CN103066796B - 无源式传动马达及无源式风扇结构 - Google Patents

Abstract

一种无源式传动马达，包括一底座、一定子总成、一转轴、一转子总成、一第一金属转盘、至少一第一磁极对及一第二金属转盘。定子总成连接于底座。转轴以转动的方式连接于底座。转子总成连接于转轴。转子总成与定子总成交互作用而驱使转轴转动。第一金属转盘连接于转轴。第一磁极对设置于第一金属转盘之上。第二金属转盘套设于转轴之上，并且相对于第一磁极对。当转轴转动而驱使第一金属转盘转动时，设置于第一金属转盘上的第一磁极对与第二金属转盘产生电磁交互作用而驱使第二金属转盘相对于第一金属转盘转动。

Description

无源式传动马达及无源式风扇结构

技术领域

本发明涉及一种传动马达和风扇结构，特别涉及一种无源式传动马达和无源式风扇结构。

背景技术

请参阅图1，一种现有的风扇1主要包括有一定子11、一转子12、一底座13及一叶轮14。定子11设置于底座13上。当定子11通电而与转子12产生交互作用时，转子12连同叶轮14即会相对于底座13进行转动，因而可以产生风力。

如上所述，在此种现有的风扇1之中，为了使风量增加，多半是增加叶轮14上的叶片对空气作功的面积，亦即采用较大尺寸的风扇。然而，此种方式会产生一些缺点。

首先，当叶轮14的叶片本身的重量增加时，转子12的重量也会跟着增加，因此需要配置较大型的驱动装置以提供所需的扭力。然而，这种方式除了会使得整个风扇1变得较为笨重外，其还会增加风扇1建构上的成本。

其次，当大尺寸的风扇1作动时，其转速的上限会受到限制，因而会导致驱动装置无法在最佳的工作效率下运转。同时，大尺寸的风扇1所消耗的功率会随即增加，因此在能量的使用上是相对没有效率的。

有鉴于此，本发明的目的是要提供一种无源式传动马达，其仅需运用一小型的驱动装置即能驱使一大型的负载机构或一大型叶轮运转，以达成节省能源消耗及提高能源使用效率的目的。

发明内容

本发明的目的是为了要解决上述的问题。

为解决上述问题，本发明的一实施例提供一种无源式传动马达，其包括一底座；一定子总成，该定子总成连接于该底座；一转轴，该转轴以转动的方式连接于该底座；一转子总成，该转子总成连接于该转轴，其中，该转子总成与该定子总成交互作用而驱使该转轴转动；一第一金属转盘，连接于该转轴，由该转轴带动旋转；至少一第一磁极对，设置于该第一金属转盘之上；以及一第二金属转盘，套设于该转轴之上，并且相对于该第一磁极对设置，其中，当该转轴转动而驱使该第一金属转盘转动时，设置于该第一金属转盘上的该第一磁极对与该第二金属转盘产生磁力交互作用而驱使该第二金属转盘相对于该第一金属转盘转动。

根据上述实施例，该无源式传动马达更包括至少一第二磁极对，设置于该第二金属转盘之上，并且相对于该第一磁极对，其中，当该转轴转动而驱使该第一金属转盘转动时，设置于该第一金属转盘上的该第一磁极对与设置于该第二金属转盘上的该第二磁极对产生磁力交互作用而驱使该第二金属转盘相对于该第一金属转盘转动。

根据上述实施例，该第一磁极对为轴向充磁的磁极对。

根据上述实施例，该第二磁极对为轴向充磁的磁极对。

根据上述实施例，该第一磁极对为轴向充磁且一体成型的环状磁极对。

根据上述实施例，该第二磁极对为轴向充磁且一体成型的环状磁极对。

根据上述实施例，该第一磁极对为径向充磁的磁极对。

根据上述实施例，该第二磁极对为径向充磁的磁极对。

根据上述实施例，该第一磁极对为径向充磁且一体成型的环状磁极对。

根据上述实施例，该第二磁极对为径向充磁且一体成型的环状磁极对。

根据上述实施例，该第二金属转盘围绕该第一磁极对。

根据上述实施例，该第二磁极对围绕该第一磁极对。

根据上述实施例，该第一金属转盘及该第二金属转盘由导磁性金属或非导磁性金属所制成。

本发明的另一实施例提供一种无源式风扇结构，其包括一无源式传动马达，包括：一底座；一定子总成，该定子总成连接于该底座；一转轴，该转轴以转动的方式连接于该底座；一转子总成，该转子总成连接于该转轴，其中，该转子总成与该定子总成交互作用而驱使该转轴转动；一第一金属转盘，该第一金属转盘连接于该转轴；至少一第一磁极对，设置于该第一金属转盘之上；以及一第二金属转盘，套设于该转轴之上，并且相对于该第一磁极对，其中，当该转轴转动而驱使该第一金属转盘转动时，设置于该第一金属转盘上的该第一磁极对与该第二金属转盘产生电磁交互作用而驱使该第二金属转盘相对于该第一金属转盘转动；至少一第一扇叶，连接于该第一金属转盘；以及至少一第二扇叶，连接于该第二金属转盘，因此当第二金属转盘受到第一磁极对的电磁交互作用而转动时，第二扇叶也会随之转动。

根据上述实施例，该无源式风扇结构还包括至少一第三扇叶，设置于无源式传动马达的第二金属转盘及第二扇叶之间，该第一扇叶转动以产生一气流，并借由该气流带动该至少一第三扇叶旋转，而第三扇叶与第二扇叶相连接，因此第二扇叶也会同时被带动旋转。

由于第二扇叶是通过第一扇叶所产生的气流来带动旋转，其启始的速度较慢，而通过设置于第一金属转盘上的第一磁极对与第二金属转盘产生的磁力交互作用，会驱使第二金属转盘相对于第一金属转盘转动，进而使得第二扇叶的启始速度提升。

根据上述实施例，该无源式风扇结构还包括一第一支架，连接于该转轴、该第一金属转盘及该第一扇叶，其中，该第一金属转盘借由该第一支架而连接于该转轴，以及该第一扇叶借由该第一支架而连接于该第一金属转盘。

根据上述实施例，该无源式风扇结构还包括一第二支架，该第二支架套设于该转轴之上，并且连接于该第二金属转盘及该第二扇叶，其中，该第二金属转盘借由该第二支架而套设于该转轴之上，以及该第二扇叶借由该第二支架而连接于该第二金属转盘。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

附图说明

图1显示一种现有的风扇的部分剖面及平面示意图；

图2显示本发明的第一实施例的一种无源式传动马达的部分剖面及平面示意图；

图3A至图3E显示本发明的第一实施例的一种无源式传动马达的各种不同型式的第一磁极对与第一金属转盘结合的立体示意图；

图4显示本发明的第一实施例的一种无源式传动马达的部分构造的运作示意图；

图5显示本发明的第一实施例的另一种无源式传动马达的部分剖面及平面示意图；

图6显示运用本发明的第一实施例的无源式传动马达的一种无源式风扇结构的部分剖面及平面示意图；

图7显示本发明的第二实施例的一种无源式传动马达的部分剖面及平面示意图；

图8显示本发明的第二实施例的一种无源式传动马达的部分构造的剖面示意图；

图9显示本发明的第二实施例的另一种无源式传动马达的部分剖面及平面示意图；

图10显示本发明的第二实施例的另一种无源式传动马达的部分构造的剖面示意图；以及

图11显示运用本发明的第二实施例的无源式传动马达的一种无源式风扇结构的部分剖面及平面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1～风扇

11～定子

12～转子

13～底座

14～叶轮

101、101’、102、102’～无源式传动马达

110～底座

120～转子总成

130～转轴

140～定子总成

151、151’～第一金属转盘

152、152’～第二金属转盘

161、161’～第一磁极对

162、162’～第二磁极对

171～第一支架

172～第二支架

173～环形导流结构

181～第一扇叶

182～第二扇叶

183～第三扇叶

1001、1002～无源式风扇结构

C～涡电流

M～电磁场

S～容置空间

具体实施方式

兹配合附图说明本发明的较佳实施例。

第一实施例

请参阅图2，本实施例的一种无源式传动马达101主要包括有一底座110、一转子总成120、一转轴130、一定子总成140、一第一金属转盘151、多个第一磁极对161及一第二金属转盘152。

转子总成120是连接于转轴130。

转轴130是以转动的方式连接于底座110。

定子总成140是连接于底座110。在此，定子总成140可与转子总成120交互作用而驱使转轴130转动。在此，由于定子总成140与转子总成120交互作用早已为一般马达内部普遍的运作原理，故在此不予赘述。

第一金属转盘151是连接于转轴130。更具体而言，第一金属转盘151是借由一第一支架171而连接于转轴130(亦即，第一支架171是连接于转轴130，而第一金属转盘151又是连接于第一支架171)。在此，第一支架171可以用来连接其他的负载机构，以提供延伸运用的功能。此外，在本实施例的中，第一金属转盘151可以是选择性地由导磁性金属(例如，钢)或非导磁性金属(例如，铜、铝等)所制成。

第一磁极对161是设置于第一金属转盘151之上。在此，如图3A、图3B、图3C及图3D所示，每一个第一磁极对161皆包含有两个极性相反的磁极(N、S)，而这些磁极可以具有任意的几何形状。值得注意的是，本实施例的每一个第一磁极对161皆为轴向充磁的磁极对。换言之，每一个第一磁极对161中的磁极所提供的磁场或磁力线方向皆是平行于转轴130的轴心。此外，第一磁极对161除了可以利用黏贴的方式设置于第一金属转盘151之上(如图3A、图3B及图3C所示)，其还可以利用螺栓锁附的方式设置于第一金属转盘151之上(如图3D所示)。另外，如图3E所示，本实施例的多个第一磁极对161亦可以为轴向充磁且一体成型的环状磁极对。

如图2所示，第二金属转盘152是套设于转轴130之上，并且第二金属转盘152是相对于多个第一磁极对161。更具体而言，第二金属转盘152是借由一第二支架172而套设于转轴130之上(亦即，第二支架172是套设于转轴130之上，并且第二支架172是连接于第二金属转盘152)。在此，第二支架172亦可以用来连接其他的负载机构，以提供延伸运用的功能。同样地，在本实施例之中，第二金属转盘152可以是选择性地由导磁性金属(例如，钢)或非导磁性金属(例如，铜、铝等)所制成。

如上所述，当转轴130转动而驱使第一金属转盘151转动时，设置于第一金属转盘151上的多个第一磁极对161会与第二金属转盘152产生电磁交互作用而驱使第二金属转盘152相对于第一金属转盘151转动。更详细的来说，如图4所示，当第一金属转盘151转动时，设置于第一金属转盘151上的多个第一磁极对161所提供的轴向磁通量会对第二金属转盘152感应出涡电流C，而涡电流C会再对第二金属转盘152感应出电磁场M。因此，借由第一金属转盘151与第二金属转盘152间的磁场交互作用，即可达到使第二金属转盘152相对于第一金属转盘151转动的效果。

此外，为了使第二金属转盘152由静止到转动的启动性及加速性能更加改善，第二金属转盘152上亦可以选择性地设置有一或多个第二磁极对162，如图5的另一种无源式传动马达101’所示。在此，第二磁极对162是相对于第一磁极对161，并且第二磁极对162亦必须为轴向充磁的磁极对。换言之，第二磁极对162中的磁极所提供的磁场或磁力线方向皆是平行于转轴130的轴心。此外，第二磁极对162亦可以为轴向充磁且一体成型的环状磁极对。在本发明一实施例中，第一磁极对或第二磁极对包括偶数个磁极对。

如上所述，当转轴130转动而驱使第一金属转盘151转动时，设置于第一金属转盘151上的多个第一磁极对161会与设置于第二金属转盘152上的多个第二磁极对162产生电磁交互作用而驱使第二金属转盘152相对于第一金属转盘151转动。

特别的是，借由变更第一金属转盘151及/或第二金属转盘152上所设置的磁极对的数目、比例及/或(磁极)形状，即可使得第二金属转盘152达到最佳的启动性、加速性及相对于第一金属转盘151的转速差。

如上所述，在无源式传动马达101、101’之中，由于第二金属转盘152的转速相较于第一金属转盘151会来得小，故第二金属转盘152可以用来驱动较高负载的装置或机构。也就是说，无源式传动马达101、101’仅需运用一小型的驱动装置(亦即，小型的转子总成120及定子总成140)即能驱使一大型的负载装置或机构运转，因而可以达成节省能源消耗及提高能源使用效率的目的。

以下将说明无源式传动马达101的实际应用例子。

举例来说，如图6所示，一种无源式风扇结构1001可以采用无源式传动马达101来作为驱动源。在此，除了无源式传动马达101的结构外，无源式风扇结构1001还包括有多个第一扇叶181、多个第二扇叶182、多个第三扇叶183及一环形导流结构173。

多个第一扇叶181是连接于第一支架171(或者，多个第一扇叶181是借由第一支架171而连接于第一金属转盘151)。

多个第二扇叶182是连接于第二支架172(或者，多个第二扇叶182是借由第二支架172而连接于第二金属转盘152)。

多个第三扇叶183是设置于无源式传动马达101的第二金属转盘152及多个第二扇叶182之间。多个第一扇叶181转动以产生一气流，并借由该气流带动多个第三扇叶183旋转。

环形导流结构173是设置于多个第二扇叶182与多个第三扇叶183之间，多个第二扇叶182是连接于环形导流结构173的外壁，多个第三扇叶183是连接环形导流结构173的内壁。此外，环形导流结构173的内壁围绕出一容置空间S，多个第一扇叶181是延伸至容置空间S内。

此外，第一支架171与第一扇叶181为一体成形的结构，第二支架172、第二扇叶182、第三扇叶183及环形导流结构173为一体成形的结构。

如图6所示，第一扇叶181的尺寸是比第二扇叶182的尺寸来得小。换句话说，第一扇叶181可以视为是较低负载的机构，而第二扇叶182可以视为是较高负载的机构。因此，当无源式传动马达101运转时，被转轴130所直接驱动的第一扇叶181会具有较高的转速，而第二扇叶182会具有较低的转速。如上所述，以无源式传动马达101来同时驱动大尺寸的第二扇叶182以及小尺寸的第一扇叶181可以具有节省能源消耗及提高能源使用效率的效果。

第二实施例

在本实施例中，与第一实施例相同的元件均标示以相同的符号。

请参阅图7，本实施例的一种无源式传动马达102主要包括有一底座110、一转子总成120、一转轴130、一定子总成140、一第一金属转盘151’、多个第一磁极对161’及一第二金属转盘152’。

第一金属转盘151’是连接于转轴130。更具体而言，第一金属转盘151’是借由一第一支架171而连接于转轴130(亦即，第一支架171是连接于转轴130，而第一金属转盘151’又是连接于第一支架171)。同样地，第一支架171可以用来连接其他的负载机构，以提供延伸运用的功能。此外，第一金属转盘151’亦可以是选择性地由导磁性金属(例如，钢)或非导磁性金属(例如，铜、铝等)所制成。

第一磁极对161’是设置于第一金属转盘151’之上。在此，如图8所示，每一个第一磁极对161’皆包含有两个极性相反的磁极(N、S)，而这些磁极可以具有任意的几何形状。值得注意的是，本实施例的每一个第一磁极对161’皆为径向充磁的磁极对。换言之，每一个第一磁极对161’中的磁极所提供的磁场或磁力线方向皆是垂直于转轴130的轴心。同样地，第一磁极对161’除了可以利用黏贴的方式设置于第一金属转盘151’之上外，其还可以利用螺栓锁附的方式设置于第一金属转盘151’之上。另外，仍如图8所示，本实施例的多个第一磁极对161’亦可以为径向充磁且一体成型的环状磁极对。

如图7所示，第二金属转盘152’是套设于转轴130之上，并且第二金属转盘152’是相对于且围绕着多个第一磁极对161’。更具体而言，第二金属转盘152’是借由一第二支架172而套设于转轴130之上(亦即，第二支架172是套设于转轴130之上，并且第二支架172是连接于第二金属转盘152’)。同样地，第二支架172可以用来连接其他的负载机构，以提供延伸运用的功能。此外，第二金属转盘152亦可以是选择性地由导磁性金属(例如，钢)或非导磁性金属(例如，铜、铝等)所制成。

如上所述，当转轴130转动而驱使第一金属转盘151’转动时，设置于第一金属转盘151’上的多个第一磁极对161’会与第二金属转盘152’产生电磁交互作用而驱使第二金属转盘152’相对于第一金属转盘151’转动。在此，相关的运作原理可参考第一实施例中所述。

此外，为了使第二金属转盘152’由静止到转动的启动性及加速性能更加改善，第二金属转盘152’上亦可以选择性地设置有一或多个第二磁极对162’，如图9的另一种无源式传动马达102’所示。在此，如图10所示，第二磁极对162’是相对于且围绕着第一磁极对161’，以及第二磁极对162’亦必须为径向充磁的磁极对。换言之，第二磁极对162’中的磁极所提供的磁场或磁力线方向亦皆是垂直于转轴130的轴心。此外，第二磁极对162’亦可以为径向充磁且一体成型的环状磁极对。

如上所述，当转轴130转动而驱使第一金属转盘151’转动时，设置于第一金属转盘151’上的多个第一磁极对161’会与设置于第二金属转盘152’上的多个第二磁极对162’产生电磁交互作用而驱使第二金属转盘152’相对于第一金属转盘151’转动。

同样地，借由变更第一金属转盘151’及/或第二金属转盘152’上所设置的磁极对的数目、比例及/或(磁极)形状，即可使得第二金属转盘152’达到最佳的启动性、加速性及相对于第一金属转盘151’的转速差。

同样地，在无源式传动马达102、102’之中，由于第二金属转盘152’的转速相较于第一金属转盘151’会来得小，故第二金属转盘152’可以用来驱动较高负载的装置或机构。也就是说，无源式传动马达102、102’仅需运用一小型的驱动装置(亦即，小型的转子总成120及定子总成140)即能驱使一大型的负载装置或机构运转，因而可以达成节省能源消耗及提高能源使用效率的目的。

至于本实施例的其他元件构造、特征或运作方式均与第一实施例相同，故为了使本案的说明书内容能更清晰易懂起见，在此省略其重复的说明。

以下将说明无源式传动马达102的实际应用例子。

举例来说，如图11所示，一种无源式风扇结构1002可以采用无源式传动马达102来作为驱动源。在此，除了无源式传动马达102的结构外，无源式风扇结构1002还包括有多个第一扇叶181及多个第二扇叶182。

同样地，第一扇叶181可以视为是较低负载的机构，而第二扇叶182可以视为是较高负载的机构。因此，当无源式传动马达102运转时，被转轴130所直接驱动的第一扇叶181会具有较高的转速，而第二扇叶182会具有较低的转速。如上所述，以无源式传动马达102来同时驱动大尺寸的第二扇叶182以及小尺寸的第一扇叶181可以具有节省能源消耗及提高能源使用效率的效果。此外，由于第二扇叶是通过第一扇叶所产生的气流来带动旋转，其启始的速度较慢，而通过设置于第一金属转盘上的第一磁极对与第二金属转盘产生的磁力交互作用，会驱使第二金属转盘相对于第一金属转盘转动，进而使得第二扇叶的启始速度提升。

虽然本发明已以较佳实施例揭露于上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (16)

1.一种无源式风扇结构，其特征在于，包括：

无源式传动马达，包括：

一底座；

一定子总成，连接于该底座；

一转轴，以转动的方式连接于该底座；

一转子总成，连接于该转轴，其中，该转子总成与该定子总成交互作用而驱使该转轴转动；

一第一金属转盘，由该转轴带动旋转；

至少一第一磁极对，设置于该第一金属转盘之上；

一第二金属转盘，相对于该第一磁极对设置，其中，当该转轴转动而驱使该第一金属转盘转动时，设置于该第一金属转盘上的该第一磁极对与该第二金属转盘产生磁力交互作用而驱使该第二金属转盘相对于该第一金属转盘转动；以及

一第一支架及一第二支架，该第一金属转盘借由该第一支架而连接于该转轴，该第二金属转盘借由该第二支架而套设于该转轴之上；

至少一第一扇叶，连接于该无源式传动马达的该第一金属转盘；以及

至少一第二扇叶，连接于该无源式传动马达的该第二金属转盘。

2.如权利要求1所述的无源式风扇结构，其特征在于，还包括至少一第二磁极对，设置于该第二金属转盘之上，并且相对于该第一磁极对，其中，当该转轴转动而驱使该第一金属转盘转动时，设置于该第一金属转盘上的该第一磁极对与设置于该第二金属转盘上的该第二磁极对产生磁力交互作用而驱使该第二金属转盘相对于该第一金属转盘转动。

3.如权利要求2所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一磁极对或该第二磁极对为轴向充磁的磁极对。

4.如权利要求3所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一磁极对或该第二磁极对为一体成型的环状磁极对。

5.如权利要求2所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一磁极对或该第二磁极对包括偶数个磁极对。

6.如权利要求2所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一磁极对或该第二磁极对为径向充磁的磁极对。

7.如权利要求6所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一磁极对或该第二磁极对为一体成型的环状磁极对。

8.如权利要求7所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第二金属转盘围绕该第一磁极对。

9.如权利要求2所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第二磁极对围绕该第一磁极对。

10.如权利要求1所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一金属转盘及该第二金属转盘由导磁性金属或非导磁性金属所制成。

11.如权利要求1所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一支架连接于该无源式传动马达的该转轴、该第一金属转盘及该第一扇叶，该第一扇叶借由该第一支架而连接于该第一金属转盘。

12.如权利要求11所述的无源式风扇结构，其特征在于，还包括至少一第三扇叶，设置于该无源式传动马达的该第二金属转盘及该至少一第二扇叶之间，该至少一第一扇叶转动以产生一气流，并借由该气流带动该至少一第三扇叶旋转。

13.如权利要求12所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第二支架套设于该转轴之上，并且连接于该第二金属转盘及该第三扇叶，该第三扇叶借由该第二支架而连接于该第二金属转盘。

14.如权利要求13所述的无源式风扇结构，其特征在于，还包括一环形导流结构，设置于该至少一第二扇叶与该至少一第三扇叶之间，该至少一第二扇叶连接于该环形导流结构的外壁，该至少一第三扇叶连接该环形导流结构的内壁。

15.如权利要求14所述的无源式风扇结构，其特征在于，该环形导流结构的内壁围绕出一容置空间，该至少一第一扇叶延伸至该容置空间内。

16.如权利要求15项所述的无源式风扇结构，其特征在于，该第一支架与该第一扇叶为一体成形的结构，该第二支架、该第二扇叶、该第三扇叶及该环形导流结构为一体成形的结构。