专利名称：电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动工具，其包括用作驱动源的永磁电动机。
背景技术：
通常，能够获得高输出的诸如整流子电动机等的小型永磁电动机用作电动工具的驱动源(例如，参见专利文献1)。如图7所示，在使用整流子电动机作为驱动源的电动工具中，整流子电动机106包括固定于电动机壳105的内圆周表面上的定子116，以及可旋转地设置在定子116内的转子117。另外，包括多个狭槽部分和突起的板122和123设置在转子117的转子芯119的两个轴向端部，这些狭槽部分具有与转子芯119的狭槽基本相同的形状。
如图7所示，在包括一体成形为筒状的电动机壳105的电动工具中，通过在电动机壳105内预先插入和装配包括永久磁体118的定子116，然后在定子116内插入包括转子117的转子单元，以安装整流子电动机106。
通过在支撑转子芯119的轴107上，安装整流器120、冷却风扇111和轴承108、109，从而形成转子单元。在插入转子单元时，轴承109通过电动机壳105内的定子116，并装配到电动机壳105的轴承部分105a内。
然而，在图7所示的传统的电动工具内，当转子单元插入电动机壳105内以便安装整流子电动机106时，定子116的永久磁体118产生的磁通量使得转子芯119被吸引到永久磁体118上，这样使得转子117不能同轴插入定子116内。另外，如图所示，由于在轴107和电动机壳105的轴承部分105a之间产生轴向偏差δ，所以轴承109不能平稳地装配到轴承部分105a内。因此，使得安装性能变差。
另外，当将稀土基强磁体用作定子116的永久磁体118时，不容易分离在安装时被吸引到永久磁体118上的转子芯119。这样，需要从永久磁体118分离转子芯119的劳力，从而会增加工时。
专利文献1是日本专利未审查公开号No.2004-080969，其内容在此以引用的方式并入本文。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动工具，其中可平稳地安装永磁电动机，而无需多余的劳力和工时。
根据本发明的第一方面，提供一种电动工具，其中永磁电动机安装在一体成形的外壳内，所述永磁电动机包括定子，其固定在所述外壳的内圆周表面上；转子，其具有转子芯并可旋转地设置在所述定子内，并且在所述转子的转子芯的两个轴向端部中至少之一上设置具有多个突起的板，其中，所述板的至少两个突起的外径大于所述转子芯的外径且小于所述定子的内径。
根据本发明的第二方面，在所述第一方面中，当安装所述永磁电动机时，所述板设置在用于将所述转子插入所述定子内的方向的前端处。
根据本发明的第三方面，在所述第一方面或第二方面中，所述板的突起在轴向上设置于比所述定子的轴向端更靠外的位置处。
根据本发明的第四方面，在所述第一、第二和第三方面中任何之一中，所述定子在圆周方向上包括具有不同磁极的多个永久磁体，所述板的具有所述外径的突起中至少之一定位在所述定子的各永久磁体的内表面上。
根据本发明的第五方面，在所述第四方面中，用于支撑所述转子的轴在所述板侧的端部通过轴承可旋转地支撑于外壳轴承部分上，并且，当从所述定子的永久磁体在转子插入侧的端部至装配在所述外壳轴承部分内的轴承的表面的距离为A，从所述板的突起在转子芯侧的端部至装配在所述外壳轴承部分内的轴承的表面的距离为B，从所述定子的永久磁体在转子插入侧的端部至所述外壳轴承部分的开口侧的轴向端部的距离为C时，所述距离A、B、C满足C＜B＜A的关系。
根据所述第一方面和第二方面，当所述转子插入所述外壳内以便安装所述永磁电动机时，尽管所述转子芯通过永久磁体的磁通量而朝向所述定子被吸引，但是所述板的突起首先与所述定子的内圆周表面接触，从而可以防止所述转子芯被吸引到永久磁体上。这样，所述转子总是处于与所述定子分离的状态，从而在所述转子由所述板进行引导的同时，可以将所述转子平稳地插入到所述外壳内。另外，可以以极佳的操作性平稳地装配永磁电动机，而无须多余的劳力或工时。
另外，由于轴和定子通过板同轴保持，所以消除了轴与外壳轴承部分之间的轴向偏差，并且板起到准确地将安装在轴的端部的轴承引导至外壳轴承部分内的导向器的作用。由于轴承总是准确地插入外壳轴承部分内，所以永磁电动机的装配性能得到改善。
根据所述第三方面，由于所述板的突起在轴向上定位成比所述定子的轴向端部更靠外，所以在所述整流子电动机受到驱动时，旋转的所述板不与所述永久磁体接触，并且所述转子可以平稳地旋转。
根据所述第四方面，由于所述板的突起中至少之一定位在所述定子的永久磁体的内表面上，所以所述转子总是通过所述板的突起的作用而与所述定子分离。另外，可平稳地安装永磁电动机，而无需多余的劳力或工时。
根据所述第五方面，由于所述板的突起起到相对于所述定子同轴保持用于支撑所述转子的所述轴的导向器的作用，所以可以防止安装在所述轴的端部之一上的轴承与安装在所述外壳上的外壳轴承部分之间产生轴向偏差，直到安装在所述轴的端部上的轴承插入所述外壳轴承部分内，这样，可以以更佳的操作性安装永磁电动机。
图1是根据本发明第一实施例的便携式电动圆盘锯的侧横截面视图。
图2是沿图1的线X-X截取的横截面视图。
图3是图1的Y部分的放大详图。
图4是根据本发明第一实施例的便携式电动圆盘锯的板的前视图。
图5是表示在根据本发明第一实施例的便携式电动圆盘锯中安装整流子电动机的方法的局部侧横截面视图。
图6是根据本发明第二实施例的电动工具的无整流子电动机部分的侧横截面视图。
图7是表示在传统的电动工具中安装整流子电动机的方法的侧横截面视图。
具体实施例方式
下面参考附图来描述本发明的实施例。
第一实施例图1是根据本发明第一实施例的便携式电动圆盘锯的侧横截面视图，图2是是沿图1的线X-X截取的横截面视图，图3是图1的Y部分的放大详图，图4是板的前视图，图5是表示安装整流子电动机的方法的局部侧横截面视图。
在图1所示的便携式电动圆盘锯1中，参考标号2表示基座，参考标号3表示外壳。外壳3由前部的内壳4和后部的电动机壳5一体结合构成。另外，整流子电动机6安装在电动机壳5内。作为整流子电动机6的输出轴的轴7的前端通过轴承8由轴承部分4a可旋转地支撑，其后端通过轴承9由电动机壳5的轴承部分(下面称为“外壳轴承部分”)5a可旋转地支撑。这里，外壳轴承部分5a包括筒状凹部，该筒状凹部具有底部，并由电动机壳5的后端内面水平突出。当将整流子电动机6如下所述安装时，轴承9插入并装配在外壳轴承部分5a的前开口部分内。另外，在电动机壳5的后壁内形成多个窗5b。
另外，在从轴7的轴承8朝向内壳4向前突出的部分上，形成小齿轮10，冷却风扇11安装在轴7的轴承8的后侧，风扇导向器12固定于冷却风扇11附近的电动机壳5的内圆周表面上。而且，驱动轴13在内壳4中平行于轴7而形成，安装在驱动轴13上的减速齿轮14与形成在轴7的前端的小齿轮10啮合。另外，圆板形的锯片15安装在驱动轴13的前端。
电动机壳5一体成形为筒状，安装在电动机壳5内的整流子电动机6包括固定在电动机壳5的内圆周表面上的定子16，以及设置在轴7上的转子17。
定子16通过从电动机壳5的内圆周表面突伸的环形肋5c定位。具有磁极(N和S极)的两个永久磁体18固定在电动机壳5的内圆周表面上。
另外，转子17固定在轴7上，并包括转子芯19和固定在轴7上的整流器20，该转子芯19具有12个狭槽，并可旋转地设置在定子16的永久磁体18的内部。整流器20包括多个整流器片，整流器片的数量是转子芯19的狭槽数量的整数倍。
在转子17的转子芯19的两个轴向端部上设置板22、23，该板22、23用于在将绕组线21卷绕在位于转子芯19内的狭槽上时防止绕组线21的损坏。板22、23由无磁性材料制成。并且板22、23由具有高电绝缘性的纸或塑料制成，形成与转子芯19的横截面形状相同的形状。后侧的板23(当安装整流子电动机6时首先插入电动机壳5内)包括12个突起23a和狭槽部分23b，这些突起23a沿圆周方向以相同的间距径向形成，狭槽部分23b与突起23a的数量相同，并设置在突起23a之间，这如图4所示。另一方面，当板22、23由纸制成时，使用不变形的硬纸。
而且，绕组线21卷绕在转子芯19和在板22、23内形成的狭槽部分23b上，以便保持转子芯19和板22、23，绕组线21与整流器20的整流器片连接。
这里，12个突起23a中的一半即六个突起23a-1具有较大的外径(准确地说，外接圆直径)，另六个突起23a-2具有小的外径。具有大的外径的突起23a-1和具有小的外径的突起23a-2交替设置在圆周方向上。如图2所示，突起23a-1的外径D2大于转子芯19的外径D1，并略小于永久磁体18的内径D3(D1＜D2＜D3)。另外，具有大外径的突起23a-1的一半(三个)定位在永久磁体18的内圆周方向范围内。
同时，在本实施例中，尽管具有大外径的三个突起23a-1定位在永久磁体18的内圆周方向范围内，但也可以是至少一个突起23a-1定位在永久磁体18的内圆周方向范围内。另外，在本实施例中，尽管板23的12个突起23a中一半的六个突起23a-1具有大外径，但也可以是所有突起23a具有大外径。
另外，如图1所示，转子芯19的轴向长度比永久磁体18的轴向长度短，转子芯19的端面定位成在轴向上比永久磁体18的端面位置更靠内侧。为此，如图3所示，板23的突起23a位于永久磁体18内的部分的外径(准确地说，外接圆直径)小于永久磁体18的内径D3，这样在驱动电动机时，使得该部分不会受转子17振动而与永久磁体18的内表面接触。突起23a的轴向尺寸从转子芯19侧逐渐增加，突起23a的最大外径部分定位在从永久磁体18的内径表面向外分离的位置处。另一方面，板23可以沿轴向平分为两个部分，其中一个部分定位在永久磁体18内，另一个部分具有最大外径的突起。另外，板23可以在轴向上偏离转子芯19，并且可以设置成在轴向上比永久磁体18更靠外侧。
另外，在本实施例中，如图1所示，当从定子16的永久磁体18的后端(整流器20侧端部)到装配在外壳轴承部分5a内的轴承9的表面之间的距离为A，从板23的突起23a的前端(转子芯19侧端部)到装配在外壳轴承部分5a内的轴承9的表面之间的距离为B，从定子16的永久磁体18的后端(整流器20侧端部)到外壳轴承部分5a的开口侧轴向端部之间的距离为C时，A，B，C满足C＜B＜A的关系。
现在描述具有上述构造的便携式电动圆盘锯的操作。
当便携式电动圆盘锯1的基座2承载于被切断材料(未图示)例如木材上时，接通开关(开关变为ON)(未图示)，电源由整流器20通过碳刷(未图示)供给整流子电动机6的转子17，在转子17内产生转矩。通过该转矩使轴7以预定速度旋转。另外，轴7的旋转通过小齿轮10和减速齿轮14减速，并传递给驱动轴13，从而使得驱动轴13和安装在其上的锯片15旋转。在该状态下，通过使便携式电动圆盘锯1在被切断材料上移动，该被切断材料由锯片15切断。
接着，参考图5描述在便携式电动圆盘锯1中，将整流子电动机6安装到电动机壳5内的方法。
为了将整流子电动机6安装到电动机壳5内，预先将包括永久磁体18和风扇导向器12的定子16插入电动机壳5的开口内，以装配在电动机壳5内。然后，在轴7的前端受到支撑的状态下，将通过转子17、冷却风扇11和轴承8、9安装在轴7上而装配构成的转子单元沿箭头E的方向水平插入电动机壳5内，以便首先插入轴承9。
然后，转子单元的整流器20和轴承9首先通过定子16，接着转子芯19插入定子16内。此时，会产生由于永久磁体18而将转子芯19朝向永久磁体18吸引的力。
由于板23相对于转子芯19的位置定位在转子17插入定子16时的插入方向侧，所以，在转子芯19进入永久磁体18内之前，板23已经定位在定子16的永久磁体18内。具有大外径的突起23a-1比转子芯19更早地与永久磁体18的内圆周表面接触。为此，通过板23可以防止转子芯19被吸引到永久磁体18上，并且转子芯19在径向上定位在与定子16的永久磁体18分离的位置处。这样，在由板23对转子芯19进行引导的同时，能够以极佳的操作性将转子芯19平稳地插入电动机壳5内，从而不需要从永久磁体18上分离转子芯19的多余的劳力或工时。
如上所述，由于板23的突起23a-1的外径D2大于转子芯19的外径D1，并略小于永久磁体18的内径D3(见图2)，所以，在转子芯19受到引导以离开永久磁体18的内表面的同时，板23的突起23a-1可通过永久磁体18。
另外，如上所述，由于板23的三个具有大外径的突起23a-1定位在永久磁体18的内圆周方向范围内，所以，转子芯19总是通过突起23a-1的作用与永久磁体18分离，从而可以确实地防止转子芯19被吸引到永久磁体18上。
当转子芯19通过永久磁体18时，轴承9插入并装配在电动机壳5的外壳轴承部分5a内。此时，由于轴7和定子16通过板23的突起23a-1保持在同轴状态，所以，可消除轴7和外壳轴承部分5a之间的轴向偏差，并且板23起到准确地将轴承9引导至外壳轴承部分5a的导向器的作用。另外，轴承9总是准确地插入外壳轴承部分5a内，这样，整流子电动机6的安装性能得到改善。
如上所述，由于图1中所示的距离A、B、C满足关系C＜B＜A，所述，板23的突起23a-1起到相对于定子16而同轴保持轴7和转子17的导向器的作用，因此，可以防止在轴承9和外壳轴承部分5a之间产生轴向偏差，直至轴承9插入外壳轴承部分5a内。因此，可以以更佳的操作性安装整流子电动机6。
另外，当前端具有轴承8的轴承部分4a的内壳4安装在电动机壳5上时，轴7的两个轴向端部由内壳4和电动机壳5可旋转地支撑，从而，完成整流子电动机6的装配。
在安装好整流子电动机6的状态下，由于板23的突起23a在轴向上定位成比定子16的永久磁体18的两个轴向端部更靠外，所以，在整流子电动机6受到驱动时，旋转的板23不与永久磁体18接触，并且转子17可以平稳地旋转。
另外，由于板23的突起23a-1的外径D2略小于永久磁体18的内径D3，所以，使得突起23a-1和永久磁体18的内圆周表面之间的间距变小。另外，由于高速旋转的板23的突起23a吹出灰尘，所以，通过冷却风扇11的旋转而穿过电动机壳5的窗5b与空气一起吸入电动机壳5内的灰尘几乎不能进入转子芯19和永久磁体18之间。因此，整流子电动机6的耐久性得到提高，并且延长了使用寿命。
第二实施例下面，参考图6描述本发明第二实施例。
图6是根据本发明第二实施例的电动工具的无整流子电动机部分的侧横截面视图。在该图中，与图1所示相同的部件用相同的参考标号来表示，并省略对其的描述。
用作根据本实施例的电动工具的驱动源的无整流子电动机6′的特征在于永久磁体18设置在转子芯19上，在转子芯19附近的定子16由绕组线圈组成。在具有这种构造的无整流子电动机6′中，与第一实施例相同的板23设置在转子芯19的后端(当安装无整流子电动机6′时首先插入电动机壳5内)。
因此，在本实施例中，通过板23的引导作用可获得与第一实施例相同的效果，并且无整流子电动机6′可平稳地安装，而无须多余的劳力或工时。
除了便携式电动圆盘锯外，本发明可应用于这样的电动工具即，在该电动工具中，在一体成形为筒状的外壳中安装作为驱动源的永磁电动机。
权利要求
1.一种电动工具，其中永磁电动机安装在一体成形的外壳内，所述永磁电动机包括定子，其固定在所述外壳的内圆周表面上；转子，其具有转子芯并可旋转地设置在所述定子内，并且在所述转子的转子芯的两个轴向端部中至少之一上设置具有多个突起的板，其中，所述板的至少两个突起的外径大于所述转子芯的外径且小于所述定子的内径。
2.如权利要求1所述的电动工具，其中，当安装所述永磁电动机时，所述板设置在用于将所述转子插入所述定子内的方向的前端处。
3.如权利要求1所述的电动工具，其中，所述板的突起在轴向上设置于比所述定子的轴向端更靠外的位置处。
4.如权利要求1所述的电动工具，其中，所述定子在圆周方向上包括具有不同磁极的多个永久磁体，所述板的具有所述外径的突起中至少之一定位在所述定子的各永久磁体的内表面上。
5.如权利要求4所述的电动工具，其中，用于支撑所述转子的轴在所述板侧的端部通过轴承可旋转地支撑于外壳轴承部分上，并且，当从所述定子的永久磁体在转子插入侧的端部至装配在所述外壳轴承部分内的轴承的表面的距离为A，从所述板的突起在转子芯侧的端部至装配在所述外壳轴承部分内的轴承的表面的距离为B，从所述定子的永久磁体在转子插入侧的端部至所述外壳轴承部分的开口侧的轴向端部的距离为C时，所述距离A、B、C满足C＜B＜A的关系。
6.如权利要求2所述的电动工具，其中，所述板的突起在轴向上设置于比所述定子的轴向端更靠外的位置处。
7.如权利要求2所述的电动工具，其中，所述定子在圆周方向上包括具有不同磁极的多个永久磁体，所述板的具有所述外径的突起中至少之一定位在所述定子的各永久磁体的内表面上。
8.如权利要求3所述的电动工具，其中，所述定子在圆周方向上包括具有不同磁极的多个永久磁体，所述板的具有所述外径的突起中至少之一定位在所述定子的各永久磁体的内表面上。
9.如权利要求5所述的电动工具，其中，所述板的突起起到导向器的作用，其相对于所述定子同轴保持用于支撑所述转子的所述轴，从而防止安装在所述轴的端部之一上的轴承与安装在所述外壳内表面上的外壳轴承部分之间的轴向偏差，直至所述轴承插入所述外壳轴承部分内。
10.如权利要求6所述的电动工具，其中，所述永磁电动机是整流子电动机。
11.如权利要求10所述的电动工具，其中，在安装好所述整流子电动机的状态下，所述板的突起在轴向上定位成比所述定子的轴向端部更靠外，从而在所述整流子电动机受到驱动时，旋转的所述板不与所述永久磁体接触。
12.如权利要求1所述的电动工具，其中，所述板的突起的外径略小于所述定子的内径，从而使得所述突起与所述定子的内圆周表面之间的间距变小。
13.如权利要求1所述的电动工具，其中，高速旋转的所述板的突起吹出灰尘，从而减少所述转子芯与所述定子之间的灰尘量，所述灰尘是通过冷却风扇的旋转而穿过所述外壳的窗与空气一起吸入所述外壳内的。
14.如权利要求1所述的电动工具，其中，所述永磁电动机在所述转子芯上包括多个永久磁体，并且所述定子包括绕组线圈。
全文摘要
本发明提供一种电动工具，在该电动工具中，可平稳地安装永磁电动机，而无需多余的劳力和工时。在便携式电动圆盘锯(电动工具)中，整流式电动机(永磁电动机)安装在一体成形为筒状的电动机壳(外壳)内，该整流式电动机包括定子，其固定在外壳的内圆周表面上；转子，其具有转子芯并可旋转地设置在定子内，并且在转子的转子芯的两个轴向端部中至少之一上设置具有多个突起的板，板的至少两个突起的外径大于转子芯的外径且小于定子的内径。
文档编号B27B5/00GK1848609SQ20061007230
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月12日 优先权日2005年4月13日
发明者横田伴义, 吉田宽和, 军司悟 申请人:日立工机株式会社