CN106313333A - 切割工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切割工具，包括：外壳、切割附件、电机以及传动装置；其中，切割附件用于实现切割工具的切割功能；电机设置于外壳内，用于驱动传动装置；传动装置用于将电机输出的动力传递至切割附件；电机还包括：转子外壳、电机轴、定子铁芯、定子线圈以及定子支架；转子外壳形成有一个收容腔；电机轴能以第一轴线为轴转动；定子铁芯至少部分设置于收容腔内；定子线圈绕制于定子铁芯；定子支架用于安装定子铁芯；定子铁芯还形成有一个通过孔，定子线圈环绕通过孔，定子支架至少部分设置于转子外壳的一端，电机轴至少部分穿过收容腔和通过孔。本发明的切割工具具有较高的切割能力以及切割效率。

Description

切割工具
技术领域
本发明涉及一种切割工具，具体涉及一种电圆锯。
背景技术
电圆锯因其使用方便、省力等原因在切割领域中具有广泛的应用，通常情况下，其可以用于切割木材和石材等。电圆锯通常包括电池包、内转子无刷电机、传动装置以及锯片。对于现有的电圆锯，我们既希望通过提高内转子无刷电机的转速来提高输出转速，但是这样输出扭矩会降低且噪音较大，从而使得电圆锯的切割能力降低；同时我们又希望通过降低转速来提高输出扭矩，但是这样又会使得输出转速降低不能满足切割要求，从而影响电圆锯的切割速度。因此，对于现有的电圆锯中存在一个需要解决的技术矛盾。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种切割工具，该切割工具具有较高的切割能力和切割效率。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种切割工具，包括：
外壳；
切割附件，用于实现切割工具的切割功能；
电机，设置于外壳内；
传动装置，用于将电机输出的动力传递至切割附件；
其中，电机用于驱动传动装置；电机还包括：
转子外壳，形成有一个收容腔；
电机轴，能以第一轴线为轴转动；
定子铁芯，至少部分设置于收容腔内；
定子线圈，绕制于定子铁芯；
定子支架，用于安装定子铁芯；
定子铁芯还形成有一个通过孔，定子线圈环绕通过孔，定子支架至少部分设置于转子外壳的一端，电机轴至少部分穿过收容腔和通过孔。
进一步地，在切割工具空载时电机轴每分钟能转动A圈；切割附件能以一平行于第一轴线的第一直线为轴转动，切割附件在转动时具有一个大小为B毫米的转动半径；其中，A与B的比值范围为大于等于100且小于等于250。
进一步地，传动装置包括齿轮箱，齿轮箱的传动比大于等于2.0且小于等于3.0。
进一步地，切割附件能以一平行于第一轴线的第一直线为轴转动，切割附件在转动时具有一个大小为B毫米的转动半径；传动装置还包括用于安装切割附件的输出轴，输出轴能以第一直线为轴转动，在切割工具空载时输出轴每分钟能转动C圈；其中，C与B的比值范围为大于等于45且小于等于90。
进一步地，传动装置还包括用于安装切割附件的输出轴，输出轴具有一平行于第一轴线的输出轴线，切割附件能以输出轴线为轴转动；在切割工具切割工件时，切割附件的最大输出扭矩大于等于0.6 Nm且小于等于1.2 Nm。
一种电圆锯，包括：
外壳；
锯片，用于实现电圆锯的切割功能；
电机，设置于外壳内；
传动装置，用于将电机输出的动力传递至锯片；
其中，电机用于驱动传动装置；电机还包括：
转子外壳，形成有一个收容腔；
电机轴，能以第一轴线为轴转动；
定子铁芯，至少部分设置于收容腔内；
定子线圈，绕制于定子铁芯；
定子支架，用于安装定子铁芯；
定子铁芯还形成有一个通过孔，定子线圈环绕通过孔，定子支架至少部分设置于转子外壳的一端，电机轴至少部分穿过收容腔和通过孔。
进一步地，在电圆锯空载时电机轴每分钟能转动A圈；锯片基本呈圆形，锯片的半径的大小为B毫米；其中，A与B的比值范围为大于等于100且小于等于250。
进一步地，传动装置包括齿轮箱，齿轮箱的传动比大于等于2.0且小于等于3.0。
进一步地，锯片基本呈圆形，锯片的半径的大小为B毫米；传动装置还包括用于安装锯片的输出轴，输出轴能以一平行于第一轴线的输出轴线为轴转动，在电圆锯空载时输出轴每分钟能转动C圈；其中，C与B的比值范围为大于等于45且小于等于90。
进一步地，传动装置还包括用于安装锯片的输出轴，输出轴具有一平行于第一轴线的输出轴线，锯片能以输出轴线为轴转动；在电圆锯切割工件时，锯片的最大输出扭矩大于等于0.6 Nm且小于等于1.2 Nm。
附图说明
图1所示为本发明的切割工具的一个优选实施例的结构示意图；
图2所示为图1中的切割工具内部的电机的结构示意图；
图3所示为图2中的电机的爆炸图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明提出一种切割工具100，如图1和图2所示，本发明的切割工具100包括：外壳10、切割附件20、电源装置30、电机40以及传动装置。作为一种具体的切割工具100，其例如可以为电圆锯，当然并不以此为限。
外壳10用于形成切割工具100的外形，其可以包括结合部11、容纳部12以及把手部13。其中结合部11用于将电源装置30可拆卸的结合至外壳10，使得切割工具100的外壳10与电源装置30形成一个能一起移动的整体，方便用户的携带。容纳部12形成用于收容电机40以及传动装置的容纳腔。把手部13用于形成供用户握持的把手。
切割附件20用于实现切割工具100的切割功能，其安装于传动装置的输出端。对于电圆锯而言，该切割附件20例如可以为锯片，锯片为圆形结构。
电源装置30用于为切割工具100提供能量来源，电源装置30可以为外部市电网中的交流电，也可以为电池包。更进一步的，电源装置30为能结合至外壳10的结合部11的电池包，这样能够方便用户携带。优选的，电池包的额定电压为18V，其包括5节标称电压为3.6V的电池。
电机40设置在外壳10内，其用于将电源装置30提供的电能转化成动力输出至传动装置。
传动装置用于驱动切割附件20，其设置于电机40和切割附件20之间，可以将电机40输出的动力传递至切割附件20。优选的，传动装置中还包括：齿轮箱和输出轴，其中齿轮箱用于减速，输出轴用于安装切割附件20，输出轴能以一输出轴线为轴转动。因此，通过齿轮箱将电机40的输出转速降低，然后再通过输出轴驱动切割附件20。通常情况下，我们用传动比来表征齿轮箱的减速能力，传动比等于电机40的输出转速与输出轴的输出转速的比值。
我们知道，现有的切割工具中，例如电圆锯，通常使用内转子无刷电机来驱动锯片旋转。但是，采用内转子无刷电机的电圆锯其存在一个不能解决的技术矛盾。一方面，我们希望通过提高内转子无刷电机的空载转速来提高输出轴的输出转速，但是这样，锯片的最大输出扭矩会降低且噪音较大；另一方便，我们又希望通过降低内转子无刷电机的空载转速来提高锯片的最大输出扭矩，但是这样，又会使得输出轴的输出转速过低不能满足切割要求，从而影响电圆锯的切割速度。需要说明的是，电机的空载转速指的是切割工具空载时电机的输出转速，下同。
为此，本发明设计了一种切割工具100，该切割工具100中的电机40为外转子无刷电机，通过外转子无刷电机将电池包的电能转化成能够输出至传动装置的动力。作为具体方案，如图2和图3所示，本发明的电机40包括：转子外壳41、电机轴42、定子铁芯43、定子线圈44以及定子支架45。其中，转子外壳41形成有一个收容腔411，电机轴42能以第一轴线为轴转动，该第一轴线与输出轴的输出轴线相互平行。定子铁芯43设置于收容腔411内，定子铁芯43的中心处还形成有一个通过孔431，定子线圈44绕制于定子铁芯43并环绕通过孔431。定子支架45至少部分设置于转子外壳41的一端，其用于安装定子铁芯43。电机轴42穿过收容腔411和通过孔431。
这样，本发明中将定子铁芯43设置于转子外壳41内部，使得本发明的电机40为一个外转子无刷电机，因此在电机40的空载转速较低的情况下能够依然实现切割附件20具有较高的最大输出扭矩，从而提高其带载能力；同时在最大输出扭矩满足要求的情况下，输出轴的输出转速也能够满足要求。
另外，采用本发明的电机40的切割工具100中还会产生因为电机40的空载转速低从而使得切割工具100产生的噪音小的优势。
作为优选方案，切割附件20能以一平行于第一轴线的第一直线为轴转动，因为切割附件20安装于输出轴，因此，切割附件20的第一直线也即是输出轴的输出轴线。在切割工具100空载时电机轴42每分钟能转动A圈，切割附件20在转动时还具有一个大小为B毫米的转动半径。其中，A与B的比值范围为大于等于100且小于等于250。进一步的，其中，A大于等于10000且小于等于15000。对应的，齿轮箱的传动比大于等于2.0且小于等于3.0。这样，不仅能够满足输出轴的输出转速的要求而且还能够使得切割工具100的切割附件20的最大输出扭矩能够增大。需要说明的是，以上所说的切割附件20的最大输出扭矩指的是切割工具100满载时切割附件20的输出扭矩。
需要说明的是，切割工具100空载时电机轴42每分钟能转动的圈数也即是电机40的空载转速，切割附件20的转动半径指的是，在切割附件20转动时，其距离第一直线最远的边缘处所形成的圆形轨迹的半径。对于电圆锯而言，切割附件20的转动半径即为圆形的锯片的实际的半径。
作为优选方案，切割工具100空载时输出轴每分钟能转动C圈，C与B的比值范围为大于等于45且小于等于90，更进一步的，C大于等于4500且小于等于5500，且切割附件20的最大输出扭矩大于等于0.6 Nm且小于等于1.2 Nm，这样的输出转速以及最大输出扭矩提高了切割工具100的切割能力以及切割效率。
为了更好的说明本发明的技术方案的效果，还分别对现有的采用内转子无刷电机的电圆锯以及本发明的电圆锯进行了采样。
样品1为现有的采用内转子无刷电机的电圆锯，该电圆锯空载时内转子无刷电机的转速为19500 rpm，对应的，该电圆锯中的齿轮箱的传动比为4.25。样品2也为现有的采用内转子无刷电机的电圆锯，该电圆锯空载时内转子无刷电机的转速为20000 rpm，对应的，该电圆锯中的齿轮箱的传动比为5.2。样品3为本发明的电圆锯，该电圆锯的电机40的空载转速为12800 rpm，对应的，该电圆锯的齿轮箱的传动比为2.5。样品4为本发明的电圆锯的电机40的空载转速为12000 rpm，对应的，该电圆锯的齿轮箱的传动比为2.2。需要说明的是，转速为19500 rpm，指的是每分钟能旋转19500圈，其它具体不再赘述，如下表1。
表1
样品1 样品2 样品3 样品4
空载转速(rpm) 19500 20000 12800 12000
传动比 4.25 5.2 2.5 2.2
针对以上的四个样品，将四个样品的电圆锯分别进行切割松木板和复合板，具体结果见下表2和表3。根据结果比对，其中，从电圆锯的结构上考虑，本发明的样品3和样品4的电机40的空载转速以及齿轮箱的传动比均比样品1和样品2低，这样能够使得本发明的电圆锯的噪音比较低。从切割效果上，对松木板以及复合板的切割，本发明的样品3和样品4每1Ah的切割长度也比样品1和样品2长，从而说明了本发明的电圆锯的切割能力比较好，也即是输出扭矩比较大，进而提高了电池包的单包能力。另外，本发明的样品3和样品4对松木板和复合板的切割速度也比样品1和样品2高，从而说明了本发明的电圆锯的工作效率得到了提高。
表2
样品1 样品2 样品3 样品4
松木板每Ah切割长度(m) 3.49 3.37 4.94 4.32
复合板每Ah切割长度(m) 6.09 7.65 8.74 8.99
表3
样品1 样品2 样品3 样品4
松木板切割速度(mm/s) 32.52 27.55 37.52 44.54
复合板切割速度(mm/s) 49.31 67.78 68.04 80.8
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种切割工具，包括：
外壳；
切割附件，用于实现所述切割工具的切割功能；
电机，设置于所述外壳内；
传动装置，用于将所述电机输出的动力传递至所述切割附件；
其中，所述电机用于驱动所述传动装置；所述电机还包括：
转子外壳，形成有一个收容腔；
电机轴，能以第一轴线为轴转动；
定子铁芯，至少部分设置于所述收容腔内；
定子线圈，绕制于所述定子铁芯；
定子支架，用于安装所述定子铁芯；
所述定子铁芯还形成有一个通过孔，所述定子线圈环绕所述通过孔，所述定子支架至少部分设置于所述转子外壳的一端，所述电机轴至少部分穿过所述收容腔和所述通过孔。
2.根据权利要求1所述的切割工具，其特征在于，在所述切割工具空载时所述电机轴每分钟能转动A圈；所述切割附件能以一平行于所述第一轴线的第一直线为轴转动，所述切割附件在转动时具有一个大小为B毫米的转动半径；其中，A与B的比值范围为大于等于100且小于等于250。
3.根据权利要求2所述的切割工具，其特征在于，所述传动装置包括齿轮箱，所述齿轮箱的传动比大于等于2.0且小于等于3.0。
4.根据权利要求1所述的切割工具，其特征在于，所述切割附件能以一平行于所述第一轴线的第一直线为轴转动，所述切割附件在转动时具有一个大小为B毫米的转动半径；所述传动装置还包括用于安装所述切割附件的输出轴，所述输出轴能以所述第一直线为轴转动，在所述切割工具空载时所述输出轴每分钟能转动C圈；其中，C与B的比值范围为大于等于45且小于等于90。
5.根据权利要求1所述的切割工具，其特征在于，所述传动装置还包括用于安装所述切割附件的输出轴，所述输出轴具有一平行于所述第一轴线的输出轴线，所述切割附件能以所述输出轴线为轴转动；在所述切割工具切割工件时，所述切割附件的最大输出扭矩大于等于0.6 Nm且小于等于1.2 Nm。
6.一种电圆锯，包括：
外壳；
锯片，用于实现所述电圆锯的切割功能；
电机，设置于所述外壳内；
传动装置，用于将所述电机输出的动力传递至所述锯片；
其中，所述电机用于驱动所述传动装置；所述电机还包括：
转子外壳，形成有一个收容腔；
电机轴，能以第一轴线为轴转动；
定子铁芯，至少部分设置于所述收容腔内；
定子线圈，绕制于所述定子铁芯；
定子支架，用于安装所述定子铁芯；
所述定子铁芯还形成有一个通过孔，所述定子线圈环绕所述通过孔，所述定子支架至少部分设置于所述转子外壳的一端，所述电机轴至少部分穿过所述收容腔和所述通过孔。
7.根据权利要求6所述的电圆锯，其特征在于，在所述电圆锯空载时所述电机轴每分钟能转动A圈；所述锯片基本呈圆形，所述锯片的半径的大小为B毫米；其中，A与B的比值范围为大于等于100且小于等于250。
8.根据权利要求7所述的电圆锯，其特征在于，所述传动装置包括齿轮箱，所述齿轮箱的传动比大于等于2.0且小于等于3.0。
9.根据权利要求6所述的电圆锯，其特征在于，所述锯片基本呈圆形，所述锯片的半径的大小为B毫米；所述传动装置还包括用于安装所述锯片的输出轴，所述输出轴能以一平行于所述第一轴线的输出轴线为轴转动，在所述电圆锯空载时所述输出轴每分钟能转动C圈；其中，C与B的比值范围为大于等于45且小于等于90。
10.根据权利要求6所述的电圆锯，其特征在于，所述传动装置还包括用于安装所述锯片的输出轴，所述输出轴具有一平行于所述第一轴线的输出轴线，所述锯片能以所述输出轴线为轴转动；在所述电圆锯切割工件时，所述锯片的最大输出扭矩大于等于0.6 Nm且小于等于1.2 Nm。
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