WO2016084319A1 - インナーロータ型モータ及びそれを備えた電動工具 - Google Patents

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孝太 北村
浩幸 椿本
陵平 大石
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an inner rotor type motor and an electric tool including the same.
  • an inner rotor type motor includes a housing, a stator fixed to the housing, and a rotor arranged in the stator.
  • the magnetic pole position of the rotor is controlled by detecting the magnetic pole position of the rotor to prevent step-out and loss of synchronization.
  • a motor in which the rotor is composed of permanent magnets, the magnetic pole position of the rotor is controlled by detecting the magnetic pole position of the rotor to prevent step-out and loss of synchronization.
  • a motor includes a sensor substrate on which a magnetic sensor such as a Hall element is mounted.
  • the sensor substrate is usually arranged at a position away from the rotor in the axial direction.
  • the durability of the sensor substrate is impaired.
  • vibration occurs due to the environment and the operation of the motor itself. Due to this vibration, stress concentration occurs in the attachment portion between the sensor substrate and the housing, and the durability of the sensor substrate may be impaired.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which the sensor substrate is indirectly fixed to the housing by fixing the sensor substrate to the stator and fixing the stator to the housing.
  • the stator disclosed in Patent Document 1 includes a cylindrical stator core and annular insulators arranged on both sides in the axial direction of the stator core. Then, an engaging convex portion is provided on one outer peripheral surface of the two insulators, an engaging concave portion is provided on the inner peripheral surface of the housing, and the engaging convex portion and the engaging concave portion are fitted together, whereby the stator housing Positioning in the axial direction with respect to is performed.
  • Patent Document 1 also discloses a case where an engagement concave portion is provided on one outer peripheral surface of the insulator and an engagement convex portion is provided on the inner peripheral surface of the housing.
  • the sensor substrate is fixed to an insulator that is positioned with respect to the housing among the two insulators. This is to prevent the positioning accuracy of the sensor substrate from being lowered due to an error in the length of the stator core in the axial direction. Since the stator core is generally composed of laminated steel plates, errors in the thickness of each steel plate are accumulated in the thickness of the stator core.
  • the insulator in which the positioning is performed with respect to the housing is different from the insulator to which the sensor substrate is fixed, the sensor substrate is fixed to the housing through the stator core as well as the insulator. Therefore, with such a configuration, an error in the axial length of the stator iron core causes variations in the relative position of the sensor substrate in the axial direction with respect to the housing, and positioning of the sensor substrate in the axial direction. This is because the accuracy is lowered.
  • an engagement recess may be provided on either the inner peripheral surface of the housing or the outer peripheral surface of the insulator.
  • the housing needs to be thicker in the radial direction than when the engagement recess is provided on the inner peripheral surface of the insulator. In order to keep the strength of the housing sufficiently, it is necessary to secure a certain thickness of the housing in the engaging recess.
  • the housing is arranged in the radial direction by the height of the protrusions provided on the outer peripheral surface of the insulator. This is because it is necessary to increase the thickness. Therefore, the configuration in which the engaging convex portion is provided on the inner peripheral surface of the housing and the engaging concave portion is provided on the outer peripheral surface of the insulator is preferable from the viewpoint of preventing the motor from being enlarged in the radial direction.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the axial direction of the DC brushless motor disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. The stator core 11A is covered with an insulator 12A, and a sensor substrate 14A including a hall element 17A is fixed to the insulator 12A.
  • the insulator 12A is positioned by fitting an engagement concave portion 19A provided at the center of the outer peripheral surface of the insulator 12A with an engagement convex portion 18A provided on the inner peripheral surface of the housing 13A.
  • 6B is an enlarged view of a fitting portion between the outer peripheral surface of the insulator 12A and the inner peripheral surface of the housing 13A.
  • a certain amount of axial direction is provided in two regions on both sides of the engagement recess 19A in the insulator 12A. Thickness is necessary. That is, it is necessary to secure a certain amount of axial thickness of the insulator 12A in both the region 21A on the stator core 11A side from the engagement recess 19A and the region 22A on the sensor substrate 14A side from the engagement recess 19A. .
  • the lower limit value of the thickness of the insulator is increased, the length of the housing in the axial direction is increased, and the motor is increased in size.
  • An object of the present invention is to provide an inner rotor type motor in which an increase in size is suppressed by a method of positioning a stator in an axial direction and an electric tool including such an inner rotor type motor.
  • An inner rotor type motor is disposed at a stator fixed in a housing, a rotor coaxially disposed in the stator, and one end of the stator in the axial direction.
  • An inner rotor type motor including a convex portion formed on the inner peripheral surface of the housing, a concave portion formed on the outer peripheral surface of the stator, and the concave portion and the convex portion.
  • the stator is positioned with respect to the housing, and the stator is configured such that an annular insulator having a mounting surface is in close contact with one end of the stator core in the axial direction.
  • the insulator is attached to the insulator in a state in which the rotation angle of the rotor can be detected, and the concave portion of the stator is a part of the outer peripheral surface of the insulator and the core end surface. Close contact with Wherein the notch in the site containing the minute is constituted by being formed.
  • the stator since the convex portion of the housing fits into the concave portion of the stator, the stator cannot move relative to the housing in the axial direction, and the stator can be positioned with respect to the housing. it can. Further, since the housing has a convex portion on the inner peripheral surface, the radial thickness of the housing can be suppressed at a place other than the convex portion. Furthermore, since the concave portion of the stator is constituted by the first end surface of the stator core and the notch portion of the insulator, the thickness in the axial direction of the insulator can be suppressed. This is because the concave portion of the stator is brought closer to the second end face side of the insulator in the configuration described above.
  • the thickness of the insulator is ensured to some extent in the two regions on both sides of the concave portion as described above. There is a need.
  • the thickness of the insulator in order to maintain the strength of the insulator, if the thickness of the insulator is secured to some extent only in one region between the end surface on the opposite side of the second end surface and the notch portion. Good. Therefore, the thickness of the insulator in the axial direction can be suppressed as compared with the case where the concave portion of the stator is provided in the central portion of the insulator. As a result, the increase in size of the inner rotor type motor can be suppressed both in the radial direction and in the axial direction.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a DC brushless motor according to an embodiment.
  • FIG. 2A is an exploded view showing the structures of the stator core and the insulator in the DC brushless motor according to the embodiment.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the insulator taken along the line II-II.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the axial direction of the DC brushless motor according to the embodiment.
  • FIG. 3B is an enlarged view showing a fitting portion between the stator and the housing in the cross-sectional view of the DC brushless motor according to the embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic diagram of the stator according to the first modification.
  • FIG. 4B is a schematic diagram of the first half-casing according to the first modification.
  • FIG. 4C is a schematic diagram of the stator according to the second modification.
  • FIG. 4D is a schematic diagram of the first half-casing according to the second modification.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a stator according to the third modification.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a conventional DC brushless motor.
  • FIG. 6B is an enlarged view showing an engagement portion between the stator and the housing in the cross-sectional view of the conventional DC brushless motor.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a DC brushless motor 1 according to an embodiment.
  • the housing has a bipartite structure that is divided into right and left by a dividing surface along the axial center, and includes a first half casing 12 and a second half casing 13.
  • Each of the first half-caging 12 and the second half-caging 13 includes, for example, a fastener such as a combination of a bolt and a nut, an engagement structure such as a combination of an engagement claw and an engagement recess adapted thereto, or And connected by an adhesive or the like.
  • the stator 11 includes a stator core 111, an insulator 112, an insulator 113, a heat sink 114, and a sensor substrate 115.
  • a rotor 14 including a shaft 101 and a cooling fan 104 is supported by a bearing 102 and a bearing 103 and arranged inside the stator 11.
  • the stator core 111 has a cylindrical shape, and is composed of, for example, laminated steel plates laminated in the axial direction.
  • the axial direction refers to the direction along the axial center of the shaft 101.
  • six tooth portions (teeth) 141, 142, 143, 144, 145, 146 are provided at positions that divide the circumferential direction into six equal parts. .
  • V-shaped engagement grooves 131, 132, 133, 134, 135, 136 are provided at positions that divide the circumferential direction into six equal parts. .
  • Each of the engaging grooves 131 to 136 is formed along the axial direction.
  • the engaging groove portions 131 to 136 are formed at positions on the outer peripheral side of the tooth portions 141 to 146, respectively.
  • the core end surface 193 which is one end surface of the stator core 111 is covered with the insulator 112, and the other end surface 194 is covered with the insulator 113.
  • the insulator 112 has a sensor fixing surface 195, a mounting surface 196, an outer peripheral surface 197, and an inner peripheral surface 198.
  • the insulator 112 is an annular insulator having a protruding screw hole on the sensor fixing surface 195, and is made of, for example, nylon.
  • the outer diameter of the insulator 112 is the same as the outer diameter of the stator core 111.
  • engaging projections 171, 172, 173, 174, 175, 176 (171 to 176) corresponding to the tooth gaps 151, 152, 153, 154, 155, 156 (151 to 156) of the stator core 111.
  • the engaging projections 171 to 176 of the insulator 112 engage with the tooth gaps 151 to 156 of the stator core 111, respectively, so that the coil insulating parts 161 to 166 cover the end surfaces of the tooth parts 141 to 146, respectively.
  • the insulator 113 similarly covers the end surfaces of the tooth portions 141 to 146 of the stator core 111.
  • the drive coil (not shown) is configured by winding wiring around portions of the tooth portions 141 to 146 covered with the insulator 112 and the insulator 113.
  • FIG. 2B is a sectional view of the insulator 112 taken along the line II-II. Specifically, a virtual annular region having a thickness from the outer peripheral surface 197 to a certain depth on the inner peripheral side of the insulator 112 and a virtual region having a thickness from the mounting surface 196 to the sensor fixing surface 195 side.
  • a notch 122 is formed in an outer edge region 189 that overlaps a typical annular region.
  • the outer edge region 189 is a virtual annular region including an annular edge to be constituted by the outer peripheral surface 197 and the mounting surface 196 and the periphery of the edge. That is, the insulator 112 has a shape in which an annular edge to be constituted by the outer peripheral surface 197 and the mounting surface 196 and its periphery are scraped by the notch 122. Due to the notch 122, a step is generated on the outer peripheral surface, the second outer peripheral surface 199 having a smaller diameter than the outer peripheral surface 197, and an annular end surface connecting the second outer peripheral surface 199 and the inner peripheral surface 198. 188 is formed.
  • the core end surface 193 and the end surface 188 of the stator core 111 face each other to form both side surfaces of the positioning recess 121.
  • the second outer peripheral surface 199 constitutes the bottom surface of the positioning recess 121.
  • the positioning recess 121 is formed as an annular groove formed on the outer peripheral surface of the stator 11 over the entire circumference.
  • the sensor fixing surface 195 of the insulator 112 is provided with screw holes 181, 182, and 183 (181 to 183) so as to divide the outer periphery into three equal parts at positions that do not overlap with the coil insulating portions 161 to 166.
  • the screw holes 181 to 183 are formed so as to rise from the sensor fixing surface 195, and the regions 181a, 182a and 183a (181a to 183a) near the shaft 101 are in the other regions 181b, 182b and 183b (181b to 181b). 183b).
  • the sensor substrate 115 directly touches the regions 181a to 183a, and the heat sink 114 directly touches the other regions 181b to 183b. That is, as shown in FIG.
  • the heat radiating table 114 is fixed to the insulator 112 with three screws (not shown) and supports the sensor substrate 115 with the insulator 112 interposed therebetween.
  • the heat sink 114 has an annular shape, does not have the coil insulating portions 161 to 166 and the engaging convex portions 171 to 176, and has the same structure as the insulator 112 except that it is not notched by the notch portion 122. It is. However, since the heat sink 114 is for releasing the heat of the sensor substrate 115, it is made of a metal having a high thermal conductivity, for example, aluminum.
  • the outer diameter of the heat sink 114 is equal to the outer diameter of the insulator 112.
  • the sensor substrate 115 has a disk shape, and an escape hole 117 for passing the shaft 101 is formed in the center.
  • the outer diameter of the sensor substrate 115 is substantially equal to the diameter of a circle including the regions 181a to 183a of the screw holes 181 to 183 with the axis of the shaft 101 as the center.
  • three magnetic sensors including the magnetic sensor 116 are provided at equal intervals along the escape hole 117.
  • Each of the magnetic sensors is, for example, a Hall element.
  • the insulator 113 covers the end surface 194 of the stator core 111 as described above.
  • the insulator 113 has substantially the same structure as the insulator 112 except that it does not have the screw holes 181 to 183 and is not notched by the notch 122.
  • the structure of the rotor 14 will be described with reference to FIG.
  • the rotor 14 includes a rotor core 105 in which disk-shaped steel plates are stacked, and a four-pole ring magnet 106 supported by a holder 107 and configured to wrap the rotor core 105 on the shaft 101.
  • the ring magnet 106 is provided at a position facing the stator drive coil.
  • the rotor 14 includes a cooling fan 104 on the shaft 101 between the rotor core 105 and the bearing 102.
  • the first half casing 12 is provided with a main body storage portion 205 for storing the stator 11 and bearing storage portions 201 and 202 for storing the bearings 102 and 103.
  • a positioning convex portion 206 that is a convex portion extending on an arc, and a rotation restraining convex portion 211, 212 that is a convex portion extending in the axial direction. 213 (211 to 213).
  • the axial width W1 of the positioning convex portion 206 is equal to the axial width W2 of the positioning concave portion 121
  • the height H1 of the positioning convex portion 206 is equal to the depth D2 of the positioning concave portion 121.
  • the width and height of each of the rotation suppression convex portions 211 to 213 are equal to the width and depth of each of the engagement groove portions 131 to 136.
  • the positioning convex part 206 is engaged with the positioning concave part 121 of the stator 11 in an uneven manner. That is, the positioning convex portion 206 of the first semi-casing 12 and the positioning concave portion 121 of the stator 11 are fitted with no gap. Thereby, the stator 11 is positioned in the axial direction with respect to the first half casing 12. That is, the stator 11 is positioned in the axial direction with respect to the housing. Further, the sensor substrate 115 is indirectly positioned relative to the housing in the axial direction. Further, the rotation suppression convex portions 211 to 213 are concavo-convexly engaged with three adjacent ones of the engagement groove portions 131 to 136, respectively. Thereby, it is suppressed that the stator 11 rotates with respect to a housing.
  • FIG. 3B is an enlarged view of a portion where the positioning convex portion 206 of the first half-casing 12 is engaged with the positioning concave portion 121 of the stator 11 in the cross-sectional view of FIG. is there.
  • the insulator 112 and the stator core 111 are configured to sandwich the positioning convex portion 206 of the first half casing 12. Therefore, the thickness of the insulator 112 in the axial center direction should ensure the strength of the region from the end surface 188 to the sensor fixing surface 195. As a result, the axial thickness of the insulator 112 can be suppressed, and as a result, the axial length of the DC brushless motor 1 itself can be suppressed.
  • FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) show a first modification of the positioning convex portion and the positioning concave portion.
  • FIG. 4A shows a positioning recess 310 provided in the stator 21.
  • the positioning recess 310 is composed of six depressions that are arranged at equal intervals in the circumferential direction and have the same width in the axial direction and the same length in the circumferential direction.
  • FIG. 4A only the recesses 311 and 312 which are part of the six recesses constituting the positioning recess 310 are shown.
  • FIG. 4B shows the positioning protrusion 320 formed on the first half-casing 22.
  • the positioning protrusions 320 are arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to correspond to the positioning recesses 310, and have three protrusions 321, 322, and 323 (321 having the same width in the axial direction and the same length in the circumferential direction). To 323).
  • the positioning recess 310 of the stator 21 and the positioning protrusion 320 of the first half-casing 22 are concavo-convexly fitted. Therefore, the positioning of the stator and the sensor substrate in the axial direction can be performed even if the positioning convex portion and the positioning concave portion are not uniform in the circumferential direction as in the above-described embodiment.
  • FIG. 4C and FIG. 4D show a second modification of the positioning convex portion and the positioning concave portion.
  • FIG. 4C shows a positioning recess 121 as a groove formed in the stator 11 and extending over the entire circumference in the circumferential direction. That is, the structure of the positioning recess according to this modification is exactly the same as that of the above-described embodiment.
  • FIG. 4D shows the positioning convex portion 330 provided in the first half-casing 31.
  • the positioning convex portion 330 includes three protrusions 331, 332, and 333 (331 to 333) having the same shape and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the protrusions 331 to 333 are H-shaped, and the width in the axial direction is the same as the width of the positioning recess 121 in the axial direction.
  • stator 11 when the stator 11 is housed in the first half-casing 31, there is a gap between the positioning projection 330 of the first half-casing 31 and the positioning recess 121 of the stator 11, but the stator 11 is It becomes a state in which the relative movement in the axial direction relative to the half caging 31 is impossible. That is, the positioning convex portion 330 of the first semi-casing 31 and the positioning concave portion 121 of the stator 11 mesh with each other without rattling. Therefore, the stator 11 can be positioned in the axial direction with respect to the first half casing 31.
  • the axial direction of the stator and the sensor substrate is the same as in the above-described embodiment. Can be positioned.
  • FIG. 5 shows a modification of the insulator and the sensor substrate.
  • the stator 41 of this modification does not include a heat radiating stand with respect to the sensor substrate, and directly fixes the sensor substrate 415 to the insulator 412.
  • the insulator 412 has the same configuration as that of the insulator 112 except that the three screw holes do not have steps such as the region 181a and the region 181b.
  • the sensor substrate 415 has screw through holes corresponding to the three screw holes of the insulator 412.
  • the sensor substrate 415 is screwed to the insulator 112 by three screws 416 inserted into the screw holes of the insulator 412 through the screw through holes of the sensor substrate 415.
  • stator and the sensor board can be positioned in the axial direction without a heat sink.
  • the positioning convex portion 206 of the first half-casing 12 and the positioning concave portion 121 of the stator 11 are engaged with each other without rattling in the axial direction, the positioning of the stator and the sensor substrate in the axial direction is performed. It can be performed.
  • each shape of the positioning convex portion and the positioning concave portion is not limited to the structure described in the embodiment and the modifications 1 and 2 as long as it is a structure that engages without shaking in the axial direction.
  • the positioning concave portion may be an annular groove
  • the positioning convex portion may be a ladder-like protrusion whose width in the axial direction is the same as the width of the positioning concave portion in the axial direction.
  • the circumferential lengths of the protrusions 321 to 323 may be shorter than the circumferential lengths of the recesses 311 and 312, and the protrusions 321 to 323 are H-shaped projections as in the second modification. Also good.
  • the relationship between the rotation restraining convex portions 211 to 213 and the engaging groove portions 131 to 136 is the same, and the structure described in the embodiment and the modified examples 1 and 2 is applicable as long as it is a structure that does not rattle in the circumferential direction. Not limited to.
  • the height of each of the rotation suppression convex portions 211 to 213 may be smaller than the depth of each of the engagement groove portions 131 to 136.
  • the outer diameter of the insulator 112 may be smaller than the outer diameter of the stator core 111. Even in such a case, the positioning recess 121 can be formed because the outer diameter of the second outer peripheral surface 199 of the insulator 112 is smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface 197. If the outer diameter of the insulator 112 is larger than the outer diameter of the stator core 111, it is necessary to enlarge the main body storage portion 205, leading to an increase in the size of the motor. Therefore, the outer diameter of the insulator 112 is preferably equal to or smaller than the outer diameter of the stator core 111.
  • the outer diameter of the heat sink 114 may be smaller than the outer diameter with the insulator 112.
  • the outer diameter of the sensor substrate 115 may be equal to or smaller than the outer diameter of the heat sink 114 and equal to or larger than the outer diameter of the ring magnet 106.
  • the sensor substrate 115 is not limited to the case where the sensor substrate 115 is sandwiched between the insulator 112 and the heat dissipation table 114, and may be directly fixed to the insulator 112.
  • the sensor substrate 115 may be indirectly fixed to the insulator 112 via the heat dissipation table 114 such that the sensor substrate 115 is fixed to the heat dissipation table 114 and the heat dissipation table 114 is fixed to the insulator 112. .
  • a partition wall may be provided at a position between the insulator 113 and the cooling fan 104 on the inner peripheral surface of the first half casing 12 facing the main body storage portion 205.
  • the main body storage unit 205 is separated by a partition wall into a cooling fan storage unit in which the cooling fan 104 is stored and a stator storage unit in which the rotor 14 and the stator 11 other than the cooling fan 104 are stored.
  • the movement of the stator 11 in the direction of the cooling fan 104 can be restricted by the partition wall.
  • the partition wall firmly fixes the stator 11 or applies a compressive stress in the axial direction to the stator 11. It is preferable not to do. This is because stress is applied to the concave / convex fitting portion between the positioning concave portion 121 and the positioning convex portion 206 due to an error in the length of the stator core 111 in the axial direction, thermal expansion, and the like, which may cause a decrease in positioning accuracy.
  • the structure which controls the movement of the stator 11 is not restricted to a partition, For example, the member holding the insulator 113 may be sufficient.
  • the sensor substrate 115 is attached to the opposite side of the cooling fan 104 when viewed from the stator 11, and the rotating shaft 101 protrudes outside the housing on the cooling fan 104 side.
  • the present invention is not necessarily limited to this case.
  • the cooling fan 104 may be attached to the same side as the sensor substrate 115 when viewed from the stator 11, and the rotating shaft 101 may be out of the housing on the sensor substrate 115 side.
  • the cooling fan 104 may be attached to both sides of the stator 11, and the DC brushless motor 1 may not include a fan.
  • the DC brushless motor 1 of the embodiment when used as a power source of an electric tool such as an impact driver, the DC brushless motor 1 of the embodiment may be incorporated as a part of the electric tool.
  • a part of the housing of the electric tool may be used as a motor storage portion, and each component of the DC brushless motor 1 other than the housing may be incorporated in the motor storage portion.
  • the positioning convex portion may be provided on the inner peripheral surface of the motor housing portion in the housing of the electric tool.
  • stator 11 includes six drive coils and the rotor 14 includes a four-pole ring magnet 106 has been described.
  • the present invention is not necessarily limited to this case.
  • the stator 11 may include eight drive coils or ten drive coils.
  • the stator core 111 has tooth portions (teeth) as many as the number of drive coils
  • the insulator 112 includes coil insulating portions and engagement convex portions as many as the number of drive coils.
  • the rotor 14 may include a two-pole or six-pole ring magnet.
  • the motor 1 is not limited to a DC brushless motor, and may be an arbitrary inner rotor type synchronous motor including a stepper motor, a servo motor, or the like whose stator is composed of an electromagnet and includes a sensor for detecting the rotor angle.
  • the inner rotor type motor 1 includes the housings 12 and 13, the stator 11 fixed in the housings 12 and 13, and the rotation arranged coaxially in the stator 11. And a sensor substrate 115 disposed on one end of the stator 11 in the axial direction.
  • Convex portions 206 are formed on the inner peripheral surfaces of the housings 12 and 13, and concave portions 121 are formed on the outer peripheral surface of the stator 11. By fitting these concave portions 121 and the convex portions 206, the stator 11 is formed in the housing. 12,13.
  • the stator 11 is configured such that an annular insulator 112 having a mounting surface 196 is in close contact with an end surface 193 of one end of the stator core 111 in the axial direction.
  • a sensor substrate 115 is attached to the insulator 112 in a state where the rotation angle of the rotor 14 can be detected.
  • the concave portion 121 of the stator 11 is configured by forming a notch 122 in a portion 189 that is a part of the outer peripheral surface 197 of the insulator 112 and includes a close contact portion with the core end surface 193. Therefore, the insulator 112 and the stator core 111 have a structure in which the positioning protrusions 206 of the housings 12 and 13 are sandwiched.
  • the thickness of the insulator 112 in the axial direction only needs to consider only the sensor fixing surface 195 from the notch 122. As a result, the length of the motor 1 in the axial direction can be suppressed. Moreover, since the housings 12 and 13 do not have a recess, the size of the motor 1 in the radial direction can also be suppressed.
  • the maximum value of the outer diameter of the region excluding the notch 122 on the outer peripheral surface 197 of the insulator 112 is equal to or less than the maximum value of the outer diameter of the stator core 111.
  • the notch 122 is continuous over the entire circumference of the insulator 112, and the (positioning) recess 121 of the stator 11 is an annular groove. By doing in this way, the positioning recessed part 121 is realizable with the easy structure uniform in the circumferential direction.
  • the (positioning) convex portion 330 of the housing 31 may include two or more protrusions 331 to 333 having the same width as that of the (positioning) concave portion 121 of the stator 11 in the axial direction.
  • the structure in which the convex part 330 and the concave part 121 mesh with each other without a gap is not necessarily required. By doing so, the present disclosure can be implemented as long as the structure can position the stator 11 while suppressing the relative movement between the stator 11 and the housing 31 in the axial direction.
  • the electric tool according to the present disclosure is an electric tool including any one of the inner rotor type motors 1 described above.

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Abstract

　ハウジング（１２，１３）の内周面には凸部（２０６）が形成され、固定子（１１）の外周面には凹部（１２１）が形成され、この凹部（１２１）と凸部（２０６）との嵌合により、固定子（１１）はハウジング（１２，１３）に対して位置決めされ、固定子（１１）は、固定子鉄心（１１１）の軸心方向の一端の鉄心端面（１９３）に、取付面（１９６）を有する円環状のインシュレータ（１１２）が密着されて構成され、インシュレータ（１１２）には、センサ基板（１１５）が、回転子（１４）の回転角を検出可能な状態で取り付けられ、固定子（１１）の凹部（１２１）は、インシュレータ（１１２）の外周面（１９７）の一部であって鉄心端面（１９３）との密着部分を含む部位（１８９）に切欠き部（１２２）が形成されることで構成される。

Description

インナーロータ型モータ及びそれを備えた電動工具
　本発明は、インナーロータ型モータ及びそれを備えた電動工具に関する。
　一般に、インナーロータ型のモータは、ハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、固定子内に配された回転子とを備えている。特に、回転子が永久磁石で構成されたモータでは、脱調や同期外れを防ぐために回転子の磁極位置を検出して固定子に発生させる磁極の強さの制御を行っている。この目的のため、このようなモータは、ホール素子などの磁気センサを載せたセンサ基板を備えている。センサ基板は通常、回転子に対して軸心方向に離れた位置に配される。センサ基板による回転子の磁極位置の検出精度を高めるためには、磁気センサと回転子との距離を一定に保つ必要がある。回転子はハウジングに対して軸心方向に相対移動しないので、回転子に対するセンサ基板の相対位置を位置決めし、センサ基板をハウジングに固定することで、磁気センサと回転子の磁極との距離を一定に保つことができる。
　しかしながら、センサ基板を直接ハウジングに取り付けると、センサ基板の耐久性が損なわれるという問題がある。例えば、インパクトドライバ等の電動工具においてこのようなモータを動力源として用いると、環境やモータ自身の動作によって振動が発生する。この振動に起因して、センサ基板とハウジングとの取り付け部分に応力集中が起き、センサ基板の耐久性が損なわれることがある。
　そのため、例えば特許文献１では、センサ基板を固定子に固定し、固定子をハウジングに固定することで、間接的にセンサ基板をハウジングに固定する構造が開示されている。特許文献１に開示されている固定子は、円筒状の固定子鉄心と、固定子鉄心の軸心方向両側に配された円環状のインシュレータとを含む。そして、２つのインシュレータの一方の外周面に係合凸部を設け、ハウジングの内周面に係合凹部を設けて、係合凸部と係合凹部とを嵌め合わせることで、固定子のハウジングに対する軸心方向の位置決めが行われる。なお、インシュレータの一方の外周面に係合凹部を設け、ハウジングの内周面に係合凸部を設ける場合についても特許文献１は開示している。いずれの場合についても、センサ基板は、２つのインシュレータのうち、ハウジングに対して位置決めが行われるインシュレータに固定されている。これは、固定子鉄心の軸心方向の長さの誤差によりセンサ基板の位置決め精度が低下することを防ぐためである。固定子鉄心は、一般に、積層鋼板で構成されるため、固定子鉄心の厚みには各鋼板の板厚の誤差が累積されている。ハウジングに対して位置決めが行われるインシュレータとセンサ基板が固定されるインシュレータとが異なっていると、センサ基板はインシュレータのみならず固定子鉄心を介してハウジングに固定されることになる。そのため、そのような構成とすれば、固定子鉄心の軸心方向の長さの誤差により、ハウジングに対するセンサ基板の軸心方向の相対位置にばらつきが生じてしまい、センサ基板の軸心方向の位置決め精度が低下してしまうからである。
特許第５０２５９９９号公報
　特許文献１の技術では、ハウジングの内周面及びインシュレータの外周面のいずれに係合凹部を設けてもよいとしている。しかしながら、ハウジングの内周面に係合凹部を設ける場合、インシュレータの内周面に係合凹部を設ける場合と比べてハウジングを径方向に厚くする必要がある。ハウジングの強度を十分に保つためには、係合凹部におけるハウジングの厚みをある程度確保する必要がある。そのため、ハウジングの内周面に係合凸部を設け、且つ係合凸部以外のハウジングの厚みをある程度確保する場合と比べて、インシュレータの外周面に設ける凸部の高さだけハウジングを径方向に厚くする必要があるからである。したがって、ハウジング内周面に係合凸部を、インシュレータの外周面に係合凹部をそれぞれ設ける構成の方が、モータを径方向に大型化させない観点から好ましい。
　しかしながら、インシュレータの外周面に凹部を設けるにあたり、特許文献１の技術では、インシュレータの軸心方向の厚みを小さくできない。図６の（ａ）は、特許文献１のＤＣブラシレスモータの軸心方向に沿った断面図である。固定子鉄心１１Ａはインシュレータ１２Ａによって被覆されており、ホール素子１７Ａを備えるセンサ基板１４Ａがインシュレータ１２Ａに固定されている。インシュレータ１２Ａは、インシュレータ１２Ａの外周面の中央部に設けられた係合凹部１９Ａがハウジング１３Ａの内周面に設けた係合凸部１８Ａと嵌め合わされることで位置決めされている。図６の（ｂ）は、インシュレータ１２Ａの外周面とハウジング１３Ａの内周面との嵌め合い箇所の拡大図である。インシュレータ１２Ａの外周面の中央部に係合凹部１９Ａを設けた上でインシュレータ１２Ａの強度を保つためには、インシュレータ１２Ａにおいて係合凹部１９Ａの両側の２か所の領域にある程度の軸心方向の厚みが必要である。すなわち、係合凹部１９Ａより固定子鉄心１１Ａ側の領域２１Ａ、及び、係合凹部１９Ａよりセンサ基板１４Ａ側の領域２２Ａのいずれにも、インシュレータ１２Ａの軸心方向の厚みをある程度確保する必要がある。これにより、インシュレータの厚みの下限値が大きくなり、ハウジングの軸心方向の長さが大きくなってモータが大型化してしまう。
　本発明は、軸心方向における固定子の位置決め手法により、大型化を抑制したインナーロータ型モータ及びそのようなインナーロータ型モータを備えた電動工具を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るインナーロータ型モータは、ハウジング内に固設された固定子と、前記固定子内に同軸に配された回転子と、前記固定子の軸心方向の一端に配されたセンサ基板と、を備えたインナーロータ型モータであって、前記ハウジングの内周面には凸部が形成され、前記固定子の外周面には凹部が形成され、前記凹部と前記凸部との嵌合により、前記固定子は前記ハウジングに対して位置決めされ、前記固定子は、固定子鉄心の軸心方向の一端の鉄心端面に、取付面を有する円環状のインシュレータが密着されて構成され、前記インシュレータには、前記センサ基板が、前記回転子の回転角を検出可能な状態で取り付けられており、前記固定子の前記凹部は、前記インシュレータの外周面の一部であって前記鉄心端面との密着部分を含む部位に切欠き部が形成されることで構成されていることを特徴とする。
　上述した構成によれば、ハウジングの凸部が、固定子の凹部と嵌合するため、固定子がハウジングに対して軸心方向に相対移動できず、ハウジングに対して固定子を位置決めすることができる。また、ハウジングが内周面に凸部を持つため、凸部以外の箇所においてハウジングの径方向の厚みを抑制できる。さらに、固定子の凹部が、固定子鉄心の第１端面とインシュレータの切欠き部によって構成されるため、インシュレータの軸心方向の厚みを抑制することができる。なぜならば、上述した構成では固定子の凹部がインシュレータの第２端面側に寄せてあるからである。特許文献１で開示されているように固定子の凹部がインシュレータの中央部に設けられる場合には、上述したように凹部の両側となる２か所の領域において、インシュレータの厚みをある程度以上確保する必要がある。これに対し、上述した構成では、インシュレータの強度を保つために、第２端面の反対側の端面と、切欠き部との間の領域の１か所だけ、インシュレータの厚みをある程度以上確保すればよい。そのため、固定子の凹部がインシュレータの中央部に設けられる場合と比べて、インシュレータの軸心方向の厚みを抑制することができる。結果、径方向においても軸心方向においても、インナーロータ型モータの大型化を抑制できる。
図１は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータの分解斜視図である。 図２の（ａ）は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータにおける固定子鉄心及びインシュレータの各構造を示す分解図である。図２の（ｂ）は、インシュレータのＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３の（ａ）は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータの軸心方向に沿った断面図である。図３の（ｂ）は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータの断面図における、固定子とハウジングとの嵌合箇所を示す拡大図である。 図４の（ａ）は、変形例１に係る固定子の模式図である。図４の（ｂ）は、変形例１に係る第１半ケージングの模式図である。図４の（ｃ）は、変形例２に係る固定子の模式図である。図４の（ｄ）は、変形例２に係る第１半ケージングの模式図である。 図５は、変形例３に係る固定子の模式図である。 図６の（ａ）は、従来のＤＣブラシレスモータの断面図である。図６の（ｂ）は、従来のＤＣブラシレスモータの断面図における、固定子とハウジングとの係合箇所を示す拡大図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　＜実施の形態＞
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、実施の形態に係るＤＣブラシレスモータ１の分解斜視図である。図１に示すように、ハウジングは、軸心に沿った分割面で左右二分される二つ割り構造を有し、第１半ケージング１２と第２半ケージング１３とからなる。第１半ケージング１２及び第２半ケージング１３の各々は、例えば、ボルトとナットとの組み合わせのような締結具、係合爪とそれに適合した係合凹部との組み合わせのような係合構造、又は、接着材などにより連結される。
　固定子１１は、固定子鉄心１１１、インシュレータ１１２、インシュレータ１１３、放熱台１１４及びセンサ基板１１５を備えている。なお、図１に示される固定子１１には、シャフト１０１及び冷却ファン１０４を含む回転子１４が軸受１０２と軸受１０３とで軸受けされて固定子１１内部に配されている。
　固定子鉄心１１１及びインシュレータ１１２の詳細を図２の（ａ）に示す。固定子鉄心１１１は、円筒状であり、例えば、軸心方向に積層された積層鋼板で構成される。なお、軸心方向とは、シャフト１０１の軸心に沿った向きのことである。固定子鉄心１１１の内周面１９２には、周方向を６等分する位置に、６つの歯部（ティース）１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６（１４１～１４６）が設けられている。また、固定子鉄心１１１の外周面１９１には、周方向を６等分する位置にＶ字型の係合溝部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６（１３１～１３６）が設けられている。各係合溝部１３１～１３６は、軸心方向に沿って形成されている。なお、係合溝部１３１～１３６はそれぞれ、歯部１４１～１４６の外周側となる位置に形成される。固定子鉄心１１１の一方の端面である鉄心端面１９３はインシュレータ１１２に、他方の端面１９４はインシュレータ１１３に、それぞれ被覆される。
　インシュレータ１１２は、センサ固定面１９５、取付面１９６、外周面１９７及び内周面１９８を有している。インシュレータ１１２は、後述するようにセンサ固定面１９５上に突起状のネジ穴を有する、円環状の絶縁体であり、例えば、ナイロン等で構成される。なお、インシュレータ１１２の外径は固定子鉄心１１１の外径と同一である。インシュレータ１１２の内周面１９８には、６つの逆Ｕ字型のコイル絶縁部１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６（１６１～１６６）が設けられている。また、固定子鉄心１１１の歯部空隙１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６（１５１～１５６）に対応した係合凸部１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６（１７１～１７６）が、インシュレータ１１２の取付面１９６に設けられている。インシュレータ１１２の係合凸部１７１～１７６が固定子鉄心１１１の歯部空隙１５１～１５６とそれぞれ凹凸係合することにより、コイル絶縁部１６１～１６６がそれぞれ、歯部１４１～１４６の端面を被覆する。図示しないが、同様にインシュレータ１１３が固定子鉄心１１１の歯部１４１～１４６の端面を被覆している。駆動コイル（図示しない）は、歯部１４１～１４６においてインシュレータ１１２およびインシュレータ１１３に被覆された部分に配線が巻回されることで構成される。
　インシュレータ１１２の外周面１９７の一部であって、固定子鉄心１１１の鉄心端面１９３と密着する取付面１９６を含む部位には、周方向に全周に渡って切欠き部１２２が設けられている。図２の（ｂ）にインシュレータ１１２のＩＩ－ＩＩ断面図を示す。具体的にはインシュレータ１１２の、外周面１９７から内周側に一定深さまでの厚みのある仮想的な円環状の領域と、取付面１９６からセンサ固定面１９５側に一定深さまでの厚みのある仮想的な円環状の領域とが重なる外縁領域１８９に切欠き部１２２が形成される。言い換えれば、外縁領域１８９とは、外周面１９７と取付面１９６とによって構成されるべき円環状の縁と、その縁の周辺を含む、仮想的な円環状の領域である。すなわち、インシュレータ１１２は、外周面１９７と取付面１９６とによって構成されるべき円環状の縁及びその周辺が切欠き部１２２によって削り取られたような形状となっている。この切欠き部１２２により、外周面には段差が生じており、外周面１９７より径が小さい第２の外周面１９９と、第２の外周面１９９と内周面１９８とを繋ぐ円環状の端面１８８が形成される。これにより、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１とを接合して固定子１１を構成した時に、固定子鉄心１１１の鉄心端面１９３と端面１８８とが対向して位置決め凹部１２１の両側面を構成する。同時に、第２の外周面１９９が位置決め凹部１２１の底面を構成する。これにより、固定子１１の外周面に全周に渡って形成された円環状の溝として位置決め凹部１２１が形成される。
　インシュレータ１１２のセンサ固定面１９５には、コイル絶縁部１６１～１６６と重複しない位置に、外周を３等分するようにネジ穴１８１，１８２，１８３（１８１～１８３）が設けられている。ネジ穴１８１～１８３はセンサ固定面１９５から盛り上がるように形成され、シャフト１０１に近い約１２０°の領域１８１ａ，１８２ａ，１８３ａ（１８１ａ～１８３ａ）は、それ以外の領域１８１ｂ，１８２ｂ，１８３ｂ（１８１ｂ～１８３ｂ）に対して低くなっている。領域１８１ａ～１８３ａにはセンサ基板１１５が、それ以外の領域１８１ｂ～１８３ｂには放熱台１１４が、それぞれ直接触れる。すなわち、ＤＣブラシレスモータ１の断面図である図３に示すように、インシュレータ１１２と放熱台１１４がセンサ基板１１５を挟み込むようにしてネジ止めされ、がたつきなくセンサ基板１１５がインシュレータ１１２に固定される。
　図１に戻って説明を続ける。放熱台１１４は、上述したように、３つのネジ（図示しない）によってインシュレータ１１２に固定され、インシュレータ１１２とともにセンサ基板１１５を挟み込むように支持している。放熱台１１４は、円環状であり、コイル絶縁部１６１～１６６と係合凸部１７１～１７６とを有さず、切欠き部１２２によって切り欠かれていないことを除いてインシュレータ１１２と同様の構造である。但し、放熱台１１４は、センサ基板１１５の熱を逃がすためのものであるので、熱伝導率の高い金属、例えば、アルミニウムで構成される。放熱台１１４の外径は、インシュレータ１１２の外径と等しい。
　図３に示すように、センサ基板１１５は、円盤形状であり、中心にシャフト１０１を通すための逃がし穴１１７が形成されている。センサ基板１１５の外径は、シャフト１０１の軸心を中心としてネジ穴１８１～１８３の領域１８１ａ～１８３ａを含んだ円の直径とほぼ等しい。また、センサ基板１１５の固定子鉄心１１１側の面には、逃がし穴１１７に沿って等間隔に、磁気センサ１１６を含めて磁気センサが３つ設けられている。磁気センサのそれぞれは、例えば、ホール素子である。この磁気センサにより回転子１４の磁極の位置を検出し、歯部１４１～１４６に構成された駆動コイルへ電流を供給することで、回転子１４の駆動が可能となる。
　インシュレータ１１３は、上述したように、固定子鉄心１１１の端面１９４を被覆している。インシュレータ１１３は、ネジ穴１８１～１８３を有さず、切欠き部１２２によって切り欠かれていないことを除いてほぼインシュレータ１１２と同様の構造である。
　回転子１４の構造を図３を用いて説明する。回転子１４は、円盤状の鋼板を積層した回転子鉄心１０５と、ホルダー１０７に支持され、回転子鉄心１０５を包むように構成された４極のリングマグネット１０６とをシャフト１０１上に備える。なお、リングマグネット１０６は固定子の駆動コイルに対向する位置に設けられる。また、回転子１４は、回転子鉄心１０５と軸受１０２との間のシャフト１０１上に冷却ファン１０４を備える。
　次に、ハウジングについて図１に戻って説明する。なお、第２半ケージング１３の内部構造は第１半ケージング１２と同様であるため、図示及び詳細な説明を省略する。
　第１半ケージング１２には、固定子１１を収納する本体収納部２０５と、軸受１０２，１０３を収納する軸受収納部２０１，２０２が設けられる。
　第１半ケージング１２の本体収納部２０５と対向する内周面には、円弧上に伸びる凸部である位置決め凸部２０６と、軸心方向に延びる凸部である回転抑止凸部２１１，２１２，２１３（２１１～２１３）とが設けられている。位置決め凸部２０６の軸心方向の幅Ｗ１は、位置決め凹部１２１の軸心方向の幅Ｗ２と等しく、位置決め凸部２０６の高さＨ１は、位置決め凹部１２１の深さＤ２と等しい。また、回転抑止凸部２１１～２１３の各々の幅と高さは、係合溝部１３１～１３６の各々の幅と深さに等しい。
　固定子１１が本体収納部２０５に格納される際、位置決め凸部２０６が固定子１１の位置決め凹部１２１と凹凸嵌合する。すなわち、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６と固定子１１の位置決め凹部１２１とが、隙間なく嵌め合わされる。これにより、固定子１１が第１半ケージング１２に対して軸心方向に位置決めされる。すなわち、固定子１１がハウジングに対して軸心方向に位置決めされる。さらに、間接的にセンサ基板１１５がハウジングに対して軸心方向に位置決めされる。また、回転抑止凸部２１１～２１３がそれぞれ、係合溝部１３１～１３６の隣り合う３つと凹凸嵌合する。これにより、固定子１１がハウジングに対して回転することが抑止される。
　図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の断面図において、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６が固定子１１の位置決め凹部１２１と凹凸嵌合している箇所を拡大した図である。図３の（ｂ）に示されるように、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１が第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６を挟み込む構造となっている。そのため、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みは、端面１８８からセンサ固定面１９５までの領域の強度を確保すればよい。その結果、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みを抑制することができ、結果としてＤＣブラシレスモータ１自体の軸心方向の長さを抑制することができる。
　＜変形例１＞ 
　図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に位置決め凸部と位置決め凹部の第１の変形例を示す。図４の（ａ）は、固定子２１に設けられた位置決め凹部３１０を示す。位置決め凹部３１０は、周方向に等間隔に配置された、軸心方向に同じ幅で周方向に同じ長さの６個の窪みからなる。なお、図４の（ａ）では、位置決め凹部３１０を構成する６個の窪みの一部である窪み３１１，３１２のみを示している。図４の（ｂ）は、第１半ケージング２２に形成された位置決め凸部３２０を示す。位置決め凸部３２０は、位置決め凹部３１０と対応するように、周方向に等間隔に配置された、軸心方向に同じ幅で周方向に同じ長さの３個の突起３２１，３２２，３２３（３２１～３２３）からなる。
　このような構成により、固定子２１が第１半ケージング２２に収納された際に、固定子２１の位置決め凹部３１０と第１半ケージング２２の位置決め凸部３２０とが凹凸嵌合する。そのため、上述した実施の形態のような位置決め凸部や位置決め凹部が周方向に連続する均一な構造でなくても、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。
　＜変形例２＞ 
　図４の（ｃ）及び図４の（ｄ）に位置決め凸部と位置決め凹部の第２の変形例を示す。図４の（ｃ）は、固定子１１に形成された周方向に全周に渡る溝としての位置決め凹部１２１を示している。すなわち、本変形例に係る位置決め凹部の構造は上述した実施の形態と全く同じである。一方、図４の（ｄ）は、第１半ケージング３１に設けられた位置決め凸部３３０を示す。位置決め凸部３３０は、周方向に等間隔に配置された、同形状の３つの突起３３１，３３２，３３３（３３１～３３３）からなる。突起３３１～３３３は、Ｈ字状であり、軸心方向の幅は位置決め凹部１２１の軸心方向の幅と同一である。
　そのため、固定子１１が第１半ケージング３１に収納された際に、第１半ケージング３１の位置決め凸部３３０と固定子１１の位置決め凹部１２１との間に隙間はあるが、固定子１１が第１半ケージング３１に対して軸心方向に相対移動不可能な状態となる。すなわち、第１半ケージング３１の位置決め凸部３３０と固定子１１の位置決め凹部１２１は、軸心方向にがたつきなくかみ合う。そのため、固定子１１を第１半ケージング３１に対して軸心方向の位置決めをすることができる。したがって、位置決め凸部及び位置決め凹部は、隙間なく嵌め合う構造でなくても軸心方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、上述した実施の形態と同様、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。
　＜変形例３＞ 
　図５に、インシュレータ及びセンサ基板の変形例を示す。本変形例の固定子４１は、センサ基板に対して放熱台を備えず、センサ基板４１５をインシュレータ４１２に直接的に固定している。具体的には、インシュレータ４１２は、３つのネジ穴において、領域１８１ａと領域１８１ｂとのような段差を有していないことを除き、インシュレータ１１２と同じ構成である。センサ基板４１５は、インシュレータ４１２の３つのネジ穴に対応したネジ貫通穴を有する。センサ基板４１５は、センサ基板４１５のネジ貫通穴を通じてインシュレータ４１２のネジ穴に挿入される３つのネジ４１６により、インシュレータ１１２にネジ止めされる。
　このような構成により、放熱台がなくても、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。
　＜実施の形態に係るその他の変形例＞ 
　（１）実施の形態では、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６の高さＨ１と幅Ｗ１が、それぞれ固定子１１の位置決め凹部１２１の深さＤ２と幅Ｗ２と等しい場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、位置決め凹部１２１の深さＤ２は、位置決め凸部２０６の高さＨ１よりも小さいとしてもよい。このような場合であっても、第１半ケージング１２の位置決め凸部２０６と固定子１１の位置決め凹部１２１は軸心方向にがたつきなくかみ合うため、固定子とセンサ基板の軸心方向の位置決めを行うことができる。
　また、位置決め凸部及び位置決め凹部の各形状は、軸心方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、実施の形態並びに変形例１及び２で説明した構造に限られない。例えば、位置決め凹部は円環状の溝であり、位置決め凸部は、軸心方向の幅が位置決め凹部の軸心方向の幅と同じである、はしご状の突起であってもよい。また、変形例１において、突起３２１～３２３の周方向の長さは、窪み３１１，３１２それぞれの周方向の長さより短くてもよいし、変形例２のようにＨ字状の突起であってもよい。
　なお、回転抑止凸部２１１～２１３と係合溝部１３１～１３６との関係も同様であり、周方向にがたつきなくかみ合う構造であれば、実施の形態並びに変形例１及び２で説明した構造に限られない。例えば、回転抑止凸部２１１～２１３それぞれの高さは、係合溝部１３１～１３６それぞれの深さより小さい、としてもよい。
　（２）実施の形態並びに変形例１及び２では、固定子鉄心１１１とインシュレータ１１２との外径が同一である場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、インシュレータ１１２の外径は、固定子鉄心１１１の外径よりも小さいとしてもよい。このような場合であっても、インシュレータ１１２の第２の外周面１９９における外径は外周面１９７の外径より小さいため、位置決め凹部１２１を形成することが可能である。なお、インシュレータ１１２の外径が固定子鉄心１１１の外径より大きいと、本体収納部２０５を大きくする必要が生じ、モータの大型化につながる。そのため、インシュレータ１１２の外径は固定子鉄心１１１の外径以下であることが好ましい。
　同様に、放熱台１１４の外径は、インシュレータ１１２との外径より小さくてもよい。また、センサ基板１１５の外径は、放熱台１１４の外径以下であってリングマグネット１０６の外径以上であればよい。なお、センサ基板１１５は、インシュレータ１１２と放熱台１１４とに挟み込まれる場合に限られず、インシュレータ１１２に直接的に固定されてもよい。または、センサ基板１１５が放熱台１１４に固定され、放熱台１１４がインシュレータ１１２に固定される、といったように、センサ基板１１５が放熱台１１４を介して間接的にインシュレータ１１２に固定されるとしてもよい。
　（３）実施の形態並びに変形例１及び２では、固定子１１とハウジングは、位置決め凸部と位置決め凹部との凹凸嵌合のみで軸心方向の相対移動を規制する場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、第１半ケージング１２の本体収納部２０５と対向する内周面において、インシュレータ１１３と冷却ファン１０４との間となる位置に隔壁を設けてもよい。このとき、本体収納部２０５が、冷却ファン１０４が収納される冷却ファン収納部と、冷却ファン１０４以外の回転子１４及び固定子１１が収納される固定子収納部とに、隔壁によって分離される。そのため、冷却ファン１０４方向への固定子１１の移動を隔壁によって規制することができる。但し、位置決め凹部１２１と位置決め凸部２０６との凹凸嵌合による位置決めを阻害しないようにするため、隔壁は固定子１１を強固に固定したり、固定子１１に軸心方向の圧縮応力を加えたりするものでないことが好ましい。固定子鉄心１１１の軸心方向の長さの誤差及び熱膨張等により、位置決め凹部１２１と位置決め凸部２０６との凹凸嵌合箇所に応力がかかり、位置決め精度の低下の原因となり得るためである。なお、固定子１１の移動を規制する構成は隔壁に限られず、例えば、インシュレータ１１３を保持する部材であってもよい。
　（４）実施の形態並びに変形例１及び２では、センサ基板１１５は固定子１１から見て冷却ファン１０４と逆側に取り付けられ、回転軸１０１は冷却ファン１０４側でハウジングの外に出ている場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、冷却ファン１０４は固定子１１から見てセンサ基板１１５と同じ側に取り付けられていてもよいし、回転軸１０１は、センサ基板１１５側でハウジングの外に出ているとしてもよい。また、冷却ファン１０４は固定子１１の両側に取り付けられていてもよいし、ＤＣブラシレスモータ１はファンを備えない、としてもよい。
　（５）実施の形態並びに変形例１及び２では、ＤＣブラシレスモータが固有のハウジングを有している場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、インパクトドライバのような電動工具の動力源として実施の形態のＤＣブラシレスモータ１が用いられる場合、実施の形態のＤＣブラシレスモータ１を電動工具の一部として組み込んでもよい。または、電動工具のハウジングの一部をモータ収納部とし、モータ収納部にハウジング以外のＤＣブラシレスモータ１の各構成要素を組み込んでもよい。電動工具のハウジングの一部をモータ収納部とする場合において、位置決め凸部は、電動工具のハウジングにおける、モータ収容部の内周面に設けられれば良い。
　（６）実施の形態並びに変形例１及び２では、固定子１１が６の駆動コイルを備え、回転子１４が４極のリングマグネット１０６を備える場合について説明した。しかしながら、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、固定子１１は駆動コイルを８個備えてもよいし、１０個備えてもよい。この場合、固定子鉄心１１１は駆動コイルの数だけ歯部（ティース）を有し、インシュレータ１１２は駆動コイルの数だけコイル絶縁部や係合凸部を備える。また、回転子１４は、２極や６極のリングマグネットを備えてもよい。
　また、モータ１はＤＣブラシレスモータに限られず、ステッピングモータやサーボモータ等、固定子が電磁石で構成され、回転子の角度検出を行うセンサを備える任意のインナーロータ型の同期電動機であってよい。
　＜まとめ＞ 
　以上説明したように、実施の形態に係るインナーロータ型モータ１は、ハウジング１２，１３と、ハウジング１２，１３内に固設された固定子１１と、固定子１１内に同軸に配された回転子１４と、固定子１１の軸心方向の一端に配されたセンサ基板１１５とを備える。ハウジング１２，１３の内周面には凸部２０６が形成され、固定子１１の外周面には凹部１２１が形成され、これらの凹部１２１と凸部２０６との嵌合により、固定子１１はハウジング１２，１３に対して位置決めされる。固定子１１は、固定子鉄心１１１の軸心方向の一端の鉄心端面１９３に、取付面１９６を有する円環状のインシュレータ１１２が密着されて構成される。インシュレータ１１２には、センサ基板１１５が、回転子１４の回転角を検出可能な状態で取り付けられている。固定子１１の凹部１２１は、インシュレータ１１２の外周面１９７の一部であって鉄心端面１９３との密着部分を含む部位１８９に切欠き部１２２が形成されることで構成される。そのため、インシュレータ１１２と固定子鉄心１１１とがハウジング１２，１３の位置決め凸部２０６を挟み込む構造となる。したがって、インシュレータ１１２の軸心方向の厚みは切欠き部１２２からセンサ固定面１９５のみを考慮すればよい。結果としてモータ１の軸心方向の長さを抑制することができる。また、ハウジング１２，１３が凹部を有さないので、モータ１の径方向の大きさも抑制することができる。
　また、インシュレータ１１２の外周面１９７における切欠き部１２２を除く領域の外径の最大値は、固定子鉄心１１１の外径の最大値以下である。このようにすることで、ハウジング１２，１３が径方向に大きくなることを抑止でき、モータの小型化に奏功する。
　また、切欠き部１２２は、インシュレータ１１２の全周にわたって連続しており、固定子１１の（位置決め）凹部１２１は、円環状の溝である。このようにすることで、周方向に均一な容易な構成で、位置決め凹部１２１を実現することができる。
　また、ハウジング３１の（位置決め）凸部３３０は、軸心方向において、固定子１１の（位置決め）凹部１２１の軸心方向における幅と同一の幅である突起３３１～３３３を２以上含む、としてもよい。すなわち、必ずしも凸部３３０と凹部１２１が隙間なくかみ合う構造でなくてもよい。このようにすることで、軸心方向における固定子１１とハウジング３１との相対移動を抑止し固定子１１の位置決めを行える構造であれば、本開示を実施することが可能となる。
　また、本開示に係る電動工具は、上述したいずれかのインナーロータ型モータ１を備えることを特徴とする電動工具である。
　以上、本発明について実施の形態及び変形例１～３に基づいて説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。上記各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
　１　ＤＣブラシレスモータ（インナーロータ型モータ）
　１１，２１，４１　固定子
　１２，２２，３１　第１半ケージング（ハウジング） 
　１３　第２半ケージング（ハウジング） 
　１１１　固定子鉄心
　１１２，４１２　インシュレータ
　１１３　インシュレータ
　１１５，４１５　センサ基板
　１２１，３１０　位置決め凹部（凹部） 
　１２２　切欠き部
　１８９　インシュレータの外縁部位（外周面一部であって鉄心端面との密着部分を含む部位）
　１９３　固定子鉄心の端面（鉄心端面） 
　１９７　インシュレータの外周面
　２０６，３２０，３３０　位置決め凸部（凸部） 
　３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３　突起

Claims (5)

  1. 　ハウジングと、前記ハウジング内に固設された固定子と、前記固定子内に同軸に配された回転子と、前記固定子の軸心方向の一端に配されたセンサ基板と、を備えたインナーロータ型モータであって、
    　前記ハウジングの内周面には凸部が形成され、前記固定子の外周面には凹部が形成され、前記凹部と前記凸部との嵌合により、前記固定子は前記ハウジングに対して位置決めされ、
    　前記固定子は、固定子鉄心の軸心方向の一端の鉄心端面に、取付面を有する円環状のインシュレータが密着されて構成され、
    　前記インシュレータには、前記センサ基板が、前記回転子の回転角を検出可能な状態で取り付けられており、
    　前記固定子の前記凹部は、前記インシュレータの外周面の一部であって前記鉄心端面との密着部分を含む部位に切欠き部が形成されることで構成されている
    　インナーロータ型モータ。
  2. 　前記インシュレータの前記外周面における前記切欠き部を除く領域の外径の最大値は、前記固定子鉄心の外径の最大値以下である
    　請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
  3. 　前記切欠き部は、前記インシュレータの全周にわたって連続しており、
    　前記固定子の前記凹部は、円環状の溝である
    　請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
  4. 　前記ハウジングの前記凸部は、軸心方向において、前記固定子の前記凹部の軸心方向における幅と同一の幅である突起を２以上含む
    　請求項３に記載のインナーロータ型モータ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のインナーロータ型モータを備える
    　電動工具。
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