TWM503292U

TWM503292U - 磁浮剎車馬達

Info

Publication number: TWM503292U
Application number: TW104202928U
Authority: TW
Inventors: chun-chang Li
Original assignee: Mijy Land Ind Co Ltd
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-06-21

Description

磁浮剎車馬達

本創作係關於自動起子所使用之馬達及離合器組合構造，換言之，乃指一種適用於自動起子之磁浮剎車馬達。

按，馬達由靜止狀態改變成為啟動運轉狀態，需要瞬間提供大動能來破壞平衡，使其轉子轉動，當該轉子負載愈小，所需的啟動動能愈小，反之，當轉子負載愈大，所需啟動動能亦愈大。

舉例而言，一般自動起子在啟動時，通常需要較大之供應電流，以順利啟動馬達高速運轉，且每次鎖附螺絲時都須重覆啟動，故較耗電。使用固定扭力值鎖附一般螺絲作業，對螺絲而言，剛開始時沒有負載(很小忽略)，之後當螺絲之螺牙接觸物件因摩擦阻力產生些許負載，這過程發生在螺絲的空行程，最後螺絲頭螺合物件表面接觸後因張力的作用，負載迅速提升至固定扭力停止；此種啟動電流雖上述較小，但扭力值有限，所能鎖附之範圍亦受到限制。

對於大扭力之自動起子，在啟動時除需要較電流而具有耗電缺點外，在實施鎖附上往往因達到最大扭力值時，離合器之跳脫會產生相當大的反作用力，造成操作者於鎖附作業上之扭力誤差，長期下來，亦容易對操作者造成職業傷害。

有鑑於上述情況在自動工具領域屬常見且不能加以改良，實屬可惜之處，故本案發明人考量產品要能持續存於市場，必需不斷研發並精進現有產品，乃積極思考並著手研究，在自我期許與不斷努力、試作下，終開發設計出此一更精良且實用之本創作。

本創作之主要目的，在於提供一種磁浮剎車馬達，藉此減少自動起子於操作時產生之扭力誤差，及長久使用下扭力精度衰減情形，進而達到全面性扭力精度提升之效益。

本創作之另一目的，在於提供一種磁浮剎車馬達，藉以使自動起子之啟動電流變小，並具有緩啟動作用，同時更能於停止時提供剎車效用。

為達成上述所有目的，本創作設計一磁浮剎車馬達，包括：一馬達，提供動力來源；及一磁浮離合器，結合於該馬達之轉軸上，具有輪替之磁性相斥與相吸作用，提供馬達緩啟動及剎車作用。藉此利用該磁浮離合器運作時之同極相斥、異極相吸的輪替作用下，可降低馬達啟動時的電流，並使馬達具有較小之轉動慣量及摩擦力，減少控制驅動馬達電流之MOSFET的發熱及損壞。

其中該磁浮離合器包括有：一主動件、一與該主動件相貼靠之被動件，及一插銷，用以連結該主動件與被動件。

其中該主動件與該被動件相貼靠之表面各別均勻分佈有至少二個以上之磁性體呈錯位設置，且極性採相同設置。

其中該主動件與該被動件之間設有一第一彈性體。

其中該主動件與該被動件之間設有一第二彈性體。

上述之磁浮離合器包括有：一主動件，被馬達之轉軸穿設定位、及一與該主動件相貼靠之被動件，且該主動件與該被動件相貼靠之表面各別均勻分佈有至少二個以上之磁性體呈錯位設置，且極性採相反設置。

上述之磁浮離合器包括有：一主動件，被馬達之轉軸穿設定位、及一與該主動件相貼靠之被動件，該主動件與該被動件可各別採用磁性體及導磁材料製成。

上述之磁浮離合器包括有：一主動件，被馬達之轉軸穿設定位、及一與該主動件相貼靠之被動件，該主動件與該被動件可各別採用於相貼靠表面上設有至少二個以上間隔排列之磁性體及至少具有二個以上間隔排列之凹陷面的導磁材料呈錯位設置。

上述之磁浮離合器可結合於該馬達內之轉軸前端或後端。

上述之磁浮離合器可結合於該馬達外之轉軸前端或後端。

上述之磁浮離合器可採二組分別結合於該馬達外之轉軸前端及後端。

上述之磁浮離合器可結合於自動起子內之馬達外轉軸的減速機構中。

(1)‧‧‧馬達

(11)‧‧‧轉軸

(2)‧‧‧磁浮離合器

(21)‧‧‧主動件

(211)‧‧‧磁性體

(22)‧‧‧被動件

(221)‧‧‧磁性體

(222)‧‧‧導磁材料

(223)‧‧‧凹陷面

(23)‧‧‧插銷

(24)‧‧‧第一彈性體

(241)‧‧‧油封

(242)‧‧‧撞套

(25)‧‧‧第二彈性體

(251)‧‧‧軸承

(252)‧‧‧鋼珠

(253)‧‧‧剎車盤

(254)‧‧‧保持器

(3)‧‧‧減速機構

第一圖係本創作一用於自動起子之馬達結構示意圖。

第二圖係本創作之磁浮離合器構造示意圖。

第三圖係依據第二圖之C1-C1剖視結構示意圖。

第四圖係依據第二圖之C2-C2剖視結構示意圖。

第五圖係本創作之磁浮離合器磁性體構造示意圖。

第六圖係本創作另一用於自動起子之馬達結構示意圖。

第七圖係本創作之磁浮離合器之另一實施型態圖。

第八圖係本創作之磁浮離合器之又一實施型態圖。

第九圖(A)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(一)。

第九圖(B)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(二)。

第十圖(A)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(三)。

第十圖(B)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(四)。

第十一圖(A)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(五)。

第十一圖(B)係本創作之磁浮離合器與馬達結合示意圖(六)。

請配合參閱第一圖所示，係揭露有一磁浮剎車馬達，包括有：一馬達(1)，提供動力來源；及一磁浮離合器(2)，提供剎車作用。

請一併參閱第一~五圖所示，該馬達(1)之轉軸(11)貫穿該磁浮離合器(2)，且達到結合固定，使馬達(1)啟動轉動時能同步帶動該磁浮離合器(2)旋轉；該磁浮離合器(2)進一步包括有：一主動件(21)；一與該主動件(21)相貼靠之被動件(22)；及一插銷(23)，用以連結該主動件(21)與被動件(22)。

該主動件(21)與該被動件(22)相貼靠之表面均勻分佈有至少二個以上之磁性體(211)，同樣地，在該被動件(22)與主動件(21)相貼靠之表面亦均勻分佈二至少二個以上之磁性體(221)，且使該主動件(21)表面之磁性體(211)與被動件(22)表面之磁性體(221)呈錯位設置，但極性採相同設置(即N極對N極，或S極對S極)，藉此使該磁浮離合器(2)被帶動旋轉時，該採同極性設置之多個磁性體(211、221)會形成相斥作用自然產生推力，且藉該磁斥作用使主動件(21)啟動或減速時能使被動件(22)產生頓轉扭力。

將該磁浮剎車馬達實際運用於自動起子內，當馬達(1)啟動運轉時，其轉軸(11)會同步帶動該磁浮離合器(2)之主動件(21)轉動，該主動件(21)則會透過插銷(23)的連結會再帶動該相貼靠之被動件(22)的轉動，此時會增加轉軸(11)之轉動慣量，並隨轉速加快累積更多動能，進而再帶動自動起子內之齒輪機構、離合器機構、起子頭等單元，使自動起子開始正常運作。由於是利用該磁性體(211、221)同極性相斥之推力推動馬達(1)快速運轉，連帶再帶動齒輪機構、離合器機構等，使自動起子開始高速運作。此啟動過程因不需要直接帶動所有機構之連動運作，因此僅需要小電流供應該馬達(1)在無負載之情況下啟動運轉，再同步藉由該磁性體(211、221)之推力作用，以漸近方式提昇馬力與轉速；如此以達到機械式緩啟動的效用。

當進行鎖附時(即起子頭遭遇軟性或硬性負載)，該起子頭之運轉減慢，連帶使該磁浮離合器(2)之主動件(21)轉速會隨之減慢，並由被動件(22)釋放動能給主動件(21)增加離合器機構之最大扭力。

當鎖附完成後，由於離合器機構於自動起子鎖附達預設扭力值時會有跳脫作用，使該磁浮離合器(2)之主動件(21)停止轉動，此時該被動件(22)因轉動慣量繼續轉動，惟該轉動之動能會被多個相貼靠之磁性體(211、221)同極性或異極性產生之磁阻所吸收，而產生剎車效果，使馬達(1)停止運轉。

由於自動起子由馬達(1)啟動運轉，經負載達最大扭力值時離合器機構的跳脫，再到馬達(1)停止之鎖附過程中，該馬達(1)經高速轉動到停止時所產生的反作用力因磁浮離合器(2)提供之輔助剎車作用而降低，一方面能減少操作者之職業傷害，另一方面，則能降低操作者產生之扭力誤差，而使自動工具的扭力精度提升。

請再參閱第六圖所示，上述利用該磁浮離合器(2)之主動件(21)與被動件(22)間的磁性體(211、221)能提供馬達(1)停止時之剎車作用，且可進一步包括設有：一第一彈性體(24)，設置於該主動件(21)與該被動件(22)之間且遠離轉軸(11)，該第一彈性體(24)***銷(23)所穿設且置於一油封(241)內定位，且外圍罩覆有一撞套(242)，藉此當自動起子到達預設扭力值時，離合器機構跳脫後，能提供主動件(21)相對於被動件(22)之輔助剎車作用，以提高剎車效果；及一第二彈性體(25)，設置於該主動件(21)與該被動件(22)之間且靠近轉軸(11)，該第二彈性體(25)套設於轉軸(11)周面上之軸承(251)，一側環設有一個以上之鋼珠(252)、保持器(254)及一剎車盤(253)，藉此當自動起子到達預設扭力值，且離合器機構跳脫時，會使主動件(21)相對於被動件(22)減少撞擊聲，並具有吸震效果。

藉此在實施上，該馬達(1)啟動時，其餘機構尚未動作，該轉軸(11)轉動後帶動彈性體(24)擠壓作用，以推動加速器裝置運轉，連帶再帶動齒輪機構、離合器機構等，使自動起子開始運作；如此，當自動起子停止時，該磁浮離合器(2)與第一彈性體(24)及第二彈性體(25)之反推作用，將能提供馬達(1)二次輔助剎車及吸震效用。

請接續參閱第七圖所示，本創作之磁浮離合器(2)除上述第五圖所揭露之結構型態，並藉由磁斥作用產生頓轉扭力外，亦可採用如下述之結構型態，包括有：一主動件(21)被馬達(1)之轉軸(11)穿設定位；及一與該主動件(21)相貼靠之被動件(22)。該主動件(21)與該被動件(22)相貼靠之表面均勻分佈有至少二個以上之磁性體(211)，同樣地，在該被動件(22)與主動件(21)相貼靠之表面亦均勻分佈二至少二個以上之磁性體(221)，且使該主動件(21)表面之磁性體(211)與被動件(22)表面之磁性體(221)呈錯位設置，但極性採相反設置(即N極對S極，或S極對N極)，藉此使該磁浮離合器(2)被帶動旋轉時，該採不同極性設置之多個磁性體(211、221)會形成相吸作用自然產生拉力，並因該磁吸作用使主動件(21)於啟動時能緩速地牽動被動件(22)旋轉，減速時能牽動被動件(22)產生頓轉扭力，增加主動件(21)出之扭力，以及停止時能降低主動件(21)產生的反作用力。

請再參閱第八圖所示，本創作之磁浮離合器(2)的結構型態更可採用另一型態，即將構成單元之主動件(21)及被動件(22)分別以磁性體(211)及導磁材料(222)製成，或是將該主動件(21)與該被動件(22)相貼靠表面上分別設有至少二個以上間隔排列之磁性體(211)及至少具有二個以上間隔排列之凹陷面(223)的導磁材料(222)呈錯位設置；如此同樣能藉該磁吸作用，使主動件(21)於啟動時能緩速地牽動被動件(22)旋轉，減速時能牽動被動件(22)產生頓轉扭力，增加主動件(21)出之扭力，以及停止時能降低主動件(21)產生的反作用力。

請一併參閱第九~十一圖所示，係揭露有本創作之磁浮離合器與馬達結合之不同位置示意圖；其中第九圖(A)係將磁浮離合器(2)設置於馬達(1)內之轉軸(11)前端，第九圖(B)係將磁浮離合器(2)設置於馬達(1)內之轉軸(11)後端；第十圖(A)係將磁浮離合器(2)設置於馬達(1)外之轉軸(11)前端，第十圖(B)係將磁浮離合器(2)設置於馬達(1)外之轉軸(11)後端；第十一圖(A)係將兩組的磁浮離合器(2)分別設置於馬達(1)外之轉軸(11)前端與後端，第十一圖(B)則是將磁浮離合器(2)設置於馬達(1)外之轉軸(11)前端連結之減速機構(3)之齒盤上，使該磁浮離合器(2)與減速機構(3)結合成一體之型態。以上所有揭露於該馬達(1)內、外、前端、後端或是在減速機構上結合磁浮離合器(2)之型式，皆能提供自動起子之馬達運轉時的緩啟動及剎車作用。