TW201519572A - 自行車用之雙轉子馬達 - Google Patents

Abstract

一種自行車用之雙轉子馬達，包含有：一殼體，其內設有一定子組件以及一轉子組件；該定子組件，具有一定子座，以及一線圈環固設於該定子座，該線圈環上設有沿其圓周分布的多相繞組；該轉子組件，具有一轉子固定座、一內轉子以及一外轉子，該內轉子以及該外轉子係呈環狀而固設於該轉子固定座且相隔預定距離，該內轉子及該外轉子之相對面分別設有複數內磁鐵及複數外磁鐵，且該等內磁鐵與該等外磁鐵的磁極極性係為同極相對；該線圈環及該多相繞組係位於該等內磁鐵與該等外磁鐵之間。

Description

自行車用之雙轉子馬達

本發明係與馬達有關，特別是指一種自行車用之雙轉子馬達。

按，習知之自行車用的中置馬達，其電機功率較低，推力不足。而且體積較大，造成設計及安裝的困難。此外，習知之自行車用的中置馬達使用了較多的材料(例如矽鋼片及銅線繞組)，使得成本居高不下。凡此種種均有待改進。

本發明之主要目的在於提供一種自行車用之雙轉子馬達，其可較習知馬達具有更小的體積，且具有較高的電機功率，藉此不但提供較高的推力，亦可使得設計及安裝更為容易。

本發明之再一目的在於提供一種自行車用之雙轉子馬達，其可減少材料的使用，進而降低成本。

緣是，本發明所提供之一種自行車用之雙轉子馬達，包含有：一殼體，其內設有一定子組件以及一轉子組件；該定子組件，具有一定子座固定於該殼體，以及一線圈環固設於該定子座，該線圈環上設有沿其圓周分布的多相繞組，且該多相繞組係沿該線圈環的徑向環形繞製；該轉子組件，具有一轉子固定座、一內轉子以及一外轉子，該內轉子以及該外轉子係呈環狀而固設於該轉子固定座且相隔預定距離，該內轉子及該外轉子之相對面分別設有複數內磁鐵及複數外磁鐵，該等內磁鐵及該等外磁鐵的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵與該等外磁鐵的磁極極性係為同極相對；該線圈環及該多相繞組係位於該等內磁鐵與該等外磁鐵之間，該轉子固定座係固定於一轉軸，該轉軸與該定子座 之間係設有至少一軸承。

藉此，本發明可具有較高的電機功率且又可以縮小體積，並可減少材料的使用，進而降低成本。

本發明所提供之另一種自行車用之雙轉子馬達，包含有：一芯軸，係固定不轉動；一殼體，以可轉動的方式樞設於該芯軸，其內設有一定子組件以及一轉子組件；該定子組件，具有一定子座固定於該芯軸，以及一線圈環固設於該定子座，該線圈環上設有沿其圓周分布的多相繞組，且該多相繞組係沿該線圈環的徑向環形繞製；該轉子組件，具有一轉子固定座、一內轉子以及一外轉子，該內轉子以及該外轉子係呈環狀而固設於該轉子固定座且相隔預定距離，該內轉子及該外轉子之相對面分別設有複數內磁鐵及複數外磁鐵，該等內磁鐵及該等外磁鐵的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵與該等外磁鐵的磁極極性係為同極相對；該線圈環及該多相繞組係位於該等內磁鐵與該等外磁鐵之間，該轉子固定座係藉由至少一軸承樞設於該芯軸，並且固設於該殼體。

藉此，同樣可以具有較高的電機功率且又可以縮小體積，並可減少材料的使用，進而降低成本。

10‧‧‧自行車用之雙轉子馬達

11‧‧‧殼體

21‧‧‧定子組件

22‧‧‧定子座

24‧‧‧線圈環

25‧‧‧多相繞組

31‧‧‧轉子組件

32‧‧‧轉子固定座

34‧‧‧內轉子

35‧‧‧內磁鐵

36‧‧‧外轉子

37‧‧‧外磁鐵

41‧‧‧減速機構

42‧‧‧齒輪

50‧‧‧自行車用之雙轉子馬達

51‧‧‧芯軸

55‧‧‧殼體

61‧‧‧定子組件

62‧‧‧定子座

64‧‧‧線圈環

71‧‧‧轉子組件

72‧‧‧轉子固定座

74‧‧‧內轉子

75‧‧‧內磁鐵

76‧‧‧外轉子

77‧‧‧外磁鐵

81‧‧‧減速機構

82‧‧‧行星齒輪組

821‧‧‧太陽齒輪

822‧‧‧行星齒輪

83‧‧‧行星支架

88‧‧‧內齒圈

91‧‧‧轉軸

92‧‧‧軸承

95‧‧‧芯軸

第1圖係本發明第一較佳實施例之正視圖。

第2圖係沿第1圖中2-2剖線之剖視圖。

第3圖(A)係本發明第一較佳實施例之局部構件示意圖，顯示線圈環上繞設一U相繞組的狀態。

第3圖(B)係本發明第一較佳實施例之繞組繞設狀態展開示意圖。

第4圖係本發明第一較佳實施例之磁力線示意圖。

第5圖係本發明第二較佳實施例之正視圖。

第6圖係沿第5圖中6-6剖線之剖視圖。

如第1圖至第4圖所示，根據本發明第一較佳實施例所提供之一種自行車用之雙轉子馬達10，係以電動自行車之中置馬達為其形態，主要由一殼體11、一定子組件21以及一轉子組件31所組成，其中：該定子組件21及該轉子組件31係設於該殼體11內。

該定子組件21，具有一定子座22固定於該殼體11，以及一線圈環24固設於該定子座22，該線圈環24上設有沿其圓周分布的一多相繞組25，且該多相繞組25係沿該線圈環24的徑向環形繞製。於本第一實施例中，該定子組件21之線圈環24係由多片矽鋼片疊置而成，而該多相繞組25係以3相繞組為例。第3圖(A)係顯示繞了U相繞組的線圈環24，第3圖(B)則顯示該多相(3相)繞組25展開後的空間關係。其中，該多相繞組25沿圓周依120度的電角度均勻分布。

該轉子組件31，具有一轉子固定座32、一內轉子34以及一外轉子36，該內轉子34以及該外轉子36係呈環狀而固設於該轉子固定座32且相隔預定距離，該內轉子34及該外轉子36之相對面分別設有複數內磁鐵35及複數外磁鐵37，該等內磁鐵35及該等外磁鐵37的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵35與該等外磁鐵37的磁極極性係為同極相對，而形成一互斥磁場。該線圈環24及該多相繞組25係位於該等內磁鐵35與該等外磁鐵37之間，該轉子固定座32係固定於一轉軸91而可隨之轉動，該轉軸91與該定子座22之間係設有至少一軸承92，於本第一實施例中係設有二軸承92。

本第一實施例中更包含有：一減速機構41，設該殼體11內且連接於該轉軸91。該減速機構41係由三齒輪42組成，該三齒輪42彼此相嚙接，且其中一齒輪42嚙接於該轉軸91，並有另一齒輪42嚙接於一自行車之芯軸95，該芯軸95係藉由一軸承樞設於該殼體11。

藉由該內轉子34與該外轉子36的複數內磁鐵35及複數外磁鐵37的磁極同極相對，可以保證大部分的磁力線垂直進入該線圈環24。位於該線圈環24上的繞組即可切割磁力線而產生有效的力矩，而進入至該線圈環24的磁力線即偏轉90度，形成與馬達旋轉方向一致的切向磁場，其狀態如第4圖所示。

在實施時，可使聯合形成的磁極對數2P=12，其中繞組每極每相取4匝，每相48匝。而在其他實施方式中，磁極對數也可為8或10，而每相繞組的匝數也可以根據馬達的大小來設定。

藉此，由於內、外轉子34,36之複數內、外磁鐵35,37位於該多相繞組25的內側及外側，可使得大部分的磁力線都進入該多相繞組25，進而可使得電機的全部繞組都可以產生力矩，形成結構簡單、功率密度高、推力提昇、體積小之優於先前技術之效果。此外，由於體積小且結構簡單，使得整體的材料耗費較少，進而可降低成本。

請再參閱第5圖及第6圖，本發明第二較佳實施例所提供之一種自行車用之雙轉子馬達50，係以電動自行車之輪轂馬達為其形態，主要係由一芯軸51、一殼體55、一定子組件61以及一轉子組件71所組成，其中：該芯軸51，係固定不轉動。於本第二實施例中係以自行車之一輪轂轉軸做為該芯軸51為例。

該殼體55，以可轉動的方式樞設於該芯軸51，其內設有該定子組件61及該轉子組件71。於本第二實施例中，該殼體55係藉由二軸承92樞設於該芯軸51。

該定子組件61，具有一定子座62固定於該芯軸51，以及一線圈環64固設於該定子座62，該線圈環64上設有沿其圓周分布的多相繞組(圖中未示，類同於第一實施例)，且該多相繞組65係沿該線圈環64的徑向環形繞製。

該轉子組件71，具有一轉子固定座72、一內轉子74以及一外轉子76。該內轉子74以及該外轉子76係呈環狀而固設於該轉子固定座72且相隔預定距離，該內轉子74及該外轉子76的相對面分別設有複數內磁鐵75及複數外磁鐵77，該等內磁鐵75及該等外磁鐵77的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵75與該等外磁鐵77的磁極極性係為同極相對。該線圈環64及該多相繞組65係位於該等內磁鐵75與該等外磁鐵77之間，該轉子固定座72係藉由二軸承92樞設於該芯軸51，並且固設於該殼體55。

於本第二實施例中，係更包含有一減速機構81，設於該殼體55，內且連接於該芯軸51。而該減速機構81係由一行星齒輪組82以及一內齒圈88所組成。其中，該行星齒輪組82之太陽齒輪821係固設於該轉子固定座72，而該行星齒輪組82的行星齒輪822則樞設於一行星支架83，該行星支架83係固設於該芯軸51。該內齒圈88係固設於該殼體55。

藉此，該轉子固定座72在轉動時，即驅轉該太陽齒輪821旋轉，進而藉由該行星齒輪組82的行星齒輪822來驅動該內齒圈88轉動，進而驅轉該殼體55。

本第二實施例所能達成之功效係概同於前揭第一實施例，容不贅述。

由上述二實施例可知，本發明之技術特徵可應用於自行車之中置馬達，亦可應用於自行車之輪轂馬達，並不受到實施的自行車形態的限制。

10‧‧‧自行車用之雙轉子馬達

11‧‧‧殼體

21‧‧‧定子組件

22‧‧‧定子座

24‧‧‧線圈環

31‧‧‧轉子組件

32‧‧‧轉子固定座

34‧‧‧內轉子

35‧‧‧內磁鐵

36‧‧‧外轉子

37‧‧‧外磁鐵

41‧‧‧減速機構

42‧‧‧齒輪

91‧‧‧轉軸

92‧‧‧軸承

95‧‧‧芯軸

Claims (7)

1. 一種自行車用之雙轉子馬達，包含有：一殼體，其內設有一定子組件以及一轉子組件；該定子組件，具有一定子座固定於該殼體，以及一線圈環固設於該定子座，該線圈環上設有沿其圓周分布的多相繞組，且該多相繞組係沿該線圈環的徑向環形繞製；該轉子組件，具有一轉子固定座、一內轉子以及一外轉子，該內轉子以及該外轉子係呈環狀而固設於該轉子固定座且相隔預定距離，該內轉子及該外轉子之相對面分別設有複數內磁鐵及複數外磁鐵，該等內磁鐵及該等外磁鐵的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵與該等外磁鐵的磁極極性係為同極相對；該線圈環及該多相繞組係位於該等內磁鐵與該等外磁鐵之間，該轉子固定座係固定於一轉軸，該轉軸與該定子座之間係設有至少一軸承。
2. 依據申請專利範圍第1項之自行車用之雙轉子馬達，其中：該定子組件之線圈環係由多片矽鋼片疊置而成。
3. 依據申請專利範圍第1項之自行車用之雙轉子馬達，其中，更包含有：一減速機構，設於該殼體內，且連接於該轉軸。
4. 依據申請專利範圍第3項之自行車用之雙轉子馬達，其中：該減速機構由至少二齒輪組成，而以其中一齒輪嚙接於該轉軸，並以另一齒輪嚙接於一自行車之芯軸，該芯軸係藉由一軸承樞設於該殼體。
5. 一種自行車用之雙轉子馬達，包含有： 一芯軸，係固定不轉動；一殼體，以可轉動的方式樞設於該芯軸，其內設有一定子組件以及一轉子組件；該定子組件，具有一定子座固定於該芯軸，以及一線圈環固設於該定子座，該線圈環上設有沿其圓周分布的多相繞組，且該多相繞組係沿該線圈環的徑向環形繞製；該轉子組件，具有一轉子固定座、一內轉子以及一外轉子，該內轉子以及該外轉子係呈環狀而固設於該轉子固定座且相隔預定距離，該內轉子及該外轉子之相對面分別設有複數內磁鐵及複數外磁鐵，該等內磁鐵及該等外磁鐵的磁極對數分別為P，聯合形成的磁極對數為2P，且該等內磁鐵與該等外磁鐵的磁極極性係為同極相對；該線圈環及該多相繞組係位於該等內磁鐵與該等外磁鐵之間，該轉子固定座係藉由至少一軸承樞設於該芯軸，並且固設於該殼體。
6. 依據申請專利範圍第5項之自行車用之雙轉子馬達，其中，更包含有：一減速機構，設於該殼體內，且連接於該芯軸。
7. 依據申請專利範圍第6項之自行車用之雙轉子馬達，其中：該減速機構由一行星齒輪組及一內齒圈所組成。