专利名称：电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及配有无电刷电动机的电动工具。
背景技术：
包括无电刷电动机和向该无电刷电动机提供电力的电动机电路的电动工具在本领域中是公知的。使用6个开关单元构成三相桥式的电动机电路。在这种类型的电动工具中，通常的情况是，当电动机由于在使用中所施加的重负载而进入到锁定状态时，电流继续流过组成电动机电路的特定的开关单元。在这种情况下， 该特定的开关单元的温度升高，这可能导致对该特定的开关单元的热损伤。作为该问题的解决方案，日本专利申请公布No. 2010-69598 (JP2010-69598A)公开了一种电动工具，在该电动工具中，在电路板的安装表面上布置有温度检测单元，所述温度检测单元与安装在电路板上的开关单元处于相邻关系。根据该温度检测单元的检测结果来限制电动机的运行。在JP2010-69598A中所公开的传统电动工具中，开关单元和温度检测单元布置在同一安装表面上相互隔开的位置上。因此，温度检测单元对于开关单元的的温度响应没有那么高。换句话说，传统的电动工具会遇到在温度检测单元所检测出的温度与开关单元的实际温度之间可能产生差别的问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供了一种电动工具，所述电动工具即使在电动机处于锁定状态时也能够准确地检测开关单元中温度上升，并且最终能够避免开关单元中热损伤的发生，同时具有增强的可靠性。本发明的电动工具具有如下配置。根据本发明的实施例，提供一种电动工具，其包括三相桥式电动机电路，其包括布置在上部和下部行中的U、V和W相的上部和下部开关单元；无电刷电动机，其由通过电动机电路提供的电力来旋转地运行；以及，温度检测单元，其用于检测开关单元的温度以输出检测结果，以便根据从该温度检测单元输出的检测结果来限制或停止无电刷电动机的运行。通过在电路板的安装表面上的6个点处安装开关单元来构成电动机电路，并且将温度检测单元布置在与所述安装表面相反的电路板表面上。温度检测单元可以被布置在U、V和W相的下部开关单元的背面，并且温度检测单元可以被布置在U、V和W相的上部开关单元的背面。每个开关单元可以包括多个开关元件，并且每个温度检测单元可以由单个温度检测元件构成。本发明具有如下效果即使在电动机处于锁定状态时也可以准确地检测开关单元中的温度上升并且避免开关单元中的热损伤发生，同时具有增强的可靠性。
根据下面结合附图给出的实施例的描述，本发明的目的和特征将变得显而易见， 其中图1是根据本发明的第一实施例的电动工具的示意性布线图；图2A示出了在第一实施例的电动工具中使用的电路板的正面，图2B示出其背图3是根据本发明的第二实施例的电动工具的示意性布线图；以及图4A示出了在第二实施例的电动工具中使用的电路板的正面，图4B示出其背面。
具体实施例方式现在将参考构成本发明一部分的附图对本发明的某些实施例进行描述。图1和2 示出了根据本发明的第一实施例的电动工具的配置。图3和4说明了根据本发明的第二实施例的电动工具的配置。首先，将给出对根据本发明的第一实施例的电动工具的描述。参考图1中示出的示意性布线图，本实施例的电动工具包括由可充电的电池组组成的电池单元5以及连接到电池单元5的电动机电路1。电动机电路1是三相桥式电路，在该三相桥式电路中，U、V和 W相的开关单元2布置在上部和下部行中。具体地，电动机电路1包括U相的上部和下部开关单元2、V相的上部和下部开关单元2以及W相的上部和下部开关单元2。在每个相中，上部和下部开关单元2彼此串连。 串连的上部和下部开关单元2的组彼此并连。在各组串连的上部和下部开关单元2中，上部的行连接到电池单元5的正极，而下部的行连接到电池单元5的负极。电动工具还包括无电刷电动机10，该无电刷电动机10具有由U、V和W相的线圈 11所组成的定子。U相线圈11电连接到U相的上部和下部开关单元2的接合点。类似地， V相线圈11电连接到V相的上部和下部开关单元2的接合点。W相线圈11电连接到W相的上部和下部开关单元2的接合点。在本实施例中，每个开关单元2包括由场效应晶体管(FET)组成的单个开关元件 20。开关元件20的FET具有连接到电动工具的控制电路6的栅极。控制电路6向开关元件20输出信号以使得开关元件20能够执行开关操作。因此，从电池单元5提供的直流电压被作为三相电压提供给各个线圈11。在本实施例的电动工具中，按照与U、V和W相的对应关系来分别布置专用的温度检测单元3，以检测开关单元2的温度。如图2A和2B所示，开关单元2和温度检测单元 3布置在同一电路板4的正面和背面，该电路板4具有薄板的形状。具体地，6个开关单元 2 (即，总计6个开关元件20)安装在电路板4的正安装表面如上。在图2A中，3个左侧开关单元2是各个相的下部开关单元2，而3个右侧开关单元2是各个相的上部开关单元2。与此同时，在与安装表面如相反的电路板4的平坦表面4b (在下文中表面4b将被称为“反面4b”)上的3个点处安装温度检测单元3。每个温度检测单元3由单个温度检测元件30组成。换句话说，总计3个温度检测元件30布置在电路板4的反面4b上。表面安装式热敏电阻或正温度系数热敏电阻(正温度特性热敏电阻)被用作温度检测元件30。特别地，如图2B中所示，温度检测单元3布置在电路板4的反面4b的不同区域中， 每个区域中一个，所述不同的区域存在于U、V和W相的各个下部开关单元2的背面。在图2B中，由点线来表示存在于各个开关单元2的背面的电路板4的反面4b的区域。被图2B 中的点线环绕的3个左侧区域位于各个相的上部开关单元2的背面，而被图2B中的点线环绕的3个右侧区域位于各个相的下部开关单元2的背面。各个温度检测元件30连接到控制电路6的微计算机60。将温度检测元件30的检测结果输入到微计算机60。因而，如果输入的检测结果大于特定的阈值，则微计算机60控制电动机驱动的占空比，从而限制或停止无电刷电动机10的运行。在这个方面，各个温度检测元件30直接地布置在开关单元2的背面，同时电路板 4插入在它们之间。这使得能够准确地检测开关单元2的温度。因此，当无电刷电动机10 在使用中时进入到锁定状态时，温度检测元件30能够具有增强的温度响应性来检测一个或多个特定的开关单元2中的温度上升，并且能够适当地限制或停止无电刷电动机10的运行，使得能够避免开关单元2和其它部分中热损伤的发生，从而具有增强的可靠性。如上所述，如果无电刷电动机10进入到锁定状态，电流继续流过上部三相开关单元2中的一个和下部三相开关单元2中的一个，因此产生热量。这意味着不必将温度检测元件30布置在所有6个开关单元2的背侧。如果像本实施例中一样将温度检测元件30以一一对应的方式布置在下部三相开关单元2的背面，则在检测由无电刷电动机10的锁定而导致的热量生成时不会遭遇困难。即使将温度检测元件30以一一对应的方式布置在上部三相开关单元2的背面，也可以没有困难地检测由无电刷电动机10的锁定而导致的热量生成。不言而喻，温度检测元件30可以被布置在所有开关单元2的背面。接着，将对根据本发明的第二实施例的电动工具进行描述。将不详细描述第一实施例的配置相同的那些配置。在下文中仅详细描述与第一实施例的特性配置不同的那些特性配置。如在图3中可以见到的，在电动机电路1的配置方面，本实施例的电动工具不同于第一实施例的电动工具。在本实施例中使用的电动机电路1中，三个相的上部和下部开关单元2中的每一个都由一对并行连接的开关元件20组成。如图4B中所示，温度检测单元3 ( S卩，温度检测元件30)布置在电路板4的反面4b 的不同的区域中，每个区域中一个，所述不同的区域存在于U、V和W相的各个下部开关单元 2的背面。具体地，温度检测元件30仅布置在电路板4的反面4b的区域中，所述区域中的每一个存在于包含在下部开关单元2中的一对并行连接的开关元件20中的一个的背面。当加热时，并行连接的开关元件20具有大体相同的温度。因此，即使不按照与每对并行连接的开关元件20的对应关系成对地布置温度检测元件30，也能够使用单个温度检测元件30检测每对并行连接的开关元件20中热量生成状态。本发明不限于本实施例的配置，在本实施例中，每个开关单元2由一对开关元件 20组成。可替代地，每个开关单元2可以由三个或多个开关元件20组成。在这种情况下， 单个温度检测元件30可以布置在每个开关单元2的背面。如上所述，本发明的第一和第二实施例的电动工具包括三相桥式电动机电路1， 其具有布置在上部行和下部行中的U、v和W相的开关单元2 ；无电刷电动机10，其由通过电动机1提供的电力旋转地运行；以及，温度检测单元3，其用于检测开关单元2的温度。根据温度检测单元3的检测结果来限制或停止无电刷电动机10的运行。通过将开关单元2安装在电路板4的安装表面如上的6个点处来构成电动机电路1。温度检测单元3布置在电路板4的反面4b，反面4b与电路板4的安装表面如相反。因此，变得能够直接地将温度检测单元3布置在开关单元2的背面。这种布置使得能够将开关单元2和温度检测单元3之间的距离设置为与电路板4的厚度一样小，从而实现增强的温度响应性。因此，当无电刷电动机10在使用中时进入到锁定状态时，温度检测元件30可以准确地检测特定的开关单元2中的温度上升，并且能够适当地限制或停止无电刷电动机10的运行。在本发明的第一和第二实施例的电动工具中，温度检测单元3布置在U、V和W相的各自的下部开关单元2的背面。可替代地，温度检测单元3可以布置在U、V和W相的各自的上部开关单元2的背面。因此，使用简单并且高性价比的配置能够准确地检测由无电刷电动机10的锁定而造成的热量生成，其中，在所述配置中，仅在3个点处布置温度检测单元3。在第二实施例的电动工具中，每个开关单元2由多个(例如，一对)开关元件20 组成。由单个温度检测元件30来检测每个开关单元2的温度。因此，即使每个开关单元2包括多个开关元件20，也仅需要为每个开关单元2布置单个温度检测元件30。利用这种简单并且高性价比的配置，能够准确地检测由于无电刷电动机10的锁定而造成的热量生成。虽然已经参考附图对本发明的某些实施例进行了描述，但是本发明并不限于此。 在不背离本发明的范围的前提下，可以在设计中做出适当的修改。
权利要求
1.一种电动工具，包括三相桥式电动机电路，其包括布置在上部和下部的行中的U、V和W相的上部和下部开关单元；无电刷电动机，其由通过所述电动机电路提供的电力来旋转地运行；以及温度检测单元，其用于检测所述开关单元的温度以输出检测结果，以便根据从所述温度检测单元输出的所述检测结果来限制或停止所述无电刷电动机的运行，其中，所述电动机电路是通过将所述开关单元安装在电路板的安装表面上的6个点处构成的，并且所述温度检测单元布置在与所述安装表面相反的所述电路板的表面上。
2.根据权利要求1所述的工具，其中，所述温度检测单元布置在U、V和W相的所述上部开关单元或所述下部开关单元的背面。
3.根据权利要求1到2中的任何一项所述的工具，其中，所述开关单元中的每一个包括多个开关元件，并且所述温度检测单元中的每一个是由单个温度检测元件构成的。
全文摘要
一种电动工具包括三相桥式电动机电路，其包括布置在上部和下部的行中的U、V和W相的上部和下部开关单元；无电刷电动机，其由通过所述电动机电路提供的电力来旋转地运行；以及，温度检测单元，其用于检测所述开关单元的温度以输出检测结果，以便根据从所述温度检测单元输出的所述检测结果来限制或停止所述无电刷电动机的运行。所述电动机电路是通过将开关单元安装在电路板的安装表面上的6个点处构成的，并且温度检测单元布置在与所述安装表面相反的所述电路板的表面上。
文档编号H02H7/20GK102570394SQ201110291018
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月22日 优先权日2010年9月27日
发明者冈田昌彰, 宫崎博 申请人:松下电工电动工具株式会社