JP2005536970A - モータ筺体の側壁に搭載されるコンデンサ、を備えるブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

電気整流ブラシレスモータ（１０）は、モータ筺体（１４）と、モータ筺体（１４）の側壁に形成された隆起部（１８）と、隆起部（１８）に搭載されるコンデンサ（８６）組立品とを含む。コンデンサ（８６）組立品は、ＰＣＢに搭載される少なくとも一つのコンデンサ（８６）と、複数の縦のエッジとを有するコンデンサ・プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える。隆起部（１８）は、隆起部の側壁の内面に沿って位置する複数の溝（１１６）を備える。複数の溝（１１６）には、コンデンサ（８６）の縦のエッジが滑動可能に挿入される。

Description

発明の詳細な説明

（本発明の分野）
本発明は、一般的に、スイッチされるリラクタンスモータ、高周波数誘導モータ、ブラシレスＡＣモータ、およびブラシレスＤＣモータのような、電気整流ブラシレスモータに関する。さらに特別に、本発明は、電気整流ブラシレスモータの設計および組立工程に関する。この組立工程は、携帯可能なテーブルソー、マイタソー、サイトソー、およびコンビネーションソーのような様々な用途、に必要となる固有の機能を満足できる強いブラシレスモータを提供する。厳密に言えば、本発明は、モータ筺体の側壁に形成される隆起部を有する、電気整流ブラシレスモータの設計に関する。この隆起部には、コンデンサの部分組立品が組み立てられる。これにより、比較的短い軸方向長さを有する、電気整流ブラシレスモータを提供する。

（本発明の背景）
従来技術の電気整流ブラシレスモータは、様々な制限を受ける。第一の制限は、モータを通る気流による制限である。通常のユニバーサルモータ筺体において、空気が、エンドキャップ内の通気口を通じて引き込まれ、ブラシギヤ組立品及び翼を通過し、ファンを通ってモータの他方の端から排出される。

電気整流ブラシレスモータにおいて、空気はまた、エンドキャップを通じて引き込まれるが、モータにおいて、筺体の一方の軸端に組み込まれる電子制御モジュールの周辺部を、それ以外の部分より前に初期通過しなければならない。電子制御モジュールは、密閉されたプリント回路基板（ＰＣＢ）を支えるポッティング容器を備え、空気に電子制御モジュールを初期通過させることにより気流を妨げる。空気は、電子制御モジュールを通過した後、アルミニウム放熱板の押し出しフィンによって形成される経路を通過して降下するため、冷却電子部品が放熱板に取り付けられる。空気は、さらに、ステータ巻き線を介して進み、ステータの周りを回って通過し、ファンを通過し、モータの端を通って排出される。電気整流ブラシレスモータにおいて、電子制御モジュールは、モータを通る気流を制限する。

電気整流ブラシレスモータの気流に対する障害は、さらに筺体成型プロセスによってひどくなる。効果的に筺体を成型および製造するために、筺体は、内側（コア）と外側（キャビティ）との両方に排気口を備えなければならない。筺体の口の幾何学形状は、既存製品を含む必要なインターフェースを搭載することによって固定される。排気口は、電子制御モジュールに対して、筺体を閉鎖する（すなわち、狭くする）。そのため、電子制御モジュールは、さらに、モータを通じて電子制御モジュールの周りの気流を制限する。

周知の電気整流ブラシレスモータにおける第二の制限は、モータが、通常、一般的なユニバーサルモータより長いということである。総長さによって、電気整流ブラシレスモータは、モータまたは筺体の総軸長さをできるだけ短く維持することが望まれる、多くの電力ツールに対して利用しにくい。このことは特に、マイタソーやその他のソーのような、鋸について当てはまる。なぜなら、ソー（およびソーと連結したモータ）がある角度に傾いているとき、非常に長いモータ筺体は鋸のテーブルまたは囲いを妨害する可能性があるからである。例えば、ＴＧＳタイプのコンビネーションソーにおいて、モータ筺体の軸長さは、モータ筺体が鋸の枠を越えて突き出ないように、充分短くなければならない。もし、モータ筺体が、鋸の枠を越えて突き出れば、テーブルをひっくり返すのを妨げる。

他の例として、携帯可能な小さいテーブルソーにおいて、モータ筺体が鋸のギヤケースに組み込まれるときに、テーブルの底を形成する囲いの内部に取り付けられるように、モータの軸長さは充分短くなければならない。さらに他の例として、斜面およびマイタの機能によりテーブルの方へ傾いているモータ端を必要とするマイタソーにおいて、モータが、斜面またはマイタ切り口における傾斜位置に取り付けられる時にテーブル囲いに接触しないように、モータの軸長さは充分短くなければならない。

周知の電気整流ブラシレスモータにおける第三の制限は、組立プロセスの間、ステータを備えた位置センサ、およびロータ極を備えた回転シャフトにレジスタ手段を正確に配置することを、保証できないことである。レジスタ手段は、断続器または磁石のような、適当なレジスタ手段である。また、位置センサは、ホール効果センサまたは、光センサのような適当なセンサである。通常の電気整流ブラシレスモータにおいて、位置センサに対するレジスタ手段の位置は、ステータに対するロータの位置を決定する。電気整流ブラシレスモータにおいて、モータ翼の流動方向を切り替える電気スイッチング信号が電気コントローラによって与えられるとき、ロータの正確な位置を知ることは非常に重要である。もし、ロータ極を備えたレジスタ手段の配置が外れれば、または、ステータを備えた位置センサの配置が正確に設定されなければ、そのとき、位置センサによって検出されるレジスタ手段の位置は、ステータに対するロータの位置の不正確な方向を示す。もし、ロータの位置が正確に決定されなければ、電気スイッチングモータは非常に速く、電力とトルクとを失う。

周知の電気整流ブラシレスモータにおける第四の制限は、アンダーライターズ・ラボラトリー（ＵＬ）や他の追従業者によって説明されるような２重絶縁構造のための必要条件を満たすことである。電力線におけるアース線の必要性を排除する、２重絶縁モータ設計は、ユニバーサルモータに導入されてきた。２重絶縁モータ設計は、電力ツールを搭載したテーブル、および携帯型装置の構造にとって好ましい。２重絶縁モータ設計の代わりとなる接地ツールは、利用できる安定した設置接続が現場にあることに基づいているからである。利用できる安定した設置接続が現場にあるというのは、よくあることではない。基本の必要条件は、ねじまたはシャフトのようなユーザが接触できる幾つかの金属の部品と、翼のような電気が通じている部品との間に、少なくとも２つのレベルの絶縁を備えるべきである設計を行うことである。周知の電気整流ブラシレスモータは、２重絶縁構造設計を導入していない。

それゆえに、モータを通る気流を増加させる電気整流ブラシレスモータ設計を提供することが望まれる。さらに、より短いモータが必要である用途に適した総軸長さを有する電気整流ブラシレスモータを提供することが望まれる。さらに、ロータ極を備えた光エンコーダの正確な配置、およびステータを備えた光センサの正確な配列を保証する電気整流ブラシレスモータ設計を提供することが望まれる。さらに、費用の増加、および、モータ全体の製造および／または組立の複雑化無しに、２重絶縁設計を導入する電気整流ブラシレスモータを提供することが望まれる。

（本発明の概要）
本発明は、上述した様々な問題を解決する、電気整流ブラシレスモータに関する。好ましい形態では、本発明は、ブラシレスＡＣモータに関する。しかし、本発明はまた、ブラシレスＤＣモータへ適用できることが認められるであろう。

本発明の一つの特徴によれば、より効果的にモータを冷却するために、筺体を通る気流を増加させる抜き勾配を有するモータ筺体を提供する。

本発明の２番目の特徴によれば、電気整流ブラシレスモータ設計は、モータの総軸長さをより短くする配置を組み込んだコンデンサを提供する。モータのための電気制御システムと連結したフィルム・コンデンサは、単独の回路基板に組み込まれる。回路基板は、筺体の一つの軸端に位置するのではなく筺体の側壁に形成された、筺体の突出部または隆起部の方へ滑るように改良されている。これにより、筺体の総軸長さをより短くする。それゆえに、連結ツールの他の部品を邪魔すること無く、他の部品とは異なる位置に間接的につながっていなければならないモータを広い範囲で適用できる。

本発明の３番目の特徴によれば、電気整流ブラシレスモータは、互いに関連する、光センサのような位置センサと、ステータとを正しく配置させる筺体を提供する。このことは、位置センサが組込まれたブリッジ、およびリブを位置決めするステータの両方を備える筺体を提供する筺体成型コアを用いることによって、達成できる。通常、筺体のための成型コアは、リブを筺体の内面に位置するように形成され、筺体へ挿入される時に、ステータを正確に並べるように用いられる。しかし、通常の成型コアは、位置センサのためのブリッジを組み込むことは含まない。ブリッジを組み込む位置センサと、リブを位置決めするステータとの両方を含むように筺体を成型することにより、位置センサのステータに対する位置が変動するのを避ける。それゆえに、配置の処置またはテストのための時間を必要とせずに、モータの組立の間に、位置センサとステータとを据付時に正確に配置する。

本発明の４番目の特徴によれば、電気整流ブラシレスモータは、２重絶縁（ＤＩ）機能を組み込む。それゆえに、電力コードの直接地ケーブルの必要性を排除する。ＤＩ設計は、ステータとステータ翼との間の絶縁片と、ロータシャフトとロータ板との間にさらされた絶縁スリーブ管とを含む。それゆえに、電流が流れるモータ部と、ユーザが接触可能な金属部との間に２つの絶縁層が存在する。また、あるいは、ステータを支持するモータ筺体は、非電気伝導物質で構成される。

（図面の簡単な説明）
本発明は、添付図および詳細な記述から、より充分に理解されるであろう。

図１は、本発明の好ましい実施形態による電気整流ブラシレスモータの遠近図である。

図２は、図１に示したモータの、モータの部品が組み立てられる方法を示した分解組立図である。

図３は、図２に示したモータ筺体の先端内部の分解組立図である。

図４は、図２に示したモータの先端の、モータの先端の部品が組み立てられる方法を示した分解組立図である。

図５は、図４に示した筺体の、フィルム・コンデンサがモータ筺体ブリッジへ滑動可能に挿入される方法を示した分解組立図である。

図６は、図５に示したコンデンサが組み立てられる、もう一つの実施形態である。

図７は、図５に示したモータ筺体ブリッジの断面図である。

図８は、図２に示したステータ積層の分解組立図である。

図９は、図２に示したステータおよびロータの組立を示した分解組立図である。

図１０は、図１に示したモータの断面図である。

図１１は、図に示したモータ筺体の、筺体を成型するために用いられるコアとキャビティとの分割線の位置を示した概略図である。

（本発明の詳細な記述）
図１は、本発明の好ましい実施の形態による、電気整流ブラシレスモータ１０の遠近図である。モータ１０は、自動調節モータであり、電力ツールのような、変速装置または既製品の他の支持手段へ直接ボルト留めされることが可能である。モータ１０は、一体的に形成されるブリッジ１８を有する樹脂モータ筺体１４を備える。ブリッジ１８は、複数のコンデンサ（図示しない）が挿入されるモータ筺体の側壁の、外面から突き出ている。筺体１４は、先端が空気抜きエンドキャップ２２で閉じられ、反対側の後端がベアリング・エンドキャップ２６によって閉じられる。

図２は、モータ１０（図１に示した）の、モータ１０の部品が組み立てられる方法を示した分解組立図である。ステータ積層３０は、ステータ翼（図８を用いて以下に記す）に取り付けられる鉄板の積層から成る。連続的な電流がステータ翼にエネルギーを与え、その結果、発電により磁界が回転する。ステータ積層３０は、筺体１４によって、筺体１４の側壁の内面１４ａに形成された複数の位置決めリブ４０を用いて、正確に位置決めされる。ステータ積層３０に一体的に形成されたステータ溝４２は、位置決めリブ４０にはまる。ステータ積層３０は、仲介物を介したはめ込みを用いて、筺体１４に圧入され、２つのねじ（図示しない）を用いて所定の位置に固定される。

ロータ３４は、翼を備えない。そして、ロータ３４は、ベアリング・エンドキャップ２６に支持される第一ベアリング４４と、内蔵ベアリング支持（図示しない）に支持される第二ベアリング４６との間で支持され、モータ筺体１４に組み込まれる。ロータ３４は、シャフト５０、絶縁管またはスリーブ管５４、鉄板の積層５８、および、モータ１０を通る空気を方向付けるために役立つ冷却ファン６２を備える。

積層５８は、鉄板を、連結、溶接、索留め、または接着することによって組み立てられる。絶縁管５４は、シャフト５０に圧入され、ロータ積層５８は、絶縁管５４に圧入される。シャフト５０は、既製品の変速装置（図示しない）に接続される。続いて既製品の変速装置は、鋸刃のような、装置の構成部分に連結される。ステータ翼によって作られる回転磁界は、ロータ積層５８がシャフト５０の軸の周りを回転するように、ロータ積層５８に力を与える。その結果、ロータ積層５８はシャフト５０にトルクを与え、続いて、シャフト５０は既製品の変速装置のギヤにトルクを分配する。ロータ積層５８は、４つの（複数の）極６８を有する。しかし、ロータ積層５８には、もっと多いまたは少ない極６８を組み込んでもよいと認識されるだろう。

ロータ３４はさらに、断続器のようなレジスタ手段６６を備える。レジスタ手段６６は、ここで用いられるような、断続器６６に当てはまる。しかし、レジスタ手段６６が、磁石のような、その他の適当なレジスタ手段であってもよいと認識されるだろう。断続器６６は、４つの（複数の）翼６６ａを有する。図２において、４つの翼６６ａの内、３つが可視である。断続器６６は、回転速度および回転位置に関するデータを電気コントローラに与えるために、シャフト５０の先端または後端に取り付けられると共に、位置センサ（図３を参照して以下に記す）を仲介する樹脂部である。第二ベアリング４６の外径（ＯＤ）の滑走または回転は、ベアリング支持の壁と、ベアリング４６のＯＤとの間に取り付けられる対応物質（図示しない）によって止められる。対応物質は、例えば、ゴムプラグまたはゴムスパイクのようなものである。ステータ３０、邪魔板３８、およびロータ３４が筺体１４に環状に取り付けられた後、ベアリングエンドプレート２６は、第一ベアリング４４を介して、筺体１４の口の固定点に取り付けられる。それから、ベアリングエンドプレート２６は、４つのねじ（図示しない）を用いて樹脂筺体１４に固定される。

図３は、モータ筺体１４（図２に示した）の先端の内部の分解組立図である。筺体１４の組み込みベアリング支持（図示しない）の後ろに、位置センサ７４を支持するブリッジ７０がある。好ましい実施の形態では、位置センサ７４は光センサから成り、ここでは光センサ７４に当てはまる。しかしながら、位置センサ７４は、例えば、ホール効果センサといった、その他の適当な位置センサであってもよいと認識されるだろう。ブリッジ７０は、筺体１４の端壁７２から突き出るように、筺体１４の端壁７２と一体的に形成される。光センサ７４は、ブリッジ７０の上部位置７０ａの下に挿入され、そのため、続いて、ブリッジの中空領域７１内に取り付けられる。光センサ７４は、開口部７５を有するタブ７４ａ、および開口部７７を有するタブ７４ｂを有する。光センサ７４は、締め具（図示しない）によって、タブ７４ｂでブリッジ７０に取り付けられる。光センサ７４は、ブリッジ７０の上部位置７０ａに形成された開口部８０、および開口部７７を通って延びる留め具（図示しない）によって、タブ７４ｂの位置でブリッジ７０に取り付けられる。端壁７２は、そこから外面に突き出る据付の突起７２ａ、７２ｂの一対を備える。突起７２ａは止まり孔７２ｃを備え、突起７２ｂは貫通孔７２ｄを備える。光センサ７４は、貫通孔７２ｄと開口部７５とが直線状に並ぶように、据付の突起７２ｂにかぶせられる。

光センサ７４は、上述したように一度ブリッジ７０内に取り付けられてから、中空の樹脂のセンサキャップ７８で覆われる。光センサ７４は、上部がキャップ７８に接し、下部が第二ベアリング４６に接し、キャップ７８および第二ベアリング４６は、搭載光センサ７４のための密閉槽を形成する。密閉槽は、ごみ、塵、油、霧、および不測の要因による汚染から光センサ７４を保護する。さらに、モータ筺体１４の先端は、空気抜きエンドキャップ２２（図１に示した）をモータ筺体１４の先端に取り付ける時に用いる隆起部８１を有する。

光センサ７４は、ロータ３４の位置及び速度に関するデータを与えるように、断続器６６（図２に示した）と連結する。シャフト５０および断続器６６が回転しているとき、光センサ７４は、断続器６６の翼６６ａが通過したことを検出し、主制御ＰＣＢ（図４を参照して以下に記す）へデータを供給する。主制御ＰＣＢは、データを利用して、ロータ積層５８のロータ積層３０（図２に示した）との相対位置、およびロータ積層５８の速度のような、モータ１０の正確な動作に対して重要な情報を決定する。それゆえに、ロータ極６８（図２に示した）に対する断続器の翼６６ａの配置、および光センサ７４に対するステータ積層３０の配置は、正確なモータ動作にとって非常に重要である。

ステータ積層３０の光センサ７４に対する正確な配置は、ブリッジ７０をステータ位置リブ４０と同じ成型コア側面から成型することによってなされる。ブリッジ７０は、開口部８０と組み込み突起７２ｂとのような、センサ組み込み構造を有する。センサ組み込み構造は、ブリッジ７０内に光センサ７４を正確に配置する。ステータ積層３０が正確な方向で筺体１４に取り付けられるように、ステータ位置リブ４０は、ステータ積層溝４２（図２に示した）に取り付けられる。それゆえに、ブリッジ７０のセンサ組み込み機能を決定する手段はまた、位置リブ４０を決定する。ブリッジ７０とステータ位置リブ４０との両方が成型コア側面に合体することにより、これらの重要な構造要素が同じ部分（すなわち、筺体１４）に一体化して形成される。これにより、ステータ積層３０の位置に対する光センサ７４の配置が非常に正確に制御され、さらに、モータ１０を組み立てる間にステータ積層３０が誤って配置される可能性を低減させるのを確実にするのに役立つ。また、これにより、これらの要素を手動で配置させようとするときに、特別な処置が必要でないため、組立時間が極めて減少すると認識されるだろう。

図４は、モータ１０の先端での部品の組立方法を示した、モータ１０（図２に示した）の先端の分解組立図である。好ましくは、例えば大きいフィルム・コンデンサのようなコンデンサ８６の１対が、コンデンサＰＣＢ９４に組み込まれ、モータ筺体１４側面と一体化している隆起部１８に搭載される間に、主制御ＰＣＢ８２は光センサ７４の後ろに取り付けられる。

主制御ＰＣＢ８２は、樹脂のポッティング容器９８内部のエポキシ樹脂内に入れられ、モータ筺体１４から延びる樹脂隆起部８１および他の樹脂隆起部（図示しない）に取り付けられる。さらに、主制御ＰＣＢ８２は、容器９８と反対側の主制御ＰＣＢ８２の周辺縁に取り付けられる、２つの翼形状アルミニウム放熱板１０２、１０６を有する。放熱板１０２、１０６の内の一方に、４つのスイッチング装置が、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴｓ）で構成される、ある好ましい形状で固定される。また、４つのスイッチング装置は主制御ＰＣＢ８２へ半田付けされる。さらに、放熱板１０２、１０６の内のもう一方に、４つのダイオードが取り付けられる。部品７４、７８、８２、９４、および９８の全てが筺体１４に挿入された後、空気抜きエンドキャップ２２は、それらの部品の上に配置され、筺体１４へ固定される。

入ってくるＡＣ電力を含む主制御ＰＣＢ８２への並列接続（図示しない）と、モータリード線への接続と、光センサ７４への接続と、最後に、トリガ・スイッチ、テーブル位置ラッチスイッチ、または速度制御電位差計のような、様々なスイッチから来る信号レベルのリード線とがある。これらの接続は、直に主制御ＰＣＢ８２へ半田付けされると共に、注入合成物で固定されるか、または端末を用いて接続されてもよい。ＡＣ電力及び信号レベルスイッチ入力のような外部リード線全てが、一つの多芯ケーブル（図示しない）にまとめられる。この多芯ケーブルは、隆起部１８の反対側の側面からモータ筺体１４を出る。

図５は、コンデンサ８６が、滑動可能にモータ筺体の隆起部１８へ挿入される方法を示した、モータ筺体１４（図４に示した）の分解組立図である。通常のユニバーサルモータが広く利用される用途において、ブラシレスモータ１０を実行するために、モータの総軸長さが、通常のユニバーサルモータの軸長さに近似していなければならない。

好ましい実施の形態では、モータ筺体１４は、筺体１４の側面に、一体的に形成された隆起部１８を備える。隆起部１８は、その結果、モータ１０の総軸長さを最小化するコンデンサ組立品１０８を搭載する。コンデンサ８６は、コンデンサＰＣＢ９４に半田付けされ、ナイロンのケーブル・タイのような締め具１１０を用いてコンデンサＰＣＢ９４へ固定される。複数の補強材１１４は、好ましくは縦の溝をそれぞれ有する樹脂部分から成り、コンデンサＰＣＢ９４縦の２つの向かい合うエッジに取り付けられる。それゆえに、コンデンサＰＣＢ９４を構造的に強くなる。一つの実施の形態では、補強材１１４は、例えばクリップまたはスナップ金具を用いて、一時的にコンデンサＰＣＢ９４へ取り付けられる。もう一つの実施の形態では、補強材１１４は、例えば、接着剤、またはコンデンサＰＣＢ９４と補強材１１４との両方へ取り付けられた取付用金具を用いて、恒久的にコンデンサＰＣＢ９４に取り付けられる。補強材１１４は、モータ筺体隆起部１８の内壁沿いの対応溝１１６に取り付けられる。好ましい実施の形態では、補強材１１４はテーパ形状を有するように型から取り出される。

補強材１１４は、滑動可能に、対応溝１１６へ挿入される。対応溝１１６もまた、型から取り出される。しかしながら、補強材１１４、および対応溝１１６の形状は限定されない。モータ筺体隆起部１８の底の、および空気抜きエンドキャップ２２内の、エンド溝１１７（図７に示した）は、コンデンサＰＣＢ９４の端を捉える。コンデンサＰＣＢ９４は、筺体１４の側壁にある開口部１２０を通じて挿入される柔軟性のあるリード線１１８を用いて、主制御ＰＣＢ８２に電気接続される。好ましくは、リード線１１８はリボン・ケーブルから成るが、その他の適当な電気接続手段であってもよい。

図６は、コンデンサＰＣＢ９４および補強材１１４がキャリア１２１に置き換えられる、コンデンサ組立品１０８（図５に示した）のもう一つの実施の形態である。この実施の形態では、コンデンサ８６のための回路は、主制御ＰＣＢ８２（図４に示した）に備えられ、コンデンサ８６は、柔軟性のあるリード線１１８を介して主制御ＰＣＢ８２に電気接続される。キャリア１２１は、適当な物質、つまり樹脂から成る。また、キャリア１２１は、コンデンサ８６が取り付けられる平坦面、および側面の縦にある一対のレールを有する形状である。コンデンサ組立品１０８は、一対のレールにより、図５を参照して上述した補強材１１４と同じ方法で、滑動可能に溝１１６に挿入される。あるいは、キャリア１２０は、滑動可能に溝１１６に挿入される縦のエッジを有する平坦面を備えた形状である。コンデンサ８６は、適当な形状でキャリア１２１に固定される。例えば、コンデンサ８６は、キャリア１２１上の隆起部にねじ止めされた取っ手を備えていてもよい。または、スナップが、グリップ・コンデンサ８６をキャリア１２１に成型するように機能してもよい。または、コンデンサ８６が、ケーブル・タイを用いて、キャリア１１９に固定されてもよい。

もう一つの実施の形態では、キャリア１２１は皿型である。また、キャリア１２１は、コンデンサ組立品１０８を滑動可能に溝１１６に挿入する、縦の一対のエッジ、または代わりに縦の１対の側面レールを備える。コンデンサ８６は、皿型のキャリア１２１内のエポキシ樹脂に入れられ、柔軟性のあるリード線１１８を介して主制御８２のコンデンサ回路に電気接続される。さらに他の実施の形態では、コンデンサ８６の回路は、コンデンサ８６に加えて皿型キャリア１２１内に入れられるＰＣＢ内に位置し、柔軟性のあるリード線１１８を介して主制御ＰＣＢ８２に接続される。

図７は、コンデンサ組立品１０８（図５に示した）が滑動可能に隆起部１８に挿入される時にＰＣＢ９４の端を捉えるエンド溝１１７を示した、隆起部１８（図５に示した）の断面図である。上述したように、エンド溝１１７は、モータ筺体隆起部１８の底、および空気抜きエンドキャップ２２に位置する。コンデンサ組立品１０８が、溝１１６を介して完全に隆起部１８に挿入される時、ＰＣＢ９４の先端は隆起部１８の底に位置するエンド溝１１７に捉えられる。さらに、空気抜きエンドキャップ２２が筺体１４と連結するとき、エンドキャップ２２に位置するエンド溝１１７はＰＣＢ９４の後端を捉える。エンド溝１１７はさらに、モータ１０が組み立てられる時に、ＰＣＢ９４を頑丈にし、コンデンサ組立品１０８を安定にする。

図８は、ステータ積層３０（図２に示した）の分解組立図である。好ましい実施の形態では、ステータ積層３０は、”統一積層”と呼ばれる板の積層から成る。板は、互いに、連結、結合、索止め、または束縛される。複数の第一絶縁片１２２は、ステータ溝１２４の形に形成され、翼またはコイル１２６がステータ溝１２４に挿入される前にステータ溝１２４に挿入され、ステータ積層３０のどちらかの端で広がる。共通して”上部杖”または”コイル支え”と呼ばれる、複数の第二絶縁片１２８（図９に示した）は、翼１２６がステータ溝１２４に挿入された後に、翼１２６とステータ溝１２４の口との間に割り込む。また、第二絶縁片１２８は、ステータ積層３０のどちらかの端で延びる。第一絶縁片１２２および第二絶縁片１２８は、モータ１０の部品に届く電流と、ここでは”接触可能な金属”のように呼ばれる、ユーザが普通に接触するであろうモータ１０の金属部分との間に、電気絶縁層を提供する。例えば、モータ１０が手持ちサイズの鋸に利用されるのであれば、ロータシャフト５０は接触可能な金属であると考えられる。なぜなら、ロータシャフト５０は金属間接合部を介して鋸変速装置と電流接続し、鋸変速装置は金属間接合部を介して鋸刃と電流接続しているからである。

図９は、本発明のモータ１０の好ましい実施の形態によって実行される、２重絶縁機能を示した、ステータ積層３０（図８に示した）、ロータ積層５８、およびシャフト５０（図２に示した）の分解組立図である。電気整流ブラシレスモータ１０（図２に示した）は、接触可能な金属と、電流が流れるモータ部分との間に、２つの電気絶縁層を備える。一方の絶縁層は、シャフト５０とロータ板積層５８との間の絶縁管５４から成る。絶縁管５４は、ガラスファイバのような、不導体の、電気絶縁物質で構成される。絶縁管５４はシャフト５０に押し込まれ、それから、ロータ板積層５８は絶縁管５４に押し込まれる。

他の絶縁層は、複数の第一絶縁片１２２、および複数の第二絶縁片１２８から成る。第一絶縁片１２２は、電気絶縁物質で構成され、ステータ翼１２６より前にステータ溝１２４に組み込まれる。その結果、第一絶縁片は、ステータ翼１２６とステータ板３０との間の電気遮蔽の第一部分を与える。第二絶縁片１２８もまた電気絶縁物質で構成され、翼１２６の後にステータ溝１２４に組み込まれる。その結果、第二絶縁片１２８は、ステータ翼１２６とステータ板３０との間に電気遮蔽の第二部分を与える。第一絶縁片１２２と第二絶縁片１２８とを組み合わせたものは、ステータ溝１２４に挿入されるスタータ翼１２６の部分を全体的に包括し、そのため、翼１２６とステータ積層３０との間に完全な電気遮蔽を与える。第一絶縁片１２２および第二絶縁片１２８を構成するために用いられる絶縁物質は、例えば、マイラー（登録商標）、または、ラグペーパーまたはノーメックス（登録商標）のような他の物質とマイラー（登録商標）とから成る板、などの幾つかの適当な絶縁物質であればよい。

上述したように、シャフト５０とロータ積層５８との間に配置される絶縁管５４、および、ステータ積層３０と翼１２６との間に配置される第一絶縁片１２２と第二絶縁片１２８とを組み合わせたものにより、仮にモータに異常が起きて、ユーザが接触可能な金属に接触するときに起こりうる電気ショックに対して２重絶縁遮蔽が提供される。さもなければ、モータは、電流をツールの接触可能な金属部分に接触させるであろう。

もう一方の実施の形態において、筺体１４は、不導体物質で構成され、その結果、上述した２重絶縁遮蔽に加えてモータ１０内に補足の絶縁層を提供する。他のもう一方の実施の形態において、ステータ積層３０は、樹脂成型の、台、筺体、または片（図示しない）のような不導体仲介装置を用いて、モータ筺体に挿入される。ステータ積層３０は、筺体１４に組み込まれる前に、不導体仲介装置に挿入される。この実施の形態において、樹脂台はステータ積層３０を搭載し、筺体１４に組み込まれる。その結果、筺体１４は、電流が流れるモータ１０の部分と接触可能な金属との間に、もう一方の補足の絶縁層を提供する。

図１０は、モータ１０（図２に示した）の断面図である。電気整流ブラシレスモータ１０において、空気は、空気抜きエンドキャップ２２を通じて引き込まれ、アルミニウム放熱板１０２、１０６の押し出しフィンによって形成される経路を通って、ポッティング容器９８および主制御ＰＣＢ８２の周辺部を通過し、翼１２６を介して進み、冷却ファン６２によってステータ積層３０の周りを通過し、ベアリング・エンドキャップ２６から排出される。

ポッティング容器９８および主制御ＰＣＢ８２は、より直接的に放熱板１０２、１０６へ流れる空気に障害物を与えることによって、この気流を妨げる。気流に対する障害は、さらに、筺体１４の成型プロセスによってひどくなる。効果的に筺体１４を成型し、製造するために、内部コアと外部キャビティとの両方に加えられる抜き勾配を備えなければならない。この抜き勾配により、筺体１４の内部壁とポッティング容器９８との間の空間を閉じる。その結果、モータを通って回る気流を制限する。

図１１は、成型筺体１４に用いられるコアおよびキャビティの分割線の位置を示した、筺体１４（図２に示した）の概略図である。筺体１４は、周知の電気整流ブラシレスモータ筺体より広い、筺体１４の先端または後端の領域を与えるように設計される。増加した領域は、モータ１０（図１に示した）を通る気流を改善する、ポッティング容器９８（図４に示した）の周りの広い領域を供給する。

一般的に、モータ筺体１４のようなモータ筺体のために成型ツールを設計する時、より簡単に成型から筺体を抜くように、コア内の規定の抜き勾配θ、およびキャビティ内の規定の抜き勾配αが成型ツールに対して設計される。コアおよびキャビティに組み込まれる抜き勾配は、筺体の側壁に、コアとキャビティとの間の分割線から離れて広がるテーパを作る。特に、キャビティ内の抜き勾配αは、筺体の外面にテーパを作る。

コアとキャビティとが、接触し、成型プロセスの間は分離される境界面は、分割線に参照される。抜き勾配θおよびαは分割線に垂直な面から測定される。抜き勾配αが外面にテーパを作るため、分割線が筺体の先端から離れるに連れ、あるいは、分割線が後端へ接近するに連れ、筺体の先端の外径がより小さくなるであろう。筺体の先端の内径は、直に外径に関連する。そのため、分割線が筺体の先端から離れるに連れ、先端の内径はより小さくなり、その結果、筺体の先端で流れる空気をより少なくするだろう。

図１１を参照して、一般的に周知のモータ筺体における場合のように、筺体１４の分割線は、筺体１４の後端”Ｐ”の位置または側より、筺体１４の先端”Ｄ”に接近した位置にあることが示される。筺体１４の先端Ｄへより接近した位置にある分割線を有することにより、外面１３０のテーパの量は減少し、そのため、先端の外径が増加し、続いて筺体１４の先端の内径が増加する。増加した内径は先端の領域を増加させ、その結果、ポッティング容器９８（図４に示した）の周りを流れる気流にさらに広い領域を与える。

そのため、電気整流ブラシレスモータ１０は、通常のユニバーサルモータのための既存の組立法に適合するモジュール式モータを提供する。モータ１０は、２つの大きいコンデンサが配置される隆起部を有する筺体を備え、そのため、通常のユニバーサルモータと近似した総軸長さを有するブラシレスモータを提供する。さらに、ステータおよび位置センサの両方の組立構造を同じ成型コアを用いて造ることにより、ステータに対する位置センサの正確な配置が実現される。さらに、モータ１０は、電気整流ブラシレスモータに２重絶縁設計を導入する。さらに、モータ１０の設計は、コア及びキャビティを成型するための分割線を移動させることによって、モータを通る気流を改善させる。その結果、モータ１０の設計は、より小さいテーパを用いて成型される筺体を可能にし、代わりにモータの電子制御モジュールの周りを流れる空気に対してより広い領域を与える。

本発明を、様々な、具体的な実施の形態に関して述べた一方、当業者は、請求の意図および範囲内で、本発明を変更して実践できると認識できるだろう。

本発明の好ましい実施形態による電気整流ブラシレスモータの遠近図である。 図１に示したモータの、モータの部品が組み立てられる方法を示した分解組立図である。 図２に示したモータ筺体の先端内部の分解組立図である。 図２に示したモータの先端の、モータの先端の部品が組み立てられる方法を示した分解組立図である。 図４に示した筺体の、フィルム・コンデンサがモータ筺体ブリッジへ滑動可能に挿入される方法を示した分解組立図である。 図５に示したコンデンサが組み立てられる、もう一つの実施形態である。 図５に示したモータ筺体ブリッジの断面図である。 図２に示したステータ積層の分解組立図である。 図２に示したステータおよびロータの組立を示した分解組立図である。 図１に示したモータの断面図である。 図に示したモータ筺体の、筺体を成型するために用いられるコアとキャビティとの分割線の位置を示した概略図である。

Claims (19)

1. モータ筺体とコンデンサ組立品とを備えた電気整流ブラシレスモータであり、
   上記モータ筺体は、ロータを少なくとも一部支えるように構成されるキャビティを定め、モータ筺体と一体的に形成されると共に隆起部を有する側壁を有し、
   上記隆起部は、キャビティからずれる中空の領域を定め、
   上記中空の領域は、キャビティの外径方向において、上記側壁に接し、
   上記コンデンサ組立品は、少なくとも一つのプリント回路基板を備え、隆起部に搭載され、電気整流ブラシレスモータの整流子を電気的に制御する、電気整流ブラシレスモータ。
2. 上記コンデンサ組立品が、滑動可能に隆起部へ挿入される、請求項１に記載のモータ。
3. 上記隆起部が、隆起部の側壁の内面に沿って位置する複数の溝を有する、請求項１に記載のモータ。
4. 上記コンデンサ組立品が、
   複数の縦のエッジを有するコンデンサ・プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
   上記コンデンサＰＣＢに取り付けられる少なくとも一つのコンデンサとを有する、請求項３に記載のモータ。
5. 上記コンデンサＰＣＢの縦のエッジが、滑動可能に溝に挿入される、請求項４に記載のモータ。
6. 上記コンデンサ組立品が、さらに複数の補強材を有し、
   上記補強材の内の一つ一つが、コンデンサＰＣＢの縦のエッジそれぞれに取り付けられ、
   上記補強材は、滑動可能に溝に挿入される、請求項４に記載のモータ。
7. 上記補強材がテーパ形状を有し、
   上記溝が、対応するテーパ形状を有する、請求項６に記載のモータ。
8. 電気整流ブラシレスモータを組み立てる方法であり、
   モータ筺体の側壁に形成される隆起部を有するモータ筺体を提供することと、
   コンデンサ組立品を提供することと、
   上記コンデンサ組立品を、隆起部に滑動可能に挿入することとを含む、方法。
9. 上記した、コンデンサ組立品を提供することが、
   複数の縦のエッジを有するコンデンサ・プリント回路基板（ＰＣＢ）を提供することと、
   上記コンデンサＰＣＢに、少なくとも一つのコンデンサを搭載することとを含む、請求項８に記載の方法。
10. 上記した、滑動可能に挿入することが、
    上記隆起部の側壁の内面に沿って、複数の溝を提供することと、
    上記溝にコンデンサＰＣＢの縦のエッジを挿入することとを含む、請求項９に記載の方法。
11. 上記した、コンデンサ組立品を提供することが、
    複数の縦のエッジを有するコンデンサＰＣＢを提供することと、
    上記コンデンサＰＣＢに少なくとも一つのコンデンサを搭載することと、
    上記縦のエッジそれぞれに補強材を取り付けることとを含む、請求項８に記載の方法。
12. 上記した、滑動可能に挿入することが、
    上記隆起部の側壁の内面に沿って複数の溝を設けることと、
    上記溝に補強材を滑動可能に挿入することとを含む、請求項１２に記載の方法。
13. 上記した、補強材を取り付けることが、
    上記縦のエッジそれぞれに、テーパ形状を有するように型から取り出される補強材を取り付けることを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 上記した、滑動可能に挿入することが、
    上記隆起部の側壁の内面に沿って位置すると共に、型から取り出される補強材のテーパ形状に対応するテーパ形状を有する、複数の溝を設けることと、
    上記テーパ形状の溝に、型から取り出される補強材を挿入することとを含む、請求項１３に記載の方法。
15. モータ筺体自身の側壁に形成される隆起部を備えたモータ筺体と、
    上記隆起部の側壁の内面に沿って位置する複数の溝と、
    上記溝を利用して、隆起部に滑動可能に挿入されるコンデンサ組立品とを備えた、電気整流ブラシレスモータ。
16. 上記コンデンサ組立品が、
    上記溝に滑動可能に挿入される複数の縦のエッジを有するコンデンサ・プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
    上記コンデンサＰＣＢに搭載される少なくとも一つのコンデンサとを備える、請求項１５に記載のモータ。
17. 上記コンデンサ組立品が、
    複数の縦のエッジを有するコンデンサＰＣＢと、
    上記コンデンサＰＣＢに搭載される少なくとも一つのコンデンサと、
    上記コンデンサＰＣＢの縦のエッジそれぞれにとりつけられると共に、溝に滑動可能に挿入される補強材とを備えた、請求項１５に記載のモータ。
18. 上記コンデンサ組立品が、
    複数の縦のエッジを有するコンデンサＰＣＢと、
    上記コンデンサＰＣＢに搭載される少なくとも一つのコンデンサと、
    上記コンデンサＰＣＢの縦のエッジそれぞれに取り付けられるテーパ形状を有するように型から取り出される補強材とを備える、請求項１５に記載のモータ。
19. 上記溝が、取り出される補強材のテーパ形状に対応するテーパ形状を有し、
    上記の取り出される補強材が、滑動可能にテーパの溝に挿入される、請求項１８に記載のモータ。

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