TW579322B - Electrically isolated module - Google Patents

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579322 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 發明背景 技術範圍 本發明大體上係有關於一種電絕緣控制模組。··更明確地 ，本發明係有關於一種在一内部線電壓與一外部散熱裝置 之間具有雙絕緣層的一電絕緣控制模組。 討論 操作於相對較高之交流（AC)線電壓下的電子裝置已存 在·許多年。譬如斜口鋸、帶式砂磨機、及家用器具等動力 工具僅為此型裝置之一些範例。典型之動力工具係具有提 供該工具線電壓用的一電壓系統（以一商業AC源為基礎） 、及封閉該系統的一工具外殼。控制模組（譬如一速度控 制器）通常係連接至該線電壓且亦設置於該工具外殼内。 是以，在一斜口鋸之情況下，該速度控制器可根據該線電 壓及一個或更多開關信號來控制鋸片之旋轉速度。為了避 免碰觸到該工具外侧之人員觸電，這種控制器典型地係嵌 入一内部封件中且定位於遠離該工具外殼足夠遠之處，以 在該工具外殼與該線電壓之間提供所需之電氣絕緣量。 儘管在某些環境下可接受上述中使一控制模組電氣絕 緣之方法，但仍具有某些困難。譬如，當動力工具尺寸減 小且該工具内之可用空氣流量減少時，在該工具内定位該 模組之彈性亦降低。在考慮現今嚴格的安全標準規範時， 此事實將特別麻煩。譬如，美國安全檢測實驗室 (Underwriters Laboratories，UL)係需要在該AC線電壓與一工具 579322 ⑵ I發_說斕續漏 V / ：：：：：：：：：： 或器具之任何使用者可觸及（或使用者可抓持）外殼之間 具有一最低為3 7 0 0伏特之絕緣。設計工程師為了符合由 該等安全標準要求之漏電及間隙限制所提出的這種規範 ，將遭遇相當大的困難。是以，亟需提供一種電絕緣模組 ，其可使該模組相對於使用者可觸及之外殼的佈-置具有高 度彈性。 發明概要 上述及其他目的可由依據本發明原理之一動力工具達 成。該工具係具有用於提供該工具一線電壓的一電壓系統 、吸封閉該電壓系統的一使用者可抓持工具外殼。一雙重 絕緣（DI)控制模組係連接至該線電壓且機械式地連結至 一内部工具外殼表面，使得該金屬工具外殼本身用作為該 控制模組之一散熱裝置。藉由將該控制模組機械式地連結 至一内部工具外殼表面，將可大幅提升該工具内部設計以 及該控制模組在該工具外殼内佈置的彈性。 更依據本發明，提供一種電子模組。該模組包括一電源 裝置及一熱墊。該電源裝置係連接至一線電壓，其中該電 源裝置係在該線電壓與該電源裝置一外部翼片之間提供 一第一電絕緣層。該熱墊係放置於該外部翼片與一散熱裝 置之間。該熱墊係在該外部翼片與該散熱裝置之間提供一 第二電絕緣層。是以，該第一與第二層將結合而在該線電 壓與該散熱裝置之間提供一既定最小量之電氣絕緣。 在本發明之另一構想中，提供一種將一線電壓與一散熱 裝置絕緣的方法。該方法包括將一電源裝置電氣連接至該 579322 (3) 爹视説-續頁 線電壓、及在該線電壓與該電源裝置一外部翼片之間提供 一第一電絕緣層的步驟。該方法尚提供將一熱墊定位於該 散熱裝置與一工具外殼之間，使得該熱墊在該散熱裝置與 該工具外殼之間提供一第二電絕緣層。因此可藉由該第一 與第二層之結合來提供絕緣。 - 應暸解，前述之一般性說明及以下之詳細說明兩者係僅 作為本發明之範例，且意欲提供用於了解此中主張之本發 明本質及特性的一概要或架構。隨附圖式係用於提供對本 發明作更進一步了解，且併入及構成本說明書之一部份。 諸等圖式係顯示本發明之各種特徵及具體實施例，且結合 說明來解說本發明之原理及動作。 圖式簡單說明 熟知此項技藝之人士在閱讀以下之說明書及隨後增補 之專利申請範圍、且參考以下圖式後，將可明白本發明之 各項優點，其中： 圖1係依據本發明原理之具有一使用者可觸及之工具 外殼的一動力工具透視圖； 圖 2係顯示出依據本發明原理之一代表性控制模組位 置之一動力工具透視圖； 圖3係顯示出依據本發明原理之一控制模組的一動力 工具外殼凹陷處透視圖； 圖4係依據本發明原理之一電子控制模組的透視圖； 圖5係圖4中顯示之電子控制模組的平面圖； 圖6 A係沿圖5中顯示之線6 A - 6 A截取的控制模組剖面 579322 (4) 發明説_續頁 圖； 圖6 B 圖； 圖6C 圖； 圖6D 圖；及 圖 7 外部處〗 係沿圖5中顯示之線6 B - 6 B截取的控制模組剖面 係沿圖5中顯示之線6C-6C截取的控制模組剖面 係沿圖5中顯示之線6 D - 6 D截取的控制模組剖面 係顯示出一外部熱塾之安裝於一動力工具外殼一 5J —控制模組變型具體實施例透視圖。 元件符 號 說 明 10 動 力 工 具 12 電 源 線 14、 66 工 具 外 殼 16 使 用 者 18、 60 控 制 模 組 20 内 表 面 22 外 殼 24 散 熱 裝 置外蓋 26、 28、 76 > 78 螺 釘 30、 32、 80、 82 孔 洞 34 孔 隙 36、 68 線 束 38 電 源 裝 置 38a 厂 L _ j型配置 579322 (6) mmmm 組型式。是以，可使用此中描述之原理來改良感測模組、 電源供應模組、顯示模組及其他電子模組。儘管如此，以 下之討論將證明，動力工具控制模組具有本發明唯一適合 之眾多構想。請翻閱本發明，可看出動力工具10具有用 於將AC電源提供至工具1.0的一電源線12，及可由一使 用者1 6觸及的一工具外殼1 4。工具外殼1 4係封閉一部 份之電源線 12，且同時以虛像來顯示本發明一控制模組 18之位置。可理解到，模組18可支持於工具10内之不 同位置處。因此圖式中位於手柄部内之控制模組1 8係代 表可提供控制模組1 8設置之一適當的工具1 0内部區域。 外殼14可全部皆為一金屬材質，或可由譬如塑膠等其他 材料製作其某些部份。 又參考圖2及圖3，其大致顯示控制模組1 8係如何連 接至電源線12,及機械式地連結至工具外殼14内表面20 而使工具外殼1 4用作為電子控制模組1 8之一散熱裝置。 儘管此中之討論主要係關聯於該散熱裝置作為一工具外 殼1 4之特殊運用，然而可理解到，該散熱裝置並非以這 種應用為限。雖然如此，藉由將控制模組1 8直接連結至 工具外殼 1 4，將可實現大幅節省空間及彈性地安裝控制 模組1 8。 請繼續參考圖1至圖3，重要地應注意到，藉一使用者 16操作之動力工具10係具有可由使用者16觸及或碰觸 、或著可與使用者1 6接觸的各外表面。更，至少部份的 工具外殼1 4係由譬如一金屬合金等一導電材料製成。另 579322 (7) I縈《銳碼續頁 一選擇為，譬如塑膠等之一絕緣材料將構成工具外殼14 或工具外殼1 4外表面。是以，供應電流至連接著控制模 組1 8之電源線12的AC源必須與工具外殼14電氣絕緣 ，以避免一使用者16觸電。 現在請翻閱圖4及圖5，其更詳細地顯示出電-子控制模 組18。控制模組18具有形成一容器之一外殼22,及藉由 螺釘26與28而緊固至模組外殼22的一散熱裝置外蓋24 。控制模組1 8係藉由延伸貫穿孔洞3 0與3 2之扣結構件 而緊固至譬如圖3中所示之工具外殼14内表面20的一安 裝表面。另一選擇為，控制模組1 8可藉由一黏著劑而緊 固至一安裝表面。散熱裝置外蓋24與模組外殼22係提供 一孔隙3 4，以使一線束3 6通過且藉可作動式連結至電源 線12。更，模組外殼22係封閉一電路板、電源裝置及熱 墊（以下將作說明）。 請參考圖6A至圖6D，以更詳細地解說控制模組1 8之 結構。明確地，可看出控制模組 1 8包括一電源裝置3 8 及一熱墊40。電源裝置3 8較佳地係一隔離-翼片閘流體 且藉電氣式連接至一 AC電壓源。藉由選擇電壓裝置38 為一隔離-翼片電源裝置，電源裝置38之一外部翼片42 將與該AC電壓源電氣隔離。隔離-翼片閘流體可商業化 地取得且通常提供一 2 7 00伏特之最低破壞電壓。是以， 電源裝置3 8係在該線電壓與外部翼片42之間提供一第一 電絕緣層。 熱墊40係設置於外部翼片42與散熱裝置外蓋24之間 (9) 續耳 中模組外> ，1 40。1 '、、係封閉電路板46、電源裝置38、及熱塾 供所需4沒化合物48係設置於模組外殼22内，以提 多孰^决進—步隔離、結構支持、及環境保護。可由眾 社 來源商業化地取得可接受的封裝灌注化八物。 %繼續參考圖6A及圖6β / / 口 18之遠竝、、+ 見在將解說一種-控制模組 運接万法。較佳連接機構44 、接觸電路板46 —第一匕括具有一第一柱樁50 第-柱樁50的第：邊 ''表的-支持構件49,及連結至 j罘一螺針26。篱-4、Λ士 461二邊緣，而同時第 二柱樁52係接觸電路板 。·亦可看出，；^ Μ '、釘28係連結至第二柱樁 及障壁部58，、 八门形成一貯器之障壁部56 五疼辟器係用於牌咖 。橋型件54亦接 、將电源裝置38隱蔽於其中 、 ’、擔負起將外部置择〇 ^ <間的熱墊40 7 1莫片42與散熱裝置外蓋24 <機械支持加強1 厚度、使提供至電源裝置38 之間的隔離。益及保持螺針26及28與該AC線電壓 地形成為〜單構件49係較佳地由塑膠形成，且較佳 一 早一的整合形成組件。 組立本發明之控制模组18 路板46，戈勺紅並 々、將電源裝置3 8焊接至電 〆、包括將電源裝置3 8 L」型配置38 电線彎曲成一大致「 入封裝灌、、主Λ ^延伸貫穿電路板④並且進 八对灰灌及化合物Ο中 置於電源襞置38ikq 圖D所示。橋型件54係設 置）8與电路板4 6之間 y — 加至散熱裳置外蓋24，且經 二要者再將熱塾4。施 接機構“將熱塾4〇及 及圖6B中所示之連 板46及與其相、走、板’、置外盍24總成連結至電路 、、之间型件54。當螺釘26及28旋緊時， -14- 579322 (10) I發璉説嗎續頁 電路板4 6、連接機構4 4、及熱墊4 0總成將設置於模組外 殼22内且接著再由封裝灌注化合物48封裝。 現在請參閱圖 7，其顯示依據本發明之一控制模組 6 0 的一變型具體實施例。控制模組6 0包括插入於一模組散 熱裝置外蓋64與一工具外殼66之間的一熱塾-62。熱塾 62較佳地係近似 1.2毫米厚，且提供必須超越歐洲及美 國現行DI標準的額外絕緣。一線束6 8係延伸通過由一 模組外殼7 4之一外殼表面7 2所定義的一隙缝7 0。螺釘 76與78係分別延伸通過孔洞80與82，以使模組外殼74 逄附至工具外殼6 6。亦，必須提供依據箭頭6 5之介於工 具外殼66與散熱裝置外蓋64之間的一漏電及間隔距離/ 路徑大約4毫米。 在整個圖7之配置中，工具外殼6 6可作為控制模組6 0 之一散熱裝置，而不致在使用者與工具外殼66接觸時發 生觸電的危險。不同於圖1至圖6D之具體實施例，圖7 具體實施例之控制模組60將不具有如圖6Α至圖6D所示 之封閉於控制模組1 8内的一熱墊40。另一選擇為，控制 模組6 0將例示一種近似一雙絕緣層概念的外部熱塾6 2。 亦應注意，線束6 8必須符合適用的UL絕緣規範。 是以，提供一電子控制模組1 8，其在電源線1 2與亦作 用為一散熱裝置之工具外殼1 4之間提供一雙重絕緣層配 置，以允許變化自如地安裝電子控制模組1 8至内表面2 0 ，並且亦可使與工具外殼14接觸之一使用者16免於觸電 的危險。附加地，提供之雙重絕緣模組1 8將符合或超越 579322 ⑼ 發:瞒說曝績頁 其應用在一工具外殼14内時之TUV及UL標準。 熟知此項技藝之人士將可由前述說明而理解到，可藉各 種型式來實施本發明之廣泛意涵。是以，儘管可結合特殊 範例來描述本發明，然而由於熟知此項技藝之業者在研讀 圖式、說明書、及以下申請專利範圍後當可發現•其他修飾 ，因此本發明之真實範圍不應以此為限。

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Claims (1)

1. 579322 第091118014號專利申請案 中文說明書替換本(92年10月） ‘ 拾、申請專利範圍 1 . 一種電子模組，其適於設置在一交流（A C)電力驅動之 動力工具的外殼内，且利用該外殼之一部份作為散熱 裝置，該模組包括： 一電源裝置，具有一外部翼片且連結至一線電壓 源，該電源裝置係在該線電壓源與該電源裝置之外部 翼片之間提供一第一電絕緣層；及 一熱墊，設置於該外部翼片與該外殼之間，該熱墊 # 係在該外部翼片與該外殼之間提供一第二電絕緣層； 該第一與第二電絕緣層結合提供在該線電壓源與 該外殼之間之既定最小量電氣絕緣，且同時使該外殼 作用如一散熱裝置，以消散該電源裝置所產生之熱 量。 2. 如申請專利範圍第1項之電子模組，其尚包括一橋型 支持件，該橋型支持件尚包括一第一障壁及一第二障 壁，以形成一貯器而將該電源裝置收納於其内。 _ 3. 如申請專利範圍第2項之電子模組，其中該橋型支持 件尚包括一第一柱樁及一第二柱樁，該第一柱樁與該 第二柱樁係互相間隔且用於將該電源裝置緊固於該 模組内。 4. 如申請專利範圍第1項之電子模組，其尚包括一電路 板，該電路板係牢固地連結至該電源裝置。 5. 如申請專利範圍第4項之電子模組，其中該模組包括 一模組外殼，及設置於該模組外殼内之一封裝灌注化

   579322 合物層，以將該層上之電路板支持於該模組外殼内。 6. 如申請專利範圍第5項之電子模組，其中該封裝灌注 化合物係置於該模組外殼内，以在該電子模組總成完 全組立完成後，填充該模組外殼内之空隙。 7. 一種具有一電子控制模組的交流（AC)電力驅動之動 力工具，且其中該電子控制模組係設置於該動力工具 之一工具外殼内，該工具外殼係作為該電子控制模組 之一散熱裝置，該動力工具包括： _ 一線電壓，通過該工具外殼且連接至隱蔽於該工具 外殼内之電子控制模組，該電子控制模組包括： 一電源裝置，該電源裝置係連接至該線電壓且在該 線電壓與該電源裝置之一電源翼片之間提供一第一 電絕緣層；及 一熱墊，其中該熱墊係設置於該電源翼片與一控制 模組外蓋之間，該熱墊係在該電源翼片與該外蓋之間 提供一第二電絕緣層，且在該線電壓與該工具外殼之 φ 間提供一既定最小量之電絕緣，以防止接觸到該工具 外殼一外表面之一使用者觸電，其中該工具外殼及該 控制模組外蓋亦作為散熱裝置，以消散該電源裝置所 產生之熱量。 8. 如申請專利範圍第7項之動力工具，其中該控制模組 進一步包括一連接機構，該連接機構包括： 一第一柱樁，位於該電源裝置之一第一側邊上； 一第二柱樁，為於該電源裝置之一第二側邊上；及

   579322 一橋型部，連接該第一柱樁與該第二柱樁，該等柱 樁包含有螺紋且分別緊固一第一螺釘與一第二螺釘。 9. 如申請專利範圍第8項之動力工具，其中該連接機構 之該橋型部係當該第一螺釘及該第二螺釘旋緊時，固 持該電源裝置及該熱墊緊靠該控制模組外蓋。 1 0.如申請專利範圍第9項之動力工具，其中該熱墊係壓 縮至1毫米之一最小厚度。 1 1 .如申請專利範圍第7項之動力工具，其尚包括一動力 工具障壁，該動力工具障壁尚包括一内側表面及一外 侧表面，當該控制模組連附至該動力工具障壁之該内 側表面時，該動力工具障壁將作為用於消散該控制模 組所輕射出之熱量的該控制模組之一散熱裝置。 1 2 .如申請專利範圍第7項之動力工具，其尚包括一電路 板，該電路板係在該控制模組内接觸著該電源裝置。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之動力工具，其尚包括一封 裝灌注化合物，該封裝灌注化合物係提供一基座，以 將該電路板緊固於該控制模組内。 14. 一種用於一動力工具中之電氣隔離、雙重絕緣電子控 制模組，該電子控制模組包括： 一模組外殼，該模組外殼具有四個障壁、於該四個 障壁之一末端處連接至該四個障壁的一底部，該四個 障壁具有相對於該底部的一末端以定義一開口； 一外蓋，覆蓋該模組外殼之該開口； 一電源裝置，具有一第一側邊及一第二側邊，該電

   579322 源裝置第二側邊係面對著該外蓋，該電源裝置第一側 邊係位於一橋型部之一第一側邊上，該橋型部尚包 括： 一第一障壁及一第二障壁，形成一貯器以將該電源 裝置收納於其内，一第一柱樁及一第二柱樁，該第一 柱樁與該第二柱樁係分別藉由一第一扣結件與一第 二扣結件而皆鏈結至該外蓋； 一熱塾，具有一第一側邊及一第二側邊，該第一側 邊係緊靠該外蓋設置且該第二側邊係緊靠該電源裝 置之該第二側邊設置，該第一扣結件及該第二扣結件 係固持該橋型部、該電源裝置、及該熱墊緊靠該模組 外殼外蓋；及 一電路板，具有一第一側邊及一第二侧邊，該電路 板之該第一側邊係緊靠該橋型部之一第二側邊設 置，且該電路板之該第二側邊係緊靠著支撐於該模組 外殼之該底部上的一封裝灌注化合物層設置。 15. —種用於一動力工具外殼中之電氣隔離、雙重絕緣電 子控制模組，該電子控制模組包括： 一模組外殼，該模組外殼具有四個障壁、於該四個 障壁之一末端處連接至該四個障壁的一底部，該四個 障壁具有相對於該底部的一末端以定義一開口； 一外蓋，覆蓋該模组外殼之該開口； 一電源裝置，具有一第一側邊及一第二側邊，該電 源裝置第二側邊係面對著該外蓋，該電源裝置第一側

   579322 邊係位於一橋型部之一第一側邊上，該橋型邵尚包 括： 一第一障壁及一第二障壁，形成一貯器以將該電源 裝置收納於其内，一第一柱樁及一第二柱樁，該第一 柱樁與該第二柱樁係分別藉由一第一扣結件與一第 二扣結件而皆鏈結至該外蓋； 一熱塾，具有一第一側邊及一第二側邊，該第一側 邊係緊靠該外蓋設置且該第二側邊係緊靠該動力工 具外殼設置，該第一扣結件及該第二扣結件係固持該 橋型部及該電源裝置緊靠該模組外殼外蓋；及 一電路板，具有一第一側邊及一第二側邊，該電路 板之該第一側邊係緊靠該橋型部之一第二側邊設 置，且該電路板之該第二側邊係緊靠著支撐於該模組 外殼之該底部上的一封裝灌注化合物層設置。