具有整合式印刷电路板设计的无刷直流电动机电动工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动工具，该电动工具具有整合式印刷电路板，该整合式印刷电路板减少了所述电动工具的内部绕线，并且为内部部件提供大量的空气流。在某些实施例中，所述整合式印刷电路板具有冲浪板形状，并且包括电动机控制单元和电源开关部件(场效应晶体管)。所述冲浪板式整合式印刷电路板设置在触发器的上方且在所述电机和驱动机构的下方。在某些实施例中，所述整合式印刷电路板具有圆环形，并且与电动机轴同轴设置。所述整合式印刷电路板可以设置在圆环形控制印刷电路板和所述电动机之间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有整合式印刷电路板设计的无刷直流电动机电动工具相关申请本申请要求申请日为2012年8月20日的美国临时申请N0.61/684，982和申请日为2013年3月15日的美国临时申请N0.13/841,246的优先权，在此通过引用合并其全部内容。
本专利技术涉及一种无刷电动机电动工具。
技术介绍
—般地，电动工具电动机分为两类:有刷电动机和无刷电动机。在有刷电动机中，由于转子的旋转，电动机刷形成和断开至电动机的电连接。在无刷电动机中，例如图1中的电动工具100，开关部件通过来自控制器的控制信号而有选择地打开和关闭，以有选择地应用来自电源的功率以驱动无刷电动机。电动工具100为无刷式锤钻，该无刷式锤钻包括具有手柄部分104和电动机壳体部分106的壳体102。电动工具100还包括输出单元107、扭矩设置刻度盘108、前进/倒退选择钮110、触发器112、电池接口 114以及光源116。图2中示出无刷式电动工具100的简化框图120，其中包括电源122(例如电池组)、场效晶体管(FETs) 124、电动机126、霍尔传感器128、电动机控制单元130、用户输入132以及其他部件133 (电池电量计、工作灯(LEDs)、电流/电压传感器等)。霍尔传感器128提供电动机信息反馈，如电动机旋转位置信息，电动机控制单元130可以使用这些反馈的信息以确定电动机的位置、电压和/或加速度。电动机控制单元130收到来自用户输入132的用户控制，例如通过按压触发器112或改变前进/倒退选择钮110。为了响应于电机信息反馈和用户控制，电机控制单元130传递控制信号以精确地控制FETs 124从而驱动电动机126。通过有选择地启动和关闭FETs 124，来自电源122的功率有选择地施加到电动机126上，以使得转子旋转。尽管未示出，电动机控制单元130和电动工具100的其他部件都电连接于电源122，以使得电源122为其提供功率。
技术实现思路
图2中简化示出的电动工具100的部件之间的连接。实际上，由于无刷电动工具的部件通过多个用于功率和控制信号的导线相互连接，因此电动工具100的线路更复杂。举例来说，FETs 124的每个FET连接于电动机126的末端，从电源到FETs 124的电源线包括正极导线和负极/接地导线等。此外，电源线可以具有大的容量规格/直径以处理增大的电流，进一步地占据电动工具壳体102内有限的空间。综上，无刷电动工具的部件之间的多种相互连接可以导致电动工具壳体内复杂的线路状况，而壳体内留给这些线路的空间却是有限的。本申请的实施方式涉及具有无刷电动机的电动工具的部件布局。更具体地，实施方式涉及所述电动工具的壳体内无刷电动工具的多种印刷电路板和电子器件的设置。所述电动工具的布局包括多个设计注意事项，例如尺寸、重量和形状以保证用户舒适地操作所述工具。无刷电动工具的部件和导线的有效布局使得电动工具更加紧凑，简化了工具的装配，提高了温度控制(例如由于提高了空气流动)以及其他有益效果。在一种实施方式中，本专利技术提供一种电动工具，该电动工具包括壳体和设置在所述壳体中的无刷直流电动机。所述无刷直流电动机包括转子和定子，其中，所述转子连接于电动机轴以产生旋转输出。所述电动工具还包括固定于所述无刷直流电动机的一端的散热器和整合式印刷电路板(PCB)，该整合式印刷电路板具有霍尔传感器、电源开关部件以及通孔。所述整合式印刷电路板固定于所述散热器，并且所述电动机轴延伸穿过所述散热器的所述通孔。所述电动工具还包括控制印刷电路板，该控制印刷电路板具有电动机控制单元，该电动机控制单元接收来自所述霍尔传感器的电动机的位置信息，并且控制所述电源开关部件以驱动所述无刷直流电动机。在本专利技术的另一实施方式中，提供一种电动工具，该电动工具包括壳体和设置在所述壳体中的无刷直流电动机。该无刷直流电动机包括转子和定子，其中，所述转子连接于电动机轴以产生旋转输出。所述电动工具还包括输出单元、整合式印刷电路板以及控制电路板。所述输出单元连接于所述电动机轴的以提供所述壳体外侧的旋转输出。所述整合式印刷电路板包括霍尔传感器、电源开关部件以及通孔，其中，所述结合印刷电路板设置在所述无刷直流电动机和所述输出单元之间，并且其中，所述电动机轴延伸穿过所述通孔。所述控制印刷电路板包括电动机控制单元，该电动机控制单元接收来自所述霍尔传感器的电动机位置信息并且控制所述电源开关部件以驱动所述无刷直流电动机。在本专利技术的另一个实施方式中，提供一种电动工具，该电动工具包括具有手柄部分和电动机壳体部分的壳体和设置在所述电动机壳体部分中的无刷直流电动机。所述无刷直流电动机包括转子和定子，其中，所述转子连接于电动机轴以产生旋转输出。所述电动工具还包括整合式印刷电路板，该整合式印刷电路板具有暴露在所述壳体中的部件，该部件包括电动机控制单元和电源开关部件。所述整合式印刷电路板设置在所述手柄部分和所述无刷直流电动机之间，并且所述电动机控制单元控制所述电源开关部件以驱动所述无刷直流电动机。所述电动工具还包括设置在所述无刷直流电动机后端的风扇。该风扇通过所述无刷直流电动机能够旋转以在所述壳体内产生冷却空气流，以冷却所述整合式印刷电路板的部件。通过结合附图和详细的描述将清楚本专利技术的其他方面。【附图说明】图1是示出无刷电动工具的图；图2是无刷电动工具的框图；图3A、图3B和图4提供了图1中的无刷电动工具的其他视图；图5是示出霍尔传感器板的图；图6至图7是具有冲浪板式的整合式印刷电路板的无刷电动工具的图；图8A至图8C提供冲浪板式的整合式印刷电路板的其他视图；图9至图11是示出另一个具有冲浪板式的整合式印刷电路板的无刷电动工具的图；图12至图14是示出另外一个具有冲浪板式的整合式印刷电路板的无刷电动工具的图；图15是示出具有圆环图式的整合式印刷电路板的无刷电动工具的图；图16A至图16B是示出图15中的电动工具的圆环图式的整合式结合印刷电路板的图；图17A至图17B是示出图15中的电动工具的结合的霍尔电路板和场效晶体管电路板的图；图18A至图18B示出印刷电路板堆栈的结合控制印刷电路板的图；图19A至图19G是示出将霍尔电路板和场效晶体管电路板以及散热器连接至无刷电动机的过程的图；图20是示出用于无刷电动机的绕线工艺的图；图21是示出与无刷电动工具一起使用的另一结合的霍尔印刷电路板和场效晶体管电路板的图；图22A至图22C是示出图15中的无刷电动工具上用于控制印刷电路板的可选择的位置的图。【具体实施方式】在详细描述本专利技术的任何实施方式之前，应当理解的是本专利技术并不局限于本申请中下面的描述或附图中所公开地部件的布置和结构。本专利技术能够是其他的实施方式并且以多种方式实践或实施。图3A中示出图1中的无刷电动工具100的剖视图，图3b示出电动工具100的挑选出来的部件。电动工具100包括用于电动工具100的多个部件的单独的印刷电路板(PCB)。更具体地，电动工具100包括控制印刷电路板(PCB) 136、电源PCB138、前进/倒退PCB140、霍尔传感器PCB142以及发光二极管(LED)PCB144。图3A中还示出了驱动机构148和散热风扇149，驱动机构148用于将电动机126的旋转输出传递至输出单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具，其中，包括：壳体；无刷直流电动机，该无刷直流电动机设置在所述壳体中，并且具有转子和定子，其中所述转子连接于电动机轴以产生旋转输出；散热器，该散热器固定于所述无刷直流电动机的一端；整合式印刷电路板，该整合式印刷电路板具有霍尔传感器、电源开关部件以及通孔，其中，所述整合式印刷电路板连接于所述散热器，并且其中，所述电动机轴延伸穿过所述通孔；以及控制印刷电路板，该控制印刷电路板具有电动机控制单元，该电动机控制单元接收来自所述霍尔传感器的电动机的位置信息，并且控制所述电源开关部件以驱动所述无刷直流电动机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·梅格勒，M·科尔登，W·E·切克，M·P·怀克勒德特，A·T·拜尔勒，
申请(专利权)人：AC澳门离岸商业服务有限公司，
类型：新型
国别省市：中国澳门;82