JP2022068714A - 電動作業機 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイルの熱を放散すること。【解決手段】電動作業機は、ステータと、ステータに対して回転するロータと、を有するブラシレスモータと、ロータにより駆動される出力部と、を備える。ステータは、環状のヨーク及びヨークから径方向に突出するティースを有するステータコアと、ステータコアの表面の少なくとも一部を覆うインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、少なくとも一部がインシュレータに覆われる金属製の放熱部材と、を有する。【選択図】図3
Description
本開示は、電動作業機に関する。
電動作業機に係る技術分野において、特許文献1に開示されているような、ブラシレスモータを有する電動工具が知られている。
ブラシレスモータは、インシュレータに装着されるコイルを備える。コイルに駆動電流が供給されると、コイルが発熱する。そのため、コイルの熱を放散できる技術が要望される。また全く別な課題として、インシュレータにコイルが装着されると、インシュレータに負荷が掛かる。そのため、インシュレータの強度を向上する技術が要望される。
本開示は、コイルの熱を放散することを目的とする。また、全く別な目的として、インシュレータの強度を向上させるという事が有る。
本開示に従えば、ステータと、ステータに対して回転するロータと、を有するブラシレスモータと、ロータにより駆動される出力部と、を備え、ステータは、環状のヨーク及びヨークから径方向に突出するティースを有するステータコアと、ステータコアの表面の少なくとも一部を覆うインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、少なくとも一部がインシュレータに覆われる金属製の放熱部材と、を有する、電動作業機が提供される。
本開示によれば、コイルの熱を放散することができる。また、別な効果として、インシュレータの強度を向上させることができる。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、電動作業機の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。
電動作業機は、モータを有する。実施形態においては、モータの回転軸AXと平行な方向を適宜、軸方向、と称する。モータの回転軸AXの放射方向を適宜、径方向、と称する。モータの回転軸AXを周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、と称する。
軸方向において、モータの中心に近い位置又は接近する方向を適宜、軸方向内側、と称し、モータの中心から遠い位置又は離隔する方向を適宜、軸方向外側、と称する。径方向において、モータの回転軸AXに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、モータの回転軸AXから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。周方向の一方側の位置又は一方側の方向を適宜、周方向一方側、と称し、周方向の他方側の位置又は他方側の方向を適宜、周方向他方側、と称する。
[第1実施形態]
<電動作業機>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電動作業機1を示す斜視図である。本実施形態において、電動作業機1は、園芸工具(Outdoor Power Equipment)の一種であるチェーンソーである。
<電動作業機>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電動作業機1を示す斜視図である。本実施形態において、電動作業機1は、園芸工具(Outdoor Power Equipment)の一種であるチェーンソーである。
電動作業機1は、ハウジング2と、フロントグリップ部3と、ハンドガード4と、バッテリ装着部5と、コントローラ6と、トリガロックレバー7と、トリガスイッチ8と、ガイドバー9と、ソーチェーン10と、モータアセンブリ11とを備える。モータアセンブリ11は、モータ12と、モータハウジング13とを有する。
ハウジング2は、合成樹脂により形成される。ハウジング2は、モータ収容部14と、バッテリ保持部15と、リヤグリップ部16とを有する。
モータ収容部14は、モータアセンブリ11を収容する。
バッテリ保持部15は、バッテリ装着部5を支持する。バッテリ保持部15は、モータ収容部14の後端部に接続される。
リヤグリップ部16は、電動作業機1の使用者の手で握られる。リヤグリップ部16は、バッテリ保持部15の後端部に接続される。リヤグリップ部16の一部は、バッテリ保持部15の後端部の上部に接続される。リヤグリップ部16の一部は、バッテリ保持部15の後端部の下部に接続される。
フロントグリップ部3は、電動作業機1の使用者の手で握られる。フロントグリップ部3は、合成樹脂により形成される。フロントグリップ部3は、パイプ状の部材である。フロントグリップ部3は、バッテリ保持部15に接続される。フロントグリップ部3の左端部は、バッテリ保持部15の左側面に接続される。フロントグリップ部3の右端部は、バッテリ保持部15の右側面に接続される。
ハンドガード4は、フロントグリップ部3を握った使用者の手を保護する。ハンドガード4は、フロントグリップ部3の前方に配置される。ハンドガード4は、モータ収容部14の上部に接続される。
バッテリ装着部5に、バッテリパック17が装着される。バッテリパック17は、バッテリ装着部5に着脱可能である。バッテリパック17は、二次電池を含む。本実施形態において、バッテリパック17は、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリパック17は、電動作業機1の電源部として機能する。バッテリパック17は、バッテリ装着部5に装着されることにより、電動作業機1に電力を供給可能である。
コントローラ6は、バッテリ保持部15に収容される。コントローラ6は、電動作業機1を制御する制御信号を出力する。コントローラ6は、バッテリパック17からモータ12に供給される駆動電流を制御する。
トリガロックレバー7は、リヤグリップ部16に配置される。電動作業機1の使用者は、トリガロックレバー7を操作することができる。トリガロックレバー7を操作することにより、電動作業機1の使用者は、トリガスイッチ8の操作をできるようになる。
トリガスイッチ8は、リヤグリップ部16に配置される。電動作業機1の使用者は、リヤグリップ部16を手で握った状態で、指でトリガスイッチ8を操作することができる。トリガスイッチ8が操作されることにより、モータ12に駆動電流が供給され、モータ12が駆動する。
ガイドバー9は、ハウジング2から前方に延伸する。ガイドバー9は、前後方向に長い板状の部材である。
ソーチェーン10は、モータ12により駆動される電動作業機1の出力部である。ソーチェーン10は、相互に連結された複数のカッタを含む。ソーチェーン10は、ガイドバー9の周縁部に配置される。モータ12とソーチェーン10とは、スプロケットを含む動力伝達機構(不図示)を介して連結される。トリガスイッチ8が操作され、モータ12が駆動すると、ソーチェーン10がガイドバー9の周縁部を移動する。
<モータアセンブリ>
図2は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を模式的に示す断面図である。モータアセンブリ11は、モータ12と、モータ12を収容するモータハウジング13とを有する。モータ12は、電動作業機1の動力源である。モータ12は、バッテリパック17から供給される駆動電流に基づいて回転する。
図2は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を模式的に示す断面図である。モータアセンブリ11は、モータ12と、モータ12を収容するモータハウジング13とを有する。モータ12は、電動作業機1の動力源である。モータ12は、バッテリパック17から供給される駆動電流に基づいて回転する。
モータ12は、インナロータ型のブラシレスモータである。モータ12は、ステータ18と、ステータ18に対して回転するロータ19とを有する。ステータ18は、ロータ19の少なくとも一部を囲むように配置される。ロータ19は、回転軸AXを中心に回転する。ソーチェーン10は、ロータ19により駆動される。
本実施形態において、モータ12の回転軸AXは、左右方向に延伸する。軸方向と左右方向とは、平行である。以下の説明において、軸方向一方側を適宜、左方側、と称し、軸方向他方側を適宜、右方側、と称する。
ステータ18は、ステータコア20と、インシュレータ21と、コイル22と、放熱部材23と、バスバーユニット24とを有する。
ロータ19は、ロータコア25と、ロータシャフト26と、永久磁石27とを有する。
ロータコア25は、積層された複数の鋼板を含む。鋼板は、鉄を主成分とする金属製の板である。ロータコア25は、回転軸AXを囲むように配置される。ステータコア20は、ロータコア25の周囲に配置される。
ロータシャフト26は、軸方向に延伸する。ロータシャフト26の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ロータシャフト26は、ロータコア25の内側に配置される。ロータコア25とロータシャフト26とは固定される。ロータシャフト26の左部は、ロータコア25の左端面から左方側に突出する。ロータシャフト26の右部は、ロータコア25の右端面から右方側に突出する。
永久磁石27は、ロータコア25に支持される。永久磁石27は、ロータコア25の内部に配置される。永久磁石27は、回転軸AXの周囲に複数配置される。ロータコア25と永久磁石27とは固定される。
モータハウジング13は、モータ12の少なくとも一部が配置される内部空間28を有する。モータハウジング13の内部空間28は、閉鎖空間である。本実施形態において、モータハウジング13の内部空間28に、ステータ18が配置される。モータハウジング13の内部空間28に、ロータコア25及び永久磁石27が配置される。モータハウジング13の内部空間28に、ロータシャフト26の一部が配置される。
本実施形態において、モータハウジング13は、本体部131と、蓋部132とを含む。蓋部132は、本体部131の開口を塞ぐように配置される。本体部131と蓋部132とが接続されることにより、内部空間28が形成される。モータ12の少なくとも一部が本体部131の内側に配置された後、本体部131の開口が蓋部132で塞がれることにより、モータ12の少なくとも一部が内部空間28に配置される。
モータハウジング13は、ロータ19のロータシャフト26を支持する軸受29を有する。軸受29は、ロータシャフト26の左部を支持する左軸受29Lと、ロータシャフト26の右部を支持する右軸受29Rとを含む。ロータシャフト26の左端部及び右端部のそれぞれは、モータハウジング13の外側に配置される。ロータシャフト26の左端部及び右端部の少なくとも一方は、動力伝達機構(不図示)を介してソーチェーン10に連結される。ロータシャフト26の回転により、ソーチェーン10が駆動される。
モータハウジング13は、金属製である。モータハウジング13の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率よりも高い。本実施形態において、モータハウジング13は、アルミニウム製である。ステータコア20は、鉄を主成分とする鋼製である。モータハウジング13の熱伝導率は、約236[W/(m・K)]である。ステータコア20の熱伝導率は、約84[W/(m・K)]である。
なお、モータハウジング13は、アルミダイカスト(ADC12)製でもよい。モータハウジング13がアルミダイカスト(ADC12)製である場合、モータハウジング13の熱伝導率は、約96[W/(m・K)]である。
なお、モータハウジング13の熱伝導率は、100[W/(m・K)]以上であることが好ましく、200[W/(m・K)]以上であることがより好ましい。高い熱伝導率のモータハウジング13が使用されることにより、高い放熱効果が期待できる。
<ステータ>
図3は、実施形態に係るステータ18を示す左方からの斜視図である。図4は、実施形態に係るステータ18を示す右方からの斜視図である。図5は、実施形態に係るステータ18を示す左方からの分解斜視図である。図6は、実施形態に係るステータ18を示す右方からの分解斜視図である。
図3は、実施形態に係るステータ18を示す左方からの斜視図である。図4は、実施形態に係るステータ18を示す右方からの斜視図である。図5は、実施形態に係るステータ18を示す左方からの分解斜視図である。図6は、実施形態に係るステータ18を示す右方からの分解斜視図である。
図2、図3、図4、図5、及び図6に示すように、ステータ18は、ステータコア20と、インシュレータ21と、コイル22と、放熱部材23と、バスバーユニット24と、ねじ30とを有する。
ステータコア20は、積層された複数の鋼板を含む。鋼板は、鉄を主成分とする金属製の板である。ステータコア20は、環状のヨーク31と、ヨーク31の内面から径方向内側に突出するティース32と、内壁部33とを有する。ヨーク31は、回転軸AXを囲むように配置される。ティース32は、周方向に複数配置される。本実施形態において、ティース32は、12個配置される。複数のティース32は、周方向に等間隔で配置される。内壁部33は、ティース32の径方向内側の端部に接続される。周方向において、内壁部33の寸法は、ティース32の寸法よりも大きい。周方向において、ティース32の中心の位置と内壁部33の中心の位置とは、一致する。内壁部33は、ティース32の内端部から周方向一方側及び周方向他方側のそれぞれに突出する突出部を含む。
ステータコア20は、表面を有する。ステータコア20の表面は、内面201と、外面202と、軸方向の端面203と、側面204と、対向面205とを含む。
内面201は、径方向内側を向く。内面201は、径方向内側を向くヨーク31の内面を含む。
外面202は、径方向外側を向く。外面202は、径方向外側を向くヨーク31の外面を含む。
端面203は、軸方向を向く。端面203は、軸方向を向くヨーク31の端面311と、軸方向を向くティース32の端面321とを含む。端面203は、左方側を向く左端面203Lと、右方側を向く右端面203Rとを含む。左端面203Lは、左方側を向くヨーク31の左端面311Lと、左方側を向くティース32の左端面321Lとを含む。右端面203Rは、右方側を向くヨーク31の右端面311Rと、右方側を向くティース32の右端面321Rとを含む。端面203は、平坦面である。端面203は、回転軸AXに平行な軸と直交する。
側面204は、周方向を向く。側面204は、周方向を向くティース32の側面を含む。側面204は、周方向一方側を向くティース32の第1側面204Aと、周方向他方側を向くティース32の第2側面204Bとを含む。
対向面205は、径方向内側を向く。対向面205は、内壁部33に配置される。対向面205は、ロータコア25と対向する。
インシュレータ21は、合成樹脂製である。インシュレータ21は、ステータコア20に固定される。インシュレータ21は、ステータコア20と一体成型される。インシュレータ21は、インサート成形によりステータコア20に固定される。
インシュレータ21は、ステータコア20の表面の少なくとも一部を覆う。インシュレータ21は、ヨーク被覆部211と、ティース被覆部212とを有する。
ヨーク被覆部211は、ヨーク31の端面311の少なくとも一部を覆う。ティース被覆部212は、ティース32の表面の少なくとも一部を覆う。ティース被覆部212に覆われるティース32の表面は、端面321及び側面204を含む。対向面205は、ティース被覆部212に覆われない。対向面205は、露出する。コイル22は、ティース被覆部212を介してティース32に巻かれる。ヨーク被覆部211とティース被覆部212とは、一体である。
インシュレータ21は、コイル止部34と、コイル止部35と、ワイヤ支持部36と、ねじボス部37とを有する。
コイル止部34は、径方向内側のティース被覆部212の内端部に接続される。コイル止部34は、ティース被覆部212の内端部から軸方向外側に突出する。
コイル止部34は、内壁部33を囲むように配置される。コイル止部34は、ティース32の左端面321Lを覆うティース被覆部212から左方側に突出する左コイル止部34Lと、ティース32の右端面321Rを覆うティース被覆部212から右方側に突出する右コイル止部34Rとを含む。
コイル止部35は、径方向外側のティース被覆部212の外端部よりも径方向外側に配置される。本実施形態において、コイル止部35は、ヨーク被覆部211に接続される。コイル止部35は、ヨーク被覆部211から軸方向外側に突出する。
コイル止部35は、ヨーク31の左端面311Lを覆うヨーク被覆部211から左方側に突出する左コイル止部35Lと、ヨーク31の右端面311Rを覆うヨーク被覆部211から右方側に突出する右コイル止部35Rとを含む。
ワイヤ支持部36は、ヨーク31の右端面311Rを覆うヨーク被覆部211に設けられる。ワイヤ支持部36は、複数設けられる。ワイヤ支持部36は、コイル22よりも径方向外側に配置される。1つのワイヤ支持部36は、ヨーク被覆部211から右方側に突出する4つ突出部を有する。4つの突出部のうち、2つの突出部により第1組の突出部が構成され、残りの2つの突出部により第2組の突出部が構成される。第1組の2つの突出部は周方向に配置され、第2組の2つの突出部は周方向に配置される。第2組の突出部は、第1組の突出部よりも径方向外側に配置される。
ねじボス部37は、ヨーク31の左端面311Lを覆うヨーク被覆部211に設けられる。ねじボス部37は、ヨーク被覆部211から右方側に突出する。ねじボス部37は、回転軸AXの周囲に複数配置される。本実施形態において、ねじボス部37は、周方向に間隔をあけて5つ設けられる。ねじボス部37のそれぞれにねじ孔が形成される。
コイル22は、インシュレータ21に装着される。コイル22は、インシュレータ21に固定される。コイル22とステータコア20とは、インシュレータ21により絶縁される。コイル22は、ティース被覆部212の周囲に配置される。コイル22は、ティース被覆部212を介してティース32に巻かれる。コイル22は、複数設けられる。本実施形態において、コイル22は、12個設けられる。
径方向において、コイル22の一部は、コイル止部34とコイル止部35との間に配置される。コイル22がティース被覆部212に巻かれた状態で、コイル止部34は、コイル22よりも径方向内側に配置される。コイル止部34は、径方向内側のコイル22の端面に対向する。コイル22がティース被覆部212に巻かれた状態で、コイル止部35は、コイル22よりも径方向外側に配置される。コイル止部35は、径方向外側のコイル22の端面に対向する。
複数のコイル22は、ワイヤ38を巻くことに形成される。周方向に隣り合うコイル22は、コイル22から突出するワイヤ38により接続される。
コイル22から突出するワイヤ38は、インシュレータ21のワイヤ支持部36に支持される。コイル22から突出するワイヤ38は、ワイヤ支持部36の第1組の突出部と第2組の突出部との間に配置される。
図7は、本実施形態に係るバスバーユニット24を示す右方からの分解斜視図である。
図3、図4、図5、図6、及び図7に示すように、バスバーユニット24は、インシュレータ21に固定される。バッテリパック17からの駆動電流は、コントローラ6を介してバスバーユニット24に供給される。バッテリパック17からバスバーユニット24に供給される駆動電流は、コントローラ6により制御される。バスバーユニット24は、外部端子39と、ヒュージング端子40と、短絡部材41と、絶縁部材42とを有する。
外部端子39は、コントローラ6を介してバッテリパック17に接続される。バッテリパック17からの駆動電流は、電源線(不図示)を介して外部端子39に供給される。本実施形態において、外部端子39は、3つ設けられる。
ヒュージング端子40は、コイル22から突出するワイヤ38に接続される。ヒュージング端子40は、導電部材である。コイル22から突出するワイヤ38は、ワイヤ支持部36に支持されている状態で、ヒュージング端子40に接続される。コイル22から突出するワイヤ38は、ヒュージング端子40の折り曲げ部分の内側に配置される。ヒュージング端子40とコイル22から突出するワイヤ38とは溶接される。ヒュージング端子40とコイル22から突出するワイヤ38とが溶接されることにより、ヒュージング端子40は、ワイヤ38を介してコイル22に接続される。
ヒュージング端子40は、回転軸AXの周囲に複数配置される。軸方向において、複数のヒュージング端子40の位置は等しい。本実施形態において、ヒュージング端子40は、6つ設けられる。
短絡部材41は、径方向に対向する一対のワイヤ38を接続(短絡)する。径方向に対向する一対のワイヤ38は、周方向において180[°]離れている。短絡部材41は、外部端子39とヒュージング端子40とを接続する。短絡部材41は、導電部材である。回転軸AXと直交する面内において、短絡部材41は、湾曲する。短絡部材41は、複数設けられる。実施形態において、短絡部材41は、3つ設けられる。短絡部材41は、1つの外部端子39と2つのヒュージング端子40とを接続(短絡)する。
絶縁部材42は、合成樹脂製である。絶縁部材42は、回転軸AXを囲むように設けられる。絶縁部材42は、外部端子39及び短絡部材41を支持する。ヒュージング端子40は、短絡部材41を介して絶縁部材42に支持される。絶縁部材42は、ベース部43と、ねじボス部44と、連結部45とを有する。
ベース部43は、環状である。短絡部材41の少なくとも一部は、ベース部43の内部に配置される。ベース部43は、短絡部材41と一体成型される。短絡部材41は、ベース部43を形成する合成樹脂でモールドされる。なお、ベース部43は、例えばインサート成形により短絡部材41に固定されてもよい。ベース部43により、3つの短絡部材41は、相互に絶縁される。
ねじボス部44は、ベース部43の外縁部から径方向外側に突出する。ねじボス部44は、周方向に複数設けられる。本実施形態において、ねじボス部44は、5つ設けられる。ねじボス部44に開口が形成される。
連結部45は、ベース部43の上部から上方に突出する。連結部45は、3つの外部端子39のそれぞれ配置される3つの凹部45Rを有する。
バッテリパック17からの駆動電流は、コントローラ6及び電源線を介して、バスバーユニット24の外部端子39に供給される。バッテリパック17から外部端子39に供給された駆動電流は、短絡部材41及びヒュージング端子40を流れた後、コイル22から突出するワイヤ38を介してコイル22に供給される。
本実施形態において、バッテリパック17からモータ12に供給される駆動電流は、U相駆動電流、V相駆動電流、及びW相駆動電流を含む。
外部端子39は、U相駆動電流が供給される外部端子39Uと、V相駆動電流が供給される外部端子39Vと、W相駆動電流が供給される外部端子39Wとを含む。
短絡部材41は、外部端子39Uに接続される短絡部材41Uと、外部端子39Vに接続される短絡部材41Vと、外部端子39Wに接続される短絡部材41Wとを含む。
ヒュージング端子40は、短絡部材41Uに接続される一対のヒュージング端子40Uと、短絡部材41Vに接続される一対のヒュージング端子40Vと、短絡部材41Wに接続される一対のヒュージング端子40Wとを含む。
図7に示すように、短絡部材41Uは、外部端子39Uと一対のヒュージング端子40Uのそれぞれとを接続する。短絡部材41Vは、外部端子39Vと一対のヒュージング端子40Vのそれぞれとを接続する。短絡部材41Wは、外部端子39Wと一対のヒュージング端子40Wのそれぞれとを接続する。外部端子39Uとヒュージング端子40Uと短絡部材41Uとは、単一部材である。外部端子39Vとヒュージング端子40Vと短絡部材41Vとは、単一部材である。外部端子39Wとヒュージング端子40Wと短絡部材41Wとは、単一部材である。
12個のコイル22のそれぞれは、U(U-V)相、V(V-W)相、及びW(W-U)相のいずれか一つの相に割り当てられる。すなわち、ワイヤ38を介してヒュージング端子40Uに接続されるコイル22は、U相コイルに割り当てられる。ワイヤ38を介してヒュージング端子40Vに接続されるコイル22は、V相コイルに割り当てられる。ワイヤ38を介してヒュージング端子40Wに接続されるコイル22は、W相コイルに割り当てられる。コントローラ6を介してバッテリパック17からコイル22に駆動電流が供給されることにより、ステータ18において回転磁界が生成される。ステータ18において回転磁界が生成されることにより、ロータ19が回転する。
ねじ30は、インシュレータ21とバスバーユニット24とを固定する。ねじ30の中間部がねじボス部44の開口に配置された状態で、ねじ30の先端部がねじボス部37のねじ孔に結合されることにより、インシュレータ21とバスバーユニット24とがねじ30により固定される。
<放熱部材>
図8は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を左方から見た図である。図9は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23の一部を拡大した斜視図である。図10は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23の一部を左方から見た拡大図である。なお、図10において、インシュレータ21は仮想線で図示してある。図11は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23を左方から見た図である。図12は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23の一部を拡大した斜視図である。図13は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を示す断面図である。図14は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を示す断面図である。図13は、図8のA-A線断面矢視図に相当する。図14は、図8のB-B線断面矢視図に相当する。
図8は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を左方から見た図である。図9は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23の一部を拡大した斜視図である。図10は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23の一部を左方から見た拡大図である。なお、図10において、インシュレータ21は仮想線で図示してある。図11は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23を左方から見た図である。図12は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23の一部を拡大した斜視図である。図13は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を示す断面図である。図14は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23を示す断面図である。図13は、図8のA-A線断面矢視図に相当する。図14は、図8のB-B線断面矢視図に相当する。
放熱部材23は、金属製である。放熱部材23の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率よりも高い。放熱部材23の熱伝導率は、インシュレータ21の熱伝導率よりも高い。
放熱部材23の透磁率は、ステータコア20の透磁率よりも低い。放熱部材23の透磁率は、インシュレータ21の透磁率よりも高い。
本実施形態において、放熱部材23は、アルミニウム製である。ステータコア20は、鉄を主成分とする鋼製である。放熱部材23の熱伝導率は、約236[W/(m・K)]である。ステータコア20の熱伝導率は、約84[W/(m・K)]である。放熱部材23の透磁率は、約1.3×10-6[H/m]である。ステータコア20の透磁率は、約5.0×10-3[H/m]である。
放熱部材23の少なくとも一部は、インシュレータ21に覆われる。放熱部材23の少なくとも一部は、ティース被覆部212に覆われる。コイル22は、ティース被覆部212及び放熱部材23を介して、ティース32の周囲に巻かれる。
放熱部材23の少なくとも一部は、ステータコア20の表面に接触する。本実施形態において、放熱部材23は、軸方向のステータコア20の端面203の少なくとも一部に対向する。放熱部材23は、ステータコア20の端面203の少なくとも一部に接触する。図13に示すように、放熱部材23として、ステータコア20の左端面203Lの少なくとも一部に接触する第1の放熱部材23Lと、ステータコア20の右端面203Rの少なくとも一部に接触する第2の放熱部材23Rとが設けられる。
放熱部材23の少なくとも一部は、軸方向のヨーク31の端面311に対向する。放熱部材23の少なくとも一部は、軸方向のティース32の端面321に接触する。
放熱部材23は、プレート状である。本実施形態において、放熱部材23の一部が曲げられる。放熱部材23は、軸方向のティース32の端面321に対向する第1部分231と、軸方向のヨーク31の端面311に対向する第2部分232と、第1部分231よりも径方向内側に配置される第3部分233と、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ屈曲部234とを含む。
図13に示すように、第1部分231の一方の面231Aは、ティース32の端面321に接触する。第1部分231の面231Aが端面321に接触した状態で、第1部分231は、インシュレータ21のティース被覆部212に覆われる。ティース被覆部212は、第1部分231の他方の面231Bに接触する。第1部分231は、インシュレータ21の外側に露出しない。
ティース32は、周方向に複数配置される。第1部分231は、複数のティース32の端面321のそれぞれに対向するように複数設けられる。複数の第1部分231は、周方向に間隔をあけて配置される。本実施形態において、ティース32は、12個配置される。1つの放熱部材23(第1の放熱部材23L又は第2の放熱部材23R)において、第1部分231は、12個設けられる。
図13に示すように、第2部分232の一方の面232Aは、ヨーク31の端面311に接触する。第2部分232の面232Aが端面311に接触した状態で、第2部分232の他方の面232Bは、インシュレータ21の外側に配置される。すなわち、第2部分232は、インシュレータ21の外側に露出するように配置される。
ヨーク31の端面311は、環状である。ヨーク31の端面311は、複数のティース32の端面321の径方向外側の端部を繋ぐように設けられる。第2部分232は、ヨーク31の端面311に対向する環状である。第2部分232は、複数の第1部分231の径方向外側の端部を繋ぐように設けられる。
ティース32の端面321及びヨーク31の端面311のそれぞれは、平坦面である。また、ティース32の端面321とヨーク31の端面311とは、面一である。第1部分231の一方の面231A及び第2部分232の一方の面232Aのそれぞれは、平坦面である。第1部分231の一方の面231Aと第2部分232の一方の面232Aとは、面一である。ティース32の端面321と第1部分231の一方の面231Aとは、密着する。ヨーク31の端面311と第2部分232の一方の面232Aとは、密着する。
第3部分233は、屈曲部234を介して第1部分231の径方向内側の端部に接続される。第3部分233は、第1部分231の径方向内側の端部から軸方向外側に延伸する。すなわち、第1の放熱部材23Lにおいては、第3部分233が左方側に延伸するように、屈曲部234が屈曲される。第2の放熱部材23Rにおいては、第3部分233が右方側に延伸するように、屈曲部234が屈曲される。
第3部分233は、コイル止部34の内部に配置される。すなわち、第3部分233は、コイル止部34に埋設される。第3部分233及び屈曲部234は、インシュレータ21の外側に露出しない。
屈曲部234は、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ。屈曲部234の表面に膨出部235が設けられる。膨出部235は、屈曲部234の表面から外側に膨らむように設けられる。本実施形態において、1つの屈曲部234に2つの膨出部235が設けられる。
図14に示すように、ティース32の端面321を覆うティース被覆部212の表面は、軸方向に膨らむ円弧状である。ティース被覆部212の表面は、軸方向外側に膨らむ。ティース32の左端面321L及び第1の放熱部材23Lを覆うティース被覆部212の軸方向の表面は、左方側に膨らむ円弧状である。ティース32の右端面321R及び第2の放熱部材23Rを覆うティース被覆部212の軸方向の表面は、右方側に膨らむ円弧状である。
すなわち、ティース被覆部212の表面は、コイル22の内面に沿うように形成される。ティース被覆部212の表面とコイル22の内面とは、密着する。
図2に示すように、モータハウジング13は、ステータコア20の表面の少なくとも一部に接触する接触面を有する。本実施形態において、モータハウジング13の接触面は、径方向のステータコア20の外面202の少なくとも一部に接触する内面133を含む。
内面133は、径方向のステータコア20の外面202の少なくとも一部を支持する。モータハウジング13の内面133は、径方向内側を向く。ステータコア20の外面202は、径方向外側を向く。内面133と外面202とは、対向する。内面133と外面202とが接触することにより、モータハウジング13とステータ18とが径方向に位置決めされる。
モータハウジング13は、軸方向のステータコア20の端面203の少なくとも一部を支持する支持面134を有する。本実施形態において、支持面134は、ヨーク31の端面311を支持する。本実施形態において、端面203に放熱部材23が配置される。支持面134は、放熱部材23に接触する。支持面134は、放熱部材23を介して端面203を支持する。
なお、支持面134が端面203(端面311)に接触してもよい。すなわち、支持面134がステータコア20の表面の少なくとも一部に接触する接触面として機能してもよい。
上述のように、ステータコア20の端面203は、左方側を向く左端面203Lと、右方側を向く右端面203Rとを含む。支持面134は、左端面203Lを支持する左支持面134Lと、右端面203Rを支持する右支持面134Rとを含む。左支持面134Lは、右方側を向く。左支持面134Lは、蓋部132に配置される。右支持面134Rは、左方側を向く。右支持面134Rは、本体部131に配置される。支持面134が端面203を支持することにより、モータハウジング13とステータ18とが軸方向に位置決めされる。
<インシュレータ>
インシュレータ21は、合成樹脂製である。インシュレータ21は、高熱伝導性且つ絶縁性(電気絶縁性)である。例えばナイロン樹脂の熱伝導率が0.2[W/m・K]である場合、インシュレータ21に使用される合成樹脂の熱伝導率は、0.2[W/m・K]よりも高い。
インシュレータ21は、合成樹脂製である。インシュレータ21は、高熱伝導性且つ絶縁性(電気絶縁性)である。例えばナイロン樹脂の熱伝導率が0.2[W/m・K]である場合、インシュレータ21に使用される合成樹脂の熱伝導率は、0.2[W/m・K]よりも高い。
熱伝導率が0.2[W/m・K]よりも高い絶縁性の合成樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社のレニー(登録商標)の「XMT2001」、「2547T」、「4001TS」、「C5091TS」等が例示される。これらの温度波分析法(ISO 22007-3)により測定される30℃における熱伝導率は、0.5[W/(m・K)]以上1.1[W/(m・K)]以下である。
また、熱伝導率が0.2[W/m・K]よりも高い絶縁性の合成樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社のノバデュラン(登録商標)の「TGN510」、「TGN515U」等が例示される。これらのホットディスク法(ISO 22007-2)により測定される23℃における熱伝導率は、0.4[W/(m・K)]以上1.8[W/(m・K)]以下である。
レーザーフラッシュ法により測定される25℃におけるインシュレータ21の熱伝導率は、0.5[W/(m・K)]以上であり、好ましくは1[W/(m・K)]でもよい。インシュレータ21の熱伝導率の上限は特に限定されないが、レーザーフラッシュ法により測定される25℃におけるインシュレータ21の熱伝導率は、10[W/(m・K)]以下であり、好ましくは、5[W/(m・K)]以下でもよい。
レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導率が1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下である合成樹脂として、ユニチカ株式会社のゼコット(登録商標)の「PA6ベース絶縁タイプ」、「PA10ベース絶縁タイプ」、「PA66ベース絶縁タイプ」等が例示される。これらの合成樹脂の熱伝導率は、平面方向で2[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下であり、厚み方向で1[W/(m・K)]以上1.5[W/(m・K)]以下である。
また、インシュレータ21は、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたナイロン樹脂製でもよい。インシュレータ21は、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたポリフェニレンサルファイド(PPS:Poly Phenylene Sulfide)樹脂製でもよい。絶縁性の熱伝導フィラーとして、窒化アルミニウムフィラー又は酸化アルミニウムフィラーが例示される。インシュレータ21に使用される合成樹脂の熱伝導率が1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下になるように、ナイロン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂に対する熱伝導性フィラーの含有量が定められてもよい。
<製造方法>
図15は、本実施形態に係るステータ18の製造方法を説明するための図である。上述のように、インシュレータ21は、インサート成形によりステータコア20に固定される。インサート成形用の金型の内部に、ステータコア20及び放熱部材23が配置される。放熱部材23は、ステータコア20の端面203に接触した状態で、金型の内部に配置される。
図15は、本実施形態に係るステータ18の製造方法を説明するための図である。上述のように、インシュレータ21は、インサート成形によりステータコア20に固定される。インサート成形用の金型の内部に、ステータコア20及び放熱部材23が配置される。放熱部材23は、ステータコア20の端面203に接触した状態で、金型の内部に配置される。
本実施形態において、放熱部材23は、開口236を有する。開口236は、第1部分231に設けられる。複数の第1部分231のそれぞれに、開口236が2つずつ設けられる。
金型とステータコア20とは位置決めされる。本実施形態において、金型は、開口236に配置されるピン46を有する。ピン46は、金型の内面に固定される。ピン46が開口236に配置されることにより、金型と放熱部材23とステータコア20とが位置決めされる。
金型と放熱部材23とステータコア20とが位置決めされた状態で、金型の内部にインシュレータ21を形成するための合成樹脂が注入される。金型の内部に注入された合成樹脂は、放熱部材23の表面の少なくとも一部及びステータコア20の表面の少なくとも一部を覆う。放熱部材23は、金型の内部に注入された合成樹脂によりステータコア20に固定される。また、金型の内部に合成樹脂が注入されることにより、インシュレータ21が形成される。
金型の内部に注入された合成樹脂は、ピン46の周囲に配置される。ピン46が開口236から抜去されることにより、インシュレータ21のティース被覆部212に開口213が形成される。
<効果>
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータ18は、金属製の放熱部材23を有する。放熱部材23の少なくとも一部は、インシュレータ21に覆われる。コイル22は、インシュレータ21に装着される。コイル22に駆動電流が供給されると、コイル22が発熱する。コイル22の熱は、インシュレータ21を介して放熱部材23に伝達される。コイル22の熱は、放熱部材23を介して放散される。これにより、コイル22の温度が過度に上昇することが抑制される。また、インシュレータ21の内部に金属製の放熱部材23が配置されるので、インシュレータ21の強度が向上する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータ18は、金属製の放熱部材23を有する。放熱部材23の少なくとも一部は、インシュレータ21に覆われる。コイル22は、インシュレータ21に装着される。コイル22に駆動電流が供給されると、コイル22が発熱する。コイル22の熱は、インシュレータ21を介して放熱部材23に伝達される。コイル22の熱は、放熱部材23を介して放散される。これにより、コイル22の温度が過度に上昇することが抑制される。また、インシュレータ21の内部に金属製の放熱部材23が配置されるので、インシュレータ21の強度が向上する。
放熱部材23の少なくとも一部は、ステータコア20の表面に接触する。これにより、コイル22から放熱部材23に伝達された熱の少なくとも一部は、ステータコア20に効率良く伝達される。そのため、コイル22の熱の少なくとも一部は、放熱部材23及びステータコア20を介して放散される。
放熱部材23の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率よりも高い。放熱部材23は、インシュレータ21の熱伝導率よりも高い。放熱部材23が高熱伝導性なので、コイル22の熱は、放熱部材23を介して効率良く放散される。
放熱部材23の透磁率は、ステータコア20の透磁率よりも低い。放熱部材23の少なくとも一部は、コイル22とステータコア20との間に配置される。コイル22に駆動電流が供給されることにより、ステータ18において回転磁界が生成される。放熱部材23の透磁率が高いと、回転磁界に影響を及ぼす可能性がある。本実施形態においては、放熱部材23が低透磁率なので、回転磁界に及ぼす影響が軽減される。したがって、モータ12の性能の低下が抑制される。
放熱部材23は、軸方向のステータコア20の端面203に対向するように配置される。これにより、ティース32の大型化が抑制された状態で、コイル22の熱が放熱部材23を介して効率良く放散される。
放熱部材23の少なくとも一部は、軸方向のティース32の端面321に対向する。本実施形態においては、放熱部材23の第1部分231がティース32の端面321に接触する。すなわち、放熱部材23の少なくとも一部は、ティース被覆部212とティース32の端面321との間に配置される。コイル22は、ティース被覆部212の周囲に巻かれる。したがって、コイル22の熱は、ティース被覆部212を介して、放熱部材23に効率良く伝達される。
放熱部材23は、軸方向のティース32の端面321に対向する第1部分231と、軸方向のヨーク31の端面311に対向する第2部分232とを含む。第1部分231は、インシュレータ21に覆われる。第2部分232は、インシュレータ21の外側に露出するように配置される。第1部分231は、インシュレータ21のティース被覆部212に覆われるので、コイル22の熱は、ティース被覆部212を介して、第1部分231に効率良く伝達される。第1部分231に伝達されたコイル22の熱は、第1部分231から第2部分232に伝達される。第2部分232はインシュレータ21で覆われていないので、コイル22の熱は、第2部分232から効率良く放散される。
第1部分231は、複数のティース32の端面321のそれぞれに対向するように複数設けられる。第2部分232は、ヨーク31の端面311に対向するように環状に設けられる。複数の第1部分231のそれぞれは、環状の第2部分232に接続される。第2部分232の表面積が大きいので、第1部分231を介して第2部分232に伝達されたコイル22の熱は、第2部分232から効率良く放散される。
放熱部材23は、第1部分231よりも径方向内側に配置される第3部分233を含む。インシュレータ21は、径方向内側のコイル22の端面に対向するコイル止部34を有する。第3部分233は、コイル止部34の内部に配置される。第3部分233がコイル止部34の内部に配置されるので、コイル止部34の強度が向上する。
放熱部材23は、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ屈曲部234を含む。屈曲部234の表面に膨出部235が設けられる。膨出部235により、屈曲部234の強度が向上する。
軸方向のティース32の端面321を覆うティース被覆部212の表面は、軸方向外側に膨らむ円弧状である。これにより、ティース被覆部212の表面とコイル22の内面とが密着する。したがって、コイル22の熱は、ティース被覆部212に効率良く伝達される。
インシュレータ21は、高熱伝導性且つ電気絶縁性である。従来において、インシュレータ21を形成する合成樹脂としてナイロン樹脂が使用されるケースが多い。本実施形態において、インシュレータ21を形成する合成樹脂は、ナイロン樹脂よりも高熱伝導性である。インシュレータ21を形成する合成樹脂の熱伝導率がナイロン樹脂の熱伝導率よりも高いので、コイル22の熱の少なくとも一部は、インシュレータ21を介して効率良く放散される。また、コイル22の熱の少なくとも一部は、インシュレータ21を介して放熱部材23に効率良く伝達される。これにより、コイル22の温度が過度に上昇することが抑制される。
レーザーフラッシュ法により測定されるインシュレータ21の熱伝導率は、1[W/(m・K)]以上であることが好ましい。インシュレータ21の熱伝導率が1[W/(m・K)]以上であることにより、インシュレータ21は、コイル22の熱を効率良く奪うことができる。また、レーザーフラッシュ法により測定されるインシュレータ21の熱伝導率の上限値は特に限定されないが、5[W/(m・K)]以下でもよい。
インシュレータ21を形成する合成樹脂として、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたナイロン樹脂、又は絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたポリフェニレンサルファイド樹脂が例示される。これらの合成樹脂は、高熱伝導性且つ電気絶縁性である。
モータハウジング13は、金属製である。モータハウジング13は、ステータコア20の表面に接触する接触面として、ヨーク31の外面202に接触する内面133を有する。なお、支持面134がヨーク31の端面311に接触してもよい。モータハウジング13がステータコア20の表面の少なくとも一部に接触するので、インシュレータ21及び放熱部材23を介してステータコア20に伝達されたコイル22の熱は、モータハウジング13に伝達される。コイル22の熱は、モータハウジング13を介して放散される。また、モータハウジング13は、モータ12の少なくとも一部が配置される内部空間28を有する。内部空間28は、閉鎖空間である。内部空間28は、実質的に密閉される。これにより、モータハウジング13の外部空間から内部空間28に水(液体)が浸入することが抑制される。内部空間28が防水されているので、モータ12と水との接触が抑制される。したがって、電動作業機1の使用者は、例えば雨中又は水が存在する環境において、モータ12と水との接触が抑制された状態で、電動作業機1を使用することができる。
モータハウジング13の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率よりも高い。これにより、インシュレータ21、放熱部材23、及びステータコア20を介してモータハウジング13に伝達されたコイル22の熱は、モータハウジング13から効率良く放散される。
軸方向のヨーク31の端面311は、モータハウジング13の支持面に支持される。これにより、モータハウジング13とステータ18とが軸方向に位置決めされる。また、径方向のヨーク31の外面202は、モータハウジング13の支持面134に支持される。これにより、モータハウジング13とステータ18とが径方向に位置決めされる。
モータハウジング13は、ロータ19のロータシャフト26を回転可能に支持する軸受29を有する。これにより、ロータシャフト26は、軸受29を介してモータハウジング13に支持された状態で回転することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
図16は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23Bを左方から見た図である。図17は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23Bを左方から見た図である。
放熱部材23Bは、ティース32の端面321に対向する第1部分231と、ヨーク31の端面311に対向する第2部分232と、第1部分231よりも径方向内側に配置される第3部分233と、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ屈曲部234とを有する。
第1部分231は、インシュレータ21のティース被覆部212に覆われる。第2部分232は、インシュレータ21の外側に露出するように配置される。第3部分233は、コイル止部34の内部に配置される。
第1部分231は、複数のティース32の端面321のそれぞれに対向するように複数設けられる。
第2部分232は、複数の第1部分231のそれぞれに接続されるように複数設けられる。すなわち、本実施形態において、第2部分232は、環状ではなく、複数に分割されている。
コイル22の熱は、ティース被覆部212を介して第1部分231に伝達される。第1部分231に伝達されたコイル22の熱は、第2部分232から放散される。第2部分232はインシュレータ21で覆われていないので、コイル22の熱は、第2部分232から効率良く放散される。
以上説明したように、第2部分232がティース32の数と同じ数だけ設けられてもよい。
[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
図18は、本実施形態に係るステータコア20、インシュレータ21、及び放熱部材23Cを左方から見た図である。図19は、本実施形態に係るステータコア20及び放熱部材23Cを左方から見た図である。
放熱部材23Cは、ティース32の端面321に対向する第1部分231と、第1部分231よりも径方向内側に配置される第3部分233と、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ屈曲部234とを有する。本実施形態において、放熱部材23Cは、ヨーク31の端面311に対向しない。
第1部分231は、インシュレータ21のティース被覆部212に覆われる。第3部分233は、コイル止部34の内部に配置される。
第1部分231は、複数のティース32の端面321のそれぞれに対向するように複数設けられる。
コイル22の熱は、ティース被覆部212を介して第1部分231に伝達される。第1部分231に伝達されたコイル22の熱は、第1部分231から放散される。
以上説明したように、放熱部材23Cの全部がインシュレータ21に覆われてもよい。放熱部材23Cは、ヨーク31の端面311に対向しなくてもよい。
[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その構成要素の説明を簡略又は省略する。
図20は、本実施形態に係るステータコア20D、インシュレータ21D、及び放熱部材23Dの一部を拡大した斜視図である。図21は、本実施形態に係るステータコア20D及び放熱部材23Dの一部を拡大した斜視図である。
上述の実施形態においては、放熱部材23(23B,23C)には、金型のピン46が配置される開口236が設けられ、インシュレータ21には、ピン46により形成される開口213が設けられることとした。また、ピン46により、金型と放熱部材23(23B,23C)とステータコア20とが位置決めされることとした。本実施形態において、金型にピン(46)が設けられない。放熱部材23Dに開口(236)が設けられない。インシュレータ21Dに開口(213)が設けられない。
放熱部材23Dは、ティース32の端面321に対向する第1部分231と、第1部分231よりも径方向内側に配置される第3部分233と、第1部分231と第3部分233とを繋ぐ屈曲部234とを有する。本実施形態において、放熱部材23Dは、ヨーク31の端面311に対向しない。なお、放熱部材23Dの少なくとも一部がヨーク31の端面311に対向してもよい。
第1部分231は、インシュレータ21Dのティース被覆部212に覆われる。第3部分233は、コイル止部34の内部に配置される。
第1部分231は、複数のティース32の端面321のそれぞれに対向するように複数設けられる。
図21に示すように、放熱部材23Dは、カシメ工法により、ティース32に固定される。放熱部材23Dは、第1部分231に設けられた連結部47を有する。連結部47は、第1部分231の周方向一方側の端部及び周方向他方側の端部のそれぞれに設けられる。連結部47は、ティース32に設けられた凹部48に配置される。連結部47は、塑性変形された状態で、凹部48に配置される。連結部47は、ティース32を挟み付けるように、凹部48に配置される。連結部47が凹部48に配置されることにより、放熱部材23Dはティース32に固定される。
放熱部材23Dがティース32に固定された状態で、金型の内部に放熱部材23D及びステータコア20Dが配置される。金型の内部に合成樹脂が注入されることにより、インシュレータ21Dが形成される。放熱部材23D及びティース32の少なくとも一部は、インシュレータ21Dで覆われる。
[その他の実施形態]
上述の実施形態において、放熱部材(23等)は、ステータコア20の端面203に接触しなくてもよい。放熱部材とステータコア20の端面203との間にインシュレータ(21等)の少なくとも一部が配置されてもよい。
上述の実施形態において、放熱部材(23等)は、ステータコア20の端面203に接触しなくてもよい。放熱部材とステータコア20の端面203との間にインシュレータ(21等)の少なくとも一部が配置されてもよい。
上述の実施形態において、放熱部材(23等)の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率と等しくてもよいし、ステータコア20の熱伝導率よりも低くてもよい。
上述の実施形態において、放熱部材(23等)の透磁率は、ステータコア20の透磁率と等しくてもよいし、ステータコア20の透磁率よりも低くてもよい。
上述の実施形態において、測定方法を示していない熱伝導率は、レーザーフラッシュ法、温度波分析法(ISO 22007-3)、及びホットディスク法(ISO 22007-2)の少なくとも一つの測定方法で測定される熱伝導率である。
上述の実施形態において、放熱部材(23等)の第3部分233は省略されてもよい。
上述の実施形態において、放熱部材(23等)の少なくとも一部が、ステータコア20の側面204に対向してもよいし、ステータコア20の側面204に接触してもよい。
上述の実施形態において、モータハウジング13の熱伝導率は、ステータコア20の熱伝導率と等しくてもよいし、ステータコア20の熱伝導率よりも低くてもよい。
上述の実施形態において、インシュレータ21はインサート成形によりステータコア20に固定されることとした。ステータコア20の左部に固定される第1インシュレータとステータコア20の右部に固定される第2インシュレータとが別々に製造されてもよい。第1インシュレータの内部に第1の放熱部材が配置され、第2インシュレータの内部に第2の放熱部材が配置されるように、第1インシュレータと第2インシュレータとが別々に製造されてもよい。第1の放熱部材を含む第1インシュレータがステータコア20の左部に固定され、第2の放熱部材を含む第2インシュレータがステータコア20の右部に固定された後、コイル22が第1インシュレータ及び第2インシュレータを介してティース32に巻かれてもよい。
上述の実施形態において、モータ12は、インナロータ型のブラシレスモータであることとした。モータ12は、アウタロータ型のブラシレスモータでもよい。アウタロータ型のブラシレスモータにおいては、ティースは、環状のヨークから径方向外側に突出する。
上述の実施形態において、電動作業機1は、園芸工具の一種であるチェーンソーであることとした。園芸工具は、チェーンソーに限定されない。園芸工具として、ヘッジトリマ、芝刈り機、草刈機、及びブロワが例示される。また、電動作業機1は、電動工具でもよい。電動工具として、ドライバドリル、震動ドライバドリル、アングルドリル、インパクトドライバ、グラインダ、ハンマ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーが例示される。
上述の実施形態において、電動作業機の電源としてバッテリ装着部に装着されるバッテリパック17が使用されることとした。電動作業機の電源として、商用電源(交流電源)が使用されてもよい。
1…電動作業機、2…ハウジング、3…フロントグリップ部、4…ハンドガード、5…バッテリ装着部、6…コントローラ、7…トリガロックレバー、8…トリガスイッチ、9…ガイドバー、10…ソーチェーン、11…モータアセンブリ、12…モータ、13…モータハウジング、14…モータ収容部、15…バッテリ保持部、16…リヤグリップ部、17…バッテリパック、18…ステータ、19…ロータ、20…ステータコア、20D…ステータコア、21…インシュレータ、21D…インシュレータ、22…コイル、23…放熱部材、23B…放熱部材、23C…放熱部材、23D…放熱部材、23L…第1の放熱部材、23R…第2の放熱部材、24…バスバーユニット、25…ロータコア、26…ロータシャフト、27…永久磁石、28…内部空間(閉鎖空間)、29…軸受、29L…左軸受、29R…右軸受、30…ねじ、31…ヨーク、32…ティース、33…内壁部、34…コイル止部、34L…左コイル止部、34R…右コイル止部、35…コイル止部、35L…左コイル止部、35R…右コイル止部、36…ワイヤ支持部、37…ねじボス部、38…ワイヤ、39…外部端子、39U…外部端子、39V…外部端子、39W…外部端子、40…ヒュージング端子、40U…ヒュージング端子、40V…ヒュージング端子、40W…ヒュージング端子、41…短絡部材、41U…短絡部材、41V…短絡部材、41W…短絡部材、42…絶縁部材、43…ベース部、44…ねじボス部、45…連結部、45R…凹部、46…ピン、47…連結部、48…凹部、131…本体部、132…蓋部、133…内面(接触面)、134…支持面(接触面)、134L…左支持面、134R…右支持面、201…内面、202…外面、203…端面、203L…左端面、203R…右端面、204…側面、204A…第1側面、204B…第2側面、205…対向面、211…ヨーク被覆部、212…ティース被覆部、213…開口、231…第1部分、231A…面、231B…面、232…第2部分、232A…面、232B…面、233…第3部分、234…屈曲部、235…膨出部、236…開口、311…端面、311L…左端面、311R…右端面、321…端面、321L…左端面、321R…右端面。
Claims (20)
- ステータと、前記ステータに対して回転するロータと、を有するブラシレスモータと、
前記ロータにより駆動される出力部と、を備え、
前記ステータは、
環状のヨーク及び前記ヨークから径方向に突出するティースを有するステータコアと、
前記ステータコアの表面の少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記インシュレータに装着されるコイルと、
少なくとも一部が前記インシュレータに覆われる金属製の放熱部材と、を有する、
電動作業機。 - 前記放熱部材の少なくとも一部は、前記ステータコアの表面に接触する、
請求項1に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材の熱伝導率は、前記ステータコアの熱伝導率よりも高い、
請求項1又は請求項2に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材の透磁率は、前記ステータコアの透磁率よりも低い、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材は、軸方向の前記ステータコアの端面の少なくとも一部に対向する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材の少なくとも一部は、前記ティースの端面に対向する、
請求項5に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材は、前記ティースの端面に対向する第1部分と、前記ヨークの端面に対向する第2部分とを含み、
前記第1部分は、前記インシュレータに覆われ、前記第2部分は、前記インシュレータの外側に露出するように配置される、
請求項5又は請求項6に記載の電動作業機。 - 前記ティースは、周方向に複数配置され、
前記第1部分は、複数の前記ティースの端面のそれぞれに対向し、
前記第2部分は、前記ヨークの端面に対向する環状である、
請求項7に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材は、前記ティースの端面に対向する第1部分と、第3部分とを含み、
前記インシュレータは、径方向の前記コイルの端面に対向するコイル止部を有し、
前記第3部分は、前記コイル止部の内部に配置される、
請求項5又は請求項6に記載の電動作業機。 - 前記放熱部材は、前記第1部分と前記第3部分とを繋ぐ屈曲部を含み、
前記屈曲部の表面に膨出部が設けられる、
請求項9に記載の電動作業機。 - 前記インシュレータは、前記ティースの端面を覆うティース被覆部を有し、
前記ティース被覆部の表面は、軸方向に膨らむ円弧状である、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記インシュレータは、高熱伝導性且つ絶縁性である、
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の電動作業機。 - ステータと、前記ステータに対して回転するロータと、を有するブラシレスモータと、
前記ロータにより駆動される出力部と、を備え、
前記ステータは、
環状のヨーク及び前記ヨークから径方向に突出するティースを有するステータコアと、
高熱伝導性且つ絶縁性であり、前記ステータコアの表面の少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記インシュレータに装着されるコイルと、を有する、
電動作業機。 - レーザーフラッシュ法により測定される前記インシュレータの熱伝導率は、1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下である、
請求項12又は請求項13に記載の電動作業機。 - 前記インシュレータは、熱伝導性フィラーが含有されたナイロン樹脂製である、
請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記インシュレータは、熱伝導性フィラーが含有されたポリフェニレンサルファイド樹脂製である、
請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記ステータコアの表面の少なくとも一部に接触する接触面を有し、前記ブラシレスモータの少なくとも一部が配置される閉鎖空間を有する金属製のモータハウジングを備える、
請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記モータハウジングの熱伝導率は、前記ステータコアの熱伝導率よりも高い、
請求項17に記載の電動作業機。 - 前記モータハウジングは、軸方向の前記ステータコアの端面の少なくとも一部を支持する支持面を有する、
請求項17又は請求項18に記載の電動作業機。 - 前記モータハウジングは、前記ロータを支持する軸受を有する、
請求項17から請求項19のいずれか一項に記載の電動作業機。
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