JP2020102959A - 電動作業機及び電動作業機用モータにおけるステータへのコイルの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの各ティースへワイヤを整列状態で巻回させたモータを備える電動作業機を提供する。【解決手段】芝刈機は、ステータ２３とロータ２４とを有するブラシレスモータ２１を備え、ステータ２３は、ティース４１を突設したステータコア４０と、ステータコア４０の軸方向でティース４１の上下端面を覆う上インシュレータ４２と、上インシュレータ４２におけるティース４１の上側端面の中央部に形成されて当該端面よりも突出し、ティース４１の突出方向に対して傾斜する斜めリブ５５と、斜めリブ５５を含めて上インシュレータ４２越しにティース４１に巻回されるワイヤによって形成されるコイル４５とを含んでなる。【選択図】図６

Description

本発明は、電動工具、芝刈機を初めとする園芸工具、エア工具用空気圧縮機等の電動作業機と、その電動作業機用モータにおけるステータへコイルを形成する方法とに関する。

電動工具等の電動作業機においては、コンパクトで耐久性も高いブラシレスモータが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いる。ステータから軸心側に突出させたティースには、インシュレータを介して複数のコイルが巻回されている。

特開２０１５−１２６５６３号公報

ステータのコイルは、巻線機を用いて自動的に各ティースへ巻回される巻線（ワイヤ）によって形成されるが、このときインシュレータのティース部（ティースの端面を被覆する部分）を通過するワイヤは、ティース部の幅方向（ステータ周方向）の両サイドの角部で受けられるため、ティース部の中央部分でワイヤとの間に空間が生じる。このため各ターン（一巻き）毎のワイヤがステータの半径方向に整列しにくくなり、ワイヤ同士が交差したりして総巻き数が少なくなってしまう。

そこで、本発明は、ステータの各ティースへワイヤを整列状態で巻回させたモータを備える電動作業機及びその電動作業機用モータにおけるステータへのコイルの形成方法とを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電動作業機であって、ステータとロータとを有するモータを備え、ステータは、ティースを突設したステータコアと、ステータコアの軸方向でティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、インシュレータの少なくとも一方の端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出するリブと、リブを含めてインシュレータ越しにティースに巻回されるワイヤによって形成されるコイルと、を含んでな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、電動作業機であって、ステータとロータとを有するモータを備え、ステータは、ティースを突設したステータコアと、ステータコアの軸方向でティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、インシュレータの少なくとも一方の端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出すると共に、ティースの突出方向に対して傾斜するリブと、リブを含めてインシュレータ越しにティースに巻回されるワイヤによって形成されるコイルと、を含んでなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、リブは、インシュレータの両端面に設けら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４に記載の発明は、電動作業機であって、ステータとロータとを有するモータを備え、ステータは、ティースを有するステータコアと、ステータコアの軸方向でティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、インシュレータ越しにティースに巻回されるコイルと、インシュレータに設けられ、コイルを形成するワイヤが巻回される際にワイヤをティースの基端側へガイドするガイド部と、を含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、電動作業機用モータにおけるステータへのコイルの形成方法であって、ティースを突設したステータコアに、ステータコアの軸方向でティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータを設けると共に、インシュレータの少なくとも一方の端面の中央部に、当該端面よりも突出するリブを設け、リブを含めてインシュレータ越しにティースにワイヤを巻回してコイルを形成することを特徴とする。

本発明によれば、ステータの各ティースへワイヤを整列状態で巻回させることができる。よって、ワイヤ同士が交差したりして総巻き数が少なくなるおそれがなく、必要な総巻き数でコイルを形成することができる。

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の横断面図である。 モータユニットの下ケース部分の横断面図である。 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。 コイル形成前のステータコアの平面図である。 ワイヤをティースに巻回した状態を示すステータコアの縦断面図である。 コイル形成前のステータコアの底面図である。 短絡部材の斜視図（第１〜第３金具のみ実線で示す）である。 コイルの巻線方法の説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はワイヤの巻回方向を示す説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はティースにワイヤを巻回する手順を示す説明図である。 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。

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。

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が前下がり姿勢で形成されている。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。

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板２８に対して組み付けられている。ベース板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、ベース板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。

（ステータの説明）
ブラシレスモータ２１のステータ２３は、図５，６に示すように、複数の鋼板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の上下両端に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の一部として両者に跨がって一体成形され、ステータコア４０の内周面と各ティース４１の突出端面を除く外周面と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を形成するワイヤと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。

ステータコア４０の周面には、図７〜９にも示すように、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、各突条４８Ａ，４８Ｂの間でステータコア４０の周面には、軸方向に溝４０ａ，４０ａ・・が形成されている。
さらに、

上インシュレータ４２は、図６及び図１１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７４を保持する端子保持部５０，５０・・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５０は、内周側の内壁部５１と、外周側の外壁部５２とを、径方向にワイヤ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５１と外壁部５２との周方向の中央には、ヒュージング端子７４を嵌合させる嵌合溝５３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５４，５４・・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。
さらに、上インシュレータ４２の絶縁部４４において、各ティース４１に軸方向で重なる上側の端面の中央部には、図１２にも示すように、ステータコア４０の半径方向に延びるティース４１の中心と交差するように傾斜する斜めリブ５５，５５・・が、各ティース４１の根元側から先端側にかけて一体に突設されている。

下インシュレータ４３は、図１０及び図１３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５６，５６・・が立設されている。
また、下インシュレータ４３の絶縁部４４において、各ティース４１に軸方向で重なる下側の端面には、ティース４１の中心に沿って半径方向に延びるリブ５７，５７・・が、各ティース４１の根元側から先端側にかけて一体に突設されている。

一方、ロータ２４は、図４〜８に示すように、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６０の軸心に回転軸２５を貫通させてなり、ロータコア６０と回転軸２５とは、樹脂６１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６２（図４）が形成されている。
また、ロータコア６０の周縁部には、同心円上に複数（ここでは８個）の磁石孔６３，６３・・が、軸方向に貫通形成されて、各磁石孔６３に板状の永久磁石６４が埋設されている。永久磁石６４の内側には、上下両端を除いて鋼板に形成した透孔の積層により、空間部（肉盗み）６５，６５・・が形成されて、ロータ２４の軽量化を達成している。

（短絡部材及びセンサ回路基板の説明）
短絡部材４６は、図８，９に示すように、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５４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７０，７０・・と、ステータコア４０の各溝４０ａに係合する３つの係合リブ７１，７１・・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７２Ｕ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７２Ｗと、その内側の内周部分に位置する最小径の第３金具７２Ｖ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。

第１〜第３金具７２Ｕ〜７２Ｖ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７３，７３・・がそれぞれ形成され、各突出片７３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７４が形成されている。第１金具７２Ｕにおける一方の端部の突出片７３の根元には、電源線７５Ｕをスポット溶接するための溶接部７６が形成され、第２、第３金具７２Ｗ，７２Ｖにおける第１金具７２Ｕと反対側の端部の突出片７３の根元にも、電源線７５Ｗ，７５Ｖをスポット溶接するための溶接部７６がそれぞれ形成されている。

この第１〜第３金具７２Ｕ〜７２Ｖは、短絡部材４６内では、上から第１金具７２Ｕ、第２金具７２Ｗ、第３金具７２Ｖ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７４，７４・・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７２Ｕ〜７２Ｖの各溶接部７６を露出させる透孔７７，７７・・が形成されて、各溶接部７６に電源線７５Ｕ〜７５Ｖがスポット溶接される。溶接部７６，７６の間には、電源線７５Ｕ〜７５Ｖを外側へ引き出すための切欠き７８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８０を備えた支持片７９，７９が中心側へ向けて突設されて、支持片７９，７９の間で短絡部材４６の内周には、センサ回路基板４７の外周を支持する受け片８１（図９）が中心側へ向けて突設されている。

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７９，７９の取付ボス８０がそれぞれ嵌合する嵌合孔８５，８５が形成されている。この嵌合孔８５，８５に取付ボス８０，８０を嵌合させて受け片８１に外周を支持させることで、センサ回路基板４７は、図８，９に示すように、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６４の磁界を検出するホール素子等の回転検出素子８６，８６・・（図１０）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８７，８７・・と電源線７５Ｕ〜７５Ｖとは、短絡部材４６の切欠き７８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１０７（図３，４）に対応している。

この短絡部材４６は、前述のように外周の５つの嵌合ボス７０を、上インシュレータ４２の上面に設けた止めボス５４に嵌合させて上方からネジ８８（図９）でそれぞれ止めボス５４にネジ止めすると共に、３つの係合リブ７１の先端をステータコア４０の溝４０ａに係合させ、各ヒュージング端子７４を上インシュレータ４２の各端子保持部５０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。特に係合リブ７１は、３箇所で溝４０ａ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７５Ｕ〜１００Ｖ及び信号線８７は、上ケース２６に設けたスリット１０７から、スリット１０７に嵌着したスリーブ状のパッキン８９（図３）を介して外部へ引き出される。

（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９０（但し、３本のワイヤを区別する場合は、９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ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９０Ａでは、最初に対応するヒュージング端子７４に始端９１Ａを係止させた状態で、右回り方向（図１５での右方向）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、図１６（Ａ）〜（Ｃ）にも示すように、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９２Ａ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７４に係止する。

このとき上インシュレータ４２の絶縁部４４では、図１７（Ａ）に示すように結線側へ戻したワイヤ９０が、ティース４１の上側端面に位置する絶縁部４４の近い側の角部９３Ａに接触すると、そのまま角部９３Ａに対して垂直に巻き付くが、次に斜めリブ５５に接触することで、今度は斜めリブ５５に対して垂直に巻き付こうとするため、ワイヤ９０はティース４１の根元側へ寄せられながら絶縁部４４に巻き付くことになる。よって、図１７（Ｂ）に示す１ターン目のワイヤ９０ａは、絶縁部４４の反対側の角部９３Ｂでティース４１の根元に巻き付けられる。２ターン目のワイヤ９０ｂも同様に近い側の角部９３Ａから斜めリブ５５に接触することで、図１７（Ｃ）に示すように、１ターン目のワイヤ９０ａに倣って整列状態で巻き付けられる。３ターン目以降も同様である。一方、下インシュレータ４３では、近い側の角部９３Ａに接触した後、リブ５７に乗り上げて反対側の角部９３Ｂに接触して同様に整列状態で巻回される。
こうして絶縁部４４に所定のターン数でワイヤ９０が巻回されると、図１２に示すように、ワイヤ９０の各ターンは、絶縁部４４の上面では左右の角部９３Ａ，９３Ｂと斜めリブ５５との３点で支持され、絶縁部４４の下面では左右の角部９３Ａ，９３Ｂとリブ５７との３点で支持されることになる。よって、各コイル４５は、図６及び図１０に示すように、斜めリブ５５及びリブ５７を含めて上下インシュレータ４２，４３越しに形成されることになる。

そして、４つめのコイル４５を形成した後は、図１０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５６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９０Ｂの始端９１Ｂが係止されるヒュージング端子７４に係止させて終端９４Ａとする。こうすることで、図１５のように別のワイヤ９０Ｂの始端９１Ｂの向きと終端９４Ａ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９０Ｂの終端９４Ｂとワイヤ９０Ｃの始端９１Ｃ、ワイヤ９０Ｃの終端９４Ｃとワイヤ９０Ａの始端９１Ａとにおいても同様である。

短絡部材４６の第１〜第３金具７２Ｕ〜７２Ｖ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１８に示すように、１２個のコイル４５，４５間の渡り線９２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１８では各金具７２Ｕ〜７２Ｖがヒュージングする渡り線９２が区別しやすいように、第１金具７２Ｕにハッチング、第２金具７２Ｗに網掛け、第３金具７２Ｖ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７２Ｕ〜７２Ｖ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７２Ｕ〜７２Ｖ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１９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。

（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、上下方向の放熱用のフィン１００，１００・・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１０１が形成され、樹脂製の絶縁キャップ１０２を介して軸受１０３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１０１の中心には、透孔１０４が形成されて、樹脂キャップ１０５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１０６Ａ，１０６Ａ，１０６Ｂが、上下方向に形成されている。このネジボス部１０６Ａ，１０６Ｂ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１０６Ａ，１０６Ｂ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１０７が形成されている。

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１０９が形成される円形の端面部１０８と、端面部１０８の外周から上向きに立ち上がる筒状部１１０とからなり、下軸受保持部１０９には、軸受１１１が保持されて、下軸受保持部１０９を貫通する回転軸２５を支持している。筒状部１１０の外周には、ベース板２８へのネジ止め用のボス１１２，１１２・・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１０９を除く端面部１０８の内面と、筒状部１１０の内周及びボス１１２を除く外周とには、端面部１０８の内面から筒状部１１０の内周及び外周までを連続して被覆する樹脂層１１３が形成されている。この樹脂層１１３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１０６Ａ，１０６Ｂと同形状のボス部１１４Ａ，１１４Ｂが軸方向に形成されている。このボス部１１４Ａ，１１４Ｂ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１１４Ａ，１１４Ｂの下側には、凹溝１１５がそれぞれ連続状に形成されている。

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１０６Ａ，１０６Ｂ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１０３を上軸受保持部１０１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１１４Ａ，１１４Ｂ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１１１を下軸受保持部１０９に保持させる。この状態で、下ケース２７のボス部１１４Ａ，１１４Ｂに下方からそれぞれネジ１１６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１０６Ａ，１０６Ｂ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。

この状態でブラシレスモータ２１には、まず、内部金属であるステータコア４０と充電部であるコイル４５との間に介在される基礎絶縁部材（一体成形される上下インシュレータ４２，４３及び絶縁部４４）による基礎絶縁が施される。
これに加えて、回転軸２５とロータコア６０との間に介在される樹脂６１と、上ケース２６と回転軸２５との間に介在される絶縁キャップ１０２と、下ケース２７の筒状部１１０とステータコア４０との間に介在される樹脂層１１３とによる付加絶縁がそれぞれ施されるため、ステータコア４０と回転軸２５との間は二重に絶縁される。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、ベース板２８上で、回転軸２５を下向きにして載置し、ベース板２８の下方から各ボス１１２にネジをねじ込むと、モータユニット１６はベース板２８に固定される。下ケース２７の端面部１０８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１０８ａ，１０８ａ（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１０１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１００，１００・・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１１６と、突条４８Ａ，４８Ｂに嵌合する上ケース２６のネジボス部１０６Ａ，１０６Ｂと下ケース２７のボス部１１４Ａ，１１４Ｂ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。

（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８６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による芝刈が可能となる。

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１１６によって、ベース板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１１６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１１６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９０同士が交差しないので、ワイヤ９０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。特に各ワイヤ９０は、絶縁部４４の上下面では斜めリブ５５とリブ５７とによって角部９３Ａ，９３Ｂと合わせて３点支持されているので、ワイヤ９０が緩んだりずれたりしにくくなる。

（上インシュレータに設けた斜めリブ及びリブに係る発明の効果）
上記形態の芝刈機１によれば、ステータ２３とロータ２４とを有するブラシレスモータ２１（モータ）を備え、ステータ２３は、ティース４１を突設したステータコア４０と、ステータコア４０の軸方向でティース４１の上下端面を覆う上下インシュレータ４２，４３（インシュレータ）と、上インシュレータ４２におけるティース４１の上側端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出し、ティース４１の突出方向に対して傾斜する斜めリブ５５（リブ）及び、下インシュレータ４３におけるティース４１の下側端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出するリブ５７と、斜めリブ５５及びリブ５７を含めて上下インシュレータ４２，４３越しにティース４１に巻回されるワイヤ９０によって形成されるコイル４５と、を含んでなることで、ステータ２３の各ティース４１へワイヤ９０を整列状態で巻回させることができる。よって、ワイヤ９０同士が交差したりして総巻き数が少なくなるおそれがなく、必要な総巻き数でコイル４５を形成することができる。
特にここでは、斜めリブ５５とリブ５７とは、上下インシュレータ４２，４３の上下両端面に設けられているので、ワイヤ９０をより確実に整列させることができる。

なお、上記形態は、上側を斜めリブ、下側をティースの突出方向に沿ったリブとしているが、上下を逆のリブとしてもよい。また、上下両端面を共に斜めリブとしたり、両端面を共にティース突出方向のリブとしたりしてもよい。
さらに、上下インシュレータの上下両端面でなく何れか一方の端面のみに斜めリブ或いはティースの突出方向のリブを設けることもできる。リブの高さや幅も適宜変更して差し支えない。ステータの半径方向へ行くに従って高さや幅を変えたり、端面にリブを複数設けることもできる。
そして、リブはインシュレータと一体成形する場合に限らず、リブ形状の別体の部材をインシュレータの端面に固定することで、ワイヤが巻回される際にワイヤをティースの基端側へガイドするガイド部とすることもできる。この場合も上記形態と同様にワイヤを整列状態で巻回させることができる。形状の変更はリブと同様に行える。

（ステータへのコイルの形成方法に係る発明の効果）
上記形態のステータ２３へのコイル４５の形成方法によれば、ティース４１を突設したステータコア４０に、ステータコア４０の軸方向でティース４１の上下両端面を覆う上下インシュレータ４２，４３を設けると共に、上下インシュレータ４２，４３の上下両端面の中央部に、当該端面よりも突出する斜めリブ５５及びリブ５７を設け、斜めリブ５５及びリブ５７を含めて上下インシュレータ４２，４３越しにティース４１にワイヤ９０を巻回してコイル４５を形成するので、ステータ２３の各ティース４１へワイヤ９０を整列状態で巻回させることができる。よって、ワイヤ９０同士が交差したりして巻き数が少なくなるおそれがなく、必要な巻き数でコイル４５を形成することができる。

なお、ティースへワイヤを巻回する順番は上記形態に限らず、１本のワイヤで周方向へ隣接するティースへ順番に巻回してコイルを形成するいわゆる一筆書きとする等、適宜変更可能である。短絡部材も金具の配置や形態を変更することで、デルタ結線でなくスター結線とすることもできる。ヒュージング端子を金具から独立させてインシュレータに保持させたり、短絡部材を省略して単体のヒュージング端子にワイヤをハンダ付け等して三相結線を形成したりしてもよい。

その他、各発明に共通して、電動作業機としては、芝刈機以外に、例えばコンプレッサがあり、園芸工具としては、電動のチェーンソー・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。

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、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、５０・・端子保持部、５５・・案雨リブ、５７・・リブ、６０・・ロータコア、７２Ｕ，７２Ｗ，７２Ｖ・・第１〜第３金具、７４・・ヒュージング端子、９０・・ワイヤ、９１・・始端、９３Ａ，９３Ｂ・・角部、９４・・終端。

Claims (5)

1. ステータとロータとを有するモータを備え、前記ステータは、
   ティースを突設したステータコアと、
   前記ステータコアの軸方向で前記ティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータの少なくとも一方の前記端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出するリブと、
   前記リブを含めて前記インシュレータ越しに前記ティースに巻回されるワイヤによって形成されるコイルと、
   を含んでなる電動作業機。
2. ステータとロータとを有するモータを備え、前記ステータは、
   ティースを突設したステータコアと、
   前記ステータコアの軸方向で前記ティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータの少なくとも一方の前記端面の中央部に形成され、当該端面よりも突出すると共に、前記ティースの突出方向に対して傾斜するリブと、
   前記リブを含めて前記インシュレータ越しに前記ティースに巻回されるワイヤによって形成されるコイルと、
   を含んでなる電動作業機。
3. 前記リブは、前記インシュレータの前記両端面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動作業機。
4. ステータとロータとを有するモータを備え、前記ステータは、
   ティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの軸方向で前記ティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータ越しに前記ティースに巻回されるコイルと、
   前記インシュレータに設けられ、前記コイルを形成するワイヤが巻回される際に前記ワイヤを前記ティースの基端側へガイドするガイド部と、
   を含んでなる電動作業機。
5. ティースを突設したステータコアに、前記ステータコアの軸方向で前記ティースの少なくとも前後両端面を覆うインシュレータを設けると共に、前記インシュレータの少なくとも一方の前記端面の中央部に、当該端面よりも突出するリブを設け、
   前記リブを含めて前記インシュレータ越しに前記ティースにワイヤを巻回してコイルを形成する電動作業機用モータにおけるステータへのコイルの形成方法。

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