JP4595442B2

JP4595442B2 - 電動モータ、それを備える電動工具及び電動モータの製造方法

Info

Publication number: JP4595442B2
Application number: JP2004243619A
Authority: JP
Inventors: 英之谷本; 真一坂本
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: CN100384060C; US20060043816A1; US7777372B2; CN1741349A; JP2006067639A

Description

本発明は、樹脂によりモールドされたコイルを有する電動モータと、それを備える電動工具と、電動モータの製造方法に関する。

従来から電動工具に備えられる電動モータとして様々な構造が提案されている。例えば、一部に絶縁紙が巻かれたコイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込み、コイルと固定子コアとをワニスに浸して一体に固めて、コイルと固定子コアとの形状安定化を図っている。

また、一部に絶縁紙が巻かれたコイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込み、コイルと固定子コアの一部とを樹脂により一体に覆い、コイルと固定子コアとの形状安定化を図っているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−９６０１号公報

しかし、従来の電動工具に備えられる電動モータにおいて、コイルの一部に絶縁紙が巻かれていたため、絶縁紙が巻かれた部分の放熱性が悪かった。また、コイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込むという作業は熟練技術を要し、更にこの作業には多くのコストと製造時間が費やされていた。また、各コイルと固定子コアとをワニス若しくは樹脂で一体に固めてしまうと、固定子コアを再利用するときに固定子コアからコイルを取外すのに非常に手間がかかり固定子コアの再利用性が悪かった。

また、コイルを固定子コアに嵌め込むときに隣接するマグネットワイヤ間に隙間が形成され、コイルを覆うための樹脂が隙間に流入してその量が不必要に増加し、モータの重量を増加させてしまっていた。またコイルを固定子コアに嵌め込んだ後に、コイルと固定子コアとの間に風路を形成するのが困難であった。

そこで本発明は、冷却効率を飛躍的に向上させることができる電動モータとそれを備えた電動工具と、製造コストの低減及び固定子コアの再利用性を向上させることができる電動モータの製造方法とを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、該ハウジング内に設けられ該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、該固定子コアは、第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置される第二固定子コアとから構成され、該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成されている電動工具を提供している。

また、本発明は、空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、該ハウジング内に設けられ該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、該固定子コアは、第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置される第二固定子コアとから構成され、該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成され、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルの該軸方向部と該固定子コアの内周面とによって風路が提供される電動工具を提供している。

ここで、該軸方向部と該固定子コアの内周面とを接続する突起部が、該風路を仕切るように、該固定子コアの内周面若しくは該軸方向部から一体に突設されていることが好ましい。

また、該軸方向部は、該回転子と対向する対向面を有し、該対向面は、該固定子コアに接触しないことが好ましい。

また、該軸方向部は、該回転子と対向する対向面を有し、該対向面の端部は、該固定子コアと接触していることが好ましい。

また、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアとは別体で該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから少なくとも構成され、該第一コイル装着部は、該第一モールドコイルの該軸方向部を当接・支持する第一当接面及び第二当接面を有し、該第二コイル装着部は、該第二モールドコイルの該軸方向部を当接・支持する第三当接面及び第四当接面を有し、該第一当接面と該第二当接面とは、互いに略平行であり、該第三当接面と該第四当接面とは、互いに略平行であり、該第一当接面と該第三当接面とは、略同一平面上に位置し、該第二当接面と該第四当接面とは、略同一平面上に位置していることが好ましい。

また、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、更に該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ内方モールドコイル部及び外方モールドコイル部から構成され、該内方モールドコイル部の該軸方向部と、該外方モールドコイル部の該軸方向部とによって、該回転子の軸方向に延びる風路が提供されていることが好ましい。

また、本発明は、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータにおいて、該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、一体に構成される該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置され該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから構成され、該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成されている電動モータを提供している。

また、本発明は、マグネットワイヤを所定回数巻いて第一コイルを製造し、マグネットワイヤを所定回数巻いて第二コイルを製造する工程と、該第一コイル及び該第二コイルを対向・近接配置させて樹脂で覆い、一体として構成される第一モールドコイル及び第二モールドコイルを製造する工程と、一体の該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを第一コイル装着部を有する第一固定子コアと第二コイル装着部を有する第二固定子コアとで挟み込み、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを、それぞれ該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着する工程とを備える電動モータの製造方法を提供している。

請求項１に記載の電動工具によれば、第一コイル及び第二コイルの全体のみが樹脂で覆われて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成する。そして、第一モールドコイル及び第二モールドコイルは、第一コイル装着部及び第二コイル装着部に装着されるので、第一コイル及び第二コイルの形状を安定させることができる。また、絶縁性・高熱伝導性の樹脂で覆えば、絶縁紙を第一、二コイルに巻く必要がなくなるので、第一、第二コイルの放熱性を向上させることができる。

請求項２に記載の電動工具によれば、第一コイル及び第二コイルの全体のみが樹脂で覆われて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成する。そして、第一モールドコイル及び第二モールドコイルは、第一コイル装着部及び第二コイル装着部に装着されるので、第一コイル及び第二コイルの形状を安定させることができる。また、絶縁性・高熱伝導性の樹脂で覆えば、絶縁紙を第一、二コイルに巻く必要がなくなるので、第一、第二コイルの放熱性を向上させることができる。

請求項３に記載の電動工具によれば、軸方向部と固定子コアの内周面とを接続する突起部が、風路を仕切るように、固定子コアの内周面若しくは軸方向部から一体に突設されているので、第一、二モールドコイルを固定子コアに強固に固定することができる。

請求項４に記載の電動工具によれば、対向面が第一固定子コア及び該第二固定子コアに接触しない（第一固定子コア及び該第二固定子コアから開放されている）ので、第一、二モールドコイルをそれぞれ第一、二固定子コアに容易に装着することができる。

請求項５に記載の電動工具によれば、対向面の端部が、第一固定子コア及び第二固定子コアと接触しているので、第一、二モールドコイルを第一、二固定子コアに強固に固定することができる。

請求項６に記載の電動工具によれば、第一当接面と第二当接面とは、互いに略平行であり、第三当接面と第四当接面とは、互いに略平行であり、第一当接面と第三当接面とは、略同一平面上に位置し、第二当接面と第四当接面とは、略同一平面上に位置しているので、容易に第一、二固定子コアを第一、二コイルに装着することができる。また、第一、二コイルに電流を流すことにより発生する磁束の経路を短くすることができるため、磁気抵抗が減少しモータ効率の向上が図れる。

請求項７に記載の電動工具によれば、第一モールドコイル及び第二モールドコイルは、それぞれ内方モールドコイル部及び外方モールドコイル部から構成され内方モールドコイル部の軸方向部と、外方モールドコイル部の軸方向部とによって、回転子の軸方向に延びる風路が提供されているので、放熱部である第一モールドコイル及び第二モールドコイルの放熱面積が従来のモータと比較して増加する。従って、ファン風による冷却効率が飛躍的に上昇するので、モータの寿命を向上させることができ、電動工具の定格入力を大幅に向上させることができる。更に、従来のモータと比較して、高負荷をかけて電動工具を使用することが可能となる。

請求項８に記載の電動モータによれば、第一コイル及び第二コイルの全体のみが樹脂で覆われて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、第一モールドコイル及び第二モールドコイルは、第一コイル装着部及び第二コイル装着部に装着されるので、第一コイル及び第二コイルの形状を安定させることができる。また、絶縁性・高熱伝導性の樹脂で覆えば、絶縁紙を第一、二コイルに巻く必要がなくなるので、第一、第二コイルの放熱性を向上させることができる。

請求項９に記載の電動モータの製造方法によれば、第一コイル及び第二コイルを樹脂で覆い、一体として構成される第一モールドコイル及び第二モールドコイルを製造する工程を有しているので、各コイルを別々に樹脂で覆うよりも製造コストを低減できる。更に、一体として第一、二モールドコイルを構成することにより、固定子コアに装着後第一モールドコイルと第二モールドコイルとの間に隙間等が形成されないので、第一モールドコイルと第二モールドコイルとを固定子コアに強固に固定することができる。

また、第一、二コイルのみを樹脂により覆うのでモールド金型形状を単純化することができ、製造コストを低減することができる。また、モータを使用後、第一、二モールドコイルと、固定子コアとを容易に分離することができるので、コイルと固定子コアとがワニスにより一体に固められた従来のモータと比較して、固定子コアの再利用性を向上させることができる。

また、一体の第一モールドコイル及び第二モールドコイルを第一固定子コアと第二固定子コアとで挟み込む工程とを有しているので、従来のモータの製造方法のようにコイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込むという熟練技術を要する作業が必要なくなる。従って、容易にモータを製造することができ、製造コスト及び製造時間を低減することができる。更に、隣接するマグネットワイヤ間に形成される隙間を少なくすることができるため、第一、二コイルを覆うのに必要な樹脂を減少させることができ、モータの重量を低減することができる。

更に、第一、二コイルの表面のみを樹脂により覆い形状安定化し、その後第一、二モールドコイルを第一、二固定子コアで挟み込むので、第一、二固定子コアと第一、二モールドコイルとの間に容易に風路を提供することが可能となる。

請求項１３に記載の電動モータの製造方法によれば、第一コイル及び第二コイルを樹脂で覆い、一体として構成される第一モールドコイル及び第二モールドコイルを製造する工程を有しているので、各コイルを別々に樹脂で覆うよりも製造コストを低減できる。更に、一体として第一、二モールドコイルを構成することにより、固定子コアに装着後第一モールドコイルと第二モールドコイルとの間に隙間等が形成されないので、第一モールドコイルと第二モールドコイルとを固定子コアに強固に固定することができる。

本発明の電動工具を携帯用丸鋸に適用した第１の実施の形態について図１乃至図４（ｄ）に基づき説明する。図１は携帯用丸鋸１の部分縦断面図である。図１に示されるように携帯用丸鋸１は、モータ２０を内部に支持収納するハウジング２と、ハンドル３と、モータ２０により回転駆動される鋸刃４と、ソーカバー５と、ベース６と、ファン７とを主に備える。ハウジング２の一端側には、ハウジング２内部と外部とを連通させる空気吸入口２ａが形成されている。ハンドル３は、ハウジング２に一体もしくは別部材として連結して設けられ、モータ２０の駆動を制御する図示せぬスイッチを備える。鋸刃４は、切断可能な方向（正転方向）にのみ回転可能に設けられている。ソーカバー５は、ハウジング２に取付けられて鋸刃４の外周の上側半分を覆う形状をなしている。

ソーカバー５には、後述するファン風を排出するためのファン風排出口５ａが形成されている。ベース６は、ソーカバー５を介してハウジング２と連結され、被切断材上を摺動可能な底面６ａを有し、鋸刃４を底面６ａより下方に突出させる図示せぬ開口部が形成されている。モータ２０は、第１モールドコイル２２、第２モールドコイル２３及び回転子２４を有し、ファン７は、第１モールドコイル２２、第２モールドコイル２３及び回転子２４を冷却するために、回転子２４と共に回転可能に設けられた出力軸２６に固定して設けられている。

出力軸２６の一端側にはピニオンギア８が設けられている。出力軸２６およびピニオンギア８は、ハウジング２の空気吸入口２ａ側端部およびソーカバー５に設けられた第１軸受９、１０によって回転可能に支承されている。ソーカバー５内には出力軸２６と平行に延びる駆動軸１１が、第２軸受１２、１３により回転可能に支承されている。駆動軸１１のハウジング２側にはピニオンギア８と噛合するギア１４が、駆動軸１１と同軸に固定されている。駆動軸１１には、一対の鋸刃固定部材１５が駆動軸１１に対して回転不能に取付けられている。そして、鋸刃４は一対の鋸刃固定部材１５間に挟持固定されている。

携帯用丸鋸１には、ソーカバー５内において駆動軸１１の軸心を中心に回動可能に保持され、ソーカバー５内に収納可能で、鋸刃４外周のほぼ半分を覆う形状をしたセーフティーカバー１６が設けられている。セーフティーカバー１６には、手動回動操作用のレバー１６ａが取付けられている。セーフティーカバー１６は図示しないスプリング等の付勢手段によって付勢されており、図１に示すように大部分がベース６の底面６ａよりも下方に突出し鋸刃４外周が露出するのを防止する回動位置が初期状態となっている。切断作業時には、セーフティーカバー１６の切断方向前方側端部（図１の紙面に垂直方向手前側）が被切断材の端部に当接し、その状態で携帯用丸鋸１が切断方向に摺動することによってスプリングの付勢力に抗してセーフティーカバー１６はソーカバー５内に収納されるように駆動軸１１の軸心を中心に回動し、ベース６の底面６ａ側において鋸刃４が露出する。

次に図２及び図３に基づきモータ２０について説明する。図２は、モータ２０の斜視図であり、図３は、モータ２０のその長手方向に直交する断面図である。図２及び図３においては、回転子２４の図示を省略している。モータ２０は、固定子コア２１と、一体として構成される第一モールドコイル２２及び第二モールドコイル２３（図４（ｃ））と、回転子２４（図１）とを有している。固定子コア２１はハウジング２に図示せぬ複数のリブにより支持固定され、第一固定子コア２１Ａと、第一固定子コア２１Ａと対向する第２固定子コア２１Ｂとから構成される。

第一固定子コア２１Ａは、第一モールドコイル２２を装着するための第一コイル装着部２１Ａ１と、回転子２４の円周方向における第一コイル装着部２１Ａ１の両端から回転子２４の外周に沿うようにそれぞれ延びる一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２とから構成される。第二固定子コア２１Ｂも第一固定子コア２１Ａと同様に第二コイル装着部２１Ｂ１と、一対の第二固定子コア脚部２１Ｂ２とから構成される。そして、一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２の自由端と、一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２に対向する一対の第二固定子コア脚部２１Ｂ２の自由端とは互いに嵌合し、この嵌合により固定子コア２１は回転子２４を遊挿するための中空部２１ａを提供している。

第一コイル装着部２１Ａ１は、後述する第一モールドコイル２２の一対の第一軸方向部２２Ｄをそれぞれ当接・支持し、固定子コア２１の軸方向に延びる互いに略平行な第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄとを有している。第二コイル装着部２１Ｂ１は、第一コイル装着部２１Ａ１の第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄと同様の、後述する第二モールドコイル２３の一対の第二軸方向部２３Ｄをそれぞれ当接・支持し、互いに略平行な第三当接面２１Ｅと第四当接面２１Ｆとを有している。また、第一当接面２１Ｃと第三当接面２１Ｅとは略同一平面上に位置し、第二当接面２１Ｄと第四当接面２１Ｆとは略同一平面上に位置している。

第一モールドコイル２２は、第一コイル２２Ａと、その全体を覆う高熱伝導性・絶縁性・熱硬化性の樹脂２５（例えば、アルミナを充填したビニルエステル樹脂）とを有している。第二モールドコイル２３も第一モールドコイル２２と同様に、第二コイル２３Ａと、その全体を覆う樹脂２５とを有している。また、第一、二モールドコイル２２、２３は、それぞれ固定子コア２１の軸方向両端部から外方に突出すると共に回転子２４の円周方向に沿う略円弧状のそれぞれ一対の第一、二円周方向部２２Ｃ、２３Ｃと、固定子コア２１の内周を回転子２４の軸方向に沿って延びるそれぞれ一対の第一、二軸方向部２２Ｄ、２３Ｄとから構成される。

そして、一対の第一円周方向部２２Ｃと一対の第一軸方向部２２Ｄとで略四角形状に、第一コイル装着部２１Ａ１の周囲に装着され、一対の第二円周方向部２３Ｃと一対の第一軸方向部２３Ｄとで略四角形状に、第二コイル装着部２１Ｂ１の周囲に装着される。第一軸方向部２２Ｄは、回転子２４（図１）に対向する第一対向面２２Ｅを有し、第二軸方向部２３Ｄは、回転子２４に対向する第二対向面２３Ｅを有している。

また、一対の第一円周方向部２２Ｃと一対の第一軸方向部２２ＤとによりスペースＳ１（図４（ｄ））が提供され、一対の第二円周方向部２３Ｃと一対の第二軸方向部２３ＤとによりスペースＳ２（図４（ｄ））が提供される。また、図３に示すように一対の第一軸方向部２２Ｄと一対の第二軸方向部２３Ｄとは連なっており、これにより第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とは一体に構成される。

一方の第一軸方向部２２Ｄ及びそれに連なる第二軸方向部２３Ｄと、それらに対向する第一固定子コア脚部２１Ａ２及び第二固定子コア脚部２１Ｂ２とによって、ファン風を通過させるための風路２７が提供されている。他方の第一軸方向部２２Ｄ及びそれに連なる第二軸方向部２３Ｄと、それらに対向する第一固定子コア脚部２１Ａ２及び第二固定子コア脚部２１Ｂ２とによっても、ファン風を通過させるための風路２７が提供されている。

次に携帯用丸鋸１の動作について説明する。図示せぬスイッチをＯＮにすることによって、図示せぬ電源から第一、二コイル２２Ａ、２３Ａ及び回転子２４に電流が流れる。これにより、第一コイル２２Ａと第二コイル２３Ａ間との間に磁界が発生し、この磁界と回転子２４に流れた電流とにより回転子２４を回転させる力が発生し、回転子２４は回転する。回転子２４が回転することによって出力軸２６も回転し、この回転力がピニオンギア８、ギア１４、駆動軸１１及び鋸刃固定部材１５を介して鋸刃４に伝達され、鋸刃４は正転方向に回転し切断作業が可能となる。

また、作業中は出力軸２６が回転することによってファン７も回転する。ファン７が回転すると、空気吸入口２ａよりハウジング２内部に空気（ファン風）が流入し、風路２７を通過する。従って、電流が流れることにより熱を発生する第一モールドコイル２２及び第二モールドコイル２３は冷却される。そして、ファン風はファン７の半径方向及び回転子２４の軸方向に流れて、ファン風排出口５ａから排出される。

風路２７を提供することにより、放熱部である第一モールドコイル２２及び第二モールドコイル２３の放熱面積が従来のモータと比較して約４０％増加する。従って、ファン風による冷却効率が飛躍的に上昇するので、モータ２０の寿命を向上させることができ、携帯用丸鋸１の定格入力を大幅に向上させることができる。更に、従来のモータと比較して、約１．１５倍の負荷をかけて携帯用丸鋸１を使用することが可能となった。

また、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａの全体を熱硬化性の樹脂２５で覆っているので、それらの形状を安定させることができ、モータ２０に高負荷が作用し高温状態となった場合でも樹脂２５は熱変形し難い。従って、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａは熱変形し難くなるので、第一、二円周方向部２２Ｃ、２３Ｃが変形して回転子２４に接触するのを防止することができ、モータ２０の耐久性を向上させることができる。また、第一、二モールドコイル２２、２３は一体として構成されので、より第一、二コイル２２Ａ、２３Ａの形状の安定化を図ることができる。

また、高熱伝導性・絶縁性の樹脂２５で第一、二コイル２２Ａ、２３Ａの全体を覆っているので、従来のコイルのように第一、二軸方向部２２Ｄ、２３Ｄに熱伝導性の悪い絶縁紙を巻く必要がない。これにより、第一、二軸方向部２２Ｄ、２３Ｄの放熱性を向上させることができる。また、風路２７の固定子コア２１の半径方向の幅を空気吸入口２ａの幅より広くすれば、空気吸入口２ａからハウジング２内に異物が入ったとしても、異物が風路２７に詰まらないのでモータ２０の冷却性能は低下せず、回転性能を確保することができる。

また、第一、二コイル装着部２１Ａ１、２１Ｂ１は、従来の固定子コアのようにコイルを保持するためのスロットを深く形成しなくてもよく、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａに電流を流すことにより発生する磁束の経路を短くすることができる。従って、磁気抵抗を減少させることができるので、モータ２０の回転性能を向上させることができる。

次に、第１の実施の形態によるモータ２０の製造方法について、図４に基づき説明する。まずマグネットワイヤを所定回数巻いて図４（ａ）に示すような第一コイル２２Ａを製造する。第一コイル２２Ａと同形状の第二コイル２３Ａ（図４（ｂ））も製造する。次に図４（ｂ）に示すように、第一コイル２２Ａの一対の第一軸方向部相当部２２Ａ１と、第二コイル２３Ａの一対の第二軸方向相当部２３Ａ１とを対向・近接配置させて、図４（ｃ）に示すように全体を樹脂２５で覆い一体として構成される第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とを製造する。

次に、図４（ｄ）に示すように、一体の第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とを第一固定子コア２１Ａと第二固定子コア２１Ｂとにより挟み込むように、スペースＳ１に第一固定子コア２１Ａの第一コイル装着部２１Ａ１の一部を挿入し、一対の第一軸方向部２２Ｄをそれぞれ第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄとに当接させる（図３）。同様にスペースＳ２に第二固定子コア２１Ｂの第二コイル装着部２１Ｂ１の一部を挿入し、一対の第一軸方向部２３Ｄをそれぞれ第三当接面２１Ｅと第四当接面２１Ｆとに当接させ（図３）、図２のモータ２０を製造する。

上述のように製造することによって、従来のモータの製造方法のようにコイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込むという熟練技術を要する作業が必要なくなるので、容易にモータ２０を製造することができ、製造コスト及び製造時間を低減することができる。また、第一コイル２２Ａと第二コイル２３Ａとを近接配置させて樹脂２５で覆い一体として構成される第一、二モールドコイル２２、２３を製造しているので、各コイルを別々に樹脂で覆うよりも製造コストを低減できる。更に、一体として第一、二モールドコイル２２、２３を構成することにより、固定子コア２１に装着後第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３との間に隙間等が形成されないので、第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とを固定子コア２１に強固に固定することができる。

また、モータ２０を使用後、第一、二モールドコイル２２、２３と、固定子コア２１とを容易に分離することができるので、コイルと固定子コアとがワニスにより一体に固められた従来のモータと比較して、固定子コアの再利用性を向上させることができる。また、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａのみを樹脂２５により覆うのでモールド金型形状を単純化することができ、製造コストを低減することができる。

更に、樹脂２５で第一、二コイル２２Ａ、２３Ａを硬化させ、その後第一、二モールドコイル２２、２３を第一、二固定子コア２１Ａ、２１Ｂで挟み込むので、容易に風路２７（図３）を提供することができる。また、コイルを変形させながら固定子コアのスロットへ嵌め込む作業が不要となるので、隣接するマグネットワイヤ間に形成される隙間を少なくすることができる。このため、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａを覆うのに必要な樹脂２５を減少させることができ、モータ２０の重量を低減することができる。

次に、モータの第一の変更例として図５に示すように、第一軸方向部２２Ｄ及び第二軸方向部２３Ｄと、第一固定子コア脚部２１Ａ２及び第二固定子コア脚部２１Ｂ２とを接続する複数の突起部２８を風路２７を仕切るように、第一軸方向部２２Ｄ及び第二軸方向部２３Ｄから一体に突設してもよい。かかる構成によれば、第一、二モールドコイル２２、２３を固定子コア２１に強固に固定することができる。

またモータの第二の変更例として図６に示すように、第一軸方向部２２Ｄ及び第二軸方向部２３Ｄと、第一固定子コア脚部２１Ａ２及び第二固定子コア脚部２１Ｂ２とを接続する複数の突起部２９を風路２７を仕切るように、第一固定子コア脚部２１Ａ２及び第二固定子コア脚部２１Ｂ２から一体に突設してもよい。かかる構成によれば、第一、二モールドコイル２２、２３を固定子コア２１に強固に固定することができる。

またモータの第三の変更例として図７に示すように、第一、二対向面２２Ｅ、２３Ｅが、それぞれ第一、二固定子コア２１Ａ、２１Ｂから開放されていれば、第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄとが略平行、第三当接面２１Ｅと第四当接面２１Ｆとが略平行でなくても良い。かかる構成によれば、固定子コア２１への第一、二モールドコイル２２、２３の装着を容易に行うことができる。

またモータの第四の変更例として図８に示すように、図７に示した形状の固定子コア２１に更に、第二当接面２１Ｄと第３当接面２１Ｅとの固定子コア２１の半径方向の内方側端部に、それぞれ対向面２１Ｄ１、２１Ｅ１に接触するように第一コイル保持部２１Ｄ１と第二コイル保持部２１Ｅ１とを設けても良い。かかる構成によれば、第一、二モールドコイル２２、２３を第一、二固定子コア２１Ａ、２１Ｂに強固に固定することができる。

またモータの第五の変更例として図９に示すように、第一、二モールドコイル２２、２３と固定子コア２１との間に第一スペーサ３０を設けてもよい。かかる構成によれば、第一、二モールドコイル２２、２３と固定子コア２１との間に形成されるわずかな隙間を無くすことができるので、第一、二モールドコイル２２、２３と固定子コア２１との間のがたつきを防止することができる。従って、振動や衝撃によるの第一、二モールドコイル２２、２３の破壊を防止することができる。また、第一スペーサ３０を電気絶縁物質で構成すれば、固定子コア２１の電気絶縁性を向上させることができる。

またモータの第六の変更例として１０に示すように、固定子コア２１の外周全体または固定子コア２１の連結部分を跨ぐように一部を樹脂３１で覆ってもよい。かかる構成によれば、モータ１２０を支持固定するハウジング２に剛性がなくても第一固定子コア２１Ａ及び第二固定子コア２１Ｂから構成される固定子コア２１の一体性を維持することができ、前述の図示せぬハウジング２内周のリブの数を減少させることができる。従って、ハウジング２と固定子コア２１との間に提供される冷却風路を増加させることができ、ファン風によるモータ１２０の冷却効果を一層高めることができる。

またモータの第七の変更例として図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の実施の形態における第一コイル２２Ａに相当する第一コイル２２２Ａを第一外方コイル２２２Ａ１と、第一外方コイル２２２Ａ１の内周に風路相当部３２Ａを形成するように配置される第一内方コイル２２２Ａ２とにより構成する。この第一コイル２２２Ａを図４（ａ）に示す第一コイル２２Ａのような形状に変形し、同形状の第二コイル２２３Ａ（図１１（ｄ））と対向配置させて、全体を樹脂２５で覆えば図１１（ｃ）に示す風路３２を備えた第１の実施の形態の第一モールドコイル２２に相当する第一外方モールドコイル２２２−１と第一内方モールドコイル２２２−２とからなる第一モールドコイル２２２が提供される（図１１（ｃ）においては第一モールドコイル２２２のみ示す。）。そして、第一モールドコイル２２２と第二モールドコイル２２３とを第一固定子コア２１Ａと第二固定子コア２１Ｂとにより挟み込めば、風路３２を備えたモータ２２０が提供される。かかる構成によれば第１の実施の形態の風路２７を有するモータ２０と同様の効果を得ることができる。

またモータの第八の変更例として図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の実施の形態における第一コイル２２Ａに相当する第一コイル３２２Ａを第二外方コイル３２２Ａ１と、第二外方コイル３２２Ａ１と離間するように配置される第二内方コイル３２２Ａ２とにより構成する。この第一コイル３２２Ａを図４（ａ）に示す第一コイル２２Ａのような形状に変形し、同形状の第二コイル３２３Ａ（図１２（ｄ））と対向配置させて、全体を樹脂２５で覆えば図１２（ｃ）に示す風路３３を備えた第１の実施の形態の第一モールドコイル２２に相当する第二外方モールドコイル３２２−１と第二内方モールドコイル３２２−２とからなる第一モールドコイル３２２が提供される（図１２（ｃ）においては第一モールドコイル３２２のみ示す。）。そして、第一モールドコイル３２２と第二モールドコイル３２３とを対向配置させて、第一固定子コア２１Ａと第二固定子コア２１Ｂとにより挟み込めば、風路３３を備えたモータ３２０が提供される。かかる構成によれば第一の実施の形態の風路２７を有するモータ２０と同様の効果を得ることができる。

また、モータの第九の変更例として固定子コアの形状を図１３に示す固定子コア１２１のように、第一コイル装着部２１Ａ１及び第二コイル装着部２１Ｂ１に相当する一対の第一コイル装着部１２１Ａ１及び第二コイル装着部１２１Ｂ１と、それらの両端を連結する一対の第３固定子コア脚部１２１Ａ２とから構成される形状であってもよい。

またモータの第十の変更例として図１４に示す固定子コア２２１のように、上述の第３固定子コア脚部１２１Ａ２の両端を回転子２４の円周方向に沿って延ばした一対の第４固定子コア脚部２２１Ａ２と、一対の第４固定子コア脚部２２１Ａ２の形状に対応するように変更された第一コイル装着部１２１Ａ１及び第二コイル装着部１２１Ｂ１に相当する第一コイル装着部２２１Ａ１及び第二コイル装着部２２１Ｂ１とから構成される形状であってもよい。

またモータの第十一の変更例として図１５のように、第１の実施の形態のスペースＳ１、Ｓ２に相当する第一モールドコイル４２２及び第二モールドコイル４２３のスペースＳ３、Ｓ４の回転子２４の円周方向の幅を狭く形成する。そして、スペースＳ３、Ｓ４に第一、二コイル装着部２１Ａ１、２１Ｂ１に相当する第一、二コイル装着部４２１Ａ１、４２１Ｂ１が挿入されている。第一、二コイル装着部４２１Ａ１、４２１Ｂ１の回転子２４の半径方向外方には、それぞれ係合部４２１Ａ３、４２１Ｂ３が設けられている。そして、略円筒状であって係合部４２１Ａ３、４２１Ｂ３と係合する係合溝４２１ａ、ｂが形成された固定子コア外周部４２１Ｃと、第一、二モールドコイル４２２、４２３との間に風路３４が提供されている。

またモータの第十二の変更例として図１６に示す固定子コア５２１のように、第一固定子コア５２１Ａ及び第二固定子コア５２１Ｂが、それらと第一コイル２２Ａ及び第二コイル２３Ａとの間に風路を提供しない形状であってもよい。

また、一対の第一軸方向部２２Ｄと一対の第二軸方向部２３Ｄとを連接して第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とを一体に構成したが、モータの第十三の変更例として図１７に示すように互いに別体として構成してもよい。かかる構成によれば、第一、二コイル２２Ａ、２３Ａを樹脂２５により覆うときに、１つのコイルのみを樹脂２５で覆うのでモールド金型形状を単純化することができる。

また、上述のように第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３とを別体として構成したときには、モータの第十四の変更例として図１８に示すように第一モールドコイル２２と第二モールドコイル２３との間に第二スペーサ３４を挟んでもよい。かかる構成によれば、第一、二モールドコイル２２、２３と固定子コア２１との間に形成されるわずかな隙間を無くすことができるので、第一、二モールドコイル２２、２３と固定子コア２１との間のがたつきを防止することができる。従って、振動や衝撃によるの第一、二モールドコイル２２、２３の破壊を防止することができる。

本発明による電動工具は、上述した携帯用丸鋸１に限定されず、他の工具に適用しても良く、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

本発明による電動工具を携帯用丸鋸に適用した実施の形態の部分縦断面図。第１の実施の形態におけるモータの斜視図。第１の実施の形態におけるモータのその長手方向に直交する断面図。第１の実施の形態によるモータを構成する第一コイルの斜視図。第１の実施の形態によるモータを構成する第一コイルと第二コイルとを対向・近接配置した斜視図。第１の実施の形態によるモータにおいて、一体として構成される第一モールドコイルと第二モールドコイルの斜視図。一体の第一モールドコイルと第二モールドコイルとを第一固定子コアと第二固定子コアとにより挟み込む工程を示す斜視図。第１の実施の形態によるモータの第一の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第二の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第三の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第四の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第五の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第六の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第七の変更例に係る第一コイルの構成を示す図。図１０（ａ）のXb−Xbに沿った断面図。モータの第七の変更例に係る第一モールドコイルの斜視図。モータの第七の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第八の変更例に係る第一コイルの構成を示す図。図１０（ａ）のXIb−XIbに沿った断面図。モータの第八の変更例に係る第一モールドコイルの斜視図。モータの第八の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第九の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第十の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第十一の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第十二の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第十三の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第十四の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。

符号の説明

１携帯用丸鋸２ハウジング２ａ空気吸入口５ａファン風排出口
７ファン２０１２０２２０３２０モータ
２１１２１２２１５２１固定子コア２１Ａ５２１Ａ第一固定子コア
２１Ｂ５２１Ｂ第二固定子コア２１ａ中空部
２１Ａ１１２１Ａ１２２１Ａ１４２１Ａ１第一コイル装着部
２１Ｂ１１２１Ｂ１２２１Ｂ１４２１Ｂ１第二コイル装着部
２１Ｃ第一当接面２１Ｄ第二当接面２１Ｅ第三当接面
２１Ｆ第四当接面２２２２２３２２第一モールドコイル
２２Ａ２２２Ａ３２２Ａ４２２Ａ第一コイル２２Ｃ第一円周方向部
２２Ｄ第一軸方向部２２Ｅ対向面２３２２３第二モールドコイル
２３Ａ２２３Ａ３２３Ａ４２３Ａ第二コイル２３Ｃ第二円周方向部
２３Ｄ第二軸方向部２３Ｅ対向面２４回転子２５樹脂
２７３２３３３４風路２８２９突起部
２２２−２第一内方モールドコイル２２２−１第一外方モールドコイル
３２２−２第二内方モールドコイル３２２−１第二外方モールドコイル

Claims

空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、
該ハウジング内に設けられ該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、
該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、
該固定子コアは、第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置される第二固定子コアとから構成され、
該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成されていることを特徴とする電動工具。
空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、
該ハウジング内に設けられ該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、
該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、
該固定子コアは、第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置される第二固定子コアとから構成され、
該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成され、
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルの該軸方向部と該固定子コアの内周面とによって風路が提供されることを特徴とする電動工具。
該軸方向部と該固定子コアの内周面とを接続する突起部が、該風路を仕切るように、該固定子コアの内周面若しくは該軸方向部から一体に突設されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
該軸方向部は、該回転子と対向する対向面を有し、
該対向面は、該固定子コアに接触しないことを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
該軸方向部は、該回転子と対向する対向面を有し、
該対向面の端部は、該固定子コアと接触していることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、
該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアとは別体で該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから少なくとも構成され、
該第一コイル装着部は、該第一モールドコイルの該軸方向部を当接・支持する第一当接面及び第二当接面を有し、
該第二コイル装着部は、該第二モールドコイルの該軸方向部を当接・支持する第三当接面及び第四当接面を有し、
該第一当接面と該第二当接面とは、互いに略平行であり、該第三当接面と該第四当接面とは、互いに略平行であり、該第一当接面と該第三当接面とは、略同一平面上に位置し、該第二当接面と該第四当接面とは、略同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ該回転子の軸方向に沿う一対の軸方向部と、該固定子コアの軸方向両端部から外方に突出すると共に該回転子の円周方向に沿う略円弧状の一対の円周方向部とを備え、
更に該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、それぞれ内方モールドコイル部及び外方モールドコイル部から構成され、
該内方モールドコイル部の該軸方向部と、該外方モールドコイル部の該軸方向部とによって、該回転子の軸方向に延びる風路が提供されていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、
該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、
該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、
該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータにおいて、
該第一コイル及び該第二コイルの全体のみが樹脂で覆われ一体化されて、第一モールドコイル及び第二モールドコイルを構成し、一体に構成される該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルは、該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着され、
該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアに対向配置され該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから構成され、
該固定子コアの第一コイル装着部の一部及び第二コイル装着部の一部は、該第一モールドコイルと該第二モールドコイルとにより囲まれた空間に向かって露出し、
該第一固定子コアと該第二固定子コアとを嵌合することにより該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを挟み込むように構成されていることを特徴とする電動モータ。
マグネットワイヤを所定回数巻いて第一コイルを製造し、マグネットワイヤを所定回数巻いて第二コイルを製造する工程と、
該第一コイル及び該第二コイルを対向・近接配置させて樹脂で覆い、一体として構成される第一モールドコイル及び第二モールドコイルを製造する工程と、
一体の該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを第一コイル装着部を有する第一固定子コアと第二コイル装着部を有する第二固定子コアとで挟み込み、該第一モールドコイル及び該第二モールドコイルを、それぞれ該第一コイル装着部及び該第二コイル装着部に装着する工程と、を備えることを特徴とする電動モータの製造方法。