TWI868615B

TWI868615B - 隨機軌道研磨工具機

Info

Publication number: TWI868615B
Application number: TW112108861A
Authority: TW
Inventors: 邦和陳
Original assignee: 鼎朋企業股份有限公司
Filing date: 2023-03-10
Publication date: 2025-01-01

Abstract

一種隨機軌道研磨工具機，具有一動力馬達，一連接該動力馬達的驅動軸，一連接該驅動軸的偏心塊，一設於該偏心塊的工具保持件，以及一連接該工具保持件並間接被該動力馬達帶動的研磨盤。該隨機軌道研磨工具機具有一設於該偏心塊上的摩擦件，該摩擦件接觸該研磨盤，該摩擦件具有一於該動力馬達未啟動時對該研磨盤提供預壓力的第一狀態，一於該動力馬達啟動時隨該偏心塊位移並依該研磨盤的轉動產生形變的第二狀態，以及一於該動力馬達停止運轉時對該研磨盤提供制動力的第三狀態。

Description

隨機軌道研磨工具機

本發明涉及一種隨機軌道研磨工具機，尤指一種具備用來對研磨盤提供制動力的摩擦件的隨機軌道研磨工具機。

隨機軌道研磨機(Random Orbital Sander)是由一動力馬達的心軸連接一平衡器(Balancer，俗稱偏心塊)，該平衡器上設置有一軸承座(Bearing housing)，該軸承座提供一工具保持件(又稱軸承)設置其中，該軸承座的中心線與動力馬達的心軸中心線呈平行但不同軸，即此二中心線之間具有一偏心距離。又，該軸承中心設置一旋轉軸(Spindle)，該隨機軌道研磨工具的一研磨盤(Sanding pad)經由鎖付螺絲與該旋轉軸連接，使該研磨盤的心軸線與動力馬達的心軸線亦呈平行而不同軸的狀態，二心軸線之間具有該偏心距離，意即該研磨盤與該動力馬達為偏心連結(Eccentric link)。由於該研磨盤是經由該軸承與該平衡器連接，該研磨盤可自由轉動，而非與該動力軸硬連結(Hard link)。

該動力馬達轉動時，該馬達心軸帶動該平衡器同步轉動，並經由該平衡器帶動該研磨盤轉動。此時該研磨盤會產生兩種不同運動：第一種是該研磨盤與該馬達的心軸保持該偏心距離並圍繞著該馬達心軸旋轉，此圍繞該馬達心軸旋轉的軌道運動(Orbital motion)稱為”公轉”(Orbital revolution)，轉速與該馬達心軸的轉速及該平衡器的轉速同步。

第二種是該研磨盤在自己心軸上轉動(revolution on its own axis)，稱為”自轉”(Rotation)。該研磨盤自轉產生的原因是，該研磨盤與該馬達心軸之間為偏心連接，且該研磨盤可在該軸承上自由旋轉。當該研磨盤圍繞著該馬達心軸進行公轉運動時，該研磨盤內外側受到的慣性力大小不同，靠外側的部份比靠內側的部份距離心軸遠，因此受到的慣性力較大，使該研磨盤沿著公轉的方向產生自轉運動。該自轉運動轉速主要受到該研磨盤心軸與該馬達心軸之間的該偏心距離影響。該偏心距離愈大則自轉轉速愈高，該偏心距離愈小則自轉的轉速愈低。

以配置6"研磨盤的5mm隨機軌道研磨工具(偏心尺寸為2.5mm)為例，該馬達心軸轉速為10000rpm時，該研磨盤在距離該馬達心軸2.5mm的位置圍繞該馬達心軸進行一直徑5mm的公轉軌道運動。無負載狀況下，該研磨盤也同時進行大約5500rpm的偏心自轉運動。該隨機軌道研磨機進行研磨作業時，一研磨物與該研磨盤接觸所產生的磨擦力會導致該研磨盤的自轉運動速度下降，動力工具的負載愈重，該研磨盤的自轉轉速下降愈多。舉例來說，輕載時自轉轉速約300~400rpm，重載時自轉轉速約150~300rpm。

當該動力馬達停止轉動，該平衡器先前旋轉時儲存的動能會驅動該平衡器繼續轉動數秒鐘直到所儲存動能消耗完畢為止。此時，研磨盤的自轉運動才停止。以一個6”研磨盤裝在該偏心距離為2.5mm(公轉軌道直徑為5mm)的該隨機軌道研磨工具為例，該馬達停止轉動，該研磨盤還會繼續旋轉9~12秒鐘才會完全停止。在特定使用狀況下，該隨機軌道研磨機被要求該動力馬達停止運轉時，該研磨盤必須在短時間內(1~3秒鐘)停止轉動，而有在工具上裝置煞車機構的需要。

當前主要的煞車手法是在該隨機軌道研磨工具機的一風罩(或一外殼)上設置一彈性膠圈，該彈性膠圈一側固定在該風罩上，另一側則藉由自身彈性壓迫在該研磨盤表面。因該風罩固定不轉動，當該動力馬達未開始轉動時，該研磨盤被該彈性膠圈壓迫而難以動彈。該動力馬達開始轉動，該動力馬達力量超越該彈性膠圈壓迫在該研磨盤上的摩擦力時，將可拖行該研磨盤轉動。該動力馬達停止運轉時，該研磨盤失去了該動力馬達拖行的力量，而受到該彈性膠圈壓迫產生的摩擦力影響，而能在短時間內停止轉動。相關專利如：TWM279440、TWM574093、CN2858182Y、CN108290265A、CN213136241U、CN103813884B、CN1088001C、CN206393407U、CN110594316A、US5018314、US5317838、US5384984、US5392568、US5807169、US6503133、US6527631、US7104873、US7270598、US7371150、US10046433、US2010062695、US20220126417、JP4061053B2、WO2004030864、GB2359266。

然而，該彈性膠圈長時間在該研磨盤表面拖行摩擦，該彈性膠圈很快就會磨損而失去作用。再者，該動力馬達運轉時，該彈性膠圈一直壓迫在該研磨盤上，不但會增加該動力馬達負荷，降低該動力馬達轉速及該研磨盤的公轉速度，更會降低研磨盤的自轉速度，進而影響研磨效率和研磨品質。

除前述外，亦有TWM279441、US6110028揭露其他形式的研磨盤煞車，但於實施上仍存在前列問題。

本發明的主要目的，在於解決習用隨機軌道研磨機所用煞車方式存在的諸多問題。

為達上述目的，本發明提供一種隨機軌道研磨工具機，具有一動力馬達，一連接該動力馬達的驅動軸，一連接該驅動軸的偏心塊，一設於該偏心塊上的工具保持件，以及一連接該工具保持件並間接被該動力馬達帶動的研磨盤。該隨機軌道研磨工具機具有一設於該偏心塊上的摩擦件，該摩擦件接觸該研磨盤，該摩擦件具有一於該動力馬達未啟動時對該研磨盤提供預壓力的第一狀態，一於該動力馬達啟動時隨該偏心塊位移並依該研磨盤的轉動產生形變的第二狀態，以及一於該動力馬達停止運轉時對該研磨盤提供制動力的第三狀態。

一實施例中，該研磨盤與該驅動軸具有一偏心距離，該摩擦件接觸該研磨盤一端相較於該端的原始位置具有一大於或等於二倍該偏心距離的偏移範圍。

一實施例中，該摩擦件具有一基部，一設於該基部並附掛該偏心塊上的組接部，以及至少一設於該基部面對該研磨盤一側的撓性接觸部。

一實施例中，該至少一撓性接觸部為一管狀結構。

一實施例中，該管狀結構的一管內空間延伸線交錯該研磨盤。

一實施例中，該管狀結構的一管內空間延伸線平行該研磨盤。

一實施例中，該至少一撓性接觸部為一足結構，該足結構具有一彎折方向，該彎折方向順於該驅動軸的旋轉方向。

一實施例中，該基部成形一組裝該偏心塊的組裝開口，該組接部近該組裝開口設置。

一實施例中，該基部於遠離該研磨盤一側具有複數間隔排列的葉片。

一實施例中，該偏心塊具有一連接該驅動軸的第一部份，以及一相對該第一部份為偏移的第二部份，該組接部與該第二部份連接。

一實施例中，該基部的水平高度高於該偏心塊的該第二部份的底緣。

一實施例中，該摩擦件設於一附掛於該偏心塊的風流產生件上。

一實施例中，該偏心塊具有一連接該驅動軸的第一部份，以及一相對該第一部份為偏移的第二部份，該風流產生件與該第二部份連接。

一實施例中，該偏心塊具有一連接該驅動軸的第一部份，以及一相對該第一部份為偏移的第二部份，該摩擦件與該第二部份連接。

透過本發明前述實施，相較於習用具有以下特點：本發明該隨機軌道研磨工具機具有一設於該偏心塊上的摩擦件，該摩擦件於該第二狀態中除因應該研磨盤的運動產生形變之外，更因隨著該偏心塊旋轉而不會過度降低該研磨盤的自轉速度，而能避免研磨效率和研磨品質的大幅衰退。該摩擦件於該第三狀態中，對該研磨盤提供制動力，使該研磨盤可在短時間內停止轉動。

20:隨機軌道研磨工具機

21:動力馬達

22:驅動軸

23:偏心塊

231:第一部份

232:第二部份

24:工具保持件

25:研磨盤

26:摩擦件

261:端

262:基部

263:組接部

264:撓性接觸部

265:足結構

266:管狀結構

267:管內空間延伸線

268:組裝開口

269:定位牆

260:葉片

27:遮罩

28:風流產生件

40:偏心距離

41:偏移範圍

50:研磨軌跡

圖1，為本發明一實施例的結構示意圖。

圖2，為本發明研磨盤的研磨軌跡。

圖3，為本發明偏心塊與摩擦件的組構示意圖。

圖4，為本發明摩擦件於第一狀態時的搖擺示意圖。

圖5，為本發明摩擦件另一實施例的結構示意圖。

圖6，為本發明摩擦件另一實施例的局部結構剖面示意圖。

圖7，為本發明摩擦件另一實施例於第一狀態時的搖擺示意圖。

圖8，為本發明摩擦件再一實施例的結構示意圖。

圖9，為本發明摩擦件再一實施例的局部結構側視示意圖。

圖10，為本發明摩擦件再一實施例於第一狀態時的搖擺示意圖。

圖11，為本發明另一實施例的結構示意圖。

本發明詳細說明及技術內容，茲配合圖式說明如下：請參閱圖1，本發明提供一種隨機軌道研磨工具機20，該隨機軌道研磨工具機20具有一動力馬達21，一連接該動力馬達21的驅動軸22，一連接該驅動軸22的偏心塊23，一設於該偏心塊23的工具保持件24，以及一連接該工具保持件24的研磨盤25。該動力馬達21可為氣動或電動實施，本發明不予限制。又，該工具保持件24雖與該研磨盤25組裝，但不限制該研磨盤25轉動。進一步來說，該研磨盤25於該動力馬達21不轉動時，仍可相對該偏心塊23轉動。該研磨盤25間接被該動力馬達21帶動，該動力馬達21轉動期間，該研磨盤25除相對該驅動軸22公轉，亦產生自轉。如以該研磨盤25單點觀察，該研磨盤25的研磨軌跡非單純圓形，而如圖2所示的50。又，該隨機軌道研磨工具機20基礎實施可參考EP0860235A2、US5,040,340。再者，該研磨盤25中心與該驅動軸22軸心具有一偏心距離40。

復請參閱圖1及圖3，本發明該隨機軌道研磨工具機20具有一設於該偏心塊23上的摩擦件26，該摩擦件26一端長時間接觸該研磨盤25表面。該摩擦件26主要用於消除該動力馬達21停止運轉時，該研磨盤25仍存在的自轉。也就是說，本發明透過該摩擦件26來令該研磨盤25在該動力馬達21停止運轉時，短時間停止轉動。該摩擦件26具有一於該動力馬達21未啟動時對該研磨盤25提供預壓力的第一狀態，一於該動力馬達21啟動而隨該研磨盤25轉動產生形變的第二狀態，以及一於該動力馬達21停止運轉時對該研磨盤 25提供制動力的第三狀態。具體說明，本發明該摩擦件26於該動力馬達21未啟動時，該摩擦件26面對該研磨盤25一端壓抵該研磨盤25表面，以對該研磨盤25提供預壓力。續，該動力馬達21啟動時，該摩擦件26進入該第二狀態。此時，該偏心塊23隨該動力馬達21的該驅動軸22轉動，該偏心塊23同時使該摩擦件26隨著轉動，該摩擦件26此時的運動速度與該研磨盤25的公轉速度相應，不影響該研磨盤25的自轉轉速，使該研磨盤25的研磨效率與研磨品質得以保持。另一方面，由於該研磨盤25是以非圓軌跡轉動，該摩擦件26接觸該研磨盤25表面的一端將隨接觸的該研磨盤25部份移動，該摩擦件26透過自身的形變來因應該摩擦件26接觸該研磨盤25表面一端的移動，並可保持與該研磨盤25的接觸。如以動作形容，該摩擦件26於該第二狀態中會發生搖擺。以該摩擦件26接觸該研磨盤25一端(如圖中標示的261)觀察，該端261於該研磨盤25轉動時，將相較該端261原始位置產生偏移，該端261的一偏移範圍41為大於或等於兩倍該偏心距離40，但要瞭解到該端261的偏移範圍非指該端261於該研磨盤25表面的滑移範圍。

承上，該動力馬達21停止運轉，該驅動軸22隨之停止轉動，連帶該偏心塊23停止，此時該摩擦件26不在隨該偏心塊23轉動，進入該第二狀態。該摩擦件26的不動，對於仍處於自轉運動的該研磨盤25而言是阻力，該摩擦件26接觸該研磨盤25表面產生的摩擦力，將作為用來停止該研磨盤25轉動的制動力。本發明設計，令該摩擦件26於該第三狀態中，僅需對抗該研磨盤25的自轉轉速與該偏心塊23之間的速差)，且該摩擦件26接觸該研磨盤25位置較靠近該研磨盤25中心部位使得該摩擦件26承受扭力較小，能有效延長使用壽命。承前，本發明可避免該研磨盤25未隨該動力馬達21停止，導致該研磨盤25以低速自轉，而傷害研磨物表面的問題發生。

併請參閱圖3，一實施例中，該摩擦件26具有一基部262，一設於該基部262並附掛該偏心塊23上的組接部263，以及至少一設於該基部262面對該研磨盤25一側的撓性接觸部264。其中，該組接部263可以勾件或其他可用來附掛該偏心塊23的結構實施。又，該撓性接觸部264的自由長度非以相等該基部262底緣至該研磨盤25表面的距離為限制，而可略大於該基部262底緣至該研磨盤25表面的距離，藉此產生預壓力。該撓性接觸部264於該摩擦件26處在該第二狀態時，該撓性接觸部264為該摩擦件26主要產生形變的部份。於本實施例，該至少一撓性接觸部264可為一足結構(如圖中標示的265)實施，該足結構265可為實心件，該足結構265具有一彎折方向，該彎折方向順於該驅動軸22旋轉方向，該足結構265形成彎折的部位可靠近該足結構265接觸該研磨盤25表面的一端。進一步地，該摩擦件26可包含複數該撓性接觸部264，複數該撓性接觸部264可間隔排列於該基部262面對該研磨盤25一面，複數該撓性接觸部264非以等距間隔設置為限，複數該撓性接觸部264可分群設置，就如圖1所示。

請參閱圖5至圖8，本發明該至少一撓性接觸部264除前述，一實施例中，該至少一撓性接觸部264為一管狀結構(如圖中所示的266)，該管狀結構266的一管內空間延伸線267可交錯該研磨盤25(如圖8及圖9所示)，或平行該研磨盤25(如圖5及圖6所示)。

復請參閱圖1及圖3，該摩擦件26的該基部262成形一組裝該偏心塊23的組裝開口268，該組裝開口268態樣可與該偏心塊23呼應，以令該摩擦件26完成組裝時，不會相對該偏心塊23產生明顯橫向位移。另一方面，該組接部263近該組裝開口268設置。一實施例中，該組接部263為二位於該組裝開口268二相對邊上的勾件。一實施例中，該摩擦件26具有一環該組裝開口268設置的定位牆269。

請參閱圖11，一實施例中，該基部262於遠離該研磨盤25一側具有複數間隔排列的葉片260。該些葉片260於該摩擦件26處於該第一狀態時，在該隨機軌道研磨工具機20的一遮罩27內產生一風流，該風流可被用於結構的散熱。又，基於此實施例概念，本發明該摩擦件26可設於一附掛於該偏心塊23的風流產生件28上，該風流產生件28可相對該偏心塊23拆卸或組裝，而該摩擦件26的該基部262則可以該風流產生件28的一基板實施。

併請參閱圖3，該偏心塊23具有一連接該驅動軸22的第一部份231，以及一相對該第一部份231偏移的第二部份232。一實施例中，該摩擦件26與該第二部份232連接。進一步地，該基部262的水平高度高於偏心塊23的該第二部份232的底緣。併請參閱圖11，於該摩擦件26設於該風流產生件28上的實施例中，即是該風流產生件28與該第二部份232連接。