无刷直流马达端盖
阅读说明：本技术 无刷直流马达端盖 (Brushless DC motor end cover ) 是由 伊西德罗·阿拉尼斯 杰森·根茨 迈克尔·拉杰 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：一种用于无刷马达的端盖,其通过端盖中的翅片消散来自马达的控制器和开关元件的热量。端盖可以直接或热联接到控制器和开关元件以通过翅片消散热量。(An end cap for a brushless motor dissipates heat from the motor's controller and switching elements through fins in the end cap. The end cap may be directly or thermally coupled to the controller and switching element to dissipate heat through the fins.)
技术领域
本申请大体上涉及端盖。更具体地，本申请涉及具有散热结构的无刷直流马达端盖。
背景技术
无刷马达是日常应用中常用的机电系统。一些无刷马达通过使控制器发送电流信号穿过位于称为定子的静止部分上的线圈来操作。当电流流过线圈时，线圈引起磁力的施加。无刷马达还包括称为转子的旋转部分，其具有与由定子的绕组引起的磁力相互作用的磁体。控制器发送电流穿过定子上的线圈，引起磁场以及定子磁场与转子上的磁体之间的相互作用。通过以特定的顺序来发送电流信号穿过几个线圈绕组，定子创建旋转磁场，该旋转磁场与转子相互作用，从而促使转子旋转并产生扭矩。
无刷马达在诸如钻孔机和动力工具的工具中尤其普遍。马达由工具的手柄上的触发器激活，并向工具的工作端施加扭矩。这些马达中的许多都是框架式马达，这有助于防止当工具掉落到地面上时马达被损坏。其它马达是无框架的，这允许转子和定子在掉落到地面上时相对于彼此移动或扭转。因此，框架式马达有助于防止损坏，但是需要端盖以维持结构稳定性。
无刷马达包括控制器，控制器包括开关元件，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)，开关元件接通和断开通过马达的线圈发送的电流信号。然而，控制器及其MOSFET、和无刷马达的有效性受到它们产生的热量的限制。因此，这些发热构件需要显著的冷却来有效地工作，这在动力工具中典型地通过来自马达风扇的气流来实现。由于空间限制，成本，简单性等原因，一些动力工具将控制器和MOSFET置于工具的手柄中。然而，这提供了不那么紧凑的设计，并且由于由风扇产生的气流经常被阻挡，使得冷却控制器更加困难。
发明内容
本发明宽泛地包括用于无刷马达的端盖，该端盖用作散热器并且消散来自马达的控制器和MOSFET的热量。端盖可以包含用于散热的翅片，并且可以直接或热联接到控制器或MOSFET以通过端盖消散热量。以这种方式，端盖提供了具有紧凑设计的散热构件。
特别地，本发明包括一种工具，该工具包括马达，马达包括控制器和开关元件。控制器响应于用户输入控制开关元件以操作马达。端盖联接到马达，并且包括端盖基部和联接到端盖基部的翅片。开关元件热联接到端盖。
还公开了一种马达，其包括控制马达的旋转的控制器，以及电联接到控制器的开关元件。控制器适于响应于用户输入控制开关元件接通和断开。端盖联接到马达，并且包括端盖基部和联接到端盖基部的翅片。开关元件热联接到端盖。
附图说明
为了促进对所要保护的主题的理解的目的，在附图中示出了其实施例，当结合以下描述考虑时，通过对其实施例的检视，应能容易理解和认识到所要保护的主题，它的构造和操作，以及它的许多优点。
图1是根据本发明的至少一个实施例的工具的侧视图。
图2是根据本发明的至少一个实施例的工具的内部构件的前透视图。
图3是根据本发明的至少一个实施例的端盖的前视图。
图4是根据本发明的至少一个实施例的端盖沿图3中的线4、4截取的局部侧透视截面图。
图5是根据本发明的至少一个实施例的端盖沿图3中的线5、5截取的侧截面图。
具体实施方式
尽管本发明可以采用许多不同形式的实施例，而在附图中示出了本发明的优选实施例，并且本文中将对它们进行详细描述，但是应理解本公开应被视为本发明原理的示例，并且不旨在将本发明的宽泛方面限制为所示的实施例。如本文中所用，术语“本发明”不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是仅出于说明性目的而用于讨论本发明的示例性实施例的术语。
本发明宽泛地包括用于无刷马达的端盖，该端盖消散来自与马达相关联的控制器和MOSFET的热量。端盖可以直接或热联接到控制器和MOSFET，以通过端盖中的翅片消散热量。
图1示出根据本发明的至少一些实施例的工具100。如图所示，工具100包括通向手柄110的主体105，其中手柄110具有触发器112，以用于选择性地允许来自电源114(诸如电池或直接壁插座连接)的电力流动。因此，触发器112促使马达115旋转并向诸如钻头或螺丝批头的工作端117提供扭矩。为了结构和散热的目的，端盖120可以位于马达115的后端，这将在下面更详细地讨论。
主体105可以是任何尺寸或形状，并且通常包括工具100起作用所必需的至少一些内部构件。例如，主体105可容纳引起扭矩施加到工作端117的齿轮系或电气构件。
手柄110的尺寸和形状可以符合人体工程学，以由用户的手握持。触发器112可以定位于手柄110的上部，用户的手指在使用过程中将可能位于该上部。手柄110可以没有控制驱动工具100的马达的控制器或开关元件(诸如MOSFET)。
马达115可以是直流无刷马达，但是本发明不限于此。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，马达115可以是任何电磁或机电马达。
如图2至图5所示，端盖120可以用作结构构件，以在例如工具掉落期间帮助马达115保持在适当的位置。端盖120还可以通过将热量从端盖120的端部(后部、前部或其它)消散到工具100的外部而用作散热器。例如，端盖120可以直接或热联接到驱动和控制马达115的控制器和开关元件(诸如MOSFET)，以便从马达115的受热影响最大的构件(诸如控制器130和开关元件135，下面将进一步详细描述)快速地散热。端盖120可以位于工具的后部、前部、顶部、底部或侧面，或工具100的任何其它位置。
如图2所示，马达115可包括传动轴或轴125，轴125旋转并将扭矩传递到齿轮系或其它构件，该齿轮系或其它构件最终将扭矩传递到工作端117。轴125联接到马达115，并且当马达115被激活时用作马达115的输出。
马达115可以包括联接到开关元件135(诸如MOSFET和/或其它类型的开关元件)的控制器130。控制器130适于响应于用户输入(诸如触发器112的激活或按压)控制开关元件135以操作马达115。如图所示和如本领域所理解的，控制器130使开关元件135选择性地接通和断开马达115内的各种线圈，以便在马达115的定子和转子之间引起磁相互作用，并由此驱动马达115并引起扭矩经由轴125输出。开关元件135(诸如MOSFET)可以例如以H桥布置，或以能够操作马达115的任何其它方式布置。
如图3至图5所示，端盖120可包括端盖基部和位于端盖120的中心部分内的端盖环140、从端盖120轴向地延伸的一个或多个翅片145，以及在相邻的翅片145之间的一个或多个槽146。端盖环140可位于端盖120的轴向中心并限定端盖开口。端盖环140和端盖开口容纳马达115的轴承和轴125，并允许轴125延伸穿过端盖开口。槽146允许空气流入马达115以进行适当的通风，并且翅片145有助于从马达115散热。如图3所示，端盖120还可以包括连接部分150，以允许紧固件将端盖联接到主体105或工具100的其余部分。在一些实施例中，紧固件将端盖120联接到马达115的定子。
翅片145可以是与散热结构一起使用以散热的常规翅片。翅片145也可以是增加端盖120的表面积并因此允许消散来自控制器130和开关元件135的热量的任何其它结构。例如，翅片145可以是弯曲的或成角度的结构，或者以其它方式成形和确定尺寸为从端盖120散热。在一个实施例中，如图所示，开关元件135可以在翅片145处直接联接到端盖120。
例如，如图5所示，端盖120直接联接到开关元件135，开关元件135直接联接到控制器130。以这种方式，端盖120可以更直接地散热，并且比在端盖120和开关元件135之间包括其它材料的结构具有更好的功效。在其它实施例中，端盖120热联接到开关元件和控制器130，这意味着端盖120经由旨在传导热量的结构联接到开关元件和控制器130。
如本文中所使用的，术语“联接”及其功能等同物不必限于两个或更多个构件的直接、机械联接。相反，术语“联接”及其功能等同物旨在表示两个或更多个物体、特征、工件和/或环境物质之间的任何直接或间接的机械、电气或化学连接。在一些示例中，“联接”也意味着一个物体与另一个物体是一体的。
在前面的描述和附图中阐述的内容仅是出于说明的目的而提供，而不是作为限制。尽管已经示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离发明人的贡献的更宽泛方面的情况下，可以进行改变和修改。当基于现有技术以其适当的角度来看时，所寻求的保护的实际范围旨在由所附权利要求书来限定。
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