特開 2024-121734 作業機及びモータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121734

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】作業機及びモータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/33 20160101AFI20240830BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20240830BHJP

   H02K 3/18 20060101ALI20240830BHJP

   B25F 5/00 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H02K11/33

H02K11/215

H02K3/18 P

B25F5/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028992

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(72)【発明者】

【氏名】法月 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】吉▲崎▼ 陽祐

(72)【発明者】

【氏名】軍司 悟

(72)【発明者】

【氏名】谷本 英之

(72)【発明者】

【氏名】石川 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 勇人

【テーマコード（参考）】

3C064

5H603

5H611

【Ｆターム（参考）】

3C064AA04

3C064AB02

3C064AC02

3C064BA01

3C064BA02

3C064BA06

3C064BB01

3C064BB02

3C064BB42

3C064BB43

3C064BB44

3C064CA03

3C064CA06

3C064CA09

3C064CA10

3C064CA11

3C064CA24

3C064CA27

3C064CA29

3C064CA34

3C064CA35

3C064CA36

3C064CA53

3C064CA82

3C064CB07

3C064CB08

3C064CB14

3C064CB17

3C064CB19

3C064CB32

3C064CB36

3C064CB37

3C064CB39

3C064CB62

3C064CB71

3C064CB92

5H603BB01

5H603BB07

5H603BB09

5H603BB10

5H603BB12

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB02

5H603CC11

5H603CD21

5H603CE01

5H611AA09

5H611BB01

5H611BB06

5H611BB08

5H611RR02

5H611TT01

5H611UA04

(57)【要約】

【課題】大型化を抑制可能な作業機及びモータユニットを提供する。
【解決手段】モータユニットは、固定子コア２４の前面に第１制御基板２９が対向する構成である。モータ軸の中心軸線４５及びティース３８を含む断面において、巻線２５は、ティース３８の根元側部分に巻かれた第１部分４１が、ティース３８の先端側部分に巻かれた第２部分４２よりも、第１制御基板２９の近くまで延在する。低背の第１電子部品３１は、ティース３８の根元側部分と対向し、巻線２５の第１部分４１と対向する。中背の第２電子部品３２は、ティース３８の先端側部分に対向し、巻線２５の第２部分４２と対向し、前後方向において第１部分４１が存在する範囲に位置し又は延在する。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻かれた巻線と、を含む固定子と、前記複数のティースの先端部に対向し前記固定子に対して回転する回転子と、を有するモータと、
前記回転子の軸方向における前記固定子の一方側の端部に固定され、前記固定子と対向する第１面と、前記第１面と反対側に位置する第２面と、を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられた電子部品と、
を備えた作業機であって、
前記軸方向における前記巻線の存在範囲と前記電子部品の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする、
ことを特徴とする作業機。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機であって、
複数のスイッチング素子を有し、前記モータを駆動する駆動回路を備え、
前記電子部品は前記複数のスイッチング素子を含む、
ことを特徴とする作業機。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機であって
前記回転子の位置を検出する回転位置検出素子を備え、
前記電子部品は前記回転位置検出素子を含む、
ことを特徴とする作業機。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の作業機であって、
前記巻線は、前記ティースの先端側部分よりも前記ティースの根元側部分に多く巻かれる、
ことを特徴とする作業機。

【請求項5】

請求項４に記載の作業機であって、
前記電子部品は、
前記第１面の表面から前記固定子側への突出量が第１突出量の第１電子部品と、
前記突出量が前記第１突出量よりも大きい第２突出量の第２電子部品と、を含み、
前記第１面において、前記第１電子部品は前記ティースの前記根元側部分に対向する位置にあり、前記第２電子部品は前記ティースの前記先端側部分に対向する位置にある、
ことを特徴とする作業機。

【請求項6】

請求項５に記載の作業機であって、
前記電子部品は、前記突出量が前記第２突出量よりも大きい第３突出量の第３電子部品を含み、
前記第１面において、前記第３電子部品は、前記回転子の周方向において隣り合う前記巻線の間の隙間に対向する位置にある、
ことを特徴とする作業機。

【請求項7】

請求項４に記載の作業機であって、
前記断面において、前記巻線が略三角形状ないし略台形状である、
ことを特徴とする作業機。

【請求項8】

請求項６に記載の作業機であって、
前記第１電子部品は、抵抗又はコンデンサであり、
前記第２電子部品は、前記回転子の位置を検出する回転位置検出素子であり、
前記第３電子部品は、複数のスイッチング素子である、
ことを特徴とする作業機。

【請求項9】

請求項４に記載の作業機であって、
前記基板は、前記ティースの前記根元側部分と対向する位置に前記第１面と前記第２面を貫通する貫通孔を有する、
ことを特徴とする作業機。

【請求項10】

請求項１から３のいずれか一項に記載の作業機であって、
前記巻線は、少なくとも一部が整列巻きされる、
ことを特徴とする作業機。

【請求項11】

複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻かれた巻線と、を含む固定子と、
前記複数のティースの先端部に対向し前記固定子に対して回転する回転子と、
前記回転子の軸方向における前記固定子の一方側の端部に固定され、前記固定子と対向する第１面と、前記第１面と反対側に位置する第２面と、を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられた電子部品と、
を備え、
前記軸方向における前記巻線の存在範囲と前記電子部品の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする、
ことを特徴とするモータユニット。

【請求項12】

請求項１１に記載のモータユニットであって、
前記回転子の周方向において、隣り合う前記巻線の間に隙間があり、当該隙間に前記電子部品が位置し又は延在する、
ことを特徴とするモータユニット。

【請求項13】

請求項１１に記載のモータユニットであって、
前記回転子の中心軸及び前記ティースを含む断面において、前記巻線は、前記ティースの根元側部分に巻かれた第１部分が、前記ティースの先端側部分に巻かれた第２部分よりも、前記基板の近くまで延在する、
ことを特徴とするモータユニット。

【請求項14】

請求項１３に記載のモータユニットであって、
前記断面において、前記軸方向における前記第１部分の存在範囲と前記電子部品の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする、
ことを特徴とするモータユニット。

【請求項15】

請求項１４に記載のモータユニットであって、
前記電子部品は、
前記第１面の表面から前記固定子側への突出量が第１突出量の第１電子部品と、
前記突出量が前記第１突出量よりも大きい第２突出量の第２電子部品と、を含み、
前記第１電子部品は、前記ティースの前記根元側部分と対向し、
前記第２電子部品は、前記ティースの前記先端側部分に対向し、前記軸方向において前記第１部分が存在する範囲に位置し又は延在する、
ことを特徴とするモータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機及びモータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、スイッチング素子を搭載した基板を固定子の後方に配置した作業機を開示する。特許文献２は、固定子の前方に配置した基板に固定子と対向するようスイッチング素子を搭載した作業機を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2014-161977号公報

【特許文献2】特開2012-076179号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、下記の課題１、２の少なくとも一つの解決を目的とする。
・課題１…大型化を抑制可能な作業機及びモータユニットを提供すること。
・課題２…モータや電子部品の冷却性が高い作業機及びモータユニットを提供すること。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のある態様は、作業機である。この作業機は、
複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻かれた巻線と、を含む固定子と、前記複数のティースの先端部に対向し前記固定子に対して回転する回転子と、を有するモータと、
前記回転子の軸方向における前記固定子の一方側の端部に固定され、前記固定子と対向する第１面と、前記第１面と反対側に位置する第２面と、を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられた電子部品と、
を備えた作業機であって、
前記軸方向における前記巻線の存在範囲と前記電子部品の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする、ことを特徴とする。

【0006】

本発明の別の態様は、モータユニットである。このモータユニットは、
複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻かれた巻線と、を含む固定子と、
前記複数のティースの先端部に対向し前記固定子に対して回転する回転子と、
前記回転子の軸方向における前記固定子の一方側の端部に固定され、前記固定子と対向する第１面と、前記第１面と反対側に位置する第２面と、を有する基板と、
前記基板の前記第１面に設けられた電子部品と、
を備え、
前記軸方向における前記巻線の存在範囲と前記電子部品の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする、ことを特徴とする。

【0007】

本発明の「作業機」は「電動作業機」や「電動工具」、「電気機器」等と表現されてもよく、そのように表現されたものも本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、上記の課題１、２の少なくとも一つを解決できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る作業機１の側面図。

【図2】作業機１の側断面図。

【図3】作業機１のモータ２０の一部の分解斜視図であって、固定子コア２４、後側インシュレータ２７、前側インシュレータ２８を互いに分離した状態の斜視図。

【図4】比較例の電気機器における、固定子コア２４の１つのティース３８に巻線２５が乱巻きされた状態の固定子コア２４の斜視図。

【図5】比較例の電気機器における、図４と同じ状態の固定子コア２４を別方向から見た斜視図。

【図6】比較例の電気機器における、固定子コア２４の各ティース３８に巻線２５が乱巻きされた状態の固定子コア２４の断面図。

【図7】作業機１における、固定子コア２４の１つのティース３８に巻線２５が整列巻きされた状態の固定子コア２４の斜視図。

【図8】作業機１における、図７と同じ状態の固定子コア２４を別方向から見た斜視図。

【図9】作業機１における、固定子コア２４の各ティース３８に巻線２５が整列巻きされた状態の固定子コア２４の断面図。

【図10】作業機１における、各ティース３８における巻線２５のコイル集中部とコイル非集中部をハッチングで区別して示した模式図。

【図11】作業機１の第１制御基板２９を後方から見た図。

【図12】第１制御基板２９を前方から見た図。

【図13】図１０のＡ－Ａ’断面図の第１例であって、巻線２５の第１部分４１に第１電子部品３１が対向する例を示す断面図。

【図14】図１０のＡ－Ａ’断面図の第２例であって、巻線２５の第１部分４１に貫通孔４４が対向する例を示す断面図。

【図15】図１０のＢ－Ｂ’断面図。

【図16】図１３にファン４０の発生する冷却風の流れを追加した断面図。

【図17】図１４にファン４０の発生する冷却風の流れを追加した断面図。

【図18】図１５にファン４０の発生する冷却風の流れを追加した断面図。

【図19】作業機１における要部寸法説明図。

【図20】(Ａ)は、比較例の電気機器における断面図であって、図１０のＡ－Ａ’断面に対応する断面を示す図。(Ｂ)は、図２０(Ａ)にファン４０の発生する冷却風の流れを追加した断面図。

【図21】作業機１の回路ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態は、モータ２０、基板２９、及び電子部品３０を備えたモータユニット、並びに当該モータユニットを備えた作業機１に関する。作業機１は、作業機ないし電動工具であり、具体的にはインパクト工具（インパクトドライバ）である。図１に示すように、作業機１における互いに直交する前後、上下方向を定義する。

【0011】

作業機１は、ハウジング１０を備える。ハウジング１０は、例えば左右二分割構造の樹脂成形体である。ハウジング１０は、モータ収容部１１、ハンドル部１２、及び電池パック装着部１３を含む。

【0012】

モータ収容部１１は、中心軸が前後方向と略平行な筒状部である。モータ収容部１１の左右両側面にそれぞれ、後述のファン４０の発生する冷却風の入口となる吸気口１４ａと当該冷却風の出口となる排気口１４ｂとが設けられる。

【0013】

ハンドル部１２は、上端がモータ収容部１１の前後方向の中間部に接続されて前記中間部から下方に延びる。電池パック装着部１３は、ハンドル部１２の下端に設けられ、電池パック１７を着脱可能に装着できる。作業機１は、電池パック１７の電力で動作する。

【0014】

作業機１は、モータ収容部１１の前部に接続されたハンマケース１８を有する。ハンマケース１８は、例えば金属製であり、モータ収容部１１に保持されてモータ収容部１１から前方に延びる。

【0015】

作業機１は、ハンドル部１２の上端部に、ユーザがモータ２０の駆動、停止を切り替えるためのトリガスイッチ１５を有する。作業機１は、モータ収容部１１とハンドル部１２との境界部付近に、ユーザがモータ２０の正転、逆転を切り替えるための正逆切替スイッチ１６を有する。

【0016】

図２に示すように、作業機１は、電池パック装着部１３内に第２制御基板５０を有する。第２制御基板５０は、図２１に示す演算部７０等を搭載する。作業機１は、電池パック装着部１３の前部上面に操作パネル１９を有する。操作パネル１９は、図２１に示す動作モードスイッチ６０等を有する。

【0017】

作業機１は、モータ収容部１１及びハンマケース１８の内側に、モータ２０、ファン４０、減速機構４８、回転打撃機構４９を有する。

【0018】

モータ２０は、インナーロータ型のブラシレスモータである。モータ２０は、モータ軸２１、回転子コア２２、回転子マグネット２３、固定子コア２４、巻線２５、後側インシュレータ２７、前側インシュレータ２８を有する。

【0019】

モータ軸２１は、前後方向と平行な回転軸である。モータ軸２１の後部は後側軸受３５に支持される。モータ軸２１の前部は前側軸受３６に支持される。後側軸受３５及び前側軸受３６は、ハウジング１０に保持される。

【0020】

回転子コア２２は、モータ軸２１の周囲に設けられ、モータ軸２１と一体に回転する。回転子マグネット２３は、回転子コア２２に挿入保持される。回転子マグネット２３は、回転子の周方向に例えば９０度間隔で４個設けられる。回転子コア２２及び回転子マグネット２３は、モータ２０の回転子を構成し、固定子コア２４に対して回転する。

【0021】

回転子の中心軸は、モータ軸２１の中心軸と同軸であり、以下「中心軸」と表記する。中心軸方向は、前後方向と平行である。回転子の周方向は、モータ軸２１の周方向と同方向であり、以下「周方向」と表記する。回転子の径方向は、モータ軸２１を中心とする放射方向であり、以下「径方向」と表記する。

【0022】

固定子コア２４、巻線２５、後側インシュレータ２７、前側インシュレータ２８は、モータ２０の固定子を構成する。固定子コア２４は、モータ収容部１１に保持され、回転子コア２２の径方向外側に位置する。巻線２５は、固定子コイルであり、固定子コア２４に設けられる。巻線２５にはワニス処理が行われる。

【0023】

後側インシュレータ２７は、固定子コア２４の後部に設けられる。前側インシュレータ２８は、固定子コア２４の前部に設けられる。後側インシュレータ２７及び前側インシュレータ２８は、例えば樹脂成形体であり、固定子コア２４と巻線２５との間を絶縁する。前側インシュレータ２８の前部、すなわち固定子の一方側の端部に、基板としての第１制御基板２９が取り付けられ又は固定される。第１制御基板２９は、前側軸受３６よりも後方に位置する。モータ収容部１１のうち第１制御基板２９の側方となる部分ないし当該部分より前方に、図１に示す吸気口１４ａが位置する。

【0024】

ファン４０は、回転子コア２２及び固定子コア２４の後方かつ後側軸受３５の前方においてモータ軸２１に取り付けられ、モータ軸２１と一体に回転し、モータ２０（回転子、固定子）、第１制御基板２９、及び電子部品３０等を冷却する冷却風を発生する。ファン４０は、遠心方向の気流を発生させる遠心ファンである。モータ収容部１１のうちファン４０の側方となる部分に図１に示す排気口１４ｂが位置する。ファン４０、モータ２０、第１制御基板２９は、中心軸に沿って並び、中心軸方向から見て重なる配置である。

【0025】

モータ２０の回転は、減速機構４８により減速され、回転打撃機構４９に伝達される。減速機構４８及び回転打撃機構４９の構成は周知なのでここでは説明を省略する。

【0026】

図３は、固定子コア２４、後側インシュレータ２７、前側インシュレータ２８を互いに分離した状態の斜視図である。前側インシュレータ２８は、第１制御基板２９をネジ止めするためのネジボス部４７を有する。固定子コア２４は、円筒状のヨーク３７（環状部）と、ティース３８（突極部）と、を有する。

【0027】

ティース３８は、ここでは一例として６個である。６個のティース３８は、ヨーク３７の周方向に等角度間隔で設けられ、それぞれヨーク３７から径方向内側に突出する。ティース３８の先端であるティーストップ３９は、周方向に広がっている。各ティース３８の先端面が回転子コア２２の外周面と対向する。各ティース３８は巻線スロットを成す。

【0028】

図４～図６は、比較例における巻線２５の巻き方を示す。図４及び図５では見やすさの観点から一つのティース３８のみに巻線２５を設けられた状態を示すが、実際には各ティース３８に巻線２５が設けられる。

【0029】

比較例では巻線２５がティース３８に乱巻きされる。比較例における巻線２５の巻き方には、以下の問題点がある。

【0030】

・問題点１…巻線２５が３次元的に交差するため、デッドスペースが多く、巻線２５による空間占有率が低い。このため、巻線２５が大型化し、モータ２０の小型化を妨げる。

【0031】

・問題点２…巻線２５が交差する場所は制御できないため、巻線２５が周方向や中心軸方向にランダムに突出する。例えば図６に示すように、巻線２５を施すための図示しない巻線機の巻線ヘッドが通るスペース（図６中の巻線ヘッドスペース）に巻線２５が突出すると、巻線ヘッドが巻線２５に干渉する形で巻線作業が行われることになり、品質が低下する。また、第１制御基板２９は、巻線２５が中心軸方向に突出することを加味して固定子コア２４に対して中心軸方向に余裕を持って離間配置する必要があり、モータユニットとしての全長が長くなる。

【0032】

図７～図９は、本実施形態における巻線２５の巻き方を示す。図７及び図８では見やすさの観点から一つのティース３８のみに巻線２５を設けられた状態を示すが、実際には各ティース３８に巻線２５が設けられる。

【0033】

本実施形態では巻線２５はティース３８に整列巻きされる。具体的には、図９に示すように、巻線２５は、ティース３８の外周面に対して俵状に積み上がるように整列巻きされる。

【0034】

図８に示すように巻線２５は、ティース３８の根元側部分に巻かれた第１部分４１と、ティース３８の先端側部分に巻かれた第２部分４２と、を含む。巻線２５は、第１部分４１が第２部分４２よりも中心軸方向に突出するように（出っ張るように）巻かれる。すなわち、後述の図１３に示すように、第１部分４１は、第２部分４２よりも、第１制御基板２９の近くまで延在する。

【0035】

第１部分４１は、第２部分４２と比較して、ティース３８の外周面に対する積層数が多い。巻線２５は、ティース３８の先端側から根元側に行くにつれて（第２部分４２から第１部分４１にかけて）、中心軸方向に漸次盛り上がるように、すなわちティース３８の外周面に対する積層数（巻数）が多くなるように巻かれる。その結果、後述の図１３に示す断面において、巻線２５は略三角形状ないし略台形状となる。巻線２５は、第１部分４１のうちティース３８の根元側の端部は、中心軸方向に低くなるように巻かれる。

【0036】

本実施形態における巻線２５の巻き方によれば、整列巻きのため巻線２５が３次元的に交差することが抑制され、デッドスペースが少なく、巻線２５による空間占有率が高い。このため、巻線２５を小型化しやすく、モータ２０の小型化に有利である。すなわち、比較例における上記問題点１を解決できる。

【0037】

また、巻線２５が整列巻きされるため、巻線２５が周方向や中心軸方向にランダムに突出することが抑制される。このため、図９に示すように、巻線２５を施すための図示しない巻線機の巻線ヘッドが通るスペース（図９中の巻線ヘッドスペース）に巻線２５が突出することが抑制され、巻線ヘッドが巻線２５に干渉する形で巻線作業が行われるリスクが抑制され、巻線２５の品質低下が抑制される。また、第１制御基板２９を固定子コア２４に寄せて配置でき、モータユニットとしての全長を短くできる。すなわち、比較例における上記問題点２を解決できる。

【0038】

図１０は、各ティース３８における巻線２５のコイル集中部とコイル非集中部をハッチングで区別して示した模式図である。コイル集中部は、コイル非集中部と比較して巻線２５が盛り上がった部分である。図１０に示すように、周方向において隣り合う巻線２５の間には隙間２６がある。

【0039】

図１１は、第１制御基板２９を後方から見た図であって、第１制御基板２９の背面、すなわち固定子コア２４と対向する第１面を示す図である。図１２は、第１制御基板２９を前方から見た図であって、第１制御基板２９の前面、すなわち第１面とは反対側に位置する第２面を示す図である。図１１において、巻線２５を後方から第１制御基板２９に投影した範囲をハッチングで併せて示している（図１１中の巻線存在範囲）。第１制御基板２９の中央部にはモータ軸２１を通すための貫通孔４３が設けられる。

【0040】

図１１に示すように、第１制御基板２９の背面には、電子部品３０が搭載され（設けられ）、また第２制御基板５０との間の配線接続用のコネクタ３４が設けられる。電子部品３０は、第１電子部品３１、第２電子部品３２、第３電子部品３３を含む。

【0041】

第１電子部品３１は、第１制御基板２９の背面のうち、図１０に示すコイル集中部を後方から投影した範囲、すなわちティース３８の根元側部分に対向する位置に設けられる。第１電子部品３１は、小型素子（低背素子）であり、例えば図２１に示す検出抵抗６５（シャント抵抗）やコンデンサ６８である。

【0042】

第１制御基板２９のうち、図１１において第１電子部品３１の範囲として示した部分の少なくとも一部を、図１４に示すように貫通孔４４としてもよい。第１制御基板２９のうち、図１１において第１電子部品３１の範囲として示した部分において、第１電子部品３１と貫通孔４４が並んで存在してもよい。すなわち、第１制御基板２９のうちティース３８の根元側部分に対向する位置に貫通孔４４を設けてもよい。

【0043】

第２電子部品３２は、第１制御基板２９の背面のうち、図１０に示すコイル非集中部を後方から投影した範囲、かつ第１電子部品３１よりも径方向内側の範囲、すなわちティース３８の先端側部分に対向する位置に設けられる。第２電子部品３２は、中型素子（中背素子）であり、例えば図２１に示すホールＩＣ６３である。

【0044】

第３電子部品３３は、第１制御基板２９の背面のうち、図１０に示す隙間２６を後方から投影した範囲（すなわち隙間２６と対向する位置）、及び当該範囲を中心軸に向けて延長した範囲に跨がって設けられる。第３電子部品３３は、大型素子（高背素子）であり、例えば図２１に示すインバータ回路６４の各スイッチング素子である。

【0045】

図１２に示すように、第１制御基板２９の前面には、電子部品は搭載されず、コネクタも設けられない。

【0046】

図１３は、図１０のＡ－Ａ’断面図の第１例であって、巻線２５の第１部分４１に第１電子部品３１が対向する例を示す断面図である。図１３及び後述の図１４～図２０において、中心軸を示す線（中心軸線４５）を一点鎖線で示す。図１３、図１４、図１６、図１７、図１９、図２０に示す断面は、中心軸及びティース３８を含む断面の例示である。

【0047】

図１３に示すように、第１制御基板２９の表面から固定子コア２４側への第２電子部品３２の突出量（第２突出量）は、第１制御基板２９の表面から固定子コア２４側への第１電子部品３１の突出量（第１突出量）よりも大きい。第１電子部品３１は、ティース３８の根元側部分と対向し、巻線２５の第１部分４１と対向する。第２電子部品３２は、ティース３８の先端側部分に対向し、巻線２５の第２部分４２と対向し、中心軸方向において第１部分４１が存在する範囲に位置し又は延在する。

【0048】

図１４は、図１０のＡ－Ａ’断面図の第２例であって、巻線２５の第１部分４１に貫通孔４４が対向する例を示す断面図である。貫通孔４４は、ファン４０の発生する冷却風の通路（通風孔）として機能する。

【0049】

図１５は、図１０のＢ－Ｂ’断面図である。図１３と図１５との対比から明らかなように、第１制御基板２９の表面から固定子コア２４側への第３電子部品３３の突出量（第３突出量）は、第１制御基板２９の表面から固定子コア２４側への第２電子部品３２の突出量（第２突出量）よりも大きい。

【0050】

第３電子部品３３は、第１制御基板２９の背面において、周方向において隣り合う巻線２５の間の隙間２６（図１０）に対向する位置にある。第３電子部品３３は、隙間２６に位置し又は延在する。中心軸方向における巻線２５の存在範囲（図１５中の巻線存在範囲）と第３電子部品３３の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする。

【0051】

図１６～図１８は、それぞれ図１３～図１５にファン４０の発生する冷却風（以下「冷却風」）の流れを追加した断面図である。冷却風は、第１制御基板２９の前方から貫通孔４３を通過してモータユニットの内部に入り込む。

【0052】

図１６の例では、冷却風が巻線２５の後部表面と第２電子部品３２の径方向内側部分を冷却する。図１７の例では、貫通孔４４が通風孔として機能するため、冷却風が巻線２５の前部表面や第２電子部品３２の径方向外側部分も冷却する。第１制御基板２９のうち図１１において第１電子部品３１の範囲として示した部分に第１電子部品３１と貫通孔４４が並んで存在する場合、貫通孔４４を通る冷却風により第１電子部品３１の冷却効果も得られる。

【0053】

図１８に示す断面には巻線２５が存在しないため、第３電子部品３３は大風量の冷却風で効果的に冷却される。図１７に示すように貫通孔４４が存在する場合、貫通孔４４を通る冷却風は第３電子部品３３も冷却する。

【0054】

図１９は、作業機１における要部寸法説明図である。図１９において、Ｚ０は、固定子コア２４の前面と第１制御基板２９の背面との間の距離である。Ｚ１は、ティース３８の前面からの前方への巻線２５の最大長である。Ｚ２は、ティース３８の前面から前方への巻線２５の最小長である。

【0055】

前述のＺ０、Ｚ１、Ｚ２を用いると、第１電子部品３１の高さ（第１制御基板２９の表面からの突出長）は、Ｚ０－Ｚ１より短い。また、第２電子部品３２の高さ（第１制御基板２９の表面からの突出長）は、Ｚ０－Ｚ１より長く、Ｚ０－Ｚ２より短い。また、第３電子部品３３の高さ（第１制御基板２９の表面からの突出長）は、Ｚ０－Ｚ２より長い。

【0056】

図２０(Ａ)は、比較例の電気機器における断面図であって、図１０のＡ－Ａ’断面に対応する断面を示す図である。図２０(Ｂ)は、図２０(Ａ)にファン４０の発生する冷却風の流れを追加した断面図である。

【0057】

図２０(Ａ)に示すように、比較例では巻線２５がティース３８に乱巻きされるため、巻線２５が中心軸方向にランダムに突出していても第１制御基板２９やそれに設けられた電子部品４６に接触しないように、第１制御基板２９が固定子コア２４に対して中心軸方向に余裕を持って離間配置される。このため、比較例におけるモータユニットの全長Ｈ２は、図１３～図１８に示す実施形態のモータユニットの全長Ｈ１よりも長くなる。

【0058】

図２０(Ｂ)に示すように、比較例において冷却風は、巻線２５の表面の一部と電子部品４６の一部にのみ当たり、冷却効率は低い。また、巻線２５内に空気が溜まり、巻線２５の内周部の熱が表面に伝わりにくく、巻線２５内に熱がこもりやすい。また、巻線２５内に点在する空隙部は、ワニス処理により空気を内包したカプセルとなり断熱効果を有する。このため、巻線２５の通電により発生するジュール熱（銅損）が、冷却風の当たる巻線２５の外周部に速やかに伝熱できず、巻線２５内に熱がこもりやすい。

【0059】

図２１は、作業機１の回路ブロック図である。

【0060】

電池パック１７の出力端子間にコンデンサ６８及びインバータ回路６４が並列に設けられる。インバータ回路６４は、三相ブリッジ接続された６つのスイッチング素子からなり、モータ２０を駆動する駆動部（駆動回路）である。インバータ回路６４を構成する各スイッチング素子は、第３電子部品３３の一例である。検出抵抗６５は、巻線２５に流れる電流（以下「モータ電流」）の経路に設けられる。検出抵抗６５及びコンデンサ６８は、第１電子部品３１の一例である。

【0061】

制御電源回路５１は、電池パック１７の出力電圧を演算部７０等の電源電圧に変換し、演算部７０等に供給する。電流検出回路５２は、検出抵抗６５の電圧によりモータ電流を検出し、演算部７０に送信する。スイッチ操作検出回路５３は、トリガスイッチ１５の操作を検出し、演算部７０に送信する。電圧検出回路５５は、電池パック１７の出力電圧を検出し、演算部７０に送信する。図示は省略するが、電圧検出回路５５等の各ブロックにもシャント抵抗が含まれ、当該シャント抵抗は第１電子部品３１の一例である。

【0062】

温度検出回路６７は、インバータ回路６４の近傍に設けられたサーミスタ等の温度センサ６６の出力信号によりインバータ回路６４の温度を検出し、演算部７０に送信する。温度センサ６６は、第１電子部品３１の一例である。

【0063】

制御信号回路５６は、演算部７０の制御に従い、インバータ回路６４の各スイッチング素子のオンオフを制御する制御信号を出力する。回転位置検出回路５７は、第１制御基板２９に設けられた例えば３つのホールＩＣ６３（磁気センサ）の出力信号によりモータ２０の回転位置（回転子の回転位置）を検出し、演算部７０に送信する。ホールＩＣ６３は、回転位置検出素子であり、第２電子部品３２の一例である。

【0064】

回転数検出回路５８は、回転位置検出回路５７の出力信号によりモータ２０の回転数（以下「モータ回転数」）を検出し、演算部７０に送信する。動作モード検出回路５９は、ユーザによる動作モードスイッチ６０の操作を検出し、演算部７０に送信する。照明ＬＥＤ駆動回路６１は、演算部７０の制御に従い、照明ＬＥＤ６２を駆動する。

【0065】

演算部７０は、マイクロコントローラ等を含み、作業機１の全体の動作を制御する制御部である。演算部７０は、第２制御基板５０に搭載される。演算部７０は、トリガスイッチ１５がオンになると、インバータ回路６４の制御を通じてモータ２０を駆動する。演算部７０は、動作モードスイッチ６０の操作に応じた運転モード（動作モード）でモータ２０を駆動する。

【0066】

本実施形態は、下記の作用効果を奏する。

【0067】

(1) 図１３に示すように、中心軸方向における巻線２５の存在範囲と第２電子部品３２の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする（重複する）。このため、中心軸方向における巻線２５の存在範囲と第２電子部品３２の存在範囲とがオーバーラップしない構成と比較して、モータユニットとしての全長を短くできる。よって、モータユニット及び作業機１の大型化を抑制できる。

【0068】

(2) 図１３に示すように、中心軸及びティース３８を含む断面において、巻線２５は、ティース３８の根元側部分に巻かれた第１部分４１が、ティース３８の先端側部分に巻かれた第２部分４２よりも、第１制御基板２９の近くまで延在する。すなわち、巻線２５は、ティース３８の先端側部分よりもティース３８の根元側部分に多く巻かれる。そして、低背の第１電子部品３１は、ティース３８の根元側部分と対向し、巻線２５の第１部分４１と対向する。中背の第２電子部品３２は、ティース３８の先端側部分に対向し、巻線２５の第２部分４２と対向し、中心軸方向において第１部分４１が存在する範囲に位置し又は延在する。このため、モータユニット内におけるデッドスペースが削減され効率的なレイアウトとなり、モータユニット及び作業機１の大型化を抑制できる。

【0069】

(3) 図１５に示すように、中心軸方向における巻線２５の存在範囲と第３電子部品３３の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする（重複する）。このため、中心軸方向における巻線２５の存在範囲と第３電子部品３３の存在範囲とがオーバーラップしない構成と比較して、モータユニットとしての全長を短くできる。よって、モータユニット及び作業機１の大型化を抑制できる。

【0070】

(4) 周方向において隣り合う巻線２５の間に存在する図１０に示す隙間２６に第３電子部品３３が位置し又は延在する。このため、巻線２５との干渉を避けながら高背の第３電子部品３３を第１制御基板２９の背面（固定子コア２４との対向面）に配置できる。よって、モータユニット内におけるデッドスペースが削減され効率的なレイアウトとなり、モータユニットの小型化に有利である。また、第１制御基板２９の前面に第３電子部品３３を配置する場合と比較してモータユニットの全長を短くでき、モータユニット及び作業機１の大型化を抑制できる。

【0071】

(5) 図１４及び図１７に示すように、第１制御基板２９のうちティース３８の根元側部分に対向する位置に貫通孔４４を設けてもよく、この場合、貫通孔４４が通風孔として機能することで、第１電子部品３１、第２電子部品３２、第３電子部品３３、巻線２５に当たり冷却風の量を増やすことができ、冷却性が高められる。

【0072】

(6) 巻線２５が整列巻きされるため、巻線２５が３次元的に交差することが抑制される。よって、モータユニット内のデッドスペースが少なく、巻線２５による空間占有率が高い。このため、巻線２５を小型化しやすく、モータユニット及び作業機１の小型化に有利である。また、巻線２５の内部に空気溜りができることが抑制され、巻線２５の内部の熱が巻線２５の表面に伝わりやすい。巻線２５の表面には冷却風が当たるため、巻線２５の冷却性が良い。

【0073】

(7) 巻線２５が整列巻きされるため、巻線２５が周方向や中心軸方向にランダムに突出することが抑制される。このため、図９に示すように、巻線２５を施すための図示しない巻線機の巻線ヘッドが通るスペース（図９中の巻線ヘッドスペース）に巻線２５が突出することが抑制され、巻線ヘッドが巻線２５に干渉する形で巻線作業が行われるリスクが抑制され、巻線２５の品質低下が抑制される。また、巻線２５の前端位置（第１制御基板２９側の端部の位置）が制御されるため、第１制御基板２９を固定子コア２４に寄せて配置でき、モータユニットとしての全長を短くできる。よって、モータユニット及び作業機１の大型化を抑制できる。

【0074】

以上、実施形態を例に本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されない。実施形態で具体的に説明した各事項には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【0075】

モータ２０における回転子の極数と固定子のスロット数の組合せは、実施形態の例（４極６スロット）に限定されず任意であり、例えば２極３スロットや４極３スロットでもよい。

【0076】

第１制御基板２９の背面のレイアウトは、図１１に例示したような幾何学模様に限定されず、非幾何学模様であってもよい。第１制御基板２９の背面に設けられる電子部品３０の高さ（第１制御基板２９の表面からの突出長）は、３種類に限定されず、１種類でも２種類でも４種類以上でもよい。

【0077】

電子部品３０の一部は第１制御基板２９の前面に設けられてもよい。この場合、低背の電子部品を第１制御基板２９の前面に設けることで、モータユニットの全長が長くなることを抑制できる。

【0078】

第１制御基板２９の背面と前面とを貫通する貫通孔４４は、ティース３８の根元側部分に対向する位置以外の任意の位置に設けられてもよい。

【0079】

固定子コア２４に対する第１制御基板２９とファン４０の前後関係は逆にしてもよい。また、固定子コア２４に対して前後方向の同じ側に第１制御基板２９とファン４０を設けてもよい。あるいは、ファン４０は省略してもよい。

【0080】

巻線２５は、整列巻きに限定されず、またティース３８の先端側部分よりもティース３８の根元側部分に多く巻かれることに限定されない。この場合でも、隙間２６に第３電子部品３３が位置し又は延在するという構成（中心軸方向における巻線２５の存在範囲と第３電子部品３３の存在範囲とが少なくとも部分的にオーバーラップする構成）による小型化のメリットは得られる。

【符号の説明】

【0081】

１…作業機、１０…ハウジング、１１…モータ収容部、１２…ハンドル部、１３…電池パック装着部、１４ａ…吸気口、１４ｂ…排気口、１５…トリガスイッチ、１６…正逆切替スイッチ、１７…電池パック、１８…ハンマケース、１９…操作パネル、２０…モータ、２１…モータ軸、２２…回転子コア、２３…回転子マグネット、２４…固定子コア、２５…巻線、２６…隙間、２７…後側インシュレータ、２８…前側インシュレータ、２９…第１制御基板、３０…電子部品、３１…第１電子部品、３２…第２電子部品、３３…第３電子部品、３４…コネクタ、３５…後側軸受、３６…前側軸受、３７…ヨーク（環状部）、３８…ティース（突極部）、３９…ティーストップ、４０…ファン、４１…第１部分、４２…第２部分、４３、４４…貫通孔、４５…中心軸線、４６…電子部品、４７…ネジボス部、４８…減速機構、４９…回転打撃機構、５０…第２制御基板、５１…制御電源回路、５２…電流検出回路、５３…スイッチ操作検出回路、５５…電圧検出回路、５６…制御信号回路、５７…回転位置検出回路、５８…回転数検出回路、５９…動作モード検出回路、６０…動作モードスイッチ、６１…照明ＬＥＤ駆動回路、６２…照明ＬＥＤ、６３…ホールＩＣ（磁気センサ）、６４…インバータ回路、６５…検出抵抗、６６…温度センサ、６７…温度検出回路、６８…コンデンサ、７０…演算部（制御部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】