(57)【要約】【課題】固定子の冷却性能を向上させ、仕事効率が向上した高入力で寿命の長い固定子延いてはこの固定子を備えた電動工具を提供すること。【解決手段】固定子コア６のスロット内に巻回された固定子コイルのうち固定コア６の両端部から束となって突出したコイルエンド３に金属材料部品１の一部を密着させると共に金属材料部品１の一部を外気に露出させることにより、コイルエンド３で発生する熱を金属材料部品１を介して放散するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コア及び固定子コアのスロット内に巻回され、固定子コアの両端部より束となって突出したコイルエンドを有する固定子コイルから構成される電動工具用モータの固定子であって、
前記コイルエンドの内部ないしは表面に金属材料部品の一部を密着させ、金属材料部品の一部を外気に露出させたことを特徴とする電動工具用モータの固定子。
【請求項２】
前記コイルエンド内部ないしは表面で密着した前記金属材料部品に凹凸形状を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動工具用モータの固定子。
【請求項３】
前記コイルエンド内部ないしは表面で密着した前記金属材料部品に固定子コアそばの風の流れに沿った凹凸形状を設けたことを特徴とする請求項２記載の電動工具用モータの固定子。
【請求項４】
少なくとも２つ以上の金属材料部品の間で前記コイルエンドを挟みこむようにヒモや結束バンドまたはネジなどで金属材料部品同士を強く固定し、前記金属材料部品とコイルエンド内部ないしは表面を良く密着させたことを特徴とする請求項２又は３記載の電動工具用モータの固定子。
【請求項５】
固定子コア及び固定子コアのスロット内に巻回され、固定子コアの両端部より束となって突出したコイルエンドを有する固定子コイルから構成される固定子であって、前記コイルエンドの内部ないしは表面に金属材料部品の一部を密着させ、金属材料部品の一部を外気に露出させた固定子を有することを特徴とした電動工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動工具に使用される整流子モータの固定子に関するもので、固定子コイルが発生する熱を効率よく放散できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の整流子モータの固定子２は、図８、図９に示す如く、固定子コア６及び固定子コア６のスロット内に巻回された固定子コイルから構成される。図示しない回転子の回転軸には周知の如く冷却ファンが装着され、運転中に固定子コイルに電流を流すことで発生した熱を冷却ファンによって生じた冷却風により冷却し、固定子コイルの温度上昇を抑制すると共に過大な温度上昇による焼損を防いでいる。
【０００３】
また、コイルエンド部３でのコイル束の断面形状を正方形ではなく表面積の大きい長方形となるよう成形し、コイルの冷却表面積を大きくすることにより、固定子コイルの冷却効率を向上させている。
【０００４】
【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の電動工具が発売されており、固定子コイルに流す電流は増大している。そのため固定子コイルの発熱は年々増加しており、固定子コイルの冷却効率向上は必須である。
【０００５】
従来冷却ファンによって生じた冷却風により固定子コイルを冷却していたが、電動工具の小型化と静音化を維持するために冷却ファンのサイズを大きくできず冷却風量も増やせない状況であり、コイルエンド部３でのコイル束の断面形状を正方形ではなく表面積の大きい長方形となるように成形し放熱表面積を大きくすることにより、固定子コイルの冷却効率を向上している。しかし、固定子コイルを長方形に広げすぎるとコイル全長が長くなりコイル銅損が増加するため、従来の固定子では固定子コイルの冷却効率の大幅向上は見込めない。
【０００６】
また、固定子コア６は金属物質であるため熱伝導性能が高いが、通常は電動工具の電気絶縁性能確保を理由に、固定子コイルと接触する固定子コア６の表面には熱伝導率の小さい紙や樹脂４、５等の絶縁材が装着されているか２．４ｍｍ以上の空気層を挟むため、固定子コイルの熱が伝達されて固定子コア６から放熱される冷却効果は小さい。
【０００７】
そのため、高入力使用時では固定子コイルの発熱により、固定子コイルが過大な温度上昇により焼損し寿命が短いという問題が生じる場合もあった。
【０００８】
本発明の目的は、高入力使用時で固定子コイルの発熱による過大な温度上昇により焼損して寿命が短くなるという問題を解消し、寿命を伸ばすことのできる固定子及び電動工具を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、固定子のコイルエンドと金属材料部品の一部を密着させ、金属材料部品の一部を外気に露出させることにより達成される。
【００１０】
【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。
【００１１】
１ａは金属材料部品１のプレート部、１ｂ、１ｃは金属材料部品１の凹凸部、１ｄは金属材料部品１のスロット部、２は固定子、３はコイルエンド、４、５は絶縁材、６は固定子コアである。
【００１２】
図２に示す固定子コア６のスロットと同じスロット形状１ｄを有すプレート部１ａに固定子コア６の積厚方向に凹凸形状１ｂ、１ｃが設けられた例えばアルミニウムからなる金属材料部品１において、スロット部１ｄが固定子コア６のスロット部と重なるように、固定子コア６端部に装着された絶縁材端部４に突き当たる位置に置き、まず凹凸部１ｂを舐めるようにプレート部１ａと固定子コア６及び絶縁材４を固定子コイルで必要ターン数巻き込み、次に凹凸部１ｃを舐めるようにプレート部１ａと固定子コア６及び絶縁材４を固定子コイルで必要ターン数巻き込む。固定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るため、固定子コア６のスロット間で固定子コイルを巻回すると、スロット間の最短距離途中にはプレート部１ａ及び凹凸部１ｂ、１ｃがあるため、絶縁材４と固定子コイルでプレート部１ａを挟むように巻回されてプレート部１ａは固定子２に固定されると共にプレート部１ａ及び凹凸部１ｂ、１ｃとコイルエンド３はよく密着する。
【００１３】
電動工具に用いられるモータは一般に、電気絶縁性能確保を理由に固定子コイルと接触する固定子コア６の表面には電気絶縁物質である熱伝導率の小さい紙またはフェノール樹脂４、５などの絶縁材が装着されているか、２．４ｍｍ以上の空気層を挟むため、固定子コイルの熱が伝達されて固定子コア６から放熱される冷却効果は小さい。しかし、金属材料部品１に用いる例えばアルミニウムは紙またはフェノール樹脂などの絶縁材や空気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、上述したようにコイルエンド３と接触する固定子コア６表面には絶縁材４、５が装着されているため、コイルエンド３を金属材料部品１と密着させても、金属材料部品１が絶縁材４の端部から同端部コイルエンド側に設置している限り固定子コイルと固定子コア６の電気的絶縁は確保されている。絶縁材４が空気層の場合は固定子コア６端部から２．４ｍｍ離れた位置に金属材料部品１を設置すれば固定子コイルと固定子コア６は電気的に絶縁されており、電動工具の電気絶縁性能は確保されるので問題は無い。
【００１４】
以上のことから、コイルエンド３と良く密着したプレート部１ａへは固定子コイルで発生した熱が伝達し易く、その熱はプレート部１ａから凹凸部１ｂ、１ｃへ伝達され、凹凸部１ｂ、１ｃへ伝達した熱は冷却ファンの回転によって生じる冷却風によって効率よく放熱される。また、コイルエンド３の形状は金属材料１の厚み分だけ１〜２ｍｍ程度伸びる程度であるためコイル全長が伸びて銅損が大幅に増えることもないので、凹凸部１ｂ、１ｃの表面積を広げた時の冷却効果はコイルエンド３の表面積を広げるより大きい。
【００１５】
図３に示す他の実施形態では、図４に示す穴７ｂのあいた金属材料部品７をコイルエンド３の表面に設置して、結線バンド８などの紐を前記穴７ｂに通してコイルエンド３の表面を巻き込むように強く結びつけることでプレート部７ａとコイルエンド３が密着するようにしており、プレート部７ａ及び凹凸部７ｃからコイルエンド３の熱が放熱される。また、冷却風の流れに沿うように金属材料部品７の表面に図５の凹凸７ｄを設けることで、より効率よくコイルエンド３の熱が放熱される。
【００１６】
図６に示す他の実施形態では、図７に示すネジ穴を持つ円筒８ａを備えた金属材料部品８と円筒８ａを通すための穴９ａを備えた金属材料部品９の間にコイルエンド３を挟み込み、ネジ１０を締め付けることによって金属材料部品８、９同士を固定すると共にコイルエンド３を圧迫するので、金属材料部品８、９とコイルエンド３が非常によく密着する。よって、金属材料部品８、９からコイルエンド３の熱が効率よく放熱される。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固定子の冷却性能を向上させることができ、仕事効率が向上した高入力で寿命の長い電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明固定子の一実施形態を示す一部断面側面図。
【図２】図１で用いられた固定子冷却用の金属材料部品を示す斜視図。
【図３】本発明固定子の他の実施形態を示す一部断面側面図。
【図４】図３で用いられた固定子冷却用の金属材料部品を示す斜視図。
【図５】金属材料部品の他の例を示す斜視図。
【図６】本発明固定子の他の実施形態を示す一部断面側面図。
【図７】図６で用いられた固定子冷却用の金属材料部品を示す斜視図。
【図８】従来の固定子の一例を示す側面図。
【図９】図８の側面図。
【符号の説明】
１、７〜９は固定子冷却用の金属材料部品、２は固定子、３はコイルエンド、４、５は絶縁材、６は固定子コア。
【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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