刹车电路及抬纸装置的制作方法

本发明涉及一种刹车电路及抬纸装置，尤其涉及一种适用于马达的刹车电路及抬纸装置。

背景技术：

在现代社会中，事务机在信息的记载及传递方面扮演着不可或缺的角色。事务机兼具有打印、影印、传真等功能，为了使所述功能具有良好的执行质量，快速且稳定的进纸流程为重要的环节。

一般而言，进纸流程包含事务机中的抬纸装置通过直流马达及减速齿轮以驱动抬纸托盘抬升，并在判断抬纸托盘的抬升高度符合预期时，停止直流马达的电源供应。然而，在电源供应停止后，马达会因惯性而继续转动一段时间，此时抬纸托盘也会继续往上抬升，进而造成抬纸托盘与事务机中其它机构的干涉而产生损坏，或是发生夹纸的状况。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明提供一种刹车电路及抬纸装置。

依据本发明实施例的刹车电路，适用于马达，刹车电路包含致动器、止逆组件以及限流电阻。致动器具有第一输电端、第二输电端及受控端，其中受控端用于连接电源供应端，且第一输电端用于电性连接马达的电源输入端。止逆组件电性连接于致动器的受控端及第一输电端之间。限流电阻与该致动器的第一输电端或第二输电端电性串接。其中，当停止电源供应端的电源供应至电源输入端时，致动器导通以形成由电源输入端经过限流电阻至低电位端的放电路径。

依据本发明实施例的抬纸装置，包含本体及刹车电路。本体包含抬纸托盘、齿轮连动杆件组、马达、抬纸高度传感器及电源供应端，其中齿轮连动杆件组衔接于抬纸托盘及马达之间，电源供应端电性连接于马达与抬纸高度传感器之间。当电源供应端提供电源至马达时，齿轮连动杆件组随着马达转动以带动抬纸托盘转动，且当抬纸高度传感器判断抬纸托盘的高度符合预设高度时，停止电源供应端的电源供应。刹车电路适用于马达，刹车电路包含致动器、止逆组件以及限流电阻。致动器具有第一输电端、第二输电端及受控端，其中受控端用于连接电源供应端，且第一输电端用于电性连接马达的电源输入端。止逆组件电性连接于致动器的受控端及第一输电端之间。限流电阻与该致动器的第一输电端或第二输电端电性串接。其中，当停止电源供应端的电源供应至电源输入端时，致动器导通以形成由电源输入端经过限流电阻至低电位端的放电路径。

通过上述结构，本发明所揭示的刹车电路可以提供由限流电阻及致动器的部分电路所构成的放电路径予所连接的马达。当提供至马达的电源停止时，马达因惯性转动所产生的感应电动势可以通过所述的放电路径消耗，因此马达得以快速地停止转动。对于本发明设置有上述刹车电路的抬纸装置而言，当抬纸高度符合预期时，通过刹车电路的运作得以快速停止马达转动，避免抬纸托盘过度抬升造成与事务机中其它机构的干涉而损坏，或是夹纸的情况发生。

以上的关于本揭露内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1a为本发明一实施例提供的刹车电路的示意图。

图1b为本发明一实施例提供的刹车电路的电流路径示意图。

图2a为本发明一实施例提供的刹车电路的细部示意图。

图2b为本发明另一实施例提供的刹车电路的细部示意图。

图2c为本发明又一实施例提供的刹车电路的细部示意图。

图2d为依据本发明再一实施例提供的刹车电路的细部示意图。

图3为本发明一实施例提供的抬纸装置的示意图。

附图标记:

1、1a～1d刹车电路；

11、11a～11d致动器；

111、111a～111d第一输电端；

112、112a～112d第二输电端；

113、113a～113d受控端；

12止逆组件；

rl限流电阻；

vl低电位端；

2马达；

21电源输入端；

3电源供应端；

p1供电路径；

p2放电路径；

qp、qp’p型晶体管；

qp1、qp1’入电端；

qp2、qp2’出电端；

qp3、qp3’子受控端；

rd、rd2分压电阻；

rd1第一端；

rd2第二端；

qn1、qn2、qn1’n型晶体管；

qn11、qn21、qn11’入电端；

qn12、qn22、qn12’出电端；

qn13、qn23、qn13’子受控端；

r1第一分压电阻；

r2第二分压电阻；

r3第三分压电阻；

r11、r21、r31第一端；

r12、r22、r32第二端；

5抬纸装置；

201蜗杆；

4本体；

41抬纸托盘；

42齿轮连动杆件组；

421蜗轮；

422转臂；

43抬纸高度传感器；

44纸闸；

6纸张。

具体实施方式

请参考图1a，图1a为本发明一实施例提供的刹车电路的示意图。如图1a所示，刹车电路1适用于马达2，用于电性连接于马达2与电源供应端3之间，以执行马达2的刹车机制，详细的机制内容将于后描述。举例来说，刹车电路1所适用的马达2可以是事务机(例如打印机、复印机、传真机等)中的抬纸装置的马达，电源供应端3则可以是马达2的电源开关，用于连接至外部的电源供应器，本发明不予限制。

刹车电路1包含致动器11、止逆组件12及限流电阻rl。致动器11具有第一输电端111、第二输电端112及受控端113，其中受控端113用于连接于电源供应端3，且第一输电端111用于电性连接于马达2的电源输入端21。止逆组件12电性连接于致动器11的受控端113及第一输电端111之间。详细来说，止逆组件12例如是二极管，其阳极端电性连接于致动器11的受控端113，且其阴极端电性连接于致动器11的第一输电端111，用于阻挡电流自阴极端流至阳极端。限流电阻rl则与致动器11的第一输电端111或第二输电端112串接，图1a及图1b示例性地提供限流电阻rl串接于致动器11的第二输电端112，而在另一实施例中，限流电阻rl也可串接于致动器11的第一输电端111，其中详细的实施电路将在后描述。

再来请参考图1b，图1b为依据本发明一实施例提供的刹车电路的电流路径示意图。如图1b所示，当电源供应端3提供电源至马达2时，电流沿着供电路径p1，经过止逆组件12，再传送至马达2的电源输入端21，驱使马达转动；而当停止电源供应端3的电源供应至马达2的电源输入端21时，致动器12导通以形成由马达2的电源输入端21经过限流电阻rl至低电位端vl的放电路径p2。详细来说，当电源供应端3由供应电源的模式切换至停止供应电源的模式时，马达2会因惯性而继续转动，进而产生感应电动势，此时刹车电路1提供由致动器11的部分电路及限流电阻rl所构成的放电路径p2，以将马达2所产生的感应电动势传送至低电位端vl，促使马达2快速地停止转动，其中低电位端vl例如是接地端或是其它定义具有低电位的端点。换言之，马达2的转子在从供应电源的模式刚切换至停止供应电源的模式时，不仅通过机械耗能方式促使其转子停止，更可以通过迅速消耗感应电动势的方式而快速削减转子的惯性力，达到精确控制停止位置的目的。

为了进一步说明刹车电路1中的致动器11的细部电路，请参考图2a～2d，其中图2a为本发明一实施例提供的刹车电路的细部示意图；图2b为本发明另一实施例提供的刹车电路的细部示意图；图2c为本发明又一实施例提供的刹车电路的细部示意图；且图2d为本发明再一实施例提供的刹车电路的细部示意图。在图2a和2b所示的实施例中，前述的放电路径p2至少是由p型晶体管及限流电阻rl所构成；而在图2c及2d所示的实施例中，放电路径p2至少是由限流电阻rl及n型晶体管所构成。

详细来说，在图2a所示的实施例中，刹车电路1a的致动器11a包含p型晶体管qp及分压电阻rd。p型晶体管qp具有入电端qp1、出电端qp2及子受控端qp3，其中，入电端qp1作为致动器11a的第一输电端111a，出电端qp2作为致动器11a的第二输电端112a，子受控端qp3则电性连接于分压电阻rd的第一端rd1，以与其共同形成致动器11a的受控端113a。分压电阻rd的第二端rd2连接于低电位端vl，例如接地端或是另定义的低电位端，本发明不予限制。限流电阻rl电性连接于p型晶体管qp的出电端qp2(即致动器11a的第二输电端112a)与接地端(低电位端vl)之间。

详细来说刹车电路1a的运作机制，当电源供应端3提供电源至马达2时，电流自电源供应端3流经止逆组件12再流至马达2的电源输入端21，且也流经分压电阻rd，使得p型晶体管qp因子受控端qp3处于高电位而处于不导通的状态，也就是说，致动器11a在电源供应端3提供电源至马达2时处于不导通的状态。另一方面，当停止电源供应端3的电源供应至马达2的电源输入端21时，马达2因惯性转动而产生的感应电动势由电源输入端21传入刹车电路1a，此时，止逆组件12阻挡感应电动势回流至致动器11a的受控端113a，使得p型晶体管qp的子受控端qp3处于低电位而导通，感应电动势由电源输入端21依序经过p型晶体管qp及限流电阻rl再至接地端。也就是说，致动器11a在电源供应端3停止提供电源至马达2时处于导通的状态，且放电路径p2是由致动器11a的p型晶体管qp以及限流电阻rl所构成。

在此实施例中，p型晶体管qp包含双极性接面型晶体管(bipolarjunctiontransistor，bjt)，p型晶体管qp的入电端qp1即bjt的射极端，出电端qp2即bjt的集极端，而子受控端qp3则是bjt的基极端。

在另一实施例中，如图2b所示，刹车电路1b类似于前述图2a的刹车电路1a，其致动器11b同样包含p型晶体管qp’及分压电阻rd，其中各组件的连接关系以及电流路径皆类似于图2a所示的实施例，因此于此不再赘述。在图2b所示的实施例中，p型晶体管qp’包含金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，mosfet)，p型晶体管qp’的入电端qp1’即mosfet的源极端，出电端qp2’即mosfet的汲极端，而子受控端qp3’则是mosfet的闸极端。更进一步地说，在此实施例中，致动器11b还可以包括另一分压电阻rd2电性连接于p型晶体管qp’的入电端qp1’与子受控端qp3’之间，使p型晶体管qp’的mosfet可以运作于额定电压范围内。

在又一实施例中，如图2c所示，刹车电路1c的致动器11c包含第一n型晶体管qn1、第二n型晶体管qn2、第一分压电阻r1、第二分压电阻r2及第三分压电阻r3。第一n型晶体管qn1具有入电端qn11、出电端qn12及子受控端qn13，第二n型晶体管qn2亦具有入电端qn21、出电端qn22及子受控端qn23。其中，第一n型晶体管qn1的子受控端qn11电性连接于第二n型晶体管qn2的入电端qn21及第一分压电阻r1的第一端r11，第二n型晶体管qn2的子受控端qn23电性连接于第二分压电阻r2的第一端r21及第三分压电阻r3的第一端r31。第二分电阻r2的第二端r22作为致动器11c的受控端113c，第一n型晶体管qn1的入电端qn11作为致动器11c的第一输电端111c且电性连接于限流电阻rl，第一n型晶体管qn1的出电端qn12、第二n型晶体管qn2的出电端qn22及第三分压电阻r3的第二端r32共同作为致动器11c的第二输电端112c且连接低电位端，其中图2c绘示的接地端作为低电位端。在此实施例中，第一分压电阻r1的第二端r12用于电性连接马达2的电源输入端21，在另一实施例中，第一分压电阻r1的第二端r12亦可连接于另一个电源供应端。

详细来说刹车电路1c的运作机制，当电源供应端3提供电源至马达2时，电流自电源供应端3流经止逆组件12再流至马达2的电源输入端21，且亦流经第二分压电阻rd2及第三分压电阻rd3，使得第二n型晶体管qn2因子受控端qn23处于高电位而导通。此时，第一n型晶体管qn1的子受控端qn13因第二n型晶体管qn2的导通而处于低电位，因此第一n型晶体管qn1处于不导通的状态，也就是说，致动器11c在电源供应端3提供电源至马达2时处于不导通的状态。另一方面，当停止电源供应端3的电源供应至马达2的电源输入端21时，马达2因惯性转动而产生的感应电动势由电源输入端21传入刹车电路1c，此时，止逆组件12阻挡感应电动势回流至致动器11c的受控端113c，使得第二n型晶体管qn2的子受控端qn23处于低电位而不导通。此时，第一n型晶体管qn1的子受控端qn13因第二n型晶体管qn2的不导通而处于高电位，因此第一n型晶体管qn1处于导通的状态，感应电动势由电源输入端21依序经过限流电阻rl及第一n型晶体管qn1再至接地端。也就是说，致动器11c在电源供应端3停止提供电源至马达2时处于导通的状态，且放电路径p2是由限流电阻rl以及致动器11c的第一n型晶体管qn1所构成。

在此实施例中，第一n型晶体管qn1包含bjt，而第二n型晶体管qn2包含mosfet。其中，第一n型晶体管qn1的入电端qn11即是bjt的集极端，出电端qn12即是bjt的射极端，而子受控端qn13则是bjt的基极端；而第二n型晶体管qn2的入电端qn21则即是mosfet的汲极端，出电端qn22即是mosfet的源极端，而子受控端qn23则是mosfet的闸极端。

在再一实施例中，如图2d所示，第一n型晶体管qn1及第二n型晶体管qn2分别包含mosfet。在图2d所示的实施例中，刹车电路1d类似于前述图2c的刹车电路1c，其致动器11d同样包含第一n型晶体管qn1’、第二n型晶体管qn2、第一分压电阻r1、第二分压电阻r2及第三分压电阻r3，其中各组件的连接关系以及电流路径皆类似于图2d所示的实施例，因此于此不再赘述。在更一实施例中，第一n型晶体管qn1及第二n型晶体管qn2亦可皆由bjt所实现，或是第一n型晶体管qn1由mosfet实现而第二n型晶体管qn2由bjt所实现，本发明不予限制。

上述各实施例中的刹车电路1a～1d适用于执行马达2的刹车机制，特别是事务机(例如打印机、复印机、传真机等)中的抬纸装置的马达。请参考图1a、图1b、图2a～图2d及图3，图3为本发明一实施例提供的抬纸装置的示意图，其中抬纸装置5包含上述各实施例中的刹车电路1a～1d的其中之一，下述以刹车电路1表示。抬纸装置5包含本体4及刹车电路1，本体4包含抬纸托盘41、齿轮连动杆件组42、马达2、抬纸高度传感器43以及电源供应端3，其中抬纸托盘41可旋转地设置于用于放置纸张6的纸闸44中；齿轮连动杆件组42衔接于抬纸托盘41及马达2之间；电源供应端口3例如是事务机的电源开关，电性连接于马达2与抬纸高度传感器43。当电源供应端3提供电源至马达2时，齿轮连动杆件组42随着马达2转动，以带动抬纸托盘41转动而将纸闸44中的纸张6抬高。接着，当抬纸高度传感器43判断抬纸托盘41的高度符合预设高度时，将停止电源供应端3的电源供应。举例来说，抬纸高度传感器43包含压力传感器及处理器，当抬纸托盘41的纸张施予压力传感器的压力达预设压力值时，处理器判断抬纸托盘41的高度符合预设高度进而停止电源供应端3的电源供应。

在图3所示的实施例中，马达2包含蜗杆201，对应于齿轮连动杆件组42所包含的蜗轮421，且齿轮连动杆件组42亦包含转臂422，随着蜗杆201与蜗轮421转动以转动抬纸托盘41。特别要说明的是，上述抬纸高度传感器43的种类以及马达2与齿轮连动杆件组42的机构设计皆为示例性的说明，在其它实施例中，抬纸高度传感器43亦可以包含红外线传感器或其它种类的传感器，且马达2与齿轮连动杆件组42的机构亦可以依据通常知识以设计，本发明不予限制。

于此实施例中，刹车电路1设置于马达2及电源供应端3之间以电性连接于二者。如前列图1a及图1b的实施例所述，刹车电路1包含致动器11、止逆组件12及限流电阻rl。致动器11具有第一输电端111、第二输电端112及受控端113，其中受控端113用于连接于电源供应端3，且第一输电端111用于电性连接于马达2的电源输入端21。止逆组件12电性连接于致动器11的受控端113及第一输电端111之间，用于阻挡电流自马达2的电源输入端21流至电源供应端3。限流电阻rl则与致动器11的第一输电端111或第二输电端112串接，以与致动器11的部分电路组成放电路径p2。如前所述，当抬纸装置5的抬纸高度传感器43判断抬纸托盘41的高度符合预设高度时，将停止电源供应端3的电源供应，然而马达2因惯性而会继续转动，进而产生感应电动势。此时，刹车电路1可以提供此感应电动势一放电路径p2，以快速地停止马达2的转动。因此，抬纸托盘41可以更精准地停在高度传感器43所判断得到的高度位置，有效避免事务机因卷走纸张的异常所导致的相关错误。

本发明提供的刹车电路，可以提供由限流电阻及致动器的部分电路所构成的放电路径予所连接的马达。当提供至马达的电源停止时，马达因惯性转动所产生的感应电动势可以通过放电路径消耗，因此马达得以快速地停止转动。对于本发明设置在上述刹车电路中的抬纸装置而言，当抬纸高度符合预期时，通过刹车电路的运作得以快速停止马达转动，避免抬纸托盘过度抬升造成与事务机中其它机构的干涉而损坏，或是夹纸的情况发生。

虽然本发明以上述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的变动，均属本发明的专利保护范围。