TWI791011B - 用於動力工具的冷卻配置及動力工具電子設備 - Google Patents

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Abstract

本申請案係有關於用於動力工具的冷卻配置及包含該冷卻配置的動力工具。 根據本發明之一觀點，用於動力工具的一種冷卻配置包含該動力工具的一殼體以及電子設備。該等電子設備包括至少一電路板及至少一電子組件。該等電子設備包含至少一熱傳導區域。該至少一熱傳導區域係經配置而熱傳導地連接至該動力工具之該殼體。

Description

用於動力工具的冷卻配置及動力工具電子設備
發明領域
此申請案係有關於用於動力工具的冷卻配置及包含該冷卻配置的動力工具電子設備。
發明背景
動力工具可能用於複數類型的工作。例如，鑽孔、切割、表面工具加工、研磨、拋光等。因而發展動力工具。當可能達到所需的特性時，如同輸出、有效性及能量，可能需要更多的電子設備。
發明概要
本申請案之一目的在於提供用於動力工具之電子設備的冷卻配置。
根據本發明之一觀點，用於動力工具的一種冷卻配置包含該動力工具的一殼體以及包括至少一電路板及至少一電子組件的電子設備。該等電子設備包括至少一熱傳導區域。該熱傳導區域可能包含該電路板的一傳導墊、該電氣組件的一引腳、及/或該電子組件的一熱傳導突 耳。該至少一熱傳導區域係經配置與該動力工具之該殼體作熱傳導連接。
本發明之一觀點係有關於包含前述所提及觀點之一冷卻配置的一動力工具。
101:把手
102:軸部分
103:電動工具
201,301,401:電路板
202,303,403:電子組件
203:熱傳導突耳
204:熱傳導絕緣體
205:殼體部分
206,304,306,404,405,406:熱導體
302,302a:傳導墊
305:電氣絕緣體
307:引腳
500:動力工具殼體
以下的具體實施例係以圖式加以說明，其中：圖1圖解一具體實施例的一動力工具。
圖2a圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖2b圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖3a圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖3b圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖3c圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖3d圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖4a圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖4b圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。
圖4c圖解一具體實施例之用於一動力工具 的一冷卻配置。
較佳實施例之詳細說明
為了響應於對於工具加工之不同的需求以及能夠有效地並且便利地完成所需的工具加工工作已經發展動力工具。工具的發展與工具之組件有關。例如，工具內側之電子設備的總量已增加。無刷馬達可能提供有效性，同時提出對於電子設備的需求。在使用動力工具之電子設備或是電子組件期間可能產生熱量。電子設備越多，則可能產生的熱量越多。熱量可能致使電子組件之故障。至少在需求的情況下，已使用風扇供冷卻電子設備，但該等設備可能缺乏有效性。
根據具體實施例，由電子設備產生的熱量係經配置而由該等電子設備傳遞離開，例如，傳遞至一動力工具的一殼體。可能配置一熱導體以將熱量熱傳導地連接一動力工具的電子設備與該殼體。該殼體可能包含一工具及/或一軸的外部殼體。可能提供一電氣絕緣體為了防止電氣傳導至該動力工具之外部部件。熱傳導部件的一表面區域影響到熱傳導性。當該熱量傳導至一動力工具的一殼體時，一熱傳導區域擴大並因而該熱傳導係為有效的。熱傳導區域越大則熱量傳遞越有效。
熱傳導區域係為一電氣及熱能傳導區域。該熱傳導區域可能為一組件或一電路板的一部分。熱傳導區域可能包含一電子組件、一電子組件之一熱傳導突耳及/ 或一電路板的一傳導墊。一熱導體可能連接至該熱傳導區域。熱量可能直接地由一電子組件，其產生熱量，傳遞至該熱導體。熱量可能經由該電子組件之該熱傳導突耳傳遞至該熱導體。熱量可能經由該電路板之該(等)傳導墊或該(等)焊墊傳遞至該熱導體。
圖1圖解一具體實施例的一動力工具。動力工具包含一工具把手101、一軸部分102及一電動工具103。當使用時，該工具103係安置在緊鄰著待工具加工的一表面或是一位置。該軸部分102將該把手101與該電動工具103分開。如此讓使用者能夠在距該工具103及該工具加工位置的一段距離處握住並操作該動力工具。該距離與該軸部分102之該長度相配合。該工具103可能於使用期間產生灰塵及污物。電子設備及/或一驅動單元可能安置在該把手101內。如此讓使用者能夠控制該動力工具而同時維持距該工具加工位置的該段距離。再者，如此能夠將電子設備維持在距離該灰塵與污物一段距離處，從而擴大可靠性、引擎壽命及/或馬達、電子設備及/或其他工具部件之維修間隔。電子設備產生熱量。利用以下圖式說明冷卻配置。
軸可能形成動力工具殼體的一部分。該軸可能安置在該電動工具與該把手之間。該軸可能包含介於0.3-2.0公尺之間的一段長度。
本發明之該等觀點應用在不同類型的動力工具。動力工具可能包含可交替的形式及結構。例如，馬 達可能安置在緊鄰工具的該動力工具殼體處。動力工具可能包含一殼體供一工具及具有或是不具一軸部件的一馬達所用。
圖2a及圖2b圖解一具體實施例之一動力工具所用的一熱導體配置。電路板201可能為單側、雙側或多層電路板。與單側或雙側電路板比較，多層電路板能夠有較高的組件密度。較高的組件密度可能相應地增加由該等組件產生的熱量。
該電路板201係經配置以接受電子組件202。電子組件202係機械地及電氣地連接至該電路板201。電子組件可能包含該(等)引腳及/或該(等)引線用於將該電子組件軟焊至該電路板之一表面。電子組件202可能為一通孔組件或是一具引線組件，其係經配置經由該(等)引腳或該(等)導線安裝進入電路板之該(等)孔中。該電路板之該(等)孔讓該等組件維持在適當位置。環繞著該(等)孔配置傳導墊用於軟焊及/或電氣地連接該(等)電子組件。可交替地，電子組件202可能為一表面安裝組件，其係經配置而安裝在電路板的一表面上。表面安裝組件之引腳係經配置以與該電路板之一表面的傳導墊成直線。二類型之電子組件及/或二安裝技術可能使用在該相同的電路板上。為了提供電氣連接該(等)電子組件係經軟焊在該電路板201上。
該組件202可能包含一熱傳導突耳203。熱傳導突耳係為一經配置以傳遞熱量的被動式熱交換器，該熱 量係由該電子組件產生。該熱量係經配置以從該等電子設備，例如，電子組件202及/或該電路板201，消散。該熱傳導突耳對該電子組件之熱消散能力具有影響。
該電子組件202，其已軟焊至該電路板201，可能包含位在其之表面上的一熱傳導突耳203，例如，位在與該電子組件202已安裝至之電路板平行的該表面上。該熱傳導突耳203可能包含一金屬突耳或其他的熱傳導材料。該熱傳導突耳203係經配置以傳導由該電子組件202產生的熱量。該熱傳導突耳203係經配置以將熱量傳導至動力工具的一殼體部分205。該殼體部分205可能包含一軸、一工具殼體及/或一工具把手。該殼體，例如，於圖1中圖解的一軸，使能夠有效地經由其之大區域熱傳導。於圖2a中，在該熱傳導突耳203與該殼體部分205之間提供一熱傳導絕緣體204。該熱傳導絕緣體204防止電力傳導至該殼體部分205。使用者可能接觸的任何外在部分係為電氣絕緣的。圖2a圖解一板狀熱傳導絕緣體204。圖2b圖解一具有有角U狀橫截面的熱導體206。於圖2b中，該熱導體由於其之形狀包含相對大的區域。於圖2b中，熱量可能經由空氣從該熱導體206傳導至該動力工具之該殼體205。
圖3a圖解一具體實施例之用於動力工具的一冷卻配置。一電子組件303係經軟焊至一電路板301。該電子組件303之該等引腳307係經軟焊在該電路板301之傳導墊302上。該等傳導墊302可能包含銅。該電子組件303產生熱量。該熱量傳導至該電路板301，特別是傳導至該 等傳導墊302，其典型地對於熱量以及電力係為良好的導體。為了避免由之造成的過度加熱及可能的故障或問題，可能提供一冷卻配置。於圖3a中，所配置的一熱導體304安裝至該電路板之一傳導墊302以及該電子組件之一引腳307二者。由該電子組件303產生的熱量係經由該等引腳307及/或該電路板301之該傳導墊302傳導至該熱導體304。為了提供更多的熱傳導區域以及使該熱傳導性更為有效，配置該熱導體304與動力工具的一殼體作傳導性接觸。可能在該熱導體304與該殼體之間提供一電氣絕緣體305，其係為熱傳導性的。於圖3a中，該熱導體304包含有角字母U的一形狀。該有角U形狀熱導體304的一端點係安裝至該電路板301或其之熱傳導墊302，以及該有角U形狀熱導體304的另一端點係安裝至該電子組件之該引腳307。熱導體可能包含其他的形狀並且其可能經配置以囊封二或更多的電子組件。如此可能施用於列或行之電子組件。
圖3b圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。如於圖3a中一電子組件303係軟焊至一電路板301。一熱導體306係經配置而安裝或軟焊至位在其之一端部上的該電路板301之該傳導墊302，以及安裝或軟焊至位在其之其他端部上的該電子組件303。該熱導體306可能安裝在該電子組件303之該熱傳導突耳上。該熱導體306係經配置與該傳導墊302及該電子組件，以及與該動力工具之一殼體作熱傳導連接。該熱導體306之該形式可能 與有角的字母J相一致。因此，該熱導體306之一分支，可附裝至一電子組件，係較該熱導體306之另一分支，可附裝至一電路板，為短。該熱導體306係經配置以將熱量傳導至動力工具的一殼體。一電氣絕緣體305可能配置在該熱導體306與該殼體之間。
圖3c及3d圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。如圖3a及3b中，一電子組件303係經軟焊至一電路板301。一熱導體304、306的一分支係經配置而熱傳導地安裝及/或軟焊至該電路板301之該傳導墊302a。該熱導體304之另一分支係經配置與該電子組件303之一引腳307作熱傳導連接，如於圖3c中所圖解。於該圖3d中，該熱導體306之另一分支係經配置與一電子組件303或是該電子組件的一熱傳導突耳作熱傳導連接。一熱導體304、306的至少一端部可能安裝至該電路板301之一傳導墊302a。
熱導體可能包含可交替類型的熱導體，而非於圖3a、3b、3c及3d中所圖解者。熱導體可能包含三或更多的分支，為了熱傳導地連接至一電子組件；電路板；及/或連接至一傳導墊，其係與該電子組件所軟焊至者相同或是不同。熱導體的分支端部可能軟焊至一電路板，軟焊至該電路板的一(複數)傳導墊，軟焊至一電子組件的一熱傳導突耳或引腳及/或軟焊至一電子組件。該熱導體係經配置以熱傳導地將熱量接觸及/或傳導至一殼體部分。該殼體可能包含一工具殼體及/或一軸。如此可能對該熱傳導性有效 率的及/或能夠提供不同的或安定的結構。
電子組件可能包含一電晶體、閘流晶體管、開關、電阻、變壓器、電容、線圈、二極體或是任何其他的電子組件。
圖4a圖解一具體實施例之用於一動力工具的一冷卻配置。電子組件403包含一或更多的引線，其係安裝至一電路板401。該一或更多的引線可能經安裝進入該電路板之孔中並軟焊在該電路板401之任一側邊上，或是該電路板401之雙側邊上。該電子組件403包含冷卻用的一熱傳導突耳或是一表面部分。該熱傳導突耳可能位在該電子組件之一側表面上。如於圖4a中所圖解，該電子組件之該側表面可能與該電路板表面垂直，該電子組件係安裝在該表面上。該熱傳導突耳使由該電子組件產生的熱量能夠從該電子組件403消散。該熱導體404係安裝至該電路板401。熱導體404之一表面係經配置與該電子組件403之該熱傳導突耳及/或與包含該熱傳導突耳的該電子組件403之該表面作熱傳導接觸。該熱量係經由該熱傳導突耳傳導至該熱導體404。該熱導體係經配置與一動力工具殼體500作熱傳導接觸。該熱量經由該熱導體404傳導至該動力工具殼體500。該熱導體404包含一字母L的形狀。一L形狀熱導體404的一腳係經配置與一電子組件熱傳導連接，以及該L形狀電子組件的另一腳係經配置與一動力工具殼體作熱傳導連接。該熱導體可能與該電子組件接觸。可能在該熱導體404與該動力工具殼體500之間提供一電子絕緣 體。
圖4b圖解一具體實施例之用於一動力工具的一熱導體配置。電子組件403包含一或更多的引線，其經由該等引線安裝至一電路板401。該一或更多的引線可能經安置進入該電路板401之孔中並軟焊在該電路板401之任一側邊上或是雙側邊上。該電子組件403包含一熱傳導突耳用於冷卻該組件。如此能夠在熱量產生時冷卻該電子組件403。一熱導體405係安裝至一電路板401。該熱導體405的一表面係經配置與該電子組件403之該熱傳導突耳，或是與包含該熱傳導突耳的該電子組件之該表面作一熱傳導接觸。該熱導體405的另一表面，例如，於圖4b中圖解的一相對表面，係經配置與一動力工具殼體500作熱傳導接觸。該熱量係經由該熱傳導突耳傳導至該熱導體405；以及經由該熱導體405傳導至一動力工具殼體500。圖4b之該熱導體405包含一字母I的形狀。I形狀熱導體可能經配置與位在其之縱向側邊上的一電子組件作熱傳導接觸，以及與位在該I形狀熱導體之該相對縱向側邊上的一動力工具殼體作熱傳導接觸。熱導體可能與該電子組件及/或其之熱傳導突耳接觸。可能在該熱導體405與該動力工具殼體500之間提供一電子絕緣體。
圖4c圖解一具體實施例之用於一動力工具的一熱導體配置。電子組件403包含一或更多的引線，其經由該等引線安裝至一電路板401之孔中。該電子組件403可能經由一通孔而經軟焊。此外或可交替地，該電子組件 403可能經軟焊在該電路板401之任一側邊上，或是該電路板401之雙側邊上。該電子組件403包含一熱傳導突耳。如此能夠讓熱量從該電子組件403消散。熱導體406係經配置而熱傳導地附裝至該電子組件403及/或附裝至熱傳導突耳。該熱導體406係熱傳導地附裝至一動力工具殼體500。例如，可能使用導電膏或黏著劑以將該熱導體406表面附裝至該電子組件403及/或附裝至動力工具殼體500的一表面。該熱導體406之一表面係經配置與該電子組件403或該電子組件403之該熱傳導突耳作熱傳導接觸。該熱量係經由該熱傳導突耳散逸至該熱導體406；以及經由該熱導體406散逸至動力工具殼體500。該熱導體406包含一字母I的形狀。該I形狀熱導體406的一縱向側邊可能與電子組件403及/或該熱傳導突耳接觸。一側邊，例如，該I形狀熱導體406的另一縱向側邊，可能以一熱傳導方式連接至該動力工具殼體500。可能在該熱導體404與該動力工具殼體500之間及/或該電子組件403與該熱導體406之間提供一電氣絕緣體。
電子組件之接觸構件，能夠電氣軟焊至一電路板，可能稱為引線、導線或是引腳。
動力工具可能包含一灰塵抽吸配置，其係經配置以抽出由工具加工作業產生的灰塵。例如，動力工具之一軸可能經配置以使用作為一抽吸管。該抽吸/抽出有助於該動力工具之冷卻。該殼體之一部分，如同工具殼體及/或軸，根據本發明之觀點其經配置以由該等電子設備傳導 熱量，在某些情況下可能有點溫暖。抽吸管係配置，例如至該相同軸，至一位在該軸中的分開內管處，該抽吸管讓該殼體冷卻。該動力工具包含一灰塵抽吸配置，其係經配置於工具加工作業期間抽出由該電動工具產生的灰塵，以及其係經配置以進行冷卻該動力工具。熱量係由該等電子設備傳導至該動力工具之該殼體。該殼體係藉助於灰塵抽吸/抽出配置而冷卻。該軸係經配置以使用作為一抽吸管，以及該抽吸管係經配置以冷卻該動力工具。
本發明之該等觀點使電子設備，如同電路板及/或電子組件能夠簡單及有效地冷卻。動力工具殼體或是軸的一表區域係經利用以將熱量傳導離開電子設備。擴大的熱傳導區域使能夠促進從電子設備傳導熱量。
電路板係經配置以接受電子組件。該電路板係經配置以機械地支撐以及電氣地連接該等電子組件。該電路板可能包含一印刷電路板、一側電路板、二側電路板或是一多層電路板。電子組件可能經軟焊及/或螺接至該電路板。位在該電路板上的該等軟焊的電子組件係經機械地固定並電氣地傳導。
電子組件可能包含一熱傳導突耳。該熱傳導突耳可能包含銅。電子組件可能包含一熱傳導突耳位在至少一側邊上。例如，一表面可安裝的電子組件可能包含一熱傳導突耳位在與該電路板表面平行的一側邊上，其係安裝在其上。就另一實例而言，一通孔組件可能包含一熱傳導突耳位在與其所安裝於其上的該電路板表面垂直及/或 平行的一側邊上。一通孔可安裝電子組件的任一側邊可能包含一熱傳導突耳。
熱導體及/或熱傳導區域包含熱傳導材料。該熱傳導材料可能包含銅、鋁、鐵、碳纖、或是任何其他的熱傳導材料。動力工具之殼體或軸係經配置以傳導經由該熱導體或是經由該熱傳導區域所傳導的熱量。該殼體或該軸可能包含熱傳導材料。例如，與該熱導體或是該熱傳導區域相同或相似的材料。
熱導體可能包含不同的形狀。例如，一字母U、一有角的字母U、一字母I、一字母J、一有角的字母J、一字母m或是任何其他適合的形式。熱導體可能包含二或更多的分支，其之端部可能經配置而安裝至一電路板及/或一電子組件。熱導體可能經配置以將二或更多的電子組件囊封。例如，熱導體可能經配置以傳導來自於二，或來自於三，或來自於一列，或來自於一行之電子組件的熱量。複數不同類型的熱導體可能經配置位在電路板上。
在一熱導體與動力工具之一殼體間可能提供一電氣絕緣體。該電氣絕緣體與電力絕緣並係經配置以傳導熱量。該電氣絕緣體可能包含膏、矽氧樹脂、彈性體、陶瓷材料或空氣。該電氣絕緣體可能包含其他材料及/或形式。電力係與動力工具殼體或軸絕緣。如果該動力工具之外在部件係為電氣絕緣的，則將熱量(及電力)直接地傳導至動力工具殼體或軸係為可行的。使用者可能碰觸動力工具之外在部件，因而達成該等部件之電氣絕緣。
連接任一組件的安裝、附裝、固定及其他的連接方式可能包含一焊接接合、金屬接合、黏著劑接合、膏接合或任何其他適合的接合。接合可能為熱傳導方式。直接接觸，於中間部分無任何物件可能使傳導率能夠較佳。為了於該(等)熱傳導部分與該動力工具之外在部分之間提供電氣絕緣，可能使用一些電氣絕緣。例如，該等部件之間可能使用氣隙作為該等部件之間的電氣絕緣。如果配置大的傳導表面，經由空氣的熱傳導可能為有效的。經由空氣的熱傳導可能藉由提供通風而增強。
201‧‧‧電路板
202‧‧‧電子組件
203‧‧‧熱傳導突耳
204‧‧‧熱傳導絕緣體
205‧‧‧殼體部分

Claims (18)

  1. 一種用於動力工具的冷卻配置，其包含：該動力工具的一殼體，包括至少一電路板及至少一電子組件的電子設備，該等電子設備包括至少一熱傳導區域，其中該至少一熱傳導區域係配置成與該動力工具之該殼體作熱傳導連接，一熱傳導絕緣體防止電力傳導至該殼體，該動力工具之該殼體包含配置位在一把手與一馬達賦予動力之工具之間的一軸，該軸係配置成作為一抽吸管來使用，以抽出於該動力工具之操作期間所產生之灰塵，且抽吸作業係配置來冷卻該動力工具。
  2. 如請求項1之冷卻配置，其中該至少一電路板及/或該至少一電子組件包含該至少一熱傳導區域。
  3. 如請求項1或2之冷卻配置，其中該熱傳導區域包含該至少一電子組件；該至少一電子組件之一傳導引腳；及/或該至少一電子組件之一熱傳導突耳。
  4. 如請求項1或2之冷卻配置，其中該熱傳導區域包含該電路板之一或多個傳導墊。
  5. 如請求項1或2之冷卻配置，其包含一熱導體，該熱導體配置成與該至少一熱傳導區域作熱傳導接觸，以及配置成與該動力工具之該殼體作熱傳導接觸。
  6. 如請求項5之冷卻配置，其中該熱導體包含銅、鋁、鐵、碳纖、或是任何其他的熱傳導材料。
  7. 如請求項5之冷卻配置，其中該熱導體係配置成與至少二或更多的熱傳導區域作直接接觸。
  8. 如請求項5之冷卻配置，其中該熱導體包含一平面及由該平面之一側邊延伸的分支。
  9. 如請求項5之冷卻配置，其中該熱導體包含以下其中之一形狀：一字母I、一字母U、一有角的字母U、一字母J、一有角的字母J、一字母m或是任何其他適合的形狀。
  10. 如請求項1或2之冷卻配置，其包含一電氣絕緣體，該電氣絕緣體配置位在該至少一熱傳導區域與該動力工具之該殼體的一外在表面之間。
  11. 如請求項10之冷卻配置，其中該熱導體係配置成經由該電氣絕緣體與該動力工具之該殼體作熱傳導接觸。
  12. 如請求項1或2之冷卻配置，其中一電氣絕緣體係配置來作為該動力工具之該殼體的外在表面。
  13. 如請求項10之冷卻配置，其中該電氣絕緣體包含熱傳導性、電氣絕緣材料。
  14. 如請求項13之冷卻配置，其中該電氣絕緣體包含膏、矽彈性體、陶瓷材料或空氣。
  15. 如請求項1或2之冷卻配置，其中該動力工具之該殼體包含熱傳導材料。
  16. 如請求項1或2之冷卻配置，其中該動力工具包含一馬達及用於控制該馬達的該等電子設備。
  17. 如請求項16之冷卻配置，其中該把手包含該馬達。
  18. 一種動力工具，其包含如請求項1至17中任一項的冷卻配置。
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