具有切換式磁阻馬達的電動研磨機的製作方法

2024-04-03 12:44:05 1

本實用新型涉及一種電動研磨機，尤指一種具有切換式磁阻馬達的電動研磨機。

背景技術：

按，電動研磨機是一種以電力做為驅動源的拋光手持工具機，令技術人員可藉由所述電動研磨機用以對金屬或木材等物體表面進行拋光或研磨等動作。

如中國臺灣專利公告的M428013專利案揭露了一種電動研磨機，其包含一殼體、一無刷馬達、一電路板、一壓鈕開關以及一可變電阻器。所述殼體具有一第一端以及一第二端，所述第一端具有一頭部，所述第二端具有一握把部，所述握把部具有一朝所述第一端延伸的壓炳。所述無刷馬達裝設於所述頭部內。所述電路板設置於所述握把部內並電性連接至所述無刷馬達，且所述電路板具有一形成於所述握把部表面的控制面板。所述壓鈕開關具有一壓鈕、一限位座以及一彈性件，所述壓鈕設置於所述握把部，所述壓鈕具有一朝所述殼體內部延伸的連接段，所述限位座固定於所述電路板，所述彈性件則裝設於所述壓鈕與所述限位座之間。所述可變電阻器安裝於所述電路板，且所述可變電阻器一端形成有一接合於所述連接段的調控杆。進一步地，當所述電動研磨機於實際使用時，使用者可藉由所述壓鈕連動所述調控杆，令所述可變電阻器隨所述調控杆的位置變換而產生電阻變化，藉以使所述電路板輸出不同電功率至所述無刷馬達，進而達到控制轉速的功能。

然而，若由上述專利案的技術內容以及一般電動研磨機的組成構造來看可以發現，由於所述無刷馬達多半為直流無刷馬達(Brushless DC Motor，BLDC馬達)，故使得所述電動研磨機於使用時相當容易因欠相(Lost of Phase)而無法運作，且所述直流無刷馬達所具有的齒隙轉矩(Cogging Torque)亦會造成所述電動研磨機不利適用於頻繁啟停以及正反相轉換的運行狀況。

據此，由上述內容可以清楚得知，要如何設計一種能夠適用於欠相、頻繁啟停及正反相轉換等運作狀況的電動研磨機顯然已成為一種待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的，在於提供一種具有切換式磁阻馬達的電動研磨機，解決現有實施結構無法適用於欠相、頻繁啟停及正反相轉換等運作狀況的問題。

為達上述目的，本實用新型提供一種具有切換式磁阻馬達的電動研磨機，其包含一機體、一傳動組件、一研磨輪以及一防塵組件。所述機體具有一第一殼以及一第二殼，所述第一殼內部形成一腔室，所述第二殼對應所述第一殼設置並具有一與所述腔室連通的容置空間。所述傳動組件具有一設置於所述腔室內的切換式磁阻馬達、一設於所述容置空間內且電性連接所述切換式磁阻馬達以對所述切換式磁阻馬達輸出一控制信號的驅動模塊、一連接所述切換式磁阻馬達的傳動軸以及一裝設於所述傳動軸遠離所述切換式磁阻馬達一端的裝配座，所述裝配座具有一連接所述傳動軸的組裝部以及一與所述組裝部形成段落差並偏離所述傳動軸軸心設置而得隨所述傳動軸旋動產生一散熱氣旋的導流部。所述研磨輪裝設於所述組裝部並隨所述傳動軸旋轉，所述防塵組件包含一裝於所述第一殼並與所述研磨輪之間形成有一間隙的防塵罩以及一連接所述防塵罩並對應所述第二殼設置而自一抽風裝置接受一吸引氣流的排塵導管，所述排塵導管具有一對應所述容置空間開設而以所述吸引氣流對所述驅動模塊進行散熱的開口。

於一實施例中，所述驅動模塊具有一用以產生所述控制信號的微控制器以及一電性連接於所述微控制器與所述切換式磁阻馬達之間而傳遞所述控制信號至所述切換式磁阻馬達的驅動器。

於一實施例中，所述切換式磁阻馬達為三相切換式磁阻馬達，所述驅動器為三相半橋驅動器或三相全橋驅動器。

進一步地，所述切換式磁阻馬達具有一外定子與一內轉子，所述傳動組件具有多個設置於所述第一殼並面對所述內轉子以監測所述內轉子位置狀態向所述驅動模塊輸出一監測信號的光電開關。

其中，所述多個光電開關以所述傳動軸為圓心且彼此以一步進角而間隔排列。

具體來說，所述驅動模塊具有一變角度控制機制以及一電壓脈寬調變控制機制，所述驅動模塊根據所述多個光電開關傳遞的每一所述監測信號決定以所述變角度控制機制或所述電壓脈寬調變控制機制產生所述控制信號。

於一實施例中，所述第一殼具有至少一連通所述腔室而令外部氣體得進入所述腔室的進氣孔。

進一步地，所述傳動組件具有一設置於所述第一殼上以受壓觸發所述驅動模塊的彈性按鈕以及一樞接於所述第二殼並延伸至所述彈性按鈕上方以連動壓迫所述彈性按鈕的壓板。

通過本實用新型上述實施方式，相較於現有技術具有以下特點：

1.本實用新型的所述電動研磨機通過以所述切換式磁阻馬達做為驅動來源，令所述電動研磨機於運作時可藉由所述切換式磁阻馬達的特性而能適用於欠相頻繁啟停以及正反相轉換的等運行狀況。

2.本實用新型的所述電動研磨機於使用時能通過所述導流部來排出所述腔室內的熱能以及通過所述吸引氣流將所述驅動模塊的熱能與粉塵一併帶出，藉此有效對所述切換式磁阻馬達進行大幅散熱。

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體示意圖。

圖2為本實用新型的分解示意圖。

圖3為本實用新型另一視角的分解示意圖。

圖4為本實用新型的側視剖面示意圖。

圖5為本實用新型驅動模塊的電路示意圖。

圖6為本實用新型的俯視示意圖。

圖7為本實用新型的俯視剖面示意圖。

其中，附圖標記：

1 機體

11 第一殼

110 腔室

111 進氣孔

112 主殼

113 副殼

12 第二殼

120 容置空間

2 傳動組件

21 切換式磁阻馬達

211 外定子

212 內轉子

213 第一導磁部

214 第二導磁部

215 導磁凸部

22 驅動模塊

221 微控制器

222 驅動器

23 傳動軸

24 裝配座

241 組裝部

242 導流部

25 彈性按鈕

26 壓板

27 光電開關

3 研磨輪

4 防塵組件

41 防塵罩

42 排塵導管

420 開口

具體實施方式

本實用新型的技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1及圖2，本實用新型提供一種具有切換式磁阻馬達的電動研磨機，其包含一機體1、一傳動組件2、一研磨輪3以及一防塵組件4。所述機體1具有一第一殼11以及一第二殼12，所述第一殼11內部形成一腔室110，所述第二殼12具有一容置空間120，所述容置空間120與所述腔室110彼此連通。所述傳動組件2具有一切換式磁阻馬達21(Switched Reluctance Motor)、一驅動模塊22、一傳動軸23以及一裝配座24。其中，所述切換式磁阻馬達21設置於所述腔室110內並具有一外定子211以及一內轉子212，所述外定子211以及所述內轉子212均是由電磁鋼片(例：矽鋼片)堆疊構成，所述驅動模塊22設置於所述容置空間120內，且所述切換式磁阻馬達21與所述驅動模塊22彼此電性連接。於一實施例中，所述第一殼11的所述腔室110是呈圓柱狀以供所述切換式磁阻馬達21設置，且所述第一殼11具有至少一連通所述腔室110以供外部氣體隨所述切換式磁阻馬達21旋轉以進入所述腔室110的進氣孔111。更進一步說明，所述第一殼11是由一主殼112以及一裝設於所述主殼112的副殼113所構成，所述腔室110形成於所述主殼112內部，所述進氣孔111則設置於所述副殼113。另外，所述驅動模塊22具有一微控制器221以及一電性連接於所述微控制器221與所述切換式磁阻馬達21之間的驅動器222，而所述第二殼12的所述容置空間120則是呈長條狀以供所述電路板(即所述驅動模塊22)設置。具體來說，所述切換式磁阻馬達21是三相切換式磁阻馬達(3-Phase Switched Reluctance Motor)，所述驅動器222則為可驅動所述三相切換式磁阻馬達(即所述切換式磁阻馬達21)作動的三相半橋驅動器(3-Phase Half Bridge Driver)或三相全橋驅動器(3-Phase Full Bridge Driver)。於一實施例中，所述傳動組件2具有一設置於所述第一殼11而可導通所述切換式磁阻馬達21與所述驅動模塊22的彈性按鈕25以及一樞接於所述第二殼12並延伸至所述彈性按鈕25上方的壓板26，所述彈性按鈕25在未受按壓時均會朝一預定位置彈性復位，所述壓板26則可受壓迫而連動按壓所述彈性按鈕25。另一方面，所述傳動軸23是連接於所述切換式磁阻馬達21並延伸至所述第一殼11外部，所述裝配座24則是組裝於所述傳動軸23遠離所述切換式磁阻馬達21的一端。更清楚說明，所述裝配座24具有一組裝部241以及一導流部242，所述組裝部241連接與所述傳動軸23並偏離所述傳動軸23的軸心，所述導流部242則與所述組裝部241連接並朝偏離所述傳動軸23軸心的方向延伸。於一實施例中，所述導流部242為一凸板(如圖2所示)，於其它實施例中，所述導流部242為至少一風扇葉片。最後，所述研磨輪3裝設於所述組裝部241，所述防塵組件4具有一防塵罩41以及一排塵導管42，所述防塵罩41裝設於所述第一殼11並與所述研磨輪3之間形成一間隙(如圖4所示)，所述排塵導管42連接於所述防塵罩41，且所述排塵導管42具有一對應於所述容置空間120開設的開口420(如圖4所示)。

請再參閱圖1至7，本實用新型的所述電動研磨機於實際使用時，所述驅動模塊22與一電力設備(圖中未示出)連接，以供所述驅動模塊22由所述電力設備取得運作所需的電力。接著，使用者可通過所述壓板26按壓所述彈性按鈕25，使所述驅動模塊22導通至所述切換式磁阻馬達21，據此，所述微控制器221即可傳送一控制信號至所述驅動器222，令所述驅動器222驅動所述切換式磁阻馬達21的所述內轉子212帶動所述傳動軸23旋轉，而所述研磨輪3則可藉由所述傳動軸23帶動旋轉而對一物體(圖中未示出)表面進行研磨作業。其中，由於本實用新型的所述電動研磨機是以所述切換式磁阻馬達21做為驅動來源，因此，所述電動研磨機於運作時即可通過所述切換式磁阻馬達21的特性而在欠相(Lost of Phase)的情況下得以正常運作，進而可適用於頻繁啟停以及正反相轉換的等運行狀況。

承上，本實用新型在此更進一步說明所述切換式磁阻馬達21與所述驅動模塊22之間的作動關係。詳細來說，所述驅動模塊22具有一變角度控制機制(ASR)以及一電壓脈寬調變控制機制(PWM)，且所述驅動模塊22會依據所述切換式磁阻馬達21的速度高低而調整所述變角度控制機制與所述電壓脈寬調變控制機制之間的輸出比例。若所述切換式磁阻馬達21的速度越慢，所述變角度控制機制的輸出比例會隨之增高；若所述切換式磁阻馬達21的速度越快，所述電壓脈寬調變控制機制的輸出比例則隨之增高。於一實施例中，如圖7所示，於此預先定義所述內轉子212於受電啟動後相對所述外定子211具有一旋轉方向，所述外定子211具有多個朝所述內轉子212方向延伸的第一導磁部213，所述內轉子212具有多個朝所述外定子211方向延伸的第二導磁部214以及多個分別由每一所述第二導磁部214朝所述旋轉方向一體延伸的導磁凸部215。當所述外定子211導磁後即藉由所述多個第一導磁部213分別吸引其中一所述第二導磁部214以令所述內轉子212轉動。其中，由於本實用新型具有所述導磁凸部215設計，而令每一所述第二導磁部214均能藉由其所屬的所述導磁凸部215縮短與次一所述第一導磁部213之間的距離，使得所述切換式磁阻馬達21能在所述多個第二導磁部214未旋轉至次一所述第一導磁部213時能預先觸發次一所述第一導磁部213以吸引所述多個第二導磁部214，如此一來，所述切換式磁阻馬達21即能藉由所述多個第一導磁部213與所述多個導磁凸部215之間的作動關係以加快所述內轉子212的轉動速度。

具體而言，為了使所述驅動模塊22能夠偵測所述切換式磁阻馬達21的轉動速度，於一實施例中，所述傳動組件2具有多個設置於所述第一殼11並面對所述內轉子212的光電開關27，所述多個光電開關27可通過所述內轉子212遮斷光束的位置以及頻率來判斷所述內轉子212的位置及速度，進而根據所述內轉子212的位置及速度傳送一監測信號至所述驅動模塊22，使所述驅動模塊22可通過每一所述光電開關27的所述監測信號來決定所述變角度控制機制以及所述電壓脈寬調變控制機制的輸出比例。於一實施例中，所述多個光電開關27是以所述傳動軸23為圓心且彼此以一步進角(Step Angle)而間隔排列，亦即，任二所述光電開關27與所述傳動軸23之間會形成有一夾角(例：三十度)。除了通過所述多個光電開關27提供所述監測信號以做為判斷所述內轉子212位置及速度的參考依據之外，於其它實施例中，所述微控制器221亦可通過所述驅動器222來檢測所述切換式磁阻馬達21的電流大小，並於所述切換式磁阻馬達21的電流值超過額定電流值時通過所述驅動器222切斷所述切換式磁阻馬達21輸入電流(即：過電流保護[Over Current Protection])，以避免所述切換式磁阻馬達21因電流過大而產生燒毀的狀況。再者，所述微控制器221亦得隨時依據所述切換式磁阻馬達21的電流大小來調整所述驅動器222對所述切換式磁阻馬達21的輸入電流，如此一來，當所述切換式磁阻馬達21因所述研磨輪3受阻(例：抵壓於一物體表面)而有電流變化時，所述微控制器221即可通過所述驅動器222的回饋(feedback)來調整所述切換式磁阻馬達21的輸入電流，以使得所述切換式磁阻馬達21在所述研磨輪3有無受阻時均能維持一定轉速。

另一方面，值得注意的是，在所述電動研磨機於執行研磨作業的過程中，所述導流部242會受所述傳動軸23帶動旋轉以產生一散熱氣旋，使所述切換式磁阻馬達21因旋動所產生的熱能得隨所述散熱氣旋而排出至所述腔室110外部。除此之外，由於所述電動研磨機於使用時所述排塵導管42會連接於一抽風裝置(圖中未示出)，而所述驅動模塊22是相對於所述開口420設置，因此，當所述抽風裝置所產生的一吸引氣流在流經所述排塵導管42時，所述吸引氣流會一併將所述驅動模塊22因運作所產生的廢熱以及粉塵一併由所述排塵導管42帶出。據此，本實用新型的所述電動研磨機在使用過程中即可通過所述導流部242來排出所述腔室110內的熱能以及通過所述吸引氣流將所述驅動模塊22的熱能與粉塵一併帶出，以令所述電動研磨機能夠大幅對所述切換式磁阻馬達21以及所述驅動模塊22進行散熱動作。

綜上所述，本實用新型揭露一種具有切換式磁阻馬達的電動研磨機，所述電動研磨機包含有一機體、一傳動組件、一研磨輪以及一防塵組件，所述機體具有一第一殼及一第二殼，所述傳動組件具有一設於所述第一殼的切換式磁阻馬達、一設於所述第二殼的驅動模塊、一連接所述切換式磁阻馬達的傳動軸及一設於所述傳動軸的裝配座，所述裝配座具有一供所述研磨輪裝設的組裝部，所述防塵組件具有一設於所述第一殼的防塵罩。其中，由於所述電動研磨機是以所述切換式磁阻馬達做為驅動來源，故使得所述電動研磨機能夠適用於欠相、頻繁啟停及正反相轉換等運作狀況。

當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型權利要求的保護範圍。