[發明專利]DC電動機

有效

• 申請號: 201110275407.1
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102412689A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 宮島祐介
• 申請（專利權）人: 馬淵馬達株式會社
• 主分類號: H02K23/00
• 分類號: H02K23/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種DC電動機，尤其涉及在電動工具等中使用的電動機。

背景技術

在電動工具等中使用的電動機要求高輸出、高轉矩、緊湊、輕量、低耗電性等各種特性。并且，在這樣的電動工具用的領域中，設計有四極勵磁的直流電動機(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。并且，近年來，在電動工具用的領域中強烈要求電動機全長的縮短化。

專利文獻1：國際公開第08/126834號小冊子

專利文獻2：日本特開2009-165213號公報

但是，如果維持電動機的特性并同時縮短電動機的全長，則在不改變電動機直徑的情況下要減少磁鐵的體積。因此，為了以更小體積的磁鐵產生必要的磁場，必須使用稀土類磁鐵等高磁力磁鐵。這種情況下，高磁力磁鐵的價格高而成為電動機的低成本化的障礙。因此，本申請發明人在維持電動工具所需的電動機性能的同時縮短全長的電動機中嘗試采用低成本的磁鐵。

然而，在這樣的電動機中，存在比預想的電動機的壽命低的情況。從成本的觀點來看，例如，在采用鐵素體磁鐵的情況下，由體積減少了的磁鐵產生的磁場變弱，因此在維持電動機的性能的情況下需要加強由電樞(轉子)產生的磁場。在這種情況下，由磁鐵產生的磁場的強度相對于由電樞產生的磁場的強度而言較弱，即所謂的電樞反作用的影響變大。其結果是，可以料想到電動機的壽命比預想的要低。

發明內容

本發明是鑒于這樣的情況而做出的，其目的在于提供一種同時實現電動機的全長的縮短化及電動機的長壽命化的DC電動機。

為了解決上述問題，本發明的某一方案的DC電動機具備：磁軛；磁鐵，其沿著磁軛的內表面設置，且在周向上具有四個以上的磁極；電樞，其與磁鐵對置配置且包括鐵心和繞組；軸，其沿著電樞的旋轉軸穿過且被固定；整流子，其以與電樞成為同軸的方式安裝在軸上。磁鐵由最大能量積BHmax為3～6MGOe的材料構成，當電樞的徑向上的磁鐵的厚度為T[mm]、鐵心的外徑為d[mm]時，磁鐵的厚度T與鐵心的外徑d的比T/d為0.16以上。在此，磁軛的外徑在例如磁軛為圓筒狀的情況下也可以稱為其直徑。另外，在磁軛不是圓筒狀的情況下，磁軛的外徑可以稱為連結隔著磁軛的中心軸而對置的磁極的方向上的磁軛的寬度。

根據該方案，在使用價格比較低廉的最大能量積為約3～約6MGOe的磁鐵的情況下，也能夠在維持期望的電動機性能的同時實現電動機全長的縮短化和電動機的長壽命化。詳細而言，通過使磁鐵的厚度T和鐵心的外徑d的比T/d為0.16以上，從而能夠在某種程度上增加磁鐵的體積，能夠緩和所謂的電樞反作用的影響。即，電動機在負載旋轉時的電氣滯后相位(滯后角)變小，因滯后角引起的整流子與電刷之間產生的火花被抑制，因此實現電刷的長壽命化，進而實現電動機的長壽命化。

尤其是，當電樞的旋轉軸方向上的所述鐵心的厚度為L[mm]、電樞的徑向上的所述磁軛的外徑為D[mm]時，在鐵心的厚度L與磁軛的外徑D的比L/D小于0.60的情況下，由轉子產生的磁場的強度比由磁鐵產生的磁場的強度強。其結果是，由于增強電樞反作用的影響而促使火花的產生，從而電動機壽命大幅度變短。對于上述的磁鐵的厚度T與鐵心的外徑d的比T/d為0.16以上的結構而言，在鐵心的厚度L與磁軛的外徑D的比L/D小于0.60的情況下，電動機長壽命化的效果特別高。

也可以構成為，軸在隔著電樞及所述整流子的兩側分別被軸承支承，兩個軸承的間隔為35～70[mm]。優選兩個軸承的間隔為60[mm]以下。更優選兩個軸承的間隔為55[mm]以下。由此，能夠將使用了這樣的電動機的電動工具的全長縮短。

也可以構成為，鐵心的外徑d為20～35[mm]。這樣，在滿足電動工具等所需求的電動機性能的同時，能夠同時實現電動機全長的縮短化和電動機的長壽命化。

也可以構成為，磁軛為環狀的殼體，殼體的外徑D為30～55[mm]。由此，即使為某種程度上小型的電動機，也能夠維持期望的電動機特性而使電動機的全長縮短。

發明效果

根據本發明，能夠同時實現電動機全長的縮短化和電動機的長壽命化。

附圖說明

圖1是表示磁鐵厚度的不同所引起的去磁率與電動機(電刷)壽命的變化的傾向的圖。

圖2是表示電動機全長的不同所引起的磁鐵產生的磁場的強度和電動機(電刷)壽命的變化的傾向的圖。

圖3是第一實施方式的DC電動機的主視圖。

圖4是從圖3的A方向觀察到的DC電動機的側視圖。

圖5是從圖3的B方向觀察到的DC電動機的側視圖。