CN101186027B - 一种砂光工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂光工具，属于电动工具技术领域。该砂光工具包括机壳、位于机壳底部并可相对运动的砂光板，以及安装在机壳中的线性振动电机。其中，线性振动电机的定子与机壳构成固定连接关系，而线性振动电机的动子与砂光板构成运动传递衔接关系。本发明利用线性振动电机替代传统电机，省去了传动机构，从而使得砂光工具的结构简化、紧凑，同时也减小了整机的振动和噪音。

Description

一种砂光工具

技术领域

本发明涉及一种砂光工具，尤其是一种电机驱动的砂光工具，属于电动工具技术领域。

背景技术

常规的砂光类电动工具均以旋转电机为动力，通过传动机构将电机的旋转运动转换为砂光件在待砂光平面的旋转振荡或直线运动，从而完成所需的砂光操作。

美国专利US4625462和US5554066分别揭示了将电机旋转转换为砂光件在砂光面做旋转振荡以及做直线运动的技术方案。这些现有技术均需借助传动机构实现运动方式的转变，因此结构复杂。此外，由于受制于传动机构，因此不论如何安置旋转电机，都会使整机重心较高，结果容易产生振动、噪音等不良后果。

近年来，随着电机技术的发展，线性振动电机的应用越来越广。美国专利US5632087揭示了一种小型线性振动电机在剃须刀上的应用。采用这种线性振动电机的剃须刀不仅振动较小，而且剃须效率较高。尤其是，与旋转电机相比，由于线性振动电机不需要借助将旋转运动转变成直线运动的附加机构，因而使得整机结构大为简化，重量和体积也明显下降。此外，线性振动电机的动子容易利用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，从而为消除定、动子间的接触摩擦阻力奠定了基础，不仅可以减少电机能耗，而且使整机工作更安全可靠、寿命也更长。

发明内容

鉴于上述现有砂光机存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简化、振动和噪音显著降低的砂光工具。

本发明的砂光工具包括：

机壳；

位于机壳底部可相对运动的砂光板；

安置在机壳中的至少一个线性振动电机；

所述线性振动电机的定子部分上部与机壳构成固定连接关系，所述线性振动电机的定子部分下部与支撑板固定连接，所述线性振动电机的动子端穿过支撑板，延伸到砂光板内，与砂光板形成垂向可以在受限范围相对运动、水平面其它方向不能相对运动的约束关系。

这样，当该砂光工具的线性振动电机通电工作时，其动子的运动无需通过传动机构，可以直接传递给位于机壳底部的砂光板，使其实现所需的砂光运动。容易理解，由于本发明的砂光工具以线性振动电机直接驱动的方式一改传统的旋转电机间接驱动方式，省去了传动机构，因此其结构简化紧凑，降低了整机的重心，并使线性振动电机磁悬浮支撑的长处得以发挥，因此显著减少了振动，降低了噪音。

附图说明

下面以优选实施例并结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一个优选实施例的外部结构示意图。

图2是图1实施例的爆炸图。

图3是图1实施例的内部结构立体图。

图4是图1实施例另一视角的内部结构立体图。

图5A和图5B分别是图1实施例中线性振动电机的两种配置结构示意图。

图6是图1实施例的线性振动电动机立体结构示意图。

图7是图1实施例中线性振动电动机的控制模块电路原理图。

图8A和图8B分别是图1实施例的线性振动电动机处于非工作状态和工作状态的结构示意图。

具体实施方式

本优选实施例的砂光机10外部结构如图1所示，11是与机壳配套连接的电池，该电池11既可以是可充电的锂电池包，也可以是满足工作要求的其他类型可充电电池包。

由图2可以看出，该砂光机10最主要的部分是左右组合壳体12A、12B构成的机壳；位于机壳底部可相对运动的砂光板20；安置在机壳中的线性振动电机16（在实施例中为3个——16A、16B、16C）。

其具体结构为：一对用于封装内部机构并供操作者握持的对称组合壳体12A、12B相互之间通过若干螺钉23紧固连接。各线性振动电机16的定子部分上部通过电机固定板15与机壳固定连接，定子部分下部与支撑板18固定连接。电池11和线性振动电机16的电连接线路之间接有开关元件13以及控制模块14，用于控制砂光机10启停，以及驱动线性振动电机16。支撑板18上装有一组（本实施例为四只）支撑轴承19。

位于机壳以及支撑板18底部的砂光板20上表面对应支撑轴承19的位置分别嵌装固定承担对应支撑轴承19的导轨21，而对应各线性振动电机16动子的位置分别嵌装固定连接板17。各固定连接板17上制有限制孔，各线性振动电机16的动子端穿过支撑板18，延伸到砂光板20内，动子扩张端头过盈穿过对应固定连接板17的限制孔，形成垂向可以在受限于限制孔的范围相对运动、水平面其它方向不能相对运动的约束条件，从而构成线性振动电机动子与砂光板的运动传递衔接关系。

由图3、图4可见，开关13的开启与闭合实现了电池包11与控制模块14之间通断控制，当控制模块14得电时，将输出高频电子脉冲驱动线性振动电机16，使其动子产生高频往复振动，从而带动砂光底板20实现砂光作业。为了使操作部分具有理想的减震性能，设计时采取了二自由度的减震措施，在机壳与线性振动电机16之间加有橡胶垫27等减震元件。

三个线性振动电机16A、16B、16C的布置方式可以有两种，其一如图5A所示，三只线性振动电机16A、16B、16C以其动子往复振动方向平行的方式三角分布，控制模块14采用双MOS管转换控制，产生高频脉冲驱动三个线性振动电机同时做直线往复运动，从而带动与线性振动电机16配合的砂光底板20做高频直线往复振动；其二如图5B所示，三只线性振动电机16A、16B、16C以其动子往复振动方向互成120°分布，控制模块14采用三MOS管进行控制，依次产生时序的脉冲电流，使线性振动电机16A、16B、16C在二维平面内的三个方向依次振动，从而带动与线性振动电机16运动衔接的砂光底板20做高频旋转振动。

为了便于理解上述连接关系，图6展示了外购线性振动电动机16的具体结构，其主要构件有永久磁铁34、弹性支架35、弹簧36、活动板37组成的动子、由U型磁铁芯31上线圈支架32缠绕线圈33定子组成的单相同步电动机。当接收到高频电子脉冲控制后，动子37将往复运动。活动板37处的弹簧36具有垂向缓冲作用，在一定条件下保护E型电磁铁31和永磁体34之间的磁场气隙及弹性支架35。

图7中给出了线性振动电机16如图5A中配置时实现往复运动的控制示意图。在由四个FET型开关元件Q1-Q4组成的驱动块中，可同时使开关元件Q1、Q3 导通，或同时使开关元件Q2、Q4导通，从而切换流向线圈33的电流方向，使动子产生往复运动。

图8A和图8B分别是线性振动电机处于非工作状态和工作状态的结构示意，籍此展示了支撑防护机构。整个实现防护功能的机构包括线性振动电机 16、支撑板18、支撑轴承19、导轨21、弹簧36、升降块38、连接板17、底板30。处于非工作状态时，在弹簧36作用下，支撑轴承19与底板30之间存在一个第一间隙，而砂光底板20嵌装固定连接板17处，对应动子扩张端头部分开有加深槽，动子扩张端头与加深槽底之间存在第二间隙，且第一间隙小于第二间隙（参见图8A）。因此，当处于工作状态时，操作者作用在机壳上的下压力使得支撑轴承19与底板30之间的间隙消除，而动子扩张端头与加深槽底之间的间隙也随之减小，由于原先的第一间隙小于第二间隙，因而此时动子扩张端头不会与加深槽底接触，起到了保护线性振动电机16的作用。

需要说明的是，以上实施例是非限制性的，本领域技术人员在阅读本发明基础上，对其做出非实质性改进或变通均认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种砂光工具，包括：

机壳；

位于机壳底部可相对运动的砂光板；

安置在机壳中的至少一个线性振动电机；

所述线性振动电机的定子部分上部与机壳构成固定连接关系，所述线性振动电机的定子部分下部与支撑板固定连接，所述线性振动电机的动子端穿过支撑板，延伸到砂光板内，与砂光板形成垂向可以在受限范围相对运动、水平面其它方向不能相对运动的约束关系。

2.如权利要求1所述的砂光工具，其特征是：所述支撑板上装有一组支撑轴承；所述砂光板的上表面对应支撑轴承的位置分别嵌装固定承担对应支撑轴承的导轨。

3.如权利要求2所述的砂光工具，其特征是：所述砂光板的上表面对应线性振动电机动子的位置嵌装固定连接板；所述固定连接板上制有限制孔，所述线性振动电机的动子端穿过支撑板，且动子的扩张端头过盈穿过对应固定连接板的限制孔。

4.如权利要求3所述的砂光工具，其特征是：所述砂光板嵌装固定连接板处，对应动子扩张端头部分开有加深槽；在无外力作用下，所述支撑轴承与砂光板之间存在第一间隙，所述动子扩张端头与加深槽底之间存在第二间隙，所述第一间隙小于第二间隙。

5.如权利要求4所述的砂光工具，其特征是：所述线性振动电机有三只，分别以其动子往复振动方向平行的方式三角分布在机壳内。

6.如权利要求4所述的砂光工具，其特征是：所述线性振动电机有三只，分别以其动子往复振动方向互成120°分布在机壳内。

7.如权利要求5或6所述的砂光工具，其特征是，所述机壳配套连接有电池，所述电池通过开关元件以及控制模块与线性振动电机电连接。

8.如权利要求7所述的砂光工具，其特征是：所述机壳由左右组合壳体构成。

9.如权利要求8所述的砂光工具，其特征是：所述机壳与线性振动电机之间加有减震元件。

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