CN102379079A - 电动机和包括该电动机的工作机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机，具有：输出轴，其可旋转被壳体支撑；转子，其固定至输出轴并且包括印刷配线板；以及定子，其固定至壳体并且包括面向转子的磁体。印刷配线板包括线圈/整流盘和线圈盘。在线圈/整流盘的整流区中形成有整流子导线图案。同样，在线圈盘和线圈/整流盘各自的线圈区中形成有线圈导线图案。

Description

电动机和包括该电动机的工作机

技术领域

本发明涉及电动机和以该电动机作为驱动源的工作机。

背景技术

以电动机作为驱动源的工作机的实例为用于割草的电动灌木清除机等。电动灌木清除机的运行成本比使用燃料的发动机驱动式灌木清除机的运行成本低。此外，由于电动机性能一直在改进，因此电动灌木清除机的应用越来越广泛。

一些电动机包括具有印刷配线板的转子。例如，专利文献1披露了一种盘状转子，包括整流盘和线圈盘构成的层叠体，整流盘上形成有整流子的导线图案，线圈盘上形成有线圈的导线图案。大部分此类电动机的体积小，呈扁平状，另外振动程度和噪声水平低，从而吸引了人们的注意而将这种电动机作为各种工作机的驱动源。

引用文献列表

专利文献

PTL 1：日本未审查的专利申请公开No.2003-299288

发明内容

技术问题

专利文献1中所披露的转子具有分别单独形成在整流盘和线圈盘上的整流子和线圈，从而使转子的制造和组装较复杂。

要解决的技术问题

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种电动机和具有该电动机的工作机，所述电动机具有包括印刷配线板的转子且能够容易地制作和装配。

为了解决上述问题，根据本发明的电动机是如下的电动机：所述电动机包括可旋转地被壳体支撑的输出轴，并且包括：转子，其包括印刷配线板，所述印刷配线板包括线圈/整流盘和至少一个线圈盘，所述线圈/整流盘上形成有线圈导线图案和整流子导线图案两者，所述线圈盘上形成有线圈导线图案，所述转子固定至所述输出轴并且被保持在所述壳体中；以及定子，其固定至所述壳体并且包括面向所述转子的磁体。

希望所述转子还包括法兰盘，所述法兰盘固定至所述输出轴并且具有与所述输出轴大致垂直的平坦表面，并且所述印刷配线板被所述平坦表面支撑并且固定至所述法兰盘。

希望所述转子包括结合在所述印刷配线板上的轭。

希望所述线圈/整流盘的导线图案形成为比所述线圈盘的导线图案更厚。

希望所述转子包括保护盘，所述保护盘用于保护所述线圈盘和所述线圈/整流盘中任一者的至少一部分。

所述保护盘可以包括利用所述转子的旋转来在所述壳体中产生风的叶片。

所述转子可以包括用于校正所述转子的失衡的平衡部。

所述轭可以设置有用于校正所述转子的失衡的平衡部。

希望在所述输出轴与所述法兰盘之间设置有绝缘体。

希望在所述法兰盘与所述印刷配线板之间设置有绝缘体。

此外，根据本发明的工作机包括：上述电动机；以及工作工具，其连接至所述电动机的输出轴。

上述工作机还可以包括：操作单元，其远离所述电动机；以及连接单元，其将所述操作单元和所述电动机连接在一起，其中，所述壳体上形成有排气口，并且在所述连接单元上远离所述工作工具处可以形成有与所述壳体的内部连通的进气口。

本发明的有益效果

根据本发明，可以提供以下电动机和具有该电动机的工作机：所述电动机具有包括印刷配线板的转子并且容易加工和装配。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的电动灌木清除机的透视图。

图2是示出图1所示的电动灌木清除机的电动机的剖视图。

图3是示出图2所示的电动机的输出轴及电动机的转子的分解剖视图。

图4是示出图3所示的转子的风扇的仰视图。

图5是示出图2所示电动机的变型例的剖视图。

图6是示出图5所示电动机的输出轴及电动机的转子的分解剖视图。

具体实施方式

将参考附图给出本发明实施例的说明。

<第一实施例>

根据第一实施例的工作机为图1所示的电动灌木清除机1。电动灌木清除机1包括电源单元10、操作单元20、连接单元30和驱动单元40。

电源单元10具有电源壳体11、电池12和电源电路14。

电源壳体11内保持有电源电路14。此外，在电源壳体11的顶面设置有用于打开和关闭电源电路14的总开关15。

电池12安装在设置于电源壳体11中的电池保持件(未示出)上，并且将电力供应至电源电路14。

电源电路14将电池12的输出电压转换成预定量值，并且将转换后的输出电压输出至驱动单元40(将在下文中描述)的电动机50。

操作单元20具有手柄21和触发开关22。

手柄21固定至电源单元10的电源壳体11，并且固定至连接单元30的一端。触发开关22连接至电源单元10的电源电路14。触发开关22使电源电路14的输出电压接通/断开，并且根据扳动水平来调整电源电路14的输出电压。因此，触发开关22驱动/停止电动机50，并且根据扳动水平来调整电动机50的输出(旋转)。

连接单元30为由铝合金和强化塑料等制成的空心管，并且将操作单元20与驱动单元40连接在一起。连接单元30内插有从电源单元10的电源电路14向驱动单元40的电动机50延伸的电源线(未示出)。此外，连接单元30设置有辅助手柄36。此外，连接单元30设置有将驱动单元40的旋转刀片42的一部分覆盖的保护罩37。

驱动单元40具有电动机50和旋转刀片42。当从电源单元10的电源电路14供应电力时，电动机50使旋转刀片42旋转。

下面，参考图2详细描述电动机50。

电动机50为整流式电动机，且具有电动机壳体51、输出轴52、转子53、定子54和滑动器55。

电动机壳体51固定至连接单元30的另一端。电动机壳体51设置有排气口56。应注意到，在连接单元30中形成有与电动机壳体51内部连通的进气口38。

输出轴52可旋转地被设置在电动机壳体51中的轴承57、58支撑。输出轴52的一端从电动机壳体51伸出，并且旋转刀片42固定至该一端。

转子53被保持在电动机壳体51中，并且与输出轴52设置成一体。如图3所示，转子53具有法兰盘61、线圈/整流盘62、四个线圈盘63、转子轭67和保护盘68。

法兰盘61由铝合金制成，并且具有圆筒形固定部件611和从固定部件611的外周面大致垂直地延伸的盘状支撑部件612。固定部件611与输出轴52装配在一起，并且阻止固定部件611绕输出轴52旋转，从而法兰盘61与输出轴52一起旋转。

线圈/整流盘62和线圈盘63均形成为中部具有装配孔的盘状，并且均为印刷配线板，该印刷配线板是形成有导线图案的绝缘基板。一个线圈/整流盘62和四个线圈盘63堆叠在一起，该线圈/整流盘62作为顶层。

在线圈/整流盘62的顶面上设置有环形整流区80。通过导线图案在整流区80中形成整流子(未示出)。整流子包括沿周向布置的多个整流件(未示出)。

此外，在线圈/整流盘62和线圈盘63的顶面上设置有位于整流区80之外的环形线圈区90。通过大致相同的导线图案在各个线圈区90中形成沿周向布置的多个线圈(未示出)。应注意到，在各个线圈区90中形成的线圈形成为产生竖直方向的磁场，即，输出轴52的轴向的磁场。线圈/整流盘62和线圈盘63按预定的布置方式堆叠在一起，以使形成在各个线圈区90中的线圈以大致相等的间隙沿周向布置。

形成在线圈/整流盘62的线圈区90中的线圈的一端和该线圈的另一端通过导线图案直接连接至形成在整流区80中的相应整流件。此外，形成在线圈盘63的线圈区90中的线圈的一端和该线圈的另一端经由形成在整流区80中的通孔或通道(未示出)而连接至形成在整流区80中的相应整流件。

应注意到，均设置在线圈/整流盘62上的整流区80和线圈区90的各个导线图案形成有相同的印刷配线。此外，线圈/整流盘62的导线图案形成为比线圈盘63的导线图案更厚。

此外，线圈/整流盘62具有与线圈盘63的内径和外径大致相等的内径和外径。线圈/整流盘62和线圈盘63与法兰盘61的固定部件611装配在一起，由法兰盘61的支撑部件612的顶面支撑，并且固定至法兰盘61。

转子轭67由铁形成为环形板形状，并且借助绝缘层(未示出)结合在线圈/整流盘62的顶面上。转子轭67具有与线圈/整流盘62和线圈盘63的外径大致相等的外径，并且具有使得线圈区90被遮盖住的内径。

保护盘68由合成树脂形成为环形形状。保护盘68与转子轭67、线圈/整流盘62和线圈盘63的各个外周面装配在一起，并且借助粘合剂层(未示出)结合在转子轭67的顶面上。保护层68具有沿外径方向突出地形成的多个叶片681。如图4所示，多个叶片681以大致相等的间隙沿周向布置。

应注意到，如图2所示，为了矫正转子53的失衡(相对于旋转轴的重量失衡)，转子轭67具有钻有孔671的顶面。即，转子轭67构成本发明的平衡部。应注意到，可以在转子轭67的顶面上施加重物，以矫正转子53的失衡。

定子54具有磁体71和定子轭72。磁体71具有沿周向布置的磁极，并且形成为环形形状。磁体71面向最下层的线圈盘63，面向线圈/整流盘62和线圈盘63的各个线圈区90，并且结合在定子轭72上。定子轭72形成为内径和外径与磁体71的内径和外径大致相等的环形形状，并且固定至电动机壳体51。

两个滑动器55由固定至电动机壳体51的两个滑动器保持件59保持。两个滑动器55紧靠形成在线圈/整流盘62的整流区80中的两个整流件。滑动器55由具有导电性的碳形成，并且经由插入连接单元30中的电力配线39而连接至电源单元10的电源电路14。

从电源单元10的电源电路14施加至滑动器55的电压连续地经由转子53的整流子供应至转子53的线圈。在激励线圈与定子54的磁体71之间产生的吸力作用下在转子53与固定至转子53的输出轴52上产生扭矩，从而使旋转刀片42旋转。

如上所述，采用上述构造的电动机50具有如下的线圈/整流盘62，该线圈/整流盘上形成有整流子和线圈两者的导线图案。在线圈/整流盘62中，由于分别在内侧整流区80和外侧线圈区90中设置导线图案，因此可以同时地形成整流子和线圈两者的导线图案。此外，在线圈/整流盘62中，整流子和线圈两者的导线图案可以通过直接连接在一起来形成。因此，与整流子和线圈两者的导线图案分别形成在单独的印刷配线板上的如专利文献1所披露的转子的情况相比，可以容易地制造并装配电动机50的转子53。

此外，转子53具有支撑线圈盘63的法兰盘61。因此，通过转子53与定子54之间产生的吸力等来防止线圈/整流盘62和线圈盘63变形。此外，由于转子53的惯性增大，减小了转子53在旋转时的任何不规则性，因此抑制产生任何振动和噪声。

此外，转子轭67没有结合至电动机壳体51，而是结合在线圈/整流盘62上。因此，抑制了线圈/整流盘62与线圈盘63的任何扭曲。此外，由于转子53的惯性增大，减小了转子53在旋转时的任何不规则性，因此抑制产生任何振动和噪声。因为转子轭67遮盖住线圈区90，从而防止线圈的导线图案被损坏。此外，可以通过在转子轭67中形成孔或者向转子轭施加重物来矫正转子53的失衡。因此，抑制了由转子53的失衡所产生的任何振动和噪声。

此外，线圈/整流盘62的导线图案形成为比线圈盘63的导线图案更厚。因此，形成在线圈/整流盘62上的整流子的导线图案针对滑动器55的滑动具有良好的耐久性。此外，当线圈/整流盘62的刚度增加时，可以防止线圈/整流盘62和线圈盘63发生任何变形。

此外，由于线圈/整流盘62和线圈盘63被保护盘68遮盖住，因此防止转子53被损坏，并且防止盘脱离。此外，由于保护盘68设置有叶片681，因此防止电动机50因过热而发生熄火和输出减少。

此外，由于磁体71形成为磁极沿周向布置的环形形状，因此与使用多个磁体的情形相比减小了部件数量。

此外，可以利用电动机50作为驱动源来构造电动灌木清除机1。

电动灌木清除机1包括固定至输出轴52的旋转刀片42、远离电动机50的操作单元20、以及将操作单元20与电动机50连接在一起的连接单元30。排气口56形成在电动机壳体51中，并且进气口38形成在连接单元30中。因此，通过电动机壳体51的进气/排气，提高了电动机50的冷却效率。此外，由于进气口38远离旋转刀片42，因此防止任何异物进入电动机壳体51内。

<第二实施例>

根据第二实施例的电动机是图5所示的电动机50A。

电动机50A与第一实施例的电动机50的不同在于，在输出轴52A与转子53A之间设置有绝缘体521A。绝缘体521A由合成树脂形成，并且如图6所示，与输出轴52A形成一体。因此，在输出轴52A与法兰盘61A之间进行了绝缘处理。

此外，法兰盘61A具有与固定部件611A的外表面和支撑部件612A的顶面形成一体的绝缘体613A。因此，在法兰盘61A与线圈/整流盘62、线圈盘63和转子轭67之间进行了绝缘处理。

根据采用上述构造的电动机50A，可以获得与第一实施例的电动机50的效果相同的效果，并且除了获得该效果以外，还通过简单的构造获得了绝缘特性。此外，当形成双绝缘时，可以形成均在JIS-C9335-1中所述的II级结构和II级装置。因此，利用用于上述电动灌木清除机1的电动机50A，可以在确保足够水平的绝缘特性的同时，提高电动机50A的输出，其中电源电路14的输出电压设置成等于42V或者更高。

<变型实施例>

应注意到，本发明不限于上述实施例，并且本发明的范围和主旨包括在本发明范围和主旨内所进行的各种修改和变型。

例如，在各实施例中，尽管线圈的导线图案形成在线圈/整流盘62和线圈盘63的各个顶面上，但该导线图案也可以通过应用适当的绝缘处理而形成在线圈/整流盘62的顶面和底面以及线圈63的顶面和底面上。因此，当形成具有十层线圈的转子时，与具有八层线圈的转子(如专利文献1所披露的转子)相比，可以提供大功率电动机。此外，在各实施例中堆叠的线圈盘63的数量为四个，但线圈盘63的数量不限于该数量，而是可以大于或等于该数量，或小于或等于该数量。

此外，在各实施例中，尽管各个线圈/整流盘62和线圈盘63为印刷配线板，但本发明不限于该构造，并且例如，这些盘均可以是由多层印刷配线板构造的层。

此外，在各实施例中，线圈/整流盘62和线圈盘63堆叠在一起，以使形成在各个线圈区90中的线圈以大致相等的间隙沿周向布置，但本发明不限于该构造。例如，这些盘可以堆叠在一起以使形成在各个线圈区90中的线圈能够彼此叠置。关于分别形成在线圈/整流盘62和线圈盘63上的线圈和整流子的导线图案的各自构造，这些构造可以任意改变，只要能够形成整流电动机即可。

此外，在各实施例中，尽管转子53、53A均设置有具有朝向外径方向突出的叶片681的保护盘68，但本发明的风扇不限于该结构，并且例如，也可以在线圈/整流盘62、线圈盘63、法兰盘61、61A和/或转子轭67上形成从转子53、53A的顶面、外表面或底面突出的叶片。

此外，在各实施例中，尽管转子轭67用作校正转子53、53A的失衡的平衡部，但本发明的平衡部不限于该结构，并且例如，法兰盘61、61A可以用作平衡部。

此外，本发明不限于实施例所列举的电动灌木清除机，还可广泛地应用于将电动机作为驱动源的工作机，并且尤其适用于将电动机的旋转直接传递至工作工具(即，旋转刀片或风扇)而不受任何减速器干扰的机器，诸如打磨机、抛光机、刳刨机和吸尘器。

另外，只要能满足本发明的目的，就可改变或变换各个结构部件的材料、形状、数量和布置等。

虽然参考优选实施例描述并说明了本申请的原理，但显然可以在不脱离文中所描述的主旨的情况下改变优选实施例的布置和细节，并且其意图在于将本申请解释为包括落入文中所披露的主题的主旨和范围内的所有变型和替换。

本申请要求2009年9月30日提交的日本专利申请JP2009-229094的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

附图标号表

1电动灌木清除机

10电源单元

11电源壳体

12电池

14电源电路

15主开关

20操作单元

22触发开关

30连接单元

36辅助手柄

37保护罩

38进气口

39电力配线

40驱动单元

42旋转刀片

50、50A电动机

51电动机壳体

52、52A输出轴

53、53A转子

54定子

55滑动器

56排气口

57、58轴承

59滑动器保持件

61、61A法兰盘

62线圈/整流盘

63线圈盘

67转子轭

68保护盘

71磁体

72定子轭

80整流区

90线圈区

521A绝缘体

611、611A固定部件

612、612A支撑部件

613A绝缘体

671孔

681叶片

Claims (12)

1.一种电动机，包括可旋转地被壳体支撑的输出轴，所述电动机的特征在于包括：

转子，其包括印刷配线板，所述印刷配线板包括线圈/整流盘和至少一个线圈盘，所述线圈/整流盘上形成有线圈导线图案和整流子导线图案两者，所述线圈盘上形成有线圈导线图案，所述转子固定至所述输出轴并且被保持在所述壳体中；以及

定子，其固定至所述壳体并且包括面向所述转子的磁体。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述转子还包括法兰盘，所述法兰盘固定至所述输出轴并且具有与所述输出轴大致垂直的平坦表面，并且

所述印刷配线板被所述平坦表面支撑并且固定至所述法兰盘。

3.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述转子包括结合在所述印刷配线板上的轭。

4.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述线圈/整流盘的导线图案形成为比所述线圈盘的导线图案更厚。

5.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述转子包括保护盘，所述保护盘用于保护所述线圈盘和所述线圈/整流盘中任一者的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的电动机，其中，

所述保护盘包括利用所述转子的旋转来在所述壳体中产生风的叶片。

7.根据权利要求1所述的电动机，其中，

所述转子包括用于校正所述转子的失衡的平衡部。

8.根据权利要求7所述的电动机，其中，

所述轭设置有用于校正所述转子的失衡的平衡部。

9.根据权利要求2所述的电动机，其中，

在所述输出轴与所述法兰盘之间设置有绝缘体。

10.根据权利要求2所述的电动机，其中，

在所述法兰盘与所述印刷配线板之间设置有绝缘体。

11.一种工作机，包括：

根据权利要求1所述的电动机；以及

工作工具，其连接至所述电动机的输出轴。

12.根据权要求11所述的工作机，还包括：

操作单元，其远离所述电动机；以及

连接单元，其将所述操作单元和所述电动机连接在一起，其中，

所述壳体上形成有排气口，并且

在所述连接单元上远离所述工作工具处形成有与所述壳体的内部连通的进气口。

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