特許 7539106 ブラシレスモータ及び電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】ブラシレスモータ及び電動工具

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/52 20060101AFI20240816BHJP

   H02K 3/50 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H02K3/52 E

H02K3/50 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020056651

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021158791

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-11-14

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 暁斗

(72)【発明者】

【氏名】北村 孝太

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８２７１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１８８９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０６６１０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１４３８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０７８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２９１２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／５２

Ｈ０２Ｋ ３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に配置された複数相のコイル相を有するインナーロータ型のブラシレスモータであって、
前記複数相のコイル相をスイッチング回路に接続する複数の端子部を有し、
前記複数の端子部は、前記複数相のコイル相の内接円よりも内側に配置され、
前記複数の端子部の各々は、前記複数相のコイル相のうち２つのコイル相のコイル端子を挟み込んで接続する配線接続部を備え、
前記複数の端子部の前記配線接続部は、前記複数相のコイル相の前記内接円よりも内側に配置され、
前記複数の端子部は、前記スイッチング回路のスイッチ素子が実装されている駆動基板に設けられた孔に、貫通する、
ブラシレスモータ。

【請求項2】

前記複数の端子部のそれぞれに一対一に対応し、前記複数の端子部のうち対応する端子部を保持する複数の保持部材を、更に備える、
請求項１に記載のブラシレスモータ。

【請求項3】

ヨーク部、及び前記ヨーク部の内周面から突出し、前記複数相のコイル相が一対一に設けられた複数のティース部を有するステータコアと、
前記複数相のコイル相、及び前記複数相のコイル相に電流を流すために設けられた前記複数相のコイル相に一対一に対応する複数のコイル端子を有するコイル部と、を含むステータと、
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、前記複数のティース部と間隔をあけて配置されたロータと、
前記ステータコアの回転軸方向の端面に固定されたインシュレータと、を更に備え、
前記複数の保持部材は、前記インシュレータに保持される、
請求項２に記載のブラシレスモータ。

【請求項4】

前記複数の保持部材は、前記インシュレータと一体に形成されている、
請求項３に記載のブラシレスモータ。

【請求項5】

前記複数のティース部は、分割可能に構成されている、
請求項３又は４に記載のブラシレスモータ。

【請求項6】

前記複数の端子部のそれぞれは、前記複数のティース部のうち隣接する一対のティースの間に存在する、
請求項３～５のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。

【請求項7】

回転軸方向において前記複数の保持部材と前記ロータとの間に、前記複数の保持部材に対向して前記ロータの回転角度を検出するセンサ基板が配置される、
請求項３～６のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。

【請求項8】

前記複数の保持部材は、転動する軸受を更に保持する、
請求項２～７のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。

【請求項9】

前記複数の端子部のそれぞれは、前記複数相のコイル相で囲まれた内側から、出力軸の先端とは反対方向に突出する、
請求項１～８のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載のブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを収容するハウジングと、を備えた、
電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般にブラシレスモータ及び電動工具に関し、より詳細には冷却機構を有するブラシレスモータ及び電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動機の冷却機構が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１では、モータケース内にロータとステータとを配置し、これらロータおよびステータの少なくとも一方に冷却風を導くモータ冷却風路をモータケースに形成する。また、モータケースのロータ回転軸方向一側に駆動回路が設けられたホルダ部材を組み付け、このホルダ部材の駆動回路に冷却風を導く回路冷却風路を形成する。この回路冷却風路とモータ冷却風路とを連通させ、これら冷却風路の連通路にロータと一体的に回転して各冷却風路に冷却風を生じさせるファンを配置している。

【0004】

特許文献１の電動機の冷却装置によると、電動機と回路とを組み付け、電動機自体の冷却と駆動回路との冷却とを全体としての大型化を招くことなく、また、少ない部品点数で効率的に行なえる電動機を提供することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－３１８８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、冷却風は、ロータとステータとの間の隙間を通過するのみで、電流が流れることにより発熱するコイルを直接冷却することができず、十分な冷却効果を上げることができない。

【0007】

本開示は上記課題に鑑みてなされ、コイルの冷却効率を高めることができるブラシレスモータ及び電動工具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係るブラシレスモータは、回転軸を中心に配置された複数相のコイル相を有するインナーロータ型のブラシレスモータであって、前記複数相のコイル相をスイッチング回路に接続する複数の端子部を有する。前記複数の端子部は、前記複数相のコイル相の内接円よりも内側に配置されている。前記複数の端子部の各々は、前記複数相のコイル相のうち２つのコイル相のコイル端子を挟み込んで接続する配線接続部を備える。前記複数の端子部の前記配線接続部は、前記複数相のコイル相の前記内接円よりも内側に配置される。前記複数の端子部は、前記スイッチング回路のスイッチ素子が実装されている駆動基板に設けられた孔に、貫通する。

【0009】

本開示の一態様に係る電動工具は、前記ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを収容するハウジングと、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によると、コイルの冷却効率を高めることができるブラシレスモータ及び電動工具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態に係る電動工具を説明する模式図である。

【図2】図２は、同上のブラシレスモータとハウジングを説明する模式図である。

【図3】図３は、同上のブラシレスモータを説明する模式図である。

【図4】図４は、同上のブラシレスモータの内部構造を説明する模式図である。

【図5】図５は、同上のブラシレスモータの分解斜視図である。

【図6】図６は、同上のブラシレスモータの上面図である。

【図7】図７は、同上のブラシレスモータのＡ－Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0013】

（実施形態１）
以下、本実施形態に係るブラシレスモータ１及び電動工具１０について、図１～図７を用いて説明する。

【0014】

（１）概要
電動工具１０は、図１及び図２に示すように、ブラシレスモータ１と、ブラシレスモータ１を収容するハウジング１１と、を備える。また、図１に示すように、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、を更に備える。すなわち、電動工具１０は、先端工具１０５をブラシレスモータ１の駆動力で駆動する工具である。

【0015】

ブラシレスモータ１は、先端工具１０５を駆動する駆動源である。電源１０１は、ブラシレスモータ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、ブラシレスモータ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。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。先端工具１０５（ビット）は、例えば、ドライバ、ソケット又はドリルである。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に取り付けられて用いられる。これにより、電動工具１０の先端工具１０５は回転する。

【0016】

トリガボリューム１０６は、ブラシレスモータ１の回転を制御するための操作を受け付ける。トリガボリューム１０６に対する操作により、ブラシレスモータ１のオンとオフが切替可能である。ブラシレスモータ１がオフ状態時に、トリガボリューム１０６が引き込まれることにより、ブラシレスモータ１の状態がオフ状態からオン状態に切り替えられる。ブラシレスモータ１がオン状態時に、トリガボリューム１０６に対する引き込み操作を止めることにより、ブラシレスモータ１の状態がオン状態からオフ状態に切り替えられる。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、つまりブラシレスモータ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、ブラシレスモータ１を回転又は停止させ、また、ブラシレスモータ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への操作によってブラシレスモータ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。

【0017】

なお、本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。

【0018】

（２）構成
図２～図７を参照して、ブラシレスモータ１の構成について説明する。ブラシレスモータ１は、一例として、６極９スロットの３相ブラシレスモータである。極とは、ロータ２の永久磁石２１の極数を意味し、Ｎ極とＳ極とが一対で２極である。また、スロット数は、コイル３２の数を意味している。３相モータとは、１２０度間隔で独立したコイルが３個あるモータのことである。

【0019】

ブラシレスモータ１は、インナーロータ型のブラシレスＤＣモータである。ブラシレスモータ１は、図５に示すように、ロータ２と、ステータ３と、センサ基板４と、インシュレータ５（コイル枠）と、基板６と、を備える。また、ブラシレスモータ１は、第１ベアリング１４と、第２ベアリング１６と、ファン１５と、複数相（本実施形態では３相）のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３と、複数の端子部８と、複数の保持部材５０７と、を更に備える。

【0020】

（２－１）ハウジング
ハウジング１１は、図２に示すように、ブラシレスモータ１を収容する外筒である。ハウジング１１は、回転軸Ｃ１を中心とした円筒状である。ハウジング１１は、第１筐体１１４と、第２筐体１１５と、を有する。ハウジング１１は、排気口１２と、吸気口１３と、を備える。吸気口１３は、ブラシレスモータ１のファン１５の動作に従って、ブラシレスモータ１のコイル３２を空冷するために外部から空気を吸気する孔である。排気口１２は、吸気した空気を熱とともに排気する孔である。空気は第２基板側からファン１５側へと流れる。

【0021】

（２－２）ロータ
ロータ２は、円筒状のロータコア２２と、複数（図５では６つ）の永久磁石２１と、出力軸２０と、を備える。出力軸２０は、ロータコア２２と、回転軸Ｃ１を同軸として、ロータコア２２の内部に保持されている。複数の永久磁石２１は、ロータコア２２に穿たれた複数の孔２３にそれぞれ嵌合する。複数の永久磁石２１は、ロータコア２２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。

【0022】

ロータコア２２の形状は、ロータコア２２の回転軸Ｃの方向から見て円状であり、ロータコア２２の中心とは当該円の中心に相当する。

【0023】

ロータコア２２は、複数の鋼板を含んでいる。ロータコア２２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（例えば、ケイ素鋼板）により形成されている。

【0024】

ロータコア２２の内側には、出力軸２０が保持されている。図５に示すように、ロータコア２２は、出力軸２０が通される軸孔２２１を有している。ロータコア２２は、出力軸２０とともにステータ３に対して回転可能であり、ステータ３の複数のコイル３２に電流が流れることにより発生する磁界により回転する。つまり、ロータコア２２は、永久磁石２１を有し、永久磁石２１による磁界とステータ３のコイル３２に電流が流れることにより発生する磁界とで回転し、発生するトルクを出力軸２０に伝える。ロータコア２２の材料は、例えば、鉄である。ロータコア２２の鉄心は、例えば、ケイ素が混入されたケイ素鋼、パーマロイ、フェライトが用いられる。また、ロータコア２２は、発生するトルクを出力軸２０に伝えるために高強度が求められることから、鉄、ニッケル、銅、炭素等の合金が使用されることもある。

【0025】

永久磁石２１の各々は、例えば、ネオジム磁石である。永久磁石２１の各々の周方向の２つの磁極は、ロータコア２２の周方向に並んでいる。永久磁石２１の各々は、径方向に着磁されている。ロータコア２２の周方向において隣接する２つの永久磁石は、それぞれ異なる極が来るように配置されている。つまり、複数の永久磁石２１の周方向の外周には磁石のＮ極とＳ極が交互に配置される。

【0026】

（２－３）ステータ
ステータ３は、複数（図示例では、９つ）のコイル３２と、ステータ鉄心３４と、インシュレータ５と、を備える。ステータ３は、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３、及び複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３に電流を流すために設けられた複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３に一対一に対応する複数のコイル端子８０１を有するコイル部９と、を含む。複数のコイル３２は、コイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３に一対一に対応している。本実施形態では、コイル相Ｗ１を基準として左回りに、コイル相Ｗ１、Ｖ１，Ｕ１，Ｗ２，Ｖ２，Ｕ２，Ｗ３，Ｖ３，Ｕ３の順の配置されている。

【0027】

ロータ２は、ヨーク部３０の中心軸を回転軸Ｃ１とし、ステータコア３１の内側において、複数のティース部３５と間隔をあけて配置されている。

【0028】

ステータ鉄心３４は、ステータコア３１と、ヨーク部３０と、を有している。ヨーク部３０は、ステータコア３１に取り付けられる。ステータコア３１は、図５に示すように、円筒状の連結部３３と、複数（図６では９つ）のティース部３５と、を有している。連結部３３の内側の空間３６には、ロータ２が配置される。複数のティース部３５の各々は、胴部３５１と、２つの先端片３５２と、を含んでいる。胴部３５１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３５２は、胴部３５１の先端側の部位から胴部３５１の突出方向と交差する方向に延びている。

【0029】

連結部３３は、少なくとも一部の隣り合うティース部３５を連結する。

【0030】

複数のティース部３５は、ヨーク部３０の内周面から突出し、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３が一対一に設けられている。

【0031】

複数のティース部３５には、複数のコイル３２が、各々、インシュレータ５を介して配置される。つまり、胴部３５１には、インシュレータ５を介してコイル３２が巻かれる。連結部３３は、コイル３２よりもロータ２の側に位置している。すなわち、コイル３２とロータ２との間に連結部３３が位置している。

【0032】

複数のティース部３５は、分割可能に構成されていてもよい。複数のティース部３５が分割できることにより、分割された状態でコイル３２を巻回し、後からステータコア３１を形成することができる。そのため、巻線の占積率が向上し、銅損が低下し、ブラシレスモータ１の効率が向上する。ここで、占積率とは、銅線を巻く部分に対する銅線の占める面積のことを意味している。

【0033】

２つの先端片３５２は、コイル３２が胴部３５１から脱落することを抑制する抜け止めとして設けられている。つまり、胴部３５１の先端側にコイル３２が移動しようとする場合に、コイル３２が２つの先端片３５２に引っ掛かることで、コイル３２の脱落を抑制できる。

【0034】

ステータ３のステータ鉄心３４のステータコア３１は、複数の鋼材を含む。ステータコア３１は、複数の鋼板を厚さ方向に蓄積して形成されている。各鋼板は、磁性材料より形成され、例えば、ケイ素鋼板である。

【0035】

図５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繋がっている。

【0036】

図５に示すように、複数のティース部３５の胴部３５１の形状は、直方体状である。連結部３３とティース部３５とが一体に形成されている。胴部３５１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。複数のティース部３５の胴部３５１は、連結部３３の周方向において等間隔に設けられている。

【0037】

２つの先端片３５２は、胴部３５１の先端側の部位から、胴部３５１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３５２は、胴部３５１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３５２は、連結部３３の周方向に延びている。

【0038】

ヨーク部３０は、複数の鋼板を含む。ヨーク部３０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おり、例えば、ケイ素鋼板である。ヨーク部３０の形状は、円筒状である。ヨーク部３０は、複数のティース部３５に取り付けられ、複数のティース部３５を囲んでいる。

【0039】

ヨーク部３０は、図５に示すように、複数（９つ）の嵌合部３０１をヨーク部３０の内周に有している。ヨーク部３０は、ティース部３５と同数の嵌合部３０１を有している。複数の嵌合部３０１の各々は、ヨーク部３０の内周面に設けられた窪みである。複数の嵌合部３０１は、複数のティース部３５と、一対一で対応している。複数の嵌合部３０１の各々と、複数のティース部３５のうちこの嵌合部３０１と対応するティース部３５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、ヨーク部３０が複数のティース部３５に取り付けられる。

【0040】

嵌合部３０１の各々には、ティース部３５のうち２つの先端片３５２を含む部位が嵌め込まれる。そのため、ヨーク部３０の周方向における各嵌合部３０１の長さは、胴部３５１から突出した２つの先端片３５２のうち一方の先端片３５２の突出先端と、他方の先端片３５２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。

【0041】

ステータコア３１にインシュレータ５が装着されコイル３２が巻かれた状態で、ヨーク部３０は、例えば、焼嵌めにより複数のティース部３５に取り付けられる。すなわち、ヨーク部３０を加熱して径方向に膨張させた状態で、ヨーク部３０の内側にステータコア３１を配置する。これにより、ヨーク部３０の内面は、複数のティース部３５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部３５の先端に対向する。その後、ヨーク部３０の温度が低下してヨーク部３０が収縮すると、ヨーク部３０の内面が複数のティース部３５の先端に接する。つまり、ヨーク部３０の収縮に伴って複数の嵌合部３０１がヨーク部３０の径方向内向きに移動することにより、複数の嵌合部３０１と複数のティース部３５とが嵌まり合う。ヨーク部３０は、複数のティース部３５に対してヨーク部３０の径方向内向きの接圧を加えている。

【0042】

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。

【0043】

インシュレータ５は、ステータコア３１の回転軸方向Ｘの端面に固定されている。インシュレータ５は、ステータ３にセンサ基板４を固定している。これにより、ステータ３とセンサ基板４とを電気的に絶縁することができる。

【0044】

図５に示すように、インシュレータ５は、第１インシュレータ５１及び第２インシュレータ５２を含む。第１インシュレータ５１及び第２インシュレータ５２は、例えば、ステータ３のステータ鉄心３４とインサート成形されている。第１インシュレータ５１と第２インシュレータ５２とは、回転軸方向Ｘで並ぶように配置されている。

【0045】

第１インシュレータ５１は、回転軸方向Ｘにおけるステータ鉄心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５１は、円環部５０５と、複数の被覆部５０６（本実施形態ではティース３５と同数の９つ）と、を有する。円環部５０５の外径は、ステータ鉄心３４の円筒状の連結部３３の外径と略同一である。円環部５０５は、回転軸方向Ｘにおける連結部３３とティース３５との片側（例えば、回転軸方向Ｘにおける上側半分）を被覆している。被覆部５０６は、円環部５０５の周方向において内周面に等間隔で設けられている。

【0046】

コイル３２は、被覆部５０６，５１１で被覆されたティース３５に巻線が巻回されて形成されている。つまり、インシュレータ５は、出力軸２０の回転軸方向Ｘと交差する方向を巻回軸とするコイル３２が巻かれている。

【0047】

第２インシュレータ５２は、回転軸方向Ｘにおけるステータ鉄心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５２は、円環部５１０と、複数の被覆部５１１（本実施形態ではティース３５と同数の９つ）と、を有する。円環部５１０の外径は、ステータ鉄心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３５とのもう一方の片側を被覆している。被覆部５１１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。

【0048】

コイル３２は、９つのティース部３５に対応して９つ備えられている。９つのコイル３２は、互いに電気的に接続されている。コイル３２は、出力軸２０の回転軸方向Ｘと交差する方向を巻回軸とする。コイル３２の各々を構成する巻線は、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。

【0049】

コイル３２は、連結部３３より外側に位置している。すなわち、コイル３２の内側（ロータ２側）に連結部３３が位置している。

【0050】

９つのコイル３２は、回転軸Ｃ１を中心に配置され、複数相のコイル相を有する。本実施形態のブラシレスモータ１は、３相ブラシレスモータであるので、複数相のコイル相は３相のコイル相で形成されている。具体的には、３相としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相から形成され、９つのコイル３２は、Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３で形成されている。コイルＵ１に隣接してコイルＶ１は配置され、コイルＶ１に隣接してコイルＷ１は配置される。コイルＷ１に隣接してコイルＵ２は配置され、コイルＵ２に隣接してコイルＶ２は配置され、コイルＶ２に隣接してコイルＷ２は配置される。コイルＷ２に隣接してコイルＵ３は配置され、コイルＵ３に隣接してコイルＶ３は配置され、コイルＶ３に隣接してコイルＷ３は配置される。コイルＷ３はコイルＵ１と隣接している。先述した順に複数相のコイル相は回転軸Ｃ１を中心に配置されている。

【0051】

コイルＵ１～Ｕ３はそれぞれ接続され、Ｕ相コイルを形成する。コイルＶ１～Ｖ３はそれぞれ接続され、Ｖ相コイルを形成する。コイルＷ１～Ｗ３はそれぞれ接続され、Ｗ相コイルを形成する。

【0052】

ブラシレスモータ１は、スイッチング回路６００に接続する複数（図示例では３つ）の端子部８を有する。複数の端子部８は、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の外接円Ｃ２よりも内側（中心軸側）に配置されている。ここで、外接円とは、回転軸Ｃ１を中心に配置された複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３のコイル３２の回転軸Ｃ１から見て外側を結んだ多角形に外接する円のことである。複数の端子部８は、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の内接円Ｃ３よりも内側（中心側）に配置されていることがより望ましい。ここで、内接円とは、回転軸Ｃ１を中心に配置された複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３のコイル３２の回転軸Ｃ１から見て内側を結んだ多角形に内接する円のことである。本実施形態では、コイル３２は３相のコイル相を有し、各コイル相は接続されている。具体的には、先述したように、各Ｕ１～Ｕ３、各Ｖ１～Ｖ３、各Ｗ１～Ｗ３はそれぞれ接続されている。図６に示すように、３相のコイル相は、コイルＵ１、コイルＶ１、コイルＷ１、コイルＵ２、コイルＶ２、コイルＷ２からそれぞれコイル端子８０１が１本ずつ、合計６本のコイル端子８０１を有する。ここで、コイル端子８０１とは、巻回されているコイル３２の断端を意味している。コイルＵ１とコイルＶ１と、コイルＷ１とコイルＵ２と、コイルＶ２とコイルＷ２と、がそれぞれ電気的に接続されることにより、複数（図６では３つ）の端子部８を形成している。

【0053】

複数の端子部８のそれぞれに一対一に対応し、複数の端子部８のうち対応する端子部８を保持する複数（図６では３つ）の保持部材５０７を、更に備えている。複数の保持部材５０７は、電気絶縁性を有するインシュレータ５に保持されている。本実施形態では、図５に示すように、複数の保持部材５０７とインシュレータ５とは一体に形成されている。複数の保持部材５０７の各々は、複数の端子部８の各々と一対一に対応して嵌合する。複数の保持部材５０７は、図５に示すように、凹部として形成されている。複数の保持部材５０７と嵌合する複数の端子部８のそれぞれは、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３で囲まれた内側において、インシュレータ５から出力軸の先端とは反対方向に突出している。複数の端子部８のそれぞれは、図６に示すように、複数のティース部３５のうち隣接する一対のティース３５の間に配置されている。これは、製造において、隣接する一対のティース３５の間が最もスペースが取れることから、作業がしやすくなり、作業効率が良くなるためである。

【0054】

複数の端子部８の各々は、図６及び図７に示すように、２つの保持部８０５と、配線接続部８０４と、突出部８０２と、接合部８０３と、を備えている。２つの保持部８０５がインシュレータ５の保持部材５０７と嵌合することによって、複数の端子部８の各々はインシュレータ５に保持されている。図６に示すように、電気的に接続される、コイルＵ１とコイルＶ１と、コイルＷ１とコイルＵ２と、コイルＶ２とコイルＷ２と、はそれぞれコイル端子８０１を１本ずつ備えている。配線接続部８０４は、接合部８０３とともに、接続される２本のコイル端子８０１を挟み込むことにより、コイル同士は電気的に接続される。具体的には、３つの端子部８のうち１つの目の端子部８の配線接続部８０４は、接合部８０３とともに、Ｕ１相のコイル端子８０１とＶ１相のコイル端子８０１とを挟み込む。２つの目の端子部８の配線接続部８０４は、接合部８０３とともに、Ｗ１相のコイル端子８０１とＵ２相のコイル端子８０１とを挟み込む。３つの目の端子部８の配線接続部８０４は、接合部８０３とともに、Ｖ２相のコイル端子８０１とＷ２相のコイル端子８０１とを挟み込む。コイル端子８０１と端子部との接続方法ははんだ付け等様々な手法が考えられるが、ヒュージングが望ましい。また、はんだ付けとヒュージングを合わせた接続方法であってもよい。また、接続方法は、はんだ付けでもよい。突出部８０２は、インシュレータ５から出力軸の先端とは反対方向へ突出している。図７に示すように、突出部８０２は、接合部８０３と接合することで、配線接続部８０４においてコイル端子８０１を保持している。

【0055】

本実施形態では、複数の保持部材５０７とインシュレータ５とは一体に形成されているが、複数の保持部材５０７とインシュレータ５とは別々に形成されていてもよい。

【0056】

インシュレータ５（第２インシュレータ５２）は、第２ベアリング（軸受）１６を保持している。第２インシュレータ５２は、ベアリング受け１７を有している。複数の保持部材５０７とインシュレータ５とが別体として形成されている場合には、第２インシュレータ５２が第２ベアリング１６を保持し、複数の保持部材５０７とインシュレータ５とが一体として形成されている場合には複数の保持部材５０７が第２ベアリング１６を保持する。本実施形態では、複数の保持部材５０７とインシュレータ５とが一体に形成されているので、軸受１６は、複数の保持部材５０７により保持されていると言える。

【0057】

（２－４）センサ基板
複数の保持部材５０７とインシュレータ５とが一体として形成されている場合には、複数の保持部材５０７とロータ２との間にはセンサ基板４が配置されている。センサ基板４は、複数の保持部材５０７に対向してロータ２の回転角度を検出する。つまり、センサ基板４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４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５２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４には、センサ素子が実装されている。センサ素子は、例えば、ホール素子又は角度センサ（ＧＭＲ）等である。センサ素子は、ロータ２の回転位置を検出する素子である。

【0058】

回転軸方向Ｘにおいて、複数の保持部材５０７とセンサ基板４とロータ２とが並んでおり、センサ基板４は複数の保持部材５０７とロータ２との間に配置されている。

【0059】

（２－５）基板
基板６は、駆動基板６０と、放熱シート６１と、ポッティング６２と、放熱台６３と、を含んでいる。駆動基板６０は、図３及び図４に示すように、スイッチングＦＥＴ（Field Effect Transistor）６００と、大容量ツェナーダイオード６０１と、３つの孔６０２と、を備えている。スイッチングＦＥＴ６００は、コイル３２の各コイルＵ１～Ｕ３、Ｖ１～Ｖ３、Ｗ１～Ｗ３に接続され、各コイルＵ１～Ｕ３、コイルＶ１～Ｖ３、コイルＷ１～Ｗ３の電流の流れる方向及び通電の入り切りを制御する。このようなスイッチ回路の各スイッチ素子は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor field-effect transistor）を用いて構成することができる。ＰＷＭ制御回路は、ＰＭＷ制御されたパルス繰り返し周波数で、スイッチ回路の各スイッチ素子の入り切り動作を繰り返す。演算処理回路は、通電切替タイミングと、回転速度指令と、を含む信号をＰＷＭ制御回路に伝達する。大容量ツェナーダイオード６０１は、サージ電流を吸収するための素子である。３つの孔６０２は、３つの端子部８と嵌合する。つまり、図４に示すように、３つの端子部８は、駆動基板６０に設けられた孔６０２に貫通している。

【0060】

放熱シート６１は、発熱するスイッチングＦＥＴ基板からの放熱を促す。ポッティング６２により、放熱台６３と、放熱シート６１と、駆動基板６０とは結合している。

【0061】

ポッティング６２は、振動から駆動基板６０を保護する場合、湿度や粉塵等の汚れから駆動基板６０を保護する場合等に用いられる。ポッティング６２の材料は、例えば、ウレタン樹脂である。放熱台６３は、駆動基板６０を含めたポッティング６２からの放熱を促す。

【0062】

（２－６）ベアリング
ブラシレスモータ１は、第１ベアリング１４と第２ベアリング１６との２つの軸受（ベアリング）により出力軸２０を回転可能に支持する。第１ベアリング１４は、ファン１５の窪み部に配置されている。第２ベアリング１６は、インシュレータ５の第２インシュレータ５２のベアリング受け１７に配置されている。第１ベアリング１４と第２ベアリング１６とは、内輪が出力軸２０に固定され、外輪はブラシレスモータ１の本体に固定される。第１ベアリング１４と第２ベアリング１６との内輪は、ロータ２の回転とともに出力軸２０と一緒に回転する一方で、第１ベアリング１４と第２ベアリング１６とのリテーナーに保持されたボールと潤滑油をシールしていることにより、回転は滑らかに行いながら第１ベアリング１４と第２ベアリング１６との外輪は出力軸２０を保持することができる。第１ベアリング１４と第２ベアリング１６との主な材料は、例えば、高炭素クロム鋼、中炭素鋼、窒化シリコンセラミックスである。

【0063】

（２－７）ファン
ファン１５は、ブラシレスモータ１のステータ３及び駆動基板を空気により冷却するために空気の流れを起こす。ファン１５は、回転することで、ハウジング１１の内側へ空気を吸気し、吸気した空気を熱とともに排気口１２から排気する。

【0064】

ファン１５は、ファン１５の中央部において、第１ベアリング１４を収容する窪み部を有する。ファン１５は、窪み部からファン１５の径方向に沿って延びる羽根部１５０が設けられている。

【0065】

（３）動作
各コイルＵ１～Ｕ３、Ｖ１～Ｖ３、Ｗ１～Ｗ３には、通電によって電流が流れると、磁界が発生する。各スイッチ回路は、電流の流れる向き、通電の入り切りを切替えることにより、発生する磁界の向き、大きさを変えることができる。また、各スイッチ回路は、ロータ２の回転位置に応じて駆動電流を供給する。このことにより、ロータ２は、回転位置に応じた駆動力を得ることができる。

【0066】

コイルＵ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３は、回転軸Ｃを中心として、同一円周上に、互いに等しい角度間隔で配置される。本実施形態では、コイル３２は９つのコイルＵ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３で構成されているため、角度間隔は４０°である。コイルＵ１～Ｕ３は、それぞれ互いに１２０°の角度間隔で配置される。コイルＶ１～Ｖ３は、それぞれ互いに１２０°の角度間隔で配置される。コイルＷ１～Ｗ３は、それぞれ互いに１２０°の角度間隔で配置されている。図５に示すように、コイルＵ１とコイルＶ１は隣接しており、コイルＶ１とコイルＷ１とは隣接している。

【0067】

ブラシレスモータ１は、９スロットであるので、角度間隔は上述したように４０°であるが、ロータ２が６極であるので、コイルＵ１～Ｕ３、コイルＶ１～Ｖ３、コイルＷ１～Ｗ３は、ロータ２が２０°回転する毎に通電を切替えることにより、ロータ２の回転を維持している。つまり、スイッチングＦＥＴ回路がコイルＵ１～Ｕ３、コイルＶ１～Ｖ３、コイルＷ１～Ｗ３のそれぞれの電流の大きさ及び向きを変えることにより、ロータ２は回転している。

【0068】

コイル３２は通電されることにより発熱する。発熱しているコイル３２は、ブラシレスモータ１の回転と同期して回転するファン１５により空冷される。すなわち、吸気口１３から取り込まれた空気は、排気口１２から排出されるときに排熱している。本実施形態では、図６に示すように、複数（図６では３つ）の端子部８は、複数相（図６では３相）のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の形成する内接円Ｃ３よりも内側に設けられている。そのため、ファン１５による冷却風は３つの端子部８に阻害されることなくコイル３２を冷却することができる。このため、ジュール熱によってコイル３２の抵抗が上昇することを抑制することができる。その結果として、ブラシレスモータ１は高効率となる。また、ファン１５による冷却風は、３つの端子部８に阻害されることなくコイル３２を冷却することができるために、３つの端子部８が存在することによるステータコア３１の場所による温度ばらつきを抑えることができる。

【0069】

（４）利点
複数の端子部８が複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の外接円よりも内側に配置されることで、コイル３２の冷却効率を高めることができるブラシレスモータ１及び電動工具１０を提供することができる。

【0070】

コイル３２の冷却効率を高めることで、ジュール熱による発熱が抑制されることでコイル３２の抵抗が低減し、ブラシレスモータ１の効率が向上する。

【0071】

（５）変形例
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。

【0072】

実施形態１では、基板６において放熱シート６１を含む構成としたが、この構成に限定されない。放熱シート６１はない構成であってもよい。

【0073】

実施形態１では、複数の端子部８のそれぞれは、複数のティース部３５のうち隣接するティース３５の間に存在する構成としたが、この構成に限定されない。隣接するティース３５の間に存在することはより好適ではあるものの、隣接するティース３５の間に設けられなくてもよい。

【0074】

実施形態１では、複数の端子部８は、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の内接円よりも内側に配置されている構成としたが、この構成に限定されない。複数の端子部８は、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の外接円よりも内側に配置されていればよい。例えば、複数相のコイル相Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３の回転軸方向Ｘに沿って直上に配置されていてもよい。

【0075】

（まとめ）
以上、説明したように、第１の態様に係るブラシレスモータ（１）は、回転軸（Ｃ１）を中心に配置された複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）を有するインナーロータ型のブラシレスモータである。ブラシレスモータ（１）は、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）をスイッチング回路（６００）に接続する複数の端子部（８）を有する。複数の端子部（８）は、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）の外接円（Ｃ２）よりも内側に配置されている。

【0076】

この構成によると、複数の端子部（８）が複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）の外接円（Ｃ２）よりも内側に配置されることで、コイル（３２）の冷却効率を高めることができるブラシレスモータ（１）及び電動工具（１０）を提供することができる。そのため、ジュール熱による発熱が抑制され、ブラシレスモータ（１）の効率が向上する。

【0077】

第２の態様に係るブラシレスモータ（１）は、第１の態様において、複数の端子部（８）のそれぞれに一対一に対応し、複数の端子部（８）のうち対応する端子部（８）を保持する複数の保持部材（５０７）を、更に備える。

【0078】

この構成によると、複数の保持部材（５０７）により、複数の端子部（８）は安定してインシュレータ（５）に保持できるようになる。

【0079】

第３の態様に係るブラシレスモータ（１）は、第２の態様において、ヨーク部（３０）と、ステータコア（３１）と、ステータ（３）と、インシュレータ（５）と、を更に備える。ステータコア（３１）は、ヨーク部（３０）の内周面から突出し、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）が一対一に設けられた複数のティース部（３５）を有する。ステータ（３）は、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）、及び複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）に電流を流すために設けられた複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）に一対一に対応する複数のコイル端子（８０１）を有するコイル部（９）と、を含む。ロータ（２）は、ヨーク部（３０）の中心軸を回転軸Ｃ１とし、ステータコア（３１）の内側において、複数のティース部（３５）と間隔をあけて配置されている。インシュレータ（５）はステータコア（３１）の回転軸方向（Ｘ）の端面に固定されている。複数の保持部材（５０７）は、インシュレータ（５）に保持される。

【0080】

この構成によると、複数の保持部材（５０７）がインシュレータ（５）に保持されることで、複数のコイル端子（８０１）が安定して設置することができる。

【0081】

第４の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第３の態様において、複数の保持部材（５０７）は、インシュレータ（５）と一体に形成されている。

【0082】

この構成によると、複数の保持部材（５０７）はインシュレータ（５）と一体に形成されることで、強度を一定に保つことができる。また、製造上、部品点数が減ることで、不良率の低減につなげることができる。

【0083】

第５の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第３又は第４の態様において、複数のティース部（３５）は、分割可能に構成されている。

【0084】

この構成によると、複数のティース部（３５）が分割可能に構成されることで、巻線の占積率が向上する。このため、高効率なモータを形成することができる。

【0085】

第６の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第２～第５のいずれかの態様において、複数の保持部材（５０７）は、転動する軸受（１６）を更に保持する。

【0086】

この構成によると、複数の保持部材（５０７）が軸受（１６）を更に保持することによって、ブラシレスモータ（１）の内部で軸受（１６）を受けることが可能になる。

【0087】

第７の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第３～第５のいずれかの態様において、回転軸方向（Ｘ）において複数の保持部材（５０７）とロータ（２）との間に、複数の保持部材（５０７）に対向してロータ（２）の回転角度を検出するセンサ基板（４）が配置される。

【0088】

この構成によると、センサ基板（４）を安定して設置することができる。

【0089】

第８の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第１～第７のいずれかの態様において、複数の端子部（８）のそれぞれは、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）で囲まれた内側から、出力軸（２０）の先端とは反対方向に突出する。

【0090】

この構成によると、複数の端子部（８）のそれぞれが複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）で囲まれた内側から、出力軸（２０）の先端とは反対方向に突出することで、複数の端子部（８）とスイッチング回路（６００）との接続距離を短くすることができる。

【0091】

第９の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第１～第８のいずれかの態様において、複数の端子部（８）のそれぞれは、複数のティース部（３５）のうち隣接する一対のティース（３５）の間に存在する。

【0092】

この構成によると、コイル（３２）とスイッチング回路（６００）とを接続する工程において、設備（製造装置）を用いて製造する場合には、設備が入るスペースがあった方が製造しやすい。巻線が巻いているところと巻いているところは、一番スペースがあるので、そこに端子があれば作業がしやすい。

【0093】

第１０の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第１～第９のいずれかの態様において、複数の端子部（８）は、複数相のコイル相（Ｕ１～Ｕ３，Ｖ１～Ｖ３，Ｗ１～Ｗ３）の内接円（Ｃ３）の内側に存在する。

【0094】

この構成によると、複数の端子部（８）が内接円（Ｃ３）の内側に存在することで、ステータ（３）の外周部に冷却風を阻害する要因はなくなり、コイル（３２）の冷却効率が向上する。コイル（３２）の冷却効率が向上すると、ジュール熱による発熱が抑制され、ブラシレスモータ（１）の効率が向上する。

【0095】

第１１の態様に係るブラシレスモータ（１）では、第１～第１０のいずれかの態様において、複数の端子部（８）は、駆動基板（６０）に設けられた孔（６０２）に貫通する。

【0096】

この構成によると、複数の端子部（８）と、駆動基板（６０）に設けられた複数のスイッチング回路（６００）と、が近接し、配線長を短くすることができる。

【0097】

第１２の態様に係る電動工具（１０）は、第１～第１１のいずれかの態様のブラシレスモータ（１）と、ブラシレスモータ（１）を収容するハウジング（１１）と、を備える。

【0098】

この構成によると、複数の端子部（８）が存在することによるステータコア（３１）の場所による温度ばらつきを抑えることができるブラシレスモータ（１）を採用することで、高効率なモータを備えた電動工具（１０）を提供することができる。

【符号の説明】

【0099】

１ ブラシレスモータ
２ ロータ
３ ステータ
５ インシュレータ
５０７ 保持部材
９ コイル部
１０ 電動工具
１１ ハウジング
１６ 第２ベアリング（軸受）
２０ 出力軸
３０ ヨーク部
３１ ステータコア
３２ コイル部
３５ ティース部
６０ 駆動基板
８ 端子部
６００ スイッチング回路
６０２ 孔
Ｃ１ 回転軸
Ｃ２ 外接円
Ｃ３ 内接円
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ コイル相

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】