CN106160390A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动工具，即使使用各相的线圈呈串联式三角形接线的无刷电动机，也能够进行相位超前控制而不会受到定子磁通量的影响，从而能够提高电机效率。作为驱动源使用的无刷电动机具有：定子(9)，其在向内侧突出的多个齿构件(63、63…)之间具有窄槽(78、78…)，在各齿构件上分别卷绕有线圈(64)，各相的线圈(64、64)为呈串联卷绕的三角形接线；转子(10)，其具有永久磁铁(68)，在定子(9)的内部能够旋转；传感器电路基板，其固定于定子(9)，具有用于检测转子(10)的旋转的磁传感器(66、66…)，磁传感器(66)设置于在转子(10)的旋转方向上与窄槽(78)的大致中心对应的位置。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种使用电机的手电钻等电动工具。

背景技术

已知一种出于紧凑性及耐用性的考虑而使用无刷电动机作为驱动源的手电钻等电动工具。该无刷电动机例如如专利文献1中公开的那样，由定子和转子构成，其中，定子是由在各齿构件上形成各相的线圈分别卷绕在固定于定子铁芯的端面的电气绝缘部件上形成，该齿构件为多个(例如6个)，在由多个钢板层叠形成的定子铁芯的内侧经由窄槽(slot)突出设置，转子具有贯通定子的旋转轴，且组装有永久磁铁，在定子上安装有具有磁传感器(霍尔IC等)的圆盘状的传感器电路基板，该磁传感器用于检测设置于转子的永久磁铁的位置。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2015－56953号

【发明要解决的课题】

在上述无刷电动机中，控制向各相的线圈供给励磁电流的通电时刻，使其与磁传感器的输出信号的上升沿脉冲时点(正转时)及下降沿脉冲时点(逆转时)相适配，在进行使该通电时刻比磁传感器的输出信号的上升沿脉冲时点及下降沿脉冲时点更靠前的相位超前控制时，能够抑制损耗，而提升电机效率。因此，可使磁传感器的位置在旋转方向上偏离齿构件的中心例如电气角30°而进行相位超前控制，但在这种情况下，为利用三角形接线使各相的线圈呈串联状接线的无刷电动机时，由磁传感器检测的传感器磁通量受到定子磁通量的影响，会导致对转子的旋转位置的检测产生偏差。

另外，在上述电气绝缘部件中，在沿着齿构件向内侧延伸的顶端设置有在定子铁芯的轴向竖立的限制部，以防止卷绕在齿构件上的线圈倒向内侧。然而，该限制部会因在卷绕线圈时产生的应力而向内侧变形，从而导致与转子干涉。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电动工具，该电动工具中，即使使用各相的线圈呈串联式三角形接线的无刷电动机，在进行相位超前控制时也不会受到定子磁通量的影响，从而能够提高电机效率。

另外，本发明的目的在于提供一种电动工具，该电动工具中，能够防止电气绝缘部件的限制部变形，而防止与转子产生干涉。

【用于解决课题的方式】

为了达到上述目的，在技术方案1记载的发明中，电动工具具有：定子，其具有位于向内侧突出的多个齿构件之间的窄槽，在各所述齿构件上分别卷绕有线圈，各相的所述线圈呈以串联卷绕的三角形接线；转子，其具有磁铁，在所述定子的内部能够旋转；以及传感器电路基板，其固定于所述定子，并具有用于检测所述转子的旋转的磁传感器，所述磁传感器设置于在所述转子的旋转方向上与所述窄槽的大致中心对应的位置。

为了达到上述目的，在技术方案2记载的发明中，电动工具具有：定子，其具有位于向内侧突出的多个齿构件之间的窄槽，在各所述齿构件上分别卷绕有线圈，各相的所述线圈呈以串联卷绕的三角形接线；转子，其具有磁铁，在所述定子的内部能够旋转；以及传感器电路基板，其固定于所述定子，具有用于检测所述转子的旋转的磁传感器，所述磁传感器设置于在所述转子的旋转方向上与所述窄槽的大致中心对应的位置，而且，所述传感器电路基板安装在设置于所述定子的端面的电气绝缘部件上。

在本发明中，“窄槽的大致中心”的主旨是，包含严格位于中心的位置的情况，但只要是不受定子磁通量的影响的位置即可，也容许从该中心沿转子的旋转方向稍微偏离的情况。

在技术方案1或2记载的结构的基础之上，技术方案3记载的发明中，所述磁传感器配置在所述转子的外形的最外周部所位于的圆周上。

在技术方案1～3中任意一项记载的结构的基础之上，技术方案4记载的发明中，所述转子的外形为非圆形。

在技术方案4记载的结构的基础之上，技术方案5记载的发明中，所述磁传感器配置在比所述转子的外形的最内周部所位于的圆更靠外侧的位置。

在技术方案1～5中任意一项记载的结构的基础之上，技术方案6记载的发明中，在所述齿构件的延伸方向上于所述定子的外周上形成有凹部。

在技术方案1～6中任意一项记载的结构的基础之上，技术方案7记载的发明中，所述传感器电路基板在所述齿构件的延伸方向上的位置被用螺钉固定在所述定子上。

为了达到上述目的，在技术方案8记载的发明中，电动工具，具有：定子铁芯，其具有多个齿构件；电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯；以及线圈，其隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述齿构件上，所述电气绝缘部件具有用于防止所述线圈倒向内侧的限制部，而且具有用于加强所述限制部的加强机构。

在技术方案8记载的结构的基础之上，技术方案9记载的发明中，所述加强机构是通过使所述限制部两端向内侧突出呈コ字状而形成的。

在技术方案8或9记载的结构的基础之上，技术方案10记载的发明中，所述加强机构是通过使所述电气绝缘部件的、沿所述齿构件延伸的部分为在所述定子铁芯的轴向上的厚壁而形成的。

在技术方案8～10中任意一项记载的结构的基础之上，技术方案11记载的发明中，所述加强机构设置在固定有无刷电动机的传感器电路基板的所述电气绝缘部件侧。

技术方案12记载的发明中，电动工具具有：定子；转子，其配置在所述定子的内侧；顶端工具保持部，其利用所述转子驱动，其中，所述定子具有：定子铁芯，其具有6个窄槽；电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯，将线圈之间的多根过渡线在所述定子铁芯的轴向重叠保持；以及引导加强筋，其将至少1根所述过渡线向与所述线圈的卷绕方向相反的方向引导。

在技术方案12记载的结构的基础之上，技术方案13记载的发明中，2根的所述过渡线从1个线圈引出。

在技术方案12或13记载的结构的基础之上，技术方案14记载的发明中，在所述定子设置有将所有所述过渡线向与所述线圈的卷绕方向相反的方向引导的多个所述引导加强筋。

技术方案15记载的发明中，电动工具具有：定子铁芯，其具有多个齿构件；电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯；以及

线圈，其隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述齿构件上，所述线圈相对于所述齿构件从所述定子铁芯的周向的一方侧开始卷绕，从另一方侧结束卷绕。

【发明的效果】

根据本发明，通过将磁传感器设置在转子的转动方向上与窄槽的大致中心对应的位置，即使使用各相的线圈呈串联式三角形接线的无刷电动机，在进行相位超前控制时也不会受到定子磁通量的影响，从而能够提高电机效率。

另外，根据本发明，能够防止电气绝缘部件的限制部变形，而防止与转子产生干涉。

附图说明

图1是振动手电钻(vibration driver drill)的侧视图。

图2是振动手电钻的后视图。

图3是振动手电钻的纵向剖视图。

图4是主体部分的放大图。

图5是定子的立体图。

图6是定子的俯视图。

图7是沿图6的A箭头观察的视图。

图8是沿图6的B箭头观察的视图。

图9是定子的横截面示意图。

图10是熔接(fusing)部分的放大图。

图11是表示电线的卷绕方法的示意图，其中(A)表示接线侧，(B)表示与接线侧相反的一侧。

图12是表示用于说明线圈的接线状态的图。

图13(A)是使用散热部件的定子的俯视图，图13(B)是侧视图。

图14(A)是使用散热部件的定子的仰视图，图14(B)是侧视图。

图15(A)是沿图14的A－A线剖切的剖视图，图15(B)是沿B－B线剖切的剖视图。

图16(A)是使用小径的传感器电路基板的定子的俯视图，图16(B)是仰视图。

图17(A)是使用小径的传感器电路基板的定子的侧视图，图17(B)是沿C－C线剖切的剖视图。

图18是变形例的前绝缘体的立体图。

图19(A)是变形例的前绝缘体的俯视图，图19(B)是沿D－D线剖切的剖视图，图19(C)是沿E－E线剖切的剖视图。

【附图标记说明】

1振动手电钻；2主体；3把手；4钻头夹具；5电池组；6壳体；8无刷电动机；9、9A、9B定子；10转子；11旋转轴；12齿轮组；13主轴；20控制器；33行星齿轮减速机构；60定子铁芯；61、61A前绝缘体；62后绝缘体；63齿构件；64线圈；65、65A传感器电路基板；66磁传感器；67转子铁芯；68永久磁铁；70离心风扇；71排气口；72吸气口；75槽；76嵌合片；78窄槽；79电线；80电源线；81熔接端子；82保持部；89引导加强筋；95A、95B引线；96A、96B连接器；101插线端子；103散热环；104绝缘齿构件；105基础部；106限制部；107内侧部；108凹部。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示电动工具的一个例子的振动手电钻的侧视图，图2是后视图，图3是纵向剖视图，图4是主体部分的放大剖视图。振动手电钻1中，把手3从沿前后方向延伸的主体2向下方突出，在主体2的前端，设置有作为顶端工具保持部的、能够在顶端把持刀头的钻头夹具4，另一方面，在把手3的下端安装有作为电源的电池组5。此处的壳体6是将使主体2的后半部分和把手3连续设置的左、右的一半的壳体6a、6b利用左右方向的螺钉7、7…组装形成。

在主体2内的后部收装有内转子型无刷电动机8，无刷电动机8具有筒状的定子9和配置在定子9内部的转子10，将旋转轴11设置于转子10。在无刷电动机8的前方组装有齿轮组12，该齿轮组12具有从壳体6向前方突出的主轴13，齿轮组12能够将旋转轴11的旋转减速后传递给主轴13。钻头夹具4安装在主轴13的前端。在位于主体2的下方的把手3的上部收装有开关14，并且使扳机15向前方突出。在开关14的上方设置有电机的正逆切换按钮16，在其前方收装有倾斜向上的LED17，该LED17用于照射钻头夹具4的前方。

在把手3的下端形成有能够使电池组5从前方滑入安装的安装部18，在安装部18收装有端子台19和控制器20，该端子台19具有与电池组5电连接的端子19a，该控制器20具有用于控制无刷电动机8的微型计算机及6个开关元件等，并与开关14及无刷电动机8的定子9电连接。附图标记21表示利用螺纹凸起设置在安装部18的后表面的带根卡止部，附图标记22、22表示吊挂用的挂钩安装部。电池组5中，附图标记23表示充电电池(此处为具有3个充电电池(元件)的10.8V)，附图标记24表示端子，附图标记25表示防脱落用挂钩，利用前表面的按钮26能够进行挂钩25的解除操作。

齿轮组12具有：第1齿轮箱27，其呈筒状并位于无刷电动机8的前方；第2齿轮箱28，其被组装在第1齿轮箱27的前方，呈具有大径部29和小径部30的二段式筒形状。第1齿轮箱27中，旋转轴11由轴承31支承，安装有小齿轮32的旋转轴11的顶端向齿轮组12内突出。

在齿轮组12的内部收装有行星齿轮减速机构33，该行星齿轮减速机构33中，对在内齿轮34A～34C内公转的多个行星齿轮36A～36C进行支承的行星架35A～35C在轴向上配置为三段，旋转轴11的小齿轮32与第一段的行星齿轮36A啮合。其中，第二段的内齿轮34B能够旋转且能够沿轴向前后移动，并且能够在前进位置与保持在大径部29内的卡合环37啮合。

在内齿齿轮34B通过连接部件38连接有速度切换杆39，该速度切换杆39设置在壳体6上，能够向前后滑动。当使速度切换杆39向后方滑动时，通过连接部件38使内齿轮34B后退，内齿轮34B在保持与第二段的行星齿轮36B啮合的状态下，与第一段的行星架35A的外周啮合。因此，形成取消第二段减速的高速模式。相反地，当使速度切换杆39向前方滑动时，通过连接部件38使内齿轮34B离开行星架35A而前进，在保持与第二段的行星齿轮35B啮合的状态下，与卡合环37啮合而被限制旋转。因此，形成实现第二段的减速功能的低速模式。

另外，在此，在第2齿轮箱28的小径部30的内侧设置有振动机构，该振动机构用于对主轴13施加沿轴向的振动，在小径部30的外侧设置有离合器机构，该离合器机构通过对主轴13施加规定的载荷，阻断向主轴13传递扭矩，并且通过后述的切换操作，能够分别选择使主轴13旋转且振动的振动钻孔模式、仅使主轴13旋转的钻孔模式和通过规定的载荷阻断向主轴13传递扭矩的离合器模式(螺丝刀模式)。以下，对各机构进行说明。

在振动机构中，主轴13在小径部30内被前后的轴承40、41支承，而且，其后端与第三段的行星架35C以花键接合。在主轴13上于轴承40、41之间，由前方向后方分别同轴外装有呈环状的第1凸轮42和第2凸轮43。第1凸轮42在其后表面具有凸轮齿并与主轴13以花键接合。第2凸轮43在其前表面形成有凸轮齿，并且松动插入主轴13，在小径部30内以不能旋转的状态配置。

另外，在第1凸轮42的前方与轴承40之间，通过环状的承接板44保持多个钢制滚珠45、45…，在钢制滚珠45和第1凸轮42之间设置有凸轮板46。从该凸轮板46向后方延伸的转换杆47通过连接板49与模式切换环48连接，该模式切换环48位于壳体6的前方并以能够旋转的方式组装在大径部29，连接板49随着模式切换环48的旋转操作而进行旋转，据此，转换杆47通过凸轮板46使第1凸轮42向后方滑动，使第1凸轮42与第2凸轮43啮合。

在离合器机构中，在位于模式切换环48前方的小径部30外装有能够转动的离合器环50。在离合器环50的内侧，与在小径部30的外周形成的螺纹部螺合的螺纹进给板51设置为能够与离合器环50一体旋转，且能够在轴向上移动，在螺纹进给板51的后方设置有前承接板52，该前承接板52在相对于小径部30的旋转被限制的状态下能够沿轴向前后移动。在前承接板52的后方设置有：按压板54，其与位于大径部29和小径部30之间的闭塞部53的前表面抵接；后承接板55，其配置在该按压板54的前方，在前承接板52和后承接板55之间配置有多个线圈弹簧56、56…，该多个线圈弹簧56、56…在周向上等间隔配置。

另外，在闭塞部53且在按压板54的后方，多个钢制滚珠57、57在周向上以等间隔被保持，与以能够旋转的方式设置的第三段内齿轮34C的前表面抵接，并能够与在内齿轮34C的前表面突出设置的未图示的离合器凸轮在周向上卡合。线圈弹簧56、56的作用力通过该钢制滚珠57、按压板54和后承接板55而向内齿轮34C传递，据此限制内齿轮34C旋转。对离合器环50进行旋转操作来使螺纹进给板51和前承接板52在轴向上螺纹进给，从而使线圈弹簧56、56的轴长发生变化，据此能够改变对内齿轮34C的按压力。

接着，对各动作模式进行说明。首先，在凸轮板46使第1凸轮42不能向后方滑动的相位的、模式切换环48的第一旋转位置，第1凸轮42位于第2凸轮43的前方而不会与第2凸轮43啮合。因此，形成能够通过对离合器环50的旋转操作来改变对内齿轮34C的按压力的离合器模式。

在该离合器模式下，对扳机15进行按压操作而驱动无刷电动机8时，旋转轴11旋转，通过行星齿轮减速机构33使主轴13旋转，从而能够利用安装在钻头夹具4上的螺丝刀头进行螺纹紧固等。随着螺纹紧固的进行，主轴13的负载超出固定内齿轮34C的线圈弹簧56的按压力时，内齿轮34C的离合器凸轮将滚珠57、按压板54和后承接板55向前方推出，使内齿轮34C空转，而完成螺纹紧固(离合器动作)。

接着，在从离合器模式将模式切换环48旋转规定角度的第二旋转位置，设置在模式切换环48的限制环58与后承接板55卡合，而限制后承接板55的前进。因此，形成不受线圈弹簧56的按压力大小的影响，而使按压板54向前方的移动始终被限制的钻孔模式。

在该钻孔模式下，由于主轴13旋转时，无论向主轴13施加的载荷如何，钢制滚珠57均不会越过内齿轮34C的离合器凸轮，因此不会改变内齿轮34C的固定状态，从而主轴13继续旋转。此外，由于此时第1凸轮42也不向后方滑动，因此主轴13不会产生振动。

另外，在从钻孔模式将模式切换环48再旋转规定角度的第三旋转位置，凸轮板46使第1凸轮42向后方滑动。另一方面，限制环58和后承接板55之间的卡合不会改变。因此，形成第1凸轮42和第2凸轮43啮合的振动模式。

在该振动模式下使主轴13旋转时，由于与主轴13一体旋转的第1凸轮42与在小径部30内固定的第2凸轮43啮合，从而主轴13产生振动。此外，由于在限制环58的作用下按压板54的固定状态不变，因此，无论对主轴13施加的负载如何，主轴13均继续旋转。

另外，三相无刷电动机8的定子9，通过形成在一半的壳体6a、6b的内表面的加强筋59、59，以前后方向为轴被保持。该定子9在由多个钢板层叠形成的定子铁芯60的前后的端面，组装有作为电气绝缘部件的环状的前绝缘体61及后绝缘体62，在定子铁芯60内侧突出设置的6个齿构件63、63…上分别卷绕有线圈64、64…，在前绝缘体61的前表面用螺钉固定有传感器电路基板65，该传感器电路基板65搭载有霍尔IC等的磁传感器66、66…，用于检测设置在转子10的永久磁铁68的位置。

此外，也可在传感器电路基板65上配置温度检测元件，其温度检测信号输入控制器20，监测该信号的控制器20在规定温度停止对无刷电动机8的控制。由此，能够有效抑制容易引起温度上升的10.8V的振动手电钻1的无刷电动机8的温度上升。

转子10配置在旋转轴11的周围，并具有由多个钢板层叠形成的大致呈圆筒状的转子铁芯67和固定在转子铁芯67的内部的4个板状的永久磁铁(烧结磁铁)68、68…。该永久磁铁68被插入分别位于在转子铁芯67的横截面中以旋转轴11为中心的正方形的四边而形成的通孔中，并通过粘合剂和/或压入的方式被固定。

旋转轴11的后端由被保持在壳体6的后部的轴承69支承，在轴承69的前方部位安装有离心风扇70。附图标记71、71…表示在离心风扇70的位置形成于壳体6的左右侧面的排气口，在与定子9的外侧抵接的壳体6的侧面设置有吸气口72、72(图1)。

另外，在转子铁芯67和离心风扇70之间设置有后止动件73。后止动件73为由黄铜制成且具有与转子铁芯67相同外径的圆板，以与转子铁芯67同轴的方式固定在旋转轴11上。另一方面，在位于转子铁芯67和前侧的轴承31之间且在传感器电路基板65的内侧设置有前止动件74。该前止动件74为由黄铜制成且具有比转子铁芯67小的外径的圆板，以与转子铁芯67同轴且在与转子铁芯67之间留出间隙的状态固定在旋转轴11上。前止动件74的外径比由4个永久磁铁68、68…围成的内侧圆的直径大，前止动件74位于各永久磁铁68的前方。

以下，基于图5～图9对定子9的结构进行详细说明。在图5～图8所示的单独的定子9中，以前绝缘体61侧为上方，后绝缘体62侧为下方进行说明。

在定子铁芯60的外周在齿构件63的延伸方向上形成6个下凹的轴向的槽75、75…，该槽75、75…在周向上等间隔形成，在各槽75的端部嵌合(圧入)有嵌合片76、76…，该嵌合片76、76…从前绝缘体61和后绝缘体62沿轴向形成为一体。利用该嵌合片76的压入，能够克服前、后绝缘体61、62发生歪斜，使定子铁芯60和前、后绝缘体61、62牢固地一体化。

另外，在前绝缘体61的侧面设置卡合凹部77，该卡合凹部77与设置在壳体6的内表面的未图示的突起卡合，通过该卡合，能够使定子9不会转动及在前后方向定位。

在前绝缘体61中，在齿构件63、63…之间形成的6个窄槽78、78…中的、在半周部分邻接的3个窄槽78、78…的外侧，向上方突出设置有保持部82、82…，该保持部82、82…用于保持使一相的2个线圈64、64的电线79和各相的电源线80熔接的熔接端子81。该保持部82具有俯视呈日本语片假名“コ”字状的一对突起83、83，该突起83、83以相互对置的朝向在前绝缘体61的周向排列，并相对于前绝缘体61的环状的上端面61a以向上方突出的高度突出设置，在3个保持部82、82…之间的各齿构件63的外侧，突出设置有用于保持电源线80的侧视呈字母L字状的挂钩84。3根电源线80中的2根，在靠近定子9的位置通过胶带109捆绑。

另外，在位于保持部82、82之间的1个齿构件63的外侧和位于与该齿构件63在周向隔一个位置的2个齿构件63、63的外侧(正三角形的顶点位置)，突出设置有用于将传感器电路基板65用螺钉固定的3个螺纹凸起85、85…，该螺纹凸起85、85…向上方突出的高度比保持部82低，且比前绝缘体61的上端面61a高。在位于螺纹凸起85、85之间的齿构件63、63的外侧具有与螺纹凸起85相同高度的承载面87，并且突出设置有阶梯式凸起86A、86B，该阶梯式凸起86A、86B设置有相对于该承载面87向上方突出的凸起88A、88B。该阶梯式凸起86A的凸起88A配置在比螺纹凸起85的同心圆稍小的同心圆上，凸起88B的直径比凸起88A的直径小。

在后绝缘体62中，在各窄槽78的外侧，沿周向的引导加强筋89、89…分别在同心圆上竖直设置。

传感器电路基板65在其周向等间隔设置6个切口部91，该切口部91朝在该传感器电路基板65中心设置的旋转轴11的通孔90弯曲，在各切口部91、91之间设置有沿周向等间隔形成的6个固定片92、92…，该固定片92、92…向放射方向突出，各切口部91以越过定子铁芯60的内周的方式弯曲至在俯视时与各窄槽78重叠的位置。另外，固定片92的顶端稍越过定子铁芯60的外周，其中邻接的2个固定片92(以下，表示为92A、92B以示区别)，比其他的4个固定片92长。

该6个固定片92中，包含1个长的固定片92B的正三角形的顶点位置的3个固定片92、92…利用螺钉93分别固定在位于齿构件63的延长部分上的螺纹凸起85，在被螺钉固定的固定片92、92之间的固定片92分别插入有阶梯式凸起86A、86B的凸起88A、88B。在余下的1个固定片92A的上表面设置有用于将3个磁传感器66的检测信号输出的6根引线95A、95A…的连接部94。在该引线95A的前端设置有连接器96A，通过使该连接器96A与从控制器20引出的引线95B上设置的连接器96B接合，使引线95A、95B之间相互连接。

3个磁传感器66位于传感器电路基板65的下表面且在通孔90周围以规定间隔配置，在此，如图9所示，该磁传感器66配置在位于如箭头所示的旋转方向上横截面的外形为非圆形的转子10的最外周部所位于的圆C1的圆周上(比转子10的外形的最内周部所位于的圆C2更靠外侧)，且在周向位于窄槽78的中间(从齿构件63的中心线偏离30°的相位)。

在图9中，定子外径S1为φ38(单位mm，以下相同)，定子内径S2为φ21，齿构件宽度S3为4.0，后轭部宽度S4为2.0，窄槽开口宽度S5为4.5，转子外径S6为φ20。

此外，定子内径S2能够在φ20～φ22的范围(在以定子外径为1时0.53～0.58的比率)内改变，齿构件宽度S3能够在4.0～4.4的范围(在以定子外径为1时0.11～0.12的比率)内改变，后轭部宽度S4能够在2.0～2.2(在以定子外径为1时0.05～0.06的比率)内改变，窄槽开口宽度S5能够在2.5～4.5(在以定子外径为1时0.07～0.12的比率)内改变，转子外径S6能够在φ19～φ21(在以定子外径为1时0.50～0.55的比率)内改变。在上述的IPM方式的转子中，在以定子外径为基准设置磁路时，能够提高功率密度，即使电池电压为10.8V以及定子外径为40mm以下，也能够实现转子的旋转速度为24000rpm以上的高速旋转。但是，电池电压为14.4V、18V、36V时，也能够实现转子的旋转速度为30000rpm～40000rpm的高速旋转。

熔接端子81，其构成为由带状的金属板对折，在一方的板部97A的两侧分别形成呈字母L字状的叶片98、98，使另一方的板部97B的顶端向外侧翻折，使该对折部分向下，并将叶片98、98分别从上方插入保持部82的两突起83、83，由此，使熔接端子81以如图10所示的板部97B位于外侧且向上方呈V字状敞开的形态保持。在此，在对折的部分的内侧形成装入电源线80的卷曲部99，在其上侧的板部97B形成有夹持线圈64的电线79的弯曲部100。附图标记100a表示板部97B的翻折部。这样一来，各熔接端子81利用保持部82配置为在俯视时在定子9的半周侧聚集。

电源线80中，对其前端80a保留绝缘覆盖而仅将被熔接于熔接端子81的绞合线80b部分去除绝缘覆盖。这样一来，通过使前端80a保留绝缘覆盖而不会使绞合线80b散开。作为防止绞合线散开的机构，除了保留被绝缘覆盖的前端外，也可以通过使用热收缩管来覆盖绞合线80b的前端，或用插接端子将前端铆接，或者利用焊料及焊接、热硬化性树脂将前端固定而实现。

另外，在从定子9引出的电源线80的前端设置有插线端子101，该插线端子101通过与从控制器20引出的未图示的电源线上设置的插线端子接合，使电源线彼此连接。

在此，6个线圈64、64…是将1根电线79向各齿构件63顺次卷绕而形成，一相的线圈64、64分别与熔接端子81接线，连接在对角位置的一相的线圈64、64之间的过渡线102不在前绝缘体61侧配线，而在后绝缘体62侧配线。以下，对线圈64的卷绕方法进行说明，在需要区分U、V、W的三相时，在各构成部的附图标记上附加U、V、W的附图标记，在各相区分成对设置的齿构件63及线圈64时，如63U1、63U2、64U1、64U2等这样，再附加数字进行说明。

图11是表示卷绕方法的示意图，其中(A)图为接线侧(前绝缘体61侧)，(B)图为与接线侧相反的一侧(后绝缘体62侧)。附图标记81U、81V、81W表示熔接端子，在圆内带有+字的记号表示向与纸面垂直的里侧卷绕的电线，在圆内带有黑点的记号表示向与纸面垂直的纸面前侧卷绕的电线。另外，在接线侧及与接线侧相反的一侧，以向左卷绕方向为左，以向右卷绕方向为右进行说明。

首先，在接线侧，在将U相的电源线80U预固定的熔接端子81U上预固定电线79的头端79a，然后从右侧卷绕在位于该熔接端子81U左侧的齿构件63U1而形成线圈64U1后，在与接线侧相反的一侧在齿构件63U1的左侧引出，在引导加强筋89的外侧，使由实线箭头表示的过渡线102U向右绕线大致半周后，从对角的齿构件63U2的右侧绕回，而形成线圈64U2。另外，在接线侧，使电线79从齿构件63U2的左侧引出，并预固定在熔接端子81W上，该熔接端子81W上预固定有W相的电源线80W。

接着，从右侧卷绕于与熔接端子81W的左侧邻接的齿构件63W1而形成线圈64W1后，在与接线侧相反的一侧，在齿构件63W1的左侧引出，并在引导加强筋89的外侧将由虚线表示的过渡线102W向右绕线大致半周后，从右侧卷绕在对角的齿构件63W2上而形成线圈64W2。然后，在相同的与接线侧相反的一侧，在齿构件63W2的左侧引出，并在引导加强筋89的外侧向右绕线过渡线102W大致半周后，在接线侧，在对角的齿构件63W1的左侧引出，并预固定在熔接端子81V上，该熔接端子81V上预固定有V相的电源线80V。也就是说，形成W相的线圈64W1、64W2的电线79，在后绝缘体62侧在齿构件63W1、63W2之间逐段向右绕线大致半周而过渡配线。

接着，从右侧卷绕于与熔接端子81V的左侧邻接的齿构件63V1而形成线圈64V1后，在与接线侧相反的一侧，在齿构件63V1的左侧引出，并在引导加强筋89的外侧使由一点划线表示的过渡线102V向右绕线大致半周后，在对角的齿构件63V2从右侧绕回而形成线圈64V2。然后，在相同的与接线侧相反的一侧，电线79在齿构件63V2的左侧引出，在引导加强筋89的外侧使过渡线102V向右绕线大致半周后，在接线侧，在对角的齿构件63V1的左侧引出，并将尾端79b预固定在与左侧邻接的熔接端子81U上。也就是说，形成V相的线圈64V1、64V2的电线79也在后绝缘体62侧，在齿构件63V1、63V2之间逐段向左绕线大致半周而过渡配线。实际上，如图7、8所示，各过渡线102在引导加强筋89的外侧沿轴向重叠配线。

最后，在各熔接端子81中，将电源线80和电线79熔接，如图12所示，得到串联卷绕的各相的线圈64、64为三角形接线的定子9。

这样一来，在接线完成后，在安装有传感器电路基板65的定子9中，传感器电路基板65利用螺纹凸起85的上表面及阶梯式凸起86A、86B的承载面87，在比前绝缘体61的上端面61a更靠上方的位置，以与定子9的轴线呈垂直状的方式被支承。此时，挂钩84的顶端也与较长的固定片92A、92B的下表面抵接而支承固定片92A、92B。在此，由于各相的线圈64、64之间的过渡线102在与接线侧相反的一侧配线，而在前绝缘体61和传感器电路基板65之间形成充分的间隙。另外，在传感器电路基板65的固定状态下，各保持部82及熔接端子81贯通传感器电路基板65的切口部91，向传感器电路基板65上方突出，在俯视时，各齿构件63、63之间的窄槽78向传感器电路基板65的切口部91内露出(图6)。

在此，由于电源线80被挂钩84和固定片92保持，因此电源线80不容易移动，该挂钩84和固定片92也起到配线时的引导作用。另外，磁传感器66的引线95A连接的固定片92A由挂钩84支承，因此，引线95A不容易断线。另外，从无刷电动机8的轴心到凸起88A的中心的距离小于从该轴心到螺钉93的中心的沿半径方向的距离，因此，能够减小传感器电路基板65的振动。

并且，传感器电路基板65利用螺钉93来进行安装，因此，即使传感器电路基板65和定子9中的一方发生故障等，也能够通过将传感器电路基板65拆下，来单独地进行相应的修理。

该定子9以使熔接端子81、81…位于定子9的下半侧的相位的状态组装入壳体6内。由此，与熔接端子81连接的各相的电源线80不会穿过定子9的左右的外侧，而是以最短距离向控制器20侧配线。因此，不会使壳体6沿径向变大，而能够保持紧凑化，而且使配线的长度变短。另外，电源线80及磁传感器66的引线95A能够利用连接器96A及插线端子101与控制器20侧分离，因此，能够对定子9和控制器20进行单独修理或更换等，而降低成本。另外，也能够在引线之间或电源线之间的连接中采用其他的端子或连接器。

根据上述结构的振动手电钻1，当对扳机15进行按压操作而使开关14接通时，控制器20的微型计算机获得从传感器电路基板65的磁传感器66输出的、表示转子10的永久磁铁68位置的旋转检测信号，取得转子10的旋转状态，并对应于取得的旋转状态控制各开关元件的接通及断开，通过在定子9的各相的线圈64、64顺次流动励磁电流，而使转子10旋转。因此，旋转轴11旋转，经由行星齿轮减速机构33使主轴13旋转，因此，能够在根据被把持在钻头夹具4的顶端工具选择的动作模式下使用。

在此，由于磁传感器66配置在定子9的窄槽78的中央，因此在正、逆的任意旋转方向上均能够实施相位超前控制，使控制器20向各相的线圈64供给励磁电流的通电时刻按超前角30°提前。根据该磁传感器66的配置，使传感器磁通量难以受到定子磁通量的影响，因此，不会使传感器对转子10的测量精度下降。

当离心风扇70随着旋转轴11的旋转而旋转时，从壳体6的侧面的吸气口72吸入外部气体，该气体通过定子9的外侧及内侧(与转子10之间)从排气口71排出，从而对无刷电动机8进行冷却。此时，在定子9中，通过传感器电路基板65的切口部91，使窄槽78在从前侧观察时露出，另外，由于在传感器电路基板65和前绝缘体61之间没有配置过渡线102，因此通过定子9的内侧的空气不会被传感器电路基板65妨碍，而能够在各线圈64的两侧顺畅地通过窄槽78。因此，各线圈64能够被有效冷却。另外，由于各熔接端子81位于固定片92之间，因此利用通过切口部91的空气也能够有效冷却该各熔接端子81。

另一方面，在转子10中，由于在前后设置有前止动件74和后止动件73，因此能够限制各永久磁铁68的前后方向的移动，有效防止各永久磁铁68从转子铁芯67的脱落。

这样一来，根据上述实施方式的振动手电钻1，将磁传感器66设置在转子10的旋转方向上与窄槽78的中心对应的位置，因此，即使是各相的线圈64、64以串联方式呈三角形接线的无刷电动机8也不会受到定子磁通量的影响，且无需在软件上进行超前角控制就可进行超前角30°的相位超前控制。因此能够提高电机效率。

另外，将传感器电路基板65安装在设置于定子9的端面的前绝缘体61上，因此，使用前绝缘体61能够容易地将传感器电路基板65安装在适当的位置。

另外，在上述实施方式中，是将磁传感器66配置在窄槽78的中央以得到超前角30°，但并不需要严格地配置于窄槽78的中央，例如也可以配置为在正转方向超前角25°等稍微偏离中央的位置。在这种情况下，在逆转方向需要利用控制器20在软件上进行补正控制以形成超前角25°。另外，磁传感器66也能够配置在与定子9相反侧的面上，也可使线圈64为三角形接线的并联卷曲。

另一方面，如上所述，转子10的旋转速度为24000rpm以上时，向线圈64的通电量增加温度上升，因此，也能够在线圈64设置散热部件。该散热部件可以如图13～图15所示的定子9A所示那样，采用金属制的散热环103，该散热环103位于传感器电路基板65和各线圈64之间，具有比磁传感器66的配置区域的直径更大的内径，可以采用将该散热环103利用具有热传导性且绝缘性的粘合剂分别粘接在各线圈64的上端面的结构。附图标记103a、103a…表示在各窄槽78的位置设置在散热环103上的通孔，利用该通孔103a能够确保通过窄槽78的空气的流动，而且增加了散热环103和空气的接触面积，从而达到了提高散热效果的目的。

在设置与上述的线圈64间接性接触的散热环103时，即使转子10高速旋转化，也能够抑制线圈64的温度上升。

另外，该散热部件也能够不设置为环状而是设置多个分别横跨多个线圈的圆弧状的部件，或者避开窄槽而按各线圈单独设置，或者在表面竖直设置风扇或设置凹凸而进一步增加表面积。另外，也可将散热部件设置在定子的后侧而不是设置在前侧。

另外，传感器电路基板也不需要一定具有与前绝缘体大致相同的尺寸，也可以如图16、17所示的定子9B那样，传感器电路基板65A为外径小至线圈64的内侧的环状。在前绝缘体61突出设置有由基础部105和限制部106构成的绝缘齿构件104、104…，该基础部105分别沿各齿构件63的前表面向轴心侧突出，覆盖齿构件63的前表面，该限制部106从基础部105的顶端向周向及上方扩延，用于防止线圈64倒向内侧，在各限制部106的内周下端，分别突出设置有承接传感器电路基板65A的外周的舌片状的内侧部107。据此，传感器电路基板65A以嵌合在各限制部106内侧的方式从上方压入使其外周与内侧部107抵接的状态下，能够利用压入或粘合剂接合，或利用螺钉固定等对传感器电路基板65A进行固定。在这种情况下，磁传感器66可配置在窄槽78的大致中央位置，也可使引线从传感器电路基板65A的上侧或下侧经由窄槽78向外部引出，而与电源线80在相同方向配线等。

根据上述，通过将比前绝缘体61直径小的传感器电路基板65A配置在比线圈64更靠近内侧，能够提高磁传感器66的检测精度，并且使无刷电动机8的轴长及径向的尺寸变小而实现紧凑化。

另外，内侧部也可不需要设置全部的限制部，在能够将传感器电路基板固定的情况下，例如也可设置一个限制部，其形状也可适当改变。

另外，在上述实施方式及图13～17所示的变形例中，在前绝缘体61设置传感器电路基板65、65A，但也可在后绝缘体62设置传感器电路基板65、65A并将过渡线102配置在前绝缘体61侧。

另外，前绝缘体的形态也可如图18、图19那样进行改变。按照上述的前绝缘体61的形状，绝缘齿构件104的限制部106会因卷绕线圈64时产生的应力的作用而向内侧变形，而产生与转子10干涉的问题。因此，在该前绝缘体61A中，在各绝缘齿构件104的限制部106，在突出侧端面的中间部以沿轴向下挖(gouge out)形状形成凹部108，使限制部106在轴向上观察呈转子旋转方向的前后两端相对于中间部向内侧(轴心侧)突出的“コ”字状，从而实现加强限制部106的目的。

按照上述实施方式的振动手电钻1，由于在定子9的前绝缘体61具有用于加强限制部106的加强机构，因此能够提高限制部106的强度，降低限制部106因线圈卷绕时的应力作用向内侧的变形。另外，即使发生变形，也能够利用凹部108确保限制部106与转子10之间的距离，因此限制部106不容易与转子10产生干涉。

尤其是，将限制部106形成为使其两端向内侧突出的“コ”字状来作为加强机构，因此容易实施加强。

另外，加强机构除了采用使限制部106形成为“コ”字状的结构外，也可以采用使沿齿构件63延伸的基础部105在定子9的轴向形成厚壁的结构。此时，基础部105除了在整个半径方向上具有相同厚度的厚壁以外，也可以形成随着向中心侧延伸而使厚度逐渐或呈阶梯式变厚的厚壁。当然也可以采用厚壁与“コ”字状组合的结构。

另外，在此，振动手电钻1具有定子9、配置在定子9的内侧的转子10和通过转子10驱动的钻头夹具4，其中定子9具有：定子铁芯60，其具有6个窄槽78；后绝缘体62，其固定于定子铁芯60，将线圈64、64间的多根过渡线102、102…在定子铁芯60的轴向重叠保持；以及引导加强筋89，其将过渡线102向与线圈64的卷绕方向相反的方向引导89，因此，通过引导加强筋89能够使过渡线102的配线不会松动。

另外，由于线圈64相对于齿构件63从定子铁芯60的周向的一方侧开始卷绕，在另一方侧结束卷绕，因此能够使线圈64和过渡线102顺畅地连接。

另外，在上述实施方式中，使设置在壳体的内表面的突起与设置在前绝缘体的侧面的卡合凹部卡合，以使定子不会旋转及在前后方向定位，但不局限于此，也可以代替该结构，或者除了该结构外，在定子铁芯的外表面设置突起部，通过使突起部与设置在壳体的内表面的凹入部卡合，使定子不会旋转及在前后方向定位。

另外，磁传感器的引线不局限于在定子的径向连接在齿构件的延伸方向上的情况，也能够连接在窄槽的延伸方向上。

此外，磁传感器也能够配置在与齿构件的顶端在轴向上重叠的位置(比图9的位置更靠外侧)。

另外，在上述实施方式中，在传感器电路基板仅搭载磁传感器，但也可以设置形成倒相电路的开关元件。此时，开关元件可以配置于在轴向与磁传感器重叠的位置和不重叠的位置的任一位置。

此外，电动工具不局限于振动手电钻，只要是以无刷电动机作为驱动源的电动工具，如冲击式螺丝刀及研磨机等其他机种也能够适用于本发明。在壳体内，电机的位置及朝向也能够进行适当改变。另外，在上述实施方式中，利用1根电线(卷线)形成线圈，但也能够使用2根或3根等多根卷线来形成线圈。无刷电动机也可增加或减少极数或窄槽数，本发明也可采用使磁铁沿旋转方向弯曲，或将磁铁组装入转子的表面的SPM方式。

另外，在此，也能够掌握以下的发明。

(1)作为驱动源的无刷电动机的旋转速度为从30000rpm到40000rpm的电动工具。

(2)作为电源的电池电压为10.8V，电机的旋转速度为24000rpm以上的电动工具。

(3)作为驱动源的无刷电动机的定子的外径为40mm以下旋转速度为24000rpm以上的电动工具。

(4)电动工具具有定子铁芯、固定在所述定子铁芯的电气绝缘部件(在上述实施方式中为前绝缘体61、61A)以及隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述定子铁芯上的线圈，所述电气绝缘部件具有比所述线圈更靠内侧配置的突出部(在上述实施方式中为限制部106)，在所述突出部用螺钉固定有传感器电路基板。

(5)电动工具具有定子铁芯、固定在所述定子铁芯的电气绝缘部件(前绝缘体)以及隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述定子铁芯上的线圈，所述电气绝缘部件具有比所述线圈更靠内侧配置的突出部，在比所述突出部更靠内侧的位置配置有传感器电路基板。

(6)电动工具具有定子铁芯、固定在所述定子铁芯的电气绝缘部件(前后绝缘体)以及隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述定子铁芯上的线圈，所述电气绝缘部件具有比所述线圈更靠内侧配置的突出部，在比所述突出部更靠内侧的位置配置有电材部件。

该电材部件，除了传感器电路基板外，还包括过渡线、熔接端子、引线、开关端子、短路部件、电容器、温度传感器等，可将上述中的多个配置在比突出部更靠内侧的位置。

另外，本发明中，除了将磁传感器配置在窄槽的大致中心的结构以外的结构，还能够适用于Y接线的定子。

Claims (15)

1.一种电动工具，其特征在于，具有：

定子，其具有位于向内侧突出的多个齿构件之间的窄槽，在各所述齿构件上分别卷绕有线圈，各相的所述线圈以串联卷绕成三角形接线；

转子，其具有磁铁，在所述定子的内部能够旋转；和

传感器电路基板，其固定于所述定子，具有用于检测所述转子的旋转的磁传感器，

所述磁传感器设置于在所述转子的旋转方向上与所述窄槽的大致中心对应的位置。

2.一种电动工具，其特征在于，具有：

定子，其具有位于向内侧突出的多个齿构件之间的窄槽，在各所述齿构件上分别卷绕有线圈，各相的所述线圈以串联卷绕成三角形接线；

转子，其具有磁铁，在所述定子的内部能够旋转；和

传感器电路基板，其固定于所述定子，具有用于检测所述转子的旋转的磁传感器，

所述磁传感器设置于在所述转子的旋转方向上与所述窄槽的大致中心对应的位置，并且所述传感器电路基板安装在设置于所述定子的端面的电气绝缘部件上。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，

所述磁传感器配置在所述转子的外形的最外周部所位于的圆周上。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电动工具，其特征在于，

所述转子的外形为非圆形。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

所述磁传感器配置在比所述转子的外形的最内周部所位于的圆更靠外侧的位置。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电动工具，其特征在于，

在所述齿构件的延伸方向上于所述定子的外周上形成有凹部。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的电动工具，其特征在于，

所述传感器电路基板在所述齿构件的延伸方向上的位置被螺钉固定于所述定子。

8.一种电动工具，其特征在于，具有：

定子铁芯，其具有多个齿构件；

电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯；和

线圈，其隔着所述电气绝缘部件卷绕在所述齿构件上，

所述电气绝缘部件具有用于防止所述线圈倒向内侧的限制部，并且具有用于加强所述限制部的加强机构。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于，

所述加强机构是通过使所述限制部的两端向内侧突出而使该限制部成为コ字状而形成的。

10.根据权利要求8或9所述的电动工具，其特征在于，

所述加强机构是通过使所述电气绝缘部件的、沿所述齿构件延伸的部分为在所述定子铁芯的轴向上的厚壁而形成的。

11.根据权利要求8～10中任意一项所述的电动工具，其特征在于，

所述加强机构设置在固定有无刷电动机的传感器电路基板的所述电气绝缘部件一侧。

12.一种电动工具，其特征在于，具有：

定子；

转子，其配置在所述定子的内侧；和

顶端工具保持部，其利用所述转子来驱动，

其中，所述定子具有：

定子铁芯，其具有6个窄槽；

电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯，将线圈之间的多根过渡线在所述定子铁芯的轴向重叠来保持；和

引导加强筋，其将至少1根所述过渡线向与所述线圈的卷绕方向相反的方向引导。

13.根据权利要求12所述的电动工具，其特征在于，

2根的所述过渡线从1个线圈引出。

14.根据权利要求12或13所述的电动工具，其特征在于，

在所述定子设置有将所有所述过渡线向与所述线圈的卷绕方向相反的方向引导的多个所述引导加强筋。

15.一种电动工具，其特征在于，具有：

定子铁芯，其具有多个齿构件；

电气绝缘部件，其固定于所述定子铁芯；和

线圈，其隔着所述电气绝缘部件而卷绕在所述齿构件上，

所述线圈相对于所述齿构件从所述定子铁芯的周向的一方侧开始卷绕，并从另一方侧结束卷绕。