典型的SR电动机包含多个在定子和转子上的凸极。绕组或线圈 缠绕于定子极上，并且在完全相反的定子极上的每对绕组串联或并联 形成SR电动机的电独立的相位。转子由磁导材料例如铁合金制成。 利用电子设备来给SR电动机的独立相位提供能量由此产生与转子极 相互作用的磁场来使转子及转子所连接的轴转动。
SR电动机的简易设计是其一个特点，这允许SR电动机比用于电 动装置的其他类型电动机通常持续更长时间。SR电动机没有使用永 久磁铁、电刷和/或典型地用于其他类型电动机上的整流器。与其他类 型电动机相比，去掉这些部分减少了维护需要并延长了SR电动机的 使用期限。
SR电动机也提供了许多优于其他类型电动机的益处。这些益处 包括增强的性能和针对恶劣环境的坚固构造。SR电动机通常产生比 具有相同大小型号的其他类型电动机更大的转矩。SR电动机具有在 大运行范围上一致的效率并且至少与其他类型的电动机一样有效。SR 电动机还具有高速和高加速度性能。SR电动机的这些优点使它的应 用在多种电动装置中都是合乎需要的。

能够从应用SR电动机中受益的一类电动装置包括电动工具和更 为特别地设置成可在操作过程中手持的电动工具(“手持电动工具”)。 手持电动工具一般包括例如转孔机、圆锯、研磨机、往复式锯、打磨 机等。这些电动工具典型地具有一个支撑通过电源(例如交流电 (“AC”)电线电源和/或直流电(“DC”)电池电源)提供能量来驱动从 动件(例如一个变速箱和一个关联的从动元件如钻头)的驱动驱动件 (例如，一个电动机)的外壳。用于这些电动工具的驱动件一般是交 直流两用机。
尽管SR电动机提供了许多优于目前在手持电动工具中所使用的 各类驱动件的益处，但是大量的局限性仍阻止着SR电动机作为一个 驱动件应用于这种手持电动工具。手持电动工具自然需要足够小以使 使用者可以舒适地握持并控制。大小和重量因素典型地表明在一般情 况下可以用单手来操作这种电动工具。一些比较大及有更大功率的手 持电动工具(例如转锤)可能需要用双手来操作。不管用单手还是双 手来操作，在这些手持电动工具的外壳内的空间总是一个设计因素。
小空间的设计因素会导致当试图把SR电动机和与SR电动机关 联的电子设备结合到手持电动工具中时出现问题。此独立问题包括其 中与热散逸、电噪音、制造公差等关联的这些。SR电动机一般应用 于洗衣机、压缩机、鼓风机、自动装置等。在这些应用中可用的空间 通常允许设计者把SR电动机和与SR电动机关联的电子设备结合到装 置中而不会遇到许多以上所谈到的关于在手持电动工具内使用SR电 动机和与其关联的电子设备时所出现的独立问题。
因此，在一些方面，本发明提供了一种包含开关磁阻电动机的手 持电动工具，这基本上减少了由于现有的SR电动机和手持电动工具 而引起的一个或更多的上述及其它独立问题。
在一些方面和一些构造中，本发明提供了一种减少容许堆积间隙 的构造。导致增加的容许堆积间隙的制造技术通常需要具有比这些当 没有提供增加的容许堆积间隙时所需的容许间隙更紧密的容许间隙的 部件。因此紧密的容许间隙经常与更高的生产成本相一致，由此增加 了结合SR电动机的电动装置的整体成本。
在一些方面和一些构造中，本发明提供了一种插入SR电动机来 提供控制功能给SR电动机的整装电子组件。此电子组件可以很快地 置换并/或移动来进行维修。
在一些方面和一些构造中，本发明提供了使电子设备和SR电动 机的部件保持冷却来有效运转的增强制冷功能。
在一些方面和一些构造中，本发明提供了允许在SR电动机的使 用寿命中无污染控制的封装磁体。磁体物理地防护于污染从而不会在 磁体上形成污染而对电机控制产生影响。
在一些方面和一些构造中，本发明提供了用来相对于由磁极表示 的转子极来排列磁毂盘的磁极的装置和方法。
减少手持电动工具的独立问题的本发明的这些方面除了为手持电 动工具还可以为电动装置提供益处。例如，这些方面可以增加在其他 电动装置内使用的SR电动机的运转效率并且减少SR电动机及与其他 电动装置的SR电动机关联的电子设备的生产和/或维修成本。另外， 本发明的一些方面还可适用于利用其他类型电机的电动装置。
本发明的一个独立优点是提供设置成在操作中手持并通过开关磁 阻电动机所驱动的电动工具。本发明的一个独立优点是提供减少容许 堆积间隙的构造。还有，本发明的一个独立优点是提供一种插入SR 电动机来提供控制功能给SR电动机的整装电子组件。此外，本发明 的一个独立优点是提供使电子设备和SR电动机的部件保持冷却来有 效运转的增强制冷功能。此外，本发明的一个独立优点是提供允许在 SR电动机的使用寿命中无污染控制的封装磁铁。本发明的一个独立 优点是提供相对于由磁极代表的转子极来排列磁毂盘的磁极的装置和 方法。
对于本领域技术人员来说，通过对以下详述、权利要求和附图的 审阅将明了本发明的其他独立特征及独立优点。

在图中：
图1是实施本发明的电动装置的透视图；
图2是显示开关磁阻电动机的简易示意图；
图3A、3B和3C显示图2的开关磁阻电动机的转子构造；
图4显示图2的开关磁阻电动机的定子的透视图；
图5A、5B和5C显示图2的开关磁阻电动机的定子构造；
图6显示图1所示的电动装置的转子装置的透视图；
图7显示图6的包含磁毂盘和轴管的转子装置；
图8显示图7的转子装置的分解图；
图9显示图7的转子装置的侧视图；
图10和11显示图1中所示的电动装置的定子装置的透视图；
图12显示图10和11的定子装置的分解图；
图13A和图13B显示图10和11的定子装置的侧视和端视图；
图14A、14B、14C、14D、14E和14F显示图10和11的定子装 置的后罩；
图15和16显示图1中所示的电动装置的局部剖视图；
图17A和17B显示图10和11的定子装置的接线端板的端视和 侧视图；
图18A、18B、18C和18D显示图10和11的定子装置的前罩；
图19显示图1的电动装置的电子组件的示意图；
图20显示图19中所示的电子组件的第一印刷电路板的透视图；
图21显示图19中所示的电子组件的第二印刷电路板的透视图；
图22和23显示图1中所示的电动装置的部分组合；
图24显示用来把磁毂盘连接到转子装置的夹具；
图25、26、27、28和29显示图1中所示的电动装置的一个部分 的可选构造；
图30是实施本发明的电动装置的透视图；
图31和32显示图30中所示的电动装置的转子装置的透视图；
图33和34显示图30中所示的电动装置的定子装置的透视图；
图35显示图30中所示的电动装置的局部剖视图；
图36显示图30中所示的电动装置的印刷电路板的透视图；
图37和38显示图30中所示的电动装置的部分组合。
在对本发明的任何一个实施例进行详细说明之前，要明白本发明 的应用并不仅局限于在以下叙述中阐明或在以下附图中显示的部件的 构成和安置的细节。本发明可能以其他实施例及以不同方法加以实施 或执行。还要明白在此所使用的措辞和术语是因叙述起见而不应把此 当作限制。使用“包括”、“包含”或“具有”及其变式在此的意思都 是包括其后列出的项目并且也等同于另外各项。

图1显示实施本发明各方面的电动装置100。在所示构造中和在 一些方面，电动装置100是一个电动工具，而且特别地设置成在操作 中手持的电动工具(例如，电动装置100是一个设计成在操作过程中 由操作者来握持，而不是通常支撑于平面上例如工作台的电动工具)。 在所述构造中，电动装置100是一个往复式锯。应该明白本发明的这 些方面同样应用于任何包含SR电动机的电动装置，例如其他设置成 在操作中手持的电动工具(例如，钻孔机，圆锯，研磨机，往复式锯， 打磨机，填缝枪，竖锯，螺丝起子，热风机，机动扳手，剪切机，剪 板机，转锤，刳刨机，手刨床，平板结合机，旋转式工具等。)、没有 设置成在操作中手持的电动工具(例如，斜切锯，刨机，钻床，台式 锯，车床等。)以及其他类型的电动装置(例如，洗衣机，压缩机， 鼓风机，自动装置等)。在所述构造中，电动装置100包括控制外壳104， 驱动件外壳108和从动件外壳12。在其他构造中，可以利用更多或更 少的外壳部件(例如，由两个相应的一半构成的单外壳)。
控制外壳104的第一端部116设置成适合操作者的手的形状，并 且控制外壳104的第二端部120覆盖了将在以下更加详细描述的电子 组件的大部分。触发器124由操作者通过选择性地把电源(未示出) 连接到电动装置100的SR电动机来操作电动装置100加以驱动。在 所述构造中，电源线128将电动装置100电连接于交流电源上。其他 构造可以包括充当直流电源的电池组，交流和直流的合并电源，和/或 任何其他类型的电源。
驱动件外壳108连接于控制外壳104并覆盖着驱动件(例如，SR 电动机及与SR电动机关联的部件)。从动件外壳112连接于驱动件外 壳108并覆盖着从动件。所示电动装置100的从动件包括插入到往复 式运动中的带齿叶片132。从动件可以是任何类型的从动件并且很小 因而不再详述。
图2显示一个典型的SR电动机10的示意图。SR电动机10包括 设置来围绕轴18旋转的转子14，以及围绕着转子14的定子38。转 子14包括四个围绕轴18均匀地隔开并且从转子14相对于轴18径向 向外延伸的转子极22、26、30和34。定子38具有一个内表面42， 和六个围绕内表面42均匀地隔开并且从内表面42径向地朝着轴18 向内延伸的定子极46、50、54、58、62和66。图3A和3B还更为详 细地显示了转子14的一种构造。在一种构造中，转子14如图3C中 所示由许多迭片15构成。图4显示定子38的透视图并且图5A和5B 还更为详细地显示了定子38的一个构造。在一种构造中，定子38如 图5C中所示由许多迭片39构成。如图4和5A中所示，定子38包含 有多个孔240，其可以轴向地延伸穿过定子38。在一种构造中，两个 完全相反的孔240a和240d具有圆形横截面而其余四个孔240b、240c、 240e和240f具有长方形横截面。在其他构造中，孔240的布置、孔240 的横截面形状和/或孔240的数量会有不同。在可选构造中，可以利用 其他类型的布置特点。
因为SR电动机10包含六个定子极和四个转子极，所以图2中所 示的SR电动机10被称作6/4(六个定子极比四个转子极)SR电动机。 当在叙述中提及本发明的操作时用6/4 SR电动机的话，就应该明白任 何具有多个定子极或转子极的SR电动机都可以在电动装置100中用 来作为驱动件。
SR电动机10还包含分别在定子极46、50、54、58、62和66上 的绕组或线圈70、74、78、82、86和90。绕组70、74、78、82、86 和90由一种以精确的次数或圈数缠绕在相应的定子极46、50、54、58、 62和66上的具有精确规格的导线构成。不同的导线规格和圈数取决 于SR电动机10的应用。本叙述适用于使用任何规格导线或具有任何 圈数的SR电动机。
分别在完全相反的定子极46、50、54、58、62和66上的绕组70、 74、78、82、86和90串联在一起形成SR电动机10的三个电独立的 相位1、2和3。在一个可选构造中，绕组70、74、78、82、86和90 可以并联在一起形成三个电独立的相位1、2和3。如图2中所示，分 别在定子极46和58上的绕组70和82形成合并形成相位1的极对。 分别在定子极50和62上的绕组74和86形成合并形成相位2的极对。 分别在定子极54和60上的绕组78和90形成合并形成相位3的极对。 由于转子由铁磁材料所制成，所以激励SR电动机10的一个特殊相位 导致在包括受激相位的定子极对上的绕组和最靠近受激相位的定子极 的转子极之间形成磁吸引。通过以一种特殊方式来激励相位1、2和3， 可以精确地控制转子14的转动方向和速度。
图6显示转子装置130。转子装置130包含轴132，转子14装于 其上来围绕轴线18旋转。轴132响应转子14根据SR电动机10的运 转所产生的旋转力而进行转动(例如，沿着由电动装置100的操作员 选择性指示的向前的方向和/或相反方向(取决于电动装置100的构 造))。轴132由第一轴承136和第二轴承140所支撑来围绕轴线18 转动。风扇144也连接于轴132。如下所述利用风扇144来从电动装 置100中散热。如图7中所示磁毂盘148也置于轴132上。磁毂盘148 包含有磁极M(未个别示出)。在一种构造中，磁毂盘148包含有八 个磁极M(每个转子极两个磁极)。在可选构造中，磁毂盘148可以 包含多个磁极M。磁毂盘148还可以包含具有多个磁极M的多个磁 体来提供磁毂盘148的磁极M总数(例如，为了取得八个磁极M的 总数，磁毂盘148可以包含具有八个磁极M的八个磁体，或者具有八 个磁极M的一个磁体，或者分别具有两个磁极M的两个磁体和具有 四个磁极M的一个磁体，等等)。如下所述利用磁极M来确定轴132 的旋转速度和旋转方向以及转子14相对于定子38的位置。
图8显示转子装置130的分解图及图9显示转子装置130的侧视 图。轴管152可以连接于轴132径向地朝着转子14的内部。在一种 构造中，轴管152可以电绝缘转子14于轴132。
图10和11显示包含定子38、后罩160、接线端板164和前罩168 的定子装置156。图12显示定子装置156的分解图及图13A和13B 显示定子装置156的侧视和端视图。
如图14A、14B、14C、14D、14E和14F中所示，后罩160包含 第一侧244、第二侧248和具有磁盒204及轴承盒208的分级毂盘200。 第一侧244包含一个对着分级毂盘200的开口。此开口允许磁毂盘148 和第一轴承136穿过第一侧244进入分级毂盘200。如图15和16所 示，当电动装置100如下所述装配时，磁毂盘148封闭于分级毂盘200 和第一轴承136之间。如下文所详述允许磁毂盘148在磁盒204内旋 转并且将第一轴承136安置于轴承盒208内使得杂质不会影响到磁毂 盘148。
第一侧244还包含径向地安置接近并在对着分级毂盘200的开口 之外的第一环形区252，以及径向地安置接近并在第一环形区252之 外的第二环形区256。第一环形区252基本上是平面的。第二环形区 256包含多个沿反向于第二侧248的方向径向地延伸远离第一环形区 252的垫块260。第二环形区256还包含多个允许电子组件的接点穿 过的接点孔264。在一种构造中，接点孔264的数量与接点的数量一 致。
在一种构造中，第二环形区256包含六个围绕第二环形区256均 匀隔开的垫块260a、260b、260c、260d、260e和260f。如上所述， 利用的布置特点可以不同。垫块260a和260d分别包含孔266a和266 d。在一种构造中，孔266a和266d没有延伸到第二侧248。垫块260c 和260f分别包含引脚件268c和268f。在一种构造中，引脚件268c 和268f具有与孔240c和240f的长方形横截面一致的长方形横截面。 在一种构造中，设置孔240c和240f来容纳引脚件268c和268f。在 一种构造中，垫块260b和260e轴向地短于垫块260a、260c、260d和 260f。垫块260b和260e可以比垫块260a、260c、260d和260f缩短 大致相当于接线端板164厚度的长度。垫块260c和260f包含有一个 导致高于其余垫块的整体高型面的突出部分(例如，引脚件268c和 268f)。但是，引脚件268c和268f如此利用从而当定子装置156如下 所述装配时，每个垫块260a、260b、260c、260d、260e和260f对着 相应的表面保持水平。
后罩160的第二侧248包含分级环形外壁和分级毂盘200的闭合 端部。第二侧248还包含接点孔264和孔265。在一种构造中，孔265 没有延伸到第一侧244。可以利用孔265来把印刷电路板保持于后罩 160上。第二侧248被沿反向于第一侧244的方向径向延伸远离第一 环形区252的周向安置的环形壁272所包围。环形壁272径向延伸从 而电子组件的每个印刷电路板(“PCB”)如下所述被环形壁272径向 封闭起来。在一种构造中，环形壁272包括两个完全相反的凸缘部分 274。每个凸缘部分274可以包含一个孔276。在一种构造中，孔276 位于凸缘部分274的第二侧248上并且没有延伸穿过凸缘部分274的 第一侧244。可以利用孔276来把印刷电路板保持于后罩160上。
如图17A中所示，接线端板164包含有孔280。接线端板164包 含一个径向地接近并在孔280之外的环形区284。孔280优选地具有 如此特定大小从而环形区284基本上与后罩160的第一侧244的第二 环形区256的大小相同。环形区284包含多个切口304a、304c、304d 和304f。在一种构造中，切口304a和304d分别包含具有与孔240a 和240d的圆形横截面一致的半圆形横截面的凹口305a和305d。在一 种构造中，切口304a、304c、304d和304f的间距与垫块260a、260c、 260d和260f(例如，包含孔266a和266d及引脚件268c和268f的垫 块)的间距一致。环形区284包含第一侧292和第二侧296。第一侧 292基本上是平面的。第二侧296包含多个引脚件308b和308e。在 一种构造中，引脚件308b和308e具有与孔240b和240e的长方形横 截面一致的长方形横截面。在一种构造中，设置孔240b和240e来接 纳引脚件304b和304e。第二侧296还包含安置区300来安置接线板 192。在一种构造中，接线板192被用粘合剂粘接到接线端板164上。 在另一种构造中，接线板192与接线端板164是整合的。接线板192 包含阴螺纹连接器191。阴螺纹连接器191电连接于补足SR电动机10 的定子绕组的等效导线。如下文另外所述，电子组件的接点接合阴螺 纹连接器191由此可放开地电连接电子组件于电子独立相位。图15 和16显示可放开的接合。在一种构造中，安置区300如此隔开从而 接线板192内的阴螺纹连接器191的间距与可放开地接合阴螺纹连接 器191的代表接点的间距一致。在另一种构造中，接线板192可以包 含阳螺纹连接器。
参考图18A、18B、18C和19D，前罩168包含第一端部312和 第二端部316。第一端部312设置成靠近定子38。第二端部设置成靠 近覆盖在从动件外壳112内的从动件的变速箱。周向安置的环形壁320 连接第一端部312于第二端部316。环向安置的环形壁320具有多个 入气口322。可以利用入气口322作为下述散热技术的一部分。
第一端部312具有一个径向地接近并在孔328之外的环形区324。 孔328具有如此特定大小从而环形区324与定子铁心的径向向外部分 的大小基本上相同。在一种构造中，周向安置的环形壁320包含一个 径向地延伸于环形区324上的定位装置部分320p。可以利用周向安置 的环形壁320的定位装置部分320p来相对于定子38安置前罩168。 当利用它来相对于定子38安置前罩168时定位装置部分320p径向地 位于定子38的外部。环形区324包含孔329a和329d。在一种构造中， 孔329a和329d具有与孔240a和240d的圆形横截面一致的圆形横截 面。
第二端部316也具有一个径向地接近并在孔336之外的环形区 332。孔336具有如此特定大小从而环形区332与从动件外壳112的 相应表面的大小基本上相同。环形区332包含多个翼片340。翼片340 包含允许紧固件穿过的孔344，利用它来相对于驱动件外壳108和从 动件外壳112安置定子装置156。
参考图12，设置风扇导流板345来引导受风扇144驱动的热气 从电动装置100中出去。风扇导流板345由环形区324和前罩168的 周向环形壁320所支撑。风扇导流板345具有一个径向地接近并在孔 352之外的环形区348。孔352具有如此特定大小从而环形区348与 环形区324的大小基本上相同。环形区348具有与风扇144叶片的横 截面形状一致的三角形横截面。风扇导流板345包含多个朝着环形壁 324延伸的垫块356。在一种构造中，垫块356如此设置从而入气孔322 不会被风扇导流板345阻塞。
图19显示用来基于操作者利用触发器124的输入控制SR电动机 10的运转的电子组件的示意图。电子组件包含多个低压(例如，控制 器和霍耳效应装置)及多个高压(例如，电源)部分。通常，由于有 功部件产生的电噪音会干扰低压部件的运作因此需要把有功部件从低 压部件中隔离。一种用来减少有功部件所造成的电干扰的技术是，通 过在PCB上隔开足够的空间把有功部件从低压部件中分离，在其上有 功部件和低压部件如此设置从而低压部件受到的电干扰度不会影响到 低压部件的运行。如上所述，所示电动装置100的间距因素没有虑及 这种隔离技术。因此，在一方面，本发明提供了对两个堆叠的PCBs 的运用，由此把有功部件与低压部件分开从而低压部件可以按计划运 行。堆叠的PCBs示于显示电动装置100局部剖视图的图15及16中。 在其他构造中，这些部分和/或PCB(s)可以加以选择地安置(例如， 把一些低压部件置于垂直于包含低压部件和有功部件的PCB的一个 PCB上)，可以利用屏蔽技术来限制低压部件所受到的电干扰量，以 及/或者可以利用其他技术来确保电子部件的正常运行。
图20显示主要用于电动组件的低压部分的第一PCB169的的透 视图。第一PCB169可以用丝网印刷来指示包含于第一PCB169上的 部分的位置。第一PCB169包含多个位置/速度检测器193。在一个构 造中，位置/速度检测器193是霍耳效应装置。位置/速度检测器193 与磁毂盘148相合来确定轴132旋转的速度和方向以及转子极22、26、 30和34相对于定子极46、50、54、58、62和66的位置，从而使SR 电动机10的代表相位1、2和3在适当时间受激来有效地驱动SR电 动机10。此决定可以由控制器依照在本领域所通常熟悉的技术来完 成。在一个构造中，第一PCB169包含有孔196。孔196与后罩160 上的分级毂盘200的大小一致从而第一PCB169可以依靠着后罩160 的第二侧248。
第一PCB169的孔196可以包含多个与后罩160的分级毂盘200 中的凹口216相合的翼片212。位置/速度检测器193位于翼片212上 从而磁毂盘148和位置/速度检测器193之间的径向距离是最小的。如 上所述，磁毂盘148包含有多个磁极M。当轴132旋转时，转子14 和磁毂盘148以与轴132相同的速度旋转。当磁极M经过每个位置/ 速度检测器193时位置/速度检测器193就会对磁极M进行感测。位 置/速度检测器193产生一个代表当前由它所感测到的结果的信号(例 如，一个北和/或南磁极M的存在以及交互作用的强度，或者磁极M 的不存在)。控制器接受信号并利用此数据来确定轴132旋转的速度 和方向、转子14相对于定子38的位置以及代表电独立的相位1、2 和3的激励模式。在可选构造中，感测位置/速度的方式会有不同(例 如，光学感测，位置/速度检测器193的各种布置(例如，置于磁极M 内侧而代替在磁极M外侧从而获得信号于磁极M的轴面代替了径 面)，表面安装技术的运用，等等)。
图21显示主要用于电动组件的低压部分的第二PCB172的透视 图。图19包含一个截面173(由虚线围成)。截面173中的部件通常 相当于有功部件，并且截面1 73外侧的部件通常相当于低压部件。第 二PCB172可以用与第一PCB169相同的方法来进行丝网印刷。第二 PCB172包含大散热片176、机力卸载箱180(例如，功率管和二级管) 及储能电容器184。第二PCB172还包含多个连接器(未示出)电连 接第二PCB172于第一PCB169。在一种构造中，连接器提供信号(例 如动力信号和地面信号)给置于第一PCB169上的低压部件。
第二PCB172还包含多个接点190(图21中仅示出接点190)。 如上所述，每个接点190设计成可移动地电连接电动装置100的电动 组件于代表定子绕组70、74、78、82、86和90。所示接点190是阳 螺纹连接器。相应的阴螺纹连接器191位于接线板192内。当定子装 置如下所述设置时，电动组件电连接于定子饶组70、74、78、82、86 和90并且控制器可以依照通常熟悉的技术来控制SR电动机10的运 行。
在一种构造中，第二PCB172包含适合于每个定子绕组的一个接 点190，或适合于每个电独立的相位的两个接点。当接点190的数量 等于定子的数量时形成一个电独立的相位，利用单导线来形成极对定 子绕组的定子绕组。也就是说，例如，利用单导线来首先形成定子极 50上的定子绕组74而后形成定子极62上的定子绕组86。一部分单 导线形成了对电独立的相位2的输入端而另一部分单导线形成了对电 独立的相位2的输出端。一个接点190电连接于输入端，而一个第二 接点190电连接于输出端。由此控制器就可以对特殊相位的运行进行 控制。
在另一构造中，第二PCB172可以包含两倍于定子绕组数量的接 点190，或者每个电独立的相位有四个接点。当接点190两倍于定子 绕组数量时利用单导线来形成一个单定子绕组。每个形成一个电独立 的相位的极对定子绕组的定子绕组都具有一个输入端和输出端。第一 接点190电连接于第一定子绕组的输入端，第二接点190电连接于第 一定子绕组的输出端，第三接点190电连接于第二定子绕组的输入端 而第四接点190电连接于第二定子绕组的输出端。第二和第三接点190 经由电动组件相互电连接来形成一个电独立的相位。由此控制器可以 对特殊相位的运行进行控制。
在定子装置156的一个可选构造中，可以把端板164设置于定子 的每侧上或设置于与所述构造相反的定子38的一侧上。因而可以利 用上述这些技术来形成SR电动机的电独立的相位。
应该明白本发明可以运用其他PCB构造而第一PCB169和第二 PCB172仅仅作为一个这种PCB构造的范例来示出并描述。所示PCB 构造包括两个双侧的单层PCB。
例如，如图19中另外所示，电动装置100可以具有一个包括截 面174(由虚线包围)内的部分的第三小PCB(未示出)。可以利用截 面174(由虚线包围)内的部分来确定电动装置100内的一个位置的 温度(例如，在置于散热片176上的电子仪器附近)并且可以用来作 为将在下文详述的散热技术的一部分。在一种构造中，如果电动装置 100内的温度超过一个阀限值，那么就会自动限制提供给电动装置100 的能量以确保电动装置100的运行部件不会受到高温的不利影响。
在一种构造中，电动组件的控制器在一个程控装置内来执行。控 制器可以通过运用多个输入数据来加以操作。例如，控制器可以接受 来自对驱动机转速进行计算的位置/速度传感器193的位置和速度数 据。控制器也可以从一个或更多指示所设定的运转速度和所设定的旋 转方向(如果可以应用)的装置(例如，触发器124)中接受输入数 据。基于所测到的速度和方向以及所要求的速度和方向，控制器输出 正确的交换程序来以设定的转动速度和方向驱动SR电动机。控制器 也可以接受关于SR电动机内的电流的信息，来监测电流以防止电流 超负荷情况。如果出现这种情况，控制器就会输出一个简化交换程序 来限制绕组内的电流。控制器也可以接受温度数据来监测所监测部件 (例如，散热片176、定子38等)以防止高温情况。如果出现这种情 况，控制器就会输出一个停机命令(或选择减慢运行速度)来限制对 电动装置100的部件造成损坏。
散热
由电动装置100产生的热量包括由电动部件产生的热量和由定子 绕组产生的热量。需要把所产生的热量进行消散以使SR电动机10有 效地运转。典型地，主动散热技术更优于被动散热技术。
有功部件一般会产生比低压部件更多的热量。上述的散热片176 有助于通过被动技术来消散由有功部件产生的热量。散热片176的效 力可以通过推动空气穿过散热片176的翼片来产生主动力得到很大的 增加。类似地，SR电动机10中包含绕组的部件典型地比没有包含绕 组的部件会产生更多的热量。虽然转子14没有包含绕组，而定子38 却包含绕组。因而定子38增加了电动装置100所产生的热量。也必 须把此热量加以消散来保证电动装置100的有效运转。此外，主动散 热比被动散热更加有效。
因此，在一方面，本发明包含用来推动冷空气通过电动装置100 以使热量主动地消散的方法和装置。图1和15显示电动装置100的 控制外壳104内的进气口360。当轴132旋转时，连接于轴132的风 扇144旋转并推动新鲜空气通过进气口360。进入到进气口360的空 气是冷的并可用于冷却过程。电动装置100中的空气被促使向着风扇 144不断行进。进入进气口360的空气是定向的，或者径向朝着风扇 144的几何形状或者轴向朝着SR电动机。
后罩160轴向地封闭电动组件于SR电动机，因而仅允许移动通 过散热片176的空气径向行进远离散热片176。当空气径向行进远离 散热片176时其遇到控制外壳104的内表面而轴向地朝向SR电动机。
轴向地朝着SR电动机行进的空气在周向环形壁272和控制件外 壳104的内表面之间移动。空气不断地沿着定子38的外侧和驱动件 外壳108的内表面之间的外壳内侧行进，或者，选择地，此空气可以 向内径向行进穿过垫块260间的气隙，然后轴向地朝向定子绕组。轴 向地朝着定子绕组行进的空气移动穿过定子绕组从而冷却定子绕组。 接着空气继续朝着风扇144轴向移动。
在驱动件外壳108的内表面和定子38之间行进的空气使定子38 的外部冷却。当空气接近入气口322时，空气径向地转而向内并行进 穿过入气口322而朝向风扇144。然后热气被推动穿过风扇144而出 到出气口364(见图1)外。出气口364把热气排放到电动装置100 外。如图1中所示，出气口处于驱动件外壳104和从动件外壳108的 结合点。空气被允许到达出气口364穿过前罩1 68和驱动件外壳108 之间所产生的气隙。前罩168设置成邻接从动件外壳112于翼片340， 但是如图23中所示，气隙368允许热气到达出气口364。当轴132旋 转时(例如，当电动装置100运行并从而产生热量时)，冷空气被不 断地通过入气口322推入而热空气被不断地推到出气口364外。在一 种构造中，风扇144是允许轴向和径向流动的混流式风扇。在可选构 造中，可以利用一个轴向流动式风扇或者一个径向流动式风扇。在可 选构造中，可以对空气道加以改变以虑及一个有效冷却过程。
容许堆积间隙
SR电动机的制造通常要求定子38和转子14之间的气隙足够小 以允许定子极46、50、54、58、62和66以及转子极22、26、30和34 相互作用来使SR电动机有效运转。一般可以利用较大气隙来使通常 在手持电动工具中利用的其他类型驱动件有效运转。因此，一个有效 率的SR电动机的容许间隙通常要求比有效率的其他类型驱动件(例 如一个通用的电动机)所要求的容许间隙更紧密。不管运用SR电动 机10作为手持电动工具的驱动件的可利用的潜在益处，当依照通常 的电动工具构造技术(例如，具有高的容许间隙要求)完成时，与生 产用于电动装置100的SR电动机10关联的劳动力成本是受抑制的。 因此，在一方面，本发明提供了一种减少一般在依照通常电动工具构 造技术装配电动工具过程中产生的容许堆积间隙的构造。当电动工具 装配结合了不同于SR电动机的驱动件时由于运用了更大的气隙，容 许堆积间隙典型地不会导致电动工具出现运转问题。
通常的电动工具构造技术包括连接驱动件的转子到从动件的变速 箱以及连接驱动件的定子到电动工具的外壳。本发明结合了一个通过 若干容许间隙层的排除而减少的容许堆积间隙设计。例如，定子装置 156不连接于外壳(例如，控制外壳104、驱动件外壳108和/或从动 件外壳112)的任何部分以与定子装置156排成一列。定子装置156 仅安置于电动装置100的外壳内以保护电动装置100的内部运转。转 子装置130的一端相对于定子装置156排列从而允许转子14和定子38 相互作用以保证SR电动机的有效运转。
转子装置130如上所述进行装配。定子装置156依照以下程序进 行装配。包含接线端板164的定子38置于前罩168和后罩160之间。 端板164如此安置从而使引脚件308b和308e被定子38的孔240b和 240e所接纳并且分别包含孔305a和305d的切口304a和304d与相应 的定子38上的孔240a和240d排成一列。后罩160安置于包含端板164 的定子38的侧上。后罩160的垫块260如此安置从而垫块260c和260f 的引脚件268c和268f被定子38的孔240c和240f所接纳并且垫块260a 和260d的孔266a和266d与相应的定子38上的孔240a和240d排成 一列。当端板164和后罩160以此方式排列时，垫块260b和260e紧 靠着端板164处在端板164对面的引脚件308b和308e的第一侧292 上，垫块260a、260c、260d和260f紧靠着定子38而端板164的第二 侧296紧靠着定子38。在一种构造中，垫块260b和260e实际上没有 紧靠在端板164上而是相对于端板164浮动从而容许堆积间隙并没有 由于端板164而增加。垫块260b和260e可以是尺寸(例如，0.004 英寸)小于间隙的一个小部分利用它们来达到浮动的目的。端板164 上的切口304a、304c、304d和304f的包含物以及垫块260b和260e 减少的高度型面导致没有可归因于端板的容许堆积间隙。周向环形壁 320的定位装置部分320p径向地置于定子38外。如此安置决定了环 形区324的位置接近于定子38。孔329a和329b与相应的定子38上 的孔240a和240b排成一列。如图12所示，两个螺栓件372a和372b 设置穿过前罩168的孔329a和329b，穿过定子38的孔240a和240a， 穿过端板164的孔304a和304d(包含凹口305a和305d)进入后罩160 的孔266a和266d螺栓件372a和372d而终止。当把螺栓件372a和372d 固定时，定子装置156的部件摩擦地彼此接合在一起。风扇导流板308 置于前罩168内由此产生一个组合定子装置156(例如，图12中所示 的定子装置)。在一个构造中，螺栓件372a和372d被拧入孔266a和 266d中。在可选构造中，可以把定子装置156与其他类型紧固件结合 在一起。
在定子装置156组合好后，通过把包含磁毂盘148和第一轴承136 的轴132的端部压入分级毂盘200来把转子装置130连接到定子装置 156上。在一个构造中，一个容许间隙环被径向地安置并在轴承盒208 内的第一轴承136外。在一方面利用容许间隙环来赔偿后罩160的任 何热膨胀。然后把转子装置130的另一端连接于覆盖在从动件外壳112 内的从动件。转子装置130和定子装置156的结合体安置于电动装置 100的外壳中。利用翼片340和孔344来把结合体安置于驱动件外壳 108和从动件外壳112内。
然后如下所述插入电动组件。插入电动组件后，再装配好外壳的 其余部分，电动装置100就准备完毕可以使用了。
用来装配电动装置100的方法和设备减少了容许堆积间隙从而使 转子14和定子38相互作用以保证SR电动机10的有效运转。此外， 用来装配电动装置100的方法和设备是以有市场竞争力的劳动力成本 来完成的。这些技术可以运用于任何一种利用电动机的电动装置100。
整装电动组件
电动装置100包括一个可松放地接合于定子装置156的其余部分 的电动组件。此构造有利于电动组件的装配和将来的置换。SR电动 机10的特性将使电动组件在以后某一时间的置换成为必要。由于电 子插件的其中一部分或整体发生故障因而可以对电动组件进行置换并 通过运用一个改进的电动组件(例如，用来进行位置/速度感测的新软 件)来提供增强的电机运转。可以移动外壳并且仅通过移动几个固定 件就可使电动组件脱离接线板192，然后可以很快地把替换电动组件 接合于接线板192和重装的外壳上。这种构造也有利于在电动手持工 具外的SR电动机的应用。
第一PCB169通过运用两个固定件(未示出)连接于后罩160。 固定件插入穿过第一PCB169内的两个切口376进入到孔265中而终 止。在一种构造中，固定件被拧入孔265中。在可选构造中，可以用 其他方法把第一PCB169连接于后罩160。然后经由传递信号如动力 信号和地面信号的连接器以及接合接线板192的阴螺纹连接器191的 接点190把第二PCB172电连接于第一PCB169。第二PCB172通过运 用两个固定件(未示出)连接于后罩160。固定件插入穿过第二PCB172 内的两个孔378进入到孔276中。在一种构造中，固定件被拧入孔276 中。在可选构造中，可以用其他方法把第二PCB172连接于后罩160。 一旦把第一PCB169和第二PCB172连接于后罩160，就可以对电动 装置100的其余部分进行装配以备操作。
磁体封闭
磁毂盘148的封闭是有利的，因为磁毂盘148由此不会处于包含 可能会变得有磁性或者另外结合于磁毂盘148的磁极M上的杂质粒子 如金属屑等的环境下，杂质粒子如金属屑和浮渣会防碍测定轴132的 旋转速度、旋转方向及转子14相对于定子38的位置时的精确性。
如上所述，当定子装置156和转子装置130合并到一起时磁毂盘 148被封闭起来。当定子装置156和转子装置130合并到一起时，磁 毂盘148置于磁盒204中而第一轴承136位于轴承盒208内。由此当 第一轴承136的外表面保持摩擦地接合于轴承盒208时允许轴132经 由第一轴承136(及第二轴承140)围绕轴线18旋转。磁毂盘148随 同轴132在磁盒204内旋转并用来测定如上所述的SR电动机10的转 速和方向。
磁体排列
当用磁极M和位置/速度传感器193间的交感来测定转子极22、 26、30和34相对于定子极46、50、54、58、62和66的位置时，预 定来提供磁极M相对于转子极22、26、30和34的布置是很重要的。 因为需要在适当时间激励每个电独立的相位1、2和3的程序来保持SR 电动机的有效运转，所以磁极M的布置对于测定转子12相对于定子 38的位置是重要的。因此，由于磁极M和位置/速度传感器193间的 交感被用于其中的位置感测，本发明提供了用来相对于磁极M代表的 转子极22、26、30和34排列磁极M的装置和方法。当磁极M和位 置/速度传感器193间的交感仅用于测定轴132旋转的速度和/或方向 时，磁极M相对于磁极M代表的转子极22、26、30和34的布置不 是特别重要的。
图24显示用来相对于磁极M代表的转子极22、26、30和34排 列磁极M的夹具220。夹具220包含多个磁体224。磁体224优选地 依照转子极22、26、30和34(例如，均匀地围绕轴线1 8隔开)的间 隔来隔开。在转子14的可选构造中，对夹具220优选地进行相对变 更。磁体224如此定向从而当磁毂盘148插入夹具220内时磁毂盘148 的磁极M被吸向磁体224(例如，磁毂盘148的北极被吸向磁体224 以及磁毂盘148的南极被吸向磁体224)。夹具220包含多个极元件 228。极元件228接受两个完全相反的转子极(例如，转子极22和30)。 在一种构造中，磁体224相对于极元件228周向地排列从而磁毂盘148 上的磁极M相对于磁体224排列从而得到每个磁极M相对于相应磁 极M代表的转子极的前缘或后缘的位置。当所测磁极M的位置与磁 极M代表的转子极的位置相互关联时，控制器就会决定最适宜的时间 来激励每个电独立的相位1、2和3。
为了相对于磁极M代表的转子极22、26、30和34排列磁毂盘148 的磁极M，首先把磁毂盘148安置于夹具220的凹口232内。在一种 构造中，磁毂盘148置于凹口232内从而磁毂盘148的磁体部分(见 图10)向下对着凹口232。凹口232包含有弹簧加载件236。弹簧加 载件236支撑着磁毂盘148从而磁极M相对于磁体224排列由此使磁 毂盘148旋转。在一种构造中，所有磁极M同一地按大小排列并且磁 毂盘148可以最初安置于如上所述的任何方位。一旦磁毂盘148的磁 极M达到平衡，一个部分装配的转子装置130(例如，图6中所示的 转子装置130)就被插入夹具220从而轴132的第一轴承136侧面朝 下在夹具220中。轴132的端部插入磁毂盘148的孔232内并且向下 用力推动部分装配的转子装置130到夹具220中。弹簧加载件236响 应此力回缩而磁毂盘148被连接于轴132的端部。然后可以如上所述 用转子装置130(例如，图7中所示的转子装置130)来装配电动装 置100。
可选构造
图25、26、27、28和29显示电动装置100的一个部分的可选构 造。可选构造包括通过至少一个引线或连接器连接于电动装置100的 电动模块。
图25和26显示类似于除了没有包含接线端子板或后罩的定子装 置400之外的定子装置156的定子装置400。定子装置400改为包含 一个支撑转子装置130的轴承136的后构架404。磁毂盘148被允许 以一种类似于上述构造的方式来旋转。
图27、28和29显示可选构造的部分装配。一个PCB408连接于 后构架404。PCB408包含如上所述的与磁毂盘148的磁极相合的位置 /速度传感器。后构架404包含多个与孔240a-f一致的孔412a-f。
图30、31、32、33、34、35、36、37和38显示电动装置100的 一个可选构造。在所示可选构造中，电动装置100为一个圆锯。电动 装置100和电动装置1000关于所公布的方面是大致相同的。电动装 置100的通用部件用1-1000序号内的相同数字来指示。虽然电动装置 100和电动装置1000具有明显不同的外观，但是电动装置1000的SR 电动机和用来使电动装置1000的SR电动机运转的电动组件的集成与 SR电动机10和用来使SR电动机10运转的电动组件的集成几乎相同。 转子装置1130和定子装置1156的部件与上述转子装置130和定子装 置156的部件在形状及大小上可能不同，但是其功能是相似的。
图30显示电动装置1000的透视图。图31和32显示转子装置1130 的透视图。图33和34显示定子装置1156的透视图。图35显示图30 中所示电动装置1000的局部剖视图。图36显示第二PCB1172的透视 图。图37和38显示具有部分移动外壳的电动装置1000的透视图。
因此，本发明提供了包含SR电动机的电动装置。本发明的一个 或更多的独立特征和独立优点将在下列权利要求中阐明。
本发明要求2002年2月4日提交的序列号为60/354,253的在 先提出的共同待审临时专利申请的权利，其全部内容作为参考包含于 此。