CN219513917U - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具包括工具壳体、收容于工具壳体内的电机组件及由电机组件驱动的工作装置，工具壳体设有进风口和出风口，电机组件包括固定于工具壳体内部的定子、旋转支承于定子内部的转子、固定连接于转子中心的转子轴及由转子轴驱动的风扇。电机组件还包括套设于定子外周的水冷壳体，水冷壳体设有位于内部的水道、连接于水道一端的第一连接管及连接于水道另一端的第二连接管，第一连接管被配置为连接于工具壳体外部的流体源，第二连接管延伸至工具壳体的外部且设有位于自由末端的喷嘴，喷嘴设置于工作装置的边缘。本实用新型通过风扇和水冷外壳分别进行风冷和水冷散热，能够对电机组件和工作装置进行高效的散热。

Description

电动工具

[技术领域]

本实用新型涉及电动工具技术领域，特别涉及一种采用水冷和风冷结合散热的电动工具。

[背景技术]

电动工具通过电池包或家用交流电给电机组件供电，电机组件用于驱动工作装置，工作装置可以通过切削、分割、机械加工以去除材料而加工工件。常用的电动工具可以是切割机、钻孔机、冲击式钻机或者磨削机等形式，用于加工工件的工作装置可以为锯片、钻头、镐钎或磨片等。

然而，现有技术的电动工具存在以下缺陷：在电动工具运行时，位于工具壳体内的电机组件和与工件频繁接触的工作装置会产生大量的热量，这些热量如果不能及时散出，不仅会影响电动工具的工作性能还会危害操作者的健康和安全。具体说来，现有技术的电机组件主要依靠连接到转子轴的风扇带动空气进行散热，当电机组件长时间高功率运行时，风扇的散热速度远跟不上热量的堆积速度，电机组件的热量难以及时散出，长此以往会给电动工具带来不可逆转的损坏。除此之外，工作装置在加工工件时产生的高温金属屑或细小灰尘也会危害操作者的健康和安全。

鉴于此，确有必要提供一种改进的电动工具，以克服先前技术存在的缺陷。

[实用新型内容]

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电动工具，其通过水冷和风冷两种冷却方式解决电机高热问题，同时冷却液体向工作区域引导并能够对工作装置进行降温和/或降尘。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种电动工具，包括工具壳体、收容于所述工具壳体内的电机组件及由所述电机组件驱动的工作装置。所述工具壳体设有进风口和出风口。所述电机组件包括固定于所述工具壳体的内部的定子、旋转支承于所述定子的内部的转子、固定连接于所述转子的中心的转子轴及由所述转子轴驱动的风扇。所述电机组件包括套设于所述定子的外周的水冷壳体，所述水冷壳体设有位于内部的水道、连接于所述水道的一端的第一连接管及连接于所述水道的另一端的第二连接管，所述第一连接管被配置为连接于所述工具壳体的外部的流体源，所述第二连接管延伸至所述工具壳体的外部且设有位于自由末端的喷嘴，所述喷嘴设置于所述工作装置的边缘。

进一步改进方案为：所述水道设有位于一端的进水口及位于另一端的出水口，所述第一连接管密封连接于所述进水口且延伸至所述工具壳体的外部，所述第二连接管密封连接于所述出水口。

进一步改进方案为：所述水冷壳体包括贴合于所述定子的外周的水冷内壳及贴合于所述水冷内壳的外周的水冷外壳，所述水道在径向方向上设置于所述水冷内壳与所述水冷外壳之间。

进一步改进方案为：所述水冷内壳和所述水冷外壳之间设有位于轴向后端的第一密封圈和位于轴向前端的第二密封圈，所述水道在轴向方向上设置于所述第一密封圈和所述第二密封圈之间。

进一步改进方案为：所述水道的形状为轴向螺旋状。

进一步改进方案为：所述电动工具包括位于所述工具壳体内且与所述电机组件电性连接的控制单元，所述第一连接管和所述第二连接管中的至少一个延伸经过所述控制单元的表面或内部。

进一步改进方案为：所述水冷壳体、所述第一连接管和所述第二连接管中的至少一个为导热性良好的金属材料。

进一步改进方案为：所述定子设有沿轴向贯穿内部的第一间隙，所述水冷壳体的外表面和所述工具壳体的内表面之间设有沿轴向贯穿的第三间隙，所述第三间隙在径向方向上位于所述第一间隙的外侧。

进一步改进方案为：所述电动工具包括连接至所述第一连接管和/或所述第二连接管的过滤装置，所述过滤装置用于供冷却液体的流通且设有位于内部的过滤网和/或吸附材料中的至少一个。

进一步改进方案为：所述工作装置被配置为锯片、钻头、镐钎或磨片。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：利用水冷和风冷两种冷却方式解决电动工具的高热问题。具体的，风冷的实现方式为：在转子轴上设置一个风扇，转子轴驱动风扇转动，继而外部的空气被从工具壳体上的进风口吸入，然后吹向工具壳体内的电机组件和控制单元，最后从工具壳体上的出风口吹出；水冷的实现方式为：在定子的外周套设一个水冷壳体，水冷壳体的内部设有用于供冷却水流通的水道，为了便于水道的成型和加工，水冷壳体分为水冷内壳和水冷外壳两个部分，水道在径向方向上设置于二者之间，且水道设置成轴向螺旋状，冷却液体在水道里流通并带走电机组件产生的热量。此外，水道的两端分别连接有第一连接管和第二连接管，第一连接管连接到外部的流体源，第二连接管延伸至工具壳体的外部且设有位于自由末端的喷嘴，喷嘴设置于工作装置的边缘且设有朝向工作装置的喷孔，冷却液体向工作区域引导并能够对工作装置进行降温和/或降尘。

[附图说明]

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本实用新型较佳实施例的电动工具的立体示意图；

图2是图1所示的电动工具在移除一半工具壳体时的立体示意图；

图3是图2所示的电动工具中风冷系统和水冷系统的立体示意图；

图4是图2所示的电动工具中电机组件的主视图；

图5是图4所示的电机组件的分解示意图；

图6是图3所示的水冷系统中定子、水冷壳体、第一连接管和第二连接管的剖视图；

图7是图1所示的电动工具中电机组件和工具壳体的剖视图。

图中附图标记的含义：

电动工具 100 第一连接管 1

工具壳体 10 进风口 11

连接头 110 出风口 12

开关阀 120 第二连接管 2

电机组件 20 定子 21

定子铁芯 211 定子绕组 212

转子 22 转子轴 221

转子铁芯 222 转子磁钢 223

水冷壳体 3 水道 30

水冷内壳 301 水冷外壳 302

第一密封圈 303 第二密封圈 304

第一端板 305 第二端板 306

进水口 31 出水口 32

风扇 4 喷嘴 5

喷孔 50 工作装置 60

控制单元 70 气隙 A0

第一间隙 A1 第二间隙 A2

第三间隙 A3

[具体实施方式]

在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1和图2所示为本实用新型涉及的一种电动工具100，用于驱动一工作装置60。在本实施方式中，电动工具100为切割机，工作装置60为锯片。电动工具100包括两个可以合二为一的工具壳体10、收容于工具壳体10内的电机组件20及由电机组件20驱动的工作装置60，工具壳体10设有进风口11和出风口12。

请参阅图2至图6所示，电机组件20包括固定于工具壳体10的内部的定子21、旋转支承于定子21的内部的转子22、固定连接于转子22的中心的转子轴221、由转子轴221驱动的风扇4及套设于定子21的外周的水冷壳体3。

在转子轴221的前末端连接一个用于引导风的风扇4，转子轴221驱动风扇4转动，继而外部的空气被风扇4从工具壳体10上的进风口11吸入，然后吹向工具壳体10内的控制单元70和电机组件，最后从工具壳体上的出风口12吹出。进风口11设置在工具壳体10的后部，出风口12设置在工具壳体10的前部，这样设置使得外部空气先对容易受高温影响的控制单元70进行散热，能够保证散热更优的散热效果。此外，出风口12设置在工具壳体10的前部且引导气流吹向工作装置60的边缘，能够对工作装置60进行辅助的降温和/或吹尘。

水冷壳体3包括贴合于定子21的外周的水冷内壳301及贴合于水冷内壳301的外周的水冷外壳302，水道30在径向方向上设置于水冷内壳301与水冷外壳302之间。本实施方式中，水道30的形状为轴向螺旋状。

请参阅图5和图6所示，本实用新型的一种实施方式为：水道30成型于水冷内壳301的外周面上。本实用新型的另一种实施方式为：水道30成型于水冷外壳302的内周面上。本实用新型的又一种所示方式为：水道30成型于水冷内壳301的外周面和水冷外壳302的内周面上。

为了防止水道30内的冷却液体泄漏，水冷内壳301和水冷外壳302通过过盈配合压装在一起。同时，水冷内壳301和水冷外壳302之间设有位于轴向后端的第一密封圈303和位于轴向前端的第二密封圈304。水道30在轴向方向上设置于第一密封圈303和第二密封圈304之间，能够进一步防止冷却液体从水道30内泄漏。此外，在水冷壳体3的后端和前端分别安装第一端板305和第二端板306，第一端板305的前侧面同时抵接水冷内壳301的后侧面和水冷外壳302的后侧面，第二端板306的后侧面同时抵接水冷内壳301的前侧面和水冷外壳302的前侧面，保证了水冷内壳301和水冷外壳302能够在轴向方向上准确定位。

请参阅图3和图6所示，在水冷外壳302上开设有连通水道30的后端的进水口31及连通水道30的前端的出水口32。第一连接管1密封连接于进水口31，第二连接管2密封连接于出水口32。在本实用新型的另外一种实施方式中，进水口31设置在水道30的前端，出水口32设置在水道的后端。

请参阅图2至图3所示，第一连接管1从进水口31向后延伸并穿出工具壳体10，第一连接管1的外伸部分配置有用于控制冷却液体关闭和开启的开关阀120和用于连接外部流体源的连接头110。除此之外，将第一连接管1设置为经过控制单元70的表面或内部，所以当冷却液体在第一连接管1流动时，能带走控制单元70的一部分热量从而对控制单元70进行水冷散热。此时第一连接管1可以选用金属材质以对控制单元70进行充分的散热。

第二连接管2从出水口32向前延伸并穿出工具壳体10，第二连接管2在锯片罩的后方分支为两路并拥有两个自由末端，在每个自由末端分别设有喷嘴5，喷嘴5伸入保护罩的内部并且分别位于工作装置60的两边缘，喷嘴5上设置有能够雾化冷却液体的喷孔，冷却液体最后经由喷嘴5上的喷孔50流向工作装置60，能够充分利用冷却液体对工作装置60进行降温和防尘。

在本实用新型的另外一种实施方式中，第二连接管2在延伸穿出工具壳体10后拥有一个自由末端。在本实用新型的另外一种实施方式中，第二连接管2在延伸穿出工具壳体10后拥有三个及三个以上的自由末端。

在本实用新型的另外一种实施方式中，第二连接管2延伸至控制单元70的内部或表面，用以进一步对控制单元70进行水冷散热。此时第二连接管2可以选用金属材质以对控制单元70进行充分的散热。

第一连接管1和第二连接管2中的至少一个为导热性良好的金属材料，相较于常规的PE材质的软管，采用金属材料的管路能够耐受更高的温度并且到能够传导更多的热量，进一步满足工具壳体10内的电机组件20和控制单元70的散热要求。

请参阅图3和图6所示，冷却液体从外部的流体源依次流经连接头110、开关阀120、第一连接管1、进水口31、水道30、出水口32、第二连接管2、喷嘴5。冷却液体可以是未经过滤的水或添加了特殊物质的冷却液。为了避免冷却液体的杂质在水道30和各个连接管路中堆积造成堵塞，可以在各个管路中增设带过滤网的过滤装置(未示出)。除此之外，在电动工具100的使用过程中，冷却液体在水道30和各个连接管路中长时间的高温流动还容易形成难以清除的水垢，水垢不光会影响导热效果还会给维修和清理带来不便，所以还可以在上述过滤装置中添加活性炭等吸附材料来防止水垢形成。

请参阅图4、图5和图7所示，电机组件20的定子21和转子22为内转子无刷电机结构。转子22包括固定于转子轴221上的转子铁芯222和插接到转子铁芯222内的四个转子磁钢223。定子21包括定子铁芯211和缠绕在定子铁芯211的内部突出的若干定子绕组212。无刷电机的运行原理和控制方法并非本实用新型的重点，因此不做赘述。

在电机组件20运行时，并且在关闭阀门120或连接头110与流体源的连接断开的情况下，风扇4对电机组件20进行主要散热，所以需要在电机组件20的内部和工具壳体10的内部预留一些间隙供空气流通进而加强风冷效果。因为转子22需要在定子21的内部高速转动，所以转子22的外周与定子21的内周之间设有一个必须存在的气隙A0。定子21的铁芯211和若干绕组212之间设有若干沿轴向贯穿的第一间隙A1，第一间隙A1的存在能够保证空气在其内部流通时同时带走定子21和转子22的热量。在定子21的外壳和水冷内壳301互相贴合的表面之间设置若干沿轴向贯穿的第二间隙A2，第二间隙A2在径向方向上位于第一间隙A1的外侧。

在本实用新型的其它实施例中，为了简化制造流程，可以不设第二间隙A2。为了更多地带走电机组件20的热量，在水冷壳体3的外表面和工具壳体10的内表面之间设有沿轴向贯穿的第三间隙A3，第三间隙A3在径向方向上位于第一间隙A1的外侧，并且第三间隙A3包围水冷壳体3的外周。

在本实用新型的另外一种实施方式中，电机组件20中的定子21和转子22为内转子有刷电机结构，水冷壳体3设于定子21的外周，电机组件20的内部设置有若干沿轴向贯穿的间隙。

本实用新型中，利用水冷和风冷两种冷却方式解决电动工具100的高热问题。具体的，风冷的实现方式为：在转子轴221上设置一个风扇4，转子轴221驱动风扇4转动，继而外部的空气被从工具壳体10上的进风口11吸入，然后吹向工具壳体10内的电机组件20和控制单元70，最后从工具壳体10上的出风口12吹出；水冷的实现方式为：在定子21的外周套设一个水冷壳体3，水冷壳体3的内部设有用于供冷却水流通的水道30，为了便于水道30的成型和加工，水冷壳体3分为水冷内壳301和水冷外壳302两个部分，水道30在径向方向上设置于二者之间，且水道30设置成轴向螺旋状，冷却液体在水道30里流通并带走电机组件20产生的热量。此外，水道30的两端分别连接有第一连接管1和第二连接管2，第一连接管1连接到外部的流体源，第二连接管2延伸至工具壳体10的外部且设有位于自由末端的喷嘴5，喷嘴5设置于工作装置60的边缘且设有朝向工作装置60的喷孔50，冷却液体向工作区域引导并能够对工作装置60进行降温和/或降尘。

在上述实施方式中，作为电动工具100示例出了切割机的具体实施方式，但这只是一例。本实用新型不仅适用于切割机,还适用于钻孔机、冲击式钻机或者磨削机等电机功率较高且工作装置发热明显的电动工具。

本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的电动工具还有很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (10)

1.一种电动工具，包括工具壳体、收容于所述工具壳体内的电机组件及由所述电机组件驱动的工作装置，所述工具壳体设有进风口和出风口，所述电机组件包括固定于所述工具壳体的内部的定子、旋转支承于所述定子的内部的转子、固定连接于所述转子的中心的转子轴及由所述转子轴驱动的风扇；其特征在于：所述电机组件包括套设于所述定子的外周的水冷壳体，所述水冷壳体设有位于内部的水道、连接于所述水道的一端的第一连接管及连接于所述水道的另一端的第二连接管，所述第一连接管被配置为连接于所述工具壳体的外部的流体源，所述第二连接管延伸至所述工具壳体的外部且设有位于自由末端的喷嘴，所述喷嘴设置于所述工作装置的边缘。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述水道设有位于一端的进水口及位于另一端的出水口，所述第一连接管密封连接于所述进水口且延伸至所述工具壳体的外部，所述第二连接管密封连接于所述出水口。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述水冷壳体包括贴合于所述定子的外周的水冷内壳及贴合于所述水冷内壳的外周的水冷外壳，所述水道在径向方向上设置于所述水冷内壳与所述水冷外壳之间。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述水冷内壳和所述水冷外壳之间设有位于轴向后端的第一密封圈和位于轴向前端的第二密封圈，所述水道在轴向方向上设置于所述第一密封圈和所述第二密封圈之间。

5.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述水道的形状为轴向螺旋状。

6.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具包括位于所述工具壳体内且与所述电机组件电性连接的控制单元，所述第一连接管和所述第二连接管中的至少一个延伸经过所述控制单元的表面或内部。

7.根据权利要求1或6所述的电动工具，其特征在于：所述水冷壳体、所述第一连接管和所述第二连接管中的至少一个为导热性良好的金属材料。

8.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述定子设有沿轴向贯穿内部的第一间隙，所述水冷壳体的外表面和所述工具壳体的内表面之间设有沿轴向贯穿的第三间隙，所述第三间隙在径向方向上位于所述第一间隙的外侧。

9.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具包括连接至所述第一连接管和/或所述第二连接管的过滤装置，所述过滤装置用于供冷却液体的流通且设有位于内部的过滤网和/或吸附材料中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述工作装置被配置为锯片、钻头、镐钎或磨片。