本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)工具。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)工具例如電鉆采用的是通用電機(jī)，該種電機(jī)體積大、重量大、繞組線圈數(shù)量大。電機(jī)作為電鉆的主要部件，其體積、重量與電鉆整體的體積、重量息息相關(guān)。采用通用電機(jī)的電動(dòng)工具體積大、重量大，其成本也較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、成本低的電動(dòng)工具。

一種電動(dòng)工具，包括主體部以及與所述主體部轉(zhuǎn)動(dòng)連接的工作頭，所述主體部內(nèi)安裝有單相無刷電機(jī)，所述工作頭可被所述單相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)而雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)的雙方向啟動(dòng)能力相同。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組，所述定子磁芯包括外軛部、從所述外軛部朝內(nèi)延伸的若干定子齒，每一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的弧面，每一弧面的周向中心具有一定位凹槽，每一定位凹槽位于對應(yīng)定子齒的中心線上，所述若干定子齒的弧面共同圍成一收容腔，所述轉(zhuǎn)子收容于所述弧面圍成的收容腔內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)的雙方向啟動(dòng)能力不同。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組，所述定子磁芯包括外軛部、從所述外軛部朝內(nèi)延伸的若干定子齒，每一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的弧面，每一弧面具有一定位凹槽，每一定位凹槽偏離對應(yīng)定子齒的中心線，所 述若干定子齒的弧面共同圍成一收容腔，所述轉(zhuǎn)子收容于所述弧面圍成的收容腔內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組，所述定子磁芯包括外軛部、從所述外軛部朝內(nèi)延伸的若干定子齒，每一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的弧面，每一弧面的周向中心偏離對應(yīng)定子齒的中心，所述若干定子齒的弧面共同圍成一收容腔，所述轉(zhuǎn)子收容于所述弧面圍成的收容腔內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，每一弧面具有一定位凹槽，每一定位凹槽位于對應(yīng)定子齒的中心線上。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組，所述定子磁芯包括外軛部、從所述外軛部朝內(nèi)延伸的若干定子齒，每一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的弧面，所述若干定子齒的弧面共同圍成一收容腔，所述轉(zhuǎn)子收容于所述弧面圍成的收容腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子與所述弧面之間形成基本均勻的氣隙。

作為一種優(yōu)選方案，相鄰定子齒之間通過開槽斷開，所述開槽的寬度小于等于所述均勻氣隙厚度的3倍。

作為一種優(yōu)選方案，所述單相無刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組，所述定子磁芯包括外軛部、從所述外軛部朝內(nèi)延伸的若干定子齒，每一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的弧面，所述若干定子齒的弧面共同圍成一收容腔，所述轉(zhuǎn)子收容于所述弧面圍成的收容腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子與所述弧面之間形成對稱非均勻氣隙。

作為一種優(yōu)選方案，相鄰定子齒之間通過開槽斷開，所述開槽的寬度小于等于所述對稱非均勻氣隙的最小厚度的4倍。

作為一種優(yōu)選方案，相鄰定子齒之間通過磁橋連接或通過開槽斷開，所述磁橋或開槽的中心與轉(zhuǎn)子圓心之間的連線與其中一定子齒的延伸方向形成60至90度的夾角。

作為一種優(yōu)選方案，所述定子磁芯包括兩個(gè)沿轉(zhuǎn)子直徑方向相對設(shè)置的第一定子齒和第二定子齒，第一定子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成第一弧面，第二定 子齒的徑向內(nèi)端面內(nèi)凹形成第二弧面，所述第一弧面的周向兩端分別形成第一切面和第二切面，所述第二弧面的周向兩端分別形成第三切面和第四切面；所述第一切面與所述第三切面相對且相互間隔從而形成第一開槽，所述第二切面與所述第四切面相對且相互間隔從而形成第二開槽，所述第一切面、第二切面、第三切面及第四切面相對定子齒的延伸方向傾斜或垂直。

作為一種優(yōu)選方案，所述電動(dòng)工具為電鉆。

作為一種優(yōu)選方案，所述定子齒的周向?qū)挾葹樗鲛D(zhuǎn)子外徑的0.8至1.6倍。

作為一種優(yōu)選方案，所述外軛部的徑向厚度為轉(zhuǎn)子外徑的0.3至0.7倍。

實(shí)施本實(shí)用新型，電動(dòng)工具的體積及成本可有效降低。

【附圖說明】

下面將結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型電動(dòng)工具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型電動(dòng)工具的一實(shí)施例的單相電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2所示單相電機(jī)的剖視圖。

圖4為圖2所示單相電機(jī)的定子磁芯與轉(zhuǎn)子的俯視圖。

圖5為圖2所示單相電機(jī)的轉(zhuǎn)子爆炸示意圖。

圖6為圖2所示單相電機(jī)的定子磁芯與第一固定支架、第二固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖2所示單相電機(jī)的絕緣架與繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型電動(dòng)工具的另一實(shí)施例的單向電機(jī)的定子磁芯、定子繞組與轉(zhuǎn)子的俯視圖。

圖9是圖8所示單相電機(jī)使用的定子磁芯的示意圖。

圖10是本實(shí)用新型電動(dòng)工具的又一實(shí)施例的單向電機(jī)的定子磁芯與轉(zhuǎn)子的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】

圖1為本實(shí)用新型的電動(dòng)工具200的一種實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例中， 該電動(dòng)工具200是電鉆。該電動(dòng)工具200包括主體210以及工作頭220，主體內(nèi)210安裝有電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)工作頭220運(yùn)動(dòng)。

請參照圖2，為本實(shí)用新型電動(dòng)工具200的一實(shí)施例的電機(jī)30。該電機(jī)30為一單相電機(jī)。在本實(shí)施例中，該單相電機(jī)為單相無刷電機(jī)。在其他實(shí)施方式中，該電機(jī)30也可為單相永磁同步電機(jī)。

請同時(shí)參照圖2至圖5，本實(shí)施例中，電機(jī)30包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸61、固定到轉(zhuǎn)軸61上的轉(zhuǎn)子磁芯62及固定到轉(zhuǎn)子磁芯62上的永磁體63。其中，永磁體63為整體式環(huán)狀永磁體。可以理解地，永磁體63可為若干塊磁體；永磁體63也可以直接固定到轉(zhuǎn)軸61上。優(yōu)選地，永磁體63的徑向厚度D2為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.2至0.24倍。

定子包括定子磁芯41以及繞設(shè)在定子磁芯41上的繞組49；定子磁芯41包括外軛部50、從外軛部50朝內(nèi)延伸的若干定子齒52、56。本說明書和權(quán)利要求書中，將垂直于定子齒的延伸方向的尺寸稱為該定子齒的寬度，將外軛部50沿定子徑向的尺寸稱為外軛部50的厚度。本實(shí)施例中，第一定子齒52和第二定子齒56的寬度W1為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.8至1.6倍。外軛部50是框形的，外軛部50的徑向厚度W2為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.3至0.7倍。

每一定子齒的徑向內(nèi)端面包括與轉(zhuǎn)子相對的弧面；具體地，第一定子齒52的端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的第一弧面52a，第二定子齒56的端面內(nèi)凹形成與轉(zhuǎn)子相對的第二弧面56a。第一弧面52a與第二弧面56a相對，并且兩者之間形成收容腔，永磁體63收容于該收容腔內(nèi)。

第一定子齒52和第二定子齒56之間分別在永磁體63外側(cè)形成較大磁阻的第一開槽53和第二開槽54。更具體地說，第一弧面52a的周向兩端分別形成第一切面52c和第二切面52d；第二弧面56a的周向兩端分別形成第三切面56c和第四切面56d，第一切面52c與第三切面56c之間形成第一開槽53；第二切面52d與第四切面56d相對在兩者之間形成第二開槽54。優(yōu)選地，第一開槽53和第二開槽54的尺寸基本相同，且關(guān)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心對稱。第一開槽53和第二開槽54的中心與轉(zhuǎn)子圓心之間的連線與其中一定子齒52或56的延伸方向形成60至90度的夾角，本實(shí)施例中，形成的夾角為90度，即第一開槽53和第二開 槽54的中心之間的連線經(jīng)過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，與定子齒52或56的延伸方向垂直。用于形成第一開槽53的第一切面52c、第三切面56c或用于形成第二開槽54的第二切面52d、第四切面56d相對定子齒52、56的延伸方向是垂直的。

第一定子齒52還包括設(shè)置在第一弧面52a上的第一定位凹槽52b，第二定子齒56還包括設(shè)置在第二弧面56a上的第二定位凹槽56b。第一定位凹槽52b和第二定位凹槽56b沿轉(zhuǎn)子的直徑方向相對設(shè)置，用于控制電機(jī)30停止時(shí)轉(zhuǎn)子相對于定子的位置，通過調(diào)整定位凹槽52b、56b的位置可調(diào)整轉(zhuǎn)子的停止位置或初始位置。上述第一定位槽52b的槽開口朝向永磁體63，第二定位槽56b的槽開口朝向永磁體63。第一定位凹槽52b、第二定位凹槽56b的連線方向與第一定子齒52、第二定子齒56的中心線重合。如此，電機(jī)具有雙向啟動(dòng)能力，且兩個(gè)方向的啟動(dòng)力矩基本相等。在其他實(shí)施例中，可使定位凹槽的位置偏離定子齒的中心線，使轉(zhuǎn)子雙向啟動(dòng)力矩不同。

優(yōu)選地，第一弧面52a與第二弧面56a位于同一個(gè)圓柱面上，沿圓柱面分布，所述圓柱面的中心軸與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心共軸，從而在永磁體63形成的永磁極的轉(zhuǎn)子外表面與第一弧面52a和第二弧面56a之間形成基本均勻的氣隙65(除定位凹槽52b、56b，開槽53、54及相鄰永磁極之間的中性區(qū)之外的區(qū)域其他地方為均勻氣隙)，且第一開槽53和第二開槽54的沿垂直于定子齒52、56的延伸方向的寬度小于等于上述均勻氣隙65的厚度的3倍。本實(shí)施例中，定子齒52的與轉(zhuǎn)子相對的弧面52a均勻分布在定子齒52的對稱中心線的兩側(cè)，定子齒56的與轉(zhuǎn)子相對的弧面56a均勻分布在定子齒56的對稱中心線的兩側(cè)也就是說，弧面52a和弧面56a位于定子齒52、56中心線周向兩側(cè)的部分的周向長度是相等的。

請同時(shí)參考圖2、圖3、圖6和圖7，定子繞組49安裝到定子磁芯41的第一定子齒52和第二定子齒56，定子繞組49通電時(shí)可以產(chǎn)生兩個(gè)通過轉(zhuǎn)子的磁回路。定子磁芯41的定子齒52、56與定子繞組49之間設(shè)絕緣線架47，如圖6所示，絕緣線架47包括兩個(gè)第一絕緣部36以及位于兩個(gè)第一絕緣部36之間的第二絕緣部37。該兩個(gè)第一絕緣部36分別用于覆蓋定子磁芯41的兩個(gè)定子齒52、56，該第二絕緣部37用于覆蓋定子齒52、56的弧面52a、56a的外周表面。每一第一絕緣部36的兩端分別設(shè)有兩個(gè)繞組擋板38，對應(yīng)的繞組49位于該兩 個(gè)繞組擋板38之間。本實(shí)施例中，絕緣線架47沿電機(jī)30軸向分隔成上下兩個(gè)部分。第二絕緣部37的頂面高于第一絕緣部36的主體部分，第二絕緣部37的底面突出于第一絕緣部36的主體部分，例如均與繞組擋板38的高度持平。第二絕緣部37的頂面設(shè)有朝向第一方向的第一開口57，底面設(shè)有朝向第二方向的第二開口58；第一方向與第二方向相差180°。上述第一開口57、第二開口58可以用于安裝霍爾傳感器。

本實(shí)施例中，該框形的外軛部50可由一體式的芯片疊置形成。當(dāng)然，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，該框形的外軛部50也可以由第一半軛部與第二半軛部拼接組成。

如圖6所示，本實(shí)施例中，定子還包括沿電機(jī)30軸向分設(shè)在定子磁芯41兩側(cè)的第一固定支架21與第二固定支架23。第一固定支架21上設(shè)有第一轂部22用于安裝軸承42，第一轂部22通過軸承42安裝并支撐轉(zhuǎn)軸61。類似地，第二固定支架23上設(shè)有第二轂部24，第二轂部24通過軸承44安裝并支撐轉(zhuǎn)軸61。如此，轉(zhuǎn)子通過第一固定支架21與第二固定支架23可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到定子。本實(shí)施例中，第一固定支架21呈“幾”字形，其兩端設(shè)有第一通孔27；第二固定支架23也呈“幾”字形，其兩端設(shè)有第二通孔28；定子磁芯41的外軛部50上沿電機(jī)軸向設(shè)有第三通孔29。定位螺栓48依次穿過第一固定支架21的端部、定子磁芯41的外軛部50、第二固定支架23的端部將第一固定支架21、第二固定支架23、定子磁芯41固定安裝在一起。

本實(shí)施例中，第一固定支架21的每個(gè)端部還設(shè)有第一彎折部62，第一彎折部66具有近似于直角的彎折用于緊貼所述定子磁芯41的外軛部50邊緣；類似地，第二固定支架29的每個(gè)端部也設(shè)有第二彎折部64，第二彎折部64同樣具有近似于直角的彎折用于緊貼所述定子磁芯41的外軛部50邊緣。

請參照圖8、圖9，本實(shí)用新型電動(dòng)工具200的另一實(shí)施例提供的單相無刷電機(jī)中的定子磁芯41由第一半芯和第二半芯組成，第一半芯和第二半芯在兩者的結(jié)合面上設(shè)有相互配合的凹凸卡位結(jié)構(gòu)。第一半芯包括第一半軛部51和從第一半軛部51朝中心伸出的第一定子齒52，第二半芯包括第二半軛部55和從第二半軛部55朝中心伸出的第二定子齒56，第一半軛部51和第二半軛部55共同 組成外軛部50，本實(shí)施例中，外軛部50呈圓形。第一定子齒52和第二定子齒56之間分別在永磁體63外側(cè)形成較大磁阻的第一開槽53和第二開槽54。本實(shí)施例中，第一定子齒52和第二定子齒56的寬度W1可以為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.8至1.6倍；外軛部50的厚度W2可以為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.3至0.7倍。第一定子齒52包括第一弧面52a，第一弧面52a具有第一定位凹槽52b；第二定子齒56包括第二弧面56a，第二弧面56a具有第二定位凹槽56b。第一定位凹槽52b和第二定位凹槽56b沿轉(zhuǎn)子的直徑方向相對設(shè)置，用于控制電機(jī)停止時(shí)轉(zhuǎn)子相對于定子的位置，通過調(diào)整定位凹槽52b、56b的位置可調(diào)整轉(zhuǎn)子的停止位置或初始位置。第一弧面52a與第二弧面56a相對，并且兩者之間形成收容腔，永磁體63收容于該收容腔內(nèi)。優(yōu)選地，第一弧面52a與第二弧面56a沿圓柱面分布，所述圓柱面與轉(zhuǎn)子共軸，從而在永磁體63形成的永磁極的外表面與第一弧面52a和第二弧面56a之間形成基本均勻的氣隙65(除定位凹槽52b、56b，開槽53、54及相鄰永磁極之間的中性區(qū)之外的其他地方為均勻氣隙)。

請參閱圖9，更具體地說，第一弧面52a的周向兩端分別形成第一切面52c和第二切面52d；第二弧面56a的周向兩端分別形成第三切面56c和第四切面56d，第一切面52c與第三切面56c之間形成所述第一開槽53；第二切面52d與第四切面56d相對在兩者之間形成所述第二開槽54。

第一切面52c和第三切面56c之間的距離為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.09至0.13倍；第二切面52d和第四切面56d之間的距離也為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.09至0.13倍。

優(yōu)選地，第一開槽53和第二開槽54的尺寸基本相同，且關(guān)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心對稱。第一開槽53和第二開槽54中心之間的連線L1經(jīng)過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，與第一定子齒52的延伸方向L2形成60至90度的夾角Q，更加優(yōu)選的方案是，第一開槽53和第二開槽54中心之間的連線與第二定子齒56的延伸方向形成60至65度的夾角。

第一定位槽52b的槽開口朝向永磁體63，第二定位槽56b的槽開口朝向永磁體63。第一定位槽52b和第二定位槽56b的槽開口的寬度為轉(zhuǎn)子外徑D1的0.24至0.28倍，所述槽開口的寬度是指第一定位槽52b和第二定位槽56b沿永磁體周向的尺寸。第一定位凹槽52b、第二定位凹槽56b的連線方向與第一定子 齒52、第二定子齒56的中心線重合。本實(shí)施例中，第一定位凹槽52b偏離第一弧面52a的周向中心，第二定位凹槽56b偏離第一弧面56a的周向中心，因此，該電機(jī)30在兩個(gè)方向的啟動(dòng)力矩不相等，該種電機(jī)尤其適用于對不同轉(zhuǎn)動(dòng)方向要求不同驅(qū)動(dòng)力矩的應(yīng)用場合，例如電鉆、電動(dòng)螺絲刀等。

請參照圖10，本實(shí)用新型電動(dòng)工具200的又一實(shí)施例提供的單相無刷電機(jī)30包括定子70和可相對定子70轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子80。轉(zhuǎn)子80包括轉(zhuǎn)軸81、固定到轉(zhuǎn)軸81上的轉(zhuǎn)子磁芯82及固定到轉(zhuǎn)子磁芯82上的永磁體83。定子70包括定子磁芯和及繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組(圖未示)。定子磁芯包括外軛部71及從外軛部71朝內(nèi)延伸的至少兩個(gè)定子齒72。定子齒72沿著外軛部71周向間隔分布，定子齒72的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。定子齒72的末端具有齒冠74，定子繞組繞設(shè)于定子磁芯，如繞設(shè)于定子齒72的齒身(位于外軛部71與齒冠74之間)上。齒冠74包括分別向兩側(cè)延伸的第一極靴75和第二極靴76。第二極靴76的長度大于第一極靴75的長度。每一齒冠74的第一極靴75和第二極靴76的內(nèi)側(cè)朝向轉(zhuǎn)子形成弧面。因此，弧面的周向中心偏離對應(yīng)定子齒72的中心線，轉(zhuǎn)子80朝一個(gè)方向的啟動(dòng)能力大于朝另一個(gè)方向的啟動(dòng)能力。優(yōu)選地，所述齒冠74的弧面位于以轉(zhuǎn)子80的中心為圓心的同一圓柱面上，永磁體83的外周面位于以轉(zhuǎn)子80的中心為圓心的另一圓柱面上，即第一極靴75和第二極靴76的弧面與永磁體83的外周面同心，從而第一極靴75和第二極靴76的弧面與永磁體83之間形成均勻厚度的氣隙85，減少了振動(dòng)和噪聲，可以使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，增強(qiáng)了啟動(dòng)穩(wěn)定性。

在本實(shí)施方式中，每一齒冠74的第一極靴75和第二極靴76的內(nèi)側(cè)的弧面形成有一朝向轉(zhuǎn)子80的定位凹槽77，定位凹槽77的中心位于對應(yīng)定子齒72的中心線上，即定位凹槽77偏離定子齒72的齒冠74的弧面的中心位置。定位凹槽77及非對稱極靴的設(shè)置用于控制轉(zhuǎn)子80的停止位置也即初始位置偏離死點(diǎn)位置。

在本實(shí)施例中，至少兩個(gè)定子齒72中，其中一個(gè)定子齒72的第二極靴76與另一個(gè)定子齒72的第一極靴75相鄰且之間存在槽口79，槽口79具有較大的磁阻以防止槽口79兩側(cè)的第二極靴76、第一極靴75之間漏磁且可增加電機(jī)的 定位轉(zhuǎn)矩。可以理解地，可以使用磁阻較大的磁橋代替槽口79。因?yàn)榈谝粯O靴75與第二極靴76的長度不同，因此，槽口79/磁橋的位置將偏離其中一個(gè)定子齒72，而不是位于兩個(gè)定子齒72的中間位置。

在其他實(shí)施方式中，還可使第一極靴75和第二極靴76的弧面與永磁體83之間形成對稱的非均勻厚度的氣隙，從而調(diào)整定位轉(zhuǎn)矩的波形，使定位轉(zhuǎn)矩的波形正弦化，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，噪音降低。

本實(shí)用新型電動(dòng)工具的單相電機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，其體積較常規(guī)的電機(jī)有了顯著的減小；重量較常規(guī)的電機(jī)也有了顯著的降低；轉(zhuǎn)子使用永磁體從而減少了繞組耗銅量、其成本也有所降低，從而使電動(dòng)工具200更加輕便、體積小巧、并降低了成本。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。