[发明专利]用于电动机的调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或权利要求10的前序部分的用于可反转的电动机的用于反转旋转方向和/或用于调节碳刷的装置。

尤其以调节环的形式的这种装置用在以交流电(AC)或直流电(DC)进行操作的电动工具中。这些电动工具可设有电子控制器。用于电动手用工具的电动机可以为无刷(EC)马达。

背景技术

文件EP 0 778 655 A2公开了一种用于可反转的电动机的用于调节以调节环的形式的碳刷的装置，其带有基座且带有可枢转地安装在基座上的支座(mount)。用于在电动机的集电器上擦过的碳刷的刷握布置在支座处。因此调节环用作用于电动机的机械式转换器的碳刷的支架。调节环的旋转引起马达的旋转方向的改变。此外，在电动机顺时针和/或逆时针旋转的情况下，调节环使能够最优地换向，从而实现电刷火花与无线电干扰的减少和碳刷的更长的使用寿命。

在电动工具中，电动机经常可通过功率电子器件诸如脉宽控制器、相位选通控制器(phase gating controller)、相位截断控制器(phase chopping controller)等来驱动。功率电子器件可作为单独的组件部分布置在电动工具的壳体中的适宜部位处的印刷电路板上，例如在电机的手柄中。例如位于用于电动工具的手柄中的电气开关也是已知的，在其中，功率电子器件布置在开关壳体中。因为换向有利地直接在电动机上进行，由于来自马达风扇的流，电刷和集电器被有效地冷却。另一方面，功率调节通常在手柄中或在开关壳体中进行。由于气流的低水平或缺乏，此处散热困难。

发明内容

本发明的目的在于这样开发一种用于反转旋转方向和/或用于调节碳刷的装置，使得功率电子器件的散热得到改善。特别的目的是以最优的方式构造电动工具的驱动系统，以便实现最低的成本，亦即部件成本、采购成本和/或物流成本、安装成本等，并实现最优的散热和最大的功率。

该目的在用于反转旋转方向和/或用于调节碳刷的这类装置中通过权利要求1的特征部分的特征来实现。

在根据本发明的用于反转旋转方向和/或用于调节碳刷的装置中，功率电子器件的至少一部分布置在基座处和/或在支座处。优选地，不仅功率电子器件的一部分而且整个功率电子器件位于调节环的基座上和/或支座上。与现有技术不同(在其中，功率电子器件不是调节环的一部分)，因此本发明提供一种用于(尤其在电动工具中的)马达的换向和/或功率调节的单元，也即一种功率调节环。这也解决了物理上组合换向和/或功率调节以及可能其他的功能的问题。换向和/或功率调节功能应物理上进行组合的原因，如已经所提及的那样，是功率部件的改善的散热。此外，(传导功率电流和/或信号电流的)电气系统模块分开使能够显著简化布线和功能的物理上最优的定位。因此传导信号电流的导线和传导功率电流的导线之间的清楚的分离是可能的。本发明的另外的实施例是从属权利要求的主题。

在一个简单的构造中，可以以接触片的形式构造的转换触头位于电连接到碳刷的刷握上。电连接到电动机的场绕组的固定触头布置在基座上。当支座枢转时，固定触头与作为配合触头的转换触头以碳刷的交替接触共同作用用于反转电动机的旋转方向。

以本身传统的方式，功率电子器件可具有至少一个功率半导体(其转换在电动机的马达线圈中的电流)，例如三端双向可控硅开关(triac)、晶闸管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、功率二极管、H桥等。适宜地，具有传感器(诸如电流传感器和/或用于电动机的转子位置的传感器)的信号处理电子器件布置在基座上和/或在支座上。为了实现特别保护不受有害物质的作用，信号处理电子器件和/或功率电子器件可被封装、铸造等。

在另一构造中，基座和/或支座可包括电动机的元件。尤其地，用于电动机的转子轴的球轴承的轴瓦可布置在基座上和/或在支座上。基座和/或支座可形成电动手用工具的壳体或支撑结构的一部分。这提供组件部分的集成，从而实现更加紧凑的设计和成本的降低。

为了进一步改善散热，用于引导冷却空气流(其尤其用于冷却电动机)的传导片(conducting fin)布置在基座上和/或在支座上。由此，用于电动机的冷却空气流同时冷却功率电子器件。同样地，热沉可布置在基座上和/或在支座上用于冷却功率电子器件。尤其地，热沉位于功率半导体上或至少热连接到功率半导体。适宜地，用于碳刷的刷握的金属部件是以传导热量和/或散发热量到空气的部件的形式。最后，功率电子器件中的功率半导体的端子也可以直接与用于碳刷的刷握电接触和/或热接触，以便实现散热的进一步改善。