TW550871B - Electric drive options - Google Patents

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550871 B7 五、發明說明（i ) 發明範豐 本申請案有關電機工程，特別右 在制迕久綱#财關錢電機，且可使用 在找各種用述的電力傳動機，例如 電動汽車車輪等等。 機' 10 15 20 發明背i 眾所周知賴Μ料端_子〜定子交互作用類型， 此轉子為，，她性永久磁錄錢_周圍。此 祕㈣疋子做成碟（環)狀，且與轉子_，電磁定子線 圈位在定子的端面上。例如，揭露於美國專利號碼544嶋 IPC 6 Η02Κ 21/12中的益刷言产帝魚德， ]”、、刎1，爪包動機（電力傳動機）即屬 於此類電力频。已知的裝置包括至少—安裝在轴上且由 多極磁盤賴成_子，麵盤由分餘觸且極性交替 的零件所構成。該裝置也包括至少_個決定轉子位置的盤 狀定子Tt件、在錄±裝設轉子蚊子元件的裝置、多極 磁盤對定子藉的定域測酸鑑職子元件磁場分佈的 裝置。兩線圈纏繞在定子元件上，電流饋入其中之一元件 因而決定定子電極的極性。該已知裝置的製造並不容易， 最大困難在於製造具有交變極性磁極的碟形轉子。 極類似於本發明所申請專利範圍的物品為一種電機機 械’其轉子有爪形電極（V.A. BalagUrOV，F F Galareyev. Electric Generators with Permanent Magnets·-Moscow:「Energiya」，1988，31-32 頁）。本来頁 在 此 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 550871 A7 五、發明說明（2 ) 型機器的轉子為圓柱形、軸向磁化式永久磁鐵，端面有兩 個被固定在電極上而其尖部向外伸出像爪子的圓盤，該圓 盤是由軟磁性料所製成，其中之—個圓盤的所有磁極皆朝 北，另-個則皆朝南。極尖的方向平行於永久磁柱的母線 5而轉子盤彼此互相移位以使其中之一的磁極位在另一的磁 極之間。 為了增加機器的功率，轉子是由多重部份所組成。所有 的數個部份都裝設在同一轉軸上，而每一個轉轴包括兩個 具有爪型磁極的盤子與位在其間沿軸方向磁化的圓柱磁 1〇鐵。當在組合多重部份轉子時，在鄰近部份中的磁鐵指向 彼此相似磁極的方向。 15 已知具有；K型轉子的電力傳動機設計的優點僅配備有一 田J磁鐵，且緊緊地固定在兩個圓盤之間。此可確保轉子的 尚衝擊強度。同時此種轉子相當難以製造，除此以外，在 南速轉動時，此「爪」受離心力的影響而可能彎曲。欲避 免此種If幵>，该裝置應該予以強化，因而導致它有比較重 的重里。因為在過去實際的設計中轉子與靜子之間具有徑 向又互作用，此類型機器的徑向尺寸比較大。 20 靠 聲 訂 線 本發明所要協助解決的工程問題是發展易於製造、可 與小型的電力傳動機，在此問題的說明中有四個選項要 明。 本發明精要的第一個選項包括在已知的電力傳動機中 本紙張尺度— 4 550871 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 A7 五、發明說明（3 ) 其轉子由兩個裝設在轉轴上關盤所組成，而轉轴的磁 極散佈在外圍上，且柱型磁鐵位在圓盤之間並沿轴方向磁 化，如此每個圓盤的磁極相似，且對於另一個圓盤的磁極 都不同。靜子是由散佈在周圍上的線圈所組成，而依據本 發明’轉子磁極是由位在垂直於裝置軸線平面的兩個圓盤 外圍之輪齒所構成的，且靜子線圈的磁極排列方式能讓其 端面與轉子磁極產生交互作用。 不像過去的設計-般，在本中請案巾，該裝置的轉子並 無爪型極头(磁極）。轉子磁極是由位在兩圓盤外圍上的輪 齒所構成，其功能有如磁路一般。此劇呆轉子的流線造型 與其結構性強度。由於轉子磁極位在垂直於裝置轴線平面 的兩個圓盤外圍上，且靜子磁極的排列方式可使其端面與 轉子磁極產生交互作用，這使得該裝置的徑向尺寸有機會 變得比較小。 如特例—般’靜子雜可能位於上述在兩_盤所配有 的轉子磁極之間的間隔中。當在轉子磁極間所形成的磁場 達到最大強度時，此將有可能提高該裝置的動力。 可能把-個或兩個轉子圓盤製成具有輪齒磁極在外圍上 的平坦圓盤，且此中的轉子磁極與各自的圓盤在同一平面 中，或它們可能有板狀的外形。此可獲得有最佳尺寸的裝 置，且取決於所使用的磁鐵、靜子、轉子、所需動力與安 裝有電力傳動機的設備尺寸。 取決於靜子如何設計’其中一個圓盤的轉子磁極可位在 另-個圓盤的轉子磁極的對面或兩者之間，衡諸此種裝置 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公楚 ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550871 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（4 ) 的操作原理是依據散佈在周圍上靜子線圈的交替切換，其 兹琢敗子磁極產生父互作用，這個轉子磁極排列的較後 廷項提供轉子比較穩定的旋轉，因為實際上它會增加2倍 的轉子磁極總數。 5另外’在每-個圓盤上的轉子磁極可能有l型極尖，其 一支腳朝向軸線方向，且另—支位在另—随轉子磁極之 間且與它們共平面’因此這將有可能集中轉子的磁場因而 增加電力傳動機的動力。 。亥車T子可以此方式製造，即圓盤與磁鐵整合以充做其磁 1〇極。然而磁鐵必須要有複雜的構造以消除磁路 圓盤中的損 耗’因此提高轉子磁極間之空隙中磁場的強度。另一種可 行的延擇疋造出的磁鐵有兩個對稱的部分，且它們沿著垂 直於裝置軸線的平面連結，此餘況下製造該裝置的磁鐵 與組裝程序就比較簡單。 I5本發明精要的第二個選項包括在已知的電力傳動機中， 其轉子是由一或多個部份所組成，每個部份包括兩個裝設 在轉轴上的圓盤所組成，而磁極係散佈在周圍上 ，且柱型 磁鐵位在圓盤之間並沿軸方向磁化，如此每侧盤的磁極 相似’且對於另一個圓盤的磁極都不同，其中一侧盤的 2〇轉子磁極位在另一個圓盤的轉子磁極之間，且靜子是由散 佈在外圍上的線圈所組成，然而依據本發明，在轉子之各 部分中’其中一個或兩個圓盤為平坦狀，轉子磁極是由位 在垂直於裝置軸線之相同平面的兩個圓盤外圍之輪齒所構 成的’且靜子線圈的磁極排列方式能讓其端面與轉子磁極 6 本紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規格（21() χ挪 ）-— --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550871 A7 ' '-^ ---— B7 _ 五、發明說明（5 ) ' ------ 產生交互作用。 说，第砥項中的一般，不像過去的設計，在本申請案 。：r置的軺子無爪型極尖（磁極），轉子磁極是由位在兩 圓盤外圍上的輪齒所構成，此確保轉子的流線造型與其結 5構=度。由於轉子磁極位在垂直於裝置軸線平面的兩個 Εϋ卜圍上’可透過圓盤的板狀設計而獲得，且靜子磁極 3排歹i方式可使其端面與轉子磁極產生交互作用，這使得 該裝置的徑向尺寸有機會變得比較小。 在多重部份轉子的情況中，相_圓盤因柱型磁鐵的關 10係而連接在一起，且相鄰部份的柱型磁鐵都以相似磁極朝 向彼此’使得此多重部份電力働機義力可以提高。 就如弟-個翻—般，與靜子的設計有關，多重部份轉 子之相鄰圓盤的磁極可能彼此相對，或位在彼此之間的空 隙中。後者的排列提供轉子較穩定的旋轉。 15除此以外，當在多重部份轉子之相鄰園盤的磁極位在彼 此之間的工P朱中日守’對於兩相鄰部份而言，這些相鄰的圓 盤可被視為具有磁極的一個圓盤。 如第-選項—般，有可能以此方式製造轉子，即圓盤與 磁鐵整合以充做其磁極，設計包括磁鐵由兩對稱部分組成 20且沿著垂直於該裝置軸線的平面連接在一起。 前兩個it項與第三及第四選項之間主要的差別在於，在 第與第一运項之中，轉子磁極是由位在圓盤外圍上的輪 齒所構成，而在第三與第四選項之下，轉子磁極是由位在 圓盤内部周圍上的輪齒所構成。 本紙張尺度綱巾關家標準（CNS)A4規格 ·衣 訂---------線▲ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明（6 ) 本發明精要的第三個選項包括在已知的電力傳動機令， 轉子是由兩個圓盤所組成，而其磁極散佈在周圍上，且柱 型磁鐵位在圓盤之間並沿轴方向磁化，如此每個圓盤的磁 極相似，且對於另一個圓盤的磁極都不同。靜子是由散佈 5在周圍上的線圈所組成，而依據本發明，轉子磁極是由排 列在兩圓盤内部周圍上的輪齒所構成，並朝向裝置的軸線 方向且位在垂直於裝置軸線的平面中，而靜子線圈的磁極 排列方式能讓其端面與轉子磁極產生交互作用。 由於排列在_内部觸的轉子磁極朝向裝置軸線的方 10向、，在裝置本身的徑向尺寸已知下，柱型磁鐵的徑向尺寸 將達到極大值’此能大幅增加電力傳動機的動力。 由於轉子磁極是位在垂直於裝置軸_平面巾，且靜子 磁極的排列方式足以讓它們的端面與轉子磁極產生交L乍 用’這有可能使裝置的徑向尺寸變小。 15如特例一般，靜子磁極可能位於上述在兩個圓盤所配有 的轉子磁極之間的間隔中，當在轉子磁極間所形成的磁場 達到最大強度時，此將有可能提高該裝置的動力。 兩個轉子圓盤，-個或兩個可能製成具有輪齒的平挺圓 盤，其磁極位在内部周圍上，且在此種情況下，轉子磁極 20將與各自的圓盤在共平面上，或它們可能有板狀的外形， 此可獲得有最佳尺寸的裝置，且取決於所使用的磁鐵、靜 子、轉子、所需動力與安裝有電力傳動機的設備尺寸。 取決於靜子如何設計，其中一個圓盤的轉子磁極可位在 另-個圓盤的轉子磁極的對面或兩者之間，衡諸此種裝置 550871 A7

A7 B7 玉"、發^明句日日/ \ 第三選射的—般而不像過去的設計，在本申請案 中’衣置的轉子無爪型極尖(磁極），轉子磁極是由位在兩 圓盤内部周圍上的輪齒_成，此確保轉子的流線造型與 其結構性強度。 由於轉子磁録在垂直於裝置軸線__平面上，其中 該裝置可透過_的板狀設計而獲得，且靜子磁極的排列 方式可使其端面與轉子磁極產生交互仙，這使得該裝置 的fe向尺寸有機會變得比較小。 與第三選項相似，由於排列在圓盤内部周圍的轉子磁極 10朝向裝置軸線的方向，在裝置本身的徑向尺寸已知下，柱 型磁鐵的徑向尺寸將達到極大值，此能大幅增加電力傳動 機的動力。 在多重部份轉子的情況中，相鄰的圓盤因柱型磁鐵的關 係而連接在-起，且相鄰部份的柱型磁鐵都朝向彼此相似 !5磁極的方向，使得此多重部份電力傳動機的動力可以提高。 就如第三個選項-般’與靜子的設計有關，多重部份轉 子之相鄰圓盤的磁極可能彼此相對，或位在彼此之間的空 隙中。後者的排列提供轉子較穩定的旋轉。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 除此以外，當在多重部份轉子之相鄰園盤的磁極位在彼 20此之間的空隙中時，這些相鄰的圓盤可被視為具有兩相鄰 部份之磁極的一個圓盤。 如第三選項—般，有可能以此方式製造轉子，即圓盤與 磁鐵整合以充做其磁極，設計包括磁鐵由兩對稱部分組成 且沿著垂直於該裝置軸線的平面連接在一起。 10 本張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱）~" --- 550871 A7 五、發明說明（ 圖式簡單說# 本發明申請專利範圍之精隨以圖形加以說明·· 圖1第選項的電力傳動機轉子，在此其中一個圓盤的磁 5 極與另一個圓盤的磁極相對； 圖2-第-選項中的電力傳動機轉子，在此其中一個圓盤的 磁極位在另一個圓盤的磁極之間； 圖3、4與5-如第-選項中電力傳動機轉子的板狀圓盤之 樣本； 1〇圖6-第-選項中的電力傳動機轉子，其有額外的[型極尖； 圖7-第-選項中的電力傳動機轉子，在此圓盤與磁鐵整合 在一起； 圖8-第-選項中的電力傳動機轉子，在此圓盤與磁鐵整人 且包括兩個對稱的部分，並在垂直於裝置轴線的平面中連 15 接在一起； 圖9 一第二選項中電力傳動機的兩部份轉子樣本； 圖ίο-第二€項中電力傳動機的兩部份轉子樣本 形下，對於兩相鄰部份而言，這些相鄰的圓盤 : 有磁極的一個圓盤； 似見為/、 20 訂 線 圖U-連接至離心通風機之第三選項中的電 為可能用途的樣本； 圖12-轉子圓盤的設計範例； =:車輪緣之第三選項中的電力傳動機，作為可 本紙張尺度適用中國國家標準 550871 A7 五、發明說明（i〇 ) 圖14第一^項中電力傳動機的轉子樣本，在此其中一個 圓盤的磁極與另—個圓盤___ ; 圖15第二$項中電力傳軸的轉子樣本，其有板狀圓 盤，不關盤的磁極是位在不同的平面上，且靜子磁極位 5 在它們之間； ，161三選射電力傳動機的轉子樣本，其中—個圓盤 疋板狀认5十，且兩圓盤的磁極都位在同-平面上； 圖17-第三選項令電力傳動機的轉子樣本，有額外的l型 極尖； 10 = .181二選項中電力傳動機的轉子，在此圓盤與磁鐵整 圖19-第三選項中電力傳動機的轉子樣本，在此圓盤與磁 、，’ 口且匕括兩個對稱的部分，並在垂直於裝置轴線的平 面中連接在一起； 15 圖20'第四選項中電力傳動機的兩部份轉子樣本； 圖21 一第二選項中電力傳動機的兩部份轉子樣本，在此情 开/下對於兩相鄰部份而言，這些相鄰關盤可被視為具 有磁極的一個圓盤； 20 訂 圖22、23與24-靜子磁極與轉子磁極之相對位置的樣本， 說明所有可選擇電力傳動機設計的操作。 本I明第-堤項中所要主張的轉子（圖卜6)包括裝設在 W 101上的圓盤1〇2與1〇3，以及位在圓盤1〇2與ι〇3 550871 A7 五 、發明說明（l| ) 之間執行磁路功能的軸向磁化柱形磁鐵104。在它們的外 圍上，圓盤102與103各自擁有成輪齒形狀的磁極1〇5與 1〇6，轉軸101是由非磁性材料，例如黃銅所製成。轉軸 1〇1亦可由磁性材料如鋼所製成，但在此情況下，為了減 5少磁性損耗，權宜之計是將之安裝非磁性材料之墊圈（在圖 1 10中無圖式）以將轉軸101與圓盤1〇2,103與磁鐵104 隔開圓盤1〇2與103可以此方式裝設，即讓磁極與 1〇6的位置彼此相對（參閱圖丨），或可被轉動以致在軸線方 向中磁極105將位於磁極1〇6之間且反之亦然（參閱圖 2)。靜子線圈1〇7可安裝再相對於磁極1〇5與1〇6的任何 一面上，以便使其它們之間產生端面交互作用。最佳的配 置是將靜子線圈107安裝在磁極105與1〇6之間的空隙中 (麥閱圖2)，靜子線圈1〇7的極尖1⑽與1〇9各自位在轉 子磁極105與1〇6的對面。 圓盤102與103其中一個或兩者可能有板狀外形，如圖 3一5所示一般，此種設計可協助磁極1〇5與ι〇β之間的空 隙達到最佳化，而其與磁鐵1〇4的軸向尺寸及徑子線圈1〇7 的形狀與尺寸有關。特別在圖4的設計樣本實施中，說明 當時的情況是為了發展強大的強制力，磁鐵1〇4的軸向尺 寸加以延長，且靜子線圈1〇7做成平坦狀，例如像電路板 11〇上的印刷導線，在此情形下可確保轉子磁極1〇5、1〇6 與靜子線圈107之間有適當的空隙。圓盤1〇2與1〇3製成 板狀，此似板狀的圓盤1〇2與1〇3可利用模鍛來製造。 圖6說明要主張之裝置的另一個樣本實施例，電力傳動 10 15 20 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 ____________--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 550871 15 A7 五、發明說明（丨2 ) 機包括裝設在轉軸1〇丨上的圓盤1〇2與1〇3，以及位在它 們之間具有軸向磁化的柱形磁鐵1〇4。沿著它們的外圍， 圓盤102與103各自擁有成輪齒形狀的磁極1〇5與1〇6。 另外磁極105與106有L型極尖111與Π2，其一支腳朝 5向軸線方向，且另一之角分別位在與後者同一平面中的磁 極105與106之間。靜子線圈107位在由磁極1〇5與極尖 111，以及磁極106與極尖112所形成的空間中。此種配置 可增加電力傳動機的動力。 在圖7中顯示_ 102與1〇3與磁鐵整合在一起的樣本 10配置，纟此情形下，形成軸向磁A的環形磁鐵而柱形部份 113與磁極部分114、115。在此磁極部分114與ιΐ5擁有 執订轉子雜功能的麵。為了讓靜子隨同其顧安裝在 此種轉子磁極之間的空隙中，靜子應該做成可拆解的。因 為匕通常不是很方便，上述的環形磁鐵可做成兩個轴向磁 化的磁鐵116及117(參閱圖8)，並在轉軸1〇1 Μ裝且其 相異的磁極朝向彼此。後者的變型有較大的便利，在製造 磁鐵116與117上所需的模子較簡單。 在圖9中說明本發明第二選項要主張之兩部份轉子，這 個轉子的第-部份包括裝設在轉轴1〇1上的圓盤118與 U9 ’各自擁有做成輪齒狀的磁極123與124，以及位在圓 盤118與119之間執行磁路功能的軸向磁化柱形磁鐵 120。此轉子的第二部份賴式触且包括裝設在轉轴皿 上的圓盤121與122 ’各自擁有做成輪齒狀的磁極123與 124以及位在圓盤cl與122之間執行磁路功能的軸向磁 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20

550871 A7 五、發明說明（ί3) 化柱形磁鐵125。第一部份的圓盤119與第二部份的圓盤 122都做成板狀，以此方式使得分別位在圓盤〖π與cl 磁極之間的磁極與後者那些在同一平面上。對於轉子部分 的統合而吕，所有圓盤118、119、121與122可能做成統 5 一尺寸的板狀，個別圓盤的磁極位在兩部份的中央截平面 上。當I设在轉軸101上時，轉子的兩部份彼此緊緊地固 接，以它們相似磁極的磁鐵12〇與125朝向彼此而定向。 當安裝磁鐵120與125時，欲避免因排斥力的產生而造成 部份的軸向位移，在此設計中提供鎖定裝置（圖9中不顯 不）。靜子線圈的較佳位置是在圓盤118、119、121與122 磁極之間的空隙中。 類似於圖7與圖8中所示的一般，圓盤118、119與磁鐵 120以及圓盤121、122與磁鐵125可能做成一體，或整 合兩個相似的部分。 在圖1G中㈣本發明第二選項要主張之裝置的樣本具 體實施例’兩部份轉子包括第一部份的圓盤118與磁鐵 120，以及第二部份的圓盤121與磁鐵125 ’且兩部份共有 圓盤126。圓盤126的輪齒127與128交替彎向第—與第 -扎’與圓盤ι18與121輪齒—起構成轉子磁極。 本發明第三選項要主張的轉子（參閱圖i卜圖⑺，包括 裝設在轉轴201上的圓盤2〇2與203，以及位在圓盤2〇2 與203之間執行磁路功能的軸向磁化柱形磁鐵204。在它 們_部周圍上，圓盤202與2〇3個別擁有做成輪齒狀的 朝向叙置軸線的磁極205與206。 10 訂 15 20 本紐尺度舶”縣（Ci^s)A4祕⑽/Μ7公复_ 線 550871 ______B7__ 五、發明說明（叫） 圓盤202與203可以此方式裝設，即使得磁極2〇5與206 彼此互相面對（參閱圖11、圖13、圖14)，或可被轉動以 致磁極205將位在磁極206之間且反之亦然（參閱圖π)。 在此與後來在圖14-圖17，以及在圖20與圖21中，轉子 5的軸向部份說明在詳圖a)，而從裝置軸線的展開視圖說明 在詳圖b)中。 靜子線圈207可安裝在關於磁極2〇5與206的任何一面 上以致可確保其有端面交互作用。最佳的變型是當靜子線 圈207安裝在磁極205與2〇6(參閱圖n、圖13-圖丨5)之 10間的空隙中，靜子線圈207的極尖208與209(參閱圖11) 分別與轉子磁極205與206在對邊。 位在它們之間的轉子圓盤2〇2與2〇3以及柱形磁鐵 2〇4(茶閱圖η、圖13)結合在一起，例如利用由非磁性材 料做成圓盤狀的夾具21〇,且以軸承211裝設在軸2〇1上， 15同日守夾具具有連接可附著在驅動機構上之元件的功能。 _在圖11中，說明要主張之電力傳動機與離心通風機 的軌例連接，夾具12〇啊充做通風機的背面圓盤，其 附加有扇葉212。 〃 個使用所申清專利之電力傳動機的範例說明在圖 20 3中’可從該圖中看到，夾具同時充做運輸車輛的輪 承口此匕有固接輪胎214的適合輪緣凸緣213。 例如靜子線圈207可利用夾具215頂住(參閱_與圖 5玄爽具做成緊緊裝在轉軸201上的圓盤一般。 圓盤2〇2與咖的其中—個或兩者可以是板狀外形，如

本紙張尺度適^ 297公釐） 550871

五、發明說明（15 ) 圖15與16所示，此種形狀可能使得磁極2〇5與2〇6之間 的空隙得以最佳化-視磁鐵2〇4的軸向尺寸與靜子線圈2〇7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的形狀與尺寸而定。 特別圖15說明要主張之電力傳動機實施例範例，此時磁 5鐵204 #大的軸尺寸（以便用來提供大的強制力），而靜子 線圈207做成平坦狀（圓盤線圈）—例如在板上的導線條，在 此情形中，為了設定轉子磁極2〇5與2〇6以及靜子線圈2〇7 之間所需的空隙，圓盤202與2〇3要做成板狀外形。板狀 型的圓盤（圓盤202與203)可以例如以模鍛的方法製造。 ίο ® 161 兒明要主張之電力傳動機的實施例範例，此中有一 個圓盤是板狀的（圓盤203)，而同時該圓盤（圓盤2〇3)的磁 極206疋位在圓盤2〇2的磁極2〇5之間-在與磁極2〇5的同 一平面上。此時靜子線圈207可位在由圓盤2〇3的凹部所 形成的空間中而使裝置的整個軸尺寸達到最小。 15要主張之電力傳動機轉子的實施例範例（第3選項）說明 在圖17中。電力傳動機的轉子包括圓盤202、圓盤2〇3與 位在兩该圓盤間之軸向磁化的磁鐵2Q4。磁極2Q5與206 分別位在圓盤202與圓盤203的内部周圍上，這些磁極做 成輪齒形狀。另外，磁極205與206分別有L型極尖216 20與2口，其一支腳指向軸線方向，而另一支腳位在磁極205 與206之間（與後者同平面）。靜子線圈2〇7位在由磁極2〇5 與極尖216所形成的空間，以及由磁極2Q6與極尖217所 形成的空間中。此種设計可提高電力傳動機的動力。 圖18說明圓盤202與203整合磁鐵204的範例。在此中， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公餐） 550871 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（A ) 車由向磁化的ί衣形磁鐵有柱形部份218與磁極部分219鱼 220。除此以外，磁極部分219與220的内部周圍之形狀像 輪齒一般，且這些輪齒執行轉子磁極的功能。欲確保靜子 的裝設(將其線圈207放置在此轉子的空隙中），靜子應該 5是可拆解的。因為它不總是很方便，故該環形磁鐵可做成 兩個軸向磁化磁鐵221與222(參閱圖19)，而其組裝方式 使它們相異的磁極是朝向彼此。本變型的另一種便利包括 用來製造磁鐵221與222的模子比較簡單。 有關兩部份的電力傳動機（第4選項）說明在圖2〇中，本 ίο轉子的第一部份包括分別具有磁極225與226的圓盤223 與224(磁極做成輪齒狀），以及位在該圓盤223與224之 間執行磁導線功能的軸向磁化柱形磁鐵227。第二轉子部 份的製造方式類似，它包括分別具有磁極23〇與231的 盤228與229(磁極做成輪齒狀），以及位在該圓盤2沈… 229之間執行磁導線功能的軸向磁化柱形磁鐵m2。第一部 份的圓盤224與第二部份的圓盤229都做成板狀，以此方 式使得它們的磁極(磁極226與磁極231)分別位在圓盤22 的磁極225以及圓盤228的磁極230之間，且是與後者在 相同的一個平面中。 欲統一與標準化轉子部分，圓盤223、224、228與229 可做成板狀且相(?]尺寸-此中適當圓盤的磁極將位在兩部 份之中央部份的平面中。在組裝期間，兩個轉子部份應該 緊密結合在-起，而磁鐵227與微應該置於使相似磁極 彼此相對的位置上。欲避免部份的軸向位移（因安裝磁鐵 圓 血 15 20 3

---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550871 15 20 A7 五、發明說明（/7 ) 227與232時因棑斥力而產生），故在此設計中提供鎖定裝 置（在圖20中不顯示）。靜子線圈2〇7的位置是在圓盤 223、224、228與229的磁極間之空隙中，是該電力傳動 機要主張之選項的最佳實施例。 5 有可能讓圓盤223與224整合磁鐵227(以及讓圓盤228 與229整合磁鐵232)，包括麟項是在它們由兩個相同部 份所組成時，這與圖18與圖19中所述要主張之電力傳動 機的第三選項相似。 在圖21中的另一個範例說明具有兩部份轉子的電力傳 1〇動機設計’此兩部份轉子包括第一轉子部份的圓盤223與 磁鐵227，第二轉子部份的圓盤228與磁鐵232，以及盥兩 部仙鄰的圓盤233。圓盤223的輪齒234與235交替彎 向第-與第二轉子部份的方向，因此(隨同圓盤233的輪齒 225與圓盤228的輪齒223)構成轉子磁極。靜子線圈2〇7 女衣在由5亥轉子磁極所構成的空隙中。 此中要主張之裝置的操作是依射軸與關靜子線圈與 心子磁極之$磁父互作用’且與上述過去電力傳動機之操 作類似。在圖22、圖23與圖24的範例令說明所主張之所 有裝置的操作，其中顯示轉子磁極戰2()5)與⑽⑽）， 靜子的電線圈1G7(2G7)，與電線關心的極尖職_ 與109(209)。上圖令的箭頭顯示轉子的旋轉方向。 圖22說明—種設計選項，即相異的轉子磁極105(205) 與順圆是位於不同的平面令且正好彼此面面相對的 清況在此中’子（由放佈在周圍上的線圈職⑽所組 i紙張尺涵卿_家鮮（CNS)A4

--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550871 A7 B7 五、發明說明（/S )成）是位於磁極105(205)與106(206)之間的空隙中，而靜 子極尖108(208)與109(209)是分別位在相對於另一個的 位置上且分別面向靜子磁極1〇5(2〇5)與106(206)，因此提 供與後者的端面交互作用。對靜子線圈107(2〇7)的交流電 5壓輸入11，其包括從一極性轉換到另一極性，這導致在極 尖108(208)與109(209)上產生相異的磁極。在靜子線圈 107(207)的極尖108(208)與109(209)之間所建立的磁場 與存在於轉子輪齒105(205)與106(206)之間的恆定磁場 產生交互作用。 10 靜子線圈1〇7(207)轉換的序列視圖22中所示之轉子磁 極105(205)與106(206)的位置而定。在圖22-a中所示的 位置中，靜子線圈107(207)的極尖108(208)與109(209) 吸引轉子磁極105(205)與106(206)，而其磁化的符號相 反，而此事實造成轉子旋轉。當轉子轉到其磁極1〇5(2〇5) 與106(206)的中間部分正好面對靜子線圈1〇7(2〇7)的極 尖108(208)與109(209)的位置時-參閱圖22—b，電源電壓 的饋電被切斷。由於旋轉慣性與移到圖22-c中的位置，轉 子繼續旋轉。此時反極性電壓饋入靜子線圈1〇7(2〇7)，且 靜子線圈107(207)的極尖1〇8(2〇8)與1〇9(209)開始排斥 轉子的相同磁極105(205)與106(206)，因而在特定的方向 中旋轉它。由於轉子的位置進一步移動，使靜子線 107(207)的極尖108(208)與109(209)位在轉子磁似 105(205)與106(206)之間的空間中央—參閱圖22—^，供a靜子線圈107(207)的饋電壓u被切斷。然後，在轉子已麵 訂 15 20 圈 極 線 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(ϋ 297公爱） 550871

五、發明勢明（Η ) 丄著力疋轉的方向（由於慣性)移動後，該程序重複。 當相異的轉子磁極105(205)與106(206)處於某一平面 中日寸（圖23)，靜子線圈1〇7(2〇7)的極尖1〇8(2〇8)與 109(209)則處於該平面的一側上，此時極尖1〇8(2〇8)與 5 109(209)之間的角距等於相鄰轉子磁極1〇5(205)與 106(206)之間的角距。交流饋入靜子線圈1〇7(2〇7)的電壓 U造成在極尖酬_與⑽⑽)上相異（反向)磁場的產 生。該相異磁場與轉子磁極105(2〇5)及1〇6(2〇6)之間的恆 定磁場產生交互作用。 10 在圖23—a中所述的位置中，靜子線圈1〇7(2〇7)的極尖 108(208)與109(209)排斥相同的轉子磁極i〇5(2〇5)及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 106(206)，同日守吸引相異的轉子磁極1⑽（2⑽）及 105(205)，因而使得它旋轉。當轉子轉到的位置使得其磁 極1〇5(205)及106(206)的巾央部份面對靜子線圈雨簡) 15的極尖109(209)與108(208)時-參閱圖23—b，則供給靜子 線圈107(207)的饋入電壓u被切斷。由於旋轉慣性與移到 圖12 c中的位置’轉子繼續旋轉。之後電源電壓（反極性)^ 饋入#子線圈107(207)，在此過程中，極尖()與 1〇9(2〇9)排斥相同的轉子磁極106(206)與1〇5(205)，而吸 2〇引相異的轉子磁極1〇5(2〇5)及1〇6(2〇6)。當轉子轉到的位 置，使其磁極105(205)及106(206)的中央部份面對靜子線 圈107(207)的極尖1〇8(2〇8)與1〇9⑽9)—參閱圖㈣， 供給靜子線圈1〇7(2〇7)的饋電壓u被切斷。然後，在轉子 已經沿著旋轉的方向（由於慣性)移動後，該程序重複。 550871 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明) 在I置的實施例中’其轉子磁極1Q5(2⑹及1Q6(206) 疋處於不同的平面中（且從環行的方向肖度，它們位在彼此 之間）’靜子可做成線圈的形式放置在周圍上，且該線圈分 別有朝向磁極105(205)與1Q6(2Q6)的極尖1Q8⑽幻與 5 109(209)，在此情況中，極尖職·)與極尖酬2〇9) 之間的角距被選為等於相鄰轉子磁極—亦即1〇5(2〇5)與 106(206)之間的角距。5j 24說明本發明的這個實施例範 例，顯示轉子角位置的四個階段與對應該角位置電源電壓 到靜子線圈107(207)的饋電步驟。在此裝置的操作類似於 ίο 圖22中裝置的操作。 工業與商業應用 所有提出的電力傳動機設計的選項及實施例皆易於製 造’因為它們包括簡單的部件，可適應現代化生產的環境。 由於柱形磁鐵徑向尺寸的增加而提高電力傳動機的動力。 然而，電力傳動機設計的徑向尺寸並不會太大。 圓盤的板狀外形可最佳化裝置的尺寸，視所使用在裝置 中磁鐵與靜子、所需動力與要襄設電力傳動機的裝置之尺 寸而定。 20 上述的特性可將所提出的電力傳動機用於各種工業部 本紙張尺度適財目國家標準（CNS)A4規格（210—X 297公髮） --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

Claims (1)

1. 550871 60： 7.

   專利申請案第89124844號 ROC Patent Appln. No. 89124844 中文申請專$範圍修正本-附件一 Amended Claims in Chinese - Enel. I (90年7一月一y日送呈) (Submitted on July P , 2001) 、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 !· 一種電力傳動機，包括一磁性轉子以及一定子； 該磁性轉子係包括至少二個裝設於轉軸上之磁化的圓 盤，其中 忒至少二個磁化的圓盤係具有排列於外周的相同磁 極，並係垂直裝設於該轉軸，且係彼此相隔開以構成 一間隙，排列在一個磁化圓盤之外周的相同磁極係與 排列在另一個磁化圓盤之外周的相同磁極係在垂直於 該軺軸之平面上的軸向投影中重疊，該等排列在一個 磁化圓盤之外周的相同磁極係具有相對於排列在另一 磁，圓盤之外周的相同磁極為相反的磁性； 叙子係包括排列於周緣的線圈，各線_具有平行 於該轉軸的軸，該等線圈至少有部分係安裝於排列於 》個磁化圓盤外周的相同磁極與排列於另—個磁化圓 盤外周的相同磁極之間的間隙 2. 根據输電力細，其中該磁化 圓盤係在垂直於轴向超越該間隙之轉軸的平面連接。 3. 根據中請專利範圍第1項之電力傳動機，尚包括一柱 形磁鐵， 該柱形磁鐵係於軸向磁化，並係在該等磁化之圓般間 與該轉軸同軸而放置。 間 ---------------------訂---------線-4^~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4^i^· X 297公釐） 89550-claim 550871 A8 B8 C8 , D8 ' 六、申請專利範圍 4. 根據申請專利範圍第3項之電力傳動機，其中各磁化 的圓盤係包括一單件組件。 5. —種電力傳動機，包括一磁性轉子以及一定子； 該磁性轉子係包括至少二個裝設於轉軸上之磁化的圓 盤，其中 該至少二個磁化的圓盤係具有排列於内周的相同磁 極，並係垂直裝設於該轉軸，且係彼此相隔開以構成 ’ 一間隙，排列在一個磁化圓盤之内周的相同磁極係與 、 排列在另一個磁化圓盤之内周的相同磁極係在垂直於 該轉軸之平面上的軸向投影中重疊，該等排列在一個 磁化圓盤之内周的相同磁極係具有相對於排列在另一 磁化圓盤之内周的相同磁極為相反的磁性； 該定子係包括排列於周緣的線圈，各線圈係具有平行 於該轉轴的轴，該等線圈至少有部分係安裝於排列於 該個磁化圓盤内周的相同磁極與排列於另一個磁化圓 盤内周的相同磁極之間的間隙。 6·根據申請專利範圍第5項之電力傳動機，其中該磁化 圓盤係在垂直於轴向超越該間隙之轉軸的平面連接。 7.根據申請專利範圍第5項之電力傳動機，尚包括一柱 形磁鐵， 該柱形磁鐵係於軸向磁化，並係在該等磁化之圓盤間 與該轉軸同轴而放置。 8·根據申請專利範圍第7項之電力傳動機，其中夸磁化 的圓盤係包括一單件組件。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550871 A8 B8 C8 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 .局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 12. 六、申請專利範圍 9. 一種電力傳動機，包括一磁性轉子以及至少二個定 子； 該磁性轉子係包括複數個裝設於轉軸上之磁化的圓 盤，以軸向間隔的關係安裝於一轉軸上以構成至少〆 個間隙，該等複數個磁化圓盤係具有排列於外周的相 同磁極，並係垂直於該轉軸而裝設，以及 其中該排列在各個磁化圓盤之外周的相同礤極係與排 列在相鄰的磁化圓盤之外周的相同磁極係在垂直於該 轉軸之平面上的軸向投影中重疊，以及 其中該等排列在各個磁化圓盤之外周的相同磁極係具 有相對於排列在各個相鄰磁化圓盤之外周的相同磁極 為相反的磁性；以及 該至少二個定子係包括排列於周緣的線圈，各線圈之 軸係平行於該轉軸，該等線圈至少有部分係安裝於排 列於邊至少一個磁化圓盤外周的相同磁極與排列於另 個相鄰磁化圓盤外周的相同磁極之間的至少一個間 隙。 10. 根據申請專利範圍帛9項之電力傳動機，其中該相鄰 磁化圓盤係在垂直於軸向超越該間隙之轉轴的平面連 接。 11·根據巾請專利範圍第9項之電力傳動機，尚包括柱形 磁鐵.亥柱形磁鐵係於轴向磁化，並係在該等磁化之 圓盤間與該轉軸同軸而放置。 種電力傳動機，包括-磁性轉子以及至少二個定 12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550871 A8 § -—-_____ 六、申請專利範圍 子； 該磁性轉子係包純數個裝設於熱上之磁化的圓 盤，以軸向間隔的關係安裝於一轉軸上以構成至少一 個間隙，該等複數個磁化圓盤係具有排列於内周的相 同磁極，並係垂直於該轉軸而裝設，以及其中該排列 在各個磁化圓盤之内周的相同磁極係與排^在相/鄰的 磁化圓盤之内周的相同磁極係在垂直於該轉軸 向投影巾重疊，以及其巾該特财各個磁化 、圓盤之内周的相同磁極係具有相對於排列在各個相鄰 磁化圓盤之内周的相同磁極為相反的磁性； 該至少二個定子係包括排列於周緣的線圈，各線圈之 轴係平行於該轉軸，該等線圈至少有部分係安裝於排 列於違至少一個磁化圓盤内周的相同磁極與排列於另 一個相鄰磁化圓盤内周的相同磁極之間的至少一個間 隙。 13·根據申請專利範圍第12項之電力傳動機，其中該相鄰 磁化圓盤係在垂直於軸向超越該間隙之轉軸的平面連 接。 14·根據申請專利範圍第12項之電力傳動機，尚包括杈形 磁鐵’該柱形磁鐵係於軸向磁化，並係在該等磁化之 圓盤間與該轉軸同軸而放置。 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------- --------tl---------il (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)