(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周面から突出する形状のティース部と、を有するステータコアと、
前記ヨーク部の中心軸を回転軸とし、前記ステータコアの内側において、前記ティース部と間隔をあけて配置されたロータと、
前記ステータコア及び前記ロータを収容するハウジングと、
を備え、
前記ヨーク部が、外周面のうち、前記ティース部の裏側に切欠部を有し、前記切欠部の周方向の幅が、前記ティース部の周方向の幅よりも小さく、
前記切欠部は、前記回転軸と垂直な断面において、Ｖ字形状であり、かつ前記Ｖ字形状の両辺のそれぞれが、前記ヨーク部の外側に向けて凸となる曲線状であり、
前記ハウジングの内周面には、前記切欠部の凸となる曲線状の部分と当接するリブ状の固定部が設けられている、
ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ステータコアのヨーク部の外周面は、前記切欠部と前記リブ状の固定部との当接箇所を除いて、前記ハウジングの内周面と接触していない、
請求項１のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ヨーク部の前記切欠部を含まない部分における径方向の幅をヨーク幅とするとき、
前記切欠部から、前記ティース部の表面までの最短距離が、前記ヨーク幅よりも大きい、
請求項１のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記ヨーク部の前記切欠部を含まない部分における径方向の幅をヨーク幅とするとき、
前記回転軸と垂直な断面において、前記ティース部の表面が、前記ヨーク部との接合部で前記ティース部の内部側に凹となる円弧状であり、前記円弧の中心から、前記円弧の半径に前記ヨーク幅を足した長さまでの範囲外に、前記切欠部が存在する、
請求項１のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記切欠部の前記回転軸に沿った方向の長さが、前記ヨーク部の外周面の前記回転軸に沿った長さよりも短い、
請求項１のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記ハウジングが、切断面を有し、当該切断面でお互いが接合された２つのハウジング片からなり、
前記ハウジング片と接している前記切欠部が、当該ハウジング片の前記切断面と垂直な方向に対して開いている、
請求項１のブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータのステータコアが固定された工具本体と、
を備え、
前記工具本体の一部が、前記ブラシレスモータのハウジングを構成している、
電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ及び電動工具に関し、特にステータコアの回転及び鉄損を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電動ドライバなどの可搬式電動工具では、小型化が可能であるインナーロータ型のブラシレスモータ（ブラシレスＤＣモータ）が多く用いられている。このようなブラシレスモータでは、円筒状のヨーク部と、ヨーク部の内周面から突出する形状のティース部とを有するステータコアと、ステータコアの内側において回転するロータを備える。また、ティース部には巻線が巻きつけられており、ロータには永久磁石が配置される。そして、巻線に流れる電流によって磁化されたティース部が、ロータの永久磁石に対して磁気力を働かせることによって、ロータが回転する。
【０００３】
この際、ロータの回転の反作用として、ティース部も、ロータの永久磁石から磁気力を受けるため、ステータコアが回転や移動をしないように、例えば電動工具の工具本体などのハウジングにステータコアを固定する必要がある。例えば、特許文献１の構成では、円筒状のハウジングの内周面で、ヨーク部の外周面を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、ヨーク部の外周面及びハウジングの内周面はともに平坦な面であるため、ステータコアの回転を抑制するためには、例えば圧入や焼き嵌めなどにより、ハウジングの内周面からヨーク部の外周面に向かって強い圧縮力を加える必要がある。しかし、この場合、ヨーク部の内部において圧縮力に対する応力が発生することで、ヨーク部の磁気特性が悪化し、ステータコアで発生する鉄損が増加してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ステータコアの回転を抑制しつつ、ステータコアで発生する鉄損の増加も抑制できるブラシレスモータ及び当該ブラシレスモータを備えた電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るブラシレスモータは、円筒状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周面から突出する形状のティース部と、を有するステータコアと、前記ヨーク部の中心軸を回転軸とし、前記ステータコアの内側において、前記ティース部と間隔をあけて配置されたロータと、を備え、前記ヨーク部が、外周面のうち、前記ティース部の裏側に切欠部を有し、前記切欠部の周方向の幅が、前記ティース部の周方向の幅よりも小さい。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様に係るブラシレスモータでは、ステータコアの外周面に切欠部を有することにより、ヨーク部の外周面に向かって強い圧縮力を加えることなく、ステータコアの回転を抑制することができる。よって、当該ブラシレスモータでは、ステータコアの回転を抑制しつつ、ステータコアで発生する鉄損の増加も抑制できる。また、当該ブラシレスモータでは、切欠部が、ヨーク部内を周方向に通過する磁束の経路を制限しない形状であり、この点からもステータコアで発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ブラシレスモータ１０の模式縦断面図
【図２】ブラシレスモータ１０の模式横断面図
【図３】図２の一部拡大図
【図４】図３の一部拡大図
【図５】ハウジング２８を説明する模式横断面図
【図６】ステータコア３１を説明する模式横断面図
【図７】電動工具１の一部断面を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
以下では、本発明の一態様に係るブラシレスモータ１０について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。また、本願において、縦断面とは、ブラシレスモータの回転軸を含む面に沿った断面を、横断面とは、当該回転軸と垂直な面に沿った断面を指す。
【００１１】
１．ブラシレスモータ１０の構成
ブラシレスモータ１０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、ブラシレスモータ１０の縦断面図である。図２は、ブラシレスモータ１０の横断面図である。なお、本明細書では図面に示すように、ブラシレスモータ１０の回転軸ＡＲに沿った方向をＸ軸とし、図１の紙面内でＸ軸と垂直な方向をＺ軸、図２の紙面内でＺ軸と垂直な方向をＹ軸とする。また、Ｘ軸の正の向きは図１の左から右及び図２の紙面奥から手前へ向かう向き、Ｙ軸の正の向きは図１の紙面手前から奥及び図２の左から右へ向かう向き、Ｚ軸の正の向きは図１及び図２の下から上へ向かう向きとする。したがって、図２は、ブラシレスモータ１０を図１の紙面右側から見た横断面図に相当する。
【００１２】
ブラシレスモータ１０は、インナーロータ型のブラシレスＤＣモータであって、例えばドリルドライバやインパクトドライバなどの電動工具の駆動源として用いられる。ブラシレスモータ１０は、図１に示すように、ステータコア１１、ロータ１２、シャフト１３、ベアリング１４、インシュレータ１５、ファン１６、回路基板１７及びハウジング１８を備える。
【００１３】
ステータコア１１は、ステータコア１１とロータ１２とを含む横断面図である図２に示すように、円筒状のヨーク部１１１と、ヨーク部１１１の内周面からロータ１２側へ突出する形状のティース部１１２とを有する。ステータコア１１は、例えば、電磁鋼などの薄い鋼板を積層及び接合して形成される。
ヨーク部１１１は、外周面のうち、ティース部１１２の裏側に切欠部１１１ａを有している。切欠部１１１ａは、図２、すなわち回転軸ＡＲと垂直な断面において、例えばＶ字形状となる切欠きであり、図１に示すようにＸ軸方向に連続する。後述するように、切欠部１１１ａによって、ヨーク部１１１を含むステータコア１１は、ハウジング１８に固定されている。
【００１４】
ティース部１１２には、エナメル線などの巻線（不図示）が巻きつけられており、巻線に電流を流すことよって、ティース部１１２を磁化することができる。また、巻線を流れる電流の向きによって、ティース部１１２がロータ１２側に向ける磁極を変化させることができる。なお、図２においては、ティース部１１２が６個存在する６スロット構成を示しているが、ティース部１１２の構成はこれに限られず、ティース部の数は、６より小さくても６より大きくてもよい。
【００１５】
以下、径方向及び周方向と記載した場合は、回転軸ＡＲと垂直なヨーク部１１１の断面（横断面）を基準とする。つまり、径方向とは、横断面において、ヨーク部１１１の外周面に相当する円の中心点から、ヨーク部１１１の外周面に向かう方向であり、周方向とは、横断面において、ヨーク部１１１の外周面に沿った方向である。また、ヨーク部１１１の中心軸とは、横断面におけるヨーク部１１１の外周面に相当する円の中心点を通る、Ｘ軸方向と平行な軸を指す。
【００１６】
ロータ１２は、ヨーク部１１１の中心軸を回転軸ＡＲとして回転する部材であり、ステータコア１１の内側において、ティース部１１２と間隔をあけて配置される。ロータ１２は、円筒状のロータコア１２１と、ロータコア１２１の外周に配置された永久磁石１２２とを有し、永久磁石１２２は、周方向に沿ってＮ極及びＳ極を交互に配置している。なお、永久磁石１２２の極数は特に限定されず、例えば２極や４極、８極などとすることができる。前述のように、ティース部１１２は磁極を変化させることができ、ティース部１１２が永久磁石１２２に対して働かせる磁気力の変化によって、ロータ１２を回転させることができる。
【００１７】
シャフト１３は、ロータコア１２１の内部を通る円柱状であり、ロータ１２と一体となって回転する部材である。シャフト１３の中心軸は回転軸ＡＲとほぼ一致する。また、シャフト１３は、ロータコア１２１のＸ軸両端から露出し、さらにハウジング１８のＸ方向の一端から露出する長さを有する。ブラシレスモータ１０では、このようにハウジング１８から露出するシャフト１３の部分を通じて、ロータ１２の回転力を外部に出力することができる。
【００１８】
ベアリング１４は、ハウジング１８に固定され、かつシャフト１３をハウジング１８に対して相対回転可能に保持する部材であり、Ｘ軸方向に沿ってロータ１２を挟む一対の位置に配置される。
インシュレータ１５は、ステータコア１１を巻線から電気的に絶縁する部材であり、ティース部１１２の先端を除いた表面及びヨーク部１１１のＸ軸方向両端を覆うように配置される。すなわち、巻線は直接には、ティース部を覆うインシュレータ１５上に巻きつけられている。なお、図２においては、インシュレータ１５は図示を省略している。
【００１９】
ファン１６は、ロータ１２と一方のベアリング１４との間において、シャフト１３と一体となって回転する円板状の部材であり、遠心送風機として、Ｘ軸方向に空気を流動させ、ハウジング１８内の温度上昇を抑制する。なお、上記流動の際、空気がハウジング１８内外に相互移動可能なように、ハウジング１８には図示されない貫通孔や切込みなどが形成されている。
【００２０】
回路基板１７は、ファン１６の反対側となるロータ１２とベアリング１４との間に配置された部材であり、ハウジング１８に固定されている。回路基板１７には、電子部品により、磁極の位置を検出する磁気センサ回路、巻線に流す電流を制御する制御回路などが形成されている。磁気センサ回路は、例えばホール素子などによって実現されており、当該磁気センサ回路によって、ロータ１２に配置された永久磁石１２２の周方向における磁極の位置を検出する。さらに、ホール素子が検出した磁極の位置に応じて、制御回路が巻線に流す電流を変化させることによって、ロータ１２を所望の方向、速度に円滑に回転させることができる。また、回路基板１７からは、上記回路と外部電源とを接続する配線や電極（不図示）などがハウジング１８の外部に引き出されている。
【００２１】
なお、図１には表現されないが、回路基板１７のハウジング１８への固定方法は特に限定されず、例えば、嵌合、螺合、接合などを用いることができる。または、ベアリング１４と回路基板１７との間にハウジング１８に固定された放熱板を配置し、回路基板１７と放熱板とを固定することによって、回路基板１７をハウジング１８へ固定してもよい。
ハウジング１８は、例えば円筒状の金属や樹脂などの部材であって、ステータコア１１及びロータ１２を含む各部材を収容する。本実施の形態では、ハウジング１８は、ハウジング１８の中心軸（回転軸ＡＲ）及びＺ軸を含む平面に沿った切断面ＣＰを有し、切断面ＣＰでお互いが接合された２つのハウジング片１８１、１８２からなる。また、ハウジング片１８１、１８２のそれぞれは、その内周面からＺ軸方向へ突出するリブ状の固定部１８１ａ、１８２ａを有する。本実施の形態においては、ハウジング片１８１、１８２は、それぞれ固定部１８１ａ、１８２ａを２つずつ有する。なお、図には現れないが、固定部１８１ａ、１８２ａはＸ軸方向に沿って連続する形状である。また、固定部１８１ａ、１８２ａはハウジング片１８１、１８２と一体部材であってもよいし、別の部材を接合させたものであってもよい。
【００２２】
２．切欠部１１１ａの効果
（１）ステータコアの回転抑制
ブラシレスモータ１０では、図２に示すように、ステータコア１１の切欠部１１１ａと、ハウジング１８の固定部１８１ａ、１８２ａとが接している。より具体的には、６つの切欠部１１１ａのうち、Ｚ軸方向頂部の２つの切欠部１１１ａを除いた４つの切欠部１１１ａと、固定部１８１ａ、１８２ａとが接している。また、回転軸ＡＲと垂直な断面において、当該４つの切欠部１１１ａは、Ｖ字形状の一方の辺で、固定部１８１ａ、１８２ａと接している。なお、ハウジング片１８１が有する２つの固定部１８１ａは、周方向において、それぞれ異なる側の辺で、固定部１８１ａと接しており、これはハウジング片１８２が有する２つの固定部１８２ａにおいても同様である。
【００２３】
このとき、例えば、図２において、ステータコア１１の時計周りにおける回転は、Ｚ軸下方の固定部１８１ａ及びＺ軸上方の固定部１８２ａで抑制され、反時計周りにおける回転は、Ｚ軸上方の固定部１８１ａ及びＺ軸下方の固定部１８２ａで抑制される。すなわち、ステータコア１１では、切欠部１１１ａとハウジング１８（固定部１８１ａ、１８２ａ）とを接触させることにより、ハウジング１８に対するステータコア１１の周方向の回転を抑制することができる。
【００２４】
なお、ステータコア１１の回転を抑制する手段としては、例えば、ヨーク部１１１の外周面に突出部を形成し、ハウジング１８の内周面に凹部を形成することも考えられる。しかし、この場合は、ハウジング１８の内周面に形成された凹部による強度やシールド性の低下を補うため、ハウジング１８の外周面側を膨らませる必要がある。よって、この場合、ブラシレスモータ１０の小型化を妨げ、小型化可能というインナーロータ型のブラシレスモータの長所を打ち消してしまう。
【００２５】
一方、ブラシレスモータ１０では、ステータコア１１の回転抑制を、ヨーク部１１１の外周面における切欠部１１１ａで実現するため、ハウジング１８の外周面側を膨らませる必要がなく、ブラシレスモータ１０の小型化を妨げない。
（２）ステータコアで発生する鉄損増加の抑制
ブラシレスモータ１０では、上記のように、切欠部１１１ａと、固定部１８１ａ、１８２ａとの接触によるステータコア１１の回転抑制効果が得られる。よって、従来技術のように、ハウジング１８の内周面から、ヨーク部１１１の外周面に向かって強い圧縮力を加える必要が無く、ヨーク部１１１内部に発生する応力による磁気特性の悪化、ひいてはステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００２６】
なお、ヨーク部１１１内部に発生する応力を低減する手段としては、単純にヨーク部１１１の外周面に切欠や穴などを形成し、当該切欠や穴などにハウジング１８の固定部１８１ａ、１８２ａを接触させることも考えられる。しかし、この場合、当該切欠や穴などによって、ヨーク部１１１の磁気効率が悪化し、ステータコア１１で発生する鉄損が増加するおそれがある。
【００２７】
具体的には、まず巻線に電流が流れることにより、ステータコア１１には、その内部を通過する磁束が発生する。この磁束は、ロータ１２にＳ極を向けるティース部１１２から、ヨーク部１１１を通って、ロータ１２に対してＮ極を向けるティース部１１２へと流れる。この際、上記切欠や穴などが磁束の経路を制限する位置に存在すると、ヨーク部１１１の磁気特性が悪化し、ステータコア１１で発生する鉄損が増加してしまう。
【００２８】
一方、ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａが下記に説明するように、磁束の経路を制限しない。図３は、図２の一部拡大図であって、特に切欠部１１１ａ付近を拡大した図である。
ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａの周方向の幅Ｗ１１１ａが、ティース部１１２の周方向の幅Ｗ１１２よりも小さい。なお、図２ではティース部１１２の幅Ｗ１１２は先端部分で広がっており一定ではないが、この場合は、幅Ｗ１１２のうち、最も短い幅よりも幅Ｗ１１１ａが小さければよい。
【００２９】
このとき、切欠部１１１ａの周方向の幅Ｗ１１１ａは、ヨーク部１１１の外周面のうち、ティース部１１２の裏側となる部分の周方向の幅よりも小さくなり、当該裏側部分に切欠部１１１ａが内包される。よって、ヨーク部１１１の切欠部１１１ａを含まない部分における径方向の幅をヨーク幅Ｗ１１１とすると、図３に示すように、ティース部１１２のヨーク部１１１との接合部１１２ｂ付近まで、ヨーク部１１１の径方向の幅が、ヨーク幅Ｗ１１１に維持される。
【００３０】
すなわち、ブラシレスモータ１０では、ヨーク部１１１を周方向に流れる磁束がティース部１１２へ曲がる直前（接合部１１２ｂ付近）まで、ヨーク幅Ｗ１１１が確保され、この範囲において切欠部１１１ａは、磁束の経路を制限しない。
また、ブラシレスモータ１０が、例えば２極６スロット構成などの場合、同時に磁化させるティース部１１２は全体の一部であり、あるタイミングでは磁化していない非磁化のティース部１１２が存在する。非磁化のティース部１１２付近では、ヨーク部１１１を周方向に通過する磁束は、非磁化のティース部１１２側に進まずに、ヨーク部１１１を周方向に進む。この場合であっても、ブラシレスモータ１０では、ヨーク部１１１を周方向に進む磁束が、切欠部１１１ａに達するまでに、非磁化のティース部１１２側へ迂回することができ、磁束の通過する断面積は減少しない。すなわち、非磁化のティース部１１２付近においても、切欠部１１１ａは磁束の経路を制限しない。
【００３１】
このように、ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａがヨーク部１１１を周方向に流れる磁束の経路を制限しない形状であり、ステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
（３）まとめ
以上のように、ブラシレスモータ１０は、円筒状のヨーク部１１１と、ヨーク部１１１の内周面から突出する形状のティース部１１２と、を有するステータコア１１を備える。また、ブラシレスモータ１０は、ヨーク部１１１の中心軸を回転軸ＡＲとし、ステータコア１１の内側において、ティース部１１２と間隔をあけて配置されたロータ１２を備える。さらに、ブラシレスモータ１０では、ヨーク部１１１が、外周面のうち、ティース部１１２の裏側に切欠部１１１ａを有し、切欠部１１１ａの周方向の幅Ｗ１１１ａが、ティース部１１２の周方向の幅Ｗ１１２よりも小さい。
【００３２】
上記構成のブラシレスモータ１０では、ステータコア１１の外周面に切欠部１１１ａを有することにより、ヨーク部１１１の外周面に向かって強い圧縮力を加えることなく、ステータコア１１の回転を抑制することができる。よって、ブラシレスモータ１０では、ステータコア１１の回転を抑制しつつ、ステータコア１１で発生する鉄損の増加も抑制できる。また、ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａがヨーク部１１１内を周方向に通過する磁束の経路を制限しない形状であり、この点からもステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００３３】
３．備考
（１）切欠部からティース部の表面までの最短距離
ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａから、ティース部１１２の表面１１２ａまでの最短距離Ｄｓが、ヨーク幅Ｗ１１１よりも大きいことが好ましい。具体的には、ブラシレスモータ１０において、上記最短距離Ｄｓは、図３に示すように、回転軸ＡＲと垂直な断面において、切欠部１１１ａとなるヨーク部１１１の外表面から、ティース部１１２の表面１１２ａのうち、接合部１１２ｂとなる部分までの距離である。すなわち、最短距離Ｄｓは、ステータコア１１の切欠部１１１ａと、接合部１１２ｂとの間の厚みの最小値に相当する。
【００３４】
この場合、ヨーク部１１１とティース部１１２との間において磁束が通過するステータコア１１の厚みを、ヨーク幅Ｗ１１１以上に確保できるため、この範囲において磁束の流れは制限されない。すなわち、切欠部１１１ａが、ヨーク部１１１とティース部１１２との間における磁束の経路を制限しない形状であるため、ステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００３５】
（２）ティース部のヨーク部との接合部の形状
図４は、図３をさらに拡大した一部拡大図である。図４に示すように、ブラシレスモータ１０では、回転軸ＡＲと垂直な断面において、ティース部１１２の表面１１２ａが、ヨーク部１１１との接合部１１２ｂで、ティース部１１２の内部側に凹となる円弧状であることが好ましい。この場合、ヨーク部１１１とティース部１１２との間を流れる磁束は、当該円弧に沿って流れることができ、接合部１１２ｂによって制限されない。
【００３６】
また、この際、上記円弧の中心ＣＡ１、ＣＡ２から、円弧の半径Ｒ１にヨーク幅Ｗ１１１を足した長さの範囲外、すなわち図４の二点鎖線の円弧の外側に、切欠部１１１ａが存在することが好ましい。この場合、ヨーク部１１１とティース部１１２との間を、上記円弧に沿って磁束が流れる際、磁束が通過するステータコア１１の厚みを、ヨーク幅Ｗ１１１以上に確保できるため、この範囲において磁束の流れは制限されない。
【００３７】
よって、上記構成を有するブラシレスモータ１０では、ステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
（３）切欠部の形状
ブラシレスモータ１０では、図２に示すように、回転軸ＡＲと垂直な断面において、切欠部１１１ａがＶ字形状であることが好ましい。Ｖ字形状の切欠部１１１ａは、ステータコア１１を形成する際のプレス加工などにより容易に形成でき、かつヨーク部１１１の外周面に対して無理のない形状であるため、ステータコア１１の強度低下を抑制できる。さらにこのとき、図４に示すように、径方向Ｒと、Ｖ字形状の両辺のそれぞれとのなす角度ＡＮ１、ＡＮ２が、いずれも２５°以上６５°以下であることが好ましい。
【００３８】
ステータコア１１の回転抑制効果を得る（固定部１８１ａ、１８２ａの強度を確保する）ためには、切欠部１１１ａの周方向の幅Ｗ１１１ａは、一定以上確保する必要がある。ここで、角度ＡＮ１、ＡＮ２が、いずれも２５°以上であることにより、切欠部１１１ａをヨーク部１１１の深い位置まで形成することなく、切欠部１１１ａの周方向の幅Ｗ１１１ａを確保することができる。よって、この場合、ヨーク部１１１の強度低下を抑制できる。
【００３９】
また、角度ＡＮ１、ＡＮ２が、いずれも６５°以下であることにより、切欠部１１１ａと固定部１８１ａ、１８２ａとの間の摩擦力が向上し、ステータコア１１の回転抑制効果を向上させることができる。
特に角度ＡＮ１、ＡＮ２は、いずれも３０°以上６０°以下であることが、さらに好ましい。この場合、ヨーク部１１１の強度低下抑制効果及びステータコア１１の回転抑制効果を十分に得ることができる。
【００４０】
なお、さらにこの際、角度ＡＮ１と角度ＡＮ２との和が９０°である場合は、固定部１８１ａ、１８２ａを直方体状に形成すれば、切欠部１１１ａの両面と固定部１８１ａ、１８２ａを接触させることができる。すなわち、固定部１８１ａ、１８２ａを容易に形成できるとともに、ステータコア１１の回転抑制効果を向上させることができる。
また、ブラシレスモータ１０では、例えば図１に示すように、切欠部１１１ａの回転軸ＡＲに沿った方向（Ｘ軸方向）の長さＬ１１１ａが、ヨーク部１１１のＸ軸方向の長さＬ１１１よりも短いことが好ましい。この場合、ヨーク部１１１の外周面に、Ｘ軸方向に沿った段差又は勾配が存在するため、当該段差又は勾配に固定部１８１ａ、１８２ａを接触させることにより、ステータコア１１のＸ軸方向に沿った移動が規制される。すなわちステータコア１１のハウジング１８内におけるＸ軸方向に沿った相対位置を固定でき、ブラシレスモータ１０の組立効率向上、回転時の不具合発生の抑制などを実現できる。
【００４１】
（４）ハウジングの構成
ブラシレスモータ１０では、図２に示すように、ハウジング片１８１、１８２と接している切欠部１１１ａが、切断面ＣＰと垂直な方向（Ｙ軸方向）に対して開いていることが好ましい。なお、切欠部１１１ａがある方向に対して開いているとは、当該方向からステータコア１１の外表面を見た際に、切欠部１１１ａの底部が見える状態を指す。例えば、図２のＺ軸方向頂部に位置する２つの切欠部１１１ａにおいては、Ｙ軸方向からステータコア１１の外表面を見た場合に、その底部が見えないため、当該切欠部１１１ａはＹ軸方向に対して開いていない。一方、上記以外の４つの切欠部１１１ａにおいては、Ｙ軸方向からステータコア１１の外表面を見た場合に、その底部が見えるため、当該切欠部１１１ａはＹ軸方向に対して開いている。
【００４２】
切欠部１１１ａがＹ軸方向に対して開いている場合、ブラシレスモータ１０の組立時に、ハウジング片１８１、１８２をステータコア１１に対してＹ軸方向から接合させることにより、固定部１８１ａ、１８２ａを切欠部１１１ａの底部に接触させることができる。よって、容易な組立方法により、ハウジング１８を切欠部１１１ａの奥（底部）に接触させることができ、さらなるステータコア１１の回転抑制効果を得ることができる。
【００４３】
（５）その他
ブラシレスモータ１０では、図２に示すように、固定部１８１ａ、１８２ａと接している４つの切欠部１１１ａを除き、ヨーク部１１１の外周面と、ハウジング１８の内周面とが接していないことが好ましい。この場合、ハウジング１８の内周面からヨーク部１１１の外周面に向かう圧縮力が加わらず、ヨーク部１１１内における応力の発生を抑制でき、ステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００４４】
４．変形例
以上、本発明の一態様として、ブラシレスモータ１０について説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の説明に何ら限定を受けるものではない。以下では、本発明の他の態様例として、ブラシレスモータ１０の変形例を説明する。なお、以下において、上記説明に記載されたものと同じものについては、同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００４５】
（１）固定部
ハウジング１８の固定部１８１ａ、１８２ａは、ハウジング片１８１、１８２の内周面からＺ軸方向へ突出するリブ状であったが、固定部の形状はこれに限られない。図５は、ハウジング２８を説明する模式欧断面である。図５は、図２と同じ断面に、ハウジング２８を追加したものである。
【００４６】
ハウジング２８は、ハウジング１８と異なる点として、固定部１８１ａ、１８２ａと異なる形状の固定部２８ａを有する。固定部２８ａは、切欠部１１１ａの断面形状に対応したＶ字形状の断面形状を有し、切欠部１１１ａのＶ字形状の両辺と同時に接している。なお、固定部２８ａは、切欠部１１１ａとＸ軸方向に渡って接していてもよいし、Ｘ軸方向の一部において接していてもよい。
【００４７】
ハウジング２８を用いても、ステータコア１１の切欠部１１１ａと固定部２８ａとを接触させることができるため、ステータコア１１の周方向の回転を抑制しつつ、ステータコア１１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
なお、ハウジング２８では、１つの固定部２８ａで、ステータコア１１の周方向に沿った回転について、時計回り及び反時計周りのどちらも抑制することができる。よって、固定部２８ａを複数有する必要が無く、例えばハウジング２８が有する固定部２８ａの数を１つとすることができる。ただし、ハウジング２８においても複数の固定部２８ａを有することで、ステータコア１１の回転を抑制する際に固定部２８ａにかかる負荷を分散させることができ、ハウジング２８の強度を向上させることができる。
【００４８】
（２）切欠部
図２に示すように、ステータコア１１では、切欠部１１１ａの回転軸ＡＲに垂直な断面形状について、両辺を直線とするＶ字形状を例示したが、切欠部の形状はこれに限られない。図６は、ステータコア３１を説明する模式横断面図である。図６は、図３と同じ箇所の断面において、ステータコア３１とハウジング片１８２を表示したものである。
【００４９】
ステータコア３１は、ステータコア１１と異なる点として、ヨーク部３１１が、切欠部１１１ａと異なる形状の切欠部３１１ａを有する。切欠部３１１ａは、図６、すなわち回転軸ＡＲと垂直な断面において、Ｖ字形状であり、かつ当該Ｖ字形状の両辺のそれぞれが、ヨーク部３１１の外部側に凸となる曲線状である。ただし、切欠部３１１ａは、当該曲線状を除いては切欠部１１１ａと同様であり、特に、ヨーク部１１１の外周面のうち、ティース部１１２の裏側に位置し、その周方向の幅は、ティース部１１２の周方向の幅Ｗ１１２よりも小さい。したがって、ステータコア３１においても、切欠部３１１ａをハウジング１８の固定部１８１ａ、１８２ａと接触させることで、ステータコア３１の周方向の回転を抑制しつつ、ステータコア３１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００５０】
また、ステータコア３１では、切欠部３１１ａが上記形状となることで、切欠部３１１ａの表面がアーチ状となる。よって、固定部１８１ａ、１８２ａと接する切欠部３１１ａが、固定部１８１ａ、１８２ａから回転を抑制する方向の反力を受けた場合であっても、当該反力は、例えば図６の矢印に示すように、切欠部３１１ａの表面方向に沿って分散される。これにより、ステータコア３１内部で発生する厚み方向の圧縮応力が低減され、ステータコア３１で発生する鉄損の増加を抑制することができる。
【００５１】
なお、ステータコア３１においても、ステータコア１１と同じように、回転軸ＡＲと垂直な断面において、ティース部１１２の表面１１２ａが、ヨーク部１１１との接合部１１２ｂで、ティース部１１２の内部側に凹となる円弧状であることが好ましい。また、この際、上記円弧の中心ＣＡ１、ＣＡ２から、円弧の半径Ｒ１にヨーク幅Ｗ１１１を足した長さの範囲内、すなわち図４の二点鎖線の円弧の内側に、切欠部３１１ａが存在しないことが好ましい。
【００５２】
（３）その他
ブラシレスモータ１０では、ヨーク部１１１が、外周面のうち、各ティース部１１２の裏側すべてにおいて、切欠部１１１ａを有したが、これに限られず、少なくとも一つのティース部１１２の裏側に切欠部１１１ａを有すればよい。すなわち、ヨーク部が、外周面のうち、あるティース部の裏側には切欠部を有さない形状でもよい。
【００５３】
ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａの回転軸ＡＲと垂直な断面形状について、Ｖ字形状を例示したが、これに限られず、当該断面形状は、固定部１８１ａ、１８２ａが接触可能な形状であればよい。例えば、切欠部の断面形状は、Ｕ字、半円、半楕円、多角形の一部などの直線や曲線を組み合わせた形状としてもよい。また、これらの形状においても、切欠部は、ハウジング片の切断面と垂直な方向に対して開いていることが好ましい。
【００５４】
また、ブラシレスモータ１０では、切欠部１１１ａがＸ軸方向に連続する形状であったが、これに限られず、例えば、Ｘ軸方向の短い部分のみに形成されていてもよいし、Ｘ軸方向に断続的に複数形成されていてもよい。なお、この際、ハウジングの固定部は適宜対応した形状すればよい。
また、ブラシレスモータ１０では、ティース部１１２は、突出する先端部分で幅Ｗ１１２が広がる形状であったが、これに限られず、幅が一定であってもよいし、先端に近づくにつれ、幅が連続的に大きくなる形状や小さくなる形状などであってもよい。
【００５５】
また、ブラシレスモータ１０では、ロータ１２が、表面磁石（ＳＰＭ）型であったが、これに限られず、埋込磁石（ＩＰＭ）型であってもよい。
また、ブラシレスモータ１０では、ハウジング１８内において、シャフト１３が露出する側にファン１６が、反対側に回路基板１７が配置されたが、これに限られず、ファン１６と回路基板１７との配置が逆であってもよい。また、ファン１６及び回路基板１７が、ステータコア１１及びロータ１２から見て同じ側に配置されていてもよい。また、ファン１６又は回路基板１７、あるいはその両方がハウジング１８外に配置されていてもよい。さらに、モータの外部部材として、ファン１６や回路基板１７の機能に相当するものを用意できる場合は、ファン１６や回路基板１７は削除することができる。
【００５６】
また、ブラシレスモータ１０では、ロータ１２の回転軸ＡＲをヨーク部１１１の中心軸としたが、この関係は厳密な一致に限られず、製造上の誤差などを考慮した範囲で一致していればよい。
＜実施の形態２＞
以下では、本発明の一態様として、ブラシレスモータ１０を備える電動工具１について、図面を参照しながら説明する。図７は電動工具１の一部断面を示す側面図である。なお、図７においては、点線で囲まれたブラシレスモータ１０付近のみ断面を示している。また、以下においては、説明を簡単にするため、図７のＸ軸方向のうち、紙面左側を先端側、Ｚ軸方向のうち、紙面下側を底部側とする。
【００５７】
電動工具１は、例えばドリルドライバやインパクトドライバなどであって、駆動源としてブラシレスモータ１０を備える。また、電動工具１は、工具本体１８、装着部２、保持部３、トリガ４、台座部５を備える。
工具本体１８は、ブラシレスモータ１０を収容及び固定する円筒状の部材である。なお、工具本体１８は、実施の形態１におけるハウジング１８を含むものであり、図示は省略するが、ハウジング片１８１、１８２に相当する２つの分割体からなり、各分割体は、ブラシレスモータ１０の切欠部と接する固定部を有する。すなわち、工具本体１８は、ブラシレスモータのステータコアを固定している。
【００５８】
また、図示は省略するが、工具本体１８は、ブラシレスモータ１０のシャフトの回転力を装着部２側に伝達する回転伝達機構や、トリガ４の状態に合わせて充電池からの電力をブラシレスモータ１０の回路基板に供給する配線又は回路なども収容する。
装着部２は、電動工具１の使用用途に応じた形状のビットを工具本体１８に対して回転自在な状態で装着する部分であり、工具本体１８の先端側に接続されている。装着部２では、上記回転伝達機構を通じて伝達された回転力をビットに加えることで、ビットを工具本体１８に対して回転させることができる。なお、電動工具１では、ブラシレスモータ１０の回転軸ＡＲが工具本体１８及び装着部２の中心軸に一致しており、ビットも回転軸ＡＲを中心として回転するが、この構成に限られず、適切な回転伝達機構を用いて、ビットの回転軸を回転軸ＡＲとずらしてもよい。
【００５９】
保持部３は、使用時に電動工具１を保持するための部材であり、工具本体１８の底部側に接続される。また、保持部３には、トリガ４の状態に応じてブラシレスモータ１０への電力の供給の有無を選択するスイッチング回路や配線などが収容されている。
トリガ４は、ブラシレスモータ１０を駆動又は停止させるスイッチであり、保持部３の先端側に配置される。トリガ４は、保持部３側に押し込むことが可能となっており、トリガ４が保持部３に押し込まれると、スイッチング回路を通じてブラシレスモータ１０へ電力が供給され、シャフトが回転する。また、外部から力が加えられていない場合、トリガ４は、保持部３内に配置されたばねなどにより、保持部３から先端側に突出した状態を維持する。したがって、シャフトが回転している状態で、トリガ４を保持部３側へ押し込む力を取り除いた場合、トリガ４が保持部３から突出し、ブラシレスモータ１０への電力供給が中止され、シャフトの回転が停止する。
【００６０】
台座部５は、電動工具１を床などに配置した際に、直立させることができるようにする部材であって、保持部３の底部側に接続され、平坦な底面を有する。また、台座部５の内部には充電池が収容されており、当該充電池は、保持部３の配線を通じてブラシレスモータ１０と電気的に接続され、ブラシレスモータ１０の回路基板に電力を供給可能となっている。なお、台座部５に重量の大きい充電池を収容することで、電動工具１の重心を工具本体１８から保持部３側に下げることができるため、電動工具１では保持状態における安定性が向上している。
【００６１】
以上のように、電動工具１は、実施の形態１に係るブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０のステータコアが固定された工具本体１８とを備え、工具本体１８が、ブラシレスモータ１０の切欠部と接する固定部を有する。この構成により、電動工具１では、ブラシレスモータ１０のステータコアが、工具本体１８に対してステータコアの周方向に回転することを抑制できる。すなわち、電動工具１における動作不具合や、不要な振動、騒音などを低減できる。また、ブラシレスモータ１０では、ステータコアで発生する鉄損の増加が抑制されているため、電動工具１において、充電池の電力を効率良く回転力に変換でき、消費電力を低減することができる。
【００６２】
なお、電動工具１の各部材は、一例であって、各部材の追加、削除、変更などを行ってもよい。例えば、電動工具１は、台座部５を削除し、代わりに電源コードを備える構成などであってもよい。また、電動工具１は、保持部３を工具本体１８の底部側ではなく、後部本体の後方側に配置してもよく、さらに保持部３は工具本体１８に対する角度を一定の範囲で変化させられる機能を有してもよい。また、電動工具１は、例えば工具本体１８又は保持部３の表面に、ブラシレスモータ１０の回転方向を決定する操作部を備える構成などであってもよい。
【００６３】
また、上記ではブラシレスモータ１０を備える電動工具１として、ドリルドライバやインパクトドライバを例示したが、これに限られず、例えば電動のこぎり、芝刈り機、集じん機、送風機などの回転を出力する電動工具であってもよい。また、ブラシレスモータ１０を備える電動工具は、回転を出力するものに限られず、例えば、ポンプやシリンダ、クランクなどの動力変換装置をさらに備えることにより、幅広い用途の機器とすることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  電動工具
１０  ブラシレスモータ
１１、３１  ステータコア
１２  ロータ
１８、２８  ハウジング（工具本体）
２８ａ、１８１ａ、１８２ａ  固定部
１１１、３１１  ヨーク部
１１１ａ、３１１ａ  切欠部
１１２  ティース部
１１２ａ  表面
１１２ｂ  接合部
１８１、１８２  ハウジング片
ＡＮ１、ＡＮ２  角度
ＡＲ  回転軸
ＣＡ１、ＣＡ２  中心
ＣＰ  切断面
Ｄｓ  最短距離
Ｌ１１１ａ、Ｌ１１１  長さ
Ｒ  径方向
Ｒ１  半径
Ｗ１１１  ヨーク幅
Ｗ１１１ａ、Ｗ１１２  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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