JP5311109B2 - 永久磁石整流子モータおよびそれを用いた電動工具 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の永久磁石整流子モータをロータリ型ハンマドリルに適用した場合の実施形態に係る電動工具全体の断面図(正面図)を示す。最初に、図1を参照して、電動工具全体の構成について説明する。
上記電動工具100において、特に、整流子モータ70は、次のように構成されている。
整流子モータ70の電機子コア5bは、図3の電機子コイル展開図(略式図)に示されるように、12個のスロット5c(1〜12)によって互いに分離された12個の電機子コアのティース部5dによって構成される。また、整流子5aは、互いに絶縁層(図示なし)によって分離された36枚の整流子片5f(1〜36)から構成される。すなわち、整流子片5fは、電機子コア5bに形成されたスロット5cの数n(例えば、12スロット)に対して、3倍の数3n(例えば、36枚)を有する。
上記整流子モータ70によれば、次のような整流性能を得ることができる。
(1)正極側および負極側における一対のカーボンブラシ4間の供給電圧、すなわち電機子間電圧をVa(実効値)、整流子片5fの数をNsegとすると、隣接する整流子片5f間の電圧Vsegは、Vseg=2Va/Nsegとなる。例えば、電機子コアのスロット5cの数が12で整流子片5fの数が36枚の整流子5aなら、整流子片5fの数24枚の整流子5aを使用した場合に比べ、整流子片5f間の電圧Vsegは、2/3に低下させることができる。
図6に示すように、固定子ヨーク3aに固着された一対の永久磁石3b、3cの内半径rmを、電機子コア5bの外半径raより大きくし、かつ永久磁石3b、3cの内半径rmの中心を電機子コア5bの外半径raの中心よりδずらすことにより、永久磁石3b、3cと電機子コア5bとの空隙(離間距離)を永久磁石3b、3cの中央部から端部に向けて連続的に拡張してもよい。これにより、永久磁石3b、3cの端部における磁束の急激な変化をなくすことにより、電機子5のコギングトルク(トルクムラ)を抑制できる。また、カーボンブラシ4と整流子5a間の機械的な摺動接触性を安定させることができるので、さらに整流性能を安定させ、火花放電を抑制できる。
3:固定子 3a:固定子ヨーク 3b、3c:固定子永久磁石
4:ブラシ 4a:ブラシホルダ 5:電機子 5a:整流子
5b:電機子コア 5c:電機子コアスロット 5d:電機子コアティース部
5e:電機子シャフト 5f:整流子片 6:電機子コイル
61:第1の電機子コイル 62:第2の電機子コイル
63:第3の電機子コイル 7:電解コンデンサ
8a、8b、8c:ノイズ抑制用コンデンサ 70:永久磁石整流子モータ
100:ハンマドリル(電動工具) 101:ハウジング
101a:胴体ハウジング部 101b:ハンドルハウジング部
102:工具保持部 103:先端工具 104:電源ケーブル
105:トリガ 106:スイッチ機構部 107:動力伝達機構部
108:風窓 a:整流子片幅 b:カーボンブラシの回転方向の幅
ra:電機子コアの外半径 rm:永久磁石の内半径
δ:rmとraの中心のずれ
Claims (4)
- 一対の対向する永久界磁磁石を備えた固定子と、
回転軸方向に沿って延在するように形成された複数のスロットを有する電機子コアと、
前記電機子コアの各スロット内に巻回された電機子コイルと、
互いに電気的絶縁された複数の整流子片を有し、該整流子片を介して前記電機子コイルに駆動電流を供給するための整流子と、
単相交流電源を全波整流するための電源回路手段と、
前記電源回路手段に電気的接続され、前記整流子上を摺動して前記電機子コイルへ前記駆動電流を供給する一対のブラシと、を具備する永久磁石整流子モータにおいて、
前記電機子コイルに、実効値200V以上の単相交流電源の全波整流電圧を平滑せずに印加し、
前記スロットの数を12、前記整流子片の数を36とし、かつ前記各スロット内に巻回される前記電機子コイルの本数を3とすることにより、火花放電を防止するように構成したことを特徴とする永久磁石整流子モータ。 - 前記永久磁石は希土類焼結体から構成されたことを特徴とする請求項1に記載された永久磁石整流子モータ。
- 前記永久界磁磁石の内半径(rm)を電機子コアの外周面までの外半径(ra)より大きくし、前記永久界磁磁石の内半径(rm)の中心を前記電機子コアの外半径(ra)の中心より所定値(δ)ずらすことにより、前記永久界磁磁石と前記電機子コアとの空隙を、前記永久界磁磁石の中央部から端部に向かって連続的に拡張したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の久磁石整流子モータ。
- ハウジングと、前記ハウジング内に収納された電動モータと、前記ハウジングの一端部に装着された被加工部材を加工するための先端工具と、前記ハウジング内に収納されて前記電動モータの動力によって前記先端工具を駆動するための動力伝達機構部と、を具備する電動工具において、
前記電動モータは、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載された永久磁石整流子モータによって構成されたことを特徴とする電動工具。
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