КРЕПЕЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УЗЛА ДВИГАТЕЛЯ
FASTENING STRUCTURE FOR ENGINE ASSEMBLY

Уровень техники
1. Область техники
Настоящее изобретение относится к конструкции для крепления узла двигателя, содержащего коллекторный двигатель и щеткодержательный узел, к трубчатому корпусу, например к корпусу механического инструмента.
2. Описание известного уровня техники
Как описано в выложенной патентной заявке Японии №2007-143314, механический инструмент, такой как электрический отбойный молоток, имеет трубчатый корпус, и статор коллекторного двигателя (например, универсального двигателя) размещается в корпусе, тогда как ротор коллекторного двигателя с возможностью вращения опирается на подшипник, установленный в корпусе. Рядом с коллекторным двигателем к корпусу прикреплен щеткодержательный узел, который удерживает щетки в подвижном скользящем контакте с коллектором, предусмотренном на роторе.
Фиг.9 - вид в перспективе корпуса 30 двигателя, к которому прикреплен узел двигателя. Фиг.10 - вид в вертикальном разрезе ″справа налево″, а Фиг.11 - вид в вертикальном разрезе ″вперед-назад″. Как видно на чертежах, подшипник 31 для обеспечения опоры с возможностью вращения ротора (не показан) коллекторного двигателя выступает с нижнего конца трубчатого корпуса 30 двигателя. Корпус 30 двигателя имеет открытый верхний торец. Корпус 30 двигателя содержит крепежную поверхность 32, расположенную по периферии вокруг опоры 31, и дисковидный щеткодержательный узел 35 для удерживания пары щеток 36, 36, каждая из которых находится в подвижном скользящем контакте с пластиной коллектора, установленного на роторе, установлен на крепежной поверхности 32 и привинчен болтами снизу. Между тем в корпусе 30 двигателя выполнено гнездо 33 для размещения коллекторного двигателя, и на дне гнезда 33 выполнены бобышки 34, 34, с которыми контактирует торцевая поверхность статора 37 и к которым она прикреплена винтами.
Следовательно, когда щеткодержательный узел 35 и статор 37 прикреплены к корпусу 30 двигателя, как видно на Фиг.12 и 13, щеткодержательный узел 35 прикреплен к крепежной поверхности 32 винтами 38, 38 снизу корпуса 30 двигателя. Напротив, статор 37 вставляют в гнездо 33 сверху корпуса 30 двигателя и прикрепляют к бобышкам 34, 34 винтами 39, 39.
Как описано выше, щеткодержательный узел 35 и статор 37 установлены с противоположных сторон и прикреплены к корпусу 30 двигателя винтами. Это приводит к снижению удобства сборки, увеличению диаметра статора 37 из-за необходимости в резьбовых отверстиях и к возможным ограничениям, связанным с конструкцией щеткодержательного узла 35.
Кроме того, так как подшипник 31 ротора выступает из корпуса 30 двигателя посередине крепежной поверхности 32 щеткодержательного узла 35, не достигается достаточная жесткость опоры, поэтому срок службы щеток 36, 36 может сократиться из-за вибраций ротора.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение крепежной конструкции для узла двигателя, с помощью которой можно более легким и удобным способом собрать узел двигателя, содержащий коллекторный двигатель и щеткодержательный узел, а также можно улучшить жесткость опоры, чтобы гарантировать достаточный срок службы щеток, избежав при этом увеличения диаметра статора и возможных ограничений, связанных с конструкцией щеткодержательного узла.
Сущность изобретения
Согласно настоящему изобретению, как оно представлено и описано в данной заявке в виде первого варианта осуществления, крепежная конструкция для узла двигателя, позволяющая узлу двигателя, включающему в себя коллекторный двигатель и щеткодержательный узел, предназначенный для удерживания щеток в подвижном скользящем контакте с коллектором коллекторного двигателя, устанавливаемого в трубчатом корпусе, содержит: гнездо, имеющее дно, выполненное в корпусе и предназначенное для размещения в нем узла двигателя с щеткодержательным узлом, обращенным вниз; приемный участок, выполненный в гнезде и предназначенный для позиционирования щеткодержательного узла при вступлении с ним в контакт; упорный участок, выполненный, по меньшей мере, на одном из элементов - статоре коллекторного двигателя или щеткодержательном узле, - и предназначенный для вступления в контакт с соответствующим щеткодержательным узлом или статором, примыкающим к нему, во время сборки с целью относительного позиционирования статора и щеткодержательного узла; и крепежный элемент, вставляемый с открытой стороны корпуса, контактирующий со статором и прикрепленный к корпусу, причем узел двигателя размещен внутри гнезда таким образом, что щеткодержательный узел контактирует с приемным участком, а статор и щеткодержательный узел контактируют друг с другом посредством упорного участка, при этом при помощи крепления узла двигателя с применением крепежного элемента узел двигателя расположен и закреплен между крепежным элементом и гнездом.
Предпочтительно, согласно второму варианту осуществления, крепежная конструкция по первому варианту осуществления может отличаться тем, что крепежным элементом является винт, вставляемый с открытой стороны корпуса сквозь статор и щеткодержательный узел ввинчивается в корпус.
Предпочтительно, согласно третьему варианту осуществления, крепежная конструкция по второму варианту осуществления может отличаться тем, что приемный участок и упорный участок выровнены, а винт вставляют через статор, и щеткодержательный узел в месте расположения упорного участка и ввинчивают в приемный участок.
Предпочтительно, согласно четвертому варианту осуществления, крепежная конструкция по первому варианту осуществления может отличаться тем, что на корпус вблизи отверстия установлена перегородка, закрывающая заднюю по ходу сторону охлаждающего вентилятора, обеспеченного на роторе коллекторного двигателя, а также тем, что, по меньшей мере, на одном из элементов - статоре или перегородке, - выполнен второй упорный участок, который вступает в контакт с соответствующей перегородкой или статором во время сборки, с целью относительного позиционирования статора и перегородки, при этом перегородка функционирует как крепежный элемент таким образом, что путем крепления перегородки к корпусу узла двигателя помещается и закрепляется между перегородкой и приемным участком.
Согласно вышеупомянутой компоновке крепежной конструкции по первому варианту осуществления, узел двигателя проще и удобнее прикреплять к корпусу двигателя. Кроме того, так как узел двигателя располагают и закрепляют между крепежным элементом и приемным участком, нет необходимости в увеличении диаметра статора, чтобы гарантировать наличие резьбовых участков, и не существует ограничений, касающихся конструкции щеткодержательного узла. Кроме того, так как нет необходимости в обеспечении выступающего подшипника для ротора на корпусе двигателя, достигается повышение жесткости опоры, что приводит к уменьшению вибраций на роторе, а также к достижению достаточного срока службы щеток.
Согласно вышеупомянутой компоновке крепежной конструкции по второму варианту осуществления, в дополнение к вышеупомянутым преимуществам первого варианта осуществления узел двигателя закреплен винтом, вставленным через статор и щеткодержательный узел и ввинченным в корпус, так что узел двигателя может быть размещен и закреплен между винтом и приемным участком без люфта в радиальном, или периферийном, направлении корпуса.
Согласно вышеупомянутой компоновке крепежной конструкции по третьему варианту осуществления, в дополнение к вышеупомянутым преимуществам второго варианта осуществления, промежуточное положение узла двигателя относительно винта и примыкание комплектующих друг к другу находятся в соответствии, что позволяет обеспечить более устойчивую сборку.
Кроме того, согласно вышеупомянутой компоновке крепежной конструкции по четвертому варианту осуществления, в дополнение к вышеупомянутым преимуществам первого варианта осуществления, является возможным обеспечить эффективную крепежную конструкцию, с помощью которой узел двигателя может быть размещен и закреплен между крепежным элементом и приемным участком одновременно с установкой обычной перегородки.
Краткое описание чертежей
Вышеописанный объект, другие преимущества и дополнительные признаки настоящего изобретения станут более понятными из подробного описания иллюстративных, не носящих ограничительного характера вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид корпуса двигателя в перспективе;
Фиг.2 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей крепежной конструкции для узла двигателя;
Фиг.3 - вид корпуса двигателя в вертикальном разрезе в направлении ″справа-налево″;
Фиг.4 - вид в разрезе по линии А-А на Фиг.3;
Фиг.5 вид в перспективе узла двигателя;
Фиг.6А и 6В виды в перспективе щеткодержательного узла, из которых Фиг.6А - вид сверху, а Фиг.6В - вид снизу;
Фиг.7 - увеличенный вид в перспективе, иллюстрирующий узел двигателя в собранном состоянии;
Фиг.8 - местный вид в перспективе согласно модификации;
Фиг.9 - вид в перспективе обычного корпуса двигателя;
Фиг.10 - вид в вертикальном разрезе обычного корпуса двигателя в направлении ″справа налево″;
Фиг.11 - вид в вертикальном разрезе обычного корпуса двигателя в направлении ″вперед-назад″;
Фиг.12 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей обычной крепежной конструкции для узла двигателя; и
Фиг.13 - вид в перспективе, иллюстрирующий обычный узел двигателя в собранном состоянии.
Подробное описание иллюстративного варианта осуществления
Далее иллюстративные варианты осуществления изобретения будут подробно описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
Электрический отбойный молоток является общеизвестным механическим инструментом, содержащим: корпус 1 двигателя; корпус редуктора, прикрепленный к верхней части корпуса 1 двигателя, в котором находится кривошипный механизм; трубчатый корпус, прикрепленный к передней стороне (т.е. к правой стороне на Фиг.1) корпуса редуктора, в котором расположен ударный механизм; и долото, прикрепленное к передней стороне трубчатого корпуса, к которому прикладывается ударная сила. Корпус рукоятки прикреплен к задней поверхности корпуса 1 двигателя.
Как видно на Фиг.1, корпус 1 двигателя имеет трубчатую форму, в которой нижний торец закрыт, а верхний торец открыт. Нижний торец корпуса 1 двигателя обеспечивает закрытый участок 2, и опорный участок 3, конструкция которого обеспечивает опору подшипника для обеспечения вращательной опоры ротора коллекторного двигателя, обеспечен в виде углубления в центре закрытого участка 2. Множество всасывающих воздух отверстий 4, 4 для всасывания охлаждающего воздуха с целью охлаждения коллекторного двигателя выполнено по периферии, вокруг опорного участка 3.
Как лучше всего видно на Фиг.2, гнездо 5, имеющее дно, выполнено в корпусе 1 двигателя. Гнездо 5 предназначено для размещения узла 10 двигателя, включающего в себя коллекторный двигатель и щеткодержательный узел 20, с помощью запрессовки соответствующих частей, при этом щеткодержательный узел 20 обращен вниз. Как видно на Фиг.3 и 4, пара бобышек 6, 6 обеспечены в качестве приемных участков на дне гнезда 5 и расположены центросимметрично. Каждая бобышка 6, 6 имеет резьбовое отверстие 7, открытое сверху.
Коллекторный двигатель, установленный в гнезде 5, включает в себя статор 11 и ротор (не показан). Как видно на Фиг.5, статор 11 содержит сердечник 12, продолжающийся вдоль оси статора, пару клеммных колодок 13, 13, расположенных на верхнем и нижнем концах сердечника 12, пару главных обмоток 14, 14, обмотанных вокруг сердечника 12, и пару комплектов металлических выводов 15, 15, расположенных центросимметрично и выступающих относительно верхней поверхности верхней клеммной пластины 13 (на Фиг.5 верхняя часть чертежа упоминается как верхняя сторона при разъяснении конструкции узла 10 двигателя. То же самое верно в отношении Фиг.6А). Между металлическими выводами каждого комплекта 15, 15 имеется сквозное отверстие 16, которое проникает в осевом направлении через сердечник 12 и клеммную колодку 13 и открыто сверху донизу. Положение сквозных отверстий 16, 16 соответствует положению бобышек 6, 6 гнезда 5.
Как видно на Фиг.6А и 6В, щеткодержательный узел 20 содержит кольцевое основание 21, размер которого, по существу, равен размеру клеммной колодки 13 статора 11. Щеткодержатели 22, 22 имеют форму прямоугольной трубки и осесимметрично расположены на верхней поверхности основания 21, и щетки (не показаны на чертежах), находящиеся в скользящем подвижном контакте с коллектором ротора, удерживаются в щеткодержателях 22. Ссылочная позиция 23 обозначает спиральную пружину, которая обеспечена сбоку от щеткодержателя 22 и своим концом подталкивает щетку к центру щеткодержательного узла 22 (т.е. к коллектору), а ссылочная позиция 24 обозначает соединительный участок, содержащий металлический вывод 25 и предназначенный для электрического соединения с металлическими выводами 15, 15 клеммной колодки 13 посредством вставки металлических выводов 15, 15 в соединительный участок 24. Пара спиральных пружин 23, 23 и пара соединительных участков 24, 24 расположены центросимметрично. Один участок металлического вывода 25 выступает вверх, к выключателю, а другие участки металлического вывода 25 продолжаются в направлении щеткодержателя 22, образуя между ними электрическое соединение.
Цилиндрический участок 26, выступающий в качестве упора, обеспечен между металлическими выводами 25, 25 каждого соединительного участка 24 внизу основания 21. Цилиндрический участок 26 выступает вниз, а сквозное отверстие 27 проникает в осевом направлении через основание 21 и цилиндрический участок 26, и открыто сверху донизу. Цилиндрический участок 26 приводят в контакт с верхней поверхностью клеммной колодки 13 статора 11 в процессе установления фазы. Кроме того, буртик 28 подковообразной формы, как видно на виде сверху, обеспечен на верхней поверхности основания 21 по периферии каждого сквозного отверстия 27. Буртик 28 открыт радиально наружу, в сторону периферии основания 21. Бобышки 6, 6, обеспеченные на корпусе 1 двигателя, во время сборки устанавливают в углубления, образуемые буртиками 28, 28.
Согласно вышеописанной конструкции узла 10 двигателя, как видно на Фиг.5, щеткодержательный узел 20 в процессе установления фазы прикрепляют к верхней поверхности статора 11, между сквозными отверстиями 16, 16 и цилиндрическими участками 26, 26. Это позволяет вставить металлические выводы 15, 15 клеммной колодки 13 в соответствующие соединительные участки 24, 24 и цилиндрические участки 26, 26 для приведения в контакт с верхней поверхностью клеммной колодки 13 с целью установки сопряжения между сквозными отверстиями 16, 27.
Как лучше всего видно на Фиг.7, в процессе отладки сопряжения между сквозными отверстиями 27, 27 и бобышками 6, 6 собранный упомянутым образом узел 10 двигателя вставляют и запрессовывают в гнездо 5 корпуса 1 двигателя через верхнее отверстие корпуса 1 двигателя, при этом щеткодержатель 20 обращен вниз. Это позволяет установить связи между сквозными отверстиями 27, 27 и резьбовыми отверстиями 7, 7 в результате того, что основание 21 сцепляют с бобышками 6, 6 внутри гнезда 5, а бобышки 6, 6 устанавливают внутрь буртиков 28, 28.
В этом положении, когда узел 10 двигателя размещен в гнезде 5, два винта 8, 8 вставляют сверху статора 11 в сквозные отверстия 16, 16 и ввинчивают в резьбовые отверстия 7, 7 бобышек 6, 6, пропуская сквозь цилиндрические участки 26, 26 щеткодержательного узла 20 и сквозные отверстия 27, 27. Соответственно, статор 11 и щеткодержательный узел 20 закреплены, как видно на Фиг.3 и 4, находясь при этом между бобышками 6, 6 и головками винтов 8, 8. И, наконец, ротор (не показан) вставляют в статор 11 сверху, и нижний конец ротора с возможностью вращения устанавливают в опорный участок 3, завершая крепление узла 10 двигателя.
Как описано выше, крепежная конструкция для узла двигателя 10 согласно данному иллюстративному варианту осуществления имеет следующую компоновку: гнездо 5, имеющее дно, выполнено в корпусе 1 двигателя, и в нем установлен узел 10 двигателя, при этом щеткодержательный узел 20 обращен вниз; бобышки 6, 6 выполнены в гнезде 5 таким образом, чтобы контактировать с щеткодержательным узлом 20, размещаемым между ними; цилиндрические участки 26, 26 обеспечены на щеткодержательном узле 20 таким образом, чтобы контактировать со статором 11, примыкающим к ним, во время сборки, с целью размещения между статором 11 и щеткодержательным узлом 20; также используются крепежные элементы (винты 8, 8), которые вставляют через открытую сторону корпуса 1 двигателя, приводят в контакт со статором 11 и прикрепляют к корпусу 1 двигателя; причем узел 10 двигателя расположен внутри гнезда 5 таким образом, что щеткодержательный узел 20 конактирует с бобышками 6, 6, а статор 11 и щеткодержательный узел 20 контактируют друг с другом посредством цилиндрических участков 26, 26, при этом при помощи крепления узла 10 двигателя с применением винтов 8, 8 узла 10 двигателя располагают и закрепляют между винтами 8, 8 и бобышками 6, 6.
Согласно данной конструкции, узел 10 двигателя, содержащий коллекторный двигатель и щеткодержательный узел 20, проще и удобнее прикрепить к корпусу двигателя. Кроме того, так как узел 10 двигателя располагают и закрепляют между винтами 8, 8 и бобышками 6, 6, нет необходимости в увеличении диаметра статора 11, чтобы гарантировать наличие резьбовых участков, и не существует ограничений, касающихся конструкции щеткодержательного узла 20. Кроме того, так как нет необходимости в обеспечении выступающего подшипника для ротора на корпусе 1 двигателя, достигается повышение жесткости опоры, что приводит к уменьшению вибраций на роторе, а также к достижению достаточного срока службы щеток.
В данном иллюстративном варианте осуществления крепежными элементами являются винты 8, 8, каждый из которых вставляют с открытой стороны корпуса 1 двигателя и ввинчивают в корпус 1 двигателя через статор 11 и щеткодержательный узел 20 таким образом, что узел 10 двигателя может быть размещен и закреплен между винтами 8, 8 и бобышками 6, 6 без люфта в радиальном, или периферийном, направлении корпуса 1 двигателя.
В данном иллюстративном варианте осуществления, так как бобышки 6, 6 и цилиндрические участки 26, 26 выровнены, а винты 8, 8 вставляются через статор 11 и щеткодержательный узел 20 в цилиндрические участки и ввинчиваются в бобышки 6, 6, промежуточное положение узла 10 двигателя относительно винтов 8, 8 и примыкание комплектующих друг к другу находятся в соответствии, что позволяет обеспечить более устойчивую сборку.
В вышеупомянутом иллюстративном варианте осуществления узел 10 двигателя вставляют в корпус 1 двигателя и крепят к нему после сборки щеткодержательного узла 20 и статора 11. Однако в качестве альтернативы можно вначале прикрепить щеткодержательный узел 20 к корпусу 1 двигателя, а затем вставить в корпус 1 двигателя статор 11, прикрепить его и окончательно закрепить винтами.
Кроме того, упорный участок не обязательно должен быть цилиндрическим, могут быть выполнены различные изменения и модификации. Например, в качестве упорного участка можно использовать многосторонний трубчатый элемент или пару буртиков, между которыми вставляется винт. Подобные изменения или модификации также могут быть выполнены и с гнездом. Конечно, можно менять количество упорных участков и гнезд. Кроме того, упорный участок может быть обеспечен на торцевой поверхности статора 11, а не на щеткодержательном узле 20. Пара или пары соответствующих упорных участков могут быть обеспечены на противоположных поверхностях щеткодержательного узла 20 и статора 11.
Кроме того, нет необходимости, чтобы упорный участок был выровнен с гнездом. Упорный участок и сквозное отверстие для винта могут быть не выровненными.
В вышеупомянутом иллюстративном варианте осуществления каждый винт 8 вставляют сквозь статор 11 и щеткодержательный узел 20 и ввинчивают в соответствующую бобышку 6. Однако нет необходимости, чтобы винты 8, 8 проникали сквозь узел 10 двигателя. Например, можно выполнить резьбовые участки на корпусе 1 двигателя вблизи отверстия корпуса 1 двигателя и снаружи относительно статора 11 и ввинтить винт в соответствующий резьбовой участок через шайбу, чтобы прижать торец статора 11 шайбой. Следовательно, статор расположен между резьбовыми участками и закреплен винтами. В этом случае винты и шайбы играют роль крепежных элементов.
Можно обеспечить еще одну модификацию, согласно которой узел 10 двигателя размещают и закрепляют между крепежным элементом и гнездом без винтов, проходящих сквозь узел 10 двигателя. В данном примере перегородка, закрывающая заднюю по ходу сторону охлаждающего вентилятора, обеспеченного на роторе коллекторного двигателя, установлена на корпусе 1 двигателя, рядом с отверстием корпуса 1 двигателя. Более конкретно, как лучше всего видно на Фиг.8, на перегородке 17 выполнена пара участков 18, 18 в виде блоков, в качестве упорных участков, расположенных центросимметрично. Участки 18, 18 в виде блоков вступают в контакт с торцевой поверхностью статора, примыкающей к ним во время сборки. Между тем, резьбовые участки 19, 19 выполнены на корпусе 1 двигателя рядом с отверстием корпуса 1 двигателя, с которым контактируют участки 18, 18 в виде блоков во время сборки, так что винты 9, 9 вставляют через соответствующие участки 18, 18 в виде блоков и ввинчивают в резьбовые участки 19, 19.
Согласно данной модификации, как и в предыдущем иллюстративном варианте осуществления, щеткодержательный узел 20 и статор 11 запрессовывают в корпус 1 двигателя, пока щеткодержательный узел 20 не войдет в контакт с бобышками 6, 6. Затем перегородку 17 прикрепляют к отверстию корпуса 1 двигателя таким образом, чтобы участки 18, 18 в виде блоков контактировали как с торцевой поверхностью статора, так и с резьбовыми участками 19, 19. Наконец, винты 9, 9 вставляют с открытой стороны корпуса 1 двигателя и ввинчивают в резьбовые участки 19, 19 через участки 18, 18 в виде блоков. Соответственно, узел 10 двигателя размещен и закреплен между перегородкой 17 и бобышками 6, 6.
Согласно данной модификации, запирающие участки 18, 18 выполнены на перегородке 17, вступающей в контакт со статором 11, примыкающим к ней, во время сборки, а именно в процессе относительного позиционирования статора 11 и перегородки 17, при этом перегородка 17 функционирует как крепежный элемент таким образом, что путем крепления перегородки 17 к корпусу 1 узла 10 двигатель помещают и закрепляют между перегородкой 17 и бобышками 6, 6. Следовательно, можно прикрепить узел 10 двигателя к корпусу 1 двигателя более легким и удобным способом, не увеличивая при этом диаметр статора 11 и без ограничений в отношении конструкции щеткодержательного узла 20. Кроме того, как и в случае с вышеупомянутым иллюстративным вариантом осуществления, можно увеличить жесткость подшипника, что приводит к уменьшению вибраций на роторе, а также к достижению удовлетворительного срока службы щеток. В частности, согласно данной модификации, можно обеспечить эффективную крепежную конструкцию, с помощью которой узел 10 двигателя может быть размещен и закреплен между перегородкой 17 и бобышками 6, 6 одновременно с прикреплением перегородки 11 к корпусу 1 двигателя.
Различные изменения и модификации могут быть выполнены и по отношению к данной модификации. Например, второй упорный участок может иметь вид не участков 18, 18 в виде блоков, а другую форму, например, цилиндрического участка с парой буртиков. Второй упорный участок может быть обеспечен на торцевой поверхности статора 11, а не на перегородке 17. Конечно, пара или пары соответствующих вторых упорных участков могут быть обеспечены на противоположных поверхностях перегородки 17 и статора 11. Кроме того, при условии наличия перегородки 17, прикрепленной к гнезду, вместо использования винтов перегородку 17 можно присоединить и прикрепить к корпусу 1 двигателя другими средствами, например байонетным соединением.
Крепежная конструкция согласно изобретению применима и к другим механическим инструментам, а не только к отбойному молотку.
Подчеркиваем, что все признаки, раскрытые в описании и/или формуле изобретения, следует рассматривать отдельно и независимо друг от друга, что касается как первоначального описания, так и ограничения заявленного изобретения, независимо от состава признаков вариантов осуществления и/или формулы изобретения. Подчеркиваем, что все диапазоны значений или указания на группы предметов подразумевают любые возможные промежуточные значения или предметы, как с точки зрения первоначального описания, так и с точки зрения ограничения заявленного изобретения, в особенности что касается пределов диапазонов значений.