９ａ、１９ｂ間を外周面１３２に沿って配線され、その一部が載置面１７１、１７２に載置されている。尚、図９、１０では、説明のため、導線１１６、ないし、中性線１８のうち一本がリブ１７に載置されているが、実際には、載置面１７１、１７２の径方向の長さは長く、導線１１６と中性線１８とを複数本載置可能である。
The
図１１に示すように、固定子導線Ｕと、導線１１６Ｕ１〜Ｕ３の他端部（ターミナル１９に接続されない側）とは、導体２５で固着・接続され、絶縁体２６で被膜されている。導体２５は例えばはんだである。同様に、固定子導線Ｖと、導線１１６Ｖ１〜Ｖ３の他端部とは、導体２５で固着・接続され、絶縁体２６で被膜されている。固定子導線Ｗと、導線１１６Ｗ１〜Ｗ３の他端部とは、導体２５で固着・接続され、絶縁体２６で被膜されている。
As shown in FIG. 11, the stator conductor U and the other ends (sides not connected to the terminal 19) of the
以上の構成によれば、並列型３相スター結線により結線されたコイル１６を有するブラシレスモータ５において、コイル１６を形成する導線１１６、及び、中性線１８を、インシュレータ１３の外周部１３２で接続しているため、導線１１６、及び、中性線１８の配線が煩雑になることを避けることができる。また、コイル１６からターミナル１９間の導線の長さを短くすることが可能となるため、導線の抵抗を小さくすることができ、導線からの発熱量を抑えることができる。さらに、ターミナル１９が外周面１３２の外側に配置されているため、ターミナルを例えば図１４に示す例のようにコイルの上部に配置した場合に比べて、軸流ファン２５によるブラシレスモータ５の冷却をさまたげることがない。
According to the above configuration, in the
本発明によるブラシレスモータは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。 The brushless motor according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims.
本実施の形態において、図４に示すように、ターミナル１９ａ、１９ｃは、溝１９１を４つ有するのに対して、ターミナル１９ｂのみ溝１９１を５つ有していた。これは、ターミナル１９ｂはコイル１６の導線１１６を３本と、中性線２本とを接続するためであった。しかしながら、図１２に示すようにターミナル１９ｂも、ターミナル１９ａ、１９ｃと同様に、溝１９１を４つ有する構成でもよい。この場合には、１つの溝１９１に２本の中性線１８ａ、１８ｂの端部が挿入される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
上記の実施の形態において、ブラシレスモータ５のコイル１６は、３相並列型スター結線により結線されていたが、３相以上の多相並列型スター結線により結線されるコイルであってもよい。また、コイルの数は９個に限定されない。
In the above embodiment, the
ブラシレスモータ５は、空気圧縮機以外の装置に用いることが可能である。例えば、図１３に示すインパクトドライバなどの電動工具に用いてもよい。
The
以下ブラシレスモータ５を用いたインパクトドライバ１００の構成を示す。インパクトドライバ１００は、外郭を構成するハウジング１０２を有し、ハウジング１０２は、モータハウジング部１２１と、モータハウジング部１２１に連続して形成された動力伝達ハウジング部１２２と、モータハウジング部１２１及び動力伝達ハウジング部１２２から垂下するハンドルハウジング部１２３とから構成される。
The configuration of the
モータハウジング部１２１は、筒状の形状を有し、駆動源となるブラシレスモータ５と、ブラシレスモータ５を制御する回路基板１４０と、ファン１５０とを収容する。ファン１５０の回転軸は、ブラシレスモータ５の出力軸５Ｃと一体回転する。モータハウジング部１２１の後部には、ハウジング１０２外から空気を流入するための空気流入孔１２１ａが形成され、モータハウジング部１２１の前部には、外部へ空気を排出するための図示せぬ空気排出孔が形成されている。また、ブラシレスモータ５の外側とモータハウジング部１２１の内面との間には空気通路１２１ｃが画成され、空気通路１２１ｃは空気流入孔１２１ａと、図示せぬ空気排出孔との間を連通している。ファン１５０が回転することにより、ハウジング１０２外から空気流入孔１２１ａを通してハウジング１０２内に入った空気は、出力軸５Ｃと平行な方向に流れ、空気通路１２１ｃを介してブラシレスモータ５を冷却する。
The
動力伝達ハウジング部１２２は、動力伝達機構部１６０を収容している。動力伝達機構部１６０は、遊星ギヤ１６１とリングギヤ１６２で構成される減速機構部と、スピンドル１６３およびスピンドル１６３上に前後摺動可能に配され、かつスプリング１６４によって打撃力が与えられるハンマ１６５から成るインパクト機構部と、ハンマ１６５によって回転打撃力が与えられ先端工具（図示なし）を保持可能なアンビル１６６とで構成される周知の構成である。動力伝達機構部により、ブラシレスモータ５の回転力は回転打撃力としてアンビル１６６へ伝達される。ハンマ１６５には突出した凸部（図示なし）が設けられている。また、アンビル１６６には、ハンマ１６５の凸部に対応する凹部（図示なし）が設けられている。ブラシレスモータ５が駆動されると、ブラシレスモータ５の回転軸３５から伝達された回転力を遊星ギヤ１６１とリングギヤ１６２で減速し、その回転力をスピンドル１６３に伝達しネジ締め動作を開始する。アンビル１６６に所定以上の負荷がかかっていない時には、ハンマ１６５の凸部とアンビル１６６の凹部とが嵌め合うことによりハンマ１６５とアンビル１６６とは一体に回転し回転力を得る。一方、アンビル１６６に所定以上の負荷がかかっている時には、アンビル１６６がロックされて回転せず、ハンマ１６５の凸部とアンビル１６６の凹部とは外れ、スプリング１６４の作用によりハンマ１６５は前進し打撃力を得ることになる。
The power
以上のように構成されたインパクトドライバ１００によれば、作業者がハンドルハウジング部１２３を把持しながら、トリガスイッチ１２４を引くと、トリガスイッチ１２４がオン状態となり、ブラシレスモータ５からの駆動力を伝達されたハンマ１６３がアンビル１６６に装着されている先端工具に回転打撃力を与えることにより、ネジを締め付けることができる。
According to the
本発明のブラシレスモータは、空気圧縮機や、インパクトドライバなどの電動工具に利用することができる。 The brushless motor of the present invention can be used for an electric compressor such as an air compressor or an impact driver.
１ 空気圧縮機
５ ブラシレスモータ
１６ コイル
２０ 中性点
１８ 中性線
１７ リブ
１９ ターミナル
１１６ 導線
１９ ターミナル
１００ インパクトドライバ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の歯部に複数の導線を巻回することで形成された複数のコイルと、
前記環状コアの軸方向における一端側に隣接するインシュレータとを備えたブラシレスモータであって、
前記複数のコイルは、３相以上の並列型多相スター結線により結線され、
前記３相以上の並列型多相スター結線は、各相の前記コイルの導線を電気的に接続する複数の中性点を有し、
前記インシュレータは、前記複数の中性点を提供する複数のターミナルを有し、
前記複数のターミナルは、接続導線によって電気的に接続されることを特徴とするブラシレスモータ。 An annular core having a plurality of teeth,
A plurality of coils formed by winding a plurality of conductive wires around the plurality of teeth,
A brushless motor comprising an insulator adjacent to one end side in the axial direction of the annular core,
The plurality of coils are connected by parallel multiphase star connection of three or more phases,
The parallel multi-phase star connection of three or more phases has a plurality of neutral points that electrically connect the coil conductors of each phase,
The insulator has a plurality of terminals for providing the plurality of neutral points;
The brushless motor is characterized in that the plurality of terminals are electrically connected by connecting wires.
前記複数のターミナルに対応して設けられる複数のコネクタをさらに有し、各コネクタは、前記複数の溝に圧入されることで、複数の導線を互いに導通することを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。 The plurality of terminals have a plurality of the grooves,
The connector according to claim 2, further comprising a plurality of connectors provided corresponding to the plurality of terminals, wherein each connector is press-fitted into the plurality of grooves to conduct the plurality of conductors to each other. Brushless motor.
外周面と、
前記環状コアから、前記環状コアの軸方向に突出する突出端部と、
前記外周面から前記環状コアの径方向外方に突出するリブとを有し、
前記リブは、導線を載置する載置面を有し、
前記載置面は、軸方向に対して傾斜しており、かつ、径方向外方に突出するにしたがって突出端部との軸方向の距離が近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のブラシレスモータ。 The insulator extends in an axial direction;
An outer peripheral surface,
From the annular core, a protruding end protruding in the axial direction of the annular core;
A rib projecting radially outward of the annular core from the outer peripheral surface;
The rib has a mounting surface on which the conducting wire is mounted,
The mounting surface is inclined with respect to the axial direction, and is inclined so that an axial distance from the protruding end portion becomes closer as it protrudes radially outward. Item 5. The brushless motor according to any one of Items 1 to 4.
請求項１乃至５のいずれか１に記載のブラシレスモータとを有することを特徴とする空気圧縮機。 An air compression mechanism;
An air compressor comprising the brushless motor according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011096187A JP2012228136A (en) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011096187A JP2012228136A (en) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012228136A true JP2012228136A (en) | 2012-11-15 |
Family
ID=47277719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011096187A Withdrawn JP2012228136A (en) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012228136A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104875166A (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | 日立工机株式会社 | Electric tool |
| CN107124057A (en) * | 2017-06-28 | 2017-09-01 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | Machine winding and motor |
| CN107181332A (en) * | 2017-06-28 | 2017-09-19 | 安徽美芝制冷设备有限公司 | The stator component and freezer compressor of freezer compressor magneto |
-
2011
- 2011-04-22 JP JP2011096187A patent/JP2012228136A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104875166A (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | 日立工机株式会社 | Electric tool |
| JP2015162985A (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 日立工機株式会社 | Electric tool |
| US10027196B2 (en) | 2014-02-27 | 2018-07-17 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Electric tool |
| CN107124057A (en) * | 2017-06-28 | 2017-09-01 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | Machine winding and motor |
| CN107181332A (en) * | 2017-06-28 | 2017-09-19 | 安徽美芝制冷设备有限公司 | The stator component and freezer compressor of freezer compressor magneto |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11837934B2 (en) | Stator assembly for a brushless motor in a power tool | |
| US20220320960A1 (en) | Brushless motor for a power tool | |
| JP5743085B2 (en) | Electric tool | |
| WO2016067997A1 (en) | Powered working machine | |
| EP2675041B1 (en) | Stator assembly for a brushless motor in a power tool | |
| US10608500B2 (en) | Electric power tool | |
| JP6414224B2 (en) | Electric working machine | |
| WO2009145205A1 (en) | Electric power tool | |
| JP2010155291A (en) | Power tool | |
| US11418094B2 (en) | Electric tool | |
| JP6315250B2 (en) | Electric tool | |
| JP6287110B2 (en) | Electric tool | |
| CN107666195B (en) | Method for forming winding in motor for electric tool and electric tool | |
| JP2012228136A (en) | Brushless motor, air compressor with brushless motor, and electric power tool with brushless motor | |
| JP6439382B2 (en) | Power working machine | |
| JP2019047605A (en) | Electrical device | |
| JP5870886B2 (en) | Electric tool | |
| WO2020085322A1 (en) | Electric working machine | |
| EP2963781B1 (en) | Electric motor connections for power tools | |
| JP2014111311A (en) | Electric tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140701 |