CN1414686A - 藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机 - Google Patents

Abstract

一种藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机。为提供一种能驱动电机转子作轴向位移、调控其与电机磁场间的电机特性的电机，提出本发明，它包括机壳、电机磁场、电机转子及电机传输转轴；电机传输转轴与电机转子间/电机传输转轴与所驱动传动元件间设有驱动电机转子作轴向位移的可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧。

Description

藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机

技术领域

本发明属于电机，特别是一种藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机。

背景技术

市售习知回转电机的商品中有藉锥形电机转子结合锥孔型电机磁场结构，以在开机时藉两者的轴向电磁吸力驱动轴向常态闭合的制动装置，即其功能为作为操控常态闭合制动装置的轴向驱动动力源，惟电机特性仍为单一特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能驱动电机转子作轴向位移、调控其与电机磁场间的电机特性的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机。

本发明包括机壳、电机磁场、电机转子及电机传输转轴；电机传输转轴与电机转子间/电机传输转轴与所驱动传动元件间设有驱动电机转子作轴向位移的可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧。

其中：

螺旋螺帽结构为具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构。

电机磁场F100：含由交流或直流发电机或电动机电机磁场结构所构成者；其结构型态包括：

F1：电机磁场的磁极与电机转子间呈常态稳定平均分布的电机磁场结构者；或为

F2：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈不同电机磁场强度分布者；或为

F3：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈与电机转子具不同间隙结构者；或为

F4：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧由多个永磁式磁极或激磁绕组W100所激磁的磁极或两者混合作轴向串列构成者；或为

F5：由F1～F4其中两种或两种以上结构型态所构成者；

电机转子R100：含由各种习用交流或直流发电机或电动机的永磁式、凸极式、磁滞式、绕组激磁式、整流子式、涡流式、鼠笼式等各种交流或直流有刷或无刷、同步或异步转子所单独或混合构成的电机转子，其藉逆转矩作转子轴致动调控的结构型态含：电机转子R100与传输转轴S100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有回转轴承B100及止推轴承PB100，以及设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，以在电机转子R100与传输转轴S100作发电机功能运作或电动机功能运作时，藉电机转子R100与传输转轴S100间的转矩作用于两者间可逆向致动螺旋结构SC100而产生设定方向的轴向位移，以使电机转子R100和电机磁场F100间产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者。

电机转子R100的传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴S100与机壳H100间设有可供回转驱动及轴向位移的轴承SB100，以及设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，而输出负载侧的传动机构T100，供藉轴向抗拉及可回转的轴承B500结构结合于机壳H100，当电机转子R100与传输转轴S100因发电机功能运作或电动机功能运作时，其逆转矩藉传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间的可逆向致动螺旋结构SC200的作用，而产生设定方向的轴向位移，以和电机磁场F100产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动选定操控机构或检测装置者。

电机转子R100与传输转轴S100间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，进一步含可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴S100作逆向驱动、调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的相对位置以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子R100与传输转轴S100间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者。

电机转子R100与传输转轴S100间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，其单侧或两侧所设置的轴向预力弹簧SP100结构与机壳H100之间，可进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧SP100作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧SP100对电机转子R100的轴向预力，以及调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的位置关系进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠我滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴S100与机壳H100间设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，并进一步可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴S100作逆向驱动，进而调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的相对位置，以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子R100与传输转轴S100间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者。

传输转轴S100与负载例的传动结构T100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴5100与机壳H100间设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，并进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧SP100作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧SP100对电机转子R100的轴向预力，以及调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的位置关系，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

传输转轴S300同时具有两段分别为顺时针方向CW及另段为反时针方向CCW的由螺旋螺帽结构，或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100’，以分别耦合于两个别的电机转子R100，两电机转子R100间设有预力弹簧SP100；前述双电机转子的传输转轴S300包括为呈一体的传输转轴结构者。

双电机转子R100可为具两段各别传输转轴S300’所构成者。

两各别传输转轴S300’间可进一步在两各别传输转轴S300’间加设可藉人力或机力或流力或电力或磁力操控的离合器CL100以使两电机转子R100作结合联合运转或各别的分离运转者。

两各别电机转子R100分别耦合于个别电机磁场F100结构，两电机转子R100间设有预力弹簧SP100，而两各别电机转子R100可为相同特性或不同特性的电机转子结构，两电机转子R100所耦合的电机磁场F100亦可为相同特性或不同特性的电机磁场结构；此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机构成的方式含：

(1)轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100之间，以在其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子R100呈轴向相互迫紧的调控位移者；

(2)轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100的两外侧，而于其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子R100呈轴向相互分离的调控位移者；

(3)轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100的中间及外侧，以正转或反转逆转矩加大时，两各别电机转子R100分别呈轴向相互迫紧或相互分离的调控位移者。

双电机转子结构亦可在两各别电机转子加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴作逆向驱动，进而调控及设定电机转子与电机磁场的相对位置，以主动调控电机特性并可依需要加设电机转子与传输转轴间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者，或为加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对轴向预力弹簧的预力调控及设定机构，以主动调控及设定预力弹簧对电机转子的轴向预力，以调控及设定电机转子与电机磁场的位置关系中，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

双电机转子及各别电机磁场结构的电机，包括两者皆为发电机或两者皆为电动机，或一组为发电机、另一组为电动机的结构者。

电机转子R100与电机磁场F100的电磁效应结构面含：电机转子的铁芯轴向积厚大于、等于或小于电机磁场结构者。

电机转子与电机磁场间产生轴向位移的发电机或电动机性能的调控模式，包括可调控发电机的电压、电流、频率等输入对输出的线性等特性；可调控电动机的转速、转矩、同步或异步等输入对输出的线性等特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：电机磁场磁极的轴向厚度大于电机转子磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式为藉电机转子磁极与电机磁场于藉逆转矩产生轴向相对位移中，使固定特性的电机转子耦合于不同磁通密度或不同间隙，或不同磁极或不同激磁方式或其他不同电机物理特性，及不同电机结构的不同形态电机磁场结构以产生所需的发电机或电动机的运转及输出特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：电机转子磁极的轴向厚度大于电机磁场磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式包括为藉电机转子磁极与电机磁场磁极藉逆转矩产生轴向相对位移中，电机磁场所耦合的电机转子可为轴向呈多段环路的鼠笼转子结构，而各段鼠笼转子结构具有不同电机特性者，或可为由绕线激磁的转子或永磁式或凸极式或磁滞式或涡流式的转子所构成，而具有沿轴向变化的外径者，或电机转子为具整流子式的电枢，配合轴向致动调控位移而具特定呈轴向延长的整流子CM100，以加大其与电刷BU100的耦合范围者：藉由前述各种交流或直流有刷或无刷电机转子，特定具有不同外径或不同极数及不同激磁方式，或其他由不同电机特性或不同电机结构型态的电机转子结构所构成，以产生所需的发电机或电动机的运转及传输特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：藉由设置具不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以产生所选定的随逆转矩作轴向致动调控其电动机或发电机的运转特性或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者。

具不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以及结合可操控电机转子作轴向位移及位置设定的相关机构，以经由外部以人力或机力或流力或电磁效应驱动力，以调控电机转子与电机磁场的相对电机相对耦合位置，进而调控电机运转特性者；藉回转电机壳体的一端面供设置内具环状螺旋结构轴向调整座AB100，以供耦合环形牵动块AN100，而环形牵动块AN100的外部设有螺旋结构，供与轴向调整座AB100内面环形螺旋结构相对耦合，两者螺旋结构的螺旋攻角为不可逆向传动者，环形牵动块AH100供设于转轴外径较小的阶级段，以在环形牵动块AN100被手轮HD100旋动时或被其他人力或机力或流力或磁力的机构所牵动时，可作轴向的单向或双向牵动传输转轴S100，以改变结合于传输转轴S100的电机转子与电机磁场的相对耦合位置，进而调控电机特性者，环形牵动块AN100与传输转轴S100之间为可回转相对转动，并可依需要设置轴承或润滑性的套筒结构者。

电机转子与电机磁场两者的机械相对位移驱动关系为呈外电机转子回转型电机结构，或内电机转子回转型电机结构，或磁场结构与电机转子两者皆可回转动的双动型或线型驱动者。

电机的结构合由圆筒状回转电机结构或锥状回转电机结构或线型电机结构所构成者。

由于本发明包括机壳、电机磁场、电机转子及电机传输转轴；电机传输转轴与电机转子间/电机传输转轴与所驱动传动元件间设有驱动电机转子作轴向位移的可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧。藉由可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧，当电机运转时，藉电机转子与负载间逆向转矩大小，以驱动电机转子作轴向位移，进而调控其与电机磁场间的电机特性或牵动轴向操控离合器或牵动其他选定操控机构或检测装置，即可驱动电机转子作轴向位移，藉以调控其与电机磁场间的电机特性，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为本发明的结构示意剖视图。

图2、为图1中A-A剖面图。

图3、为本发明传输转轴与负载侧的传动结构间设有可逆向致动螺旋结构的结构示意剖视图。

图4、为本发明双电机转子配置呈一体的传输转轴、两转子中间设置弹簧结构的结构示意剖视图。

图5、为本发明双电机转子具两段各别传输转轴结构的结构示意剖视图。

图6、为本发明双电机转子具两段各别传输转轴结构的结构示意剖视图(传输转轴间加设可操控离合器)。

图7、为本发明预力弹簧设置于两电机转子之间结构示意剖视图。

图8、为本发明预力弹簧设置于两电机转子之两外侧结构示意剖视图。

图9、本发明预力弹簧设置于两电机转子之间及两外侧结构示意剖视图。

图10、为本发明双电机转子具各别传输转轴及两电机转子之间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图11、为本发明双电机转子具各别传输转轴及两电机转子与外侧机壳间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图12、为本发明双电机转子具各别传输转轴、两电机转子之间及与外侧机壳间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图13、为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器及两电机转子之间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图14、为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器及两电机转子与外侧机壳间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图15、为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器、两电机转子之间及与外侧机壳间设置预力弹簧结构示意剖视图。

图16、为本发明轴向呈多段环路的鼠笼转子的结构示意剖视图。

图17、为本发明呈轴向延长的整流子式电枢结构示意剖视图。

图18、为本发明藉随逆转矩作轴向致动以牵动轴向操控离合器结构示意剖视图。

图19、为本发明可作轴向调整设定电机磁场或电机转子结构示意剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要构成含：

电机磁场F100：含由交流或直流发电机或电动机电机磁场结构所构成者；其结构型态包括：

F1：电机磁场的磁极与电机转子间呈常态稳定平均分布的电机磁场结构者；或为

F2：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈不同电机磁场强度分布者；或为

F3：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈与电机转子具不同间隙结构者；或为

F4：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧由多个永磁式磁极或激磁绕组W100所激磁的磁极或两者混合作轴向串列构成者；或为

F5：由F1～F4其中两种或两种以上结构型态所构成者；

电机转子R100：含由各种习用交流或直流发电机或电动机的永磁式、凸极式、磁滞式、绕组激磁式、整流子式、涡流式、鼠笼式等各种交流或直流有刷或无刷、同步或异步转子所单独或混合构成的电机转子，其藉逆转矩作转子轴向致动调控的结构型态含：

(1)如图1、图2所示，电机转子R100与传输转轴S100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有回转轴承B100及止推轴承PB100，以及设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，以在电机转子R100与传输转轴S100作发电机功能运作或电动机功能运作时，藉电机转子R100与传输转轴S100间的转矩作用于两者间可逆向致动螺旋结构SC100而产生设定方向的轴向位移，以使电机转子R100和电机磁场F100间产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者：或为

(2)此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机亦可如图2、图3所示的电机转子R100的传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴S100与机壳H100间设有可供回转驱动及轴向位移的轴承SB100，以及设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，而输出负载侧的传动机构T100，供藉轴向抗拉及可回转的轴承B500结构结合于机壳H100，当电机转子R100与传输转轴S100因发电机功能运作或电动机功能运作时，其逆转矩藉传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间的可逆向致动螺旋结构SC200的作用，从而产生设定方向的轴向位移，以和电机磁场F100产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动选定操控机构或检测装置者，如图3所示为本发明传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间设有可逆向致动螺旋结构SC200剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；或为

前述如图1所示的第(1)项的电机转子R100与传输转轴S100间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，进一步合可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴作逆向驱动，调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的相对位置以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子R100与传输转轴S100间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者；或为

(4)前述如图1所示的第(1)项的电机转子R100与传输转轴S100间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100，其单侧或两侧所设置的轴向预力弹簧SP100结构与机壳H100之间，可进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧SP100作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧SP100对电机转子R100的轴向预力，以及调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的位置关系进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者；或为

(5)前述如图3所示的第(2)项所述的传输转轴S100与负载侧的传动结构T100设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴S100与机壳H100间设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，并进一步可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴S100作逆向驱动，进而调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的相对位置，以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子R100与传输转轴S100间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者；或为

(6)前述如图3所示的第(2)项所述的传输转轴S100与负载侧的传动结构T100间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC200，电机转子R100的传输转轴S100与机壳H100间设有可供传输转轴S100作回转驱动及轴向位移的轴承SB100，并在电机转子R100与单侧或双侧机壳H100之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧SP100结构，并进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧SP100作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧SP100对电机转子R100的轴向预力，以及调控及设定电机转子R100与电机磁场F100的位置关系，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

如图4所示，此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，再进一步亦可由传输转轴S300同时具有两段分别为顺时针方向(CW)及另段为反时钟方向(CCW)的由螺旋螺帽结构，或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构SC100’，以分别耦合于两个别的电机转子R100，两电机转子间设有预力弹簧SP100；前述双电机转子的传输转轴S300包括为呈一体的传输转轴结构，如图4所示为本发明双电机转子配置呈一体的传输转轴而两转子中间设置预力弹簧结构例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；或如图5所示，由两段各别传输转轴S300’所构成，本发明双电机转子具两段各别传输转轴结构，其A-A’剖面示意图与图2相同；或进一步在两各别传输转轴S300’间加设可藉人力或机力或流力或电力或磁力操控的离合器CL100以使两电机转子作结合联合运转或各别的分离运转者。如图6所示，本发明双电机转子由两段各别传输转轴S300’间加设可操控离合器，其A-A’剖面示意图与图2相同；前述两各别电机转子R100分别耦合于个别电机磁场F100结构，两电机转子R100间设有预力弹簧SP100，而两各别电机转子R100可为相同特性或不同特性的电机转子结构，两电机转子R100所耦合的电机磁场F100亦可为相同特性或不同特性的电机磁场结构；

此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机构成的方式含：

(1)如图7所示，轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100之间，以在其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子R100呈轴向相互迫紧的调控位移者；如图7所示为本发明预力弹簧设置于两电机转子R100之间的剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；

(2)如图8所示，轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100的两外侧，而于其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子R100呈轴向相互分离的调控位移者；如图8所示为本发明预力弹簧SP100设置于两电机转子R100的两外侧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；

(3)如图9所示，轴向预力弹簧SP100设置于两电机转子R100的中间及外侧，以正转或反转逆转矩加大时，两各别电机转子R100分别呈轴向相互迫紧或相互分离的调控位移者；如图9所示为本发明预力弹簧SP100设置于两电机转子R100之间及两外侧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

同样的如图5所示的实施例本发明的双电机转子具各别传输转轴结构，或如图6所示实施例在两各别传输转轴间加设可操控离合器的应用中，预力弹簧的设置原则亦同。

如图10所示，为本发明双电机转子具各别传输转轴及两电机转子之间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

如图11所示，为本发明双电机转子具各别传输转轴及两电机转子与外侧机壳间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

如图12所示，为本发明双电机转子具各别传输转轴及两电机转子之间及与外侧机壳间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

如图13所示，为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器及两电机转子之间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

如图14所示，为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器及两电机转子与外侧机壳间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

如图15所示，为本发明双电机转子的各别传输转轴间设有可操控离合器及两电机转子之间及与外侧机壳间设置预力弹簧实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同。

上述双电机转子结构亦可在两各别电机转子加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴作逆向驱动，进而调控及设定电机转子与电机磁场的相对位置，以主动调控电机特性并可依需要加设电机转子与传输转轴间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者，或为加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对轴向预力弹簧的预力调控及设定机构，以主动调控及设定预力弹簧对电机转子的轴向预力，以调控及设定电机转子与电机磁场的位置关系中，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

上述双电机转子及各别电机磁场结构的电机，包括两者皆为发电机或两者皆为电动机，或一组为发电机或另一组为电动机的结构者。

此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其电机转子R100与电机磁场F100的电磁效应结构面含：

(1)电机转子的铁芯轴向积厚大于电机磁场结构者；

(2)电机转子的铁芯轴向积厚等于电机磁场结构者；

(3)电机转子的铁芯轴向积厚小于电机磁场结构者。

此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其电机转子与电机磁场间产生轴向位移的发电机或电动机性能的调控模式，包括可调控发电机的电压、电流、频率等输入对输出的线性等特性；可调控电动机的转速、转矩、同步或异步等输入对输出的线性等特性或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者，此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机其逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：

(1)电机磁场磁极的轴向厚度大于电机转子磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式为藉电机转子磁极与电机磁场于藉逆转矩产生轴向相对位移中，使固定特性的电机转子耦合于不同磁通密度或不同间隙，或不同磁极或不同激磁方式或其他不同电机物理特性，及不同电机结构的不同形态电机磁场结构以产生所需的发电机或电动机的运输及输出特性或牵动选定操控机构或检测装置者；

(2)电机转子磁极的轴向厚度大于电机磁场磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式包括为藉电机转子磁极与电机磁场磁极藉逆转矩产生轴向相对位移中，电机磁场所耦合的电机转子可为轴向呈多段环路的鼠笼转子结构，而各段鼠笼转子结构具有不同电机特性者，如图16所示，为本发明的轴向呈多段环路的鼠笼转子结构剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；或可为由绕线激磁的转子或永磁式或凸极式或磁滞式或涡流式的转子所构成，而具有沿轴向变化的外径者，或电机转子为具整流子式的电枢，配合轴向致动调控位移而具特定呈轴向延长的整流子CM100，以加大其与电刷BU100的耦合范围者；如图17所示，为本发明的呈轴向延长的整流子式电枢实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；藉著前述各种交流或直流有刷或无刷电机转子，特定具有不同外径或不同极数及不同激磁方式，或其他由不同电机特性或不同电机结构型态的电机转子结构所构成，以产生所需的发电机或电动机的运转及传输特性或牵动选定操控机构或检测装置者；

如图18所示，藉由设置电机磁场磁极的轴向厚度大于电机转子磁极的轴向厚度或电机转子磁极的轴向厚度大于电机磁场磁极的轴向厚度不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以产生所选定的随逆转矩作轴向致动调控其电动机或发电机的运转特性或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者。如图18所示，为本发明藉随逆转矩作轴向致动以牵动轴向操控离合器的实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与图2相同；

如图19所示，藉由设置电机磁场磁极的轴向厚度大于电机转子磁极的轴向厚度或电机转子磁极的轴向厚度大于电机磁场磁极的轴向厚度不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以及结合可操控电机转子作轴向位及位置设定的相关机构，以经由外部以人力或机力或流力或电磁效应驱动力，以调控电机转子与电机磁场的相对电机相对耦合位置，进而调控电机运转特性者；图19所示为本发明可作轴向调整设定电机磁场或电机转子实施例剖视示意图，其A-A’剖面示意图与圆2相同；其特征为藉回转电机壳体的一端面供设置内具环状螺旋结构轴向调整座AB100，以供耦合环形牵动块AN100，而环形牵动块AN100的外部设有螺旋结构，供与轴向调整座AB100内向环形螺旋结构相对耦合，两者螺旋结构的螺旋攻角为不可逆向传动者，环形牵动块AN100供藉环状压块L100及固定螺丝BL100固锁于转轴外径较小的阶级段，以在环形牵动块AN100被手轮HD100旋动时或被其他人力或机力或流力或磁力的机构所牵动时，可作轴向的单向或双向牵动传输转轴S100，以改变结合于传输转轴S100的电机转子与电机磁场的相对耦合位置，进而调控电机特性者，环形牵动块AN100与传输转轴S100之间为可回转相对转动，并可依需要设置轴承或润滑性的套筒结构者。

图19所示的轴向调整设定结构，由于相同功能的机构甚多，图19所示的实施例仅为范例之一，并非用以限制；其他相同功能的结构可由习知相关功能结构作类推者。

此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其电机转子与电机磁场两者的机械相对位移驱动关系含：

(1)外电机转子回转型电机结构；

(2)内电机转子回转型电机结构；

(3)磁场结构与电机转子两者皆可回转动的双动型；

(4)线型驱动。

此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机的结构含：

(1)圆筒状回转电机结构；

(2)锥状回转电机结构；

(3)线型电机结构。

综合上述，此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，为揭示藉在电机传输转轴与电机转子间或电机传输转轴与所驱动传动元件间，设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧，以使电机运转时，藉电机转子与负载间的逆向转矩大小及驱动方向的状态，以调控电机转子作轴向位移，进而调控电机转子其与电机磁场间的电机特性或牵动轴向操控离合器CLS100或牵动其他选定操控机构或检测装置者，功能确切、创意新颖，申请人遍查先前技艺并无揭示，请依法核审为祈。

Claims (22)

1、一种藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，它包括机壳、电机磁场、电机转子及电机传输转轴；其特征在于所述的电机传输转轴与电机转子间/电机传输转轴与所驱动传动元件间设有驱动电机转子作轴向位移的可逆向致动螺旋结构及轴向预力弹簧。

2、如权利要求1所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的螺旋螺帽结构为具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构。

3、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的：

电机磁场(F100)：含由交流或直流发电机或电动机电机磁场结构所构成者；其结构型态包括：

(F1)：电机磁场的磁极与电机转子间呈常态稳定平均分布的电机磁场结构者；或为

(F2)：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈不同电机磁场强度分布者；或为

(F3)：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧呈与电机转子具不同间隙结构者；或为

(F4)：电机磁场的磁极与电机转子间的轴向单侧或双侧由多个永磁式磁极或激磁绕组(W100)所激磁的磁极或两者混合作轴向串列构成者；或为

(F5)：由F1～F4其中两种或两种以上结构型态所构成者；

电机转子(R100)：含由各种习用交流或直流发电机或电动机的永磁式、凸极式、磁滞式、绕组激磁式、整流子式、涡流式、鼠笼式等各种交流或直流有刷或无刷、同步或异步转子所单独或混合构成的电机转子，其藉逆转矩作转子轴致动调控的结构型态含：电机转子(R100)与传输转轴(S100)间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC100)，电机转子(R100)与单侧或双侧机壳(H100)之间设有回转轴承(B100)及止推轴承(PB100)，以及设有可自由随动回转的轴向预力弹簧(SP100)结构，以在电机转子(R100)与传输转轴(S100)作发电机功能运作或电动机功能运作时，藉电机转子(R100)与传输转轴(S100)间的转矩作用于两者间可逆向致动螺旋结构(SC100)而产生设定方向的轴向位移，以使电机转子(R100)和电机磁场(F100)间产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动轴向操控离合器(CLS100)或牵动其他选定操控机构或检测装置者。

4、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子(R100)的传输转轴(S100)与负载侧的传动结构(T100)间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC200)，电机转子(R100)的传输转轴(S100)与机壳(H100)间设有可供回转驱动及轴向位移的轴承(SB100)，以及设有可供传输转轴(S100)作回转驱动及轴向位移的轴承(SB100)，并在电机转子与单侧或双侧机壳(H100)之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧(SP100)结构，而输出负载侧的传动机构(T100)，供藉轴向抗拉及可回转的轴承(B500)结构结合于机壳(H100)，当电机转子(R100)与传输转轴(S100)因发电机功能运作或电动机功能运作时，其逆转矩藉传输转轴(S100)与负载侧的传动结构(T100)间的可逆向致动螺旋结构(SC200)的作用，而产生设定方向的轴向位移，以和电机磁场(F100)产生设定的发电机或电动机性能的调控或牵动选定操控机构或检测装置者。

5、如权利要求3所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子(R100)与传输转轴(S100)间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC100)，进一步含可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴(S100)作逆向驱动、调控及设定电机转子(R100)与电机磁场(F100)的相对位置以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子(R100)与传输转轴(S100)间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者。

6、如权利要求3所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子(R100)与传输转轴(S100)间所设置由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC100)，其单侧或两侧所设置的轴向预力弹簧(SP100)结构与机壳(H100)之间，可进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧(SP100)作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧(SP100)对电机转子(R100)的轴向预力，以及调控及设定电机转子(R100)与电机磁场(F100)的位置关系进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

7、如权利要求4所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的传输转轴(S100)与负载侧的传动结构(T100)间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠我滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC200)，电机转子(R100)的传输转轴(S100)与机壳(H100)间设有可供传输转轴(S100)作回转驱动及轴向位移的轴承(SB100)，并在电机转子(R100)与单侧或双侧机壳(H100)之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧(SP100)结构，并进一步可藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴(S100)作逆向驱动，进而调控及设定电机转子(R100)与电机磁场(F100)的相对位置，以主动调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者，此外并可依需要加设电机转子(R100)与传输转轴(S100)间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者。

8、如权利要求4所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的传输转轴(S100)与负载例的传动结构(T100)间设有由螺旋螺帽结构或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC200)，电机转子(R100)的传输转轴5100与机壳(H100)间设有可供传输转轴(S100)作回转驱动及轴向位移的轴承(SB100)，并在电机转子(R100)与单侧或双侧机壳(H100)之间设有可自由随动回转的轴向预力弹簧(SP100)结构，并进一步加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关机构装置，以对预力弹簧(SP100)作预力调控及轴向位移量的设定，以主动调控及设定预力弹簧(SP100)对电机转子(R100)的轴向预力，以及调控及设定电机转子(R100)与电机磁场(F100)的位置关系，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

9、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的传输转轴(S300)同时具有两段分别为顺时针方向(CW)及另段为反时针方向(CCW)的由螺旋螺帽结构，或具滚珠或滚柱的螺旋螺帽结构所构成的可逆向致动螺旋结构(SC100’)，以分别耦合于两个别的电机转子(R100)，两电机转子(R100)间设有预力弹簧(SP100)；前述双电机转子的传输转轴(S300)包括为呈一体的传输转轴结构者。

10、如权利要求9所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的双电机转子(R100)可为具两段各别传输转轴(S300’)所构成者。

11、如权利要求9所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的两各别传输转轴(S300’)间可进一步在两各别传输转轴(S300’)间加设可藉人力或机力或流力或电力或磁力操控的离合器(CL100)以使两电机转子(R100)作结合联合运转或各别的分离运转者。

12、如权利要求9所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的两各别电机转子(R100)分别耦合于个别电机磁场(F100)结构，两电机转子(R100)间设有预力弹簧(SP100)，而两各别电机转子(R100)可为相同特性或不同特性的电机转子结构，两电机转子(R100)所耦合的电机磁场(F100)亦可为相同特性或不同特性的电机磁场结构；此项藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机构成的方式含：

(1)轴向预力弹簧(SP100)设置于两电机转子(R100)之间，以在其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子(R100)呈轴向相互迫紧的调控位移者；

(2)轴向预力弹簧(SP100)设置于两电机转子(R100)的两外侧，而于其中一回转方向逆转矩变大时，两各别电机转子(R100)呈轴向相互分离的调控位移者；

(3)轴向预力弹簧(SP100)设置于两电机转子(R100)的中间及外侧，以正转或反转逆转矩加大时，两各别电机转子(R100)分别呈轴向相互迫紧或相互分离的调控位移者。

13、如权利要求9所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的双电机转子结构亦可在两各别电机转子加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对传输转轴作逆向驱动，进而调控及设定电机转子与电机磁场的相对位置，以主动调控电机特性并可依需要加设电机转子与传输转轴间的相对位移量限制装置或定位锁固装置者，或为加设藉人力或机力或流力或电力驱动的相关装置以对轴向预力弹簧的预力调控及设定机构，以主动调控及设定预力弹簧对电机转子的轴向预力，以调控及设定电机转子与电机磁场的位置关系中，进而调控电机特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

14、如权利要求9所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的双电机转子及各别电机磁场结构的电机，包括两者皆为发电机或两者皆为电动机，或一组为发电机、另一组为电动机的结构者。

15、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子(R100)与电机磁场(F100)的电磁效应结构面含：电机转子的铁芯轴向积厚大于、等于或小于电机磁场结构者。

16、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子与电机磁场间产生轴向位移的发电机或电动机性能的调控模式，包括可调控发电机的电压、电流、频率等输入对输出的线性等特性；可调控电动机的转速、转矩、同步或异步等输入对输出的线性等特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

17、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：电机磁场磁极的轴向厚度大于电机转子磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式为藉电机转子磁极与电机磁场于藉逆转矩产生轴向相对位移中，使固定特性的电机转子耦合于不同磁通密度或不同间隙，或不同磁极或不同激磁方式或其他不同电机物理特性，及不同电机结构的不同形态电机磁场结构以产生所需的发电机或电动机的运转及输出特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

18、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：电机转子磁极的轴向厚度大于电机磁场磁极的轴向厚度时，则其电机性能的调控模式包括为藉电机转子磁极与电机磁场磁极藉逆转矩产生轴向相对位移中，电机磁场所耦合的电机转子可为轴向呈多段环路的鼠笼转子结构，而各段鼠笼转子结构具有不同电机特性者，或可为由绕线激磁的转子或永磁式或凸极式或磁滞式或涡流式的转子所构成，而具有沿轴向变化的外径者，或电机转子为具整流子式的电枢，配合轴向致动调控位移而具特定呈轴向延长的整流子(CM100)，以加大其与电刷(BU100)的耦合范围者：藉由前述各种交流或直流有刷或无刷电机转子，特定具有不同外径或不同极数及不同激磁方式，或其他由不同电机特性或不同电机结构型态的电机转子结构所构成，以产生所需的发电机或电动机的运转及传输特性或牵动选定操控机构或检测装置者。

19、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的逆转矩作电机转子轴向致动调控的结构包括：藉由设置具不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以产生所选定的随逆转矩作轴向致动调控其电动机或发电机的运转特性或牵动轴向操控离合器(CLS100)或牵动其他选定操控机构或检测装置者。

20、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的具不同物理特性及不同电机结构的电机磁场及电机转子，以及结合可操控电机转子作轴向位移及位置设定的相关机构，以经由外部以人力或机力或流力或电磁效应驱动力，以调控电机转子与电机磁场的相对电机相对耦合位置，进而调控电机运转特性者；藉回转电机壳体的一端面供设置内具环状螺旋结构轴向调整座(AB100)，以供耦合环形牵动块(AN100)，而环形牵动块(AN100)的外部设有螺旋结构，供与轴向调整座(AB100)内面环形螺旋结构相对耦合，两者螺旋结构的螺旋攻角为不可逆向传动者，环形牵动块(AH100)供设于转轴外径较小的阶级段，以在环形牵动块(AN100)被手轮(HD100)旋动时或被其他人力或机力或流力或磁力的机构所牵动时，可作轴向的单向或双向牵动传输转轴(S100)，以改变结合于传输转轴(S100)的电机转子与电机磁场的相对耦合位置，进而调控电机特性者，环形牵动块(AN100)与传输转轴(S100)之间为可回转相对转动，并可依需要设置轴承或润滑性的套筒结构者。

21、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机转子与电机磁场两者的机械相对位移驱动关系为呈外电机转子回转型电机结构，或内电机转子回转型电机结构，或磁场结构与电机转子两者皆可回转动的双动型或线型驱动者。

22、如权利要求1或2所述的藉逆转矩作转子轴向致动调控的电机，其特征在于所述的电机的结构合由圆筒状回转电机结构或锥状回转电机结构或线型电机结构所构成者。

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