TWI530063B - Brake device - Google Patents

Description

制動裝置

本發明係關於一種制動裝置，特別是指一種可減少頓轉轉矩及降低噪音之制動裝置。

對於制動裝置而言，噪音以及頓轉轉矩的產生是由於轉子永久磁鐵與定子齒槽位置改變時，氣隙磁阻隨著位置改變，磁路中的磁通與磁產能量隨之變化，進而產生振動及噪音，使其對於制動裝置效率影響顯著。

習用的制動裝置主要包含有一飛輪、一概呈圓環狀之轉子，且設置於飛輪之一側，以及一設置於轉子中心圓孔內側之定子，其定子具有一鐵心，鐵心之外側具有複數個向外延伸的齒部，並於各齒部上纏繞有線圈，如第1圖所示，為習用置動裝置之齒槽轉矩波形的週期變化，有此明顯可看出其頓轉轉矩之平均值約86.8mN-m，換言之，此種結構之制動裝置於轉動時顯然會形成較高之頓轉轉矩，並因此而產生擾人之噪音。

業界為消除上述頓轉轉矩之缺失，故於該制動裝置之轉子以複數個永久磁鐵塊製成，且提供複數個磁極，而該定子係由複數個圓形矽鋼片以一特定斜轉角度堆疊緊固所製成，其外圓周具有複數個斜齒槽，以供繞組佈線，並藉由該轉子與該定子產生一偏斜作用磁場，以消除制動裝置於運轉時其頓轉轉矩所造成之振動及噪音；然而此種結構之製作 較為複雜，且其成本也將相對增加。

綜上所陳，習知的制動裝置具上述之缺失而有待改進。

本發明之主要目的在於提供可減少頓轉轉矩及降低噪音之制動裝置。

為了達成上述目的，本發明所提供一種制動裝置，其包含有，一支撐座、一飛輪、一轉子、一定子以及一磁控單元，其中該飛輪係概呈內凹之圓形盤狀體，且可轉動地設置於該支撐座上；該轉子係具有一轉軸以及至少一磁體單元，該轉軸可轉動地穿設於該飛輪之中心位置，而該至少一磁體單元以該轉軸為中心環設於該飛輪凹入一側位置；該定子係固設於該支撐座上，且與該轉子相互套合，該定子包括有複數個第一磁極以及複數個第二磁極，各該第一、第二磁極環繞且彼此相互交錯排列，各該第一、第二磁極皆繞有一線圈，且各該第一磁極大於各該第二磁極；以及該磁控單元係裝設於該支撐座側邊鄰近該飛輪邊緣之位置，且可受各該線圈產生之電流而形成磁力，使該飛輪轉動之負荷產生變化。

其中該飛輪於內凹之中心位置形成有一具貫孔之定位軸，以供該轉軸穿設於該貫孔並可相對該飛輪轉動。

其中該定子係由複數個矽鋼片堆疊所構成，且各該矽鋼片中心位置形成有一通孔，以供該定子容置於該定位軸與該至少一磁體單元之間。

其中各該第一、第二磁極分別具有一身部及一齒部，其中該線圈係纏繞於該身部，而各該磁極之齒部與該至少一磁極單元之間形成有一間隙。

其中該第一磁極之齒部對應該磁體單元之面積係大於該第二磁極之齒部。

其中該飛輪之內凹形成有一內周緣面，而該至少一磁體單元具有一外壁面以及一內壁面，該外壁面呈弧狀且固設於該飛輪之內周緣面。

其中該至少一磁體單元之內壁面係呈弧狀。

其中更包含有一整流器，係電性連接於該磁控單元，且包括有一△接三相電路以及一Y接三相電路，該△接三相電路與該Y接三相電路獨立整流後相互並聯。

藉此，本發明之制動裝置在轉子進行轉動時，可透過交錯排列一大一小之磁極而減少頓轉轉矩，進而降低噪音。

為使 貴審查委員能進一步了解本發明之構成、特徵及其目的，以下乃舉本發明之若干實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該技術領域者能夠具體實施，惟以下所述者，僅係為了說明本發明之技術內容及特徵而提供之一實施方式，凡為本發明領域中具有一般通常知識者，於了解本發明之技術內容及特徵之後，以不違背本發明之精神下，所為之種種簡單之修飾、替換或構件之減省，皆應屬於本發明意圖保護之範疇。

10‧‧‧制動裝置

20‧‧‧支撐座

30‧‧‧飛輪

31‧‧‧貫孔

32‧‧‧定位軸

33‧‧‧內周緣面

40‧‧‧轉子

41‧‧‧轉軸

42‧‧‧磁體單元

43‧‧‧外壁面

44‧‧‧內壁面

50‧‧‧定子

51‧‧‧通孔

52‧‧‧第一磁極

521‧‧‧齒部

522‧‧‧身部

53‧‧‧第二磁極

531‧‧‧齒部

532‧‧‧身部

60‧‧‧磁控單元

70‧‧‧整流器

71‧‧‧△接三相電路

72‧‧‧Y接三相電路

第1圖為習用制動裝置之齒槽轉矩波形圖。

第2圖為本發明較佳實施例所提供之一種制動裝置之立體圖。

第3圖為本發明第一較佳實施例所提供之一種制動裝置之分解圖，主要顯示各元件之相對位置。

第4圖為本發明該較佳實施例所提供之一種制動裝置之俯視圖，主要顯示飛輪、定子以及轉子之間之關係位置。

第5圖為本發明該較佳實施例所提供之一種制動裝置之局部剖視圖，主要顯示轉子與定子之細部特徵。

第6圖為本發明該較佳實施例所提供之一種制動裝置之齒槽轉矩波形圖。

第7圖為本發明該較佳實施例所提供之一種制動裝置之剖視圖，主要顯示各元件之設置關係。

第8圖為本發明該較佳實施例所提供之一種制動裝置之電路圖。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲列舉一較佳實施例並配合下列圖式說明如後，其中：請參閱第2圖及第3圖所示，為本發明第一較佳實施例所提供之一種制動裝置10，包含有：一支撐座20；一飛輪30，係概呈內凹之圓形盤狀體，且可轉動地設置於該支撐座20上； 一轉子40，係具有一轉軸41以及至少一磁體單元42，該轉軸41可轉動地穿設於該飛輪30之中心位置，而該至少一磁體單元42以該轉軸41為中心環設於該飛輪30凹入一側位置；一定子50，係固設於該支撐座上，且與該轉子40相互套合，該定子包括有複數個第一磁極52以及複數個第二磁極53，各該第一、第二磁極52、53環繞且彼此相互交錯排列，各該第一、第二磁極52、53皆繞有一線圈，且各該第一磁極52大於各該第二磁極53；以及一磁控單元60，係裝設於該支撐座20側邊鄰近該飛輪30邊緣之位置，且可受各該線圈產生之電流而形成磁力，使該飛輪30轉動之負荷產生變化。

為能更清楚地瞭解本發明之技術特徵，煩請再參閱第3圖至第5圖，其中該飛輪30於內凹之中心位置形成有一具貫孔31之定位軸32，以供該轉軸41穿設於該貫孔31並可相對該飛輪30轉動，而該定子50係由複數個矽鋼片堆疊所構成，且各該矽鋼片中心位置形成有一通孔51，以供該定子50容置於該定位軸32與該至少一磁體單元42之間，在本發明較佳實施例中，該第一磁極52與該第二磁極53分別為12個，且各該第一、第二磁極52、53分別具有一身部521、531及一齒部522、532，其中該線圈係纏繞於該身部521、531，而各該磁極之齒部522、532與該至少一磁體單元42之間形成 有一間隙，而該第一磁極52之齒部522對應該磁體單元42之面積係大於該第二磁極53之齒部532，該飛輪30之內凹形成有一內周緣面33，而該至少一磁體單元42具有一外壁面43以及一內壁面44，該外壁面43呈弧狀且固設於該飛輪30之內周緣面33，又或者該至少一磁體單元42之內壁面44同樣係呈弧狀，使該至少一磁體單元42之內、外壁面43、44成為一雙弧形設計，藉此以減少矽鋼片之耗材，且如第6圖之齒槽轉矩波形圖所示，本發明制動裝置10之頓轉轉矩的平均值約為1.21mN-m，相較於習用之制動裝置明顯以大為減少其頓轉轉矩，相對地也降低其轉動所形成之噪音。

請再參閱第8圖所示，本發明之制動裝置10更包含有一整流器70，該整流器70係電性連接於該磁控單元10，且包括有一△接三相電路71以及一Y接三相電路72，該△接三相電路71與該Y接三相電路72獨立整流後相互並聯，藉此更可適度消除5次、7次…後之諧波之電流聲，以降低電流噪音。

總括來說，當本發明之制動裝置10的轉子40於進行轉動時，其可透過環設且交錯排列一大一小之磁極而減少頓轉轉矩，進而降低噪音；又可利用該整流器70之△接三相電路71與Y接三相電路72在整流後進行並聯之設計，藉此可適度地消除整流轉化負載所產生的5次、7次諧波，進而降低電流噪音。

本發明於前揭露實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧制動裝置

20‧‧‧支撐座

30‧‧‧飛輪

32‧‧‧定位軸

40‧‧‧轉子

41‧‧‧磁體單元

42‧‧‧轉軸

50‧‧‧定子

60‧‧‧磁控單元

Claims (7)

1. 一種制動裝置，包含有：一支撐座；一飛輪，係概呈內凹之圓形盤狀體，且可轉動地設置於該支撐座上；一轉子，係具有一轉軸以及至少一磁體單元，該轉軸可轉動地穿設於該飛輪之中心位置，而該至少一磁體單元以該轉軸為中心環設於該飛輪凹入一側位置；一定子，係固設於該支撐座上，且與該轉子相互套合，該定子包括有複數個第一磁極以及複數個第二磁極，各該第一、第二磁極環繞且彼此相互交錯排列，各該第一、第二磁極皆繞有一線圈，且各該第一磁極大於各該第二磁極；一磁控單元，係裝設於該支撐座側邊鄰近該飛輪邊緣之位置，且可受各該線圈產生之電流而形成磁力，使該飛輪轉動之負荷產生變化；以及一整流器，係電性連接於該磁控單元，且包括有一△接三相電路以及一Y接三相電路，該△接三相電路與該Y接三相電路獨立整流後相互並聯。
2. 根據申請專利範圍第1項之制動裝置，其中該飛輪於內凹之中心位置形成有一具貫孔之定位軸，以供該轉軸穿設於該貫孔並可相對該飛輪轉動。
3. 根據申請專利範圍第2項之制動裝置，其中該定子係由複數個矽鋼片堆疊所構成，且各該矽鋼片中心位置形成有一 通孔，以供該定子容置於該定位軸與該至少一磁體單元之間。
4. 根據申請專利範圍第1項之制動裝置，其中各該第一、第二磁極分別具有一身部及一齒部，其中該線圈係纏繞於該身部，而各該磁極之齒部與該至少一磁極單元之間形成有一間隙。
5. 根據申請專利範圍第4項之制動裝置，其中該第一磁極之齒部對應該磁體單元之面積係大於該第二磁極之齒部。
6. 根據申請專利範圍第1項之制動裝置，其中該飛輪之內凹形成有一內周緣面，而該至少一磁體單元具有一外壁面以及一內壁面，該外壁面呈弧狀且固設於該飛輪之內周緣面。
7. 根據申請專利範圍第6項之制動裝置，其中該至少一磁體單元之內壁面係呈弧狀。