KR20180118240A - 전동 공구용 브러시리스 모터 - Google Patents

전동 공구용 브러시리스 모터 Download PDF

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키스 불랑제
알렉스 후버
윌리엄 에이 엘거
제프리 엠 왁위츠
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밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
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Abstract

본 발명은 전동 공구용 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다. 이 모터는 환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한 스테이터 어셈블리를 포함한다. 이 모터는 또한, 로터 적층판들을 구비하며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한 로터 어셈블리를 포함한다. 이 로터 어셈블리는 또한, 베어링 홀더를 구비하고 채널을 획정하는 로터 코어의 제1 측 상의 로터 단부 캡을 포함하며, 이 채널은 로터 코어와 대면하는 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방된다. 이 모터는 로터 단부 캡을 출력 샤프트에 연결하는 베어링 홀더 내에 제공된 베어링과, 로터 단부 캡의 채널 내에 제공되고 로터 코어의 위치 정보를 모터 제어기에 제공하도록 구성된 위치 센서 보드 어셈블리를 더 포함한다.

Description

전동 공구용 브러시리스 모터
본 출원은 2016 년 3월 30일자로 출원된 미국 가출원 제62/315479호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 통합된다.
본 발명은 전동 공구(power tool)용 브러시리스 모터에 관한 것이다.
전동 공구는 일반적으로, 전력 공급원에 연결되어 공구에 동력을 공급하기 위한 모터를 포함한다. 이러한 모터 중 하나는 브러시형 직류(DC) 모터이다. 브러시형 DC 모터에서, 모터 브러시는 로터의 회전에 의해 모터에 대한 전기적 연결을 행하고 차단한다. 전통적으로, 브러시형 DC 모터는 상대적으로 용이한 제조 및 저렴한 비용때문에 전동 공구에 사용되었다. 그러나, 브러시형 DC 모터는 전동 공구에 사용될 때 몇 가지 단점을 갖는다. 브러시형 DC 모터의 한가지 단점은 결국 브러시가 마모되어 전동 공구의 수명을 단축시킨다는 것이다. 또한, 브러시가 전기적 연결을 행하고 차단하기 때문에, 전동 공구 내에 스파크 및 전기적 노이즈가 있을 수 있다. 브러시리스 DC 모터는 전동 공구에 사용되는 또 다른 유형의 모터이다. 브러시리스 DC 모터는 브러시가 아닌, 전자적으로 제어되는 스위치를 사용하여 모터의 코일에 전력을 선택적으로 인가함으로써 로터를 구동한다.
본 발명의 실시예는 전동 공구용 브러시리스 DC 모터와 그 브러시리스 DC 모터를 포함하는 전동 공구에 관한 것이다. 일 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 스테이터 어셈블리 및 로터 어셈블리를 포함한다. 스테이터 어셈블리는 환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부(stator teeth)를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한다. 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한다. 로터 어셈블리는, 베어링 홀더를 구비하고 채널을 획정하는 로터 코어의 제1 측 상의 로터 단부 캡을 더 포함하며, 이 채널은 로터 코어와 대면하는 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방된다. 이 브러시리스 모터는 로터 단부 캡을 출력 샤프트에 연결하는 베어링 홀더 내에 제공된 베어링과, 로터 단부 캡의 채널 내에 제공되고 로터 코어의 위치 정보를 제어기에 제공하도록 구성된 위치 센서 보드 어셈블리를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 스테이터 어셈블리, 로터 어셈블리, 베어링, 및 위치 센서 보드 어셈블리를 포함하는 브러시리스 직류 모터가 제공된다. 스테이터 어셈블리는 환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한다. 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한다. 로터 어셈블리는, 베어링 홀더를 구비하고 채널을 획정하는 로터 코어의 제1 측 상의 로터 단부 캡을 더 포함하며, 이 채널은 로터 코어와 대면하는 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방된다. 이 베어링은 로터 단부 캡을 출력 샤프트에 연결하는 베어링 홀더 내에 제공된다. 이 위치 센서 보드 어셈블리는 로터 단부 캡의 채널 내에 제공되며, 로터 코어의 위치 정보를 모터 제어기에 제공하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 스테이터 어셈블리, 로터 어셈블리, 및 위치 센서 보드 어셈블리를 포함한다. 스테이터 어셈블리는 환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한다. 이 스테이터 어셈블리는 스테이터 어셈블리의 스테이터 단부 캡들의 축 방향 단부들 사이에서 연장되는 축 방향으로의 스테이터 엔벨로프(stator envelope)를 획정한다. 이 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하며, 축 방향으로 연장되며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한다. 이 로터 어셈블리는 로터 코어의 제1 측 상에 제공된 전방 로터 단부 캡 및 로터 코어의 제2 측 상에 제공된 후방 로터 단부 캡을 더 포함한다. 이 위치 센서 보드 어셈블리는 위치 센서를 포함하고, 로터 코어의 위치 정보를 제어기에 제공하도록 구성된다. 이 로터 어셈블리 및 위치 센서 보드 어셈블리는 적어도 부분적으로는 스테이터 엔벨로프 내에 제공된다.
다른 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한 스테이터 어셈블리를 포함하고, 이 스테이터 적층판은 축 방향으로의 스택 길이를 한정한다. 이 브러시리스 모터는 전방 베어링 및 후방 베어링을 더 포함한다. 이 전방 베어링 및 후방 베어링은 전방 베어링 및 후방 베어링의 축 방향 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 베어링 길이를 한정한다. 베어링 대 베어링 길이와 스택 길이의 차이는 27.5 밀리미터 미만이다.
일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이와 스택 길이 사이의 차이는 25.5 밀리미터를 초과한다. 일부 실시예에서, 이 브러시리스 모터는 위치 센서 보드 어셈블리를 더 포함하고, 이 위치 센서 보드 어셈블리와 후방 베어링은 후방 베어링 및 위치 센서 보드 어셈블리의 축 방향 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 보드 길이를 한정한다. 베어링 대 보드 길이와 스택 길이 사이의 차이는 20.5 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 이 브러시리스 모터는 적어도 부분적으로는 베어링 대 베어링 길이 내에서, 로터 어셈블리, 팬(fan) 및 위치 보드 어셈블리를 갖는다. 이 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하고, 축 방향으로 연장되고 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함하며, 이 출력 샤프트는 전방 베어링 및 후방 베어링과 협력하여 로터 코어가 회전할 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판을 갖는 스테이터 코어를 구비한 스테이터 어셈블리를 포함하고, 이 스테이터 적층판은 축 방향으로의 스택 길이를 한정한다. 이 브러시리스 모터는, 로터 적층판을 구비하며, 축 방향으로 연장되며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 구비한 로터 어셈블리를 더 포함한다. 이 로터 어셈블리는 로터 코어의 제1 측면 상에 제공된 전방 로터 단부 캡, 및 후방 베어링 홀더를 갖는 로터 코어의 제2 측면 상에 제공된 후방 로터 단부 캡을 더 포함한다. 이 브러시리스 모터는 전방 베어링 및 후방 베어링을 더 포함한다. 후방 베어링은 후방 베어링 홀더 내에 제공된다. 전방 베어링 및 후방 베어링 홀더는 전방 베어링과 후방 베어링 홀더의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 베어링 길이를 한정하며, 베어링 대 베어링 길이와 스택 길이 사이의 차이는 24 밀리미터 미만이다.
일부 실시예에서, 이 브러시리스 모터는 적어도 부분적으로는 베어링 대 베어링 길이 내에서, 로터 어셈블리, 팬, 및 후방 로터 단부 캡의 채널 내에 위치한 위치 센서 보드 어셈블리를 갖는다.
다른 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 스테이터 어셈블리 및 로터 어셈블리를 포함한다. 이 스테이터 어셈블리는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판을 갖는 스테이터 코어를 포함하며, 이 스테이터 적층판은 축 방향으로의 스택 길이를 획정한다. 이 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하며, 축 방향으로 연장되며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한다. 이 로터 어셈블리는 전방 베어링 홀더를 갖는 로터 코어의 제1 측면 상에 제공된 전방 로터 단부 캡, 및 로터 코어의 제2 측면 상에 제공된 후방 로터 단부 캡을 더 포함한다. 이 브러시리스 모터는 팬, 전방 베어링 및 후방 베어링을 더 포함한다. 전방 베어링은 전방 베어링 홀더 내에 제공된다. 전방 베어링 홀더 및 팬은 전방 베어링 홀더와 팬의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 팬 길이를 한정하며, 베어링 대 팬 길이와 스택 길이 사이의 차이는 23.5 밀리미터 미만이다.
일부 실시예에서, 상기 팬 및 전방 로터 단부 캡의 전방 면은 상기 팬과 전방 면의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 팬 대 단부 캡 길이를 한정하며, 팬 대 단부 캡 길이와 스택 길이 사이의 차이는 20.5 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 이 브러시리스 모터는 적어도 부분적으로는 베어링 대 팬 길이 내에서, 로터 어셈블리, 전방 베어링, 후방 베어링, 팬, 및 후방 로터 단부 캡의 채널 내에 위치한 위치 센서 보드 어셈블리를 갖는다.
다른 실시예에서, 하우징, 상기 하우징 내의 제어기, 및 상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터를 포함하는 전동 공구가 제공된다. 이 브러시리스 모터는 스테이터 어셈블리 및 로터 어셈블리를 포함한다. 스테이터 어셈블리는 환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한다. 로터 어셈블리는, 로터 적층판을 구비하며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어를 포함한다. 이 로터 어셈블리는, 로터 코어의 제1 측 상의 제1 면 부분(first face portion), 로터 코어를 통해 연장되는 자석 하우징 부분, 및 제1 측과 반대되는 로터 코어의 제2 측 상의 단부 부분을 포함한 로터 프레임을 더 포함한다. 이 단부 부분은 로터가 구동될 때 공기 흐름을 발생시키도록 구성된 팬을 포함한다.
일부 실시예에서, 로터 프레임은 모놀리식이고 경화된 수지로 형성된다. 일부 실시예에서, 단부는 제2 면 부분을 더 포함하고, 로터 적층판은 자석 개구를 갖는 로터 스택을 형성하고, 제1 면 부분 및 제2 면 부분은 로터 스택의 대향하는 축 방향의 단부들과 인접하며 자석을 자석 개구 내에 보유한다.
다른 실시예는, 하우징과 하우징 내의 브러시리스 직류(DC) 모터를 포함하고, 전력 공급원에 전기적으로 연결된 전동 공구를 제공한다. 이 브러시리스 DC 모터는 스테이터 엔벨로프를 형성하는 스테이터, 및 그 스테이터 엔벨로프 내에 리세스된 로터를 포함한다. 이 브러시리스 DC 모터는 또한 스테이터 엔벨로프 내에서 브러시리스 DC 모터의 팬 단부에 리세스된 제1 베어링, 및 스테이터 엔벨로프 내에서 브러시리스 DC 모터의 공구 단부에 리세스된 제2 베어링을 포함한다. 이 브러시리스 DC 모터는 스테이터 엔벨로프 내에 리세스된 홀 센서 인쇄 회로 보드(PCB)를 더 포함한다. 일부 예에서, 제1 및 제2 베어링은 부분적으로는 스테이터 엔벨로프의 내부에 위치하고, 부분적으로는 스테이터 엔벨로프의 외부에 위치한다. 일부 예에서, 로터 및 위치 센서 보드 어셈블리는 완전히 스테이터 엔벨로프 내부에 위치한다.
다른 실시예는, 하우징과 하우징 내의 브러시리스 직류(DC) 모터를 포함하고, 전력 공급원에 전기적으로 연결된 전동 공구를 제공한다. 이 브러시리스 DC 모터는 복수의 치형부 및 복수의 치형부 둘레에 스테이터 권선을 구비한 스테이터를 포함한다. 이 브러시리스 DC 모터는 또한 복수의 치형부 사이의 복수의 갭과, 복수의 갭을 실링하는 복수의 레그를 갖는 로터 인클로저(rotor enclosure)를 포함한다. 이 브러시리스 DC 모터는 레그 및 스테이터 치형부에 의해 부분적으로 형성된 실링된 공기 갭(sealed air-gap)을 포함한다. 일부 예에서, 실링된 공기 갭은 추가적으로 로터 인클로저의 전방 단부 캡, 로터 인클로저의 후방 단부 캡, 전방 단부 캡 내의 전방 베어링, 후방 단부 캡 내의 후방 베어링, 및 샤프트에 의해 형성된다. 일부 예에서, 로터는 실링된 공기 갭 내에 위치하고 그 내부에서 회전한다. 일부 예에서, 위치 센서 보드 어셈블리는 실링된 공기 갭 내에 위치한다. 일부 예에서, 위치 센서 보드 어셈블리는 후방 단부 캡의 모터 대향 측면 상의 후방 단부 캡의 채널 내에 위치된다.
다른 실시예는, 하우징과 하우징 내의 브러시리스 DC 모터를 포함하고, 전력 공급원에 전기적으로 연결된 전동 공구를 제공한다. 이 브러시리스 DC 모터는 로터 인클로저의 전방 단부 캡과, 전방 단부 캡 내에 리세스된 베어링을 포함한다. 전방 단부 캡은 기어 케이스가 장착되는 장착 보스를 포함한다. 베어링은 전방 단부 캡으로부터 외부로 축 방향으로 연장되고 기어 케이스의 개구부에 의해 수용되어, 브러시리스 DC 모터 및 기어 케이스에 의해 공유된다. 베어링 및 전방 단부 캡은 추가로 브러시리스 DC 모터의 스테이터 엔벨로프 내부에 위치하게 된다.
다른 실시예는, 하우징과 하우징 내의 브러시리스 직류(DC) 모터를 포함하고, 전력 공급원에 전기적으로 연결된 전동 공구를 제공한다. 이 브러시리스 DC 모터는 브러시리스 DC 모터의 스테이터 엔벨로프 내에 리세스된 홀 센서를 포함하고, 이 홀 센서는 브러시리스 DC 모터의 후방 단부에 그리고 브러시리스 DC 모터의 베어링 둘레에 위치한다. 일부 예에서, 이 브러시리스 DC 모터는 후방 단부 캡을 포함하는 로터 인클로저를 포함하고, 이 후방 단부 캡은 베어링을 수용하는 개구를 포함한다. 후방 단부 캡은 개구의 외부 반경 방향의 환형 채널을 더 포함하고, 이 환형 채널은 홀 센서가 위치되는 홀 센서 회로 보드를 수용한다. 일부 예에서, 환형 채널은 후방 단부 캡의 모터 대향 측면 상에 위치된다.
도 1은 브러시리스 DC 모터를 포함하는 전동 공구를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 브러시리스 전동 공구의 블록도를 도시한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1의 전동 공구에 포함된 브러시리스 DC 모터의 독립형 로터(self-contained rotor) 및 내부 베어링을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 모터의 리세스형 홀 센서 보드 장착을 도시한다.
도 5는 모터의 단면을 도시한다.
도 6은 모터의 사시도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 모터의 실링된 공기 갭을 도시한다.
도 8은 모터의 스테이터의 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 개선된 와이어 라우팅 및 지지체 피처를 갖는 모터를 도시한다.
도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d, 도 10e, 도 10f 및 도 10g는 모터의 조립 공정을 도시한다.
도 11은 스테이터 단부 캡이 제거된 모터의 스테이터를 도시한다.
도 12는 스테이터가 제거되고 로터를 갖는 모터를 도시한다.
도 13 및 도 14는 로터가 제거된 모터의 로터 인클로저를 도시한다.
도 15는 로터 인클로저로부터 제거된 로터를 도시한다.
도 16 내지 도 24는 모터의 추가적인 도면을 도시한다.
도 25는 다른 실시예에 따른 모터의 사시도이다.
도 26은 도 25의 모터의 권선 접속도이다.
도 27은 도 25의 모터의 독립형 로터의 사시도이다.
도 28은 도 25의 모터의 독립형 로터의 단면도이다.
도 29는 도 25의 모터의 단면도이다.
도 30은 도 25의 모터의 스테이터의 사시도이다.
도 31a는 도 25의 모터의 로터 단부 캡의 분해도이다.
도 31b는 도 25의 모터의 스테이터 단부 캡 및 로터 단부 캡의 분해도이다.
도 32는 도 25의 모터의 축 방향의 단면도이다.
도 33은 도 25의 모터의 단면 사시도이다.
도 34a, 도 34b 및 도 34c는 기어 케이스에 대한 연결부를 포함하는 도 25의 모터의 단면도이다.
도 35a, 도 35b 및 도 35c는 모터와 기어 케이스 사이의 연결부를 도시한다.
도 36은 기어 케이스 연결부의 사시도이다.
도 37은 기어 케이스 연결부를 도시하는 전동 공구의 사시도이다.
도 38은 도 25의 모터의 사시도이다.
도 39는 인쇄 회로 보드 어셈블리의 사시도이다.
도 40은 도 39의 인쇄 회로 보드 어셈블리의 다른 사시도이다.
도 41은 다른 실시예에 따른 도 1의 전동 공구에 통합된 모터의 사시도이다.
도 42는 다른 실시예에 따른 도 1의 전동 공구에 통합된 모터의 사시도이다.
도 43은 도 42의 모터의 로터의 사시도이다.
도 44는 도 43의 로터의 로터 단부 캡의 사시도이다.
도 45는 도 42의 로터의 후방 사시도이다.
도 46은 도 42의 모터의 위치 센서 보드 어셈블리의 사시도이다.
도 47은 도 42의 모터의 단면도이다.
도 48은 다른 실시예에 따른 도 1의 전동 공구에 통합된 모터의 사시도이다.
도 49는 도 48의 모터의 후방 사시도이다.
도 50은 도 48의 모터의 로터의 사시도이다.
도 51은 도 50의 로터의 후방 사시도이다.
도 52는 도 50의 로터의 로터 단부 캡의 사시도이다.
도 53은 도 42의 모터의 단면도이다.
도 54는 다른 실시예에 따른 도 1의 전동 공구에 통합된 모터의 단면도이다.
도 55는 다른 실시예에 따른 스테이터 적층판의 평면도이다.
본 발명의 임의의 실시예가 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 다음의 설명에서 설명되거나 다음의 도면에 도시된 구성 요소들의 구성 및 배열의 세부사항에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방법으로 실시되거나 실행될 수 있다. 본원에서 값과 관련한 약, 대략 및 실질적으로의 용어의 사용은, 일부 실시예에서, 값의 1, 2, 5 또는 10 퍼센트 내에 있다는 것을 나타낼 수 있다.
도 1은 브러시리스 직류(DC) 모터를 포함하는 전동 공구(100)를 도시한다. 전동 공구(100)와 같은 브러시리스 모터 전동 공구에서, 스위칭 요소들은, 전력 공급원(예를 들어, 배터리 팩)으로부터의 전력을 선택적으로 인가하여 브러시리스 모터를 구동하도록, 제어기로부터의 제어 신호에 의해 선택적으로 인에이블 및 디스에이블된다. 전동 공구(100)는 손잡이 부분(104) 및 모터 하우징 부분(106)을 갖는 하우징(102)을 갖는 브러시리스 해머 드릴이다. 전동 공구(100)는 출력 유닛(107), 토크 설정 다이얼(108), 순방향/역방향 선택기(110), 트리거(112), 배터리 인터페이스(114) 및 조명(116)을 더 포함한다. 도 1은 해머 드릴을 도시하지만, 일부 실시예에서 본원에 설명된 모터는 드릴/드라이버, 임팩트 드라이버, 임팩트 렌치, 원형 톱, 왕복 톱, 예초기(string trimmer), 낙엽 청소기(leaf blowers), 진공 청소기(vacuums) 및 기타의 다른 유형의 전동 공구에 통합된다.
도 2는 브러시리스 전동 공구(100)의 간이화된 블록도로서, 이 브러시리스 전동 공구는 전력 공급원(122), 전계 효과 트랜지스터(FETs)(124), 모터(126), 홀 센서(128), 모터 제어기(130), 사용자 입력(132) 및 기타 구성 요소들(배터리 팩 연료 게이지, 작업 조명(LEDs), 전류/전압 센서 등)을 포함한다. 전력 공급원(122)은 전동 공구(100)의 다양한 구성 요소에 DC 전력을 제공하고, 재충전 가능하고, 예를 들어, 리튬 이온 전지 기술을 사용하는 전동 공구 배터리 팩일 수 있다. 일부의 경우에서, 전력 공급원(122)은 표준 벽 콘센트에 연결된 공구의 플러그로부터 AC 전력(예를 들어, 120V/60Hz)을 수신하고, 그후 수신된 전력을 필터링, 조정 및 정류하여 DC 전력을 출력할 수 있다. 각각의 홀 센서(128)는, 로터의 자석이 그 홀 센서의 전면을 가로 질러 회전할 때, 표시자(indication)(예를 들어, 펄스)와 같은 모터 피드백 정보를 출력한다. 홀 센서(128)로부터의 모터 피드백 정보에 기초하여, 모터 제어기(130)는 로터의 위치, 속도, 및 가속도를 결정할 수 있다. 모터 제어기(130)는 또한 트리거(112)를 누르거나 또는 순방향/역방향 선택기(110)를 시프트시키는 것과 같은 사용자 입력(132)으로부터의 사용자 제어 신호를 수신한다. 모터 피드백 정보 및 사용자 제어 신호에 응답하여, 모터 제어기(130)는 제어 신호를 송신하여 FETs(124)를 제어함으로써 모터(126)를 구동한다. FETs(124)를 선택적으로 인에이블 및 디스에이블시킴으로써, 전력 공급원(122)으로부터의 전력은 모터(126)의 스테이터 코일에 선택적으로 인가되어 로터의 회전을 일으킨다. 도시되지는 않았지만, 전동 공구(100)의 모터 제어기(130) 및 다른 구성 요소는 전력 공급원(122)에 전기적으로 연결되어, 이 전력 공급원으로부터 전력을 공급받는다.
도 3a 내지 도 24는 모터(200) 또는 그의 다양한 부분을 도시한다. 모터(200)는 전동 공구(100)의 모터(126)로서 기능하는 브러시리스 모터이다. 언급된 바와 같이, 모터(200)는 또한 드릴/드라이버, 임팩트 드라이버, 및 다른 유형의 전동 공구와 같은, 다른 전동 공구와 함께 사용될 수 있다. 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 모터(200)는 단축된 축 방향 길이, 실링된 공기 갭, 기어 케이스에 대한 개선된 장착, 및 개선된 와이어 라우팅 및 지지체를 포함한다.
도 3a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(200)는 단축된 축 방향 길이를 가능하게 하는 피처를 포함하며, 이는 보다 소형화된 공구 하우징 및/또는 공구 하우징 내의 다른 구성 요소를 위한 추가 공간을 허용한다. 모터(200)는 로터(202), 전방 베어링(204), 후방 베어링(206)(전방 베어링 및 후방 베어링은 집합적으로 베어링들(204, 206)이라고 지칭됨), 모터(200)의 스테이터 엔벨로프(210) 내의 위치 센서 보드 어셈블리(208), 및 샤프트(216)를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 스테이터 엔벨로프(210)는 로터 축(214)의 길이를 따르는 스테이터 코일(212)의 단부들 사이의 공간이다. 스테이터 엔벨로프(210) 내에, 로터(202), 베어링들(204, 206), 및 위치 센서 보드 어셈블리(208)를 리세스하면, 축 방향으로 보다 소형화된 모터(200)가 허용된다. 여기서, 축 방향이란 모터(200)의 샤프트(216)의 길이를 따라(즉, 중심 축을 따라) 연장되는 방향을 지칭하는 반면, 반경 방향은 샤프트(216)의 길이(즉, 중심 축)로부터 반경 방향으로 연장되는 방향을 지칭한다. 로터(202)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 베어링들(204, 206) 및 위치 센서 보드 어셈블리(208)는 또한 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치한다. 일부 실시예에서, 위치 센서 보드 어셈블리(208)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치하지만, 베어링들(204, 206) 중 하나 또는 모두는 스테이터 엔벨로프(210)의 내부에 부분적으로 위치하고 스테이터 엔벨로프(210)의 외부에 부분적으로 위치한다. 일부 실시예에서, 베어링들(204, 206)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치하지만, 위치 센서 보드 어셈블리는(208)는 스테이터 엔벨로프(210)의 내부에 부분적으로 위치하고 스테이터 엔벨로프(210)의 외부에 부분적으로 위치한다. 일부 실시예에서, 위치 센서 보드 어셈블리(208) 및 하나의 베어링(예를 들어, 전방 베어링(204) 또는 후방 베어링(206) 중의 하나)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치하지만, 다른 베어링(예를 들어, 전방 베어링(204) 또는 후방 베어링(206) 중 다른 베어링)은 스테이터 엔벨로프(210)의 내부에 부분적으로 위치하고 스테이터 엔벨로프(210)의 외부에 부분적으로 위치한다.
위치 센서 보드 어셈블리(208)는 모터(200)의 하나 이상의 회전 위치, 속도, 및 가속도를 검출하기 위한 홀 센서(128)(또는 다른 위치 센서)(도 2 참조)를 포함한다. 위치 센서 보드 어셈블리(208)는 모터 제어기(130)를 갖는 공구(도시 생략) 내의 제어 PCB에 전기적으로 연결된다. 도 4b, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 위치 센서 보드 어셈블리(208)는 모터 샤프트/스핀들(216) 및 모터 베어링들 중 하나(예를 들어, 전방 베어링(204)) 모두를 수용하는 관통홀(through-hole)을 포함한다. 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치 센서 보드 어셈블리(208)를 리세스함으로써, 로터 자석(218)은 홀 센서(128)에 보다 더 근접해져, 로터 자석(218) 및/또는 로터 코어(203)(도 12 내지 도 14 참조)를 축 방향으로 연장시키지 않고도 로터 위치의 검출이 개선된다.
로터(202)는 도 12 내지 도 14에 도시된 로터 인클로저(220) 내에 포함된다. 로터 인클로저(220)는 로터 적층판들이 함께 적층된 로터 코어(203), 전방 로터 단부 캡(222), 및 후방 로터 단부 캡(224)(전방 로터 단부 캡(222) 및 후방 로터 단부 캡(224)은 집합적으로 로터 단부 캡들(222, 224)로 지칭됨)를 포함하며, 로터 단부 캡들(222, 224) 사이에서 축 방향으로 수 개의 레그(226)가 연장되어 있다. 전방 로터 단부 캡(222)은 환형 위치 센서 보드 어셈블리(208)를 수용하기 위한 환형 채널(228)을 포함한다. 이 채널(228)은 위치 센서 보드 어셈블리(208)를 포팅(potting)하는 단순화된 수단을 제공하고, 위치 센서 보드 어셈블리(208)의 진입 보호를 향상시킨다. 이 채널(228)은 또한 리세스 또는 그루브로 지칭될 수 있다. 채널(228)은 또한 채널(228) 내에서 위치 센서 보드 어셈블리(208)의 적절한 위치설정을 보장하기 위한 로케이터(locator)(230)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 로케이터(230)는 위치 센서 보드 어셈블리(208) 상의 대응하는 오목부(indent)에 맞물려 수용되는 돌출부이다. 전방 로터 단부 캡(222)은 레그(226)와 일체로 형성된다. 후방 로터 단부 캡(224)은 외부 원주를 따라, 각 레그(226)마다 하나씩인 돌출부들(232)을 포함한다. 각각의 돌출부(232)는 전방 로터 단부 캡(222)의 대응하는 레그(226)의 단부를 수용하기 위한 관통홀(234)을 포함한다. 그후 레그(226)는 콜드 스테이킹되거나(cold-staked), 초음파 용접되거나, 또는 대응하는 돌출부(232)와 결합되어 로터 인클로저(220)를 형성할 수 있다. 각각의 로터 단부 캡(222, 224)은 베어링들(204, 206) 중 하나가 수용되는 베어링 개구(236)를 더 포함한다. 로터 샤프트(216) 및 그에 따른 로터(202)는 로터 단부 캡들(222, 224) 내에 포함된 베어링들(204, 206)에 의해 지지된다. 로터(202)는 로터 코어(203)의 전방 단부 상의 제1 면 부분(223) 및 로터 코어(203)의 후방 단부 상의 제2 면 부분(225)을 더 포함할 수 있다. 제1 면 부분(223) 및 제2 면 부분(225)(이들 부분은 집합적으로 면 부분들(223, 225)이라고 지칭됨)은 그 전체가 로터 인클로저(220) 내에 위치한다. 면 부분들(223, 225)은 로터 코어(203)의 자석 수용 개구에 로터 자석(250)(도 7a 참조)을 보유한다. 일부 실시예에서, 면 부분들(223, 225)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치한다. 면 부분들(223, 225)은 면 플레이트들(face plates)이라고 지칭될 수도 있다.
모터(200)는 영구 자석(218)을 갖는 내부 로터(202) 및 이 로터(202)를 구동하도록 선택적으로 에너지를 공급받는 코일 권선(212)을 갖는 외부 스테이터(238)를 포함한다. 도 8을 참조하면, 외부 스테이터(238)는 스테이터(238)의 전방 측 상의 제1 스테이터 단부 캡(242) 및 스테이터(238)의 후방 측 상의 제2 스테이터 단부 캡 (244)을 갖는 스테이터 프레임(239)을 포함한다. 제1 스테이터 단부 캡(242) 및 제2 스테이터 단부 캡(244)은 단일 피스(single piece)(즉, 스테이터 프레임(239))로서 일체로 형성되거나, 대안으로 스테이터 프레임(239)을 함께 형성하는 2개의 개별 피스들일 수 있다. 스테이터 프레임(239)은 사출 성형 공정에 의해, 예를 들어 스테이터 적층판 스택을 포함하는 몰드 내로 수지 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 스테이터 프레임(239)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다. 스테이터(238)는 스테이터 적층판(예를 들어, 도 55의 스테이터 적층판(710) 참조)을 포함한다. 스테이터 적층판 및 스테이터 프레임(239)은 둘레에 코일(212)이 감겨지는 치형부(246)를 포함한다. 스테이터(238)의 내부 방사상 단부에서 각각의 스테이터 치형부(246) 사이에는 도 8에 도시된 바와 같이 갭(248)이 존재한다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 로터 인클로저(220)의 각각의 레그(226)는 각각의 스테이터 치형부(246) 사이의 갭(248) 내에 끼워져 위치한다. 따라서, 스테이터 치형부(246) 사이의 갭(248)은 실링된다. 실링된 갭(248)은 로터 영역 내로 오염물 및 잔해물이 통과하는 것을 방지하여, 오염물 및 잔해물이 잠재적으로 모터(200)의 손상을 유발하거나 수명을 감소시키는 것을 방지한다. 로터 인클로저(220)의 레그(226) 및 로터 단부 캡들(222, 224)과 스테이터 치형부(246)는 조합적으로, 로터(202)를 오염물 및 잔해물로부터 보호하는 실링된 로터 공간을 제공한다. 또한, 일부 실시예에서, 실링된 로터 공간은 로터 회전을 위한 난류 공간을 덜 제공하여 모터 진동을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 로터(202)는 모터(200)의 로터 인클로저(220) 및 스테이터 치형부(246) 내에 밀폐식으로 실링될 수 있다. 다른 실시예에서, 이러한 실링은 밀폐식이 아니지만, 잔해물 및 오염물이 로터 인클로저(220) 내의 로터 공간 내로 진입하는 것을 여전히 차단하는 기능을 한다.
스테이터 프레임(239) 및 관련된 스테이터 어셈블리는 또한 스테이터 프레임(239)의 반경 방향의 최내측 단부에 의해 형성된 내경(252)을 포함한다(도 7b 참조). 채널(228)은 채널(228)의 반경 방향의 최외측 단부에 의해 형성된 직경(254)을 갖는다(도 13 참조). 일부 실시예에서, 채널(228)의 직경(254)은 스테이터 프레임(239)의 내경(252) 미만이다.
도 9a 및 도 9b는 단자 블록(240)을 포함하는 모터(200)의 개선된 와이어 라우팅 및 지지체 피처를 도시한다. 모터(200)에 대한 조립 공정이 도 10a 내지 도 10g에 도시되어 있다. 도 10a에서, 스테이터 적층판은 스테이터 단부 캡들(242, 244) 사이에 위치된다. 도 10b에서, 코일 권선(212)은 스테이터 치형부(246) 둘레에 감겨진다. 또한, 단자들은 단자 블록(240) 내에 삽입된다. 도 10c 및 도 10d에서, 로터 인클로저(220)의 전방 단부 캡(222) 및 레그(226)는 스테이터(238) 내로 삽입된다. 도 10e에서, 조립 후에, 로터 적층판 및 영구 자석(218)을 포함하는 로터 코어(203) 및 로터 샤프트(216)가 스테이터(238) 내로 삽입된다. 도 10f에서, 후방 단부 캡(224)은 (예를 들어, 초음파 용접을 통해) 레그(226)에 고정된다. 도 10g에서, 팬은 로터 샤프트(216)에 부착된다. 도 11은 스테이터 프레임(239)이 제거된 모터(200)를 도시한다. 도 12는 스테이터(238)가 제거된 모터(200)를 도시한다. 도 13 내지 도 14는 로터(202)가 제거된 로터 인클로저(220)를 도시하는 반면, 도 15는 로터 인클로저(220)로부터 제거된 로터(202)를 도시한다. 도 16 내지 도 24는 모터(200)의 추가적인 도면을 도시한다.
도 25은 다른 실시예에 브러시리스 DC 모터(300)의 사시도이다. 모터(200)와 마찬가지로, 모터(300)는 도 1의 공구(100) 내에 통합될 수 있고 도 2의 블록도에서의 모터(126)의 예이다. 추가로, 모터(200)와 마찬가지로, 모터(300)는 또한 전술한 바와 같이, 다른 유형의 전동 공구 내에 통합될 수도 있다.
모터(300)는 스테이터(310), 샤프트(330)를 구동하는 독립형 로터(320), 및 팬(340)을 포함한다. 스테이터(310)는 함께 적층된 수 개의 스테이터 적층판으로 이루어져 원통형 코어를 형성한다. 스테이터(310)는 또한 외측 원주상의 링(347)(도 33 참조)으로부터 내측으로 돌출하는 스테이터 치형부(345)(예를 들어, 6 개의 치형부)를 포함한다. 스테이터(310)는 스테이터(310)의 전방 측 상의 제1 스테이터 단부 캡(352) 및 스테이터(310)의 후방 측 상의 제2 스테이터 단부 캡(354)을 포함하는 스테이터 프레임(350)을 포함한다. 제1 스테이터 단부 캡(352) 및 제2 스테이터 단부 캡(354)은 단일 피스(즉, 스테이터 프레임(350))로서 일체로 형성되거나, 대안으로 스테이터 프레임(350)을 함께 형성하는 2개의 개별 피스일 수 있다. 스테이터 프레임(350)은 사출 성형 공정에 의해, 예를 들어 스테이터 적층판을 포함하는 몰드 내로 수지 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 스테이터 프레임(350)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다. 스테이터 프레임(350)은 또한 스테이터 치형부(345) 위로 연장되는 스테이터 단부 캡 치형부(360)를 포함한다. 스테이터 권선(370)은 스테이터 치형부(345)와 스테이터 단부 캡 치형부(360) 둘레에 감겨져 있다.
스테이터 권선(370)은 스테이터 치형부(345) 둘레에 감기고 와이어 단자(380)에 전기적으로 연결된다. 와이어 단자(380)는 전동 공구(100)의 전력 공급원(122)으로부터 전력을 수신하기 위해 FETs(124)에 연결된다(도 1 및 도 2 참조). 와이어 단자(380)는 스테이터 권선(370)을 활성화시키기 위해 전력을 공급함으로써 모터(300) 내부에 전자기장을 생성하여 로터(320)를 회전시킨다. 일부 실시예에서, 스테이터 권선(370)은 도 26에 도시된 바와 같이 병렬 델타 구성으로 연결된다. 도 26에서, C1 내지 C6은 스테이터 권선(370)을 나타내며, T1 내지 T3는 와이어 단자(380)를 나타낸다. 라벨(C1 내지 C6)은 시계 방향으로 또는 반시계 방향으로 스테이터 권선(370)에 순차적으로 인가(즉, C1, C2, C3, C4, C5, C6)될 수 있어서, 예를 들어, C1로 라벨링된 스테이터 권선(370)은 C2 및 C6으로 라벨링된 스테이터 권선(370)에 인접하며, C3으로 라벨링된 스테이터 권선(370)은 C2 및 C4로 라벨링된 스테이터 권선(370)에 인접한다. 다른 실시예에서, 스테이터 권선(370)은 직렬 델타 구성, Y(wye) 구성, 또는 다른 구성으로 연결된다.
도 27은 독립형 로터(320)의 사시도이다. 독립형 로터(320)는 전방 단부 캡(420), 후방 단부 캡(430), 레그(440) 및 강성 커넥터(450)를 포함하는 로터 인클로저(415) 내의 로터 코어(410)를 포함한다. 로터 인클로저(415)는 보다 상세히 후술된다. 로터 코어(410)는 함께 적층된 수 개의 로터 적층판으로 이루어져 원통형 코어를 형성한다. 로터 코어(410)는 로터 자석(510)을 수용하기 위한 자석 수용 개구를 포함한다(도 28 참조). 로터 자석(510)(예를 들어, 4개의 영구 자석)은 로터 코어(410) 내로 삽입된다(도 32 참조). 로터 코어(410)는 샤프트(330)에 회전 가능하게 고정되어 로터 코어(410)와 샤프트(330)가 함께 회전한다.
도 28은 독립형 로터(320)의 단면도이다. 독립형 로터(320)는 영구 자석(510)을 포함한다. 일부 실시예에서, 독립형 로터(320)는 4개의 영구 자석(510)을 포함할 수 있다. 영구 자석(510)은 스테이터(310)에 의해 생성된 전자기장에 의해 회전 기계 에너지를 생성한다. 회전 기계 에너지는 로터 코어(410)를 회전시키고, 차례로 샤프트(330)를 회전시킨다. 샤프트(330)는 기어 케이스를 구동하며, 이 기어 케이스는 최종적으로 전동 공구(100)의 공구 비트(tool bit)를 구동한다. 모터(300)(및 전동 공구(100))의 후방 단부 상에서, 샤프트(330)는 팬(340)을 또한 구동시킨다. 로터(202)는 로터 코어(410)의 전방 단부 상의 제1 면 부분(512) 및 로터 코어(410)의 후방 단부 상의 제2 면 부분(514)을 더 포함할 수 있다. 제1 면 부분(512) 및 제2 면 부분(514)(이들 부분은 집합적으로 면 부분들(512, 514)이라고 지징됨)은 그 전체가 로터 인클로저(415) 내에 위치한다. 면 부분들(512, 514)은 로터 코어(410)의 자석 수용 개구 내에 로터 자석(510)을 보유한다. 면 부분들(512, 514)은 면 플레이트들(face plates)이라고 지칭될 수도 있다.
독립형 로터(320)의 전방 단부 캡(420) 및 후방 단부 캡(430)은 각각 전방 베어링(520) 및 후방 베어링(530)용 개구를 포함한다. 특히, 전방 단부 캡(420)은 전방 베어링(520)을 수용하기 위해 L형 채널(L-채널)(534)을 갖는 전방 개구(532)를 포함한다. 특히, L-채널(534)은 전방 베어링(520)의 리세스된 부분(535)을 수용한다. 전방 베어링(520)의 연장된 부분(536)은 로터 코어(410)로부터 떨어진 전방 단부 캡(420)으로부터 외측의 축 방향으로 연장된다. 후방 단부 캡(430)은 후방 베어링(530)을 수용하기 위해 U형 채널(U-채널)(538)을 갖는 후방 개구(537)를 포함한다. 샤프트(330) 및 베어링들(520 및 530)은 협력하여 로터 코어(410)가, 고정된 로터 단부 캡들(420 및 430) 및 레그(440)와는 독립적으로, 그 축을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 전방 단부 캡(420)은 또한 기어 케이스를 모터(300)에 고정시키는 데 사용되는 장착 보스(860)를 포함하는데, 이는 도 34a 및 도 34b와 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
후방 단부 캡(430)은 또한 대체로 환상의 형상을 갖는 위치 센서 보드 어셈블리(540)를 포함한다. 도 27로 돌아와서, 강성 커넥터(450)는 후방 단부 캡(430)에 연결되고, 위치 센서 보드 어셈블리(540)를 모터 제어기(130) 또는 전동 공구(100)의 회로 보드에 연결하기 위한 절연된 경로를 제공한다. 도 31b를 참조하면, 강성 커넥터(450) 및 후방 단부 캡(430)은 집합적으로 후방 어셈블리(451)로 지칭될 수 있다. 위치 센서 보드 어셈블리(540)는 도 31a 및 도 35와 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
도 29는 모터(300)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 위치 센서 보드 어셈블리(540) 및 베어링들(520 및 530)을 포함하는 독립형 로터(320)는 모터(300)의 스테이터 엔벨로프(610) 내에 위치된다. 스테이터 엔벨로프(610)는 스테이터(310) 내의 볼륨이 된다. 즉, 스테이터 엔벨로프(610)는 스테이터 권선(370)의 반경 방향의 내부 측의 볼륨으로서 스테이터 단부 캡 치형부(360)의 축 방향의 외측 단부들 사이에서 축 방향으로 연장되는 볼륨이다. 일부 실시예에서, 스테이터 엔벨로프(610)는 스테이터 권선(370)의 축 방향의 외부 단부들 사이에서 축 방향으로 연장된다. 도시된 바와 같이, 로터 코어(410) 및 위치 센서 보드 어셈블리(540)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(610) 내에 위치하고, 베어링들(520 및 530)은 부분적으로 스테이터 엔벨로프(610) 내에 위치한다. 일부 실시예에서, 베어링들(520 및 530) 중 하나 또는 모두는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(610)의 외부에 위치(스테이터 엔벨로프(610) 내에 리세스되지 않음)하거나 또는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(610)의 내부에 위치할 수 있다. 독립형 로터(320)를 스테이터 엔벨로프(610) 내에 위치시키면, 보다 소형화된 모터 설계를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 도 29에 도시된 바와 같이, 면 부분들(512, 514)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(210) 내에 위치한다.
또한, 전방 단부 캡(420) 및 후방 단부 캡(430)은 스테이터(310) 내에서 반경 방향으로 위치하게 된다. 다시 말하면, 로터 단부 캡들(420 및 430)은 스테이터 단부 캡 치형부(360) 또는 스테이터 권선(370)을 지나서 반경 방향으로 연장되지는 않는다. 오히려, 전방 단부 캡(420) 및 후방 단부 캡(430)은 각각 스테이터 단부 캡 치형부(360)의 반경 방향 내측의 스테이터(310)의 전방 개구 및 후방 개구 내에 수용된다(도 31b 참조).
도 30은 스테이터(310)의 사시도이다. 전술한 바와 같이, 스테이터(310)는 스테이터 적층판(710), 스테이터 치형부(345), 스테이터 프레임(350), 및 스테이터 단부 캡 치형부(360)를 포함한다. 스테이터(310)는 또한 스테이터(310)의 내측 반경 방향의 단부에서, 인접한 치형부 간의 분리를 제공하기 위한 갭(730)을 포함한다. 스테이터 프레임(350)은 상부에 스테이터 단부 캡 치형부(360)가 위치되는 포스트(740)를 포함한다.
도 31a는 로터 단부 캡들(420 및 430)을 포함하는 로터 인클로저(415)의 분해도이다. 전방 단부 캡(420)은 전방 단부 캡(420)으로부터 연장되는 레그(440)를 포함한다. 후방 단부 캡(430)은 그 원주 상에 돌출부(810)를 포함한다. 레그(440)는 돌출부(810)에 부착(예를 들어, 접착)되어 로터 인클로저(415)를 형성한다. 또한, 돌출부(810)는 인접한 스테이터 단부 캡 치형부(360) 사이의 갭(730)에 끼워 맞춰진다. 후방 단부 캡(430)은 또한 위치 센서 보드 어셈블리(540)를 하우징하기 위한 (채널(228)과 유사한) 환형 채널(820) 형태의 리세스를 포함한다. 모터(200)에 관해 전술한 바와 같이, 환형 채널은 스테이터 프레임(350)의 내경보다 작은 직경을 갖는다. 홀 센서(128)는 로터 코어(410) 및 전방 단부 캡(420)과 대면하는 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 모터 대면 측에 부착된다. 이와 같이, 홀 센서(128)는 (스테이터 엔벨로프(610) 내의) 스테이터 권선(370)의 길이 내에 위치되어, 돌출(즉, 스테이터 엔벨로프(610)를 지나 연장)되지는 않지만, 홀 센서(128)와 영구 자석(510) 사이에 짧은 거리를 여전히 제공하는 로터 코어(410)를 갖는 설계를 가능하게 한다.
도 31b는 스테이터 프레임(350) 및 로터 단부 캡들(420 및 430)의 분해도이다. 스테이터 프레임(350)은 후방 면 부분(835), 전방 면 부분(840), 및 후방 면 부분(835)과 전방 면 부분(840)을 연결하는 중간 부분(845)을 포함한다. 스테이터 프레임(350)은 와이어 단자(380)를 갖는 단자 블록 몰딩(855)이 위치되는 단자 블록 홀더(850)를 더 포함한다(도 25와 조합하여 참조).
도 32는 모터(300)의 축 방향의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 전방 단부 캡(420)의 레그(440)는 인접한 스테이터 치형부(345) 사이의 갭(730)을 폐쇄한다. 이와 같이, 로터 단부 캡들(420 및 430)은 로터 코어(410)를 위한 실링된 공기 갭(870)을 제공한다. 이 실링된 공기 갭은 로터 코어(410)가 회전하는 로터 인클로저(415)와 스테이터(310) 내의 공동이다. 이 실링된 공기 갭(870)은 전방 단부 캡(420), 후방 단부 캡(430), 레그(440), 스테이터 치형부(345), 및 스테이터 단부 캡 치형부(360)에 의해 형성된 스테이터(310) 내의 실링된 공동이다. 이 실링된 공기 갭(870)은 로터 코어(410)가 회전하고 위치 센서 보드 어셈블리(540)가 위치하는 공동 내로 오염물이 유입되는 것을 방지한다.
도 33은 스테이터 권선(370) 및 스테이터 프레임(350)이 숨겨진 모터(300)의 단면을 도시하고 실링된 공기 갭(870)의 다른 도면을 제공한다. 도시된 바와 같이, 레그(440)는 스테이터 치형부(345) 사이의 갭(730)을 폐쇄한다. 후방 베어링(530) 및 샤프트(330)(예를 들어, 도 28 참조)는 외부 환경으로부터 실링된 공기 갭(870)을 추가로 밀봉하도록 후방 개구(537)를 채운다. 도 33에 도시된 것보다 모터의 반대 측(도 33에는 보이지 않음)에서, 전방 개구(532)는 실링된 공기 갭(870)을 추가로 밀봉하기 위해 전방 베어링(520)에 의해 유사하게 점유된다. 위치 센서 보드 어셈블리(540)는 또한 실링된 공기 갭(870) 내에 위치된다. 홀 센서(128)는 위치 센서 보드 어셈블리(540) 상의 로터 코어(410)와 대면하는 실링된 공기 갭(870) 내에 위치된다. 그 후, 위치 센서 보드 어셈블리(540)는 코팅 또는 포팅(potting)의 추가없이 (예를 들어, 오염물로부터) 보호될 수 있다.
도 34a는 기어 케이스(900)에 대한 연결부를 포함하는 모터(300)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 기어 케이스(900)는 샤프트(330)를 수용하고 전방 베어링(520)을 모터(300)와 공유한다. 전방 베어링(520)은 내부 레이스(522) 및 외부 레이스(524)를 포함한다(도 34b 참조). 전방 단부 캡(420) 상의 장착 보스(860)는 모터(300)가 기어 케이스(900)에 직접 연결되게 한다. 기어 케이스(900)는 스크류(910)에 의해 모터(300)에 고정된다. 모터(300)에 의해 발생될 수 있는 진동은 전동 공구의 하우징에 보다 직접적으로 전달되는 대신에 기어 케이스(900)를 통해 전동 공구의 하우징에 전달되도록 강제된다. 진동은, 이와 같이, 기어 케이스(900)에 의해 감소된다. 그 결과, 기어 케이스(900)를 모터(300)에 장착함으로써, 전동 공구의 사용자가 잡고 있는 하우징으로부터 진동을 격리시킬 수 있다.
도 34b는 모터(300)와 기어 케이스(900) 사이의 연결부를 보다 상세하게 도시한다. 전방 단부 캡(420) 상의 장착 보스(860)는 나사형 스크류(910)를 수용하는 나사형 인서트(905)를 갖는다. 기어 케이스(900)는 홀(930)을 포함하는 기어 케이스 인클로저(920)를 포함한다. 스크류(910)의 헤드는 기어 케이스 인클로저(920)의 내부에 고정되고 스크류(910)의 나사부는 홀(930)을 통해 장착 보스(860)에까지 나아가게 된다. 기어 케이스 인클로저(920)는 제2 L-채널(940)을 더 포함한다. 전방 단부 캡(420)의 L-채널(534)과 기어 케이스(900)의 제2 L-채널(940)은 함께 U-채널을 형성하여, 기어 케이스(900)와 로터 코어(410) 사이의 축 방향에서 전방 베어링(520)을 보유한다.
도 34c는 모터(300)와 기어 케이스(900) 사이의 다른 양태의 연결부를 보다 상세하게 도시한다. 기어 케이스(900)는 피니언(945)을 포함한다. 피니언(945)은 전방 베어링(520)의 내부 레이스(522)에 가압된다. 이와 같이, 피니언(945)은 로터(320)의 위치를 전방 베어링(520)에 고정시키는 메커니즘을 제공한다.
도 35a, 도 35b, 및 도 35c는 모터(300)와 기어 케이스(900) 사이의 연결부를 보다 상세하게 도시한다. 도 35a는 모터(300)에 대한 기어 케이스(900)의 축 방향의 위치를 도시한다. 도 35b에 도시되고 도 34a 및 도 34b와 관련하여 앞서 언급된 바와 같이, 2개의 스크류(910)는 모터(300)를 기어 케이스(900)에 축 방향 및 회전 방향으로 고정하는 데 사용된다. 기어 케이스(900)는 기어 케이스(900)를 (도 36에 도시된) 기어 케이스 어셈블리의 전방 부분에 연결하기 위한 나사형 스크류 홀(955)을 포함한다. 나사형 스크류 홀(955)은 (도 36에 도시된 바와 같이) 기어 케이스(900)를 기어 케이스 어셈블리의 전방 부분에 연결하기 위해 스크류와 같은 고정 부재(미도시)를 수용한다. 도 35b 및 도 35c는 피니언(945)의 위치 설정을 보다 상세하게 도시한다. 도시된 바와 같이, 피니언(945)은 기어 케이스(900)의 제2 L-채널(940)에 의해 생성된 홀에 위치된다. 도 35c에서 알 수 있는 바와 같이, 피니언은 기어 케이스(900)의 홀을 통해 연장되어 전방 베어링(520)을 가압한다.
도 36은 기어 케이스(900)와 기어 케이스 어셈블리(960)의 나머지 사이의 연결부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 기어 케이스 어셈블리(960)는 기어 케이스(900) 및 전방 부분(950)을 포함한다. 전방 부분(950)은, 예를 들어, 스크류가 전방 부분(950)을 기어 케이스(900)에 고정할 수 있게 하는 홀(930)과 유사한 홀을 포함한다. 전방 부분(950)로부터의 스크류는 기어 케이스(900)의 나사형 스크류 홀(955)에 의해 수용된다. 전방 부분(950)은, 또한 전동 공구 하우징 상의 나사형 홀과 정렬되고 기어 케이스를 전동 공구 하우징에 고정시키는 고정 부재(도시되지 않음)를 수용하는 나사형 스크류 홀(956)을 포함한다. 도 37은 전동 공구(100)의 기어 케이스 어셈블리(960)와 모터 하우징(106) 사이의 연결부를 도시한다. 도 37에 도시되지 않은 전동 공구의 다른 측은 기어 케이스(900)를 모터 하우징(106)에 고정하기 위해 유사한 나사형 스크류 홀(956)을 또한 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 나사형 스크류 홀(956)은 모터 하우징(106)에 기어 케이스 어셈블리(960)를 고정하기 위한, 예를 들어, 스크류와 같은 고정 부재를 수용한다.
도 38은 후방 단부 캡(430) 및 강성 커넥터 하우징이 제거된 모터(300)의 후방 사시도이다. 후방 단부 캡(430)이 제거되면, 위치 센서 보드 어셈블리(540) 및 강성 커넥터(450)의 내부 회로가 노출되어 보여질 수 있다. 전술한 바와 같이, 홀 센서(128)는 로터 코어(410)와 대면하는 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 모터 대향 측에 위치된다. 따라서, 홀 센서(128)는 도 38에는 도시되어 있지 않다. 홀 센서(128) 및 위치 센서 보드 어셈블리(540)는 커넥터 암(970)을 사용하여 전동 공구(100)의 모터 제어기(130)에 연결된다. 커넥터 암(970)의 제1 단부는 로터 코어(410)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 측(965) 상에(즉, 홀 센서(128)의 대향 측 상에) 장착된다. 커넥터 암(970)은, 예를 들어 강성 커넥터(450)에 부착되는 리본 케이블을 통해 전동 공구(100)의 모터 제어기(130)에 연결된 핀(980)에서 종료된다. 커넥터 암(970)은 강성 커넥터(450)에 둘러싸여 있다. 도 38에서 알 수 있는 바와 같이, 커넥터 암(970)은 스테이터 권선(370)의 권선(370a)의 측면을 따라 이동한다. 커넥터 암(970)의 각각은 스테이터 권선(370)의 권선(370a) 및 각각의 인접한 권선(370b 및 370c) 사이에서 연장된다. 커넥터 암(970)은 스테이터(310)의 축 방향의 길이를 넘어 연장되지는 않는다. 즉, 커넥터 암(970)은 스테이터 엔벨로프(610) 내에 존재한다. 강성 커넥터(450) 및 커넥터 암(970)은 스테이터(310)의 외측 원주를 넘어 방사상으로 연장된다.
도 39 및 도 40은 모터 제어기에 대한 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 연결부를 도시한다. 커넥터 와이어(990)는 위치 센서 보드 어셈블리(540)로부터 핀(980)으로 연장되는 커넥터 암(970) 내에 제공될 수 있다. 커넥터 와이어(990)는 위치 센서 보드 어셈블리(540)에, 예를 들어 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 개구에 납땜될 수 있다. 핀은 (도 41에 도시된) 센서 단자 블록(995)에 제공되고, 이는 차례로 (예를 들어, 리본 케이블을 통해) 전동 공구(100)의 모터 제어기(130)에 연결된다.
도 41은 일부 실시예에 따른 모터(300)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 전방 베어링(520)은 전방 단부 캡(420)과 기어 케이스(900) 사이에 공유되기보다는, 전방 단부 캡(420)의 L-채널(534) 내에 완전히 또는 부분적으로 리세스될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전방 베어링(520)은 기어 케이스(900)에 연결되지 않는다. 기어 케이스(900)는 도 34a 및 도 34b에 도시된 것과 유사하게 전방 단부 캡(420)에 장착될 수 있다.
도 42는 다른 실시예에 따른 브러시리스 DC 모터(1000)의 사시도이다. 모터(200 및 300)와 마찬가지로, 모터(1000)는 도 1의 전동 공구(100) 내에 통합될 수 있고, 도 2의 블록도에서의 모터(126)의 예이다. 또한, 모터(200 및 300)와 마찬가지로, 모터(1000)는 전술한 바와 같이, 다른 유형의 전동 공구 내에 통합될 수도 있다. 모터(1000)는 스테이터(1100), 샤프트(1300)를 구동하는 로터(1200), 팬(1400), 및 위치 센서 보드 어셈블리(1500)를 포함한다. 스테이터 권선은 도 42에는 도시되어 있지 않지만, 모터(1000)는 도 25에 도시된 스테이터 권선(370)과 유사한 권선을 포함한다. 스테이터(1100)는 또한 전방 스테이터 단부 캡(1542) 및 후방 스테이터 단부 캡(1544)을 포함하는 스테이터 프레임(1535)을 포함한다. 전방 스테이터 단부 캡(1542) 및 후방 스테이터 단부 캡(1544)은 단일 피스(즉, 스테이터 프레임(1535))로서 일체로 형성되거나, 대안으로 스테이터 프레임(1535)을 함께 형성하는 2개의 개별 피스일 수 있다. 스테이터 프레임(1535)은 사출 성형 공정에 의해, 예를 들어 스테이터 적층판 스택(1550)(도 47 참조)을 포함하는 몰드 내로 수지 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 스테이터 프레임(1535)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다.
위치 센서 보드 어셈블리(1500)는 모터(1000)의 전방 측에 제공되며, 팬(1400)은 모터(1000)의 후방 측에 제공된다. 스테이터(1100)는 스테이터(310)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서 (도 25에 도시된 바와 같이) 스테이터(1100)의 전방 측 상에 스테이터 권선을 라우팅하는 것이 아니라, 모터(1000)의 스테이터 권선은 스테이터(1100)의 후방 측 상에 라우팅될 수 있다. 예를 들어, 스테이터 권선은 스테이터(1100)의 후방 스테이터 단부 캡(1544) 상에 위치된 탭(1110)의 도움으로 라우팅될 수 있다.
도 43은 로터(1200) 및 팬(1400)의 사시도이다. 로터(1200)는 로터 코어(1210) 및 로터 프레임(1220)을 포함한다. 로터 코어(1210)는 로터 적층판으로 제조되며, 이 로터 적층판은 로터 스택을 형성하며 샤프트(1300)를 수용하는 중앙 개구(도 47 참조) 및 도 27 및 도 32에 도시된 바와 같은 로터 코어(410)와 유사한 로터 자석(도 47 참조)을 수용하는 자석 수용 개구를 획정한다. 도 44는 로터 프레임(1220) 및 팬(1400)의 사시도이다. 로터 프레임(1220)은 로터(1200)의 전방 측에 제공된 제1 면 부분(1222)(이는 면 플레이트로도 지칭됨), 자석 하우징 부분(1224), 및 전방 측과 반대되는 로터(1200)의 후방 측에 제공된 단부 부분(1226)을 포함한다. 단부 부분(1226)은 제2 면 부분(1225) 및 팬(1400)을 포함한다. 제1 면 부분(1222) 및 제2 면 부분(1225)은 로터 적층판을 갖는 로터 코어(1210)를 하우징한다. 즉, 제1 면 부분(1222) 및 제2 면 부분(1225)은 이들 사이에 로터 적층판 스택(즉, 로터 코어(1210))을 둘러싸고 있다. 제1 면 부분(1222) 및 제2 면 부분(1225)은 로터 코어(1210)의 자석 수용 개구 내에 로터 자석을 보유한다. 위의 로터(202 및 320)와는 대조적으로, 로터(1200)는 추가적인 단부 캡을 갖는 개별 로터 인클로저를 포함하지 않는다. 따라서, 제1 면 부분(1222) 및 제2 면 부분(1225)은 로터의 로터 단부 캡으로 지칭될 수 있다. 로터(202 및 320)의 로터 단부 캡의 고정된(비회전) 구성과는 대조적으로, 제1 면 부분(1220) 및 제2 면 부분(1225)은 로터 코어(1210)와 함께 회전한다. 자석 하우징 부분(1224)은 로터 코어(1210)에 삽입된 영구 자석을 하우징한다. 자석 하우징 부분(1224)은 또한, 도 47에 도시된 바와 같이, 로터 코어(1210)의 자석 개구를 통해 연장된다.
도 43 및 도 44로부터 알 수 있는 바와 같이, 로터 프레임(1220)은 팬(1400)과 일체로 형성된다. 로터 프레임(1220) 및 팬(1400)은 사출 성형 공정 동안 일체로 형성될 수 있다. 사출 성형 공정 동안, 로터 코어(1210) 및 로터 자석은 플라스틱 또는 수지 재료가 다이 내로 주입되어 로터 프레임(1220) 및 팬(1400)을 형성하는 동안 다이 내에 배치될 수 있다. 따라서, 로터 프레임(1220)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 도 25 내지 도 42와 관련하여 설명된 실시예에서, 팬(1400)을 로터 프레임(1220)과 일체로 형성하기 위한 사출 성형 대신에, 팬(1400)은 로터 프레임(1220) 상에 억지 끼워맞춤될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 면 부분(1222)은 개구(1228)를 포함할 수 있다. 개구는 모터(1000)의 균형을 맞추기 위해 제공될 수 있다. 개구(1228)의 개수 및 배치는 로터(1200)의 무게 및 크기의 불균형에 기초하여 사출 성형 공정 동안 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 모터 밸런싱 기술이 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 몰드는 모터(1000)의 균형을 맞추기 위해 팬(1400) 또는 로터 프레임(1220)의 특정 부분이 제거될 수 있도록 변경되거나 교정될 수 있다. 특정 다이에 대해, 샘플 로터(1200)는 설명된 바와 같은 사출 성형을 사용하여 형성될 수 있다. 샘플 로터(1200)는 불균형을 검출하도록 테스트될 수 있다. 불균형에 기초하여, 돌출부 또는 포스트는 다이 내의 공간을 차지하도록 다이 내에 배치되고, 주입된 수지 재료가 그 위치에 형성되는 것을 방지하여, 개구(1228)를 생성할 수 있다. 다른 예에서, 개구(1228)는, 사출 성형 공정 후에, 로터(1200)의 수지 형성 부분으로부터 재료를 긁어 내거나 제거함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 플라스틱 또는 수지 재료가 자석 수용 개구 내로 주입되어, 플라스틱 또는 수지 재료가 균일한 분포를 위해 자석 수용 개구 내에서 전방 및 외측으로 로터 자석을 밀어내어 불균형을 감소시킬 수 있다.
도 42를 다시 참조하면, 모터(1000)는 또한 샤프트(1300)를 기어 케이스(900)에 회전 가능하게 연결하는 전방 베어링(1600)을 포함한다. 이와 같이, 전방 베어링(1600)은 모터(1000)를 기어 케이스(900)에 고정시킨다. 도 45를 참조하면, 모터(1000)는 또한 팬(1400)의 후방 개구에 제공된 후방 베어링(1700)을 포함한다. 후방 베어링(1700)의 외부 레이스는 전동 공구 하우징(102)의 후방에 위치한 리세스 내에 위치되어, 전동 공구(100) 내에 모터(1000)를 고정시킬 수 있다.
도 46은 위치 센서 보드 어셈블리(1500)를 도시한다. 위치 센서 보드 어셈블리(1500)는 환형 부분(이는 환형 보드 부분으로도 지칭됨)(1510)으로부터 반경 방향의 외측으로 연장되는 레그(1520)를 갖는 환형 부분(1510)을 포함한다. 위치 센서 보드 어셈블리(1500)는 모터(1000)의 회전 위치, 속도, 및 가속도 중 하나 이상을 검출하기 위한 홀 센서(128)(또는 다른 위치 센서)(도 2 참조)를 포함한다. 도 42로 돌아와서, 패스너(1530)는 레그(1520)의 홀(1525)을 통해 스테이터(1100)의 스테이터 프레임(1535)의 패스너 마운트(1532)(도 42 참조) 내로 연장되어, 위치 센서 보드 어셈블리(1500)를 스테이터(1100)에 고정시킨다. 레그(1520)는 인접한 스테이터 단부 캡 치형부(1540) 사이의 갭과 정렬되도록 환형 부분(1510) 상에 원주 방향으로 배치되고, 인접한 스테이터 단부 캡 치형부(1540) 사이의 갭을 통해 연장된다. 이러한 정렬 및 스테이터 프레임(1535)의 내경보다 작은 직경을 갖는 환형 부분(1510)은 위치 센서 보드 어셈블리(1500)가 로터(1200)에 더 근접하게 스테이터 엔벨로프(1565)(도 47 참조) 내에 위치될 수 있도록 한다. 이러한 위치 설정은 홀 센서(128)가 로터 자석에 더 근접하게 하며, 모터(1000)의 축 방향의 길이를 감소시킨다.
도 47은 모터(1000)의 단면도이다. 도시된 실시예에서, 스테이터(1100)는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판(710)을 갖는 스테이터 적층판 스택(1550)을 포함한다. 도 55는 모터(200, 300, 및 400)의 각각의 스테이터(238, 310 및 1100)에 포함될 수 있는 스테이터 적층판(710)의 일 실시예를 도시한다. 도 47로 돌아와서, 스테이터 적층판들(710)은 함께 축 방향의 스택 길이(1560)를 한정하며, 이는 스테이터 적층판 스택(1550)의 축 방향의 단부들 사이에서 연장된다. 도 47은 또한 스테이터 프레임(1535)의 축 방향의 단부들 사이(즉, 전방 스테이터 단부 캡(1542)과 후방 스테이터 단부 캡(1544)의 축 방향의 단부 면들 사이)에서 연장되는 모터(1000)의 스테이터 엔벨로프(1565)를 도시한다. 일부 실시예에서, 위치 센서 보드 어셈블리(1500), 제1 면 부분(1222), 및 제2 면 부분(1225)은 스테이터 엔벨로프(1565) 내에 위치하지만, 단부 부분(1226)은 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(1565)의 내부 및 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(1565)의 외부에 위치한다. 전방 베어링(1600) 및 후방 베어링(1700)은 스테이터 엔벨로프(1565)의 외부에 위치될 수 있다.
또한, 전방 베어링(1600) 및 후방 베어링(1700)은 전방 베어링(1600) 및 후방 베어링(1700)의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 베어링 길이(1570)를 한정한다. 또한, 위치 센서 보드 어셈블리(1500)와 후방 베어링(1700)은 위치 센서 보드 어셈블리(1500)와 후방 베어링(1700)의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 보드 길이(1575)를 한정한다. 베어링 대 보드 길이(1575)와 같은 베어링 대 보드 길이는 모터의 축 방향의 반대 측에 위치한 베어링과 위치 센서 보드 어셈블리 사이의 거리를 나타낸다. 일부 실시예에서, (스테이터 프레임(1535)을 포함하는) 스테이터(1100), 로터(1200), 로터 프레임(1220), 팬(1400), 위치 센서 보드 어셈블리(1500), 전방 베어링(1600), 및 후방 베어링(1700)은 그 전체가 베어링 대 베어링 길이(1570) 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, (스테이터 프레임(1535)을 포함하는) 스테이터(1100), 로터(1200), 로터 프레임(1220), 팬(1400), 위치 센서 보드 어셈블리(1500), 및 후방 베어링(1700)은 그 전체가 베어링 대 보드 길이(1575) 내에 위치하지만, 전방 베어링(1600)은 베어링 대 보드 길이(1575)의 외부에 (부분적으로 또는 전체적으로) 위치할 수 있다.
일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(1570)는 51.5 밀리미터이고, 베어링 대 보드 길이(1575)는 44.5 밀리미터이다. 그러나, 이들 길이는 스택 길이(1560)에 기초하여 달라진다. 스택 길이(1560)는 원하는 모터 특성에 기초하여 각각의 모터(1000)마다 달라질 수 있다. 예컨대, 스택 길이(1560)는 모터(1000)의 출력 요건에 기초하여 약 10 밀리미터와 45 밀리미터 사이에서 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(1570)와 스택 길이(1560) 간의 차이는 27.5 밀리미터이거나, 27.5 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(1570)와 스택 길이(1560) 사이의 차이는 26.5 밀리미터 미만, 28.5 밀리미터 미만, 29.5 밀리미터 미만, 30.5 밀리미터 미만, 25.5 밀리미터와 30.5 밀리미터 사이, 25.5 밀리미터와 27.5 밀리미터 사이, 27.5 밀리미터와 30.5 밀리미터 사이, 26.5 밀리미터와 28.5 밀리미터 사이, 또는 25.5 밀리미터와 30.5 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어 베어링들(1600, 1700) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께 또는 단부 부분(1226)의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다. "25.5 밀리미터와 28.5 밀리미터 사이"와 같은 본원의 측정치 범위의 문맥에서, "사이"라는 용어는 하단 종점보다 크거나 같고 상단 종점보다 작거나 같은 값들을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 예로서, 25.5 밀리미터는 25.5 밀리미터와 28.5 밀리미터 사이에 있는 것으로 간주된다. 일부 실시예에서, 베어링 대 보드 길이(1575)와 스택 길이(1560) 사이의 차이는 20.5 밀리미터이거나, 20.5 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 베어링 대 보드 길이(1575)와 스택 길이(1560) 사이의 차이는 19.5 밀리미터 미만, 21.5 밀리미터 미만, 22.5 밀리미터 미만, 23.5 밀리미터 미만, 18.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이, 20.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이, 19.5 밀리미터와 21.5 밀리미터 사이, 또는 18.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어 베어링(1700)의 축 방향의 두께 또는 단부 부분(1226)의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(1570)는 스택 길이(1560), 팬(1400)의 축 방향의 팬 길이, 및 위치 센서 보드 어셈블리(1500)의 (축 방향의) 보드 두께에 따라, 30 밀리미터 내지 60 밀리미터의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서, 베어링 대 베어링 길이(1570)와, 스택 길이(1560), 팬(1400)의 축 방향의 팬 길이, 및 위치 센서 보드 어셈블리(1500)의 보드 두께의 합 사이의 차이는 15 밀리미터 또는 15 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 이러한 차이는 14 밀리미터 미만, 16 밀리미터 미만, 17 밀리미터 미만, 18 밀리미터 미만, 19 밀리미터 미만, 20 밀리미터 미만, 13 밀리미터와 15 밀리미터 사이, 15 밀리미터와 20 밀리미터 사이, 14 밀리미터와 16 밀리미터 사이, 13 밀리미터와 18 밀리미터 사이, 또는 13 밀리미터와 20 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어, 베어링들(1600, 1700) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 이 실시예의 구성은 축 방향으로의 소형화된 모터 설계를 제공한다.
도 48 및 도 49는 다른 실시예에 따른 브러시리스 DC 모터(2000)의 전방 및 후방의 사시도이다. 모터(200, 300, 1000)와 마찬가지로, 모터(2000)는 도 1의 전동 공구(100) 내에 통합될 수 있고, 도 2의 블록도에서의 모터(126)의 예이다. 또한, 모터(200, 300, 1000)와 마찬가지로, 모터(2000)는, 전술한 바와 같이, 다른 유형의 전동 공구 내에 또한 통합될 수 있다. 모터(2000)는 스테이터(2100), 샤프트(2300)를 구동하는 로터(2200), 팬(2400) 및 위치 센서 보드 어셈블리(2500)를 포함한다. 모터(2000)는 모터(200)와 유사하게 구성될 수 있지만, 모터(2000)의 후방 측에 위치 센서 보드 어셈블리(2500)가 제공되고, 모터(2000)의 전방 측에 팬(2400)이 제공된다. 스테이터(2100)는 스테이터(1100)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 스테이터(2100)는 또한 전방 스테이터 단부 캡(2130) 및 후방 스테이터 단부 캡(2135)을 포함하는 스테이터 프레임(2125)을 포함한다. 전방 스테이터 단부 캡(2130) 및 후방 스테이터 단부 캡(2130)은 단일 피스(즉, 스테이터 프레임(2125))로서 일체로 형성되거나, 대안으로 스테이터 프레임(2125)을 함께 형성하는 2개의 개별 피스일 수 있다. 스테이터 프레임(2125)은 사출 성형 공정에 의해, 예를 들어 스테이터 적층판 스택(2105)(도 53 참조)을 포함하는 몰드 내로 수지 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 스테이터 프레임(2125)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다.
도 50 및 도 51는 로터(2200) 및 팬(2400)의 전방 및 후방의 사시도이다. 로터(2200)는 로터 코어(2210), 로터 프레임(2220) 및 로터 단부 캡(2230)을 포함한다. 로터 코어(2210)는 로터 코어(1210)와 유사하며, 자석 개구 내에 로터 자석을 보유하고 중앙 개구 내에 모터 샤프트(2300)를 보유하는 로터 스택을 형성하는 로터 적층판을 포함한다. 로터 프레임(2220)은 사출 성형 공정 동안 일체로 형성된 제1 면 부분(2222), 자석 하우징 부분(2224), 및 단부 부분(2226)을 포함하는 (도 44에 도시된 바와 같은) 로터 프레임(1220)과 유사하게 구성된다. 따라서, 로터 프레임(2220)은 경화된 수지로 형성된 모놀리식 구조일 수 있다. 그러나, 로터(2200)의 후방 측에 제1 면 부분(2222)(이는 면 플레이트로도 지칭됨)이 제공되고 로터(2200)의 전방 측에 단부 부분(2226)이 제공된다. 단부 부분(2226)은 제2 면 부분(2225)을 더 포함한다. 제1 면 부분(2222) 및 제2 면 부분(2225)은 로터 스택의 대향하는 축 방향의 단부들과 접하며, 로터 스택의 자석 개구 내에 자석을 보유한다. 제2 면 부분(1225)과 유사하게, 제2 면 부분(2225)은 로터 코어(2210)와 함께 회전하는 로터 단부 캡(예를 들어, 전방 로터 단부 캡)으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에 개시된 다른 팬과 유사하게, 팬(2400)은 로터가 구동될 때 회전하여, 예를 들어, 모터(2000) 및 다른 공구 구성 요소들을 냉각시키는 데 사용되는 공기 흐름을 생성하게 된다. 도 52는 후방 로터 단부 캡(2230)의 사시도이다. 로터 단부 캡(2230)은 환형 부분(2232) 및 환형 부분(2232)으로부터 축 방향으로 연장되는 단부 캡 레그(2234)를 포함한다. 레그(440)와 유사하게, 단부 캡 레그(2234)는 스테이터(2100)의 내부 반경 방향의 단부에서 인접한 스테이터 치형부 사이의 갭을 폐쇄하고, 로터 코어(2210)를 위한 실링된 공기 갭을 제공한다(도 32 및 도 33의 갭(730), 스테이터 치형부(345), 및 실링된 공기 갭(870) 참조). 단부 캡 레그(2234)는 로터 코어(2210)의 길이를 따라 연장되고 후방 스테이터 단부 캡(2135)에서 종결된다.
로터 단부 캡(2230)은 또한 위치 센서 보드 어셈블리(2500)를 하우징하기 위한 환형 부분(2232) 내의 환형 채널(2240) 형태의 리세스를 포함한다. 홀 센서(128)는 로터 코어(2210)와 대면하는 위치 센서 보드 어셈블리(2500)의 모터 대면 측에 부착된다. 모터(200)에 관해 전술한 바와 같이, 환형 채널(2240)은 스테이터 프레임(2125)의 내경보다 작은 직경을 갖는다. 위치 센서 보드 어셈블리(2500)는 위치 센서 보드 어셈블리(540)와 유사하게 구성될 수 있다. 또한, 로터(2200)의 로터 단부 캡(2230)은 후방 베어링을 위한 개구(2236)를 포함한다. 특히, 로터 단부 캡(2230)은 후방 베어링(2600)(도 53 참조)을 수용하기 위해 L형 채널(L-채널)(2238)을 갖는 개구(2236)를 포함한다. L-채널(2238)은 환형 채널(2240)의 후방 축 방향의 단부로부터 부분적으로 외측으로 연장된다. 이와 같이, 후방 베어링(2600)은 부분적으로 스테이터 엔벨로프(2120)(도 53 참조) 내에 위치되고, 모터(2000)의 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 부분적으로 위치된다. 후방 베어링(2600)은 로터 단부 캡(2230)을 샤프트(2300)에 회전 가능하게 연결한다. 후방 베어링(2600)의 외부 레이스는 전동 공구 하우징(102)의 후방에 위치한 리세스 내에 위치되어, 전동 공구(100) 내에 모터(1000)를 고정시킬 수 있다.
도 53은 모터(2000)의 단면도이다. 모터(2000)는 또한 샤프트(2300)를 기어 케이스(900)에 회전 가능하게 연결하는 팬(2400)의 전방 개구(2705) 내의 전방 베어링(2700)을 포함할 수 있다. 도 53은 또한 스테이터 프레임(2125)의 축 방향의 단부들 사이(즉, 전방 스테이터 단부 캡(2130)과 후방 스테이터 단부 캡(2135)의 축 방향의 단부 면들 사이)에서 연장되는 모터(2000)의 스테이터 엔벨로프(2120)를 도시한다. 일부 실시예에서, 제1 면 부분(2222) 및 제2 면 부분(2225)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120) 내에 위치하지만, 단부 부분(1226)은 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 내부 및 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치한다. 일부 실시예에서, 후방 베어링(2600), L-채널(2238), 로터 단부 캡(2230) 및 위치 센서 보드 어셈블리(2500)(홀 센서(128)를 포함함)는 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 내부에, 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 홀 센서(128)를 포함하는 위치 센서 보드 어셈블리(2500)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120) 내에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 홀 센서(128)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120) 내에 위치하지만, 위치 센서 보드 어셈블리는(2500)는 스테이터 엔벨로프(2120)의 내부에 부분적으로 위치하고, 스테이터 엔벨로프(210)의 외부에 부분적으로 위치한다. 일부 실시예에서, 홀 센서(128)는 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 내부에 위치하고, 부분적으로는 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치하지만, 위치 센서 보드 어셈블리(2500)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치한다. 일부 실시예에서, 홀 센서(128)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120) 내에 위치하지만, 위치 센서 보드 어셈블리는(2500)는 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치한다. 전방 베어링(2700)은 그 전체가 스테이터 엔벨로프(2120)의 외부에 위치될 수 있다.
도시된 실시예에서, 스테이터(2100)는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판(710)을 갖는 스테이터 적층판 스택(2105)을 포함한다. 도 55는 모터(2000)의 스테이터(2100) 내에 포함될 수 있는 스테이터 적층판(710)의 일 실시예를 도시한다. 스테이터 적층판 스택(2105)은 스테이터 적층판 스택(2105)의 축 방향의 단부들 사이에서 연장되는 축 방향의 스택 길이(2110)를 한정한다. 또한, 전방 베어링(2700) 및 후방 베어링(2600)은 전방 베어링(2700) 및 후방 베어링(2600)의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 베어링 길이(2115)를 한정한다. 일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(2115)는 47.95 밀리미터이다. 그러나, 이들 길이는 스택 길이(2110)에 기초하여 달라진다. 스택 길이(2110)는 원하는 모터 특성에 기초하여 각각의 모터(2000)마다 달라질 수 있다. 예를 들어, 스택 길이(2110)는 모터(2000)의 출력 요건에 기초하여 약 10 밀리미터와 45 밀리미터 사이에서 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, (스테이터 프레임(2125)을 포함하는) 스테이터(2100), 로터(2200), 로터 프레임(2220), 로터 단부 캡(2230), 팬(2400), 위치 센서 보드 어셈블리(2500), 전방 베어링(2700), 및 후방 베어링(2600)은 그 전체가 베어링 대 베어링 길이(2115) 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(2115)와 스택 길이(2110) 사이의 차이는 24 밀리미터이거나, 24 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(2115)와 스택 길이(2110) 사이의 차이는 23 밀리미터 미만, 25 밀리미터 미만, 26 밀리미터 미만, 27 밀리미터 미만, 22 밀리미터와 24 밀리미터 사이, 22 밀리미터와 27 밀리미터 사이, 24 밀리미터와 27 밀리미터 사이, 23 밀리미터와 25 밀리미터 사이, 또는 22 밀리미터와 27 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어, 베어링들(2600, 2700) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께 또는 단부 부분(2226)의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 베어링 대 베어링 길이(2115)는 스택 길이(2110), 팬(2400)의 축 방향의 팬 길이 및 위치 센서 보드 어셈블리(2500)의 (축 방향의) 보드 두께에 따라, 27 밀리미터 내지 60 밀리미터의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서, 베어링 대 베어링 길이(2115)와, 스택 길이(2110), 팬(2400)의 축 방향의 팬 길이, 및 위치 센서 보드 어셈블리(2500)의 보드 두께의 합 사이의 차이는 12 밀리미터 또는 12 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 이러한 차이는 11 밀리미터 미만, 13 밀리미터 미만, 14 밀리미터 미만, 15 밀리미터 미만, 16 밀리미터 미만, 20 밀리미터 미만, 10 밀리미터와 12 밀리미터 사이, 12 밀리미터와 20 밀리미터 사이, 11 밀리미터와 13 밀리미터 사이, 11 밀리미터와 18 밀리미터 사이, 또는 11 밀리미터와 20 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어, 베어링들(2600, 2700) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 이 실시예의 구성은 축 방향으로의 소형화된 모터 설계를 제공한다.
도 54는 모터(300)의 다른 단면도이다. 도시된 실시예에서, 스테이터(310)는 사전결정된 개수의 스테이터 적층판(710)을 갖는 스테이터 적층판 스택(3000)을 포함한다. 스테이터 적층판 스택(3000)은 스테이터 적층판 스택(3000)의 축 방향의 단부들 사이에서 연장되는 축 방향의 스택 길이(3005)를 한정한다. 또한, 전방 베어링(520) 및 후방 베어링(340)은 전방 베어링(520) 및 팬(340)의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 베어링 대 팬 길이(3010)를 한정한다. 또한, 팬(340) 및 전방 단부 캡(420)의 전방 면(3015)은 팬(340)과 전방 단부 캡(420)의 전방 면(3015)의 축 방향의 단부들 사이에서 축 방향으로의 팬 대 단부 캡 길이(3020)를 한정한다. 도시된 바와 같이, 전방 면(3015)은 전방 베어링(520)의 축 방향의 단부보다 로터 적층판에 더 가까운, 축 방향으로의 내측이다.
일부 실시예에서, 베어링 대 팬 길이(3010)는 47.5 밀리미터이고, 팬 대 단부 캡 길이(3020)는 44.5 밀리미터이다. 그러나, 이들 길이는 스택 길이(3005)에 기초하여 달라진다. 스택 길이(3005)는 원하는 모터 특성에 기초하여 각각의 모터(300)마다 달라질 수 있다. 예를 들어, 스택 길이(3005)는 모터(300)의 출력 요건에 기초하여 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, (스테이터 프레임(350)을 포함하는) 스테이터(310), 로터(320), 로터 인클로저(415), 팬(340), 위치 센서 보드 어셈블리(540), 전방 베어링(520), 및 후방 베어링(530)은 그 전체가 베어링 대 팬 길이(3010) 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, (스테이터 프레임(350)을 포함하는) 스테이터(310), 로터 코어(410), 제1 면 부분(512), 제2 면 부분(514), 팬(340), 위치 센서 보드 어셈블리(540), 및 후방 베어링(530)은 그 전체가 팬 대 단부 캡 길이(3020) 내에 위치하지만, L-채널(534) 및 전방 베어링(520)은 부분적으로는 팬 대 단부 캡 길이(3020)의 내부에 위치하며 부분적으로는 팬 대 단부 캡 길이(3020)의 외부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 베어링 대 팬 길이(3010)와 스택 길이(3005) 사이의 차이는 23.5 밀리미터이거나, 23.5 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 베어링 대 팬 길이(3010)와 스택 길이(3005) 사이의 차이는 22.5 밀리미터 미만, 24.5 밀리미터 미만, 25.5 밀리미터 미만, 26.5 밀리미터 미만, 21.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이, 23.5 밀리미터와 25.5 밀리미터 사이, 22.5 밀리미터와 24.5 밀리미터 사이, 또는 22.5 밀리미터와 26.5 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어 팬(340)의 베어링들(520, 530) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께 또는 로터 단부 캡(420, 430)의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 팬 대 단부 캡 길이(3020)와 스택 길이(3005) 사이의 차이는 20.5 밀리미터이거나, 20 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 팬 대 단부 캡 길이(3020)와 스택 길이(3005) 사이의 차이는 19.5 밀리미터 미만, 21.5 밀리미터 미만, 22.5 밀리미터 미만, 23.5 밀리미터 미만, 18.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이, 20.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이, 19.5 밀리미터와 21.5 밀리미터 사이, 또는 18.5 밀리미터와 23.5 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어 팬(340)의 베어링(520)의 축 방향의 두께 또는 로터 단부 캡(420, 430)의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 베어링 대 팬 길이(3010)는 스택 길이(3005), 팬(340)의 축 방향의 팬 길이, 및 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 (축 방향의) 보드 두께에 따라, 27 밀리미터 내지 60 밀리미터의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서, 베어링 대 팬 길이(3010)와, 스택 길이(3005), 팬(340)의 축 방향의 팬 길이, 및 위치 센서 보드 어셈블리(540)의 보드 두께의 합 사이의 차이는 12 밀리미터 또는 12 밀리미터 미만이다. 일부 실시예에서, 이러한 차이는 11 밀리미터 미만, 13 밀리미터 미만, 14 밀리미터 미만, 15 밀리미터 미만, 16 밀리미터 미만, 20 밀리미터 미만, 10 밀리미터와 12 밀리미터 사이, 12 밀리미터와 20 밀리미터 사이, 11 밀리미터와 13 밀리미터 사이, 11 밀리미터와 18 밀리미터 사이, 또는 11 밀리미터와 20 밀리미터 사이의 다른 범위 내에 있다. 이러한 차이는 상기 범위 내에서, 예를 들어 베어링들(520, 530) 중의 하나 또는 모두의 축 방향의 두께를 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 이 실시예의 구성은 축 방향으로의 소형화된 모터 설계를 제공한다.
따라서, 본 발명은 다른 것 중에서도, 감소된 길이, 실링된 공기 갭, 및 개선된 배선 중 하나 이상을 갖는 브러시리스 모터를 제공한다. 본 발명의 다양한 특징 및 이점은 다음의 청구범위에 열거된다.

Claims (20)

  1. 전동 공구로서,
    하우징;
    상기 하우징 내의 제어기;
    상기 하우징 내에 있고, 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터
    를 포함하며, 상기 브러시리스 모터는,
    환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한 스테이터 어셈블리와,
    로터 어셈블리로서, 로터 적층판을 가지며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어; 및 베어링 홀더를 가지며 채널을 획정하는 상기 로터 코어의 제1 측 상의 로터 단부 캡을 포함하되, 상기 채널은 상기 로터 코어와 대면하는 상기 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방되는 것인 로터 어셈블리와,
    상기 로터 단부 캡을 상기 출력 샤프트에 연결하는 상기 베어링 홀더 내에 제공되는 베어링, 그리고
    상기 로터 단부 캡의 상기 채널 내에 제공되고 상기 로터 코어의 위치 정보를 상기 제어기에 제공하도록 구성된 위치 센서 보드 어셈블리를 포함하는 것인 전동 공구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널은 환형이며, 상기 스테이터 어셈블리의 내경보다 작은 직경을 갖는 것인 전동 공구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 환형인 인쇄 회로 보드를 포함하는 것인 전동 공구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스테이터 어셈블리는 제1 스테이터 단부 캡 및 제2 스테이터 단부 캡을 포함하고, 상기 스테이터 적층판은 상기 제1 스테이터 단부 캡과 상기 제2 스테이터 단부 캡 사이에 제공되며, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 제1 스테이터 단부 캡 및 상기 제2 스테이터 단부 캡의 축 방향의 단부들 사이에서 연장되는 축 방향으로의 스테이터 엔벨로프를 획정하며, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 위치하는 것인 전동 공구.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베어링은 적어도 부분적으로는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 위치하는 것인 전동 공구.
  6. 제4항에 있어서, 상기 로터 어셈블리는,
    상기 로터 코어의 제2 측 상에 제공되는 제2 로터 단부 캡과,
    상기 스테이터 치형부 사이에서, 상기 제2 로터 단부 캡으로부터 상기 로터 단부 캡으로 연장되어, 상기 스테이터 치형부 사이의 상기 스테이터 코어의 내부 반경 방향의 단부에서 공기 갭을 실링하는 레그를 더 포함하는 전동 공구.
  7. 제6항에 있어서,
    패스너에 의해 상기 제2 로터 단부 캡에 장착된 기어 케이스와,
    상기 제2 로터 단부 캡의 제2 베어링 홀더 내에 제공되는 제2 베어링
    을 더 포함하며, 상기 제2 베어링은 상기 제2 로터 단부 캡을 상기 출력 샤프트에 연결하며, 상기 제2 베어링은 적어도 부분적으로는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 위치하는 것인 전동 공구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 로터 어셈블리는, 상기 위치 센서 보드 어셈블리와 센서 단자 블록 사이의 연결을 라우팅하는 경로를 제공하는 커넥터 부분을 더 포함하며, 상기 경로는 상기 스테이터 어셈블리의 인접한 코일들 사이에서, 상기 채널로부터 상기 센서 단자 블록으로 연장되는 것인 전동 공구.
  9. 브러시리스 직류 모터로서,
    환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한 스테이터 어셈블리와,
    로터 어셈블리로서, 로터 적층판을 가지며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어와, 베어링 홀더를 가지며 채널을 획정하는 상기 로터 코어의 제1 측 상의 로터 단부 캡을 포함하되, 상기 채널은 상기 로터 코어와 대면하는 상기 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방되는 것인 로터 어셈블리와,
    상기 로터 단부 캡을 상기 출력 샤프트에 연결하는 상기 베어링 홀더 내에 제공되는 베어링, 그리고
    상기 로터 단부 캡의 상기 채널 내에 제공되고 상기 로터 코어의 위치 정보를 모터 제어기에 제공하도록 구성된 위치 센서 보드 어셈블리
    를 포함하는 브러시리스 직류 모터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 채널은 환형이며, 상기 스테이터 어셈블리의 내경보다 작은 직경을 갖는 것인 브러시리스 직류 모터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 환형인 인쇄 회로 보드를 포함하는 것인 브러시리스 직류 모터.
  12. 제9항에 있어서, 상기 스테이터 어셈블리는 제1 스테이터 단부 캡 및 제2 스테이터 단부 캡을 포함하고, 상기 스테이터 적층판은 상기 제1 스테이터 단부 캡과 상기 제2 스테이터 단부 캡 사이에 제공되며, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 제1 스테이터 단부 캡 및 상기 제2 스테이터 단부 캡의 축 방향의 단부들 사이에서 연장되는 축 방향으로의 스테이터 엔벨로프를 획정하고, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 위치하는 것인 브러시리스 직류 모터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 베어링은 적어도 부분적으로는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 위치하는 것인 브러시리스 직류 모터.
  14. 제12항에 있어서, 상기 로터 어셈블리는, 상기 로터 코어의 제2 측 상에 제공되는 제2 로터 단부 캡; 및 상기 스테이터 치형부 사이에서, 상기 제2 로터 단부 캡으로부터 상기 로터 단부 캡으로 연장되어, 상기 스테이터 치형부 사이의 상기 스테이터 코어의 내부 반경 방향의 단부에서 공기 갭을 실링하는 레그를 더 포함하는 것인 브러시리스 직류 모터.
  15. 제9항에 있어서, 상기 로터 어셈블리는, 상기 위치 센서 보드 어셈블리와 센서 단자 블록 사이의 연결을 라우팅하는 경로를 제공하는 커넥터 부분을 더 포함하며, 상기 경로는 상기 스테이터 어셈블리의 인접한 코일들 사이에서, 상기 채널로부터 상기 센서 단자 블록으로 연장되는 것인 브러시리스 직류 모터.
  16. 전동 공구로서,
    하우징;
    상기 하우징 내의 제어기;
    상기 하우징 내에 있고, 상기 제어기에 의해 제어되는 브러시리스 모터
    를 포함하며, 상기 브러시리스 모터는,
    환형 부분 및 내부로 연장되는 스테이터 치형부를 갖는 스테이터 적층판을 구비한 스테이터 코어를 포함한 스테이터 어셈블리로서, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리의 스테이터 단부 캡들의 축 방향의 단부들 사이에서 연장되는 축 방향의 스테이터 엔벨로프를 획정하는 것인 스테이터 어셈블리와,
    로터 어셈블리로서, 로터 적층판을 갖고, 상기 축 방향으로 연장되며 출력 샤프트를 수용하는 중앙 개구를 획정하는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 제1 측 상에 제공되는 전방 로터 단부 캡과, 상기 로터 코어의 제2 측 상에 제공되는 후방 로터 단부 캡을 포함하는 것인 로터 어셈블리, 그리고
    위치 센서를 구비하며, 상기 로터 코어의 위치 정보를 상기 제어기에 제공하도록 구성되는 것인 위치 센서 보드 어셈블리
    를 포함하며, 상기 로터 어셈블리 및 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 적어도 부분적으로는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 제공되는 것인 전동 공구.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전방 로터 단부 캡은 전방 베어링 홀더를 가지며, 상기 후방 로터 단부 캡은 후방 베어링 홀더를 가지고,
    상기 브러시리스 모터는,
    상기 출력 샤프트를 상기 전방 로터 단부 캡에 연결하는 전방 베어링과,
    상기 출력 샤프트를 상기 후방 로터 단부 캡에 연결하는 후방 베어링
    을 더 포함하며, 상기 전방 베어링 및 상기 후방 베어링은 적어도 부분적으로는 상기 스테이터 엔벨로프 내에 제공되는 것인 전동 공구.
  18. 제16항에 있어서, 상기 후방 로터 단부 캡은 채널을 획정하고, 상기 스테이터 어셈블리의 내경보다 작은 직경을 가지며,
    상기 채널은 상기 로터 코어와 대면하는 상기 후방 로터 단부 캡의 측면 상에서 개방되며, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는 상기 채널 내에 제공되는 것인 전동 공구.
  19. 제18항에 있어서, 상기 후방 로터 단부 캡은, 상기 위치 센서 보드 어셈블리와 센서 단자 블록 사이의 연결을 라우팅하는 경로를 제공하는 커넥터 부분을 더 포함하며, 상기 경로는 상기 스테이터 어셈블리의 인접한 코일들 사이에서, 상기 채널로부터 상기 센서 단자 블록으로 연장되는 것인 전동 공구.
  20. 제16항에 있어서, 상기 위치 센서 보드 어셈블리는, 환형 보드 부분과 상기 환형 보드 부분으로부터 반경 방향의 외측으로 연장되는 레그를 포함하며, 상기 위치 센서 보드 어셈블리의 레그 중 적어도 하나의 레그는 상기 스테이터 단부 캡들 중 제1 스테이터 단부 캡의 인접한 스테이터 단부 캡 치형부 간의 갭을 통해 연장되는 것인 전동 공구.
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