特許 7652649 電動作業機

(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】2025-03-18

(45)【発行日】2025-03-27

(54)【発明の名称】電動作業機

(51)【国際特許分類】

   A01D 34/78 20060101AFI20250319BHJP

   H02K 29/08 20060101ALI20250319BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20250319BHJP

   H02K 1/16 20060101ALI20250319BHJP

   H02K 21/22 20060101ALI20250319BHJP

   A01D 34/68 20060101ALI20250319BHJP

   A01D 34/90 20060101ALI20250319BHJP

   A01D 34/30 20060101ALI20250319BHJP

   A01G 3/04 20060101ALI20250319BHJP

【ＦＩ】

A01D34/78 Z

H02K29/08

H02K1/22 A

H02K1/16

H02K21/22 M

A01D34/68 Z

A01D34/90 B

A01D34/30 Z

A01G3/04 501C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021114139

(22)【出願日】2021-07-09

(65)【公開番号】P2023010183

(43)【公開日】2023-01-20

【審査請求日】2024-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】犬塚 淳哉

【審査官】小林 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１１７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２２３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５９５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３６０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３０５８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１９８１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２８３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９７７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３０７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７５７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１３４８９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｄ ３４／００－３４／９０

Ａ０１Ｄ ４２／００－４３／１６

Ｈ０２Ｋ １／００－１／３４

Ｈ０２Ｋ ２１／００－２１／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータコア及び前記ロータコアに固定される永久磁石を有するロータと、ステータコア、前記ステータコアに固定されるインシュレータ、及び前記インシュレータに装着されるコイルを有するステータと、を有し、アウターロータ型であるブラシレスモータと、
前記永久磁石の磁束を検出して前記ロータの回転方向の位置を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの検出信号に基づいて通電する前記コイルを制御するコントローラと、
前記ロータにより駆動される出力部と、を備え、
前記永久磁石は、ネオジウム焼結板磁石であり、
前記永久磁石の数を示す極数をＮ、前記ロータに対向する前記ステータコアの対向面における前記ステータコアの直径を示すステータ直径をｘ［ｍｍ］とした場合、
前記ロータコアの質量と前記永久磁石の質量と前記ステータコアの質量と前記コイルの質量との和であるモータ質量が許容値よりも小さく、且つ、前記磁気センサによる前記ロータの検出精度が電気角±７．５度の誤差を下回るように、
０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ ＜０．２３ｘ＋３．６、
の条件を満足する、
電動作業機。

【請求項2】

バッテリ装着部を備え、
前記コイルに供給される電力を出力するバッテリパックが前記バッテリ装着部に装着され、
前記ブラシレスモータは、３相モータであり、
少なくとも７２０［Ｗ］の電力を前記コイルに連続入力した場合において、前記コイルの線間抵抗を４９［ｍΩ］以下のＲ［ｍΩ］、前記バッテリパックの定格電圧をＶ［Ｖ］とした場合、
Ｒ／Ｖ^２ ≦ ０．０３８、
の条件を満足する、
請求項１に記載の電動作業機。

【請求項3】

前記永久磁石の数を示す極数は、２８であり、前記コイルの数を示すスロット数は、２４であり、
ロータ外径は、１０５［ｍｍ］以上１２５［ｍｍ］以下である、
請求項１又は請求項２に記載の電動作業機。

【請求項4】

前記ロータ外径は、１１０［ｍｍ］以上１２０［ｍｍ］以下である、
請求項３に記載の電動作業機。

【請求項5】

前記ステータコアは、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を有し、
ティース幅は、４［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下である、
請求項３又は請求項４に記載の電動作業機。

【請求項6】

前記永久磁石の厚みを示す磁石厚は、１．５［ｍｍ］以上３．５［ｍｍ］以下である、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の電動作業機。

【請求項7】

前記永久磁石は、前記ロータコアの内周面に固定される、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の電動作業機。

【請求項8】

前記永久磁石は、接着剤により前記ロータコアに固定される、
請求項７に記載の電動作業機。

【請求項9】

前記ロータに固定されるロータシャフトを備え、
前記出力部は、前記ロータシャフトに固定される、
請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の電動作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示する技術は、電動作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

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電動作業機が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０９３１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動作業機の動力源としてブラシレスモータを使用する場合、ブラシレスモータの軽量化又は小型化が要望される。

【0005】

本明細書で開示する技術は、電動作業機の動力源に使用されるブラシレスモータを軽量化又は小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書は、電動作業機を開示する。電動作業機は、ロータ及びステータを有するブラシレスモータと、磁気センサと、コントローラと、ロータにより駆動される出力部と、を備えてもよい。ロータは、ロータコア及びロータコアに固定される永久磁石を有してもよい。ステータは、ステータコア、ステータコアに固定されるインシュレータ、及びインシュレータに装着されるコイルを有してもよい。磁気センサは、永久磁石の磁束を検出してロータの回転方向の位置を検出してもよい。コントローラは、磁気センサの検出信号に基づいて通電するコイルを制御してもよい。永久磁石は、ネオジウム焼結板磁石でもよい。永久磁石の数を示す極数をＮ、ロータに対向するステータコアの対向面におけるステータコアの直径を示すステータ直径をｘ［ｍｍ］とした場合、
０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ ＜０．２３ｘ＋３．６、
の条件を満足してもよい。

【発明の効果】

【0007】

本明細書で開示する技術によれば、電動作業機の動力源に使用されるブラシレスモータが軽量化又は小型化される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る電動作業機を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るモータを示す下方からの斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係るモータを示す下方からの分解斜視図である。

【図4】図４は、実施形態に係るモータを示す上方からの斜視図である。

【図5】図５は、実施形態に係るモータを示す上方からの分解斜視図である。

【図6】図６は、実施形態に係るモータを示す正面図である。

【図7】図７は、実施形態に係るモータを示す縦断面図である。

【図8】図８は、実施形態に係るモータを示す横断面図である。

【図9】図９は、実施形態に係るロータ及びステータを上方から見た図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るロータを上方から見た図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るロータを示す横断面図である。

【図12】図１２は、実施形態に係るステータを上方から見た図である。

【図13】図１３は、実施形態に係るステータを示す横断面図である。

【図14】図１４は、実施形態に係る電動作業機を示す模式図である。

【図15】図１５は、実施例及び比較例に係るモータを説明するための図である。

【図16】図１６は、実施例及び比較例に係るモータのステータ直径と極数との関係を示す図である。

【図17】図１７は、電動作業機の動力源に使用されるモータの各部位の寸法を説明するための図である。

【図18】図１８は、実施例及び比較例に係るモータのロータ外径とモータ質量と極数及びスロット数との関係を示す図である。

【図19】図１９は、実施例に係るモータのステータ外径とモータ質量とロータ外径との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、ロータ及びステータを有するブラシレスモータと、磁気センサと、コントローラと、ロータにより駆動される出力部と、を備えてもよい。ロータは、ロータコア及びロータコアに固定される永久磁石を有してもよい。ステータは、ステータコア、ステータコアに固定されるインシュレータ、及びインシュレータに装着されるコイルを有してもよい。磁気センサは、永久磁石の磁束を検出してロータの回転方向の位置を検出してもよい。コントローラは、磁気センサの検出信号に基づいて通電するコイルを制御してもよい。永久磁石は、ネオジウム焼結板磁石でもよい。永久磁石の数を示す極数をＮ、ロータに対向するステータコアの対向面におけるステータコアの直径を示すステータ直径をｘ［ｍｍ］とした場合、
０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ ＜０．２３ｘ＋３．６、
の条件を満足してもよい。

【0010】

上記の構成では、［０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ］の条件を満足することにより、ブラシレスモータが軽量化及び小型化される。［Ｎ ＜ ０．２３ｘ＋３．６］の条件を満足することにより、磁気センサ５１の検出精度の低下が抑制される。

【0011】

１つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、バッテリ装着部を備えてもよい。コイルに供給される電力を出力するバッテリパックがバッテリ装着部に装着されてもよい。ブラシレスモータは、３相モータでもよい。コイルの線間抵抗をＲ［ｍΩ］、バッテリパックの定格電圧をＶ［Ｖ］とした場合、
Ｒ／Ｖ^２ ≦ ０．０３８、
の条件を満足してもよい。

【0012】

上記の構成では、ブラシレスモータに電力を連続入力しても、コイルの焼損が抑制される。したがって、電動作業機は所期の性能を発揮することができる。

【0013】

１つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、ロータ及びステータを有するブラシレスモータと、ロータにより駆動される出力部と、を備えてもよい。ロータは、ロータコアと、ロータコアに固定される永久磁石と、を有してもよい。ステータは、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、を有してもよい。永久磁石の数を示す極数は、２８でもよい。コイルの数を示すスロット数は、２４でもよい。

【0014】

上記の構成では、極数が２８でありスロット数が２４なので、コイルが発生する磁束が分散され、永久磁石が小型化及び薄型化される。これにより、ブラシレスモータが軽量化又は小型化される。

【0015】

１つ又はそれ以上の実施形態において、ブラシレスモータは、アウターロータ型でもよい。

【0016】

上記の構成では、高いモータトルクが得られる。

【0017】

１つ又はそれ以上の実施形態において、ブラシレスモータは、アウターロータ型であり、ステータ外径は、１０５［ｍｍ］以上１２５［ｍｍ］以下でもよい。ステータ外径は、１１０［ｍｍ］以上１２０［ｍｍ］以下でもよい。

【0018】

上記の構成では、ブラシレスモータが軽量化又は小型化される。

【0019】

１つ又はそれ以上の実施形態において、ステータコアは、インシュレータを介してコイルが巻かれるティースを有してもよい。ティース幅は、４［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下でもよい。

【0020】

上記の構成では、ブラシレスモータが軽量化又は小型化される。

【0021】

１つ又はそれ以上の実施形態において、永久磁石の厚みを示す磁石厚は、１．５［ｍｍ］以上３．５［ｍｍ］以下でもよい。

【0022】

上記の構成では、ブラシレスモータが軽量化又は小型化される。

【0023】

１つ又はそれ以上の実施形態において、永久磁石は、ロータコアの内周面に固定されてもよい。

【0024】

上記の構成では、ブラシレスモータが小型化される。

【0025】

１つ又はそれ以上の実施形態において、永久磁石は、接着剤によりロータコアに固定されてもよい。

【0026】

上記の構成では、簡易な構成で永久磁石がロータコアに固定される。

【0027】

１つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、ロータに固定されるロータシャフトを備えてもよい。出力部は、ロータシャフトに固定されてもよい。

【0028】

上記の構成では、出力部は、ダイレクトドライブ方式でモータにより駆動される。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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に平行な方向を適宜、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。

【0032】

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、と称する。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。

【0033】

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、と称する。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。実施形態において、軸方向は、上下方向である。軸方向一方側を上方側とみなした場合、軸方向他方側は下方側である。軸方向一方側を下方側とみなした場合、軸方向他方側は上方側である。

【0034】

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。

【0035】

［電動作業機］
図１は、実施形態に係る電動作業機１を示す図である。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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。バッテリパック９は、モータ４に供給される電力を出力する。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。

【0043】

［モータ］
図２は、実施形態に係るモータ４を示す下方からの斜視図である。図３は、実施形態に係るモータ４を示す下方からの分解斜視図である。図４は、実施形態に係るモータ４を示す上方からの斜視図である。図５は、実施形態に係るモータ４を示す上方からの分解斜視図である。図６は、実施形態に係るモータ４を示す正面図である。図７は、実施形態に係るモータ４を示す縦断面図である。図７は、図４のＡ－Ａ線断面矢視図に相当する。図８は、実施形態に係るモータ４を示す横断面図である。図８は、図６のＢ－Ｂ線断面矢視図に相当する。実施形態において、モータ４は、アウターロータ型のブラシレスモータである。

【0044】

図２、図３、図４、図５、図６、図７、及び図８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、モータハウジング６０とを備える。

【0045】

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の周囲に配置される。ロータ１０は、ステータ３０の外周側に配置される。

【0046】

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。刈刃５は、ロータシャフト２０に支持される。刈刃５は、ロータ１０により駆動される。実施形態において、刈刃５は、ロータシャフト２０に固定される。刈刃５は、ダイレクトドライブ方式でロータ１０により駆動される。

【0047】

実施形態において、ロータ１０は、１０００［ｒｐｍ］以上４０００［ｒｐｍ］以下の回転数で回転する。

【0048】

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。

【0049】

ロータ１０は、ロータカップ１１と、ロータコア１２と、永久磁石１３とを有する。

【0050】

ロータカップ１１は、アルミニウムを主成分とする金属製である。ロータカップ１１は、プレート部１１Ａと、ヨーク部１１Ｂとを有する。

【0051】

プレート部１１Ａは、実質的に円環状である。プレート部１１Ａは、回転軸ＡＸの周囲に配置される。プレート部１１Ａの中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。プレート部１１Ａの中央部に開口１１Ｃが設けられる。ロータシャフト２０の少なくとも一部は、開口１１Ｃの内側に配置される。実施形態において、ロータシャフト２０の外面と開口１１Ｃの内面との間にブッシュ１４が配置される。

【0052】

ヨーク部１１Ｂは、実質的に円筒状である。ヨーク部１１Ｂの下端部は、プレート部１１Ａの周縁部に接続される。プレート部１１Ａとヨーク部１１Ｂとは、一体である。ヨーク部１１Ｂは、プレート部１１Ａの周縁部から上方に延びるように配置される。ヨーク部１１Ｂは、ステータ３０を囲むように配置される。ヨーク部１１Ｂは、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ヨーク部１１Ｂの中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。

【0053】

ロータコア１２は、軸方向に積層された複数の鋼板を含む。ロータコア１２は、実質的に円筒状である。ロータコア１２は、ステータ３０の外周側に配置される。ロータコア１２は、ロータカップ１１に支持される。ロータカップ１１の少なくとも一部は、ロータコア１２の周囲に配置される。ロータコア１２は、ヨーク部１１Ｂよりも径方向内側に配置される。ロータコア１２の周囲にヨーク部１１Ｂが配置される。ロータコア１２は、ヨーク部１１Ｂの内周面に支持される。

【0054】

永久磁石１３は、プレート状である。永久磁石１３は、ネオジウム焼結板磁石である。永久磁石１３は、ロータコア１２に固定される。永久磁石１３は、ロータコア１２よりも径方向内側に配置される。永久磁石１３は、ロータコア１２の内周面に固定される。実施形態において、永久磁石１３は、接着剤によりロータコア１２の内周面に固定される。永久磁石１３は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、永久磁石１３は、周方向に間隔をあけて２８個設けられる。複数の永久磁石１３は、周方向に等間隔で設けられる。Ｎ極の永久磁石１３とＳ極の永久磁石１３とが周方向に交互に配置される。

【0055】

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は、ロータ１０に固定される。ロータの下部は、プレート部１１Ａの開口１１Ｃの内側に配置される。ロータシャフト２０は、ブッシュ１４を介してプレート部１１Ａに固定される。ロータシャフト２０の上端部は、プレート部１１Ａの上面よりも上方に配置される。ロータシャフト２０の下端部は、プレート部１１Ａの下面よりも下方に配置される。

【0056】

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の中心軸とヨーク部１１Ｂの中心軸とが一致するように、ロータ１０に固定される。

【0057】

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。

【0058】

ステータコア３１は、軸方向に積層された複数の鋼板を含む。ステータコア３１は、ヨーク３１Ａと、ティース３１Ｂとを有する。ヨーク３１Ａは、筒状である。ヨーク３１Ａは、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ヨーク３１Ａの外周面の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。ティース３１Ｂは、ヨーク３１Ａの外周面から径方向外側に突出する。ティース３１Ｂは、周方向に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、ティース３１Ｂは、２４個設けられる。相互に隣接するティース３１Ｂの間にスロットが形成される。

【0059】

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、軸方向を向くヨーク３１Ａの端面の少なくとも一部を覆う。ヨーク３１Ａ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、径方向外側を向くヨーク３１Ａの外面の少なくとも一部を覆う。また、インシュレータ３２は、ティース３１Ｂの表面の少なくとも一部を覆う。

【0060】

実施形態において、ステータコア３１とインシュレータ３２とは、一体成形される。インシュレータ３２は、インサート成形によりステータコア３１に固定される。ステータコア３１が収容された金型に加熱溶融された合成樹脂が射出された後、合成樹脂が固化することにより、ステータコア３１に固定されたインシュレータ３２が形成される。

【0061】

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を介して複数のティース３１Ｂのそれぞれに巻かれる。コイル３３が巻かれるティース３１Ｂの装着面は、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３１Ｂ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。実施形態において、コイル３３は、周方向に２４個配置される。

【0062】

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。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、プレート部４１と、周壁部４２と、パイプ部４３とを有する。

【0063】

プレート部４１は、実質的に円環状である。プレート部４１は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。プレート部４１は、ステータ３０よりも上方に配置される。

【0064】

周壁部４２は、実質的に円筒状である。周壁部４２の上端部は、プレート部４１の周縁部に接続される。プレート部４１と周壁部４２とは、一体である。周壁部４２は、プレート部４１の周縁部から下方に延びるように配置される。周壁部４２は、ロータカップ１１のヨーク部１１Ｂを囲むように配置される。

【0065】

パイプ部４３は、実質的に円筒状である。パイプ部４３は、プレート部４１の下面の中央部から下方に突出する。パイプ部４３は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。パイプ部４３の中心軸と回転軸ＡＸとは、一致する。

【0066】

パイプ部４３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４３の中心軸とヨーク３１Ａの中心軸とは、一致する。

【0067】

実施形態において、パイプ部４３は、小径部４３Ａと、小径部４３Ａよりも上方に配置される大径部４３Ｂとを含む。小径部４３Ａ及び大径部４３Ｂのそれぞれは、筒状である。大径部４３Ｂの外径は、小径部４３Ａの外径よりも大きい。ステータコア３１は、小径部４３Ａの周囲に配置される。小径部４３Ａは、ステータコア３１の内側に配置される。大径部４３Ｂは、ステータコア３１の外側に配置される。大径部４３Ｂは、ステータコア３１よりも上方に配置される。ステータコア３１は、パイプ部４３に固定される。ステータベース４０は、パイプ部４３の中心軸とヨーク３１Ａの中心軸とが一致するように、ステータ３０に固定される。

【0068】

モータ４は、ステータベース４０とステータ３０とを位置決めするモータ位置決め機構７０を有する。モータ位置決め機構７０は、ステータベース４０とステータコア３１とを位置決めする。

【0069】

実施形態において、パイプ部４３の小径部４３Ａの外面は、ベース平面領域７１を含む。ベース平面領域７１は、周方向において少なくとも２箇所に設けられる。実施形態において、ベース平面領域７１は、回転軸ＡＸの前側及び後側のそれぞれに１つずつ設けられる。２つのベース平面領域７１は、実質的に平行である。また、パイプ部４３の小径部４３Ａの外面は、ベース曲面領域７２を含む。ベース曲面領域７２は、回転軸ＡＸの左側及び右側のそれぞれに１つずつ設けられる。

【0070】

ステータコア３１のヨーク３１Ａの内面は、ベース平面領域７１に接触するステータ平面領域７３と、ベース曲面領域７２に接触するステータ曲面領域７４とを含む。

【0071】

モータ位置決め機構７０は、ベース平面領域７１と、ベース平面領域７１に接触するステータ平面領域７３とを含む。また、モータ位置決め機構７０は、ベース曲面領域７２と、ベース曲面領域７２に接触するステータ曲面領域７４とを含む。

【0072】

ベース平面領域７１とステータ平面領域７３との接触により、周方向及び径方向のそれぞれにおいてステータベース４０とステータコア３１とが位置決めされる。また、ベース曲面領域７２とステータ曲面領域７４との接触により、周方向及び径方向のそれぞれにおいてステータベース４０とステータコア３１とが位置決めされる。

【0073】

パイプ部４３は、小径部４３Ａと大径部４３Ｂとの境界に設けられるベース支持面４３Ｃを有する。ベース支持面４３Ｃは、下方を向く。ベース支持面４３Ｃは、小径部４３Ａの周囲に配置される。

【0074】

ベース支持面４３Ｃは、ステータコア３１の上端面に接触する。ベース支持面４３Ｃは、ステータコア３１のヨーク３１Ａの上端面に接触する。

【0075】

モータ位置決め機構７０は、ベース支持面４３Ｃを含む。パイプ部４３に設けられたベース支持面４３Ｃとヨーク３１Ａの上端面とが接触することにより、軸方向においてステータベース４０とステータコア３１とが位置決めされる。

【0076】

実施形態において、ステータコア３１とステータベース４０とは、ねじ７５により固定される。ステータコア３１のヨーク３１Ａにコアねじ開口３１Ｃが設けられる。コアねじ開口３１Ｃは、ヨーク３１Ａの上端面と下端面とを貫くように形成されたスルーホールを含む。コアねじ開口３１Ｃは、回転軸ＡＸの周囲に間隔をあけて複数設けられる。パイプ部４３の周囲にねじボス４４が配置される。ねじボス４４は、大径部４３Ｂの周囲に配置される。ねじボス４４にベースねじ孔４４Ａが設けられる。ねじボス４４は、大径部４３Ｂの周囲に間隔をあけて複数設けられる。すなわち、ベースねじ孔４４Ａは、回転軸ＡＸの周囲に間隔をあけて複数設けられる。

【0077】

コアねじ開口３１Ｃ及びベースねじ孔４４Ａのそれぞれは、少なくとも６つ設けられる。実施形態において、コアねじ開口３１Ｃ及びベースねじ孔４４Ａのそれぞれは、回転軸ＡＸの周囲に等間隔で６つ設けられる。

【0078】

実施形態において、ステータコア３１とステータベース４０とは、６本のねじ７５により固定される。ねじ７５は、ステータコア３１の下方からコアねじ開口３１Ｃに挿入される。コアねじ開口３１Ｃに挿入されたねじ７５の先端部は、ねじボス４４のベースねじ孔４４Ａに挿入される。ねじ７５のねじ山とベースねじ孔４４Ａのねじ溝とが結合されることにより、ステータコア３１とステータベース４０とがねじ７５により固定される。

【0079】

モータ位置決め機構７０は、ステータコア３１に設けられたコアねじ開口３１Ｃを介してステータベース４０に設けられたベースねじ孔４４Ａに挿入されるねじ７５を含む。ねじ７５により、ステータベース４０とステータコア３１とが固定される。

【0080】

パイプ部４３は、ベアリング２１を介してロータシャフト２０を支持する。ベアリング２１は、パイプ部４３の内側に配置される。ロータシャフト２０の上部は、パイプ部４３の内側に配置される。ベアリング２１は、ロータシャフト２０の上部を回転可能に支持する。ロータシャフト２０は、ベアリング２１を介してパイプ部４３に支持される。

【0081】

実施形態において、ステータベース４０は、パイプ部４３の上端部に配置された円環プレート部４５を有する。ベアリング２１の上面は、円環プレート部４５の下面よりも下側に配置される。ベアリング２１の上面と円環プレート部４５と下面との間にウェーブワッシャ２２が配置される。ベアリング２１の外周面は、パイプ部４３の内面に支持される。ベアリング２１の上面は、ウェーブワッシャ２２を介して円環プレート部４５に支持される。

【0082】

センサ基板５０は、ロータ１０の回転を検出する磁気センサ５１を支持する。センサ基板５０は、ステータベース４０に支持される。センサ基板５０は、ステータベース４０に接触する。センサ基板５０は、ステータベース４０に固定される。

【0083】

磁気センサ５１は、ロータ１０の永久磁石１３を検出する。磁気センサ５１は、センサ基板５０に支持される。磁気センサ５１は、永久磁石１３の磁束を検出して、ロータ１０の回転方向の位置を検出する。すなわち、磁気センサ５１は、ロータ１０の回転に伴う磁界の変化を検出することによって、ロータ１０の回転方向の位置を検出する。センサ基板５０は、永久磁石１３と磁気センサ５１とが対向するように、ステータベース４０に支持される。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。

【0084】

モータハウジング６０は、ロータ１０及びステータ３０を収容する。モータハウジング６０は、ステータベース４０に接続される。モータハウジング６０とステータベース４０との間に形成される内部空間に、ロータ１０及びステータ３０が配置される。

【0085】

モータハウジング６０は、プレート部６１と、周壁部６２と、フランジ部６３とを有する。

【0086】

プレート部６１は、実質的に円環状である。プレート部６１は、ロータカップ１１よりも下方に配置される。プレート部６１の中央部にパイプ部６４が設けられる。ロータシャフト２０の下部は、パイプ部６４の内側に配置される。

【0087】

モータハウジング６０は、ベアリング２３を支持する。ベアリング２３は、ロータシャフト２０の下部を回転可能に支持する。実施形態において、モータハウジング６０は、パイプ部６４の下端部に配置された円環プレート部６５を有する。ベアリング２３の下面は、円環プレート部６５の上面よりも上側に配置される。ベアリング２３の外周面は、パイプ部６４の内面に支持される。ベアリング２３の下面は、円環プレート部６５の上面に支持される。

【0088】

周壁部６２は、実質的に円筒状である。周壁部６２の下端部は、プレート部６１の周縁部に接続される。周壁部６２は、プレート部６１の周縁部から上方に突出する。周壁部６２は、ロータカップ１１の少なくとも一部を囲むように配置される。

【0089】

フランジ部６３は、周壁部６２の上端部に接続される。フランジ部６３は、周壁部６２の上端部から径方向外側に延びるように設けられる。フランジ部６３に複数のスルーホール６６が設けられる。実施形態において、スルーホール６６は、周方向に間隔をあけて４つ設けられる。ステータベース４０の周壁部４２に複数のねじボス４６が設けられる。ねじボス４６は、周方向に間隔をあけて４つ設けられる。４つのねじボス４６のそれぞれにねじ孔が設けられる。ステータベース４０とモータハウジング６０とは、４本のねじ６７により固定される。ねじ６７は、フランジ部６３の下方からスルーホール６６に挿入される。スルーホール６６に挿入されたねじ６７の先端部は、ねじボス４６のねじ孔に挿入される。ねじ６７のねじ山とねじボス４６のねじ孔のねじ溝とが結合されることにより、ステータベース４０とモータハウジング６０とがねじ６７により固定される。

【0090】

ステータベース４０の周壁部４２に複数の開口４７が設けられる。複数の開口４７のうち１つの開口４７には、緩衝部材４８が配置される。緩衝部材４８を形成する材料として、ゴムが例示される。後述する電源線９１の少なくとも一部は、開口４７に配置された緩衝部材４８に支持される。緩衝部材４８により、電源線９１の摩耗が抑制される。

【0091】

プレート部６１の一部に通気路６８が設けられる。通気路６８は、ラビリンス構造の流路を含む。ロータシャフト２０の下端部に冷却ファンが固定される場合、ロータシャフト２０の回転により冷却ファンが回転する。冷却ファンが回転することにより、冷却ファンは、通気路６８を介して、ステータベース４０とモータハウジング６０との間の内部空間の空気を吸引する。通気路６８を介して空気が吸引されることにより、モータ４の周囲の空気が開口４７を介して内部空間に流入する。これにより、モータ４が冷却される。

【0092】

ロータカップ１１の少なくとも一部に、ロータカップ１１の内側の異物を排出するための排出口１５が設けられる。排出口１５は、プレート部１１Ａに２つ設けられる。例えばロータカップ１１の内側に水が浸入しても、ロータカップ１１の内側に水は、排出口１５からロータカップ１１の外側に排出される。

【0093】

図２に示すように、モータハウジング６０は、ハウジング２のデッキ２００に固定されるねじボス６００を有する。デッキ２００にスルーホール２０１が設けられる。ねじボス６００にねじ孔６０１が設けられる。ハウジング２のデッキ２００とモータハウジング６０とは、ねじ２０２により固定される。ねじ２０２は、デッキ２００の下方からスルーホール２０１に挿入される。スルーホール２０１に挿入されたねじ２０２の先端部は、ねじボス６００のねじ孔６０１に挿入される。ねじ２０２のねじ山とねじ孔６０１のねじ溝とが結合されることにより、ハウジング２のデッキ２００とモータハウジング６０とがねじ２０２により固定される。

【0094】

また、モータハウジング６０は、バッフル２０３に固定されるねじボス６０２を有する。バッフル２０３は、モータハウジング６０の内部における空気の流れを変化させる。バッフル２０３は、モータハウジング６０の下面に対向するように配置される。バッフル２０３の中央部に開口２０３Ａが形成される。ロータシャフト２０は、開口２０３Ａに挿入される。バッフル２０３にスルーホール２０４が設けられる。ねじボス６０２にねじ孔６０３が設けられる。バッフル２０３とモータハウジング６０とは、ねじ２０５により固定される。ねじ２０５は、バッフル２０３の下方からスルーホール２０４に挿入される。スルーホール２０４に挿入されたねじ２０５の先端部は、ねじボス６０２のねじ孔６０３に挿入される。ねじ２０５のねじ山とねじ孔６０３のねじ溝とが結合されることにより、バッフル２０３とモータハウジング６０とがねじ２０５により固定される。

【0095】

［ロータ及びステータ］
図９は、実施形態に係るロータ１０及びステータ３０を上方から見た図である。図１０は、実施形態に係るロータ１０を上方から見た図である。図１１は、実施形態に係るロータ１０を示す横断面図である。図１２は、実施形態に係るステータ３０を上方から見た図である。図１３は、実施形態に係るステータ３０を示す横断面図である。

【0096】

ロータ１０は、ロータカップ１１と、ロータカップ１１に支持されるロータコア１２と、ロータコア１２の内周面に固定される永久磁石１３とを有する。

【0097】

ロータカップ１１は、プレート部１１Ａと、ヨーク部１１Ｂとを有する。

【0098】

ロータコア１２は、リング部１２Ｅと、リング部１２Ｅの内周面から径方向内側に突出する内側凸部１２Ｆとを有する。内側凸部１２Ｆは、周方向に相互に隣り合う永久磁石１３の間に配置される。

【0099】

ロータコア１２のリング部１２Ｅの外周面に、ロータカップ１１のヨーク部１１Ｂの内周面に接触する外側凸部１２Ｇが設けられる。外側凸部１２Ｇは、周方向に間隔をあけて複数設けられる。ロータカップ１１の内周面には、外側凸部１２Ｇが配置される凹部１１Ｆが設けられる。１つの凹部１１Ｆに３つの外側凸部１２Ｇが配置される。

【0100】

凹部１１Ｆに配置された複数（３つ）の外側凸部１２Ｇにおいて、相互に隣り合う外側凸部１２Ｇの間に接着剤が充填される。接着剤が充填されることにより、相互に隣り合う外側凸部１２Ｇの間に接着剤層１９が配置される。接着剤層１９は、ロータコア１２とロータカップ１１とを固定する。

【0101】

図１３に示すように、インシュレータ３２は、外周被覆部３２Ｃと、ティース被覆部３２Ｄとを有する。外周被覆部３２Ｃは、径方向外側を向くヨーク３１Ａの外周面を覆うように配置される。ティース被覆部３２Ｄは、コイル３３が巻かれるティース３１Ｂの装着面を覆うように配置される。

【0102】

複数のコイル３３は、１本のワイヤ９０を巻くことにより形成される。１本のワイヤ９０がティース被覆部３２Ｄを介して複数のティース３１Ｂのそれぞれに順次巻かれる。第１のコイル３３と、第１のコイル３３の次に巻かれる第２のコイル３３とは、ワイヤ９０によって繋がる。

【0103】

バッテリパック９から出力された電力は、コイル３３に供給される。コイル３３に駆動電流が供給される。バッテリパック９からの駆動電流は、電源線９１及びヒュージング端子９２を介してコイル３３に供給される。コイル３３に供給される駆動電流は、電源線９１及びヒュージング端子９２を流れる。

【0104】

電源線９１及びヒュージング端子９２のそれぞれは、インシュレータ３２に支持される。電源線９１及びヒュージング端子９２のそれぞれは、ステータコア３１の上端面よりも上方に配置される。

【0105】

モータ４は、３相モータである。２４個のコイル３３のそれぞれは、Ｕ（ＵＶ）相、Ｖ（ＶＷ）相、及びＷ（ＷＵ）相のいずれか一つの相に割り当てられる。電源線９１は、Ｕ相駆動電流が流れる電源線９１Ｕと、Ｖ相駆動電流が流れる電源線９１Ｖと、Ｗ相駆動電流が流れる電源線９１Ｗとを含む。

【0106】

ヒュージング端子９２は、複数のコイル３３のそれぞれから突出する複数のワイヤ９０を接続する。ヒュージング端子９２は、Ｕ相駆動電流が流れるヒュージング端子９２Ｕと、Ｖ相駆動電流が流れるヒュージング端子９２Ｖと、Ｗ相駆動電流が流れるヒュージング端子９２Ｗとを含む。

【0107】

電源線９１Ｕは、ヒュージング端子９２Ｕに接続される。電源線９１Ｖは、ヒュージング端子９２Ｖに接続される。電源線９１Ｗは、ヒュージング端子９２Ｗに接続される。

【0108】

［コントローラ］
図１４は、実施形態に係る電動作業機１を示す模式図である。上述のように、実施形態において、コイル３３は、２４個設けられる。図１４において、２４個のコイル３３のそれぞれにＣ１からＣ２４の番号が付してある。２４個のコイル３３は、１本のワイヤ９０を巻くことにより形成される。図１４に示すように、ワイヤ９０は、巻き始め部分Ｓから巻き始められる。ワイヤ９０は、複数のコイル３３が順次形成されるように、複数のティース３１Ｂのそれぞれに順次巻かれる。２４個のコイル３３が形成された後、ワイヤ９０は、巻き終わり部分Ｅにおいて巻き終わる。

【0109】

複数のコイル３３は、デルタ結線される。コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ８，Ｃ７，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ２０，Ｃ１９は、Ｕ（ＵＶ）相に割り当てられる。コイルＣ９，Ｃ１０，Ｃ１６,Ｃ１５，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ４，Ｃ３は、Ｖ（ＶＷ）相に割り当てられる。コイルＣ５，Ｃ６，Ｃ１２,Ｃ１１，Ｃ１７，Ｃ１８，Ｃ２４，Ｃ２３は、Ｗ（ＷＵ）相に割り当てられる。

【0110】

コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ８，Ｃ７が直列接続され、コイルＣ１３，Ｃ１４，Ｃ２０，Ｃ１９が直列接続される。また、コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ８，Ｃ７とコイルＣ１３，Ｃ１４，Ｃ２０，Ｃ１９とが並列接続される。

【0111】

コイルＣ９，Ｃ１０，Ｃ１６,Ｃ１５が直列接続され、コイルＣ２１，Ｃ２２，Ｃ４，Ｃ３が直列接続される。また、コイルＣ９，Ｃ１０，Ｃ１６,Ｃ１５とコイルＣ２１，Ｃ２２，Ｃ４，Ｃ３とが並列接続される。

【0112】

コイルＣ５，Ｃ６，Ｃ１２,Ｃ１１が直列接続され、コイルＣ１７，Ｃ１８，Ｃ２４，Ｃ２３が直列接続される。また、コイルＣ５，Ｃ６，Ｃ１２,Ｃ１１とコイルＣ１７，Ｃ１８，Ｃ２４，Ｃ２３とが並列接続される。

【0113】

すなわち、実施形態において、２４個のコイル３３は、２並列４直列でデルタ結線される。

【0114】

電動作業機１は、コントローラ１００と、ゲート回路１０１と、インバータ１０２と、電流検出回路１０３とを有する。

【0115】

コントローラ１００は、複数の電子部品が実装された回路基板を含む。回路基板に実装される電子部品として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリが例示される。

【0116】

インバータ１０２は、バッテリパック９から供給された電力に基づいて、コイル３３に駆動電流を供給する。インバータ１０２は、６つのスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗを有する。スイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗのそれぞれは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）を含む。

【0117】

スイッチング素子ＱＨｕは、ヒュージング端子９２Ｕとバッテリパック９の正極に接続された電源ラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＨｖは、ヒュージング端子９２Ｖとバッテリパック９の正極に接続された電源ラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＨｗは、ヒュージング端子９２Ｗとバッテリパック９の正極に接続された電源ラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＨｕがオンされると、ヒュージング端子９２Ｕと電源ラインとが導通する。スイッチング素子ＱＨｖがオンされると、ヒュージング端子９２Ｖと電源ラインとが導通する。スイッチング素子ＱＨｗがオンされると、ヒュージング端子９２Ｗと電源ラインとが導通する。

【0118】

スイッチング素子ＱＬｕは、ヒュージング端子９２Ｕとバッテリパック９の負極に接続されたグランドラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＬｖは、ヒュージング端子９２Ｖとバッテリパック９の負極に接続されたグランドラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＬｗは、ヒュージング端子９２Ｗとバッテリパック９の負極に接続されたグランドラインとの間に配置される。スイッチング素子ＱＬｕがオンされると、ヒュージング端子９２Ｕとグランドラインとが導通する。スイッチング素子ＱＨｖがオンされると、ヒュージング端子９２Ｖとグランドラインとが導通する。スイッチング素子ＱＨｗがオンされると、ヒュージング端子９２Ｗとグランドラインとが導通する。

【0119】

ゲート回路１０１は、スイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗを駆動する駆動回路である。コントローラ１００は、ゲート回路１０１に制御信号を出力して、インバータ１０２のスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗを駆動する。

【0120】

電流検出回路１０３は、インバータ１０２からバッテリパック９の負極に至る通電経路に配置される。電流検出回路１０３は、通電経路を流れる電流に応じた電圧の信号を出力する。コントローラ１００は、電流検出回路１０３の出力信号に基づいて、コイル３３に流れる駆動電流を検出することができる。

【0121】

磁気センサ５１は、３つ設けられる。磁気センサ５１は、Ｕ（ＵＶ）相に対応する磁気センサ５１Ｕと、Ｖ（ＶＷ）相に対応する磁気センサ５１Ｖと、Ｗ（ＷＵ）相に対応する磁気センサ５１Ｗとを含む。磁気センサ５１Ｕ、磁気センサ５１Ｖ、及び磁気センサ５１Ｗのそれぞれから出力される検出信号は、回転するロータ１０から受ける磁界の変化に基づいて、電気角で１８０°毎に、ハイレベル検出信号とローレベル検出信号とに切り換わる。磁気センサ５１から出力された検出信号は、コントローラ１００に入力される。

【0122】

コントローラ１００は、磁気センサ５１の検出信号に基づいて、コイル３３に供給される電力を制御する。コントローラ１００は、磁気センサ５１Ｕ、磁気センサ５１Ｖ、及び磁気センサ５１Ｗのそれぞれの検出信号に基づいて、ゲート回路１０１を制御して、インバータ１０２のスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗを駆動する。インバータ１０２のスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗが制御されることにより、Ｕ（ＵＶ）相のコイル３３、Ｖ（ＶＷ）相のコイル３３、及びＷ（ＷＵ）相のコイルのそれぞれに供給される駆動電流が制御される。

【0123】

スイッチング素子ＱＨｖ，ＱＬｕがオンされる第１駆動パターンにおいては、ＵＶ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｖからヒュージング端子９２Ｕに向かって駆動電流が流れる。

【0124】

スイッチング素子ＱＨｗ，ＱＬｕがオンされる第２駆動パターンにおいては、ＷＵ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｗからヒュージング端子９２Ｕに向かって駆動電流が流れる。

【0125】

スイッチング素子ＱＨｗ，ＱＬｖがオンされる第３駆動パターンにおいては、ＶＷ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｗからヒュージング端子９２Ｖに向かって駆動電流が流れる。

【0126】

スイッチング素子ＱＨｕ，ＱＬｖがオンされる第４駆動パターンにおいては、ＵＶ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｕからヒュージング端子９２Ｖに向かって駆動電流が流れる。

【0127】

スイッチング素子ＱＨｕ，ＱＬｗがオンされる第５駆動パターンにおいては、ＷＵ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｕからヒュージング端子９２Ｗに向かって駆動電流が流れる。

【0128】

スイッチング素子ＱＨｖ，ＱＬｗがオンされる第６駆動パターンにおいては、ＶＷ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに、ヒュージング端子９２Ｖからヒュージング端子９２Ｗに向かって駆動電流が流れる。

【0129】

ＵＶ相に割り当てられた複数のコイル３３、ＶＷ相に割り当てられた複数のコイル３３、及びＷＵ相に割り当てられた複数のコイル３３のそれぞれに駆動電流が順次供給されることにより、モータ４において回転磁界が生成され、ロータ１０が回転する。

【0130】

［極数及びスロット数］
上述のように、実施形態において、モータ４は、永久磁石１３を２８個有し、コイル３３を２４個有する。すなわち、永久磁石１３の数を示す極数は、２８である。コイル３３の数を示すスロット数は、２４である。極数が２８でありスロット数が２４であるので、電動作業機１の動力源に使用されるモータ４は、軽量化又は小型化される。

【0131】

図１５は、実施例及び比較例に係るモータを説明するための図である。図１５は、実施例Ｋ及び比較例Ｍ１から比較例Ｍ９に係るモータのステータ外径、極数、スロット数、アウターロータ型又はインナーロータ型を示すロータの型、及びステータ内径を示す。

【0132】

アウターロータ型において、ステータ外径は、ロータに対向するステータコアの対向面におけるステータコアの直径を示す。アウターロータ型において、ステータコアの対向面とは、径方向外側を向くティースの外端面をいう。すなわち、アウターロータ型において、ステータ外径は、径方向におけるステータコアの寸法の最大値をいう。

【0133】

インナーロータ型において、ステータ内径は、ロータに対向するステータコアの対向面におけるステータコアの直径を示す。インナーロータ型において、ステータコアの対向面とは、径方向内側を向くティースの内端面をいう。すなわち、インナ―ロータ型において、ステータ内径は、径方向におけるステータコアの寸法の最小値をいう。

【0134】

以下の説明において、アウターロータ型におけるステータ外径及びインナーロータ型におけるステータ内径を適宜、ステータ直径、と総称する。ステータ直径は、ロータに対向するステータコアの対向面におけるステータコアの直径を示す。

【0135】

実施例Ｋに係るモータ４は、極数が２８でありスロット数が２４である２８極２４スロットのアウターロータ型である。ステータ外径は、１１７．３［ｍｍ］である。

【0136】

比較例Ｍ１に係るモータは、極数が２０でありスロット数が１８である２０極１８スロットのアウターロータ型である。ステータ外径は１１７．３［ｍｍ］である。

【0137】

比較例Ｍ２に係るモータは、極数が４でありスロット数が６である４極６スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は４４［ｍｍ］であり、ステータ内径は２１［ｍｍ］である。

【0138】

比較例Ｍ３に係るモータは、極数が４でありスロット数が６である４極６スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は５２［ｍｍ］であり、ステータ内径は２７［ｍｍ］である。

【0139】

比較例Ｍ４に係るモータは、極数が８でありスロット数が１２である８極１２スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は８０［ｍｍ］であり、ステータ内径は５３［ｍｍ］である。

【0140】

比較例Ｍ５に係るモータは、極数が８でありスロット数が１２である８極１２スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は１２２［ｍｍ］であり、ステータ内径は６９［ｍｍ］である。

【0141】

比較例Ｍ６に係るモータは、極数が８でありスロット数が１２である８極１２スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は９９［ｍｍ］であり、ステータ内径は５３．５［ｍｍ］である。

【0142】

比較例Ｍ７に係るモータは、極数が８でありスロット数が１２である８極１２スロットのインナーロータ型である。ステータ外径は９９［ｍｍ］であり、ステータ内径は５２［ｍｍ］である。

【0143】

比較例Ｍ８に係るモータは、極数が６でありスロット数が９である６極９スロットのアウターロータ型である。ステータ外径は５１［ｍｍ］である。

【0144】

比較例Ｍ９に係るモータは、極数が１０でありスロット数が１２である１０極１２スロットのアウターロータ型である。ステータ外径は１１３［ｍｍ］である。

【0145】

図１６は、実施例及び比較例に係るモータのステータ直径と極数との関係を示す図である。すなわち、図１６は、図１５に示した実施例Ｋ及び比較例Ｍ１から比較例Ｍ９の極数Ｎとステータ直径ｘとをグラフにプロットした図である。図１６において、横軸はステータ直径ｘであり、縦軸は極数Ｎである。上述のように、アウターロータ型のステータ直径ｘは、ステータ外径を示し、インナーロータ型のステータ直径ｘは、ステータ内径を示す。

【0146】

実施例Ｋに係るモータは、以下の（１）式の条件を満足する。比較例Ｍ１から比較例Ｍ９に係るモータは、以下の（１）式の条件を満足しない。

【0147】

０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ ＜ ０．２３ｘ＋３．６ …（１）

【0148】

図１６において、ラインＬ１は、下限閾値［Ｎ＝０．１６ｘ＋２．５］を示し、ラインＬ２は、上限閾値［Ｎ＝０．２３ｘ＋３．６］を示す。

【0149】

下限閾値を示すラインＬ１は、モータ質量の許容値を示すラインである。モータ質量とは、ロータコアの質量と永久磁石の質量とステータコアの質量とコイルの質量との和をいう。実施例Ｋ及び比較例Ｍ１から比較例Ｍ９のそれぞれのモータ質量を測定した結果、実施例Ｋのモータ質量は、比較例Ｍ１から比較例Ｍ９のモータ質量よりも小さい。すなわち、極数及びスロット数が多いほど、モータが軽量化又は小型化される。例えば実施例Ｋと比較例Ｍ１とを比較した場合、スロット数が多い実施例Ｋのモータ質量は、比較例Ｍ１のモータ質量よりも小さい。これは、規定のモータトルクを発生させる場合、コイルの数が多いほど１つのコイルを小型化できるためと考えられる。また、実施例Ｋと比較例Ｍ２から比較例Ｍ９とを比較した場合、極数及びスロット数が多い実施例Ｋのモータ質量は、比較例Ｍ２から比較例Ｍ９のモータ質量よりも小さい。これは、規定のモータトルクを発生させる場合、コイルの数が多いほど１つのコイルを小型化でき、永久磁石の数が多いほど１つの永久磁石を小型化及び薄型化できるためと考えられる。そのため、モータの軽量化又は小型化を目的とした場合、モータは、ラインＬ１よりも上方の範囲である［０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ］の条件を満足することが好ましい。

【0150】

上限閾値を示すラインＬ２は、磁気センサ５１の検出精度の許容値を示すラインである。具体的には、ラインＬ２は、磁気センサ５１によるロータ１０の検出精度が電気角±７．５度の誤差となるラインである。上述のように、インバータ１０２のスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗは、第１駆動パターンから第６駆動パターンでオンとオフとにスイッチングされる。すなわち、インバータ１０２のスイッチング素子ＱＨｕ，ＱＨｖ，ＱＨｗ，ＱＬｕ，ＱＬｖ，ＱＬｗは、電気角６０度間隔でスイッチングする。極数が多すぎると、磁気センサ５１が永久磁石の磁束を高精度に検出することが困難になる可能性がある。例えば検出精度として電気角±７．５度以上の誤差が生じると、モータ４の制御性が低下する。そのため、磁気センサ５１の検出精度の低下を目的とした場合、モータは、ラインＬ２よりも下方の範囲である［Ｎ ＜ ０．２３ｘ＋３．６］の条件を満足することが好ましい。

【0151】

図１７は、電動作業機１の動力源に使用されるモータの各部位の寸法を説明するための図である。図１７は、アウターロータ型のモータの各部位を示す。アウターロータ型のモータにおいて、ロータ外径Ａ、ティース幅Ｂ、ティース先端厚Ｃ、磁石厚Ｄ、ヨーク厚Ｅ、開口幅Ｆ、及び磁石間距離Ｇが規定される。

【0152】

ロータ外径Ａとは、ロータコア１２の外径をいう。ティース幅とは、ティース３１Ｂの周方向の寸法をいう。ティース先端厚Ｃとは、ティース３１Ｂの径方向外側の先端部に設けられている張出部の径方向の寸法をいう。磁石厚Ｄとは、永久磁石１３の径方向の寸法を示す永久磁石１３の厚みをいう。ヨーク厚Ｅとは、ロータコア１２のリング部１２Ｅの径方向の寸法を示すリング部１２Ｅの厚みをいう。開口幅Ｆとは、周方向に相互に隣接する２つのティース３１Ｂの張出部の距離をいう。磁石間距離Ｇとは、周方向に相互に隣接する２つの永久磁石１３の距離をいう。

【0153】

電動作業機１の動力源に使用されるモータ４において、上述の各部位の寸法は、概ね下記の範囲に設定される。

【0154】

・ロータ外径Ａ：１００［ｍｍ］以上１５０［ｍｍ］以下。
・ティース幅Ｂ：３［ｍｍ］以上１２［ｍｍ］以下。
・ティース先端厚Ｃ：２［ｍｍ］以上４［ｍｍ］以下。
・磁石厚Ｄ：１［ｍｍ］以上４［ｍｍ］以下。
・ヨーク厚Ｅ：１．５［ｍｍ］以上６．０［ｍｍ］以下。
・開口幅Ｆ：２．５［ｍｍ］以上５．０［ｍｍ］以下。
・磁石間距離Ｇ：０．５［ｍｍ］以上５．０［ｍｍ］以下。

【0155】

図１８は、実施例及び比較例に係るモータのロータ外径とモータ質量と極数及びスロット数との関係を示す図である。図１８の実施例及び比較例に係るモータは全てアウターロータ型である。実施例に係るモータは、２８極２４スロット（２８Ｐ２４Ｓ）である。第１比較例に係るモータは、２６極２４スロット（２６Ｐ２４Ｓ）である。第２比較例に係るモータは、２４極１８スロット（２４Ｐ１８Ｓ）である。第３比較例に係るモータは、２２極２４スロット（２２Ｐ２４Ｓ）である。第４比較例に係るモータは、２０極１８スロット（２０Ｐ１８Ｓ）である。第５比較例に係るモータは、１６極１８スロット（１６Ｐ１８Ｓ）である。

【0156】

実施例及び第１比較例から第５比較例に係るモータのそれぞれについて、規定のモータトルクが得られる制約条件において、上述の各部位の寸法（ロータ外径Ａ、ティース幅Ｂ、ティース先端厚Ｃ、磁石厚Ｄ、ヨーク厚Ｅ、開口幅Ｆ、磁石間距離Ｇ）を上述の範囲において変化させて、それぞれの寸法におけるモータ質量を算出した。図１８は、モータ質量の算出結果をグラフにプロットした図である。図１８において、横軸はロータ外径Ａであり、縦軸はモータ質量である。

【0157】

図１８に示すように、規定のモータトルクを発生させる場合、実施例に係るモータ質量は、第１比較例から第６比較例に係るモータ質量よりも小さくなることが判明した。すなわち、アウターロータ型のモータにおいて、規定のモータトルクを発生させる場合、２８極２４スロットとすることにより、モータが軽量化されることが判明した。また、図１８に示すように、２８極２４スロットのモータにおいて、モータ質量を小さくするためには、ロータ外径Ａを１０５［ｍｍ］以上１２５［ｍｍ］以下にすることが好ましく、１００［ｍｍ］以上１２０［ｍｍ］以下にすることがより好ましいことが判明した。

【0158】

また、２８極２４スロットのモータにおいて、モータ質量を小さくするためには、ティース幅Ｂを４［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下にすることが好ましいことが判明した。

【0159】

また、２８極２４スロットのモータにおいて、モータ質量を小さくするためには、磁石厚Ｄを１．５［ｍｍ］以上３．５［ｍｍ］以下にすることが好ましいことが判明した。

【0160】

図１９は、実施例に係るモータ４のステータ外径とモータ質量とロータ外径との関係を示す図である。図１９の実施例に係るモータは全て２８極２４スロットのアウターロータ型である。規定のモータトルクが得られる制約条件において、上述の各部位の寸法（ロータ外径Ａ、ティース幅Ｂ、ティース先端厚Ｃ、磁石厚Ｄ、ヨーク厚Ｅ、開口幅Ｆ、磁石間距離Ｇ）を上述の範囲において変化させるとともに、ステータ外径も変化させて、それぞれの寸法におけるモータ質量を算出した。

【0161】

図１９に示すように、ロータ外径Ａを１２０［ｍｍ］、１２５［ｍｍ］、１３０［ｍｍ］、１３５［ｍｍ］、１４０［ｍｍ］のそれぞれに変化させた場合、ロータ外径Ａが大きいほどステータ外径が大きくなり、ロータ外径Ａが小さいほどステータ外径が小さくなる。

【0162】

また、２８極２４スロットのアウターロータ型のモータにおいて、コイル３３の線間抵抗をＲ［ｍΩ］、バッテリパック９の定格電圧をＶ［Ｖ］とした場合、以下の（２）式の条件を満足することが好ましい。

【0163】

Ｒ／Ｖ^２ ≦ ０．０３８ …（２）

【0164】

線間抵抗Ｒとは、３相モータであるモータ４において、Ｕ－Ｖ相間の抵抗、Ｖ－Ｗ相間の抵抗、及びＷ－Ｕ間の線間抵抗をいう。実施形態において、Ｕ－Ｖ相間の線間抵抗Ｒと、Ｖ－Ｗ相間の線間抵抗Ｒと、Ｗ－Ｕ間の線間抵抗Ｒとは、同一の値である。

【0165】

図１に示したように、電動作業機１が芝刈り機である場合、必要な仕事をするためには、モータ４に少なくとも７２０［Ｗ］の電力を連続入力する必要がある。７２０［Ｗ］（３６Ｖ２０Ａ）の電力をモータ４のコイル３３に連続入力した場合、コイル３３が焼損しないモータ４の線間抵抗Ｒは、４９［ｍΩ］以下であることが経験上判明している。上述のように、バッテリパック９は、リチウムイオン電池を含む。リチウムイオン電池のセル１本が連続放電できる電流が１５［Ａ］以上２０［Ａ］以下程度である。また、芝刈り機とは別の電動作業機においても、７２０［Ｗ］の電力を連続入力できるか否かは重要な指標となる。リチウムイオン電池には様々な電圧帯があり、同じ７２０［Ｗ］をモータ４に入力する際に、１８Ｖ４０Ａ、３６Ｖ２０Ａ、７２Ｖ１０Ａ等、様々な形態が存在する。抵抗値は電圧の２乗に比例するため、［Ｒ／Ｖ^２］で表される数値を規定することにより、電圧によらず７２０［Ｗ］を入力した際に焼損しないモータ４の線間抵抗Ｒを規格化できる。実施形態においては、０．０３８［ｍΩ／Ｖ^２］を目標にしてモータ４の最適設計を行い、２８極２４スロットが最も優れていることが判明した。

【0166】

［効果］
以上説明したように、実施形態において、電動作業機１は、ロータ１０及びステータ３０を有するブラシレスモータであるモータ４と、磁気センサ５１と、コントローラ１００と、ロータ１０により駆動される出力部である刈刃５と、を備える。ロータ１０は、ロータコア１２及びロータコア１２に固定される永久磁石１３を有する。ステータ３０は、ステータコア３１、ステータコア３１に固定されるインシュレータ３２、及びインシュレータ３２に装着されるコイル３３を有する。磁気センサ５１は、永久磁石１３の磁束を検出してロータ１０の回転方向の位置を検出する。コントローラ１００は、磁気センサ５１の検出信号に基づいて通電するコイル３３を制御する。永久磁石１３は、ネオジウム焼結板磁石である。永久磁石１３の数を示す極数をＮ、ロータ１０に対向するステータコア３１の対向面におけるステータコアの直径を示すステータ直径をｘ［ｍｍ］とした場合、
０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ ＜０．２３ｘ＋３．６、
の条件を満足する。

【0167】

上記の構成では、［０．１６ｘ＋２．５ ＜Ｎ］の条件を満足することにより、モータ４が軽量化及び小型化される。［Ｎ ＜ ０．２３ｘ＋３．６］の条件を満足することにより、磁気センサ５１の検出精度の低下が抑制される。

【0168】

実施形態において、電動作業機１は、バッテリ装着部８を備える。コイル３３に供給される電力を出力するバッテリパック９がバッテリ装着部８に装着される。モータ４は、３相モータである。コイル３３の線間抵抗をＲ［ｍΩ］、バッテリパック９の定格電圧をＶ［Ｖ］とした場合、
Ｒ／Ｖ^２ ≦ ０．０３８、
の条件を満足する。

【0169】

上記の構成では、モータ４に電力を連続入力しても、コイル３３の焼損が抑制される。したがって、電動作業機１は所期の性能を発揮することができる。

【0170】

実施形態において、電動作業機１は、ロータ１０及びステータ３０を有するブラシレスモータであるモータ４と、ロータ１０により駆動される出力部である刈刃５と、を備える。ロータ１０は、ロータコア１２と、ロータコア１２に固定される永久磁石１３と、を有する。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。永久磁石１３の数を示す極数は、２８である。コイル３３の数を示すスロット数は、２４である。

【0171】

上記の構成では、極数が２８でありスロット数が２４なので、コイル３３が発生する磁束が分散され、永久磁石１３が小型化及び薄型化される。これにより、モータ４が軽量化又は小型化される。

【0172】

実施形態において、モータ４は、アウターロータ型である。

【0173】

上記の構成では、高いモータトルクが得られる。

【0174】

実施形態において、モータ４は、アウターロータ型であり、ロータ外径Ａは、１０５［ｍｍ］以上１２５［ｍｍ］以下である。好ましくは、ロータ外径Ａは、１１０［ｍｍ］以上１２０［ｍｍ］以下である。

【0175】

上記の構成では、モータ４が軽量化又は小型化される。

【0176】

実施形態において、ステータコア３１は、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３１Ｂを有する。ティース幅Ｂは、４［ｍｍ］以上８［ｍｍ］以下である。

【0177】

上記の構成では、モータ４が軽量化又は小型化される。

【0178】

実施形態において、永久磁石１３の厚みを示す磁石厚Ｄは、１．５［ｍｍ］以上３．５［ｍｍ］以下である。

【0179】

上記の構成では、モータ４が軽量化又は小型化される。

【0180】

実施形態において、永久磁石１３は、ロータコア１２の内周面に固定される。

【0181】

上記の構成では、モータ４が小型化される。

【0182】

実施形態において、永久磁石１３は、接着剤によりロータコア１２に固定される。

【0183】

上記の構成では、簡易な構成で永久磁石１３がロータコア１２に固定される。

【0184】

実施形態において、電動作業機１は、ロータ１０に固定されるロータシャフト２０を備える。出力部である刈刃５は、ロータシャフ２０トに固定される。

【0185】

上記の構成では、出力部である刈刃５は、ダイレクトドライブ方式でモータ４により駆動される。

【0186】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、モータ４は、アウターロータ型であることとした。モータ４は、インナーロータ型でもよい。

【0187】

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。

【0188】

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。

【符号の説明】

【0189】

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、１１Ａ…プレート部、１１Ｂ…ヨーク部、１１Ｃ…開口、１１Ｆ…凹部、１２…ロータコア、１２Ｅ…リング部、１２Ｆ…内側凸部、１２Ｇ…外側凸部、１３…永久磁石、１４…ブッシュ、１５…排出口、１９…接着剤層、２０…ロータシャフト、２１…ベアリング、２２…ウェーブワッシャ、２３…ベアリング、３０…ステータ、３１…ステータコア、３１Ａ…ヨーク、３１Ｂ…ティース、３１Ｃ…コアねじ開口、３２…インシュレータ、３２Ｃ…外周被覆部、３２Ｄ…ティース被覆部、３３…コイル、４０…ステータベース、４１…プレート部、４２…周壁部、４３…パイプ部、４３Ａ…小径部、４３Ｂ…大径部、４３Ｃ…ベース支持面、４４…ねじボス、４４Ａ…ベースねじ孔、４５…円環プレート部、４６…ねじボス、４７…開口、４８…緩衝部材、５０…センサ基板、５１…磁気センサ、５１Ｕ…磁気センサ、５１Ｖ…磁気センサ、５１Ｗ…磁気センサ、６０…モータハウジング、６１…プレート部、６２…周壁部、６３…フランジ部、６４…パイプ部、６５…円環プレート部、６６…スルーホール、６７…ねじ、６８…通気路、７０…モータ位置決め機構、７１…ベース平面領域、７２…ベース曲面領域、７３…ステータ平面領域、７４…ステータ曲面領域、７５…ねじ、９０…ワイヤ、９１…電源線、９１Ｕ…電源線、９１Ｖ…電源線、９１Ｗ…電源線、９２…ヒュージング端子、９２Ｕ…ヒュージング端子、９２Ｖ…ヒュージング端子、９２Ｗ…ヒュージング端子、１００…コントローラ、１０１…ゲート回路、１０２…インバータ、１０３…電流検出回路、２００…デッキ、２０１…スルーホール、２０２…ねじ、２０３…バッフル、２０３Ａ…開口、２０４…スルーホール、２０５…ねじ、６００…ねじボス、６０１…ねじ孔、６０２…ねじボス、６０３…ねじ孔、ＡＸ…回転軸。

【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】