JP2013017312A - Disk motor and electric operating machine having the same - Google Patents

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JP2013017312A JP2011148583A JP2011148583A JP2013017312A JP 2013017312 A JP2013017312 A JP 2013017312A JP 2011148583 A JP2011148583 A JP 2011148583A JP 2011148583 A JP2011148583 A JP 2011148583A JP 2013017312 A JP2013017312 A JP 2013017312A
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勇人 山口
Hideyuki Tanimoto
英之 谷本
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Koki Holdings Co Ltd
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Abstract

【課題】組立作業効率を改善させたディスクモータ及びこれを備えた電動作業機を提供する。
【解決手段】出力軸31と、これに固定されたロータディスク36と、ロータディスク36に対して磁束を発生する磁束発生部を含むステータ40と、ロータディスク36が内部に位置し、出力軸31を回転自在に支持するハウジング61とを備え、ステータ40は、ロータディスク36の一面に対向する環状ヨーク42を有している。ハウジング内面に凸部622が設けられ、ヨーク42に凹部422が設けられ、凸部622が凹部422に位置してハウジング61に対するヨーク42の回転方向の位置が定まる構造である。
【選択図】図2
A disk motor with improved assembly work efficiency and an electric working machine including the same are provided.
An output shaft, a rotor disk fixed to the output shaft, a stator including a magnetic flux generating section that generates a magnetic flux with respect to the rotor disk, and the rotor disk are located inside the output shaft. The stator 40 has an annular yoke 42 that faces one surface of the rotor disk 36. A convex portion 622 is provided on the inner surface of the housing, a concave portion 422 is provided on the yoke 42, and the convex portion 622 is positioned in the concave portion 422 so that the position of the yoke 42 in the rotational direction relative to the housing 61 is determined.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、ディスクモータ及びそれを備えた電動作業機に関する。   The present invention relates to a disk motor and an electric working machine including the same.

一般的なディスクモータは、基板上にコイルパターンが印刷されたロータコイル基板と、ロータコイル基板を保持する回転軸と、ロータコイル基板に印加される磁場とにより回転力を出力するものである。ロータとして磁芯に銅線を巻回させ作製されたモータと比べて軽量、低騒音、低振動、高効率である。   A general disk motor outputs a rotational force by a rotor coil substrate having a coil pattern printed on a substrate, a rotating shaft that holds the rotor coil substrate, and a magnetic field applied to the rotor coil substrate. Compared to a motor manufactured by winding a copper wire around a magnetic core as a rotor, it is lightweight, low noise, low vibration and high efficiency.

ディスクモータのステータは永久磁石(或いは電磁石)と共に軟磁性体のヨークを使用しており、ヨークをヘッドハウジングに固定するために従来ネジ等の締結部品を使用している。しかし、締結部品を使用するため組立作業効率が低下する。   A stator of a disk motor uses a soft magnetic yoke together with a permanent magnet (or electromagnet), and conventionally uses fastening parts such as screws to fix the yoke to the head housing. However, since the fastening parts are used, the assembly work efficiency is lowered.

2011−97882号公報2011-97882 gazette

従来のディスクモータの構成に於いては、ヨークのヘッドハウジングへの固定は締結部品が使用されていた。従って、組立作業の工程が増え効率が落ちていた。ロータは高速回転(5000rpm〜10000rpm)しており、ヨークはロータに近接(約0.5mm)しているので、強固な固定が求められている。ヨークが回転軸方向に変位するとロータに干渉し故障の原因となる。ヨークがロータの回転方向に回転すると無駄なエネルギーロスや振動の増大になる。   In the conventional disk motor configuration, a fastening part is used to fix the yoke to the head housing. As a result, the number of assembling processes has increased and efficiency has been reduced. Since the rotor rotates at a high speed (5000 rpm to 10,000 rpm) and the yoke is close to the rotor (about 0.5 mm), strong fixation is required. If the yoke is displaced in the direction of the rotation axis, it will interfere with the rotor and cause a failure. When the yoke rotates in the rotation direction of the rotor, useless energy loss and vibration increase.

本発明は、上記背景を鑑みてなされたもので、その目的は簡便な構成でヨークの位置決めを可能にして組立作業の効率を改善させたディスクモータ及びそれを備えた電動作業機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a disk motor that can position a yoke with a simple configuration and improve the efficiency of assembly work, and an electric working machine including the same. It is in.

本発明の第1の態様はディスクモータである。このディスクモータは、
出力軸と、
前記出力軸に固定されたロータディスクと、
前記ロータディスクに対して磁束を発生する磁束発生部を含むステータと、
前記ロータディスクが内部に位置し、前記出力軸を回転自在に支持するハウジングとを備え、
前記ステータは、前記ロータディスクの一面に対向する環状ヨークを有し、
前記ハウジング内面又は前記環状ヨークの一方に凸部が設けられ、他方に凹部又は孔部が設けられ、前記凸部が前記凹部又は孔部に位置して前記ハウジングに対する前記環状ヨークの回転方向の位置が定まる構造である。
The first aspect of the present invention is a disk motor. This disc motor
An output shaft;
A rotor disk fixed to the output shaft;
A stator including a magnetic flux generator for generating magnetic flux with respect to the rotor disk;
A housing in which the rotor disk is located inside and rotatably supports the output shaft;
The stator has an annular yoke facing one surface of the rotor disk,
A convex portion is provided on one of the inner surface of the housing or the annular yoke, and a concave portion or a hole is provided on the other. The convex portion is located in the concave portion or the hole, and the position of the annular yoke in the rotational direction with respect to the housing. It is a structure that is determined.

前記ディスクモータにおいて、前記ハウジングはカバー部とベース部とを有し、前記環状ヨークの少なくとも一部が前記カバー部と前記ベース部とで挟まれて保持されているとよい。   In the disk motor, the housing may include a cover portion and a base portion, and at least a part of the annular yoke may be held between the cover portion and the base portion.

前記ディスクモータにおいて、前記環状ヨークは径方向に延びた延長部を有し、前記延長部に前記凹部又は孔部が設けられているとよい。   In the disk motor, it is preferable that the annular yoke has an extending portion extending in a radial direction, and the recessed portion or the hole is provided in the extending portion.

前記ディスクモータにおいて、前記ステータは、複数の貫通孔を有して当該複数の貫通孔を貫く磁束を発生する環状コイル基板と、前記環状ヨークに一体化されていて前記貫通孔内に突出する磁芯部とを備え、
前記環状コイル基板は、前記環状ヨークと前記ロータディスクとの間に位置し、
前記ハウジング内面又は前記環状コイル基板の一方に凸部が設けられ、他方に凹部又は孔部が設けられ、前記凸部が前記凹部又は孔部に位置して前記ハウジングに対する前記環状コイル基板の回転方向の位置が定まる構造であるとよい。この場合、前記ハウジングはカバー部とベース部とを有し、前記環状ヨーク及び前記環状コイル基板の少なくとも一部が前記カバー部と前記ベース部とで挟まれて保持されているとよい。さらに、前記環状ヨーク及び環状コイル基板は径方向に延びた延長部をそれぞれ有し、前記延長部に前記凹部又は孔部が設けられているとよい。
In the disk motor, the stator has a plurality of through holes and an annular coil substrate that generates a magnetic flux passing through the plurality of through holes, and a magnet that is integrated with the annular yoke and protrudes into the through holes. With a core,
The annular coil substrate is located between the annular yoke and the rotor disk;
A convex portion is provided on one of the inner surface of the housing or the annular coil substrate, and a concave portion or a hole portion is provided on the other, and the convex portion is located in the concave portion or the hole portion and the rotation direction of the annular coil substrate with respect to the housing It is preferable that the position of the is determined. In this case, the housing may include a cover portion and a base portion, and at least a part of the annular yoke and the annular coil substrate may be held between the cover portion and the base portion. Furthermore, it is preferable that the annular yoke and the annular coil substrate respectively have extensions extending in the radial direction, and the recesses or holes are provided in the extensions.

前記ディスクモータにおいて、前記凸部、及びこれに対応する凹部又は孔部の組は、等間隔ではない間隔で配置されているとよい。   In the disk motor, it is preferable that the convex portions and the sets of concave portions or hole portions corresponding to the convex portions are arranged at intervals other than equal intervals.

本発明の第2の態様は、前記ディスクモータを備えた電動作業機である。   A second aspect of the present invention is an electric working machine including the disk motor.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、組立作業効率を改善させたディスクモータ及びこれを搭載した電動作業機を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the disk motor which improved the assembly work efficiency, and an electric working machine carrying this can be implement | achieved.

本発明の実施の形態に係るディスクモータを備えた電動作業機としての刈払機の斜視図。The perspective view of the brush cutter as an electrically-driven working machine provided with the disk motor which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す刈払機の、ディスクモータを含む駆動部の正断面図。FIG. 2 is a front sectional view of a drive unit including a disk motor of the brush cutter shown in FIG. 1. 駆動部のヘッドハウジングに於けるカバー部側の底面図。The bottom view by the side of the cover part in the head housing of a drive part. ヘッドハウジングのベース部側の平面図。The top view of the base part side of a head housing. ヘッドハウジングにおける環状ヨークの位置決め構造を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the positioning structure of the annular yoke in a head housing. 図2に示す整流子ディスクの平面図。FIG. 3 is a plan view of the commutator disk shown in FIG. 2. (A)は、図2のロータディスクに用いるコイルディスクの平面図。(B)は、同コイルディスクの底面図。(A) is a top view of the coil disk used for the rotor disk of FIG. (B) is a bottom view of the coil disk. 本発明の他の実施の形態であって、ステータとして磁芯部を設けたヨーク及びステータコイル基板を使用した刈払機の駆動部の正断面図。FIG. 10 is a front sectional view of a driving unit of a brush cutter using a yoke provided with a magnetic core portion as a stator and a stator coil substrate according to another embodiment of the present invention. 図8の駆動部のヘッドハウジングに於けるカバー部側の底面図。The bottom view by the side of the cover part in the head housing of the drive part of FIG. 図8の駆動部のヘッドハウジングにおけるベース部側の平面図。The top view by the side of the base part in the head housing of the drive part of FIG. 磁芯部を設けたヨーク及びステータコイル基板の分解斜視図。The exploded perspective view of the yoke which provided the magnetic core part, and a stator coil board | substrate. 環状ヨークの位置決め構造の変形例1を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the modification 1 of the positioning structure of an annular yoke. 環状ヨークの位置決め構造の変形例2を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the modification 2 of the positioning structure of an annular yoke. 環状ヨークの位置決め構造の変形例3を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the modification 3 of the positioning structure of an annular yoke.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, process, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図1は、本発明の実施の形態に係る刈払機1の斜視図である。電動作業機の例示である刈払機1は、電源部3と、パイプ部4と、ハンドル部5と、駆動部6と、刈刃7とを備える。駆動部6に装着される刈刃7で刈払い作業を行うものである。   FIG. 1 is a perspective view of a brush cutter 1 according to an embodiment of the present invention. A brush cutter 1, which is an example of an electric working machine, includes a power supply unit 3, a pipe unit 4, a handle unit 5, a drive unit 6, and a cutting blade 7. The mowing operation is performed by the cutting blade 7 attached to the drive unit 6.

電源部3は、電源たるバッテリ301を着脱可能に有する。パイプ部4は、電源部3と駆動部6とを機械的に接続する(連結する)。また、パイプ部4の内部には、電源部3と駆動部6とを電気的に接続する配線(図2の電源ケーブル34など)が挿通されている。この配線により、電源部3から駆動部6に電力が供給される。駆動部6は、ヘッドハウジング61の内部にディスクモータを収容しており、電源部3からの供給電力により刈刃7を回転駆動する。ディスクモータの構成は後述する。   The power supply unit 3 has a battery 301 as a power source detachable. The pipe unit 4 mechanically connects (links) the power supply unit 3 and the drive unit 6. In addition, wiring (such as the power cable 34 in FIG. 2) that electrically connects the power supply unit 3 and the drive unit 6 is inserted into the pipe unit 4. Power is supplied from the power supply unit 3 to the drive unit 6 by this wiring. The drive unit 6 accommodates a disk motor inside the head housing 61, and rotationally drives the cutting blade 7 with power supplied from the power supply unit 3. The configuration of the disk motor will be described later.

ハンドル部5は、パイプ部4の中間、すなわち電源部3と駆動部6との間に取り付け固定されている。ハンドル部5は、一対のアーム51の先端にそれぞれグリップ52を取り付けてなる。一方のグリップ52には、スロットル53が設けられている。作業者は、スロットル53を操作することにより、駆動部6への供給電力を調整可能、すなわち刈刃7の回転数を調整可能である。刈刃7は、略円板状で、その周縁に鋸歯が形成されている。また、刈刃7中心には後述するディスクモータの出力軸に装着される孔(図には現れず)が形成されている。   The handle portion 5 is attached and fixed in the middle of the pipe portion 4, that is, between the power source portion 3 and the drive portion 6. The handle portion 5 is formed by attaching grips 52 to the tips of a pair of arms 51. One grip 52 is provided with a throttle 53. The operator can adjust the power supplied to the drive unit 6 by operating the throttle 53, that is, the rotation speed of the cutting blade 7 can be adjusted. The cutting blade 7 has a substantially disk shape, and a sawtooth is formed on the periphery thereof. In addition, a hole (not shown) is formed at the center of the cutting blade 7 to be attached to an output shaft of a disk motor described later.

図2は、図1に示す刈払機1の駆動部6の正断面図である(但し、断面は図3のII−II線に沿ったものである)。図3はヘッドハウジング61のカバー部側の底面図、図4はベース部側の平面図である。なお、図2に示すように、出力軸31の延出方向を上下方向と定義する。駆動部6は、ヘッドハウジング61の内部にディスクモータ10を有する。ヘッドハウジング61は、カバー部62及びベース部63を相互に組合せ(嵌合し)、ベース部63の取付穴635側からネジをカバー部62の雌ネジ穴625に螺合することで一体化される。   FIG. 2 is a front sectional view of the drive unit 6 of the brush cutter 1 shown in FIG. 1 (however, the cross section is taken along the line II-II in FIG. 3). 3 is a bottom view of the cover portion side of the head housing 61, and FIG. 4 is a plan view of the base portion side. In addition, as shown in FIG. 2, the extending direction of the output shaft 31 is defined as the up-down direction. The drive unit 6 includes a disk motor 10 inside the head housing 61. The head housing 61 is integrated by combining (fitting) the cover part 62 and the base part 63 with each other, and screwing the screw into the female screw hole 625 of the cover part 62 from the mounting hole 635 side of the base part 63. The

ディスクモータ10は、ステータ40と、ロータ30と、一対のブラシ83とを有する。一対のブラシ83は、ディスクモータ10の出力軸31(回転軸)について対称に設けられ、カバー部62のブラシホルダ65に支持される。各ブラシ83は、下面が後述する整流子ディスク35上の銅等の導体の整流子パターンと当接するように、バネ83Aによって整流子ディスク35側(下側)に付勢される。ブラシ83は、カバー部12に設けられた給電ケーブル34を介して図1の電源部3に接続されており、ロータ30の後述するコイルパターンに電流を供給する電流供給部として機能する。   The disk motor 10 includes a stator 40, a rotor 30, and a pair of brushes 83. The pair of brushes 83 are provided symmetrically with respect to the output shaft 31 (rotary shaft) of the disk motor 10 and are supported by the brush holder 65 of the cover portion 62. Each brush 83 is urged toward the commutator disk 35 (lower side) by a spring 83A so that the lower surface abuts a commutator pattern of a conductor such as copper on the commutator disk 35 described later. The brush 83 is connected to the power supply unit 3 in FIG. 1 via a power supply cable 34 provided in the cover unit 12, and functions as a current supply unit that supplies current to a coil pattern (described later) of the rotor 30.

ステータ40は、磁束発生部としての永久磁石41と、軟磁性体である上側環状ヨーク42及び下側環状ヨーク43とを有する。   The stator 40 includes a permanent magnet 41 as a magnetic flux generation unit, and an upper annular yoke 42 and a lower annular yoke 43 that are soft magnetic bodies.

上側環状ヨーク42は、従来ネジを使用してカバー部62に固定されていたが、本実施の形態では、組立作業性を改善するためにネジを使用せずに上側環状ヨーク42をヘッドハウジング6で位置決め保持する構造としている。つまり、図3のように、上側環状ヨーク42における円環部の外側円周からヨーク42の径方向に延びた延長部421を複数箇所に形成し、ここに径方向に矩形状の凹部422を設けておく。一方、カバー部62の凹部422に接する部分に凸部622を形成する。凹部422と凸部622は、ヨーク42をカバー部62に装着したときに相互に嵌合して回転方向の位置決め構造をなし、上側環状ヨーク42がディスクモータ10の周方向に回転することを防ぐ。   The upper annular yoke 42 is conventionally fixed to the cover portion 62 using screws, but in the present embodiment, the upper annular yoke 42 is attached to the head housing 6 without using screws in order to improve assembly workability. It is structured to be positioned and held. That is, as shown in FIG. 3, extended portions 421 extending in the radial direction of the yoke 42 from the outer circumference of the annular portion in the upper annular yoke 42 are formed at a plurality of locations, and rectangular concave portions 422 are formed in the radial direction here. Keep it. On the other hand, the convex part 622 is formed in the part which touches the recessed part 422 of the cover part 62. FIG. The concave portion 422 and the convex portion 622 are mutually fitted when the yoke 42 is mounted on the cover portion 62 to form a rotational positioning structure, and prevent the upper annular yoke 42 from rotating in the circumferential direction of the disk motor 10. .

図4及び図5のように、ベース部63の外縁部の僅かに内側には円環リブ636が形成されており、円環リブ636の外側に嵌合するカバー部62の外縁部626の内側には外縁部626よりも高さの低い段部627が形成されている。そして、上側環状ヨーク42の延長部421がカバー部62の段部627と、ベース部63の円環リブ636とで挟まれることで、上側環状ヨーク42の、ディスクモータ10の軸方向(出力軸31の方向)への変位が防止される。   As shown in FIGS. 4 and 5, an annular rib 636 is formed slightly inside the outer edge portion of the base portion 63, and the inner side of the outer edge portion 626 of the cover portion 62 that fits outside the annular rib 636. A step portion 627 having a height lower than that of the outer edge portion 626 is formed. The extension portion 421 of the upper annular yoke 42 is sandwiched between the step portion 627 of the cover portion 62 and the annular rib 636 of the base portion 63, so that the axial direction of the disk motor 10 (output shaft) of the upper annular yoke 42 is increased. Displacement in the direction 31) is prevented.

上側環状ヨーク42と略同径の下側環状ヨーク43は、図2に示すベース部63の下面に形成された環状溝部631内に例えばネジ等で固定される。なお、上側環状ヨーク42及び下側環状ヨーク43は例えば鉄等の軟磁性板の打ち抜きで作製される。   The lower annular yoke 43 having substantially the same diameter as the upper annular yoke 42 is fixed, for example, with a screw or the like in an annular groove 631 formed on the lower surface of the base 63 shown in FIG. The upper annular yoke 42 and the lower annular yoke 43 are produced by punching a soft magnetic plate such as iron.

図4に示すように、円板形状の永久磁石41は、ベース部63の上面に形成された穴部633内に嵌め込み固定され、例えば10個、円周上に等角度ピッチで並んで配置される。円周の中心は、ディスクモータ10の回転中心と略一致する。隣り合う永久磁石41は、上面の磁極が相互に異なる。永久磁石41としては、ネオジム磁石等の希土類磁石が好ましいが、フェライト磁石等の焼結磁石を用いてもよい。上側環状ヨーク42及び下側環状ヨーク43は、後述するロータ30のコイルパターンに印加される磁束密度を高めるものである。   As shown in FIG. 4, the disk-shaped permanent magnet 41 is fitted and fixed in a hole 633 formed on the upper surface of the base 63, and, for example, 10 pieces are arranged side by side at an equiangular pitch on the circumference. The The center of the circumference substantially coincides with the rotation center of the disk motor 10. Adjacent permanent magnets 41 have different top magnetic poles. As the permanent magnet 41, a rare earth magnet such as a neodymium magnet is preferable, but a sintered magnet such as a ferrite magnet may be used. The upper annular yoke 42 and the lower annular yoke 43 increase the magnetic flux density applied to the coil pattern of the rotor 30 described later.

図2に示すように、ロータ30は、出力軸31(ロータシャフト)と、略円板形状の整流子ディスク35と、略円板形状のロータディスク36とを有する。出力軸31は、整流子ディスク35及びロータディスク36を貫通しており、出力軸31に整流子ディスク35及びロータディスク36は同軸的に固定されている(軸芯が相互に一致している)。出力軸31は、主にロータディスク36の一方の面側に存在するカバー部62に固定された上側軸受け311と、主にロータディスク36の他方の面側に存在するベース部63に固定された下側軸受け312とによって回転自在に支持される。出力軸31の下方側端部には雄ネジ31Aが形成されており、図示せぬ留め具によって図1の刈刃7が固定される。整流子ディスク35の上面は、ブラシ83の摺動面である。図1に示す電源部3から電源ケーブル34、ブラシ83及び整流子ディスク35を介してロータディスク36に電流が供給される。   As shown in FIG. 2, the rotor 30 includes an output shaft 31 (rotor shaft), a substantially disc-shaped commutator disc 35, and a substantially disc-shaped rotor disc 36. The output shaft 31 passes through the commutator disk 35 and the rotor disk 36, and the commutator disk 35 and the rotor disk 36 are coaxially fixed to the output shaft 31 (the shaft cores coincide with each other). . The output shaft 31 is fixed to an upper bearing 311 fixed to a cover portion 62 that exists mainly on one surface side of the rotor disk 36 and a base portion 63 that mainly exists on the other surface side of the rotor disk 36. The lower bearing 312 is rotatably supported. A male screw 31A is formed at the lower end of the output shaft 31, and the cutting blade 7 of FIG. 1 is fixed by a fastener (not shown). The upper surface of the commutator disk 35 is a sliding surface of the brush 83. A current is supplied from the power supply unit 3 shown in FIG. 1 to the rotor disk 36 via the power cable 34, the brush 83 and the commutator disk 35.

ロータディスク36は、図7に示す一枚のコイルディスク361からなるか、あるいは複数枚のコイルディスク361をシート状の絶縁性接着層を挟んで積層したものであり、図7(A)にコイルディスク361の表側コイルパターン、同図(B)にコイルディスク361の裏側コイルパターンの例を示す。   The rotor disk 36 is composed of a single coil disk 361 shown in FIG. 7, or a plurality of coil disks 361 laminated with a sheet-like insulating adhesive layer sandwiched between them. FIG. An example of the front side coil pattern of the disk 361 and an example of the back side coil pattern of the coil disk 361 are shown in FIG.

コイルディスク361は、円板状の絶縁基板90(例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂基板等の絶縁樹脂基板)の両面にそれぞれコイルパターン92を有する。絶縁基板90の中心にある貫通孔91は、出力軸31の中間部を挿通させるものである。全層を連絡する貫通孔367は、絶縁基板90の中心からの角度90°おきに3個ずつ、合計12個形成される。各貫通孔367から絶縁基板90の中心までの距離は相互に等しい。各貫通孔367は、図6の整流子ディスク35に形成されたスルーホール35Bのうち1つと連通する。   The coil disk 361 has coil patterns 92 on both surfaces of a disk-shaped insulating substrate 90 (for example, an insulating resin substrate such as a glass fiber reinforced epoxy resin substrate). The through hole 91 at the center of the insulating substrate 90 is for inserting the intermediate portion of the output shaft 31. Twelve through-holes 367 that connect all the layers are formed, three by three at an angle of 90 ° from the center of the insulating substrate 90. The distances from the through holes 367 to the center of the insulating substrate 90 are equal to each other. Each through hole 367 communicates with one of the through holes 35B formed in the commutator disk 35 of FIG.

銅などの導電材からなるコイルパターン92は、相互に近接した略同一幅の4列の部分コイルパターンからなる部分コイルパターン群920を絶縁基板90の片面(1層)につき20個ずつ有する。部分コイルパターン群920は、内側連絡パターン群92Aと、放射状パターン群92Bと、外側連絡パターン群92Cとを順に接続したものである。両面の内側連絡パターン群92A同士は、端部近傍に形成されたスルーホール921によって相互に電気的に接続される。両面の外側連絡パターン群92C同士は、端部近傍に形成されたスルーホール922によって相互に電気的に接続される。放射状パターン群92Bは、絶縁基板90の中心側から径方向外側に延びて内側連絡パターン群92Aと外側連絡パターン群92Cとを渡す。両面の放射状パターン群92B同士は、軸方向視で略同一位置に存在する。放射状パターン群92Bは、図2及び図4に示す永久磁石41の配列円周(各永久磁石41の中心が配列される円周)の真上に位置する。つまり、コイルディスク361の回転に伴って放射状パターン群92Bは永久磁石41の真上を通過する。放射状パターン群92Bに流れる電流と永久磁石41の発生する磁界との間の電磁力により回転力が得られる。   The coil pattern 92 made of a conductive material such as copper has 20 partial coil pattern groups 920 each consisting of four rows of partial coil patterns of substantially the same width close to each other on one side (one layer) of the insulating substrate 90. The partial coil pattern group 920 is formed by sequentially connecting the inner communication pattern group 92A, the radial pattern group 92B, and the outer communication pattern group 92C. The inner side connection pattern groups 92A on both sides are electrically connected to each other through through holes 921 formed in the vicinity of the end portions. The outside contact pattern groups 92C on both sides are electrically connected to each other through through holes 922 formed in the vicinity of the end portions. The radial pattern group 92B extends radially outward from the center side of the insulating substrate 90 and passes the inner contact pattern group 92A and the outer contact pattern group 92C. The radial pattern groups 92B on both sides exist at substantially the same position when viewed in the axial direction. The radial pattern group 92B is located directly above the circumference of the permanent magnets 41 shown in FIGS. 2 and 4 (the circumference around which the centers of the permanent magnets 41 are arranged). That is, the radial pattern group 92 </ b> B passes immediately above the permanent magnet 41 as the coil disk 361 rotates. A rotational force is obtained by an electromagnetic force between the current flowing through the radial pattern group 92B and the magnetic field generated by the permanent magnet 41.

図6はロータディスク36に、出力軸31のフランジ部32を介在させて、重ねて一体化される整流子ディスク35の平面図である。整流子ディスク35の中心にある貫通孔35Aは、出力軸31の中間部が嵌入する部分であり、ピン挿通孔35Bは、整流子ディスク35の中心から等距離に所定数設けられ、図示しない導体ピンが一部のピン挿通孔35Bと、コイルディスク361の貫通孔367とに選択的に挿通されることにより、ロータディスク36の所定のコイルパターン92と整流子パターン351(ブラシ83が接触する部分)の所定のセグメントとを電気的に接続する。ここでは、整流子ディスク35の整流子パターン351は、放射状に40セグメントに分かれている。間に7つのセグメントを挟んだ2つのセグメント(1番目と9番目、2番目と10番目等)は、内側に形成された接続パターン352と反対面に形成された不図示の接続パターンにより相互に接続されている。   FIG. 6 is a plan view of a commutator disk 35 that is integrated with the rotor disk 36 with the flange portion 32 of the output shaft 31 interposed therebetween. The through hole 35A in the center of the commutator disk 35 is a portion into which the intermediate part of the output shaft 31 is fitted, and a predetermined number of pin insertion holes 35B are provided at equal distances from the center of the commutator disk 35, and are not shown in the figure. The pins are selectively inserted into a part of the pin insertion holes 35B and the through holes 367 of the coil disk 361, whereby a predetermined coil pattern 92 of the rotor disk 36 and a commutator pattern 351 (part where the brush 83 is in contact). ) Is electrically connected to a predetermined segment. Here, the commutator pattern 351 of the commutator disk 35 is radially divided into 40 segments. Two segments (first, ninth, second, tenth, etc.) with seven segments in between are connected to each other by a connection pattern (not shown) formed on the opposite side of the connection pattern 352 formed on the inside. It is connected.

この結果、電源部3,給電ケーブル34、ブラシ83の経路で整流子パターン351に電力が供給されると、永久磁石41と、選択的に通電される放射状パターン群92Bとの間の電磁力でディスクモータ10は回転トルクを発生し続ける。   As a result, when power is supplied to the commutator pattern 351 through the path of the power supply unit 3, the feeding cable 34, and the brush 83, the electromagnetic force between the permanent magnet 41 and the radial pattern group 92 </ b> B that is selectively energized. The disk motor 10 continues to generate rotational torque.

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。   According to the present embodiment, the following effects can be achieved.

(1) 上側環状ヨーク42の放射状の延長部421に凹部422が設けられ、ヘッドハウジング6のカバー部62に凸部622が設けられているから、ヨーク42をカバー部62に装着する際に、凹部422と凸部622とが嵌合し、ヘッドハウジング6に対するヨーク42の回転方向の位置決めが可能である。 (1) Since the concave portion 422 is provided in the radial extension portion 421 of the upper annular yoke 42 and the convex portion 622 is provided in the cover portion 62 of the head housing 6, when the yoke 42 is attached to the cover portion 62, The concave portion 422 and the convex portion 622 are fitted, and positioning of the yoke 42 in the rotational direction with respect to the head housing 6 is possible.

(2) ヘッドハウジング6のカバー部62とベース部63とを組み合わせたときに、上側環状ヨーク42の延長部421が、図5のようにカバー部62の段部627と、ベース部63の円環リブ636とで挟まれることで、上側環状ヨーク42の、ディスクモータ10の軸方向への変位を防可能である。 (2) When the cover part 62 and the base part 63 of the head housing 6 are combined, the extension part 421 of the upper annular yoke 42 is connected to the step part 627 of the cover part 62 and the circle of the base part 63 as shown in FIG. By being sandwiched between the annular ribs 636, the upper annular yoke 42 can be prevented from being displaced in the axial direction of the disk motor 10.

(3) 従って、ネジ等の締結部品を使用しないで上側環状ヨーク42のヘッドハウジング6への位置決め固定が可能となり、組立作業性を改善できる。 (3) Accordingly, the upper annular yoke 42 can be positioned and fixed to the head housing 6 without using a fastening part such as a screw, and assembling workability can be improved.

(4) さらに、前記凸部622、及びこれに嵌合する凹部422の組は、等間隔ではない間隔で配置されているため、上側環状ヨーク42を確実に定められた回転方向の位置でヘッドハウジング6に固定することができる。 (4) Further, the set of the convex portion 622 and the concave portion 422 fitted to the convex portion 622 are arranged at intervals other than equal intervals, so that the upper annular yoke 42 is positioned at a position in the rotational direction that is reliably determined. It can be fixed to the housing 6.

図8は、図1に示す刈払機1の駆動部6に含まれるディスクモータの他の実施の形態であり、ステータ40として永久磁石の代わりに電磁石を使用した例の正断面図である(但し、断面は図9のVIII−VII線に沿ったものである)。図9はヘッドハウジング61のカバー部側の底面図、図10はベース部側の平面図である。なお、図8に示すように、出力軸31の延出方向を上下方向と定義する。   FIG. 8 is another embodiment of a disk motor included in the drive unit 6 of the brush cutter 1 shown in FIG. 1, and is a front sectional view of an example in which an electromagnet is used instead of a permanent magnet as the stator 40 (however, The cross section is taken along the line VIII-VII in FIG. 9). 9 is a bottom view of the head housing 61 on the cover side, and FIG. 10 is a plan view of the base side. In addition, as shown in FIG. 8, the extending direction of the output shaft 31 is defined as the up-down direction.

この場合、上側環状ヨーク42の下面(ロータ対向面)には一体的に等角度間隔で磁芯部427が下方に突出するように設けられている。上側環状ヨーク42と磁芯部427は同一の軟磁性材による一体成型が望ましい。ステータコイル基板100は環状であって、例えば図11のように上側環状ヨーク42と同一輪郭であり、コイル基板100の円環部の外側円周からコイル基板100の径方向に延びた延長部101を形成し、ここに径方向に矩形状の凹部102を形成している。またコイル基板100には磁芯部427を貫通させる貫通孔103が形成され、貫通孔103の周囲には磁芯部427の周りを周回する銅などの導電材からなるコイルパターン104が設けられている。各コイルパターン104は、相互に直列又は並列に接続されて給電ケーブル34からの電力供給を受け、貫通孔103を貫く向きの磁束を発生する。すなわち、磁芯部427のロータディスク36への対向面に電磁石の磁極を形成する。隣り合う磁極は互いに逆極性である。   In this case, the magnetic core portion 427 is integrally provided on the lower surface (the rotor facing surface) of the upper annular yoke 42 so as to protrude downward at equal angular intervals. The upper annular yoke 42 and the magnetic core portion 427 are preferably integrally formed of the same soft magnetic material. The stator coil substrate 100 is annular and has the same contour as the upper annular yoke 42 as shown in FIG. 11, for example, and an extension 101 extending in the radial direction of the coil substrate 100 from the outer circumference of the annular portion of the coil substrate 100. And a rectangular recess 102 is formed in the radial direction. The coil substrate 100 is provided with a through hole 103 that penetrates the magnetic core portion 427, and a coil pattern 104 made of a conductive material such as copper that circulates around the magnetic core portion 427 is provided around the through hole 103. Yes. Each coil pattern 104 is connected in series or in parallel to each other, receives power supply from the power supply cable 34, and generates a magnetic flux in a direction penetrating the through hole 103. That is, the magnetic poles of the electromagnet are formed on the surface of the magnetic core portion 427 facing the rotor disk 36. Adjacent magnetic poles have opposite polarities.

一方、カバー部62の凹部102,422に接する部分に凸部622を形成する。従って、カバー部62に対して上側環状ヨーク42、これに重ねてコイル基板100を順次装着する際に、凹部102,422と、凸部622とが相互に嵌合して回転方向の位置決め構造をなし、上側環状ヨーク42及びコイル基板100がディスクモータ10の周方向に回転することを防ぐ。ベース部63にはステータ40の構成部材として下側環状ヨーク43のみが固定される。   On the other hand, the convex part 622 is formed in the part which touches the recessed parts 102 and 422 of the cover part 62. Therefore, when the upper annular yoke 42 and the coil substrate 100 are sequentially mounted on the cover portion 62, the concave portions 102, 422 and the convex portion 622 are fitted to each other to form a positioning structure in the rotational direction. None, the upper annular yoke 42 and the coil substrate 100 are prevented from rotating in the circumferential direction of the disk motor 10. Only the lower annular yoke 43 is fixed to the base portion 63 as a constituent member of the stator 40.

そして、カバー部62とベース部63とを組み合わせ一体化した際に、上側環状ヨーク42の延長部421及びコイル基板100の延長部101がカバー部62の段部627と、ベース部63の円環リブ636とで挟まれることで、上側環状ヨーク42及びこれに重なったコイル基板100の、ディスクモータ10の軸方向への変位が防止される。   When the cover part 62 and the base part 63 are combined and integrated, the extension part 421 of the upper annular yoke 42 and the extension part 101 of the coil substrate 100 are connected to the step part 627 of the cover part 62 and the ring of the base part 63. By being sandwiched between the ribs 636, displacement of the upper annular yoke 42 and the coil substrate 100 overlapping therewith in the axial direction of the disk motor 10 is prevented.

なお、本実施の形態において、ステータ40の構成以外は図2と同様であればよい。   In the present embodiment, the configuration other than the configuration of the stator 40 may be the same as in FIG.

このような構成によると、ステータ40に電磁石を利用したディスクモータ10のステータコイル基板100とヨーク42とをネジなどの締結部品を使用せず、簡便な構造で固定することができ組立作業効率を改善させることが可能である。   According to such a configuration, the stator coil substrate 100 of the disk motor 10 using the electromagnet for the stator 40 and the yoke 42 can be fixed with a simple structure without using fastening parts such as screws, and the assembly work efficiency can be improved. It is possible to improve.

さらに、前記凸部622、及びこれに対応する凹部102,422の組は、等間隔ではない間隔で配置されているため、上側環状ヨーク42とステータコイル基板100とを確実に定められた回転方向の位置でヘッドハウジング6に固定することができる。仮に、前記凸部622、及びこれに対応する凹部102,422の組を90度ずつ回転させた位置に設置した場合、組立時にステータコイル基板100と上側環状ヨーク42を正規の取付位置に対して90度ずつ回転させて設置する可能性がある。その場合、磁場の状態が最適な状態から変化し、ディスクモータ10の回転性能が大きく変わる。   Further, the set of the convex portion 622 and the concave portions 102 and 422 corresponding to the convex portion 622 are arranged at intervals other than equal intervals, so that the upper annular yoke 42 and the stator coil substrate 100 are reliably determined in the rotation direction. It can fix to the head housing 6 in the position. If the convex portion 622 and the pair of concave portions 102 and 422 corresponding to the convex portion 622 are installed at a position rotated by 90 degrees, the stator coil substrate 100 and the upper annular yoke 42 are moved relative to the normal mounting position during assembly. There is a possibility to rotate 90 degrees. In that case, the state of the magnetic field changes from the optimal state, and the rotational performance of the disk motor 10 changes greatly.

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。   The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, modifications will be described.

図12の変形例1では上側環状ヨーク42の外周を全体的に径方向に延長し、延長された部分の一部を切り欠いて径方向の矩形状凹部422を形成し、カバー部62の凹部422に接する部分に凸部622を形成する。凹部422と凸部622は、ヨーク42をカバー部62に装着したときに相互に嵌合して回転方向の位置決め構造をなし、上側環状ヨーク42がディスクモータの周方向に回転することを防ぐ。この場合、上側環状ヨーク42の外周が全体的に径方向に延長されているため、カバー部62とベース部で挟まれる領域が広くなり、上側環状ヨーク42が円周方向へ回転するのを防ぐ効果をより強くすることが可能である。   In Modification 1 of FIG. 12, the outer periphery of the upper annular yoke 42 is extended in the radial direction as a whole, a part of the extended portion is cut out to form a rectangular concave portion 422 in the radial direction, and the concave portion of the cover portion 62 is formed. A convex portion 622 is formed in a portion in contact with 422. The concave portion 422 and the convex portion 622 are mutually fitted when the yoke 42 is attached to the cover portion 62 to form a rotational positioning structure, and prevent the upper annular yoke 42 from rotating in the circumferential direction of the disk motor. In this case, since the outer periphery of the upper annular yoke 42 is extended in the radial direction as a whole, a region sandwiched between the cover portion 62 and the base portion is widened to prevent the upper annular yoke 42 from rotating in the circumferential direction. It is possible to make the effect stronger.

図13の変形例2では上側環状ヨーク42の円環部の外側円周からヨーク42の径方向に延びた矩形状凸部423を形成し、一方、カバー部62の凸部423に接する部分に凹部623を形成する。凸部423と凸部623は、ヨーク42をカバー部62に装着したときに相互に嵌合して回転方向の位置決め構造をなし、上側環状ヨーク42がディスクモータの周方向に回転することを防ぐ。   In the second modification of FIG. 13, a rectangular convex portion 423 extending in the radial direction of the yoke 42 is formed from the outer circumference of the annular portion of the upper annular yoke 42, while the cover portion 62 is in contact with the convex portion 423. A recess 623 is formed. The convex portion 423 and the convex portion 623 are engaged with each other when the yoke 42 is mounted on the cover portion 62 to form a rotational positioning structure, and prevent the upper annular yoke 42 from rotating in the circumferential direction of the disk motor. .

図14の変形例3では上側環状ヨーク42の円環部の外側円周からヨーク42の径方向に延びた延長部421を形成し、ここに例えば円形の孔部424を形成しておく。一方、カバー部62の孔部424に接する部分に円柱状凸部624を形成する。孔部424と凸部624は、ヨーク42をカバー部62に装着したときに相互に嵌合して回転方向の位置決め構造をなし、上側環状ヨーク42がディスクモータの周方向に回転することを防ぐ。   In Modification 3 of FIG. 14, an extension 421 extending in the radial direction of the yoke 42 from the outer circumference of the annular portion of the upper annular yoke 42 is formed, and for example, a circular hole 424 is formed therein. On the other hand, a columnar convex portion 624 is formed at a portion in contact with the hole portion 424 of the cover portion 62. The hole portion 424 and the convex portion 624 are mutually fitted when the yoke 42 is attached to the cover portion 62 to form a positioning structure in the rotational direction, and prevent the upper annular yoke 42 from rotating in the circumferential direction of the disk motor. .

なお、上側環状ヨーク42に重ねてステータコイル基板100を用いる場合も、図12乃至図14の変形例1〜3の構成を同様に適用可能であることは明らかである。   It is obvious that the configurations of the first to third modifications of FIGS. 12 to 14 can be similarly applied when the stator coil substrate 100 is used while being superimposed on the upper annular yoke 42.

また、ハウジングに対して上側環状ヨーク及びステータコイル基板の回転方向の位置が定まる構造であれば、前記ハウジング内面又は前記環状ヨークの一方に凸部が設けられ、他方に前記凸部に対応する凹部又は孔部が設けられていればよく、それらの凸部、凹部、孔部の形状は、任意である。   Further, if the position of the upper annular yoke and the stator coil substrate in the rotational direction is determined with respect to the housing, a convex portion is provided on one of the inner surface of the housing or the annular yoke, and a concave portion corresponding to the convex portion on the other side. Or the hole part should just be provided, and the shape of those convex parts, a recessed part, and a hole part is arbitrary.

図8乃至図11に示すように、ステータ40に電磁石を利用した場合、ロータディスク36側に永久磁石を配置したブラシレスモータとする構成も可能である。   As shown in FIGS. 8 to 11, when an electromagnet is used for the stator 40, a brushless motor in which a permanent magnet is arranged on the rotor disk 36 side is also possible.

電動作業機は、実施の形態で示した刈払機のほか、ディスクモータを搭載したベルトサンダーやロータリーバンドソーなどのディスクモータによる回転駆動部を有する種々の電動工具であってもよい。   In addition to the brush cutter shown in the embodiment, the electric working machine may be various electric tools having a rotary drive unit by a disk motor such as a belt sander or a rotary band saw equipped with a disk motor.

1 刈払機
3 電源部
4 パイプ部
5 ハンドル部
6 駆動部
7 刈刃
10 ディスクモータ
30 ロータ
31 出力軸
34 給電ケーブル
35 整流子基板
36 ロータディスク
40 ステータ
41 永久磁石
42 上側環状ヨーク
43 下側環状ヨーク
61 ヘッドハウジング
62 カバー部
63 ベース部
83 ブラシ
100 ステータコイル基板
101,421 延長部
102,422,623 凹部
423,622,624 凸部
424 孔部
427 磁芯部
627 段部
636 円環リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brush cutter 3 Power supply part 4 Pipe part 5 Handle part 6 Drive part 7 Cutting blade
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Disc motor 30 Rotor 31 Output shaft 34 Feed cable 35 Commutator board 36 Rotor disk 40 Stator 41 Permanent magnet 42 Upper annular yoke 43 Lower annular yoke 61 Head housing 62 Cover part 63 Base part 83 Brush 100 Stator coil board 101,421 Extension part 102,422,623 Concave part 423,622,624 Convex part 424 Hole part 427 Magnetic core part 627 Step part
636 Annular Rib

Claims (8)

出力軸と、
前記出力軸に固定されたロータディスクと、
前記ロータディスクに対して磁束を発生する磁束発生部を含むステータと、
前記ロータディスクが内部に位置し、前記出力軸を回転自在に支持するハウジングとを備え、
前記ステータは、前記ロータディスクの一面に対向する環状ヨークを有し、
前記ハウジング内面又は前記環状ヨークの一方に凸部が設けられ、他方に凹部又は孔部が設けられ、前記凸部が前記凹部又は孔部に位置して前記ハウジングに対する前記環状ヨークの回転方向の位置が定まる構造である、ディスクモータ。
An output shaft;
A rotor disk fixed to the output shaft;
A stator including a magnetic flux generator for generating magnetic flux with respect to the rotor disk;
A housing in which the rotor disk is located inside and rotatably supports the output shaft;
The stator has an annular yoke facing one surface of the rotor disk,
A convex portion is provided on one of the inner surface of the housing or the annular yoke, and a concave portion or a hole is provided on the other. The convex portion is located in the concave portion or the hole, and the position of the annular yoke in the rotational direction with respect to the housing. A disk motor that has a fixed structure.
前記ハウジングはカバー部とベース部とを有し、前記環状ヨークの少なくとも一部が前記カバー部と前記ベース部とで挟まれて保持されている、請求項1に記載のディスクモータ。   The disk motor according to claim 1, wherein the housing has a cover portion and a base portion, and at least a part of the annular yoke is held between the cover portion and the base portion. 前記環状ヨークは径方向に延びた延長部を有し、前記延長部に前記凹部又は孔部が設けられている、請求項1又は2に記載のディスクモータ。   The disk motor according to claim 1, wherein the annular yoke has an extending portion extending in a radial direction, and the recessed portion or the hole is provided in the extending portion. 前記ステータは、複数の貫通孔を有して当該複数の貫通孔を貫く磁束を発生する環状コイル基板と、前記環状ヨークに一体化されていて前記貫通孔内に突出する磁芯部とを備え、
前記環状コイル基板は、前記環状ヨークと前記ロータディスクとの間に位置し、
前記ハウジング内面又は前記環状コイル基板の一方に凸部が設けられ、他方に凹部又は孔部が設けられ、前記凸部が前記凹部又は孔部に位置して前記ハウジングに対する前記環状コイル基板の回転方向の位置が定まる構造である、請求項1に記載のディスクモータ。
The stator includes an annular coil substrate that has a plurality of through holes and generates a magnetic flux penetrating the plurality of through holes, and a magnetic core portion that is integrated with the annular yoke and protrudes into the through hole. ,
The annular coil substrate is located between the annular yoke and the rotor disk;
A convex portion is provided on one of the inner surface of the housing or the annular coil substrate, and a concave portion or a hole portion is provided on the other, and the convex portion is located in the concave portion or the hole portion and the rotation direction of the annular coil substrate with respect to the housing The disk motor according to claim 1, wherein the position is determined.
前記ハウジングはカバー部とベース部とを有し、前記環状ヨーク及び前記環状コイル基板の少なくとも一部が前記カバー部と前記ベース部とで挟まれて保持されている、請求項4に記載のディスクモータ。   The disk according to claim 4, wherein the housing has a cover part and a base part, and at least a part of the annular yoke and the annular coil substrate is held between the cover part and the base part. motor. 前記環状ヨーク及び環状コイル基板は径方向に延びた延長部をそれぞれ有し、前記延長部に前記凹部又は孔部が設けられている、請求項4又は5に記載のディスクモータ。   6. The disk motor according to claim 4, wherein each of the annular yoke and the annular coil substrate has an extending portion extending in a radial direction, and the recessed portion or the hole is provided in the extending portion. 前記凸部、及びこれに対応する前記凹部又は孔部の組は、等間隔ではない間隔で配置されている、請求項1乃至6の何れか一項に記載のディスクモータ。   The disk motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the convex portions and the sets of the concave portions or the hole portions corresponding to the convex portions are arranged at intervals other than equal intervals. 請求項1乃至7の何れか一項に記載されたディスクモータを備えた電動作業機。   An electric working machine comprising the disk motor according to any one of claims 1 to 7.
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