(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線（27）が設けられた電機子（20）と、磁極片（21,24）に設けられた少なくとも２つの励磁コイル（22,23）と、スイッチ装置手段（26）とを備えた直卷モータ（19）であって、上記スイッチ装置手段（26）は、上記モータの作動段階において上記励磁コイル（22,23）を上記電機子巻線（27）に直列に接続すると共に上記直列接続部を作動電圧のための端末クランプ（25）に接続し、制動段階において上記端末クランプ（25）への接続を遮断すると共に巻き線の並列接続によって上記電機子巻線（27）を短絡する電気制動付きの直卷モータ（19）において、
上記励磁コイル（22,23）の少なくとも１つは２つの部分巻線（221,222;231,232）に分割され、制動時に、上記スイッチ装置手段（26）によって、上記２つに分割された部分巻線の一方（222,232）はその極性が変化させられると共に上記電機子巻線（27）と短絡されることを特徴とする直卷モータ。
【請求項２】
両励磁コイル（22,23）は部分巻線（221,222;231,232）に分割され、励磁コイル（22,23）につき各々１つの上記直列接続の部分巻線（222,232）は、制動時にその極性が変化されると共に上記電機子巻線（25）に短絡されることを特徴とする請求項１に記載の直卷モータ。
【請求項３】
モータで動くチェーンソウを駆動するために用られることを特徴とする請求項１または２による直卷モータ。
【発明の詳細な説明】
適用の範囲
本発明は電気モータの分野に関する。それは、電機子卷線が設けられた電機子と、磁極片に配置された少なくとも２つの励磁コイルと、スイッチ装置手段とを備えている電気ブレーキ付きの直卷モータに関連する。上記スイッチ装置手段は、モータの作動段階では励磁コイルを電機子巻線に直列に接続し、この直列接続部を作動電圧用の端末クランプと接続する。そして、制動段階では巻線の並列接続によって電機子巻線を遮断し短絡する。
技術の現状
直卷モータは、例えばDE−A1−3531685（すなわちUS−Ａ−4,680,862）またはDE−C2−3035185から知られている。
例えばチェーンソウや植木刈機あるいは芝刈機のようなモータで駆動される電動工具では、安全に対する必要性から、動力工具の過剰な移動や余剰運転によって怪我をする危険を制限するために、或いはそのような危険を完全に回避するために、スイッチを切った後は、できるだけ迅速かつ安全にモータを制動することが望ましい。このような制動または減速は、機械的あるいは電気的に為される。この場合、電気制動は、摩耗を実質的に伴うことなく、僅かな追加費用が必要なだけで、駆動装置内にスペースを節約して一体化され得るという利点を持つ。電気制動は、電動工作機械が直卷モータによって駆動されるならば、特に簡単に実現され得る。この直卷モータでは、通常の作動時には、界磁巻線と電機子巻線とが供給電圧に直列に接続されている。初めに述べたDE−C2−3035185では、そのような直卷モータの制動のために抵抗制動が提案されている。この直卷モータでは、電圧の供給が遮断され、また、電機子すなわち電機子巻線は、逆方向に接続された界磁巻線および直列に配置されたNTC抵抗器を経て、短絡される。この解決策で問題なのは、付加的なNTC抵抗器が必要とされることであり、このNTC抵抗器は、有効かつ耐摩耗の制動を可能にするために、非常に正確に必要な大きさに作られねばならないことである。一方、NTC抵抗器がブリッジされるならば、極めて高い電流が制動過程の初期に生じ、そのことがコレクタにフラッシングオーバを引き起こす。
DE−A1−3530685では、図１によると、２つの励磁コイル13,14から成る界磁巻線において、直巻モータ10の電気制動のために、端末クランプ16への接続を遮断し、単に界磁巻線の一励磁コイル14の極性を変え、電機子巻線17を並列に接続することが提案されている。モータすなわちモータとスイッチにおける電気的な接触片は、この公報によると、唯１つの励磁コイルとの短絡では比較的低電圧の短絡が生じるから、その過程で殆ど負荷にさらされることがない。しかしながら、駆動と制動の作用を互いに独立して調整または最適化することが不可能であるということは、この解決策における不都合な点である。駆動作用を変化させるために、励磁コイルの巻線の数や形状などに変更が加えらえたとき、同じコイルが駆動と制動の双方に使用されているので、この変更は制動作用にも思いがけない影響を持つ。励磁コイルの外に、制動に使用されるコイルが分離コイルの形で固定子内に収容されるならば、独立な調整までが考えられる。しかしながら、これを為すために、既存モータにおける積層の束を変えねばならず、これは、かなりの追加費用が必要となる。
技術的な課題，解決，利点
電気制動に関して、様々な適用に対して低コストで柔軟に適応され得る電気制動付きの直巻モータを提供することが本発明の技術的な課題である。
技術的な課題は、１に述べられた特徴によって解決される。
この場合に、初めに述べたタイプのモータにおいて、励磁コイルの少なくとも１つが２つの部分巻線に分割され、制動時に部分巻線の１つの極性が変えられ、電機子巻線と短絡されるということが提示される。励磁コイルが２つの部分巻線の間でどのように分割されるかは別として、駆動過程で直列に接続される励磁コイルの２つの部分巻線に駆動コイルを分割することによって、励磁コイルの駆動への影響は不変のままである。部分巻線間での分割を適切に選択することによって、制動のために設けられた部分巻線を制動の場合に最適化することが可能となり、駆動作用がこの最適化によって影響されることは無い。
本発明の好ましい実施の形態によると、もし両方の励磁コイルが部分巻線に分割され、制動の段階において各励磁コイルの部分巻線の１つの極性が変えられると共に電機子巻線と短絡されるならば、特に有利である。励磁コイルが２つの部分巻線の間でどのように分割されるかには関係なく、駆動段階で直列に接続される励磁コイルの２つの部分巻線に駆動コイルを分割することによって、励磁コイルの駆動作用への影響は不変のままである。したがって、部分巻線間での分割を適当に選択することによって、制動のために設けられた部分巻線を制動の場合に最適化することは可能であり、駆動作用がこの最適化によって影響されることは無い。
本発明の好ましい実施の形態によると、もし両方の励磁コイルが部分巻線に分割され、制動時に、励磁コイルにつき各々１つの部分巻線の直列接続がその極性において変えられると共に電機子巻線と並列に接続されるならば、特に有利である。これによって、制動過程において生じる負荷は巻線およびモータに一層均一に分配される。
本発明による直巻モータは、迅速に作動する機械的緊急ブレーキに加えて、鋸の通常のスイッチを切断において安全な制動を実現することが可能であるから、モータで作動するチェーンソウを駆動するための駆動モータとして特に適している。
【図面の簡単な説明】
以下に、本発明は、図面と関連して実施例の助けをかりてより詳細に説明される。
図１は、現状の技術による電気的に制動された直巻モータの概略的な構造を示す。
図２は、本発明による直巻モータの好ましい実施例の比較可能な構造を示す。
本発明の詳細な説明と本発明を実現する最良の方法
初めに既に述べたように、図１に示すように、既知の解決策は、電機子11と、磁極片12と15に各々取り付けられた２つの励磁コイル13と14を備えた直巻電動機10（図1a）に由来する。励磁コイル13,14は、ともに界磁巻線を形成し、一方、電機子11は、外部から整流子によって選定され得る電機子巻線を有する。様々な巻線が、図1bに示すように電気的に連結される。電気スイッチ18は２つの位置を取ることができる（駆動の場合はスイッチ位置が実線で描かれ、制動の場合はスイッチ位置が破線で描かれている）。駆動の場合、２つの励磁コイル13と14は、電機子巻線17に直列に接続され、供給電圧のための端末クランプ16に接続される。制動の場合、スイッチ18を反対側に動かすことによって端末クランプへの接続が遮断され、同時に１つの励磁コイル14の極性が逆転し、電機子巻線17と並列に接続される。回転する電機子巻線と並列に接続された励磁コイル14との間の電磁気的な相互作用によって、モータにはブレーキが掛けられる。初めに述べた不都合、すなわち、制動と同様に駆動に対して、同じ励磁コイル14が使用され、且つ、変わらず使用されねばならないことがここにはっきり認められる。
一方、本発明によるモータの図２に示された実施例では、異なる方法が用いられている。図2aによると、直巻搭載モータ19は、電機子20と、磁極片21と24に取り付けられて共に界磁巻線を形成する２つの励磁コイル22と23を備えている。しかしながら、図１と違って、２つの励磁コイル22と23は、各々、２つの直列に配置された部分巻線221と222または231と232とに分割されている。これでもって、制動のために、励磁コイル毎に唯１つの部分巻線を使用できるようになり、その場合、部分巻線221、222または231、232の異なる比率条件によって、広い範囲内で制動挙動を調整し最適化することが可能である。
駆動と制動との間の切り替えは、図2bによると、スイッチ26によってなされる。スイッチ26は、駆動の場合（スイッチ位置は実線で書かれている）、全ての部分巻線221,232と231,232を、電機子卷線と供給電圧用の端末クランプ25とに直列に接続する。制動の場合（スイッチ位置は破線で書かれている）、端末クランプ25への接続が遮断され、２つの部分巻線222と232（１つの励磁コイルから各々１つ）の直列の接続は、その極性を変化させ、電機子卷線27によって短絡される。この接続において、例えば、部分卷線221と222または部分卷線232と231といった部分卷線の他の組合わせが、制動のために求められ得るということは言うまでもない。しかし、電機子20を制動するために、部分卷線の１つのみ、すなわち、222または232あるいは他の１つを並列に接続することも考えられる。最後に、別の励磁コイルが存在するならば、これらの追加の励磁コイルを部分卷線に分割することも可能であるし、制動目的のための部分巻線を使用することも可能である。
本発明による解決によって、電気制動に使用される制動コイルまたは制動巻線の自由寸法性は、全ての界磁巻線または励磁コイルの大きさに影響することが無く、したがってモータのレイアウトに影響することが無いという結果となる。これによって、モータに制動作用を適合させることが可能である。この接続において積層の束に変更をもたらすことなく、すなわち、各既存のモータのレイアウトは、電気的制動作用のために巻き工程の変更によって後に調整され得る。
このような電動機の使用は、特に電気的に作動するチェーンソウにおいて利点がある。その理由は、通常にスイッチを切る場合に、鋸の危険な余運転が、高い信頼性をもって低コストで回避され得るからである。機械的に作動する緊急制動は、鋸な反動や滑りによって引き起こされ、例えばDE−A1−3150769に記載されている。チェーンソウは、この機械的に作動する緊急制動との組合わせによって、様々な運転の状況において高い安全性を持つ結果となる。
参照番号表
10、19  直卷モータ
11、20  電機子
12、15  磁極片
13、14  励磁コイル
16、25  端末クランプ
17、27  電機子卷線
18、26  スイッチ
21、24  磁極片
22、23  励磁コイル
221、222  部分卷線
231、232  部分卷線
【図１ａ）】
0003543009.tif 000002
【図１ｂ）】
0003543009.tif 000003
【図２ａ）】
0003543009.tif 000004
【図２ｂ）】
0003543009.tif 000005