CN219351390U - 动力工具、电动马达和印刷电路板组件 - Google Patents

动力工具、电动马达和印刷电路板组件 Download PDF

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Abstract

一种动力工具、电动马达和印刷电路板组件，该电动马达包括转子组件、定子组件、印刷电路板和焊杯。该定子组件包括限定齿的层压堆叠体、关于这些齿而被支撑的线圈、以及电连接到至少一个线圈的导电端子。该导电端子包括导线部分。该印刷电路板联接至该定子组件，并且包括相反的第一侧和第二侧、以及延伸穿过该印刷电路板并且接纳该导线部分的通孔。该印刷电路板进一步包括在该第一侧或该第二侧中的至少一侧围绕该通孔的焊盘。该焊杯支撑在该印刷电路板和该定子组件之间的导线部分上，并且包括面向该印刷电路板的宽端、以及与该宽端相反的窄端。

Description

动力工具、电动马达和印刷电路板组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月7日提交的共同未决的美国临时专利申请号63/006,432的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引特此并入。
技术领域
本实用新型涉及动力工具，更具体地涉及冲击工具。
背景技术
冲击工具或冲击扳手典型地用于向工具元件或工件（例如，紧固件）提供撞击旋转力或间歇性地施加扭矩以拧紧或松开紧固件。如此，冲击扳手典型地用于松开或移除卡住的紧固件（例如，车桥螺柱上的汽车凸耳螺母），否则这些紧固件无法移除或很难使用手动工具移除。
实用新型内容
本实用新型一方面提供了一种电动马达，该电动马达包括转子组件、定子组件、印刷电路板和焊杯。该定子组件包括限定向内延伸的多个齿的层压堆叠体、关于该多个齿而被支撑的多个线圈、以及电连接到该多个线圈中的至少一个线圈的导电端子。该导电端子包括导线部分。该印刷电路板联接至该定子组件，并且包括相反的第一侧和第二侧。该印刷电路板还包括通孔，该通孔在第一侧和第二侧之间延伸穿过该印刷电路板并且接纳导线部分。该印刷电路板进一步包括在该第一侧或该第二侧中的至少一侧围绕该通孔的焊盘。该焊杯支撑在该印刷电路板和该定子组件之间的导线部分上。该焊杯包括面向该印刷电路板的宽端、以及与该宽端相反的窄端。
本实用新型另一方面提供了一种动力工具，该动力工具包括壳体和电动马达。该电动马达包括转子组件和定子组件，该定子组件具有向内延伸的多个齿、关于这些齿而被支撑的多个线圈、以及电联接至该多个线圈中的至少一个线圈的导电端子，该导线端子包括导线部分。该电动马达还包括联接至该定子组件的印刷电路板，该印刷电路板包括被配置为接纳该导线部分的通孔。该电动马达进一步包括支撑在该导线部分上的焊杯，该焊杯具有漏斗形状并且包括宽端，该宽端面向该印刷电路板并且被配置为捕获施加到该导线部分的焊料。
本实用新型另一方面提供了一种印刷电路板组件，该印刷电路板组件焊接到电动马达的导电端子的导线部分。该印刷电路板组件包括印刷电路板，该印刷电路板具有相反的第一侧和第二侧、以及在该第一侧和该第二侧之间延伸穿过该印刷电路板的通孔。该通孔接纳导线部分。该印刷电路板还包括在第一侧围绕该通孔的第一焊盘、以及在第二侧围绕该通孔的第二焊盘。该印刷电路板组件进一步包括支撑在该导线部分上的焊杯。该焊杯具有漏斗形状并且包括面向该印刷电路板的宽端、与该宽端相反的窄端、以及在该宽端和该窄端之间延伸的中心孔口。该中心孔口被配置为接纳导线部分。
通过考虑以下详细说明和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得清楚。
附图说明
图1是根据一个实施例的冲击扳手的立体图。
图2是图1的冲击扳手沿图1的线2—2截取的截面视图。
图3是可与图1的冲击扳手一起操作的电动马达的侧视图。
图4是图3的电动马达的分解立体图。
图5和图6是展示图3的电动马达的定子组件和印刷电路板（PCB）组件的立体图。
图7是展示图5的定子组件的端子块组件的立体图。
图8是图7的端子块组件的、展示母线组件的分解立体图。
图9是图8的母线组件的平面图。
图10是图5的PCB组件和图8的母线组件的立体图。
图11是图5的PCB组件的另一个立体图。
图12是展示了图5的PCB组件和图8的母线组件的分解图。
图13是图5的PCB组件的部分和图8的母线组件的部分的细节立体图。
图14是图8的母线组件的端子的立体图。
图15是图8的母线组件的焊杯的立体图。
图16是图5的PCB组件沿着图13的线16—16截取的截面视图。
图17是图5的PCB组件沿着图13的线17—17截取的另一个截面视图。
在详细解释本实用新型的任何实施例之前，应当理解的是，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种不同的方式来实践或执行。此外，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应当视为限制性的。
具体实施方式
图1展示了冲击工具或冲击扳手10形式的动力工具。冲击扳手10包括壳体12，该壳体具有马达壳体部分14、（例如，通过多个紧固件）联接至马达壳体部分14的前壳体部分16、以及设置在马达壳体部分14后方的大致D形的手柄部分18。手柄部分18包括可以由操作冲击扳手10的使用者抓握的抓手20。抓手20与马达壳体部分14间隔开，使得抓手20与马达壳体部分14之间限定有孔口22。在所展示的实施例中，手柄部分18由配合的蛤壳半部限定，并且马达壳体部分14和前壳体部分16都是单一体。橡胶保护罩或端盖24覆盖前壳体部分16的前端以对前壳体部分16提供保护。橡胶保护罩24可以永久地附连至前壳体部分16或者是可移除的且可更换的。
继续参考图1，冲击扳手10可与电池组26一起操作，该电池组可移除地联接至电池接收座28，该电池接收座位于手柄部分18的底端处（即，大致在抓手20下方）。电池组26包括包封多个电池单体（未示出）的壳体30，该多个电池单体电连接以提供电池组26的期望输出（例如，标称电压、电流容量等）。在一些实施例中，每个电池单体具有约3伏特（V）至约5 V之间的标称电压。优选地，电池组26具有至少5安培小时（Ah）的标称容量（例如，具有两串五个串联连接的电池单体（“5S2P”组））。在一些实施例中，电池组26的标称容量为至少9 Ah（例如，具有三串五个串联连接的电池单体（“5S3P组”））。所展示的电池组26的标称输出电压为至少18 V。电池组26是可再充电的，并且单体可以具有锂基化学物质（例如，锂、锂离子等）或任何其他合适的化学物质。
参考图2，当电池组26联接至电池接收座28时，支撑在马达壳体部分14内的电动马达32从电池组26接收电力。所展示的马达32是无刷直流（“BLDC”）马达，具有可绕轴线36旋转的转子或输出轴34。风扇38（图3）邻近马达32的前端（例如，经由花键连接）联接至输出轴34。
在一些实施例中，冲击扳手10可以包括电源线，用于将马达32电连接至AC电源。然而，电池组26是给冲击扳手10供电的优选手段，因为无线冲击扳手可以有利地在其他电源不可用的地点使用。
继续参考图2，冲击扳手10进一步包括联接至马达输出轴34的齿轮组件40、以及联接至齿轮组件40的输出端的驱动组件42。齿轮组件40可以以许多不同方式中的任一种方式配置以在输出轴34与驱动组件42的输入端之间提供减速。
驱动组件42包括砧44，该砧从前壳体部分16延伸出，工具元件（例如，插口（未示出））可以联接至该砧以对工件（例如，紧固件）做功。驱动组件42被配置成，当砧44上的反作用扭矩（例如，由于工具元件与正在被做功的紧固件之间的接合）超过某个阈值时，将马达32和齿轮组件40提供的连续旋转力或扭矩转换为撞击旋转力或间歇性地施加到砧44上的扭矩。在所展示的冲击扳手10的实施例中，驱动组件42包括凸轮轴46、支撑在凸轮轴46上并且可相对于该凸轮轴轴向滑动的锤48、以及砧44。
参考图3和图4，所展示的马达32包括：转子组件50，该转子组件具有固定到输出轴34的转子体52，该输出轴联接至齿轮组件40；以及定子组件54，该定子组件具有中心腔56，该中心腔接纳绕轴线36旋转的转子组件50。输出轴34由第一轴承64和第二轴承66可旋转地支撑。马达32还包括印刷电路板（PCB）组件58，该印刷电路板组件联接至定子组件54的与前端62相反的后端60。PCB组件58包括联接至散热器70的印刷电路板（PCB）68，如下面将进一步讨论的（图6和图7）。
参考图4至图6，定子组件54包括层压堆叠体72，该层压堆叠体具有环形轭74以及在大体上径向方向上从轭74向内延伸的六个定子齿76。定子槽78（图6）限定在齿76的相邻对之间。定子组件54还包括联接至层压堆叠体72的轴向前端面的前端绝缘体或前绕线架80、以及联接至层压堆叠体72的轴向后端面的端子块组件82。定子组件54还包括绕组84，这些绕组的路线被确定为穿过槽78并缠绕相应齿76以形成线圈86。绕组84电连接到端子88，这些端子又电连接到PCB 68，该PCB将电力选择性地施加到绕组84，由此使得输出轴34关于轴线36旋转以操作驱动组件42。
参考图7至图9，端子块组件82包括支撑母线组件90的后端绝缘体或后绕线架89。前端绝缘体或前绕线架80，以及后端绝缘体或后绕线架89均称为绝缘体绕线架，所述绝缘体绕线架联接至层压堆叠体72的轴向端。该母线组件具有关于后绕线架89的圆周延伸的三个环形导体92。每个导体92包括两个端子88，这两个端子包括形成在导体92的相反的相应端部处的初级端子88a和次级端子88b。在所展示的实施例中，每个初级端子88a包括中心板94、从中心板94延伸并附接到PCB 68的导线部分96、以及与导线部分96相反地从中心板94延伸且被配置成接合绕组84的钩部分或柄脚98。每个次级端子88b同样包括中心板94和柄脚98，但不包括导线部分并且不附接到PCB 68。绕组84缠绕各个柄脚98以电连接到各个相应的端子88a或88b。
参考图10至图12，PCB组件58包括被支撑在PCB 68的背离定子组件54的第一侧102上的生热部件100（例如，半导体FET、电流感测电阻器、热敏电阻器、电容器、二极管、电压传感器等）。PCB 68的第二侧104面向散热器70并且与定位在PCB 68和散热器70之间的导热垫106（例如，高导热且非导电构件）直接接触，以便于从生热部件100到散热器70的热传递。在其他实施例中，可以省略导热垫106使得PCB 68直接接触散热器70。
参考图11，PCB 68包括在第一侧102和第二侧104之间延伸穿过PCB 68的通孔108。这些通孔108接纳初级端子88a的导线部分96（图13）。参考图16至图17，每个通孔108在PCB68的第一侧102被第一焊盘110围绕，并且在第二侧104被第二焊盘112围绕。初级端子88a的导线部分96通过焊料114被机械地和电气地联接至PCB 68，该焊料被施加到每个导线部分96和第一侧102处的每个第一焊盘110上，并且被允许通过相应的通孔108流向第二侧104处的第二焊盘112。
参照图13至图17，焊铁套筒或焊杯116安装在邻近第二侧104的导线部分96上。焊杯116防止焊料114不期望地沿着初级端子88a渗吸过多或滴到散热器70上，并且还促进第二焊盘112和导线部分96之间的强健物理连接。在所展示的实施例中，焊杯116是漏斗形的并且限定了接纳初级端子88a的导线部分96的中心孔口117。焊杯116包括邻近第二焊盘112定位的宽端118、以及（例如，通过压缩或紧密滑动配合）联接至初级端子88a的导线部分96的窄端120。每个初级端子88a包括被限定在导线部分96与中心板94接合位置处的一对肩部122（图17），并且焊杯116包括接纳肩部122以进一步将焊杯116固定到初级端子88a的一对切口124。
通过在宽端118捕获焊料114，焊杯116限制了焊料114沿初级端子88a的长度的流动，以防止液态焊料114沿PCB 68的第二侧104的不希望的扩散，否则可能导致在PCB 68上短路。因此，液态焊料114在其冷却时被限定在宽端118内，从而促进与第二焊盘112的牢固物理连接，并且有助于确保通孔108被焊料114充分填充。因此，焊杯116促进初级端子88a与PCB 68之间的牢固物理连接，从而抵抗裂纹的形成（例如，由于冲击扳手10的操作期间产生的振动所致）。
在所展示的实施例中，焊杯116由硅酮制成，并且可以是透明的以允许在不移除的情况下检查焊料接合部。在其他实施例中，焊杯可以由任何其他非导电材料制成。在其他实施例（未示出）中，可以省略焊杯，并且初级端子可以替代地设置有加宽或扩展的部分，该加宽或扩展的部分具有与焊杯116的宽端118相似的形状，以同样防止焊料沿初级端子的长度渗吸过多，并且确保在第二焊盘112处的良好焊接圆角。
在所附权利要求中阐述了本披露内容的各种特征。

Claims (20)

1.一种电动马达，其特征在于，包括：
转子组件；
定子组件，该定子组件包括
限定向内延伸的多个齿的层压堆叠体，
关于该多个齿而被支撑的多个线圈，以及
电连接到该多个线圈中的至少一个线圈的导电端子，该导电端子包括导线部分；
印刷电路板，该印刷电路板联接至该定子组件并且包括：相反的第一侧和第二侧、在该第一侧和该第二侧之间延伸穿过该印刷电路板并且接纳该导线部分的通孔、以及在该第一侧或该第二侧中的至少一侧围绕该通孔的焊盘；以及
焊杯，该焊杯被支撑在该印刷电路板和该定子组件之间的该导线部分上，该焊杯具有面向该印刷电路板的宽端、以及与该宽端相反的窄端。
2.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，该焊杯限定了在该宽端和该窄端之间延伸的中心孔口，该中心孔口接纳该导线部分。
3.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，该焊盘包括在该第一侧围绕该通孔的第一焊盘、以及在该第二侧围绕该通孔的第二焊盘。
4.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，该导电端子进一步包括板部分、以及限定在该板部分和该导线部分之间的肩部，并且其中该焊杯限定了接纳该肩部的切口。
5.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，该焊杯由透明材料形成。
6.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，该导电端子进一步包括被配置为接合该至少一个线圈的柄脚部分。
7.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，进一步包括支撑在该印刷电路板的第一侧上的生热部件、以及在该第二侧联接至该印刷电路板的散热器，并且其中该焊杯的宽端面向该第二侧。
8.如权利要求7所述的电动马达，其特征在于，进一步包括布置在该印刷电路板和该散热器之间的导热垫。
9.如权利要求1所述的电动马达，其特征在于，进一步包括
绝缘体绕线架，该绝缘体绕线架联接至该层压堆叠体的轴向端；以及
环形导体，该环形导体关于该绝缘体绕线架的圆周的至少一部分延伸，其中该环形导体限定该导电端子。
10.一种动力工具，其特征在于，包括：
壳体；
电动马达，该电动马达包括
转子组件，
定子组件，该定子组件具有向内延伸的多个齿、关于这些齿而被支撑的多个线圈、以及电联接至该多个线圈中的至少一个线圈的导电端子，该导电端子包括导线部分，以及
联接至该定子组件的印刷电路板，该印刷电路板包括被配置为接纳该导线部分的通孔，以及
支撑在该导线部分上的焊杯，该焊杯具有漏斗形状并且包括宽端，该宽端面向该印刷电路板并且被配置为捕获施加到该导线部分的焊料。
11.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该印刷电路板包括
相反的第一侧和第二侧，以及
焊盘，该焊盘在该第一侧或该第二侧中的至少一侧围绕该通孔。
12. 如权利要求11所述的动力工具，其特征在于，该焊盘包括
在该第一侧围绕该通孔的第一焊盘，以及
在该第二侧围绕该通孔的第二焊盘。
13.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该焊杯包括与该宽端相反的窄端、以及在该宽端和该窄端之间延伸的中心孔口，该中心孔口接纳该导线部分。
14.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该导电端子进一步包括板部分、以及限定在该板部分和该导线部分之间的肩部，并且其中该焊杯限定了接纳该肩部的切口。
15.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该焊杯由透明材料形成。
16.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该导电端子进一步包括被配置为接合该至少一个线圈的柄脚部分。
17.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，进一步包括支撑在该印刷电路板的第一侧上的生热部件、以及在该第二侧联接至该印刷电路板的散热器，并且其中该焊杯的宽端面向该第二侧。
18.如权利要求17所述的动力工具，其特征在于，进一步包括布置在该印刷电路板和该散热器之间的导热垫。
19.如权利要求10所述的动力工具，其特征在于，该定子组件包括绝缘体绕线架和环形导体，该环形导体关于该绝缘体绕线架的圆周的至少一部分延伸，其中该环形导体限定该导电端子。
20. 一种印刷电路板组件，其特征在于，该印刷电路板组件焊接到电动马达的导电端子的导线部分，该印刷电路板组件包括：
印刷电路板，该印刷电路板包括相反的第一侧和第二侧、在该第一侧和该第二侧之间延伸穿过该印刷电路板并且接纳该导线部分的通孔、在该第一侧围绕该通孔的第一焊盘、以及在该第二侧围绕该通孔的第二焊盘；以及
支撑在该导线部分上的焊杯，该焊杯具有漏斗形状并且包括面向该印刷电路板的宽端、与该宽端相反的窄端、以及在该宽端和该窄端之间延伸的中心孔口，该中心孔口被配置为接纳该导线部分。
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