TW201332259A - 可發電馬達 - Google Patents

Abstract

一種可發電馬達，係包含：一基座、一轉子、一驅動電路及一蓄電單元。該基座具有一軸接部及一承載面，該承載面位於該軸接部之周邊，該承載面設有一驅動線圈組及一發電線圈組；該轉子具有一旋轉基部、一旋轉軸及一磁吸件，該旋轉基部具有一結合面，該旋轉軸可旋轉地結合該基座之軸接部，該磁吸件設置於該結合面，且該磁吸件具有一感磁面朝向該驅動線圈組及發電線圈組；該驅動電路電性耦接該驅動線圈組，並供輸出一驅動訊號至該驅動線圈組；該蓄電單元電性耦接該發電線圈組，以儲存該發電線圈組所產生的電力。

Description

可發電馬達

本發明係關於一種可發電馬達，尤其是一種具有薄型結構之可發電馬達。

請參照第1圖所示，其係中華民國公告第I347166號「散熱風扇」發明專利案所揭示之一種散熱風扇，該散熱風扇具有一基座91、一扇輪92、一驅動單元93及一發電單元94。該基座91具有一軸管911，該扇輪92可旋轉的樞接於該軸管911，且該扇輪92具有一基部921，該基部921之邊緣朝該基座91之方向延伸形成一環牆922；該驅動單元93包含一第一磁鐵環931及一第一感應線圈932，該第一磁鐵環931結合於該扇輪92之環牆922的內周壁，該第一感應線圈932結合於該基座91之軸管911的外周壁，且該第一磁鐵環931及第一感應線圈932之間具有一第一氣隙A1；該發電單元94包含一第二磁鐵環941及一第二感應線圈942，該第二磁鐵環941結合於該軸管911靠近該扇輪92之基部921的一端，該第二感應線圈942結合於該扇輪92之基部921的內壁，且該第二磁鐵環941及第二感應線圈942之間具有一第二氣隙A2。

當該散熱風扇運轉時，該第一感應線圈932係通電產生交變磁場，以對該第一磁鐵環931產生一磁性推斥力，進而驅動該扇輪92旋轉；此時，由於進行旋轉的該扇輪92也一併帶動該第二感應線圈942，因此該第二感應線圈942係相對該第二磁鐵環941移動，使該第二感應線圈942與該第二磁鐵環941的磁力線因磁交鏈作用而產生感應電流，藉以達到發電之目的。

然而，為求能同時具有上述之電動機及發電機的功能，該散熱風扇不僅需要設有該驅動單元93，也需要另設有該發電單元94。因此，在該散熱風扇之軸向高度中，不僅包含該驅動單元93之第一磁鐵環931及第一感應線圈932之間的第一氣隙A1，也包含該發電單元94之第二磁鐵環941及第二感應線圈942之間的第二氣隙A2，且該第一氣隙A1及第二氣隙A2係分別位在該散熱風扇之不同的軸向高度位置，導致該散熱風扇必須為了達成發電功能而在軸向上增加了第二氣隙A2的高度。同理，由於該散熱風扇除了必須設置該第一磁鐵環931及第一感應線圈932以達成驅動旋轉之目的，也必須設置該第二磁鐵環941及第二感應線圈942以供發電之用，然而該第一磁鐵環931、第一感應線圈932、第二磁鐵環941及第二感應線圈942係位在該散熱風扇之不同的軸向高度位置，因此不僅造成該散熱風扇具有較複雜的結構，且該散熱風扇也無法具有較小的軸向高度。

本發明主要目的係提供一種可發電馬達，該可發電馬達不僅具有驅動及發電之功能，且係呈現薄型結構而具有較小軸向高度，以達成薄型化且可發電之功效。

本發明另一目的係提供一種可發電馬達，該可發電馬達不僅具有驅動及發電之功能，且該可發電馬達之結構簡單，可達成藉由簡單結構即可一併提供驅動及發電功能之功效。

根據本發明之可發電馬達，係包含一基座、一轉子、一驅動電路及一蓄電單元。該基座具有一軸接部及一承載面，該承載面位於該軸接部之周邊，該承載面設有一驅動線圈組及一發電線圈組；該轉子具有一旋轉基部、一旋轉軸及一磁吸件，該旋轉基部具有一結合面，該旋轉軸可旋轉地結合該基座之軸接部，該磁吸件設置於該結合面，且該磁吸件具有一感磁面朝向該驅動線圈組及發電線圈組；該驅動電路電性耦接該驅動線圈組，並供輸出一驅動訊號至該驅動線圈組；該蓄電單元電性耦接該發電線圈組，以儲存該發電線圈組所產生的電力。

所述驅動線圈組及發電線圈組位於該軸接部之相同的軸向高度位置。

所述磁吸件與驅動線圈組之間具有一第一氣隙，該磁吸件與發電線圈組之間具有一第二氣隙，該第一氣隙與第二氣隙在該轉子的軸向上係部分重疊。

所述該驅動線圈組與該軸接部的徑向距離小於該發電線圈組與該軸接部的徑向距離。

所述該發電線圈組與該軸接部的徑向距離小於該驅動線圈組與該軸接部的徑向距離。

所述驅動線圈組及發電線圈組之各線圈與該軸接部的徑向距離相同，且該驅動線圈組之線圈及該發電線圈組之線圈係環繞該軸接部間隔設置。

所述感磁面在該轉子之徑向上的分布範圍，係完全覆蓋該驅動線圈組及發電線圈組在該轉子之徑向上的分布範圍。

所述驅動線圈組及發電線圈組之各線圈係為利用印刷電路或電鑄製程方式形成於一基板之電路佈線式線圈，且該驅動線圈組及發電線圈組係透過該基板設置於該承載面。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2及3圖所示，其係繪示本發明之可發電馬達的較佳實施例。該可發電馬達包含一基座1、一轉子2、一驅動電路3及一蓄電單元4，其中該轉子2可轉動地結合於該基座1，該驅動電路3係連接該基座1並產生用以驅動該轉子2之驅動訊號，該蓄電單元4亦連接該基座1並供儲存在該轉子2旋轉過程中所產生之電力。

該基座1具有一軸接部11、一承載面12、一驅動線圈組13及一發電線圈組14。該軸接部11係容置一軸承111；該承載面12位於該軸接部11之周邊；該驅動線圈組13及發電線圈組14係設置於該承載面12上，並分別環繞該軸接部11設置，且該驅動線圈組13及發電線圈組14較佳係在該軸接部11之相同的軸向高度位置。該驅動線圈組13及發電線圈組14在該承載面12上的配置方式，係可依需求做各種調整，例如：如第4圖所示，該驅動線圈組13與該軸接部11的徑向距離，係可小於該發電線圈組14與該軸接部11的徑向距離，使該發電線圈組14在該承載面12上的設置面積大於該驅動線圈組13在該承載面12上的設置面積；然而，亦可反置該驅動線圈組13及發電線圈組14的位置，將該發電線圈組14設置於較接近該軸接部11且該驅動線圈組13較遠離該軸接部11，使該驅動線圈組13在該承載面12上的設置面積大於該發電線圈組14在該承載面12上的設置面積；或者，如第5圖所示，該驅動線圈組13及發電線圈組14之各線圈與該軸接部11的徑向距離可為相同，且該驅動線圈組13之線圈及該發電線圈組14之線圈係環繞該軸接部11間隔設置。其中，該驅動線圈組13及發電線圈組14之各線圈係可為利用印刷電路或電鑄製程方式形成於一基板15之電路佈線式線圈，且該基板15結合於該承載面12，以便該驅動線圈組13及發電線圈組14透過該基板15設置於該承載面12；然而，該驅動線圈組13及發電線圈組14之各線圈亦可為繞線成型之線圈，直接設置於該承載面12上。

該轉子2包含一旋轉基部21、一旋轉軸22及一磁吸件23。該旋轉基部21具有一結合面211朝向該基座1之承載面12；該旋轉軸22由該旋轉基部21之結合面211凸出並可旋轉地結合於該軸接部11[即連接於該軸接部11中的軸承111]，以便該轉子2可相對該基座1旋轉；該磁吸件23設置於該旋轉基部21之結合面211，且該磁吸件23具有一感磁面231朝向該承載面12上的驅動線圈組13及發電線圈組14，其中該磁吸件23較佳係由磁性材料所構成，例如：具有間隔設置之N、S磁極的磁鐵環。此外，在該轉子2之徑向上，該磁吸件23之感磁面231的分布範圍，較佳係完全覆蓋該驅動線圈組13及發電線圈組14的分布範圍。

該驅動電路3電性連接該驅動線圈組13，而該蓄電單元4則電性連接該發電線圈組14[如第3圖所示]。藉此，當該發電線圈組14環繞於該驅動線圈組13之外圍[如第4圖所示]時，可藉由具有較大設置面積的發電線圈組14產生更多電力儲存至該蓄電單元4；當該驅動線圈組13環繞於該發電線圈組14之外圍時，具有較大設置面積的驅動線圈組13可藉該驅動電路3之驅動訊號產生更強的旋轉驅動磁力；而當該驅動線圈組13之線圈與該發電線圈組14之線圈間隔設置[如第5圖所示]時，本發明之可發電馬達不僅可同時具有驅動及蓄電之功能，且不會額外增加其徑向寬度。

在本發明之可發電馬達運作時，該驅動電路3係輸出該驅動訊號至該驅動線圈組13以產生交變磁場，進而利用該交變磁場透過該磁吸件23驅動該轉子2進行旋轉。另一方面，在該轉子2旋轉時，由於該發電線圈組14會與該磁吸件23之磁力線產生磁交鏈作用，故可在該發電線圈組14產生感應電流，並在該蓄電單元4蓄積電力。

詳言之，本發明之可發電馬達的特徵在於：如第3圖所示，由於該驅動線圈組13及發電線圈組14在軸向上的位置相同，因此該驅動線圈組13與該磁吸件23之間的第一氣隙G1，以及該發電線圈組14與該磁吸件23之間的第二氣隙G2，在該轉子2的軸向上係完全重疊，故不會因為分別設有該驅動線圈組13及發電線圈組14而增加本發明之可發電馬達的厚度。然而，如第6圖所示，依設計上的需求[例如：設置該發電線圈組14較遠離該磁吸件23，以免發電時所產生的反作用力過度影響該轉子2之旋轉作動]，亦可調整該驅動線圈組13及發電線圈組14在軸向上的位置，使該第一氣隙G1及第二氣隙G2在該轉子2的軸向上僅有部分重疊。此外，由於該驅動線圈組13及發電線圈組14係一併朝向該磁吸件23之感磁面231，因此本發明之可發電馬達也不需要額外設置其他磁吸件，不僅可簡化該可發電馬達之結構，且亦可避免增加該可發電馬達的厚度。藉此，本發明之可發電馬達不僅適用於一般尺寸之馬達需求，且亦適用於需要薄型化馬達的情況。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．基座

11．．．軸接部

111．．．軸承

12．．．承載面

13．．．驅動線圈組

14．．．發電線圈組

15．．．基板

2．．．轉子

21．．．旋轉基部

211．．．結合面

22．．．旋轉軸

23．．．磁吸件

231．．．感磁面

3．．．驅動電路

4．．．蓄電單元

G1．．．第一氣隙

G2．．．第二氣隙

[習知]

91．．．基座

911．．．軸管

92．．．扇輪

921．．．基部

922．．．環牆

93．．．驅動單元

931．．．第一磁鐵環

932．．．第一感應線圈

94．．．發電單元

941．．．第二磁鐵環

942．．．第二感應線圈

A1．．．第一氣隙

A2．．．第二氣隙

第1圖：習知散熱風扇側視圖。

第2圖：本發明可發電馬達之較佳實施例的立體分解圖。

第3圖：本發明可發電馬達之較佳實施例的組合剖視圖。

第4圖：本發明可發電馬達之較佳實施例的驅動線圈組及發電線圈組的一種排列方式之設置示意圖。

第5圖：本發明可發電馬達之較佳實施例的驅動線圈組及發電線圈組的另一種排列方式之設置示意圖。

第6圖：本發明可發電馬達之較佳實施例的驅動線圈組及發電線圈組對應於不同氣隙寬度時的組合剖視圖。

1．．．基座

11．．．軸接部

111．．．軸承

12．．．承載面

13．．．驅動線圈組

14．．．發電線圈組

15．．．基板

2．．．轉子

21．．．旋轉基部

211．．．結合面

22．．．旋轉軸

23．．．磁吸件

231．．．感磁面

3．．．驅動電路

4．．．蓄電單元

G1．．．第一氣隙

G2．．．第二氣隙

Claims (8)

1. 一種可發電馬達，其包含：一基座，具有一軸接部及一承載面，該承載面位於該軸接部之周邊，該承載面設有一驅動線圈組及一發電線圈組；一轉子，具有一旋轉基部、一旋轉軸及一磁吸件，該旋轉基部具有一結合面，該旋轉軸可旋轉地結合該基座之軸接部，該磁吸件設置於該結合面，且該磁吸件具有一感磁面朝向該驅動線圈組及發電線圈組；一驅動電路，電性耦接該驅動線圈組，並供輸出一驅動訊號至該驅動線圈組；及一蓄電單元，電性耦接該發電線圈組，以儲存該發電線圈組所產生的電力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可發電馬達，其中該驅動線圈組及發電線圈組位於該軸接部之相同的軸向高度位置。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中該磁吸件與驅動線圈組之間具有一第一氣隙，該磁吸件與發電線圈組之間具有一第二氣隙，該第一氣隙與第二氣隙在該轉子的軸向上係部分重疊。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中該驅動線圈組與該軸接部的徑向距離小於該發電線圈組與該軸接部的徑向距離。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中該發電線圈組與該軸接部的徑向距離小於該驅動線圈組與該軸接部的徑向距離。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中該驅動線圈組及發電線圈組之各線圈與該軸接部的徑向距離相同，且該驅動線圈組之線圈及該發電線圈組之線圈係環繞該軸接部間隔設置。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中，該感磁面在該轉子之徑向上的分布範圍，係完全覆蓋該驅動線圈組及發電線圈組在該轉子之徑向上的分布範圍。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之可發電馬達，其中該驅動線圈組及發電線圈組之各線圈係為利用印刷電路或電鑄製程方式形成於一基板之電路佈線式線圈，且該驅動線圈組及發電線圈組係透過該基板設置於該承載面。