CN100366927C - 低启动扭力的偏心轮 - Google Patents

Abstract

一种低启动扭力的偏心轮，该偏心轮包括一转轴、一旋转臂、一偏心锤、以及一距离调整器。旋转臂的第一端与转轴垂直固定连接，当转轴转动时，旋转臂会绕着转轴旋转。偏心锤的质量中心与转轴的轴心位置保持一距离。偏心锤通过距离调整器与旋转臂连接，当转轴带动旋转臂旋转时，距离调整器受产生离心力的影响而使偏心锤的质量中心与转轴的轴心位置的距离增加，即偏心锤质量中心远离转轴的轴心。

Description

低启动扭力的偏心轮

技术领域

本发明涉及一种低启动扭力的偏心轮。

背景技术

有一些应用领域中，需要通过马达的转动来产生震动。例如，为人消除疲劳的震动式按摩棒、震动筛选器等，其中震动筛选器可利用于农业筛选农作物、或利用于矿业筛选矿物，或者于土木工程业，依据粒径筛选砂或石粒。此外，在通讯产业中，移动电话中的震动马达也可以利用马达的转动来产生震动。

上述种种产业利用马达的转动来产生震动的原理，请参阅图1，图1为现有技术震动马达2的示意图。震动马达2会震动的关键在于震动马达2中设置一装置在马达6上的偏心轮4。图1中偏心轮4包括一转轴402以及一偏心锤404。转轴402一端与马达6连接，受马达6的旋转动力驱动而使转轴402依轴心转动。偏心锤404固定于转轴402的另一端，其质量中心不位于转轴402的轴心方向上，而与轴心保持一固定的距离。通过转轴402转动使偏心锤404绕着转轴402的轴心转动，由于偏心锤404的质量中心不位于转轴402的轴心方向上，于是整个震动马达2产生简谐运动而形成震动的效果。

偏心锤404的质量中心与轴心间的距离是固定的，扭力(转矩)等于施力半径(偏心锤404质量中心与轴心的距离)乘以与施力半径垂直方向的施力。需通过足够的施力，马达6方可在启动时转动结合偏心锤404的转轴402，所以表示马达在启动时转动偏心轮4需要足够的扭力。扭力为能量单位，若使用电来作为马达6的动力，可以通过电功(也同为能量单位)来产生所需的扭力。电功等于电压乘以电流，而一般来说马达6都被供应固定大小的电压以及电流，若要达成足够的电功，就必需以足够高的电压供应给马达6，才能产生足够的扭力，以应付于启动时转动转轴402所需的施力。

然而，在偏心轮4转动启动之后，马达6要保持转动偏心轮4，实际上是不需要启动时如此大的扭力，即不需要启动转动时如此大的电压，即可保持偏心轮4转动。若能在转动之后增大偏心锤404质量中心与轴心的距离，则可以增大震动马达2启动之后的扭力，换个角度而言，也可以在转动启动之时施以较低的电压，即可使马达6启动转动偏心轮4，如此可以节省启动时电功的消耗，对于节约能源来说是很重要的。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种低启动扭力的偏心轮，以解决上述问题。

本发的的目的在于提供一种偏心轮，通过偏心锤的质量中心不在转轴的轴心方向上，在转轴转动时，使整个偏心轮产生简谐运动而发生震动。

本发明的目的进一步在于提供一种低启动扭力的偏心轮，通过一个可以依据离心力大小，而调整离心力方向长度的距离调整器，使偏心轮可以施以较小的电压以启动转动马达的转轴，而在旋转后可使偏心轮具有较大的扭力。

本发明关于一种低启动扭力的偏心轮，该偏心轮包括一转轴、一旋转臂、一偏心锤、以及一距离调整器。

该转轴受一旋转动力源驱动，使该转轴绕着该转轴的轴心转动。该旋转臂具有第一端以及第二端，该第一端与该转轴垂直固定连接，当该转轴转动时，该旋转臂会绕着该转轴旋转，而形成一角速度。该偏心锤中包括一中空空间，该旋转臂的第二端通过该偏心锤侧壁的开口，伸入该偏心锤的中空空间中，其中该偏心锤的质量中心不位于该转轴的轴心方向上，偏心锤的质量中心与转轴的轴心位置保持一距离。

该距离调整器设置于该偏心锤的中空空间中，该距离调整器的第一端与该旋转臂伸入该中空空间的第二端固定连接，该距离调整器的第二端与该偏心锤中空空间的侧壁表面连接。其中，该距离调整器受该转轴带动旋转所产生离心力的影响，该距离调整器改变偏心锤质量中心与转轴轴心位置的距离，使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

因此，通过本发明的偏心锤的质量中心不在转轴的轴心方向上，在转轴转动时，使整个偏心轮产生简谐运动而发生震动。进一步通过一个可依据离心力而调整偏心锤质量中心与转轴轴心位置距离的距离调整器，使偏心轮可以施以较小的电压以启动转动马达的转轴，而在旋转后可使偏心轮具有较大的扭力，如此可以提供一个低启动扭力的偏心轮。

附图说明

图1为现有技术震动马达的示意图；

图2为现有本发明偏心轮与马达连接的示意图；

图3为现有本发明偏心轮第一具体实施例的示意图；

图4为本发明偏心轮第二具体实施例的示意图；

图5为本发明偏心轮第三具体实施例的示意图；

图6为本发明偏心轮第四具体实施例的示意图；以及

图7为本发明偏心轮第五具体实施例的示意图。

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明偏心轮30与马达32连接的示意图。本发明提供一种低启动扭力的偏心轮30。该偏心轮30包括一转轴34、一旋转臂36、一偏心锤38、以及一距离调整器40。

转轴34受一旋转动力源驱动，最常见、方便的旋转动力源是马达32，通过马达32使转轴34转动。旋转臂36具有第一端以及第二端，该第一端与转轴34垂直固定连接，当转轴34转动时，旋转臂36会绕着转轴34旋转，而形成一角速度。

偏心锤38的质量中心不位于转轴34的轴心方向上。偏心锤38通过距离调整器40与旋转臂36连接，距离调整器40在旋转臂36旋转时，受所产生离心力的影响而伸长偏心锤38质量中心离转轴34轴心位置的距离。

如上述的偏心轮30，其中偏心锤38中包括一中空空间，旋转臂36的第二端透过偏心锤38侧壁的开口，伸入偏心锤38的中空空间中，距离调整器40设置在偏心锤38的中空空间中，距离调整器40之第一端与旋转臂36伸入该中空空间之第二端固定连接，距离调整器40的第二端与偏心锤38中空空间的侧壁表面连接。其中距离调整器40的第一端与第二端之间存在一力，使偏心锤38得以在离心力消失下，使质量中心往转轴34的轴心位置移动。为形成上述的距离调整器40，以下以多个具体实施例加以说明。

请参考图3，图3为本发明偏心轮30第一具体实施例的示意图。如前述的偏心轮30，其中距离调整器40为伸展在该中空空间中的弹簧42，弹簧42的一端与偏心锤38固定连接，连接的位置在中空空间内，并且位于偏心锤38侧壁开口相同一侧的侧壁上。弹簧42的另一端与旋转臂36伸入该中空空间的第二端固定连接，其中当旋转臂36以转轴34为轴心旋转时，所引起的离心力会使偏心锤38压缩弹簧42，而使弹簧42的长度缩短，以使偏心锤38质量中心远离转轴34的轴心，质量中心到转轴34轴心位置的距离增加。

此外，距离调整器40也可以通过二磁性材料产生磁力，其中一磁性材料设置在该中空空间中侧壁表面异于偏心锤38侧壁开口一侧的另一侧，另一磁性材料在该中空空间中活动，该磁铁与旋转臂36伸入该中空空间的第二端固定连接，其中，该磁力受旋转臂36旋转所产生偏心锤38的离心力抵消，以使偏心锤38质量中心远离转轴34的轴心。磁力与离心力影响偏心锤38质量中心与转轴34轴心距离的模式，可通过以下的具体实施例说明。

请参考图4，图4为本发明偏心轮30第二具体实施例的示意图。如前述的偏心轮30，其中距离调整器40包括一第一磁铁44、以及一第二磁铁46。

第一磁铁44设置在该中空空间中侧壁表面异于偏心锤38侧壁开口一侧的另一侧。第二磁铁46在该中空空间中活动，第二磁铁46与旋转臂36伸入该中空空间的第二端固定连接，其中第一磁铁44与第二磁铁46相邻的一侧分别为互相相异的磁极，使第一磁铁44与第二磁铁46受一磁力吸引。

其中，该磁力受旋转臂36旋转所产生偏心锤38的离心力抵销，以增加第一磁铁44与第二磁铁46间的距离，以使偏心锤38质量中心远离转轴34的轴心。

请参考图5，图5为本发明偏心轮30第三具体实施例的示意图。如前述的偏心轮30，其中距离调整器40包括一第一磁铁44、以及一第二磁铁46。

第一磁铁44设置在该中空空间中侧壁表面与偏心锤38侧壁开口同侧。第二磁铁46活动于该中空空间中，并与伸入中空空间的旋转臂36第二端固定连接，其中第一磁铁44与第二磁铁46相邻的一侧分别为互相相同的磁极，使第一磁铁44与第二磁铁46受相斥的磁力。

其中，该磁力受旋转臂36旋转所产生偏心锤38的离心力抵销，使第一磁铁44与第二磁铁46间的距离缩短，偏心锤38质量中心远离转轴34的轴心。

请参考图6，图6为本发明偏心0轮30第四具体实施例的示意图。如前述的偏心轮30，其中距离调整器40包括一磁铁48、以及一铁块50。

磁铁48设置在该中空空间中侧壁表面异于偏心锤38侧壁开口一侧的另一侧。铁块50活动于该中空空间中，铁块50与旋转臂36伸入该中空空间的第二端固定连接，其中磁铁48与铁块50受一磁力吸引。

其中，该磁力受旋转臂36旋转所产生偏心锤38的离心力抵销，使磁铁48与铁块50间的距离增加，偏心锤38质量中心远离转轴34的轴心。

上述第四具体实施例中的偏心轮30，可以将铁块50与磁铁48设置的位置颠倒设置，也可以达成如第四具体实施例一样控制偏心锤38质量中心与转轴34轴心间距离的效果。

另外，请参考图7，图7为本发明偏心轮30第五具体实施例的示意图。除了前述弹簧以及磁力的方式之外，图7表示另一种方式来影响偏心锤38质量中心与转轴34轴心距离。图7中本发明如前述的偏心轮30，其中距离调整器40包括一流体压力伸缩装置52、一流体储存槽54、一导管56、一泵58、以及一感应器60。

流体压力伸缩装置52的一端与旋转臂36伸入该中空空间的第二端固定连接，流体压力伸缩装置52的另一端与该中空空间中侧壁表面异于偏心锤38侧壁开口一侧的另一侧固定连接，其中流体压力伸缩装置52中容纳流体，通过该流体流入流体压力伸缩装置52中，使流体压力伸缩装置52伸长，通过该流体流出流体压力伸缩装置52，使流体压力伸缩装置52缩短。

流体储存槽54用以储存流体。导管56用以连通流体压力伸缩装置52以及流体储存槽54，以使流体储存槽54中的流体进出流体压力伸缩装置52。泵58用以提供流体储存槽54中的流体进出流体压力伸缩装置52的动力。感应器60用以感应旋转臂36旋转的角速度。

其中，当感应器60所感应的角速度愈大时，泵58运作以使流体储存槽54中的流体，通过导管56流入流体压力伸缩装置52，使流体压力伸缩装置52伸长，以使偏心锤38质量中心远离转轴34轴心，当感应器60所感应的角速度愈小，泵58运作以使流体压力伸缩装置52中的流体，通过导管56流入流体储存槽54，使流体压力伸缩装置52缩短，以缩短偏心锤38质量中心与转轴34轴心之间的距离。

因此，通过本发明的偏心锤38的质量中心不在转轴34的轴心方向上，在转轴34转动时，使整个偏心轮30产生简谐运动而发生震动。进一步通过一个可依据离心力而调整长度的距离调整器40，使偏心轮30可以施以较小的电压以启动转动马达32的转轴34，而在旋转后可使偏心轮30具有较大的扭力，如此可以提供一个低启动扭力的偏心轮30。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范畴内。

Claims (17)

1.一种低启动扭力的偏心轮，该偏心轮包括：

一转轴；

一旋转臂，具有一第一端及一第二端；该第一端与该转轴垂直固定连接；

一偏心锤，该偏心锤的质量中心与该转轴保持一距离；以及

一距离调整装置，设置于该偏心锤内用以调整该距离，其具有一第一侧，该第一侧与该旋转臂的该第二端连接；

其中，当该转轴转动时，该旋转臂以该第一端为圆心旋转，带动该距离调整装置将该偏心锤质量中心远离该转轴。

2.如权利要求1所述的偏心轮，其中当该转轴停止转动时，该距离调整装置将该偏心锤的质量中心靠近该转轴。

3.如权利要求1所述的偏心轮，其中该偏心锤中包括一中空空间，该旋转臂的第二端通过该偏心锤侧壁的开口，伸入该偏心锤的中空空间中，该距离调整器设置在该偏心锤的中空空间中。

4.如权利要求3所述的偏心轮，其中该距离调整器为伸展在该中空空间中的弹簧，该弹簧的一端与该偏心锤中空空间中与该偏心锤侧壁开口相同的一侧固定连接，该弹簧的另一端与该旋转臂的第二端固定连接，其中当该旋转臂旋转时，所引起的离心力压缩该弹簧，使该弹簧的长度缩短，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

5.如权利要求3所述的偏心轮，其中该距离调整器通过二磁性材料产生磁力，其中一磁性材料设置在该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧，另一磁性材料在该中空空间中活动，该磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

6.如权利要求5所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一第一磁铁，该第一磁铁设置在该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧；以及

一第二磁铁，该第二磁铁在该中空空间中活动，该第二磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中该第一磁铁与该第二磁铁相邻的一侧分别为互相相异的磁极，使该第一磁铁与该第二磁铁受一磁力吸引；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以增加该第一磁铁与该第二磁铁间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

7.如权利要求5所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一第一磁铁，该第一磁铁设置于该中空空间中侧壁表面与该偏心锤侧壁开口同侧；以及

一第二磁铁，该第二磁铁在该中空空间中活动，该第二磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中该第一磁铁与该第二磁铁相邻的一侧分别为互相相同的磁极，使该第一磁铁与该第二磁铁受相斥的磁力；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以缩短该第一磁铁与该第二磁铁间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴之轴心。

8.如权利要求3所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一流体压力伸缩装置，该流体压力伸缩装置的一端与与该旋转臂的第二端固定连接，该流体压力伸缩装置的另一端该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧固定连接，其中该流体压力伸缩装置中容纳流体，通过该流体流入该流体压力伸缩装置中，使该流体压力伸缩装置伸长，通过该流体流出该流体压力伸缩装置，使该流体压力伸缩装置缩短；

一流体储存槽，用以储存流体；

一导管，用以连通该流体压力伸缩装置以及该流体储存槽，以使该流体储存槽中的流体进出该流体压力伸缩装置；

一泵，用以提供该流体储存槽中的流体进出该流体压力伸缩装置的动力；以及

一感应器，用以感应该旋转臂旋转的角速度；

其中，当该感应器所感应的角速度愈大时，该泵运作以使该流体储存槽中的流体，通过该导管流入该流体压力伸缩装置，使该流体压力伸缩装置伸长，以使该偏心锤质量中心远离该转轴轴心，当该感应器所感应的角速度愈小，该泵运作以使该流体压力伸缩装置中的流体，通过该导管流入该流体储存槽，使该流体压力伸缩装置缩短，以缩短该偏心锤质量中心与该转轴轴心之间的距离。

9.一种低启动扭力的偏心轮，该偏心轮包括：

一转轴；

一旋转臂，具有一第一端以及一第二端，该第一端与该转轴垂直固定连接，当该转轴转动时，该旋转臂以该第一端为圆心而旋转；

一偏心锤，该偏心锤的质量中心不位于该转轴的轴心方向上；以及

一距离调整器，该偏心锤通过该距离调整器与该旋转臂连接，该距离调整器在该旋转臂旋转时，受所产生离心力的影响而伸长，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

10.如权利要求9所述的偏心轮，其中该该偏心锤中包括一中空空间，该旋转臂的第二端透过该偏心锤侧壁的开口，伸入该偏心锤的中空空间中，该距离调整器设置在该偏心锤的中空空间中，该距离调整器的第一端与该旋转臂的第二端固定连接，该距离调整器的第二端与该偏心锤中空空间的侧壁表面连接，其中该距离调整器的第一端与第二端之间存在一力，使该偏心锤的质量中心靠近该转轴的轴心。

11.如权利要求10所述的偏心轮，其中该距离调整器为伸展于该中空空间中的弹簧，该弹簧的一端与该偏心锤中空空间中与该偏心锤侧壁开口相同的一侧固定连接，该弹簧的另一端与该旋转臂的第二端固定连接，其中当该弹簧受该旋转臂旋转时，所引起的离心力压缩该弹簧，使该弹簧的长度缩短，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

12.如权利要求10所述的偏心轮，其中该距离调整器通过二磁性材料产生磁力，其中一磁性材料设置于该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧，另一磁性材料在该中空空间中活动，该磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

13.如权利要求12所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一第一磁铁，该第一磁铁设置在该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧；以及

一第二磁铁，该第二磁铁在该中空空间中活动，该第二磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中该第一磁铁与该第二磁铁相邻的一侧分别为互相相异的磁极，使该第一磁铁与该第二磁铁受一磁力吸引；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以增加该第一磁铁与该第二磁铁间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

14.如权利要求12所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一第一磁铁，该第一磁铁设置在该中空空间中侧壁表面与该偏心锤侧壁开口同侧；以及

一第二磁铁，该第二磁铁在该中空空间中活动，该第二磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中该第一磁铁与该第二磁铁相邻的一侧分别为互相相同的磁极，使该第一磁铁与该第二磁铁受相斥的磁力；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以缩短该第一磁铁与该第二磁铁间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

15.如权利要求12所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一磁铁，该磁铁设置于该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧；以及

一铁块，该铁块在该中空空间中活动，该铁块与该旋转臂的第二端固定连接，其中该磁铁与该铁块受一磁力吸引；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以增加该磁铁与该铁块间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

16.如权利要求12所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一铁块，该铁块设置于该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧；以及

一磁铁，该磁铁在该中空空间中活动，该磁铁与该旋转臂的第二端固定连接，其中该铁块与该磁铁受一磁力吸引；

其中，该磁力受该旋转臂旋转所产生该偏心锤的离心力抵销，以增加该铁块与该磁铁间的距离，以使该偏心锤质量中心远离该转轴的轴心。

17.如权利要求10所述的偏心轮，其中该距离调整器包括：

一流体压力伸缩装置，该流体压力伸缩装置的一端与与该旋转臂的第二端固定连接，该流体压力伸缩装置的另一端该中空空间中侧壁表面异于该偏心锤侧壁开口一侧的另一侧固定连接，其中该流体压力伸缩装置中容纳流体，通过该流体流入该流体压力伸缩装置中，使该流体压力伸缩装置伸长，通过该流体流出该流体压力伸缩装置，使该流体压力伸缩装置缩短；

一流体储存槽，用以储存流体；

一导管，用以连通该流体压力伸缩装置以及该流体储存槽，以使该流体储存槽中的流体进出该流体压力伸缩装置；

一泵，用以提供该流体储存槽中的流体进出该流体压力伸缩装置的动力；以及

一感应器，用以感应该旋转臂旋转的角速度；

其中，当该感应器所感应的角速度愈大时，该泵运作以使该流体储存槽中的流体，通过该导管流入该流体压力伸缩装置，使该流体压力伸缩装置伸长，以使该偏心锤质量中心远离该转轴轴心，当该感应器所感应的角速度愈小，该泵运作以使该流体压力伸缩装置中的流体，通过该导管流入该流体储存槽，使该流体压力伸缩装置缩短，以缩短该偏心锤质量中心与该转轴轴心之间的距离。

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