WO2021006079A1 - モータ、電動工具用モータ及び電動工具 - Google Patents

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motor
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暁斗 中村
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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

  • Patent Document 1 describes a stator structure.
  • This stator structure includes a stator core, an insulator, and a plurality of coils.
  • the stator core has a plurality of teeth extending radially from the annular body.
  • the insulator covers both sides of the stator core in the axial direction.
  • the plurality of coils are wound around each of the plurality of teeth via the insulator.
  • a gap is formed in the circumferential direction between the tips of the adjacent teeth, and the insulator has a cover portion that closes the gap.
  • Patent Document 1 when the rotor rotates inside the stator structure, the cover portion reduces the wind damage applied to the rotor due to the recess formed in the space around the rotor.
  • the present disclosure has been made in view of the above reasons, and an object of the present disclosure is to provide a motor, a motor for an electric tool, and an electric tool that can easily manage the gap between the stator and the bearing holding portion.
  • the motor includes a stator, a rotor, and a bearing holding portion.
  • the rotor is arranged inside the stator.
  • the rotor rotates with respect to the stator.
  • the bearing holding portion holds the bearing of the rotor.
  • the stator includes a plurality of coils, a plurality of teeth, and a connecting portion. In the plurality of teeth, the plurality of coils are respectively arranged via an insulator.
  • the connecting portion is located on the rotor side of the coil.
  • the connecting portion connects at least a part of the adjacent teeth.
  • the bearing holding portion is positioned in a plane orthogonal to the rotation axis direction of the rotor in contact with either the inner peripheral tip of the tooth or the connecting portion.
  • the motor drives the tip tool.
  • the power tool includes the motor and a housing for accommodating the motor.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a power tool according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing an embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the Y portion of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing an embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a central core and an insulator used in the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 7A is a diagram showing an outer surface of an insulator used in the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 7B is a diagram showing an inner surface of an insulator used in the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram showing an outer surface of a sensor substrate used in the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 8B is a diagram showing an inner surface of a sensor substrate used in the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing a part of the embodiment of the motor according to the present disclosure.
  • the electric tool 10 according to the present embodiment includes a motor 1 according to the present embodiment and a housing 108 for accommodating the motor 1. That is, the housing 108 accommodates the motor 1 according to the present embodiment and constitutes the electric tool 10 according to the present embodiment.
  • the motor 1 according to this embodiment is a motor 11 for an electric tool that drives the tip tool 105. That is, the tip tool 105 is a tool driven by the driving force of the electric tool motor 11 which is the motor 1 according to the present embodiment.
  • the rotor 2 is arranged inside the stator 3 via a gap 6 with the stator 3. Further, the rotor 2 is rotatably arranged with respect to the stator 3.
  • the stator 3 includes a plurality of coils 31, a plurality of teeth 32, and a connecting portion 33.
  • a plurality of coils 31 are arranged on each of the plurality of teeth 32 via an insulator 5.
  • the connecting portion 33 is located closer to the rotor 2 than the coil 31. Then, the connecting portion 33 connects at least a part of the adjacent teeth 32.
  • the cover 51 is mechanically integrally formed with the insulator 5. Further, the cover 51 is arranged so as to face at least the space 35 inside the connecting portion 33 in the rotation axis direction X of the rotor 2. The cover 51 covers the gap 6 between the rotor 2 and the stator 3.
  • the cover 51 covers the gap 6 between the rotor 2 and the stator 3, so that it is difficult for dust to enter the gap 6.
  • the power tool 10 includes a motor 1 according to the present embodiment and a housing 108 for accommodating the motor 1. .. That is, the housing 108 accommodates the motor 1 and constitutes the power tool 10.
  • the power tool 10 further includes a power supply 101, a drive transmission unit 102, an output unit 103, a chuck 104, a tip tool 105, a trigger volume 106, and a control circuit 107.
  • the motor 1 according to the present embodiment is an electric tool motor 11 that drives the tip tool 105. That is, the tip tool (also referred to as a bit) 105 is a tool driven by the driving force of the electric tool motor 11 which is the motor 1. That is, the motor 1 is a drive source for driving the tip tool 105.
  • the power supply 101 is a DC power supply that supplies a current for driving the motor 1.
  • the power supply 101 includes, for example, one or more secondary batteries.
  • the drive transmission unit 102 adjusts the output (driving force) of the motor 1 and outputs the output to the output unit 103.
  • the output unit 103 is a portion driven (for example, rotated) by the driving force output from the drive transmission unit 102.
  • the chuck 104 is fixed to the output unit 103, and is a portion to which the tip tool 105 can be detachably attached.
  • the tip tool 105 is, for example, a screwdriver, a socket, a drill, or the like. Of the various tip tools 105, the tip tool 105 according to the application is attached to the chuck 104.
  • the trigger volume 106 is an operation unit that receives an operation for controlling the rotation of the motor 1.
  • the motor 1 can be switched on and off by pulling the trigger volume 106. Further, the rotation speed of the output unit 103, that is, the rotation speed of the motor 1 can be adjusted by the operation amount of the operation of pulling in the trigger volume 106.
  • the control circuit 107 rotates or stops the motor 1 according to the operation input to the trigger volume 106, and also controls the rotation speed of the motor 1.
  • the tip tool 105 is attached to the chuck 104. Then, the rotation speed of the tip tool 105 is controlled by controlling the rotation speed of the motor 1 by operating the trigger volume 106.
  • the control circuit 107 is electrically connected to the motor 1 and the power supply 101 by wiring 42.
  • the housing 108 houses the drive transmission unit 102, the output unit 103, the wiring 42, and the control circuit 107.
  • the chuck 104 and the trigger volume 106 are provided outside the housing 108.
  • the power tool 10 of the embodiment is provided with the chuck 104, so that the tip tool 105 can be replaced according to the application, but the tip tool 105 does not have to be replaceable.
  • the power tool 10 may be a power tool that can be used only with a specific tip tool 105.
  • the motor 1 is, for example, a brushless motor.
  • the motor 1 includes a stator 3, a rotor 2, and a cover 51. That is, the stator 3, the rotor 2, and the cover 51 are components of the motor 1. Further, the motor 1 includes a stator 3, a rotor 2, and a bearing holding portion 52. That is, the bearing holding portion 52 is also a component of the motor 1. Further, the motor 1 includes a stator 3, a rotor 2, and a sensor substrate 41. That is, the sensor board 41 is also a component of the motor 1.
  • the motor 1 has a rotor 2 and a plurality of coils 31 (nine in FIG. 5).
  • the rotor 2 rotates with respect to the stator 3. That is, the electromagnetic force that rotates the rotor 2 is generated by the magnetic flux generated from the plurality of coils 31 wound around the iron core 34.
  • the motor 1 transmits the rotational force (driving force) of the rotor 2 from the output shaft portion 23 to the drive transmission portion 102.
  • Rotor 2 has a cylindrical rotor core 21, a plurality of (six in FIG. 5) permanent magnets 22, and an output shaft portion 23.
  • the output shaft portion 23 is held inside the rotor core 21.
  • the plurality of permanent magnets 22 are arranged like a polygon (hexagon in FIG. 5) surrounding the center of the rotor core 21.
  • the shape of the rotor core 21 is circular when viewed from the rotation axis direction X of the rotor core 21, and the center of the rotor core 21 corresponds to the center of the circle.
  • the shape of each permanent magnet 22 is a rectangular parallelepiped.
  • the shape of each permanent magnet 22 is rectangular when viewed from the rotation axis direction X of the rotor core 21.
  • the rotor core 21 includes a plurality of steel plates.
  • the rotor core 21 is formed by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction.
  • Each steel plate is made of a magnetic material.
  • Each steel plate is, for example, a silicon steel plate.
  • the rotor core 21 is formed in a cylindrical shape concentric with the connecting portion 33 of the iron core 34.
  • the positions of both ends of the rotor core 21 are substantially aligned with the positions of both ends of the iron core 34. That is, the thickness of the rotor core 21 (dimension in the rotation axis direction X) and the thickness of the iron core 34 (dimension in the rotation axis direction X) are substantially equal.
  • the first end of the rotor core 21 and the first end of the iron core 34 may not exactly overlap, and may be displaced within an allowable error range.
  • the second end of the rotor core 21 and the second end of the iron core 34 may not be exactly overlapped with each other, and may be displaced within an allowable error range. For example, there may be a deviation of 3% or less, 5% or less, or 10% or less of the thickness of the rotor core 21.
  • the output shaft portion 23 is held inside the rotor core 21. As shown in FIG. 4A, the rotor core 21 has a shaft hole 231 through which the output shaft portion 23 is passed.
  • Each permanent magnet 22 is, for example, a neodymium magnet.
  • the two magnetic poles of each permanent magnet 22 are aligned in the circumferential direction of the rotor core 21.
  • Two permanent magnets 22 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor core 21 have the same poles facing each other.
  • the rotor 2 is rotatably arranged with respect to the stator 3. That is, the rotor 2 rotates with respect to the stator 3 in the space 35 inside the stator 3 about the rotation axis direction X in the same direction as the direction in which the output shaft portion 23 extends.
  • the space 35 inside the stator 3 is a space surrounded by a cylindrical connecting portion 33.
  • the space 35 is open in both the rotation axis directions X.
  • the rotor 2 is arranged inside the stator 3 via a gap 6 with the stator 3. That is, as shown in FIG. 4B, a gap 6 is formed between the inner peripheral surface 300 of the connecting portion 33 of the stator 3 and the outer peripheral surface 200 of the rotor core 21 of the rotor 2.
  • the dimension G of the gap 6 can be 0.3 mm to 0.5 mm, but is not limited to this.
  • the iron core 34 has a central core 341 and an outer cylinder portion 342.
  • the outer cylinder portion 342 is attached to the central core 341.
  • the central core 341 has a cylindrical connecting portion 33 and a plurality of (nine in FIG. 6) teeth 32.
  • the rotor 2 is arranged in the space 35 inside the connecting portion 33.
  • Each of the plurality of teeth 32 includes a body portion 321 and two tip pieces 322.
  • the body portion 321 projects outward from the connecting portion 33 in the radial direction of the connecting portion 33.
  • the two tip pieces 322 extend from a portion on the tip end side of the body portion 321 in a direction intersecting the projecting direction of the body portion 321.
  • the two tip pieces 322 are provided as retaining stoppers to prevent the coil 31 from falling off from the body portion 321. That is, when the coil 31 is about to move to the tip side of the body portion 321, the coil 31 is caught by the two tip pieces 322, so that the coil 31 can be suppressed from falling off.
  • the central core 341 of the iron core 34 of the stator 3 includes a plurality of steel plates.
  • the central core 341 is formed by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction.
  • Each steel plate is made of a magnetic material.
  • Each steel plate is, for example, a silicon steel plate.
  • the shape of the connecting portion 33 is cylindrical.
  • the axial direction of the connecting portion 33 coincides with the thickness direction of the plurality of steel plates.
  • the connecting portion 33 is continuous in the circumferential direction. In other words, the connecting portion 33 is connected without interruption in the circumferential direction.
  • the shape of the body portion 321 of the plurality of teeth 32 is a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG.
  • the connecting portion 33 and the teeth 32 are integrally formed. That is, the connecting portion 33 and the teeth 32 are not formed of separate members, but are formed in a series using the same members.
  • the body portion 321 projects outward from the connecting portion 33 in the radial direction of the connecting portion 33.
  • the body portions 321 of the plurality of teeth 32 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the connecting portion 33.
  • the two tip pieces 322 extend from a portion on the tip end side of the body portion 321 in a direction intersecting the protruding direction of the body portion 321. More specifically, the two tip pieces 322 are provided on both sides of the connecting portion 33 in the circumferential direction at the tip side portion of the body portion 321. The two tip pieces 322 extend in the circumferential direction of the connecting portion 33.
  • Each tip piece 322 has a curved portion 324 at a portion connected to the body portion 321.
  • the curved portion 324 is curved so as to be separated from the body portion 321 in the circumferential direction of the connecting portion 33 toward the outside in the radial direction of the connecting portion 33. That is, the curved portion 324, which is the portion on the base end side of each tip piece 322, is chamfered and has an R shape.
  • the outer cylinder portion 342 includes a plurality of steel plates.
  • the outer cylinder portion 342 is formed by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction.
  • Each steel plate is made of a magnetic material.
  • Each steel plate is, for example, a silicon steel plate.
  • the shape of the outer cylinder portion 342 is cylindrical.
  • the outer cylinder portion 342 is attached to the plurality of teeth 32 and surrounds the plurality of teeth 32.
  • the outer cylinder portion 342 has a plurality of (nine) fitting portions 343. That is, the outer cylinder portion 342 has the same number of fitting portions 343 as the teeth 32.
  • Each of the plurality of fitting portions 343 is a recess provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion 342.
  • the plurality of fitting portions 343 have a one-to-one correspondence with the plurality of teeth 32.
  • Each of the plurality of fitting portions 343 and the teeth 32 corresponding to the fitting portion 343 among the plurality of teeth 32 are fitted by moving at least one of them in the radial direction of the connecting portion 33. As a result, the outer cylinder portion 342 is attached to the plurality of teeth 32.
  • each fitting portion 343 in the circumferential direction of the outer cylinder portion 342 is such that the protruding tip of one tip piece 322 and the protruding tip of the other tip piece 322 of the two tip pieces 322 protruding from the body portion 321.
  • Equal to the length between the tip is not limited to the case where a plurality of values completely match each other, and also includes the case where they differ within an allowable error range. For example, the case where there is an error within 3%, 5%, or 10% is also included.
  • the outer cylinder portion 342 is attached to a plurality of teeth 32 by, for example, shrink fitting. That is, the central core 341 is arranged inside the outer cylinder portion 342 in a state where the outer cylinder portion 342 is heated and expanded in the radial direction. As a result, the inner surface of the outer cylinder portion 342 faces the tips of the plurality of teeth 32 in the radial direction of the connecting portion 33 with a slight gap between the outer cylinder portion 342 and the plurality of teeth 32.
  • the inner surface of the outer cylinder portion 342 comes into contact with the tips of the plurality of teeth 32. That is, the plurality of fitting portions 343 move inward in the radial direction of the outer cylinder portion 342 as the outer cylinder portion 342 contracts, so that the plurality of fitting portions 343 and the plurality of teeth 32 are fitted together.
  • the outer cylinder portion 342 applies a radial inward contact pressure of the outer cylinder portion 342 to the plurality of teeth 32.
  • each coil 31 is provided corresponding to the nine teeth 32.
  • the nine coils 31 are electrically connected to each other.
  • the winding 311 constituting each coil 31 is, for example, an enamel wire. This winding has a linear conductor and an insulating coating that covers the conductor.
  • the coil 31 is located outside the connecting portion 33. That is, the connecting portion 33 is located inside the coil 31 (on the rotor 2 side). At least a part of the coil 31 is not covered with the cover 51. That is, one end of the coil 31 in the rotation axis direction X (the end on the second insulator 502 side) is not covered by the cover 51, and each end of the plurality of coils 31 is lined up so as to surround the cover 51. There is.
  • the insulator 5 is a member having electrical insulation.
  • the insulator 5 is made of, for example, a resin such as 66 nylon containing about 30% by weight of a filler such as glass fiber.
  • the sensor board 41 is fixed to the stator 3.
  • the stator 3 and the sensor substrate 41 can be electrically insulated.
  • the insulator 5 includes a first insulator 501 and a second insulator 502.
  • the first insulator 501 and the second insulator 502 are integrated with the iron core 34 of the stator 3 by, for example, insert molding.
  • the first insulator 501 and the second insulator 502 are arranged so as to be aligned in the rotation axis direction X.
  • the first insulator 501 covers one end side of the iron core 34 in the rotation axis direction X.
  • the first insulator 501 has an annular portion 510 and a plurality of covering portions 514 (nine, which is the same number as the teeth 32 in this embodiment).
  • the outer diameter of the annular portion 510 is substantially the same as the outer diameter of the cylindrical connecting portion 33 of the iron core 34.
  • the annular portion 510 covers one side of the connecting portion 33 and the teeth 32 in the rotation axis direction X.
  • the covering portions 514 are provided on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction of the annular portion 510.
  • the second insulator 502 covers the other end side of the iron core 34 in the rotation axis direction X.
  • the second insulator 502 has an annular portion 520 and a plurality of covering portions 524 (nine, which is the same number as the teeth 32 in the present embodiment).
  • the outer diameter of the annular portion 520 is substantially the same as the outer diameter of the cylindrical connecting portion 33 of the iron core 34. It covers the other side of the connecting portion 33 and the teeth 32 in the rotation axis direction X.
  • the covering portions 524 are provided on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction of the annular portion 520.
  • the coil 31 is formed by winding a winding 311 around a tooth 32 covered with covering portions 514 and 524.
  • a cover 51 is formed on the insulator 5.
  • the cover 51 is formed on the second insulator 502.
  • the cover 51 is mechanically integrally formed with the insulator 5. That is, the cover 51 is mechanically integrally formed with the second insulator 502. Since the insulator 5 is fixed to the stator 3 by the winding 311 of the coil 31, the cover 51 is fixed to the stator 3 by the winding 311 of the coil 31. That is, by fixing the second insulator 502 to the stator 3 by the winding 311 of the coil 31, the cover 51 mechanically integrally formed with the second insulator 502 is also fixed to the stator 3.
  • the surface 511 of the cover 51 facing the stator 3 or the rotor 2 in the rotation axis direction X of the rotor 2 is located inside the outermost surface 312 of the coil 31 in the rotation axis direction X.
  • a bearing holding portion 52 is formed on the insulator 5.
  • the bearing holding portion 52 is formed on the second insulator 502.
  • the bearing holding portion 52 holds the bearing 7 of the rotor 2. That is, of the two bearings 7 of the rotor 2, the second bearing 72 on the second insulator 502 side is held by the bearing holding portion 52.
  • the bearing holding portion 52 is positioned in a plane orthogonal to the rotation axis direction X of the rotor 2 in contact with either the inner peripheral tip of the teeth 32 or the connecting portion 33. That is, when the second insulator 502 is fixed to the stator 3, the second insulator 502 is positioned in contact with either the inner peripheral tip of the teeth 32 or the connecting portion 33.
  • the bearing holding portion 52 formed on the second insulator 502 is positioned with respect to the inner peripheral tip of the teeth 32 or the connecting portion 33 in a plane orthogonal to the rotation axis direction X.
  • the bearing holding portion 52 is positioned by coming into contact with the connecting portion 33. That is, when the second insulator 502 is fixed to the stator 3, the second insulator 502 comes into contact with the connecting portion 33 and is positioned. As a result, the bearing holding portion 52 formed on the second insulator 502 is positioned with respect to the connecting portion 33 in the plane orthogonal to the rotation axis direction X.
  • the bearing holding portion 52 is positioned by contacting at least the outer peripheral surface side of the connecting portion 33. That is, when the second insulator 502 is fixed to the stator 3, the second insulator 502 is positioned in contact with at least the outer peripheral surface side of the connecting portion 33. As a result, the bearing holding portion 52 formed on the second insulator 502 is positioned with respect to the connecting portion 33 in the plane orthogonal to the rotation axis direction X.
  • the bearing holding portion 52 is positioned by contacting the inner peripheral tips of the plurality of teeth 32 or the connecting portion 33 at three or more locations. That is, when the second insulator 502 is fixed to the stator 3, the second insulator 502 is positioned by coming into contact with the inner peripheral tips of the plurality of teeth 32 or three or more positions of the connecting portion 33. For example, the annular portion 520 and the plurality of covering portions 524 come into contact with three or more positions of the connecting portion 33. As a result, the bearing holding portion 52 formed on the second insulator 502 is positioned with respect to the connecting portion 33 in the plane orthogonal to the rotation axis direction X.
  • a plurality of spoke portions 54 connecting the bearing holding portion 52 and the outer peripheral portion 53 in contact with the inner peripheral tip of the plurality of teeth 32 or the connecting portion 33 at three or more locations. That is, a plurality of spoke portions 54 are formed on the inner surface of the second insulator 502. The plurality of spoke portions 54 radiate from the bearing holding portion 52. Each spoke portion 54 is formed by a rib-like protrusion. The plurality of spoke portions 54 are formed so as to connect the bearing holding portion 52 and the outer peripheral portion 53.
  • the plurality of spoke portions 54 extend along the radial direction of the bearing holding portion 52. That is, the bearing holding portion 52 is formed in a circular shape when viewed from the rotation axis direction X, and a plurality of spoke portions 54 extend along the radial direction of the circular bearing holding portion 52.
  • a substrate 4 is arranged between the bearing holding portion 52 and the rotor 2. That is, in the rotation axis direction X, the bearing holding portion 52, the rotor 2 and the substrate 4 are arranged side by side, and the substrate 4 is arranged between the bearing holding portion 52 and the rotor 2.
  • the inner surface of the bearing 7 held by the bearing holding portion 52 is arranged at a position closer to the rotor 2 in the rotation axis direction X than the inner surface of the substrate 4. That is, as shown in FIG. 9, the bearing 7 is held and arranged by the bearing holding portion 52, but the end surface (inner side surface) of the bearing 7 on the rotor 2 side is a surface (inner surface) of the substrate 4 facing the rotor 2 side. (Inner side surface) It is arranged so as to be closer to the rotor 2 than the 410.
  • the cover 51 may include a bearing 7 that holds the output shaft portion 23. That is, the bearing 7 may be provided on the cover 51 in a state of being held by the bearing holding portion 52 of the cover 51. In this case, the bearing 7 receiving the output shaft portion 23 is a component of the cover 51.
  • the substrate 4 is a so-called sensor substrate 41. That is, the sensor board 41 detects the rotation angle of the rotor 2. That is, the sensor board 41 is a circuit board for detecting the rotational position of the rotor 2.
  • the sensor substrate 41 is arranged on the second insulator 502 side of the rotor 2 in the rotation axis direction X in parallel with the end surface of the rotor 2.
  • the sensor element 43 is mounted on the sensor board 41.
  • the sensor element 43 is, for example, a Hall element or an angle sensor (GMR).
  • the sensor element 43 is an element that detects the rotational position of the rotor 2.
  • the sensor substrate 41 has a substantially hexagonal shape when viewed from the rotation axis direction X.
  • the sensor board 41 surrounds the entire circumference of the outer circumference of the output shaft portion 23. That is, the sensor substrate 41 is arranged on the entire circumference of the output shaft portion 23 in the circumferential direction.
  • the sensor substrate 41 is arranged at a position sandwiched between the insulator 5 and the iron core 34. That is, in the rotation axis direction X, the sensor substrate 41 is arranged at a position sandwiched between the second insulator 502 of the insulator 5 and the end surface of the iron core 34. Further, the sensor substrate 41 is fixed by being sandwiched between the insulator 5 and the iron core 34. That is, the sensor substrate 41 is sandwiched between the second insulator 502 of the insulator 5 and the end face of the iron core 34.
  • the insulator 5 has a recess 56 on the surface facing the sensor substrate 41 into which the sensor substrate 41 fits.
  • the second insulator 502 of the insulator 5 is formed with a recess 56 on the surface facing the rotor 2 side, and the sensor substrate 41 is fitted and accommodated in the recess 56.
  • the outer circumference of the sensor substrate 41 and the inner circumference of the recess 56 are polygonal. That is, the outer circumference of the sensor substrate 41 is formed into a polygonal shape such as a hexagon when viewed in the rotation axis direction X so that the sensor substrate 41 does not easily rotate with respect to the insulator 5.
  • the inner circumference of the recess 56 is formed in a polygonal shape such as a hexagon so as to correspond to the outer circumference of the sensor substrate 41 when viewed in the rotation axis direction X.
  • the outer circumference of the sensor substrate 41 and the inner circumference of the recess 56 may have irregular polygonal shapes.
  • the component 44 is mounted on only one side of the sensor board 41. That is, the component 44 such as the connector to which the sensor element 43 and the wiring 42 are connected is mounted only on the surface of the sensor board 41 facing the second insulator 502 side, and the sensor element 43 is mounted on the surface 410 facing the stator 3 side. And component 44 is not mounted. As a result, the sensor board 41 can be arranged close to the rotor 2.
  • the sensor substrate 41 has a hole 45 penetrating in the thickness direction at the center. Of the bearings 7, the second bearing 72 is arranged in the hole 45.
  • the sensor board 41 faces the gap 6 in the rotation axis direction X, and the sensor board 41 can also reduce the intrusion of dust and the like into the gap 6.
  • the motor 1 rotatably supports the output shaft portion 23 by two bearings 7.
  • the first bearing 71 is arranged in the recessed portion 91 of the fan 9.
  • the second bearing 72 is arranged in the bearing holding portion 52 of the second insulator 502 of the insulator 5.
  • the first bearing 71 is located in front of the fan 9 (opposite to the rotor core 21) in the rotation axis direction X of the output shaft portion 23.
  • the thickness of the first bearing 71 (dimension in the rotation axis direction X) is shorter than the depth of the recess 91 (dimension in the rotation axis direction X).
  • the terminal member 8 is a member for electrically connecting the coil 31 and the substrate 4.
  • a terminal member 8 for connecting the coil 31 is arranged on the outer surface side of the bearing holding portion 52. That is, the terminal member 8 for connecting the coil 31 is provided so as to project from the outer surface of the bearing holding portion 52 of the second insulator 502.
  • the terminal member 8 is located inside the coil 31. That is, the terminal member 8 is provided at a position surrounded by a plurality of coils 31.
  • the terminal member 8 is fixed to the second insulator 502 of the insulator 5. Specifically, at least a part of the terminal member 8 is partially embedded in the second insulator 502 by insert molding.
  • the terminal member 8 is formed of a conductive metal plate.
  • the winding 311 of the coil 31 is electrically connected to one end of the terminal member 8. The end of the winding 311 of the coil 31 can be thermally welded to the terminal member 8, which may eliminate the need to remove the coating on the winding 311.
  • the fan 9 is fixed to the output shaft portion 23 on the outside of the stator 3 in the rotation axis direction X of the rotor 2.
  • the fan 9 is circular when viewed from the rotation axis direction X, and has a hat shape as a whole.
  • the fan 9 has a recess 91 on the side opposite to the rotor core 21 in the rotation axis direction X.
  • the recessed portion 91 is a space portion in which the first bearing 71 is housed.
  • the recessed portion 91 is a recessed portion in the central portion of the fan 9.
  • the fan 9 can rotate in the circumferential direction of the output shaft portion 23.
  • the fan 9 is provided with a plurality of blade portions 92 extending along the radial direction from the recessed portion 91.
  • the motor 1 further includes a fan 9 arranged on the side opposite to the cover 51 in the rotation axis direction X with respect to the stator 3. That is, the fan 9 is arranged on the side opposite to the cover 51 in the rotation axis direction X.
  • the airflow from the fan 9 flows from the cover 51 side toward the stator 3 side. That is, the airflow generated by the rotation of the fan 9 flows from the second insulator 502 side toward the first insulator 501 side.
  • the motor 1 according to the present embodiment can keep the manufacturing cost of the motor 1 low even when it is used in an environment with a lot of vibration.
  • the motor 1 according to the present embodiment can accurately manage the gap between the stator 3 and the bearing holding portion 52 even when it is used in an environment with a lot of vibration. Therefore, the gap between the rotor 2 and the stator 3 can be reduced. Therefore, the motor efficiency can be improved, and the motor heat can be easily reduced.
  • the configuration of the rotor 2 can be changed arbitrarily.
  • the plurality of permanent magnets 22 are not limited to being arranged in a hexagonal shape, and may be arranged in a spoke shape.
  • the shape of the rotor core 21 as viewed from the rotation axis direction X of the rotor core 21 is not limited to a perfect circle, and is, for example, a circular shape or an elliptical shape having protrusions and depressions on the circumference. May be good.
  • the number of permanent magnets 22 is not limited to six, and may be two or more.
  • the motor 1 is not limited to being provided in the electric tool 10.
  • the motor 1 may be provided in, for example, an electric bicycle or an electrically assisted bicycle.
  • the motor (1) includes a stator (3), a rotor (2), and a bearing holding portion (52).
  • the rotor (2) is arranged inside the stator (3). Further, the rotor (2) rotates with respect to the stator (3).
  • the bearing holding portion (52) holds the bearing (7) of the rotor (2).
  • the stator (3) includes a plurality of coils (31), a plurality of teeth (32), and a connecting portion (33). In the plurality of teeth (32), a plurality of coils (31) are arranged via insulators (5), respectively.
  • the connecting portion (33) is located closer to the rotor (2) than the coil (31). Further, the connecting portion (33) connects at least a part of adjacent teeth (32).
  • the bearing holding portion (52) is positioned in a plane orthogonal to the rotation axis direction (X) of the rotor (2) in contact with either the inner peripheral tip of the teeth (32) or the connecting portion (33). ing.
  • the motor (1) according to the second aspect is positioned by contacting the bearing holding portion (52) with the connecting portion (33) in the first aspect.
  • the gap management between the stator (3) and the bearing holding portion (52) can be performed accurately. Therefore, the gap between the rotor (2) and the stator (3) can be reduced. Therefore, there is an advantage that the motor efficiency can be improved and the motor heat can be easily reduced.
  • the motor (1) according to the third aspect is positioned by bringing the bearing holding portion (52) into contact with at least the outer peripheral surface side of the connecting portion (33) in the second aspect.
  • the bearing holding portion (52) is less likely to be located on the inner peripheral surface side of the connecting portion (33), and the rotor (2) is easily rotated.
  • the bearing holding portion (52) is provided at three locations of the inner peripheral tip or the connecting portion (33) of the plurality of teeth (32). It is positioned by contacting the above.
  • the gap management between the stator (3) and the bearing holding portion (52) can be performed accurately. Therefore, the gap between the rotor (2) and the stator (3) can be reduced. Therefore, there is an advantage that the motor efficiency can be improved and the motor heat can be easily reduced.
  • the motor (1) according to the fifth aspect has three locations, a bearing holding portion (52) and an inner peripheral tip or a connecting portion (33) of a plurality of teeth (32).
  • a plurality of spoke portions (54) connecting the outer peripheral portions (53) in contact with the above are further provided.
  • the plurality of spoke portions (54) extend along the radial direction of the bearing holding portion (52).
  • the space between the bearing holding portion (52) and the outer peripheral portion (53) can be reinforced by the plurality of spoke portions (54), and the thermal deformation of the bearing holding portion (52) is reduced. It has the advantage of being easy.
  • the substrate (4) is arranged between the bearing holding portion (52) and the rotor (2) in any one of the first to fifth aspects.
  • the inner surface of the bearing (7) held by the bearing holding portion (52) is arranged at a position closer to the rotor (2) in the rotation axis direction (X) than the inner surface of the substrate (4).
  • the inner surface of the substrate (4) is less likely to be located on the rotor (2) side than the inner surface of the bearing (7), and the rotor (2) is easily rotated.
  • a terminal member (8) for connecting the coil (31) is arranged on the outer surface side of the bearing holding portion (52). ..
  • the terminal member (8) is located inside the coil (31).
  • the terminal member (8) is less likely to protrude to the outside of the coil (31), and miniaturization can be achieved.
  • the motor (1) of any one of the first to seventh aspects drives the tip tool (105).
  • the gap management between the stator (3) and the bearing holding portion (52) can be performed accurately. Therefore, the gap between the rotor (2) and the stator (3) can be reduced. Therefore, there is an advantage that the motor efficiency can be improved and the motor heat can be easily reduced.
  • the power tool (10) includes a motor (1) of any one of the first to seventh aspects and a housing (108) for accommodating the motor (1).

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Abstract

ステータと軸受け保持部とのギャップ管理を行いやすいモータを提供する。モータ1は、ステータ3と、ロータ2と、軸受け保持部52と、を備える。ロータ2は、ステータ3の内側に配置される。またロータ2は、ステータ3に対して回転する。軸受け保持部52は、ロータ2の軸受け7を保持する。ステータ3は、複数のコイル31と、複数のティース32と、連結部33と、を備える。複数のティース32は、複数のコイル31が、各々、インシュレータ5を介して配置される。連結部33は、コイル31よりもロータ2側に位置する。また連結部33は、少なくとも一部の隣り合うティース32を連結する。軸受け保持部52は、ティース32の内周先端又は連結部33のいずれかに接触して、ロータ2の回転軸方向Xに直交する平面内において、位置決めされている。

Description

モータ、電動工具用モータ及び電動工具
 本開示は、一般にモータ、電動工具用モータ及び電動工具に関する。より詳細には、ステータ及びロータを備えるモータ、電動工具用モータ及び電動工具に関する。
 特許文献1には、ステータ構造が記載されている。このステータ構造は、ステータコアと、インシュレータと、複数のコイルと、を備えている。ステータコアは、環状の本体部から径方向に延在する複数のティースを有する。インシュレータは、軸方向における前記ステータコアの両側を覆う。複数のコイルは、前記インシュレータを介して前記複数のティースのそれぞれに巻回される。そして、隣接する前記ティースの先端部の間には、周方向に間隙が形成されており、前記インシュレータは、前記間隙を塞ぐカバー部を有している。
特開2019-37026号公報
 特許文献1では、カバー部により、ロータがステータ構造の内側で回転する際に、ロータの周囲の空間に形成される凹部に起因してロータに加わる風損を低減させている。
 本開示は、上記事由に鑑みてなされており、ステータと軸受け保持部とのギャップ管理を行いやすいモータ、電動工具用モータ及び電動工具を提供することを目的とする。
 本開示の一態様に係るモータは、ステータと、ロータと、軸受け保持部と、を備える。前記ロータは、前記ステータの内側に配置される。前記ロータは、前記ステータに対して回転する。前記軸受け保持部は、前記ロータの軸受けを保持する。前記ステータは、複数のコイルと、複数のティースと、連結部と、を備える。前記複数のティースは、前記複数のコイルが、各々、インシュレータを介して配置される。前記連結部は、前記コイルよりも前記ロータ側に位置する。前記連結部は、少なくとも一部の隣り合う前記ティースを連結する。前記軸受け保持部は、前記ティースの内周先端又は前記連結部のいずれかに接触して、前記ロータの回転軸方向に直交する平面内において、位置決めされている。
 本開示の一態様に係る電動工具用モータは、前記モータが、先端工具を駆動する。
 本開示の一態様に係る電動工具は、前記モータと、前記モータを収容するハウジングと、を備える。
図1は、本開示に係る電動工具の実施形態を示す概略図である。 図2は、本開示に係るモータの実施形態を示す斜視図である。 図3は、本開示に係るモータの実施形態を示す斜視図である。 図4Aは、本開示に係るモータの実施形態を示す断面図である。図4Bは、図4AのY部の拡大した断面図である。 図5は、本開示に係るモータの実施形態を示す分解斜視図である。 図6は、本開示に係るモータの実施形態に使用する中央コアとインシュレータとを示す分解斜視図である。 図7Aは、本開示に係るモータの実施形態に使用するインシュレータの外面を示す図である。図7Bは、本開示に係るモータの実施形態に使用するインシュレータの内面を示す図である。 図8Aは、本開示に係るモータの実施形態に使用するセンサ基板の外面を示す図である。図8Bは、本開示に係るモータの実施形態に使用するセンサ基板の内面を示す図である。 図9は、本開示に係るモータの実施形態の一部を示す断面斜視図である。
 (実施形態)
 以下、実施形態に係る電動工具10と、この電動工具10に備えられる本実施形態に係るモータ1とについて、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 (1)概要
 図1に示すように、本実施形態に係る電動工具10は、本実施形態に係るモータ1と、モータ1を収容するハウジング108と、を備えている。すなわち、ハウジング108は、本実施形態に係るモータ1を収容して本実施形態に係る電動工具10を構成している。
 本実施形態に係るモータ1は、先端工具105を駆動する電動工具用モータ11である。すなわち、先端工具105は、本実施形態に係るモータ1である電動工具用モータ11の駆動力で駆動する工具である。
 本実施形態に係るモータ1は、図4に示すように、ステータ3と、ロータ2と、カバー51と、を備えている。
 ロータ2は、ステータ3の内側にステータ3と隙間6を介して配置されている。またロータ2は、ステータ3に対して回転可能に配置されている。
 ステータ3は、複数のコイル31と、複数のティース32と、連結部33と、を備えている。複数のティース32には、複数のコイル31が、各々、インシュレータ5を介して配置されている。また連結部33は、コイル31よりもロータ2側に位置している。そして、連結部33は、少なくとも一部の隣り合うティース32を連結している。
 カバー51は、インシュレータ5と機械的に一体に形成されている。またカバー51は、少なくとも連結部33よりも内側の空間35に対して、ロータ2の回転軸方向Xにおいて対向して配置される。カバー51は、ロータ2とステータ3との間の隙間6を覆っている。
 本実施形態に係るモータ1は、カバー51により、ロータ2とステータ3との間の隙間6を覆っているため、隙間6に粉塵が入り込みにくい。
 (2)詳細
 (2.1)電動工具
 図1に示すように、本実施形態に係る電動工具10は、本実施形態に係るモータ1と、モータ1を収容するハウジング108と、を備えている。すなわち、ハウジング108は、モータ1を収容して電動工具10を構成している。
 電動工具10は、電源101と、駆動伝達部102と、出力部103と、チャック104と、先端工具105と、トリガボリューム106と、制御回路107とを更に備えている。本実施形態に係るモータ1は、先端工具105を駆動する電動工具用モータ11である。すなわち、先端工具(ビットとも言う)105は、モータ1である電動工具用モータ11の駆動力で駆動する工具である。つまり、モータ1は、先端工具105を駆動する駆動源である。
 電源101は、モータ1を駆動する電流を供給する直流電源である。電源101は、例えば、1又は複数の2次電池を含む。駆動伝達部102は、モータ1の出力(駆動力)を調整して出力部103に出力する。出力部103は、駆動伝達部102から出力された駆動力で駆動(例えば回転)される部分である。チャック104は、出力部103に固定されており、先端工具105が着脱自在に取り付けられる部分である。先端工具105は、例えば、ドライバ、ソケット又はドリル等である。各種の先端工具105のうち用途に応じた先端工具105が、チャック104に取り付けられる。
 トリガボリューム106は、モータ1の回転を制御するための操作を受け付ける操作部である。トリガボリューム106を引く操作により、モータ1のオンオフが切替可能である。また、トリガボリューム106を引き込む操作の操作量で、出力部103の回転速度、つまりモータ1の回転速度が調整可能である。
 制御回路107は、トリガボリューム106に入力された操作に応じて、モータ1を回転又は停止させ、また、モータ1の回転速度を制御する。この電動工具10では、先端工具105がチャック104に取り付けられる。そして、トリガボリューム106への操作によってモータ1の回転速度が制御されることで、先端工具105の回転速度が制御される。制御回路107は、配線42によりモータ1及び電源101と電気的に接続されている。
 ハウジング108は、モータ1の他に、駆動伝達部102,出力部103、配線42及び制御回路107を収容している。チャック104及びトリガボリューム106はハウジング108の外部に設けられている。
 なお、実施形態の電動工具10はチャック104を備えることで、先端工具105が、用途に応じて交換可能であるが、先端工具105が交換可能である必要は無い。例えば、電動工具10は、特定の先端工具105のみ用いることができる電動工具であってもよい。
 (2.2)モータ
 本実施形態に係るモータ1は、例えば、ブラシレスモータである。モータ1は、ステータ3と、ロータ2と、カバー51と、を備える。つまり、ステータ3、ロータ2及びカバー51はモータ1の構成要素である。またモータ1は、ステータ3と、ロータ2と、軸受け保持部52と、を備える。つまり軸受け保持部52もモータ1の構成要素である。さらに、モータ1は、ステータ3と、ロータ2と、センサ基板41と、を備える。つまり、センサ基板41もモータ1の構成要素である。
 モータ1は、ロータ2と、複数(図5では9つ)のコイル31とを有している。ロータ2は、ステータ3に対して回転する。すなわち、鉄心34に巻かれた複数のコイル31から発生する磁束により、ロータ2を回転させる電磁気力が発生する。モータ1は、ロータ2の回転力(駆動力)を出力軸部23から駆動伝達部102へ伝達する。
 (2.3)ロータ
 ロータ2は、円筒状のロータコア21と、複数(図5では6つ)の永久磁石22と、出力軸部23と、を有している。出力軸部23は、ロータコア21の内側に保持されている。複数の永久磁石22は、ロータコア21の中心を囲む多角形(図5では六角形)のように配置されている。
 ここで、ロータコア21の形状は、ロータコア21の回転軸方向Xから見て円状であり、ロータコア21の中心とは、当該円の中心に相当する。各永久磁石22の形状は直方体状である。ロータコア21の回転軸方向Xから見て、各永久磁石22の形状は長方形状である。
 ロータコア21は、複数の鋼板を含む。ロータコア21は、複数の鋼板を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板は、磁性材料により形成されている。各鋼板は、例えば、ケイ素鋼板である。
 ロータコア21は、鉄心34の連結部33と同心の円筒状に形成されている。ロータコア21の回転軸方向Xにおいて、ロータコア21の両端の位置は、鉄心34の両端の位置とほぼ揃っている。すなわち、ロータコア21の厚さ(回転軸方向Xの寸法)と鉄心34の厚さ(回転軸方向Xの寸法)とは略等しい。ここで、ロータコア21の第1端と鉄心34の第1端とがちょうど重なっていなくてもよく、許容される誤差の範囲内でずれていてもよい。また、ロータコア21の第2端と鉄心34の第2端とがちょうど重なっていなくてもよく、許容される誤差の範囲内でずれていてもよい。例えば、ロータコア21の厚さの3%以内、5%以内又は10%以内のずれがあってもよい。
 ロータコア21の内側には、出力軸部23が保持されている。図4Aに示すように、ロータコア21は、出力軸部23が通される軸孔231を有している。
 各永久磁石22は、例えば、ネオジム磁石である。各永久磁石22の2つの磁極は、ロータコア21の周方向に並んでいる。ロータコア21の周方向において隣り合う2つの永久磁石22は、それぞれ同極を対向させている。
 ロータ2は、ステータ3に対して回転可能に配置される。すなわち、ロータ2は、出力軸部23が延びる方向と同方向の回転軸方向Xを中心として、ステータ3の内側の空間35内で、ステータ3に対して回転する。ステータ3の内側の空間35は円筒状の連結部33で囲まれる空間である。空間35は回転軸方向Xの両方で開放されている。
 ロータ2は、ステータ3の内側にステータ3と隙間6を介して配置される。すなわち、図4Bに示すように、ステータ3の連結部33の内周面300と、ロータ2のロータコア21の外周面200との間には、隙間6が形成されている。この隙間6の寸法Gは0.3mm~0.5mmとすることができるが、これに限定されるものではない。
 (2.4)ステータ
 ステータ3は、複数のコイル31と、鉄心34と、を備える。すなわち、複数のコイル31及び鉄心34はステータ3の構成要素である。またステータ3はインシュレータ5を備えている。
 鉄心34は、中央コア341と、外筒部342とを有している。外筒部342は、中央コア341に取り付けられる。中央コア341は、円筒状の連結部33と、複数(図6では9つ)のティース32とを有している。連結部33の内側の空間35には、ロータ2が配置されている。複数のティース32の各々は、胴部321と、2つの先端片322とを含む。胴部321は、連結部33から連結部33の径方向において外向きに突出している。2つの先端片322は、胴部321の先端側の部位から、胴部321の突出方向と交差する方向に延びている。
 ステータ3は連結部33を備える。すなわち、鉄心34に形成される連結部33はステータ3の構成要素である。連結部33は、少なくとも一部の隣り合うティース32を連結する。すなわち、隣り合うティース32の一部又は全部が連結部33で連結される。
 複数のティース32は、複数のコイル31が、各々、インシュレータ5を介して配置される。すなわち、胴部321には、インシュレータ5(図6参照)を介してコイル31が巻かれる。連結部33は、コイル31よりもロータ2側に位置する。すなわち、コイル31とロータ2との間に連結部33が位置している。
 2つの先端片322は、コイル31が胴部321から脱落することを抑制する抜止めとして設けられている。すなわち、胴部321の先端側にコイル31が移動しようとする場合に、コイル31が2つの先端片322に引っ掛かることで、コイル31の脱落を抑制できる。
 ステータ3の鉄心34の中央コア341は、複数の鋼板を含む。中央コア341は、複数の鋼板を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板は、磁性材料により形成されている。各鋼板は、例えば、ケイ素鋼板である。
 図6に示すように、連結部33の形状は、円筒状である。連結部33の軸方向は、複数の鋼板の厚さ方向と一致している。連結部33は、周方向において連続している。言い換えると、連結部33は、周方向において途切れることなくつながっている。
 複数のティース32の胴部321の形状は、図6に示すように直方体状である。連結部33とティース32とが一体に形成されている。すなわち、連結部33とティース32とは別部材で形成されることなく、同じ部材を用いて一連に形成されている。胴部321は、連結部33から連結部33の径方向において外向きに突出している。複数のティース32の胴部321は、連結部33の周方向において等間隔に設けられている。
 2つの先端片322は、胴部321の先端側の部位から、胴部321の突出方向と交差する方向に延びている。より詳細には、2つの先端片322は、胴部321の先端側の部位において、連結部33の周方向の両側に設けられている。そして、2つの先端片322は、連結部33の周方向に延びている。
 各先端片322のうち、連結部33の径方向において外側の面は、曲面323を含む。連結部33の軸方向(ロータ2の回転軸方向Xと同じ)から見て、曲面323の形状は、連結部33と同心の円に沿った円弧状である。
 各先端片322は、胴部321とつながった部位に、湾曲部324を有している。湾曲部324は、連結部33の径方向において外側ほど、連結部33の周方向において胴部321から離れるように湾曲している。つまり、各先端片322のうち基端側の部分である湾曲部324は、面取りされていてR状になっている。
 (2.5)外筒部
 図5に示すように、外筒部342は、複数の鋼板を含む。外筒部342は、複数の鋼板を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板は、磁性材料により形成されている。各鋼板は、例えば、ケイ素鋼板である。外筒部342の形状は、円筒状である。外筒部342は、複数のティース32に取り付けられ複数のティース32を囲んでいる。
 外筒部342は、複数(9つ)の嵌合部343を有している。つまり、外筒部342は、ティース32と同数の嵌合部343を有している。複数の嵌合部343の各々は、外筒部342の内周面に設けられた窪みである。複数の嵌合部343は、複数のティース32と一対一で対応している。複数の嵌合部343の各々と、複数のティース32のうちこの嵌合部343に対応するティース32とは、少なくとも一方が連結部33の径方向に移動することで嵌まり合う。これにより、外筒部342が複数のティース32に取り付けられる。
 各嵌合部343には、ティース32のうち2つの先端片322を含む部位が嵌め込まれる。そのため、外筒部342の周方向における各嵌合部343の長さは、胴部321から突出した2つの先端片322のうち一方の先端片322の突出先端と、他方の先端片322の突出先端との間の長さと等しい。なお、本明細書において「等しい」とは、複数の値が互いに完全に一致する場合に限定されず、許容される誤差の範囲内で異なっている場合をも含む。例えば、3%以内、5%以内、又は10%以内の誤差がある場合をも含む。
 中央コア341にインシュレータ5が装着されコイル31が巻かれた状態で、外筒部342は、例えば、焼嵌めにより複数のティース32に取り付けられる。すなわち、外筒部342を加熱して径方向に膨張させた状態で、外筒部342の内側に中央コア341を配置する。これにより、外筒部342の内面は、複数のティース32との間に僅かに隙間を空けて連結部33の径方向における複数のティース32の先端に対向する。その後、外筒部342の温度が低下して外筒部342が収縮すると、外筒部342の内面が複数のティース32の先端に接する。つまり、外筒部342の収縮に伴って複数の嵌合部343が外筒部342の径方向内向きに移動することにより、複数の嵌合部343と複数のティース32とが嵌まり合う。外筒部342は、複数のティース32に対して外筒部342の径方向内向きの接圧を加えている。
 (2.6)コイル
 コイル31は、9つのティース32に対応して9つ備えられている。9つのコイル31は、互いに電気的に接続されている。各コイル31を構成する巻線311は、例えば、エナメル線である。この巻線は、線状の導体と、導体を覆う絶縁被覆と、を有している。
 コイル31は、連結部33より外側に位置している。すなわち、コイル31の内側(ロータ2側)に連結部33が位置している。コイル31の少なくとも一部は、カバー51で覆われていない。すなわち、回転軸方向Xにおけるコイル31の一端部(第2インシュレータ502側の端部)はカバー51では覆われておらず、カバー51の周囲を囲むようにして複数のコイル31の各一端部が並んでいる。
 (2.7)インシュレータ
 インシュレータ5は、電気絶縁性を有する部材である。インシュレータ5は、例えば、ガラス繊維等のフィラーを約30重量%含む66ナイロン等の樹脂製である。
 インシュレータ5は、ステータ3にセンサ基板41を固定している。これにより、ステータ3とセンサ基板41とを電気的に絶縁することができる。
 図6に示すように、インシュレータ5は、第1インシュレータ501及び第2インシュレータ502を含む。第1インシュレータ501及び第2インシュレータ502は、例えば、インサート成形により、ステータ3の鉄心34と一体化している。第1インシュレータ501と第2インシュレータ502とは、回転軸方向Xで並ぶように配置されている。
 第1インシュレータ501は、回転軸方向Xにおける鉄心34の一端側を被覆している。具体的には、第1インシュレータ501は、円環部510と、複数の被覆部514(本実施形態ではティース32と同数の9つ)と、を有する。円環部510の外径は、鉄心34の円筒状の連結部33の外径と略同一である。円環部510は、回転軸方向Xにおける連結部33とティース32との片側を被覆している。被覆部514は、円環部510の周方向において内周面に等間隔で設けられている。
 第2インシュレータ502は、回転軸方向Xにおける鉄心34のもう一端側を被覆している。具体的には、第2インシュレータ502は、円環部520と、複数の被覆部524(本実施形態ではティース32と同数の9つ)と、を有する。円環部520の外径は、鉄心34の円筒状の連結部33の外径と略同一である。回転軸方向Xにおける連結部33とティース32とのもう一方の片側を被覆している。被覆部524は、円環部520の周方向において内周面に等間隔で設けられている。
 コイル31は、被覆部514,524で被覆されたティース32に巻線311が巻回されて形成されている。
 インシュレータ5には、カバー51が形成されている。カバー51は第2インシュレータ502に形成されている。カバー51は、インシュレータ5と機械的に一体に形成されている。すなわち、第2インシュレータ502にカバー51が機械的に一体に形成されている。インシュレータ5がコイル31の巻線311によりステータ3に固定されているため、カバー51は、コイル31の巻線311によりステータ3に固定されている。つまり、第2インシュレータ502がコイル31の巻線311によりステータ3に固定されることにより、第2インシュレータ502に機械的に一体に形成されているカバー51もステータ3に固定される。
 カバー51は、少なくとも連結部33よりも内側の空間35に対して、ロータ2の回転軸方向Xにおいて対向して配置される。すなわち、ロータ2の回転軸方向Xにおいて、カバー51と連結部33よりも内側の空間35の第2インシュレータ502側とが対向している。そして、カバー51は、隙間6を覆っている。すなわち、ロータ2の外周面とステータ3の内周面との間の隙間6が、回転軸方向Xにおいて、カバー51により覆われている。カバー51は、ロータ2の回転方向の全長にわたって隙間6を覆っている。すなわち、カバー51は、ロータ2の回転方向の全長にわたって、回転軸方向Xにおいて、隙間6と対向している。
 カバー51のうちのロータ2の回転軸方向Xにおけるステータ3又はロータ2との対向面511は、コイル31における回転軸方向Xの最外面312よりも内側に位置する。
 インシュレータ5には、軸受け保持部52が形成されている。軸受け保持部52は第2インシュレータ502に形成されている。軸受け保持部52は、ロータ2の軸受け7を保持する。すなわち、ロータ2の二つの軸受け7のうち、第2インシュレータ502側の第2軸受け72が軸受け保持部52で保持されている。軸受け保持部52は、ティース32の内周先端又は連結部33のいずれかに接触して、ロータ2の回転軸方向Xに直交する平面内において、位置決めされている。すなわち、第2インシュレータ502がステータ3に固定されるときに、第2インシュレータ502がティース32の内周先端又は連結部33のいずれかに接触して位置決めされる。これにより、第2インシュレータ502に形成された軸受け保持部52は、回転軸方向Xに直交する平面内において、ティース32の内周先端又は連結部33に対して位置決めされている。
 軸受け保持部52が、連結部33に接触することで位置決めされている。すなわち、第2インシュレータ502がステータ3に固定されるときに、第2インシュレータ502が連結部33に接触して位置決めされる。これにより、第2インシュレータ502に形成された軸受け保持部52は、回転軸方向Xに直交する平面内において、連結部33に対して位置決めされている。
 軸受け保持部52が、少なくとも連結部33の外周面側に接触させることで位置決めされている。すなわち、第2インシュレータ502がステータ3に固定されるときに、第2インシュレータ502が少なくとも連結部33の外周面側に接触して位置決めされる。これにより、第2インシュレータ502に形成された軸受け保持部52は、回転軸方向Xに直交する平面内において、連結部33に対して位置決めされている。
 軸受け保持部52が、複数のティース32の内周先端又は連結部33の3カ所以上に接触することで位置決めされている。すなわち、第2インシュレータ502がステータ3に固定されるときに、第2インシュレータ502が複数のティース32の内周先端又は連結部33の3カ所以上に接触することで位置決めされている。例えば、円環部520及び複数の被覆部524が連結部33の3カ所以上に接触する。これにより、第2インシュレータ502に形成された軸受け保持部52は、回転軸方向Xに直交する平面内において、連結部33に対して位置決めされている。
 軸受け保持部52と、複数のティース32の内周先端又は連結部33の3カ所以上に接触する外周部53との間をつなぐ複数のスポーク部54を更に備える。すなわち、第2インシュレータ502の内面には複数のスポーク部54が形成されている。複数のスポーク部54は軸受け保持部52から放射状に広がっている。各スポーク部54はリブのような突起で形成されている。そして、複数のスポーク部54は軸受け保持部52と外周部53とをつなぐように形成されている。
 複数のスポーク部54は、軸受け保持部52の径方向に沿って延びている。すなわち、軸受け保持部52は、回転軸方向Xから見た場合に円形に形成されており、この円形の軸受け保持部52の径方向に沿って複数のスポーク部54が延びている。
 軸受け保持部52とロータ2との間には基板4が配置されている。すなわち、回転軸方向Xにおいて、軸受け保持部52とロータ2と基板4とが並んでおり、基板4が軸受け保持部52とロータ2の間に配置されている。
 軸受け保持部52によって保持される軸受け7の内側面は、基板4の内側面よりも、回転軸方向Xにおいてロータ2に近い位置に配置されている。すなわち、図9に示すように、軸受け7は軸受け保持部52に保持されて配置されているが、軸受け7のロータ2側の端面(内側面)は、基板4のロータ2側に向く面(内側面)410よりもロータ2に近いように配置されている。
 なお、カバー51は、出力軸部23を保持している軸受け7を含むものであってもよい。すなわち、軸受け7はカバー51の軸受け保持部52に保持されている状態で、カバー51に備えられていてもよい。この場合、出力軸部23を受けている軸受け7はカバー51の構成要素となる。
 (2.8)基板
 基板4は、いわゆるセンサ基板41である。すなわち、センサ基板41は、ロータ2の回転角度を検出する。つまり、センサ基板41は、ロータ2の回転位置を検出するための回路基板である。センサ基板41は、回転軸方向Xにおいてロータ2の第2インシュレータ502側で、ロータ2の端面と平行に配置されている。センサ基板41には、センサ素子43が実装されている。センサ素子43は、例えば、ホール素子又は角度センサ(GMR)等である。センサ素子43は、ロータ2の回転位置を検出する素子である。
 図8A及び図8Bに示すように、センサ基板41は、回転軸方向Xから見て略六角形をなしている。センサ基板41は、出力軸部23の外周の全周を囲んでいる。つまり、センサ基板41は、出力軸部23の周方向の全周に配置されている。
 図9に示すように、センサ基板41は、インシュレータ5と鉄心34とで挟まれる位置に配置されている。すなわち、回転軸方向Xにおいて、センサ基板41は、インシュレータ5の第2インシュレータ502と鉄心34の端面とで挟まれる位置に配置されている。またセンサ基板41が、インシュレータ5と鉄心34とで挟まれることによって固定されている。すなわち、インシュレータ5の第2インシュレータ502と鉄心34の端面とでセンサ基板41が挟持されている。インシュレータ5が、センサ基板41との対向面に、センサ基板41が嵌る凹み56を有する。すなわち、インシュレータ5の第2インシュレータ502には、ロータ2側に向く面に凹み56が形成されており、この凹み56にセンサ基板41が嵌まり込んで収容されている。またセンサ基板41の外周及び凹み56の内周が、多角形状である。すなわち、インシュレータ5に対してセンサ基板41が回転しにくいように、センサ基板41の外周は、回転軸方向Xに見て、例えば、六角形などの多角形状に形成される。また凹み56の内周が、回転軸方向Xに見て、センサ基板41の外周に対応するように、例えば、六角形などの多角形状に形成される。センサ基板41の外周と凹み56の内周とは、異形の多角形状であってもよい。
 インシュレータ5が、センサ基板41につながる配線42を通す孔57を有する。すなわち、電源101等に電気的に接続される配線42が孔57を通ってインシュレータ5の内側に導入され、センサ基板41に電気的に接続される。孔57は第2インシュレータ502を厚み方向に貫通して形成されている。センサ基板41に実装されているセンサ素子43が、ロータ2と反対側に向いて配置される。すなわち、センサ素子43が空間35と反対側に向くようにセンサ基板41が配置される。したがって、センサ素子43は第2インシュレータ502側に向いている。
 センサ基板41には、片面だけに部品44が実装されている。すなわち、センサ素子43及び配線42が接続されるコネクタ等の部品44は、センサ基板41の第2インシュレータ502側に向いている面のみに実装され、ステータ3側に向く面410にはセンサ素子43及び部品44が実装されていない。これにより、センサ基板41をロータ2に近づけて配置することができる。センサ基板41は中央部に厚み方向に貫通する孔部45を有する。孔部45には軸受け7のうち、第2軸受け72が配置される。
 センサ基板41は回転軸方向Xにおいて隙間6と対向しており、センサ基板41によっても、隙間6への粉塵等の侵入を低減することができる。
 (2.9)軸受け
 モータ1は、2つの軸受け(ベアリング)7により出力軸部23を回転可能に支持する。第1軸受け71は、ファン9の窪み部91に配置されている。第2軸受け72はインシュレータ5の第2インシュレータ502の軸受け保持部52に配置されている。第1軸受け71は、出力軸部23の回転軸方向Xにおいてファン9よりも前方(ロータコア21と反対側)に位置している。第1軸受け71の厚さ(回転軸方向Xにおける寸法)は、窪み部91の深さ(回転軸方向Xにおける寸法)よりも短い。
 (2.10)端子部材
 端子部材8は、コイル31と基板4とを電気的に接続するための部材である。軸受け保持部52の外面側には、コイル31を接続する端子部材8が配置される。すなわち、コイル31を接続する端子部材8は、第2インシュレータ502の軸受け保持部52の外面に突出して設けられている。また端子部材8は、コイル31の内側に位置している。すなわち、端子部材8は、複数のコイル31で囲まれる位置に設けられている。図3に示すように、端子部材8は、インシュレータ5の第2インシュレータ502に固定されている。具体的には、端子部材8の少なくとも一部は、インサート成形により、第2インシュレータ502に一部が埋め込まれている。端子部材8は、導電性を有する金属板で形成されている。端子部材8の一端にコイル31の巻線311が電気的に接続されている。端子部材8に対してコイル31の巻線311の端部は熱溶接することができ、これにより、巻線311の被膜除去が不要となる場合がある。
 (2.11)ファン
 ファン9は、ロータ2の回転軸方向Xにおいてステータ3の外側に出力軸部23に固定されている。ファン9は、回転軸方向Xから見て円形であり、全体的にハット状をなしている。ファン9は、回転軸方向Xにおいて、ロータコア21と反対側に窪み部91を有する。窪み部91は、第1軸受け71が収容される空間部分である。窪み部91は、ファン9の中央部において、窪んでいる部分である。ファン9は、出力軸部23の周方向に回転可能である。ファン9は、窪み部91から径方向に向かって沿って延びる羽根部92が複数設けられている。
 モータ1は、ステータ3に対して、回転軸方向Xにおけるカバー51とは反対側に配置されるファン9を更に備える。すなわち、ファン9は、回転軸方向Xにおけるカバー51とは反対側に配置される。ファン9による気流は、カバー51側からステータ3側に向かって流れる。すなわち、ファン9の回転によって生じる気流は、第2インシュレータ502側から第1インシュレータ501側に向かって流れる。
 (2.12)利点
 本実施形態に係るモータ1は、振動の多い環境下で用いられる場合であっても、カバー51により、ロータ2とステータ3との間の隙間6に鉄紛等の粉塵が入り込みにくい。
 また本実施形態に係るモータ1は、振動の多い環境下で用いられる場合であっても、モータ1の製造コストを安く抑えることができる。
 また本実施形態に係るモータ1は、振動の多い環境下で用いられる場合であっても、ステータ3と軸受け保持部52とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ2とステータ3間のギャップを小さくすることができる。よって、モータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる。
 (3)変形例
 実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 ロータ2の構成は、任意に変更が可能である。例えば、複数の永久磁石22は、六角形状に配置されていることに限定されず、スポーク状に配置されていてもよい。
 ロータコア21の回転軸方向Xから見たロータコア21の形状は、完全な円形に限定されず、例えば、円状又は楕円状であって、円周上に突起及び窪みが設けられた形状であってもよい。
 永久磁石22の個数は、6つに限定されず、2つ以上であればよい。
 モータ1は、電動工具10に備えられることに限定されない。モータ1は、例えば、電動自転車又は電動アシスト自転車に備えられてもよい。
 (まとめ)
 以上説明したように、第1の態様に係るモータ(1)は、ステータ(3)と、ロータ(2)と、軸受け保持部(52)と、を備える。ロータ(2)は、ステータ(3)の内側に配置される。またロータ(2)は、ステータ(3)に対して回転する。軸受け保持部(52)は、ロータ(2)の軸受け(7)を保持する。ステータ(3)は、複数のコイル(31)と、複数のティース(32)と、連結部(33)と、を備える。複数のティース(32)は、複数のコイル(31)が、各々、インシュレータ(5)を介して配置される。連結部(33)は、コイル(31)よりもロータ(2)側に位置する。また連結部(33)は、少なくとも一部の隣り合うティース(32)を連結する。軸受け保持部(52)は、ティース(32)の内周先端又は連結部(33)のいずれかに接触して、ロータ(2)の回転軸方向(X)に直交する平面内において、位置決めされている。
 この態様によれば、軸受け(7)を保持している軸受け保持部(52)を、ステータ(3)のティース(32)の内周先端又は連結部(33)に接触させて、ステータ(3)と軸受け保持部(52)とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ(2)とステータ(3)間のギャップを小さくすることができる。よって、モータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる、という利点がある。
 第2の態様に係るモータ(1)は、第1の態様において、軸受け保持部(52)が、連結部(33)に接触することで位置決めされている。
 この態様によれば、ステータ(3)と軸受け保持部(52)とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ(2)とステータ(3)間のギャップを小さくすることができる。よってモータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる、という利点がある。
 第3の態様に係るモータ(1)は、第2の態様において、軸受け保持部(52)が、少なくとも連結部(33)の外周面側に接触させることで位置決めされている。
 この態様によれば、軸受け保持部(52)が連結部(33)の内周面側に位置しにくくなって、ロータ(2)が回転しやすくなる、という利点がある。
 第4の態様に係るモータ(1)は、第1~3のいずれかの態様において、軸受け保持部(52)が、複数のティース(32)の内周先端又は連結部(33)の3カ所以上に接触することで位置決めされている。
 この態様によれば、ステータ(3)と軸受け保持部(52)とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ(2)とステータ(3)間のギャップを小さくすることができる。よってモータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる、という利点がある。
 第5の態様に係るモータ(1)は、第1~4のいずれかの態様において、軸受け保持部(52)と、複数のティース(32)の内周先端又は連結部(33)の3カ所以上に接触する外周部(53)との間をつなぐ複数のスポーク部(54)を更に備える。複数のスポーク部(54)は、軸受け保持部(52)の径方向に沿って延びている。
 この態様によれば、複数のスポーク部(54)で軸受け保持部(52)と外周部(53)との間を補強することができ、軸受け保持部(52)の熱的な変形を低減しやすい、という利点がある。
 第6の態様に係るモータ(1)は、第1~5のいずれかの態様において、軸受け保持部(52)とロータ(2)との間には基板(4)が配置されている。軸受け保持部(52)によって保持される軸受け(7)の内側面は、基板(4)の内側面よりも、回転軸方向(X)においてロータ(2)に近い位置に配置されている。
 この態様によれば、基板(4)の内側面が軸受け(7)の内側面よりもロータ(2)側に位置しにくくなって、ロータ(2)が回転しやすくなる、という利点がある。
 第7の態様に係るモータ(1)は、第1~6のいずれかの態様において、軸受け保持部(52)の外面側に、コイル(31)を接続する端子部材(8)が配置される。端子部材(8)は、コイル(31)の内側に位置している。
 この態様によれば、端子部材(8)がコイル(31)の外側に突出しにくくなり、小型化を図ることができる、という利点がある。
 第8の態様に係る電動工具用モータ(11)は、第1~7のいずれか1つの態様のモータ(1)が、先端工具(105)を駆動する。
 この態様によれば、振動の多い環境下で用いられる電動工具用モータ(11)であっても、ステータ(3)と軸受け保持部(52)とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ(2)とステータ(3)間のギャップを小さくすることができる。よって、モータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる、という利点がある。
 第9の態様に係る電動工具(10)は、第1~7のいずれか1つの態様のモータ(1)と、モータ(1)を収容するハウジング(108)と、を備える。
 この態様によれば、振動の多い環境下で用いられる電動工具(10)に収容されるモータ(1)であっても、ステータ(3)と軸受け保持部(52)とのギャップ管理を精度よく行うことができる。したがって、ロータ(2)とステータ(3)間のギャップを小さくすることができる。よって、モータ効率を向上させることができ、モータ熱を低減しやすくなる、という利点がある。
 1 モータ
 10 電動工具
 11 電動工具用モータ
 108 ハウジング
 105 先端工具
 2 ロータ
 3 ステータ
 31 コイル
 32 ティース
 33 連結部
 4 基板
 5 インシュレータ
 52 軸受け保持部
 53 外周部
 54 スポーク部
 7 軸受け
 8 端子部材
 X 回転軸方向

Claims (9)

  1.  ステータと、
     前記ステータの内側に配置され、前記ステータに対して回転するロータと、
     前記ロータの軸受けを保持する軸受け保持部と、を備え、
     前記ステータは、
      複数のコイルと、
      前記複数のコイルが、各々、インシュレータを介して配置される複数のティースと、
      前記コイルよりも前記ロータ側に位置し、少なくとも一部の隣り合う前記ティースを連結する連結部と、を備え、
     前記軸受け保持部は、前記ティースの内周先端又は前記連結部のいずれかに接触して、前記ロータの回転軸方向に直交する平面内において、位置決めされている、
     モータ。
  2.  前記軸受け保持部は、前記連結部に接触することで位置決めされている、
     請求項1に記載のモータ。
  3.  前記軸受け保持部は、少なくとも前記連結部の外周面側に接触させることで位置決めされている、
     請求項2に記載のモータ。
  4.  前記軸受け保持部は、複数の前記ティースの内周先端または前記連結部の3カ所以上に接触することで位置決めされている、
     請求項1~3のいずれか1項に記載のモータ。
  5.  前記軸受け保持部と、複数の前記ティース部位の内周先端または前記連結部位の3カ所以上に接触する外周部との間をつなぐ複数のスポーク部を更に備え、
     前記複数のスポーク部は、前記軸受け保持部の径方向に沿って延びている、
     請求項1~4のいずれか1項に記載のモータ。
  6.  前記軸受け保持部と前記ロータとの間には基板が配置されており、
     前記軸受け保持部によって保持される軸受けの内側面は、前記基板の内側面よりも、前記回転軸方向において前記ロータに近い位置に配置されている、
     請求項1~5のいずれか1項に記載のモータ。
  7.  前記軸受け保持部の外面側に、前記コイルを接続する端子部材が配置され、
     前記端子部材は、前記コイルの内側に位置している、
     請求項1~6のいずれか1項に記載のモータ。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載のモータは、先端工具を駆動する、
     電動工具用モータ。
  9.  請求項1~7のいずれか1項に記載のモータと、
     前記モータを収容するハウジングと、を備える、
     電動工具。
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