通用控制模块的制作方法

专利名称：通用控制模块的制作方法
技术领域：
本实用新型的示范性实施例总体涉及到用于控制马达操作的通用控制 模块。
背景技术：
通常，马达通过对于给定应用控制马达的专用模拟或数字电路来控制。 例如，需要专用电路来控制用在动力锯应用中的给定马达，同时需要另外的 专用电路来控制在钻孔应用中使用的不同马达。专用的模拟或数字控制电路 一般由不同的部件构成。这些部件对于给定的马达和/或给定的马达应用，通 常具有不同的价值、容限和/或控制软件以产生独特的搡作特性曲线。

实用新型内容
本实用新型的目的是一种通用控制模块，该控制模块被设计用于控制多 个马达的操作和/或构造成用于多种不同的马达应用，这样相同的模块可以 被用于不同的电动工具，而不会象是在现有技术中那样为每一电动工具设计 和制造相应的模块。在实例中，可在动力工具外壳内部构成控制模块。该控
制模块包括顶盖、底盖和在其上具有控制部件的印刷电路板(PCB)。控制 模块包括构成在顶盖和底盖之间的衬垫，用于为控制部件提供容限。
本实用新型的另一示范性实施例涉及一种动力工具。该动力工具包括工 具外壳、工具马达、通过工具马达提供动力的工具工作辅助部件和用于控制 工具马达操作的控制模块。该控制模块包括顶盖、底盖、在其上具有控制部 件的印刷电路板(PCB)和构成在顶盖和底盖之间用于为控制部件提供容限 的衬垫。
本实用新型的另一示范性实施例涉及一种在动力工具外壳内的控制模 块组件，用于控制工具马达的操作。该组件包括控制模块，其具有顶盖、底 盖、其上具有控制部件的PCB和构成在顶盖和底盖之间用于提供控制部件 容限的衬垫。该组件包括与工具外壳内部的控制模块呈相邻关系的辅助板。
8本实用新型的另 一示范性实施例涉及一种辅:助电路板组件，其用于构成 在动力工具外壳内部的控制模块以控制工具马达的操作。该纽件包括'接近工 具外壳内部的控制模块的辅助板，和连接到辅助板的耦合线圈组件，其用于 -险测动力工具的马达速度。该组件包括连接到辅助板上的变速刻度盘，用于 调整工具马达的速度。
本实用新型的另 一 示范性实施例涉及一种设置在连接到控制模块的电 路板上的耦合线圈组件。该控制模块可构成于动力工具外壳内部，用于控制 工具马达的操作。耦合线圏组件包括用于检测工具马达速度的耦合线圈，支 撑耦合线圈的屏板，和在密封耦合线圈的屏板内部的封装材料。该耦合线圈 包括穿过封装材料和屏板延伸并且用于连接到辅助板的多条导线。
本实用新型的另 一示范性实施例涉及一种变速刻度盘，用于调整动力工 具的马达速度。变速刻度盘设置在连接到控制模块的电路板上。该控制模块 设置于动力工具的外壳内部，用于控制工具马达的操作。刻度盘包括可旋转 的旋钮、可操作地连接到该旋钮的电位计和用于支撑电位计的电位计套。
本实用新型的另一示范性实施例涉及一种构成在动力工具外壳内部的 控制模块。该控制模块包括顶盖、底盖和其上具有控制部件的印刷电路板
(PCB)。将封装材料设置在顶盖和底盖内部，以便密封PCB和其上的控制 部件。该控制模块包括构成在顶盖和底盖之间的衬垫，用于为控制部件提供 容限。
本发明提供的通用控制模块的优势在于， 一个模块可以控制多个马达的 操作和/或构造成用于多种不同的马达应用，这样相同的模块可以被用于不 同的电动工具，而不会象是在现有技术中那样为每一电动工具设计和制造相 应的模块。


根据以下在此给出的详细描述和附图，将更加全面的理解本实用新型的 示范性实施例，其中相同的元件用相同的附图标记表示，仅以说明的方式给 出并由此不限制本实用新型的示范性实施例。
动力工具局部平面图2是根据本实用新型示范性实施例的动力工具内部的工具马达的所选
9部件的轴侧图，以示出控制模块、耦合线圏、辅助板和速度刻度盘的关系；
图3是根据本实用新型示范性实施例的控制模块的轴侧图； 图4A是示出根据本实用新型示范性实施例的控制模块的印刷电路板 (PCB)上的构成部件的分解图4B是根据本实用新型示范性实施例的PCB下侧上的构成部件的分解
图5是控制模块的透视图，用于示出在动力工具的电源接头和动力工具 配合端子连接器之间的绝缘；
图6A至6F是示出根据本实用新型示范性实施例的屏板、耦合线圈和辅 助板之间关系的视线圈、屏板、速度刻度盘和内螺紋连接器的设置的分解图8是示出根据本实用新型示范性实施例的变速刻度盘的构成部件的分 解轴侧视图9A是示出封装喷嘴对控制模块内部注入封装填料关系的控制模块的 顶视图9B是沿着图9A的线A-A的截面图，以示出根据本实用新型示范性 实施例的封装填料方向。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的示范性实施例。如在图中所示出的，可
并由此提供其仅用于说明根据本实用新型示范性实施例的一般结构。
而且，将参考形成于其他结构、部分或结构和部分上的结构或部分来描 述示范性实施例的各个方面。例如，提及的形成于另一个结构或部分"上" 或"上方，，的结构可认为其他的结构、部分或结构和部分可插入其间。在此 将提及的形成于另一结构或部分"上"的而没有插入结构或部分的结构或部 分的描述为"直接"形成在结构或部分"上"。
此外，相对术语如"上"或"上方"用于描述一个结构或部分对另一结 构或部分的关系，如图中所示。而且，相对术语如"上"或"上方"意指包 括控制模块除了图中所示取向之外的不同取向。例如，如果图中的部件或组
10件反转，则描述为在其它结构或部分"上方"的结构或部件将定向为在其它 结构或部分"下方"。同样，如果图中的部件或组件沿着轴旋转，则描述为 在其它结构或部分"上方"的结构或部分将定向为"邻近于"、"其它结构或 部分"、"在其左侧"、或"在其右側"。
图l是示出根据本实用新型示范性实施例在工具外壳内部的控制模块的 动力工具的局部平面图。参考图1,示出了具体化为旋转的、有绳的动力工 具10，应当理解，示范性实施例涉及到除了旋转的、有绳的动力工具之外的
动力工具。在图1的实例中，示出作为经由动力索21由AC线电源激励的 角向磨光机的动力工具10。角向磨光机10包括辅助防护装置14内部的滚花 压紧螺母(a knurled clamp nut) 12，用于接收通过工具马达激励的工具工作 辅助元件。在该实例中，工具工作辅助元件可以是旋转辅助元件，如飞轮(未 示出)。飞轮可通过轴连接到固定于工具外壳18上的齿轮箱16。
示出移除了部分外部壳体的工具外壳18,以便示出接近马达电枢的磁圈 22和换向器环24的通用控制模块100 ('控制模块')。控制模块100被设计 用来控制多个马达的操作和/或被构造成用于多种不同的马达应用(例如， 不同的动力工具)。
除了图1之外，还示出了支撑耦合线圈组件250和变速刻度盘270的辅 助板200。作为在动力工具10内部连接到控制模块100的一部分组件，辅助 板200可包括在工具外壳18内部。辅助板200的一个功能是将先前已经直 接连接到控制模块IOO或内置于控制模块100中的部件设置在其上，以便使 设计者能够在工具外壳18中展开各部件并更好地利用这一可用空间。耦合 线图组件250可连4妄到辅助板200,并可将其构成为4全测马达速度。该变速 刻度盘270可通过用户来操作，从而设置和/或改变所需的马达速度。
图2是在根据本实用新型示范性实施例的动力工具内部的工具马达所选 部件的轴测图，从而示出控制模块、耦合线圈组件、辅助板和速度刻度盘之 间的关系。图2示出了辅助板200和其部件(耦合线圈组件250和速度刻度 盘270)、控制模块100和工具马达20之间的关系。在实例中，辅助板200、 耦合线圈组件250和刻度盘270可共同地称作"辅助电路板组件"。辅助电 路板组件连接到图1的控制模块100，例如，控制模块可适用于工具马达的 控制操作。
工具马达20包括可通过滚珠轴承25连接到马达电枢26的换向器环24
11上的磁圈22。该马达20的输出通过滚珠轴承27和轴28传输到齿轮箱16。 多个磁体设置在马达电枢26的磁圈22上。随着电枢26的旋转，这在通过 耦合线圈组件250耦合的磁体之间产生磁场，以给出马达速度的精确读数。 辅助板100也可以包括变速刻度盘270，其用作现有技术中公知的电位 计。至于以下更详细的描述，刻度盘270的一部分可包括多个坚硬的筘齿， 其位于板簧的尖端上，以便向用户提供听觉反馈。在实例中，筘齿接触板簧 以向用户提供触觉反馈。这也用于在任一工具振动期间保持刻度盘270移动。 此外，使用转齿可防止用户无意中改变了速度，向用户提供容易辨别的触觉 反馈。
图3是根据本实用新型示范性实施例的控制模块100的轴侧图。参考图 3,控制模块100包括顶盖110、底盖120、衬垫130和印刷电路板140 (图 3中未示出)。在一个实例中，顶盖IOO可由为控制模块100内部的有源功率 部件提供散热的材料制成，且例如可浇铸顶盖IOO用于该功能。底盖120可 以构成为支撑控制模块100内部部件并允许封装，以便建立起密封封装。此 外，底盖120提供电绝缘区域，用于在控制模块100内部的有源功率器件。
衬垫130可构成为例如在组装控制模块100期间，将控制模块100内部 的通孔电子部件保持在适当位置。控制模块IOO还可包括将顶盖110固定到 模块100内部的螺母(未示出)的固定装置115 (例如螺丝)。该固定装置 115可固定到控制模块100内部的有源功率器件。
控制模块还包括一对快连接电源接头150和连接到印刷电路板140上的 输入/输出连接器160。该快连接电源4妄头150顺序连4妄到控制才莫块100并 具有不同尺寸和不同长度，以防止例如与其它部件的不适当连接。在实例中， 输入/输出连接器160可构成为12管脚设置，其中四个(4)管脚162是空 的并且不使用(以提供空间)，五(5)个管脚162是输入/输出管脚，一 (1 ) 个管脚162是热线管脚，和一(1 )个管脚162是电路接地/中性管脚(neutral pin)。这仅仅是一种用于输入/输出连接器160的端子管脚设置；根据在此 的示范性实施例本领域技术人员可预知其它设置。
图4A是示出根据本实用新型示范性实施例的控制模块的印刷电路板 (PCB)上的构成部件的分解图。参考图4A， PCB 140可包括在PCB 140 两侧上的多个部件，如功率电阻142、有源功率器件145、分流器147、电解 电容152和其它电子部件155,如二极管。在实例中，有源功率器件可具体
12化为三端双向可控硅开关l45。正如所公知的那样，三端双向可控珪开关是 用于控制任一方向电流的三端半导体。
图4A示出了快连接电源接头150、输入/输出连接器160以及这些部 件与PCB 140上的其它有源部件的关系。电源接头150包括支脚151，用于 搭扣配合啮合到PCB 140相应的对准孔144。端子管脚162可通过对准孔143 连接到PCB140，如图4A中所示。
分解图。图4B示出除了包括微控制器146的其上的多个电子部件之外，端 子管脚162插入穿过对准孔143。微控制器146例如可包括单个芯片结构上 的诸如闪存的编程ROM (可变ROM)、诸如微处理器的CPU内核、诸如静 态随机存取存储器(SRAM)的板载外围电路和非易失性存储器。
非易失性存储器即使在不通电时也可保持存储的信息。非易失性存储器 的实例包括RAM (动态RAM ( DRAM )、 SRAM、同步DRAM ( SDRAM )、 视频RAM (VRAM)等)和基于磁体和光的存储器。可变固相ROM的类 型包括可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)。 EPROM可通过暴露到紫外光然后经由EPROM编程器重写来 擦除，并可通过在顶部中允许UV光进入的圆形"窗"来识别。EEPROM如 闪存允许整个ROM (或ROM的所选部分)被电擦除(闪回到零)，然后不 需将所述存储体取出计算装置而写入。
在实例中，微控制器146可以是ATMELAVR 8比特RISC微控制器中 的 一种，如具有8 - Kbyte自编程快闪编程存储器的AT mega8快闪微控制器。 然而，模块100的智能电子控制器件不限于示范性的微控制器146，且可具 体化为硬件和/或软件，作为另 一种微处理器或模拟电路、数字信号处理器、 或通过一个或多个数字IC，如专用集成电路(ASIC)。
顶盖110可由具有良好热传输特性的适合材料如金属制成。在实例中， 顶盖110可由金属材料如铜、铝、不锈钢、锌(ZA8)、锌铝合金或具有很好 的热传输特性、和/或可容易浇铸成薄壁状、紧凑且小的顶盖110的任一相 似金属制成。如上所述，顶盖110用作有源部件如功率电阻142、三端双向 可控硅开关145和/或147的散热，并例如可浇铸该顶盖110用于该功能。
固定装置115将顶盖110固定到控制模块100内部的螺母149。固定装 置117可由便于热传递的材料构成，如对于顶盖100来说在上面标出的任一
13种金属。固定装置115可通过三端双向可控石圭开关145固定在开口 148处，
以与螺母149啮合，该螺母例如位于形成在衬垫130里的凹穴(pocket) 132 中。开口 148与顶盖110中的开口 117对准。金属固定装置115用于将热从 三端双向可控硅开关145抽出并通过起散热作用的顶盖110散热。
在实例中，三端双向可控硅开关145是单个隔离的三端双向可控硅开关， 其中隔离在该部分内部。三端双向可控硅开关145的其它隔离通过在衬垫 130内部的封装材料100来提供。除了将有源部件保持在控制模块100中的 适当位置之外，封装材料具有V0可燃性等级。适合的封装材料包括但不限 于环氧树脂基封装剂、单组分或多组分尿烷或尿烷凝胶封装剂、单组分或多 组分硅或硅凝胶封装剂等中的 一种或多种。
因此，作为绝缘体封装例如可辨别出具有单层隔离的控制模块100与非 隔离控制模块。此外，热滑脂可涂敷于三端双向可控硅开关145的顶表面上； 这在工业中是标准的。在可选方案中，可代替热滑脂提供热垫(未示出)。 例如，热滑脂或热垫可用来防止封装渗入到控制模块100中，且作为三端双 向可控硅开关145高度的函数可对其尺寸进行限定。
顶盖和底盖110、 120因此通过单个固定装置115如螺丝和螺母组件固 定到一起。在实例中，螺母149位于在控制模块100内部的凹槽或凹穴132 内部，以使单个螺丝延伸穿过顶盖110中的开口 117和三端双向可控硅开关 145中的148,从而啮合螺母149。这可提供机械装置，用于将来自三端双向 可控硅开关145的热传送至顶盖110。因此，在PCB 140中产生的任何热量 都会通过封装(未示出)传送至散热器(即，顶盖IIO)。在一个实例中，螺 母149可以是N3螺母，该螺母被容置在形成于衬垫130中的六边形凹穴或 凹槽132中，如图4A中所示。
在实例中，底盖120可由热塑性或符合一定UL安全要求的其它类似材 料制成。适合于底盖120的示意性塑料材料具有V0可燃性等级和/或满足 UL741标准。因此，满足可燃性等级和/或满足UL741标准的任一种类型 的塑料材料可用于底盖120。例如底盖可包括酰胺纤维6-6聚酰亚胺。底盖 的目的是支撑控制模块100内部组件，并允许封装以建立密封封装。此外， 底盖120提供用于三端双向可控硅145的电绝缘区域。
如上所讨论的，衬垫130在组装控制模块IOO期间将通孔电子部件保持 在适当位置。在制造期间，在PCB 140上存在多个部件，如三端双向可控硅
14开关145、分流器147、电阻142等。衬垫130的一个功能是在波动焊接期 间将部件保持在适当位置，以免去压紧夹具。因此，衬垫130在组裝期间可 定位在电源接头150上方以提供容限，而且在保持部件之间的这些容限的同 时还提供电绝缘。
衬垫130可由与波动焊接温度相容的高温塑料制成。在实例中，衬垫130 可包括卡扣式接头135，以抓住PCB 140，从而在波动焊接工艺之前将通孔 电子部件固定到PCB 140上。多个卡扣式接头135可设置在每一侧上，从而 通过导孔141将衬垫BO可释放地固定到PCB 140上，以减少制造成本。
村垫130包括屏板部分136,该屏板部分136配合到底盖120的接头122 上，以便密封和封装输入/输出连接器160。衬垫130的屏板部分136可设 计成防止碎末和灰尘刮削进入到控制模块100的有源部件中。
如上所讨论的，衬垫130可提供关键有源功率部件的改进的位置容限控 制，该关键有源功率部件包括功率电阻142、分流器147、三端双向可控硅 开关145、快连接电源接头150和输入/输出连接器160。衬垫130的设计 可包括塑料零件138,用于对准快连接电源接头150和凹穴/凹槽132，以 固定螺母149。这能在三端双向可控硅开关145和散热器(顶盖110)之间 建立简单的封闭组装。
在一个实例中，衬垫130的设计可减少劳动力和材料成本，且可有助于 确保最终PCB 140组件与功能测试系统相兼容。衬垫130还提供电隔离和用 于构成控制模块100的电子组件的所组装的有源部分的隔离，便于通过控制 PCB 140上的部件位置来降低电子组件尺寸。
图5是示出电源接头和动力工具的配合端子连接器之间的迹线绝缘的控 制模块透视图。在一个实例中，反跟踪橡胶闭合单元泡沫板170可用于形成 电绝缘部分，该电绝缘部分用在工具10的电源电缆/电线21的配合端子连 接器172和174和端子配件如快断开连接电源接头150和/或输入/输出连 接器160的内/外接口之间的电源电缆/电线连接中。当配合连接器172、 174抵靠着控制模块100主体上的橡胶闭合单元泡沫板170推动端子配件外 壳172、 174时，反跟踪橡胶闭合单元泡沫板170可密封给出的端子配件外 壳和控制模块100主体的接缝。
橡胶闭合单元片170可实现控制模块100主体和在金属/灰尘环境中给 出的配合连接器172、 174之间的气密封装。橡胶闭合单元泡沫板170在恶
15劣的金属灰尘环境条件期间可改善配合插塞(如电源*接头150)的端子之间 的反追踪绝缘，降低控制模块100或包括控制模块100的动力工具10的组 装成本，且可更好地控制在端子和/或配合快断开连接连接器之间接缝的密 封。
图6A至6F是示出才艮据本实用新型示范性实施例的分流器、耦合线圈和 辅助板之间关系的图。图6A至6F示出了在辅助板200上耦合线圈组件250 的设置。图6A至6F为了清楚的目的没有示出变速刻度盘270和其它连接。
图6A和6B示出了辅助板200和耦合线圈组件250的前和底面。图6C 和6D示出了耦合线圈组件250和辅助板200的轴侧和分解轴侧视图。图6E 是沿着图6A的线A-A取得的截面图，图6F是沿着图6B的线B-B取得的 截面图。
在实例中，辅助板200可包括其上的耦合线圈组件250。可将辅助板200 成形为与工具外壳18内部的轮廓相适应。辅助板200是PCB，且例如可由 适合的基板材料如硅、硅氧化物和/或其它硅基结构制成。辅助板200可包 括多个导孔210-213和狭槽215,以将耦合线圈251的导线258 (或来自内 连接器165的信号线168或变速刻度盘270的接触导线277，在图6中未示 出)导入到辅助板200中，例如图6D和6F中最佳示出的那样。
耦合线圈组件250可包括由屏板255支撑的耦合线圈251。该屏板255 位于马达电枢26附近的辅助板200的端部处，以便相对于在磁圈22上的磁 体升高耦合线圈251。使用屏板255可降低振动和/或防止污染物破坏由耦 合线圈251取得的精确度或读数。从而屏板255可作为用于耦合线圈的保护 件或密封件。为了将屏板255固定于其上，屏板255可通过在辅助板200边 缘附近的接头259牢固地夹紧。如图6F所示，提供间隙257用于在屏板255 的接头259上施加弹簧作用。
屏板255例如可由能够抵抗波动焊接工艺中的焊接温度(高达约300°C ) 的适合高温材料制成。在实例中，屏板255可包括30 %玻璃填充的酰胺纤维， 在将导线258焊接到辅助板200期间其支撑而不会变形。由此，屏板255在 波动焊接之前将耦合线圈251固定到辅助板200上，这是由于屏板255由与 波动焊接温度相兼容的高温材料构成。屏板255填充有任一种类型的环氧树 脂封装252,以防止耦合线圏251不受金属和/或灰尘污染物的影响。
图7是示出根据本实用新型示范性实施例在辅助板上的控制模块的耦合
16线圈组件、屏板和变速刻度盘以及内连接器的设置的分解图。参考图7,辅
助板200也可包括用作电位计的变速刻度盘270。刻度盘270包括旋钮271 、 可操作地连接到包括一对板簧275的电位计罩274的电位计273。电位计273 包括可插入到辅助板200的相应导孔211中的接触导线277,用于焊接到板 200上。电位计罩274的一对卡扣式接头276通过相应的狭槽215与辅助板 200啮合，以提供封装罩274至辅助板200的压配合啮合。
如图7中所示，提供内连接器165用于与输入/输出连接器160的相应 端子管脚的连接啮合，以便将控制模块100电连接至辅助板200。内连接器 165包括多条信号线168和用作通向控制模块100的输入功率导线的热线 169。信号线168包括通过用户启动旋钮271基于速度变化将信号提供给控 制模块100的第一信号线、用于测量转速计(耦合线圈251)的第二信号线 和用于热线169的第三接地插塞信号线，以对控制模块100中的电路电子器 件(即，有源部件、微处理器等)通电。可通过在导孔212处的焊料将信号 线168固定到辅助板200上。
解轴测视图。参考图8，变速刻度盘270包括旋钮271、电位计273和电位 计罩274。封装罩274啮合到支撑半环283，该支撑半环283包括一对板簧 275。每个板簧275都包括转齿突起282。该封装罩274包括一对对准台284， 其可被接收到辅助板的相应导孔213中，用于将封装罩焊接到板200上。
旋钮271包括面272，以将速度表示和多个突起元件278设置在其外部 周表面上，用来由工具10的使用者用手指夹持。旋钮271的轴279可压配 合到电位计273的相应孔隙281中，用于将旋钮271固定到电位计273上。
旋钮271包括在其内部周表面上的多个坚硬筘齿280，如图8中所示。 为了将听觉反馈提供给用户，可将坚硬筘齿280设计成位于板簧275的点上。 坚硬转齿280与板簧275上的转齿突起282的啮合提供了触觉反馈，并还可 防止旋4丑271在工具10振动期间无意中的移动。此外，由于其会将明显的 接触反馈提供给用户，因此使用转齿280/282可防止用户无意间地改变速 度。
因此，如上所述，本实用新型的示范性实施例涉及到在动力工具外壳内 部的控制模块组件，用于控制工具马达的操作。该组件包括具有顶盖、底盖、 其上具有控制部件的PCB和可构成于顶盖和底盖之间用于为控制部件提供容限的衬垫的控制模块。该组件包括与工具外壳内部的控制模块相接近的辅 助板。
在实例中，衬垫在焊接工艺中为控制部件提供容限，以将控制部件固定 地连接到PCB上，并且将辅助板构造成支撑耦合线圏组件，用于检测动力 工具马达的速度。耦合线圏组件可包括用于检测工具马达速度的耦合线圈， 支撑耦合线圈的屏板和在密封耦合线圈的屏板内部的封装材料。耦合线圈包 括穿过封装材料延伸的多条导线和用于连接到辅助板的屏板。
屏板包括能使屏板搭扣配合连接到辅助板边缘的一对接头、和用于将弹
簧动作施加到接头上的多个间隙。该屏板可由构成为抵抗高达约30(TC焊接 温度而不变形的高温材料构成。在实例中，屏板可由30%的玻璃填充酰胺纤 维构成。
辅助板支撑变速刻度盘，用于调整工具马达的速度。刻度盘包括可旋转 旋钮、可操纵地接到旋钮的电位计和用于支撑电位计的电位计罩。可旋转旋 钮包括在其外部周表面上用以提供速度表示的面，和在外部周表面上的多个 突起元件，用来由工具的使用者实现手指夹持配合。
电位计包括用于与旋钮的中心轴搭扣配合的中心孔隙，和在其内部周表 面上的多个坚硬转齿，以将给定的筘齿突起啮合在给定的板簧上，以便将触 觉反馈提供给致动旋钮的用户。电位计包括可插入到辅助板相应导孔中的多 条接触导线。电位计罩包括一对板簧，每个板簧都具有从其表面上突起的筘 齿突起。电位计罩包括一对卡扣式接头，以通过相应狭槽啮合辅助板，从而 向辅助板提供电位计罩的压配合啮合。
该组件可进一步包括内连接器，用于与控制模块的输入/输出连接器的 相应端子管脚的连接啮合，以便将控制模块电连接到辅助板。内连接器包括 多条信号线和用作至控制模块的输入功率导线的热线。在一个实例中，信号 线包括通过用户激励旋钮基于速度变化将信号提供给控制模块的第 一信号、 测量子耦合线圈的检测信号的第二信号线和用于热线的第三接地插塞信号， 从而充电在控制模块内部的控制部件。
因此，如上所述，在另一实例中，耦合线圈组件可设置在连接到动力工 具的工具外壳内部的控制模块上并在其外部的电路板(辅助板)上，用于控 制工具马达的操作。耦合线圈组件包括用于检测工具马达速度的耦合线圈， 支撑耦合线圏的屏板和在封装耦合线圈的屏板内部的封装材料。耦合线圈包
18括穿过封装材料延伸的多条导线和用于连接到辅助板的屏板。
屏板位于马达的马达电枢附近的辅助板端部，以便相对于电枢上的多个 磁体升高耦合线圈。屏板包括能使屏板搭扣配合连接到辅助板边缘的 一对接 头，和能将弹簧作用施加到接头上的多个间隙。在实例中，屏板可由被构造
成可承受高达约30(TC的焊接温度而不变形的高温材料构成，如30%玻璃填 充的酰胺纤维。
在另 一所述实例中，用于调整动力工具的马达速度的变速刻度盘设置在 电路板(辅助板)上，该电路板连接到在动力工具外壳内部的控制模块上并 在其外部。刻度盘包括可旋转旋钮、可操作地连接到该旋钮的电位计和用于 支撑该电位计的电位计罩。
可旋转旋钮包括用于提供速度表示的在其外部周表面上的面，和用于由 工具用户使用手指夹持配合的在外部周表面上的多个突起元件。该可旋转旋 钮还包括在其内部周表面上的多个坚硬筘齿，以将给定筘齿突起啮合在给定 板簧上，从而将接触反馈提供给致动旋钮的用户。
电位计包括用于与旋钮的中心轴搭扣配合啮合的中心孔隙，和可插入到 辅助板相应导孔中的多条接触导线。
电位计罩包括一对板簧，每个板簧都具有从其表面突起的筘齿突起。该 电位计罩包括一对卡扣式接头，通过相应的狭槽啮合辅助板，从而提供电位 计罩对辅助板的压配合。电位计罩包括一对对准台，该对准台可容纳在辅助 板相应的导孔中，用于将电位计罩固定到辅助板上。
图9A是示出封装喷嘴对控制模块内部注入封装填料关系的控制模块的 顶视图；图9B是沿着图9A的线A-A的截面图，以示出根据本实用新型示 范性实施例的封装填料方向。
控制模块IOO应当能够抵抗基本的冲击和振动、脏物和湿气。控制模块 IOO还应当紧凑、坚固且密封，以使该模块安装在动力工具的凹穴中。封装 或嵌入是对电子装置、印刷电路板或电子器件的覆盖，以保护其不受周围环 境的影响，例如保护其不受湿气的影响，和/或使湿气与器件电绝缘，从而 使所述装置如所设计的那样进行操作。
在模块100内部不适当的封装工艺会导致在模块的封装内部形成一个或 多个气泡。这会导致模块100不能进行高压绝缘测试来达到特定的安全顺应 性需要。参考图9A和9B，在避免于模块封装内部形成气泡的努力中，可使用加 压封装工艺，以将封装填料注入到模块100中。这可由具有两个开放端口或
孔来完成，该两个端口或孔是通过在接收封装喷嘴905的顶盖110和底盖120 之间的入口 913以及形成于底盖120中的排气端口 915。孔913、 915能控制 PCB 140周围的封装料流动方向917(见箭头)，以便将空气从模块100中推 出。
因此，用两个开放端口913、 915构成实质上密封的模块100允许封装 条料在一个方向上的流动控制。 一个端口 913用于吸入加压封装料流，另一 个排气端口 915用于排除气体直到封装材料变得在排气端口 915中可以看 到，从而表示完成了模块100内部的封装注入工艺。如在图9B中最佳看到 的，这种设置提供了自入口 913的封装填充的一个方向917,以填充在顶盖 110内部的PCB 140的顶侧，其穿过PCB 140底部边缘处的凹口 910,以允 许封装料填充PCB 140的底部侧直到封装料达到排气端口 915。
上述封装填充工艺由此在一个方向917上从入口 913将气体推到排气端 口 915，以便用封装材料完全填充模块100,从而避免在其中形成气泡。该 入口 913的直径足够小，以允许加压封装喷嘴905固定到并被密封到入口 913 上。在改善于模块100内部的封装填充工艺控制的努力下，较小直径的排气 端口孔917允许空气被快速地排出。
由此已经描述了本实用新型的示范性实施例，其可以以多种方式变化是 明显的。不认为这种变化脱离了本实用新型示范性实施例的精神和范围，且 对本领域技术人员来讲明显的是，所有这种修改都意指包括在权利要求的范 围内。
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权利要求1.一种在动力工具外壳内部的控制模块，该模块包括顶盖，底盖，印刷电路板(PCB)，其上具有控制部件，其特征在于，衬垫构成在顶盖和底盖之间，用于为控制部件提供容限。
2. 根据权利要求1的控制模块，其中控制部件包括一个或多个功率电阻、 三端双向可控硅开关、分流器和微控制器。
3. 根据权利要求2的控制模块，其中底盖提供三端双相可控硅开关的电 绝缘。
4. 根据权利要求1的控制模块，其中顶盖用作散热。
5. 根据权利要求1的控制模块，进一步包括 一对快连接电源接头，和输入/输出连接器，其具有用于将电源和数据提供给模块的多个端子管脚。
6. 根据权利要求5的控制模块，其中电源接头具有不同的尺寸和长度。
7. 根据权利要求5的控制模块，其中衬垫包括屏板部分，其与在底盖上 的接头相配合，以密封地封装输入/输出连接器。
8. 根据权利要求1的控制模块，进一步包括 固定装置，用于将顶盖固定到底盖上。
9. 根据权利要求8的控制模块，其中固定装置包括 有螺紋的固定器，其可穿过顶盖中的单个孔并穿过模块内部功率器件中的对准孔，从而与螺母啮合，其中螺母位于在功率器件下方的衬垫中所形成 的凹槽中。
10. 根据权利要求9的控制模块，其中有螺紋的固定器用于将热量从功率 器件抽出，并通过顶盖散出该热量。
11. 根据权利要求1的控制模块，进一步包括封装材料，其设置在衬垫中，用于将封装部件保持在适当位置处，并用 于为控制模块提供单层绝缘。
12. 根据权利要求11的控制模块，其中封装材料注入到模块中，以避免在其中形成气泡。
13.根据权利要求11的控制模块，其中封装材料具有V0可燃烧等级。
14.根据权利要求1的控制模块，其中顶盖是选自包括铜、铝、不锈钢、锌(ZA8)和锌铝合金的组的金属。
15. 根据权利要求1的控制模块，其中底盖由具有V0可燃烧等级并满足 UL 741标准的热塑性或其它塑料材料构成。
16. 根据权利要求1的控制模块，其中底盖由酰胺纤维6-6聚酰亚胺构成。
17.根据权利要求i的控制模块，其中模块电连接到在工具外壳内部的辅 助板。
18. 根据权利要求1的控制模块，进一步包括输入/输出连接器，其具有多个端子管脚，用于将功率和数据提供给模块，其中辅助板支撑其用于检测工具马达速度的耦合线圈组件、用于调整工 具马达速度的变速刻度盘，并且连接到外连接器的多条信号线，用于通过输 入/输出连接器将功率和数据提供给控制模块。
19. 根据权利要求1的控制模块，其中衬垫连接到PCB上，用于在焊接工艺期间为控制部件提供容限，从而固定地将控制部件连接到PCB。
20. —种动力工具，包括 工具外壳， 工具马达，通过工具马达通电的工具工作辅助部件，和 控制模块，用于控制工具马达操作，该控制模块包括 顶盖， 底盖,印刷电路板(PCB),其上具有控制部件，和其特征在于，衬垫构成在顶盖和底盖之间，用于为控制部件提供容限。
21. 根据权利要求20的动力工具，进一步包括 辅助板，其在连接到其中的控制模块上的工具外壳内部。
22. 根据权利要求21的动力工具，其中辅助板支撑用于检测工具马达速度的耦合线圈组件，用于调整工具马达速度的变速刻度盘，和辅助板可连接到内连接器的多条信号线，以通过输入/输出连接器将功 率和数据提供给控制模块。
23. —种控制;^莫块组件，其在动力工具的内部，用于控制工具的马达的操 作，该组件包括控制模块，具有顶盖、底盖、其上具有控制部件的印刷电路板(PCB), 其特征在于，衬垫构成在顶盖和底盖之间，并连接到PCB上，用于为控制 部件提供容限，和辅助板，其接近控制模块，用于支撑其中的控制模块。
24. 根据权利要求23的组件，其中在焊接工艺期间，衬垫为控制部件提 供容限，从而固定地将控制部件连接到PCB上。
25. 根据权利要求23的组件，其中辅助板被构造成支撑耦合线圈组件， 用于检测动力工具的马达速度。
26. 根据权利要求25的组件，其中耦合线圈组件进一步包括 耦合线圈，其用于检测工具马达的速度，屏板，其用于支撑耦合线圈，和 封装材料，其在封装耦合线圈的屏板内部，其中耦合线圈包括穿过封装材料和屏板延伸的多条引线，用于至辅助板 的连接。
27. 根据权利要求26的组件，其中屏板包括 一对接头，其能将屏板搭扣配合连接到辅助板的边缘，和 多个衬垫，其能将弹簧作用施加到接头上。
28. 根据权利要求26的组件，其中屏板由可抵抗高达约300。C的焊接温 度而不变形的高温材料构成。
29. 根据权利要求26的组件，其中屏板包括30%玻璃填充的酰胺纤维。
30. 根据权利要求24的组件，其中辅助板支撑变速刻度盘，用于调整工 具马达的速度。
31. 根据权利要求30的组件，其中刻度盘包括 可旋转的旋钮，电位计，其可操作地连接到旋钮，和 电位计罩，用于支撑电位计。31.根据权利要求31的组件，其中电位计罩包括一对板簧，每个板簧都 具有从其表面突起的转齿突起。
32.
33. 根据权利要求32的组件，其中电位计包括中心孔隙，用于与旋钮的中心轴搭扣配合啮合，和 可旋转旋钮包括在其内周表面上的多个坚硬转齿，以将给定筘齿突起啮 合在给定板簧，以便将接触反馈提供给致动旋钮的用户。
34. 根据权利要求31的组件，其中电位计包括可插入到辅助板的相应导 孔中的多条接触导线。
35. 根据权利要求31的组件，其中电位计罩包括一对卡扣式接头，以通 过相应狭槽啮合辅助板，从而将电位计罩通过压配合啮合到辅助板上。
36. 根据权利要求24的组件，进一步包括内连接器，用于连接啮合控制模块的输入/输出连接器的相应端子管 脚，以便将控制模块电连接到辅助板。
37. 根据权利要求36的组件，其中内连接器包括多条信号线和用作引向 控制模块的输入电源导线的热线。
38. 根据权利要求37的组件，进一步包括 耦合线圈，用于检测工具马达的速度， 其中信号线进一步包括第一信号线，用于通过用户致动旋钮基于速度变化将信号提供给控制模块，第二信号线，用于测量来自耦合线圈的检测信号，和 第三接地插塞信号线，用于热线，以对控制模块内部的控制部件通电。
39. 根据权利要求31的组件，其中电位计罩包括容纳在辅助板相应导孔 中的一对对准台，用于将电位计罩固定到辅助板上。
40. 根据权利要求31的组件，其中可旋转旋钮进一步包括 在其外部周表面上的面，以提供速度表示，和在外部周表面上的多个突起元件，用于由工具使用者实现手指夹持配合。
41. 一种辅助电路板组件，包括辅助板，其接近工具外壳内部的控制模块，耦合线圈组件，其连接到辅助板上，用于检测动力工具马达的速度，和变速刻度盘，其特征在于，所述变速刻度盘连接到辅助板上，用于调整工具马达的速度。
42. —种耦合线圈组件，其设置在连接到控制模块上的电路板上，该控制 模块可构成于动力工具外壳的内部，用于控制工具马达的操作，该耦合线圈组件包括耦合线圈，用于检测工具马达的速度，屏板，其支撑耦合线圈，和封装材料，其在封装耦合线圈的屏板内部，其特征在于，耦合线圈包括穿过封装材料和屏板延伸的多条导线，用于 至辅助板的连接。
43. 根据权利要求42的组件，其中屏板位于马达的马达电枢附近的辅助 板的端部，以便相对于电枢上的多个磁体升高耦合线圈。
44. 根据权利要求42的组件，其中屏板包括 一对接头，能使屏板搭扣配合到辅助板的边缘上，和 多个衬垫，能将弹簧作用施加到接头。
45. 根据权利要求42的组件，其中屏板由可抵抗高达约300。C的焊接温 度而不变形的高温材料构成。
46. 根据权利要求42的组件，其中屏板包括30%玻璃填充酰胺纤维。
47. 根据权利要求42的组件，其中电路板在控制模块的外部。
48. —种变速刻度盘，用于调整动力工具马达的速度，刻度盘设置在连接 到控制模块的电路板上，控制模块可构成在动力工具外壳的内部，用于控制 工具马达的操作，刻度盘包括可旋转^走4丑，电位计，其可操作地连接到旋钮上， 其特征在于， 一用于支撑电位计的电位计罩。
49. 根据权利要求48的刻度盘，其中电位计罩包括一对板簧，每个板簧 都具有从其表面突起的筘齿突起。
50. 根据权利要求49的刻度盘，其中电位计包括中心孔隙，用于与旋钮的中心轴搭扣配合啮合，和 可旋转旋钮包括在其内部周表面上的多个坚硬筘齿，以将给定筘齿突起啮合到给定板簧上，以便将接触反馈提供给致动旋钮的用户。
51. 根据权利要求48的刻度盘，其中电位计包括多个接触导线，可插入 到辅助板的相应导孔中。
52. 根据权利要求48的刻度盘，其中电位计罩包括一对搭扣配合接头， 以通过相应狭槽啮合辅助板，从而将电位计罩压配合啮合到辅助板。
53. 根据权利要求48的刻度盘，其中电位计罩包括容纳在辅助板的相应 接触孔中的一对对准台，用于将电位计罩固定到辅助板上。
54. 根据权利要求48的刻度盘，其中可旋转旋钮进一步包括 在其外部周表面上的面，以提供速度表示，和在外部周表面上的多个突起元件，用于由工具使用者实现手指夹持配合。
55. 根据权利要求48的刻度盘，其中电路板在控制模块的外部。
56. —种控制模块，其在动力工具外壳的内部，该模块包括 顶盖，^4盖，印刷电路板(PCB ),在其上具有控制部件，封装材料，其设置在顶盖和底盖的内部，以便密封PCB和其上的控制 部件，和间隙，其构成在顶盖和底盖之间，用于为控制部件提供容限。
57. 根据权利要求56的模块，其中封装材料被注入到模块中，以避免在其中形成气泡。
58. 根据权利要求56的模块，进一步包括；第一端口，其设置在顶盖和底盖之间，以在压力下为注入封装材料提供 吸入孔，和第二端口，其设置在底盖中，以便在压力下提供封装材料的流动路径， 从而用封装材料填充模块，以密封PCB和其中的控制部件。
专利摘要本实用新型公开一种通用控制模块，其设计用于控制多个马达的操作和/或构造成用于多种不同的马达应用。在实例中，控制模块可构成于动力工具外壳的内部。控制模块包括顶盖、底盖和其上具有控制部件的印刷电路板(PCB)。控制模块包括构成于顶盖和底盖之间并连接到PCB上的衬垫，用于在焊接工艺期间为控制部件提供容限，以将控制部件固定地连接到PCB上。
文档编号B25F5/00GK201275751SQ20062014782
公开日2009年7月22日 申请日期2006年10月12日 优先权日2005年10月12日
发明者乔治·科诺南柯, 佐利·W·普里维特 申请人:布莱克和戴克公司