JP2022091205A - 電動作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを小型化すること。
【解決手段】電動作業機は、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を含むステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されるロータカップと、ロータカップに固定されるマグネットと、を有するロータと、ステータコアを支持するステータベースと、少なくとも一部がステータベースの内側に配置され回転軸を中心に回転するロータシャフトと、ロータにより駆動される出力部と、ステータベースとロータシャフトとの間に配置されロータシャフトを支持するベアリングと、を備える。回転軸の軸方向において、ベアリングとステータコアの少なくとも一部とはオーバーラップする。
【選択図】図２

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、アウタロータ型のモータを備える電動作業機が知られている。

特開２０１６－０９３１３２号公報

電動作業機において、モータの小型化が要求される。特に、モータの回転軸に平行な軸方向の寸法の小型化を実現できる技術が要望される。

本開示は、モータを小型化すること目的とする。

第１の本開示に従えば、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を含むステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されるロータカップと、ロータカップに固定されるマグネットと、を有するロータと、ステータコアを支持するステータベースと、少なくとも一部がステータベースの内側に配置され回転軸を中心に回転するロータシャフトと、ロータにより駆動される出力部と、ステータベースとロータシャフトとの間に配置されロータシャフトを支持するベアリングと、を備え、回転軸の軸方向において、ベアリングとステータコアの少なくとも一部とはオーバーラップする、電動作業機が提供される。

第２の本開示に従えば、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を含むステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されるロータカップと、ロータカップに固定されるマグネットと、を有するロータと、ステータコアを支持するステータベースと、少なくとも一部がステータベースの内側に配置され回転軸を中心に回転するロータシャフトと、ロータにより駆動される出力部と、ステータベースとロータシャフトとの間に配置されロータシャフトの第１部分を支持する第１ベアリングと、ステータベースとロータシャフトとの間に配置されロータシャフトの第２部分を支持する第２ベアリングと、を備える、電動作業機が提供される。

本開示によれば、モータが小型化される。

図１は、第１実施形態に係る電動作業機を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図４は、第１実施形態に係るモータを示す縦断面図である。 図５は、第１実施形態に係るモータを示す分解斜視図である。 図６は、第１実施形態に係るモータを下方から見た平面図である。 図７は、第２実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図８は、第２実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図９は、第２実施形態に係るモータを示す分解斜視図である。 図１０は、第２実施形態に係るロータを示す分解斜視図である。 図１１は、第２実施形態に係るロータの変形例の一部を示す斜視図である。 図１２は、第２実施形態に係るロータの変形例の一部を示す斜視図である。 図１３は、第３実施形態に係るロータを示す斜視図である。 図１４は、第３実施形態に係るロータを示す分解斜視図である。

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の放射方向を適宜、径方向、と称する。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を周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、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、径方向においてモータの回転軸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。軸方向の一方側の位置又は一方側の方向を適宜、軸方向一方側、と称し、軸方向の他方側の位置又は他方側の方向を適宜、軸方向他方側、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］
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）の一種である芝刈り機である。

図１に示すように、電動作業機１は、ハウジング２と、車輪３と、モータ４と、刈刃５と、刈取りボックス６と、ハンドル７と、バッテリ装着部８とを備える。

ハウジング２は、モータ４及び刈刃５を収容する。車輪３、モータ４、及び刈刃５のそれぞれは、ハウジング２に支持される。

車輪３は、地面に接触した状態で回転する。車輪３が回転することにより、電動作業機１は、地面を移動することができる。車輪３は、４つ設けられる。

モータ４は、電動作業機１の動力源である。モータ４は、刈刃５を回転させる回転力を発生する。モータ４は、刈刃５よりも上方に配置される。

刈刃５は、モータ４に連結される。刈刃５は、モータ４により駆動される電動作業機１の出力部である。刈刃５は、モータ４が発生する回転力により、モータ４の回転軸ＡＸを中心に回転する。刈刃５は、地面に対向する。車輪３が地面に接触している状態で、刈刃５が回転することにより、地面に生えている芝が刈られる。刈刃５により刈られた芝は、刈取りボックス６に収容される。

ハンドル７は、電動作業機１の使用者の手で握られる。使用者は、ハンドル７を手で握った状態で、電動作業機１を移動させることができる。

バッテリ装着部８に、バッテリパック９が装着される。バッテリパック９は、電動作業機１の電源である。バッテリパック９は、バッテリ装着部８に着脱可能である。バッテリパック９は、二次電池を含む。本実施形態において、バッテリパック９は、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリパック９は、バッテリ装着部８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。モータ４は、バッテリパック９から供給される駆動電流に基づいて駆動する。

図２及び図３のそれぞれは、本実施形態に係るモータ４を示す斜視図である。図２は、上方側からの斜視図である。図３は、下方側からの斜視図である。図４は、本実施形態に係るモータ４を示す縦断面図である。縦断面図は、回転軸ＡＸを含み且つ回転軸ＡＸに平行な断面図である。図５は、本実施形態に係るモータ４を示す分解斜視図である。図６は、本実施形態に係るモータ４を下方から見た平面図である。本実施形態において、モータ４は、アウタロータ型のブラシレスモータである。

図２、図３、図４、図５、及び図６に示すように、モータ４は、ロータ１０と、ロータシャフト２０と、ステータ３０と、ステータベース４０と、センサ基板５０とを備える。ロータ１０は、ステータ３０に対して回転する。ロータ１０の少なくとも一部は、ステータ３０の外周側に配置される。ロータシャフト２０は、ロータ１０に固定される。ロータシャフト２０の少なくとも一部は、ステータベース４０の内側に配置される。ロータ１０及びロータシャフト２０は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ステータベース４０は、ステータ３０を支持する。ステータベース４０は、ステータコア３１に固定される。刈刃５は、ロータシャフト２０に接続される。刈刃５は、ロータ１０により駆動される。センサ基板５０は、ロータ１０の回転を検出する磁気センサを支持する。

本実施形態において、モータ４の回転軸ＡＸは、上下方向に延伸する。軸方向と上下方向とは、平行である。以下の説明において、軸方向一方側を適宜、上方側、と称し、軸方向他方側を適宜、下方側、と称する。

ロータ１０は、ロータカップ１１と、マグネット１２とを有する。ロータカップ１１は、鉄を主成分とする金属製である。マグネット１２は、永久磁石である。ロータカップ１１の少なくとも一部は、ステータ３０の外周側に配置される。マグネット１２は、ロータカップ１１に固定される。

ロータカップ１１は、ロータヨーク１３と、ロータプレート１４と、放射リブ１５とを有する。

ロータヨーク１３は、円筒状である。ロータヨーク１３は、ステータ３０を囲むように配置される。ロータヨーク１３は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ロータヨーク１３の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ロータプレート１４は、円環状である。ロータプレート１４は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ロータプレート１４の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ロータプレート１４の少なくとも一部は、ロータシャフト２０のシャフト端面２１に対向する。シャフト端面２１は、上方側を向く。放射リブ１５は、ロータヨーク１３とロータプレート１４とを繋ぐ。放射リブ１５は、ロータプレート１４から径方向外側に延伸する。放射リブ１５は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。ロータヨーク１３とロータプレート１４と放射リブ１５とは、一体である。

マグネット１２は、ロータヨーク１３に固定される。マグネット１２は、周方向に複数配置される。本実施形態において、マグネット１２は、周方向に１４個配置される。Ｎ極とマグネット１２とＳ極のマグネット１２とが周方向に交互に配置される。本実施形態において、マグネット１２は、ロータヨーク１３の内側に配置される。マグネット１２は、例えば接着剤によりロータヨーク１３の内面に固定される。

ロータシャフト２０は、軸方向に延伸する。ロータシャフト２０の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ロータシャフト２０は、ロータシャフト２０の中心軸とロータヨーク１３の中心軸とが一致するように、ロータ１０に固定される。ロータシャフト２０は、シャフト端面２１から上方側に突出するシャフト凸部２２を有する。ロータプレート１４は、シャフト凸部２２が配置されるシャフト開口１６を有する。シャフト開口１６にシャフト凸部２２が配置されることにより、径方向においてロータ１０とロータシャフト２０とが位置決めされる。シャフト凸部２２の周囲のシャフト端面２１とロータプレート１４の下面とが接触することにより、軸方向においてロータ１０とロータシャフト２０とが位置決めされる。

本実施形態において、ロータシャフト２０とロータ１０のロータプレート１４とは、ロータねじ２３により固定される。シャフト端面２１にねじ孔２４が形成される。ロータプレート１４にねじ用開口１７が形成される。シャフト開口１６にシャフト凸部２２が配置された状態で、ロータねじ２３がねじ用開口１７を介してねじ孔２４に挿入される。ロータねじ２３に設けられているねじ山とねじ孔２４に設けられているねじ溝とが結合されることにより、ロータ１０とロータシャフト２０とがロータねじ２３により固定される。本実施形態において、ロータ１０とロータシャフト２０とは、３つのロータねじ２３により固定される。

ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイル３３とを有する。

ステータコア３１は、鉄を主成分とする金属製である。ステータコア３１は、ステータヨーク３４と、ティース３５とを有する。ステータヨーク３４は、円筒状である。ステータヨーク３４は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ステータヨーク３４の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ティース３５は、ステータヨーク３４の外面から径方向外側に突出する。ティース３５は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、ティース３５は、１２個設けられる。相互に隣り合うティース３５の間にスロット３６が形成される。

インシュレータ３２は、合成樹脂製である。インシュレータ３２は、ステータコア３１に固定される。

インシュレータ３２は、ステータコア３１の表面の少なくとも一部を覆う。インシュレータ３２は、軸方向を向くステータヨーク３４の端面の少なくとも一部を覆う。ステータヨーク３４の端面は、上方側を向く上端面と、下方側を向く下端面とを含む。また、インシュレータ３２は、径方向外側を向くステータヨーク３４の外面の少なくとも一部を覆う。また、インシュレータ３２は、ティース３５の表面の少なくとも一部を覆う。

本実施形態において、インシュレータ３２は、ステータコア３１の上部に固定される上側インシュレータ３２１と、ステータコア３１の下部に固定される下側インシュレータ３２２とを含む。上側インシュレータ３２１は、ステータコア３１の上方側からステータコア３１に装着される。下側インシュレータ３２２は、ステータコア３１の下方側からステータコア３１に装着される。

コイル３３は、インシュレータ３２に装着される。コイル３３は、インシュレータ３２を介してティース３５に巻かれる。コイル３３が巻かれるティース３５の表面は、インシュレータ３２に覆われる。径方向外側を向くティース３５の外面は、インシュレータ３２に覆われない。ステータコア３１とコイル３３とは、インシュレータ３２により絶縁される。コイル３３は、複数設けられる。本実施形態において、コイル３３は、周方向に１２個配置される。

センサ基板５０は、インシュレータ３２に固定される。センサ基板５０は、ロータ１０の回転を検出する磁気センサを支持する。センサ基板５０は、マグネット１２と磁気センサとが対向するように、インシュレータ３２に固定される。センサ基板５０は、コイル３３よりも径方向外側に配置される。

ステータベース４０は、ステータコア３１を支持する。ステータベース４０は、アルミニウム製である。ステータベース４０は、パイプ部４１と、足部４２と、接続リブ部４３とを有する。

パイプ部４１は、実質的に円筒状である。パイプ部４１は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。パイプ部４１の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。

パイプ部４１の少なくとも一部は、ステータコア３１の内側に配置される。パイプ部４１の中心軸とステータヨーク３４の中心軸とは、一致する。本実施形態において、パイプ部４１は、小径部４１Ａと、小径部４１Ａよりも下方側に配置される大径部４１Ｂとを含む。小径部４１Ａ及び大径部４１Ｂのそれぞれは、円筒状である。大径部４１Ｂの外径は、小径部４１Ａの外径よりも大きい。パイプ部４１の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ステータコア３１は、小径部４１Ａの周囲に配置される。小径部４１Ａは、ステータコア３１の内側に配置される。大径部４１Ｂは、ステータコア３１の外側に配置される。ステータコア３１は、パイプ部４１に固定される。ステータベース４０は、パイプ部４１の中心軸とステータヨーク３４の中心軸とが一致するように、ステータ３０に固定される。

パイプ部４１は、ベアリング２５を介してロータシャフト２０を支持する。ロータシャフト２０は、パイプ部４１の内側に配置される。ロータシャフト２０は、ベアリング２５を介してパイプ部４１に支持される。ベアリング２５は、ステータベース４０とロータシャフト２０との間に配置される。ベアリング２５は、パイプ部４１の内面とロータシャフト２０の外面との間に配置される。ベアリング２５は、ロータシャフト２０を回転可能に支持する。

ベアリング２５は、上側ベアリング２５１（第１ベアリング）と、上側ベアリング２５１よりも下方側に配置される下側ベアリング２５２（第２ベアリング）とを含む。上側ベアリング２５１は、ロータシャフト２０の第１部分を支持する。下側ベアリング２５２は、第１部分よりも下方側のロータシャフト２０の第２部分を支持する。上側ベアリング２５１及び下側ベアリング２５２のそれぞれが、ステータベース４０のパイプ部４１とロータシャフト２０との間に配置される。

軸方向において、ベアリング２５とステータコア３１の少なくとも一部とは、オーバーラップする。すなわち、軸方向において、ベアリング２５の位置とステータコア３１の少なくとも一部の位置とは、一致する。上述のように、ベアリング２５は、上側ベアリング２５１と下側ベアリング２５２とを含む。軸方向において、上側ベアリング２５１及び下側ベアリング２５２の一方又は両方とステータコア３１の少なくとも一部とがオーバーラップする。図４に示すように、本実施形態において、軸方向において、上側ベアリング２５１とステータコア３１の少なくとも一部とがオーバーラップする。なお、軸方向において、下側ベアリング２５２とステータコア３１の少なくとも一部とがオーバーラップしてもよいし、上側ベアリング２５１及び下側ベアリング２５２の両方とステータコア３１の少なくとも一部とがオーバーラップしてもよい。

上側ベアリング２５１は、上方側を向く上端面２５３（第１端面）と下方側を向く下端面２５４（第２端面）とを有する。ロータシャフト２０は、上端面２５３を支持する第１支持面２８を有する。ステータベース４０は、下端面２５４を支持する第２支持面４１３を有する、第１支持面２８は、下方側を向く。第２支持面４１３は、上方側を向く。ロータシャフト２０の外面の少なくとも一部に段部２９が設けられる。第１支持面２８は、下方側を向く段部２９の下面を含む。第１支持面２８は、上端面２５３のうち径方向内側の一部の領域に接触する。パイプ部４１の内面の少なくとも一部に段部４１４が設けられる。第２支持面４１３は、上方側を向く段部４１４の上面を含む。第２支持面４１３は、下端面２５４のうち径方向外側の一部の領域に接触する。径方向内側を向く上側ベアリング２５１の内面は、ロータシャフト２０の外面に接触する。径方向外側を向く上側ベアリング２５１の外面は、パイプ部４１の内面に接触する。上側ベアリング２５１は、軸方向において第１支持面２８と第２支持面４１３とに挟まれる。上側ベアリング２５１は、径方向においてロータシャフト２０の外面とパイプ部４１の内面とに挟まれる。これにより、上側ベアリング２５１とロータシャフト２０とステータベース４０とが位置決めされる。

下側ベアリング２５２は、上方側を向く上端面２５５（第３端面）と下方側を向く下端面２５６（第４端面）とを有する。ステータベース４０は、上端面２５５を支持する第３支持面４１５を有する、第３支持面４１５は、下方側を向く。パイプ部４１の内面の少なくとも一部に段部４１６が設けられる。第３支持面４１５は、下方側を向く段部４１６の下面を含む。第３支持面４１５は、上端面２５５のうち径方向外側の一部の領域に接触する。下端面２５６を支持するサークリップ２７がロータシャフト２０に装着される。ロータシャフト２０の外面の一部に溝２００が形成される。サークリップ２７の少なくとも一部は、溝２００の内側に配置される。サークリップ２７は、下端面２５６のうち径方向内側の一部の領域に接触する。径方向内側を向く下側ベアリング２５２の内面は、ロータシャフト２０の外面に接触する。径方向外側を向く下側ベアリング２５２の外面は、パイプ部４１の内面に接触する。下側ベアリング２５２は、軸方向において第３支持面４１５とサークリップ２７とに挟まれる。下側ベアリング２５２は、径方向においてロータシャフト２０の外面とパイプ部４１の内面とに挟まれる。これにより、下側ベアリング２５２とロータシャフト２０とステータベース４０とが位置決めされる。

本実施形態において、下側ベアリング２５２は、ベアリング固定ねじ２６によりパイプ部４１に固定される。パイプ部４１の下端部にねじボス４８が設けられる。ベアリング固定ねじ２６は、ねじボス４８に設けられているねじ孔に挿入される。パイプ部４１の内側に下側ベアリング２５２が配置されている状態で、ベアリング固定ねじ２６がねじボス４８のねじ孔に挿入されると、ベアリング固定ねじ２６の頭部が下側ベアリング２５２の下端面２５６の少なくとも一部に接触する。ベアリング固定ねじ２６の頭部と下側ベアリング２５２との接触により、下側ベアリング２５２がパイプ部４１に固定される。

足部４２は、ステータコア３１の外側に配置される。足部４２は、円環状である。足部４２は、プレート状である。パイプ部４１の中心軸と足部４２の中心軸とは、一致する。足部４２は、固定対象に固定される。固定対象として、モータ４を収容するハウジング２が例示される。足部４２が固定対象に固定されることにより、モータ４が固定対象に固定される。足部４２の内径は、パイプ部４１の外径よりも大きい。足部４２に、ねじ用開口４５が設けられる。ねじ用開口４５にねじ（不図示）が配置される。ねじ用開口４５に配置されたねじが固定対象に設けられているねじ孔に結合されることにより、足部４２と固定対象とが固定される。

接続リブ部４３は、パイプ部４１と足部４２とを繋ぐ。接続リブ部４３は、パイプ部４１の外面から径方向外側に延伸する。接続リブ部４３は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、接続リブ部４３は、４本設けられる。本実施形態において、接続リブ部４３は、パイプ部４１の大径部４１Ｂと足部４２とを繋ぐ。接続リブ部４３の径方向内側の端部は、大径部４１Ｂの外面に固定される。接続リブ部４３の径方向外側の端部は、足部４２の内面に固定される。接続リブ部４３は、パイプ部４１の中心軸と足部４２の中心軸とが一致するように、パイプ部４１と足部４２とを繋ぐ。

ステータ３０は、ステータベース４０とステータコア３１とを固定するステータねじ３７を有する。ステータコア３１にねじ用開口３８が形成される。ステータコア３１のねじ用開口３８は、ステータヨーク３４の上端面と下端面とを貫くように形成される。ステータベース４０の大径部４１Ｂの上方側を向く端面にねじ孔４７が形成される。

ステータねじ３７は、ステータコア３１の上方側からステータコア３１のねじ用開口３８に挿入される。ステータねじ３７は、ステータコア３１のねじ用開口３８を介して、ステータベース４０のねじ孔４７に挿入される。ステータねじ３７に設けられているねじ山とねじ孔４７に設けられているねじ溝とが結合されることにより、ステータコア３１とステータベース４０とがステータねじ３７により固定される。本実施形態において、ステータコア３１とステータベース４０とは、３つのステータねじ３７により固定される。

次に、モータ４の動作について説明する。本実施形態において、モータ４は、三相ブラシレスモータである。１２個のコイル３３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。バッテリパック９からモータ４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。バッテリパック９からの駆動電流は、バスバー（不図示）を介してコイル３３に供給される。バッテリパック９からコイル３３に駆動電流が供給されることにより、ステータ３０において回転磁界が生成される。ステータ３０において回転磁界が生成されることにより、ロータ１０及びロータシャフト２０が回転軸ＡＸを中心に回転する。

以上説明したように、本実施形態によれば、軸方向において、ベアリング２５とステータコア３１の少なくとも一部とはオーバーラップする。これにより、軸方向におけるモータ４の寸法の大型化が抑制される。

また、本実施形態によれば、上側ベアリング２５１と下側ベアリング２５２との両方が、ステータベース４０のパイプ部４１とロータシャフト２０との間に配置される。これにより、軸方向におけるモータ４の寸法の大型化が抑制される。

上側ベアリング２５１の上端面２５３は、ロータシャフト２０の第１支持面２８に接触する。上側ベアリング２５１の下端面２５４は、ステータベース４０の第２支持面４１３に接触する。上側ベアリング２５１は、第１支持面２８に接触した状態で、ロータシャフト２０と一緒にパイプ部４１の上方側からパイプ部４１の内側に挿入されることにより、第１支持面２８と第２支持面４１３とに挟まれる。これにより、上側ベアリング２５１とロータシャフト２０とステータベース４０とが位置決めされる。

下側ベアリング２５２の上端面２５５は、ステータベース４０の第３支持面４１５に接触する。下側ベアリング２５２は、パイプ部４１の下方側からパイプ部４１の内側に挿入されることにより、第３支持面４１５に接触することができる。下側ベアリング２５２がパイプ部４１の内側に配置された後、サークリップ２７が溝２００に配置されることにより、下側ベアリング２５２は、軸方向において第３支持面４１５とサークリップ２７とに挟まれる。これにより、下側ベアリング２５２とロータシャフト２０とステータベース４０とが位置決めされる。

ロータシャフト２０とロータプレート１４とを固定するロータねじ２３が設けられる。ロータねじ２３により、ロータシャフト２０とロータ１０とは簡単に固定される。

ロータシャフト２０のシャフト凸部２２は、ロータプレート１４のシャフト開口１６に配置される。これにより、ロータ１０とロータシャフト２０とは位置決めされる。

ロータヨーク１３とロータプレート１４と放射リブ１５とは、一体である。これにより、ロータヨーク１３及びロータヨーク１３に固定されるマグネット１２とロータプレート１４及びロータプレート１４に固定されるロータシャフト２０との相対位置の変化が抑制される。

［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、その説明を簡略又は省略する。

図７及び図８のそれぞれは、本実施形態に係るモータ４を示す斜視図である。図７は、上方側からの斜視図である。図８は、下方側からの斜視図である。図９は、本実施形態に係るモータ４を示す分解斜視図である。

上述の第１実施形態において、インシュレータ３２は、上側インシュレータ３２１と下側インシュレータ３２２とを含むこととした。本実施形態において、インシュレータ３２は、ステータコア３１と一体成型される。インシュレータ３２は、例えばインサート成形によりステータコアに固定される。

本実施形態において、ロータカップ１１は、円筒状のロータヨーク１３Ｂと、少なくとも一部がシャフト端面２１に対向するロータプレート１４Ｂと、接続リブ１８０を介してロータプレート１４Ｂに固定されるロータリング１８と、ロータリング１８から軸方向に延伸する柱状リブ１９とを有する。ロータヨーク１３Ｂは、例えば引き抜き加工により形成される。ロータプレート１４Ｂと接続リブ１８０とロータリング１８と柱状リブ１９とは、一体である。ロータヨーク１３Ｂと、ロータプレート１４Ｂとは、別体である。柱状リブ１９は、ロータリング１８から下方側に突出する。柱状リブ１９は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、柱状リブ１９は、１４本設けられる。

図１０は、本実施形態に係るロータ１０を示す分解斜視図である。マグネット１２は、ロータヨーク１３Ｂの内側に配置される。柱状リブ１９は、ロータヨーク１３Ｂの内側に挿入される。柱状リブ１９は、マグネット１２に接触する。柱状リブ１９は、周方向において相互に隣り合うマグネット１２の間に配置される。マグネット１２は、柱状リブ１９により位置決めされる。

ロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とは連結される。ロータリング１８は、ロータヨーク１３Ｂの上端面に接触するリング大径部１８Ａと、ロータヨーク１３Ｂの内側に配置されるリング小径部１８Ｂとを有する。ロータヨーク１３Ｂの上端面とリング大径部１８Ａとが接触した状態で、リング小径部１８Ｂは、ロータヨーク１３Ｂの内側に嵌まる。リング小径部１８Ｂの外面は、ロータヨーク１３Ｂの内面に接触する。ロータヨーク１３Ｂの上端面とリング大径部１８Ａとが接触することにより、軸方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。リング小径部１８Ｂがロータヨーク１３Ｂの内側に嵌まり、リング小径部１８Ｂの外面とロータヨーク１３Ｂの内面とが接触することにより、径方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。

ロータリング１８は、リング大径部１８Ａの下端面から下方側に突出するリング凸部１８１を有する。ロータヨーク１３Ｂは、リング凸部１８１が配置されるリング凹部１３０を有する。ロータヨーク１３Ｂにリング凸部１８１が配置されることにより、周方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。

リング凸部１８１は、１つ設けられる。リング凹部１３０は、１つ設けられる。周方向において、相互に隣り合うマグネット１２の境界とリング凹部１３０の少なくとも一部とはオーバーラップする。すなわち、周方向において、１つの柱状リブ１９の位置とリング凸部１８１の位置とは、一致する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ロータヨーク１３Ｂとロータプレート１４Ｂとは、別体である。ロータヨーク１３Ｂは、例えば引き抜き加工により簡単に製造可能である。ロータプレート１４Ｂには、接続リブ１８０を介してロータリング１８が固定される。ロータリング１８から柱状リブ１９が軸方向に延伸する。柱状リブ１９により、マグネット１２が簡単に位置決めされる。これにより、モータ４の生産性が向上する。

ロータリング１８は、ロータヨーク１３Ｂの上端面に接触するリング大径部１８Ａと、ロータヨーク１３Ｂの内側に配置されるリング小径部１８Ｂとを有する。ロータヨーク１３Ｂの上端面とリング大径部１８Ａとの接触により、軸方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。リング小径部１８Ｂがロータヨーク１３Ｂの内側に嵌まることにより、径方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。

ロータリング１８は、リング大径部１８Ａの下端面から下方側に突出するリング凸部１８１を有する。ロータヨーク１３Ｂは、リング凸部１８１が配置されるリング凹部１３０を有する。リング凹部１３０にリング凸部１８１が配置されることにより、ロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とが位置決めされる。また、リング凸部１８１は、リング大径部１８Ａの下端面から下方側に突出するので、径方向においてロータリング１８が大型化することが抑制される。

周方向において、相互に隣り合うマグネット１２の境界とリング凹部１３０の少なくとも一部とはオーバーラップする。すなわち、ロータ１０において磁力線の通過が少ない位置にリング凹部１３０及びリング凸部１８１が配置される。これにより、モータ４の性能の低下が抑制される。

図１１は、本実施形態に係るロータ１０の変形例の一部を示す斜視図である。図１１に示すように、ロータヨーク１３Ｂの内面に溝部１３１が設けられてもよい。溝部１３１は、軸方向に延伸するように、ロータヨーク１３Ｂの内面に設けられる。柱状リブ１９の少なくとも一部が溝部１３１の内側に配置されることにより、周方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とマグネット１２とが位置決めされる。

図１２は、本実施形態に係るロータ１０の変形例の一部を示す斜視図である。図１２に示すように、ロータヨーク１３Ｂの内面に突出リブ１３２が設けられてもよい。突出リブ１３２は、ロータヨーク１３Ｂの内面から径方向内側に突出する。マグネット１２は、ロータヨーク１３Ｂの内側に配置される。突出リブ１３２は、相互に隣り合うマグネット１２の間に配置される。突出リブ１３２により、周方向においてロータヨーク１３Ｂとマグネット１２とが位置決めされる。また、周方向において、突出リブ１３２と柱状リブ１９とは、交互に配置されてもよい。すなわち、突出リブ１３２は、周方向に相互に隣り合う柱状リブ１９の間に配置されてもよい。これにより、周方向においてロータヨーク１３Ｂとロータリング１８とマグネット１２とが位置決めされる。

［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、その説明を簡略又は省略する。

図１３は、本実施形態に係るロータ１０を示す斜視図である。図１４は、本実施形態に係るロータ１０を示す分解斜視図である。本実施形態において、ロータヨーク１３Ｂは、第１ヨーク部１３０１と、第２ヨーク部１３０２と、第３ヨーク部１３０３と、第４ヨーク部１３０４とを有する。第１ヨーク部１３０１、第２ヨーク部１３０２、第３ヨーク部１３０３、及び第４ヨーク部１３０４のそれぞれは、リング状である。第２ヨーク部１３０２は、第１ヨーク部１３０１に連結される。第３ヨーク部１３０３は、第２ヨーク部１３０２に連結される。第４ヨーク部１３０４は、第３ヨーク部１３０３に連結される。

第１ヨーク部１３０１は、第２ヨーク部１３０２の上端面に接触するヨーク大径部１３Ｃと、第２ヨーク部１３０２の内側に配置されるヨーク小径部１３Ｄとを有する。第２ヨーク部１３０２は、第３ヨーク部１３０３の上端面に接触するヨーク大径部１３Ｃと、第３ヨーク部１３０３の内側に配置されるヨーク小径部１３Ｄとを有する。第３ヨーク部１３０３は、第４ヨーク部１３０４の上端面に接触するヨーク大径部１３Ｃと、第４ヨーク部１３０４の内側に配置されるヨーク小径部１３Ｄとを有する。

第１ヨーク部１３０１は、第１ヨーク部１３０１のヨーク大径部１３Ｃの下面から下方側に突出するヨーク凸部１３３を有する。第２ヨーク部１３０２は、第１ヨーク部１３０１のヨーク凸部１３３が配置されるヨーク凹部１３４を有する。第２ヨーク部１３０２のヨーク凹部１３４は、第２ヨーク部１３０２の上端面に設けられる。

同様に、第２ヨーク部１３０２は、第２ヨーク部１３０２のヨーク大径部１３Ｃの下面から下方側に突出するヨーク凸部１３３を有する。第３ヨーク部１３０３は、第２ヨーク部１３０２のヨーク凸部１３３が配置されるヨーク凹部１３４を有する。第３ヨーク部１３０３は、第３ヨーク部１３０３のヨーク大径部１３Ｃの下面から下方側に突出するヨーク凸部１３３を有する。第４ヨーク部１３０４は、第３ヨーク部１３０３のヨーク凸部１３３が配置されるヨーク凹部１３４を有する。

第１ヨーク部１３０１のヨーク大径部１３Ｃと第２ヨーク部１３０２の上端面とが接触することにより、軸方向において第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。第２ヨーク部１３０２の内側に第１ヨーク部１３０１のヨーク小径部１３Ｄが配置され、第２ヨーク部１３０２の内側とヨーク小径部１３Ｄの外面とが接触することにより、径方向において第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。第１ヨーク部１３０１のヨーク凸部１３３が第２ヨーク部１３０２のヨーク凹部１３４に配置されることにより、周方向において第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。

同様に、第２ヨーク部１３０２と第３ヨーク部１３０３とが位置決めされ、第３ヨーク部１３０３と第４ヨーク部１３０４とが位置決めされる。

以上説明したように、ロータヨーク１３Ｂが、複数のヨーク部（１３０１，１３０２，１３０３，１３０４）により構成されてもよい。複数のヨーク部（１３０１，１３０２，１３０３，１３０４）のそれぞれは、例えば引き抜き加工により製造される。ロータヨーク１３Ｂが、複数のヨーク部（１３０１，１３０２，１３０３，１３０４）により構成されることにより、渦電流による損失が低減される。

第１ヨーク部１３０１は、第２ヨーク部１３０２の上端面に接触するヨーク大径部１３Ｃと、第２ヨーク部１３０２の内側に配置されるヨーク小径部１３Ｄとを有する。第１ヨーク部１３０１のヨーク大径部１３Ｃと第２ヨーク部１３０２の上端面とが接触することにより、軸方向において第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。第２ヨーク部１３０２の内側に第１ヨーク部１３０１のヨーク小径部１３Ｄが配置され、第２ヨーク部１３０２の内面と第１ヨーク部１３０１のヨーク小径部１３Ｄの外面とが接触することにより、径方向において第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。

第１ヨーク部１３０１は、ヨーク大径部１３Ｃから軸方向に突出するヨーク凸部１３３を有し、第２ヨーク部１３０２は、ヨーク凸部１３３が配置されるヨーク凹部１３４を有する。ヨーク凸部１３３がヨーク凹部１３４に配置されることにより、第１ヨーク部１３０１と第２ヨーク部１３０２とが位置決めされる。

［その他の実施形態］
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芝刈り機あることとした。園芸工具は、芝刈り機に限定されない。園芸工具として、ヘッジトリマ、チェーンソー、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…車輪、４…モータ、５…刈刃、６…刈取りボックス、７…ハンドル、８…バッテリ装着部、９…バッテリパック、１０…ロータ、１１…ロータカップ、１２…マグネット、１３…ロータヨーク、１３Ｂ…ロータヨーク、１３Ｃ…ヨーク大径部、１３Ｄ…ヨーク小径部、１４…ロータプレート、１４Ｂ…ロータプレート、１５…放射リブ、１６…シャフト開口、１７…ねじ用開口、１８…ロータリング、１８Ａ…リング大径部、１８Ｂ…リング小径部、１９…柱状リブ、２０…ロータシャフト、２１…シャフト端面、２２…シャフト凸部、２３…ロータねじ、２４…ねじ孔、２５…ベアリング、２６…ベアリング固定ねじ、２７…サークリップ、２８…第１支持面、２９…段部、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…インシュレータ、３３…コイル、３４…ステータヨーク、３５…ティース、３６…スロット、３７…ステータねじ、３８…ねじ用開口、４０…ステータベース、４１…パイプ部、４１Ａ…小径部、４１Ｂ…大径部、４２…足部、４３…接続リブ部、４５…ねじ用開口、４７…ねじ孔、４８…ねじボス、５０…センサ基板、１３０…リング凹部、１３１…溝部、１３２…突出リブ、１３３…ヨーク凸部、１３４…ヨーク凹部、１８０…接続リブ、１８１…リング凸部、２００…溝、２５１…上側ベアリング、２５２…下側ベアリング、２５３…上端面、２５４…下端面、２５５…上端面、２５６…下端面、３２１…上側インシュレータ（第１インシュレータ）、３２２…下側インシュレータ（第２インシュレータ）、４１３…第２支持面、４１４…段部、４１５…第３支持面、４１６…段部、１３０１…第１ヨーク部、１３０２…第２ヨーク部、１３０３…第３ヨーク部、１３０４…第４ヨーク部、ＡＸ…回転軸。

Claims (20)

1. ステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータに装着されるコイルと、を含むステータと、
   少なくとも一部が前記ステータの外周側に配置されるロータカップと、前記ロータカップに固定されるマグネットと、を有するロータと、
   前記ステータコアを支持するステータベースと、
   少なくとも一部が前記ステータベースの内側に配置され回転軸を中心に回転するロータシャフトと、
   前記ロータにより駆動される出力部と、
   前記ステータベースと前記ロータシャフトとの間に配置され前記ロータシャフトを支持するベアリングと、を備え、
   前記回転軸の軸方向において、前記ベアリングと前記ステータコアの少なくとも一部とはオーバーラップする、
   電動作業機。
2. 前記ベアリングは、前記ロータシャフトの第１部分を支持する第１ベアリングと、前記ロータシャフトの第２部分を支持する第２ベアリングと、を含み、
   前記回転軸の軸方向において、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングの一方又は両方と前記ステータコアの少なくとも一部とがオーバーラップする、
   請求項１に記載の電動作業機。
3. ステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータに装着されるコイルと、を含むステータと、
   少なくとも一部が前記ステータの外周側に配置されるロータカップと、前記ロータカップに固定されるマグネットと、を有するロータと、
   前記ステータコアを支持するステータベースと、
   少なくとも一部が前記ステータベースの内側に配置され回転軸を中心に回転するロータシャフトと、
   前記ロータにより駆動される出力部と、
   前記ステータベースと前記ロータシャフトとの間に配置され前記ロータシャフトの第１部分を支持する第１ベアリングと、
   前記ステータベースと前記ロータシャフトとの間に配置され前記ロータシャフトの第２部分を支持する第２ベアリングと、を備える、
   電動作業機。
4. 前記第１ベアリングは、前記回転軸の軸方向一方側を向く第１端面と軸方向他方側を向く第２端面とを有し、
   前記ロータシャフトは、前記第１端面を支持する第１支持面を有し、
   前記ステータベースは、前記第２端面を支持する第２支持面を有する、
   請求項２又は請求項３に記載の電動作業機。
5. 前記第２ベアリングは、前記回転軸の軸方向一方側を向く第３端面と軸方向他方側を向く第４端面とを有し、
   前記ステータベースは、前記第３端面を支持する第３支持面を有し、
   前記ロータシャフトに装着され前記第４端面を支持するサークリップを備える、
   請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の電動作業機。
6. 前記ロータシャフトは、前記回転軸の軸方向を向くシャフト端面を有し、
   前記ロータカップは、前記ステータを囲むように配置され前記マグネットが固定される円筒状のロータヨークと、少なくとも一部が前記シャフト端面に対向するロータプレートと、を有し、
   前記ロータシャフトと前記ロータプレートとを固定するロータねじを備える、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電動作業機。
7. 前記ロータシャフトは、前記シャフト端面から突出するシャフト凸部を有し、
   前記ロータプレートは、前記シャフト凸部が配置されるシャフト開口を有する、
   請求項６に記載の電動作業機。
8. 前記ロータカップは、前記ロータヨークと前記ロータプレートとを繋ぐ放射リブを有し、
   前記ロータヨークと前記ロータプレートと前記放射リブとは、一体である、
   請求項７に記載の電動作業機。
9. 前記ロータヨークと前記ロータプレートとは、別体である、
   請求項７に記載の電動作業機。
10. 前記ロータカップは、前記ロータプレートに固定されるロータリングと、前記ロータリングから前記回転軸の軸方向に延伸し前記マグネットに接触する柱状リブと、を有する、
    請求項９に記載の電動作業機。
11. 前記柱状リブは、相互に隣り合う前記マグネットの間に配置される、
    請求項１０に記載の電動作業機。
12. 前記ロータヨークは、前記ロータヨークの内面に設けられ前記回転軸の軸方向に延伸する溝部を有し、
    前記柱状リブは、前記溝部に配置される、
    請求項１０又は請求項１１に記載の電動作業機。
13. 前記マグネットは、前記ロータヨークの内側に配置され、
    前記ロータヨークは、前記ロータヨークの内面から突出し相互に隣り合う前記マグネットの間に配置される突出リブを有する、
    請求項１１又は請求項１２に記載の電動作業機。
14. 前記柱状リブは、前記回転軸の周方向に複数設けられ、
    前記突出リブは、相互に隣り合う前記柱状リブの間に配置される、
    請求項１３に記載の電動作業機。
15. 前記ロータリングは、前記ロータヨークの端面に接触するリング大径部と、前記ロータヨークの内側に配置されるリング小径部とを有する、
    請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の電動作業機。
16. 前記ロータリングは、前記リング大径部から前記回転軸の軸方向に突出するリング凸部を有し、
    前記ロータヨークは、前記リング凸部が配置されるリング凹部を有する、
    請求項１５に記載の電動作業機。
17. 前記回転軸の周方向において、相互に隣り合う前記マグネットの境界と前記リング凹部の少なくとも一部とはオーバーラップする、
    請求項１６に記載の電動作業機。
18. 前記ロータヨークは、第１ヨーク部と、前記第１ヨーク部に連結される第２ヨーク部と、を有する、
    請求項９から請求項１７のいずれか一項に記載の電動作業機。
19. 前記第１ヨーク部は、前記第２ヨーク部の端面に接触するヨーク大径部と、前記第２ヨーク部の内側に配置されるヨーク小径部とを有する、
    請求項１８に記載の電動作業機。
20. 前記第１ヨーク部は、前記ヨーク大径部から軸方向に突出するヨーク凸部を有し、
    前記第２ヨーク部は、前記ヨーク凸部が配置されるヨーク凹部を有する、
    請求項１９に記載の電動作業機。

Images