図面 (/)

技術 電動作業機

出願人 株式会社マキタ
発明者 神田圭内藤晃阿部秀樹
出願日 2018年8月7日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2018-148703
公開日 2020年2月13日 (1年3ヶ月経過) 公開番号 2020-022394
状態 未査定
技術分野 回転電機の鉄心 収穫機の構成要素3(刈取部) 携帯用動力工具一般
主要キーワード 円形カップ状 セット順 園芸工具 横断面形 結線回路 エア工具 インナフランジ 円弧リブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年2月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (19)

課題

ステータの回り止めを高い精度且つ高い強度で行う電動作業機を提供する。

解決手段

ブラシレスモータ21と、ブラシレスモータ21により駆動するスピンドル及び刈刃とを有する芝刈機において、ブラシレスモータ21のステータコア40には、ネジ81を通してステータ23を回り止めするための貫通孔49が形成されている。

概要

背景

電動工具等の電動作業機においては、コンパクト耐久性も高いブラシレスモータ動力源としてよく用いられている。このブラシレスモータは、例えば特許文献1に開示されるように、筒状のステータと、ステータの内部に配置されるロータとを備えるインナロータ型がよく知られており、ステータは、インシュレータの側面に設けた係止凹部に、ハウジング内面に設けた突起係合させることで、回り止めされた状態でハウジングに保持される。

概要

ステータの回り止めを高い精度且つ高い強度で行う電動作業機を提供する。ブラシレスモータ21と、ブラシレスモータ21により駆動するスピンドル及び刈刃とを有する芝刈機において、ブラシレスモータ21のステータコア40には、ネジ81を通してステータ23を回り止めするための貫通孔49が形成されている。

目的

本発明は、ステータの回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる電動作業機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、前記ブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコアに保持される電気絶縁部材と、前記電気絶縁部材を介して前記ステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、前記ステータに対し回転可能なロータとを含み、前記ステータコアには、ネジ部材を通して前記ステータを回り止めするための貫通孔及び/又は凹部が形成されていることを特徴とする電動作業機

請求項2

ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、前記ブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコアに保持される電気絶縁部材と、前記電気絶縁部材を介して前記ステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、前記ステータに対し回転可能なロータとを含み、前記ステータの軸方向の少なくとも一端には、蓋部材が設けられ、前記ステータコアの外周には、前記蓋部材と嵌合する回り止め部が形成されていることを特徴とする電動作業機。

請求項3

前記回り止め部は、前記ステータコアの軸方向と平行に形成される突条であって、前記突条の横断面形状は、周方向の幅が前記ステータコアの半径方向外側へ行くに従って徐々に狭くなるテーパ状となっていることを特徴とする請求項2に記載の電動作業機。

請求項4

ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、前記ブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコアに保持される電気絶縁部材と、前記電気絶縁部材を介して前記ステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、前記ステータに対し回転可能なロータとを含み、前記ステータの軸方向の少なくとも一端には、蓋部材が設けられ、前記ステータコアの外周には、前記蓋部材と嵌合して回り止めするための凸部が形成され、前記凸部に、ネジ部材を通すための貫通孔が形成されていることを特徴とする電動作業機。

請求項5

前記凸部は、前記ステータコアの軸方向と平行に形成される突条であって、前記突条の横断面形状は、周方向の幅が前記ステータコアの半径方向外側へ行くに従って徐々に狭くなるテーパ状となっていることを特徴とする請求項4に記載の電動作業機。

技術分野

0001

本発明は、電動工具芝刈機を初めとする園芸工具エア工具空気圧縮機等の電動作業機に関する。

背景技術

0002

電動工具等の電動作業機においては、コンパクト耐久性も高いブラシレスモータ動力源としてよく用いられている。このブラシレスモータは、例えば特許文献1に開示されるように、筒状のステータと、ステータの内部に配置されるロータとを備えるインナロータ型がよく知られており、ステータは、インシュレータの側面に設けた係止凹部に、ハウジング内面に設けた突起係合させることで、回り止めされた状態でハウジングに保持される。

先行技術

0003

特開2017−7068号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ステータの回り止めにインシュレータを利用すると、公差による影響で位置決め精度が悪くなる。また、回り止めの強度はインシュレータの樹脂の強度に依るものとなるため、高い強度を得るのが難しくなっている。

0005

そこで、本発明は、ステータの回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる電動作業機を提供することを目的としたものである。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ブラシレスモータと、ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、ブラシレスモータは、ステータコアと、ステータコアに保持される電気絶縁部材と、電気絶縁部材を介してステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、ステータに対し回転可能なロータとを含み、ステータコアには、ネジ部材を通してステータを回り止めするための貫通孔及び/又は凹部が形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、ブラシレスモータと、ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、ブラシレスモータは、ステータコアと、ステータコアに保持される電気絶縁部材と、電気絶縁部材を介してステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、ステータに対し回転可能なロータとを含み、ステータの軸方向の少なくとも一端には、蓋部材が設けられ、ステータコアの外周には、蓋部材と嵌合する回り止め部が形成されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2の構成において、回り止め部は、ステータコアの軸方向と平行に形成される突条であって、突条の横断面形状は、周方向の幅がステータコアの半径方向外側へ行くに従って徐々に狭くなるテーパ状となっていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、ブラシレスモータと、ブラシレスモータにより駆動する出力部と、を有し、ブラシレスモータは、ステータコアと、ステータコアに保持される電気絶縁部材と、電気絶縁部材を介してステータコアに巻回されるコイルとを備えるステータと、ステータに対し回転可能なロータとを含み、ステータの軸方向の少なくとも一端には、蓋部材が設けられ、ステータコアの外周には、蓋部材と嵌合して回り止めするための凸部が形成され、凸部に、ネジ部材を通すための貫通孔が形成されていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4の構成において、凸部は、ステータコアの軸方向と平行に形成される突条であって、突条の横断面形状は、周方向の幅がステータコアの半径方向外側へ行くに従って徐々に狭くなるテーパ状となっていることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、電気絶縁部材でなく、精度及び強度の高いステータコアを利用してステータの回り止めが可能となる。よって、ステータの回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる。

図面の簡単な説明

0008

芝刈機の中央縦断面図である。
モータユニット部分の拡大図である。
モータユニットの斜視図である。
モータユニットの分解斜視図である。
モータユニットの縦断面図である。
モータユニットの上ケース部分横断面図である。
モータユニットの下ケース部分の横断面図である。
ステータコアの鋼板及び割り型の説明図である。
ブラシレスモータの斜視図である。
ステータの平面図である。
ステータの底面図である。
短絡部材の斜視図(第1〜第3金具のみ実線で示す)である。
短絡部材の斜視図(第1〜第3金具のみ実線で示す)である。
短絡部材の分解斜視図である。
コイルの巻線方法の説明図である。
第1〜第3金具による結線状態をステータの平面から示す説明図である。
第1〜第3金具による結線回路図である。
ステータの回り止めの変更例の説明図である。

実施例

0009

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(芝刈機の説明)
図1は、電動作業機の一例である充電式の芝刈機を示す中央縦断面図、図2はモータユニット部分の拡大図である。
この芝刈機1は、前後方向に延びて下面を開口させたベース2と、ベース2の中央上側に連結される本体3と、ベース2から後方斜め上に延びるハンドル4とを備えている。
ベース2は、前後にそれぞれ一対の車輪5,5を有してハンドル4によって前後への進退動が可能となっている。ベース2の後部でハンドル4の下方には、リヤカバー6と集草カゴ7とが設けられている。ハンドル4の後端には、スイッチレバー8が設けられ、その前方には、常態でスイッチレバー8の操作をロックするロックオフボタン9が設けられている。ロックオフボタン9を押し操作してスイッチレバー8のロックを解除すると、スイッチレバー8の引き操作が可能となる。

0010

本体3は、下向きに開口する下端の筒状部11をベース2内に突出させた本体ハウジング10を有する。本体ハウジング10の上部には、電源となるバッテリーパック13を後方上側から差し込み装着可能なバッテリー装着部12が前下がり形成されている。バッテリー装着部12は、バッテリーカバー14によって開閉可能となっている。
また、本体ハウジング10の前部には、図示しない制御回路基板を備えたコントローラ15が上下方向に立設した状態で支持され、その後方でバッテリー装着部12の下方には、モータユニット16が設けられている。モータユニット16からは、後述するブラシレスモータ21の回転軸25が下向きに突出しており、その下端にスピンドル17が同軸で連結されている。このスピンドル17は、筒状部11からベース2内へ下向きに突出しており、スピンドル17の下端には、インナフランジ18及びボルト19によって水平な板状の刈刃20が直交状に取り付けられて、出力部を形成している。

0011

モータユニット16は、図3,4にも示すように、ブラシレスモータ21と、ブラシレスモータ21を保持するモータケース22とを有する。ブラシレスモータ21は、筒状のステータ23と、ステータ23の内側を貫通して軸心に回転軸25を有するロータ24とからなるインナロータ型で、モータケース22は、ステータ23を上下から保持して回転軸25を軸支する上ケース26と下ケース27とからなる。ここではモータケース22の下ケース27が、筒状部11の上側に設けたベース28に対して組み付けられている。ベース28の上側には、モータユニット16を上方から覆うモータカバー29が設けられている。
一方、ベース28の下側には、スピンドル17を軸受31を介して軸支するベアリングリテーナ30が、下方から複数のネジ32によって組み付けられており、ベアリングリテーナ30を貫通するスピンドル17の下端が、筒状部11の下端にネジ止めされたバッフル板33を貫通してベース2内に突出している。刈刃20を装着するインナフランジ18には、スピンドル17の下端が嵌合する筒部34が設けられて、筒部34の外周に、遠心ファン35が設けられている。

0012

(ステータの説明)
ブラシレスモータ21のステータ23は、図4〜7に示すように、複数の鋼板40a(図8)を軸方向に積層して内側に複数(ここでは12個)のティース41,41・・を突出させたステータコア40と、ステータコア40の上下両端一体成形される樹脂製の電気絶縁部材としての上インシュレータ42及び下インシュレータ43と、上下インシュレータ42,43と連続して、ステータコア40の内周面及び各ティース41の突出端面を除く外周面を覆う樹脂製の絶縁部44と、絶縁部44を介して各ティース41に巻回されるコイル45とを含んでいる。上インシュレータ42には、コイル45を形成するワイヤ電気的に接続されて三相結線を形成する短絡部材46と、ロータ24の回転位置を検出するセンサ回路基板47とが組み付けられている。上下インシュレータ42,43及び短絡部材46、センサ回路基板47の詳細は後述する。

0013

ステータコア40の周面には、周方向に等間隔をおいて3つの突条48A,48A,48Bが形成されている。このうち突条48A,48Aは、周方向の幅がステータコア40の径方向外側へ行くに従って小さくなるテーパ状の横断面形状となり、突条48Bは、テーパ状でなく、周方向の幅が径方向に沿って変わらない四角形の横断面形状となっている。突条48Bの径方向外側の端面には、周方向に沿って外側へ膨らむ僅かなR(曲面)が付与されている。また、各突条48A,48Bには、それぞれ貫通孔49が形成されている。
この突条48A,48Bは、図8に示すように、各鋼板40aに形成される突起50A,50Bが重なって形成されるもので、このうち突起50Aは、周方向の幅がステータコア40の径方向外側へ行くに従って小さくなるテーパ状に形成されて、突起50Bは、テーパ状ではなく、周方向の幅が径方向に沿って変わらない四角形状となって、それぞれに透孔51が形成されている。突起50Bの径方向外側の端縁には、周方向に沿って外側へ膨らむ僅かなR(曲面)が付与されている。また、突起50A,50Bの間には、切欠き52,52・・が形成されて、各突条48A,48Bの間に、ステータ製造時の位置決め用の溝53,53・・が形成されるようになっている。

0014

このように突条48Aをテーパ状とした理由は、上下インシュレータ42,43及び絶縁部44を一体成形する際の金型との干渉を考慮したものである。すなわち、図8二点鎖線で示すように、左右の割り型54,54でステータコア40に上下インシュレータ42,43及び絶縁部44を一体成形する際、各割り型54,54に対してテーパ状の2つの突条48A,48Aをそれぞれ左右に位置させることで、図8での左右方向に動作する割り型54,54に対し、突条48A,48Aがテーパ面によって干渉しないようにしたものである。この動作方向に対するテーパの角度θは、ここでは3°としているが、1〜10°の範囲で適宜設定して差し支えない。また、突条48Bも端面に外側へ膨らむRを付与していることで、左右の割り型54,54との干渉が防止される。

0015

一方、ロータ24は、複数の鋼板を軸方向に積層してなる円筒状のロータコア55の軸心に回転軸25を貫通させてなり、ロータコア55と回転軸25とは、樹脂56によって一体形成されている。回転軸25の下端には、面取部57(図4)が形成されている。
また、ロータコア55の周縁部には、同心円上に複数(ここでは8個)の磁石孔58,58・・が、軸方向に貫通形成されて、各磁石孔58に板状の永久磁石59が埋設されている。永久磁石59の内側には、上下両端を除いて鋼板40aに形成した透孔の積層により、空間部(肉盗み)60,60・・が形成されて、ロータ24の軽量化を達成している。

0016

(モータケースの説明)
モータケース22の上ケース26及び下ケース27は、それぞれステータ23の上部及び下部に被着される円形カップ状を有している。
まず、上ケース26は、アルミ合金等の非磁性体で形成され、図3〜5に示すように、上面外周から側面にかけて、上下方向の放熱用フィン65,65・・が、周方向へ所定間隔をおいて立設されている。また、上ケース26の上面中央には、上軸受保持部66が形成され、樹脂製の絶縁キャップ67を介して軸受68が保持されて、回転軸25の上端を支持している。上軸受保持部66の中心には、透孔69が形成されて、樹脂キャップ70によって閉塞されている。
さらに、上ケース26の周面には、周方向に等間隔をおいて、径方向外側へ膨らむ3つのネジボス部71A,71A,71Bが、上下方向に形成されている。このネジボス部71A,71Bは、ステータコア40の突条48A,48Bにそれぞれ対応するもので、ネジボス部71A,71Bの下端は、それぞれ突条48A,48Bに嵌合する横断面テーパ状又は横断面四角形状に開口している。上ケース26の周面で突条48A,48Bの間には、下端から上向きにスリット72が形成されている。

0017

次に、下ケース27は、上ケース26と同じく中央に下軸受保持部74が形成される円形の端面部73と、端面部73の外周から上向きに立ち上がる筒状部75とからなり、下軸受保持部74には、軸受76が保持されて、下軸受保持部74を貫通する回転軸25を支持している。筒状部75の外周には、ベース28へのネジ止め用ボス77,77・・が、周方向へ等間隔をおいて4箇所下向きに形成されている。
また、下軸受保持部74を除く端面部73の内面と、筒状部75の内周及びボス77を除く外周とには、端面部73の内面から筒状部75の内周及び外周までを連続して被覆する樹脂層78が形成されている。この樹脂層78におけるステータコア40の突条48A,48Bに対応する位置には、対応する上ケース26のネジボス部71A,71Bと同形状のボス部79A,79Bが軸方向に形成されている。このボス部79A,79Bの上端は、それぞれ突条48A,48Bに嵌合する横断面テーパ状又は横断面四角形状に開口して貫通孔を備えている。さらに、ボス部79A,79Bの下側には、凹溝80がそれぞれ連続状に形成されている。

0018

こうしてモータケース22は、上ケース26をステータ23の上方から、ステータコア40の突条48A,48Bにそれぞれネジボス部71A,71Bを合わせて被せると共に、ロータ24の回転軸25の上端に組み付けた軸受68を上軸受保持部66に保持させる。一方、下ケース27をステータ23の下方から、ステータコア40の突条48A,48Bにそれぞれボス部79A,79Bを合わせて被せると共に、回転軸25の下端に組み付けた軸受76を下軸受保持部74に保持させる。この状態で、下ケース27のボス部79A,79Bに下方からそれぞれネジ81を差し込んで突条48A,48Bを貫通させた後、上ケース26のネジボス部71A,71Bにねじ込む。すると、ブラシレスモータ21は、ステータコア40の外周の一部を除いて上ケース26と下ケース27とに覆われた状態となってモータユニット16が得られる。

0019

この状態でブラシレスモータ21とモータケース22との間では、上ケース26と回転軸25との間の絶縁キャップ67、上ケース26とステータコア40との間の上インシュレータ42、下ケース27の筒状部75とステータコア40との間の樹脂層78とによってそれぞれ絶縁が図られる。また、上ケース26と下ケース27との間に上下方向の隙間が空くことで、ステータ23の軸方向の寸法が変化しても組み付けが可能となっている。
このモータユニット16を、ベース28上で、回転軸25を下向きにして載置し、ベース28の下方から各ボス77にネジをねじ込むと、モータユニット16はベース28に固定される。下ケース27の端面部73の下面には、筒状部11に嵌合してモータユニット16を位置決めする同心円上の円弧リブ73a,73a(図2,5)が形成されている。
ここでモータカバー29を被せると、上ケース26の上軸受保持部66を含む中央部分が露出した状態でモータユニット16が覆われ、モータカバー29の内面に上ケース26のフィン65,65・・が近接した状態となる。
よって、ブラシレスモータ21のステータ23は、突条48A,48Bを貫通するネジ81と、突条48A,48Bに嵌合する上ケース26のネジボス部71A,71Bと下ケース27のボス部79A,79Bとによって、モータケース22に対して回り止めされることになる。

0020

(上下インシュレータの説明)
上インシュレータ42は、図9,10に示すように、ステータコア40の上側端面に一体成形されるリング体で、上面には、短絡部材46に設けた各ヒュージング端子99を保持する端子保持部85,85・・が、周方向に等間隔で12個設けられている。この端子保持部85は、内周側の内壁部86と、外周側の外壁部87とを、径方向にワイヤ115の直径に略相当する間隔をあけて立設したもので、内壁部86と外壁部87との周方向の中央には、ヒュージング端子99を嵌合させる嵌合溝88が形成されている。また、上インシュレータ42の上面には、短絡部材46の組み付け用の止めボス89,89・・が、1つ置きのティース41の根元に当たる位置で5箇所に突設されている。
下インシュレータ43は、図11に示すように、ステータコア40の下側端面に一体成形されるリング体で、下面には、各ティース41の根元からやや周方向にずれた位置で、周方向に沿って12個のガイド壁90,90・・が立設されている。

0021

(短絡部材及びセンサ回路基板の説明)
短絡部材46は、上インシュレータ42よりも一回り小さい樹脂製のリング体で、外周には、上インシュレータ42の止めボス89にそれぞれ上方から嵌合する四角筒状の5つの嵌合ボス95,95・・と、ステータコア40の各溝53に係合する3つのリブ96,96・・とが突設されている。
また、短絡部材46は、外周から内周へ行くに従って軸方向の厚みが上面から段階的に小さくなる階段状に形成されており、各厚み部分に、図12〜14に示すように、最も肉厚の外周部分に位置する最大径の第1金具97Uと、その内側の肉厚の中間部分に位置する中間径の第2金具97Wと、その内側の内周部分に位置する最小径の第3金具97Vとがそれぞれ同心円上に配置されてインサート成形されている。各金具に付したU,W,Vは、それぞれ対応する三相電流のU相、W相、V相を意味している。

0022

第1〜第3金具97U〜97Vは、平面視がC状の帯板で、両端部と、両端部の点対称位置との4箇所には、径方向外側へ突出する突出片98,98・・がそれぞれ形成され、各突出片98の先端に、一旦下方へ折曲した後、上方へ折り返されてさらに外向きに折曲されるヒュージング端子99が形成されている。第1金具97Uにおける一方の端部の突出片98の根元には、電源線100Uをスポット溶接するための溶接部101が形成され、第2、第3金具97W,97Vにおける第1金具97Uと反対側の端部の突出片98の根元にも、電源線100W,100Vをスポット溶接するための溶接部101がそれぞれ形成されている。

0023

この第1〜第3金具97U〜97Vは、短絡部材46内では、上から第1金具97U、第2金具97W、第3金具97Vの順で且つ周方向に所定角度ずつ位相をずらして配置されて、インサート成形された状態で、短絡部材46の外周面から各ヒュージング端子99,99・・を互いに非接触状態で、且つ周方向へ略等間隔で突出させている。短絡部材46には、各金具97U〜97Vの各溶接部101を露出させる透孔102,102・・が、周方向の一部分に所定間隔をおいて片寄せた状態で形成されて、各溶接部101に電源線100U〜100Vがスポット溶接される。溶接部101,101の間には、電源線100U〜100Vを外側へ引き出すための切欠き103が、短絡部材46の下側のみが繋がった状態で形成されている。
また、短絡部材46の内周で点対称位置には、センサ回路基板47を取り付けるための取付ボス105を備えた支持片104,104が中心側へ向けて突設されて、支持片104,104の間で短絡部材46の内周には、センサ回路基板47の外周を支持する複数の受け片106,106・・(図13)が中心側へ向けて突設されている。

0024

そして、センサ回路基板47は、短絡部材46の内側で円弧状に周回する帯板状で、周方向の両端には、支持片104,104の取付ボス105がそれぞれ嵌合する嵌合孔107,107が形成されている。この嵌合孔107,107に取付ボス105,105を嵌合させて受け片106,106・・に外周を支持させることで、センサ回路基板47は短絡部材46の内周側で保持される。センサ回路基板47の裏面には、ロータ24に設けた永久磁石59の磁界を検出するホール素子等の回転検出素子108,108・・(図11)が搭載されている。センサ回路基板47に接続される信号線109,109・・と電源線100U〜100Vとは、短絡部材46の切欠き103から外側へ引き出される。この引き出し位置は、モータケース22の上ケース26に設けたスリット72に対応している。

0025

この短絡部材46は、前述のように外周の5つの嵌合ボス95を、上インシュレータ42の上面に設けた止めボス89に嵌合させて上方からネジ91(図10)でそれぞれ止めボス89にネジ止めすると共に、3つのリブ96の先端をステータコア40の溝53に係合させ、各ヒュージング端子99を上インシュレータ42の各端子保持部85に保持させれば、センサ回路基板47と共にステータ23へ組み付けられる。特にリブ96は、3箇所で溝53に係合して食いつくため、短絡部材46を安定支持するアンカーとして機能する。電源線100U〜100V及び信号線109は、上ケース26に設けたスリット72から、スリット72に嵌着したスリーブ状のパッキン82(図3)を介して外部へ引き出される。

0026

(コイルの形成方法の説明)
ここでのコイル45は、3つの巻線ノズルを用いて、120°間隔に位置する3つのティース41から、図15に示すように1本のワイヤ115(但し、各ワイヤを区別する場合は、115A,115B,115CのようにA〜Cの符号を付す。以下、他の部分でも同じ。)でそれぞれ巻回を開始し、そのままステータ23の周方向に隣接する4つのティース41へ順番に巻いていくことで、同時に12個のコイル45を形成している。例えば図15に示すワイヤ115Aでは、最初に対応するヒュージング端子99に始端116Aを係止させた状態で、右回り方向へ隣接するティース41にコイル45を順番に形成する。このときの巻回方向は、ティース41に向かって反時計回り方向である。また、コイル45の形成後の渡り線117Aは上インシュレータ42(結線側)側へ戻してティース41,41間のヒュージング端子99に係止する。

0027

そして、4つめのコイル45を形成した後は、図11に示すように、一旦下インシュレータ43側(反結線側)へ引き出して、巻回しているティース41の根元のガイド壁90に外側から巻いた後、再び上インシュレータ42側へ戻して、隣接する別のワイヤ115Bの始端116Bが係止されるヒュージング端子99に係止させて終端118Aとする。こうすることで、別のワイヤ115Bの始端116Bの向きと終端118Aの向きとを一致させて丸で囲んだ部分で同時にカットすることができる。これはワイヤ115Bの終端118Bとワイヤ115Cの始端116A、ワイヤ115Cの終端118Cとワイヤ115Aの始端116Aとにおいても同様である。

0028

短絡部材46の第1〜第3金具97U〜97Vは、周方向ではコイル45の1つ分ずつ位相がずれた状態で配置されて、図16に示すように、12個のコイル45,45間の渡り線117を、間に3つのコイル45,45・・をおいてそれぞれヒュージングしている。図16では各金具97U〜97Vがヒュージングする渡り線117が区別しやすいように、第1金具97Uにハッチング、第2金具97Wに網掛け、第3金具97Vに点描をそれぞれ付している。
こうして周方向に隣接する3つのコイル45,45・・は、各相の第1〜第3金具97U〜97Vによって、U(W−U)、V(U−V)、W(V−W)としてデルタ結線されることになる。これが第1〜第3金具97U〜97Vによって4セット順番に並設される訳であるから、ここでの三相回路は、図17に示すように形成される。これは、U,V,Wの各相4つのコイルU1〜U4、V1〜V4、W1〜W4がそれぞれ並列に接続されたデルタ結線と等価である。

0029

(芝刈機の動作)
以上の如く構成された芝刈機1においては、ロックオフボタン9を押し操作してスイッチレバー8のロックを解除してスイッチレバー8を引き操作すると、メインスイッチがONとなってバッテリーパック13からコントローラ15の制御回路基板にON信号が伝達される。制御回路基板のマイコンは、センサ回路基板47の回転検出素子108から得られる検出信号によってロータ24の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて制御回路基板に設けたスイッチング素子をON/OFF動作させ、ステータ23の各相のコイル45へ順番に電流を流すことでロータ24を回転させる。よって、回転軸25が回転し、スピンドル17と共に刈刃20を回転させるため、ハンドル4を介してベース2を押し操作すれば、車輪5を介して走行しながら刈刃20による刈が可能となる。

0030

このとき、ブラシレスモータ21では、ステータ23が、突条48A,48Bを貫通するネジ81によって、ベース28に組み付けられるモータケース22に対して回り止めされるので、公差による影響が小さく、精度のよい回り止めが可能となる。また、高い強度も得られる。特に、ネジ81がステータコア40を直接貫通するため、ステータコア40の外側で上下ケース26,27をネジ81で連結する構造に比べて、撓みが生じにくくなっている。
さらに、コイル45を形成するワイヤ115同士が交差しないので、ワイヤ115同士の接触による削れが生じにくくなり、耐久性も高まる。

0031

(ステータコアに係る発明の効果)
このように、上記形態の芝刈機1によれば、ブラシレスモータ21のステータコア40に、ネジ部材(ネジ81)を通してステータ23を回り止めするための貫通孔49が形成されているので、上下インシュレータ42,43でなく、精度及び強度の高いステータコア40を利用してステータ23の回り止めが可能となる。よって、ステータ23の回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる。
また、ここでは、ステータ23の軸方向の両端には、蓋部材(上ケース26及び下ケース27)が設けられて、ステータコア40の外周には、上ケース26及び下ケース27と嵌合する回り止め部(突条48A,48B)が設けられているので、この場合もステータコア40を利用してモータケース22に対してステータ23の回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる。

0032

さらに、ここでは、ステータコア40の外周には、蓋部材(上ケース26及び下ケース27)と嵌合して回り止めするための凸部(突条48A,48B)が形成され、突条48A,48Bに、ネジ81を通すための貫通孔49が形成されているので、突条48A,48Bとネジ81とを用いてモータケース22に対してステータ23の回り止めを高い精度且つ高い強度で行うことができる。
そして、突条48A,48Aの横断面形状は、周方向の幅がステータコア40の半径方向外側へ行くに従って徐々に狭くなるテーパ状となっているので、上下インシュレータ42,43及び絶縁部44を一体成形する際の割り型54との干渉を防止することができる。

0033

なお、ステータコアに係る発明において、ステータを回り止めする突条の数や形状は上記形態に限らず、突条の数の増減や横断面形状は適宜変更できる。例えば突条をステータコアの上下全長に亘って設ける必要はなく、当該全長よりも短くして上端側や下端側、中間部位等に設けてもよい。突条を設けずにネジ部材をステータコアに貫通させて回り止めを図ることもできる。
また、突条や貫通孔による回り止めに限らず、例えば図18に示すように、ステータコア40の外周面で軸方向に沿って凹部61,61・・を形成し、この凹部61にネジ81を嵌合させて回り止めを図ってもよい。この場合も精度及び強度の高いステータコア40を利用してステータ23の回り止めが可能となる。
さらに、貫通孔と凹部とを併用して回り止めを行うこともできる。ネジ部材としてはボルトも含まれる。回り止めの対象もモータケースに限らず、モータケースがなければモータハウジング等に対して貫通孔や凹部を利用して回り止めを行えばよい。

0034

一方、モータケースを介してハウジングに固定される電動作業機を説明しているが、ステータコアに設けた貫通孔を利用して直接ハウジングネジ止め固定する電動作業機にも適用できる。この場合、突条はハウジングに嵌合させてもよい。
また、突条をハウジングに嵌合させて回り止めする際は、分割したハウジングの挟み込みよりブラシレスモータを固定することもできる。この場合は貫通孔を省略してもよい。
さらに、上記形態では、モータケースを上ケースと下ケースとから形成しているが、この上下はあくまで便宜上の位置関係であり、電動作業機によっては左右・前後・斜めの何れの方向であっても差し支えない。
そして、上ケース等の何れか一方の蓋部材のみでハウジング側へ固定されるようにしてもよい。この場合、他方の蓋部材を省略できるので、組み付けの容易性が向上する。
その他、ステータコアに放熱用のフィンを設けてもよい。また、モータケースと接続される部材を伝熱性の高い部材とすることで、放熱性を向上させることもできる。

0035

三相コイル結線方式に係る発明の効果)
このように、上記形態の芝刈機1によれば、ブラシレスモータ21の三相のコイル45が、各相4並列でデルタ結線されているので、同じ出力でもスター結線よりもワイヤ115A〜115Cの線径を細くでき、生産時の巻線性を向上させることができる。また、巻線ノズルを細くできるため、デッドスペースを低減でき、結果的に出力アップに繋がる。
特にここでは、上インシュレータ42を介してステータコア40の周方向に隣接する各ティース41へそれぞれ巻回されるコイル45間の渡り線117同士を、上インシュレータ42に取り付けられた複数の板金部材(第1〜第3金具97U〜97V)によって短絡することでデルタ結線を形成しているので、複雑な渡り線やクロス線を生じさせることなく結線が可能となる。よって、生産性が高くなる上、ワイヤ115同士の削れのおそれも低減することができる。

0036

また、三相のコイル45は12個であって、3本のワイヤ115でそれぞれステータコア40の周方向に隣接する4個のコイル45が連続して形成されて、周方向に隣接する一方のワイヤ115の始端116と他方のワイヤ115の終端118とが、短絡部材46に対する同じ向きで第1〜第3金具97U〜97Vへ電気的に接続されているので、ワイヤ115の始端116と終端118とを同時にカットすることができ、生産性がより向上する。

0037

なお、三相コイルの結線方式に係る発明において、ワイヤの巻回方法は上記形態に限らず、1本や2本、さらには4本や6本の巻線ノズルを用いて、1本や2本、4本や6本のワイヤでコイルを形成しても差し支えない。巻線ノズルが1本の場合は、12個のティースを全て1本のワイヤで巻くことになり(12×1)、巻線ノズルが2本の場合は、6個のティースを2本のワイヤでそれぞれ巻くことになる(6×2)。また、巻線ノズルが4本の場合は、3個のティースを4本のワイヤでそれぞれ巻くことになり(3×4)、巻線ノズルが6本の場合は、2個のティースを6本のワイヤでそれぞれ巻くことになる(2×6)。
巻線ノズルが1本の場合は、ワイヤをティースに巻くための時間は掛かるが、巻線ノズルの数が少ないので、設備が小型となり、設備の費用も少なくて済む。巻線ノズルの数が増えるに従ってワイヤをティースに巻くための時間は短くなるが、設備が大型化し、設備の費用もかさむことになる。
上記形態で3本の巻線ノズルを用いたのは、ワイヤを巻くための時間と設備とのバランスが最も好ましいためである。しかし、設備でのメリット重視する場合は巻線ノズルを1又は2本とすればよいし、時間の短縮を重視する場合は巻線ノズルを4又は6本とすればよい。

0038

また、各相4並列に限らず、5並列以上としてもよい。
さらに、板金部材の形状も上記形態の第1〜第3金具に限らず、幅を大きくしたり、同心円上に配置せずに一部を非接触で軸方向にオーバーラップさせたりしてもよい。
その他、各発明に共通して、電動作業機としては、例えば、園芸工具として、電動チェーンソーヘッジトリマ草刈機ブロワ等があり、電動工具として、アングルドリルグラインダハンマハンマドリルマルノコレシプロソー等がある。

0039

1・・芝刈機、2・・ベース、3・・本体、4・・ハンドル、10・・本体ハウジング、15・・コントローラ、16・・モータユニット、17・・スピンドル、20・・刈刃、21・・ブラシレスモータ、22・・モータケース、23・・ステータ、24・・ロータ、25・・回転軸、26・・上ケース、27・・下ケース、40・・ステータコア、40a・・鋼板、41・・ティース、42・・上インシュレータ、43・・下インシュレータ、45・・コイル、46・・短絡部材、47・・センサ回路基板、48A,48B・・突条、50A,50B・・突起、54・・割り型、55・・ロータコア、65・・フィン、71A,71B・・ネジボス部、79A,79B・・ボス部、81・・ネジ、85・・端子保持部、97U〜97V・・第1〜第3金具、99・・ヒュージング端子、115・・ワイヤ。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 日本電産株式会社の「 ロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】本発明のロータの一つの態様は、シャフトと、ロータコアと、複数のマグネットと、を備える。ロータコアは、周方向に沿って並ぶ複数のマグネット固定面を有する。複数のマグネット固定面のうち少な... 詳細

  • 日本電産株式会社の「 ロータ、モータおよび電動パワーステアリング装置」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】本発明のロータの一つの態様は、中心軸を有するシャフトと、ロータコアと、ロータコアの径方向外側面に、周方向および軸方向にそれぞれ配列して複数設けられるマグネット部と、複数のマグネット部... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 回転子及びモータ」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】回転子(120)は、フラックスバリアをなすスリット部(122)で分割された複数の鉄心断片(211)で構成された回転子鉄心(121)と、スリット部(122)に配置されて鉄心断片(211... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ