TW202342325A

TW202342325A - 動力輪毂

Info

Publication number: TW202342325A
Application number: TW111115682A
Authority: TW
Inventors: 江國慶
Original assignee: 克米龍有限公司
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-11-01

Abstract

一種動力輪毂具有第一永久磁鐵的第一圓盤，具有第二永久磁鐵的第二圓盤，一具有線圈的第三圓盤，配置於第一圓盤與第二圓盤間，一輪鼓軸承貫穿第一圓盤、第二圓盤及第三圓盤。

Description

動力輪毂

本發明係關於輪毂，特別是一種動力輪毂。

近年來，隨著近年環保意識的提升，電動車逐漸為專家學者與政府單位推廣用以取代傳統內燃機機車的目標。就現時的市場而言，雖然目前已有電動車於市上銷售，但其最大的缺點在於續航力不足、充電時間過長，以及充電站的設置仍然不普及，導致一般大眾對於電動車輛的接受程度相對於內燃機車輛仍遠遠不足，因此目前對於電動車輛的改良方向，除了電池外，亦有馬達設計。

在先前馬達技術中，轉子與定子常見配置是將兩者基於同一個轉軸，以同心圓的方式設置，即內圈為線圈，外圈則為磁鐵。然而，此先前技術體積為筒狀過於龐大，無法配置於輪穀內。

依據法拉第電磁感應定律，力矩與感應電流、磁場正相關，當線圈在磁場中的磁通量變化越大時，則可產生的力矩越大，因此若欲提高現有馬達轉換效率，先前技術實有待於改善。

基於以上本發明於是生焉，本發明提出一種不具有層壓鋼片之輪毂馬達，透過將僅用銅線之線圈繞組使其配置為合適之線圈繞組堆疊，改良線圈與磁鐵排列方式，以提高效率，可應用於現行的電動或油電混合車輛，使現有的車輛在行進間能因直接轉動驅動輪毂，而省卻驅動裝置，提升效能。

本發明提出一種動力輪毂，包括：輪穀殼體結構；輪鼓軸承，貫穿該輪穀殼體結構；第一圓盤，包含複數第一永久磁鐵；第二圓盤，位於該第一圓盤側，該第二圓盤包含第一線圈；第三圓盤，位於該第二圓盤側，該第三圓盤包含複數第二永久磁鐵，其中該輪鼓軸承貫穿該第一圓盤、該第二圓盤、該第三圓盤；及其中該複數第一永久磁鐵與該複數第二永久磁鐵的N極、S極交互排列，其中該第一永久磁鐵N極對應該第二永久磁鐵S極，該第一永久磁鐵S極對應該第二永久磁鐵N極；其中該第一圓盤位於該輪穀殼體結構一側，該第三圓盤位於該輪穀殼體結構另一側，其中該第一線圈為三相線圈配置。其中第一相位線圈與第二相位線圈部分重疊；其中第二相位線圈與第三相位線圈部分重疊；其中第三相位線圈與第一相位線圈部分重疊。

動力輪毂更包含控制開關，具有三的倍數電晶體組成，每次只有2個導通，藉由複數開關變化吸引轉子到達三的倍數的定點旋轉。其中控制開關具有6個電晶體T1、T2、T3、T4、T5、T6組成，其中第一步為電晶體(T6、T1)開啟，其他關閉；第二步為電晶體(T1、T2)開啟，其他關閉；第三步為電晶體(T2、T3)開啟，其他4個關閉；第四步為電晶體(T3、T4)開啟，其他4個關閉；第五步為電晶體(T4、T5)開啟，其他4個關閉；第六步為電晶體(T5、T6)開啟，其他4個關閉。

本發明提出一種動力輪毂，包括：輪穀殼體結構；輪鼓軸承，貫穿輪穀殼體結構；第一圓盤，包含複數第一線圈；第二圓盤，位於第一圓盤側，第二圓盤包含複數永久磁鐵；第三圓盤，位於第二圓盤側，第三圓盤包含複數第二線圈，其中輪鼓軸承貫穿第一圓盤、該第二圓盤、該第三圓盤；及其中複數永久磁鐵的N極、S極交互排列；其中第一圓盤，貼合於輪穀殼體結構一側，第三圓盤貼合於該輪穀殼體結構另一側。其中複數第一線圈與該複數第二線圈為三相線圈配置。其中第一相位線圈與第二相位線圈部分重疊；其中第二相位線圈與第三相位線圈部分重疊；其中第三相位線圈與第一相位線圈部分重疊。

控制開關具有三的倍數電晶體組成，每次只有2個導通，藉由複數開關變化吸引轉子到達三的倍數的定點旋轉。控制開關具有6個電晶體T1、 T2、T3、T4、T5、T6組成，其中第一步為該電晶體(T6、T1)開啟，其他關閉；第二步為該電晶體(T1、T2)開啟，其他關閉；第三步為該電晶體(T2、T3)開啟，其他4個關閉；第四步為該電晶體(T3、T4)開啟，其他4個關閉；第五步為該電晶體(T4、T5)開啟，其他4個關閉；第六步為該電晶體(T5、T6)開啟，其他4個關閉。

本發明適用於車輛輪胎，本發明包含一個磁性組件匹配一個線圈組件；輪軸貫穿並連接上述磁性組件與線圈組件，使線圈組件可相對於磁性組件進行轉動。其中磁性組件包含永久磁鐵且被配置於一基座內；線圈組件包含複數個線圈，徑向地且等徑向角配置，本實施例排列構成三明治結構。根據本發明的實施例，上述定子基座是一具有中心孔以通過輪軸之圓柱狀基座，定子基座具有容置線圈空間，每個線圈均由漆包線繞線，相鄰永久磁鐵的磁極以相反極性方式交替排列。每個永久磁鐵配置使它們各自的垂直平分線與基座上具有相等的徑向角分佈。

A:線圈組件

A1:具有第一線圈的第一定子

A2:具有第二線圈的第二定子

B:磁性組件

B1:具有第一磁鐵的第一轉子

B2:具有第二磁鐵的第二轉子

1:輪轂

10a:動力裝置裝置

10:動力裝置裝置

22:定子基座

24:線圈

25:中心孔

26:間隙

28、38:填充劑

32:轉子基座

34:永久磁鐵

36:槽口

114:輪軸

118:輪轂殼體結構

119:輪轂支撐結構

200:散熱裝置

250:緩衝物

如下所述對本發明的詳細描述與實施例的示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用的參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。

圖1顯示本發明較佳實施例示意圖。

圖2A、2B顯示本發明另一較佳實施例示意圖。

圖2C、2D顯示本發明另一較佳實施例示意圖。

圖3A為線圈組件A、磁性組件B配置於輪穀示意圖。

圖3B為本發明輪穀之側視圖。

圖3C為根據本發明輪穀沿A-A切割方向剖視圖。

圖3D為根據本發明輪穀的側視圖。

圖3E為根據本發明輪穀的立體圖。

圖4為本發明較佳實施例線圈三相示意圖。

圖5顯示本發明三相電流示意圖。

圖6顯示本發明線圈配置示意圖。

圖7A顯示本發明磁鐵排列示意圖。

圖7B顯示本發明磁鐵排列示意圖。

圖8、圖8A顯示本發明較佳實施例截面示意圖。

圖9、圖9A顯示本發明較佳實施例截面示意圖。

圖10顯示根據本發明具有散熱裝置的示意圖。

圖11顯示根據本發明包含磁極盤及線圈盤之堆疊結構。

圖12顯示根據本發明包含磁極盤及線圈盤之堆疊結構。

圖13顯示根據本發明包含磁極盤及線圈盤之堆疊結構。

圖14顯示本發明驅動架構與方法。

此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明的結構或步驟流程，其係供以說明用而非用以限制本發明的申請專利範圍。因此，除說明書中的具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可藉由本說明書所揭示的內容輕易地瞭解本發明的功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述的各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明的精神下進行各種不同的修飾或變更。應當注意者為，本發明所述的輪毂發電裝置可應用的車輛範圍可為但不限於電動車輛、油電混合車輛，或是人力踩踏輸出動力的自行車輛，本領域熟知技術者於閱讀本發明之內容後，自可依應用的需要加以運用及修飾。

關於本文中所用之「第一」、「第二」、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

關於本文中所用之「連接」或「電性耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體連接或電性接觸，或是相互間接作實體連接或電性接觸，而「連接」或「電性耦接」還可指二或多個元件相互操作或動作。

請參閱圖1，在本發明實施例中，揭露碟式馬達10a，最小單元包含線圈組件A匹配一個磁性組件B，並且可以具有複數個最小單元。用以產生動力。圖1所示為本發明之一對一配置，以一線圈組件A匹配一個磁性組件B。假若線圈組件註記為A，磁性組件註記為B，則其配置屬於一對一AB態樣。AB架構有其缺點在於線圈配置於單面磁場，且所面對的磁場發散、非均勻造成效率較低。

為改善上述AB態樣，本發明另一實施例中，請參考圖2A及圖 2B所示，電磁感應裝置10最小單元包含磁性組件B與線圈組件A之間為二對一匹配，且可以具有複數個最小單元。換言之，在本發明的此類實施態樣中，兩個磁性組件B可作為轉子單元，並匹配一個線圈組件A作為定子單元；反之亦然。假若線圈組件註記為A，磁性組件為B，則其配置屬於BABBAB態樣，如圖2B所示。效率正比於垂直磁場強度，BABBAB架構可形成軸向垂直磁場，如此可以獲得優化的磁通密度，有利於提升發率，進而改善AB架構缺點。

為改善上述AB缺失，請參考圖2C及圖2D所示，在本發明另類實施態樣實施例中，揭露馬達10最小單元包含一磁性組件B與兩線圈組件A，且可以具有複數個最小單元。其中磁性組件B與線圈組件A之間是一對二匹配，換言之，在本發明的此實施例中，一個磁性組件B匹配兩個線圈組件A；兩者其一為定子，另一為轉子。假若線圈組件註記為A，磁性組件為B，則其配置同樣屬於ABAABA態樣，如圖2D所示，ABA效率為AB架構的兩倍。

請參閱圖3A，其顯示輪毂1，可配置於車輛輪胎(未圖示)的示意構造，輪毂1的兩側具有輪轂殼體結構118，容納動力裝置，上述之輪轂殼體結構118可以與動力裝置整合；動力裝置配置於輪胎的輪毂上，當具有AB為架構時，動力裝置包含一個磁性組件B匹配一個線圈組件A；當具有BAB為架構模組時，其包含兩個磁性組件B匹配一個線圈組件A。請參閱圖3A，軸承114，貫穿並連接上述磁性組件B與線圈組件A，使磁性組件B相對於線圈組件A於車輛行進時，輸入電流產生力矩帶動輪胎轉動；其中磁性組件B包含至少一個(或複數個)永久磁鐵34，而線圈組件A，包含複數個線圈24，依據法拉第定律電流在垂直磁場中流動產生力矩。其中，可以設定線圈組件A為定子、磁性組件B為轉子；亦可以設定線圈組件A為轉子、磁性組件B為定子。在一實施例中，線圈組件A為定子，磁性組件B為轉子，線圈組件A固定於輪軸114；因此，兩磁性組件B分別固定於輪轂殼體結構118，或是兩磁性組件B分別固定於輪轂殼體結構118、輪毂1內支撐結構119上，端視設計需求而定。若磁性組件B為轉子，則磁性組件B透過培林117連接軸承114。

請參閱圖3A，其為具有前述以BAB(或ABA)為架構的動力模組，包含兩個磁性組件B匹配一個線圈組件A(或是一個磁性組件B匹配兩個線圈組件A)；軸承114，貫穿並連接上述磁性組件B與線圈組件A，使磁性組件B與線圈組件A的作用下，依照法拉第定律產生旋轉力，驅動輪毂1、輪胎轉動；其中磁性組件B包含至少一個(或複數個)永久磁鐵34，而線圈組件A，包含複數個線圈24。

請參閱圖3B，其為本發明之側視圖，圖中顯示輪轂殼體結構118以及輪毂1邊緣，圖3C為根據圖3B的A-A線的剖視圖，其中在一實施例中，此轉子與定子非對稱於輪轂配置，由中心切線偏向一側，主要在於考慮另一側需裝配煞車系統，例如碟煞系統，因此採取不對稱設計。圖3D為圖3A的側視圖，圖3E為圖3A的立體圖，線圈組件A與磁性組件B的形狀可為圓盤架構，並可依據應用的需求、規格加以配置適當數量的最小單位。根據配置的不同，為了區別其順序，其可被稱為第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤......第n圓盤，並於圓盤上配置所需的線圈組件A或磁性組件B。

根據圖1、圖2A-2D、圖3A-3E所示的實施例，在本發明之一觀點中，動力裝置的最小單元AB架構為一個磁性組件B，對應一個線圈組件A，有利減少模組厚度，使其能夠小型化。另一方面，在本發明的另一觀點中，本發明的感應發電模組中具有三明治結構，例如最小單元ABA架構為一個磁性組件B(圓盤)，對應兩側左、右各一個線圈組件A，以兩組線圈組件A將一個磁性組件B包夾在中間(ABA架構)，當電流輸入運作時，磁性組件兩側磁場，將使得兩側左、右各個線圈組件A產生力矩，相較於AB配置，可提升電動力，轉子單元帶動輪胎轉動時，其旋轉一圈(360°)可產生兩倍力矩。同理，本發明亦可以採用BAB架構，為一個線圈組件A對應兩側左、右各一個磁性組件B，藉由兩個磁性組件形成垂直於線圈之磁場，以三明治結構的方式將線圈組件A包在中間，達到垂直磁場效果，動力則與電流、磁場強度成正相關，此架構提高轉動的力矩量，增加轉動的動力，達到車輛能源利用效率目的。

根據本發明的再一觀點，本發明在於藉由圖1、圖2A-2D所示裝置(10a)10中，一對一或一對二的配置架構提高效率，特別是線圈與磁場呈垂直架構，可形成軸向垂直磁場，進而產生較佳旋轉動力，因此在本發明的各種態樣實施例中，磁性組件B與線圈組件A均可能被應用於定子單元或轉子單元中，亦即，在動力裝置10運作時，磁性組件B可作為定子單元，或是作為轉子單元，線圈組件A亦同，依據動力裝置10(10a)應用時的需要進行配置選擇不同實施例。在本發明的各個實施例中，當動力裝置10(10a)運作時，其線圈或磁盤依據弗萊明定則產生旋轉，端適何者為轉子而定。因此，本發明可以採用AB架構，或是利用三明治結構。一實施例顯示於圖3A，線圈組件為定子固定於軸承114上，兩磁性組件B(或兩個輪轂殼體結構118)透過兩個培林117分別接合於軸承114。一實施例中，兩磁性組件B可以分別固定於兩個輪轂殼體結構118上，或是一個磁性組件B固定於輪轂殼體結構118上，另一個磁性組件B固定於輪轂支撐結構119上(輪轂支撐結構119可以依據需求配置或是移除)。

在本發明一實施例中，圖6顯示線圈組件A的正視圖，其包含一非磁性的線圈基座22及複數個線圈24，徑向且等徑向角均勻配置於線圈基座22內。每一個線圈24可由漆包線(選擇性)纏繞，並且與鄰近線圈24重疊，鄰側線圈24間排列時可具有部分重疊(不重疊亦可)，即每一個線圈24會有部分的表面積覆蓋到另一個線圈24的表面積上，以利於增加線圈24數目。於一較佳實施例中，線圈基座22是一圓盤，並具有一中心孔25用以使軸承通過，而且具有在圓環內側與外側之間用於容置上述線圈24的空間。設置於線圈基座22的線圈可以與磁性組件B的永久磁鐵產生交互作用。於一較佳實施例中，每一線圈24可以利用漆包線纏繞形成一等角三角形(或相似形狀，如梯形等)。每一形成等腰三角形(或梯形)之線圈以其底部(基部)朝向定子基座外緣之方式被排列及配置於定子基座22內。這些線圈24被裝設於線圈基座22內之適當位置，絕緣導熱填充劑28(例如，環氧樹指)填充其間之間隙26，使其填滿空隙用以將線圈固定於線圈基座22內並起到絕緣導熱作用。複數個線圈24可以配置於非磁性線圈基座22之兩面，藉以提升線圈24的數量。

在本發明一實施例中，圖7A顯示磁性組件B正視圖，圓盤狀導磁基座38，其具有複數個永久磁鐵34(例如，銣鐵硼永久磁鐵)裝設其上、一中心孔31設置於磁性基座38的中心用以耦接一旋轉軸承。磁性基座38使用導磁材料以在基座上形成磁路迴圈，上述複數個永久磁鐵34徑向且等徑向角均勻地配置於磁性基座38內，並且相鄰永久磁鐵34之磁極極性呈相反極性方式交互排列，即N極、S極交互排列。上述的永久磁鐵配置可依據應用的需求而加以調換。

參閱圖圖7B其磁極形狀亦可以為其他態樣，例如自圓心延長線排列之輻射狀，具有相等的徑向角分佈。上述複數個永久磁鐵可為條狀、扇形、三角形，其磁極以軸向輻射狀排列地配置於基座之上(或者是嵌入其中)。永久磁鐵形狀如圓形、橢圓、矩形亦可。相鄰的永久磁鐵之磁極極性呈相反極性方式交互排列，亦即第一類磁極性(例如，N極)和第二類磁極性(例如，S極)交互排列。若任何永久磁鐵出紙面方向之磁極為N極或S極，則另一側的極性呈現相反極性。

圖4顯示根據本發明的一實施例中，線圈組件B的三相線圈配置圖，三相線圈A、B、與C的連接方式顯示於圖4，其中圖中的標號表示位於基座22內之個別線圈24。其中沿著圓周排列之第1、4、7、…號線圈串聯；第2、5、8、…號線圈串聯；第3、6、9、…號線圈串聯。其中，三相線圈的三個相位，為了使其交流電的相位互相差120°，因此將有三組的線圈24，其規則分別為上述的第1、4、7、10、13等間隔三號的線圈24為第一組；第2、5、8、11、14等間隔三號的線圈24為第二組；第3、6、9、12、15等間隔三號的線圈24為第三組；不同相位間的線圈可以重疊，同相位的線圈不可以重疊。圖5顯示相位的電流時間圖，可以提供較穩定的電流輸入。

本發明所提出的感應發電模組中，具有緊湊堆疊線圈24之線圈組件A，以及磁性組件B中的永久磁鐵34可以提供高效能的能源轉換效率，而無需任何層壓鋼片來進行線圈繞組，除了可降低電磁感應裝置的整體重量，同時也減少製作電磁感應裝置時所需的材料與經濟成本。內建於輪轂特點是省去連接部件，即可以略去連結之軸桿，避免磨損、平衡晃動、且不必經由連結之軸桿做遠端驅動。

在一實施例中，兩側的轉子磁鐵極性對應相異、相鄰相異，相異即為N、S。每側轉子的磁鐵有16-30塊梯形高磁力磁鐵，釹鐵硼的材質，兩側共有32-60塊。在一實施例中此發電機為20極，如圖7A所示，定子含有線圈及定成型的樹脂或玻璃纖維所組成，線圈以交疊方式繞製，其線圈的節距因數為1.0，相跨一極，圈邊相隔的電工角度為180度。由於本發明為三相、20極，故每相為20組線圈，總共為60組線圈組；亦可使用每相為10組線圈，總共為30組線圈組。線圈為交疊式的繞製方式，每股兩條導線組成，每條導線為銅材質，線徑為1.0mm，並接線為雙Y接線。每相20組線圈，每組線圈匝數為5匝。每相10組線圈，每組線圈匝數為10匝所組成的雙Y接線。定子為無鐵心的線圈並用樹脂固定。

參閱圖8，本發明的截面圖，具有第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2的對應磁鐵的極性相反，具有第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2上的相鄰複數個磁鐵極性如上所述交錯配置，由磁鐵產生磁通量，配合每極面的截面積，即有磁通密度，三相繞組布置各相差120度電機角度，其中上側及下側轉子為同步轉動。在另一實施例中，可以在第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2之間配置多組線圈圓盤，例如，具有第一線圈的第一定子A1、具有第二線圈的第二定子A2，參閱圖9。在圖8及圖9的實施例中，第一轉子B1、第二轉子B2與輪轂殼體結構118、輪胎同步轉動。

圖8與圖9所示的轉子為具有轉子基座32，採用導磁材料，其上承載複數個永久磁鐵34，本發明另一實施例調整圖8與圖9實施例，則可以省略兩個轉子培林，而將永久磁鐵34的轉子基座32配置輪穀殼體結構118之內側，換言之整合轉子基座32於輪穀殼體結構118上，參照圖8A與圖9A，大致上配置與圖8與圖9類似。具有第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2的對應磁鐵的極性相反，具有第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2上的相鄰複數個磁鐵極性交錯配置，定子三相繞組布置各相差120度電機角度。本實施例中第一轉子B1、第二轉子B2與輪轂殼體結構118整合，換言之，兩個轉子配置於輪轂殼體結構118內側，兩個轉子與輪轂殼體結構118同步轉動，省卻兩組培林，並提升轉子部件的接觸面積，增加散熱效果。在另一實施例中，可以在第一磁鐵的第一轉子B1、具有第二磁鐵的第二轉子B2之間配置多組線圈圓盤，例如，具有第一線圈的第一定子A1、具有第二線圈的第二定子A2，參閱圖9A。此實施例的優點為省略兩個轉子基座32的培林，除了可以節省成本之外，亦可以減輕重量，除此之外，複數個永久磁鐵34分別配置於輪轂殼體結構118兩側之內側，可以使得複數個永久磁鐵34之基座32接觸輪轂殼體結構118，提升散熱的表面積，而加速散熱效果，以避免高溫導致退磁效應。

圖10顯示線圈圓盤基座22上具有散熱裝置或材料200，若為材料可以為例如石墨、石墨烯、奈米碳管，散熱裝置可以為例如熱管。在中心孔25周遭配置緩衝物250，固定於轉軸上減少震動。

本發明的好處之一在於提供一扁平式馬達，可以適用狹窄區域或空間，且盤式維修較筒狀結構簡易，且可以鑲崁於輪鼓內直接驅動，簡化或節省驅動軸等複雜機構。於一實施例之中，本發明可以組合多組線圈盤和磁極盤之圓盤式馬達模組300，包含複數個磁極盤100與線圈盤200，以提供更多輸出，如圖11到13所示。圖11之圓盤式馬達模組300包含多組磁極盤100+線圈盤200之堆疊結構，圖12之圓盤式馬達模組300包含多組磁極盤100、線圈盤200與磁極盤100之堆疊結構，圖13之圓盤式馬達模組300包含多組線圈盤200、磁極盤100與線圈盤200堆疊結構。於一較佳實施例中，線圈盤200之線圈基座係一圓盤狀具有一中心孔，磁極盤100之磁極基座也是一圓盤狀具有一中心孔，用以使旋轉軸320通過。於本實施例之中，圓盤式馬達模組300可以透過通電產生轉子轉動，其由複數個同軸組裝之複數對磁極盤100與線圈盤200裝配於一圓柱形殼體內。上述磁極盤100為定子單元，而線圈盤200為轉子單元；在另一例子中，磁極盤100為轉子單元，線圈盤200為定子單元。複數個定子單元被軸向地且等間距的固定於殼體內，作為圓盤式馬達模組300之定子，而複數個轉子單元耦接旋轉軸320得以一起轉動。

圖14顯示本發明驅動架構與方法，控制開關502(例如為半導體開關元件)係由6個絕緣閘雙極電晶體(insulated gate bipolar transistor,IGBT)與二極體所構成。二極體連接於絕緣閘雙極電晶體的集極-射極之間，利用控制開關502之6個IGBT開關(T1、T2、T3、T4、T5、T6)施加單純之開啟與關閉(ON/OFF)訊號，其中6個IGBT開關(T1、T2、T3、T4、T5、T6)分別並聯6個二極體(D1、D2、D3、D4、D5、D6)。在6個開關之中，每一次只有2個開關導通，藉由6個開關的變化吸引轉子到達6個定點，讓動力裝置504旋轉。例如，六步驅動模式之中，第一步為IGBT開關(T6、T1)開啟，其他4個電晶體關閉；第二步為IGBT開關(T1、T2)開啟，其他4個電晶體關閉；第三步為IGBT開關(T2、T3)開啟，其他4個電晶體關閉；第四步為IGBT開關(T3、T4)開啟，其他4個電晶體關閉；第五步為IGBT開關(T4、T5)開啟，其他4個電晶體關閉；第六步為IGBT開關(T5、T6)開啟，其他4個電晶體關閉。在每一步驅動之後，均會進行讀取反電動勢506，以及偵測轉子的位置508，接下來才會透過控制器500來進行控制IGBT開關之切換的動作。

本發明之圓盤式馬達包括：至少一對磁極盤、線圈盤、外殼以及線圈盤互相連接之控制電路。磁極盤與線圈盤都包含非磁性基座(基板)或絕緣圓盤，例如係以塑膠射出成型或其他絕緣材質所製成。另外，設有傳動軸心，該些絕緣圓盤之傳動軸心係透過軸承而裝設於外殼上，而複數對磁極盤、線圈盤係固設於外殼之內面。當電源輸入時，電流即經由開關元件的控制而傳輸到每一個預先設計之接點及線圈，使轉子之絕緣圓盤藉由磁極盤之磁場與線圈盤所產生之磁場的交互作用而轉動，以將動能輸出，而達成馬達之使用功能。

由以上說明可知，本發明之圓盤式馬達不需使用漆包線圈纏繞厄鐵心，且不需使用厚重的鑄鐵為外殼等優點，所以在造型上可使馬達變成輕且薄的圓盤結構，而非圓柱體結構，使其運用層面更廣及所有需使用動力的物品或機具。

例如以腳踏車為例：本發明之圓盤式馬達模組可簡單安裝於車之輪上，其主要係將磁極盤、線圈盤做為圓盤狀。例如以機車、汽車為例：本發明之圓盤式馬達模組可簡單安裝於機車、汽車之輪鼓上，其主要係將磁極盤、線圈盤做為圓盤狀，並固定於機車、汽車的輪胎內圈，與其同時轉動，利用反向輸入電流，亦有煞車功能。

以電風扇為例：由於電風扇係以馬達帶動葉片所構成，其厚度在設計上不容易達到輕薄的要求，而採用本發明之圓盤式馬達模組即可讓電風扇之造型變得更輕薄也可更為美觀。以抽風機應用為例：抽風機係工廠與家庭常見的設備，但一般體積及厚度大，安裝不易，尤其使用處所更受限制，而採用本發明之圓盤式馬達模組體積輕薄，容易安裝與維修，更能在其外觀上變得更美觀好看。

上述敘述係為本發明的較佳實施例。此領域的技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張的專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附的申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域的技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作的更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成的等效改變或設計，且應包含在下述的申請專利範圍內。

A:線圈組件

B:磁性組件

1:輪毂

24:線圈

34:磁鐵

114:軸承

117:培林

118:輪毂殼體結構

119:輪毂支撐結構

Claims

一種動力輪毂，包括：

輪穀殼體結構；

輪鼓軸承，貫穿該輪穀殼體結構；

第一圓盤，包含複數第一永久磁鐵；

第二圓盤，位於該第一圓盤側，該第二圓盤包含第一線圈；

第三圓盤，位於該第二圓盤側，該第三圓盤包含複數第二永久磁鐵，其中該輪鼓軸承貫穿該第一圓盤、該第二圓盤、該第三圓盤；及

其中該複數第一永久磁鐵與該複數第二永久磁鐵的N極、S極交互排列，其中該第一永久磁鐵N極對應該第二永久磁鐵S極，該第一永久磁鐵S極對應該第二永久磁鐵N極；其中該第一圓盤位於該輪穀殼體結構一側，該第三圓盤位於該輪穀殼體結構另一側。
如請求項1所述之動力輪毂，其中該第一線圈為三相線圈配置。
如請求項1或2之動力輪毂，其中該第一相位線圈與第二相位線圈部分重疊；其中該第二相位線圈與第三相位線圈部分重疊；其中該第三相位線圈與第一相位線圈部分重疊。
如請求項1或2之動力輪毂，其中更包含控制開關，具有三的倍數電晶體組成，每次只有2個導通，藉由複數開關變化吸引轉子到達三的倍數的定點旋轉。
如請求項1或2之動力輪毂，其中該控制開關具有6個電晶體T1、T2、T3、 T4、T5、T6組成，其中第一步為該電晶體(T6、T1)開啟，其他關閉；第二步為該電晶體(T1、T2)開啟，其他關閉；第三步為該電晶體(T2、T3)開啟，其他4個關閉；第四步為該電晶體(T3、T4)開啟，其他4個關閉；第五步為該電晶體(T4、T5)開啟，其他4個關閉；第六步為該電晶體(T5、T6)開啟，其他4個關閉。
一種具有動力輪毂，包括：

輪穀殼體結構；

輪鼓軸承，貫穿該輪穀殼體結構；

第一圓盤，包含複數第一線圈；

第二圓盤，位於該第一圓盤側，該第二圓盤包含複數永久磁鐵；

第三圓盤，位於該第二圓盤側，該第三圓盤包含複數第二線圈，其中該輪鼓軸承貫穿該第一圓盤、該第二圓盤、該第三圓盤；及

其中該複數永久磁鐵的N極、S極交互排列；其中該第一圓盤，貼合於該輪穀殼體結構一側，該第三圓盤貼合於該輪穀殼體結構另一側。
如請求項1所述之動力輪毂，其中該複數第一線圈與該複數第二線圈為三相線圈配置。
如請求項6或7之動力輪毂，其中該第一相位線圈與第二相位線圈部分重疊；其中該第二相位線圈與第三相位線圈部分重疊；其中該第三相位線圈與第一相位線圈部分重疊。
如請求項6或7之動力輪毂，其中更包含控制開關，具有三的倍數電晶體組成，每次只有2個導通，藉由複數開關變化吸引轉子到達三的倍數的定點旋轉。
如請求項6或7之動力輪毂，其中該控制開關具有6個電晶體T1、T2、T3、T4、T5、T6組成，其中第一步為該電晶體(T6、T1)開啟，其他關閉；第二步為該電晶體(T1、T2)開啟，其他關閉；第三步為該電晶體(T2、T3)開啟，其他4個關閉；第四步為該電晶體(T3、T4)開啟，其他4個關閉；第五步為該電晶體(T4、T5)開啟，其他4個關閉；第六步為該電晶體(T5、T6)開啟，其他4個關閉。