JP2019180166A - 電動作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】成形不良が防止された状態でステータコアにインシュレータが一体成形されるモータを備えた電動作業機を提供する。【解決手段】電動作業機の一例である芝刈機は、ステータコア120と、ステータコア120に一体成形されるインシュレータ122と、インシュレータ122に保持される複数のコイル112と、ステータコア120に対して回転可能なロータと、を有するモータを備えている。ステータコア120におけるインシュレータ122と接触する面には、他の部分に対して凹む凹部127が設けられている。【選択図】図6

Description

本発明は、電動工具、芝刈機を始めとする園芸工具、及びエア工具用空気圧縮機等の電動作業機に関する。
特許第5861109号公報(特許文献1)に示されたブラシレスモータは、ステータ鉄心における円筒部の内周面及びそこから突出した複数の歯部を被覆する絶縁性部材と、絶縁性部材で被覆された歯部に巻き付けられるコイルと、を備えている。
絶縁性部材のうち、周方向に隣り合う歯部間の内周面を被覆する部分には、通風用溝部が設けられている。
特許第5861109号公報
上記のブラシレスモータでは、互いに別体であるステータ鉄心と絶縁性部材とが組み合わせられている。よって、製造時にステータ鉄心と絶縁性部材とが組み立てられる工程が必要となり、ブラシレスモータの組立性に向上の余地があり、ブラシレスモータが使用される電動作業機の組立性に影響を与える。又、ステータ鉄心に装着するために絶縁性部材の形状に制約があり、必要な絶縁距離を確保するために絶縁性部材が比較的に大きくなってしまい、その分ブラシレスモータひいては電動作業機が大きくなるか、あるいはその分ステータ鉄心及びコイルの占有領域が小さくなってブラシレスモータひいては電動作業機の出力が小さくなってしまう。
そこで、本出願人による先の出願(特願2017−130587)では、ステータコア(ステータ鉄心)にインシュレータ(絶縁性部材)が一体成形されるモータを有する電動工具が提案された。このような電動工具のモータでは、絶縁距離を確保しても出力が大きくなり、又組立性に優れたものとなる。
かようにステータコアにインシュレータが一体成形される場合、インシュレータが比較的に薄く成形されるため、薄い部分にインシュレータの樹脂が回り込まずステータコアが露出してしまうといった成形不良の可能性が存在する。
本発明の主な目的は、成形不良が防止された状態でステータコアにインシュレータが一体成形されるモータを備えた電動作業機を提供することである。
請求項1に係る発明は、ステータコアと、前記ステータコアに一体成形されるインシュレータと、前記インシュレータに保持される複数のコイルと、前記ステータコアに対して回転可能なロータと、を有するモータを備えており、前記ステータコアにおける前記インシュレータと接触する面には、他の部分に対して凹む凹部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項2に係る発明は、上記発明において、前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置される複数のティースを有しており、前記インシュレータは、前記ティースを被覆するティース被覆部を有しており、前記凹部は、前記ティースに設けられることを特徴とするものである。
請求項3に係る発明は、上記発明において、前記ティースは、前記ステータコアの円筒状部の内周面から径方向内方に突出しており、前記凹部は、前記ティースにおける複数の面にそれぞれ設けられており、各前記凹部は、径方向において互いにずれていることを特徴とするものである。
請求項4に係る発明は、上記発明において、前記凹部は、前記ティースの間の部分に設けられることを特徴とするものである。
請求項5に係る発明は、ステータコアと、前記ステータコアに一体成形されるインシュレータと、前記インシュレータに保持される複数のコイルと、前記ステータコアに対して回転可能なロータと、を有するモータを備えており、前記インシュレータには、他の部分に対して突出する凸部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項6に係る発明は、上記発明において、前記ステータコアにおける前記インシュレータと接触する面には、他の部分に対して凹む凹部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項7に係る発明は、上記発明において、前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置され周方向に並ぶ複数のティースを有しており、前記インシュレータは、複数の前記ティースの間を被覆する円筒部を有しており、前記凸部は、前記円筒部に設けられることを特徴とするものである。
請求項8に係る発明は、上記発明において、前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置される複数のティースを有しており、前記インシュレータは、前記ティースを被覆するティース被覆部を有しており、前記凸部は、前記ティース被覆部に設けられることを特徴とするものである。
本発明の主な効果は、成形不良が防止された状態でステータコアにインシュレータが一体成形されるモータを備えた電動作業機が提供されることである。
本発明の第1形態に係る芝刈機の中央縦断面図である。 図1の一部拡大図である。 図1の芝刈機におけるモータの斜視図である。 図3のモータの中央縦断面図である。 図3のモータにおけるステータコアアッセンブリの斜視図である。 図5のステータコアアッセンブリ及び図4のコイルの横断面図である。 図5のステータコアアッセンブリの横断面図である。 図5のステータコアアッセンブリにおけるステータコアの上面図である。 本発明の第2形態に係る芝刈機の図7相当図である。 本発明の第2形態に係る芝刈機の図8相当図である。 本発明の第3形態に係る芝刈機の図5相当図である。 本発明の第3形態に係る芝刈機の図7相当図である。 本発明の第3形態に係る芝刈機の図8相当図である。
以下、本発明の実施の形態及びその変更例が、適宜図面に基づいて説明される。
当該形態及び変更例における前後上下左右は、説明の便宜上定めたものであり、作業の状況及び移動する部材の状態等により変化することがある。
尚、本発明は、下記の形態及び変更例に限定されない。
[第1形態]
図1は、本発明の第1形態に係る電動作業機(園芸工具)の一例である充電式の芝刈機1の中央縦断面図である。図2は、図1の一部拡大図である。
芝刈機1は、本体部2と、その後部から後方斜め上方に延びる枠形のハンドル部4と、を備えている。尚、方向はハンドル部4を握る使用者を基準とし、図1の左が芝刈機1の前であり、図1の上が芝刈機1の上である。
本体部2は、各種の部材を直接的に又は間接的に保持する下方に開口した箱状の本体ハウジング10と、その四隅にそれぞれ回転可能に配置された車輪12と、バッテリパック14を1個又は2個装着可能であり本体ハウジング10の上部に形成されたバッテリ装着部16と、本体ハウジング10の前部内において上下左右に広がる状態で保持された平たい箱状のコントローラ18と、本体ハウジング10内の中央部に保持されたモータ20と、下方に向けられたモータ20のモータ軸22にボルト24を介して連結された上下に延びる出力軸としてのスピンドル26と、水平なリング状のインナフランジ27及び上下に延びるボルト28を介してスピンドル26の下部に対し連結された水平な板状の刈刃30(先端工具)と、を有する。
モータ軸22、ボルト24、スピンドル26、インナフランジ27、ボルト28、及び刈刃30は、互いに同軸である。尚、モータ軸22と刈刃30との間に減速機構若しくは増速機構又は動力方向変換機構が配置されても良く、モータ軸22ないし刈刃30の少なくとも何れかは、他の部材に対して同軸でなくても良い。又、スピンドル26は、省略されても良い。スピンドル26及び刈刃30の少なくとも一方は、ボルト止め以外の連結がなされても良い。
ハンドル部4には、側面視“L”字状で後面視逆“U”字状のスイッチレバー32が、左右のレバー連結部34を介して、使用者により引き操作可能(左右方向の軸周りに回転可能)に設けられている。
又、右のレバー連結部34の内面側には、その内面から内方に突出しており、使用者により押し操作可能であるロックオフボタン36が設けられている。
使用者がロックオフボタン36を押すと、スイッチレバー32の引き操作が可能となる。使用者がスイッチレバー32の引き操作を止めると、スイッチレバー32は、ロックオフボタン36の押し操作がない限り引き操作不能な状態で、前方に復帰する。ロックオフボタン36は、引かれないスイッチレバー32に係止し、押し操作による移動によってその係止を解除する。
本体部2のバッテリ装着部16は、前下がりの装着面を有しており、その装着面の左部及び右部の少なくとも一方に対し、バッテリパック14が、後側から前方へスライドさせることで装着される。尚、装着面は、前上がりあるいは水平であっても良い。又、バッテリ装着部16には、1個あるいは3個以上のバッテリパック14が装着されても良い。更に、バッテリパック14のスライド方向は、後方あるいは左右方向等であっても良い。バッテリパック14の装着は、バッテリケースへの挿入といったように、スライド以外でなされても良い。
コントローラ18は、後方に開放した平たい箱状のコントローラケース40と、その内部に保持された上下左右に広がる制御回路基板42と、を有する。
コントローラ18(制御回路基板42)は、バッテリ装着部16に配置された装着部側端子(図示略)と、図示されないリード線(電源線)によって接続されている。装着部側端子は、装着されたバッテリパック14のバッテリ側端子(図示略)と接続する。
又、コントローラ18(制御回路基板42)は、モータ20等を制御するためのマイコン(図示略)及びスイッチング素子(図示略)を搭載している。
更に、コントローラ18(制御回路基板42)は、スイッチレバー32につながっておりスイッチレバー32により切り替えられるメインスイッチ(図示略)と、図示されないリード線(スイッチ信号線)によって接続されている。
尚、コントローラ18(制御回路基板42)は、モータ20のみを制御するものであっても良い。又、コントローラ18(制御回路基板42)は、ロックオフボタン36につながるロックスイッチと電気的に接続され、ロックスイッチがロックオフボタン36の押下に対応した切替状態となっていないと、メインスイッチがオンであってもモータ20を回転させないものであっても良い。
図3及び図4にも示されるモータ20は、ブラシレスモータであり、バッテリパック14で駆動するDC(充電式)のモータである。モータ20は、軸方向が上下方向である筒状のステータ50と、ステータ50の内部に配置されステータ50に対して回転可能である円柱状のロータ52と、を備えており、インナロータ型となっている。尚、モータ20は、ブラシ付きのモータであっても良いし、柱状のステータの外側に筒状のロータが配置されるアウタロータ型であっても良い。又、モータ20は、DCモータに代えて、AC(交流式)のモータとされても良い。
ステータ50の上下は、それぞれ円筒状のモータカバー54に覆われている。各モータカバー54は、上下方向に延びる複数(3本)のボルト55により、間隔を置いて連結されている。上のモータカバー54に設けられた孔からは、複数(3本)の電源線56及び複数(6本)の信号線57が出ている。モータ20は、電源線56及び信号線57を通じて、コントローラ18(制御回路基板42)と電気的に接続されている。
ロータ52は、その軸心に配置された上下方向のモータ軸22を備えている。モータ軸22の下端部は、上のモータカバー54の下側に露出しており、内部にボルト24の穴を有している。
上のモータカバー54内には、モータ軸22を軸周りで回転可能に支持する上の軸受58が保持されている。下のモータカバー54内には、モータ軸22を軸周りで回転可能に支持する下の軸受59が保持されている。
モータ20は、下方に開放した碗状であり本体ハウジング10内に保持されたモータハウジング60と、その下端部に配置され複数のネジ62で本体ハウジング10に保持されたモータハウジング蓋64とで保持されている。下のモータカバー54における前の左右と後ろの左右とには、それぞれネジ62が通るネジ孔部65が、径方向外方に突出する状態で設けられている。
モータハウジング蓋64の下部には、上方に開いた碗状のスピンドルハウジング66が、複数のネジ68により保持されている。
スピンドルハウジング66は、下部内中央において、スピンドル26を回転可能に支持するスピンドル軸受70を保持している。
スピンドル26の下端部は、スピンドルハウジング66の下側に露出しており、内部にボルト28の穴を有している。
刈刃30は、インナフランジ27とボルト28とで挟まれている。
インナフランジ27の上面には、円筒状の突起72が形成されている。突起72は、スピンドル26の先端部を受け入れている。
そして、モータ20のロータ52は、モータ軸22の中央部においてモータ軸22と同心の状態で一体に取り付けられた円筒状のロータコア90と、ロータコア90の周縁部において同心円上に並べられた複数(8個)の上下方向の貫通孔内にそれぞれ配置された板状の永久磁石92と、を有している。
ロータコア90は、複数の鋼板が積層された積層体であり、各永久磁石92とモータ軸22との間において、上下方向を軸方向とした四半円筒面状に広がる空間部としての肉盗み94を、複数(4個)有している。
各永久磁石92は、全体として正八角筒状に配置されており、周方向において互いに若干離れている。周方向で隣同士の永久磁石92の間であって、各貫通孔の両端には、永久磁石92の端部を越えて周方向外側に突出する空間であるフラックスバリア(図示略)が形成されている。フラックスバリアは、永久磁石92が通る貫通孔本体空間と連続しており、貫通孔の一部である。
他方、モータ20のステータ50は、ステータコアアッセンブリ110と、複数(12個)のコイル112と、端子ユニット114と、センサ基板116と、を有している。
ステータコアアッセンブリ110は、図5ないしは図8にも示されるように、ステータコア120(図8)と、その上下及び内側に配置され、ステータコア120に保持されるインシュレータ122と、を備えている。
ステータコア120は、複数のリング状の鋼板が積層された積層体であり、円筒状部124の内周部に、それぞれ径方向内方に突出していて周方向で等間隔に並ぶ複数(12個)のティース126を有している。
各ティース126における径方向内側の先端部は、他の部分に対して上下及び周方向両側に広がっており、先端面は、内方に膨らむ形状を呈している。
各ティース126における上下及び径方向に広がる周方向両側の面(互いに対向する面)には、複数(各面4本)の上下に延びる溝状の凹部127が形成されている。各凹部127は、周方向内側に凹んでおり、面の上辺(ティース126上面)から下辺(ティース126下面)まで延びていて、周方向両側の面を上下方向で貫いている。一つの面における各凹部127は、互いに等間隔に配置されている。各ティース126の一方の面における各凹部127と、他方の面における各凹部127とは、径方向において互いにずれている。即ち、一方の面における凹部127から他方の面に周方向に延びた仮想的な直線は、他方の面における凹部127の間に至る。一方の面における最も径方向内方の凹部127は、ティース126先端部の広がった部分の根元に形成されている。
周方向で隣接するティース126の間は、コイル112が配置される空間(スロット)となっている。
ステータコア120の円筒状部124の外周面には、上下方向の2本の外溝128及び1本の外リブ129が形成されている。各外溝128及び外リブ129は、周方向に等間隔に配置されている。尚、各外溝128及び外リブ129の少なくとも何れかは、配置が変更されても良いし、本数が増減されても良いし、省略されても良い。
インシュレータ122は、樹脂製で筒状の電気絶縁部であり、各ティース126の外側に配置されるティース被覆部132と、ティース被覆部132をつなぐと共に上下にリング状に張り出す円筒部133と、を備えている。
各ティース被覆部132は、対応するティース126の先端部以外を被覆するものであり、ティース126の先端部の隣接部において、他の部分より上下及び周方向両側に広がっている壁部134を有している。又、各ティース被覆部132における、ティース126の根元を被覆する部分には、コイル112の巻き線2本の太さに相当する幅の溝135が、上下方向に延びるように形成されている。
又、各ティース被覆部132は、ティース126の各凹部127に入り込んだ筋部136を有している。
円筒部133の内周面であって、隣接するティース126の間(スロット内)の中央部には、上下に延びる凸部137が形成されている。各凸部137は、径方向内側に突出しており、内周面の上辺(円筒状部124上面)から下辺(円筒状部124下面)まで延びていて、内周面を上下方向において貫いている。
又、円筒部133の上部には、上下方向のネジ穴を有する複数(5個)のネジボス部138が形成されている。各ネジボス部138は、仮想的な正六角形の5つの頂点に位置するように周方向に等間隔に並んでおり、それらの間には、合計12個のヒュージング端子入れ140のうちの何れか2個(1箇所のみ4個)が配置される。
各ヒュージング端子入れ140は、互いに周方向に等間隔に並んでいる。各ヒュージング端子入れ140の径方向内方に、1個のスロットが位置している。
各ヒュージング端子入れ140は、周方向に並ぶ一対の断面“U”字状の第1突体142及び第2突体144を有している。
第2突体144は、上面視で、第1突体142より時計回り正方向側に配置されている。
第1突体142は、円筒部133の他の部分に対して、径方向の内外一対で上方に突出している。第1突体142に係る外側の突出部は、円筒部133の外周よりも内側に配置され、ステータコア120の外周面よりも内側に配置される。第2突体144は、円筒部133の他の部分に対して、上部が第1突体142に係る内側の突出部と周方向に隣接する状態で、上方に突出している。
各凸部137は、対応するヒュージング端子入れ140における第1突体142と第2突体144との間から下方に形成されている。
ステータコアアッセンブリ110は、ステータコア120及びインシュレータ122が一体成形されることで形成される。
一体成形の手法は、特に限定されず、例えば、ステータコア120を金型に挿入した状態で樹脂を射出することで一体成形するインサート射出成形である。
インシュレータ122は、ステータコア120下側から、ティース126先端面を除く内側(各ティース被覆部132及び円筒部133)を経て、ステータコア120上側(ネジボス部138及びヒュージング端子入れ140を有する円筒部133の張り出した上部)まで、継ぎ目なく一連に配置される。
インシュレータ122(特に各ティース被覆部132及び円筒部133内面)は、所定以上の絶縁の確保を前提としたうえで、コンパクト化あるいは出力向上の観点から、なるべく薄くされる。
インシュレータ122の一体成形時、樹脂は比較的に薄い各ティース被覆部132に流れ込み難いところ、ステータコア120のティース126には凹部127が設けられ、インシュレータ122が筋部136を有しているため、その分樹脂の通り道が広がって、各ティース被覆部132へ樹脂がより流れ込み易くなり、インシュレータ122の成形性がより良好になる。凹部127は、インシュレータ122のティース被覆部132と接触する、ステータコア120のティース126の周方向両側の面に設けられる。
又、インシュレータ122の一体成形時、樹脂は比較的に薄い円筒部133内面(スロット周面)に流れ込み難いところ、円筒部133内面には凸部137が設けられるため、その分樹脂の通り道が広がって、円筒部133内面に樹脂がより流れ込み易くなり、インシュレータ122の成形性がより良好になる。
ステータコアアッセンブリ110のティース被覆部132には、巻き線が巻かれることで、円筒状の各コイル112が形成される。各コイル112の内側には、対応するティース126及びティース被覆部132が配置される。
12個のコイル112は、4個を1組として、全3組のコイル112によりデルタ結線される(三相)。各組においては、それぞれ直列接続された2個のコイル112と2個のコイル112とが、並列接続される(2直列2並列)。
かような12個のコイル112は、それぞれが一連である2本の導線により形成される。
即ち、第1の導線は、第1の巻き始めから、ヒュージング端子入れ140の第1突体142及び第2突体144を渡り、2個のティース被覆部132にそれぞれ巻かれ、次のヒュージング端子入れ140を渡り、2個のティース被覆部132にそれぞれ巻かれ、更に次のヒュージング端子入れ140を渡り、最初のヒュージング端子入れ140を渡って第1の巻き終わりに達する。各コイル112間には、コイル連絡導線146が形成される。各コイル連絡導線146の一部は、凸部137の起立面(周方向の端面)に接している。
又、第2の導線は、第2の巻き始めから第2の巻き終わりまで、第1の導線と同様に巻かれる。但し、第1の導線が通っていないヒュージング端子入れ140及びティース被覆部132を通る。
各ヒュージング端子入れ140を第1突体142から第2突体144へと渡った導線の部分に続く導線の部分は、まず溝135に入ってスロットに導入される。ティース被覆部132における最初の一巻き目は、溝135に案内される。導線の二巻き目以降は、一巻き目あるいは以前の巻き目に倣う。かようにして所定巻き目まで巻かれた導線は、円筒部133とティース被覆部132の壁部134との間に配置され、コイル112となる。
コイル112は、凸部137とは周方向においてずれて形成される。巻かれた導線の幅は、導線二本分(二巻き)程度となり、溝135の幅程度及び壁部134の幅程度となる。尚、凸部137は、円筒部133の内周面におけるティース126間の中央部以外に配置されても良い。又、凸部137は、ティース126間毎に複数設けられても良い。
端子ユニット114は、内孔を有するリング状で絶縁性の樹脂製である端子ユニット本体150と、それぞれ導電性の金属製である複数(3個)の板金部材152と、を備えている。
端子ユニット本体150の周縁には、上下方向のネジ孔を有する複数(5個)のネジ孔部(図示略)が形成されている。各ネジ孔部は、他の部分に対して径方向外方に突出しており、ネジボス部138と同様に配置されている。
更に、ステータコア120の外溝128に対応して、径方向外方に突出し更に下方に突出するピン部(図示略)がそれぞれ形成されている。
又更に、端子ユニット本体150には、上方に開いたネジ穴を有するネジボス部154が、複数(3個)設けられている。各ネジボス部154は、端子ユニット本体150の前部と後左部と後右部とに配置されている。各ネジボス部154は、端子ユニット本体150の他の部分に対して、径方向内方に突出している。
加えて、端子ユニット本体150における前左部と前右部とには、上方への突起を有する突起部(図示略)が設けられている。各突起部は、端子ユニット本体150の他の部分に対して、径方向内方に突出している。
各板金部材152は、半円弧状であって、上面視“C”字状の部材である。
各板金部材152には、下方へ突出するヒュージング端子160が、複数設けられている。各ヒュージング端子160は、折返し部の先に、その折返し部に対して初期状態(ヒュージング前の状態)で上方へ開いた先端部を有している。尚、図1ないしは図4において、ヒュージング端子160は初期状態で図示されている。
又、各板金部材152の後端部には、後方へ突出しており接続孔を有している接続片(図示略)が形成されている。
各板金部材152の各ヒュージング端子160は、互いに周方向にずれて配置されており、ヒュージング端子入れ140に対応するように配置されている。
端子ユニット114は、端子ユニット本体150、並びに各板金部材152が、ステータコアアッセンブリ110と同様に一体成形されて形成される。
各板金部材152は、互いに接触しない状態で、それらの厚みの方向である上下方向に並べられ、同心円弧状に配置される。
各板金部材152の各ヒュージング端子160、及び各接続片は、端子ユニット本体150から出ている。各接続片は、隔壁(図示略)で仕切られている。
端子ユニット114は、各ネジ孔部を、対応するネジボス部138に合わせ、これらにネジ(図示略)を入れることで、インシュレータ122の上側に取り付けられる。
このとき、端子ユニット114の各ピン部の下端部が、ステータコア120の対応する外溝128に入り、端子ユニット114が確実にステータコアアッセンブリ110に対して位置決めされる。
又、初期状態の各ヒュージング端子160が、対応するヒュージング端子入れ140における第1突体142と第2突体144との間に入り、コイル112をつなぐ渡り線部を囲む。そして、各ヒュージング端子160が閉じられて渡り線部が挟まれた状態で、通電等による加熱が行われれば、渡り線部とこれに対応するヒュージング端子160とが、熱かしめにより溶接されて(ヒュージング)、各コイル112が互いに所望の状態で接続され、モータ20におけるコイル112の回路が形成される。
更に、ネジボス部138の上端(インシュレータ122の最上部)は、取り付けられた端子ユニット114の上面からはみ出さない。
端子ユニット114の各接続片には、図示されないネジボス及びネジ並びに端子板を介して、電源線56が接続される。
かような接続により、コントローラ18及びバッテリ装着部16を含めたコイル112の回路が形成される。
又、各ネジを外せば、端子ユニット114の各接続片から、各電源線56を、再接続可能に外すことができる。
センサ基板116は、リング状の基板であり、端子ユニット本体150の内孔の径方向内側に収まる外径を有している。
センサ基板116は、ロータ52の永久磁石92の位置を検出して回転検出信号を出力する複数(3個)の回転検出素子(図示略)を搭載している。
センサ基板116は、複数のネジ孔を有している。各ネジ孔は、端子ユニット本体150のネジボス部154に対応するように配置される。
又、センサ基板116は、前部の左右に、ピン孔(図示略)を有している。各ピン孔は、端子ユニット本体150の突起部の突起に対応するように配置されている。
更に、センサ基板116の左後辺は、斜め方向に延びる直線として形成されており、その内側に、回転検出素子の回転検出信号を伝える複数の信号線57が、コネクタ(図示略)を介して接続されている。コネクタにおける接続を解除すれば、信号線57がセンサ基板116から再接続可能に離脱する。
センサ基板116は、ネジ孔と端子ユニット114のネジボス部154とを重ねてネジ162を上から入れることで、端子ユニット114に取り付けられている。センサ基板116の各ピン孔には、端子ユニット114の対応する突起部の突起が入り、センサ基板116が端子ユニット114に対して位置決めされる。
次いで、このような芝刈機1の動作例が説明される。
充電されたバッテリパック14が2個バッテリ装着部16に装着された状態で、作業者によりロックオフボタン36が押されたうえでスイッチレバー32の引き操作がなされると、メインスイッチがオンとなり、コントローラ18(制御回路基板42)にオン信号が伝達される。尚、バッテリパック14が1個装着された状態においてオン信号が伝達されても良い。
オン信号を受信したコントローラ18は、マイコンにより、センサ基板116の回転検出信号を信号線57から得て、モータ20のロータ52の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のオンオフを制御し、ステータ50の各相のコイル112に対し電源線56を通じて順番に励磁電流を流すことで、ロータ52を回転させる。
ロータ52の回転により、モータ軸22が回転し、モータ軸22の回転は、スピンドル26に伝わり、スピンドル26に装着された刈刃30に回転力が付与される。芝刈機1は、上下方向の軸周りで水平(地面と平行)に回転された刈刃30により、芝を刈る動作を行う(ロータリー刃型)。
使用者は、ハンドル部4を前方へ押すことで、車輪12を介して芝刈機1を芝の生えた地面上で走行させ、芝を切り揃えて芝面を整える。
続いて、かような芝刈機1が奏し得る作用効果が説明される。
芝刈機1は、ステータコア120と、ステータコア120に一体成形されるインシュレータ122と、インシュレータ122に保持される複数のコイル112と、ステータコア120に対して回転可能なロータ52と、を有するモータ20を備えており、ステータコア120におけるインシュレータ122と接触する面には、他の部分に対して凹む凹部127が設けられている。よって、インシュレータ122の一体成形時に樹脂が凹部127にも流れ込み、その分樹脂が行き渡り易くなって、芝刈機1は、成形不良が防止された状態でステータコア120にインシュレータ122が一体成形されるモータ20を備えることとなる。
又、ステータコア120は、コイル112の内側に配置される複数のティース126を有しており、インシュレータ122は、ティース126を被覆するティース被覆部132を有しており、凹部127は、ティース126に設けられる。よって、コンパクト性及び出力の確保のために薄くされ易いティース被覆部132における樹脂の流動性を良好にして、インシュレータ122の成形不良が更に効果的に防止される。
更に、ティース126は、ステータコア120の円筒状部124の内周面から径方向内方に突出しており、凹部127は、ステータコア120におけるティース126の周方向両側の面にそれぞれ設けられており、各凹部127は、径方向において互いにずれている。よって、成形性良好化のための凹部127が設けられながら、ティース126の周方向の幅が、周方向において互いにずれなかった場合に比べてより大きく確保され、ステータコア120内の凹部127付近における磁束の通過が極力阻害されず、出力の低下が極力抑制される。
加えて、芝刈機1は、ステータコア120と、ステータコア120に一体成形されるインシュレータ122と、インシュレータ122に保持される複数のコイル112と、ステータコア120に対して回転可能なロータ52と、を有するモータ20を備えており、インシュレータ122には、他の部分に対して突出する凸部137が設けられている。よって、インシュレータ122の一体成形時に樹脂が凸部137に相当する型内の空間にも流れ込み、その分樹脂が行き渡り易くなって、芝刈機1は、成形不良が防止された状態でステータコア120にインシュレータ122が一体成形されるモータ20を備えることとなる。
又、ステータコア120は、コイル112の内側に配置され周方向に並ぶ複数のティース126を有しており、インシュレータ122は、複数のティース126の間を被覆する円筒部133を有しており、凸部137は、円筒部133に設けられる。よって、ティース126外側のコイル112のための空間を減らさず、十分な大きさのコイル112と重ならずに、良好な成形のための凸部137が設けられる。
更に、芝刈機1は、ステータコアアッセンブリ110において、ステータコア120の凹部127及びインシュレータ122の凸部137の双方を有している。よって、インシュレータ122の一体成形時に樹脂が十分に流れ易くなり、成形不良が防止された状態でステータコア120にインシュレータ122が一体成形されるモータ20を備えた芝刈機1が提供される。
尚、本発明は上記第1形態及びその変更例に限定されず、例えば次のような変更が更に適宜施される。
凹部127及び凸部137の少なくとも一方は、省略されても良い。凹部127及び凸部137の少なくとも一方の本数は、増減されても良い。
凹部127は、ティース126の周方向両側の面の双方ではなく、何れか一方の面に配置されても良いし、他のステータコア120とインシュレータ122との接触部分に配置されても良い。
凹部127は、互いに対向するティース126の上下の面においてそれぞれ設けられても良い。これらの場合、上面の凹部127と下面の凹部127とは、径方向において互いにずれていても良い。即ち、上面における凹部127から下方に向かう仮想直線が、下面における凹部127の間に至るようにされていても良い。
同様に、凹部127は、ティース126の上面と側面(上下及び径方向に延びる面)とに設けられたり、ティース126の下面と側面とに設けられたりしても良い。これらの場合においても、一方の凹部127と他方の凹部127とは、径方向において互いにずれていても良い。
各ティース126の一方の面における各凹部127の少なくとも一部と、他方の面における各凹部127少なくとも一部とは、径方向において互いにずれていなくても良い。
凸部137は、インシュレータ122の表面における他の部分に配置されても良い。
ステータコア120の外周面にインシュレータ122が配置されても良い。この場合、凹部127及び凸部137の少なくとも一方は、ステータコア120の外周面及びインシュレータ122の少なくとも一方に配置されても良い。
ハウジングについて、本体ハウジング10とモータハウジング60とスピンドルハウジング66の少なくとも何れか2つが一体とされたり、これらのハウジングの少なくとも何れかを更に分割したりする等、その構成は様々に変更されても良い。
電源線56の着脱自在な接続は、ネジ止めに代えて、あるいはネジ止めと共に、爪(接続突起部)と爪受け(被接続部)によるもの等とすることができる。
センサ基板116は、端子ユニット114に取り付けられず、インシュレータ122に取り付けられても良い。又、センサ基板116は、端子ユニット114及びインシュレータ122の双方に取り付けられても良い。
インシュレータ122は、一連ではなく、複数の部分を有していても良い。
電源線56、コイル112に係る導線、信号線57、及びその他のリード線の少なくとも何れかは、例えばコイル連絡導線146がコイル112と別のリード線とされて互いに電気的に接続されるようにする等、複数の短線が電気的に接続されたものであっても良い。
バッテリ装着部16に代えて電源コードが設けられて商用電源駆動とされたり、コイル112、ヒュージング端子160及び電源線56の少なくとも何れかの数が増減されたり、コイル112の導線を案内する溝がティース被覆部132の根元を一周するように設けられたり、当該溝がより少なくあるいは短くされたり、各種のネジ及びネジ孔等の数が増減されたり、端子ユニット114の突起部及び孔の少なくとも一方の数が増減されたり、端子ユニット114のステータコア120に対する係合部(ピン部)の数が増減されたり、これら係合部及び被係合部の係合が一対の突起間へのリブの挿入とされたり、他の係合部、接続部、ネジ止め部、保持部、及び取り付け部の少なくとも何れかが他の構造あるいは形式のものに変更されたりする等、各種部材、部分の個数、設置の有無、材質、構造、及び形式の少なくとも何れか等は、適宜変更されても良い。
更に、刈刃30が左右方向を軸方向としてその周りで回転する円筒状のリール刃であるリール刃型を始めとする他の形式の芝刈機、ひいては他の電動作業機等に、本発明が適用されても良い。例えば、本発明は、高出力の製品に適用され、電動工具の内のチェーンソー、ブロワ、あるいはグラインダ、又は園芸工具の内の草刈機若しくは生垣バリカン、あるいはエアを動力とするエア工具用の空気圧縮機に適用される。エア工具用の空気圧縮機のように、作業を行う作業機を作動させるための機器は、電動作業機に含められる。
本発明の上述の効果は、特に、比較的大型のブラシレスモータ(ステータコア120の外径(直径)が例えば80ミリメートル以上)において顕著に発揮される。
[第2形態]
図9は、本発明の第2形態に係る芝刈機の図7相当図である。図10は、本発明の第2形態に係る芝刈機の図8相当図である。
第2形態に係る芝刈機は、ステータコアアッセンブリを除き、第1形態と同様に成る。第1形態と同様に成る部材及び部分については、同一の符号が付され、適宜説明が省略される。
第2形態に係るステータコアアッセンブリ210のステータコア220は、第2凹部227が追加されていることを除き、第1形態のステータコア120と同様に成る。
ステータコア220の円筒状部224のティース126間における上下及び周方向に延びる内周面には、複数(各面5本)の上下に延びる溝状の第2凹部227が形成されている。各面において、各第2凹部227は、周方向に等間隔に並んでおり、周方向両端の第2凹部227は、ステータコアアッセンブリ210のインシュレータ222の円筒部233の溝135の下方に配置されている。各第2凹部227は、内周面を上下方向で貫いている。
円筒部233のティース126間の各部分は、各第2凹部227に入り込んだ第2筋部236を有している。
第2形態に係る芝刈機は、ステータコア220と、ステータコア220に一体成形されるインシュレータ222と、インシュレータ222に保持される複数のコイル112と、ステータコア220に対して回転可能なロータ52と、を有するモータを備えており、ステータコア220におけるインシュレータ222と接触する面には、他の部分に対して凹む第2凹部227が設けられており、第2凹部227は、ティース126の間の部分に設けられる。よって、インシュレータ222の一体成形時に樹脂が第2凹部227にも流れ込み、その分樹脂が行き渡り易くなって、第2形態に係る芝刈機は、成形不良が防止された状態でステータコア220にインシュレータ222が一体成形されるモータを備えることとなる。
尚、上記第2形態は、第1形態と同様の変更例を適宜有する。
更に、第2凹部227は、周方向に等間隔に配置されなくても良いし、溝135の下方に配置されなくても良い。第2凹部227の数は、各面5本から増減されても良く、面毎(ティース126間毎)に異なっていても良い。第2凹部227のみが設けられ、凹部127(第1凹部)及び凸部137の少なくとも一方が省略されても良い。
[第3形態]
図11は、本発明の第3形態に係る芝刈機の図5相当図である。図12は、本発明の第3形態に係る芝刈機の図7相当図である。図13は、本発明の第3形態に係る芝刈機の図8相当図である。
第3形態に係る芝刈機は、ステータコアアッセンブリを除き、第1形態と同様に成る。第1形態と同様に成る部材及び部分については、同一の符号が付され、適宜説明が省略される。
第3形態に係るステータコアアッセンブリ310のステータコア320は、ティース326において凹部127が省略されていることを除き、第1形態のステータコア120と同様に成る。ティース326の周方向両側の面は、平坦である。
ステータコアアッセンブリ310のインシュレータ322のティース被覆部332は、筋部136を有していない。
又、インシュレータ322のティース被覆部332における周方向両側の面(上下及び径方向に延びる面)には、他の部分に対して周方向外側に突出する第2凸部337が、上下に延びるように複数(各面6本)形成されている。各面において、各第2凸部337は、径方向に等間隔に並んでおり、径方向両端の第2凸部327は、円筒部133の溝135の隣接部位又はティース被覆部332の壁部134の隣接部位に配置されている。各第2凸部337は、ティース被覆部332における周方向両側の面を上下方向で貫いている。
第3形態に係る芝刈機は、ステータコア320と、ステータコア320に一体成形されるインシュレータ322と、インシュレータ322に保持される複数のコイル112と、ステータコア320に対して回転可能なロータ52と、を有するモータを備えており、インシュレータ322には、ステータコア320のティース326を被覆するティース被覆部332の周方向両側の面に対して外側に突出する第2凸部337が設けられている。
よって、インシュレータ322の一体成形時に樹脂が第2凸部337に相当する型内の空間にも流れ込み、その分樹脂が行き渡り易くなって、第3形態の芝刈機は、成形不良が防止された状態でステータコア320にインシュレータ322が一体成形されるモータを備えることとなる。
又、第2凸部337がコイル112の巻き線方向である上下方向に延びた状態でティース被覆部332に設けられるため、第2凸部337にコイル112の巻き線を沿わせることができ、コイル112の巻き線が、曲がりの発生が防止された状態で適切に巻かれることとなる。
尚、上記第3形態は、第1形態及び第2形態と同様の変更例を適宜有する。
更に、第2凸部337は、径方向に等間隔に配置されなくても良いし、溝135の隣接部位又は壁部134の隣接部位に配置されなくても良い。第2凸部337の数は、各面6本から増減されても良く、面毎に異なっていても良い。第2凸部337及び凹部127(筋部136)の双方が設けられても良いし、第2凸部337及び第2凹部227(第2筋部236)の双方が設けられても良いし、第2凸部337並びに凹部127及び第2凹部227が設けられても良いし、凸部137及び第2凸部337並びに凹部127及び第2凹部227が設けられても良い。
1・・芝刈機(園芸工具,電動作業機)、20・・モータ、52・・ロータ、112・・コイル、120,220,320・・ステータコア、122,222,322・・インシュレータ、126,326・・ティース、127・・凹部、132,332・・ティース被覆部、133・・円筒部、137・・凸部、227・・第2凹部、337・・第2凸部。

Claims (8)

  1. ステータコアと、
    前記ステータコアに一体成形されるインシュレータと、
    前記インシュレータに保持される複数のコイルと、
    前記ステータコアに対して回転可能なロータと、
    を有するモータを備えており、
    前記ステータコアにおける前記インシュレータと接触する面には、他の部分に対して凹む凹部が設けられている
    ことを特徴とする電動作業機。
  2. 前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置される複数のティースを有しており、
    前記インシュレータは、前記ティースを被覆するティース被覆部を有しており、
    前記凹部は、前記ティースに設けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動作業機。
  3. 前記ティースは、前記ステータコアの円筒状部の内周面から径方向内方に突出しており、
    前記凹部は、前記ティースにおける複数の面にそれぞれ設けられており、
    各前記凹部は、径方向において互いにずれている
    ことを特徴とする請求項2に記載の電動作業機。
  4. 前記凹部は、前記ティースの間の部分に設けられる
    ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の電動作業機。
  5. ステータコアと、
    前記ステータコアに一体成形されるインシュレータと、
    前記インシュレータに保持される複数のコイルと、
    前記ステータコアに対して回転可能なロータと、
    を有するモータを備えており、
    前記インシュレータには、他の部分に対して突出する凸部が設けられている
    ことを特徴とする電動作業機。
  6. 前記ステータコアにおける前記インシュレータと接触する面には、他の部分に対して凹む凹部が設けられている
    ことを特徴とする請求項5に記載の電動作業機。
  7. 前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置され周方向に並ぶ複数のティースを有しており、
    前記インシュレータは、複数の前記ティースの間を被覆する円筒部を有しており、
    前記凸部は、前記円筒部に設けられる
    ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の電動作業機。
  8. 前記ステータコアは、前記コイルの内側に配置される複数のティースを有しており、
    前記インシュレータは、前記ティースを被覆するティース被覆部を有しており、
    前記凸部は、前記ティース被覆部に設けられる
    ことを特徴とする請求項5ないしは請求項7の何れかに記載の電動作業機。
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