JP7233942B2 - 電動作業機 - Google Patents

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に関する。

電動工具等の電動作業機においては、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを有するモータを駆動源として備えている。このモータは、外郭となるハウジング内に収容されるが、特に作業に発生する粉塵からモータを保護するために、例えば特許文献１に開示されるように、ステータとロータとを駆動軸（出力軸）を除いてケーシング内に収容した密閉型のものが知られている。また、ここではモータの過熱を防止するために、ケーシングの外周に放熱フィンを設けて、ハウジングとケーシングとの間で放熱を行うようにしている。

特開２００３－３９４２３号公報

このようなモータを備えた場合、ハウジングとケーシングとの間に冷却用の空間を形成する必要があるため、ハウジングの外径が大きくなり、コンパクト化を阻害してしまう。

そこで、本発明は、製品サイズをコンパクト化できる電動作業機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、複数のコイルが巻回されるステータコアを含むステータと、ステータに対して回転可能なロータと、ロータに設けられる回転軸と、ロータの回転位置を検出するセンサ回路基板とを有するブラシレスモータと、
ロータへ回転軸の軸方向に貫通形成される空気通路と、空気通路を含んでステータの内側で空気が循環可能な循環風路と、回転軸の回転に伴って回転し、循環風路内に空気を循環させるファンと、を含んでなり、
ステータにおける回転軸の軸方向の何れか一方の端面側に、センサ回路基板と、コイルを形成するワイヤが電気的に接続される端子とがそれぞれ配置されて、センサ回路基板及び端子は、循環風路内を循環する空気によって冷却可能であ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、ロータは、軸心に回転軸が設けられるロータコアと、ロータコアの周縁部に配置される永久磁石とを含み、空気通路は、ロータコアの径方向で回転軸と永久磁石との間に配置されてロータコアに貫通形成されてい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、ブラシレスモータは、軸方向に２分割されてステータの端部にそれぞれ被着される２つのケースからなるモータケース内に保持され、
２つのケースをステータにそれぞれ被着した状態で、ステータコアの外周の一部はモータケースの外部に露出し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、モータケースは金属製で、モータケースとコイルとの間には熱伝導手段が設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、ブラシレスモータはモータケース内に密閉状態で収容されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、ファンは、ロータの外径よりも小径であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかの構成において、ファンは、ロータの端面側に羽根を設けた遠心ファンであって、ロータにおける羽根との対向領域に空気通路が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの外側に冷却用空気の通路を設けなくてもモータの冷却効果が得られる。よって、ハウジングが大径化することがなく、ひいては製品サイズのコンパクト化に繋がる。

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。 短絡部材の斜視図（第１～第３金具のみ実線で示す）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。 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。 変更例のモータユニットの縦断面図である。

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２８に対して組み付けられている。ベース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４～７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と連続して、ステータコア４０の内周面及び各ティース４１の突出端面を除く外周面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。上下インシュレータ４２，４３及び短絡部材４６、センサ回路基板４７の詳細は後述する。

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５０，５０・・が形成されている。

一方、ロータ２４は、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５１の軸心に回転軸２５を貫通させてなり、ロータコア５１と回転軸２５とは、樹脂５２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５３（図４）が形成されている。
また、ロータコア５１の周縁部には、同心円上に複数（ここでは８個）の磁石孔５４，５４・・が、軸方向に貫通形成されて、各磁石孔５４に板状の永久磁石５５が埋設されている。永久磁石５５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、空気通路５６，５６・・が軸方向に貫通形成されている。この空気通路５６は肉盗みともなるため、ロータ２４の軽量化に繋がる。

さらに、ロータコア５１の下面で回転軸２５には、ファン５７が固定されている。このファン５７は、図４，５に示すように、放射方向の羽根５８，５８・・を内側（ロータコア５１の下面側）に向けた遠心ファンで、ロータコア５１の外径よりも小径で形成されて、羽根５８の上面をロータコア５１の下面と密着させた状態で固定されている。このファン５７の径方向外側は、各ティース４１間で軸方向に貫通形成される各スロット５９と連通する下側空間６０となっている。また、ロータコア５１の上側では、短絡部材４６との間で各空気通路５６及び各スロット５９と連通する上側空間６１となっている。
これにより、モータケース２２内には、ファン５７から径方向外側に送り出される空気が、下側空間６０と、各スロット５９と、上側空間６１と、各空気通路５６とを通ってファン５７に戻る循環風路６２が形成される。

（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、それぞれアルミ合金等の非磁性体で形成され、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、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６５，６５・・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６６が形成され、樹脂製の絶縁キャップ６７を介して軸受６８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６６の中心には、透孔６９が形成されて、樹脂キャップ７０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７１Ａ，７１Ａ，７１Ｂが、上下方向に形成されている。このネジボス部７１Ａ，７１Ｂ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７１Ａ，７１Ｂ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７２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７４が形成される円形の端面部７３と、端面部７３の外周から上向きに立ち上がる下筒部７５とからなり、下軸受保持部７４には、軸受７６が保持されて、下軸受保持部７４を貫通する回転軸２５を支持している。下筒部７５の外周には、ベース２８へのネジ止め用のボス７７，７７・・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７４を除く端面部７３の内面と、下筒部７５の内周及びボス７７を除く外周とには、端面部７３の内面から下筒部７５の内周及び外周までを連続して被覆する樹脂層７８が形成されている。この樹脂層７８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７１Ａ，７１Ｂと同形状のボス部７９Ａ，７９Ｂが軸方向に形成されている。このボス部７９Ａ，７９Ｂ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７９Ａ，７９Ｂの下側には、凹溝８０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７１Ａ，７１Ｂ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６８を上軸受保持部６６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７９Ａ，７９Ｂ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７６を下軸受保持部７４に保持させる。この状態で、下ケース２７のボス部７９Ａ，７９Ｂに下方からそれぞれネジ８１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７１Ａ，７１Ｂ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とに覆われた密閉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とモータケース２２との間では、上ケース２６と回転軸２５との間の絶縁キャップ６７、上ケース２６とステータコア４０との間の上インシュレータ４２、下ケース２７の下筒部７５とステータコア４０との間の樹脂層７８とによってそれぞれ絶縁が図られる。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２８上で、回転軸２５を下向きにして載置し、ベース２８の下方から各ボス７７にネジをねじ込むと、モータユニット１６はベース２８に固定される。下ケース２７の端面部７３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７３ａ，７３ａ（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６６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６５，６５・・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８１と、突条４８Ａ，４８Ｂに嵌合する上ケース２６のネジボス部７１Ａ，７１Ｂと下ケース２７のボス部７９Ａ，７９Ｂ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。

（上下インシュレータの説明）
上インシュレータ４２は、図８，９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９９を保持する端子保持部８５，８５・・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８５は、内周側の内壁部８６と、外周側の外壁部８７とを、径方向にワイヤ１１５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８６と外壁部８７との周方向の中央には、ヒュージング端子９９を嵌合させる嵌合溝８８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８９，８９・・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。
下インシュレータ４３は、図１０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９０，９０・・が立設されている。

（短絡部材及びセンサ回路基板の説明）
短絡部材４６は、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８９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９５，９５・・と、ステータコア４０の各溝５０に係合する３つのリブ９６，９６・・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１１，１２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９７Ｕ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９７Ｗと、その内側の内周部分に位置する最小径の第３金具９７Ｖ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９７Ｕ～９７Ｖ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９８，９８・・がそれぞれ形成され、各突出片９８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９９が形成されている。第１金具９７Ｕにおける一方の端部の突出片９８の根元には、電源線１００Ｕをスポット溶接するための溶接部１０１が形成され、第２、第３金具９７Ｗ，９７Ｖにおける第１金具９７Ｕと反対側の端部の突出片９８の根元にも、電源線１００Ｗ，１００Ｖをスポット溶接するための溶接部１０１がそれぞれ形成されている。

この第１～第３金具９７Ｕ～９７Ｖは、短絡部材４６内では、上から第１金具９７Ｕ、第２金具９７Ｗ、第３金具９７Ｖ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９９，９９・・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９７Ｕ～９７Ｖの各溶接部１０１を露出させる透孔１０２，１０２・・が、周方向の一部分に所定間隔をおいて片寄せた状態で形成されて、各溶接部１０１に電源線１００Ｕ～１００Ｖがスポット溶接される。溶接部１０１，１０１の間には、電源線１００Ｕ～１００Ｖを外側へ引き出すための切欠き１０３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１０５を備えた支持片１０４，１０４が中心側へ向けて突設されて、支持片１０４，１０４の間で短絡部材４６の内周には、センサ回路基板４７の外周を支持する複数の受け片１０６，１０６・・（図１２）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１０４，１０４の取付ボス１０５がそれぞれ嵌合する嵌合孔１０７，１０７（図９）が形成されている。この嵌合孔１０７，１０７に取付ボス１０５，１０５を嵌合させて受け片１０６，１０６・・に外周を支持させることで、センサ回路基板４７は短絡部材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５５の磁界を検出するホール素子等の回転検出素子１０８，１０８・・（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１０９，１０９・・と電源線１００Ｕ～１００Ｖとは、短絡部材４６の切欠き１０３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７２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９５を、上インシュレータ４２の上面に設けた止めボス８９に嵌合させて上方からネジ９１（図９）でそれぞれ止めボス８９にネジ止めすると共に、３つのリブ９６の先端をステータコア４０の溝５０に係合させ、各ヒュージング端子９９を上インシュレータ４２の各端子保持部８５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。特にリブ９６は、３箇所で溝５０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１００Ｕ～１００Ｖ及び信号線１０９は、上ケース２６に設けたスリット７２から、スリット７２に嵌着したスリーブ状のパッキン８２（図３，４）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１３に示すように１本のワイヤ１１５（但し、各ワイヤを区別する場合は、１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ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１３に示すワイヤ１１５Ａでは、最初に対応するヒュージング端子９９に始端１１６Ａを係止させた状態で、右回り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、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１１７Ａ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９９に係止する。

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９０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１１５Ｂの始端１１６Ｂが係止されるヒュージング端子９９に係止させて終端１１８Ａとする。こうすることで、別のワイヤ１１５Ｂの始端１１６Ｂの向きと終端１１８Ａ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１１５Ｂの終端１１８Ｂとワイヤ１１５Ｃの始端１１６Ａ、ワイヤ１１５Ｃの終端１１８Ｃとワイヤ１１５Ａの始端１１６Ａとにおいても同様である。

短絡部材４６の第１～第３金具９７Ｕ～９７Ｖ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１４に示すように、１２個のコイル４５，４５間の渡り線１１７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１４では各金具９７Ｕ～９７Ｖがヒュージングする渡り線１１７が区別しやすいように、第１金具９７Ｕにハッチング、第２金具９７Ｗに網掛け、第３金具９７Ｖ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９７Ｕ～９７Ｖ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９７Ｕ～９７Ｖ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１５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。

（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１０８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、モータケース２２内では、ロータ２４の回転に伴うファン５７の回転により、図５に点線で示すように、モータケース２２内の空気が、下側空間６０、各スロット５９、上側空間６１、各空気通路５６の順に流れて循環風路６２内を循環するため、コイル４５及びステータコア４０、短絡部材４６、ロータコア５１がそれぞれ冷却されて温度上昇が抑制される。
一方、ステータ２３が、突条４８Ａ，４８Ｂを貫通するネジ８１によって、ベース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８１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８１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１１５同士が交差しないので、ワイヤ１１５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。

（循環風路に係る発明の効果）
このように、上記形態の芝刈機１によれば、ステータ２３と、ステータ２３に対して回転可能なロータ２４と、ロータ２４に設けられる回転軸２５とを有するブラシレスモータ２１（モータ）と、ロータ２４へ回転軸２５の軸方向に貫通形成される空気通路５６と、空気通路５６を含んでステータ２３の内側で空気が循環可能な循環風路６２と、回転軸２５の回転に伴って回転し、循環風路６２内に空気を循環させるファン５７と、を含んでなることで、モータケース２２の外側に冷却用空気の通路を設けなくてもブラシレスモータ２１の冷却効果が得られる。よって、モータユニット１６が大径化することがなく、ひいては製品サイズのコンパクト化に繋がる。

特にここでは、ファン５７は、ロータ２４の外径よりも小径となっているので、ファン５７を設けてもコンパクト化が維持できる。空気の循環ができれば風量はそれほど必要でないため、ファン５７は小型のものが使用できる。
また、ブラシレスモータ２１はモータケース２２（ハウジング）内に密封状態で収容されているので、防塵、防水効果が得られる。
さらに、ファン５７は、ロータ２４の端面側に羽根５８を設けた遠心ファンであって、ロータ２４における羽根５８との対向領域に空気通路５６が形成されているので、デッドスペースを利用してファン５７を配置できる。

そして、上記形態の芝刈機１によれば、ステータ２３と、ステータ２３の内周側に配置され、ステータ２３に対して回転可能なロータ２４と、を有するブラシレスモータ２１（インナロータモータ）と、ブラシレスモータ２１の上下両端（回転軸２５の軸方向の前後両端）をそれぞれ閉塞してステータ２３の内側を密閉するモータケース２２の上ケース２６及び下ケース２７（ハウジング）と、上下両端の上ケース２６及び下ケース２７の間に配置されてロータ２４により回転するファン５７と、を含んでなることで、モータケース２２の外側に冷却用空気の通路を設けなくてもブラシレスモータ２１の冷却効果が得られる。よって、モータユニット１６が大径化することがなく、ひいては製品サイズのコンパクト化に繋がる。

なお、上記形態ではファンをロータの下面側に設けているが、これと逆に上面側に設けてもよい。空気通路の数や形状も適宜変更可能である。また、ロータコアでなく回転軸に空気通路を設けてもよいし、ロータコアと回転軸との両方に設けてもよい。
さらに、冷却効果を上げるために、コイル４５とモータケース２２との間に熱伝導手段を設けることもできる。図１６はその一例を示すもので、ここでは下ケース２７の下筒部７５の内底面で各コイル４５の下方に、半径方向の吸熱リブ８３，８３・・をそれぞれ上向きに突設して、各吸熱リブ８３の上面に、コイル４５に当接する熱伝導手段としての熱伝導シート８４を接着して、熱伝導シート８４を介してコイル４５から吸熱リブ８３側へ伝熱させるようにしている。この熱伝導シート８４は、例えばシリコンやアクリル製で熱伝導率が１．０［Ｗ／ｍｋ］以上のものが望ましい。
この吸熱リブは各コイル毎に設けてもよいし、複数のコイルに跨がって円弧状に長く設けてもよい。また、熱伝導シートに代えて熱伝導性の接着剤を用いてもよい。さらに、下ケース表面の樹脂層を熱伝導性として当該樹脂層を吸熱リブと共に上方へ突設させてコイルと接触させてもよい。

一方、上記形態では上ケースと下ケースとの間でステータの外周を部分的に露出させているが、上ケースと下ケースとの何れか一方又は両方でステータの外周を完全に覆うようにしてもよい。
また、モータケース（ハウジング）の分割構造も上記形態に限らず、軸方向に２分割や３分割した分割ハウジングを組み合わせて形成したり、ステータの外周を覆う筒状部分と、軸方向の前後両端面を覆う端面部分とに分割してこれらを組み合わせて形成したり等、適宜変更可能である。
そして、電動作業機としては、例えば、園芸工具として、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、４８Ａ，４８Ｂ・・突条、５１・・ロータコア、５６・・空気通路、５７・・ファン、５８・・羽根、５９・・スロット、６０・・下側空間、６１・・上側空間、６２・・循環風路、６５・・フィン、９７Ｕ～９７Ｖ・・第１～第３金具、９９・・ヒュージング端子、１１５・・ワイヤ。

Claims (7)

1. 複数のコイルが巻回されるステータコアを含むステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、前記ロータに設けられる回転軸と、前記ロータの回転位置を検出するセンサ回路基板とを有するブラシレスモータと、
   前記ロータへ前記回転軸の軸方向に貫通形成される空気通路と、
   前記空気通路を含んで前記ステータの内側で空気が循環可能な循環風路と、
   前記回転軸の回転に伴って回転し、前記循環風路内に空気を循環させるファンと、
   を含んでなり、
   前記ステータにおける前記回転軸の軸方向の何れか一方の端面側に、前記センサ回路基板と、前記コイルを形成するワイヤが電気的に接続される端子とがそれぞれ配置されて、前記センサ回路基板及び前記端子は、前記循環風路内を循環する空気によって冷却可能であることを特徴とする電動作業機。
2. 前記ロータは、軸心に前記回転軸が設けられるロータコアと、前記ロータコアの周縁部に配置される永久磁石とを含み、前記空気通路は、前記ロータコアの径方向で前記回転軸と前記永久磁石との間に配置されて前記ロータコアに貫通形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
3. 前記ブラシレスモータは、前記軸方向に２分割されて前記ステータの端部にそれぞれ被着される２つのケースからなるモータケース内に保持され、
   前記２つのケースを前記ステータにそれぞれ被着した状態で、前記ステータコアの外周の一部は前記モータケースの外部に露出し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. 前記モータケースは金属製で、前記モータケースと前記コイルとの間には熱伝導手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電動作業機。
5. 前記ブラシレスモータは前記モータケース内に密閉状態で収容されていることを特徴とする請求項４に記載の電動作業機。
6. 前記ファンは、前記ロータの外径よりも小径であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電動作業機。
7. 前記ファンは、前記ロータの端面側に羽根を設けた遠心ファンであって、前記ロータにおける前記羽根との対向領域に前記空気通路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の電動作業機。

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