CN105429372A - 用于电动工具的电动机连接 - Google Patents

Abstract

本申请案涉及用于电动工具的电动机连接。在至少一个说明性实施例中，一种电动工具可包括电动机，所述电动机包括：转子，其经配置以围绕轴旋转；定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组；及至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，其中所述凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者。所述凸耳可全部布置到穿过所述轴的平面的一侧。所述电动工具可进一步包括：至少三个电线，其中所述电线中的每一者可移除地耦合到所述凸耳中的一者；及控制电路，其经配置以经由所述电线及所述凸耳将电力供应到所述绕组，以驱动所述转子围绕所述轴的旋转。

Description

用于电动工具的电动机连接

相关申请案的交叉参考

此申请案主张2014年7月1日提出申请且标题为“用于电动工具的电动机(ElectricMotorConnectionsforPowerTools)”的第62/019,863号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及电动工具，且更特定来说，涉及用于电动工具的电动机连接。

背景技术

用于电动工具中的电动机(以实例的方式，无刷直流(“DC”)电动机)通常需要到供应驱动电动机的高电流的三个大规格“相”线的连接。在许多现有电动工具中，通常通过将相线焊接到电动机内侧的印刷电路板(“PCB”)而完成此连接。PCB上的轨迹接着将高电流从相线传导到所焊接终端点，其中电动机的定子绕组耦合到PCB。以此些设计服务于电动机可係困难的，这是因为将相线从PCB脱焊可是耗时的且冒使PCB受损坏的风险。

其它电动工具设计已经由安装到电动机的一端的焊料“凸耳”提供电动机的相线与定子绕组之间的连接。虽然此些设计可改进服务性，但其等还已增加电动机的占用面积(及因此电动工具的大小)。首先，此些设计中的焊料凸耳为电动机组合件添加长度。其次，由于此些设计中的焊料凸耳通常已围绕电动机的圆周均匀地间隔开，因此相线中的一或多者通常必须围绕电动机绕线以用于连接到对应焊料凸耳。

发明内容

根据一个方面，一种电动工具可包括电动机，所述电动机包括(i)转子，其经配置以围绕轴旋转，(ii)定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组，及(iii)至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，其中所述凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者。所述凸耳可全部布置到穿过所述轴的平面的一侧。所述电动工具可进一步包括：至少三个电线，其中所述电线中的每一者可移除地耦合到所述凸耳中的一者；及控制电路，其经配置以经由所述电线及所述凸耳将电力供应到所述绕组，以驱动所述转子围绕所述轴的旋转。

在一些实施例中，所述电线中的每一者可焊接到所述凸耳中的一者。所述凸耳中的每一者可界定圆形开口，且所述电线中的每一者可由所述圆形开口中的一者接纳以将所述电线中的每一者可移除地耦合到所述凸耳中的一者。所述凸耳中的每一者可包含从所述定子组合件径向向外延伸且界定所述圆形开口的突出部。当所述电线中的每一者由所述圆形开口中的一者接纳时，所述电线中的每一者可由所述突出部中的一者环绕。每一突出部可包含界定所述圆形开口的环形壁。每一突出部的外周界可限定大体矩形或圆形形状。

在其它实施例中，所述凸耳中的每一者可包含扣件，且所述电线中的每一者可通过所述对应扣件耦合到所述凸耳中的一者。在又其它实施例中，所述凸耳中的每一者可包含母插座，且所述电线中的每一者可包含经配置以接纳于所述母插座中的一者中的公插头。所述定子组合件可进一步包含支撑所述绕组的层压堆叠。所述凸耳中的每一者可固定到所述层压堆叠的外部表面。

根据另一方面，一种电动工具可包括电动机，所述电动机包括(i)转子，其经配置以围绕轴旋转，(ii)定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组，及(iii)至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，其中所述至少三个凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者。所述至少三个凸耳可全部布置到穿过所述轴的平面的一侧。所述电动工具可进一步包括至少三个电线，其中所述电线中的每一者由所述至少三个凸耳中的一者环绕以将所述电线中的每一者可移除地耦合到所述至少三个凸耳中的一者。

在一些实施例中，所述电线中的每一者可焊接到所述至少三个凸耳中的一者。在其它实施例中，所述至少三个凸耳中的每一者可包含扣件，且所述电线中的每一者可通过所述对应扣件耦合到所述至少三个凸耳中的一者。在又其它实施例中，所述至少三个凸耳中的每一者可包含母插座，且所述电线中的每一者可包含经配置以接纳于所述母插座中的一者中的公插头。

根据另一方面，一种电动机可包括：转子，其经配置以围绕轴旋转；定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组；及至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，所述至少三个凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者。所述至少三个凸耳中的每一者可包含从所述定子组合件径向向外延伸的突出部。所述突出部可界定经配置以接纳电线的圆形开口。所述至少三个凸耳的所述突出部可全部布置到穿过所述轴的平面的一侧。

在一些实施例中，每一突出部可包含界定所述圆形孔隙的环形壁。每一突出部可进一步包含彼此相对地布置且通过所述环形壁互连的一对平坦面。所述对平坦面中的每一者的外周界可限定大体矩形形状。在其它实施例中，所述对平坦面中的每一者的外周界可限定大体圆形形状。所述定子组合件可进一步包含支撑所述绕组的层压堆叠。所述至少三个凸耳中的每一者可固定到所述层压堆叠的外部表面。

附图说明

附图中以实例方式且不以限制方式图解说明本发明中所描述的概念。为图解的简化及清晰起见，图中所图解说明的元件未必按比例绘制。举例来说，为清晰起见，可相对于其它元件扩大一些元件的尺寸。

图1是说明性电动工具的侧视立面图；

图2是图1的电动工具的端视立面图；

图3是在为了清晰而省略电动工具的剩余部分的情况下包含于电动工具中的电动机的经放大横截面图(围绕图1的线3-3所截取)；

图4是在为了清晰而省略电动工具的剩余部分的情况下与图1的电动工具的电动机相关联的各种组件的部分透视图；且

图5是在为了清晰而省略电动工具的剩余部分的情况下与图1的电动工具的电动机相关联的各种组件的经放大部分透视图。

具体实施方式

虽然本发明的概念易发生各种修改及替代形式，但已在各图中以实例的方式展示且将在本文中详细地描述其特定示范性实施例。然而，应理解，并不打算将本发明的概念限制于所揭示的特定形式，而是相反，打算涵盖属于本发明的精神及范围内的所有修改、等效形式及替代形式。

现在参考图1，展示说明性电动工具10。电动工具10说明性地体现为无线电动工具(特定而言，电手枪式样冲击工具)。在各种实施例中，电动工具10可体现为手枪握把式冲击工具、同轴冲击工具或角度冲击工具，例如直角冲击工具。然而，应了解，在其它实施例中，电动工具可体现为不包含冲击机构(例如电钻、钻孔机、棘轮、锯条或类似物)的无线电动工具。

说明性电动工具10包含如图1中所展示的工具外壳12。工具外壳12包含主体14及后盖16。主体14界定电动工具10的电动机20定位于其中的内部空间18。当电动工具10经组装以封锁内部空间18且界定与电动工具10的输出端24相对地定位的后端22时，后盖16耦合到主体14。后盖16使用延伸穿过后盖16且到内部空间18中的扣件26(图2中最佳所见)耦合到主体14。

工具外壳12的主体14界定触发器30提供于其上的手柄28，如图1中所展示。触发器30用于在电动工具10的使用期间接通/关断电动机20且控制电动机20的速度。与触发器30间隔开的用户接口32还提供于工具外壳12上，特别是后盖16上，如图2中最佳所见。在说明性实施例中，用户接口32用于选择电动工具10的多个操作模式中的一者。举例来说，在一些实施例中，用户接口32可用于从2015年6月5日提出申请的第62/171,504号美国临时专利申请案中所描述的那些操作模式当中选择特定操作模式。在其它实施例中，用户接口32可在完全按下触发器30时简单地调节供应到电动机20的最大功率。

现在参考图3，拆开主体14及后盖16以展示电动机20的组件。电动机20说明性地体现为无刷DC电动机。如此，电动机20通常包含用于提供旋转能量(例如，到电动工具10的传动或驱动系)的转子34及用于供应驱动转子34的旋转的旋转磁场的定子36。电动机20还包含后端盖38及与端盖38间隔开且比端盖38更接近于电动工具10的输出端24定位的前端盖40。端盖38、40协作以对准转子34与定子36使得转子34及定子36平行于轴42延伸。转子34包含在至少一端上由轴承46支撑的轴件44，使得转子34经配置以围绕轴42旋转。另外，转子34包含产生磁场的一或多个永久磁铁48。

现在参考图4，电动工具10说明性地包含控制电路50(用图解法展示)及将控制电路50电耦合到电动机20的若干个“相”线52。在说明性实施例中，控制电路50定位于电动工具10的手柄28中。将了解，电动工具10包含通常存在于电动工具中的一或多个额外组件(例如，传动或驱动系)，图式中未展示或本文中未描述所述额外组件。

现在参考图5，电动机20包含具有围绕转子34布置的若干个绕组(其中空气间隙在所述绕组之间)的定子组合件54。在说明性实施例(即，四极、六齿、三相无刷DC电动机)中，定子组合件54包含围绕轴42分布以形成偶数个极的三个绕组。特定而言，每一定子绕组包含布置于轴42的相对侧上的一对绕组。定子绕组可以各种配置彼此电连接，包含但不限于串联三角形配置、并联三角形配置、串联y形(Y形状)配置及并联y形配置。

如图5中所展示，定子组合件54进一步包含支撑(且通常环绕)定子绕组的层压堆叠56。定子组合件54还包含布置于定子组合件54的相对端处的一对绝缘体58(图4中展示其中的仅一者)以隔离定子绕组与电动机20的其它组件。

在电动机20的操作期间，当电力选择性地供应到定子绕组中的一者(由控制电路50经由电线52中的一者)时，定子绕组中的所得电流产生耦合到转子34的磁场。与转子34中的永久磁铁相关联的磁场尝试使其自身与由定子36产生的磁场对准，从而导致转子34的旋转移动。控制电路50可顺序地激活定子绕组使得转子34的永久磁铁48连续地追赶由定子绕组产生的前进磁场。电动机20的说明性实施例还包含将指示转子34(相对于定子36)的当前位置的信号提供到控制电路50的传感器，例如霍尔效应传感器。控制电路50可在顺序地激活定子绕组以维持换向序列的恰当定时时利用此信号。

在图5的说明性实施例中，电动机20进一步包含固定到定子组合件54的若干个焊料凸耳60或电端子。焊料凸耳60中的每一者从固定到定子组合件54的绝缘体58中的一者以及定子组合件54的层压堆叠56的外部表面64的基底块62径向向外延伸。预期焊料凸耳60的其它安装位置(例如，端盖38)是可能的。焊料凸耳60中的每一者电耦合到定子绕组中的一或多者。在其中定子组合件54包含三个绕组的图5的说明性实施例中，电动机20还包含三个焊料凸耳60，其中一个焊料凸耳60电耦合到每一定子绕组。

焊料凸耳60可由金属、金属合金或适合用于在电线52与定子绕组之间传导电流的任何其它材料形成。在一些实施例中，焊料凸耳60可永久地固定到定子组合件54(例如，层压堆叠56的外部表面64)及/或永久地电耦合到定子绕组。

如图5中最佳所见，焊料凸耳60中的每一者包含耦合到基底块62且从基底块62径向向外延伸的突出部66。分隔件68耦合到基底块62且在焊料凸耳60之间从其径向向外延伸。具体来说，一个分隔件68A在一对焊料凸耳60之间从基底块62径向向外延伸，且另一分隔件68B在另一对焊料凸耳60之间从基底块62径向向外延伸。

突出部66说明性地具有如图5中所展示的大体矩形形状。具体来说，突出部66中的每一者的外周界限定大体矩形形状。然而，在其它实施例中，突出部66中的每一者的外周界可限定另一适合几何形式的形状。举例而言，突出部66中的每一者的外周界可限定大体圆形或梯形形状。

每一突出部66说明性地包含平坦面70及与平坦面70相对地定位的另一平坦面72，如图5中所展示。平坦面70、72通过环形壁74互连。每一突出部66的环形壁74界定延伸穿过平坦面70、72中的每一者的圆形孔隙76。圆形孔隙76经定大小以接纳电线52，如下文更详细地描述。

如图5中最佳所见，电线52中的每一者经插入穿过突出部66的圆形孔隙76中的一者，使得电线52中的每一者由突出部66中的一者环绕。以所述方式，突出部66经配置以在组装(或重新组装)电动工具10时接纳且支撑电线52。虽然由突出部66接纳及支撑，但电线52中的每一者可焊接到焊料凸耳60中的一者以将电线52可移除地耦合到焊料凸耳60。

在焊接到焊料凸耳60之前，套圈78可经放置为与电线52接触，如图5中所展示。具体来说，套圈78可压接到电线52上以提供应变消除到电线52而且使电线52准备插入穿过圆形孔隙76。

在说明性实施例(图4中最佳所见)中，焊料凸耳60中的每一者布置于电动机20的中心线(也就是，轴42)下面。换句话说，焊料凸耳60全部布置到穿过轴42的平面的一侧。使用图4作为实例，焊料凸耳60全部布置于穿过轴42且大体延伸进出图4的页面的平面下面。此外，在说明性实施例中，焊料凸耳60在从正交于所述平面的视角观看时全部布置于定子组合件54的占用面积内。此配置提供电线52到电动机20的较容易绕线，及因此电动工具10的较容易组装。此配置还通过允许较容易电线52从电动机20的脱焊/到电动机20的重新焊接而改进电动工具10的服务性。此外，由于焊料凸耳60不延伸超过电动机20的端，因此电动工具10的总体长度可减小。

预期在电动工具10的其它实施例中，可用允许电线52可移除地耦合到凸耳60的另一类型的凸耳60替换焊料凸耳60。举例来说，在一些实施例中，凸耳60中的每一者可包含扣件，使得电线52中的每一者可通过拧紧对应扣件而可移除地耦合到凸耳60中的一者(且通过松动对应扣件而与凸耳60解耦)。在又其它实施例中，凸耳60中的每一者可包含母插座且电线52中的每一者可包含经配置以接纳于母插座中的一者中的公插头以将电线52可移除地耦合到凸耳60。以实例的方式，电线52的公插头可经由摩擦力固定于凸耳60的母插座中。

虽然在图及前述说明中已详细描述特定说明性实施例，但此图解及说明应视为在特性方面是示范性的而非限制性的，应理解，已展示及描述仅说明性实施例且期望保护属于本发明的精神内的所有改变及修改。举例而言，虽然已主要参考无刷DC电动机描述本发明的概念，但预期目前所揭示教示还可适用于其它类型的电动机，例如有刷DC电动机及/或交流电动机。

存在从本文中所描述的设备、系统及方法的各种特征得出的本发明的多个优点。将注意到，本发明的设备、系统及方法的替代实施例可不包含所描述的特征中的全部特征，但仍受益于此些特征的优点中的至少一些优点。所属领域的技术人员可易于设想并入有本发明的特征中的一或多者的其自己的设备、系统及方法的实施方案。

Claims (20)

1.一种电动工具，其包括：

电动机，其包括(i)转子，其经配置以围绕轴旋转，(ii)定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组，及(iii)至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，其中所述凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者，且其中所述凸耳全部布置到穿过所述轴的平面的一侧；

至少三个电线，其中所述电线中的每一者可移除地耦合到所述凸耳中的一者；及

控制电路，其经配置以经由所述电线及所述凸耳将电力供应到所述绕组，以驱动所述转子围绕所述轴的旋转。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其中所述电线中的每一者焊接到所述凸耳中的一者。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其中(i)所述凸耳中的每一者界定圆形开口，且(ii)所述电线中的每一者由所述圆形开口中的一者接纳以将所述电线中的每一者可移除地耦合到所述凸耳中的一者。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其中所述凸耳中的每一者包含从所述定子组合件径向向外延伸且界定所述圆形开口的突出部。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其中当所述电线中的每一者由所述圆形开口中的一者接纳时，所述电线中的每一者由所述突出部中的一者环绕。

6.根据权利要求4所述的电动工具，其中每一突出部包含界定所述圆形开口的环形壁。

7.根据权利要求4所述的电动工具，其中每一突出部的外周界限定大体矩形或圆形形状。

8.根据权利要求1所述的电动工具，其中所述凸耳中的每一者包含扣件，且所述电线中的每一者通过所述对应扣件耦合到所述凸耳中的一者。

9.根据权利要求1所述的电动工具，其中所述凸耳中的每一者包含母插座，且所述电线中的每一者包含经配置以接纳于所述母插座中的一者中的公插头。

10.根据权利要求1所述的电动工具，其中所述定子组合件进一步包含支撑所述绕组的层压堆叠，所述凸耳中的每一者固定到所述层压堆叠的外部表面。

11.一种电动工具，其包括：

电动机，其包括(i)转子，其经配置以围绕轴旋转，(ii)定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组，及(iii)至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，其中所述至少三个凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者，且其中所述至少三个凸耳全部布置到穿过所述轴的平面的一侧；及

至少三个电线，其中所述电线中的每一者由所述至少三个凸耳中的一者环绕以将所述电线中的每一者可移除地耦合到所述至少三个凸耳中的一者。

12.根据权利要求11所述的电动工具，其中所述电线中的每一者焊接到所述至少三个凸耳中的一者。

13.根据权利要求11所述的电动工具，其中所述至少三个凸耳中的每一者包含扣件，且所述电线中的每一者通过所述对应扣件耦合到所述至少三个凸耳中的一者。

14.根据权利要求11所述的电动工具，其中所述至少三个凸耳中的每一者包含母插座，且所述电线中的每一者包含经配置以接纳于所述母插座中的一者中的公插头。

15.一种电动机，其包括：

转子，其经配置以围绕轴旋转；

定子组合件，其包含围绕所述转子布置的至少三个绕组；及

至少三个凸耳，其固定到所述定子组合件，所述至少三个凸耳中的每一者电耦合到所述绕组中的一或多者；

其中所述至少三个凸耳中的每一者包含从所述定子组合件径向向外延伸的突出部，所述突出部界定经配置以接纳电线的圆形开口；且

其中所述至少三个凸耳的所述突出部全部布置到穿过所述轴的平面的一侧。

16.根据权利要求15所述的电动机，其中每一突出部包含界定所述圆形孔隙的环形壁。

17.根据权利要求16所述的电动机，其中每一突出部进一步包含彼此相对地布置且通过所述环形壁互连的一对平坦面。

18.根据权利要求17所述的电动机，其中所述对平坦面中的每一者的外周界限定大体矩形形状。

19.根据权利要求17所述的电动机，其中所述对平坦面中的每一者的外周界限定大体圆形形状。

20.根据权利要求15所述的电动机，其中所述定子组合件进一步包含支撑所述绕组的层压堆叠，所述至少三个凸耳中的每一者固定到所述层压堆叠的外部表面。