(57)【要約】【課題】高入力使用時では回転子コイルの発熱により、回転子が過大な温度上昇により焼損し、製品寿命が短くなり易いという問題を解消し、仕事効率向上のために高入力使用時でも温度上昇を抑制して製品寿命を伸ばすこのとできる電動機を提供する。【解決手段】回転軸に装着され、半径方向外側に開いたスロットを有するコアと、該スロットに巻回されるコイルを整流子へ接続して構成された電動機の回転子において、前記コイルのコイルエンドの内側に密着して金属製の放熱部材を配設するとともに、該放熱部材の一部を外気に露出させたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に装着され、半径方向外側に開いたスロットを有するコアと、該スロットに巻回されるコイルを整流子へ接続して構成された電動機の回転子において、前記コイルのコイルエンドの内側に密着して金属製の放熱部材を配設するとともに、該放熱部材の一部を外気に露出させたことを特徴とする電動機の回転子。
【請求項２】
前記放熱部材の外気への露出部分は凹凸形状が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば電動工具に使用される整流子電動機の回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の整流子電動機の回転子２は、図９に示す如く、ラジアル方向外側に開き軸方向に沿って延びるスロットを少なくとも３つ以上有し、回転軸４に装着される回転子コア５、回転子コア５のスロット内に２スロット以上の間隔をもって軸方向に沿って巻回される回転子コイル、回転軸４に装着される冷却ファン６により構成される。製品運転中に回転子２に電流を流すことで回転子コイルに発生した熱を、回転子２と同期して回転する冷却ファン６によって生じた風により放熱させて、回転子２の温度上昇抑制及び過大な温度上昇による焼損を防いでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電動工具は仕事効率の向上が要求されているため年々高入力製品が発売されており、回転子２に流す電流は増大している。そのため回転子２の発熱は年々増加しており、回転子２の冷却効率向上は必須である。
【０００４】
従来技術において、回転子２は高速回転物であり風と効率良く接触しているため回転子２のコイルエンドの表面からは十分放熱されており、冷却ファン６によって生じる風の量を増やしてもさらなる冷却効率向上は難しい。そのため、高入力使用時では回転子コイルの発熱により、回転子２が過大な温度上昇により焼損し、製品寿命が短いという問題が生じ易い。
【０００５】
また、回転子コア５及び回転軸４は金属物質であるため熱伝導性能が高いが、通常は製品の電気絶縁性能確保を理由に、回転子コイルと接触する回転子軸４の表面、回転子コア５の端部表面には熱伝導率の低い紙や樹脂などの電気絶縁物７、８が挿入されているため、回転子コイルの熱が伝達されて回転子軸４及び回転子コア５から放熱される冷却効果は小さい。
【０００６】
本発明の目的は、高入力使用時では回転子コイルの発熱により、回転子が過大な温度上昇により焼損し、製品寿命が短くなり易いという問題を解消し、仕事効率向上のために高入力使用時でも温度上昇を抑制して製品寿命を伸ばすこのとできる回転子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、回転子のコイルエンドの内側に装着した放熱部材の一部に密着するように回転子コイルを巻回し、前記放熱部材の一部を外気に露出させることにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下一実施形態を示す図１を参照して本発明を説明する。
【０００９】
１ａは放熱部材１の円筒部、１ｂは放熱部材の凹凸部、２は回転子、３ａはファン側コイルエンド、３ｂはコンミ側コイルエンド、４は回転子軸、５は回転子コア、６は冷却ファン、７、８は絶縁材である。
【００１０】
円筒部１ａに凹凸部１ｂが設けられた例えばアルミニウム等の放熱部材１において、円筒部１ａを回転子コイルエンドのコア端部そばまで回転軸４に挿入し、円筒部１ａの上から回転子コイルを巻回する。回転子コイルはたるまない程度のテンションを持って巻回されているため、回転子コア５のスロット間で回転子コイルを巻回すると、スロット間の最短距離途中には円筒部１ａがあるため回転子コイルは円筒部１ａの表面になめるように巻回され、円筒部１ａの外周とコイルエンド３ａの内側は良く密着する。さらに、回転子２にはワニスを回転子コイルに含浸させ熱で硬化させるので、円筒部１ａとコイルエンド内部の空気の隙間は少なくなるので、コイルエンド３ａから円筒部１ａには熱が伝達し易い。電動工具に用いられる電動機は一般に、製品の電気絶縁性能確保を理由に回転子コイルと接触する回転子軸４及び回転子コア５端部それぞれの表面には電気絶縁物質である熱伝導率の低い紙及びフェノール樹脂等７、８が装着されているため、回転子コイルの熱が伝達されて回転子軸４及び回転子コア５から放熱される冷却効果は小さい。しかし、放熱部材１に用いる例えばアルミニウムは紙及びフェノール樹脂などの絶縁材料に比べて熱伝導率は１００倍以上大きく熱を伝達し易い。また、前述したように回転軸４及び回転子コア５端部それぞれの表面には絶縁材料７、８が装着されているため、放熱部材１と回転軸４及び回転子コア５は電気的に絶縁されており、コイルエンド３ａの内側を放熱部材１と密着させても、回転子コイルと回転子軸４及び回転子コア５の電気的絶縁は確保されている。
【００１１】
以上のことから、コイルエンド３ａの内側と良く密着した円筒部１ａへは熱が非常に伝達し易く、伝達された熱は凹凸部１ｂから放熱される。従来技術では製品運転中の回転子２は主に回転子コイルの表面から放熱しており、コイルエンド３ａの内側の熱を積極的に放熱する機構を追加した本発明の回転子の冷却効率は飛躍的に向上する。また、放熱部材１の円筒部１ａと凹凸部１ｂは一つの部品で構成されている必要は無く、図３の円筒部１ａ、図４の凹凸部１ｂとで別部品とすることも可能であり、図３の円筒部１ａの外周部と図４の凹凸部１ｂの内周部１ｃで隙間ばめではめ合せ図２の放熱部材１の状態にすれば良く、冷却効率向上のために放熱表面積を広げようと放熱部材の凹凸部が複雑な形状になるとしても、凹凸部が複数の別部品で構成されていれば生産可能である。
【００１２】
図５、図６の他の実施形態では、コイルエンド３ａの内側に密着させる放熱部材９の円筒部９ａにコイルエンド３ａを覆う程度まで軸方向に延びた凹凸部９ｂを設けた放熱部材９を用いている。図２の放熱部材１に比べて、コイルエンド３ａを覆っている部分だけ広がった凹凸部９ｂの放熱表面積によって増加する回転子の冷却性能は、回転子全長を伸ばし製品全長を大きくすることなく確保することができる。
【００１３】
図７、図８の他の実施形態に示すように、外周部近辺に凹凸形状１０ｂを設けた放熱部材１０のスロット１０ｃが回転子コア５のスロットに重なるように放熱部材１０を回転軸４に挿入し、回転子コア５のスロットに巻回するのと同じように放熱部材１０のスロット１０ｃに回転子コイルを巻回しても良い。コイルエンド３ａの内側と放熱部材１０はプレート部１０ａで密着するため、凹凸形状１０ｂで回転子コイルの熱が放熱される。また、放熱部材１０はコンミ側の回転子コア５の端面側に装着しても良く、その場合、コンミ側コイルエンド１０ｂの内側からも放熱することができる。
【００１４】
以上のように、回転子２の冷却向上を目的に装着させる放熱部材は回転子２のコイルエンド３ａ、３ｂどちらの内側に密着させても良く、形状は問わない。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転子の冷却性能を飛躍的に向上させ温度上昇を低減させ、仕事効率が向上した高入力で寿命の長い電動機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明回転子の一実施形態を示す一部断面側面図。
【図２】本発明を構成する放熱部材の一実施形態を示す斜視図。
【図３】図２の放熱部材の円筒部を示す斜視図。
【図４】本発明の放熱部材の他の実施形態を示す斜視図。
【図５】本発明回転子の他の実施形態を示す一部断面側面図。
【図６】本発明の放熱部材の他の実施形態を示す斜視図。
【図７】本発明回転子の更に他の実施形態を示す一部断面側面図。
【図８】本発明の放熱部材の更の他の実施形態を示す斜視図。
【図９】従来の回転子の一部断面側面図。
【符号の説明】
１、９、１０は回転子冷却用の放熱部材、２は回転子、３ａはファン側コイルエンド、３ｂはコンミ側コイルエンド、４は回転子軸、５は回転子コア、６は冷却ファン、７、８は絶縁材である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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