专利名称：盘式马达以及装配其的电力驱动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有旋转地驱动输出轴的换向器盘和线圈盘的盘式马达，以及装配其的电力驱动工具。
背景技术：
电力驱动工具包括使用来割草或小直径树等的割草机。在包括割草机的一些类型电力驱动工具中，盘式马达用作用于旋转地驱动输出轴的电力马达，例如切割叶片的旋转工具附接到输出轴。盘式马达具有设置有大致盘状线圈盘以及连接到线圈图案的转向器盘的转子，在线圈盘上印刷线圈图案，如在日本专利N0.3636700(专利文献I)中描述的。转子附接到输出轴。磁铁设置来面对线圈图案，并且设置用于供应电流到转向器盘的电刷为面对转向器盘。盘式马达的旋转次数依赖于从电刷供应的电压、盘式马达的电流、线圈盘的线圈图案、磁铁的磁通量、电刷的数量(电极数量)等来确定。当从电刷供应的电压和盘式马达的电流为常数时，可以通过改变线圈盘的线圈图案、磁铁的磁通量、以及电刷的数量来将盘式马达的旋转次数设置为期望的旋转次数。图16A为表示在作为要开发的目标的相关技术的转向器盘的一个表面侧上的电极图案的平面图，图16B为表示从一个表面侧透视观察在作为相关技术的转向器盘的另一个表面侧上的通信图案的平面图，以及图16C为表示作为比较实例的转向器盘的另一个表面侧的平面图。转向器盘835具有绝缘基板，并且多个电极图案840和多个一侧第二通信图案842A提供在绝缘基板的一个表面上。在绝缘基板的另一个表面上，提供多个第一通信图案841和多个另一侧第二通信图案842B。多个电极图案840构成多个转向器段。在图16中，转向器段的数量，也就是电极图案的数量为40。在图16A中，当将具体段限定义为第I段时，将各个段沿顺时针方向定义为第I至第40段。将与奇数段相对应的电极图案840定义为“第一组电极图案”，并且将与偶数段相对应的电极图案840定义为“第二组电极图案”。各个第一通信图案841互相连接第一组(奇数)电极图案840，在它们之间夹持有7个电极图案840。在图16中，与第1、9、17、25和33段相对应的电极图案840以及与它们互相连接的第一通信图案841通过垂直阴影线突出。在电极图案840与第一通信图案841之间的夹层连接(在前表面与后表面之间的连接)通过外通孔851和内通孔852来实现。外通孔851在各自的电极图案840的外部位置从各自的电极图案840延伸向另一个表面侧。内通孔852在各自的电极图案840的内部位置从各自的电极图案840延伸向另一个表面侧。关注第I段与第9段之间的连接，第I电极图案840的内通孔852和第9电极图案840的外通孔851通过第一通信图案841互相连接。属于第一组的另一个电极图案840也以相同方式连接。在一个表面侧上的各自的第二通信图案842A和在另一个表面侧上的各自的第二通信图案842B互相连接第二组(偶数)电极图案840，在它们之间夹持有7个电极图案840。在图16中，与第6、14、22、30和38段相对应的电极图案840以及与将它们互相连接的第二通信图案842A和第二通信图案842B通过斜阴影线突出。在第二通信图案842A和第二通信图案842B之间的夹层连接(在前表面与后表面之间的连接)通过中继通孔855来实现。关注在第6段与第14段之间的连接，第6电极图案840的内通孔852和第14电极图案840的内通孔852通过第二通信图案842A和第二通信图案842B互相连接。属于第二组的另一个电极图案840也以相同方式连接。通过以上述方式连接电极图案840，要作为旋转力的来源的正确电流可以通过有限数量的电刷供应到线圈盘。第一通信图案841和第二通信图案842B以混合方式布置在上面描述的转向器盘835的另一个表面侧上，其导致不能减少基板的面积(在内直径与外直径之间的差值)的问题。更具体地，具有这样的问题，转向器盘的外直径不能制作得小或者内直径(中心通孔的直径)不能制作得大。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够减少转向器盘的基板面积的盘式马达，以及装配其的电力驱动工具。本发明的一个实施例是盘式马达。所述盘式马达设置有:具有转向器盘和至少一个线圈盘的转子；具有朝向线圈盘的线圈图案的磁通量产生部的定子；经由转向器盘供应电流到线圈图案的电流供应部；以及由转子的旋转力旋转的输出轴，所述转向器盘具有第一层，所述第一层设置有构成多个转向器段并且绕着所述输出轴布置的多个电极图案，所述多个电极图案包括第一组电极图案和第二组电极图案，互相连接在它们之间夹持预定数量的电极图案的第一组电极图案的第一通信图案提供给各个第一组电极图案，互相连接在它们之间夹持预定数量的电极图案的第二组电极图案的第二通信图案提供给各自第二组电极图案，所述第一和第二通信图案存在于不同层上，并且提供所述第一和第二通信图案的至少一个存在于其上的第二层和所述第一和第二通信图案的至少另一个存在于其上的第三层。所述第一和第二通信图案的至少任意一个可以独立地存在于多个层中。所述第一和第二通信图案可以互相连接至少在一层上的在圆周位置和径向位置两者中不同的两个点。当将序号围绕输出轴附加到多个电极图案时，第一组电极图案可以是奇数电极图案，并且第二组电极图案可以是偶数电极图案。所述第一和第二通信图案可以独立地存在于在转向器盘的两个表面上的层中以及存在于具有形成在其上的线圈图案的多个层中。除了转向器盘和线圈盘，所述转子可以设置有连接盘，并且所述第一和第二通信图案可以独立地存在于在转向器盘的两个表面上的层中和存在于在连接盘的两个表面上的层中。所述盘式马达可以还包括连接在不同层之间的第一通信图案的中继传导部，并且所述中继传导部可以存在于比电极图案更靠近输出轴的位置处。除了转向器盘和线圈盘，所述转子可以设置有连接盘，所述第一通信图案可以存在于转向器盘的另一个表面上，并且所述第二通信图案可以独立地存在于在连接盘的两个表面上的层中。所述第一和第二通信图案可以布置为，当从所述输出轴的方向观察时所述第一和第二通信图案的径向位置落入电极图案的存在范围内。所述电流供应部可以具有与多个电极图案接触的电刷。本发明的另一个实施例是装配有上面所述的盘式马达的电力驱动工具。上面所述构成元件的任何组合以及在方法、系统和其他中通过转换本发明的表达获得的组合也有效地构成本发明的方面。根据本发明，因为所述第一和第二通信图案存在于互相不同的层中，并且所述第一和第二通信图案的至少任意一个独立地存在于多个层中，所以当与其中所述第一和第二通信图案以混合方式存在于转向器盘的一个表面上相比时，转向器盘的基板面积(在内直径与外直径之间的差值)可以制作得小。
图1为作为根据本发明的实施例的电力驱动工具的割草机的立体图；图2为表示图1所示的割草机的驱动部分的剖视图；图3为表示图2所示的定子的内部的平面图；图4为表示图2所示的转子的正视图，以及图4的左半部表示转子的截面；图5A为表示在根据第一实施例的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图5B为从后表面侧透视观察的在转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图5C为表示转向器盘的前表面侧的平面图；图6A为表不在根据第一实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图6B为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图6C为表示连接盘的前表面侧的平面图；图7A为表示在根据第二实施例的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图7B为从后表面侧透视观察的在转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图7C为表示转向器盘的前表面侧的平面图；图8A为表示在根据第二实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图8B为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图8C为表示连接盘的前表面侧的平面图；图9A为表示在根据第三实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图9B为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图9C为表示连接盘的前表面侧的平面图；图1OA为表示图4所示第一线圈盘的后表面侧的平面图；图1OB为表示线圈盘的前表面侧的平面图；图1lA为用于描述第一线圈盘的线圈图案的以与图1OA相同方式表不线圈盘的后表面的平面图；图1lB为用于描述第一线圈盘的线圈图案的以与图1OB相同方式表示线圈盘的前表面的平面图；图12为具有根据另一个实施例的盘式马达的驱动部分的剖视图13为表示图12所示的盘式马达的转子的正视图；图14A为表示在图13所示的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图14B为从后表面侧透视观察的在转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图；图14C为表不转向器盘的前表面侧的平面图；图15A为表示在图13所示的第一线圈盘的后表面侧上的线圈图案的平面图；图15B为从后表面侧透视观察的在第一线圈盘的前表面侧上的线圈图案的平面图；图16A为表示在作为相关技术的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图16B为表示从后表面侧透视观察的在作为比较实例的转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略了电极图案和绝缘基板；以及图16C为表示作为比较实例的转向器盘的前表面侧的平面图。
具体实施例方式下文，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中示出的相同和等价构成元件、构件以及其他用相同的附图标记表示，并且将恰当地省略冗余描述。并且，实施例不限制本发明，而是示出为实例，并且在实施例中描述的其中所有特征和组合不一定是对本发明重要的。图1为根据本发明的实施例的割草机I的立体图。作为电力驱动工具的割草机I设置有电源部3、管部4、手柄部5、驱动部6、以及切割叶片7。用作电源的电池可拆卸地附接到电源部3。管部4将电源部3和驱动部6机械地互相连接，即耦接在一起。电连接电源部3和驱动部6的电线(未示出)穿过管部4插入。电力通过电线从电源部3供应到驱动部6。驱动部6将盘式马达容纳在头部壳体61内，并且它通过从电源部3供应的电力旋转地驱动切割叶片7。后面将描述盘式马达的结构。手柄部5附接和固定到管部4的中部，S卩，在电源部3与驱动部6之间。手柄部5具有成对的臂51，并且抓握部52附接到各自臂51的远端。节流阀53设置到一个抓握部52。操作者控制节流阀53来调节到驱动部6的电源和调节切割叶片7的旋转数量。切割叶片7形成为大约圆形形状，并且锯齿形成在其圆周边缘上。附接到后面描述的盘式马达的输出轴的孔(未示出)形成在切割叶片7的中部处。图2为表示图1所示的割草机I的驱动部6的剖视图。在图2中，输出轴31的轴向方向，即，其延伸方向表不为垂直方向。更具体地，输出轴31的远端部定位在下侧,其基座端部定位在上侧，输出轴31的远端部定义为驱动部6的前表面，其基座端部定义为驱动部6的后表面。驱动部6具有在头部壳体61中的盘式马达80。头部壳体61通过结合盖部62和基座部63形成。盘式马达80具有定子81、转子82以及成对的电刷83。成对的电刷83对称地提供在盘式马达80的旋转轴(输出轴31)周围，并且它们由盖部62的电刷固定器65支承。每个电刷83偏压向后面描述的转向器盘100，即由弹簧83A偏压向驱动部6的前表面侧以便电刷83的远端表面邻接在转向器盘100上的转向器图案上，转向器图案由例如铜的导体制成。电刷83连接到在图1中示出的电源部3，并且它们用作电流供应部，其供应电流到后面描述的转子82的线圈图案。定子81具有用作磁通量产生部的磁铁41，以及为软磁性材料的第一轭42和第二轭43。形成为环形的第一轭42通过例如螺钉622固定到盖部62的内表面。形成为环形并且具有与第一轭42大约相同直径的第二轭43装配到形成在基座部63的下表面上的环形凹部631中，并且由例如螺钉632固定到基座部63。磁铁41装配并且固定到形成在基座部63的内表面中的孔633中。图3为表示图2中所示的定子81的内部的平面图。如图3所示，例如，盘状磁铁41，例如10块，沿着圆周方向以等角距布置。在图2中所示的容纳磁铁41的相同数量的孔633也沿着圆周方向形成在基座部63的内表面中。定子81的中心与转子82的旋转中心大约一致。在互相相邻定位的磁铁41中，它们朝向转子82的内表面磁极互相不同。磁铁41优选地是稀土磁铁，例如钕磁铁，但它可以是例如铁氧体磁铁的烧结磁铁。第一轭42和第二轭43用于增强施加到后面描述的转子82的线圈图案的磁通量密度。如图2所示，转子82具有转子轴，也就是，输出轴31，转向器盘100，连接盘200，线圈部36以及凸缘37。输出轴31的基座端部由固定到盖部62的轴承311支承，输出轴31的远端部由固定到基座部63的轴承312支承，并且输出轴31由头部壳体61可旋转地支承。母螺纹部31A形成在输出轴31的远端部处，并且在图1中示出的切割叶片7通过紧固件(未示出)附接到输出轴。转向器盘100的后表面构成电刷83接触的滑动表面。电流经由电刷83和转向器盘100从在图1中示出的电源部3供应到线圈部36。图4为表示图2所示的转子82的正视图，并且图4的左半部表示转子82的剖面。如图4所示，凸缘37共轴地固定到输出轴31。凸缘37举例而言由例如铝的金属或例如尼龙的树脂制成，并且包括形成为大约圆柱形状的圆柱形部37A和形成为大约盘状形状的盘部37B。盘部37B以相对于输出轴31成直角地沿着径向方向从圆柱形部37A的外周表面向外伸出。绝缘板38由片状绝缘粘合层502粘接和固定到盘部37B的后表面，绝缘板39由片状绝缘粘合层503粘接和固定到盘部37B的前表面。各自绝缘板38和39的外直径大约等于盘部37B的外直径。连接盘200由片状绝缘粘合层501粘接和固定到绝缘板38的后表面。转向器盘100由片状绝缘粘合层500粘接和固定到连接盘200的后表面。线圈部36由片状绝缘粘合层505粘接和固定到绝缘板39的前表面。转向器盘100、连接盘200以及线圈部36的各自线圈盘共轴地堆叠在彼此之上。线圈部36通过将第一线圈盘361堆叠到第四线圈盘364并且在它们之间插入片状绝缘粘合层507来形成。片状绝缘粘合层507具有与每个线圈盘的外直径相同的外直径，并且覆盖每个线圈盘的大约整个表面。第一线圈盘361至第四线圈盘364具有比盘部37B的直径大的直径，并且后面描述的线圈图案形成在其的前表面和后表面两者上。从转向器盘100穿透到第四盘364的每个传导销40电连接与转向器盘100的预定转向器段相对应的电极图案和第一线圈盘361至第四线圈盘364的至少任意一个线圈图案。绝缘管401装配到形成在盘部37B中的通孔内，传导销40穿过绝缘管40被插入，销40和凸缘37由绝缘管401互相绝缘。下面将描述转向器盘100和连接盘200的具体实例。第一实施例图5A为表不在根据第一实施例的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图5B为从后表面侧透视观察的在转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略电极图案和绝缘基板；以及图5C为表示转向器盘的前表面侧的平面图。转向器盘100通过在具有形成在其中心的开口的盘状绝缘基板的两个表面上提供由例如铜的传导材料制成的预定传导图案来形成。绝缘基板举例而言由例如玻璃纤维增强环氧树脂基板的绝缘树脂形成。后面将描述传导图案的细节。图6A为表不在根据第一实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图6B为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略在后表面侧上的通信图案和绝缘基板；以及图6C为表示连接盘的前表面侧的平面图。连接盘200通过在具有形成在其中心的开口的盘状绝缘基板的两个表面上提供由例如铜的传导材料制成的预定传导图案来形成。绝缘基板举例而言与转向器盘100的绝缘基板相同由例如玻璃纤维增强环氧树脂基板的绝缘树脂形成。后面将描述传导图案的细节。如图5A所示，构成多个转向器段的多个电极图案110提供在电刷83接触的转向器盘100的后表面上。成对的电刷83可滑动地接触后表面，S卩，如图2所示的构成转向器段的电极图案110的暴露表面，以便电流供应到电极图案110。在示出的实例中，转向器段的数量，即，电极图案110的数量为40。在图5A中，当将具体段定义为第I段时，沿着顺势针方向将各自段定义为第I至第40段。将与奇数段相对应的电极图案110定义为“第一组电极图案”，将与偶数段相对应的电极图案110定义为“第二组电极图案”。各自段的数量和第一和第二组的分类对于后续实施例适用。如图5B和5C所示，多个第一通信图案111提供在转向器盘100的前表面上。在示出的实例中第一通信图案111的数量为20。如图5A所示，各个第一通信图案111沿着圆周方向每8块互相连接第一组电极图案110。7个电极图案110设置在互相连接的第一通信图案111之间。在图5中，第一通信图案111相互连接奇数个电极图案110，并且20块第一通信图案111构成第一组电极图案。在图5A中，与第1、9、17、25和33段相对应的电极图案110以及与它们互相连接的第一通信图案111通过垂直阴影线突出。电极图案110和第一通信图案111由在转向器盘100的绝缘基板的前表面和后表面之间穿透的外通孔121和内通孔122中的中继传导部连接。外通孔121具有在各自电极图案110的径向外部处从各自电极图案110延伸向转向器盘100的前表面侧的中继传导部。内通孔122具有在各自电极图案110的径向内部处从各自电极图案110延伸向转向器盘100的前表面侧的中继传导部。如果电极图案110和第一通信图案111可以电连接，那么外通孔121和内通孔122可以是它们的内表面镀有例如铜的高热传导材料的通孔，或者它们可以填充有例如铜的高热传导材料。附带地，一些电极图案110的一个内通孔122，例如远离中心定位的内通孔122，构成如图4所示的传导销40插入其中的插入孔。提供在从第I段开始计数的偶数段的电极图案中的内通孔122，即，提供在第二组电极图案110中的那些内通孔122延伸到达连接盘200的前表面侧。关注在图5A中所示的在第I段与第9段之间的连接，第I电极图案110的内通孔122和第9电极图案110的外通孔121由第一通信图案111互相连接。关于属于第一组的其他奇数段，在图5A中沿着顺时针方向偏移8块的电极图案110的外通孔121和内通孔122由第一通信图案111互相连接。每个第一通信图案111形成为具有图案形状，它的径向位置(与中心的距离)随着其绕着转向器盘100的中心轴的角度位置变化而变化。在图5B中，第一通信图案111具有图案形状，它与中心的距离随着它沿顺时针方向延伸而变远。如图6A所示，多个后表面侧第二通信图案211提供在与转向器盘100连接的连接盘200的后表面上。如图6B和6C所示，多个前表面侧第二通信图案212提供在连接盘200的前表面侧上。在示出的实例中，后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212的数量分别是20。各自后表面侧第二通信图案211和各自前表面侧第二通信图案212沿着圆周方向互相连接每8块的第二组电极图案110。7个电极图案110布置在互相连接的第一通信图案111之间。在图5A和图6中，与第6、14、22、30和38段相对应的电极图案110以及互相连接它们的后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212由斜阴影线突出。后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212由穿过连接盘200的绝缘基板的后表面与前表面之间的中继通孔220的中继传导部连接。中继通孔220定位在相对于内通孔122的径向外部处，并且它们每个具有电连接每个后表面侧第二通信图案211的径向外部和每个前表面侧第二通信图案212的径向外部的中继传导部。如果在可以电连接在后表面侧和前表面侧上的第二通信图案212，那么中继通孔220可以是它的内表面镀有例如铜的高热传导材料的通孔，或者它可以填充有例如铜的高热传导材料。关注在图5A中所示的在第6与第14段之间的连接，第6电极图案110的内通孔122和第14电极图案110的内通孔122由后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212互相连接。关于属于第二组的其他偶数段，在图6A中沿着顺时针方向偏移8块的电极图案的内通孔122相似地由通信图案211和212连接。在图6A中每个后表面侧第二通信图案211沿着顺时针方向延伸，并且具有它的径向位置随着其沿着圆周方向的角度位置变化而变化的图案形状。另一方面，在图6B中每个前表面侧第二通信图案212沿着逆时针方向延伸，并且具有它的径向位置随着其沿着圆周方向的角度位置变化而变化的图案形状。因此，在示出的连接盘200中，在后表面侧第二通信图案211中当它在图6A中沿着顺时针方向前进时与中心的距离变长，而在前表面侧第二通信图案212中当它沿着顺时针方向前进时与中心的距离变短。所有第一通信图案111、后表面侧第二通信图案211以及前表面侧第二通信图案212的径向方向的范围落入电极图案110绕着输出轴31的径向方向的范围内。在该实施例中，互相连接第一组(奇数)电极图案110的第一通信图案111提供在转向器盘100的后表面上。连接第二组(偶数)电极图案110的后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212分别提供在连接盘200的两个表面上。在图16所示的比较实例的转向器盘835中，电极图案840由提供在盘的两个表面上的层状通信图案，即，两层通信图案互相连接。另一方面，在该实施例中，电极图案110由包括转向器盘100的后表面及连接盘200的两个表面的总共三层的通信图案互相连接。因此，在该实施例中，互相连接第二组(偶数)电极图案110的通信图案，即，在图16中的后表面侧第二通信图案842A和前表面侧第二通信图案842B没有提供到转向器盘100。因此，即使在比较实例中将转向器盘100的外直径设置为等于转向器盘835的外直径，转向器盘100的内直径也可以制作得大。更具体地，转向器盘100的基板面积(在内直径与外直径之间的差值)可以制作得小。如果转向器盘100的内直径制作得大，那么输出轴31的直径可以制作得大，并且可以有利地提高设计的自由度。附带地，它们离开基板表面的厚度大约等于后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212的厚度的环状导体图案201和202分别形成在连接盘200的两个表面上的外周部的环状区域上，即，通信图案的非形成区域上。从而，在转向器盘100与连接盘200之间的粘接层500的面积和在连接盘200与绝缘板38之间的粘接层501的面积可以制作得大，并且可以提高这些粘接层的粘性。作为连接盘200的修改实例，取代后表面侧第二通信图案211和前表面侧第二通信图案212，例如，具有与在图5B和5C中所示的第一通信图案111相同形状并且具有它们的以相对于第一通信图案111偏移一个段的沿着圆周方向的角度位置的第二通信图案(未示出)可以提供在连接盘200的后表面侧和前表面侧的任意一个上，并且第二组电极图案110可以由第二通信图案互相连接。省略了在这方面中的环状导体图案201和202的图示。因此，具有提供在一个表面上的导体图案的单侧基板可以使用作为连接盘200的一个方面。可替代地，如果第一通信图案111提供在连接盘200的另一个表面上，那么转向器盘100用作单侧基板。第二实施例图7A为表示在根据第二实施例的转向器盘的后表面侧上的电极图案的平面图；图7B为从后表面侧透视观察的在转向器盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略电极图案和绝缘基板；以及图7C为表示转向器盘的前表面侧的平面图。图8A为表示在根据第二实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图SB为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略在后表面侧上的通信图案和绝缘基板；以及图8C为表示连接盘的前表面侧的平面图。下面将主要描述与第一实施例的不同点，并且将恰当地省略与第一实施例的共同点的描述。如图7A所示，除了电极图案110，后表面侧第二通信图案131提供在转向器盘100的后表面上。后表面侧第二通信图案131沿着径向方向从电极图案110的内侧端部向内延伸。如图7B和7C所示，前表面侧第二通信图案132提供在转向器盘100的前表面上。在示出的实例中，后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132的数量分别为20。各个后表面侧第二通信图案131和各自前表面侧第二通信图案132连接在它们之间夹持7个电极图案110的第二组(偶数)电极图案110。在图7中，与第6、第14、第22、第30和第38段相对应的电极图案110、以及互相连接它们的后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132用斜阴影线突出。后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132由穿过转向器盘100的绝缘基板的后表面与前表面之间的中继通孔140的中继传导部连接。中继通孔140定位在相对于内通孔122的径向内部处，并且具有电连接每个后表面侧第二通信图案131和每个前表面侧第二通信图案132的内端部的中继传导部。中继通孔140可以是它们的内表面镀有例如铜的高热传导材料的通孔，或者它可以填充有例如铜的高热传导材料。在前表面侧第二通信图案132与电极图案110之间的夹层连接由内通孔122实现。关注在图7A所示的第6和第14段之间的连接，第6电极图案110的内通孔122和第14电极图案110的内通孔122由后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132互相连接。关于属于第二组的其他偶数段，在图7中偏移8块的电极图案110相似地由通信图案131和132互相连接。每个后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132具有它们的径向位置随着其沿着转向器盘100的圆周方向的角度位置变化而变化的图案形状。后表面侧第二通信图案131当它在图7A中沿着顺时针方向前进时与中心的距离变长，而前表面侧第二通信图案132当它沿着顺时针方向前进时与中心的距离变短。如图8A所示，多个后表面侧第一通信图案231提供在连接盘200的后表面上。如图8B和8C所示，多个前表面侧第一通信图案232提供在连接盘200的前表面上。在示出的实例中，后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232的数量分别是20。各自后表面侧第一通信图案231和各自前表面侧第一通信图案232沿着圆周方向互相连接每8块的第一组电极图案110。7个电极图案110布置在互相连接的电极图案110之间。在图7和图8中所示，与第1、9、17、25和33段相对应的电极图案110以及互相连接电极图案110的后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232由垂直阴影线突出。在后表面侧第一通信图案231、前表面侧第一通信图案232与电极图案110之间的夹层连接由内通孔122的中继传导部实现。在后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232之间的夹层连接由中继通孔240的中继传导部实现。中继通孔240定位在相对于内通孔122的径向外部处，并且具有互相连接每个后表面侧第一通信图案231和每个前表面侧第一通信图案232的径向外部的中继传导部。中继通孔240可以是它的内表面镀有例如铜的高热传导材料的通孔，或者它可以填充有例如铜的高热传导材料。关注在图7A中所示的在第I与第9段之间的连接，第I电极图案110的内通孔122和第9电极图案110的内通孔122由后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232互相连接。关于属于第一组的其他奇数电极图案110，在图8中偏移8块的电极图案110相似地由通信图案231和232互相连接。后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232中的每ー个具有它的径向位置随着其沿着连接盘200的圆周方向的角度位置变化而变化的图案形状。后表面侧第一通信图案231当它在图8A中沿着顺时针方向前进时与中心的距离变长，而前表面侧第一通信图案232当它沿着顺时针方向前进时与中心的距离变短。在该实施例中，互相连接第一组(奇数)电极图案110的后表面侧第一通信图案231和前表面侧第一通信图案232分别提供在连接盘200的两个表面上。连接第二组(偶数)电极图案110的后表面侧第二通信图案131和前表面侧第二通信图案132分别提供在转向器盘100的两个表面上。更具体地，在该实施例中，电极图案110由包括转向器盘100的两个表面及连接盘200的两个表面的总共四层的通信图案互相连接。因此，因为没有互相连接第一组(奇数)电极图案110的通信图案(与在图16中的第一通信图案841相对应)设置在换向器盘100上，所以电极图案110沿着径向方向的长度可以制作得短。因为在图16中所示的第一通信图案841连接仅由一层互相分离的段，所以其沿着径向方向的长度变长，并且电极图案110沿着径向方向的长度也相应变长。相反，在转向器盘100中，当转向器盘100的内直径制作为等于图16所示的转向器盘835的内直径时，外直径可以減少。更具体地，转向器盘100的基板面积(在内直径与外直径之间的差值)可以制作得小。当转向器盘100的外直径制作得小时，后面在图10中描述的径向图案组92B(贡献旋转力的电流路径)等可以制作得长，并且可以提高盘式马达80的驱动力。并且，因为在图2和3中示出的第一轭42的内直径可以制作得小，而不增加其的外直径，所以可以进一步增大施加到径向图案组92B的磁通量密度，以便进一歩增大盘式马达80的驱动力。附帯地，它离基板表面的厚度大约等于前表面侧第二通信图案131的厚度的环状导体图案102形成在转向器盘100的前表面的外周部的环状区域上，即，通信图案的非形成区域上。从而，在转向器盘100与连接盘200之间的粘接层500的面积可以制作得大，并且可以提高它们之间的粘性。第三实施例图9A为表示在根据第三实施例的连接盘的后表面侧上的通信图案的平面图；图9B为从后表面侧透视观察的在连接盘的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略在后表面侧上的通信图案和绝缘基板；以及图9C为表示连接盘的前表面侧的平面图。在该实施例中，因为转向器盘110等于第二实施例的转向器盘，所以省略其中的说明和描述。下面将主要描述与第二实施例的不同点，并且将适当地省略与第二实施例共同点的描述。如图9A所示，多个后表面侧第一通信图案251提供在连接盘200的后表面上。如图9B和9C所示，多个前表面侧第一通信图案252提供在连接盘200的前表面上。在示出的实例中，后表面侧第一通信图案251和前表面侧第一通信图案252的数量分别是20。各自后表面侧第一通信图案251和各自前表面侧第一通信图案252沿着圆周方向互相连接每8块的第一组电极图案110。7个电极图案110布置在互相连接的通信图案251和252之间。在图9中，与第1、9、17、25和33段相对应的电极图案110以及互相连接它们的后表面侧第一通信图案251和前表面侧第一通信图案252由垂直阴影线突出。在后表面侧第一通信图案251、前表面侧第一通信图案252与电极图案110之间的夹层连接由内通孔122的中继传导器实现。后表面侧第一通信图案251和前表面侧第一通信图案252由中继通孔260的中间传导部连接。中继通孔260定位在相对于内通孔122的径向内部处，并且具有电连接各自后表面侧第一通信图案251和各自前表面侧第一通信图案252的径向内部的中继传导部。每个中继通孔260可以是它的内表面镀有例如铜的高热传导材料的通孔，或者它可以填充有例如铜的高热传导材料。在该实施例中，因为中继通孔260提供在相对于内通孔122的径向内部处，因此后表面侧第一通信图案251和前表面侧第一通信图案252落入相对于内通孔122的径向内部位置内，与图8所示的第二实施例的中继通孔240提供在相对于内通孔122的径向外部位置处的情况不同。因此，因为例如当电刷83小时，任何通信图案不延伸到相对于内通孔122的径向外部侧，所以通过将电极图案110制作得小，转向器盘100的外直径可以制作的比在第二实施例中的更小。图1OA为表不图4所不的第一线圈盘361的后表面侧的平面图。图1OB为表不相同线圈盘的前表面侧的平面图。附帯地，因为其他线圈盘具有与第一线圈盘361相同的结构和相同的线圈图案，所以这里将仅描述第一线圈盘361。第一线圈盘361通过将各自线圈图案92提供在盘状绝缘基板90的两个表面上来形成。绝缘基板90举例而言由例如玻璃纤维增强环氧树脂基板的绝缘树脂形成。在定位在绝缘基板90的中心处的通孔91中，插入如图4所示的圆柱形部分37A。绕着绝缘基板90的中心每90度的角度形成用作销插入孔367的三个孔，并且总共形成12个销插入孔。从各个销插入孔367到绝缘基板90的中心的距离彼此相等。每个销插入孔367经由如图4所示的销40连接到换向器盘100上的预定电极图案110的ー个内通孔122。由例如铜的传导材料制成的线圈图案92通过经由掩膜执行对在其上已经堆叠例如铜箔的传导材料的盘状绝缘基板90的两个表面蚀刻来形成。线圈图案92包括20个局部线圈图案组920，每个包括四线局部线圈件，它们互相靠近并且具有在绝缘基板90的一个表面(一层)上的大约相同宽度。每个局部线圈图案组920由互相一体放置的内通信图案组92A、径向图案组92B、以及外通信图案组92C形成。在两个表面上的内通信图案组92A由在其端部附近形成的通孔921互相电连接。在两个表面上的外通信图案组92C由在其端部附近形成的通孔922互相电连接。径向图案组92B沿着径向方向从绝缘基板90的中心侧向外延伸并且连接到内通信图案组92A和外通信图案组92C。在两个表面上的径向图案组92B呈现在沿着径向方向的大约相同位置处。径向图案组92B朝向如图2和3所示的布置的磁铁41的圆周，S卩，各自磁铁41的中心布置在其上的圆周位置。因此，径向图案组92B根据各自线圈盘的旋转沿着磁铁41移动。旋转カ由在径向图案组92B中流动的电流与磁铁41产生的磁场之间的电磁力施加到转子82。在各自表面上的径向图案组92B呈现为距绝缘基板90的中心等角距。因此，没有出现线圈图案92的区域存在于在绝缘基板90的表面上的相邻径向图案组92B之间。图1lA为用于描述第一线圈盘361上的线圈图案的与图1OA相同方式表不线圈盘的后表面的平面图；以及图1lB为表示第一线圈盘361前表面的平面图。图1lA和IlB与图1OA和图1OB相同，除了附加到图1IA和IlB的附图标记。第一线圈盘361的线圈图案92包括两个线圏。在图1lA中一个线圈的开始点表示为附图标记A1-1,并且其终点表示为附图标记A1-2。另ー个线圈的起点表示为附图标记A2-1，并且其终点表示为附图标记A2-2。一个线圈从起点A1-1引导到点P11、P11’、P12 ’、P12、P13、P13’、…、P19’、以及P20’。从而，沿着顺时针方向从起点Al-1旋转的线圈形成在后表面上。线圈以相同方式沿着顺时针方向总共旋转4次到达点P50’。然后，它从点P50’经由点P51’P51，…沿着逆时针方向总共旋转4次到达终点A1-2。相似地，另ー个线圈也从起点A2-1引导到终点A2-2。因此构造的第一线圈盘361至第四线圈盘364的四个盘沿着输出轴31的轴向方向堆叠在彼此上，从而构成线圈部36。不同线圈盘的线圈由已经在图4中描述的销40互相电连接。例如，提供在第一线圈盘361上的一个线圈和在转向器盘100上的电极图案110连接以便当起点Al-1连接到的电极图案110传导到一个电刷83时，終点A1-2连接到的电极图案110传导到另ー个电刷83。对于具有起点A2-1和终点A2-2的另ー个线圈是ー样的。并且，对于其他线圈盘的线圈也是ー样的。电流从电刷83经由转向器盘100供应到各自线圈以便穿过磁铁41的磁极表面的各自线圈盘的径向图案组92B产生沿着相同方向エ作的旋转扭矩。附帯地，形成在各个线圈盘上的线圈图案92可以通过以预定角度绕着输出轴31偏移各自线圈盘的角度(相位)来串联连接。下面将简要描述盘式马达80的制造方法。经由掩膜执行对在其上已经堆叠例如铜箔的传导材料的盘状绝缘基板的两个表面的蚀刻(蚀刻步骤)。在蚀刻エ序之前或之后形成需要的通孔和销插入孔。从而，准备在图1OA示出的线圈图案92等已经形成在其上的四个线圈盘361至364。相似地准备根据第一至第三实施例的任意一个的图案(电极图案110、各自通信图案等)已经形成在其上的转向器盘100和连接盘200。如图4所示，在销40插入盘部37B之后，通过在它们之间插入处于预浸料坯状态的片状粘接层500至503、5 05和507，将例如转向器盘100以及其他的要装配的构件堆叠在凸缘37上，片状粘接层500至503、505和507是通过将玻璃纤维基础材料浸透环氧树脂以使其处于半硬化状态而获得的薄片，并且将因此获得的装配主体设置在模具中并且沿着堆叠方向在加热状态中通过热按压加压(粘接步骤)。在热按压之前，提前焊接销40和在堆叠状态中的各自线圈盘361至364。并且，在热按压之后，焊接转向器盘100和销40并且切割掉伸出销40的不需要部分。如图4所示因此获得的转子82与如图2所示的定子81以及电刷83结合，从而制成盘式马达80。下面将描述没有设置连接盘200的另ー个实施例。图12为根据另ー个实施例的具有盘式马达80的驱动部6的剖视图。图13为表示图12所示的盘式马达的转子82的正视图。盘式马达80在转子82的结构方面与如图2所示的不同，但前者与后者在其他点上相同。下面将主要描述它们之间的不同点。转子82的线圈部36由具有与盘部37B相同形状的片状粘接层509粘接和固定到凸缘37的盘部37B的后表面。如上面所述，线圈部36由第一线圈盘361至第四线圈盘364的堆叠主体构成。转向器盘100由片状粘接层500粘接和固定到线圈部36的后表面，即，在图12和13中的第一线圈盘361的上表面上。没有使用销来进行夹层连接，并且在转向器盘100与各自线圈盘之间的连接由通孔实现。图14A为表示在图13所示的转向器盘100的后表面侧上的电极图案的平面图。图14B为从后表面侧透视观察的在转向器盘100的前表面侧上的通信图案的平面图，同时省略电极图案和绝缘基板。图14C为表示转向器盘的前表面侧的平面图。图15A为表示在图13所示的第一线圈盘的后表面侧上的线圈图案的平面图；以及图15B为从后表面侧透视观察的在第一线圈盘的前表面侧上的线圈图案的平面图，同时省略在后表面侧上的线圈图案和绝缘基板。如图14所示的转向器盘100与如图7所示的相同，除了与如图7所示的相比，其
外直径进ー步减小。如图15A所示，除了线圈图案92，多个后表面侧第一通信图案271提供在第一线圈盘361的后表面上。如图15B所示，除了线圈图案92，多个前表面侧第一通信图案272提供在第一线圈盘361的前表面侧上。在电极图案110、后表面侧第一通信图案271和前表面侧第一通信图案272之间的夹层连接通过径向地定位在内侧的内通孔122来实现。在后表面侧第一通信图案271和前表面侧第一通信图案272之间的夹层连接通过中继通孔280实现。后表面侧第一通信图案271、前表面侧第一通信图案272以及中继通孔280与如图9所示的后表面侧第一通信图案251、前表面侧第一通信图案252以及中继通孔260相似，除了层形成在第一线圈盘361的两个表面上。根据该实施例，在转子82中不用提供连接盘200，可以减少转向器盘100的外直径，同时转向器盘100的内直径制作为等于比较实例的转向器盘835的内直径。由此，转向器盘100的基板面积(在内直径与外直径之间的差值)可以制作得小。上面已经基于实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员可以理解，可以对在权利要求范围内的实施例的各自构成元件和各自工序作出各种修改。下面将描述修改的实施例。ー个或所有线圈盘以及每个转向器盘和连接盘可以是单侧基板。即使当提供连接盘时，在ー个或多个线圈盘的ー个表面上的层或两个表面上的层可以用作各自段的通信图案的ー个形成层或多个形成层。当在线圈盘的ー个表面上的层或其中的两个表面上的层使用作为通信图案的一个形成层或多个形成层时，在电阻方面优选地使用最上的线圈盘(最靠近转向器盘的)，但是可以使用另ー个线圈盘。转向器盘、连接盘、以及线圈盘的形状不严格必须为盘状的，而是当从轴向方向观察时它们优选地考虑为圆形。除了上面所述，磁铁的数量以及其中的布置角距，线圈图案的圈数(线圈图案的排数)，堆叠的线圈盘的数量以及其中的堆叠形状(在层之间的角度偏移量)，销插入孔以及通孔的数量，转向器段的数量，以及其他參数可以根据需要的性能和成本正确地设置。并且，在各个线圈盘中，线圈图案的圈数可以不相同。附帯地，当线圈图案具有ー排时，在实施例的描述中的各自术语“局部线圈图案組”、“内通信图案組”、“径向图案组”、以及“外通信图案组”应该理解为不包括措辞“组”，例如，“局部线圈图案”、“内通信图案”、“径向图案”、以及“外通信图案”。除了在实施例中示出的割草机，电カ驱动工具可以包括具有包括盘式马达的旋转驱动部的各种电カエ具，例如装配有盘式马达的带式砂光机或旋转带锯。
权利要求
1.一种盘式马达，包括: 转子，其具有转向器盘和至少一个线圈盘； 定子，其具有朝向线圈盘的线圈图案的磁通量产生部； 电流供应部，其经由转向器盘供应电流到线圈图案；以及 输出轴，其由转子的旋转力旋转， 其特征在于，所述转向器盘具有第一层，所述第一层设置有构成多个转向器段并且绕着所述输出轴布置的多个电极图案， 所述多个电极图案包括第一组电极图案和第二组电极图案， 互相连接第一组电极图案的第一通信图案提供给各自的第一组电极图案，在所述第一组电极图案之间夹持预定数量的电极图案， 互相连接第二组电极图案的第二通信图案提供给各自的第二组电极图案，在所述第二组电极图案之间夹持预定数量的电极图案，以及 所述第一和第二组通信图案存在于不同层上，并且提供第二层和第三层，所述第一和第二通信图案的至少一个存在于第二层上，所述第一和第二通信图案的至少另一个存在于第三层上。
2.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，所述第一和第二通信图案的至少任意一个独立地存在于多个层中。
3.根据权利要求1所述的盘式马 达，其特征在于，所述第一和第二通信图案互相连接至少在一层上的在圆周位置和径向位置两者中不同的两个点。
4.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，当将序号附加到围绕输出轴的多个电极图案时，第一组电极图案是奇数电极图案，第二组电极图案是偶数电极图案。
5.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，所述第一和第二通信图案独立地存在于在转向器盘的两个表面上的层中和具有形成在其上的线圈图案的多个层中。
6.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，除了转向器盘和线圈盘，所述转子设置有连接盘，以及 所述第一和第二通信图案独立地存在于在转向器盘的两个表面上的层中和在连接盘的两个表面上的层中。
7.根据权利要求5所述的盘式马达，还包括连接在不同层之间的第一通信图案的中继传导部， 其特征在于，所述中继传导部存在于比电极图案更靠近输出轴的位置处。
8.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，除了转向器盘和线圈盘，所述转子设置有连接盘，以及 所述第一通信图案存在于转向器盘的另一个表面上，和所述第二通信图案独立地存在于在连接盘的两个表面上的层中。
9.根据权利要求8所述的盘式马达，其特征在于，所述第一和第二通信图案布置为，当从所述输出轴的方向观察时，所述第一和第二通信图案的径向位置落入电极图案的存在的范围内。
10.根据权利要求1所述的盘式马达，其特征在于，所述电流供应部具有与多个电极图案接触的电刷。
11.一种电力驱动 工具，其装配有根据权利要求1所述的盘式马达。
全文摘要
本发明涉及盘式马达以及装配其的电力驱动工具。构成多个转向器段的多个电极图案提供在转向器盘的一个表面上。多个第一通信图案提供在转向器盘的另一个表面上。各自的通信图案互相连接在其之间夹持七个电极图案的第一组(奇数)电极图案。具有与转向器盘相同形状的连接盘提供在转向器盘上，互相连接在其之间夹持七个电极图案的第二组(偶数)电极图案的第二通信图案提供在连接盘上。
文档编号H02K3/28GK103095056SQ20121030166
公开日2013年5月8日 申请日期2012年8月22日 优先权日2011年10月28日
发明者吉田宪一郎, 谷本英之 申请人:日立工机株式会社