可主动散热的直线动力机及动力工具的制作方法

1.本发明涉及电动工具技术领域，具体地涉及一种可主动散热的直线动力机以及具有该散热机构的动力工具。


背景技术：

2.直线电机是近期发展起来的一种新型直接驱动技术，相对于采用旋转电机加直线转换机构形成的直线运动，更优越。由于直线电机具有零传动链、无接触、无反向间隙、高刚度、响应快速等突出优势，直线电机正逐步取代旋转电机加转换机构。
3.但直线电机和其它类型的电机一样，在使用过程中不可避免的会产生各种各样的电气和机械损耗，这些损耗绝大部分都会转换为热能在电机中聚集，导致电机的温度升高。如果不解决好直线电机的散热问题，因散热不好导致电机长期工作温度过高。在其使用过程中，电机由于散热不好长期处于高温工作状态，达到甚至超过了绝缘材料的耐温极限，对绝缘材料造成了不可逆的伤害，对电气性能产生恶劣影响，使直线电机的故障率一直居高不下。
4.因此，有效的降低电机的工作温度，采取确定有效的散热方式是电机长期稳定工作的保证。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种可主动散热的直线动力机及动力工具。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：可主动散热的直线动力机，包括定子组件和动子组件，所述定子组件的两端分别设置有与之共轴的支撑定位件，所述动子组件在所述定子组件、支撑定位件内做直线往复运动，所述动子组件具有可流通流体的中空的动子支撑件，且其一端设置有一截面变化件，另一端为与外部连通的开口，所述截面变化件具有与外部连通的流通口，且所述流通口的流通截面小于所述动子组件内部的流通截面，所述截面变化件的内外随着所述动子组件的移动形成压力差，使得所述流通口内保持流体流动。
7.优选的，所述动子支撑件与所述动子组件同步移动，所述动子支撑件的轴芯中空形成流通管道，所述截面变化件设置于所述动子支撑件的第一端，并与所述流通管道相连通，所述开口设置于所述动子支撑件的第二端。
8.优选的，所述流通口为一设置于所述截面变化件的轴心的通孔，所述通孔的孔径为小于所述流通管道的流通截面。
9.优选的，所述流通口由流通管和单向阀组成，所述流通管设置于所述截面变化件的轴心，且所述流通管的管径小于所述流通管道，所述单向阀设置于所述流通管的内部，并使得流体从所述流通管道输出至所述流通管的外部。
10.优选的，所述截面变化件和所述动子组件的端部之间、所述第二端与所述动子组
件的端部之间分别设置有一耐磨件，所述耐磨件套设于所述动子支撑件上，并通过所述截面变化件、所述第二端与所述动子组件同步移动。
11.优选的，所述耐磨件靠所述动子组件的部分与所述支撑定位件的内壁滑动接触。
12.可主动散热的直线动力机，包括定子组件和动子组件，所述定子组件的两端分别设置有内部中空的支撑定位件，所述动子组件在所述定子组件、支撑定位件内做直线往复运动，所述动子组件的一端设置有一截面变化件，所述截面变化件的外径大于所述动子组件且小于所述支撑定位件或所述直线动力机机壳的内部截面尺寸，所述动子组件两端与所述支撑定位件之间形成第一腔体和第二腔体，所述支撑定位件的端部具有与所述第一腔体相通的通气孔，所述定子组件和动子组件之间的间隙或所述定子组件和所述直线动力机机壳之间的间隙，和第一腔体相连通，并随着所述截面变化件的移动与所述支撑定位件的外部形成压力差，使得所述支撑定位件的内外保持流体流动。
13.优选的，所述支撑定位件上设置有一与外部相通的流通孔，所述流通孔与所述间隙相连通。
14.优选的，两个所述支撑定位件之间设置有一滑动部，所述动子组件滑动套设于所述滑动部上，并相对所述定子组件滑动。
15.动力工具，包括如上所述的可主动散热的直线动力机。
16.本发明的有益效果主要体现在：1、设置截面变化件，使得动子组件的内部或外部随着动子组件的往复运动形成压力差，从而使得动子组件的内部或动子组件与定子组件之间的间隙保持流体流动，通过流体的持续流动来及时进行散热，从而降低直线电机工作时的内部温度，延长其使用寿命；2、第一、第二实施例是通过移动以及截面变化件与流通管道之间的流体截面差来产生压力差，从而推动所述动子组件内部的流体的快速流动，来快速散热，使用流体的直线电机；第三实施例是直接通过截面变化件的移动使得动子组件与定子组件之间的间隙或机壳与定子外径之间的间隙保持流体流动，来快速散热；3、第三实施例中设置滑动部以提高动子组件相对定子组件滑动的稳定性；4、第三实施例可以结合第一或第二实施例中的散热方式，达到最佳的散热效果。
17.5、本发明提供了多种可行的实施例来适应不同的电动工具，具有极大的实用性和较宽的适用范围。
附图说明
18.下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：图1：本发明第一实施例的示意图；图2：本发明第二实施例的示意图；图3：本发明第三实施例中示意图。
具体实施方式
19.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
20.在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
21.下面结合附图对本发明揭示的直线动力机主动散热机构进行阐述，其可运用于电动工具行业、家电行业、玩具行业、部分工业等直线型工作机领域，如电钉枪、铆钉枪、胶枪、曲线锯、往复锯、电镐等。
22.本技术方案主要针对圆柱形和方形封闭磁路的直线型电机及电磁铁直线型动力机，更优先形成圆柱形封闭磁路直线动力机。
23.如图1至图3所示，本发明揭示了一种可主动散热的直线动力机的三种实施例，其中图1为本发明的第一实施例，包括定子组件1和动子组件2，所述定子组件1的两端分别设置有与之共轴的支撑定位件3，所述动子组件2在所述定子组件1、支撑定位件3内做直线往复运动，所述动子组件2具有可流通流体的中空的动子支撑件4，且其一端固接有一截面变化件5，另一端为与外部连通的开口，所述截面变化件5具有与外部连通的流通口，且所述流通口的流通截面小于所述动子组件2内部的流通截面，所述截面变化件5的内外随着所述动子组件2的移动形成压力差，使得所述流通口内保持流体流动。
24.具体的，所述动子支撑件4与所述动子组件2同步移动，所述动子支撑件4的轴芯中空形成流通管道404，所述截面变化件5设置于所述动子支撑件4的第一端401，并与所述流通管道404相连通，所述开口设置于所述动子支撑件4的第二端402。所述截面变化件5的外径和所述第二端402的外径相对，且分别大于所述杆部403的外径，使得所述动子组件2的两端与所述支撑定位件3之间形成活塞结构，形成压力差。所述动子支撑件4为不导磁的材料，如铝合金，不锈钢，炭纤维等。优选铝合金材料，如7075铝合金，6061铝合金等。
25.如图1所示，所述流通口为一设置于所述截面变化件5的轴心的通孔501，所述通孔501的孔径为小于所述流通管道404的流通截面。所述通孔501的孔径优选为所述流通管道404的管径的二分之一，以最大化散热效果。在其他可行的实施例中，所述通孔501的孔径与所述流通管道404之间也可以采用其他合适的比例。这样的结构使得截面变化件5的内外会随着所述动子组件2的移动形成压力差，压力差会使得流体通过所述通孔501进行流动，从而加速热量的扩散，达到散热目的，延长其使用寿命。并且在其他可行的实施例中，所述动子支撑件4的两端均可以设置所述截面变化件5。
26.进一步的，所述截面变化件5和所述动子组件2的端部之间、所述第二端402与所述动子组件2的端部之间分别设置有一耐磨件6，所述耐磨件6套设于所述动子支撑件4上，并通过所述截面变化件5、所述第二端402与所述动子组件2固接，进行同步移动。所述耐磨件6的设置保证了所述动子组件2和动子支撑件4之间的连接稳定性，使得二者一体移动。所述耐磨件6由轻质耐磨不导磁材料制成，优选为陶瓷。
27.所述耐磨件6与所述支撑定位件3之间存在间隙，且所述耐磨件6靠所述动子组件2的部分与所述支撑定位件3的内壁滑动接触。这样的结构设置减小了所述耐磨件6与所述支撑定位件3之间的接触面积，减少二者之间的过度磨损，提高使用寿命，并且可以提高二者
之间滑动的流畅性。
28.为了进一步提高所述动子组件2、动子支撑件4移动的流畅性，所述支撑定位套3的内壁上设置有润滑粉7。所述润滑粉7优选为石墨润滑粉。
29.如图2所示为本发明的第二实施例，第二实施例的大体结构和第一实施例相同，其区别点在于所述流通口的结构不一样。
30.具体的，所述流通口由流通管502和单向阀503组成，所述流通管502设置于所述截面变化件5的轴心，且所述流通管502的管径小于所述流通管道404，所述单向阀503设置于所述流通管502的内部，并使得流体从所述流通管道404输出至所述流通管502的外部。
31.在第二实施例中所述流通口内设置了所述单向阀503，这样的结构使得所述流通管道404内的流体形成单向流动，进一步加大了所述流通口与所述流通管道404之间的流体截面差，达到提高散热效果的同时也降低了整体重量和成本。当然，在其他可行的实施例中，所述动子支撑件4的两端面均可设置所述截面变化件5，以进行快速散热。
32.上述的第一实施例和第二实施例都是通过设置与流通管道404之间存在流体截面差的截面变化件5来使得动子组件2移动时，所述截面变化件5的内外产生压力差，从而推动所述动子组件2内部的流体的快速流动，来快速散热，这样的散热结构更适应于使用流体的直线电机中。
33.如图3所示，为本发明的第三实施例，具体的，包括定子组件1和动子组件2，所述定子组件1的两端分别设置有内部中空的支撑定位件3，所述动子组件2在所述定子组件1、支撑定位件3内做直线往复运动，所述动子组件2的一端设置有一截面变化件5，所述截面变化件5的外径大于所述动子组件2且小于所述支撑定位件3的内部截面尺寸（宽度），所述动子组件2两端与所述支撑定位件3之间形成第一腔体100和第二腔体200，所述支撑定位件3的端部具有与所述第一腔体100相通的通气孔8，所述第二腔体200、所述定子组件1和动子组件2之间的间隙300和第一腔体100相连通，并随着所述截面变化件5的移动与所述支撑定位件3的外部形成压力差，使得所述支撑定位件3的内外保持流体流动。
34.当然，所述截面变化件5也可以直接与所述直线动力机机壳进行配合，所述截面变化件5的外径大于所述动子组件2且小于所述直线动力机机壳的内部截面尺寸（宽度），所述动子组件2两端与所述支撑定位件3或所述直线动力机机壳之间形成第一腔体100和第二腔体200，所述第二腔体200、所述定子组件1和所述直线动力机机壳之间的间隙300和第一腔体100相连通，并随着所述截面变化件5的移动与所述支撑定位件3的外部形成压力差，使得所述支撑定位件3的内外保持流体流动。
35.第三实施例与第一、第二实施例之间最大的区别在于第一、第二实施例中的所述动子组件2为空心结构，主要通过所述动子组件2的内部进行主动散热，而在第三实施例中，所述动子组件2不仅可以是空心结构，也可以是实心结构，所述动子组件2直接连接截面变化件5，并且通过二者的移动使得所述动子组件2与定子组件1之间的间隙保持流体流动，来达到快速散热的目的。第三实施例在第一、第二实施例的基础上扩大了适用范围，尤其可以适用具有实心结构的所述动子组件3的直线电机使用。进一步的，在所述第三实施例中，如果所述动子组件2为空心结构时，可以结合第一和/或第二实施例的所述动子组件2的内部散热的方式，使得所述动子组件2的内部以及所述动子组件2和定子组件1之间的间隙同时随着所述动子组件2的移动进行散热，以最大程度提高散热效果。
36.本实施例中，两个所述支撑定位件3之间可设置有一滑动部11，所述动子组件2滑动套设于所述滑动部11上，并相对所述定子组件1滑动，以提高所述动子组件2移动的稳定性。所述滑动部11优选为一固定轴，优选为空心结构，以降低整体的重量和制造成本。在其他可行的实施例中，所述滑动部11也可以是实心结构，以增强其刚性。在另一可行的实施例中也可以不设置所述滑动部11。
37.所述支撑定位件3上设置有一与外部相通的流通孔10，所述流通孔10与所述间隙300相连通。所述流通孔10的设置使得当所述动子组件2移动时，所述流通孔10可以使得所述间隙300和第一腔体100内的流体与外部流体进行快速交换，从而加速所述第二腔体200、所述间隙300和第一腔体100和外部流体之间的流动速率，进一步提高散热效率。
38.为了保证所述动子组件2和截面变化件5之间的连接稳定性，在本优选实施例中所述截面变化件5从所述动子组件2的轴芯穿过并与之连成一体，在其他可行的实施例中，所述截面变化件5也可仅设置于所述动子组件2的端部。
39.此外，为了提高所述动子组件2与动子支撑件4之间的滑动流畅性，所述滑动部11的外侧壁上设置有润滑粉7。所述润滑粉7优选为石墨润滑粉。
40.为了提高所述动子组件2的使用寿命，所述动子组件2的前后端均设置有具有弹性的减震垫9，所述减震垫9由具有弹性的材质制成，例如橡胶。所述减震垫9的设置可以对所述动子组件2起到缓冲作用，以减少所述动子组件2前后移动对所述支撑定位套3的内端造成的冲击，从而减少磨损，提高整体的使用寿命，并降低所述动子组件2产生的噪音。
41.本方案进一步揭示了动力工具，包括外壳及其他动力工具，如电钉枪、铆钉枪、胶枪、曲线锯、往复锯、电镐等设备所具有的其他结构，如电路板、启停件、电源等构件，此处相应的动力工具的结构为已知技术，在此不作赘述，本方案的动力工具的创新点在于给一些不使用流体或部分使用流体的直线电机驱动机构提供了上述实施例的可主动散热的直线电机来取代，从而降低使用过程中产生的温度，维持整体设备的正常运转，延长使用寿命噪音和减少不必要的磨损。
42.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
43.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。