ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИЛОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
ELECTRIC POWER DRIVES

Уровень техники изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электрическим силовым инструментам. Конкретнее, настоящее изобретение относится к электрическим силовым инструментам, в которых выходная мощность двигателя может регулироваться переключающими устройствами.
Описание предшествующего уровня техники
Например, уже известен фасонно-фрезерный станок (электрический силовой инструмент), имеющий переключающее устройство. Как показано на фиг.6(А), в фасонно-фрезерном станке используется в качестве переключающего устройства триак (двунаправленный тиристор). Триак 101 может регулировать токи, подаваемые к двигателю, тем самым регулируя выходную мощность двигателя. Триак 101 состоит из полупроводникового кристалла 102, который расположен в алюминиевом корпусе 105. Кристалл 102 размещен так, что его поверхность или вывод МТ2 (фиг.6(В)) соприкасается с нижней поверхностью корпуса 105. Напротив, оставшиеся поверхности кристалла 102 покрыты покрывающим элементом 103. Кроме того, триак 101 имеет вывод МТ1 и управляющий (G) вывод. Эти выводы подсоединены к проводящим частям монтажной платы 104 посредством подводящих проводов 104. В переключающем устройстве корпус 105 может действовать как часть вывода МТ2 триака 101. Поэтому, тепло, вырабатываемое из кристалла 102, может быть непосредственно передано к алюминиевому корпусу 105. В результате этого триак может иметь повышенные характеристики рассеяния тепла.
Кроме этого, алюминиевый корпус 105 заполнен синтетической смолой 106, чтобы изолировать боковые поверхности корпуса 105 от триака 101 и монтажной платы 104.
В электрическом силовом инструменте, описанном выше, вывод МТ2 (т.е. проводящая часть) триака 101 соприкасается с алюминиевым корпусом 105. Поэтому, если множество переключающих устройств (например, полевых транзисторов) расположены в корпусе 105, проводящие части переключающих устройств могут быть электрически замкнуты накоротко. Это значит, что в корпусе 105 не может быть расположено множество переключающих устройств.
О таком электрическом силовом инструменте сообщается, например, в японской выложенной публикации патента номер 11-77608.
Сущность изобретения
По одному аспекту настоящего изобретения электрический силовой инструмент может включать в себя переключающее устройство, выполненное с возможностью регулирования выходной мощности двигателя, монтажную плату, несущую переключающее устройство, и металлический корпус, вмещающий монтажную плату. Переключающее устройство включает в себя проводящую часть и изолированный участок, который покрыт изолирующим покрывающим материалом. Проводящая часть переключающего устройства соприкасается с монтажной платой. Изолированный участок переключающего устройства соприкасается с металлическим корпусом через изолирующий покрывающий материал.
По этому аспекту, тепло, вырабатываемое из переключающего устройства, может быть эффективно рассеяно через проводящие части монтажной платы и металлический корпус. Это может привести к повышенным характеристикам рассеяния тепла переключающего устройства.
Кроме того, проводящая часть переключающего устройства может быть электрически изолирована от металлического корпуса. Следовательно, если к монтажной плате прикреплено множество переключающих устройств, можно эффективно предотвращать проводящие части переключающих устройств от замыкания накоротко.
По выбору, металлический корпус заполняют изолирующим наполнителем, так что монтажная плата вделана в него.
Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут легко поняты, после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид сбоку электрического силового инструмента согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - схема цепи бесщеточного двигателя постоянного тока;
фиг.3 - вид в разрезе корпуса, имеющего монтажного плату;
фиг.4 - вид снизу монтажной платы;
фиг.5 - вид сверху монтажной платы;
фиг.6(А) - вид в разрезе корпуса, имеющего монтажную плату, в традиционном электрическом силовом инструменте; и
фиг.6(В) - схематичный вид в разрезе триака, используемого в традиционном электрическом силовом инструменте.
Подробное описание изобретения
Типичный пример настоящего изобретения был описан подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Это подробное описание просто сообщает специалисту в данной области техники дополнительные подробности для применения на практике предпочтительных аспектов настоящего изобретения и не предназначено ограничивать объем изобретения. Только формула изобретения определяет объем заявленного изобретения. Поэтому сочетания признаков и этапов, раскрытых в вышеупомянутом подробном описании, могут не являться необходимыми для применения на практике изобретения в самом широком смысле, и вместо этого, просто сообщены, чтобы, в частности, описывать подробные типичные примеры изобретения. Более того, различные признаки, сообщенные в этом описании, могут быть комбинированы такими путями, которые конкретно не перечислены, чтобы получать дополнительные полезные варианты осуществления настоящего изобретения.
Подробный типичный вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.1-5. В варианте осуществления электрический ударный инструмент 10 (который будет именоваться просто как ударный инструмент 10), питаемый бесщеточным двигателем 20 постоянного тока, приведен в качестве электрического силового инструмента.
Как показано на фиг.1, ударный инструмент 10 включает в себя кожух 11, который состоит из полого участка 12 основного тела, и участка 15 захвата, который простирается книзу от участка 12 основного тела. Участок 15 захвата снабжен рычагом 15r переключения спускового типа. Рычаг 15r переключателя может предпочтительно быть размещен так, чтобы пользователь мог без труда управлять рычагом 15r переключателя его/ее пальцами, удерживая участок захвата.
В участке 12 основного тела кожуха 11 расположены: бесщеточный двигатель 20 постоянного тока, планетарный зубчатый механизм 24, шпиндель 25, механизм 26 генерирования ударной силы и наковальня 27. Как показано на фиг.1, эти компоненты перпендикулярно концентрически размещены в таком порядке от задней части участка 12 основного тела. Бесщеточный двигатель 20 постоянного тока может действовать в качестве источника привода ударного инструмента 10. Вращательная скорость бесщеточного двигателя 20 постоянного тока преобразовывается планетарным зубчатым механизмом 24 и затем передается к шпинделю 25. При вращении шпинделя 25 создается вращательная сила. Вращательная сила, создаваемая шпинделем 25, затем передается к механизму 26 генерирования ударной силы и преобразовывается во вращательную ударную силу посредством механизма 26 генерирования ударной силы. Вращательная ударная сила передается к бойку 27. Боек 27 вращательно и неподвижно по оси поддерживается подшипником 12j, который размещен у переднего конца участка 12 основного тела кожуха 11. Таким образом, боек 27 может вращаться вокруг оси вращательной ударной силой. Кроме того, на периферическом конце бойка 27 прикреплен патрон 27t, чтобы прикреплять насадку отвертки, гнездовую насадку или другие такие насадки (не показаны) к бойку 27.
Как показано на фиг.1, бесщеточный двигатель 20 постоянного тока состоит из ротора 22, имеющего постоянные магниты, и статора 23, имеющего катушки 23с возбуждения. Статор 23 может предпочтительно включать в себя цилиндрический участок внешней оболочки (не показан) и шестизубчатые элементы 23p, которые радиально внутрь выступают из участка оболочки. Катушки 23с возбуждения соответственно прикреплены к зубчатым элементам 23p. Зубчатые элементы 23p размещены по окружности так, чтобы располагаться на равном расстоянии друг от друга. Напротив, ротор 22 расположен концентрически в статоре 23. Поэтому зубчатые элементы 23p (катушки 23с возбуждения) статора 23 размещены вокруг ротора 22.
Кроме того, на задней стороне статора 23 расположен магнитный датчик 32, который выполнен с возможностью обнаружения угловых положения магнитных полюсов ротора 22. Магнитный датчик 32 может предпочтительно быть прикреплен к статору 23 посредством панели 33 крепления датчика. Также, магнитный датчик 32 электрически подсоединен к блоку 46 управления, содержащемуся в электрической схеме 40 (которая будет описана в дальнейшем). Следовательно, блок 46 управления может прикладывать электрический ток к катушкам 23с возбуждения статора последовательно на основании сигналов, представляющих собой угловые положения магнитных полюсов ротора 22, тем самым регулируя вращения ротора 22.
Как показано на фиг.2, электрическая схема 40 действует, чтобы прикладывать электрический ток (мощность) к бесщеточному двигателю 20 постоянного тока. Электрическая схема 40 включает в себя источник 42 электрического тока и трехфазную мостовую схему 45, которая состоит из шести переключающих устройств 44. Кроме того, примерами переключающих устройств 44 являются полевые транзисторы (FETS). Также, как описано ранее, электрическая схема 40 включает в себя блок управления 46, который выполнен с возможностью управления переключающими устройствами 44 трехфазной мостовой схемы 45. Источник 42 электрического тока может предпочтительно включать в себя батарею 42v, электрические кабели 42с и сглаживающий конденсатор 43. Батарея 42v подсоединена к электрическим кабелям 42с через выводы 42t. Сглаживающий конденсатор 43 подсоединен к электрическим кабелям 42с параллельно батарее 42v.
Трехфазная мостовая схема 45 подсоединена к электрическим кабелям 42с параллельно сглаживающему конденсатору 43. Трехфазная мостовая схема 45 имеет три выходных кабеля 41 (которые будут именоваться как силовые кабели 41). Силовые кабели 41 соответственно подсоединены к катушкам 23с возбуждения статора 23 бесщеточного двигателя 20 постоянного тока.
Блок 46 управления электрически сообщается с переключающими устройствами 44 трехфазной мостовой схемы 45. К тому же, как описано ранее, блок 46 управления электрически подсоединен к магнитному датчику 32. Вследствие этого блок 46 управления может генерировать сигналы типа «включено-выключено» на основании сигналов от магнитного датчика 32 и передавать сигналы типа «включено-выключено» к переключающим устройствам 44 трехфазной мостовой схемы 45, как показано контурной стрелкой на фиг.2. Таким образом, электрический ток прикладывается к катушкам 23с возбуждения статора 23 последовательно, так что ротор 22 может вращаться управляемый образом.
Кроме этого, электрическая схема 40 формируется в монтажной плате 52, которая расположена в корпусе 50, сделанном из алюминиевого сплава (фиг.3 - 5). В частности, корпус 50 - это прямоугольный с открытым верхом коробчатый (прямоугольный тарельчатый) контейнер. С другой стороны, монтажная плата 52 имеет по существу такую же форму как корпус 50 и выполнена по форме так, чтобы вмещаться в корпус 50. Как лучше всего показано на фиг.4, переключающие устройства 44 трехфазной мостовой схемы 45 прикреплены к нижней стороне монтажной платы 52. Переключающие устройства 44 размещены в два ряда, три рядом с тремя. Каждое из переключающих устройств 44 имеет проводящую часть 44k (вывод стока) и изолированный участок, который покрыт слоем 44f изолирующей синтетической смолы (изолирующий покрывающий материал). Переключающие устройства 44 размещены на задней стороне монтажной платы 52 так, что проводящая часть 44k соприкасается с монтажной платой 52. Напротив, как лучше всего показано на фиг.5, сглаживающий конденсатор 43 и блок 46 управления прикреплены к верхней стороне монтажной платы 52.
Как показано на фиг.3, монтажная плата 52, имеющая электрическую схему 40, вмонтирована в корпус 50 так, что переключающие устройства 44 размещены на нижней поверхности 52b корпуса 50. Кроме того, монтажная плата 52 может предпочтительно быть размещена так, чтобы быть параллельной нижней поверхности 52b корпуса 50. В это время слои 44f синтетической смолы переключающих устройств соприкасаются с нижней поверхностью 52b корпуса 50. Другими словами, переключающие устройства 44 не контактируют электрически с нижней поверхностью 52b корпуса 50.
Кроме этого, как показано на фиг.3 и 4, корпус 50 может предпочтительно иметь скошенные участки 51, которые сформированы в его соседних двух угловых участках. С другой стороны, монтажная плата 52 может предпочтительно иметь скошенные участки 52с, которые сформированы в ее соседних двух угловых участках. Следовательно, монтажная плата 52 может быть легко вмонтирована в корпус 50, если монтажная плата 52 правильно ориентирована.
Более того, корпус 50, имеющий монтажную плату 52, заполнен термопластичной изолирующей смолой R (наполнителем), так что монтажная плата 52 может быть вделана в нее. Таким образом, монтажная плата 52 может быть объединена с корпусом 50 посредством смолы R.
Как показано на фиг.1, корпус 50, имеющий монтажную плату 52, может предпочтительно быть расположен на нижнем участке участка 15 захвата кожуха 11.
Таким образом, в ударном инструменте 10 по настоящему варианту осуществления, проводящие части 44k переключающих устройств соприкасаются с монтажной платой 52. Наоборот, изолированные участки переключающих устройств 44 соприкасаются с нижней поверхностью 52b корпуса 50 через слои 44f синтетической смолы. По этой причине тепло, вырабатываемое из переключающих устройств 44, может быть эффективно рассеяно через проводящие части монтажной платы 52 и корпус 50. Это может привести к повышенным характеристикам рассеяния тепла переключающих устройств 44.
Кроме того, переключающие устройства 44 электрически изолированы от корпуса 50 посредством слоев 44f смолы. То есть, проводящие части 44k переключающих устройств 44 электрически изолированы от корпуса 50. Вследствие этого, можно эффективно предотвращать проводящие части 44k переключающих устройств 44 от электрического замыкания накоротко. Это значит, что в корпусе 50 может быть расположено множество переключающих устройств.
К тому же, переключающие устройства 44 могут быть прикреплены ко всей площади монтажной платы 52. Следовательно, к монтажной плате 52 может быть прикреплено большое количество переключающих устройств 44. Помимо этого, монтажная плата 52 совмещена с корпусом 50, в то время как переключающие устройства лежат между ними. В результате, монтажная плата 52 может быть размещена ближе к корпусу 50. Вследствие этого может быть уменьшена толщина корпуса 50.
Различные изменения и модификации могут быть сделаны в настоящем изобретении, не выходя за пределы объема ранее показанного и описанного варианта осуществления. Например, в варианте осуществления корпус 50 сделан из алюминиевого сплава. Однако корпус 50 может быть сделан из меди, стали, нержавеющей стали или других таких металлов.
Кроме того, полевые транзисторы приведены в пример в качестве переключающих устройств 44. Однако переключающими устройствами 44 могут являться полупроводниковые устройства или другие такие устройства.
Кроме этого, в варианте осуществления электрический ударный инструмент 10 приведен в пример в качестве электрического силового инструмента. Однако электрическая дрель, электрическая дисковая пила или другие такие машины могут быть использованы в качестве электрического силового инструмента.