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电动工具的制作方法

专利查询2月前  10

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1.本披露内容涉及电动工具,并且更具体地涉及用于电动工具的电动马达。


背景技术:

2.例如钻孔机和锤钻的许多电动工具包括支撑在工具壳体内的电动马达。这种电动马达通常包括在固定定子内旋转的转子,气隙将转子与定子分开。典型地,出于磁性原因,气隙被最小化。然而,更紧密的气隙可能提高以下情况的可能性:如果零件未对准,转子将撞击或摩擦周围的定子。所导致的摩擦可能会不期望地升高工作温度并产生其他问题。
3.为了降低转子撞击定子的可能性,许多马达使用直接由定子支撑的端帽,这些端帽还支撑转子轴承,转子轴承用于可旋转地支撑转子的转子轴。但是,这种布置可能增加电动工具的总长度,因为这种马达典型地被两个蛤壳式壳体半部完全封围,这两个壳体半部必须容纳所增加的端帽长度。
4.替代性地,许多电动工具包括由例如蛤壳式壳体半部制成的壳体,该壳体直接支撑转子轴承中的一个或多个转子轴承,由此排除了对端帽的需要。在这种电动工具中,定子也典型地直接由壳体支撑。尽管这种布置可以减小电动工具的总长度,但是难以将塑料壳体模制得刚好使得转子的轴线与定子的轴线对准。由此,转子撞击定子的可能性大大提升。


技术实现要素:

5.本披露内容一方面提供了一种电动工具,该电动工具包括壳体和支撑在该壳体中的电动马达。壳体包括限定了后开口的主壳体部分。电动马达包括支撑转子组件以使其绕马达轴线旋转的输出轴。电动马达还包括包围转子组件的定子组件、以及后端帽。后端帽支撑后马达轴承,该后马达轴承在后端处可旋转地支撑该输出轴。后端帽的一部分搁置在后开口中以关闭后开口。
6.本披露内容另一方面提供了一种电动工具,该电动工具包括壳体、支撑在该壳体中的电动马达、以及联接至该电动马达的端帽。壳体包括限定了后开口的主壳体部分。电动马达包括支撑转子组件以使其绕马达轴线旋转的输出轴、包围该转子组件的定子组件、以及附连至该定子组件的端帽。端帽支撑马达轴承,该马达轴承在邻近后开口的后端处可旋转地支撑该输出轴。端帽的一部分搁置在后开口中以关闭后开口。
7.本披露内容另一方面提供了一种电动工具,该电动工具包括壳体和支撑在该壳体中的电动马达。该壳体包括限定了手柄和后开口的主壳体部分。电动马达包括支撑转子组件以使其绕马达轴线旋转的输出轴、包围该转子组件的定子组件、以及后端帽。该后端帽定位在定子组件的后轴向端处,并且支撑后马达轴承,该后马达轴承在后端处可旋转地支撑该输出轴。该后端帽通过长形紧固件联接至定子组件以使转子组件相对于定子组件居中。后端帽的一部分搁置在后开口中以关闭后开口。
8.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
9.图1a和图1b是根据一个实施例的锤钻的透视图。
10.图2a是沿图1a中的线2a-2a截取的图1a的锤钻的截面视图。
11.图2b是沿图1a中的线2b-2b截取的图1a的锤钻的截面视图。
12.图3和图4是图1a的锤钻的部分分解透视图。
13.图5a和图5b是展示了图1a的锤钻的电动马达的透视图。
14.图6a和图6b是图5a的马达的部分分解透视图。
15.图7a和图7b是展示了根据另一实施例的图1a的锤钻的电动马达的透视图。
16.图8是沿图7a中的线88截取的图7a的马达的截面视图。
17.图9a和图9b是图7a的马达的部分分解透视图。
18.在详细解释本实用新型的任何实施例之前,应该理解的是,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方式来实践或执行。还应理解的是,本文使用的措辞和术语是出于说明的目的,而不应被视为是限制性的。
具体实施方式
19.图1a和图1b展示了电动工具10,该电动工具包括具有主壳体部分14的壳体12,在所展示的实施例中,该主壳体部分由蛤壳式壳体半部14a和14b形成(图2b),电动马达28容纳在这两个壳体半部中(图2a)。参考图5a至图6b,马达28包括可旋转的转子组件44,该转子组件被固定的定子组件46包围。转子组件44附连至可旋转的输出轴30,该输出轴进而在其一个端部处被后马达轴承58可旋转地支撑。电动工具10还包括由定子组件46直接支撑的后端帽18,该后端帽还限定了后轴承窝56,该后轴承窝接纳并固持后马达轴承58。由此,如在下文更详细讨论的,后端帽18直接使得转子组件44相对于定子组件46居中,由此降低了转子44变得与定子组件46未对准并且不期望地在马达28工作期间撞击定子组件46的可能性。
20.此外,后端帽18还形成外部工具壳体12的一部分。参考图3和图4,主壳体部分14在电动工具10的后端处限定后开口42。后端帽18搁置在后开口42中并且填充后开口,以关闭壳体12并且封围容纳在其中的部件(例如马达28等)。由于主壳体部分14本身不封围后端帽18,如通常在许多典型的电动工具中所做的那样,此类布置与那种现有技术电动工具相比减少了电动工具10的总长度。此外,虽然其他常规现有技术电动工具设计替代地用工具壳体本身来支撑后马达轴承,但与那种现有技术电动工具相比,电动工具10通过避免对电动工具壳体的困难模制的需要而具有了改进的可制造性。
21.再次参考图1a和图1b,在所展示的实施例中,电动工具10包括呈锤钻10形式的钻孔工具。然而,应该注意的是,上述披露内容也适用于其他类型的电动工具,例如其他钻孔工具(例如钻孔机、冲击钻、和/或类似物)、冲击工具(例如冲击起子、和/或类似物)、往复式电动工具、磨削工具、便携式电动锯、和/或类似物。除主壳体部分14和后端帽18之外,壳体12还包括前壳体部分16,该前壳体部分联接至主壳体部分14(例如通过多个紧固件)。主壳体部分14包括可以由操作锤钻10的使用者抓握的手柄20。如上所述,在所展示的实施例中,主壳体部分14由互相配合的蛤壳式半部14a和14b限定(图2b)。前壳体部分16和后端帽18是单一本体。所展示的锤钻10进一步包括第二手柄22,该第二手柄联接至由主壳体部分14限
定的第二手柄安装部24(图3)。第二手柄22可以被弹性体外模覆盖。在其他实施例(未示出)中,手柄20和第二手柄22中的一者或两者可以省略。可用电池组(未示出)来操作锤钻10,该电池组可移除地联接至电池接收座26,该电池接收座位于主壳体部分14的底端处(即大体在手柄20下方)。
22.再次参考图2a和图2b,当电池组联接至电池接收座26时,电动马达28从电池组接收电力。所展示的马达28是无刷直流(“bldc”)马达28,并且输出轴30可绕轴线32旋转。风扇34联接至输出轴30(例如经由花键连接)、邻近马达28的后端。
23.在一些实施例中,锤钻10可以包括电源线,用于将马达28电连接至ac电源。然而,电池组是给锤钻10供电的优选手段,因为无线锤钻可以有利地在其他电源不可用的地点使用。
24.继续参考图2a,锤钻10进一步包括联接至马达输出轴30的齿轮组件36以及联接至齿轮组件36的输出端的驱动组件38。齿轮组件36可以以许多不同方式中的任一种方式配置以在输出轴30与驱动组件38的输入端之间提供减速。
25.驱动组件38包括从前壳体部分16延伸的主轴40,工具元件(例如钻头;未示出)可以联接至该主轴以在工件上执行工作。当锤钻10以“锤钻”模式工作时,驱动组件38被配置成选择性地将马达28和齿轮组件36提供的连续的旋转力或扭矩的一部分转换成冲击力或转换成间歇施加给主轴40的轴向力,当工具元件压靠在工件上时,该冲击力或轴向力被施加到工件。
26.图5a至图6b展示了马达28,该马达包括附连至输出轴30的转子组件44、包围转子组件44的定子组件46、风扇34、印刷电路板(pcb)组件48、以及后端帽18。如上所述,后端帽18限定接纳后马达轴承58的后轴承窝56。在所展示的实施例中,马达28还包括前端帽50,该前端帽限定接纳前马达轴承54的前轴承窝52。前马达轴承54和后马达轴承58可旋转地支撑输出轴30以使其绕轴线32旋转。在其他实施例(未示出)中,前端帽可以省略,并且前马达轴承54可以替代地被锤钻的另一部件(例如齿轮箱、单独的前轴承护圈、壳体12的一部分或任何其他结构)支撑。
27.后端帽18经由紧固件60(例如长形螺钉)联接至前端帽50,这些紧固件延伸穿过后端帽18上形成的孔口62,并且拧紧到前端帽50上形成的对应的螺纹式孔口64中。孔口62从马达28的后端插入到后端帽18上的孔口62中,并且然后拧紧到前端帽50上的螺纹式孔口64中。紧固件60还延伸穿过在定子组件46的外周表面68上形成的轴向凹槽66,并且与凹槽66接合以防止前端帽50和后端帽18相对于定子组件46旋转。
28.参考图3和图4,如前所述,主壳体部分14在锤钻10的后端处限定后开口42。后端帽18搁置在后开口42中并且填充后开口,以关闭壳体12并且封围容纳在其中的部件(例如马达28、齿轮组件36等)。由于主壳体部分14本身不封围后端帽18,如通常在许多典型的锤钻中所做的那样,此类布置与那种现有技术锤钻相比减少了锤钻10的总长度。例如,在所展示的实施例中,锤钻10包括从前端到后端的大约8.1英寸的长度。并且,马达10包括从前端帽50到后端帽18的大约2.8英寸的长度。
29.后端帽18不直接附接至主壳体部分14,而是替代地经由如上所述的紧固件60直接紧固至马达28的前端帽50。以此方式,紧固件60将前端帽50和后端帽18附连至定子组件46。由此,前端帽50和后端帽18直接使得转子组件44相对于定子组件46居中,由此降低了转子
44变得与定子组件46未对准并且不期望地在马达28工作期间撞击定子组件46的可能性。作为马达28的部件的后端帽18也形成外部工具壳体12的一部分,但是不需要与主壳体部分14上形成的任何安装特征(例如螺钉孔)对准。替代地,后端帽18简单地搁置在或“漂浮”在后开口42中(图3)并且关闭后开口42。这改进了锤钻10的制造公差,并且简化了马达28、齿轮组件36与驱动组件38的对准过程。
30.参考图2a和图2b,主壳体部分14包括用于在其中支撑马达28的安装特征。特别地,主壳体部分14包括向内突出的环形肋部70(图2a),这些肋部邻接后端帽18以相对于主壳体部分14轴向地限制后端帽18和马达28。此外,主壳体部分14还包括轴向延伸的肋部72(图2b),这些肋部与定子组件46的外周表面68接合以将马达28支撑在主壳体部分14中,并且防止马达28相对于该主壳体部分旋转。
31.参考图2a和图4,齿轮组件36搁置在齿轮箱74内,该齿轮箱支撑在主壳体部分14中。前端帽50联接至齿轮箱74以进一步轴向地支撑锤钻10内的马达28。
32.图7a至图9b展示了根据另一实施例的电动马达28’,该电动马达可以结合到上文参考图1a至图6b所描述的锤钻10中。与上文所描述的马达28的特征和元件相对应的马达28’的特征和元件被标上相同的附图标记,并附加一个撇号。
33.电动马达28’包括附连至输出轴30’的转子组件44’、包围转子组件44’的定子组件46’、风扇34’、印刷电路板(pcb)组件48’、前端帽50’以及后端帽18’。前端帽50’限定接纳前马达轴承54’的前轴承窝52’,而后端帽18’限定接纳后马达轴承58’的后轴承窝56’。前马达轴承54’和后马达轴承58’可旋转地支撑输出轴30’以使其绕轴线32’旋转。
34.与上文关于马达28的描述非常类似的是,前端帽50’和后端帽18’经由在端帽50’与18’之间延伸的紧固件60’(例如长形螺钉)彼此联接。然而,与上文所描述的不同,紧固件60’延伸穿过前端帽50’上形成的孔口62’并且拧紧到后端帽18’上形成的对应的螺纹式孔口64’中。紧固件60’从马达28’的前端插入到前端帽50’上的孔口62’,并且然后拧紧到后端帽18’上的螺纹式孔口64’中。紧固件60’还延伸穿过在定子组件46’的外周表面68’上形成的轴向凹槽66’,并且与凹槽66’接合以防止前端帽50’和后端帽18’相对于定子组件46’旋转。
35.在所展示的实施例中,马达28’包括从前端帽50’到后端帽18’的大约2.6英寸的长度。与上文所描述的马达28类似,马达28’被配置成使得后端帽18’形成外部工具壳体的一部分,或换言之,当马达28’被组装到例如上文所描述的锤钻10的电动工具中时,该后端帽不被封围在单独的工具壳体中。这提供了与上文关于锤钻10所描述的相同的优点,即,减小了电动工具总长度的同时改进了转子组件44’相对于定子组件46’的居中,并且改进了电动工具的壳体的可制造性。
36.在以下的权利要求中阐述了本实用新型的多种不同特征。

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