CN103248186B - 可发电马达 - Google Patents

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Abstract

一种可发电马达，包含：一基座，具有一轴管、一承载面、一第一定子组及一第二定子组，该承载面位于该轴管的周边，该第一定子组结合于该轴管的外周壁，该第二定子组位在该承载面上；一转子，具有一旋转基部、一旋转轴及一磁性元件，该旋转基部形成一侧墙，该旋转轴可旋转地结合该轴管，该磁性元件设置于该侧墙且具有一轴向延伸部及一径向延伸部，一第一感磁面位在该轴向延伸部且朝向该第一定子组，一第二感磁面位在该径向延伸部且朝向该第二定子组；一驱动电路，电耦接该二定子组之中的一个；一用电单元，电耦接该二定子组之中的另一个。该可发电马达仅设置单个磁性元件，具有极为简单的结构，可达成降低结构复杂度、制造困难度及制造成本的功效。

Description

可发电马达
技术领域
本发明有关于一种可发电马达，尤其是一种结构简单的可发电马达。
背景技术
请参照图1所示，其是中国台湾公告第M290267号“可发光的散热风扇”新型专利案所揭示的一种现有具发电功能的散热风扇，该散热风扇具有一基座81、一扇轮82、一驱动单元83、一发电单元84及一发光单元85。该基座81具有一轴管811，该扇轮82可旋转的枢接于该轴管811，且该扇轮82具有一基部821，该基部821的边缘朝该基座81的方向延伸形成一环墙822；该驱动单元83包含一第一磁铁环831及一第一线圈元件832，该第一磁铁环831结合于该扇轮82的环墙822的内周壁，该第一线圈元件832结合于该基座81的轴管811的外周壁，且该第一磁铁环831及第一线圈元件832之间具有一第一径向气隙A1；该发电单元84包含一第二磁铁环841及一第二线圈元件842，该第二磁铁环841结合于该第一线圈元件832靠近该扇轮82的基部821的一端，该第二线圈元件842结合于该扇轮82并邻近该基部821，且该第二磁铁环841及第二线圈元件842之间具有一第二径向气隙A2；该发光单元85设置邻近于该基部821并与该第二线圈元件842电连接，且该发光单元85具有一发光体851穿透该扇轮82的环墙822。
当该散热风扇运转时，该第一线圈元件832通电产生交变磁场，以对该第一磁铁环831产生一磁性推斥力，进而驱动该扇轮82旋转；此时，由于进行旋转的该扇轮82也一并带动该第二线圈元件842，因此该第二线圈元件842相对该第二磁铁环841移动，使该第二线圈元件842与该第二磁铁环841的磁力线因磁交链作用而产生感应电流，借此利用该第二线圈元件842所产生的感应电流致动该发光单元85的发光体851发出光线。
为求能使该驱动单元83具有较佳的驱动效率，一般均会设计该第一磁铁环831及第一线圈元件832朝向该第一径向气隙A1的二表面具有较大面积，以提高该第一磁铁环831与该第一线圈元件832之间的磁性推斥力；同理，为提高该发电单元84的发电量，也可增加该第二磁铁环841及第二线圈元件842朝向该第二径向气隙A2的二表面的面积。然而，如图1所示，在增加上述表面的面积的同时，显然也会增加该现有散热风扇的轴向高度，因而会造成此现有散热风扇无法缩减其轴向上的尺寸。此外，由于该第一磁铁环831及第二磁铁环841是分隔设置，因此造成该现有散热风扇具有较为复杂的结构。
请参照图2所示，其是中国台湾公告第I343518号“可自发光的散热风扇”发明专利案所揭示的另一种现有具发电功能的散热风扇。相较于前述的散热风扇，此一现有散热风扇以其扇轮91的侧墙部911的内表面结合设置一驱动单元92的第一磁铁环921，并可相对于该驱动单元92的第一线圈元件922转动；此外，该现有散热风扇另以其扇轮91的侧墙部911的底面结合设置一发电单元93的第二线圈元件931，并可相对于该发电单元93的第二磁铁环932转动。此外，另设有一发光单元94设置于该扇轮91上，且电连接该发电单元93的第二线圈元件931。借此，在该第一线圈元件922通电推动该第一磁铁环921以驱动该扇轮91旋转时，相对于该第二磁铁环932移动的第二线圈元件931即可产生感应电流，驱使该发光单元94发光。然而，在现今马达微型化及薄型化的趋势之下，一般设计均会设法缩减各元件的长度、宽度及厚度，而该现有散热风扇的侧墙部911的底面的面积极为有限，显然不易于此底面位置设置具有复杂绕线结构的该第二线圈元件931，且由于该侧墙部911的底面的面积极为狭小，故纵使可在该底面设置该第二线圈元件931，该第二线圈元件931也仅能提供极小的发电量。
基于上述原因，有必要进一步提供改良的可发电马达，以期不仅能够符合微型化的需求，且具有较为简单的结构，甚至可具有较大的发电量。
发明内容
本发明主要目的是提供一种可发电马达，该可发电马达不仅具有驱动及发电的功能，且仅设置单个磁性元件，具有极为简单的结构，可达成降低结构复杂度、制造困难度及制造成本的功效。
本发明另一目的是提供一种可发电马达，该可发电马达不仅具有驱动及发电的功能，且可在不增加马达整体体积的情况下，达成提高发电量的功效。
根据本发明的可发电马达，包含一基座、一转子、一驱动电路及一用电单元。该基座具有一轴管、一承载面、一第一定子组及一第二定子组，该承载面位于该轴管的周边，该第一定子组结合于该轴管的外周壁，该第二定子组位在该承载面上；该转子具有一旋转基部、一旋转轴及一磁性元件，该旋转基部朝该基座延伸形成一侧墙，该旋转轴可旋转地结合该基座的轴管，该磁性元件设置于该侧墙，且该磁性元件具有一轴向延伸部及一径向延伸部，一第一感磁面位在该轴向延伸部且朝向该第一定子组，该第二感磁面位在该径向延伸部且朝向该第二定子组；该驱动电路电耦接该第一定子组及第二定子组之中的一个；该用电单元电耦接该第一定子组及第二定子组之中的另一个。
所述轴向延伸部结合于该侧墙的内表面，该径向延伸部结合于该侧墙邻近该承载面的一端。
在该转子的径向上，该侧墙具有一第一径向宽度，该轴向延伸部具有一第二径向宽度，该径向延伸部具有一第三径向宽度，且该第三径向宽度大于该第一径向宽度及第二径向宽度的总和。
在该转子的径向上，该侧墙具有一第一径向宽度，该轴向延伸部具有一第二径向宽度，该径向延伸部具有一第三径向宽度，且该第三径向宽度等于该第一径向宽度及第二径向宽度的总和。
所述第一定子组具有至少一径向磁极面朝向该第一感磁面，该第二定子组具有至少一轴向磁极面朝向该第二感磁面。
在该侧墙贴接该磁性元件之处由导磁材料形成一封磁层。
本发明的有益效果在于：本发明的可发电马达的转子上仅需设置该磁性元件而不需设有任何线圈，因此即使为达微型化的目的而设计该侧墙仅具有极薄的厚度，也不会增加本发明的可发电马达的制造困难度或制造成本；更且，由于该磁性元件具有该轴向延伸部及径向延伸部，因此仅需设有单个磁性元件，即可由该磁性元件的第一感磁面及该第一定子组的径向磁极面产生驱动效果，并由该磁性元件的第二感磁面及该第二定子组的轴向磁极面产生发电效果。此外，由于该第二感磁面与该第二定子组的轴向磁极面之间为轴向气隙，因此纵使为提高发电效率而增加该第二感磁面及轴向磁极面的面积，也不会增加该可发电马达的轴向高度。
附图说明
图1：一种现有具发电功能的散热风扇的组合剖视图。
图2：另一种现有具发电功能的散热风扇的组合剖视图。
图3：本发明可发电马达的第一实施例的立体分解图。
图4：本发明可发电马达的第一实施例的组合剖视图。
图5：本发明可发电马达的第二实施例的立体分解图。
图6：本发明可发电马达的第二实施例的组合剖视图。
其中：
〔本发明〕
1基座11轴管111轴承
12承载面13第一定子组131径向磁极面
14第二定子组141轴向磁极面2转子
21旋转基部211侧墙211a封磁层
22旋转轴23磁性元件231轴向延伸部
232径向延伸部233第一感磁面234第二感磁面
3驱动电路4用电单元Ga轴向气隙
Gr径向气隙W1第一径向宽度W2第二径向宽度
W3第三径向宽度
〔现有技术〕
81基座811轴管82扇轮
821基部822环墙83驱动单元
831第一磁铁环832第一线圈元件84发电单元
841第二磁铁环842第二线圈元件85发光单元
851发光体91扇轮911侧墙部
92驱动单元921第一磁铁环922第一线圈元件
93发电单元931第二线圈元件932第二磁铁环
94发光单元A1第一径向气隙A2第二径向气隙。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图3及图4所示，其绘示了本发明的可发电马达的第一实施例。该可发电马达包含一基座1、一转子2、一驱动电路3及一用电单元4，其中该转子2可转动地结合于该基座1，该驱动电路3结合该基座1并产生用以驱动该转子2的驱动信号，该用电单元4也结合该基座1并供储存或使用在该转子2旋转过程中所产生的电力。
该基座1具有一轴管11、一承载面12、一第一定子组13及一第二定子组14。该轴管11容置一轴承111；该承载面12位于该轴管11的周边；该第一定子组13结合于该轴管11的外周壁，且该第一定子组13具有至少一径向磁极面131，该径向磁极面131通过一径向气隙Gr朝向该转子2，且该径向磁极面131较佳是由堆叠的数个磁极片的外周缘所共同形成；该第二定子组14位于该承载面12上并环绕该轴管11，该第二定子组14具有至少一轴向磁极面141，该轴向磁极面141通过一轴向气隙Ga朝向该转子2。
该转子2包含一旋转基部21、一旋转轴22及一磁性元件23。该旋转基部21的边缘朝该基座1的方向延伸以形成一侧墙211；该旋转轴22由该旋转基部21朝该基座1凸出，且该旋转轴22是可旋转地结合于该轴管11﹝即连接于该轴管11中的轴承111﹞，以便该转子2可相对该基座1旋转；该磁性元件23设置于该旋转基部21的侧墙211，且该磁性元件23较佳是由磁性材料所构成，例如：具有间隔设置的N、S磁极的磁铁环。详言之，如图4所示，该磁性元件23具有一轴向延伸部231、一径向延伸部232、第一感磁面233及一第二感磁面234，该轴向延伸部231结合于该侧墙211的内表面，该径向延伸部232结合于该侧墙211邻近该承载面12的一端，该第一感磁面233位于该轴向延伸部231且朝向该第一定子组13的径向磁极面131，而该第二感磁面234则位于该径向延伸部232且朝向该第二定子组14的轴向磁极面141。其中，如图4所示，在该转子2的径向上，该侧墙211具有一第一径向宽度W1，该轴向延伸部231具有一第二径向宽度W2，该径向延伸部232具有一第三径向宽度W3。在本实施例中，该第三径向宽度W3等于该第一径向宽度W1及第二径向宽度W2的总和，且该轴向延伸部231及径向延伸部232以一体成型的方式构成。此外，可在该侧墙211贴接该磁性元件23之处以导磁材料形成一封磁层211a，以降低漏磁对该马达的各元件的影响。
请再参照图4所示，该驱动电路3电连接该第一定子组13，而该用电单元4则电连接该第二定子组14。然而，由于该驱动电路3及用电单元4与该基座1连接的目的在于：以该驱动电路3所产生的驱动信号通过该基座1控制该转子2旋转，再借助旋转的转子2使该基座1发电并蓄电于或供电至该用电单元4。因此，该驱动电路3及用电单元4与该第一定子组13及第二定子组14的连接关系并不仅限如图4所示，也可将该驱动电路3电连接该第二定子组14，并将该用电单元4电连接该第一定子组13。此外，该驱动电路3可设置于本发明的可发电马达之外，然而也可以电路板的形式设置于该可发电马达的基座1中。
在图4所示的本发明可发电马达运作时，该驱动电路3输出该驱动信号至该第一定子组13的线圈以产生交变磁场，进而利用该交变磁场对该磁性元件23的第一感磁面233产生一磁性推斥力，驱动该转子2进行旋转。另一方面，在该转子2旋转时，由于该第二定子组14会与该磁性元件23的第二感磁面234的磁力线产生磁交链作用，故可在该第二定子组14的线圈产生感应电流，进而在该用电单元4蓄积或使用电力。
详言之，本发明的可发电马达的特点在于：本发明的可发电马达的转子2上仅需设置该磁性元件23而不需设有任何线圈，因此即使为达微型化的目的而设计该侧墙211仅具有极薄的厚度，也不会增加本发明的可发电马达的制造困难度或制造成本；更且，由于该磁性元件23具有该轴向延伸部231及径向延伸部232，因此仅需设有单个磁性元件23，即可由该磁性元件23的第一感磁面233及该第一定子组13的径向磁极面131产生驱动效果，并由该磁性元件23的第二感磁面234及该第二定子组14的轴向磁极面141产生发电效果。此外，由于该第二感磁面234与该第二定子组14的轴向磁极面141之间为轴向气隙，因此纵使为提高发电效率而增加该第二感磁面234及轴向磁极面141的面积，也不会增加该可发电马达的轴向高度。
请参照图5及图6所示，其是绘示了本发明的可发电马达的第二实施例。在本实施例中，该轴向延伸部231及径向延伸部232可各别成型之后再加以结合形成该磁性元件23，且该第三径向宽度W3大于该第一径向宽度W1及第二径向宽度W2的总和，借此增加该第二感磁面234的面积。同时，并对应增加该第二定子组14的轴向磁极面141的面积，借此提高本发明的可发电马达的发电量。借助上述结构，本发明的可发电马达能够在不增加马达的整体体积的情况下增加发电量。
但以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种可发电马达，其特征在于，包含：
一个基座，具有一个轴管、一个承载面、一个第一定子组及一个第二定子组，该承载面位于该轴管的周边，该第一定子组结合于该轴管的外周壁，该第二定子组位在该承载面上；
一个转子，具有一个旋转基部、一个旋转轴及一个磁性元件，该旋转基部朝该基座延伸形成一个侧墙，该旋转轴能够旋转地结合该基座的轴管，该磁性元件设置于该侧墙，且该磁性元件具有一个轴向延伸部及一个径向延伸部，一个第一感磁面位在该轴向延伸部且朝向该第一定子组，一个第二感磁面位在该径向延伸部且朝向该第二定子组，该轴向延伸部结合于该侧墙的内表面，该径向延伸部结合于该侧墙邻近该承载面的一端；
一个驱动电路，电耦接该第一定子组及第二定子组之中的一个；及
一个用电单元，电耦接该第一定子组及第二定子组之中的另一个。
2.如权利要求1所述的可发电马达，其特征在于，在该转子的径向上，该侧墙具有一个第一径向宽度，该轴向延伸部具有一个第二径向宽度，该径向延伸部具有一个第三径向宽度，且该第三径向宽度大于该第一径向宽度及第二径向宽度的总和。
3.如权利要求1所述的可发电马达，其特征在于，在该转子的径向上，该侧墙具有一个第一径向宽度，该轴向延伸部具有一个第二径向宽度，该径向延伸部具有一个第三径向宽度，且该第三径向宽度等于该第一径向宽度及第二径向宽度的总和。
4.如权利要求1所述的可发电马达，其特征在于，该第一定子组具有至少一个径向磁极面朝向该第一感磁面，该第二定子组具有至少一个轴向磁极面朝向该第二感磁面。
5.如权利要求1所述的可发电马达，其特征在于，在该侧墙贴接该磁性元件之处由导磁材料形成一个封磁层。
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