[发明专利]应用于手持式电动工具的电机以及该手持式电动工具

说明书

一种有刷电机以及使用该电机的手持式电动工具，电机包括整体式的定子；设置在定子中的转子，与转子固定连接电枢轴；定子的外径不大于58mm，转子外径与定子外径比值范围为0.6至0.7，电机最大输出功率与体积的比值大于8.5W/cm³，合理配置了电机定转子尺寸比例，与相同尺寸的电机比较，本发明的电机输出能力增强，将该电机应用到手持式电动工具中，在保证了握持舒适感的条件下，增强了工具的输出功率。

技术领域

本发明涉及一种应用于手持式电动工具的电机，以及使用该电机的手持式 电动工具。

背景技术

电动工具是由电机驱动工作头运动，在工件上实现切削、钻孔、打磨等工 作的作业工具。手持式电动工具，例如角磨、摆动机、电圆锯等要求用户手持 工具进行操作。这类手持式电动工具的最佳工作状态是用户能以单手抓握工具 机壳，而另一只手可以用于辅助控制或工作头的运动方向、力度和角度调节等。

在角磨、摆动机或者电圆锯等手持式交流电动工具中，电机通常安装在整 机机壳的中间位置，用户在使用时通常也抓握在机壳中间的位置，有利于操作 过程的平衡控制；电机的重量、大小会直接关系到机壳的体积，影响用户在使 用电动工具时的抓握体验。

市场上也有的手持式直流电动工具，其电机非安装在握持位置，这就需要 将重新布局工具的配重，以使得电动工具的主要重量来源布置于操作时握持部 位的前、后两端，这样才有利于电动工具操作平衡控制以及操作省力。

对于式手持式交流电动工具而言，为满足工况需求，需要选择大功率电机， 相应地，大功能电机的尺寸会增大，则就相应地增大收容该电机的机壳部的尺 寸，也就会增加用户会抓握时的难度，容易造成抓握不稳，操作疲劳。如果选 择小功率电机，虽然电机体积减小，收容电机的机壳尺寸可以缩小，但是电动 工具的功率也会随之降低，不能满足用户对工况的需求。既要满足大功率工况 要求，又要适合握持操作，这是一对长久以来困扰本领域技术人员的矛盾。

目前市场上，有采用无刷电机的手持式电动工具，无刷电机由于采用电子 换向，没有电刷架，其体积通常会比有刷电机小。但是无刷电机的制造成本比 有刷电机高得多，尤其是电子换向器的故障率的维修成本非常高，因此，无刷 电机无论是维护成本还是更换成本，都会明显示高于有刷电机。

现有技术中也会采用分体式定子电机来替代常规整体式电机。所谓分体式 电机，是其定子在绕制前是被分为多块，每一块独立绕线可以增加绕线量，在 绕完线之后再将各个块拼接或者焊接为一体。常规工艺下，分体式定子可以比 整体式定子绕制更多线圈，从而能提升了电机的功率。但是，分体式定子的制 造和装配工艺比整体式定子的复杂，制造的成本高很多，不适合在电动工具产 品中广泛使用。

另外，电动工具机壳的壁厚以及机壳与电机之间的空隙设置可能会对握持 的机壳有一些影响，但是通常机壳的材料是普通塑料，如果壁厚减小会显著降 低机壳的强度，使得电动工具工作的稳定性大打折扣。如果选用金属材料制作 机壳，又会使整机的重量显著提升，降低用户的握持感和操作性。如果减小了 机壳与电机之间的空隙，电机周围的散热空间会缩小，这不利于电机和机壳的 散热。

经过研究发现，适合的机壳尺寸，尤其是机壳周长，会让用户抓握的更加 舒适、不易疲劳，而且握持感强、易于调节工作头、不易脱手。由于人种特征 的不同，东亚黄色人种的手掌要小于欧美白色人种。经测量，中国男性手掌长 度范围通常在175mm～200mm之间，宽度在80mm～90mm之间；女性手掌长度 范围通常在150mm～180mm之间，宽度在65mm～80mm之间。为了适应中国用 户乃至亚洲用户的手掌尺寸，手持式电动工具上供用户抓握的机壳的最优周长 范围在150mm～185mm之间。电动工具生产制造商一直在致力于研究适合用户握持的、符合人机操作的手持式交流电动工具。

因此研究如何在保持电机体积基本不变的情况下，提升交流电机、及使用 该交流电机的手持式电动工具的功率，使得手持式电机工具既能满足工况需求， 且容纳电机的机壳部位又适合用户握持，是当前技术人员迫切需要解决的问题。