[发明专利]无刷罐形电机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机，并且特别是无刷直流(DC)电机的结构。

背景技术

在电动工具领域，并且特别是在电池供电的手持工具(比如电钻)的领域，一种用于提供驱动力的普通类型的电动机是独立的“罐式”或“罐形”电动机。其为永磁式DC电机，并且通常具有绕在铁芯上的电枢。罐形电机通常包括圆柱罐形式的壳体，在该壳体中基本容纳了电机的所有部件，包括电枢、磁体、电刷、电机壳体、风扇和轴承。由于罐形电机装配简单且成本低廉，大多数DC电池供电的工具采用罐形电机来驱动电动工具输出。罐形电机通常不会设计为是不可拆卸和修理的。而当电动工具中的电动机烧毁或磨损时，其便宜得足以简单地丢弃和更换。

电动工具中常见的另一种重要类型的DC电机是无刷电机。顾名思义，无刷电机不需要在电机中的换向器和电刷组件来产生交流电以驱动电机。而通常采取半导体电路或微控制器形式的电动机控制器起到连续地切换电机定子中线圈的相以便保持电机转动的作用。无刷电机与刷式DC电机相比具有很多优点，包括高转矩重量比、每瓦更高的转矩(提高效率)、被增加的可靠性、被降低的噪音和更长的使用寿命。

然而，大多数传统的无刷DC电机都是按“开放式框架”形式制造的，这意味着其中不存在类似于罐形电机中的电机壳体或“罐”来封闭无刷电机组件。相反，对于电动工具中使用的开放式框架无刷电机而言，电机部件通常独立地安装在工具壳体中，并且包含开放式框架电机的工具壳体必须在交付给用户之前在工厂中制造。因此，在使用无刷电机的条件下，电动工具一旦制成便难以由终端用户修理，原因就在于为了更换旧的无刷电机可能不得不更换整个工具壳体。

发明内容

根据前述背景，本发明的一个目标是提供一种可供选择的无刷电机，其克服了或至少缓解了本领域中的上述问题。

以上目标通过组合独立权利要求的特征来实现，从属权利要求公开了本发明其他有优势的实施方式。

本领域技术人员将根据以下说明书得出本发明的其他目标。因此，对目标的以上说明并非是详尽无遗的，而仅仅是显示本发明的众多目标中的一些。

因此，本发明一方面是一种无刷罐形电机，其包括：无刷轴；转子，其固定至无刷轴；第一端帽，无刷轴的第一端被旋转支撑在该第一端帽上；第二端帽，无刷轴的第二端被旋转支撑在该第二端帽上；以及，定子，其沿着无刷电机的纵向置于第一端帽与第二端帽之间。转子包括多个磁体。定子配置有适于连接至外部电机控制器的多个线圈。第一端帽、第二端帽和定子全部以基本圆柱形的形状形成，从而使得无刷电机在其装配状态下具有基本罐形的形状。

优选地，第一端帽、定子和第二端帽被固定到一起，以便形成无刷电机的外部尺寸。

更优选地，第一端帽、定子和第二端帽使用多个固定件进行固定。

在一种实施形式中，固定件是螺钉。第一和第二端帽中的每一个都包括多个容纳部，每个容纳部都被配置成用于容纳和固定一个所述螺钉的端部。

在一个变体中，定子被形成为带有多个槽，这些槽在定子的外部圆柱形表面上形成。每个槽适于容纳一个螺钉并且允许该螺钉穿过定子并以其端部连接至第一和第二端帽。螺钉关于第一和第二端帽将定子限制在预定位置。

在另一个变体中，第一和第二端帽中的至少一个的一部分外表面被展平以形成平面的外表面。

在另一个变体中，无刷罐形电机还包括与第一和第二端帽中的一个相邻放置的霍尔传感器板。

在一种实施形式中，第一和第二端帽中的至少一个还包括多个固定装置，其用于将无刷电机固定至外部设备。

优选地，固定装置是螺孔。

本发明具有多种优势。例如，根据本发明的无刷DC电机具有与传统罐形电机相同的形状尺寸。电机为基本圆柱形形状，无刷DC电机可用于替换无刷罐形电机，其在各种电器(包括电动工具)中具有类似的或相同的尺寸。很明显，相较于传统的DC罐形电机，老式电器将受益于无刷DC电机所带来的优势，包括但不限于高转矩重量比、每瓦更高的转矩、被增加的可靠性、被降低的噪音和更长的使用寿命。更重要的是，用户无需为了获得增强的性能而投资新的电器，而是可以仅仅将老式电器中的电机更换为根据本发明的无刷DC电机，以及其他必需的模块(比如无刷电机控制器)。

本发明的另一个优点是，由于所有的电机部件都容纳在由端盖和定子组成的电机外壳内，所以电机作为一个整体可以容易地安装到电器(例如电动工具)上或者从电器上移除。因此，相对于传统的无刷电机，无刷DC电机的维护和服务变得简单且方便，因为在不影响电器其他部件的情况下，可以用新电机更换故障电机。