TWI404303B - 具凸輪結構之舉刷裝置 - Google Patents

Description

具凸輪結構之舉刷裝置

本發明係關於一種具凸輪結構之舉刷裝置，尤指一種適用於繞線型馬達之舉刷裝置。

一般而言，於起動轉矩大的地方，如吊車、起重機、或礦區開採等需要大馬力機具之場所，其機具皆需採用繞線型馬達方能符合大馬力之需求。

且繞線型馬達也因具有下述優點：可以利用二次起動電阻器降低起動電流、可以利用二次起動電阻器提高起動轉矩、所需開關容量小、起動過程較平滑、及可作小範圍控速，因而廣為產業界所使用。

習知繞線型馬達內部所需之舉刷機構，係採多連桿設計，而多連桿之設計方式，其整體機構之剛性及承載能力較低，大約僅能使用於最大電流400安培之繞線型馬達。且因其驅動方式係採多連桿連接帶動，於作動時，末端工作點處之位置精確度亦因而偏低，並非十分理想，尚有改善空間。

由上可知，如何達成一種簡化舉刷裝置之機構，提昇舉刷裝置之剛性，且減少其傳動損失，以有效提昇舉刷裝置之性能及承載力，進而使舉刷之作動精確且順暢，實是產業上的所迫切需要。

發明人原因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「具凸輪結構之舉刷裝置」，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明係有關於一種具凸輪結構之舉刷裝置，其係組設於一繞線型馬達內，舉刷裝置包括有：一馬達主軸、一滑環、一碳刷支架組、一驅動裝置、一傳動軸、一第一凸輪盤、及一第二凸輪盤。

其中上述滑環係套設於馬達主軸外，滑環上組設有複數導電板，碳刷支架組係跨設於滑環上。另驅動裝置係固設於傳動軸之一端，驅動裝置並可帶動傳動軸旋轉。至於第一凸輪盤、及第二凸輪盤皆套設於傳動軸上，並一起連動。

上述第一凸輪盤上組設有一第一連桿，且第一連桿上組設有一絕緣套筒，絕緣套筒上並組設有與滑環之複數導電板相對應之複數短路環。至於第二凸輪盤上則組設有一位於碳刷支架組下方之舉桿。

其中，驅動裝置係能驅動傳動軸旋轉，使傳動軸旋轉角度位於一第一位置、及一第二位置。當傳動軸旋轉角度位於第一位置時，即傳動軸、第一凸輪盤、及第二凸輪盤位於原始位置，尚未旋轉，此時絕緣套筒上之複數短路環係未卡合於滑環上之複數導電板，且碳刷支架組也與滑環接觸，即繞線型馬達屬未短路狀態。

當傳動軸旋轉角度位於該第二位置時，即當驅動裝置帶動傳動軸旋轉至第二位置時，第一凸輪盤跟著旋轉一角度，帶動第一連桿滑移，進而促使絕緣套筒也跟著滑移，使複數短路環卡合於複數導電板。且第二凸輪盤同時跟著旋轉一角度，帶動舉桿滑移，進而促使碳刷支架組不與滑環接觸，使繞線型馬達處於短路狀態。

藉此，本發明可簡化舉刷裝置之機構，提昇舉刷裝置之剛性，並減少其傳動損失，因而可有效提昇舉刷裝置之性能及承載力，不僅可適用於大型之繞線型馬達，且可使舉刷之作動精確且順暢。

此外，上述驅動裝置可為電動減速馬達、液壓致動器、氣壓致動器、或其他等效之驅動裝置。

另外，上述傳動軸之另一端可套設一手轉輪、轉動桿、或其他等效之結構，俾當驅動裝置之電力失效時，仍可藉由手動操控。

再者，上述第二凸輪盤可更組設一第二連桿，於第二連桿上再組設舉桿，俾使第二連桿可帶動該舉桿作上、下滑移。

又，上述第一凸輪盤上之第一連桿可帶動絕緣套筒上之複數短路環作左、右滑移，俾可與滑環上之複數導電板對應卡合，使繞線型馬達處於短路狀態。

此外，本發明可更包括有一凸輪、及一微動開關，其中凸輪係套設於傳動軸上、並一起連動，而微動開關則與凸輪相對應設置、並與驅動裝置電性連接，俾藉由驅動裝置與微動開關控制傳動軸之旋轉，使其旋轉角度位於第一位置、或第二位置。

另外，上述碳刷支架組可包括有六碳刷支架、或八碳刷支架，每一碳刷支架可包括有一彈簧，彈簧可用以迫使碳刷支架組與滑環接觸。

請參閱圖1及圖2，其分別為係本發明第一較佳實施例之立體圖及分解圖，本實施例為一種具凸輪結構之舉刷裝置，其係組設於一繞線型馬達內，包括有：一馬達主軸10、一滑環11、一碳刷支架組13、一驅動裝置30、一傳動軸20、一第一凸輪盤21、一第二凸輪盤24、一凸輪28、一微動開關29、及一手轉輪31。

滑環11係套設於馬達主軸10上，滑環11上並組設有複數導電板110(繪於圖5)。另碳刷支架組13係跨設於滑環11上，驅動裝置30、及手轉輪31則分別固設於傳動軸20之二端，驅動裝置30、及手轉輪31皆可控制傳動軸20旋轉，故當驅動裝置30之電力失效時，仍可藉由手轉輪31手動操控傳動軸20旋轉。在本實施例中，驅動裝置30係為一電動減速馬達，碳刷支架組13包括有六碳刷支架131，且每一碳刷支架131並組設有一彈簧132，彈簧132係迫使碳刷支架組13具有一定之預力與滑環11接觸。

如圖所示，第一凸輪盤21係套設於傳動軸20上、並一起連動旋轉，第一凸輪盤21組設有一具有一絕緣套筒23之第一連桿22，且絕緣套筒23上組設有與滑環11上之複數導電板110相對應之複數短路環231。第一凸輪盤21上設計有特定之軌道路徑，可於軌跡內運行，因而第一凸輪盤21之正、逆旋轉可帶動第一連桿22作左、右滑移，進而帶動絕緣套筒23上之複數短路環231作左、右滑移，可與滑環11上之複數導電板110對應卡合、或未卡合。

此外，第二凸輪盤24也是套設於傳動軸20上、並一起連動，第二凸輪盤24組設有一第二連桿25，且第二連桿25上並組設有一位於碳刷支架組13下方之舉桿26。第二凸輪盤24上也是設計有特定之軌道路徑，可於軌跡內運行，因而第二凸輪盤24之正、逆旋轉可帶動第二連桿25作上、下滑移，進而促使舉桿26作上、下滑移，迫使碳刷支架組13不與滑環11接觸或與滑環11接觸。

另外，凸輪28係套設於傳動軸20上、並一起連動，微動開關29則與凸輪28相對應設置，且微動開關29並與驅動裝置30電性連接，可藉由微動開關29與驅動裝置30控制傳動軸20之旋轉與否。在本實施例中，計設置有四組凸輪28與四組微動開關29，分別對應不同之工作區段，控制驅動裝置30之開閉。

請再參閱圖3係本發明第二較佳實施例之立體圖，本實施例與第一實施例之差異僅在於將第一實施例之手轉輪31置換為本實施例之轉動桿32，其餘之結構則完全相同，至於轉動桿32之功能則與手轉輪31相同，也是當驅動裝置30之電力失效時，使用者仍可藉由轉動桿32來手動操控傳動軸20旋轉。

本實施例之作動方式與第一較佳實施例完全相同，驅動裝置30係能驅動傳動軸20旋轉於一第一位置、及一第二位置。

請同時參閱圖4、及圖5，其分別為本發明第二較佳實施例之未短路狀態之上視圖、及側視圖，當傳動軸20位於第一位置時，即驅動裝置30、及轉動桿32並未啟動旋轉，傳動軸20、第一凸輪盤21、及第二凸輪盤24皆位於原始位置，尚未旋轉，此時碳刷支架組13與滑環11接觸(如圖4所示)，且絕緣套筒23上之複數短路環231並未卡合於滑環11上之複數導電板110(如圖5所示)，即繞線型馬達係屬未短路狀態。

請再同時參閱圖6、及圖7，其分別為本發明第二較佳實施例之短路過程中之上視圖、及側視圖，並請一併參閱圖2。此時驅動裝置30已啟動、或是在電力無效下以手操控轉動桿32，並帶動傳動軸20順時旋轉，離開第一位置朝第二位置之途中，第二凸輪盤24跟著旋轉一角度，帶動第二連桿25向上滑移，進而促使舉桿26向上滑移(如圖6所示)。且第一凸輪盤21也帶動第一連桿22向左滑移，進而帶動絕緣套筒23上之複數短路環231向左滑移(如圖7所示)。

請繼續同時參閱圖8、及圖9，其分別為本發明第二較佳實施例已短路狀態之上視圖、及側視圖，並請一併參閱圖2。此時傳動軸20已位於第二位置，即第二凸輪盤24已帶動第二連桿25向上滑移至使舉桿26向上完全舉起碳刷支架組13，使碳刷支架組13不與滑環11表面接觸(如圖8所示)。且第一凸輪盤21也帶動第一連桿22向左滑移至使絕緣套筒23上之複數短路環231卡合於滑環11上之複數導電板110，使繞線型馬達處於短路狀態。

其中，本發明之第一、第二較佳實施例之第一凸輪盤21、及第二凸輪盤24之軌道設計，係先使第一凸輪盤21帶動第一連桿22滑移，使絕緣套筒23上之複數短路環231卡合於滑環11上之複數導電板110，使繞線型馬達處於短路狀態。隨後，第二凸輪盤24帶動第二連桿25向上滑移，使舉桿26向上完全舉起碳刷支架組13，使碳刷支架組13不與滑環11表面接觸。

藉此，本發明之第一、第二較佳實施例皆可簡化舉刷裝置之機構，提昇舉刷裝置之剛性，並減少其傳動損失，因而有效提昇舉刷裝置之性能及承載力，不僅可適用於大型之繞線型馬達，且可使舉刷之作動精確且順暢，本發明之機構可用於最大電流800安培，最大馬力5000HP之大型繞線型馬達。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

10．．．馬達主軸

11．．．滑環

110．．．導電板

13．．．碳刷支架組

131．．．碳刷支架

132．．．彈簧

20．．．傳動軸

21．．．第一凸輪盤

22．．．第一連桿

23．．．絕緣套筒

231．．．短路環

24．．．第二凸輪盤

25．．．第二連桿

26．．．舉桿

28．．．凸輪

29．．．微動開關

30．．．驅動裝置

31．．．手轉輪

32．．．轉動桿

圖1係本發明第一較佳實施例之立體圖。

圖2係本發明第一較佳實施例之分解圖。

圖3係本發明第二較佳實施例之立體圖。

圖4係本發明第二較佳實施例之未短路狀態之上視圖。

圖5係本發明第二較佳實施例之未短路狀態之側視圖。

圖6係本發明第二較佳實施例之短路過程中之上視圖。

圖7係本發明第二較佳實施例之短路過程中之側視圖。

圖8係本發明第二較佳實施例之已短路狀態之上視圖。

圖9係本發明第二較佳實施例之已短路狀態之側視圖。

10．．．馬達主軸

11．．．滑環

13．．．碳刷支架組

131．．．碳刷支架

132．．．彈簧

20．．．傳動軸

21．．．第一凸輪盤

22．．．第一連桿

23．．．絕緣套筒

231．．．短路環

24．．．第二凸輪盤

25．．．第二連桿

26．．．舉桿

28．．．凸輪

29．．．微動開關

30．．．驅動裝置

31．．．手轉輪

Claims (7)

1. 一種具凸輪結構之舉刷裝置，係組設於一繞線型馬達內，包括：一滑環，包括有複數導電板；一碳刷支架組，跨設於該滑環上；一驅動裝置；一傳動軸，包括有一第一端、及一第二端，該驅動裝置固設於該第一端；一第一凸輪盤，套設於該傳動軸上、並一起連動，該第一凸輪盤組設有一具有一絕緣套筒之第一連桿，該絕緣套筒上組設有與該複數導電板相對應之複數短路環，該第一連桿用以帶動該複數短路環作左、右滑移；以及一第二凸輪盤，套設於該傳動軸上、並一起連動，該第二凸輪盤組設有一位於該碳刷支架組下方之舉桿，該舉桿係經由一第二連桿組設於該第二凸輪盤上，該第二連桿用以帶動該舉桿作上、下滑移；其中，該傳動軸係能旋轉於一第一位置、及一第二位置，當位於該第一位置時，該複數短路環係未卡合於該複數導電板、且該碳刷支架組係與該滑環接觸，當位於該第二位置時，該複數短路環係卡合於該複數導電板、且該碳刷支架組不與該滑環接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其中，該驅動裝置係指一電動減速馬達。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其中，該傳動軸之該第二端套設有一手轉輪。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其中，該傳動軸之該第二端套設有一轉動桿。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其更包括有一凸輪、及一微動開關，其中該凸輪係套設於該傳動軸上、並一起連動，該微動開關係與該凸輪相對應設置、並與該驅動裝置電性連接，用以控制該傳動軸位於該第一位置、或該第二位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其中，該碳刷支架組包括有六碳刷支架。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具凸輪結構之舉刷裝置，其中，每一碳刷支架並包括有一彈簧，用以迫使該碳刷支架組與該滑環接觸。