(57)【要約】電動モータでは、ステータ（１１）に所属する少なくとも１つの磁極片（１５）に、ロータ（１２）の方向に運動可能なブレーキエレメント（２３）が配置されている。該ブレーキエレメント（２３）は、ロータ（１２）に当付け可能な箇所にブレーキライニング（３１）を備えている。該ブレーキライニング（３１）が、磁極片（１５）および該磁極片（１５）内に挿入されたブレーキエレメント（２３）とほぼ同じ導磁性を有していることによって、ブレーキライニング（３１）は僅かな磁気抵抗を形成している。これによって、電動モータのアイドリング回転数の過剰増加が阻止される。
2004519200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に電動工具に用いられる電動モータであって、当該電動モータのステータ（１１）が、ロータ（１２）の部分領域を覆う少なくとも１つの磁極片（１５）を有しており、該磁極片（１５）内に、ロータ（１２）の方向に運動可能なブレーキエレメント（２３）が配置されており、該ブレーキエレメント（２３）が、ロータ（１２）に当付け可能な箇所にブレーキライニング（３１）を備えている形式のものにおいて、ブレーキライニング（３１）が、磁極片（１５）および該磁極片（１５）内に挿入されたブレーキエレメント（２３）とほぼ同じ導磁性を有していることを特徴とする、電動モータ。
【請求項２】
ブレーキライニング（３１）が、鉄粉で充填された担持材料である、請求項１記載の電動モータ。
【請求項３】
ブレーキエレメント（２３）が、揺動体として形成されており、該揺動体が、磁極片（１５）に設けられた半径方向に一貫して延びる自由室（２１）内に懸架されている、請求項１記載の電動モータ。
【請求項４】
自由室（２１）が、それぞれウェブ（３７，３８）によって軸方向で仕切られている、請求項３記載の電動モータ。
【請求項５】
ブレーキエレメント（２３）が、ステータ（１１）に対して旋回軸（２１）を中心として制限されて旋回可能に支承されている、請求項４記載の電動モータ。
【請求項６】
旋回軸（２８）が、ロータ（１２）の回転軸線（３９）に対して平行に位置している、請求項５記載の電動モータ。
【請求項７】
ブレーキエレメント（２３）が、側方にそれぞれ１つのピン（２７）を備えており、該ピン（２７）が、それぞれウェブ（３７，３８）の切欠き（３５，３６）内に係合していて、旋回軸（２８）を形成している、請求項１から６までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項８】
ブレーキエレメント（２３）が、ブレーキアーム（２９）とレリーズアーム（３０）とを備えた複腕状のてことして形成されており、ブレーキアーム（２９）が、ブレーキ力で負荷されており、レリーズアーム（３０）が、ステータ巻線（２０）の通電時に、ブレーキ力とは逆方向に向けられたレリーズ力をブレーキエレメント（２３）に加えるようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項９】
レリーズアーム（３０）と磁極片（１５）との間の分離面（２５）が、ブレーキアーム（２９）と磁極片（１５）との間の分離面（２４）よりも大きな半径方向間隔を旋回軸（２８）から有している、請求項８記載の電動モータ。
【請求項１０】
ブレーキアーム（２９）が、少なくとも１つの盲孔（４４）を有しており、該盲孔（４４）が、圧縮ばね（３４）を収容するために働くようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載の電動モータ。
【請求項１１】
圧縮ばね（３４）が、ステータ（１１）に固定された対応ホルダ（４５′）に支持されている、請求項１０記載の電動モータ。
【請求項１２】
ブレーキエレメント（２３）のレリーズアーム（３０）内に短絡巻線（４６）が組み込まれている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、特に電動工具に用いられる電動モータであって、当該電動モータのステータが、ロータの部分領域を覆う少なくとも１つの磁極片を有しており、該磁極片内に、ロータの方向に運動可能なブレーキエレメントが配置されており、該ブレーキエレメントが、ロータに当付け可能な箇所にブレーキライニングを備えている形式のものに関する。
【０００２】
特に電動工具、たとえばアングルグラインダ、丸鋸およびこれに類するものでは、モータ電流の遮断後に部分的に極めて長い惰走時間が、回転する工具内に蓄えられた回転エネルギに基づき生ぜしめられる。
【０００３】
遮断後にまだ回転している工具は使用者に怪我をさせる危険がある。電動工具の惰走時間を減少させるためには、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８６０３９６号明細書に基づき、冒頭で述べたように、電動モータにブレーキエレメントを設けることが公知である。このブレーキエレメントは、モータ電流が遮断されるやいなやブレーキ作用をロータに対して発揮する。スペースを極めて節約しかつ良好なブレーキ作用を得るブレーキ装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８６０３９６号明細書の対象である。この公知のブレーキ装置は、揺動体として形成されたブレーキエレメントから成っている。このブレーキエレメントは、モータのステータの磁極片に設けられた半径方向に一貫して延びる自由室内に懸架されている。揺動体として形成されたこのような形式のブレーキエレメントによって、揺動体のてこ作用に基づき、ロータに作用する極めて大きなブレーキ力を発生させることができる。ブレーキエレメントは、ロータに当付け可能な箇所にブレーキライニングを有している。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８６０３９６号明細書によれば、このブレーキライニングは、導磁性を備えていない材料もしくは極めて僅かな導磁性しか備えていない材料から成っている。モータのロータとステータとの間の空隙内に位置するこのようなブレーキライニングは磁極片に比べて大きな磁気抵抗を成している。この磁気抵抗は空隙内の磁束を弱化させる。この結果、モータのアイドリング回転数が比較的に高くなるものの、このアイドリング回転数は、特に大きな工具半径を備えた電動工具、たとえばアングルグラインダでは望ましくない。アイドリング回転数を減少させるためには、モータの出力減少を生ぜしめる手段を講じなければならない。このことも同じく望ましくない。
【０００４】
発明の利点
本発明による電動モータでは、ブレーキエレメントがブレーキライニングを備えている。このブレーキライニングは、ブレーキエレメントが挿入された少なくとも１つの磁極片とほぼ同じ導磁性を有している。これによって、ブレーキライニングは、モータのステータとロータとの間の空隙に、励磁束に損害を与える増加させられた磁気抵抗を形成しないようになっている。したがって、モータの望ましくない高いアイドリング回転数も生ぜしめられない。
【０００５】
本発明の有利な構成は従属請求項から明らかとなる。
【０００６】
ブレーキライニングが、鉄粉で充填された担持材料から成っていると有利である。
【０００７】
ブレーキエレメントが、揺動体として形成されており、該揺動体が、磁極片に設けられた半径方向に一貫して延びる自由室内に懸架されていると有利である。揺動体のてこ作用によって、大きなブレーキ力をモータのロータのために発生させることができる。磁極片の内部の自由室が、それぞれウェブによって軸方向で仕切られていると有利である。
【０００８】
ブレーキエレメントが、ステータに対して旋回軸を中心として制限されて旋回可能に支承されており、この場合、旋回軸が、ロータの回転軸線に対して平行に位置していると有利である。ブレーキエレメントが、側方にそれぞれ１つのピンを備えていてよく、該ピンが、それぞれウェブの切欠き内に係合していて、旋回軸を形成している。
【０００９】
ブレーキエレメントが、ブレーキアームとレリーズアームとを備えた複腕状のてことして形成されており、ブレーキアームが、ブレーキ力で負荷されており、レリーズアームが、ステータ巻線の通電時に、ブレーキ力とは逆方向に向けられたレリーズ力をブレーキエレメントに加えるようになっていると有利である。
【００１０】
レリーズアームと磁極片との間の分離面が、ブレーキアームと磁極片との間の分離面よりも大きな半径方向間隔を旋回軸から有していると有利である。
【００１１】
有利な構成では、ブレーキアームが、少なくとも１つの盲孔を有しており、該盲孔が、圧縮ばねを収容するために働くようになっており、この場合、圧縮ばねが、ステータに固定された対応ホルダに支持されていると有利である。
【００１２】
ステータ巻線の通電時のブレーキ装置の振動は、有利には、ブレーキエレメントのレリーズアーム内に短絡巻線が組み込まれていることによって阻止することができる。
【００１３】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１４】
図１には、電動モータ１０の横断面が示してある。この電動モータ１０はステータ１１とロータ１２とを有している。上側の半部しか図示されていないステータ１１は磁極対を形成している。この磁極対のうち一方の磁極には符号１４が示してある。この磁極１４は、ヨーク１３から内向きでロータ周面に向けられた磁極片１５を有している。この磁極片１５は両側で磁極端１６，１７で終わっている。この磁極端１６，１７とヨーク１３との間には切欠き１８，１９が設けられている。この切欠き１８，１９内にはステータ巻線２０が位置している。したがって、このステータ巻線２０は磁極片１５を取り囲んでいる。
【００１５】
ステータ１１の磁極片１５の領域には、半径方向に一貫して延びる自由室２１が形成されている。この自由室２１内にはブレーキ装置２２のブレーキエレメント２３が挿入されている。このブレーキエレメント２３は磁極片１５の内側の室を両磁極端１６，１７の間で満たしていて、これによって、磁極片１５の一部を成している。ブレーキエレメント２３は、ステータ１１に対して半径方向に一貫して延びる側方の分離面２４，２５と、ロータ１２に面した側の磁極面２６とを形成している。ブレーキエレメント２３は良導磁性の材料から成っているので、分離面２４，２５と、ロータ１２と共に空隙を形成する磁極面２６とを介して、ステータ１１内のステータ巻線２０によって発生させられた磁束がほぼ減衰されることなしに伝播される。
【００１６】
ブレーキエレメント２３は有利には揺動体として形成されている。この揺動体は互いに反対の側の面に、軸方向に突出したそれぞれ１つのピン２７を有している。この場合、両ピン２７は旋回軸２８を形成している。この旋回軸２８を中心として、ブレーキエレメント２３はステータ１１の磁極片１５に対して制限されて旋回可能に支承されている。ブレーキエレメント２３は、旋回軸２８の両側に配置されたてこ腕２９，３０を備えた二腕状のてことして形成されている。一方のてこ腕２９はブレーキアーム２９を形成している。このブレーキアーム２９は、ロータ１２に面した側の内面にブレーキライニング３１を有している。他方のてこ腕３０はレリーズアームを成している。このレリーズアームは磁極面２６の領域にロータ１２と共に空隙を形成している。
【００１７】
ブレーキライニング３１は、磁極片１５およびこの磁極片１５内に挿入されたブレーキエレメント２３とほぼ同じ導磁性を有する材料から成っている。このようなブレーキライニング３１はブレーキエレメント２３の磁気抵抗を増加させず、これによって、ステータ１１からロータ１２への磁束も減少させない。これによって、モータのアイドリング回転数の望ましくない増加が阻止される。つまり、増加させられたアイドリング回転数は、電動工具、特に大きな直径を備えた工具（たとえばアングルグラインダ）の場合にはまさに望ましくない。良導磁性を備えたブレーキライニング３１は、たとえば担持材料が鉄粉で充填されることによって形成することができる。担持材料は可能な限り耐摩耗性であると共に極めて耐熱性であることが望ましい。負の温度係数を備えた材料が有利であり、これによって、温度が上昇するにつれてブレーキライニングの摩擦係数が減少する。
【００１８】
圧縮ばね３４はブレーキアーム２９をブレーキ力３３でロータ１２の方向に負荷している。したがって、ブレーキエレメント２３は旋回軸２８の外部において、すなわち偏心的にブレーキ力３３で負荷される。これによって、旋回軸２８を中心としたブレーキモーメントが発生させられる。この場合、旋回軸２８はロータ１２の回転軸線３９に対して平行に位置している。ブレーキアーム２９は少なくとも１つの盲孔４４を有している。この盲孔４４は圧縮ばね３４を収容するために働く。この圧縮ばね３４は、ステータ１１に固定された対応ホルダ４５′に支持されている。
【００１９】
ブレーキエレメント２３のブレーキアーム２９は、ロータ１２の、矢印４０によって示した回転方向で見て旋回軸２８の手前に配置されている。これに対して、レリーズアーム３０は旋回軸２８の後方に位置している。揺動体として形成されたブレーキエレメント２３のこのてこ作用によって、高いブレーキ作用が生ぜしめられる。なぜならば、つまり、摩擦力と支承反力とから成る力対が旋回軸２８を中心とした回動モーメントをブレーキ力３３の方向に形成するからである。
【００２０】
電動モータ１０のスイッチが入れられる、すなわち、ステータ巻線２０が通電されると、ステータ１１に磁束が誘導される。この磁束はブレーキエレメント２３と磁極片１５との間の分離面２５でかつブレーキエレメント２３の磁極面２６でロータ１２に向かってブレーキエレメント２３に引付け力を発生させる。この引付け力は、圧縮ばね３４から出発するブレーキモーメントとは逆方向に向けられたより高い程度のレリーズモーメントを生ぜしめる。このレリーズモーメントはブレーキエレメント２３のレリーズ運動をブレーキモーメントに抗して生ぜしめる。このためには、ブレーキエレメント２３と磁極片１５との間の分離面２４，２５に十分な運動遊びが付与されている。この運動遊びによって、旋回軸２８を中心とした制限された旋回運動をステータ１１に対して実施することがブレーキエレメント２３に可能となる。この場合、その後、ブレーキライニング３１がロータ１２から持ち上げられる。レリーズアーム３０に設けられた分離面２５は、ブレーキアーム２９に設けられた分離面２４よりも大きな半径方向間隔を旋回軸２８から有しているので、分離面２４に作用する引付け力はレリーズモーメントに特に高く貢献している。ブレーキアーム２９は磁極面２６の領域にレリーズアーム３０よりも大きな間隔をロータ１２から有しているので、この箇所には、レリーズアーム３０とは異なり、著しく僅かな引付け力が存在している。ステータ巻線２０の通電時のブレーキ装置２２の、電源電圧の周波数に関連した振動を阻止するためには、レリーズアーム３０に設けられた分離面２５のすぐ近くに短絡巻線４６が位置している。しかし、ロータ１２は矢印４０とは逆方向の回転方向を有していてもよい。
【００２１】
電動モータ１０が再び遮断されると、ステータ巻線２０の磁気作用が低下するので、レリーズアーム３０における引付け力も同じく分離面２５でかつ磁極面２６で低下する。この場合、ブレーキモーメントが再び上回るので、ブレーキアーム２９がブレーキライニング３１で圧縮ばね３４によってロータ１２に向かって押圧される。これによって、ロータ１２が制動される。したがって、ブレーキ装置２２は電動モータ１０の遮断と共に自動的に作動させられるので、たとえばアングルグラインダでは、モータの遮断後の分離ディスクの惰走がすでに短時間後に自動的に停止される。図１に半部でしか示されていないステータ１１は、図示していない下側の図半部に他方の磁極を有している。この他方の磁極も同じくブレーキ装置を備えていてよい。第２の磁極に設けられた別のブレーキ装置によって、ブレーキ作用をさらに一層強化することができる。
【００２２】
図２には、図１に示したステータ１１の上側の半部が示してあるものの、このステータ１１内に挿入したいブレーキエレメント２３は示していない。図面から分かるように、自由室２１は軸方向に一貫して形成されておらず、一貫して延びるステータ材料を備えたそれぞれ１つのウェブ３７，３８によって軸方向で仕切られている。したがって、自由室２１は窓状に形成されている。このことは、図３に示したステータの平面図でさらに明瞭に認識することができる。ウェブ３７，３８はそれぞれ半円形の切欠き３５，３６を備えている。両切欠き３５，３６は、揺動体状のブレーキエレメント２３のピン２７のための支持部として働く。こうして、旋回軸２８が形成される。
【００２３】
本発明は、図示の実施例だけに限定されるものではない。したがって、本発明によるブレーキ装置は二極よりも多くの電動モータで使用されてもよい。ブレーキ力はブレーキライニングに直接作用してもよいし、このブレーキライニングを支持する構成部分に作用してもよい。この場合、ブレーキエレメントはレリーズ揺動体として働く。このレリーズ揺動体はブレーキライニングもしくはブレーキライニングを支持する構成部分に連結されている。圧縮ばねとして、１つまたはそれ以上の板ばね薄板が使用されてもよい。この板ばね薄板は磁極片１５内にもしくはステータ１１に固定されていて、必要となるブレーキ力を発生させる。
【００２４】
本発明によるブレーキライニングの使用は、上述したように、揺動体状のブレーキエレメントだけ限定されるものではない。ブレーキエレメントは、ロータ軸線３９に対して半径方向の運動が実施されるようにステータ１１内に支承されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電動モータの部分断面図である。
【図２】
ブレーキエレメントが挿入されていないステータ半部の断面図である。
【図３】
電動モータのステータの平面図である。
【符号の説明】
１０  電動モータ、  １１  ステータ、  １２  ロータ、  １３  ヨーク、  １４  磁極、  １５  磁極片、  １６  磁極端、  １７  磁極端、  １８  切欠き、  １９  切欠き、  ２０  ステータ巻線、  ２１  自由室、  ２２  ブレーキ装置、  ２３  ブレーキエレメント、  ２４  分離面、  ２５  分離面、  ２６  磁極面、  ２７  ピン、  ２８  旋回軸、  ２９  ブレーキアーム、  ３０  レリーズアーム、  ３１  ブレーキライニング、  ３３  ブレーキ力、  ３４  圧縮ばね、  ３５  切欠き、  ３６  切欠き、  ３７  ウェブ、  ３８  ウェブ、  ３９  ロータ軸線、  ４０  回転方向、  ４４  盲孔、  ４５′  対応ホルダ、  ４６  短絡巻線
【国際公開パンフレット】
2004519200.tif 000003
2004519200.tif 000004
2004519200.tif 000005
2004519200.tif 000006
2004519200.tif 000007
2004519200.tif 000008
2004519200.tif 000009
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2004519200.tif 000011
2004519200.tif 000012
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2004519200.tif 000014
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2004519200.tif 000016
2004519200.tif 000017
【国際調査報告】
2004519200.tif 000018
2004519200.tif 000019
2004519200.tif 000020
2004519200.tif 000021