盤式電動機和電動工具的製作方法
2023-09-22 18:27:55 1
專利名稱：盤式電動機和電動工具的製作方法
技術領域：
本發明涉及盤式電動機和安裝有該盤式電動機的電動工具。
背景技術：
傳統盤式電動機主要由如下部件構成輸出軸；線圈盤，固定至輸出軸並具有近似圓板形狀且具有印製其上的線圈圖案；換向器盤，電力由電刷提供至換向器盤；以及磁體，被放置為與線圈圖案相對(例如，第3636700號日本專利(專利文獻I))。在這種盤式電動機中，換向器盤和線圈盤與導電銷相連以執行換向器盤和線圈盤的定位，並且電力被提供至線圈盤。在換向器盤和線圈盤與導電銷電連接的這種配置中，必須避免導電銷與諸如輸出軸的其它部件之間的電傳導。因此，導電銷由絕緣管覆蓋以避免與其它部件的短路。
發明內容
當導電銷通過絕緣管絕緣時，絕緣管的厚度用作絕緣距離，但該厚度在某些情況下不提供充分的絕緣。因此，本發明的目的是提供能夠在可靠確保絕緣性質的情況下執行線圈盤相對於換向器盤的定位的盤式電動機和電動工具。對於上述問題的解決方案，本發明提供了一種盤式電動機，其包括輸出軸部；線圈盤，其設置有線圈圖案並與輸出軸部同軸地設置；換向器盤，其設置有換向器圖案並與輸出軸部同軸地設置；以及定位部件，其與線圈盤和換向器盤電絕緣並執行所述線圈盤和所述換向器盤或所述線圈盤和所述換向器盤其中之一在旋轉方向上相對於所述輸出軸部的定位。根據這種結構，能夠在保持絕緣性能的情況下確保輸出軸部、線圈盤、以及換向器盤的定位精度。在具有上述結構的盤式電動機中，優選地，輸出軸部具有同軸且整體旋轉的凸緣，並且線圈盤和換向器盤附接至該凸緣。根據這種結構，線圈盤和換向器盤能夠方便地附接至輸出軸部。此外，優選地，定位部件是被配置為銷形的定位銷，在線圈盤和換向器盤其中之一或二者中形成有供定位部件插入的盤側定位孔，並且凸緣中形成有供定位銷插入的凸緣側定位孔。根據這種結構，能夠方便地執行定位。此外，優選地，線圈盤被設置在凸緣的軸向方向上的第一端側，換向器盤被設置在凸緣的軸向方向上的第二端側，並且定位部件以僅穿過凸緣與線圈盤的方式接合。
根據這種結構，定位部件能夠被配置為具有最低限度地穿過凸緣和線圈盤的長度，且不需要具有到達換向器盤的長度。因此，換向器盤不需要具有與定位部件接合的結構，並且該結構能夠被簡化。此外，優選地，線圈盤中形成有線圈側通孔，換向器盤中形成有換向器側通孔，並且連接線圈盤與換向器盤的導電部件被插入線圈側通孔和換向器側通孔。根據這種結構，能夠方便地連接換向器盤和線圈盤。此外，優選地，凸緣中形成有供導電部件插入的絕緣孔，絕緣孔被形成以使限定絕緣孔的內表面和導電部件彼此間隔預定距離或更遠。根據這種結構，能夠可靠地避免凸緣與導電部件之間的短路。此外，優選地，導電部件由包括多個導電元件的導電元件群組組成，並且導電元件群組被插入一個絕緣孔。 根據這種結構，能夠方便地形成絕緣孔。由於形成了大孔，因此，能夠增加導電元件與絕緣孔的內表面的距離。 此外，導電部件可具有多個導電元件群組，每個群組均包括多個導電元件，並且定位部件可設置於在輸出軸部的圓周方向上彼此相鄰的導電元件群組之間。根據這種結構，能夠利用導電元件群組之間的作為冗餘部的部分。此外，優選地，線圈盤具有輸入端子和輸出端子，輸入端子和輸出端子與構成線圈圖案的線圈導通，並且在多個導電元件中，第一導電元件以及與第一導電元件相鄰的第二導電元件分別連接至輸入端子與輸出端子。對於上述問題的解決方案，本發明提供了一種電動工具，其包括根據權利要求I至9所述的盤式電動機；以及能夠附接遠端工具並由該盤式電動機驅動的遠端工具附接部件。根據本發明的盤式電動機和電動工具，能夠在可靠確保絕緣性質的情況下執行線圈盤相對於換向器盤的定位。
圖I是根據本發明的實施方式的電動工具的外觀圖；圖2是根據本發明的實施方式的電動工具的頭部殼體的剖視圖；圖3是根據本發明的實施方式的電動工具的盤式電動機的部分剖視圖；圖4是根據本發明的實施方式的電動工具的盤式電動機的轉子和凸緣的部分剖開平面圖；圖5是根據本發明的實施方式的電動工具的第一修改示例的盤式電動機的轉子和凸緣的部分剖開平面圖；以及圖6是根據本發明的實施方式的電動工具的第二修改示例的頭部殼體的剖視圖。
具體實施例方式在下文中，將參照圖I至圖4描述本發明的實施方式的盤式電動機和用作電動工具的割草機I。圖I所示的割草機I主要由頭部殼體2、盤式電動機3(圖2)、管部4、握柄部5、以及供電部6組成並且是通過附接至輸出軸部31 (稍後描述)的割草刀片7執行割草操作的電動工具。如圖2所示，盤式電動機3容納在頭部殼體2中並主要由輸出軸部31、轉子33 (圖3)、具有磁體41和磁軛42的定子、以及電刷35組成。輸出軸部31可由頭部殼體2旋轉地支撐，頭部殼體2具有位於軸向的第一端側的軸承3A和位於軸向的第二端側的軸承3B，並且陽螺杆31A設置於軸向的第一端側上。在下面的描述中，輸出軸部31軸向上陽螺杆31A的那側(第一端側)作為下側以定義頂部-底部方向。割草刀片7(圖I)通過緊固件(未示出)固定至陽螺杆31A以同軸且整體地旋轉。如圖3所示，凸緣32被設置為在輸出軸部31中 壓配合於軸承3A與軸承3B之間的位置處，以與輸出軸部31同軸且整體地旋轉。凸緣32由圓柱部32A和圓板部32B組成，圓柱部32A具有圓柱形狀並且壓配合至輸出軸部31，圓板部32B被設置為從圓柱部32A在頂部-底部方向上的近似中心位置徑向向外突出並具有圓板形狀。在圓板部32B中，形成有分別供導電銷40和定位銷39 (將稍後描述)插入的絕緣孔32a和凸緣側定位孔32b。絕緣孔32a被形成以具有沿著圓板部32B的圓周方向的長孔形狀，並且絕緣孔被限定為在導電銷群組40A被插入絕緣孔32a中心的狀態下，使絕緣孔32a的內表面距離導電銷群組40A (稍後描述)預定距離，該預定距離為2. 4mm或更大。凸緣側定位孔32b被形成以位於在圓板部32B的徑向方向上的絕緣孔32a的內側。在圖4中，絕緣孔32a分別形成於區域A、區域B、區域C、以及區域D處，並且凸緣側定位孔32b以位於同心位置處並在圓周方向上等間距且具有相同形狀的方式形成於圓板部32B的四個位置處，從而位於區域A、區域B、區域C、以及區域D的徑向內側。如圖3所示，轉子33具有換向器盤36、線圈盤部37、絕緣板38、定位銷39、以及導電銷40並附接至凸緣32。換向器盤36具有近似圓板形狀並固定至凸緣32，以使換向器盤36的軸芯與輸出軸部31的軸芯彼此匹配,如圖4所不,換向器盤36的上表面設置有換向器圖案36A，換向器圖案36A用作與電刷35的接觸部件。如圖3所示，供圓柱部32A的位於圓板部32B上方的部分插入的插孔36a形成於換向器盤36的中心處，並且用作供導電銷40的上端插入的換向器側通孔的換向器側銷孔36b形成於距離中心預定距離的位置處。如圖4所示，換向器側銷孔36b形成於換向器盤36的四個方向上的區域A至D中的每一個中的三個位置處，從而具有彼此相同形狀，並且形成於所述區域中的每一個中的三個換向器側銷孔36b在圓周方向上等間距地布置。線圈盤部37通過使具有近似圓板形狀的4個線圈盤堆疊並相互結合而形成，並且如圖3所示，線圈盤部被結合/固定至凸緣32，以使其軸芯與輸出軸部31的軸芯相匹配。供圓柱部32A的位於圓板部32B下方的部分插入的插入孔37a形成於線圈盤部37的中心處，並且作為供導電銷40的下端側插入的線圈側通孔的線圈側銷孔37b形成於距離中心預定距離的位置處。4個線圈盤中的每一個均設置有多個線圈圖案37A(圖4)。線圈圖案37A中的每一個均具有在線圈盤的徑向方向上延伸的直線部分並連接至設置於線圈盤上的輸入端子和輸出端子(未示出)。上述線圈側銷孔37b分別形成於設置有輸入端子和輸出端子的位置處。線圈側銷孔37b形成於與位於與頂部-底部方向正交的平面上的多個換向器側銷孔36b相對應的位置處。更具體地，在區域A至D中的每一個中的三個位置處，線圈側銷孔37b被形成以在圓周方向上等間距地布置。上述輸入端子和輸出端子(未示出)設置在區域A至D中的每一個中的相鄰線圈側銷孔37b處。
此外，在線圈盤部37中，盤側定位孔37c分別形成於區域A至D內側。在與頂部-底部方向正交的平面上，盤側定位孔37c與形成於圓板部32B中的凸緣側定位32b相匹配。絕緣板38位於換向器盤36與圓板部32B之間並位於線圈盤部37與圓板部32B之間，使換向器盤36與圓板部32B彼此絕緣，使線圈盤部37與圓板部32B彼此絕緣，並通過粘合劑與它們結合/固定。此外，絕緣板38中形成有分別供定位銷39和導電銷40插入的孔38a和長孔38b。作為定位部件的定位銷39由金屬製成。當線圈盤部37將經由絕緣板38附接至圓板部32B時，在事先將定位銷附接和固定至線圈盤部37的盤側定位孔37c的狀態下將定位銷插入凸緣側定位孔37c。通過這種方法，線圈盤部37相對於凸緣32的定位被執行。定位銷39設置在平面上的遠離換向器圖案36A和線圈圖案37A的位置處以確保絕緣性質。
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作為導電部件的導電銷40由具有導電性的金屬製成。三個相鄰的導電銷被插入各絕緣孔32a中，穿過凸緣32，被插入換向器側銷孔36b和線圈側銷孔37b，並分別通過焊接電連接至換向器圖案36A(圖4)和線圈圖案37A(圖4)。插入絕緣孔32a中的每一個中的三個導電銷40被定義為導電銷群組40A。如圖2所示，定子由磁體41和磁軛42組成。磁體41由頭部殼體2支撐，被放置於線圈盤部37中的線圈圖案37A的直線部分上方和下方，並圍繞輸出軸部31的中軸同心地且在圓周方向上等間距地布置。此外，磁體41被設置以使相鄰磁體的極性彼此不同並使關於線圈盤部37相對的磁體41的極性不同。磁軛42由頭部殼體2支撐，被設置於位於下方的磁體41上方，並增強磁體41的磁力。磁體41所產生的磁通沿與徑向方向正交的頂部-底部方向穿過線圈盤部37。當電流從電刷35被提供至線圈盤部37時，由於電流在線圈圖案37A中的磁通所穿過的部分處的流動方向是與磁通正交的徑向方向，故力產生於切線方向上，該切線方向是與頂部-底部方向和徑向方向正交的方向。所產生的力在線圈盤部37中圍繞輸出軸部31在圓周方向上產生轉矩，並且轉子33被旋轉。如圖2所示，一對電刷35設置在以輸出軸部31為中心的對角位置，並且電刷由頭部殼體2以能夠在頂部-底部方向上運動的方式支撐。電刷35依靠彈簧35A朝著換向器盤36的一側(下側)偏移，以使其下表面緊靠換向器盤36上的換向器圖案36A。如圖I所不，管部4連接頭部冗I體2和供電部6，並且握持部5設直在頭部冗ι體2與供電部6之間。握持部5具有臂51，臂51具有一對臂部、設置在臂51的該對臂部遠端的握柄52、以及節流閥53，節流閥53設置在握柄52其中之一上並執行盤式電動機3的輸出調節。用作供電的電池61可拆卸地設置在供電部6中。接線被插入管部4，並且由供電部6從電池61提供的電力經由接線連接至電刷35。割草刀片7被形成為具有近似圓板形狀，該圓板形狀的外周形成有鋸齒，並且附接至輸出軸部31的孔(未示出)形成於該圓板形狀的近似中心的部分處。工人可通過操作節流閥53調節由電池61提供至盤式電動機3的電力。通過這種方法，盤式電動機3旋轉，並驅動割草刀片7旋轉。在具有上述結構的盤式電動機3中，定位銷39執行線圈盤部37和凸緣32的定位。由於定位銷39設置在平面上遠離換向器圖案36A和線圈圖案37A的位置處，故能夠在保持絕緣性能的情況下方便地執行凸緣32 (輸出軸部31)和線圈盤部37的定位。此外，由於線圈盤部37和換向器盤36與多個導電銷40連接，故換向器盤36相對於線圈盤部37 (輸出軸部31)的定位通過導電銷40執行。因此，能夠在保持絕緣性能的情況下通過定位銷39執行輸出軸部31、線圈盤部37、以及換向器盤36的定位。定位銷39的基礎材料可以是，例如，具有絕緣性質的樹脂。如圖3所示，定位銷39僅被設置為穿過凸緣32和線圈盤部37，並且不到達換向器盤36。因此，供定位銷39插入的孔不需要被形成於換向器盤36中，換向器盤36的結構能夠得到簡化。此外，就換向器盤36和線圈盤部37向凸緣32的附接而言，這種附接通過將圓柱部32A插入分別形成於換向器盤36和線圈盤部37中的插孔36a和37a並結合換向器盤36、線圈盤部37、以及圓板部32B來執行。憑藉這種結構，換向器盤36和線圈盤部37能夠方便地附接/固定至凸緣32。 此外，換向器盤36和線圈盤部37通過導電銷40經由凸緣32的絕緣孔32a彼此連接。由於絕緣孔32a被形成為具有長孔形狀並被配置以使其內表面遠離導電銷40預定距離，故避免了絕緣孔32a的內表面與導電銷40的接觸，並且避免了凸緣32、換向器盤36、以及線圈盤部37的電氣短路。應注意，上述預定距離是例如根據所施加電壓設定的值並且不限於上面描述的2. 4mm。在凸緣32中，絕緣孔32a被形成以使三個導電銷40被插入區域A至D中的每一個的各絕緣孔32a。當以這種方式配置絕緣孔32a時，三個導電銷40能夠在不形成多個孔的情況下穿過絕緣孔32a，這有助於絕緣孔32a在凸緣32中的形成。此外，由於每一個絕緣孔32a都由三個導電銷40穿過，故絕緣孔32a的尺寸必然變大。當絕緣孔32a的尺寸變大時，能夠方便地增加導電銷40與絕緣孔32a的距離。根據本發明的盤式電動機和電動工具不限於上述實施方式，並且可以在權利要求所述的範圍內進行各種改進和修改。例如，如圖5所示，作為第一修改示例，凸緣側定位孔和盤側定位孔可以被形成以使各定位銷39位於彼此相鄰的導電銷群組40A之間(在區域A至D之間)。憑藉這種結構，定位銷39可位於冗餘部，並且設計的自由度也能夠增加。在本實施方式中，定位銷被設置為僅穿過線圈盤和凸緣。然而，只要絕緣性質被保持，定位銷139可被設置為例如穿過換向器盤36和凸緣32，如作為第二修改示例的圖6所示，並且定位銷可被設置為穿過換向器盤、凸緣、以及線圈。
權利要求
1.一種盤式電動機包括 輸出軸部； 線圈盤，所述線圈盤設置有線圈圖案並與所述輸出軸部同軸地設置； 換向器盤，所述換向器盤設置有換向器圖案並與所述輸出軸部同軸地設置；以及定位部件，所述定位部件與所述線圈圖案和所述換向器圖案電絕緣，並執行所述線圈盤和所述換向器盤或所述線圈盤和所述換向器盤其中之一在旋轉方向上相對於所述輸出軸部的定位。
2.根據權利要求I所述的盤式電動機,其中 所述輸出軸部具有同軸且整體旋轉的凸緣，以及 所述線圈盤和所述換向器盤附接至所述凸緣。
3.根據權利要求2所述的盤式電動機，其中 所述定位部件是被配置為銷形的定位銷， 在所述線圈盤和所述換向器盤或所述線圈盤和所述換向器盤其中之一中形成有供所述定位部件插入的盤側定位孔，以及 所述凸緣中形成有供所述定位銷插入的凸緣側定位孔。
4.根據權利要求2所述的盤式電動機，其中 所述線圈盤被設置在所述凸緣的軸向方向上的第一端側， 所述換向器盤被設置在所述凸緣的軸向方向上的第二端側，以及 所述定位部件以僅穿過所述凸緣與所述線圈盤的方式接合。
5.根據權利要求2所述的盤式電動機，其中 所述線圈盤中形成有線圈側通孔， 所述換向器盤中形成有換向器側通孔、以及 電連接所述線圈盤與所述換向器盤的導電部件被插入所述線圈側通孔和所述換向器側通孔。
6.根據權利要求5所述的盤式電動機，其中 所述凸緣中形成有供所述導電部件插入的絕緣孔， 所述絕緣孔被形成以使限定所述絕緣孔的內表面和所述導電部件彼此間隔預定距離或更遠。
7.根據權利要求6所述的盤式電動機，其中 所述導電部件由包括多個導電元件的導電元件群組組成，以及 所述導電元件群組被插入一個絕緣孔。
8.根據權利要求5所述的盤式電動機，其中 所述導電部件具有多個導電元件群組，每個群組均包括多個導電元件，以及 所述定位部件設置於在所述輸出軸部的圓周方向上彼此相鄰的導電元件群組之間。
9.根據權利要求7所述的盤式電動機，其中 所述線圈盤具有輸入端子和輸出端子，所述輸入端子和所述輸出端子與構成所述線圈圖案的線圈導通，以及 在所述多個導電兀件中，第一導電兀件以及與所述第一導電兀件相鄰的第二導電兀件分別連接至所述輸入端子與所述輸出端子。
10.一種電動工具包括根據權利要求I所述的盤式電動機；以及能夠附接遠端工具並由所述盤式電動機驅動的遠端工具附接部件。
全文摘要
提供了能夠在可靠確保提供絕緣性質的情況下執行線圈盤相對於換向器盤的定位的盤式電動機和電動工具。盤式電動機包括輸出軸部；線圈盤，其設置有線圈圖案並與輸出軸部同軸地設置；換向器盤，其設置有換向器圖案並與輸出軸部同軸地設置；以及定位銷，其與線圈盤和換向器盤電絕緣，與輸出軸部和線圈盤接合，並執行線圈盤相對於輸出軸部的定位。還提供了具有該盤式電動機的電動工具。
文檔編號H02K3/26GK102761188SQ20121012839
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者冨田博久, 谷本英之 申請人:日立工機株式會社