TWI304285B - - Google Patents

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'1304285 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係—種—種磁力旋轉裳置的結構，更特綱是磁力旋 轉裝置之定子财減_性_之定子元相與減個含永磁 鐵之轉子元件相互個’而且轉子元件之每—個極蚊子元件之 相應極之磁通路徑帶有一個轴向氣隙與兩個徑向氣隙。 【先前技術】 以通用電動機而言，*論紐電械歧流電_之運作， 其轉子與定子__雜雜相斥、異性相吸的磁原理。早期 絕大多數電動機之料都祇使職磁_—端來產生轉距，此種 設計最多也健運用了電動機潛能的—半。但現今有許多旋轉電 動機之設計，棚激磁線圈的兩端，以提供轉子與定子間更大之 有效氣隙表面面積，來產生電動機的轉距。但傳統通用電動機的 結構會_鄰之磁極，造成磁通之集中受到影響，且视鄰之線圈 也有不利的轉換干擾效應。

Maslov等人在美國專觀6791222愤出一個旋轉電動機， 其利用激磁線圈的兩端以增加轉子與定子間之氣隙表面面積，且 藉由各自獨立之極對的安排以處理_、_ _磁通的轉換干擾 效應、。此直流電動機之定子上包含有複數個各自獨立激磁的電磁 體’並以雜方向侧之轉子磁鐵蚊子極對提供了非常集中的 _分佈，使磁通可以被針在姆大的表面以促成高的力矩。 並以感知器侧轉子與定子之相對位置，在不同的時間，分別合 ;I3〇4285 且地控制電磁體上的線圈電流，來造成電動機之平順運轉。 為了可以獲得更大的總有效氣隙表面面積，而有在美國專利 就6891306中，Maslov等人將上述電動機之結構加以增益。通過 電動蚊子極的表面和轉子的磁鐵之增加，藉由磁狀集中使磁 通之分佈被改進，以提供更大之磁通分佈。使電動機構造提供了 在轉子το件與定子元件兩者之中的更大之連續磁通產生路徑。此 電動機架_構造藉由增加穿過複數佩隙之轉子極與相對的定 子極之表面面積，以促使磁通集中在相對大的表面上，以進一步 地增進電動機之高轉矩能力。 每些原理被更進一步地在本發明中改進、增益，使得磁通不 仁可以集中在相對更大的表面上，而且磁通分佈可以改進成更平 衡。 【發明内容】 本發明的目的是提供一種磁力旋轉裝置，其可獲得磁力旋轉 裝置在空間巾更佳的幾何學上的平衡，更進—步地增加穿過氣隙 之轉子極與相朗定子極之絲面積，以促使磁通集巾在相對更 大的表面上，來進—步地增進磁力_裝置之高轉矩能力；並且 在達成磁力旋轉裝置之高效率、高輸出力矩的能力外，也獲得靈 活安全之運作特性的更進一步地改進。 為實現上述需求，本發明的第—實_中具體地提出了一種 磁賴轉裝置的構造，其含有：—個定子及—個轉子。轉子上含 有複數個含永_之磁性元件，6轉—個雜元件各自具有極性 ，1304285 相反之兩磁極，使複數個磁性元件以磁場極性連續交替圍繞 著旋轉軸之關方向配置，以構成—輪狀環，且沿著旋轉轴之^ 周方向毗鄰的永磁鐵彼此以間隙分隔；並且，每一個含永磁鐵之 磁性元件具有以導磁性材料形成之一般約呈c形之結合座；且在 每-個c形結合座之内侧表面與兩個u形永磁鐵的f面表面結合 以形成兩U形磁極，且每-個u形磁極各自具有三個磁極極性相 同的雜表面；麵性元叙每—個雜的三條面+，一個極 #面-般垂直於旋轉軸以極面面向軸向氣隙，而另外兩個磁極則各 自面向各自的徑向氣隙；以及，每—個磁性元件的兩磁極之U形 永磁鐵實f上在c形結合座的關彼此以軸向嶋分隔^定子上 含有複數個磁性隔離的電磁體成s圍繞著旋轉軸之關方向配置 以構成-輪狀的環，酶—個電磁體成員都含有以導磁性之核心 部分連接的成對極，成對極之每—個極各自具有約呈U型的橫截 面U开>秩截面外側的三個極面中的底部極面一般垂直於旋轉 •軸，而另外兩個極面則面向各自的徑向氣隙，而且有一個線圈在 電磁體成貞的核^部分上形成。定子輪狀環至少有部分被轉子輪 狀環所圍繞包含’以在轉子垂錄旋轉軸_面上定義轉子與定 子之間的兩_向氣隙，使兩軸向氣隙位於定子的軸向相反的兩 面上，以及同時在轉子之每一個磁性元件的每一個磁極之徑向的 兩面上定義轉子與定子之間的徑向氣隙；在此，定子電磁體成員 的成對極之每—個極各自與轉子磁性元件之兩磁極其中之-相 1304285 應’·_電磁_員之每—娜與雜元件之相應磁極被以一個 由向氣隙細健向氣騎分隔。 门定子之每一個電磁體成員都各自以非導磁性材料組成之構造 =至奸轴上’使定子之每—㈣磁體成胃相無鐵磁性之 接觸。每-個電磁體成員的圈有各自的開關做激磁，當線圈加以 電流激磁時’在電磁體成員成對極的兩極之各自的極面產生相反 之磁場極性，並使每一個極的三個極面產生的磁場極性相同；而 且^線圈巾通過之電流_時，在成對極的兩極極面之磁場極性 逆轉母個電磁體成員上的線圈各自依據定子盥轉子間 之相對位置來決定義，贿在合宜的咖，分職每I個電磁 體成員上的線圈各自獨立的激磁，來控制電磁體成員成對極極面 之_方向與磁場大小的改變。這些各自分縣磁蚊子電磁體 成員的成對磁極藉由氣隙與將其圍繞包含之鮮永磁極作分隔， 以與相應之轉子磁性元件的永磁場之磁極產生合宜之引力或斥 力’以提供旋轉。第一實施例藉由額外增加轉子磁極之面向徑向 之極面與減應的定子極之極面，賴得㈣氣隙之轉子磁極盘 相對應的奸極之表面_的轉増加因而可 在相對大的表面上，來進-步地増進磁力旋轉裝置：： 力，同時猎由磁減轉裝置之面向徑向之極面的増加，提供 了額外的構造優點’可藉由磁力轉裝置之架構上的各自獨立^ 件之結構安排’來關注於磁力旋轉裂置之幾何學上的空間平衡， ；1304285 以獲得靈活安全之運作特性的更進一步地改進。 雖然轉子磁性元件以及與其對應的定子電磁體成員之數目沒 有被特定提出’但本發明之具體化實現時，定子電磁體成員之數 目及轉子磁性元件之數目可相同也可不同，以符合設計所需之要 求來作決定。*且轉子磁性元件沿著旋轉軸之圓周方向她鄰的永 磁鐵彼此分隔之間_每—個_大小可以不需要相同，以及定 子沿著旋轉軸之圓周方向毗鄰的電磁體成員相互間作磁性隔離之 間隙的每〜個_大小當然也可以不需要_。因而可經由適當 之女排來降低磁力旋轉裝置操作時之轉矩脈動。 在本發明的第二實施例中，將第一實施例之轉子磁性元件之 每-個磁極tu型永磁鐵各自以三個永磁鐵替代，使每一個磁性 元件之磁_性相反之兩磁極的每—個磁極仍然各自具有三個磁 場極性相_極^這樣鋪，軸會對產生力_磁通之集中 有不利之影響，但是永磁鐵的準備卻是較為容易；而且對磁力旋 轉裝置之操作並無不同。 在本發明的第三實施例中，定子電磁體成員與定子之固定方 式被改進’磁力旋轉裝置之定子電成㈣每—前雜之兩 個面向徑向之麻被改魏更對稱，使電頻賴的賴極在經 過軸向氣_徑向氣_面對轉子磁性元件的永磁極時，因幾何 ，之不平衡所產生的不利影響可減至更少。而且此種構造相對也 提供一個更大的氣隙表面面積，促使磁通集中在更大的表面上， 1304285 來更進-步地增進高轉矩之能力。為了要改進磁性元件之兩磁極 的磁通分佈’轉子上有·的雙極性永磁齡於雜元件兩雜 木面面向仏向氣隙之永磁鐵之轴向間隙，此額外的永磁鐵可被安 置於每-個磁性元件之軸向田轉的u形永磁鐵的極面面向徑向氣 隙之永磁鐵的軸向末端，而且額外的永磁鐵具有之磁場方向一般 約呈環繞顧轉軸之圓财向，並以磁場方_向_之圓周方 向，額外的永磁鐵之厚度尺寸可以與驅動磁力旋轉裝置之U形永 磁鐵具有相同的厚度尺寸。 更進一步的一個改進，在本發明的第四實施例中，磁力旋轉 裝置之轉子除了加入額外的永磁鐵之外；在轉子上，環繞著旋轉 軸之圓周方向毗鄰的永磁鐵彼此不但以間隙分隔且相互間無鐵磁 眭之接觸。因此，磁通分佈可以改進成更平坦，以獲得磁通的儘 制用。這樣的安排，以及由於麵力旋轉裝置之_構造之所 提仏的成何學上之改進，使得在儘量不額外增加空間與重量的狀 况之考慮下，獲得磁力旋轉裝置之高效率、高輸出力矩和靈活安 全之運作特性的更進一步地改進。 本七明之後的更進一步具體化展示及描述，並經由澈底地 仔、、田心考本發明所作之說明，本發明額外的優點，將很快且明顯 地交成易於實施的工藝。當本發明在實際施行之際，本發明可以 有其他各式各樣且不完全一樣的實體化措施；其能僅修整數個本 發明的細節，而不偏離本發明所敘述申請專利範圍所記載之各項 ,1304285 技術事項的觀點說明，來實行本發明。因而，本發明所作之描述 及繪圖僅祇是在此被視為本質上之說明，而非是實際實行之限制。 本發明之磁力旋轉裝置適用於高效率發電機、電動機，可用 於驅動專裝置之引擎，如電動輪椅、電動腳踏車、電動汽車、·· · 等等。 【實施方式】 第一圖為本發明的第一實施例之磁力旋轉裝置的立體分解 • 圖，用以說明實施例之組成成員。磁力旋轉裝置主要是由一個定 子及-個轉子所構成。將！之括肋的元件組裝後，複數個電磁 體成貝60圍繞紐轉軸之圓周方向配置以形成定子輪狀環；定子 輪狀壤之每-個電磁體成貞具有以導雜之核心部分連接的成對 極’且有-個線圈65在核心部分上形成；電磁體成員的成對極之 每-個極61的橫截面各自約呈u形，且u形橫截面外侧的三個 極面中之底雜面—般垂直於旋轉軸，使轉子與定子之間，有兩 •個軸向氣隙位於定子的軸向之相反的兩面上，而U形橫截面的另 外兩條面以面向各自的徑向氣隙；並且以非導磁性材料形成的 ^子支撐1601作為對個別電磁體成貝的—個固接架構，以固接 電磁體成員至疋子軸。轉子上，兩個u形永磁鐵51、兩個側面部 刀52與兩個一分之一的橫斷面壁部分54在經由橫斷面壁部分上 突出緣之結合孔58裝配組合後；形成複數個含永磁鐵之磁性元件 、磁易極1±N/S連續父替圍繞著旋轉軸之圓周方向配置而構成的 轉子輪狀％，且ί辰繞著旋轉軸之圓周方向田比鄰的永磁鐵彼此以 11 1304285 隙分隔。定子輪狀環至少部分被轉子輪狀環醜包含，因而，在 轉子垂直於旋轉軸的兩面上定義轉子與定子之間的兩個軸向氣 隙’以及同時在轉子之每—個概元件的每—個磁極之徑向的兩 面上定義轉子與定子間的兩個徑向氣隙 第二圖為第一實施例之磁力旋轉裝置的組合圖，藉由轉子之 松斷面壁部分上突出緣之結合孔58完成磁力旋轉裝置之組合。轉 :可透過軸承與疋子軸結合，定子支樓環上的固定洞觀可作為 疋子口接至疋子軸’在此之磁力旋轉裝置可適合麟車輪以作為 —本毛㈣第-實施例之磁力旋轉裝置的定子部份蚊子輪狀 Γ組合圖概供在第三®。植個電_成員6謹由定子支撐 衣601上的孔洞601c以傳統之方法固接電磁體成員至定子支撐環 2而定子域環601以非導磁性材料形成，且在定子環中赴鄰 、，磁體成^極間間隙33分隔，以與_的電磁體成員具有磁 ^離使母個電磁體成員相互間無鐵磁性之接觸。第三圖的 造使產生力矩之磁通可以被集中且提供一個大的氣隙表面面 使得在_之輸㈣，磁力旋餘置之結構的體積可減至更 夕以獲侍更冋效率之磁力旋轉裝置。且 體成員的卿咖Η咏全_，嫩物配合轉 ^上之讀，經過合宜的安排，來降低磁力旋轉裝置之轉矩脈動， 成斤而之平;丨貝運轉。定子支撑環上的固定洞咖則預留以作為 ;1304285 與定子軸固接之用。 立第四圖為沿著第二圖的線A_A所得到之磁力旋轉裝置構造 之部份的剖視圖。在本發明的實施例中，為了易於解釋而非作為 限制’轉子的雜元件含有永磁鐵之約呈c形的結合座被分為相 對應之兩半部。第四圖中，轉子磁性元件的每一個c形結合座的 半部均，-個L形的侧面部分52與一個二分之一的橫斷面壁部分 54 ’而每-個二分之一的橫斷面壁部分上之突出緣與突出緣上之 •、、、。口孔58在作為固接轉子環之兩個半部，以連結成一完整之^形 結合座；每-個磁性元件之c形結合座的兩個半部都各自以一個 γ形㈣鐵51之背聽面與雜元狀c職合座_表面的兩 半。P之其中之-半部結合，而同一雜元件之〇形結合座内側表 面的另-半部，則結合有表面磁場極性相反之另一個㈣永磁鐵 51 ’使每—個約呈⑶的磁性元件具有磁姉面磁場極性相反之 兩磁極。刪生元件之每一個磁極的永磁鐵是财U形極面之薄的 _雙極性永磁鐵，而每―個永磁鐵的U形極面祇顯示出—個單一的 磁極極性，並與結合至c形結合座之内侧表面的永磁鐵之U形背 面表面的磁極極性相反；轉子兩半部之每一半部的毗鄰永磁鐵各 自圍繞著旋轉軸之圓周方向以磁極極性N/s連續交替配置，圖中 所標不之磁場極性N、S祇是為了作為磁極極面面向氣隙之磁場極 性之圖示說明，並非作為限制。每一個磁性元件兩半部内側之各 自的U形永磁鐵磁極的底部極面各自分別面向各自的軸向氣隙 13 、1304285 30，且每一個磁極之u形内側的兩個側面極面則各自面對著各自 的徑向氣隙3卜32，使磁性元件之兩磁極的每一個口形磁極極面 隔著各自面對的氣隙與定子電磁體成員的成對極之相應極的相應 里面作用。以導磁性材料製造之磁性元件的C形結合座，對於安 置在磁性元件之C形結合座上之兩個U形永磁鐵而言，其可作為 磁性元件兩個U形永磁鐵磁極之—個磁通迴歸路徑，使磁通集中 在磁性元件兩個U形永磁鐵磁極之端部。 定子之每一個電磁體成員都含有以導磁性之核心部分62連接 的成對極，而成對極之每—個極61的橫截面各自約呈不對稱之u 形且各自之U形相具有三條面。每—恤之卩形賊面的三 條面中之_侧祕面面向各自的徑向氣隙m，且u形橫 截面的底部極面面向軸向氣隙3Q其中之而每—個極之口雜 截面則經由核心部分62與成雜之另—個u形極連結，以及有一 個線圈65在電磁體編核心部分上形成，以形成如細圖所例 電磁體成員。每—個極61的U形極面實質上與轉子之相 I作^㈣鐵之相應極面隔著徑向氣隙31、32與軸向氣隙30相 之=:Γ在磁力旋轉裝置上，電磁體成員之每-個極與相應 =件的兩磁極t之相應極被以—她向氣隙與兩個徑向氣 定子切環上之孔洞_如第賴之齡以傳統之方 的:_=_成員；㈣繞著定子之轉子則透過軸承以合適 的木_合到㈣上。在此，電磁體成員之核心部分62與兩極 ，1304285 j可以導磁性之材料製造，如Fe，删，細⑪，細心,等等； ^疋子之每一個電磁體成員經由非導磁性的材料形成的環6〇1固 形成之定子環，使定子電碰成員彼此之間無鐵磁性之接 觸杳非導磁性材料之選擇可以枚或者其他非導磁性材料。因而 在實際運作中，磁力旋轉裝置的定子之每—個電磁體成員形成一 個各自獨立的磁通路徑’在此之電磁體成㈣導磁性隔離可降低 雜政磁通損失和邊緣效應。 、定子之每—個電磁體成員的線圈65有各自的開關以分別各自 被激磁，當線圈加以電流激磁時，在電磁體成員成對極的兩極之 各自的極面產生相反之磁場極性N、s。但將巾之電流以相反 方向激勵時，則會使電磁體成s的成對極之兩極極面之磁場極性 二、S隨之逆轉。這些各自分別激磁的定子電磁體成員的成對磁極 藉由所面對之徑向氣隙3卜32與軸向氣隙3G以與將其圍繞包含 之轉子永磁鐵磁極作分隔。此線圈之激磁開關可以用機械式之換 向盗或電子式之切換電路來達到，而電子式之城電路必需對應 於位置感知器之感測说號的響應來啟斷電子切換電路。運轉中， 疋子上的母一個電磁體成員均可分別視為各自獨立的單一個體， 各自分別依據位置感知器所測知之定子與轉子之相對位置以作為 反應，來恰當地決定本身線圈上之激磁控制，以分別控制每一個 電磁體成員成對極極面之磁場大小與磁場極性方向的變化。因 而，每一個電磁體成員上的線圈各自依據定子與轉子間之相對位 15 1304285 置來決定激磁，當電磁體成員上線圈之激磁造成電磁體成員的磁 化’此線圈激磁所造成之磁通越過氣隙產生磁動勢，與轉子上之 相應磁性元件的相應永磁鐵磁極相互間作電磁之交互影響，使在 適宜的時間，產生合宜之引力或斥力，以提供想要的旋轉。在此， 藉由疋子電磁體成員的磁通路徑之相互分隔，以處理兩紕鄰的線 圈間之磁場干擾效應之不利的影響。 第五圖的剖視圖為本發明的第二實施例，類同於第四圖結構 中的剖視圖之一個改變的結構剖視圖。在本發明的各個圖中之例 示’對於元件改變之部分採用改變之圖號標示；而元件相同之部 分採用相同之眺標示，使易於瞭解本發_各個實施例之間的 改變。第二實細是為了方便永磁賴準備，對第四_力旋轉 裝置之結構所作之改變；第四圖中磁性元件的c形結合座内側表 面之兩個u形永磁鐵51已經各自被以三個永磁鐵％、％、57替 代’其以圖示顯示在第五圖中。第五圖中，永磁鐵55安置於c = 結合座内側之垂直於旋轉軸之表面上，使磁極極面面向軸向氣隙 30的其中之一；而永磁鐵56、57則各自安置於⑶結合座内側之 面向徑向之表面上，使磁極極面面向各自的徑向氣隙3Η2。每 -個磁極的三财磁鐵各自毅_雙極性永磁鐵且具有平坦的 極面，且每-個永磁鐵麵祇顯示出一個單一的磁極極性，並鱼 水磁鐵背面表面雜性減，m個雖元件之匚形齡 座内側之兩半部的每一個半部之二個 y w干個相互赴鄰之水磁鐵磁極極面 1304285 =同的輪性，嫌_氣_麵 Γ第五另s—r部之三瓣目麵.柄鐵財的磁場極性相 =五圖t所標示之磁獅N、s㈣了物示以㈣ 明水磁鐵磁極之極性，並非作為限制。 在本發明的第三實施例中，改變了磁力旋轉裝置的第-實施 例之定子電磁體成員賴定方式，第、第、第八圖;

九圖、第十A圖與第十B圖就是以圖示例示說明此更佳之實施 例。第六__於第三_歡磁讀魏置定子敝合圖之 _的部分立體分解圖。在第六财，定子電磁體成員成對極的 母-個約呈U形構造的極61B在面向徑向之兩個侧面被改變成更 為對稱；使電磁體成員的成對極穿軌隙與轉子之磁性元件的相 應永磁鐵磁極相互作㈣’可降低_何學之不平衡所產生的不

利影響。在此，枝電磁體成員的每―個U形極⑽各自具有凹 槽611b、612b ’以在每-個u形極⑽之4個端角上，如第六圖 中之例不。以非導磁性材料形成之平衡固接板如、犯各自在本 身之軸向相反的兩側面上的每一個軸向侧面各自有一凸出部 611a、他，呈現由窄至寬之變化，而且較寬處在外，並以在内 之較乍處與平衡固接板之主體結合。每一個平衡固接板61丨、612 之主體可形容成兩個部件之組成，其勒、外兩個約成長條形橫 截面之部件的末端以徑向結合，且在結合處之軸向的相反兩面上 的每一個面向軸向之側面各自結合一個由窄至寬之凸出部6na、 17 •1304285 612a;此兩倾向結合之長條形部件實質上為鄰紅不同半徑的 圓弧’使-個平_接板的外長條形部件能 的内長條频撕細鳴

減鄰之平_接板相互蚊，因而使複數個平細接板相鄰接 以組合成兩個不同半徑的圓形環圈。平衡固接板上的凸出部 611a 612a與疋子電磁體成員的u形極上之凹槽611卜獅，其 對定子軸而言，各自具有相契合之各自的半徑，以使凹_卜、 分別各自與凸出部6Ua、_緊密相契合，·藉 的每-個U形極上的凹槽與平麵接板上的凸出部之緊密接合，、 複數個磁性隔離的電磁體成員圍繞著定子轴以形成一早 環’第七圖為以圖示說明第六圖結構之磁力旋轉裝置:定子的部 分域分解圖之組合圖。在第七财，定子切柱6G3可作為固 接疋子輪狀環至定子袖之功能，定子支樓柱6〇 藉由傳統之_式解瓣㈣細㈣Γ固= 不存在，對磁力旋舰置之操倾不會不同。 第八圖為本發輯第三實施例以__ 之部份的侧；帛亀似 :。第八圖的剖視圖為類同於第四圖的剖 ： 構剖顯。第八_結構改善了磁通在空間之分佈，/ 造相對也可以提供一個更大 且此種構 的狀隙表面面積。第四圖中的每一個 ;1304285 約呈U形之極61在第項中被以—個更對稱之約別形之極_ 替代’其藉由定子電磁體成員_定方式之改變以獲得一個更對 稱之構造；平衡固接板612上之孔洞除了使相鄰接之兩平衡固接 板相互結合之外，還可蚊子支上之細㈣傳統之固 定方式固接。蚊元件6G3d即為此種表示。為了配合 成員之改變’第_中之轉子U形永磁鐵51已經各自被以一個更 大的氣隙表面面積之U形永磁鐵51B替代；相對於第四圖中之u 形永磁鐵51 ’在此之u形永磁鐵51B的兩個面向徑向氣隙η、％ 之極面以軸向擴展，使其隔著徑向氣㈣、32與定子電磁體成員 的U形極61B之面向徑向之相應極面相互作用。在〇形永磁鐵、 仙的兩個侧面之各自的軸向方向之延伸上，分別各自有額外的 長條形之雙極性的延伸永磁鐵59、59a安置；而且，在此之延伸 水磁鐵59、59a的磁場極性方向為圍繞著旋轉軸之圓周方向。電 磁體成員的線圈65、核心部分62與磁性元件的橫斷面壁部分％ 也被圖示在第，與第九财，以作為輔助之例示。 延伸永磁鐵59 _場極性方向關示顯示在第九贿第十a 圖’而延伸永磁鐵59a的磁場極性方向則在第十B圖中以圖示例 τ =九圖為第八圖之磁力旋雛置的轉子蚊子的組合剖視圖 丁〜圖第九圖中例示了定子支樓柱6〇3固接定子輪狀環之一 種方法，二及複數個平衡固接板6n、612分別各自相鄰接以組合 、之圓开v環圈。延伸永磁鐵59的磁場極性方向如第九圖與第 ；1304285 1=，示3’、為_旋轉軸之圓周方向’圖中所標示之磁場 ° 祇疋為了作為圖示說明，並非作為限制。 第十八__第三實施例之磁力旋轉|置的轉子之u形永 磁鐵51^面向徑向的外侧側面以圓周方向之展開，作為第八^ 的輔助讀。額外的延伸永磁鐵59在橫斷面壁内側之表面上以分 隔母-個磁性元件在橫斷面壁上之轴向轉的永磁鐵，額外的延 伸永磁鐵59具有之磁場方向為環繞著旋轉軸之圓周方向，且磁場 •方向以朝向相同之圓周方向，一般約呈環繞著旋轉軸之圓周方 向；而且，環繞著旋轉軸之圓周方向_的延伸永磁鐵59之間可 存在著小的_’並不f要如圖中所示的緊密連接。轉子磁性元 件之L形側面部分52作為辅助性之例示以表現在圖中。 第十B圖為說明第三實施例之磁力旋轉裝置的轉子之U形永 磁鐵51B之面向徑向的内側側面以圓周方向之展開，作為第八圖 的輔助示意。額外的延伸永磁鐵59a在磁性元件的每一個口形永 磁鐵磁極51B的面向徑向氣隙32之内側侧面的軸向末端上，而磁 性元件磁場極性相反之兩U形磁極51B的延伸永磁鐵59a有定子 支撐柱603位在軸向空間之中。延伸永磁鐵59a的磁場極性方向 為圍繞著旋轉軸之圓周方向，圍繞著旋轉軸她鄰的兩個延伸永磁 鐵59a之間存在的小間隙，幾乎不影響延伸永磁鐵59a之作用。 第十A圖與第十B圖中，轉子上環繞著旋轉軸之圓周方向晚鄰的 20 :1304285 、磁鐵51B彼此間的嶋34並不需要完全相同，以便於與定 ^元件適當的配合，來達成所需之平順運轉。 的改呈 A圖與第十一 B圖之第四實施例為本發明的更進一步 、。/、以圖不說明相較於第十A圖與第十B圖的第三實施例 之改變。笛一_ 、^ 圖以圖示說明相較於第十Α圖的第三實施例之 、A轉裝置的轉子之U形永磁鐵之徑向外侧侧面以圓周方向之 龜展開的改變部分之示意圖。第十一B圖以圖示說明相較於第三實 的第十B圖之磁力旋轉裝置的轉子之U形永磁鐵之徑向内側 1 ^圓周方向之展開的示意圖之改變的部分。在第三實施例 、-在裒、、:^著疑轉軸之圓周方向批鄰的永磁鐵彼此以間隙％ 5轉子之C形結合座與間隙34相關之部分可以使用導磁性 材料形成。耐細實施财，轉子之c形結合座與_ %相關 之部分被以非導磁性材料更替，如第十一A圖與第十一B圖中之 癱 、仁合座與U形永蹲鐵51B相關之部分則維持不變， 仍然是以導磁性材料形成，以與磁極極性相反之兩U形永磁鐵仙 組成含兩磁極之磁性元件，如第十—A圖與第十—B圖中之似； 使轉子環繞著旋轉軸之圓周方向她鄰的永磁鐵彼此分隔以相互間 無導磁性之接觸。在第十一 A圖與第十一 B圖之例示巾，轉子磁 性元件之L形侧面部分52A、5況作為辅助性之例示以表現在圖 中。这個構造提供了在轉子磁極上更平坦的磁通分佈；使得磁通 21 1304285 的集中磁通的儘夏利用與盡可能降低磁通的轉換干擾效應之達 成，以獲得在高力矩輸出時提供高效率之磁力轉裝置的運作。 、在前叙所有的實補巾，磁力_裝置之c形結合座部分 當然也可完全由非導磁性的材料形成，雖然會對磁通之集中有不 1 IV s 對磁力轉裝置之運轉控織無不同，減能獲得 磁力旋轉裝置之可用的運轉。 前述的各種實行之雜，屬為—例示來_本發明，但本 2並不制_實_態之關。軸本翻之卿為一個在 的疋子㈣-㈣卜_佩_，但物續也能被反 ^Γ#侦佩峨糊巾，僅祇顯示且 =2^的各式各獅—些麻。本㈣關顧在各式 及環境中，而且能夠在不超過類似於上述說明之 本發明概麵細域縣修正。 以月之 【圖式簡單說明】 圖第:圖為說明本發_第_實施例之磁树轉裝置的立體分解 第二圖為本發_第—實施例之磁力旋 組合圖 第四圖為第二關繞著線A —A所得到场力^ :::為說明本發明的第-—部份的 的剖視圖 轉裝置構造之部份 中的剖視圖 第五圖為本發明的第二實施例，類同於第四圖 ：AJU4285 改變的結構剖視圖。 第六圖為本發明的第三 置定子的組合圖之改變的部分立體圖結構之磁力旋轉裝 第七圖為第六圖結構 回 組合圖。 *難置之定子的部分立體分解圖之 第八圖為本發明的第三實 、一 示在第 的剖視圖，磁力旋轉w =圖不磁力旋轉裝置構造之部份 七圖。 、置之定子構造的部份組合圖顯 第九=第八ϋ之磁輕轉物轉蝴恤合剖視圖之示 第十Α圖為說明第人圖 向一圓周方 1圖為w，娜繼轉㈣形永磁鐵之徑 *向内侧侧面以圓周方向之展開的示意圖。 第十一 A圖為本發·第四實施例，以®示說明相較於第十A圖 的第三實施例之磁力轉裝置的轉子之U形永磁鐵之徑向外 側侧面以圓周方向之展開的改變部分之示意圖。 第十B g為本發明的第四實施例，以圖示制她於第三實施 例的第十B圖之磁力旋轉裝置的轉子之u形永磁鐵之徑向内 側側面以圓周方向之展開的示意圖之改變的部分。 【主要元件符號說明】 定子1 23 ；1304285 毗鄰的電磁體成員之極間間隙33 電磁體成貝60 電磁體成員之一極61 電磁體成員的U形極61B 電磁體成貝之核心部分62 線圈65 定子支撐環601 • 定子支撐環上的孔洞601c 定子支撐環上的固定洞602 定子支撐柱603 定子支撑柱上之孔洞603c 固定元件603d 平衡固接板611、612 平衡固接板之軸向側面之一凸出部611a、612a • U形極61B之4個端角上的凹槽611b、612b 平衡固接板上的孔洞611c、612c U形永磁鐵51

U形永磁鐵51B 轉子兩側面部分之一 52

以導磁性材料形成之轉子側面部分52A

以非導磁性材料形成之轉子側面部分52B 24 ^ 1304285 9 二分之一的橫斷面壁部分54 面向軸向氣隙之永磁鐵55 面向徑向氣隙31之永磁鐵56 面向徑向氣隙32之永磁鐵57 橫斷面壁部分上突出緣之結合孔58 延伸永磁鐵59、59a 軸向氣隙30 • 徑向氣隙31、32 旋轉轴之圓周方向毗鄰的永磁鐵彼此間的間隙34

25

Claims (1)

1304285 十、申請專利範圍： 1·一種磁力旋轉袈置，包含有： 二個轉子’含有環繞著旋轉軸之圓周方向配置以構成-輪狀環的 =!含^鐵之雖元件’喊—個雜元件各自具有兩磁極; > 〃定子3有呈同軸配置之複數個磁性隔離的電磁體成員環繞 著方疋轉軸以構成_輪狀的環，而每一個電磁體成員都含有成對 極；並且， ⑩&子輪狀環至；有部分被轉子輪狀環所環繞包含，以在轉子約呈 垂直於旋難_面上域轉子與奸之間的兩個軸向氣隙；在 此， 定子電磁體成員的成對極之每一個極各自與轉子磁性元件之兩磁 極其中之—相應’以在電磁體成員之每—個極與磁性元件的兩磁 極中之相應磁極定義一個軸向氣隙與兩個徑向氣隙。 2.如申請補麵第1項之磁力旋難置，在此麵的定子之每一 •個電磁體成員的成對極以導磁性之核心部分連接，且成對極之每 -個極各自有三個極面，以及有-個線圈在電磁體成員的核心部 分上形成’當線圈加以電流激磁時’在電磁體成員成對極的兩極 之各自的極面產生相反之磁場極性，並使每—個極的三個極面產 生的磁場極性相同，而且當線圈中通過之電流逆轉時，在成對極 的兩極極面之磁場極性也隨之逆轉。 3.如申請專利範圍第2項之磁力旋轉裝置，在此前述的定子之每一 個電磁體成員的成對極之每一個極的橫截面各自約呈u形，u形 26 •1304285 橫截面外側的三個極面中的底部極面一般垂直於旋轉軸，使轉子 與定子之間的兩個軸向氣隙位於定子的軸向之相反的兩面上，而 另外兩個極面則面向各自的徑向氣隙。 4·如申請專利範圍第2項之磁力旋轉裝置，在此前述的定子之每一 個電磁體成員都各自經由非導磁性材料組成之構造分別固定至定 子上，使定子之每一個電磁體成員相互間無鐵磁性之接觸。 5·如申請專利範圍第2項之磁力旋轉裝置，在此前述的轉子之每一 馨個磁性元件之兩磁極的每一個磁極極面祇顯示出一個單一的磁場 極性並與另一個磁極極面的磁場極性相反。 6·如申請專利範圍第5項之磁力旋轉裝置，在此前述的每一個含永 磁鐵之磁性元件具有以導磁性材料形成之一般約呈c形之結合 座；且有複數個永磁鐵安置在每一個磁性元件的(：;形結合座之内 側表面，以形成磁性元件之兩磁極；磁性元件之每一個磁極各自 具有二個磁場極性相同的磁極表面，第一個極面一般垂直於旋轉 11軸崎面面向軸㈣其巾之―，而另外兩健關面向各自的 徑向氣隙；磁性元件之每一個磁極的極面各自隔著各自面對的氣 隙與定子成對極之相應極的相應逢面相互作用；而且形成磁性元 件磁極之每一個永磁鐵在面向氣隙的表面祇顯示出一個單一的磁 場極性，並與結合至磁性元件之結合座内侧表面之永磁鐵背面表 面的磁場極性相反。 7·如申請專利範圍第6項之磁力旋轉裝置，在此前述的磁性元件之 27 ‘1304285 母個磁極各自有三個雙極性永磁鐵以形成磁極的三個極面。 8·如申睛專利範圍帛6項之磁力旋轉裝置，在此前述的磁性元件之 每個磁極的永磁鐵具有約呈u形之橫截面以形成磁極的三個極 面並且每一個u形磁極的三個極面中的底部極面一般垂直於旋 轉軸。 9·如申睛專利範圍帛6項之磁力旋轉裝置，在此前述的每一個磁性 疋件之兩磁極上的永磁鐵實質上彼此以軸向間隙分隔。 10·如申明專利範圍第6項之磁力旋轉裝i，在此前述的轉子之複 數個永磁鐵在環繞著旋轉軸之圓周^向排列之__永磁鐵沿著環 、％著凝轉軸之圓周方向以磁極極性N/s連續交替配置，並且環繞 著旋轉軸之圓周方向毗鄰的永磁鐵彼此以間隙分隔。 11·如申請專利範圍第10項之磁力旋轉裝置，在此前述的環繞著旋 轉軸之圓周方_轉的永磁鐵彼此以_分隔且相互間無鐵磁性 之接觸。 ' 12.如申請專利範圍第6項之磁力旋轉裝置，在此前述的轉子之磁 性元件約呈C形之結合座部分可由非導磁性的材料形成。 13·如申請專利範圍第9項之磁力旋轉裝f，在此前麵轉子上含 有額外的永磁鐵位於磁性元件兩磁極面向徑向氣隙之永磁鐵之軸 向間隙；而且前述之額外的永磁鐵具有之磁場方向為環繞著旋轉 軸之圓周方向，並以磁場方向朝向相同之圓周方向且—妒約呈产 繞著旋轉軸。 & 28