專利名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在諸如沖擊錘等的具有冷卻風(fēng)扇的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中的冷卻氣路。
背景技術(shù)：
將參照?qǐng)D6到9描述傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具。如圖6和7所示傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具基本上為T形。在被分成兩部分并構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的主體的外殼5(此后成為外殼)所構(gòu)成的主體部分內(nèi)，布置有作為能量源的電機(jī)、減速齒輪機(jī)構(gòu)等，而在從主體部分垂下的手柄部分中，布置有用于向電機(jī)供電的觸發(fā)開(kāi)關(guān)等。在上述的主體部分中還設(shè)置有用于固定向電機(jī)的轉(zhuǎn)子1供電的炭刷17的炭刷擋塊8等。這些炭刷擋塊8等由外殼5固定到外殼5內(nèi)的確定位置處。在外殼5內(nèi)還形成有肋5a，以便接收和定位靜子3。由于肋5a在其左側(cè)面支撐靜子3，從設(shè)置在外殼5中的吸入口21進(jìn)入的空氣被肋5a和靜子3阻擋，并沿著靜子3的外周壁流向圖7的右側(cè)，如圖7中的箭頭B′所示。然后，空氣在靜子3和轉(zhuǎn)子1之間流動(dòng)到圖7中的左側(cè)，并在此后從排出口7排出到外殼5的外部。炭刷擋塊8包括炭管9、炭帽18、導(dǎo)線19等。這種炭刷擋塊8布置成炭刷17可以從外殼的外部連接和分離。
在轉(zhuǎn)子1相對(duì)其輸出側(cè)的一側(cè)上設(shè)置了冷卻風(fēng)扇2。當(dāng)該冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圍繞冷卻風(fēng)扇2的空氣從設(shè)置在外殼5內(nèi)的排出口7排出，于是，在外殼5內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而在外殼的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間形成壓差。結(jié)果，空氣通過(guò)設(shè)置在外殼5內(nèi)的吸入口20和21流入外殼中。通過(guò)這些氣流(圖7中的箭頭B、B′)轉(zhuǎn)子1、炭刷17、炭管9等得以冷卻。從吸入口20流入外殼5內(nèi)的空氣主要用于冷卻換向器11、炭刷17、炭管19等，同時(shí)從吸入口21流入外殼5的空氣主要用于冷卻作為熱源的轉(zhuǎn)子1。
如圖8和圖9所示的傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具大致為T形。在包括構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具主體的外殼5的主體部分中，布置有作為能量源的電機(jī)、減速齒輪機(jī)構(gòu)等，而在從主體部分垂下的手柄部分中，布置有用于向電機(jī)提供能量的觸發(fā)開(kāi)關(guān)等。在主體部分中還設(shè)置有炭刷擋塊8等，該擋塊8用于固定向電機(jī)的轉(zhuǎn)子1提供能量的炭刷17。這些炭刷擋塊8等元件設(shè)置在包含轉(zhuǎn)子1和靜子3的殼體22中。
在轉(zhuǎn)子1相對(duì)其輸出側(cè)的一側(cè)上，設(shè)置有冷卻風(fēng)扇2。當(dāng)冷卻風(fēng)扇2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圍繞冷卻風(fēng)扇2的空氣從設(shè)置在殼體22中的排出口7排出到殼體22的外部，于是，在殼體22內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而在殼體22的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間產(chǎn)生壓差。結(jié)果，空氣通過(guò)設(shè)置在殼體22內(nèi)的吸入口6和6′流入殼體22中。轉(zhuǎn)子1、炭刷17、炭管9等被這些氣流冷卻(圖9中的箭頭C、C′)。
在圖6和圖7所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的冷卻結(jié)構(gòu)中，存在如下的問(wèn)題即，由于冷卻轉(zhuǎn)子的空氣(圖7中箭頭B′)沿著靜子的外周流動(dòng)，從吸入口到轉(zhuǎn)子的氣路(距離)變得較長(zhǎng)，導(dǎo)致壓力嚴(yán)重?fù)p失以及冷卻效率降低，并因此，轉(zhuǎn)子在較早期就會(huì)燃燒而損壞。
另一方面，在圖8和圖9所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的冷卻結(jié)構(gòu)中，由于冷卻轉(zhuǎn)子的空氣不是沿著靜子的外周流動(dòng)的氣路，因此轉(zhuǎn)子可以由如圖9中箭頭C所示的氣流加以冷卻。然而，這里存在一個(gè)問(wèn)題，即，由于從炭刷側(cè)的吸入口進(jìn)入殼體的空氣(圖9中的箭頭C′)流入在殼體和炭刷等之間所形成的較大的空間中，流速將有所下降，而不能夠?qū)⑤^強(qiáng)的冷卻空氣供給到換向器、炭刷和炭管等。結(jié)果，不能夠防止炭刷和炭管發(fā)熱，導(dǎo)致炭帽等的熔化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題并通過(guò)可靠地冷卻電機(jī)周圍區(qū)域并同時(shí)通過(guò)減小壓力損失而獲得一種經(jīng)久耐用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具。
上述目的將通過(guò)如下的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具而予以實(shí)現(xiàn)，即，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具包括由轉(zhuǎn)子和靜子構(gòu)成的電機(jī)、設(shè)置在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的冷卻風(fēng)扇、適于被冷卻風(fēng)扇冷卻的炭刷部分、以及用于容納炭刷部分和電機(jī)的外殼，外殼設(shè)置有吸入口和排出口，特征在于炭刷部分被布置成包括一個(gè)在吸入口和電機(jī)換向器之間的圓柱形側(cè)壁，該圓柱形側(cè)壁靠近換向器的外周定位，換向器設(shè)置有一錐形部分，該部分向換向器逐漸變寬，而向轉(zhuǎn)子的線圈端逐漸變窄，在炭刷部分和線圈端之間設(shè)置有一個(gè)熱輻射板，該熱輻射板由金屬制成并適于與炭刷部分接合。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中的電機(jī)周圍區(qū)域的局部省略的縱剖視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中的電機(jī)周圍區(qū)域內(nèi)的氣路的局部省略的縱剖視圖；圖3是圖1和圖2的局部省略的縱剖視平面圖；圖4A到4C示出根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中的炭塊，其中圖4A是前視圖，圖4B是側(cè)視圖，而圖4C是其后視圖；圖5A和5B示出根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中的熱輻射板，其中圖5A是前視圖，而圖5B示其側(cè)視圖；圖6是示出傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中電機(jī)周圍區(qū)域的局部省略的縱剖視圖；圖7是示出傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中電機(jī)周圍區(qū)域內(nèi)的氣路的局部省略的縱剖視圖；圖8是示出另一傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中電機(jī)周圍區(qū)域的局部省略的縱剖視圖；圖9是示出其他傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具中電機(jī)周圍區(qū)域內(nèi)的氣路的局部省略的縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式
將參照?qǐng)D1到圖5描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具。圖1和圖2是示出這個(gè)實(shí)施例中電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具內(nèi)的電機(jī)周圍區(qū)域的局部省略的縱剖視圖。圖3是圖1和圖2的局部省略的縱剖視平面圖。圖4A到4C示出構(gòu)成本實(shí)施例中的炭刷部分的炭塊8，其中，圖4A為前視圖，圖4B為側(cè)視圖，而圖4C為其后視圖。圖5A和5B示出這個(gè)實(shí)施例中的熱輻射板，其中圖5A是前視圖，而圖5B為其側(cè)視圖。
在圖1到圖3中，具有齒桿20的轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)子的兩端借助于軸承可旋轉(zhuǎn)地固定的狀態(tài)容納在外殼5內(nèi)側(cè)，該外殼被分成兩部分(以下成為外殼)。由固定到圓柱形鐵環(huán)上的兩個(gè)極性磁鐵構(gòu)成的靜子3布置在該轉(zhuǎn)子1的芯部22的外側(cè)。在上述轉(zhuǎn)子1的芯部22和齒桿20之間設(shè)置有一固定到軸21上的離心風(fēng)扇2，在位于離心風(fēng)扇2外側(cè)的外殼5的一部分中，設(shè)置有排出口7。在位于換向器11和芯部22之間的線圈端10的外周上，設(shè)置一金屬制成的熱輻射板4，該熱輻射板保持與線圈端10適宜的距離。這個(gè)熱輻射板4具有管狀部分4c，如圖5A和5B所示，該管狀部分由厚度約為0.5mm的鐵板通過(guò)軋制工藝形成為杯狀形狀。管狀部分4c的一端4a由要固定于其上的靜子3的磁鐵吸引，而另一端4b與炭塊8的孔8d接合。炭塊8其內(nèi)包括環(huán)形壁8a，環(huán)形壁8a距換向器11為6到8mm的特定距離，并且環(huán)形壁8a設(shè)置有錐形部分8b，該錐形部分8b向換向器11方向橫截面變寬，而向線圈端10的方向變窄。此外，炭塊8設(shè)置有用于在其外圓周夾緊過(guò)濾器12的溝槽8c。外殼5在位于換向器11側(cè)的炭塊8的外側(cè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有吸入口6。過(guò)濾器12布置在吸入口6和炭塊8的錐形部分8b之間。
雖然炭刷17和用于固定炭刷17的炭管9布置得與錐形孔相比更靠近吸入口6，錐形孔的一端延伸到炭刷17的中間。同時(shí)，熱輻射板4具有平板部分14，該平板部分帶有彈性，并延伸成舌狀形狀，如圖5A和5B所示。舌狀部分從90°傾斜少許角度(θ)。用于控制轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)開(kāi)關(guān)包括作為熱源的電子器件(FET)13。在外殼5中，該電子器件13設(shè)置在肋5a和小直徑圓柱形的彈性肋15之間，從而夾住平板部分14。
以下將描述本實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的冷卻效果。如圖2中箭頭A所示，為了增大來(lái)自吸入口6的冷卻空氣的流動(dòng)速度，炭塊8設(shè)置有環(huán)形壁，該環(huán)形壁具有距換向器11的外圍大約8mm的狹窄開(kāi)口，從而，允許冷卻空氣循環(huán)，并同時(shí)在狹窄空間內(nèi)使流速增大，由此，將速度增大的冷卻空氣吹到炭刷17和炭管9上。速度被增大的冷卻空氣通過(guò)炭塊8的中心孔和熱輻射板4吹到產(chǎn)生較高熱量的轉(zhuǎn)子的線圈端10上。以這種方式，有效地防止了作為熱源的炭刷17和轉(zhuǎn)子的線圈端10的溫度升高。
通過(guò)在炭塊8內(nèi)周設(shè)置向吸入口6方向變寬的喇叭形的杯狀錐形部分，且同時(shí)通過(guò)將熱輻射板4的形狀形成為遵循轉(zhuǎn)子線圈端10的輪廓，冷卻空氣可以平順地流動(dòng)，同時(shí)減小了由于截面積突然變化而造成的壓力損失，從而，可以防止空氣量減小。此外，通過(guò)將熱輻射板4與炭塊8結(jié)合，冷卻空氣可以被無(wú)擴(kuò)散地導(dǎo)引，連續(xù)通過(guò)并吹到作為熱源的轉(zhuǎn)子線圈端10上，從而能夠提高冷卻效率。熱輻射板4與炭塊8的結(jié)合的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為改善了組裝的可操作性。作為參考，由于在現(xiàn)有技術(shù)中靜子3和炭塊8被分離，所以同時(shí)應(yīng)該組裝三個(gè)元件，并要一次將三個(gè)元件的軸線對(duì)齊(由于轉(zhuǎn)子1處于靜子3的磁力吸引的狀態(tài)下，使該工作很難進(jìn)行)，并且還存在如下的情況，即，固定到炭塊8上的炭管9會(huì)損壞安裝到轉(zhuǎn)子1上的換向器11。
熱輻射板4有效地冷卻被來(lái)自轉(zhuǎn)子1的輻射熱量加熱的靜子3。當(dāng)鐵屑與冷卻空氣一起被引入時(shí)，鐵屑撞擊轉(zhuǎn)子的線圈端10并然后在圓周方向被吹走。通過(guò)利用這個(gè)現(xiàn)象，允許鐵屑被靜子3的磁力吸引到熱輻射板上，從而，可以減小侵入轉(zhuǎn)子1和靜子3之間的鐵屑量，由此使故障最小化。另外一種針對(duì)塵粒的對(duì)策為將一個(gè)網(wǎng)狀的過(guò)濾器12固定到炭塊8側(cè)壁的外周上，從而阻止了外殼5的吸入口6附近的諸如釘書釘?shù)妮^大外來(lái)顆粒的侵入。這將防止外來(lái)物質(zhì)進(jìn)入炭刷17和換向器11之間，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)穩(wěn)定工作。也有可能通過(guò)采用具有較高熱傳導(dǎo)率的材料(如鋁)作為熱輻射板4的材料來(lái)提高熱輻射特性。除了上面所描述的以外，熱輻射板4冷卻電子器件13。作為參考，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了冷卻傳動(dòng)開(kāi)關(guān)的電子器件13(諸如FET)，在電機(jī)殼體22的外側(cè)設(shè)置了鋁制成的散熱片23。電子器件13通過(guò)螺釘16固定到該散熱片上。然而，在本發(fā)明中，熱輻射板4產(chǎn)生了用于電機(jī)的冷卻空氣氣路，實(shí)現(xiàn)了較高的冷卻效率，并因此，固定于其上的電子器件13的冷卻效果也非常好。
為了在使用中克服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的振動(dòng)而使電子器件13的冷卻得以穩(wěn)定，電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具被構(gòu)造成改善熱輻射板4和電子器件13之間的緊密接觸。熱輻射板4的平板部分14被彎曲一定的角度，并賦予其彈性，并且，外殼5設(shè)置有小直徑柱形的肋15(只要肋可以變形，也可以為其他形狀)，該肋與熱輻射板4一樣也被賦予彈性，從而夾緊平板部分14。由于電子器件13從兩側(cè)被熱輻射板4的平板部分14的彈力和外殼5的小直徑柱形肋15的彈力夾緊，在使用時(shí)，熱輻射板4和電子器件13可以隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的振動(dòng)而彼此緊密接觸，從而，電子器件13可以在穩(wěn)定狀態(tài)下受到冷卻。以這種方式，就不再需要提供螺釘16及在散熱片上形成螺釘孔，因此，該工具可以以低成本制造。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為當(dāng)電子器件13被組裝到熱輻射板4和外殼5之間時(shí)，由于熱輻射板4的平板部分14和外殼5的小直徑柱形肋15可以向外變形，因此，組裝工作很簡(jiǎn)單。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)沿距吸入口和炭刷之間的換向器外周保持一定空間的周邊設(shè)置壁，冷卻空氣沿該壁引導(dǎo)，并通過(guò)在狹窄空間內(nèi)增大流速，從而可以有效地抑制作為發(fā)熱源的炭刷和轉(zhuǎn)子線圈端的溫度升高。
通過(guò)在炭塊側(cè)壁內(nèi)表面上設(shè)置錐形部分，同時(shí)使熱輻射板具有仿效轉(zhuǎn)子線圈端輪廓的形狀，可以減小由于橫截面積突然變化導(dǎo)致的壓力損失，從而冷卻空氣可以平順地流動(dòng)。于是，可以防止空氣量的降低。
此外，通過(guò)將熱輻射板與炭塊相結(jié)合，冷卻空氣可以無(wú)分散地被導(dǎo)引，連續(xù)通過(guò)并吹到作為發(fā)熱源的轉(zhuǎn)子線圈端上，從而提高了冷卻效率。此外，通過(guò)將熱輻射板與炭塊相結(jié)合，熱輻射板和炭塊成為各元件中的一個(gè)組件，從而實(shí)現(xiàn)了組裝可操縱性的提高。
此外，通過(guò)將網(wǎng)狀過(guò)濾器附著到炭塊上，可以阻擋外殼吸入口附近的相對(duì)大的外來(lái)顆粒(如釘書釘)的侵入，并實(shí)現(xiàn)了電機(jī)穩(wěn)定工作。
此外，由于熱輻射板設(shè)置有用于電子器件的安裝部分，以冷卻電子器件，熱輻射板產(chǎn)生了一條氣路，實(shí)現(xiàn)較高的冷卻效率，并因此，可以有效地冷卻電子器件。再者，熱輻射板的平板部分被彎曲一定的角度，而外殼5設(shè)置有被賦予彈性的柱形肋，從而在平板部分和外殼的柱形肋之間夾緊電子器件。通過(guò)這種布置，在使用時(shí)，熱輻射板和電子器件可以跟隨電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具的振動(dòng)而彼此緊密接觸，從而，電子器件可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下得以冷卻。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具，包括包括轉(zhuǎn)子和靜子的電機(jī)；設(shè)置在所述電機(jī)的軸上的風(fēng)扇；包含所述電機(jī)的外殼；其特征在于，還包括一個(gè)熱輻射板，該熱輻射板由磁力固定在所述靜子上，并且在工作中由所述風(fēng)扇吸入的空氣穿過(guò)所述熱輻射板。
2.如權(quán)利要求1所述的工具，其中，所述熱輻射板包括金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的工具，其中，所述熱輻射板具有遵循所述轉(zhuǎn)子的線圈端的輪廓的形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的工具，其中，所述熱輻射板包括管狀部分。
5.如權(quán)利要求4所述的工具，其中，所述管狀部分包括鐵板。
6.如權(quán)利要求4所述的工具，其中，所述管狀部分形成杯狀形狀。
7.如權(quán)利要求1所述的工具，還包括炭刷部分，該炭刷部分適于由所述風(fēng)扇冷卻，并接合所述熱輻射板。
8.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，炭刷部分在外殼內(nèi)的吸入口和電機(jī)的換向器之間包括一個(gè)圓柱形的側(cè)壁，該圓柱形側(cè)壁包括一個(gè)朝向換向器逐漸變寬而朝向轉(zhuǎn)子的線圈端逐漸變窄的錐形部分。
9.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具，包括包括轉(zhuǎn)子和靜子的電機(jī)；設(shè)置在所述電機(jī)的軸上的風(fēng)扇；包含所述電機(jī)的外殼；其特征在于，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具還包括接合所述靜子的熱輻射板，在工作中由所述風(fēng)扇吸入的空氣穿過(guò)該熱輻射板；以及在所述熱輻射板上的電子器件。
10.如權(quán)利要求9所述的工具，其中，所述電子器件包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
11.如權(quán)利要求9所述的工具，其中，所述熱輻射板包括金屬。
12.如權(quán)利要求9所述的工具，其中，所述熱輻射板具有遵循所述轉(zhuǎn)子的線圈端的輪廓的形狀。
13.如權(quán)利要求9所述的工具，其中，所述熱輻射板包括彈性平板部分。
14.如權(quán)利要求13所述的工具，其中，所述電子器件設(shè)置在所述彈性平板部分和所述外殼內(nèi)設(shè)置的圓柱形的彈性肋之間。
15.如權(quán)利要求13所述的工具，其中，所述彈性平板部分具有角度θ。
16.如權(quán)利要求9所述的工具，其中，所述熱輻射板包括管狀部分。
17.如權(quán)利要求16所述的工具，其中，所述管狀部分包括一鐵板。
18.如權(quán)利要求16所述的工具，其中，所述管狀部分形成杯狀形狀。
19.如權(quán)利要求9所述的工具，還包括炭刷部分，該炭刷部分適于由所述風(fēng)扇冷卻，并接合所述熱輻射板。
20.如權(quán)利要求19所述的工具，其中，炭刷部分在外殼內(nèi)的吸入口和電機(jī)的換向器之間包括一個(gè)圓柱形的側(cè)壁，該圓柱形側(cè)壁包括一個(gè)朝向換向器逐漸變寬而朝向轉(zhuǎn)子的線圈端逐漸變窄的錐形部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具，其中，炭刷部分(8)被布置在吸入口(6)和電機(jī)的換向器(11)之間，并包括圓柱形的側(cè)壁(8a)。位于換向器(11)的外周上的該圓柱形側(cè)壁(8a)設(shè)置有錐形部分(8b)，該錐形部分(8b)向換向器(11)方向變寬而向轉(zhuǎn)子的線圈端(10)方向變窄。在炭刷部分(8)和線圈端(10)之間設(shè)置有一個(gè)熱輻射板(4)，該熱輻射板(4)由金屬制成并適于與炭刷部分(8)接合。
文檔編號(hào)H02K13/00GK1783644SQ20051012474
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者大森和博, 吉水智海, 渡邊雅范, 大津新喜, 齊藤琢磨, 根本俊之 申請(qǐng)人:日立工機(jī)株式會(huì)社