JP7094666B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源としてブラシレスモータを用いたハンマドリル等の電動工具に関する。

電動工具においては、コンパクトで耐久性にも優れるブラシレスモータ（特許文献１参照）が駆動源として用いられるが、近年、電源となるバッテリのセルの性能の進化によってブラシレスモータに入力される電力が増加し、ブラシレスモータに要求される出力も高くなっている。
出力を上げるためには、巻線の高占積率化や大型化、ステータコアの鉄損（熱損失）の増加に対する電磁鋼板の薄板化が考えられるが、特許文献１のようにステータコアが一体型の場合、ステータコアの内側の狭いスペースでのコイル形成が強いられて高占積率化は困難となっている。また、薄板鋼板は高コストであり、歩留まりを良くしなければコストアップに繋がってしまう。
そこで、ステータコアを分割して複数のパーツを結合して作製することが考えられる。このような分割構造とすれば、高占積率化が実現できる上、電磁鋼板の打ち抜きの歩留まりも少なくなってコスト低減が期待できる。

特開２０１７－３５７８４号公報

ところで、モータの小型軽量化を目指す場合、モータの表面積が減少するため、冷却性能が悪化するおそれが生じる。特に、上述した分割コアを用いると、同等効率・出力のままモータを小型化できる反面、冷却性能の向上が困難となっている。

そこで、本発明は、ブラシレスモータのステータコアを分割構造として高占積率化や低コスト化を達成しつつ、冷却性能を向上させることができる電動工具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、電磁鋼板を積層してなるステータコアを有するステータと、回転軸を有するロータと、絶縁部材を介してステータコアに巻回される複数のコイルと、を含むブラシレスモータを用いた電動工具であって、
ステータコアは、周方向に分割される複数の分割コアを接合して形成されると共に、各分割コアにおけるロータと反対側の外面に、複数の突起部が設けられており、
突起部は、分割コア同士が接合される端縁部では直線状に並設されて、隣接する分割コア間の突起部同士を結合することで分割コア同士が接合されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、突起部は、電磁鋼板の積み方向に沿って等間隔で配置さ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３に記載の発明は、電磁鋼板を積層してなるステータコアを有するステータと、回転軸を有するロータと、絶縁部材を介してステータコアに巻回される複数のコイルと、を含むブラシレスモータを用いた電動工具であって、
ステータコアは、周方向に分割される複数の分割コアを接合して形成されると共に、各分割コアは、ステータコアの外周に嵌合される筒状の固定部材によって固定されており、固定部材の外周に、複数の突起部が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、突起部は、ステータコアの軸方向に対して傾斜した突条であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、回転軸には、ブラシレスモータの冷却用のファンが設けられて、ファンの回転による空気流の流路上に、ブラシレスモータを制御するコントローラが配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、分割コアの外面に複数の突起部を設けることで（請求項１）、或いは分割コアを固定する固定部材の外周に複数の突起部を設けることで（請求項３）、ブラシレスモータのステータコアを分割構造として高占積率化や低コスト化を達成しつつ、冷却性能を向上させることができる。

ハンマドリルの縦断面図である。 ステータの下方からの斜視図である。 分割コアの斜視図である。 （Ａ）は、樹脂成形部を形成した分割コアの斜視図、（Ｂ）は分割体の斜視図である。 ワニス被覆前のステータの下方からの斜視図である。 センサ回路基板を取り付けたステータの下方からの斜視図である。 端子ユニットを取り付けたステータの下方からの斜視図である。 （Ａ）～（Ｆ）は、結線パターンの説明図である。 端子ユニットの変更例を示すステータの縦断面図である。 （Ａ）は、分割コアの変更例を示す斜視図、（Ｂ）は分割体の斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は、上下絶縁部の変更例を示す説明図である。 （Ａ）は分割コアの変更例を示す斜視図、（Ｂ）は固定用ピンによる結合状態を示す斜視図である。 固定用ピンをセンサ回路基板の取付と分割コア同士の接合とに兼用したステータの下方からの斜視図である。 圧粉磁心で被覆したステータの下方からの斜視図である。 突条を有する固定部材を用いたステータの下方からの斜視図である。 突条を傾斜させた固定部材を用いたステータの下方からの斜視図である。 円弧部の端縁を傾斜させた分割コアを用いたステータの下方からの斜視図である。 円弧部の外周面に突起部を設けた分割コアを用いたステータの下方からの斜視図である。 外周部の斜視図である。 ティースの斜視図である。 （Ａ）は樹脂成形部を形成したティースの斜視図、（Ｂ）は分割体の斜視図である。 分割体を並べた状態の下方からの斜視図である。 分割体を外周部に接合した状態を示す下方からの斜視図である。 ティース同士を繋ぎ部で繋いだ変更例を示す斜視図である。 樹脂成形部同士を接続した分割体を並べた状態の下方からの斜視図である。 円周部をティース部よりも長くした例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［ハンマドリルの説明］
図１は、電動工具の一例であるハンマドリルの縦断面図である。このハンマドリル１は、ブラシレスモータ３を収容する上下方向のモータハウジング２の上方に、出力部５を収容して前方へ延びる出力ハウジング４を備えている。モータハウジング２の下方には、コントローラ７を収容してその下方に２つのバッテリーパック８，８を装着可能なバッテリー装着部６が設けられている。９は、出力ハウジング４の後方からバッテリー装着部６に跨がって上下方向に設けられるハンドルである。
ブラシレスモータ３は、ステータ１０と、ステータ１０の内側にロータ１１を備えたインナロータ型で、ロータ１１の回転軸１２を上向きにした姿勢でモータハウジング２内に収容されている。ステータ１０は、ステータコア１３と、ステータコア１３の上下に設けられる上インシュレータ１４及び下インシュレータ１５と、上下インシュレータ１４，１５を介してステータコア１３の内側に巻回される複数のコイル１６，１６・・（図２等）とを有している。ステータコア１３は、複数の部品からなる分割構造となっているが、この分割構造の詳細については後述する。

ロータ１１は、軸心に位置する回転軸１２と、回転軸１２の周囲に配置される筒状のロータコア１７と、ロータコア１７の内部に配置される複数の永久磁石１８，１８・・とを有している。下インシュレータ１５の下端には、ロータコア１７の永久磁石１８の位置を検出して回転検出信号を出力する回転検出素子（図示略）を搭載したセンサ回路基板１９と、コイル１６の端末を結線するための端子ユニット２０とが固定されている。回転軸１２は、下端がモータハウジング２の底部に設けた軸受２１に支持され、上端が出力ハウジング４に設けた軸受２２に支持されて出力ハウジング４内に突出し、上端に形成したピニオン２３が、前後の中間軸２４及びクランク軸２５に設けたギヤ２６，２７とそれぞれ噛合している。また、軸受２２の下側で回転軸１２には、遠心ファン２８が設けられ、その下方でモータハウジング２内にはバッフルプレート２９が設けられている。

出力部５は、前後方向に延びて回転可能な筒状のツールホルダ３０を有し、ツールホルダ３０の後端に外装したベベルギヤ３１が、中間軸２４の上端に設けたベベルギヤ３２と噛合している。ツールホルダ３０内には、シリンダ３３が差し込み装着されて、シリンダ３３内に設けたピストン３４が、コネクティングロッド３５を介して、クランク軸２５の上端で偏心位置に設けたクランクピン３６と連結されている。
また、シリンダ３３内でピストン３４の前方には、空気室３７を介してストライカ３８が前後移動可能に収容されて、その前方でツールホルダ３０内には、インパクトボルト３９が前後移動可能に収容されている。ここではツールホルダ３０の先端からドリルビット等の先端工具を差し込んだ際には、先端工具の後端がインパクトボルト３９を、シリンダ３３前方の受けリング４０に当接する位置まで後退させて後端をシリンダ３３内に突出させる。４１は、ツールホルダ３０の前端に外装されて先端工具の着脱操作を行う操作スリーブである。

一方、バッテリー装着部６内には、バッテリーパック８，８を左右方向からスライド装着可能な２つの端子台４２，４２が、前後に配置されて、その上方にコントローラ７が収容されている。コントローラ７は、図示しないマイコンやスイッチング素子を搭載した制御回路基板を備えて、バッテリー装着部６の内面に立設された倒コ字状のリブ４３，４３によって前後方向に支持されている。コントローラ７の前方には、ＬＥＤを用いてツールホルダ３０の前方を照射するライト４４が設けられ、バッテリー装着部６の前後には、装着されたバッテリーパック８，８の前後を覆うガード板４５，４５が下向きに突出形成されている。
ハンドル９内には、コントローラ７と電気的に接続されるスイッチ４６とコンデンサ４７とが設けられて、スイッチ４６から前方へ突出するプランジャには、スイッチレバー４８が設けられている。

よって、このハンマドリル１においては、ハンドル９を把持した手でスイッチレバー４８を押し込んでスイッチ４６をＯＮ動作させると、バッテリーパック８からブラシレスモータ３への給電がなされて回転軸１２が回転する。すなわち、コントローラ７のマイコンが、センサ回路基板１９の回転検出素子から出力されるロータ１１の永久磁石１８の位置を示す回転検出信号を得てロータ１１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ＯＮ／ＯＦＦを制御し、ステータ１０の各コイル１６に対し順番に電流を流すことでロータ１１を回転させる。
こうして回転軸１２が回転すると、ギヤ２６を介して中間軸２４が減速して回転し、ベベルギヤ３２，３１を介してツールホルダ３０を先端工具と共に回転させる。同時に、ギヤ２７を介してクランク軸２５が減速して回転し、コネクティングロッド３５を介してピストン３４がシリンダ３３内で往復動し、空気室３７を介してストライカ３８を前後動させる。よって、ストライカ３８がインパクトボルト３９を介して先端工具を打撃する。

また、コントローラ７の左右両側となるバッテリー装着部６の左右の側面には、図示しない吸気口が形成され、遠心ファン２８の左右両側となるモータハウジング２の左右の側面には、図示しない排気口が形成されて、吸気口とブラシレスモータ３との間にコントローラ７が配置されている。よって、回転軸１２の回転に伴う遠心ファン２８の回転により、吸気口から吸い込まれた空気が、まずコントローラ７に接触してコントローラ７を冷却した後、モータハウジング２内を通ってブラシレスモータ３を冷却する。そして、バッフルプレート２９を介して排気口から排出される。

［ステータの構造の説明］
次に、ステータ１０の構造について詳述する。
図２は、センサ回路基板１９及び端子ユニット２０を取り付ける前のステータ１０の斜視図で、図１とは上下が逆となっている。ステータコア１３は、内周に、中心へ向けて平面視Ｔ字状のティース５２，５２・・を複数（ここでは１２個）突出させた筒状体となっているが、ここでは図３に示すように、筒状体の一部をなす円弧部５１と、その円弧部５５１の内面から内側へ突出するティース５２とからなる分割コア５０，５０・・に１２分割されて、周方向に隣接する分割コア５０，５０同士の接合によってステータコア１３が形成されるようになっている。分割コア５０，５０同士の接合部となる円弧部５１の両端には、一端が平面視三角形状に突出する凸部５３、他端が平面視Ｖ字状に凹む凹部５４が、それぞれ上下方向の全長に亘って形成されている。この凸部５３と凹部５４とは互いに嵌合可能な形状である。また、円弧部５１の周方向の中央部には、上下に貫通する貫通孔５５が形成されている。

この分割コア５０は、同形状に打ち抜いた電磁鋼板（例えば板厚ｔ＝０．２５ｍｍ以下）を積層して、樹脂によって一体成形してなる。このように板厚の薄い電磁鋼板を使用すれば、渦電流による損失の低減に繋がる。
一体成形される樹脂成形部Ｒは、図４（Ａ）に示すように、円弧部５１の両端の凸部５３及び凹部５４と、ティース５２の突出端と、貫通孔５５との部分を除いて分割コア５０の外周を所定の肉厚で被覆している。但し、ティース５２の周方向の左右両面で樹脂成形部Ｒの内側には、図示しない絶縁紙が介在されて、二重の絶縁が図られている。
この樹脂成形部Ｒのうち、円弧部５１の上側に位置する部分は、上インシュレータ１４を構成する上絶縁部５６となり、円弧部５１の下側に位置する部分は、下インシュレータ１５を構成する下絶縁部５７となっている。すなわち、上下インシュレータ１４，１５もステータコア１３と同様に１２分割される。

上下絶縁部５６，５７において、ティース５２側の内縁には、コイル１６の外側を受ける上外リブ５８と下外リブ５９とがそれぞれ立設されて、下外リブ５９の外側には、一対の端子板６０，６０が設けられている。この端子板６０は、両端を下向きとした倒コ字状で、円弧部５１の両端側の端部６０ａはその内側の端部６０ｂよりも下方へ延びるように長く形成されている。さらに、下外リブ５９の中央には、下方へ開放するスリット６１が形成されて、スリット６１の下側には、幅が広くなる拡開部６２が形成されている。樹脂成形部Ｒにおけるティース５２の突出端の上下には、コイル１６の内側を受ける上内リブ６３と下内リブ６４とがそれぞれ立設されている。

こうして樹脂で一体成形した分割コア５０に、それぞれティース５２に対してマグネットワイヤを巻回してコイル１６を形成する。そして、コイル１６の両端末１６ａ，１６ａを下絶縁部５７の両側から外に引き出してコイル１６を加圧整形した後、両端末１６ａ，１６ａを左右の端子板６０，６０にヒュージングやはんだ付け等で接続する。すると、図４（Ｂ）に示すように、分割コア５０に上下絶縁部５６，５７を介してコイル１６が巻回され、端末１６ａ，１６ａが端子板６０，６０に固定された分割体６５が得られる。
このように、各分割コア５０を、外面を被覆する樹脂成形部Ｒによって形状を固定するようにしているので、電磁鋼板の一体化と共に絶縁も同時になされる。また、各分割コア５０にコイル１６をそれぞれ形成しているので、マグネットワイヤの巻回が同じタイミングで容易に行える。

この分割体６５を、各分割コア５０の円弧部５１が周方向に繋がるように１２個周方向に並べて、隣接する凸部５３と凹部５４同士を嵌合させて溶接等で接合する。すると、図５に示すように、各分割体６５，６５・・が周方向に繋がった状態となる。この状態で、各コイル１６の外周面と、分割コア５０，５０同士の接合部分（凸部５３と凹部５４との嵌合部分の上下両端）とにワニス６６，６７を塗布すれば、図２に示すステータ１０が得られる。このワニス６６，６７は、コイル１６の絶縁及び保護を図るもので、接着剤であってもよく、特に分割コア５０，５０同士の接合部分に接着剤を塗布すれば、強度向上が期待できる。また、接着剤を高熱伝導性を有するもの（例えばエポキシ樹脂を主成分とする樹脂接着剤）とすれば、コイル１６に発生する熱を放熱しやすくなり、耐熱性能も向上する。

このステータ１０の下インシュレータ１５に、図６に示すようにセンサ回路基板１９が取り付けられる。センサ回路基板１９は、下インシュレータ１５の各下外リブ５９で囲まれる内側空間に収容可能な外径を有し、中心にロータ１１の貫通孔が形成されるリング状で、外周には、放射状に３つの取付片７０，７０・・が、周方向に等間隔で突設されている。この取付片７０が、対応する位置の下外リブ５９に対し、スリット６１の拡開部６２に係合して外側へ突出した状態となり、先端に設けた透孔７１とその真下に位置する分割コア５０の貫通孔５５との間に固定用ピン７２が圧入される。これにより、センサ回路基板１９は、固定用ピン７２，７２・・を介して分割コア５０に支持される。

［固定用ピンによるセンサ回路基板の固定構造の効果］
このように、センサ回路基板１９を、ステータコア１３に直接固定される複数の固定用ピン７２，７２・・を介して固定するので、精度の低い樹脂製の下インシュレータ１５を介さずにセンサ回路基板１９をステータコア１３に対して位置決めすることができる。よって、ロータ１１の回転位置の検出が正確に行えて制御性が向上し、回転検出用の永久磁石が不要となる。

端子ユニット２０は、複数の端子金具を樹脂でインサート成形することで、図７に示すように、センサ回路基板１９と略同径で、中心にロータ１１の貫通孔を有する絶縁リング７４の外周に、端子金具７５，７５・・の二股端部７６，７６・・を、各分割体６５の端子板６０，６０の位置に合わせて突出させた構造となっている。各二股端部７６に、対応する端子板６０の長い方の端部６０ａを挿入させてはんだ付け等で接続することで、ステータ１０への取り付けがなされる。この端子金具７５の形状や絶縁リング７４内での配設形態を変えることで、コイル１６の結線パターンが選択可能となる。また、隣接する分割体６５，６５間で逆巻きとなる接続も可能となる。
図８は、図５において（１）～（１２）の数字で区別した１２個のコイル１６，１６・・による結線パターンの例を示すもので、同図（Ａ）はＹ結線４直列、（Ｂ）はＹ結線４並列、（Ｃ）はＹ結線２直列２並列、（Ｄ）はΔ結線４直列、（Ｅ）はΔ結線２直列２並列、（Ｆ）はΔ結線４並列となっている。

なお、端子ユニット２０には、図９に示すように、回転軸１２の軸受２１を保持する軸受保持部７７を一体に設けるようにしてもよい。モータハウジング２に軸受２１の保持部を設けると、累積公差が出やすくなり、分割コア５０を採用すれば、ステータ１０とロータ１１との同軸度が出にくくなるが、端子ユニット２０を利用した軸受保持部７７で軸受２１を介して回転軸１２を支持させれば、ステータ１０とロータ１１との同軸度を出しやすくなる。

［ワニス又は接着剤による効果］
上記ステータ１０によれば、ステータコア１３を、周方向に分割される複数の分割コア５０，５０・・を接合して形成する一方、各コイル１６及び分割コア５０，５０同士の接合部にワニス又は接着剤を塗布することで、一体性や密着性が増すことになる。よって、ステータコア１３を分割構造として高占積率化や低コスト化を達成しつつ、耐久性や防塵性を確保することができる。
また、接着剤を塗布する場合、高熱伝導性を有する接着剤を採用すれば、コイル１６の熱をステータ１０に放熱しやすくなり、耐熱性が向上する。
一方、分割コア５０を採用すると、励磁切替時に分割コア５０，５０間に発生する電磁力でびびり音が生じることがある。しかし、各コイル１６及び分割コア５０，５０同士の接合部にワニス又は接着剤を塗布することで一体性や密着性が増すため、びびり音の低減効果が期待できる。

［コイル毎に２つずつ設けられる端子による効果］
上記ステータ１０によれば、コイル１６を形成するマグネットワイヤと接続された端子板６０，６０が、各コイル１６毎に２つ設けられているので、コイル１６にテンションを掛けた状態でマグネットワイヤを端子板６０，６０に接続できる。よって、コイル１６に緩みや撓みが発生するおそれがなく、断線やレアショートが防止される。
従って、この発明は、ステータコアが分割されないステータにおいても採用できる。

［端子ユニットの効果］
ここでは、ステータ１０に、所定の端子板６０，６０同士を接続する複数の端子金具７５，７５・・を有する端子ユニット２０を設けて、端子ユニット２０の端子金具７５と端子板６０との接続によって各コイル１６が結線されるようにしている。すなわち、端子金具７５の形状や配設形態が異なる複数の端子ユニット２０を用意して、ステータコア１３に各コイル１６を巻回してマグネットワイヤを端子板６０にそれぞれ接続した後、何れかの端子ユニット２０を選択してステータ１０に固定し、端子ユニット２０の端子金具７５と端子板６０とを接続して、端子ユニット２０を介して各コイル１６を結線することができる。よって、端子ユニット２０の使い分けによって、図８のように直列、並列、Ｙ結線、Δ結線を容易に選択することができる。このように端子ユニット２０のみの変更で結線方法を変更できるため、同じ巻線設備を用いて、それぞれの製品仕様に応じて、製造時間（巻数）や製造性（線径）から最適な巻線仕様を選定可能となる。
従って、端子ユニットに係る発明は、ステータコアが分割されないステータにおいても採用できる。
また、端子ユニット２０により、隣り合う同位相となる一方のコイル１６のマグネットワイヤの始端と、他方のコイル１６のマグネットワイヤの終端とを接続すれば、分数スロットが採用される場合でも、同じ巻線設備を用いて分割体６５を作成できる。

［分割コアの変更例（接合部の互い違い形状）］
分割コアは、図１０（Ａ）に示す分割コア５０Ａのように、円弧部５１の周方向の両端形状を、隣接する分割コア５０Ａ，５０Ａ同士で互い違いに噛み合うように、凸部５３と凹部５４との２種類の異なる形状が交互に表れる凹凸形状としてもよい。
この凹凸形状は、円弧部５１となる一方の端部を凸、他方の端部を凹として両端形状が異なる電磁鋼板を、所定枚数毎に向きを変えて重ね合わせることで形成できる。
この分割コア５０Ａに対して同様に樹脂で、上絶縁部５６及び下絶縁部５７、上下外リブ５８，５９等を含む樹脂成形部Ｒを形成してコイル１６を巻回し、両端末１６ａ，１６ａを端子板６０，６０へ電気的に接続すれば、図１０（Ｂ）に示すように、分割コア５０Ａの円弧部５１の周方向の両端が凹凸形状として露出する分割体６５Ａが得られる。

この分割体６５Ａ，６５Ａ・・を、各分割コア５０Ａの円弧部５１が周方向に繋がるように１２個周方向に並べて、凸部５３と凹部５４とを互い違いに嵌合させて溶接等で接合する。すると、図５と同様に各分割体６５Ａ，６５Ａ・・が周方向に繋がった状態となる。この状態で、各コイル１６の外周面と、分割コア５０Ａ，５０Ａ同士の接合部分とにワニス６６，６７を塗布すれば、図２と同様のステータ１０が得られる。センサ回路基板１９や端子ユニット２０も同様に固定すればよい。

［接合部の互い違い形状による効果］
このように、各分割コア５０Ａにおける分割コア５０Ａ，５０Ａ同士の接合部となる端部を、凸部５３と凹部５４との２つの異なる形状が交互に表れる形態としたことで、分割コア５０Ａ，５０Ａの接合状態で端部同士が噛み合い、スラスト方向での強度や密着性を確保することができる。よって、ステータコア１３を分割構造として高占積率化や低コスト化を達成しつつ、耐久性や防塵性を確保することができる。
なお、端部形状は三角形状の凸部５３とＶ字状の凹部５４とに限らず、半円状の凸部と凹部と、文字通りの凸部と凹部との嵌合とする等、２つの異なる形状で噛み合いが可能であれば、適宜変更できる。これは、図３に示す分割コア５０でも同様で、凸部５３と凹部５４とに限らず適宜変更できる。

［分割コアの変更例（絶縁部の互い違い形状）］
このような互い違いの構造は、上下絶縁部５６，５７においても適用することができる。例えば図１１（Ａ）に示すように、一方の分割コア５０（５０Ａ）における上絶縁部５６を、下側が隣接する分割コア５０（５０Ａ）側へ伸び、上側が自身側へ後退する凹凸部７８ａとし、他方の分割コア５０（５０Ａ）における上絶縁部５６を、上側が隣接する分割コア側へ伸び、下側が自身側へ後退する逆の凹凸部７８ｂとする。この場合も接合状態で凹凸部７８ａ，７８ｂ同士が互い違いに噛み合うことになる。これは下絶縁部５７においても同様である。

［絶縁部の互い違い形状による効果］
このように、上下絶縁部５６，５７を分割コア５０（５０Ａ）と同様に分割して各分割コア５０（５０Ａ）にそれぞれ配置すると共に、上絶縁部５６，５６同士及び下絶縁部５７，５７同士の当接部を、互い違いに噛み合う凹凸形状とすれば、絶縁距離を長く確保することができる。また、ステータコア１３を分割構造として高占積率化や低コスト化を達成しつつ、上下絶縁部５６，５７同士の一体化により、スラスト方向の強度を高めて耐久性や防塵性を確保することができる。
なお、凹凸形状はこれに限らず、凹部や凸部の数を増やしてもよいし、凹凸形状に限らず、図１１（Ｂ）に示すように、傾斜面７９，７９同士の当接とすることも可能である。

［分割コアの変更例（固定用ピンの兼用）］
図１２（Ａ）に示す分割コア５０Ｂのように、円弧部５１の両端に、筒状のヒンジ部８０と、ヒンジ部８０が嵌合する凹面部８１とを交互に形成して、隣接する分割コア５０Ｂ，５０Ｂの円弧部５１の端部同士で、ヒンジ部８０，８０が交互に同軸上で重なるようにする。
このヒンジ部８０及び凹面部８１も、分割コア５０Ａと同様に、一方の端部をヒンジ部８０の一部となるリング状、他方の端部を凹面部８１の一部となる凹状として両端形状が異なる電磁鋼板を、所定枚数毎に向きを変えて重ね合わせることで形成できる。
そして、同図（Ｂ）に示すように、センサ回路基板１９の固定用ピン７２を、隣接する分割コア５０Ｂ，５０Ｂ間で同軸上に位置するヒンジ部８０，８０に跨がって貫通させることで、分割コア５０Ｂ，５０Ｂ同士を接合することができる。

この場合、固定用ピン７２，７２を下方へ長く延ばして、センサ回路基板１９の各取付片７０を、図１３に示すように、下外リブ５９のスリット６１の拡開部６２ではなく、分割コア５０Ｂ，５０Ｂ間に位置させて、各取付片７０の透孔７１に固定用ピン７２をそれぞれ差し込んでセンサ回路基板１９を取り付ければよい。
なお、図１３では、各分割コア５０Ｂを樹脂成形部Ｒで固定してなる分割体６５Ｂにおいて、下絶縁部５７に設けられる一方の端子板６０は、長い方の端部６０ａを有しないＬ字状となって、他方の端子板６０の長い方の端部６０ａのみに端子ユニット２０の端子金具７５の二股端部７６が電気的に接続されている。また、隣接する分割体６５Ｂ，６５Ｂのコイル１６，１６は、固定用ピン７２の外側を回り込む渡り線１６ｂによって繋がった状態で、固定用ピン７２を挟んで隣り合うコ字状の端子板６０とＬ字状の端子板６０とにそれぞれ電気的に接続されて結線されている。

［固定用ピンの兼用による効果］
このように、固定用ピン７２を、隣接する２つの分割コア５０Ｂ，５０Ｂに跨がって固定すれば、固定用ピン７２を分割コア５０Ｂ，５０Ｂ同士の連結とセンサ回路基板１９の取付とに兼用できる。
特に、図１２（Ｂ）のように固定用ピン７２によって連結した状態で分割コア５０Ｂ，５０Ｂ間の間隔を広げてティース５２，５２間の間隔を広く取れば、樹脂成形部Ｒを形成した後のコイル１６，１６の巻回がしやすくなり、マグネットワイヤを切断せずに巻回することができ、端子板の数を減らすことができる。また、図１３の結線構造では、固定用ピン７２をコイル１６，１６間の渡り線１６ｂの位置決めにも使用できる。

そして、上インシュレータ１５の端面における上外リブ５８の外側には、金属製で円盤状の結合リング８２が設けられて、各固定用ピン７２の上端を結合リング８２に圧入等で結合している。この場合、固定用ピン７２が結合リング８２によって一体化されるので、分割コア５０Ｂ，５０Ｂ・・の一体性が高まる。
なお、図１２のように固定用ピン７２を分割コア５０Ｂ，５０Ｂの連結に用いる場合、ヒンジ部８０と凹面部８１との内側には、円弧部５１，５１同士が周方向に連続状となる位置よりも回り過ぎないように、互いに当接して回り過ぎを規制するストッパ面８０ａ，８１ａを設けることが望ましい。

［分割コアの変更例（固定及び放熱構造）］
分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の固定は、樹脂による一体成形に限らず、図１４に示すように、外周を圧粉磁心（鉄等の磁性体と樹脂との混合材）８３で被覆したり、図１５に示すように、焼き嵌め又は冷やし嵌めされる筒状で金属製の固定部材８４で固定したりすることによっても可能である。このような圧粉磁心８３や固定部材８４を採用すれば、分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の固定が容易に行える。
特に、固定部材８４の外周に、突起部として、上下に延びる複数の突条８５，８５・・を、周方向に等間隔で設けるようにすれば、コイル１６の発熱を固定部材８４を介して効果的に放熱できる。また、各分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の外周と固定部材８４との間にワニス又は接着剤を介在させて一体性を向上させるようにしてもよい。固定部材も円筒状に限らず、角筒状としたり、外周面の一部に凹みがあったりしてもよい。

この突条８５は、図１６に示すように、ステータコアの軸方向に対して傾斜させることもできる。このようにすれば突条８５を含む固定部材８４の表面積（冷却面積）が大きくなって放熱効果の向上に繋がる。なお，突条に代えて、複数の突起としてもよい。
また、突条８５や突起を、遠心ファン２８による冷却風を整流するように配置すれば、冷却風による騒音を低減することができる。
なお、下側の軸受２１を保持する軸受保持部７７は、端子ユニット２０でなく固定部材８４に設けることもできる。

さらに、図１７に示すように、分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の円弧部５１の両端は、ステータ１０の軸方向に沿った直線状に形成する構造でなく、軸方向に対して傾斜させて、傾斜端縁５１ａ，５１ａ同士が凹凸嵌合で接合される構造であっても差し支えない。このように接合部を傾斜させれば、スラスト方向での一体性が高まる。

［分割コアの変更例（放熱構造）］
図１８に示すように、各分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の円弧部５１の外周面に、複数の突起部８６，８６・・を設けることができる。この突起部８６は、上下方向（電磁鋼板の積み方向）に等間隔で配置される列が、周方向に等間隔をおいて複数設けられるが、周方向に隣接する列同士では、突起部８６，８６が交互に上下方向へ位相がずれるように配置されている。但し、円弧部５１の両端では、突起部８６ａ，８６ａ・・が上下方向へ連続状に並ぶように形成されて、各円弧部５１の端部同士で突起部８６ａ，８６ａの列が隣接している。この隣接する突起部８６ａ，８６ａの列同士を、溶接や別体の挟持部材等で接合することで、分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）同士の接合が可能となっている。
各突起部８６は、分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）を形成する電磁鋼板にそれぞれ突起部８６，８６ａの一部を形成することで積層状態で形成されるようにしてもよいし、別体の突起部８６，８６ａを円弧部５１へ接合するようにしてもよい。

［突起部による放熱構造の効果］
このように、各分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）の外周面に、複数の突起部８６，８６ａを設けたことで、コイル１６の発熱を効果的に放熱できる。
特にここでは、突起部８６，８６ａを電磁鋼板の積み方向に沿って等間隔で配置しているので、放熱効果を均等に得ることができる。
また、突起部８６ａは、分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）同士が接合される両端では直線状に並設されて、隣接する分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）間の突起部８６ａの列同士を溶接等することで分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）同士を接合しているので、放熱用の突起部８６ａを利用して分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）同士が接合できる合理的な構造となる。
なお、突起部８６を遠心ファン２８による冷却風を整流するように配置すれば、冷却風による騒音を低減することができる。

［分割形態の変更例］
上記形態や変更例における分割コア５０（５０Ａ，５０Ｂ）は、ステータコア１３を周方向に分割する円弧部５１とティース５２とからなる構造であるが、分割形態はこれに限らない。例えばステータコア１３を、図１９に示す円筒状の外周部９０と、図２０に示す複数のティース９１，９１・・とに分割することも可能である。ここでは外周部９０の内面でティース９１の配置位置に、上下に貫通するアリ溝９２，９２・・を形成し、各ティース９１の外端に、アリ溝９２に嵌合するアリほぞ９３を形成して、アリほぞ９３に、固定用ピン７２の貫通孔５５を形成している。
一方、上下絶縁部５６，５７を含む樹脂成形部Ｒは、図２１（Ａ）に示すように、ティース９１がアリほぞ９３側から挿入される開口Ｒ１を有してティース９１を覆い、上下外リブ５８，５９からは下絶縁部５７のみが外側へ突出する筒状で一体成形されている。この樹脂成形部Ｒにコイル１６が巻回されて両端末１６ａ，１６ａが端子板６０，６０に接続された状態で形成されている。

よって、同図（Ｂ）に示すように、この樹脂成形部Ｒに内側からティース９１を、アリほぞ９３を先に差し込んで接合させれば、図２２に示すように、アリほぞ９３が外側に突出した分割体９４，９４・・が得られる。この各分割体９４のアリほぞ９３を、外周部９０のアリ溝９２にそれぞれ下方から嵌合させれば、図２３に示すように、外周部９０に各分割体９４が接合されてステータコア１３となるステータ１０が得られる。

［外周部とティースとの分割形態の効果］
このように、ステータコア１３を、円筒状の外周部９０と、その外周部９０から内側に突出して各コイル１６が巻回される複数のティース９１とに分割して、外周部９０とティース９１との接合によって形成したことで、連続した外周部９０を用いる分、強度を維持することができる。
特にここでは、予めコイル１６を巻回した樹脂成形部Ｒにティース９１を挿入して外周部９０に接合するので、組み付けが容易に行える。

なお、アリ溝とアリほぞとの関係は、上記形態と逆にして、外周部にアリほぞを、ティースにアリ溝を形成することもできる。
また、上記分割形態では、ティース９１をそれぞれ独立して形成しているが、図２４に示すように、隣接するティース９１，９１の突出端９５，９５の間に、両突出端を繋ぐ繋ぎ部９６，９６・・を設けて、全てのティース９１，９１・・を突出端９５，９５同士で固定して一体化してもよい。この場合、繋ぎ部９６も含めた形状で電磁鋼板を形成すればよい。
さらに、図２５に示すように、各樹脂成形部Ｒにおいて、隣接するティース９１，９１の突出端９５，９５間に、上下内リブ６３，６４間を接続する接続部９７，９７を一体に設けて、一体成形樹脂である接続部９７を介して全ての樹脂成形部Ｒを一体化することもできる。
このようにティース９１や樹脂成形部Ｒを一体化すれば、外周部９０への組み付けがしやすくなり、管理も容易となる。

一方、このような分割形態では、別個に形成することで外周部９０とティース９１との軸方向の長さを異ならせることができる。図２６は、外周部９０をティース９１よりも一端側へ長く形成した例を示すもので、このように外周部９０をティース９１よりも軸方向に長くすれば、３次元磁気回路が形成できて設計の自由度が増し、小型軽量化に繋がる。
また、これらの外周部は円筒状に限らず、外周面や内周面が非円形（多角形や一部に凹凸）であってもよい。

その他、各発明において、コントローラに設けたスイッチング素子を、熱結合部材を介してステータコアの突起部や固定部材の突条に熱結合させたり、センサ回路基板にスイッチング素子を設けて同様に熱結合部材を介してステータコアの突起部や固定部材の突条に熱結合させたりして放熱を図ってもよい。
また、コイルを形成するマグネットワイヤは、平角線を用いてもよい。
さらに、コイル（スロット）の数は１２に限らず、これ以外の数であっても差し支えない。勿論ハンマドリルに限らず、ブラシレスモータを駆動源として用いるものであれば、インパクトドライバやマルノコ等の他の電動工具であっても上記各発明は適用可能である。

１・・ハンマドリル、２・・モータハウジング、３・・ブラシレスモータ、４・・出力ハウジング、５・・出力部、６・・バッテリー装着部、７・・コントローラ、８・・バッテリーパック、１０・・ステータ、１１・・ロータ、１２・・回転軸、１３・・ステータコア、１４・・上インシュレータ（絶縁部材）、１５・・下インシュレータ（絶縁部材）、１６・・コイル、１６ａ・・端末、１６ｂ・・渡り線、１７・・ロータコア、１８・・永久磁石、１９・・センサ回路基板、２０・・端子ユニット、３０・・ツールホルダ、５０，５０Ａ，５０Ｂ・・分割コア、５１・・円弧部、５２，９１・・ティース、５３・・凸部、５４・・凹部、５６・・上絶縁部、５７・・下絶縁部、６０・・端子板（端子）、６５，６５Ａ，６５Ｂ，９４・・分割体、６６，６７・・ワニス、７２・・固定用ピン、７４・・絶縁リング、７５・・端子金具、７７・・軸受保持部、８０・・ヒンジ部、８１・・凹面部、８２・・結合リング、８４・・固定部材、８５・・突条、８６・・突起部、９０・・外周部、９２・・アリ溝、９３・・アリほぞ、Ｒ・・樹脂成形部。

Claims (5)

1. 電磁鋼板を積層してなるステータコアを有するステータと、回転軸を有するロータと、絶縁部材を介して前記ステータコアに巻回される複数のコイルと、を含むブラシレスモータを用いた電動工具であって、
   前記ステータコアは、周方向に分割される複数の分割コアを接合して形成されると共に、各前記分割コアにおける前記ロータと反対側の外面に、複数の突起部が設けられており、
   前記突起部は、前記分割コア同士が接合される端縁部では直線状に並設されて、隣接する前記分割コア間の前記突起部同士を結合することで前記分割コア同士が接合されることを特徴とする電動工具。
2. 前記突起部は、前記電磁鋼板の積み方向に沿って等間隔で配置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。
3. 電磁鋼板を積層してなるステータコアを有するステータと、回転軸を有するロータと、絶縁部材を介して前記ステータコアに巻回される複数のコイルと、を含むブラシレスモータを用いた電動工具であって、
   前記ステータコアは、周方向に分割される複数の分割コアを接合して形成されると共に、各前記分割コアは、前記ステータコアの外周に嵌合される筒状の固定部材によって固定されており、前記固定部材の外周に、複数の突起部が設けられていることを特徴とする電動工具。
4. 前記突起部は、前記ステータコアの軸方向に対して傾斜した突条であることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
5. 前記回転軸には、前記ブラシレスモータの冷却用のファンが設けられて、前記ファンの回転による空気流の流路上に、前記ブラシレスモータを制御するコントローラが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動工具。

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