JP7253746B2 - ブラシレスモータ及び電動工具 - Google Patents
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Description
本開示の別の一態様に係るブラシレスモータは、ロータと、ステータと、軸受と、軸受保持部と、を備える。前記ロータは、回転軸と、ロータコアと、複数の永久磁石と、を有する。前記ロータコアは、前記回転軸を保持する。前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに保持されている。前記ステータは、ステータコアと、複数のコイルと、を有する。前記ステータコアは、前記ロータの周囲に配置されている。前記複数のコイルは、前記ステータコアに巻かれている。前記軸受は、前記回転軸を回転可能に支持する。前記軸受保持部は、前記軸受を保持する。前記ステータコアは、第1接触面を有する。前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っている。前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有する。前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っている。前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされる。前記ステータは、電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備える。前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれている。前記軸受保持部は、前記コイル巻枠の一部である。
本開示の更に別の一態様に係るブラシレスモータは、ロータと、ステータと、軸受と、軸受保持部と、を備える。前記ロータは、回転軸と、ロータコアと、複数の永久磁石と、を有する。前記ロータコアは、前記回転軸を保持する。前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに保持されている。前記ステータは、ステータコアと、複数のコイルと、を有する。前記ステータコアは、前記ロータの周囲に配置されている。前記複数のコイルは、前記ステータコアに巻かれている。前記軸受は、前記回転軸を回転可能に支持する。前記軸受保持部は、前記軸受を保持する。前記ステータコアは、第1接触面を有する。前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っている。前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有する。前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っている。前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされる。前記ステータは、電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備える。前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれている。前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられている。前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方は、他方に引っ掛けられる引掛部を有する。前記軸受保持部は、前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方が、前記回転軸の軸方向に移動することで、前記引掛部が前記他方に引っ掛けられる。
本開示の更に別の一態様に係るブラシレスモータは、ロータと、ステータと、軸受と、軸受保持部と、を備える。前記ロータは、回転軸と、ロータコアと、複数の永久磁石と、を有する。前記ロータコアは、前記回転軸を保持する。前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに保持されている。前記ステータは、ステータコアと、複数のコイルと、を有する。前記ステータコアは、前記ロータの周囲に配置されている。前記複数のコイルは、前記ステータコアに巻かれている。前記軸受は、前記回転軸を回転可能に支持する。前記軸受保持部は、前記軸受を保持する。前記ステータコアは、第1接触面を有する。前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っている。前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有する。前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っている。前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされる。前記ステータは、電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備える。前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれている。前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられている。前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方は、他方に引っ掛けられる引掛部を有する。前記引掛部は、前記第2接触面が前記第1接触面から離れない範囲に、前記回転軸の軸方向における前記コイル巻枠に対する前記軸受保持部の移動を規制する。
本開示の更に別の一態様に係るブラシレスモータは、ロータと、ステータと、軸受と、軸受保持部と、を備える。前記ロータは、回転軸と、ロータコアと、複数の永久磁石と、を有する。前記ロータコアは、前記回転軸を保持する。前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに保持されている。前記ステータは、ステータコアと、複数のコイルと、を有する。前記ステータコアは、前記ロータの周囲に配置されている。前記複数のコイルは、前記ステータコアに巻かれている。前記軸受は、前記回転軸を回転可能に支持する。前記軸受保持部は、前記軸受を保持する。前記ステータコアは、第1接触面を有する。前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っている。前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有する。前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っている。前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされる。前記ステータは、電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備える。前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれている。前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられている。前記軸受保持部は、前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方が他方に対して、前記回転軸の回転方向又はその反対方向に回転することで、前記コイル巻枠に取り付けられる。
以下、実施形態に係るブラシレスモータ1及び電動工具10について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
ブラシレスモータ1は、例えば、電動工具10、電動自転車、電動アシスト自転車、又は、電気自動車に備えられる。本実施形態では、一例として、ブラシレスモータ1が電動工具10に備えられるとして説明する。
れない場合(例えば、軸受が電動工具本体108のみに保持されている場合)と比較して、ロータ5とステータ2との間のギャップの精度を向上させることができる。また、軸受が電動工具本体108のみに保持されている場合と比較して、電動工具本体108とブラシレスモータ1との組付け精度(例えば、がたつきの有無)がロータ5とステータ2との間のギャップの精度に影響する可能性を、低減できる。
図8に示すように、電動工具10は、ブラシレスモータ1と、電動工具本体108と、を備えている。さらに、電動工具10は、電源部101と、駆動伝達部102と、出力軸103と、チャック104と、先端工具105と、トリガボリューム106と、制御部107と、を備えている。
ック104に取り付けられて用いられる。
次に、ブラシレスモータ1の構成を説明する。以下の説明では、ロータ5と後述のファン9(図3参照)とが並んでいる方向を前後方向と規定し、ロータ5から見てファン9側を前と規定し、ファン9から見てロータ5側を後と規定する。ただし、これらの規定はブラシレスモータ1及び電動工具10の使用方向を限定する趣旨ではない。
図3、図5に示すように、ロータ5は、円筒状のロータコア6と、複数(図5では6つ)の永久磁石52と、回転軸51と、を有している。
図5に示すように、ステータ2のステータコア20は、中央コア21と、外筒部22とを有している。中央コア21と外筒部22とが互いに連結されることで、ステータコア2
0が形成されている。
ィース4と一対一で対応し、各コイル23は、コイル巻枠81、82の上から対応するティース4に巻きついている。つまり、各コイル23は、コイル巻枠81、82を介してステータコア20のティース4に巻かれている。複数のコイル23の巻き方としては、例えば、集中巻が採用される。
外縁に沿って等間隔に並んでいる。ベース71の中心を通りベース71の軸方向に沿った断面において、複数のリブ72の各々の断面形状(図3参照)は、略直角三角形である。
第1軸受53及び第2軸受54の各々は、例えば、ボールベアリングである。第1軸受53及び第2軸受54はそれぞれ、回転軸51を回転可能に支持している。図3に示すように、ロータコア6は、第1軸受53及び第2軸受54の間に配置されている。より詳細には、第1軸受53はロータコア6の前に配置され、第2軸受54はロータコア6の後に配置されている。
図3、図8に示すように、ファン9は、ロータコア6と駆動伝達部102との間に配置されている。また、ファン9とロータコア6との間に、第1軸受53が配置されている。ファン9は、回転軸51に保持されている。より詳細には、ブラシレスモータ1は、回転軸51に取り付けられたキャップ55を備えており、ファン9は、キャップ55を介して回転軸51に保持されている。回転軸51の回転に伴い、ファン9が回転する。すると、ファン9は、出力軸103側(前)へ流れる風(気流)を生成する。これにより、ファン9は、電動工具本体108の内部空間を空冷する。
図3に示すように、ブラシレスモータ1は、基板56と、基板56に実装された複数の実装部品と、を有している。基板56は、第2軸受保持部823に保持されている。基板56は、第2軸受保持部823とロータコア6との間に配置されている。基板56は、ロータ5の回転角を検出するセンサ基板である。本実施形態のブラシレスモータ1は、複数の実装部品として、複数(3個)の回転センサと、複数(図1では3個)の第1端子部材57と、第2端子部材58と、を有している。回転センサは、例えば、ホール素子又はGMR(Giant Magneto Resistive effect)素子等である。複数の第1端子部材57は、複数のコイル23に電気的に接続されている。第2端子部材58は、電源部101(図8参照)に電気的に接続されている。各第1端子部材57及び第2端子部材58の少なくとも一部は、インサート成形により、第2軸受保持部823に埋め込まれている。
以上説明したように、本実施形態のブラシレスモータ1では、第1接触面31が第2接触面720に接することで第1軸受保持部7は位置決めされる、すなわち、第1軸受保持部7及び第1軸受保持部7に保持された第1軸受53が、ステータコア20によって位置決めされる。そして、第1軸受53はロータ5の回転軸51を支持する。よって、第1軸受53がステータコア20によって位置決めされない場合(例えば、第1軸受53が電動工具本体108のみに保持されている場合)と比較して、ロータ5とステータ2との間のギャップの精度を向上させることができる。
以下、変形例1に係るブラシレスモータ1について説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、変形例2に係るブラシレスモータ1について説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、変形例3に係るブラシレスモータ1Aについて、図9~図12を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
方が他方に対して、回転軸51の回転方向又はその反対方向に回転することで、コイル巻枠81Aに取り付けられる。以下、第1軸受保持部7Aをコイル巻枠81Aに取り付ける手順の一例を説明する。
以下、参考例として、変形例4に係るブラシレスモータ1Bについて、図13~図15を用いて説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
とで軸受保持部(第1軸受保持部7、7A)は位置決めされる、すなわち、軸受保持部及び軸受保持部に保持された軸受(第1軸受53)が、ステータコア(20)によって位置決めされる。そして、軸受はロータ(5)の回転軸(51)を支持する。よって、軸受がステータコア(20)によって位置決めされない場合(例えば、軸受が電動工具本体108のみに保持されている場合)と比較して、ロータ(5)とステータ(2)との間のギャップの精度を向上させることができる。
2 ステータ
20 ステータコア
23 コイル
3 内筒部
4 ティース
31 第1接触面
5 ロータ
51 回転軸
52 永久磁石
53 第1軸受(軸受)
54 第2軸受
6 ロータコア
7、7A 第1軸受保持部(軸受保持部)
701 軸孔
71 ベース
72 リブ
720、712 第2接触面
73、74、813 引掛部
81、81A コイル巻枠
8110 開口部
823 第2軸受保持部
9、9A ファン
10 電動工具
108 電動工具本体
Claims (12)
- 回転軸と、前記回転軸を保持するロータコアと、前記ロータコアに保持された複数の永久磁石と、を有するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータコアと、前記ステータコアに巻かれた複数のコイルと、を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受保持部と、を備え、
前記ステータコアは、第1接触面を有し、前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っており、
前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有し、前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っており、
前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされ、
前記ステータコアは、円筒状の内筒部と、前記内筒部から前記内筒部の前記径方向外向きに突出した複数のティースと、を有し、
前記第1接触面は、前記内筒部の内周面である、
ブラシレスモータ。 - 回転軸と、前記回転軸を保持するロータコアと、前記ロータコアに保持された複数の永久磁石と、を有するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータコアと、前記ステータコアに巻かれた複数のコイルと、を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受保持部と、を備え、
前記ステータコアは、第1接触面を有し、前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っており、
前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有し、前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っており、
前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされ、
前記ステータは、
電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備え、
前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれており、
前記軸受保持部は、前記コイル巻枠の一部である、
ブラシレスモータ。 - 回転軸と、前記回転軸を保持するロータコアと、前記ロータコアに保持された複数の永久磁石と、を有するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータコアと、前記ステータコアに巻かれた複数のコイルと、を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受保持部と、を備え、
前記ステータコアは、第1接触面を有し、前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っており、
前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有し、前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っており、
前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされ、
前記ステータは、
電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備え、
前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれており、
前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられており、
前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方は、他方に引っ掛けられる引掛部を有し、
前記軸受保持部は、前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方が、前記回転軸の軸方向に移動することで、前記引掛部が前記他方に引っ掛けられる、
ブラシレスモータ。 - 回転軸と、前記回転軸を保持するロータコアと、前記ロータコアに保持された複数の永久磁石と、を有するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータコアと、前記ステータコアに巻かれた複数のコイルと、を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受保持部と、を備え、
前記ステータコアは、第1接触面を有し、前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っており、
前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有し、前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っており、
前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされ、
前記ステータは、
電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備え、
前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれており、
前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられており、
前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方は、他方に引っ掛けられる引掛部を有し、
前記引掛部は、前記第2接触面が前記第1接触面から離れない範囲に、前記回転軸の軸方向における前記コイル巻枠に対する前記軸受保持部の移動を規制する、
ブラシレスモータ。 - 回転軸と、前記回転軸を保持するロータコアと、前記ロータコアに保持された複数の永久磁石と、を有するロータと、
前記ロータの周囲に配置されたステータコアと、前記ステータコアに巻かれた複数のコイルと、を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受保持部と、を備え、
前記ステータコアは、第1接触面を有し、前記第1接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の径方向内向きに沿っており、
前記軸受保持部は、前記第1接触面に接する第2接触面を有し、前記第2接触面の法線ベクトルの向きは、前記回転軸の前記径方向外向きに沿っており、
前記第1接触面が前記第2接触面に接することで前記軸受保持部は位置決めされ、
前記ステータは、
電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備え、
前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれており、
前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられており、
前記軸受保持部は、前記軸受保持部と前記コイル巻枠とのうち少なくとも一方が他方に対して、前記回転軸の回転方向又はその反対方向に回転することで、前記コイル巻枠に取り付けられる、
ブラシレスモータ。 - 前記ステータは、
電気絶縁性を有し、前記ステータコアに取り付けられているコイル巻枠を備え、
前記複数のコイルは、前記コイル巻枠を介して前記ステータコアに巻かれており、
前記軸受保持部は、前記コイル巻枠に取り付けられている、
請求項1に記載のブラシレスモータ。 - 前記コイル巻枠は、前記回転軸が通される開口部を有し、
前記軸受保持部は、前記回転軸が通される軸孔を有し、前記開口部を覆っている、
請求項3~6のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 - 前記軸受である第1軸受とは別に、前記回転軸を回転可能に支持する第2軸受を備え、
前記ステータは、
前記軸受保持部である第1軸受保持部と、
前記第1軸受保持部とは別に、前記第2軸受を保持する第2軸受保持部と、を有し、
前記ロータコアは、前記第1軸受及び前記第2軸受の間に配置されており、
前記第1軸受保持部及び前記第2軸受保持部は、前記ステータコアに保持されている、
請求項1~7のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 - 前記回転軸に保持されたファンを備える、
請求項1~8のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 - 前記ファンは、前記軸受と前記ロータコアとの間に配置されている、
請求項9に記載のブラシレスモータ。 - 前記軸受保持部は、
ベースと、
前記ベースから前記回転軸の軸方向に突出しており前記第2接触面を有するリブと、を有する、
請求項1~10のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 - 請求項1~11のいずれか一項に記載のブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを収容する電動工具本体と、を備える、
電動工具。
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