(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直巻電動機（１０）であって：
軸方向に延在し、且つ固定子（１４）の内部に回転可能に配置される回転子（１２）と；
閉じたヨーク（３２）を形成する固定子プレート束（１６，１６ａ）であって、各々が端面（３６，３６ａ）を有する２つの軸方向端部を含むようにした固定子プレート束（１６，１６ａ）と；
少なくとも１本の整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）を受容するために固定子プレート束（１６，１６ａ）の上に設けられて、各々の整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）は、軸方向端部を含むようにした軸方向溝（２６，３０）と；
少なくとも２本の界磁巻線（１８，１９）と；
固定子プレート束（１６，１６ａ）の軸方向端部の近傍において軸方向に直交して延在する横方向溝（４２，４３，４２ａ，４３ａ）であって、軸方向溝及び横方向溝（２６，３０，４２，４３，４２ａ，４３ａ）が整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）を受容するように適合して配置され、整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）の軸方向端部が、少なくとも部分的には横方向溝（４２，４３，４２ａ，４３ａ）の中に受容され、多くても部分的にのみ端面（３６，３６ａ）を越えて突出するようにした横方向溝（４２，４３，４２ａ，４３ａ）と
を含んでおり、
横方向溝（４２，４３，４２ａ，４３ａ）は、整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）の軸方向端部が固定子プレート束（１６，１６ａ）の端面（３６，３６ａ）を越えて突出しないようにして形成されており、
固定子プレート束（１６，１６ａ）は、少なくとも２つの電極（３４）を含んでおり、それらの各々は、２本の電極ホーン（２２，２４，２４ａ）を含んでおり、それらの一方（２４，２４ａ）の廻りに１本の整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）が案内されるようにし、電極ホーン（２４，２４ａ）は、固定子プレート束（１６，１６ａ）の軸方向長さ（ａ）よりも短い軸方向長さ（ｂ）を有するようにした、直巻電動機。
【請求項２】
固定子プレート束（１６ａ）は、横方向溝（４２ａ，４３ａ）の間に延在して所定の断面積を有するようにした中間部分（４４ａ）を含んでおり、固定子プレート束（１６ａ）は、中間部分（４４ａ）の断面積に対応する断面積を夫々に有する端部プレート（４６ａ，４８ａ）をその端面（３６ａ）において含むようにした、請求項１に記載の直巻電動機。
【請求項３】
固定子プレート束（１６，１６ａ）は、少なくとも２つの電極（３４）を含んでおり、それらの各々は、２本の電極ホーン（２２，２４，２４ａ）を含むようにし、少なくとも１本の整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）は、２本の巻線延長部分（２０，２１，２０ａ，２１ａ）を含んでおり、それらの一方（２０，２０ａ）は、一方の電極（３４）の２本の電極ホーン（２２，２４，２４ａ）の間に延在する軸方向溝（２６）の中に敷設され、それらの他方（２１，２１ａ）は、１本の電極ホーン（２４，２４ａ）とヨーク（３２）の間に延在する軸方向溝（３０）の中に敷設されるようにし、電極の界磁巻線（１８，１９）は、２本の巻線延長部分（１８，１９）を含んでおり、それらの一方は、整流巻線（２０，２１，２０ａ，２１ａ）の巻線延長部分（２０，２１，２
０ａ，２１ａ）を越えて延在するようにした、請求項１に記載の直巻電動機。
【請求項４】
直巻電動機（１０）であって：
軸方向に延在し、且つ固定子（１４）の内部に回転可能に配置される回転子（１２）と；
閉じたヨーク（３２）を形成する固定子プレート束（１６ａ）であって、各々が端面（３６ａ）を有する２つの軸方向端部を含むようにした固定子プレート束（１６ａ）と；
少なくとも１本の整流巻線（２０ａ，２１ａ）を受容するために固定子プレート束（１６ａ）の上に設けられて、各々の整流巻線（２０ａ，２１ａ）は、軸方向端部を含むようにした軸方向溝（２６，３０）と；
少なくとも２本の界磁巻線（１８，１９）と；
固定子プレート束（１６ａ）の軸方向端部の近傍において軸方向に直交して延在する横方向溝（４２ａ，４３ａ）であって、軸方向溝及び横方向溝（２６，３０，４２ａ，４３ａ）は、整流巻線（２０ａ，２１ａ）の軸方向端部が少なくとも部分的には横方向溝（４２ａ，４３ａ）の中に受容され、多くても部分的にのみ端面（３６ａ）を越えて突出するようにして、整流巻線（２０ａ，２１ａ）を受容するように適合して配置されるように成した横方向溝（４２ａ，４３ａ）と
を含むようにし、
固定子プレート束（１６ａ）は、少なくとも２つの電極（３４）を含んでおり、それらの各々は、２本の電極ホーン（２２，２４ａ）を含んでおり、それらの一方（２４ａ）の廻りに１本の整流巻線（２０ａ，２１ａ）が案内されるようにし、電極ホーン（２４ａ）は、固定子プレート束（１６ａ）の軸方向長さ（ａ）よりも短い軸方向長さ（ｂ）を有するようにし、
固定子プレート束（１６ａ）は、横方向溝（４２ａ，４３ａ）の間に延在して所定の断面積を有するようにした中間部分（４４ａ）を含むようにし、
固定子プレート束（１６ａ）は、中間部分（４４ａ）の断面積に対応する断面積を夫々に有する端部プレート（４６ａ，４８ａ）をその端面（３６ａ）において含むようにした、
直巻電動機。
【請求項５】
固定子プレート束（１６ａ）は、少なくとも２つの電極（３４）を含んでおり、それらの各々は、２本の電極ホーン（２２，２４ａ）を含むようにし、少なくとも１本の整流巻線（２０ａ，２１ａ）は、２本の巻線延長部分（２０ａ，２１ａ）を含んでおり、それらの一方（２０ａ）は、一方の電極（３４）の２本の電極ホーン（２２，２４ａ）の間に延在する軸方向溝（２６）の中に敷設され、それらの他方（２１ａ）は、１本の電極ホーン（２４ａ）と当該ヨーク（３２）の間に延在する軸方向溝（３０）の中に敷設されるようにし、電極（３４）の界磁巻線（１８，１９）は、２本の巻線延長部分（１８，１９）を含んでおり、それらの一方は、整流巻線（２０ａ，２１ａ）の巻線延長部分（２０ａ，２１ａ）を越えて延在するようにした、請求項４に記載の直巻電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特には交直両用電動機を備えた制動式電動工具のためのものであり、閉じたヨークを形成する固定子プレート束を有するように成した固定子を有し、当該固定子プレート束の溝の中に敷設される少なくとも２本の界磁巻線と少なくとも１本の整流巻線とを有するように成した、整流子及び整流巻線を備えた直巻電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電動機は、例えば、欧州特許出願０  ４７１  ０３８  Ｂ１号から公知である。
【０００３】
この公知の電動機は、電動機モードと制動モードの間において切り替えられ得るものであり、制動モードでは自律的な自励の故に急速な短絡制動を許容するように成して、整流巻線が設けられる。
【０００４】
同様な設計の直巻電動機は、ドイツ特許出願４３  ０７  ３５７  Ａ１号からも公知である。
【０００５】
これらの公知の電動機に共通する特徴は、整流巻線が、固定子プレート束の中の溝の中に敷設され、それらの巻線束が、それらの軸方向端部の各々によって固定子プレート束を越えて突出するという事実である。界磁巻線は、通常、整流巻線の廻りに案内されるので、その結果は、物理的な寸法における増大である。何故なら、より大きな界磁巻線の束は、固定子プレート束から外へ突出する整流巻線の端部に載置されるからである。
【０００６】
しかしながら、とりわけ電動工具において使用される交直両用電動機の場合には、固有の規定出力に関する電動機の物理的な寸法が、決定的なパラメータである。僅か数ミリメータだけ電動機を長くすることさえも、法外に不都合であると考えられるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、より小さな物理的寸法を有する直巻電動機を設けることであり、特には、軸方向において短縮されるが、それでもなお従来的な電動機と同じ出力を有する固定子を設けることである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、従来的な直巻電動機と比較して、その寸法を実質的に増大させることなく、増大した出力を有するように成した、直巻電動機を設けることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段は各請求項に記載された直巻電動機である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に拠れば、前述の目的及びその他の目的は、初めに引用した種類の直巻電動機の場合には、当該固定子プレート束が、少なくとも１本の整流巻線の軸方向端部の領域内において、夫々の整流巻線の端部を受容するためのものとして固定子の軸方向に直交して走る横方向溝を有するので、達成されることが可能である。
【００１１】
本発明の目的は、この様式に従って完全に達成される。何故なら、夫々の整流巻線の軸方向端部は、これで、隣接する軸方向溝に対して直交する方向に延在するように成した横方向溝を介して案内されることが可能になり、当該固定子プレート束の端面を越える整流巻線の軸方向端部のいかなる突出も、防止され或いは削減され得ることになるからである。
【００１２】
これは、軸方向における電動機の物理的な寸法の短縮を引き起こすものである。このことは、例えば、通常の寸法の交直両用電動機の場合には、夫々の端部におけるほぼ５ｍｍという短縮を意味し、即ち全体でほぼ１ｃｍの短縮に至るのであり、相当な利点であると考えられることになる。
【００１３】
これらの横方向溝は、何らかの出力の縮小を導くものではなく、制動モードにおける何らかの制動特性の劣化を導くものでもないと判明することになった。
【００１４】
本発明の補足的な改良に拠れば、整流巻線は、この文脈では、その２つの軸方向端部において短縮される電極ホーンの廻りに案内される。それによって、とりわけ単純な様式で達成され得るその結果は、整流巻線の軸方向端部が、固定子プレート束の端面を越えて突出するものではなく、或いは、その軸方向長さが不都合に影響されないほどに僅かにのみ突出するということである。何故なら、界磁巻線の端部は、いずれの場合も所定の半径を有するからである。
【００１５】
本発明の更なる実施例に拠れば、固定子プレート束は、その断面積が横方向溝を除いた残りのプレートの断面積に対応するように成したプレートによってその２つの端面において終端される。
【００１６】
このようにすれば、軸方向端部における固定子プレートに対するいかなる変更も完全に回避されることが可能である。何故なら、軸方向溝の中に受容される特定の整流巻線の延長部分が、横方向溝を介して直交方向において互いに接合されるからである。それらの横方向溝は、当該横方向溝によって中断されるものではない固定子プレート束の中心における関連の電極ホーンの断面積に対応するように成した断面積によって、軸方向端部に向かう外側において夫々に再びカバーされることになる。
【００１７】
本発明の更なる実施例に拠れば、整流巻線は、一方の巻線延長部分によって、一方の電極の２本の電極ホーンの間における軸方向溝の中に敷設され、更には、その他方の巻線延長部分によって、一方の電極ホーンとヨークの間に形成される軸方向溝の中に敷設され、当該電極の界磁巻線は、一方の巻線延長部分によって、整流巻線の延長部分を越えて延在する。
【００１８】
この実施例に拠れば、好ましくは走路方向において中心から僅かにオフセットしている補極は、最適の効率を達成すべく、夫々の電極の中に都合良く組み込まれることになる。
【００１９】
この実施例に拠れば、良好な制動作用が、縮小した物理的な寸法と同じ出力によって保証され得ることになる。
【００２０】
上述の特徴及び以下で更に説明されることになる特徴は、指摘された夫々の組合せにおいてのみ使用され得るものではなく、本発明の文脈から離れることなくその他の組合せにおいて或いは分離して使用されることもまた可能である。
【００２１】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照して示す、例示的且つ好適な実施例に関する以下の説明から明白である。
【００２２】
【実施例】
図１では、本発明の直巻電動機が、全体として参照番号１０を付けてラベル表示されている。直巻電動機１０は、好ましくは長手方向に分割された様式（図示略）で具体化され、磁気的に閉じたヨーク３２を構成するように成した、固定子プレート束１６を有する固定子１４を含んで成る。
【００２３】
回転子１２は、図１では、単に概略的な様式でのみ示されている。
【００２４】
直巻電動機１０は、互いに対向して配置され、対照的に形成される２つの電極を含んで成るものであり、図１では、その一方の電極３４のみが示されている。電極３４は、両側において電極ホーン２２，２４によって終端されるものであり、その中に巻線が受容される軸方向溝２８及び３０は、電極ホーン２２，２４と外側ヨーク３２の間に構成される。
【００２５】
整流巻線の巻線延長部分２０を受容するための更なる軸方向溝２６は、右側（図１における）の電極ホーン２４と左側の電極ホーン２２の間において、電動機の回転方向にオフセットして設けられる。従って、整流巻線２０，２１は、その一方の延長部分２０によって溝２６の中に延在し、その他方の延長部分２１によって、電極ホーン２４とヨーク３２の間に構成される軸方向溝３０の中に直接に延在する。
【００２６】
電極３４の界磁巻線は、その一方の巻線延長部分１８によって、電極ホーン２２とヨーク３２の間に構成される軸方向溝２８の中に延在し、その他方の巻線延長部分１９によって、他方の電極ホーン２４とヨーク３２の間に構成される軸方向溝３０の中に延在するのであり、当該巻線の延長部分によって、整流子巻線２０，２１の関連する巻線延長部分２１に接して載置される。
【００２７】
本発明に拠れば、固定子プレート束１６は、固定子プレート束１６の内部に実質的に埋め込まれるような様式で整流巻線２０，２１をそれが受容することを許容するように成した特殊な形状を有するものであり、整流巻線２０，２１の軸方向端部は、固定子プレート束１６の軸方向端面を越えて全く突出するものではないか、或いは僅かにのみ突出する。
【００２８】
この構造は、図２及び図３において、より明瞭に観察可能である。
【００２９】
図２は、軸方向において分割されるように成した、図１で示された固定子１４の片側を斜視図で示している。それらの寸法は、全く一定の縮尺ではないものであり、図１と図２の間における何らかの差違は、意図的なものではなく、単純に異なった描写の結果なのである。図１に関連して上述されたような固定子プレート束１６のヨーク３２から内側に突出するものは、その廻りに界磁巻線の一方の延長部分１８が案内される一方の電極ホーン２２と、その廻りに整流巻線の一方の延長部分２１と整流巻線の第２の延長部分１９が案内される他方の電極ホーン２４である。回転子１２に面する電極ホーン２２，２４の表面は、エア・ギャップ損失を最小限にすべく、周知の様式で回転子１２の円形の形状に対して整合される。
【００３０】
固定子１４の軸方向５０に延在する軸方向溝２６は、その中に整流巻線２０，２１の一方の延長部分２０が敷設されるものであることが図２から明瞭である。本発明に拠れば、夫々の延長部分２１及び１９によって夫々に整流巻線及び界磁巻線がその廻りに案内される電極ホーン２４は、図２で示された固定子の片側に関して上からの平面図を示している図３の描写において特に観察され得るように、軸方向５０において短縮される。
【００３１】
固定子プレート束１６の軸方向長さは、長さａを有するが、その廻りに整流巻線の一方の延長部分２１と界磁巻線の一方の延長部分１９が案内される電極ホーン２４は、より短い軸方向長さｂを有する。長さｂは、整流巻線２０，２１が、軸方向端部４０，４１を固定子プレート束１６の端面３６を越えて突出させることなく、その夫々の軸方向端部４０，４１によって、電極ホーン２４の端部の廻りに案内されることが可能であるようにして寸法形成される。電極ホーン２４は、長さｂで示されたように、その端部の両方において短縮される。整流巻線２０，２１の延長部分２０，２１が、軸方向に延在する軸方向溝の中に位置し、その軸方向端部が横方向溝４２，４３を介して延在する。このようして受容される整流巻線２０，２１は、その軸方向端部によって、固定子プレート束１６の内部においてほぼ面一であるか、或いは、外側へ僅かに突出することになる。何故なら、界磁巻線が、いずれの場合も半径方向に延在して、当該端面に対して完全には当接しないからである。
【００３２】
図２及び図３から明瞭であるように、界磁巻線１８，１９は、ここでは、その夫々の軸方向端部３８，３９によって整流巻線２０，２１の軸方向端部４０，４１の廻りに案内されるものであり、整流巻線２０，２１が固定子プレート束１６の内部においてほぼ面一な様式で受容されるので、その巻線束の夫々の端部３８と共に可能な限り短く維持されることが可能になる。
【００３３】
整流巻線の軸方向端部が固定子プレート束の夫々の端面を越えて外側に突出する従来的な直巻電動機と比較して、本発明に従えば、交直両用電動機としての通常の実施例の場合には、夫々の端部におけるほぼ５ｍｍという軸方向長さの短縮、即ち全体でほぼ１０ｍｍという短縮が達成される。
【００３４】
それに伴う性能の損失は全く存在せず、制動作用もそのまま変化しないということが、テストで確認されることになった。
【００３５】
本発明の教示内容は、例えば、初めに引用した欧州特許出願０  ４７１  ０３８  Ｂ１号で説明されたような電動機、或いはドイツ特許出願１９６  ５１  ２９８  Ａ１号で説明されたような電動機のように、様々な設計の直巻電動機に対して有益に適用されることが可能である。前者の電動機は、直列に整流電極を有して、電動機モードと制動モードの間で切り替える切替え装置をも有する整流子電動機であり、当該電動機は、制動モードでは切替え装置によって短絡され、界磁巻線が逆転される。更に、当該電動機は、界磁巻線を介する制動電流を制限するための手段をも有するものであり、それによって、交流で操作されるときにも、滑らかで急速な短絡制動が、自律的な自励の故に実行され得ることになる。このため、電動機モードでは、電機子は、界磁巻線と整流巻線の間に接続されるが、制動モードでは、界磁巻線を介する制動電流を制限するために、制動電流を制限するための手段を包含する電流経路が、電機子と整流巻線の間に接続され、制動電流の所定の部分だけが、界磁巻線を介して流れることになる。制動電流を制限するためには、互いに逆平行に接続されるツェナー・ダイオードが設けられている。
【００３６】
ドイツ特許出願１９６  ５１  ２９８  Ａ１号の事例では、その直巻電動機は、直列に接続される電機子巻線を有する少なくとも１本の界磁巻線と、電動機を制動モードで制動するための少なくとも１本の整流巻線と、電動機を制動モードと電動機モードの間で切り替える切替え装置とを有する。当該少なくとも１本の制動巻線は、制動モードにおいてのみ活性化される分離した電流経路の中に配置される。当該分離した電流経路は、制動モードでは電機子巻線と並列に接続されることが可能であり、或いは、制動モードでは切替え装置によって分流様式で供給電圧に連結されることが可能である。
【００３７】
従って、問題になる直巻電動機の回路構成に関わらず、本発明の教示内容は、固定子のための短縮した長さを達成するために有益に使用され得ることになる。
【００３８】
本発明は、例えば、ドイツ特許出願４３  ０７  ３５７  Ａ１号で説明された直巻電動機のようなその他の実施例において使用されることもまた可能であると理解されるものである。
【００３９】
図２及び図３で示された実施例の修正案が、図４に示されている。
【００４０】
図４は、電極ホーン２４ａが図３で示された電極ホーン２４と比べて幾分変更されるように成した、図２で示された固定子の片側に関する上からの平面図を示している。電極ホーン２４ａは、ここでもまた、長さｂで示されたように、その端部の両方において短縮される。しかしながら、図３で示された実施例とは対照的に、固定子プレート束１６ａは、その断面積が中心領域におけるプレートの断面積と完全に対応するように成したプレートによって、その２つの軸方向端部において終端されるものであり、当該中心領域では、整流巻線２０ａ，２１ａの端部がそれらを介して直交方向に走るように成した横方向溝４２ａ，４３ａは、何も設けられないことになる。
【００４１】
従って、電極ホーン２４ａは、その断面積が中間領域４４ａにおける電極ホーン２４ａの断面積に対応する夫々の端部領域４６ａ，４８ａから横方向に真っ直ぐに延在する横方向溝４２ａ，４３ａによって、両方の軸方向端部で分離されるように成した、長さｂの中間領域４４ａを有する。
【００４２】
従って、電極ホーン２４ａは、横方向溝によってのみ、その２つの端部において中断されることになる。
【００４３】
従って、整流巻線２０ａ，２１ａは、図２で示された実施例の場合と同様に、その延長部分が軸方向に延在する軸方向溝の中に位置し、その軸方向端部が横方向溝４２ａ，４３ａを介して延在する。
【００４４】
本発明は、真っ直ぐに延在する横方向溝を使用して具体的に説明されてきたが、湾曲した溝のような形状や、その他の形状もまた横方向溝として利用され得るものであるということは、明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動機を介する部分断面図。
【図２】敷設された整流巻線及び界磁巻線を有して、長手方向において分割されるように成した固定子プレート束の片側の斜視図。
【図３】敷設された整流巻線の領域内ではあるが、界磁巻線を欠いているように成した、図２で示された固定子の平面図。
【図４】敷設された整流巻線の領域内ではあるが、図２と比べて僅かに異なったバージョンに従って、図２で示された固定子の平面図。
【符号の説明】
１０    直巻電動機
１２    回転子
１４    固定子
１６    固定子プレート束
１６ａ    固定子プレート束
２０，２１    整流巻線
２０ａ，２１ａ    整流巻線
２２，２４    電極ホーン
２４ａ    電極ホーン
２６    軸方向溝
２８，３０    軸方向溝
３２    ヨーク
３４    電極
３８    端部
４０，４１    軸方向端部
４２，４３，４２ａ，４３ａ    横方向溝
４４ａ    中間領域
４６ａ，４８ａ    端部領域
【図１】
0003541925.tif 000002
【図２】
0003541925.tif 000003
【図３】
0003541925.tif 000004
【図４】
0003541925.tif 000005