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公開番号2021027780
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019146865
出願日20190808
発明の名称ブラシレスモータ及び電気機器
出願人工機ホールディングス株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 7/04 20060101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】バランスウエイトを用いることなくロータの回転バランスを調整することの可能なブラシレスモータ及びそれを有する電気機器を提供する。
【解決手段】回転軸6aの周囲にロータコア6bが固定される。ロータコア6bに4つの磁石6cが挿入保持される。ロータコア6bの外周面に減肉部6iが設けられる。減肉部6iの回転軸6a周り方向における中心の同方向における位置は、同方向における磁石6cの中心位置(ロータの極の中心位置)と略一致する。磁石6cは、減肉部6iを形成した後に着磁されたものである。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
ステータと、
磁石を含むロータと、
前記ロータが固定された回転軸と、を有し、
前記ロータに減肉部が設けられている、ブラシレスモータ。
続きを表示(約 980 文字)【請求項2】
前記減肉部は、前記ロータの外周面に設けられた、請求項1に記載のブラシレスモータ。
【請求項3】
前記減肉部は、前記回転軸周り方向の互いに異なる位置に少なくとも2つ設けられている、請求項1又は2に記載のブラシレスモータ。
【請求項4】
前記回転軸周り方向における前記2つの減肉部のそれぞれの中心位置が、互いに360°/n(nは前記ロータの極数であって4以上の整数)だけ離間している、請求項1から3のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【請求項5】
前記回転軸回り方向における少なくとも2つの前記減肉部のそれぞれの中心位置は、全て90度の範囲内に設けられている、請求項1から4のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【請求項6】
前記ロータは、ロータコアを含み、
前記磁石は、前記ロータコアの内部に設けられ、
前記減肉部は、前記ロータコアに設けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【請求項7】
前記ロータコアは、複数の電磁鋼板を前記回転軸方向に積層した積層体であり、
前記減肉部の前記回転軸方向の長さは、1枚の電磁鋼板の厚さの整数倍であり、
前記回転軸方向において、前記減肉部の端位置は、任意の層の電磁鋼板とそれに隣接する層の電磁鋼板との境界位置と一致する、請求項6に記載のブラシレスモータ。
【請求項8】
前記減肉部は、前記回転軸の径方向において、前記磁石の外側に設けられる、請求項6又は7に記載のブラシレスモータ。
【請求項9】
前記磁石は、板状であって、前記回転軸周り方向に幅を持ち、
前記減肉部は、前記ロータコアの外周面のうち前記回転軸との間に前記磁石を挟む部分の範囲内において、前記回転軸の径方向において前記磁石の幅の中心から最も離れた位置に設けられる、請求項8に記載のブラシレスモータ。
【請求項10】
前記磁石は、前記ロータコアに前記減肉部を設けた後に着磁されたものである、請求項6から9のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
【請求項11】
請求項1から10のいずれか一項に記載のブラシレスモータを有する電気機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ロータに磁石を含むブラシレスモータ及びそれを有する電気機器に関する。
続きを表示(約 4,800 文字)【背景技術】
【0002】
下記特許文献1は、ブラシレスモータを駆動源とする電動工具に関する。この電動工具では、ブラシレスモータのロータの前後端部に金属材料から成るバランスウエイト(バランサ)が設けられ、バランスウエイトを削り加工することによりロータの回転バランスを調整できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−17769号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
バランスウエイトを利用したロータの回転バランスを調整する構成の場合、例えば以下のような問題がある。
・バランスウエイトを取り付けるため、ロータが重くなる。
・バランスウエイトの材料費が高価である。
・バランスウエイトの接着の工数が増えコストアップ要因となる。
【0005】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、バランスウエイトを用いることなくロータの回転バランスを調整することの可能なブラシレスモータ及びそれを有する電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様は、ブラシレスモータである。このブラシレスモータは、
ステータと、
磁石を含むロータと、
前記ロータが固定された回転軸と、を有し、
前記ロータに減肉部が設けられている。
【0007】
前記減肉部は、前記ロータの外周面に設けられてもよい。
【0008】
前記減肉部は、前記回転軸周り方向の互いに異なる位置に少なくとも2つ設けられてもよい。
【0009】
前記回転軸周り方向における前記2つの減肉部のそれぞれの中心位置が、互いに360°/n(nは前記ロータの極数であって4以上の整数)だけ離間していてもよい。
【0010】
前記回転軸回り方向における少なくとも2つの前記減肉部のそれぞれの中心位置は、全て90度の範囲内に設けられてもよい。
【0011】
前記ロータは、ロータコアを含み、
前記磁石は、前記ロータコアの内部に設けられ、
前記減肉部は、前記ロータコアに設けられてもよい。
【0012】
前記ロータコアは、複数の電磁鋼板を前記回転軸方向に積層した積層体であり、
前記減肉部の前記回転軸方向の長さは、1枚の電磁鋼板の厚さの整数倍であり、
前記回転軸方向において、前記減肉部の端位置は、任意の層の電磁鋼板とそれに隣接する層の電磁鋼板との境界位置と一致してもよい。
【0013】
前記減肉部は、前記回転軸の径方向において、前記磁石の外側に設けられてもよい。
【0014】
前記磁石は、板状であって、前記回転軸周り方向に幅を持ち、
前記減肉部は、前記ロータコアの外周面のうち前記回転軸との間に前記磁石を挟む部分の範囲内において、前記回転軸の径方向において前記磁石の幅の中心から最も離れた位置に設けられてもよい。
【0015】
前記磁石は、前記ロータコアに前記減肉部を設けた後に着磁されたものであってもよい。
【0016】
本発明の別の態様は、前記ブラシレスモータを有する電気機器である。
【0017】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、バランスウエイトを用いることなくロータの回転バランスを調整することの可能なブラシレスモータ及びそれを有する電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
本発明の実施の形態1に係る電気機器1の側断面図。
電気機器1のブラシレスモータ6のロータコア6b単体の斜視図。
回転軸6aの周囲に固定されると共に磁石6cを内部に設けたロータコア6bの、減肉部6hを通る面で切断した断面図。
回転軸6aの周囲に固定されると共に磁石6cを内部に設けたロータコア6bの、減肉部6iを通る面で切断した断面図。
実施の形態1の比較例に係る電気機器の側断面図。
本発明の実施の形態2におけるロータユニットの斜視図。
同断面図。
本発明の実施の形態3におけるロータユニットの斜視図。
同断面図。
本発明の実施の形態4におけるロータユニットの斜視図。
同断面図。
本発明の実施の形態5におけるロータユニットの斜視図。
同断面図。
本発明の実施の形態6におけるロータユニットの減肉部加工前の斜視図。
同断面図。
同ロータユニットの減肉部加工後の斜視図。
本発明の実施の形態7におけるロータユニットの斜視図。
実施の形態7の比較例におけるロータユニットの斜視図。
本発明の実施の形態8におけるロータコア6bの側面図。
実施の形態8の比較例におけるロータコア6bの側面図。
本発明の実施の形態9におけるロータコア6bの側面図。
実施の形態9の比較例におけるロータコア6bの側面図。
減肉必要箇所Xを減肉箇所X1、X2に分解して減肉することを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0021】
(実施の形態1)
図1〜図4を参照し、本発明の実施の形態1を説明する。本実施の形態は、ブラシレスモータ6及びそれを駆動源とする電気機器1に関する。図1により、電気機器1の互いに直交する前後及び上下の各方向を定義する。電気機器1は、インパクトレンチである。電気機器1において、ハウジング2は、筒状の胴体部2aと、胴体部2aの略中央部から下方に延びるハンドル部2bと、を有する。
【0022】
ハンドル部2bの上端部には、トリガスイッチ(操作スイッチ)7が設けられる。トリガスイッチ7は、使用者がブラシレスモータ6の駆動(正転又は逆転)、停止を切り替えるためのスイッチである。ハンドル部2bの下端部からは、外部の交流電源に接続するための電源コード9が延びる。胴体部2a内に、後方から順に、ブラシレスモータ6、減速機構3、スピンドル4、ハンマ5、及びアンビル8が設けられる。
【0023】
ブラシレスモータ6は、インナーロータ型であり、回転軸6a、ロータコア6b、磁石6c、及びステータ(固定子)6dを含む。回転軸6aは、前後方向と平行に、胴体部2a内で回転自在に支持される。ロータコア6b及び磁石(ロータマグネット)6cは、ブラシレスモータ6のロータ(回転子)を成す。ロータコア6bは、回転軸6aの周囲に固定され、回転軸6aと一体に回転する。
【0024】
ロータコア6bは、複数(多数)の電磁鋼板を回転軸6aの方向に積層した略円筒状の積層体である。ロータコア6bは、回転軸6aを挿入する貫通穴6fを有する。磁石6cは、ロータコア6bの4つの磁石挿入穴6g内にそれぞれ挿入、保持される。ブラシレスモータ6のロータは4極であり、4つの磁石6cは回転軸6a周りに90°(360°/n、nはロータの極数)間隔で配置される。磁石6cは、回転軸6aの径方向と略垂直である。
【0025】
ステータ6dは、ステータコアの各スロットにステータコイルを巻回したものであり、ロータコア6bの周囲を囲むように設けられる。ステータ6dの前方においてファン10は、回転軸6aに固定され、回転軸6aと一体に回転する。
【0026】
減速機構3は、例えば遊星歯車機構であり、ブラシレスモータ6の回転を減速し、スピンドル4に伝達する。スピンドル4によりハンマ5が回転し、ハンマ5がアンビル8に回転打撃力を与える。アンビル8の先端部には先端工具保持部8aが設けられ、先端工具保持部8aに保持されたソケット等の先端工具(不図示)が、回転打撃力により回転駆動される。ブラシレスモータ6の回転から回転打撃力発生までの構成、動作は周知なので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【0027】
以下、ロータの回転バランスの調整について説明する。ロータコア6bの外周面には、減肉部6h、6iが設けられる。減肉部6h、6iは、ロータの回転バランスを調整するために減肉された部分である。回転バランスは、ロータコア6b及び磁石6cに加え、回転軸6a及びファン10も含めたロータユニットの状態で、専用の機械によって測定される。回転バランスの測定が行われるロータユニットは、ロータコア6b、磁石6c、回転軸6a及びファン10のみならず、ロータの構成によっては、センサマグネット、プーリ及びピニオンギア等を含めた状態の物でもよい。回転バランスの測定結果から減肉必要箇所が導出される。減肉必要箇所は、ドリル加工や平面研削等、任意の方法で減肉される。減肉部6h、6iは、共にドリル加工で減肉した例である。複数箇所を減肉する場合に、複数の減肉部の加工方法を別々としてもよい。
【0028】
減肉部6h、6iは、回転軸6aの径方向において、磁石6cの外側に設けられる。磁石6cは、平板状であって、回転軸6a周り方向に幅を持つ。減肉部6h、6iは、ロータコア6bの外周面のうち回転軸6aとの間に磁石6cを挟む部分の範囲内において、回転軸6aの径方向において磁石6cの幅の中心から最も離れた位置に設けられる(延在する)。具体的には、図4に示すように、減肉部6iの回転軸6a周り方向における中心(加工の中心)の同方向における位置は、同方向における磁石6cの中心位置(ロータの極の中心位置)と略一致する。一方、図3に示すように、減肉部6hの回転軸6a周り方向における中心(加工の中心)の同方向における位置は、同方向における磁石6cの中心位置(ロータの極の中心位置)に対してずれている。このため、減肉部6hと減肉部6iで同じ加工量を実現するためには、減肉部6hの加工深さを減肉部6iよりも深くする必要がある。加工深さを深くすると、加工範囲が図3に示す薄肉部6xに近づいていくため、好ましくない。換言すれば、減肉部6hは、減肉部6iよりも加工可能量が小さい。したがって、減肉部6h、6iの比較では、減肉部6iのほうが良い加工例となる。磁石6cは、減肉部6h、6iを形成した後に着磁されたものである。
【0029】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【0030】
(1) ロータコア6bに減肉部6h、6iを設けることでロータの回転バランスを調整しているため、ロータコア6bに別途バランスウエイトを取り付ける必要がない。このため、バランスウエイトを設けることによるロータの重量増大を抑制できる。
(【0031】以降は省略されています)

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