CN112638589A - 动力工具 - Google Patents

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Abstract

公开了一种动力工具(1)，包括：电动马达(3)，配置成向动力工具(1)的工具(5)提供动力；电源装置(7、9)，配置成向电动马达(3)供电；以及空气冷却路径(11，11’)，延伸经过电动马达(3)的至少部分和电源装置(7、9)的至少部分以便当空气流过该空气冷却路径(11，11’)时冷却电动马达(3)和电源装置(7、9)。动力工具(1)还包括风扇(13)，该风扇布置在电动马达(3)和电源装置(7、9)之间的空气冷却路径(11、11’)中。风扇(13)配置成产生在从电动马达(3)朝向电源装置(7、9)的流动方向(d)上穿过空气冷却路径(11、11’)的空气流。

Description

动力工具
技术领域
本公开涉及动力工具。更具体地，本发明涉及一种电驱动手持式动力工具。
背景技术
目前，市场上有很多种动力工具。例如链锯、圆锯、修剪器、树篱修剪器、草坪割草机、多用途工具、钻头等。这些动力工具用在例如工业、建筑、花园、家务劳动以及房屋周围，以为了实现驱动紧固件、钻孔、切割、成形、磨砂、研磨、布线、抛光、喷漆、加热等目的。
动力工具的共同特征是它们包括可以由动力源驱动而不仅仅靠手工劳动驱动的工具。目前，许多动力工具包括配置成向工具提供动力的电动马达。与内燃机相比电动马达具有一些优点，特别是在排放等级、效率、噪音等级、重量等方面。一些电驱动动力工具包括电池，并且一些动力工具包括用于将动力工具连接到电源的电连接部。为了满足消费者和专业使用者的需求，许多动力工具都配备有大功率电动马达，这种电动马达需要大功率电源装置，例如控制单元和电池。诸如电动马达和电源装置的电气部件在运行过程中会产生热量，而当功率等级高时会产生更多热量。为了获得可靠的动力工具，并且为了允许一定的操作时间，优选将该热量从电气部件转移。
与动力工具相关的常见问题是操作可靠性和操作过程中产生的噪音等级。此外，一般来说，在当今的消费市场上，如果诸如动力工具等产品具有适合于以成本有效的方式制造和组装的条件和/或特征，则这种产品是有优势的。
发明内容
本发明的目的是克服或至少缓解上述问题和缺点中的至少一些。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种手持式动力工具实现，该手持式动力工具包括：电动马达，配置成向动力工具的工具提供动力；电源装置，配置成向电动马达供电；空气冷却路径，延伸经过电动马达的至少部分和电源装置的至少部分以便当空气流过该空气冷却路径时冷却电动马达和电源装置；以及风扇，布置在电动马达和电源装置之间的空气冷却路径中，其中该风扇配置成产生沿从电动马达朝向电源装置的流动方向穿过空气冷却路径的空气流。
由于风扇配置成产生沿从电动马达朝向电源装置的流动方向穿过空气冷却路径的空气流，因此提供了电动马达和电源装置的有效冷却。其进一步的结果是，提供了一种更可靠的动力工具，并且允许电动马达和电源装置在高功率等级下运行而不会变得过热。
在动力工具的操作过程中，电动马达可能是产生最多热量的部件。然而，由于风扇配置成产生沿从电动马达朝向电源装置的流动方向的空气流，因此将会最有效地冷却电动马达。这是因为电动马达是使用未加热的环境空气来进行冷却的。因此，由于风扇配置成产生沿从电动马达朝向电源装置的流动方向的空气流，因此允许电动马达在高功率等级下运行而不会变得过热。
此外，由于风扇布置在电动马达和电源装置之间的空气冷却路径中，因此风扇在动力工具中定位在受到更多保护从而不被进入空气冷却路径的物体卡住的位置处。因此，作为进一步的结果，提供了使动力工具更可靠的条件。
此外，由于风扇布置在电动马达和电源装置之间的空气冷却路径中，因此能够以更有效的方式衰减风扇产生的噪声。因此，为动力工具提供了在操作期间产生较少噪音的条件。
此外，由于动力工具包括空气冷却路径，并且由于风扇布置在电动马达和电源装置之间的空气冷却路径中，因此提供了具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的动力工具。
因此，提供了一种克服或至少缓解上述问题和缺点中的至少一些的手持式动力工具。其结果是，实现了上述目的。
可选地，电动马达布置成向风扇提供动力。其结果是，提供了一种具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的动力工具，这部分地是因为不再需要单独的风扇马达。此外，为具有低重量的紧凑型动力工具提供了条件。
可选地，风扇布置在电动马达的马达轴上。其结果是，提供了一种具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的动力工具。此外，为具有低重量的紧凑型动力工具提供了条件。
可选地，空气冷却路径包括在电动马达上游的至少一个入口和在电源装置下游的至少一个出口。因此，由于能以有效的方式引导空气通过和/或经过这些部件，所以可提供电动马达和电源装置的进一步的有效冷却。
可选地，电动马达包括马达外壳，并且其中空气冷却路径的至少一部分延伸穿过马达外壳。因此，提供了电动马达的更进一步的有效冷却。其进一步的结果是，提供了一种更可靠的动力工具，其中允许电动马达以更高的功率等级运行而不会变得过热。
可选地，电动马达包括导体绕组，并且其中空气冷却路径的至少一部分延伸穿过导体绕组。导体绕组是电动马达的在运行过程中会产生大量热量的部件。由于空气冷却路径的至少一部分延伸穿过导体绕组，因此提供了导体绕组的有效冷却。其进一步的结果是，提供了一种更可靠的动力工具，其中允许电动马达以更高的功率等级运行而不会变得过热。
可选地，电动马达包括布置成围绕马达轴线旋转的马达轴，并且其中由风扇产生的空气流在电动马达位置处穿过空气冷却路径的流动方向基本平行于马达轴线延伸。因此，提供了电动马达的有效冷却，同时为具有低重量的紧凑型动力工具提供了条件。
可选地，电源装置包括电池。因此，提供了一种对使用者友好的动力工具，使得动力工具的电池有效地冷却。
可选地，电源装置包括控制单元，该控制单元配置成选择性地向电动马达供电。因此，提供了一种动力工具，使得动力工具的控制单元有效地冷却。
可选地，动力工具包括容纳电源装置的壳体，并且其中壳体形成空气冷却路径的界定表面的至少部分。因此，提供了一种动力工具，使得动力工具的部件有效地冷却，并且具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。
可选地，至少一个入口和/或至少一个出口由壳体上的开口形成。因此，提供了一种具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的动力工具。
可选地，壳体还容纳电动马达和风扇。因此，提供了一种动力工具，使得动力工具的部件有效地冷却，并且具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。
可选地，动力工具包括至少一个壁，该至少一个壁布置成阻止空气从风扇的出口部分再循环到风扇的入口部分。因此，空气在泵送损失更低的情况下以更有效的方式被泵送通过空气冷却路径，从而提供了一种以成本和能量有效的方式进一步有效地冷却的电动马达和电源装置。
可选地，该至少一个壁是壳体的壁。因此，提供了一种动力工具，使得其部件有效地冷却，并且具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。
可选地，动力工具是包括至少一个手柄部分的手持式动力工具。因此，提供了一种可靠的手持式动力工具，使得其部件有效地冷却。此外，提供了一种具有在使用过程中产生较低噪音的条件的手持式动力工具。此外，提供了一种具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的手持式动力工具。
当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。
附图说明
根据以下详细描述和附图中讨论的示例性实施方式，将容易理解本发明的各个方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1示出了根据一些实施方式的动力工具；以及
图2示出了图1所示的动力工具的壳体的截面。
具体实施方式
现在将更全面地描述本发明的各个方面。相同的附图标记始终表示相同的元件。为了简洁和/或清楚起见，不必详细描述公知的功能或构造。
图1示出了根据一些实施方式的动力工具1。根据所示的实施方式，动力工具1是修剪器。动力工具1包括呈修剪器头形式的工具5。应当理解，所示的动力工具1构成本发明的示例性实施方式，本发明仅由所附权利要求限定。因此，根据本文的实施方式，动力工具1可以是除修剪器之外的另一种类型的动力工具，例如链锯、圆锯、多用途工具、树篱修剪器、钻孔机、草坪割草机等。此外，应当理解，根据这些实施方式，本文所提到的工具可以例如包括切割链、锯片、切割单元、钻头等。
动力工具1是电驱动动力工具1。动力工具1包括壳体23，并且如本文进一步所解释的，动力工具1包括布置在壳体23中的电动马达。此外，根据所示的实施方式，动力工具1包括布置在壳体23中的电池。电动马达布置成使用来自电池的电力来为工具5提供动力。根据所示的实施方式，动力工具1包括在工具5和壳体23之间延伸的细长主体2。动力工具1包括延伸穿过细长主体2的轴，其中该轴布置成将动力从电动马达传递到工具5。
根据所示的实施方式，动力工具1包括布置成由使用者的一只手抓握的第一手柄部分29和布置成由使用者的另一只手抓握的第二手柄部分29’。第一手柄部分29包括安全开关6，该安全开关布置成由使用者的手掌按压。此外，动力工具1的第一手柄部分29包括节流杆8。根据所示的实施方式，节流杆8布置成由使用者的一根或多根手指按压。节流杆8允许使用者控制由动力工具1的电动马达输出的动力。
图2示出了图1所示的动力工具1的壳体23的截面。在图2中，该截面在如下平面中形成：该平面包括动力工具的电动马达3的马达轴线am。电动马达3包括布置成绕马达轴线am旋转的马达轴15。如上所述，电动马达3配置成向动力工具的工具提供动力。根据所示的实施方式，电动马达3是无刷DC电动马达，也称为电子整流马达(ECM，EC马达)，或同步DC马达。动力工具还包括配置成向电动马达3供电的电源装置7、9。根据所示的实施方式，电源装置7、9包括电池7和控制单元9。控制单元9配置成选择性地向电动马达3供电。也就是说，根据所示的实施方式，控制单元9布置成以节流杆8控制的量从电池7向电动马达3供电，如图1所示。电池7可以例如包括锂离子电池。
动力工具1包括空气冷却路径11、11’，该空气冷却路径延伸经过电动马达3的至少部分和电源装置7、9的至少部分，以便当空气流过空气冷却路径11、11’时冷却电动马达3和电源装置7、9。动力工具1包括风扇13，该风扇布置在电动马达3和电源装置7、9之间的空气冷却路径11、11’中。根据所示的实施方式，风扇13是布置在电动马达3的马达轴15上的轴流式风扇。因此，根据这些实施方式，电动马达3布置成向风扇13提供动力，即使风扇13旋转。风扇13配置成产生沿从电动马达3朝向电源装置7、9的流动方向d穿过空气冷却路径11、11’的空气流。以此方式，如本文进一步所解释，向电动马达3和电源装置7、9提供有效的冷却。
根据所示的实施方式，壳体23容纳电源装置7、9，电动马达3以及风扇13。此外，壳体23限定并界定空气冷却路径11、11’的至少部分，并形成空气冷却路径11、11’的界定表面25的至少部分。空气冷却路径11、11’包括第一入口17和第二入口17’，每个入口均布置在电动马达3的上游。第一入口17和第二入口17’各自由壳体23中的开口形成。此外，根据所示的实施方式，空气冷却路径11、11’包括第一出口19和第二出口19’，每个出口均布置在电源装置7、9的下游。第一出口19还在图1中示出。此外，第一出口19和第二出口19’各自由壳体23中的开口形成。由于壳体23容纳风扇13，并且由于风扇13布置在电动马达3和电源装置7、9之间的空气冷却路径11、11’中，因此以有效的方式使风扇13产生的噪声衰减。
电动马达3包括马达外壳20和导体绕组21。根据所示的实施方式，空气冷却路径11、11’的一些部分延伸穿过马达外壳20并穿过导体绕组21。此外，如图2中示出空气冷却路径11、11’的虚线所示，空气冷却路径11、11’的一部分也可以围绕马达外壳20延伸。以此方式，由于空气可以流过马达外壳20、流过导体绕组21以及流过马达外壳20周围，因此以有效的方式冷却了电动马达3。
从图2可以理解，在动力工具的操作过程中，风扇13将在壳体23的容纳电动马达3的第一壳体部分23’的内部体积中产生低于周围大气压力的压力。其结果是，环境空气将流入第一入口17和第二入口17’，通过电动马达3以及电动马达周围朝向风扇13流动。空气从风扇13被推向电源装置7、9。因此，风扇13将在壳体23的容纳电源装置7、9的第二壳体部分23”的内部体积中产生高于周围大气压力的压力。第二壳体部分23”中的较高压力将迫使空气流出第一出口19和第二出口19’。
根据所示的实施方式，动力工具1包括壁27，这些壁布置成阻止空气在壳体23内从风扇13的出口部分13”再循环到风扇13的入口部分13’。这些壁27基本上从风扇13径向延伸，并在风扇13径向外侧的位置处将第一壳体部分23’的内部体积相对于第二壳体部分23”的内部体积密封。以此方式，空气在泵送损失更低的情况下以更有效的方式被泵送通过空气冷却路径11、11’。根据所示的实施方式，这些壁27是壳体23的内壁。因此，能够以简单的方式组装动力工具，并且为以成本有效的方式制造动力工具提供了条件。
如图2所示，根据所示的实施方式，空气冷却路径11、11’被壳体23的内壁31分成第一空气冷却路径部分11和第二空气冷却路径部分11’。因此，根据所示的实施方式，壳体包括壁27、31，这些壁在一些方向上阻挡空气而在其他方向上引导空气。第一空气冷却路径部分11延伸通过电池7的一些部分，而第二空气冷却路径部分11’延伸通过控制单元9的一些部分。因此，在动力工具的操作期间，一些空气从风扇13通过第一空气冷却路径部分11被推向第一出口19和/或第二出口19’，而一些空气从风扇13通过第二空气冷却路径部分11’被推向第一出口19和/或第二出口19’。以此方式，电池7和控制单元9分别被有效地冷却。
从以上可以理解，即使指示第二空气冷却路径部分11’的虚线通过第二出口19’引出，流过第二空气冷却路径部分11’的空气也可以经由第一出口19从壳体23流出。
此外，根据所示的实施方式，由风扇13产生的空气流在电动马达3位置处穿过空气冷却路径11、11’的流动方向d基本平行于马达轴线am延伸。该流动方向d可以是风扇13产生的空气流穿过电动马达3位置处的空气冷却路径11、11’的平均流动方向d。本文使用的术语“基本平行于”是指马达轴线am和流动方向d之间的角度小于10度。
应当理解，上述内容是各种示例性实施方式的说明，并且本发明仅由所附权利要求限定。本领域技术人员将认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以修改示例性实施方式，并且可以组合示例性实施方式的不同特征以创建除本文描述的实施方式之外的实施方式。
如本文所用的，术语“包括”或“包含”是开放式的，并且包括一个或多个所陈述的特征、元件、步骤、部件或功能，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件、功能或其组合。

Claims (15)

1.一种手持式动力工具(1)，包括：
-电动马达(3)，配置成向所述动力工具(1)的工具(5)提供动力，
-电源装置(7、9)，配置成向所述电动马达(3)供电，
-空气冷却路径(11、11’)，延伸经过所述电动马达(3)的至少部分和所述电源装置(7、9)的至少部分，以便当空气流过所述空气冷却路径(11、11’)时冷却所述电动马达(3)和所述电源装置(7、9)，以及
-风扇(13)，布置在所述电动马达(3)和所述电源装置(7、9)之间的所述空气冷却路径(11、11’)中，
其中，所述风扇(13)配置成产生在从所述电动马达(3)朝向所述电源装置(7、9)的流动方向(d)上穿过所述空气冷却路径(11、11’)的空气流。
2.根据权利要求1所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电动马达(3)布置成向所述风扇(13)提供动力。
3.根据权利要求2所述的手持式动力工具(1)，其中，所述风扇(13)布置在所述电动马达(3)的马达轴(15)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述空气冷却路径(11、11’)包括位于所述电动马达(3)上游的至少一个入口(17、17’)和位于所述电源装置(7、9)下游的至少一个出口(19、19’)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电动马达(3)包括马达外壳(20)，并且其中，所述空气冷却路径(11、11’)的至少一部分延伸穿过所述马达外壳(20)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电动马达(3)包括导体绕组(21)，并且其中，所述空气冷却路径(11、11’)的至少一部分延伸穿过所述导体绕组(21)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电动马达(3)包括布置成围绕马达轴线(am)旋转的马达轴(15)，并且其中，由所述风扇(13)产生的空气流在所述电动马达(3)的位置处穿过所述空气冷却路径(11、11’)的流动方向(d)基本平行于所述马达轴线(am)延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电源装置(7、9)包括电池(7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述电源装置(7、9)包括控制单元(9)，所述控制单元配置成选择性地向所述电动马达(3)供电。
10.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括容纳所述电源装置(7、9)的壳体(23)，并且其中，所述壳体(23)形成所述空气冷却路径(11、11’)的界定表面(25)的至少部分。
11.根据权利要求4和10所述的手持式动力工具(1)，其中，所述至少一个入口(17、17’)和/或所述至少一个出口(19、19’)由所述壳体(23)中的开口形成。
12.根据权利要求10或11所述的手持式动力工具(1)，其中，所述壳体(23)还容纳所述电动马达(3)和所述风扇(13)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括至少一个壁(27)，所述至少一个壁布置成阻碍空气从所述风扇(13)的出口部分(13”)再循环到所述风扇(13)的入口部分(13’)。
14.根据权利要求10和13所述的手持式动力工具(1)，其中，所述至少一个壁(27)是所述壳体(23)的壁。
15.根据前述权利要求中任一项所述的手持式动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)是包括至少一个手柄部分(29、29’)的手持式动力工具(1)。
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