WO2020137040A1 - 電動工具用の分布巻きモータ及び電動工具 - Google Patents

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WO2020137040A1
WO2020137040A1 PCT/JP2019/037126 JP2019037126W WO2020137040A1 WO 2020137040 A1 WO2020137040 A1 WO 2020137040A1 JP 2019037126 W JP2019037126 W JP 2019037126W WO 2020137040 A1 WO2020137040 A1 WO 2020137040A1
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WO
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coil
electric tool
winding motor
stator
distributed winding
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PCT/JP2019/037126
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淳哉 犬塚
青山　清
圭 神田
Original Assignee
株式会社マキタ
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/01—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus
    • A01D34/412—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters
    • A01D34/63—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis
    • A01D34/67—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis hand-guided by a walking operator
    • A01D34/68—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis hand-guided by a walking operator with motor driven cutters or wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/08—Other tools for pruning, branching or delimbing standing trees
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the present invention relates to a distributed winding motor for an electric tool and an electric tool.
  • a motor as a drive source is mounted on an electric tool such as a lawn mower or a chainsaw (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 As a power tool, there is a technology described in Patent Document 1, for example.
  • a concentrated winding motor may be mounted.
  • the distributed winding motor can improve the magnet utilization rate, reduce the number of products, and reduce the torque ripple as compared with the concentrated winding motor. Therefore, mounting a distributed winding motor on an electric tool is under study.
  • the gap between the slots is smaller than that in the concentrated winding motor, and therefore improvement in heat dissipation is required.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a distributed winding motor for an electric tool and an electric tool capable of improving heat dissipation.
  • a stator having a stator core in which a coil is wound so as to be distributed in a plurality of slots, and a rotor which rotates with respect to the stator and outputs a driving force to a working portion of an electric tool.
  • a distributed winding motor for an electric tool comprising: a heat transfer unit that transfers heat of the coil.
  • a stator having a stator core in which a coil is wound so as to be distributed in a plurality of slots, and a rotor which rotates with respect to the stator and outputs a driving force to a working portion of an electric tool.
  • a distributed winding motor for an electric tool wherein the coil is formed in a shape including a linear portion in a sectional view by a plane orthogonal to a longitudinal direction of the winding.
  • a stator having a stator core in which a coil is distributed in a plurality of slots, and a rotor that rotates with respect to the stator and outputs a driving force to a working portion of an electric tool.
  • a distributed winding motor for an electric tool comprising: a temperature sensor that detects the temperature of the coil.
  • an electric tool using the distributed winding motor for the electric tool.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an electric power tool according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the lawnmower.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the stator.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the positional relationship between the teeth and slots and the coils.
  • FIG. 5 is a figure which shows typically an example of the cross-sectional structure of a motor.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor according to another example.
  • FIG. 7 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 8 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an electric power tool according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the lawnmower.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the stat
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a motor according to another example.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a motor according to another example.
  • FIG. 11 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 12 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 13 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 14 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 15 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 16 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 17 is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the motor which concerns on another example.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an electric power tool according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a lawn mower 100 as an example of an electric tool.
  • the lawnmower 100 shown in FIG. 1 includes a main body portion 10, a handle portion 20, a mowing box 30, and a battery mounting portion 40.
  • the lawn mower 100 has a configuration in which the main body 10 is placed on the ground and the handle 20 is gripped to move the main body 10.
  • the lawn mower 100 operates using, for example, the battery 41 as a power source.
  • the battery 41 for example, an electric tool battery is used.
  • the battery 41 may be rechargeable.
  • the battery 41 is mounted on the battery mounting portion 40.
  • the lawn mower 100 may be configured to be operated by a power source other than the battery 41.
  • the main body portion 10 has a main body housing 11, wheels 12, a cutting blade (working portion) 13, and a drive portion 14.
  • the main body housing 11 supports or holds the wheels 12, the cutting blade 13, and the drive unit 14.
  • four wheels 12 are provided on the main body housing 11.
  • the cutting blade 13 is rotatable about a central axis (central axis AX) inclined with respect to the ground when the four wheels 12 are grounded. By rotating the cutting blade 13, it is possible to mow grass or the like growing on the ground.
  • the grass cut off by the cutting blade 13 is stored in the cutting box 30.
  • the drive unit 14 is arranged above the cutting blade 13.
  • the drive unit 14 rotates the cutting blade 13 by the electric power of the battery 41 mounted on the battery mounting unit 40, for example. That is, the drive unit 14 outputs a driving force for the cutting blade 13.
  • the drive unit 14 has a motor 50.
  • the motor 50 is a distributed winding motor.
  • the motor 50 is a distributed winding motor, the magnet utilization rate is improved, the number of products can be reduced, and the torque ripple can be reduced as compared with the concentrated winding motor.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of the lawnmower 100, showing a cross section of the motor 50.
  • the motor 50 has a stator 51, a rotor 52, a housing 53, a bearing 54, a connection portion 55, and a circuit board 56.
  • the stator 51 has a stator core 57 and a coil 58.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the stator 51.
  • the stator core 57 has a structure in which, for example, a plurality of electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction of the central axis AX of the rotor 52.
  • the stator core 57 has a plurality of teeth 57a arranged in a circumferential direction around the center axis AX as viewed from the axial direction of the center axis AX.
  • a slot 57b is formed by the adjacent teeth 57a. In this embodiment, 12 teeth 57a and slots 57b are provided in the circumferential direction.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a positional relationship between the teeth 57a, the slots 57b, and the coils 58.
  • the coil 58 is distributed and wound around the plurality of slots 57b.
  • the coil 58 is provided with coils 58 for three phases of U phase, V phase, and W phase, for example.
  • the coils 58 of each type are arranged with two slots 57b in the rotation direction.
  • the rotor 52 is disposed immediately below the battery 41 (immediately below the battery mounting portion 40 when the battery 41 is not mounted), and is rotatable about the central axis AX.
  • the rotor 52 is arranged so that the central axis AX extends in the vertical direction.
  • the rotor 52 has a rotor core 59 and a shaft 60.
  • the rotor core 59 holds a magnet that forms a magnetic pole.
  • the magnet is provided, for example, in a state of being embedded in the rotor core 59.
  • the shaft 60 is provided integrally with the rotor core 59.
  • the lower portion of the shaft 60 is connected to the cutting blade 13.
  • the rotation of the rotor 52 causes the cutting blade 13 to rotate in association with the rotation of the rotor 52.
  • the housing 53 houses the stator 51 and the rotor 52.
  • the housing 53 is formed using a resin material or a metal material.
  • the bearing 54 rotatably supports the rotor 52.
  • the bearing 54 is provided, for example, in a state where the outer peripheral portion is supported by the housing 53.
  • the connection part 55 is a part in which a plurality of coils 58 are connected to three terminal wires W (see FIG. 7) for three phases.
  • the wire connection portion 55 may have a structure in which the winding wire forming the coil 58 is manually connected, or may have a structure in which the conductive wire member is connected using a predetermined wire connection member.
  • the circuit board 56 includes a control circuit C (see FIG. 14) that controls the stator 51 based on a control signal from the controller CONT of the lawnmower 100.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a sectional configuration of the motor 50.
  • the tip end portion of the coil end 58 a is in contact with the sheet member 71.
  • the sheet member 71 can be formed by using a resin material such as silicone resin.
  • the seat member 71 is held on the inner surface of a bearing holding portion 53a of the housing 53 that holds the bearing 54, for example.
  • the sheet member 71 constitutes the heat transfer portion 70 that transfers the heat of the coil 58 to the housing 53.
  • the housing 53 is made of a metal material, the heat dissipation is further enhanced.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50A according to another example.
  • a seat member 71A is arranged between the stator core 57 and the housing 53.
  • the sheet member 71A has the same configuration as the sheet member 71 shown in FIG.
  • the seat member 71A is in contact with the outer peripheral surface of the stator core 57 and the inner peripheral surface of the housing 53, respectively. Therefore, heat is efficiently transferred between the stator core 57 and the housing 53 via the sheet member 71A.
  • the sheet member 71A may be arranged over the entire circumferential direction or may be arranged in a part of the circumferential direction.
  • the sheet member 71A may be arranged over the entire axial direction of the central axis AX, or may be arranged in a part of the axial direction.
  • the seat member 71A By disposing the seat member 71A between the stator core 57 and the housing 53, the heat generated in the coil 58 is transferred to the housing 53 via the stator core 57 and the seat member 71F, and then from the housing 53 to the outside of the motor 50F. Heat is dissipated.
  • the stator core 57 and the sheet member 71A form a heat transfer portion 70A that efficiently transfers the heat of the coil 58 to the housing 53.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50B according to another example.
  • the coil end 58a is molded by the molding member 72.
  • the mold member 72 can be formed using, for example, a silicone-based resin material.
  • the mold member 72 is formed by covering the coil end 58a with, for example, a liquid or gel resin material, and then solidifying the resin material.
  • the resin material forming the molding member 72 is impregnated inside the coil 58. Therefore, the heat inside the coil 58 is transferred to the outside of the coil 58.
  • the heat of the coil 58 is transferred to the stator core 57 via the molding member 72.
  • the mold member 72 constitutes the heat transfer portion 70B that transfers the heat of the coil 58 to the stator core 57.
  • the heat transferred to the stator core 57 is radiated from the surface of the stator core 57 and the like.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50C according to another example.
  • the stator 51 has an insulator 61.
  • the insulator 61 insulates between the stator core 57 and the coil 58.
  • an insulator is provided in the other motors of this embodiment as well, illustration and description thereof are omitted.
  • the insulator provided in the other motor is formed using, for example, a resin material.
  • the insulator 61 in the motor 50C is formed using, for example, a resin material containing metal particles.
  • the heat dissipation of the insulator 61 is improved by the metal particles contained in the resin material. Therefore, the heat generated in the coil 58 is transmitted to the insulator 61 and is radiated to the outside via the insulator 61.
  • the insulator 61 formed by using the resin material containing the metal particles constitutes the heat transfer portion 70C that efficiently transfers the heat of the coil 58 to the stator core 57.
  • the heat of the coil 58 can be transferred also to the insulator formed of the resin material containing no metal particles.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a side surface configuration of a motor 50D according to another example.
  • FIG. 9 shows a state where the stator 51D is viewed from the outside.
  • the stator core 57D has a recess (first recess) 57d in the outer peripheral surface 57c.
  • the recess 57d is formed in a groove shape along the axial direction of the central axis AX.
  • the recess 57d is formed such that the dimension in the direction (width direction) orthogonal to the longitudinal direction or the dimension in the depth direction is, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • Such a configuration can be realized, for example, by forming cutouts in the electromagnetic steel plates forming the stator core 57D and stacking the electromagnetic steel plates so that the positions of the cutouts are aligned.
  • stator core 57D Since the surface area of the stator core 57D is increased by providing the recess 57d, the heat dissipation efficiency of the stator core 57D is improved. In this way, by providing the concave portion 57d on the outer peripheral surface 57c, the stator core 57D can efficiently release the heat transmitted from the coil 58 to the outside.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing a side surface configuration of a motor 50E according to another example.
  • FIG. 10 shows a state where the stator 51E is viewed from the outside.
  • the stator core 57E has a plurality of convex portions (first convex portions) 57e on the outer peripheral surface 57c.
  • the convex portions 57e have, for example, a rectangular shape, and are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface 57c of the stator core 57E, and a plurality of this arrangement are provided in the axial direction of the central axis AX.
  • the shape and arrangement of the convex portion 57e are not limited to the above, and may be another shape and arrangement.
  • the protrusion 57e is formed to have a dimension in the protruding direction of, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • Such a configuration can be realized, for example, by forming protrusions on the electromagnetic steel plates forming the stator core 57E and stacking the electromagnetic steel plates so that the positions of the protrusions are aligned.
  • the surface area of the stator core 57E increases, so that the heat dissipation efficiency in the stator core 57E is improved.
  • the stator core 57E can efficiently release the heat transferred from the coil 58 to the outside.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50F according to another example.
  • the outer peripheral surface 57c of the stator core 57 is in contact with the inner peripheral surface 53b of the housing 53.
  • the housing 53 is formed using, for example, a metal material.
  • stator core 57 Since the outer peripheral surface 57c of the stator core 57 is in contact with the inner peripheral surface 53b of the housing 53 made of a metal material, heat can be efficiently transferred between the stator core 57 and the housing 53.
  • the stator core 57 constitutes the heat transfer part 70F that efficiently transfers the heat of the coil 58.
  • the heat generated in the coil 58 is transmitted to the housing 53 via the stator core 57 and is radiated from the housing 53 to the outside of the motor 50F.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50G according to another example.
  • the housing 53G has a convex portion (second convex portion) 53c.
  • the convex portion 53c has, for example, a plate shape and is arranged along the axial direction of the central axis AX.
  • the convex portion 53c projects outward from the outer peripheral surface of the housing 53 in the radial direction.
  • a plurality of convex portions 53c are arranged in the circumferential direction of the housing 53, for example, but may be one.
  • the housing 53G may have a configuration in which a convex portion is provided on a portion of the surface different from the outer peripheral surface.
  • the housing 53G may have a recess on the surface instead of or in addition to the protrusion.
  • the convex portion 53c By providing the convex portion 53c, the surface area of the housing 53G increases, so that the heat dissipation efficiency in the housing 53G is improved. As described above, by having the convex portion 53c, the housing 53G can efficiently radiate the heat transferred from the coil 58 to the outside. Note that, in FIG. 12, the configuration in which the inner peripheral surface of the housing 53G is in contact with the outer peripheral surface of the stator core 57 is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and the heat generated in the coil 58 is transferred to the housing 53G. Any configuration may be used.
  • the motor 50G may be configured to include a fan 62 that rotates integrally with the shaft 60. By providing the fan 62, the heat from the convex portion 53c can be efficiently radiated to the outside by the air flow A formed by the fan 62. Further, the motor 50G may have a cover 63 that covers the housing 53G so that the airflow A formed by the fan 62 flows along the convex portion 53c.
  • the cover 63 is not limited to the configuration provided in the motor 50G, and a part of the configuration of the lawnmower 100 may be used.
  • openings 53d and 53e are formed in the bearing holding portions 53a at both ends of the housing 53G in the axial direction of the central axis AX.
  • the opening 53d is formed in the bearing holding portion 53a on one side (the upper side in FIG. 12) in the axial direction.
  • the opening 53e is formed in the other bearing holding portion 53a in the axial direction (lower side in FIG. 12).
  • the fan 62 is arranged outside the bearing holding portion 53a on the side where the opening 53e is arranged.
  • the fan 62 forms the airflow A toward the side opposite to the housing 53G in the axial direction by rotating. That is, the fan 62 forms a negative pressure inside the housing 53G by rotating.
  • the cover 63 accommodates the housing 53G and seals the end (bearing holding portion 53a) on the side where the fan 62 is arranged, for example. Further, the cover 63 has a ventilation hole 63a near the portion where the convex portion 53c is arranged.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50H according to another example.
  • the motor 50H shown in FIG. 13 is different from the motor 50G shown in FIG. 12 in the structure of the housing and the arrangement of the cover.
  • the motor 50H shown in FIG. 13 has a configuration in which the inside is sealed by a housing 53H.
  • a protrusion 53c similar to that of the motor 50G shown in FIG. 12 is arranged on the outer peripheral surface of the housing 53H.
  • a fan 62 is provided on the shaft 60 of the rotor 52.
  • the fan 62 is arranged outside the bearing holding portion 53a.
  • the fan 62 is arranged outside one bearing holding portion 53a (for example, the lower bearing holding portion 53a in the drawing) in the axial direction of the central axis AX.
  • the fan 62 forms the airflow A toward the side opposite to the housing 53G in the axial direction by rotating. That is, the fan 62 forms a negative pressure in the space on the housing 53G side by rotating.
  • the cover 64 accommodates the housing 53H.
  • the cover 64 seals the end portion (bearing holding portion 53a) on the side opposite to the side where the fan 62 is arranged. Further, the cover 64 opens the side on which the fan 62 is arranged.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a motor 50I according to another example.
  • the motor 50I shown in FIG. 14 has a configuration in which the circuit board 56 is attached to the stator core 57 via the attachment member 65.
  • the mounting member 65 can be fitted and fixed between the teeth 57a formed in the stator core 57, for example.
  • a control circuit C for controlling the stator, for example, is mounted on the circuit board 56. Further, the control circuit C is provided with a radiation fin (radiation portion) Cf for radiating heat generated in the control circuit C.
  • the heat dissipation fin Cf is formed using a metal material such as aluminum or copper.
  • the motor 50I also has a heat transfer member 73 that connects the coil 58 and the heat radiation fin Cf.
  • a heat transfer member 73 for example, a heat conductive member such as the above-mentioned sheet member or mold member can be used.
  • the heat transfer member 73 By providing the heat transfer member 73, the heat generated in the coil 58 is transferred to the heat radiation fin Cf via the heat transfer member 73 and is radiated to the outside via the heat radiation fin Cf.
  • the heat transfer member 73 constitutes the heat transfer portion 70I that efficiently transfers the heat of the coil 58 to the heat dissipation fin Cf.
  • the fan 62 may be arranged in a configuration having the heat transfer member 73 that connects the coil 58 and the radiation fin Cf.
  • the control circuit C and the radiation fin Cf are arranged outside the circuit board 56 in the axial direction of the central axis AX.
  • the fan 62 is arranged at a position on the opposite side of the circuit board 56 with the rotor core 59 sandwiched therebetween, for example, in the axial direction so that the airflow A is formed from the heat radiation fin Cf side toward the rotor core 59 side. be able to.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a motor 50J according to another example.
  • the motor 50J shown in FIG. 15 is similar to the motor 50H shown in FIG. 14 in that the circuit board 56 is attached to the stator core 57 via the attachment member 65.
  • the motor 50J shown in FIG. 15 differs from the motor 50H shown in FIG. 14 in the axial positional relationship among the circuit board 56, the control circuit C, and the radiation fins Cf.
  • the control circuit C and the heat radiation fin Cf are arranged inside the circuit board 56 in the axial direction of the central axis AX.
  • the motor 50J has a heat transfer member 74.
  • the heat transfer member 74 connects the coil 58 and the radiation fin Cf.
  • the fan 62 is located on the same side as the circuit board 56 with respect to the rotor core 59 in the axial direction and from the circuit board 56 so that the airflow A is formed from the heat radiation fin Cf side toward the rotor core 59 side. Can also be placed in an outer position.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing a motor 50K according to another example.
  • the coil 58 is formed in a shape including a straight line portion when viewed in a cross section (cross section AA in FIG. 16) by a plane orthogonal to the longitudinal direction of the winding L.
  • a shape may be a rectangular winding L1 and a hexagonal winding L2 in a sectional view.
  • two opposing sides such as the winding L3 may be straight portions, and the remaining two sides may be curved portions.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing a motor 50L according to another example.
  • the coil 58 is provided with a temperature sensor 66 that detects the temperature of the coil 58.
  • the temperature sensor 66 detects the temperature of the coil 58 and sends the detection result to a control circuit (not shown).
  • the control circuit can control to stop the operation of the stator 51, for example, when the temperature of the coil 58 exceeds a predetermined temperature. Thereby, the temperature rise of the motor 50L can be suppressed.
  • the motors 50, 50A to 50J which are the distributed winding motors for the lawn mower 100 according to the present embodiment, have the stator 51 having the stator core 57 in which the coils 58 are wound and distributed in the plurality of slots 57b.
  • a rotor 52 having a shaft 60 that rotates with respect to the stator 51 to output a driving force for the cutting blade 13 that is a working portion of the lawn mower 100, and heat transfer portions 70 and 70A that transfer heat of the coil 58. 70I.
  • the motors 50 and 50A to 50J are distributed winding motors, the magnet utilization rate is improved, the number of products can be reduced, and the torque ripple can be reduced as compared with the concentrated winding motor. Further, since the motors 50 and 50A to 50J have the heat transfer portions 70 and 70A to 70I, the heat generated in the coil 58 can be transferred to other parts, so that the heat radiation performance is maintained regardless of the gap between the slots 57b. Can be increased.
  • the heat transfer portions 70, 70A are seat members 71, 71A arranged in contact with the coil ends 58a of the coils 58. including.
  • the heat generated in the coil 58 can be transferred by the sheet members 71 and 71A, so that heat dissipation can be improved.
  • the heat transfer section 70B includes a mold member 72 that molds the coil end 58a of the coil 58.
  • the mold member 72 can transfer the heat generated in the coil 58 to other parts, and thus the heat dissipation can be improved.
  • the heat transfer section transfers the heat of the coil 58 to the stator core 57.
  • the heat of the coil 58 can be released to the outside via the stator core 57. Thereby, heat dissipation can be improved.
  • the stator core 57 has the concave portion 57d or the convex portion 57f provided on the outer peripheral surface. With this configuration, since the surface area of the stator core 57 is increased, the heat dissipation efficiency of the stator core 57 is improved. Thereby, heat dissipation can be improved.
  • the stator 51 has an insulator 61 that insulates between the stator core 57 and the coil 58, and the transmission portion has the insulator. Including 61. With this configuration, the heat of the coil 58 can be released to the outside via the insulator 61. Thereby, heat dissipation can be improved.
  • a housing 53 that houses the stator 51 and the rotor 52 is provided, and the heat transfer unit transfers the heat of the coil 58 to the housing 53. introduce. With this configuration, the heat of the coil 58 can be released to the outside through the housing 53. Thereby, heat dissipation can be improved.
  • the housing 53 is made of metal. Thereby, the heat dissipation efficiency in the housing 53 can be improved.
  • the housing 53 has a convex portion 53c on the surface. With this configuration, the heat transmitted to the housing 53 can be released to the outside from the convex portion 53c. As a result, the heat dissipation efficiency of the housing 53 is improved.
  • the motors 50, 50A to 50J which are distributed winding motors for the lawn mower 100 according to the present embodiment, include a circuit board 56 on which a control circuit C for controlling the stator 51 is arranged, and heat dissipation for radiating the heat of the circuit board 56.
  • the heat transfer members 73 and 74 further include a fin Cf, and connect the coil 58 and the heat radiation fin Cf. With this configuration, the heat of the coil 58 can be released to the outside via the heat transfer members 73 and 74 and the heat radiation fins Cf. Thereby, heat dissipation can be improved.
  • the heat radiation fins Cf are aluminum or copper. For this reason, high heat dissipation is obtained in the heat dissipation fin Cf.
  • the motor 50, 50A to 50J which is a distributed winding motor for the lawnmower 100 according to the present embodiment, further includes a fan 62 that supplies an airflow to the heat radiation fins Cf.
  • the airflow generated by the fan 62 can efficiently dissipate heat in the heat dissipating fins Cf.
  • the motor 50H which is a distributed winding motor for the lawn mower 100 according to the present embodiment, has a stator 51 having a stator core 57 in which a coil 58 is wound and distributed in a plurality of slots 57b.
  • a rotor 52 having a shaft 60 that rotates to output a driving force to the cutting blade 13 that is the working portion of the lawn mower 100, and the coil 58 is viewed in a cross-section in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the winding L. It is formed in a shape including a straight line portion.
  • the motor 50H which is a distributed winding motor for the lawnmower 100 according to the present embodiment, has a stator 51 having a stator core 57 in which a coil 58 is wound and distributed in a plurality of slots 57b.
  • a rotor 52 having a shaft 60 that rotates to output a driving force to the cutting blade 13 that is the working portion of the lawn mower 100, and a temperature sensor 66 that detects the temperature of the coil 58 are provided.
  • the temperature of the coil 58 can be properly grasped. Further, for example, when the detection result of the temperature sensor 66 exceeds a predetermined temperature, by controlling the operation of the stator 51 to stop, the temperature rise of the motor 50L can be suppressed.
  • the lawn mower 100 is described as an example of the power tool equipped with the distributed winding motor for the power tool, but the power tool is not limited thereto.
  • the power tool equipped with the distributed winding motor for the power tool may be another type of power tool having a working unit that is operated by the driving force of the motor, such as a chainsaw and a power cutter. In this case, the temperature rise of the distributed winding motor can be suppressed in each electric tool.

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Abstract

放熱性を向上することが可能な電動工具用の分布巻きモータを提供する。電動工具用の分布巻きモータは、複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、コイルの熱を伝達する伝熱部とを備える。

Description

電動工具用の分布巻きモータ及び電動工具
　本発明は、電動工具用の分布巻きモータ及び電動工具に関する。
　芝刈り機、チェーンソー等の電動工具には、駆動源としてモータが搭載される（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－２４３９６２号公報
　電動工具として、例えば特許文献１に記載の技術がある。このような電動工具では、集中巻きモータが搭載される場合がある。これに対して、分布巻きモータは、集中巻きモータに比べて、磁石利用率が向上し、積数を削減でき、トルクリプルを小さくできることが知られている。そこで、電動工具に分布巻きモータを搭載することが検討されている。一方、分布巻きモータは、集中巻きモータに比べて、スロット間の隙間が小さくなるため、放熱性の面で改善が求められる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、放熱性を向上することが可能な電動工具用の分布巻きモータ及び電動工具を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様に従えば、複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、前記コイルの熱を伝達する伝熱部とを備える電動工具用の分布巻きモータが提供される。
　本発明の第２態様に従えば、複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、を備え、前記コイルは、巻線の長手方向に直交する平面による断面視において直線部を含む形状に形成される電動工具用の分布巻きモータが提供される。
　本発明の第３態様に従えば、複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、前記コイルの温度を検出する温度センサとを備える電動工具用の分布巻きモータが提供される。
　本発明の第４態様に従えば、上記の電動工具用の分布巻きモータを使用した電動工具が提供される。
　本発明の態様よれば、放熱性を向上することが可能な電動工具用の分布巻きモータを提供することができる。
図１は、本実施形態に係る電動工具の一例を示す図である。 図２は、芝刈り機の一部を拡大して示す図である。 図３は、ステータの一例を示す斜視図である。 図４は、ティース及びスロットと及びコイルとの位置関係を模式的に示す図である。 図５は、モータの断面構成の一例を模式的に示す図である。 図６は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図７は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図８は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図９は、他の例に係るモータの構成を模式的に示す図である。 図１０は、他の例に係るモータの構成を模式的に示す図である。 図１１は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１２は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１３は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１４は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１５は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１６は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。 図１７は、他の例に係るモータの断面構成を模式的に示す図である。
　以下、本発明に係る電動工具用の分布巻きモータ及び電動工具の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、本実施形態に係る電動工具の一例を示す図である。図１には、電動工具の一例として芝刈り機１００を示している。図１に示す芝刈り機１００は、本体部１０と、ハンドル部２０と、刈取りボックス３０と、バッテリ装着部４０とを備えている。芝刈り機１００は、本体部１０を地面に載置し、ハンドル部２０を把持して本体部１０を移動させる構成である。
　芝刈り機１００は、例えばバッテリ４１を電源として作動する。バッテリ４１としては、例えば電動工具用バッテリが用いられる。バッテリ４１は、充電式であってもよい。バッテリ４１は、バッテリ装着部４０に装着される。芝刈り機１００は、バッテリ４１以外の電源によって作動する構成であってもよい。
　本体部１０は、本体ハウジング１１と、車輪１２と、刈刃（作業部）１３と、駆動部１４とを有する。本体ハウジング１１は、車輪１２、刈刃１３及び駆動部１４を支持又は保持する。車輪１２は、本体ハウジング１１に例えば４つ設けられる。刈刃１３は、４つの車輪１２が接地された状態において、地面に対して傾斜した中心軸（中心軸ＡＸ）を中心として回転可能である。刈刃１３が回転することにより、地面に生えている芝等を刈ることが可能となっている。刈刃１３によって刈り取られた芝等は、刈取りボックス３０に収容されるようになっている。
　駆動部１４は、刈刃１３の上部に配置される。駆動部１４は、例えばバッテリ装着部４０に装着されたバッテリ４１の電力により、刈刃１３を回転させる。つまり、駆動部１４は、刈刃１３に対する駆動力を出力する。駆動部１４は、モータ５０を有する。本実施形態において、モータ５０は、分布巻きモータである。モータ５０が分布巻きモータである場合には、集中巻きモータに比べて、磁石利用率が向上し、積数を削減でき、トルクリプルを小さくできる。
　図２は、芝刈り機１００の一部を拡大して示す図であり、モータ５０の断面を示している。図２に示すように、モータ５０は、ステータ５１と、ロータ５２と、ハウジング５３と、ベアリング５４と、結線部５５と、回路基板５６とを有する。
　ステータ５１は、ステータコア５７と、コイル５８とを有する。図３は、ステータ５１の一例を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、ステータコア５７は、例えば複数の電磁鋼板がロータ５２の中心軸ＡＸの軸線方向に積層された構成である。ステータコア５７は、中心軸ＡＸの軸線方向から見て、当該中心軸ＡＸを中心とした円周方向に並ぶ複数個のティース５７ａを有する。隣り合うティース５７ａにより、スロット５７ｂが形成される。本実施形態では、円周方向に１２個のティース５７ａ及びスロット５７ｂが設けられる。
　図４は、ティース５７ａ及びスロット５７ｂと及びコイル５８との位置関係を模式的に示す図である。図３及び図４に示すように、コイル５８は、複数個のスロット５７ｂに分布して巻かれている。本実施形態において、コイル５８は、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相分のコイル５８が設けられる。各種類のコイル５８は、回転方向に２つ分のスロット５７ｂを空けて配置される。
　ロータ５２は、バッテリ４１の直下（バッテリ４１が装着されていない場合にはバッテリ装着部４０の直下）に配置され、中心軸ＡＸを中心として回転可能である。ロータ５２は、中心軸ＡＸが上下方向に延びるように配置される。ロータ５２は、ロータコア５９と、シャフト６０とを有する。ロータコア５９は、磁極を形成する磁石を保持する。磁石は、例えばロータコア５９内に埋め込まれた状態で設けられる。シャフト６０は、ロータコア５９と一体で設けられる。シャフト６０の下部は、刈刃１３に連結されている。ロータ５２が回転することにより、ロータ５２の回転に連動して刈刃１３が回転する。
　ハウジング５３は、ステータ５１及びロータ５２を収容する。ハウジング５３は、樹脂材料又は金属材料を用いて形成される。ベアリング５４は、ロータ５２を回転可能に支持する。ベアリング５４は、例えば外周部分がハウジング５３に支持された状態で設けられる。結線部５５は、複数のコイル５８を３相分の３つの端末線Ｗ（図７参照）に結線した部分である。結線部５５は、コイル５８を構成する巻線が手作業で結線された構成であってもよいし、導線部材が所定の結線部材を用いて結線された構成であってもよい。回路基板５６は、芝刈り機１００のコントローラＣＯＮＴからの制御信号に基づいてステータ５１を制御する制御回路Ｃ（図１４参照）等を有する。
　図５は、モータ５０の断面構成の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、モータ５０において、コイルエンド５８ａの先端部は、シート部材７１に接触している。シート部材７１は、例えばシリコーン系樹脂等の樹脂材料を用いて形成することができる。シート部材７１は、例えばハウジング５３のうちベアリング５４を保持するベアリング保持部５３ａの内面に保持されている。
　シート部材７１がベアリング保持部５３ａに保持されることにより、コイル５８の熱がシート部材７１を介してベアリング保持部５３ａに伝達され、ベアリング保持部５３ａ及びハウジング５３からモータ５０の外部に放熱される。このように、シート部材７１は、コイル５８の熱をハウジング５３に伝熱する伝熱部７０を構成する。この場合、ハウジング５３が金属材料によって形成しておくことで、放熱性がより高められる。
　図６は、他の例に係るモータ５０Ａの断面構成を模式的に示す図である。図６に示すように、モータ５０Ａにおいて、ステータコア５７とハウジング５３との間には、シート部材７１Ａが配置されている。シート部材７１Ａは、図４で示すシート部材７１と同様の構成である。シート部材７１Ａは、ステータコア５７の外周面とハウジング５３の内周面とにそれぞれ接している。したがって、ステータコア５７とハウジング５３との間では、シート部材７１Ａを介して効率的に熱の伝達が行われる。シート部材７１Ａは、周方向の全体に亘って配置されてもよいし、周方向の一部に配置されてもよい。シート部材７１Ａは、中心軸ＡＸの軸線方向の全体に亘って配置されてもよいし、軸線方向の一部に配置されてもよい。
　ステータコア５７とハウジング５３との間にシート部材７１Ａが配置されることにより、コイル５８で発生した熱は、ステータコア５７及びシート部材７１Ｆを介してハウジング５３に伝達され、ハウジング５３からモータ５０Ｆの外部に放熱される。このように、ステータコア５７、シート部材７１Ａは、コイル５８の熱をハウジング５３に効率的に伝熱する伝熱部７０Ａを構成する。
　図７は、他の例に係るモータ５０Ｂの断面構成を模式的に示す図である。図７に示すように、モータ５０Ｂにおいて、コイルエンド５８ａは、モールド部材７２によってモールドされている。モールド部材７２は、例えばシリコーン系の樹脂材料を用いて形成することができる。モールド部材７２は、例えば液状又はゲル状の上記樹脂材料によりコイルエンド５８ａを覆うように形成し、その後樹脂材料を固化させることで形成される。
　モールド部材７２によりコイルエンド５８ａをモールドすることにより、モールド部材７２を構成する樹脂材料がコイル５８の内部に含浸する。このため、コイル５８の内部の熱がコイル５８の外部に伝達される。コイル５８の熱はモールド部材７２を介してステータコア５７に伝達される。このように、モールド部材７２は、コイル５８の熱をステータコア５７に伝熱する伝熱部７０Ｂを構成する。ステータコア５７に伝達された熱は、ステータコア５７の表面等から放熱される。
　図８は、他の例に係るモータ５０Ｃの断面構成を模式的に示す図である。図８に示すように、モータ５０Ｃにおいて、ステータ５１は、インシュレータ６１を有する。インシュレータ６１は、ステータコア５７とコイル５８との間を絶縁する。なお、本実施形態における他のモータにおいても、インシュレータが設けられているが、図示及び説明を省略している。他のモータに設けられるインシュレータは、例えば樹脂材料を用いて形成される。一方、モータ５０Ｃにおけるインシュレータ６１は、例えば金属粒子を含む樹脂材料を用いて形成される。
　インシュレータ６１は、樹脂材料に含まれる金属粒子により、放熱性が向上する。このため、コイル５８で発生した熱は、インシュレータ６１に伝達され、インシュレータ６１を介して外部に放熱される。このように、金属粒子を含む樹脂材料を用いて形成されたインシュレータ６１は、コイル５８の熱を効率的にステータコア５７に伝熱する伝熱部７０Ｃを構成する。なお、金属粒子を含まない樹脂材料を用いて形成されたインシュレータについても、コイル５８の熱を伝達可能である。
　図９は、他の例に係るモータ５０Ｄの側面構成を模式的に示す図である。図９では、ステータ５１Ｄを外側から見た状態を示している。図９に示すように、モータ５０Ｄにおいて、ステータコア５７Ｄは、外周面５７ｃに凹部（第１凹部）５７ｄを有する。凹部５７ｄは、中心軸ＡＸの軸線方向に沿って溝状に形成される。凹部５７ｄは、長手方向に直交する方向（幅方向）の寸法又は深さ方向の寸法が、例えば１ｍｍ以上、５ｍｍ以下に形成される。このような構成は、例えばステータコア５７Ｄを構成する電磁鋼板に切り欠き部を形成しておき、切り欠き部の位置が揃うように電磁鋼板を積層することにより実現可能である。
　凹部５７ｄが設けられることにより、ステータコア５７Ｄの表面積が増加するため、ステータコア５７Ｄにおける放熱効率が高められる。このように、外周面５７ｃに凹部５７ｄを有することにより、ステータコア５７Ｄは、コイル５８から伝達された熱を効率的に外部に放出可能となっている。
　図１０は、他の例に係るモータ５０Ｅの側面構成を模式的に示す図である。図１０では、ステータ５１Ｅを外側から見た状態を示している。図１０に示すように、モータ５０Ｅにおいて、ステータコア５７Ｅは、外周面５７ｃに複数の凸部（第１凸部）５７ｅを有する。凸部５７ｅは、例えば矩形状であり、ステータコア５７Ｅの外周面５７ｃの周方向に所定の間隔で配列され、この配列が中心軸ＡＸの軸線方向に複数設けられる。凸部５７ｅの形状、配置は、上記に限定されず、他の形状、配置であってもよい。凸部５７ｅは、突出方向の寸法が、例えば１ｍｍ以上、５ｍｍ以下に形成される。このような構成は、例えばステータコア５７Ｅを構成する電磁鋼板に突起部を形成しておき、突起部の位置が揃うように電磁鋼板を積層することにより実現可能である。
　凸部５７ｅが設けられることにより、ステータコア５７Ｅの表面積が増加するため、ステータコア５７Ｅにおける放熱効率が高められる。このように、外周面５７ｃに凸部５７ｅを有することにより、ステータコア５７Ｅは、コイル５８から伝達された熱を効率的に外部に放出可能となっている。
　図１１は、他の例に係るモータ５０Ｆの断面構成を模式的に示す図である。図９に示すように、モータ５０Ｆにおいて、ステータ５１は、ステータコア５７の外周面５７ｃがハウジング５３の内周面５３ｂと接している。ハウジング５３は、例えば金属材料を用いて形成される。
　ステータコア５７の外周面５７ｃが、金属材料を用いて形成されるハウジング５３の内周面５３ｂと接していることにより、ステータコア５７とハウジング５３との間で熱を効率的に伝達可能となる。このように、ステータコア５７は、コイル５８の熱を効率的に伝熱する伝熱部７０Ｆを構成する。この構成により、コイル５８で発生した熱は、ステータコア５７を介してハウジング５３に伝達され、ハウジング５３からモータ５０Ｆの外部に放熱される。
　図１２は、他の例に係るモータ５０Ｇの断面構成を模式的に示す図である。図１２に示すモータ５０Ｇにおいて、ハウジング５３Ｇは、凸部（第２凸部）５３ｃを有する。凸部５３ｃは、例えば板状であり、中心軸ＡＸの軸線方向に沿って配置される。凸部５３ｃは、ハウジング５３の外周面から径方向の外側に向けて突出している。凸部５３ｃは、ハウジング５３の周方向に例えば複数配置されるが、１つであってもよい。また、ハウジング５３Ｇは、表面のうち外周面とは異なる部分に凸部を有する構成であってもよい。また、ハウジング５３Ｇは、凸部に代えて又は凸部に加えて、表面に凹部を有する構成であってもよい。
　凸部５３ｃが設けられることにより、ハウジング５３Ｇの表面積が増加するため、ハウジング５３Ｇにおける放熱効率が高められる。このように、凸部５３ｃを有することにより、ハウジング５３Ｇは、コイル５８から伝達された熱を効率的に外部に放出可能となっている。なお、図１２では、ハウジング５３Ｇの内周面がステータコア５７の外周面に接している構成を例に挙げているが、これに限定されず、コイル５８で発生する熱がハウジング５３Ｇに熱が伝達される構成であればよい。
　また、図１２に示すように、モータ５０Ｇは、シャフト６０と一体で回転するファン６２を備える構成であってもよい。ファン６２を備えることにより、ファン６２によって形成される気流Ａによって凸部５３ｃからの熱を効率的に外部に放出することができる。また、モータ５０Ｇは、ファン６２によって形成される気流Ａが凸部５３ｃに沿って流れるように、ハウジング５３Ｇを覆うカバー６３を有してもよい。カバー６３は、モータ５０Ｇに設けられる構成に限定されず、芝刈り機１００の一部の構成が用いられてもよい。
　図１２では、ハウジング５３Ｇのうち中心軸ＡＸの軸線方向の両端のベアリング保持部５３ａに開口部５３ｄ、５３ｅが形成される。開口部５３ｄは、軸線方向の一方（図１２の上側）のベアリング保持部５３ａに形成される。開口部５３ｅは、軸線方向の他方（図１２の下側）のベアリング保持部５３ａに形成される。ファン６２は、開口部５３ｅが配置される側のベアリング保持部５３ａの外側に配置される。ファン６２は、回転することにより、軸線方向においてハウジング５３Ｇとは反対側に向けて気流Ａを形成する。つまり、ファン６２は、回転することにより、ハウジング５３Ｇの内部に負圧を形成する。カバー６３は、ハウジング５３Ｇを収容し、例えばファン６２が配置される側の端部（ベアリング保持部５３ａ）を封止している。また、カバー６３は、凸部５３ｃが配置される部分の近傍に通気孔６３ａを有する。この構成により、ロータ５２と一体でファン６２が回転すると、ファン６２によってハウジング５３Ｇの内部から開口部５３ｅを介して外部に向けて気流Ａが形成され、ハウジング５３Ｇの内部が負圧となる。この負圧により、カバー６３の通気孔６３ａから空気が流入し、凸部５３ｃに沿ってハウジング５３Ｇの外周面を流れる。この空気は、開口部５３ｄからハウジング５３Ｇの内部に流入し、開口部５３ｅから排出される。したがって、ファン６２の回転により、凸部５３ｃに沿って効率的に気流Ａを形成できる。
　図１３は、他の例に係るモータ５０Ｈの断面構成を模式的に示す図である。図１３に示すモータ５０Ｈは、ハウジングの構成及びカバーの配置が図１２に示すモータ５０Ｇとは異なっている。図１３に示すモータ５０Ｈは、ハウジング５３Ｈにより内部が封止された構成である。ハウジング５３Ｈの外周面には、図１２に示すモータ５０Ｇと同様の凸部５３ｃが配置されている。
　ロータ５２のシャフト６０には、ファン６２が設けられる。ファン６２は、ベアリング保持部５３ａの外側に配置される。ファン６２は、中心軸ＡＸの軸線方向について一方のベアリング保持部５３ａ（例えば、図中の下側のベアリング保持部５３ａ）の外側に配置される。ファン６２は、回転することにより、軸線方向においてハウジング５３Ｇとは反対側に向けて気流Ａを形成する。つまり、ファン６２は、回転することにより、ハウジング５３Ｇ側の空間に負圧を形成する。カバー６４は、ハウジング５３Ｈを収容する。カバー６４は、ファン６２が配置される側とは反対側の端部（ベアリング保持部５３ａ）を封止する。また、カバー６４は、ファン６２が配置される側を開放する。
　この構成により、ロータ５２と一体でファン６２が回転すると、カバー６４で囲まれた空間のうちハウジング５３Ｈ側の空間が負圧となる。この負圧により、カバー６４の通気孔６４ａから空気が流入し、凸部５３ｃに沿ってハウジング５３Ｈの外周面を流れる。この空気は、ファン６２によってカバー６４の開放部分から外部に排出される。したがって、ファン６２の回転により、凸部５３ｃに沿って効率的に気流Ａを形成できる。
　図１４は、他の例に係るモータ５０Ｉの断面構成を模式的に示す図である。図１４に示すモータ５０Ｉは、回路基板５６が取付部材６５を介してステータコア５７に取り付けられた構成である。取付部材６５は、例えばステータコア５７に形成されるティース５７ａ間に嵌め込んで固定することができる。回路基板５６には、例えばステータを制御する制御回路Ｃとが実装される。また、制御回路Ｃには、当該制御回路Ｃにおいて生じる熱を放出するための放熱フィン（放熱部）Ｃｆが設けられる。放熱フィンＣｆは、例えばアルミ又は銅等の金属材料を用いて形成される。
　また、モータ５０Ｉは、コイル５８と放熱フィンＣｆとを接続する伝熱部材７３を有する。伝熱部材７３は、例えば上記したシート部材、モールド部材等の熱伝導部材を用いることができる。伝熱部材７３が設けられることにより、コイル５８で発生した熱は、伝熱部材７３を介して放熱フィンＣｆに伝達され、放熱フィンＣｆを介して外部に放熱される。このように、伝熱部材７３は、コイル５８の熱を効率的に放熱フィンＣｆに伝熱する伝熱部７０Ｉを構成する。
　なお、図１４に示すように、コイル５８と放熱フィンＣｆとを接続する伝熱部材７３を有する構成において、ファン６２を配置してもよい。図１４に示す例では、回路基板５６に対して制御回路Ｃ及び放熱フィンＣｆが中心軸ＡＸの軸線方向の外側に配置された構成である。この場合、ファン６２は、放熱フィンＣｆ側からロータコア５９側に向けて気流Ａが形成されるように、例えば軸線方向において、回路基板５６に対してロータコア５９を挟んだ反対側の位置に配置することができる。
　図１５は、他の例に係るモータ５０Ｊの断面構成を模式的に示す図である。図１５に示すモータ５０Ｊは、回路基板５６が取付部材６５を介してステータコア５７に取り付けられる点では、図１４に示すモータ５０Ｈと同様である。図１５に示すモータ５０Ｊは、回路基板５６と制御回路Ｃ及び放熱フィンＣｆとの軸線方向の位置関係が図１４に示すモータ５０Ｈとは異なっている。
　つまり、モータ５０Ｊにおいては、回路基板５６に対して制御回路Ｃ及び放熱フィンＣｆが中心軸ＡＸの軸線方向の内側に配置された構成である。なお、モータ５０Ｊは、伝熱部材７４を有する。伝熱部材７４は、コイル５８と放熱フィンＣｆとを接続する。この構成において、ファン６２は、放熱フィンＣｆ側からロータコア５９側に向けて気流Ａが形成されるように、例えば軸線方向においてロータコア５９に対して回路基板５６と同じ側であって回路基板５６よりも外側の位置に配置することができる。
　図１６は、他の例に係るモータ５０Ｋを模式的に示す図である。図１６に示すモータ５０Ｋにおいて、コイル５８は、巻線Ｌの長手方向に直交する平面による断面（図１６のＡ－Ａ断面）視において、直線部を含む形状に形成される。このような形状としては、断面視で矩形状の巻線Ｌ１、六角形状の巻線Ｌ２とすることができる。また、巻線Ｌ３のように対向する２辺が直線部であり、残りの２辺が湾曲部であってもよい。
　断面視において直線部を含む形状とすることにより、巻線Ｌを複数回巻いてコイル５８を形成した場合に、各巻線Ｌの直線部同士が面で接触しやすくなる。このため、巻線Ｌ同士の間における熱伝導性が向上する。したがって、コイル５８全体における放熱効率が高められる。
　図１７は、他の例に係るモータ５０Ｌを模式的に示す図である。図１７に示すモータ５０Ｌにおいて、コイル５８には、当該コイル５８の温度を検出する温度センサ６６が設けられる。温度センサ６６は、コイル５８の温度を検出し、検出結果を不図示の制御回路に送信する。制御回路は、例えばコイル５８の温度が所定温度を超える場合に、ステータ５１の動作を停止させるように制御することができる。これにより、モータ５０Ｌの温度上昇を抑制できる。
　なお、上記において説明したモータ５０、５０Ａ～５０Ｌの構成は、適宜組み合わせることができる。
　以上のように、本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊは、複数個のスロット５７ｂに分布してコイル５８が巻かれたステータコア５７を有するステータ５１と、ステータ５１に対して回転して芝刈り機１００の作業部である刈刃１３に対する駆動力を出力するシャフト６０を有するロータ５２と、コイル５８の熱を伝達する伝熱部７０、７０Ａ～７０Ｉとを備える。
　この構成によれば、モータ５０、５０Ａ～５０Ｊが分布巻きモータであるため、集中巻きモータに比べて、磁石利用率が向上し、積数を削減でき、トルクリプルを小さくできる。また、モータ５０、５０Ａ～５０Ｊが伝熱部７０、７０Ａ～７０Ｉを有することにより、コイル５８で発生した熱を他の部品に伝達可能となるため、スロット５７ｂ間の隙間に関わらず、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、伝熱部７０、７０Ａは、コイル５８のコイルエンド５８ａに接触して配置されるシート部材７１、７１Ａを含む。この構成では、シート部材７１、７１Ａにより、コイル５８で生じた熱を伝熱することができるため、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、伝熱部７０Ｂは、コイル５８のコイルエンド５８ａをモールドするモールド部材７２を含む。この構成では、モールド部材７２により、コイル５８で生じた熱を他の部品に伝熱することができるため、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、伝熱部は、コイル５８の熱をステータコア５７に伝熱する。この構成では、ステータコア５７を介してコイル５８の熱を外部に放出できる。これにより、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、ステータコア５７は、外周面に設けられる凹部５７ｄ又は凸部５７ｆを有する。この構成により、ステータコア５７の表面積が大きくなるため、ステータコア５７の放熱効率が高められる。これにより、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、ステータ５１は、ステータコア５７とコイル５８との間を絶縁するインシュレータ６１を有し、伝達部は、インシュレータ６１を含む。この構成では、インシュレータ６１を介してコイル５８の熱を外部に放出できる。これにより、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、ステータ５１及びロータ５２を収容するハウジング５３を備え、伝熱部は、コイル５８の熱をハウジング５３に伝達する。この構成では、ハウジング５３を介してコイル５８の熱を外部に放出できる。これにより、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、ハウジング５３は、金属で形成される。これにより、ハウジング５３における放熱効率を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、ハウジング５３は、表面に凸部５３ｃを有する。この構成では、ハウジング５３に伝達された熱を凸部５３ｃから外部に放出できる。これにより、ハウジング５３の放熱効率が高められる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊは、ステータ５１を制御する制御回路Ｃが配置される回路基板５６と、回路基板５６の熱を放熱する放熱フィンＣｆとを更に備え、伝熱部材７３、７４は、コイル５８と放熱フィンＣｆとを接続する。この構成では、伝熱部材７３、７４及び放熱フィンＣｆを介してコイル５８の熱を外部に放出できる。これにより、放熱性を高めることができる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、放熱フィンＣｆは、アルミ又は銅である。このため、放熱フィンＣｆにおいて高い放熱性が得られる。
　本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０、５０Ａ～５０Ｊにおいて、放熱フィンＣｆに気流を供給するファン６２を更に備える。この構成では、ファン６２で生じる気流により、放熱フィンＣｆにおいて効率的に放熱することが可能である。
　また、本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０Ｈは、複数個のスロット５７ｂに分布してコイル５８が巻かれたステータコア５７を有するステータ５１と、ステータ５１に対して回転して芝刈り機１００の作業部である刈刃１３に対する駆動力を出力するシャフト６０を有するロータ５２と、を備え、コイル５８は、巻線Ｌの長手方向に直交する平面による断面視において直線部を含む形状に形成される。
　この構成では、巻線Ｌを複数回巻いてコイル５８を形成した場合に、各巻線Ｌの直線部同士が面で接触しやすくなる。このため、巻線Ｌ同士の間における熱伝導性が向上する。したがって、コイル５８全体における放熱効率が高められる。
　また、本実施形態に係る芝刈り機１００用の分布巻きモータであるモータ５０Ｈは、複数個のスロット５７ｂに分布してコイル５８が巻かれたステータコア５７を有するステータ５１と、ステータ５１に対して回転して芝刈り機１００の作業部である刈刃１３に対する駆動力を出力するシャフト６０を有するロータ５２と、コイル５８の温度を検出する温度センサ６６とを備える。
　この構成では、コイル５８の温度を適切に把握することができる。また、例えば温度センサ６６の検出結果が所定温度を超える場合に、ステータ５１の動作を停止させるように制御することにより、モータ５０Ｌの温度上昇を抑制できる。
　本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、電動工具用の分布巻きモータを搭載する電動工具として、芝刈り機１００を例に挙げて説明したが、これに限定されない。電動工具用の分布巻きモータを搭載する電動工具は、チェーンソー、パワーカッター等、モータの駆動力により作動する作業部を有する他の種類の電動工具であってもよい。この場合、それぞれの電動工具において、分布巻きモータの温度上昇を抑制することができる。
　Ｃ…制御回路、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…巻線、ＡＸ…中心軸、Ｃｆ…放熱フィン、１０…本体部、１１…本体ハウジング、１２…車輪、１３…刈刃、１４…駆動部、２０…ハンドル部、３０…刈取りボックス、４０…バッテリ装着部、５０，５０Ａ～５０Ｌ…モータ、５１，５１Ｄ，５１Ｅ…ステータ、５２…ロータ、５３，５３Ｇ，５３Ｈ…ハウジング、５３ａ…ベアリング保持部、５３ｂ…内周面、５３ｃ，５７ｃ，５７ｆ…凸部、５３ｄ，５３ｅ…開口部、５４…ベアリング、５５…結線部、５６…回路基板、５７，５７Ｄ，５７Ｅ…ステータコア、５７ａ…ティース、５７ｂ…スロット、５７ｂ，５７ｄ…凹部、５７ｃ…外周面、５８…コイル、５８ａ…コイルエンド、５９…ロータコア、６０…シャフト、６１…インシュレータ、６２…ファン、６３，６４…カバー、６３ａ，６４ａ…通気孔、６５…取付部材、６６…温度センサ、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｆ，７０Ｉ，７０Ａ～７０Ｉ…伝熱部、７１，７１Ａ，７１Ｆ…シート部材、７２…モールド部材、７３，７４…伝熱部材、１００…芝刈り機

Claims (16)

  1. 　複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、
    　前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、
    　前記コイルの熱を伝達する伝熱部と
    　を備える電動工具用の分布巻きモータ。
  2. 　前記伝熱部は、前記コイルのコイルエンドに接触して配置されるシート部材を含む
    　請求項１に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  3. 　前記伝熱部は、前記コイルのコイルエンドをモールドするモールド部材を含む
    　請求項１又は請求項２に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  4. 　前記伝熱部は、前記コイルの熱を前記ステータコアに伝熱する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  5. 　前記ステータコアは、外周面に設けられる第１凹部又は第１凸部を有する
    　請求項４に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  6. 　前記ステータは、前記ステータコアと前記コイルとの間を絶縁するインシュレータを有し、
    　前記伝達部は、前記インシュレータを含む
    　請求項４又は請求項５に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  7. 　前記ステータ及び前記ロータを収容するハウジングを備え、
    　前記伝熱部は、前記コイルの熱を前記ハウジングに伝達する
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  8. 　前記ハウジングは、金属で形成される
    　請求項７に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  9. 　前記ハウジングは、表面に第２凹部又は第２凸部を有する
    　請求項７又は請求項８に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  10. 　前記ステータを制御する制御回路が配置される回路基板と、
    　前記回路基板の熱を放熱する放熱部と
    　を更に備え、
    　前記伝熱部は、前記コイルと前記放熱部とを接続する
    　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  11. 　前記放熱部は、フィンを含む
    　請求項１０に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  12. 　前記フィンは、アルミ又は銅である
    　請求項１１に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  13. 　前記放熱部に気流を供給するファンを更に備える
    　請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の電動工具用の分布巻きモータ。
  14. 　複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、
    　前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、
    　を備え、
    　前記コイルは、巻線の長手方向に直交する平面による断面視において直線部を含む形状に形成される
    　電動工具用の分布巻きモータ。
  15. 　複数個のスロットに分布してコイルが巻かれたステータコアを有するステータと、
    　前記ステータに対して回転して電動工具の作業部に対する駆動力を出力するロータと、
    　前記コイルの温度を検出する温度センサと
    　を備える電動工具用の分布巻きモータ。
  16. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電動工具用の分布巻きモータを使用した電動工具。
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