動力設備冷卻系統的制作方法

示例性實施方式總體上涉及戶外動力設備，并且更加具體地，涉及用于與動力設備的電子器件和/或電機有關的動力設備冷卻的結構。

背景技術：

戶外動力設備包括諸如割草機、修剪機、修邊機、鏈鋸、鼓風機等這樣的裝置。這些裝置經常用于執行本身要求裝置可移動的任務。藉此，這些裝置通常制造為相對堅固，能夠在不利環境中處理困難作業，同時平衡對移動性的要求。

此類裝置的供電可以若干種方式實現。但是，對于旨在手持的戶外動力設備，尺寸和重量成為重要的考慮因素。在一些應用中，裝置所產生的排放物(即，就噪音和/或污染物而言)也可成為重要的考慮因素。為減少排放物，此類戶外動力設備可經選擇，以便利用電動機。但是，使用具有干線動力(mains power)的電動機可能會抑制移動性。因此，電池供電裝置變得更加流行。

但是，電池以及電池所供電的部件可產生熱量。如果某些部件(如，例如控制單元或電動機)變得過熱，產品可能會暫時停止運作。因而，發展策略以用于處理由電池供電的戶外動力設備產生的熱負荷變得很重要。

技術實現要素：

因此，一些示例性實施方式可提供利于某些裝置部件(例如，電池、控制電路和/或電動機)的冷卻的結構，而無需添加額外的風扇或可增加戶外動力設備的尺寸、成本和/或復雜性的其他冷卻結構。

示例性實施方式的鼓風機可包括：殼體，包括手柄部分；電機，設置于電機殼體中；風扇組件，能操作地耦接至電機，以響應于電機的運行迫使空氣通過鼓風機管；以及控制電路，設置于所述殼體的控制單元殼體部分中，以選擇性地應用電力至電機，以用于電機的運行。在一些情況中，風扇組件響應于電機的運行將空氣吸入入口部分中，以在鼓風機管的出口處排出。在示例性實施方式中，控制單元殼體部分可包括位于殼體中的至少一個入口開孔，以在經由至少一個出口開孔排出冷卻空氣至入口部分中之前，吸入冷卻空氣來冷卻控制單元。

可替換示例性實施方式的鼓風機可包括：殼體，包括手柄部分；電機，設置于電機殼體中；風扇組件，能操作地耦接至電機，以響應于電機的運行迫使空氣通過鼓風機管；以及控制電路，設置于所述殼體的控制單元殼體部分中，以選擇性地應用電力至電機，以用于電機的運行。在一些情況中，風扇組件響應于電機的運行將空氣吸入入口部分中，以在鼓風機管的出口處排出。電機殼體可進一步包括至少一個電機殼體入口開孔，以使得經過風扇組件的空氣的一部分能夠進入電機殼體以冷卻電機。

根據另一示例性實施方式，提供了一種冷卻鼓風機部件的方法。該方法可包括響應于電機的運行使風扇組件旋轉。風扇組件的旋轉可在入口部分中產生壓力不足區，并在風扇組件的主要通道處產生過壓區。所述方法進一步包括通過鼓風機的殼體的控制單元殼體部分將空氣吸入入口部分中，以冷卻鼓風機的控制單元；通過電池隔室將空氣吸入入口部分中，以冷卻鼓風機的電池；以及從主要通道推動空氣通過電機殼體，以冷卻電機。

附圖說明

已經如此概括描述了本發明，現將對所附圖示作出參考，所附圖示并不一定按比例繪制，其中：

圖1示出根據示例性實施方式的鼓風機的側面剖視圖；

圖2示出根據示例性實施方式的鼓風機的側面剖視圖，以示出用于提供鼓風機部件的冷卻的一些結構；

圖3示出根據示例性實施方式的鼓風機管的接近電機的區域的橫截面視圖；以及

圖4為根據示例性實施方式的冷卻鼓風機部件的方法的框圖。

具體實施方式

現將參考所附圖示，在下文中更加全面地描述一些示例性實施方式，其中示出一些但非全部示例性實施方式。實際上，此處描述和描繪的實例不應被認為限制本公開內容的范圍、適用性或配置。相反，提供這些示例性實施方式以便該公開內容將滿足可適用的法律要求。全文中，類似參考數字指代類似元件。并且，如此處所使用的，術語“或”將理解為一種邏輯運算符，每當其一個或多個操作數為真時，則結果為真。如此處所使用的，可操作的耦接應當理解為涉及直接或間接連接，在任何情況下，該直接或間接連接能夠實現可操作地耦接至彼此的部件的功能性互連。

此處描述的一些示例性實施方式提供這樣的結構，該結構用于使用由于正常的鼓風機運行所產生的壓力不足(underpressure)區和過壓(overpressure)區而將空氣轉移和/或將空氣吸入通過各個部件。如此，可不添加諸如風扇和/或類似物的額外部件，而實現某些部件的冷卻。因此，諸如電池、控制電路、電機和/或類似物的部件可以更低的成本和更少的復雜性而被冷卻，同時仍增加鼓風機的可靠性。

圖1示出沿鼓風機100的縱向中心線得到的鼓風機100的橫截面視圖。應當理解，圖1的鼓風機100僅代表示例性實施方式可應用于其的動力設備的一個實例。參考圖1，鼓風機100可包括殼體110，鼓風機100的各個部件容納于該殼體內部。鼓風機100可進一步包括電機120或動力單元，用于提供驅動力以移動空氣通過鼓風機100。在一些實施方式中，動力單元可為三相電機，該三相電機在控制單元130或控制電路的控制下運行，并且由電池140或電池適配器供電。但是，在一些實施方式中也可使用直流電機。

殼體110可由塑料、復合材料、金屬或其他任何期望材料制成。在示例性實施方式中，殼體110可由兩個或更多個可裝配在一起的模制件制成。在一些情況中，模制件可形成半殼體(例如，右和左半殼體)，所述半殼體可經由焊接、粘合劑、卡扣配件、固定件(例如，螺旋件)和/或類似物而彼此附接。當模制件裝配在一起時，它們可在模制件之間的連接位置處形成接縫。

在一些實施方式中，控制單元130可容納于殼體110的其自身部分中。殼體110的容納控制單元130的部分可指代為控制單元殼體部分132，并且控制單元殼體部分132可為半殼體整體的一部分(如上文所描述)，或可為連接至其他殼體部分的分離的殼體部分。控制單元殼體部分132可接近殼體110的某部分(在該部分附近設置電機120)而設置。

在示例性實施方式中，電池140可容納于電池隔室142內，該電池隔室可設置于殼體110的后部，通過手柄144從控制單元殼體部分132隔開。手柄144可包括當操作人員握持手柄144時，可由操作人員的手指操作的觸發器146。觸發器146的啟動可導致來自電池140的電力基于控制單元130提供的控制而選擇性應用至電機120，以使電機120轉動。在一些情況中，為了基于用戶意圖的指示(例如，經由觸發器146的啟動)和/或關于鼓風機100的狀態的確定(如由傳感器、轉換器或其他機構提供)選擇性控制電力至電機120的應用，控制單元130可包括連鎖件、保護性功能件或可經由傳感器、轉換器或其他機構感測鼓風機100的各種條件的其他控制機構。

應當理解，雖然圖1示出的實例中觸發器146被用于對電機120選擇性供電，但為了選擇性控制電機120的運行，其他示例性實施方式還可利用選擇器、轉換器、按鈕或其他此類操作性構件。因而，例如，可使用任何期望形式的操作性構件執行開/關、速度控制或用于控制電機120的其他可操作功能，觸發器146僅為一個實例。

鼓風機100可進一步包括附接至殼體110(或為殼體110的一部分)，并且空氣可通過其排出的鼓風機管150。鼓風機管150可限定鼓風機管軸線152，該鼓風機管軸線限定鼓風機管150的軸向中心線。鼓風機管150可包括入口部分154和出口156。出口156可在鼓風機管150的遠端，并且入口部分154可在鼓風機管150的相對端(接近電機120和電池140)。具體而言，入口部分154可包括形成于殼體110內的氣窗(louvers)、葉片、引導孔或其他此類開孔158，以對電機120的運行作出響應，使得空氣能夠進入鼓風機管150中，經由出口156排出。在此方面，電機120的運行可導致葉輪或風扇組件160旋轉，從而產生低壓區，以通過開孔158將空氣吸入入口部分154，經過風扇組件160，并在出口156處從鼓風機管150排出，以便吹走樹葉、殘渣或其他物質。

在一些情況中，如圖1所示，電機120和風扇組件160均可與鼓風機管軸線152同軸，從而離開風扇組件160的空氣總體沿大體上平行于鼓風機管軸線152的方向移動(雖然此類流動可能為紊流(turbulent))。但是，進入入口部分154的空氣通常以相對于鼓風機管軸線152的某角度吸入。在一些情況中，如圖1中箭頭162所示，角度可為大約90度。但是，在一些實施方式中，角度也可為鈍角。如此，進入鼓風機管150的空氣(即，入口空氣)當空氣接近出口156(即，作為出口空氣)時可發生相對于此類空氣通過風扇組件160和/或通過鼓風機管150的方向的方向改變。在一些情況中，在殼體110內形成以體現入口部分154的氣窗、葉片、引導孔或其他此類開孔158可戰略性放置，以降低來自電機120或鼓風機管150的氣流的噪音傳送至操作人員耳朵的能力。并且，如圖1所示，入口部分154的氣窗、葉片、引導孔或其他開孔158可在殼體110的側部上形成。

在示例性實施方式中，電池隔室142可設置于殼體110的最后端，可在入口部分154的上方或甚至后部。同時，控制單元殼體部分132可接近鼓風機管150外部的電機120而設置。因此，參考圖1，電池140位于鼓風機100的后部，出口156在鼓風機100的前部。手柄144一般由操作人員以將手柄144置于頂部、使電機120懸置于手柄144下方的方式握持。參考所識別的這些相對位置，可理解，在圖1中所移除的殼體110的一半為左半部，因而保留了殼體110的右半部。

如圖1所示，鼓風機100可設計用于操作時的平衡和最佳人機工程。如此，手柄144總體設計為，當操作人員以如線條180(平行于地平面)所示的自然或舒適的夾持方式握持鼓風機100時，該手柄大體上與地平面水平地延伸。同時，鼓風機管軸線152相對于線條180和地平面成某一角度。在一些實施方式中，所述角度可在15度和35度之間，并且還可基于平衡鼓風機100各個部件的質心來選擇，同時產生當鼓風機100由操作人員以其最舒適和自然的位置握持時，總體使出口156指向地平面的自然向下傾斜角度。

圖1示出指示鼓風機100的各個部件質量的實例向量。在這方面，m1代表電池140的質心，該質心相對較重，并且位于鼓風機100的后部，最靠近鼓風機管軸線152和線條180的交叉點。同時，m₂代表較小的電機120的質心，m₃代表控制單元130的質心。當握持手柄144時，“x”形狀182代表鼓風機100的各個質心繞其達到平衡的點。因而，m₄代表風扇組件160(位于手柄144的前方)的質心，其連同電機120和控制單元130的質心以抵消電池140的更大的重量。以相對于鼓風機管軸線152的某一角度設置手柄144以及如圖1所提供地分配質量，導致當鼓風機100以其最佳人體工程和平衡條件被握持時，具有自然向下傾斜角度。

如上文所討論，電機120、電池140和控制單元130可在使用時生成熱量。藉此，為降低使這些部件過熱的風險，以及最大化鼓風機100的可靠性，這些部件應當有效冷卻。因此，示例性實施方式可設置有各種氣流導向結構，以促進這些部件的冷卻。圖2示出根據示例性實施方式的這些結構中的一些。

如圖2所示，電池隔室142可設置有放置于電池隔室142的上/后部的一個或多個入口開孔200，并設置有放置于電池隔室142的下部的一個或多個出口開孔210，以允許空氣被吸入通過電池隔室142，并進入入口部分154。入口開孔200和/或出口開孔210可形成在半殼體(如果應用)之間的接縫處或電池隔室142的任何其他適當部分處。藉此，當風扇組件160運行，并在風扇組件160的入口附近產生低壓區時，在入口部分154中產生的該低壓區可通過形成于殼體110內的氣窗、葉片、引導孔或其他開孔158吸入空氣，但還可經由入口開孔200、電池隔室142以及出口開孔210將空氣吸入入口部分154中。提供箭頭220以示出通過電池隔室142的氣流路徑，該氣流路徑可冷卻電池140。

通過電池隔室142的氣流(該氣流是經過風扇組件160的空氣總容量的較小分量)可相對于進入入口部分的空氣(如箭頭162所示)的溫度是略微溫熱的。但是，箭頭220所代表的氣流可占經過風扇組件160的總氣流的相對較小的比例，因此當與箭頭162所代表的氣流在入口部分154內混合時，不能明顯使空氣溫度變熱。藉此，不必要提供附加的冷卻風扇或部件，相反，電池140可由最終經過風扇組件160的空氣所冷卻。

還如圖2所示，控制單元殼體部分132可設置有放置于控制單元殼體部分132的前部的一個或多個入口開孔230，并設置有放置于控制單元殼體部分132的后部的一個或多個出口開孔240，以允許空氣被吸入通過控制單元殼體部分132并進入入口部分154。入口開孔230和/或出口開孔240可形成在半殼體(如果應用)之間的接縫處或控制單元殼體部分132的任何其他適當部分處。藉此，當風扇組件160運行，并在風扇組件160的入口附近產生低壓區時，在入口部分154中產生的該低壓區可通過形成于殼體110內的氣窗、葉片、引導孔或其他此類開孔158吸入空氣，但還可經由入口開孔230、控制單元殼體部分132以及出口開孔240將空氣吸入入口部分154中。提供箭頭250以示出通過控制單元殼體部分132的氣流路徑，該氣流路徑可冷卻控制單元130。

通過控制單元殼體部分132的氣流(該氣流是經過風扇組件160的空氣總容量的較小分量)可相對于進入入口部分的空氣(如箭頭162所示)的溫度是略微溫熱的。但是，箭頭250所代表的氣流可占經過風扇組件160的總氣流的相對較小的比例，因此當與箭頭162所代表的氣流在入口部分154內混合時，不能明顯使空氣溫度變熱。藉此，不必要提供附加的冷卻風扇或部分，相反，控制單元130可由最終經過風扇組件160的空氣冷卻。

在示例性實施方式中，電池隔室142的出口開孔210可位于控制單元殼體部分132的出口開孔的后部。但是，出口開孔210和240可總體形成為允許空氣穿過進入入口開孔154，以用于與箭頭162所代表的主要鼓風機氣流混合。可從圖2理解的是，每個氣流路徑均可發生方向改變，以并入經過風扇組件160并且最終由鼓風機100排出的空氣中。在此方面，如上文所提，由箭頭162所代表的主要入口氣流可發生大約90度的方向改變，以并入通過風扇組件160的氣流中。如箭頭220所指示的通過電池隔室142的氣流可發生小于90度的方向改變，以并入通過風扇組件160的氣流中。同時，如箭頭250所指示的通過控制單元殼體部分132的氣流可發生大體上180度的方向改變，以并入通過風扇組件160的氣流中。而且，如箭頭250所指示的經過控制單元殼體部分132的氣流可在與通過風扇組件160的氣流方向大體上相反的方向上沿鼓風機管150的一部分(電機120容納于該部分附近)的外部而通過。如此，冷卻控制單元130的空氣以與經過鼓風機管150的氣流方向相反的方向移動。

在示例性實施方式中，通過鼓風機管150的氣流可因此冷卻電池140和控制單元130。在一些情況下，通過鼓風機管150的氣流還可另外地或可替換地冷卻電機本身。根據示例性實施方式，圖3示出鼓風機管150的接近電機120的區域的橫截面視圖。如圖3所示，風扇組件160可包括安裝至隨電機120的旋轉而轉動的軸上的軸向轉子轂300。軸向轉子轂300可進一步包括風扇葉片310，該風扇葉片在電機120的電機殼體320和鼓風機管150(或連接至該鼓風機管)的管壁330之間從軸向轉子轂300向外徑向延伸，以限定主要通道340，通過風扇葉片310的旋轉，空氣被迫通過該主要通道。主要通道340形成環繞電機殼體320并且由管壁330界定的環形空腔，并且限定當風扇葉片310旋轉時的過壓區。在入口部分154中產生壓力不足條件，以朝向風扇葉片310吸入空氣，然后在主要通道340中產生過壓條件，以推動空氣通過鼓風機管150至出口156。在一些情況下，定子輪葉或定子葉片345可設置于主要通道340內(或其末端處)，以進一步導向離開風扇組件160的空氣進入鼓風機管150，而朝向出口156射出。

如圖3所示出，電機殼體320可包括在接近主要通道340的區域處形成于其中的一個或多個電機殼體后部開孔350，以允許空氣在經由電機殼體前部開孔360(可在電機殼體320的錐形部分362內形成)返回進入鼓風機管150之前，經過電機殼體320內以冷卻電機120。在主要通道340內形成的過壓條件可導致一些空氣被推入電機殼體后部開孔350中，以經過電機120附近，從而當通過電機殼體前部開孔360時，從電機120移除熱量。但是，應當理解，前部和后部開孔360和350總體上可容許通過電機殼體320的任何方向上的氣流，從而冷卻空氣可通過電機120附近，以用于冷卻目的。

從圖3可理解，電機殼體后部開孔350可在電機殼體320的位于風扇葉片310和定子葉片345之間的部分處形成。再者，在一些情況中，電機殼體后部開孔350可在電機殼體320的接近風扇葉片310并且位于風扇葉片前方的部分(即，最接近顯著具有過壓或過壓最大的點)處形成，以提高通過電機殼體320的氣流。當電機殼體內的氣流繼續移動至電機殼體前部開孔360以用于并入通過鼓風機管150的主要氣流中時，通過電機殼體320的氣流可在與通過主要通道340并通過鼓風機管150的氣流相同的方向上移動。但是，如上文所提，所述方向不必被限制。

在使用被吸入通過風扇組件160的氣流以實施控制單元130、電池140和電機120的冷卻的示例性實施方式中，應當理解，控制單元130由軸向轉子轂300上游的系統空氣(例如，吸入鼓風機管150的空氣)冷卻，電池140由軸向轉子轂300上游的系統空氣冷卻，電機120由軸向轉子轂300下游的系統空氣冷卻。因此，鼓風機100的這些各個部件可被冷卻以提高鼓風機100的可靠性，由于無需附加冷卻風扇，因此在不會添加單獨成本、重量和復雜性的情況下實現此類冷卻。與將殼體集成于風扇系統(這可節省附加成本)的情況相比，一些實施方式還可使得能夠使用更便宜的電機。

圖4示出冷卻鼓風機部件的方法的實例的框圖。所述方法可包括在操作400中響應于電機的運行使風扇組件旋轉。風扇組件的旋轉可在入口部分中產生壓力不足區，并在風扇組件的主要通道處產生過壓區。所述方法可進一步包括：在操作410中通過鼓風機殼體的控制單元殼體部分將空氣吸入入口部分中，以冷卻鼓風機的控制單元；在操作420中通過電池隔室將空氣吸入入口部分中，以冷卻鼓風機的電池；以及在操作430中從主要通道推動空氣通過電機殼體，以冷卻電機。在一些實施方式中，經由電池隔室、控制單元殼體部分和/或經由殼體內的開孔進入入口部分的所有空氣均在從風扇組件排出之前發生方向改變。

因此，示例性實施方式的鼓風機可包括具有手柄部分的殼體、設置于電機殼體內的電機、風扇組件和控制電路，該風扇組件可操作地耦接至電機以響應于電機的運行迫使空氣通過鼓風機管，控制電路設置于殼體的控制單元殼體部分內，以選擇性應用電力至電機，以用于電機的運行。在一些情況中，風扇組件響應于電機的運行將空氣吸入入口部分中，以在鼓風機管的出口處排出。在示例性實施方式中，控制單元殼體部分可包括位于殼體內的至少一個入口開孔，以在經由至少一個出口開孔排出冷卻空氣至入口部分中之前，吸入冷卻空氣以冷卻控制單元。可替換地或另外地，電機殼體可進一步包括至少一個電機殼體入口開孔，以使得經過風扇組件的空氣的一部分進入電機殼體，以冷卻電機。

一些實施方式的電動力設備可包括可選地單獨或彼此結合添加的附加特征。例如，在一些實施方式中，(1)進入電機殼體的空氣的部分在離開電機殼體進入鼓風機管之前，可在與鼓風機管的管軸線大體上平行的方向上移動。此外，在一些情況中，或作為對(1)的替換方式，(2)至少一個電機殼體入口開孔可位于風扇組件的風扇葉片和定子葉片之間。另外地或可替換地，(3)至少一個電機殼體入口開孔可位于風扇組件下游。

在一些實施方式中，除下文所描述的可選的更改或增加外，可應用(1)至(3)的任何一個或所有。例如，在一些實施方式中，冷卻空氣可在經過至少一個入口開孔和至少一個出口開孔之間時，在第一方向上移動，并且當并入經過風扇組件的空氣中時，可在大體上與第一方向相反的第二方向上移動。另外地或可替換地，鼓風機可進一步包括容納或設置于殼體的電池隔室內的電池。電池隔室可包括至少一個入口開孔和至少一個出口開孔，電池冷卻空氣經由該入口開孔和出口開孔經過電池并進入入口部分。另外地或可替換地，空氣可經由設置于鼓風機側面上的開孔主要地進入入口部分。換言之，入口部分中的大部分空氣可經由鼓風機側面上的開孔進入。在此類實例中，經由電池隔室、控制單元殼體部分和/或經由所述開孔進入入口部分的所有空氣可在從風扇組件排出之前發生方向改變。另外地或可替換地，電池和控制單元可通過風扇組件的軸向轉子轂上游的空氣(例如，系統空氣)冷卻，電機可通過軸向轉子轂下游的空氣冷卻。

與這些發明相關領域的技術人員將明白，此處闡明的該發明的許多更改和其他實施方式具有前文描述和所附圖示所呈現的指示的優點。因此，會理解，該發明不限于所公開的具體實施方式，并且更改和其他實施方式旨在包括在所附權利要求的范圍內。并且，雖然前文描述和所附圖示在元件和/或功能的某些示例性結合的情況下，描述示例性實施方式，應當理解，只要不背離所附權利要求的范圍，可替換性實施方式可提供元件和/或功能的不同結合。在此方面，例如，元件和/或功能不同于上文明確描述的那些的結合也被認為在一些所附權利要求中闡明。在其中此處描述優勢、優點或問題的解決方法的情況中，應當理解，此類優勢、優點和/或解決方法可應用至一些示例性實施方式中，但不一定應用至所有示例性實施方式中。因而，此處描述的任何優勢、優點或解決方法不應被認為對所有實施方式或此處對其聲明權利的實施方式都是關鍵的，要求的或必要的。雖然此處應用具體術語，但它們僅僅用作一般或描述性的意義，并非為了限制的目的。