WO2022123926A1 - 電動作業機 - Google Patents
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Abstract
電動作業機は、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を有するステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されマグネットを有するロータと、第1放熱フィンを有しステータコアを支持するステータベースと、ロータにより駆動される出力部と、を備える。
Description
本開示は、電動作業機に関する。
電動作業機に係る技術分野において、特許文献1に開示されているような、アウタロータ型のモータを備える電動作業機が知られている。
モータは、インシュレータに装着されるコイルを備える。コイルに駆動電流が供給されると、コイルが発熱する。そのため、コイルの熱を放散できる技術が要望される。
本開示は、コイルの熱を放散することを目的とする。
第1の開示に従えば、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を有するステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されマグネットを有するロータと、第1放熱フィンを有しステータコアを支持するステータベースと、ロータにより駆動される出力部と、を備える、電動作業機が提供される。
第2の開示に従えば、ステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータに装着されるコイルと、を有するステータと、少なくとも一部がステータの外周側に配置されマグネットを有するロータと、ステータコアを支持するステータベースと、ステータコアの端面に対向する金属製の第1放熱部材と、ロータにより駆動される出力部と、を備える、電動作業機が提供される。
本開示によれば、コイルの熱が放散される。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、電動作業機の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。
電動作業機は、モータを有する。実施形態においては、モータの回転軸AXの放射方向を適宜、径方向、と称する。モータの回転軸AXと平行な方向を適宜、軸方向、と称する。モータの回転軸AXを周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、と称する。
径方向においてモータの回転軸AXに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、径方向においてモータの回転軸AXから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。軸方向の一方側の位置又は一方側の方向を適宜、軸方向一方側、と称し、軸方向の他方側の位置又は他方側の方向を適宜、軸方向他方側、と称する。周方向の一方側の位置又は一方側の方向を適宜、周方向一方側、と称し、周方向の他方側の位置又は他方側の方向を適宜、周方向他方側、と称する。
[第1実施形態]
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電動作業機1を示す図である。本実施形態において、電動作業機1は、園芸工具(Outdoor Power Equipment)の一種である芝刈り機である。
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る電動作業機1を示す図である。本実施形態において、電動作業機1は、園芸工具(Outdoor Power Equipment)の一種である芝刈り機である。
図1に示すように、電動作業機1は、ハウジング2と、車輪3と、モータ4と、刈刃5と、刈取りボックス6と、ハンドル7と、バッテリ装着部8とを備える。
ハウジング2は、モータ4及び刈刃5を収容する。車輪3、モータ4、及び刈刃5のそれぞれは、ハウジング2に支持される。
車輪3は、地面に接触した状態で回転する。車輪3が回転することにより、電動作業機1は、地面を移動することができる。車輪3は、4つ設けられる。
モータ4は、電動作業機1の動力源である。モータ4は、刈刃5を回転させる回転力を発生する。モータ4は、刈刃5よりも上方に配置される。
刈刃5は、モータ4に連結される。刈刃5は、モータ4により駆動される電動作業機1の出力部である。刈刃5は、モータ4が発生する回転力により、モータ4の回転軸AXを中心に回転する。刈刃5は、地面に対向する。車輪3が地面に接触している状態で、刈刃5が回転することにより、地面に生えている芝が刈られる。刈刃5により刈られた芝は、刈取りボックス6に収容される。
ハンドル7は、電動作業機1の使用者の手で握られる。使用者は、ハンドル7を手で握った状態で、電動作業機1を移動させることができる。
バッテリ装着部8に、バッテリパック9が装着される。バッテリパック9は、電動作業機1の電源である。バッテリパック9は、バッテリ装着部8に着脱可能である。バッテリパック9は、二次電池を含む。本実施形態において、バッテリパック9は、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリパック9は、バッテリ装着部8に装着されることにより、電動作業機1に電力を供給可能である。モータ4は、バッテリパック9から供給される駆動電流に基づいて駆動する。
図2は、本実施形態に係るモータ4を示す分解斜視図である。本実施形態において、モータ4は、アウタロータ型のブラシレスモータである。
図2に示すように、モータ4は、ロータ10と、ロータシャフト20と、ステータ30と、ステータベース40と、センサ基板50とを備える。ロータ10は、ステータ30に対して回転する。ロータ10の少なくとも一部は、ステータ30の外周側に配置される。ロータシャフト20は、ロータ10に固定される。ロータ10及びロータシャフト20は、回転軸AXを中心に回転する。ステータベース40は、ステータ30を支持する。ステータベース40は、ステータコア31に固定される。刈刃5は、ロータシャフト20に接続される。刈刃5は、ロータ10により駆動される。センサ基板50は、ロータ10の回転を検出する磁気センサを支持する。
本実施形態において、モータ4の回転軸AXは、上下方向に延伸する。軸方向と上下方向とは、平行である。以下の説明において、軸方向一方側を適宜、上方側、と称し、軸方向他方側を適宜、下方側、と称する。
図3は、本実施形態に係るロータ10及びロータシャフト20を示す斜視図である。図4は、本実施形態に係るロータ10及びロータシャフト20を示す分解斜視図である。
図2、図3、及び図4示すように、ロータ10は、ロータカップ11と、マグネット12とを有する。ロータカップ11は、鉄を主成分とする金属製である。マグネット12は、永久磁石である。
ロータカップ11は、ロータヨーク13と、ロータプレート14と、放射リブ15とを有する。
ロータヨーク13は、円筒状である。ロータヨーク13は、ステータ30を囲むように配置される。ロータヨーク13は、回転軸AXの周囲に配置される。ロータヨーク13の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ロータプレート14は、円環状である。ロータプレート14は、回転軸AXの周囲に配置される。ロータプレート14の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ロータプレート14の少なくとも一部は、ロータシャフト20のシャフト端面21に対向する。シャフト端面21は、上方側を向く。放射リブ15は、ロータヨーク13とロータプレート14とを繋ぐ。放射リブ15は、ロータプレート14から径方向外側に延伸する。放射リブ15は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。ロータヨーク13とロータプレート14と放射リブ15とは、一体である。
マグネット12は、ロータヨーク13に固定される。マグネット12は、周方向に複数配置される。本実施形態において、マグネット12は、14個設けられる。N極とマグネット12とS極のマグネット12とが周方向に交互に配置される。本実施形態において、マグネット12は、ロータヨーク13の内側に配置される。マグネット12は、例えば接着剤によりロータヨーク13の内面に固定される。
ロータシャフト20は、軸方向に延伸する。ロータシャフト20の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ロータシャフト20は、ロータシャフト20の中心軸とロータヨーク13の中心軸とが一致するように、ロータ10に固定される。ロータシャフト20は、シャフト端面21から上方側に突出するシャフト凸部22を有する。ロータプレート14は、シャフト凸部22が配置されるシャフト開口16を有する。シャフト開口16にシャフト凸部22が配置されることにより、径方向においてロータ10とロータシャフト20とが位置決めされる。シャフト凸部22の周囲のシャフト端面21とロータプレート14の下面とが接触することにより、軸方向においてロータ10とロータシャフト20とが位置決めされる。
本実施形態において、ロータ10とロータシャフト20とは、ロータねじ23により固定される。シャフト端面21にねじ孔24が形成される。ロータプレート14にねじ用開口17が形成される。シャフト開口16にシャフト凸部22が配置された状態で、ロータねじ23がねじ用開口17を介してねじ孔24に挿入される。ロータねじ23に設けられているねじ山とねじ孔24に設けられているねじ溝とが結合されることにより、ロータ10とロータシャフト20とがロータねじ23により固定される。本実施形態において、ロータ10とロータシャフト20とは、3つのロータねじ23により固定される。
図5は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図6は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を上方から見た平面図である。図7は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。図8は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す分解斜視図である。縦断面図は、回転軸AXを含み且つ回転軸AXに平行な断面図である。
ステータ30は、ステータコア31と、インシュレータ32と、コイル33とを有する。
ステータコア31は、鉄を主成分とする金属製である。ステータコア31は、ステータヨーク34と、ティース35とを有する。ステータヨーク34は、円筒状である。ステータヨーク34は、回転軸AXの周囲に配置される。ステータヨーク34の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ティース35は、ステータヨーク34の外面から径方向外側に突出する。ティース35は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、ティース35は、12個設けられる。相互に隣り合うティース35の間にスロット36が形成される。
インシュレータ32は、合成樹脂製である。インシュレータ32は、ステータコア31に固定される。インシュレータ32は、ステータコア31と一体成型される。インシュレータ32は、例えばインサート成形によりステータコアに固定される。
インシュレータ32は、ステータコア31の表面の少なくとも一部を覆う。インシュレータ32は、軸方向を向くステータヨーク34の端面の少なくとも一部を覆う。ステータヨーク34の端面は、上方側を向く上端面と、下方側を向く下端面とを含む。また、インシュレータ32は、径方向外側を向くステータヨーク34の外面を覆う。また、インシュレータ32は、ティース35の表面の少なくとも一部を覆う。
コイル33は、インシュレータ32に装着される。コイル33は、インシュレータ32を介してティース35に巻かれる。コイル33が巻かれるティース35の表面は、インシュレータ32に覆われる。径方向外側を向くティース35の外面は、インシュレータ32に覆われない。ステータコア31とコイル33とは、インシュレータ32により絶縁される。コイル33は、複数設けられる。本実施形態において、コイル33は、12個設けられる。
センサ基板50は、インシュレータ32に固定される。センサ基板50は、ロータ10の回転を検出する磁気センサを支持する。センサ基板50は、マグネット12と磁気センサとが対向するように、インシュレータ32に固定される。センサ基板50は、コイル33よりも径方向外側に配置される。
ステータベース40は、ステータコア31を支持する。ステータベース40は、アルミニウム製である。ステータベース40は、パイプ部41と、足部42と、接続リブ部43と、放熱フィン44(第1放熱フィン)とを有する。
パイプ部41は、実質的に円筒状である。パイプ部41は、回転軸AXの周囲に配置される。パイプ部41の中心軸と回転軸AXとは、一致する。
パイプ部41の少なくとも一部は、ステータコア31の内側に配置される。パイプ部41の中心軸とステータヨーク34の中心軸とは、一致する。本実施形態において、パイプ部41は、内側パイプ部411と、外側パイプ部412とを含む。外側パイプ部412は、内側パイプ部411の外周側に配置される。内側パイプ部411は、外側パイプ部412の内側に配置される。内側パイプ部411は、円筒状である。外側パイプ部412は、小径部412Aと、小径部412Aよりも下方側に配置される大径部412Bとを含む。小径部412A及び大径部412Bのそれぞれは、円筒状である。大径部412Bの外径は、小径部412Aの外径よりも大きい。内側パイプ部411の中心軸と回転軸AXとは、一致する。内側パイプ部411の中心軸と外側パイプ部412の中心軸とは、一致する。ステータコア31は、小径部412Aの周囲に配置される。小径部412Aは、ステータコア31の内側に配置される。大径部412Bは、ステータコア31の外側に配置される。ステータコア31は、外側パイプ部412に固定される。ステータベース40は、内側パイプ部411の中心軸とステータヨーク34の中心軸とが一致するように、ステータ30に固定される。
パイプ部41は、ベアリング25を介してロータシャフト20を支持する。ロータシャフト20は、内側パイプ部411の内側に配置される。本実施形態において、ロータシャフト20は、ベアリング25を介して内側パイプ部411に支持される。ベアリング25は、内側パイプ部411の内面とロータシャフト20の外面との間に配置される。ベアリング25は、ロータシャフト20を回転可能に支持する。ベアリング25は、上側ベアリング251と、上側ベアリング251よりも下方側に配置される下側ベアリング252とを含む。
足部42は、ステータコア31の外側に配置される。足部42は、円環状である。足部42は、プレート状である。パイプ部41の中心軸と足部42の中心軸とは、一致する。足部42は、固定対象に固定される。固定対象として、モータ4を収容するハウジング2が例示される。足部42が固定対象に固定されることにより、モータ4が固定対象に固定される。足部42の内径は、外側パイプ部412の外径よりも大きい。足部42に、ねじ用開口45が設けられる。ねじ用開口45にねじ(不図示)が配置される。ねじ用開口45に配置されたねじが固定対象に設けられているねじ孔に結合されることにより、足部42と固定対象とが固定される。
接続リブ部43は、パイプ部41と足部42とを繋ぐ。接続リブ部43は、外側パイプ部412の外面から径方向外側に延伸する。接続リブ部43は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、接続リブ部43は、4本設けられる。本実施形態において、接続リブ部43は、外側パイプ部412の大径部412Bと足部42とを繋ぐ。接続リブ部43の径方向内側の端部は、大径部412Bの外面に固定される。接続リブ部43の径方向外側の端部は、足部42の内面に固定される。接続リブ部43は、パイプ部41の中心軸と足部42の中心軸とが一致するように、パイプ部41と足部42とを繋ぐ。
放熱フィン44は、パイプ部41に設けられる内側放熱フィン441と、足部42に設けられる外側放熱フィン442とを含む。
内側放熱フィン441は、内側パイプ部411と外側パイプ部412との間に設けられる。内側放熱フィン441は、内側パイプ部411の外面から径方向外側に延伸する。内側放熱フィン441は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。内側放熱フィン441は、内側パイプ部411と外側パイプ部412とを繋ぐ。内側放熱フィン441の径方向内側の端部は、内側パイプ部411の外面に固定される。内側放熱フィン441の径方向外側の端部は、外側パイプ部412の内面に固定される。内側パイプ部411と外側パイプ部412とは、内側放熱フィン441を介して固定される。相互に隣り合う内側放熱フィン441と内側パイプ部411と外側パイプ部412との間に、軸方向に延伸する通気路46が形成される。
外側放熱フィン442は、足部42の上面に配置される。外側放熱フィン442の下端部は、足部42の上面に固定される。外側放熱フィン442は、足部42の上面から上方側に延伸する。外側放熱フィン442は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
次に、モータ4の動作について説明する。本実施形態において、モータ4は、三相ブラシレスモータである。12個のコイル33のそれぞれは、U(U-V)相、V(V-W)相、及びW(W-U)相のいずれか一つの相に割り当てられる。バッテリパック9からモータ4に供給される駆動電流は、U相駆動電流、V相駆動電流、及びW相駆動電流を含む。バッテリパック9からの駆動電流は、バスバー(不図示)を介してコイル33に供給される。バッテリパック9からコイル33に駆動電流が供給されることにより、ステータ30において回転磁界が生成される。ステータ30において回転磁界が生成されることにより、ロータ10及びロータシャフト20が回転軸AXを中心に回転する。
コイル33に駆動電流が供給されると、コイル33が発熱する。コイル33の熱は、インシュレータ32及びステータコア31を介してステータベース40に伝達される。ステータベース40は、放熱フィン44を有する。コイル33の熱は、放熱フィン44を介して効率良く放散される。
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータコア31に固定されるステータベース40は、放熱フィン44を有する。放熱フィン44により、ステータベース40の表面積が増加する。これにより、インシュレータ32及びステータコア31を介してステータベース40に伝達されたコイル33の熱は、放熱フィン44を介して効率良く放散される。したがって、コイル33の温度が過度に上昇することが抑制される。
内側放熱フィン441は、パイプ部41に設けられる。これにより、インシュレータ32及びステータコア31を介してパイプ部41に伝達されたコイルの熱は、内側放熱フィン441を介して効率良く放散される。
パイプ部41は、内側パイプ部411と、内側パイプ部411の外周側に配置される外側パイプ部412とを含む。内側放熱フィン441は、内側パイプ部411と外側パイプ部412との間に設けられる。インシュレータ32及びステータコア31を介して外側パイプ部412に伝達されたコイル33の熱は、内側放熱フィン441を介して効率良く放散される。また、内側放熱フィン441が内側パイプ部411と外側パイプ部412との間に設けられるので、ステータベース40の大型化が抑制される。
外側放熱フィン442は、足部42に設けられる。足部42の外径は、パイプ部41の外径よりも大きい。足部42の上面の面積は、小径部412Aの外面の面積よりも大きい。インシュレータ32、ステータコア31、パイプ部41、及び接続リブ部43を介して足部42に伝達されたコイル33の熱は、足部42及び外側放熱フィン442を介して効率良く放散される。
なお、ロータシャフト20にファンが固定されてもよい。ロータシャフト20が回転することにより、ファンが回転する。ファンが回転することにより、放熱フィン44の周囲において空気が流れる。例えば通気路46に空気が流れ、内側放熱フィン441の周囲において空気が流れることにより、コイル33の冷却効率が向上する。また、外側放熱フィン442の周囲において空気が流れることにより、コイル33の冷却効率が向上する。
なお、上述の実施形態において、ロータプレート14にシャフト開口16が設けられなくてもよい。ロータプレート14とロータシャフト20とは一体でもよい。また、放射リブ15が省略され、ロータプレート14の周縁部とロータヨーク13とが直接的に接続されてもよい。これにより、ロータカップ11に開口が無くなるため、防水の観点から有利である。
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図9及び図10のそれぞれは、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図9は、ステータ30及びステータベース40の下方からの斜視図である、図10は、ステータ30及びステータベース40の上方からの斜視図である。図11は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40からコイル33を除いた状態を示す斜視図である。図12は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40からインシュレータ32及びコイル33を除いた状態を示す斜視図である。図13は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す分解斜視図である。図14は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。
ステータベース40は、パイプ部41と、足部42と、接続リブ部43とを有する。本実施形態において、接続リブ部43は、12本設けられる。接続リブ部43は、内側リブ部431と、外側リブ部432と、内側リブ部431と外側リブ部432との間に配置される屈曲部433とを含む。外側リブ部432は、内側リブ部431よりも径方向外側に配置される。内側リブ部431は、外側リブ部432よりも上方側に配置される。すなわち、軸方向において、内側リブ部431とコイル33との距離は、外側リブ部432とコイル33との距離よりも短い。
本実施形態に係るステータベース40の接続リブ部43以外の構成要素は、上述の第1実施形態で説明したステータベース40と同様である。
上述の実施形態と同様、ステータ30は、ステータコア31と、ステータコア31に固定されるインシュレータ32と、インシュレータ32に装着されるコイル33とを有する。ステータコア31は、円筒状のステータヨーク34と、ステータヨーク34から径方向外側に突出しインシュレータ32を介してコイル33が巻かれるティース35とを有する。
本実施形態において、ステータ30は、軸方向を向くステータコア31の端面に対向する放熱部材60(第1放熱部材)を有する。本実施形態において、放熱部材60の少なくとも一部は、ステータコア31の端面に接触する。
放熱部材60は、プレート状である。放熱部材60は、円環部61と、円環部61から径方向外側に突出する放射部62とを有する。円環部61は、軸方向を向くステータヨーク34の端面に対向する。放射部62は、軸方向を向くティース35の端面に対向する。円環部61は、ステータヨーク34の端面に接触する。円環部61は、ステータヨーク34の端面の全部の領域に接触するように設けられる。放射部62は、ティース35の端面に接触する。放射部62は、複数のティース35の端面のそれぞれに接触するように複数設けられる。
本実施形態において、放熱部材60は、ステータコア31の上端面に接触する上側放熱部材601と、ステータコア31の下端面に接触する下側放熱部材602とを含む。上側放熱部材601及び下側放熱部材602のそれぞれが、円環部61及び放射部62を有する。上側放熱部材601の下面とステータコア31の上端面とが接触する。下側放熱部材602の上面とステータコア31の下端面とが接触する。
放熱部材60は、金属製である。放熱部材60の熱伝導率は、ステータコア31の熱伝導率よりも高い。放熱部材60の熱伝導率は、インシュレータ32の熱伝導率よりも高い。
本実施形態において、放熱部材60は、アルミニウム製である。上述のように、ステータコア31は、鉄を主成分とする鋼製である。放熱部材60の熱伝導率は、約236[W/(m・K)]である。なお、放熱部材60の熱伝導率は、約96[W/(m・K)]でもよい。ステータコア31の熱伝導率は、約84[W/(m・K)]である。
上側放熱部材601は、放熱フィン63(第2放熱フィン)を有する。放熱フィン63は、上側放熱部材601の円環部61に設けられる。放熱フィン63は、上側放熱部材601の円環部61の上面から上方側に延伸する。放熱フィン63は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
放熱部材60の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われる。インシュレータ32は、放熱部材60及びステータコア31と一体成型される。インシュレータ32は、例えばインサート成形により放熱部材60及びステータコア31に固定される。
本実施形態において、放射部62の少なくとも一部がインシュレータ32に覆われる。円環部61は、インシュレータ32に覆われない。
上側放熱部材601は、ステータコア31と一体成形される。なお、インシュレータ32がステータコア31の上部に嵌め込まれる嵌め込み式インシュレータを含む場合、上側放熱部材601は、嵌め込み式インシュレータによりステータコア31に固定されてもよい。上側放熱部材601は、ステータベース40と接触する。
下側放熱部材602は、ステータコア31と一体成形される。なお、インシュレータ32がステータコア31の下部に嵌め込まれる嵌め込み式インシュレータを含む場合、下側放熱部材602は、嵌め込み式インシュレータによりステータコア31に固定されてもよい。下側放熱部材602は、ステータベース40と接触する。
ステータベース40は、ステータコア31と一体成形される。ステータベース40の足部42とステータコア31とが一体成形される。
上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とステータベース40とは、ステータねじ37により固定される。上側放熱部材601の円環部61にねじ用開口64が形成される。ステータコア31にねじ用開口38が形成される。ステータコア31のねじ用開口38は、ステータヨーク34の上端面と下端面とを貫くように形成される。下側放熱部材602の円環部61にねじ用開口65が形成される。ステータベース40の大径部412Bの上方側を向く端面にねじ孔47が形成される。
ステータねじ37は、上側放熱部材601の上方側から上側放熱部材601のねじ用開口64に挿入される。ステータねじ37は、上側放熱部材601のねじ用開口64、ステータコア31のねじ用開口38、及び下側放熱部材602のねじ用開口65を介して、ステータベース40のねじ孔47に挿入される。ステータねじ37に設けられているねじ山とねじ孔47に設けられているねじ溝とが結合されることにより、上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とステータベース40とがステータねじ37により固定される。本実施形態において、上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とステータベース40とは、3つのステータねじ37により固定される。
本実施形態において、下側ベアリング252は、ベアリング固定ねじ26により内側パイプ部411に固定される。内側パイプ部411の下端部にねじボス48が設けられる。ベアリング固定ねじ26は、ねじボス48に設けられているねじ孔に挿入される。内側パイプ部411の内側に下側ベアリング252が配置されている状態で、ベアリング固定ねじ26がねじボス48のねじ孔に挿入されると、ベアリング固定ねじ26の頭部が下側ベアリング252の少なくとも一部に接触する。ベアリング固定ねじ26の頭部と下側ベアリング252との接触により、下側ベアリング252が内側パイプ部411に固定される。
次に、本実施形態に係るステータ30の製造方法について説明する。上側放熱部材601のねじ用開口64とステータコア31のねじ用開口38と下側放熱部材602のねじ用開口65とが重なるように、上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とが位置合わせされる。径方向において円環部61の寸法とステータヨーク34との寸法は、等しい。したがって、円環部61のエッジとステータヨーク34の端面のエッジとを合わせることにより、ねじ用開口64とねじ用開口38とねじ用開口65とが重なるように、上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とが径方向に簡単に位置合わせされる。また、周方向において放射部62の寸法とティース35の寸法とは、等しい。したがって、放射部62のエッジとティース35の端面のエッジとを合わせることにより、ねじ用開口64とねじ用開口38とねじ用開口65とが重なるように、上側放熱部材601とステータコア31と下側放熱部材602とが周方向に簡単に位置合わせされる。
ステータコア31と放熱部材60(上側放熱部材601及び下側放熱部材602)とが位置合わせされ、ステータコア31の端面に放熱部材60が接触した状態で、ステータコア31及び放熱部材60がインサート成形用の金型の内部に配置される。ステータコア31及び放熱部材60が金型の内部に配置された後、金型の内部にインシュレータ32を形成するための合成樹脂が注入される。金型の内部に注入された合成樹脂は、ステータコア31の表面の少なくとも一部及び放熱部材60の表面の少なくとも一部を覆う。放熱部材60は、金型の内部に注入された合成樹脂によりステータコア31に固定される。また、金型の内部に合成樹脂が注入されることにより、インシュレータ32が形成される。
なお、金型の内面に固定されているピンが、ねじ用開口64、ねじ用開口38、及びねじ用開口65に配置されている状態で、金型の内部にインシュレータ32を形成するための合成樹脂が注入されてもよい。ねじ用開口64、ねじ用開口38、及びねじ用開口65にピンが配置されることにより、金型とステータコア31と放熱部材60(上側放熱部材601及び下側放熱部材602)とが位置合わせされる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータ30は、ステータコア31の端面に対向する金属製の放熱部材60を有する。放熱部材60の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われる。コイル33は、インシュレータ32に装着される。コイル33の熱は、インシュレータ32を介して放熱部材60に伝達される。コイル33の熱は、放熱部材60を介して効率良く放散される。
放熱部材60の熱伝導率は、ステータコア31の熱伝導率よりも高い。放熱部材60が高熱伝導性なので、コイル33の熱は、放熱部材60を介して効率良く放散される。
放熱部材60の少なくとも一部は、ステータコア31の端面に接触する。これにより、コイル33から放熱部材60に伝達された熱は、ステータコア31に効率良く伝達される。そのため、コイル33の熱は、放熱部材60及びステータコア31を介して効率良く放散される。
放熱部材60は、ティース35の端面に接触する放射部62を有する。コイル33は、放射部62の周囲に巻かれる。したがって、コイル33の熱は、放熱部材60に効率良く伝達される。
放熱部材60の放射部62は、インシュレータ32に覆われる。放熱部材60の円環部61は、インシュレータ32に覆われない。放熱部材60の円環部61は、インシュレータ32の外側に露出するように配置される。放射部62がインシュレータ32に覆われるので、コイル33の熱は、インシュレータ32を介して放射部62に効率良く伝達される。放射部62に伝達されたコイル33の熱は、放射部62から円環部61に伝達される。円環部61はインシュレータ32に覆われていないので、コイル33の熱は、円環部61から効率良く放散される。
円環部61に放熱フィン63が設けられる。放熱フィン63により、円環部61の表面積が増加する。これにより、円環部61に伝達されたコイル33の熱は、放熱フィン63を介して効率良く放散される。
なお、本実施形態において、ステータコア31の端面と放熱部材60とは、接触しなくてもよい。例えば、ステータコア31の端面と放熱部材60との間に、ステータコア31と放熱部材60とを接続するための接着剤層が設けられてもよい。
[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図15は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図16は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す分解斜視図である。図17は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。
本実施形態において、ステータベース40は、第1ステータベース401と、第2ステータベース402とを含む。第2ステータベース402は、固定対象に固定される。第1ステータベースと第2ステータベースとは、別体である。第1ステータベース401及び第2ステータベース402のそれぞれは、アルミニウム製である。第1ステータベース401は、上述の実施形態において説明した内側パイプ部411に相当する部分と外側パイプ部412の小径部412Aに相当する部分と内側放熱フィン441とを含む。第2ステータベース402は、上述の実施形態において説明した外側パイプ部412の大径部412Bに相当する部分と足部42と接続リブ部43と外側放熱フィン442とを含む。第1ステータベース401は、ステータコア31の内側に配置される。第2ステータベース402は、ステータコア31の外側に配置される。
ステータコア31の下端面に下側放熱部材602が配置される。上述の第2実施形態において説明したように、下側放熱部材602は、ステータヨーク34の下端面に対向する円環部61と、ティース35の下端面に対向する放射部62とを有する。
本実施形態において、第1ステータベース401は、ステータヨーク34の上端面に対向する円環部66と、円環部66から径方向に突出しティース35の上端面に対向する放射部67とを有する。本実施形態において、円環部66は、ステータヨーク34の上端面に接触する。放射部67は、ティース35の上端面に接触する。
下側放熱部材602の放射部62の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われる。第1ステータベース401の放射部67の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われる。インシュレータ32は、ステータコア31、下側放熱部材602、及び第1ステータベース401と一体成型される。インシュレータ32は、例えばインサート成形により、ステータコア31、下側放熱部材602、及び第1ステータベース401に固定される。
下側放熱部材602の円環部61は、インシュレータ32に覆われない。第1ステータベース401の円環部66は、インシュレータ32に覆われない。
本実施形態において、放熱フィン44(第1放熱フィン)は、第1ステータベース401に設けられている中間放熱フィン443を含む。中間放熱フィン443は、第1ステータベース401の円環部66の上面に設けられる。中間放熱フィン443は、第1ステータベース401の円環部66の上面から上方側に延伸する。中間放熱フィン443は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
第1ステータベース401とステータコア31と下側放熱部材602と第2ステータベース402とは、ステータねじ37により固定される。第1ステータベース401の円環部66にねじ用開口64Cが形成される。ステータコア31にねじ用開口38が形成される。下側放熱部材602の円環部61にねじ用開口65が形成される。第2ステータベース402の大径部412Bの上方側を向く端面にねじ孔47Cが形成される。
ステータねじ37は、第1ステータベース401の上方側から第1ステータベース401のねじ用開口64Cに挿入される。ステータねじ37は、第1ステータベース401のねじ用開口64C、ステータコア31のねじ用開口38、及び下側放熱部材602のねじ用開口65を介して、第2ステータベース402のねじ孔47Cに挿入される。ステータねじ37に設けられているねじ山とねじ孔47Cに設けられているねじ溝とが結合されることにより、第1ステータベース401とステータコア31と下側放熱部材602と第2ステータベース402とがステータねじ37により固定される。本実施形態において、第1ステータベース401とステータコア31と下側放熱部材602と第2ステータベース402とは、3つのステータねじ37により固定される。
図18は、本実施形態に係る第1ステータベース401とステータコア31とインシュレータ32とを示す斜視図である。図18に示すように、第1ステータベース401は、ステータコア31の内側に配置される。第1ステータベース401は、第2ステータベース402と分離可能である。そのため、ステータコア31の上方側から第1ステータベース401がステータコア31の内側に挿入されることにより、円環部66及び放射部67とステータコア31の上端面とが対向する。
コイル33は、コイル巻線機(不図示)により、インシュレータ32を介してティース35に巻かれる。第2ステータベース402が第1ステータベース401に接続されている場合、コイル巻線機はコイル33を円滑に巻くことが困難となる。第2ステータベース402が第1ステータベース401から分離されることにより、コイル巻線機は、ティース35を覆うインシュレータ32の周囲にコイル33を巻くことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1ステータベース401の少なくとも一部がインシュレータ32に覆われる。コイル33の熱は、インシュレータ32を介して第1ステータベース401に伝達される。コイル33の熱は、第1ステータベース401を介して効率良く放散される。
第1ステータベース401は、アルミニウム製である。第1ステータベース401の熱伝導率は、ステータコア31の熱伝導率よりも高い。第1ステータベース401が高熱伝導性なので、コイル33の熱は、第1ステータベース401を介して効率良く放散される。
第1ステータベース401は、ステータヨーク34の上端面に対向する円環部66と、円環部66から径方向外側に突出しティース35の上端面に対向する放射部67とを有する。第1ステータベース401は、第2ステータベース402と分離可能である。そのため、ステータコア31の上方側から第1ステータベース401がステータコア31の内側に挿入されることにより、円環部66及び放射部67とステータコア31の上端面とは対向することができる。
第1ステータベース401の少なくとも一部は、ステータコア31の上端面に接触する。これにより、コイル33から第1ステータベース401に伝達された熱は、ステータコア31に効率良く伝達される。そのため、コイル33の熱は、第1ステータベース401及びステータコア31を介して放散される。
第1ステータベース401の放射部67は、インシュレータ32に覆われる。第1ステータベース401の円環部66は、インシュレータ32に覆われない。第1ステータベース401の円環部66は、インシュレータ32の外側に露出するように配置される。放射部67がインシュレータ32に覆われるので、コイル33の熱は、インシュレータ32を介して放射部67に効率良く伝達される。放射部67に伝達されたコイル33の熱は、放射部67から円環部66に伝達される。円環部66はインシュレータ32に覆われていないので、コイル33の熱は、円環部66から効率良く放散される。
第1ステータベース401の円環部66に中間放熱フィン443が設けられる。中間放熱フィン443により、円環部66の表面積が増加する。これにより、円環部66に伝達されたコイル33の熱は、中間放熱フィン443を介して効率良く放散される。
なお、本実施形態において、第1ステータベース401の円環部66及び放射部67とステータコア31の上端面とは、接触しなくてもよい。例えば、第1ステータベース401の円環部66及び放射部67とステータコア31の上端面との間に接着剤層が設けられてもよい。
[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図19は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図20は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す横断面図である。図21は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す断面図である。横断面図は、回転軸AXに直交する断面図であり、図19のA-A線断面矢視図に相当する。
本実施形態において、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。樹脂部70は、合成樹脂製である。コイル33は、合成樹脂でモールドされる。
樹脂部70は、高熱伝導性且つ電気絶縁性である。例えばナイロン樹脂の熱伝導率が0.2[W/m・K]である場合、樹脂部70に使用される合成樹脂の熱伝導率は、0.2[W/m・K]よりも高い。
熱伝導率が0.2[W/m・K]よりも高い電気絶縁性の合成樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社のレニー(登録商標)の「XMT2001」、「2547T」、「4001TS」、「C5091TS」等が例示される。これらの温度波分析法(ISO 22007-3)により測定される30℃における熱伝導率は、0.5[W/(m・K)]以上1.1[W/(m・K)]以下である。
また、熱伝導率が0.2[W/m・K]よりも高い電気絶縁性の合成樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社のノバデュラン(登録商標)の「TGN510」、「TGN515U」等が例示される。これらのホットディスク法(ISO 22007-2)により測定される23℃における熱伝導率は、0.4[W/(m・K)]以上1.8[W/(m・K)]以下である。
レーザーフラッシュ法により測定される25℃における樹脂部70の熱伝導率は、0.5[W/(m・K)]以上であり、好ましくは1[W/(m・K)]でもよい。樹脂部70の熱伝導率の上限は特に限定されないが、レーザーフラッシュ法により測定される25℃における樹脂部70の熱伝導率は、10[W/(m・K)]以下であり、好ましくは、5[W/(m・K)]以下でもよい。
レーザーフラッシュ法により測定される熱伝導率が1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下である合成樹脂として、ユニチカ株式会社のゼコット(登録商標)の「PA6ベース絶縁タイプ」、「PA10ベース絶縁タイプ」、「PA66ベース絶縁タイプ」等が例示される。これらの合成樹脂の熱伝導率は、平面方向で2[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下であり、厚み方向で1[W/(m・K)]以上1.5[W/(m・K)]以下である。
また、樹脂部70は、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたナイロン樹脂製でもよい。樹脂部70は、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたポリフェニレンサルファイド(PPS:Poly Phenylene Sulfide)樹脂製でもよい。絶縁性の熱伝導フィラーとして、窒化アルミニウムフィラー又は酸化アルミニウムフィラーが例示される。樹脂部70に使用される合成樹脂の熱伝導率が1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下になるように、ナイロン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂に対する熱伝導性フィラーの含有量が定められてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、コイル33が高熱伝導性且つ電気絶縁性の樹脂部70で覆われる。本実施形態において、樹脂部70を形成する合成樹脂は、ナイロン樹脂よりも高熱伝導性である。樹脂部70を形成する合成樹脂の熱伝導率がナイロン樹脂の熱伝導率よりも高いので、コイル33の熱は、樹脂部70を介して効率良く放散される。また、コイル33が樹脂部70で覆われることにより、コイル33が樹脂部70で保護される。例えば、樹脂部70によりコイル33と水分又は異物との接触が抑制される。
レーザーフラッシュ法により測定される樹脂部70の熱伝導率は、1[W/(m・K)]以上であることが好ましい。樹脂部70の熱伝導率が1[W/(m・K)]以上であることにより、樹脂部70は、コイル33の熱を効率良く奪うことができる。また、レーザーフラッシュ法により測定される樹脂部70の熱伝導率の上限値は特に限定されないが、5[W/(m・K)]以下でもよい。
[第5実施形態]
第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図22は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図23は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。
上述の第4実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。本実施形態において、樹脂部70は、ステータベース40及びステータコア31のそれぞれに接続される。樹脂部70は、外側パイプ部412の大径部412Bの外面の一部に接触する。樹脂部70は、外側パイプ部412の小径部412Aの上端面に接触する。樹脂部70は、軸方向を向くステータコア31の端面の一部に接触する。
以上説明したように、本実施形態によれば、樹脂部70がステータベース40及びステータコア31のそれぞれに接続される。コイル33の熱は、樹脂部70を介してステータベース40及びステータコア31のそれぞれに効率良く伝達される。コイル33の熱は、ステータベース40及びステータコア31から効率良く放散される。
[第6実施形態]
第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図24は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図25は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。
上述の第4実施形態及び第5実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。
上述の第2実施形態と同様、ステータベース40の接続リブ部43は、内側リブ部431と、外側リブ部432と、内側リブ部431と外側リブ部432との間に配置される屈曲部433とを含む。外側リブ部432は、内側リブ部431よりも径方向外側に配置される。内側リブ部431は、外側リブ部432よりも上方側に配置される。すなわち、軸方向において、内側リブ部431とコイル33との距離は、外側リブ部432とコイル33との距離よりも短い。
樹脂部70は、ステータベース40の接続リブ部43に接続される。樹脂部70は、内側リブ部431に接続される。
以上説明したように、本実施形態によれば、樹脂部70がステータベース40の接続リブ部43に接続される。コイル33の熱は、樹脂部70を介して接続リブ部43及び足部42のそれぞれに効率良く伝達される。コイル33の熱は、接続リブ部43及び足部42から効率良く放散される。
また、樹脂部70は、軸方向においてコイル33と内側リブ部431との間に配置される。そのため、樹脂部70の厚みが過度に大きくなることが抑制される。樹脂部70の厚みとは、軸方向における樹脂部70の寸法をいう。
[第7実施形態]
第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図26は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図27は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。
上述の第4実施形態から第6実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。
本実施形態において、ステータ30は、インシュレータ32に支持される放熱部材68(第2放熱部材)を有する。なお、放熱部材68は、インシュレータ32に支持されていなくてもよい。
放熱部材68は、円環状である。放熱部材68は、プレート状である。本実施形態において、放熱部材68は、インシュレータ32の上端面に支持される。放熱部材68の下面の一部は、インシュレータ32の上端面に固定される。放熱部材68の下面の一部は、コイル33の上端面に対向する。
放熱部材68は、金属製である。放熱部材68の熱伝導率は、ステータコア31の熱伝導率よりも高い。放熱部材68の熱伝導率は、インシュレータ32の熱伝導率よりも高い。本実施形態において、放熱部材68は、アルミニウム製である。
樹脂部70は、放熱部材68に接続される。樹脂部70の少なくとも一部は、コイル33の上端面と放熱部材68の下面との間に配置される。樹脂部70は、コイル33及び放熱部材68のそれぞれに接触する。また、樹脂部70は、インシュレータ32の少なくとも一部を覆う。樹脂部70は、インシュレータ32の少なくとも一部に接触する。
以上説明したように、本実施形態によれば、放熱部材68がインシュレータに支持される。放熱部材68の少なくとも一部は、コイル33に対向する。コイル33を覆う樹脂部70は、放熱部材68に接続される。コイル33の熱は、樹脂部70を介して放熱部材68に効率良く伝達される。コイル33の熱は、放熱部材68から効率良く放散される。
[第8実施形態]
第8実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第8実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図28は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。
上述の第4実施形態から第7実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。上述の第7実施形態と同様、ステータ30は、インシュレータ32に支持される放熱部材68を有する。
本実施形態において、放熱部材68は、インシュレータ32及び樹脂部70のそれぞれに接続される円環状のプレート部681と、プレート部681に設けられる放熱フィン部682とを有する。放熱フィン部682は、プレート部681の上面から上方側に延伸する。放熱フィン部682は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
以上説明したように、本実施形態によれば、放熱部材68に放熱フィン部682が設けられる。コイル33の熱は、樹脂部70を介して放熱部材68に効率良く伝達される。コイル33の熱は、放熱フィン部682を有する放熱部材68から効率良く放散される。
[第9実施形態]
第9実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第9実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図29は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す横断面図である。
上述の第4実施形態から第8実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。上述の第1実施形態から第8実施形態と同様、ステータ30は、12個のコイル33を有する。コイル33は、第1のコイル33Aから第12のコイル33Lを含む。
樹脂部70は、第1のコイル33Aを覆う第1の樹脂部70Aと、第1のコイル33Aの隣の第2のコイル33Bを覆う第2の樹脂部70Bとを含む。また、樹脂部70は、第3のコイル33Cから第12のコイル33Lのそれぞれを覆う第3の樹脂部70Cから第12の樹脂部70Lを含む。
第1の樹脂部70Aと第2の樹脂部70Bとの間に間隙71が設けられる。間隙71は、スロット36の内側に設けられる。間隙71は、スロット36の形状に沿うように形成される。
同様に、第2の樹脂部70Bと第3の樹脂部70Cとの間隙71が形成される。第4の樹脂部70Dから第12の樹脂部70Lについても同様である。
以上説明したように、本実施形態においては、樹脂部70は、スロット36の一部に配置される。空気は、樹脂部70の間隙71を流れることができる。間隙71を流れる空気は、コイル33から樹脂部70に伝達された熱を奪う。したがって、コイル33の熱は、効率良く放散される。
[第10実施形態]
第10実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第10実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図30は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。
上述の第4実施形態から第9実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。本実施形態において、樹脂部70は、樹脂部70の上面に配置される放熱フィン部72を有する。放熱フィン部72は、樹脂部70の上面から上方側に延伸する。放熱フィン部72は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
以上説明したように、本実施形態においては、樹脂部70に放熱フィン部72が設けられる。樹脂部70に伝達されたコイル33の熱は、放熱フィン部72から効率良く放散される。
[第11実施形態]
第11実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第11実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図31は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図32は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す横断面図である。
上述の第4実施形態から第10実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。上述の第9実施形態及び第10実施形態と同様、樹脂部70は、間隙71を有する。上述の第7実施形態及び第8実施形態と同様、ステータ30は、インシュレータ32に支持される放熱部材68(第2放熱部材)を有する。
本実施形態において、放熱部材68は、インシュレータ32に支持される円環状のプレート部681と、プレート部681に設けられる放熱フィン部682と、樹脂部70の間隙71に配置される柱状リブ部683とを有する。
プレート部681は、インシュレータ32及び樹脂部70のそれぞれに接続される。
放熱フィン部682は、プレート部681の上面から上方側に延伸する。放熱フィン部682は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。
柱状リブ部683は、プレート部681の下面から下方側に延伸する。柱状リブ部683は、間隙71に配置された状態で、樹脂部70に接触する。
以上説明したように、本実施形態においては、樹脂部70の間隙71に放熱部材68の柱状リブ部683が配置される。コイル33の熱は、樹脂部70を介して柱状リブ部683に伝達される。柱状リブ部683に伝達されたコイル33の熱は、プレート部681及び放熱フィン部682に伝達される。コイル33の熱は、柱状リブ部683により、プレート部681及び放熱フィン部682に輸送される。コイル33の熱は、プレート部681及び放熱フィン部682から効率良く放散される。
[第12実施形態]
第12実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第12実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図33は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40の一部を示す斜視図である。図34は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40の一部を示す縦断面図である。本実施形態に係るステータベース40は、上述の第3実施形態で説明した第1ステータベース401と第2ステータベース402とを含む。図33及び図34のそれぞれは、第2ステータベース402を省略した図に相当する。
上述の第4実施形態から第11実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。第1ステータベース401は、ステータコア31の内側に配置される。
第1ステータベース401は、円環部66と、放射部67と、中間放熱フィン443とを有する。円環部66は、ステータヨーク34の上端面に対向する。放射部67は、円環部66から径方向に突出する。放射部67は、ティース35の上端面に対向する。中間放熱フィン443は、円環部66の上面に設けられる。
樹脂部70は、第1ステータベース401の少なくとも一部に接続される。樹脂部70の上面は、円環部66の上面を囲むように配置される。樹脂部70の少なくとも一部は、円環部66に接触する。
ステータコア31の下端面に、下側放熱部材602が配置される。下側放熱部材602は、円環部61と、放射部62とを有する。円環部61は、ステータヨーク34の下端面に対向する。放射部62は、ティース35の下端面に対向する。樹脂部70は、下側放熱部材602の少なくとも一部に接触する。
以上説明したように、本実施形態によれば、コイル33の熱は、樹脂部70を介して第1ステータベース401に伝達される。コイル33の熱は、第1ステータベース401から効率良く放散される。また、コイル33の熱は、樹脂部70を介して下側放熱部材602に伝達される。コイル33の熱は、下側放熱部材602から効率良く放散される。
第1ステータベース401は、第2ステータベース402と分離可能である。そのため、第1ステータベース401が第2ステータベース402から分離された状態で、コイル33に合成樹脂をモールドする処理が円滑に実施される。
[第13実施形態]
第13実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第13実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図35は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図36は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。図37は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す分解斜視図である。
上述の第3実施形態及び第12実施形態と同様、本実施形態に係るステータベース40は、第1ステータベース401と第2ステータベース402とを含む。図35、図36、及び図37のそれぞれは、第2ステータベース402を省略した図に相当する。
上述の第4実施形態から第12実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。第1ステータベース401は、ステータコア31の内側に配置される。第1ステータベース401は、ステータヨーク34の上端面に対向する円環部66と、ティース35の上端面に対向する放射部67とを有する。
上述の実施形態と同様、ステータコア31の表面の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われる。センサ基板50は、センサねじ52によりインシュレータ32に固定される。
図38は、本実施形態に係る第1ステータベース401及びインシュレータ32の一部を示す斜視図である。図38に示すように、インシュレータ32の一部に切欠部32Nが設けられる。放射部67の下面は、ティース35の上端面に対向する。切欠部32Nと放射部67の少なくとも一部とは、重複する。放射部67の上面の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われない。
図39は、本実施形態に係るステータ30の製造方法を説明するための図である。第1ステータベース401がステータコア31の内側に配置され、放射部67がティース35の上端面に対向している状態で、第1ステータベース401及びステータコア31がインサート成形用の金型の内部に配置される。第1ステータベース401及びステータコア31が金型の内部に配置された後、金型の内部にインシュレータ32を形成するための合成樹脂が注入される。金型の内部に注入された合成樹脂は、第1ステータベース401の表面の少なくとも一部及びステータコア31の表面の少なくとも一部を覆う。第1ステータベース401は、金型の内部に注入された合成樹脂によりステータコア31に固定される。また、金型の内部に合成樹脂が注入されることにより、インシュレータ32が形成される。
本実施形態においては、図39(A)に示すように、インシュレータ32に切欠部32Nが形成されるように、金型の内部に合成樹脂が注入される。放射部67の上面の少なくとも一部は、インシュレータ32に覆われない。
次に、図39(B)に示すように、コイル巻線機(不図示)により、コイル33がインシュレータ32を介してティース35に巻かれる。コイル33の少なくとも一部は、インシュレータ32に接触する。本実施形態においては、インシュレータ32に切欠部32Nが形成されているので、コイル33と放射部67とインシュレータ32との間に、空間32Sが形成される。
次に、図39(C)に示すように、コイル33を覆うように合成樹脂がモールドされ、樹脂部70が形成される。樹脂部70の少なくとも一部は、空間32Sに配置される。樹脂部70は、コイル33とティース35との間に配置される。本実施形態において、樹脂部70は、コイル33とティース35に接触する放射部67との間に配置される。空間32Sに配置された樹脂部70は、コイル33、放射部67、及びインシュレータ32のそれぞれに接触する。
以上説明したように、本実施形態によれば、インシュレータ32に切欠部32Nが形成される。切欠部32Nにより形成される空間32Sに樹脂部70が配置される。樹脂部70は、コイル33とティース35との間に配置される。コイル33の熱は、空間32Sに配置されている樹脂部70を介して第1ステータベース401に伝達される。コイル33の熱は、第1ステータベース401から効率良く放散される。
なお、本実施形態においては、下側放熱部材602の放射部62の下面の少なくとも一部も、インシュレータ32に覆われない。コイル33と放射部62とインシュレータ32との間にも空間が形成される。コイル33と放射部62とインシュレータ32との間の空間にも、樹脂部70が配置される。コイル33と放射部62とインシュレータ32との間の空間に配置された樹脂部70は、コイル33、放射部62、及びインシュレータ32のそれぞれに接触する。コイル33の熱は、コイル33と放射部62とインシュレータ32との間の空間に配置されている樹脂部70を介して下側放熱部材602に伝達される。コイル33の熱は、下側放熱部材602から効率良く放散される。
[第14実施形態]
第14実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第14実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図40は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す斜視図である。図41は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す縦断面図である。図42は、本実施形態に係るステータ30及びステータベース40を示す分解斜視図である。
上述の第3実施形態、第12実施形態、及び第13実施形態と同様、本実施形態に係るステータベース40は、第1ステータベース401と第2ステータベース402とを含む。図40、図41、及び図42のそれぞれは、第2ステータベース402を省略した図に相当する。
上述の第4実施形態から第13実施形態と同様、ステータ30は、コイル33を覆う樹脂部70を有する。第1ステータベース401は、ステータコア31の内側に配置される。
本実施形態において、インシュレータ32は、ステータコア31の上部に固定される上側インシュレータ321(第1インシュレータ)と、ステータコア31の下部に固定される下側インシュレータ322(第2インシュレータ)とを含む。上側インシュレータ321は、ステータコア31の上方側からステータコア31に装着される。下側インシュレータ322は、ステータコア31の下方側からステータコア31に装着される。
図43は、本実施形態に係るステータコア31及びインシュレータ32の一部を示す斜視図である。本実施形態において、樹脂部70の少なくとも一部は、上側インシュレータ321と下側インシュレータ322との間に配置される。本実施形態においては、ステータコア31の表面において、インシュレータ32で覆われない領域31Nが形成される。領域31Nは、軸方向において上側インシュレータ321と下側インシュレータ322との間に設けられる。領域31Nは、ティース35の表面の一部に設けられる。樹脂部70は、ステータコア31の表面の領域31Nを覆うように配置される。樹脂部70は、ステータコア31の領域31Nに接触する。コイル33は、領域31Nに配置された樹脂部70に接触する。樹脂部70は、コイル33とティース35との間に配置される。
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータコア31の表面においてインシュレータ32に覆われない領域31Nが形成される。樹脂部70は、領域31Nに配置される。樹脂部70は、コイル33とティース35との間に配置される。コイル33の熱は、ティース35の表面の領域31Nに配置されている樹脂部70を介してステータコア31に伝達される。ステータコア31に伝達されたコイル33の熱は、第1ステータベース401及び下側放熱部材602のそれぞれに伝達される。コイル33の熱は、第1ステータベース401及び下側放熱部材602から効率良く放散される。
なお、上述の実施形態に係る樹脂部70において、測定方法を示していない熱伝導率は、レーザーフラッシュ法、温度波分析法(ISO 22007-3)、及びホットディスク法(ISO 22007-2)の少なくとも一つの測定方法で測定される熱伝導率である。
[その他の実施形態]
上述の実施形態において、電動作業機1は、園芸工具の一種である芝刈り機あることとした。園芸工具は、芝刈り機に限定されない。園芸工具として、ヘッジトリマ、チェーンソー、草刈機、及びブロワが例示される。また、電動作業機1は、電動工具でもよい。電動工具として、ドライバドリル、震動ドライバドリル、アングルドリル、インパクトドライバ、グラインダ、ハンマ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーが例示される。
上述の実施形態において、電動作業機1は、園芸工具の一種である芝刈り機あることとした。園芸工具は、芝刈り機に限定されない。園芸工具として、ヘッジトリマ、チェーンソー、草刈機、及びブロワが例示される。また、電動作業機1は、電動工具でもよい。電動工具として、ドライバドリル、震動ドライバドリル、アングルドリル、インパクトドライバ、グラインダ、ハンマ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーが例示される。
上述の実施形態において、電動作業機の電源としてバッテリ装着部に装着されるバッテリパックが使用されることとした。電動作業機の電源として、商用電源(交流電源)が使用されてもよい。
1…電動作業機、2…ハウジング、3…車輪、4…モータ、5…刈刃、6…刈取りボックス、7…ハンドル、8…バッテリ装着部、9…バッテリパック、10…ロータ、11…ロータカップ、12…マグネット、13…ロータヨーク、14…ロータプレート、15…放射リブ、16…シャフト開口、17…ねじ用開口、20…ロータシャフト、21…シャフト端面、22…シャフト凸部、23…ロータねじ、24…ねじ孔、25…ベアリング、26…ベアリング固定ねじ、30…ステータ、31…ステータコア、31N…領域、32…インシュレータ、32N…切欠部、32S…空間、33…コイル、34…ステータヨーク、35…ティース、36…スロット、37…ステータねじ、38…ねじ用開口、40…ステータベース、41…パイプ部、411…内側パイプ部、412…外側パイプ部、412A…小径部、412B…大径部、42…足部、43…接続リブ部、44…放熱フィン(第1放熱フィン)、45…ねじ用開口、46…通気路、47…ねじ孔、47C…ねじ孔、48…ねじボス、50…センサ基板、52…センサねじ、60…放熱部材(第1放熱部材)、61…円環部、62…放射部、63…放熱フィン(第2放熱フィン)、64…ねじ用開口、64C…ねじ用開口、65…ねじ用開口、66…円環部、67…放射部、68…放熱部材(第2放熱部材)、70…樹脂部、71…間隙、72…放熱フィン部、251…上側ベアリング、252…下側ベアリング、321…上側インシュレータ(第1インシュレータ)、322…下側インシュレータ(第2インシュレータ)、401…第1ステータベース、402…第2ステータベース、431…内側リブ部、432…外側リブ部、433…屈曲部、441…内側放熱フィン、442…外側放熱フィン、443…中間放熱フィン、601…上側放熱部材、602…下側放熱部材、681…プレート部、682…放熱フィン部、683…柱状リブ部、AX…回転軸。
Claims (20)
- ステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータに装着されるコイルと、を有するステータと、
少なくとも一部が前記ステータの外周側に配置されマグネットを有するロータと、
第1放熱フィンを有し前記ステータコアに支持されるステータベースと、
前記ロータにより駆動される出力部と、を備える、
電動作業機。 - 前記ロータに固定されるロータシャフトを備え、
前記ステータベースは、少なくとも一部が前記ステータコアの内側に配置されベアリングを介して前記ロータシャフトを支持するパイプ部を有し、
前記第1放熱フィンは、前記パイプ部に設けられる、
請求項1に記載の電動作業機。 - 前記パイプ部は、前記ベアリングを介して前記ロータシャフトを支持する内側パイプ部と、前記内側パイプ部の外周側に配置され前記ステータコアに固定される外側パイプ部と、を含み、
前記第1放熱フィンは、前記内側パイプ部と前記外側パイプ部との間に設けられる、
請求項2に記載の電動作業機。 - 前記ステータベースは、前記ステータコアの外側に配置され固定対象に固定されるねじ用開口を有する足部と、前記パイプ部と前記足部とを繋ぐ接続リブ部と、を有し、
前記第1放熱フィンは、前記足部に設けられる、
請求項2又は請求項3に記載の電動作業機。 - 前記ステータベースは、前記ステータコアの内側に配置される第1ステータベースと、前記ステータコアの外側に配置される第2ステータベースと、を含み、
前記第2ステータベースは、固定対象に固定される、
請求項1に記載の電動作業機。 - 前記ステータコアは、円筒状のステータヨークと、前記ステータヨークから径方向外側に突出し前記インシュレータを介して前記コイルが巻かれるティースと、を有し、
前記ステータベースは、前記ステータヨークの端面に対向する円環部と、前記円環部から前記ロータの回転軸の径方向外側に突出し前記ティースの端面に対向する放射部と、を有し、
前記放射部の少なくとも一部は、前記インシュレータに覆われる、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記ステータコアの端面に対向する金属製の第1放熱部材を備える、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電動作業機。 - ステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータに装着されるコイルと、を有するステータと、
少なくとも一部が前記ステータの外周側に配置されマグネットを有するロータと、
前記ステータコアを支持するステータベースと、
前記ステータコアの端面に対向する金属製の第1放熱部材と、
前記ロータにより駆動される出力部と、を備える、
電動作業機。 - 前記第1放熱部材の熱伝導率は、前記ステータコアの熱伝導率よりも高い、
請求項7又は請求項8に記載の電動作業機。 - 前記第1放熱部材の少なくとも一部は、前記ステータコアの端面に接触する、
請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記ステータコアは、円筒状のステータヨークと、前記ステータヨークから径方向外側に突出し前記インシュレータを介して前記コイルが巻かれるティースと、を有し、
前記第1放熱部材は、前記ステータヨークの端面に対向する円環部と、前記円環部から前記ロータの回転軸の径方向外側に突出し前記ティースの端面に対向する放射部と、を有する、
請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記放射部の少なくとも一部は、前記インシュレータに覆われる、
請求項11に記載の電動作業機。 - 前記第1放熱部材は、前記円環部に設けられる第2放熱フィンを有する、
請求項11又は請求項12に記載の電動作業機。 - 前記コイルを覆う樹脂部を備え、
レーザーフラッシュ法により測定される前記樹脂部の熱伝導率は、1[W/(m・K)]以上5[W/(m・K)]以下である、
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の電動作業機。 - 前記樹脂部は、前記ステータベース及び前記ステータコアのそれぞれに接続される、
請求項14に記載の電動作業機。 - 前記インシュレータに支持される第2放熱部材を備え、
前記樹脂部は、前記第2放熱部材に接続される、
請求項14又は請求項15に記載の電動作業機。 - 前記第2放熱部材は、前記インシュレータ及び前記樹脂部のそれぞれに接続される円環状のプレート部と、前記プレート部に設けられる放熱フィン部と、を有する、
請求項16に記載の電動作業機。 - 前記樹脂部は、第1のコイルを覆う第1の樹脂部と、前記第1のコイルの隣の第2のコイルを覆う第2の樹脂部と、を含み、
前記第1の樹脂部と前記第2の樹脂部との間に間隙が設けられる、
請求項16又は請求項17に記載の電動作業機。 - 前記第2放熱部材は、前記間隙に配置される柱状リブ部を有する、
請求項18に記載の電動作業機。 - 前記ステータコアは、円筒状のステータヨークと、前記ステータヨークから径方向外側に突出し前記インシュレータを介して前記コイルが巻かれるティースと、を有し、
前記インシュレータは、前記ステータコアの第1部分に固定される第1インシュレータと、前記ステータコアの第2部分に固定される第2インシュレータと、を含み、
前記樹脂部の少なくとも一部は、前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとの間に配置される、
請求項14から請求項19のいずれか一項に記載の電動作業機。
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