專利名稱：低啟動扭力的偏心輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低啟動扭力的偏心輪。
背景技術：
有一些應用領域中，需要通過馬達的轉動來產生震動。例如，為人消除疲勞的震動式按摩棒、震動篩選器等，其中震動篩選器可利用于農業(yè)篩選農作物、或利用于礦業(yè)篩選礦物，或者于土木工程業(yè)，依據粒徑篩選砂或石粒。此外，在通訊產業(yè)中，移動電話中的震動馬達也可以利用馬達的轉動來產生震動。
上述種種產業(yè)利用馬達的轉動來產生震動的原理，請參閱圖1，圖1為現有技術震動馬達2的示意圖。震動馬達2會震動的關鍵在于震動馬達2中設置一裝置在馬達6上的偏心輪4。圖1中偏心輪4包括一轉軸402以及一偏心錘404。轉軸402一端與馬達6連接，受馬達6的旋轉動力驅動而使轉軸402依軸心轉動。偏心錘404固定于轉軸402的另一端，其質量中心不位于轉軸402的軸心方向上，而與軸心保持一固定的距離。通過轉軸402轉動使偏心錘404繞著轉軸402的軸心轉動，由于偏心錘404的質量中心不位于轉軸402的軸心方向上，于是整個震動馬達2產生簡諧運動而形成震動的效果。
偏心錘404的質量中心與軸心間的距離是固定的，扭力(轉矩)等于施力半徑(偏心錘404質量中心與軸心的距離)乘以與施力半徑垂直方向的施力。需通過足夠的施力，馬達6方可在啟動時轉動結合偏心錘404的轉軸402，所以表示馬達在啟動時轉動偏心輪4需要足夠的扭力。扭力為能量單位，若使用電來作為馬達6的動力，可以通過電功(也同為能量單位)來產生所需的扭力。電功等于電壓乘以電流，而一般來說馬達6都被供應固定大小的電壓以及電流，若要達成足夠的電功，就必需以足夠高的電壓供應給馬達6，才能產生足夠的扭力，以應付于啟動時轉動轉軸402所需的施力。
然而，在偏心輪4轉動啟動之后，馬達6要保持轉動偏心輪4，實際上是不需要啟動時如此大的扭力，即不需要啟動轉動時如此大的電壓，即可保持偏心輪4轉動。若能在轉動之后增大偏心錘404質量中心與軸心的距離，則可以增大震動馬達2啟動之后的扭力，換個角度而言，也可以在轉動啟動之時施以較低的電壓，即可使馬達6啟動轉動偏心輪4，如此可以節(jié)省啟動時電功的消耗，對于節(jié)約能源來說是很重要的。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種低啟動扭力的偏心輪，以解決上述問題。
本發(fā)的的目的在于提供一種偏心輪，通過偏心錘的質量中心不在轉軸的軸心方向上，在轉軸轉動時，使整個偏心輪產生簡諧運動而發(fā)生震動。
本發(fā)明的目的進一步在于提供一種低啟動扭力的偏心輪，通過一個可以依據離心力大小，而調整離心力方向長度的距離調整器，使偏心輪可以施以較小的電壓以啟動轉動馬達的轉軸，而在旋轉后可使偏心輪具有較大的扭力。
本發(fā)明關于一種低啟動扭力的偏心輪，該偏心輪包括一轉軸、一旋轉臂、一偏心錘、以及一距離調整器。
該轉軸受一旋轉動力源驅動，使該轉軸繞著該轉軸的軸心轉動。該旋轉臂具有第一端以及第二端，該第一端與該轉軸垂直固定連接，當該轉軸轉動時，該旋轉臂會繞著該轉軸旋轉，而形成一角速度。該偏心錘中包括一中空空間，該旋轉臂的第二端通過該偏心錘側壁的開口，伸入該偏心錘的中空空間中，其中該偏心錘的質量中心不位于該轉軸的軸心方向上，偏心錘的質量中心與轉軸的軸心位置保持一距離。
該距離調整器設置于該偏心錘的中空空間中，該距離調整器的第一端與該旋轉臂伸入該中空空間的第二端固定連接，該距離調整器的第二端與該偏心錘中空空間的側壁表面連接。其中，該距離調整器受該轉軸帶動旋轉所產生離心力的影響，該距離調整器改變偏心錘質量中心與轉軸軸心位置的距離，使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
因此，通過本發(fā)明的偏心錘的質量中心不在轉軸的軸心方向上，在轉軸轉動時，使整個偏心輪產生簡諧運動而發(fā)生震動。進一步通過一個可依據離心力而調整偏心錘質量中心與轉軸軸心位置距離的距離調整器，使偏心輪可以施以較小的電壓以啟動轉動馬達的轉軸，而在旋轉后可使偏心輪具有較大的扭力，如此可以提供一個低啟動扭力的偏心輪。


圖1為現有技術震動馬達的示意圖；圖2為現有本發(fā)明偏心輪與馬達連接的示意圖；圖3為現有本發(fā)明偏心輪第一具體實施例的示意圖；圖4為本發(fā)明偏心輪第二具體實施例的示意圖；圖5為本發(fā)明偏心輪第三具體實施例的示意圖；圖6為本發(fā)明偏心輪第四具體實施例的示意圖；以及圖7為本發(fā)明偏心輪第五具體實施例的示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明偏心輪30與馬達32連接的示意圖。本發(fā)明提供一種低啟動扭力的偏心輪30。該偏心輪30包括一轉軸34、一旋轉臂36、一偏心錘38、以及一距離調整器40。
轉軸34受一旋轉動力源驅動，最常見、方便的旋轉動力源是馬達32，通過馬達32使轉軸34轉動。旋轉臂36具有第一端以及第二端，該第一端與轉軸34垂直固定連接，當轉軸34轉動時，旋轉臂36會繞著轉軸34旋轉，而形成一角速度。
偏心錘38的質量中心不位于轉軸34的軸心方向上。偏心錘38通過距離調整器40與旋轉臂36連接，距離調整器40在旋轉臂36旋轉時，受所產生離心力的影響而伸長偏心錘38質量中心離轉軸34軸心位置的距離。
如上述的偏心輪30，其中偏心錘38中包括一中空空間，旋轉臂36的第二端透過偏心錘38側壁的開口，伸入偏心錘38的中空空間中，距離調整器40設置在偏心錘38的中空空間中，距離調整器40之第一端與旋轉臂36伸入該中空空間之第二端固定連接，距離調整器40的第二端與偏心錘38中空空間的側壁表面連接。其中距離調整器40的第一端與第二端之間存在一力，使偏心錘38得以在離心力消失下，使質量中心往轉軸34的軸心位置移動。為形成上述的距離調整器40，以下以多個具體實施例加以說明。
請參考圖3，圖3為本發(fā)明偏心輪30第一具體實施例的示意圖。如前述的偏心輪30，其中距離調整器40為伸展在該中空空間中的彈簧42，彈簧42的一端與偏心錘38固定連接，連接的位置在中空空間內，并且位于偏心錘38側壁開口相同一側的側壁上。彈簧42的另一端與旋轉臂36伸入該中空空間的第二端固定連接，其中當旋轉臂36以轉軸34為軸心旋轉時，所引起的離心力會使偏心錘38壓縮彈簧42，而使彈簧42的長度縮短，以使偏心錘38質量中心遠離轉軸34的軸心，質量中心到轉軸34軸心位置的距離增加。
此外，距離調整器40也可以通過二磁性材料產生磁力，其中一磁性材料設置在該中空空間中側壁表面異于偏心錘38側壁開口一側的另一側，另一磁性材料在該中空空間中活動，該磁鐵與旋轉臂36伸入該中空空間的第二端固定連接，其中，該磁力受旋轉臂36旋轉所產生偏心錘38的離心力抵消，以使偏心錘38質量中心遠離轉軸34的軸心。磁力與離心力影響偏心錘38質量中心與轉軸34軸心距離的模式，可通過以下的具體實施例說明。
請參考圖4，圖4為本發(fā)明偏心輪30第二具體實施例的示意圖。如前述的偏心輪30，其中距離調整器40包括一第一磁鐵44、以及一第二磁鐵46。
第一磁鐵44設置在該中空空間中側壁表面異于偏心錘38側壁開口一側的另一側。第二磁鐵46在該中空空間中活動，第二磁鐵46與旋轉臂36伸入該中空空間的第二端固定連接，其中第一磁鐵44與第二磁鐵46相鄰的一側分別為互相相異的磁極，使第一磁鐵44與第二磁鐵46受一磁力吸引。
其中，該磁力受旋轉臂36旋轉所產生偏心錘38的離心力抵銷，以增加第一磁鐵44與第二磁鐵46間的距離，以使偏心錘38質量中心遠離轉軸34的軸心。
請參考圖5，圖5為本發(fā)明偏心輪30第三具體實施例的示意圖。如前述的偏心輪30，其中距離調整器40包括一第一磁鐵44、以及一第二磁鐵46。
第一磁鐵44設置在該中空空間中側壁表面與偏心錘38側壁開口同側。第二磁鐵46活動于該中空空間中，并與伸入中空空間的旋轉臂36第二端固定連接，其中第一磁鐵44與第二磁鐵46相鄰的一側分別為互相相同的磁極，使第一磁鐵44與第二磁鐵46受相斥的磁力。
其中，該磁力受旋轉臂36旋轉所產生偏心錘38的離心力抵銷，使第一磁鐵44與第二磁鐵46間的距離縮短，偏心錘38質量中心遠離轉軸34的軸心。
請參考圖6，圖6為本發(fā)明偏心0輪30第四具體實施例的示意圖。如前述的偏心輪30，其中距離調整器40包括一磁鐵48、以及一鐵塊50。
磁鐵48設置在該中空空間中側壁表面異于偏心錘38側壁開口一側的另一側。鐵塊50活動于該中空空間中，鐵塊50與旋轉臂36伸入該中空空間的第二端固定連接，其中磁鐵48與鐵塊50受一磁力吸引。
其中，該磁力受旋轉臂36旋轉所產生偏心錘38的離心力抵銷，使磁鐵48與鐵塊50間的距離增加，偏心錘38質量中心遠離轉軸34的軸心。
上述第四具體實施例中的偏心輪30，可以將鐵塊50與磁鐵48設置的位置顛倒設置，也可以達成如第四具體實施例一樣控制偏心錘38質量中心與轉軸34軸心間距離的效果。
另外，請參考圖7，圖7為本發(fā)明偏心輪30第五具體實施例的示意圖。除了前述彈簧以及磁力的方式之外，圖7表示另一種方式來影響偏心錘38質量中心與轉軸34軸心距離。圖7中本發(fā)明如前述的偏心輪30，其中距離調整器40包括一流體壓力伸縮裝置52、一流體儲存槽54、一導管56、一泵58、以及一感應器60。
流體壓力伸縮裝置52的一端與旋轉臂36伸入該中空空間的第二端固定連接，流體壓力伸縮裝置52的另一端與該中空空間中側壁表面異于偏心錘38側壁開口一側的另一側固定連接，其中流體壓力伸縮裝置52中容納流體，通過該流體流入流體壓力伸縮裝置52中，使流體壓力伸縮裝置52伸長，通過該流體流出流體壓力伸縮裝置52，使流體壓力伸縮裝置52縮短。
流體儲存槽54用以儲存流體。導管56用以連通流體壓力伸縮裝置52以及流體儲存槽54，以使流體儲存槽54中的流體進出流體壓力伸縮裝置52。泵58用以提供流體儲存槽54中的流體進出流體壓力伸縮裝置52的動力。感應器60用以感應旋轉臂36旋轉的角速度。
其中，當感應器60所感應的角速度愈大時，泵58運作以使流體儲存槽54中的流體，通過導管56流入流體壓力伸縮裝置52，使流體壓力伸縮裝置52伸長，以使偏心錘38質量中心遠離轉軸34軸心，當感應器60所感應的角速度愈小，泵58運作以使流體壓力伸縮裝置52中的流體，通過導管56流入流體儲存槽54，使流體壓力伸縮裝置52縮短，以縮短偏心錘38質量中心與轉軸34軸心之間的距離。
因此，通過本發(fā)明的偏心錘38的質量中心不在轉軸34的軸心方向上，在轉軸34轉動時，使整個偏心輪30產生簡諧運動而發(fā)生震動。進一步通過一個可依據離心力而調整長度的距離調整器40，使偏心輪30可以施以較小的電壓以啟動轉動馬達32的轉軸34，而在旋轉后可使偏心輪30具有較大的扭力，如此可以提供一個低啟動扭力的偏心輪30。
通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明權利要求的范疇內。
權利要求
1.一種低啟動扭力的偏心輪，該偏心輪包括一轉軸；一旋轉臂，具有一第一端及一第二端；該第一端與該轉軸垂直固定連接；一偏心錘，該偏心錘的質量中心與該轉軸保持一距離；以及一距離調整裝置，設置于該偏心錘內用以調整該距離，其具有一第一側，該第一側與該旋轉臂的該第二端連接；其中，當該轉軸轉動時，該旋轉臂以該第一端為圓心旋轉，帶動該距離調整裝置將該偏心錘質量中心遠離該轉軸。
2.如權利要求1所述的偏心輪，其中當該轉軸停止轉動時，該距離調整裝置將該偏心錘的質量中心靠近該轉軸。
3.如權利要求1所述的偏心輪，其中該偏心錘中包括一中空空間，該旋轉臂的第二端通過該偏心錘側壁的開口，伸入該偏心錘的中空空間中，該距離調整器設置在該偏心錘的中空空間中。
4.如權利要求3所述的偏心輪，其中該距離調整器為伸展在該中空空間中的彈簧，該彈簧的一端與該偏心錘中空空間中與該偏心錘側壁開口相同的一側固定連接，該彈簧的另一端與該旋轉臂的第二端固定連接，其中當該旋轉臂旋轉時，所引起的離心力壓縮該彈簧，使該彈簧的長度縮短，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
5.如權利要求3所述的偏心輪，其中該距離調整器通過二磁性材料產生磁力，其中一磁性材料設置在該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側，另一磁性材料在該中空空間中活動，該磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
6.如權利要求5所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一第一磁鐵，該第一磁鐵設置在該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側；以及一第二磁鐵，該第二磁鐵在該中空空間中活動，該第二磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵相鄰的一側分別為互相相異的磁極，使該第一磁鐵與該第二磁鐵受一磁力吸引；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以增加該第一磁鐵與該第二磁鐵間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
7.如權利要求5所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一第一磁鐵，該第一磁鐵設置于該中空空間中側壁表面與該偏心錘側壁開口同側；以及一第二磁鐵，該第二磁鐵在該中空空間中活動，該第二磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵相鄰的一側分別為互相相同的磁極，使該第一磁鐵與該第二磁鐵受相斥的磁力；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以縮短該第一磁鐵與該第二磁鐵間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸之軸心。
8.如權利要求3所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一流體壓力伸縮裝置，該流體壓力伸縮裝置的一端與與該旋轉臂的第二端固定連接，該流體壓力伸縮裝置的另一端該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側固定連接，其中該流體壓力伸縮裝置中容納流體，通過該流體流入該流體壓力伸縮裝置中，使該流體壓力伸縮裝置伸長，通過該流體流出該流體壓力伸縮裝置，使該流體壓力伸縮裝置縮短；一流體儲存槽，用以儲存流體；一導管，用以連通該流體壓力伸縮裝置以及該流體儲存槽，以使該流體儲存槽中的流體進出該流體壓力伸縮裝置；一泵，用以提供該流體儲存槽中的流體進出該流體壓力伸縮裝置的動力；以及一感應器，用以感應該旋轉臂旋轉的角速度；其中，當該感應器所感應的角速度愈大時，該泵運作以使該流體儲存槽中的流體，通過該導管流入該流體壓力伸縮裝置，使該流體壓力伸縮裝置伸長，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸軸心，當該感應器所感應的角速度愈小，該泵運作以使該流體壓力伸縮裝置中的流體，通過該導管流入該流體儲存槽，使該流體壓力伸縮裝置縮短，以縮短該偏心錘質量中心與該轉軸軸心之間的距離。
9.一種低啟動扭力的偏心輪，該偏心輪包括一轉軸；一旋轉臂，具有一第一端以及一第二端，該第一端與該轉軸垂直固定連接，當該轉軸轉動時，該旋轉臂以該第一端為圓心而旋轉；一偏心錘，該偏心錘的質量中心不位于該轉軸的軸心方向上；以及一距離調整器，該偏心錘通過該距離調整器與該旋轉臂連接，該距離調整器在該旋轉臂旋轉時，受所產生離心力的影響而伸長，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
10.如權利要求9所述的偏心輪，其中該該偏心錘中包括一中空空間，該旋轉臂的第二端透過該偏心錘側壁的開口，伸入該偏心錘的中空空間中，該距離調整器設置在該偏心錘的中空空間中，該距離調整器的第一端與該旋轉臂的第二端固定連接，該距離調整器的第二端與該偏心錘中空空間的側壁表面連接，其中該距離調整器的第一端與第二端之間存在一力，使該偏心錘的質量中心靠近該轉軸的軸心。
11.如權利要求10所述的偏心輪，其中該距離調整器為伸展于該中空空間中的彈簧，該彈簧的一端與該偏心錘中空空間中與該偏心錘側壁開口相同的一側固定連接，該彈簧的另一端與該旋轉臂的第二端固定連接，其中當該彈簧受該旋轉臂旋轉時，所引起的離心力壓縮該彈簧，使該彈簧的長度縮短，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
12.如權利要求10所述的偏心輪，其中該距離調整器通過二磁性材料產生磁力，其中一磁性材料設置于該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側，另一磁性材料在該中空空間中活動，該磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
13.如權利要求12所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一第一磁鐵，該第一磁鐵設置在該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側；以及一第二磁鐵，該第二磁鐵在該中空空間中活動，該第二磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵相鄰的一側分別為互相相異的磁極，使該第一磁鐵與該第二磁鐵受一磁力吸引；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以增加該第一磁鐵與該第二磁鐵間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
14.如權利要求12所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一第一磁鐵，該第一磁鐵設置在該中空空間中側壁表面與該偏心錘側壁開口同側；以及一第二磁鐵，該第二磁鐵在該中空空間中活動，該第二磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵相鄰的一側分別為互相相同的磁極，使該第一磁鐵與該第二磁鐵受相斥的磁力；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以縮短該第一磁鐵與該第二磁鐵間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
15.如權利要求12所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一磁鐵，該磁鐵設置于該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側；以及一鐵塊，該鐵塊在該中空空間中活動，該鐵塊與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該磁鐵與該鐵塊受一磁力吸引；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以增加該磁鐵與該鐵塊間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
16.如權利要求12所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一鐵塊，該鐵塊設置于該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側；以及一磁鐵，該磁鐵在該中空空間中活動，該磁鐵與該旋轉臂的第二端固定連接，其中該鐵塊與該磁鐵受一磁力吸引；其中，該磁力受該旋轉臂旋轉所產生該偏心錘的離心力抵銷，以增加該鐵塊與該磁鐵間的距離，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸的軸心。
17.如權利要求10所述的偏心輪，其中該距離調整器包括一流體壓力伸縮裝置，該流體壓力伸縮裝置的一端與與該旋轉臂的第二端固定連接，該流體壓力伸縮裝置的另一端該中空空間中側壁表面異于該偏心錘側壁開口一側的另一側固定連接，其中該流體壓力伸縮裝置中容納流體，通過該流體流入該流體壓力伸縮裝置中，使該流體壓力伸縮裝置伸長，通過該流體流出該流體壓力伸縮裝置，使該流體壓力伸縮裝置縮短；一流體儲存槽，用以儲存流體；一導管，用以連通該流體壓力伸縮裝置以及該流體儲存槽，以使該流體儲存槽中的流體進出該流體壓力伸縮裝置；一泵，用以提供該流體儲存槽中的流體進出該流體壓力伸縮裝置的動力；以及一感應器，用以感應該旋轉臂旋轉的角速度；其中，當該感應器所感應的角速度愈大時，該泵運作以使該流體儲存槽中的流體，通過該導管流入該流體壓力伸縮裝置，使該流體壓力伸縮裝置伸長，以使該偏心錘質量中心遠離該轉軸軸心，當該感應器所感應的角速度愈小，該泵運作以使該流體壓力伸縮裝置中的流體，通過該導管流入該流體儲存槽，使該流體壓力伸縮裝置縮短，以縮短該偏心錘質量中心與該轉軸軸心之間的距離。
全文摘要
一種低啟動扭力的偏心輪，該偏心輪包括一轉軸、一旋轉臂、一偏心錘、以及一距離調整器。旋轉臂的第一端與轉軸垂直固定連接，當轉軸轉動時，旋轉臂會繞著轉軸旋轉。偏心錘的質量中心與轉軸的軸心位置保持一距離。偏心錘通過距離調整器與旋轉臂連接，當轉軸帶動旋轉臂旋轉時，距離調整器受產生離心力的影響而使偏心錘的質量中心與轉軸的軸心位置的距離增加，即偏心錘質量中心遠離轉軸的軸心。
文檔編號F16C3/04GK1632329SQ20031012372
公開日2005年6月29日 申請日期2003年12月23日 優(yōu)先權日2003年12月23日
發(fā)明者謝嘉銘 申請人:明基電通股份有限公司