TWI599143B - Multi-function powerhouse - Google Patents

Description

多功能動力機構

本發明係有關於一種多功能動力機構，尤指一種能直接承接管間接透過外界傳動機構連接另只本創作之多功能動力機構，將電力傳入首級多功能動力機構產生磁動帶轉兼發電，發電再送入下級多功能動力機構，由此一級級多功能動力機構能電感運動發出電來利用，也可取消發電功能轉而使全部受電磁感應運動部件都輸入電力，成為動力更大之電動機，具有多功能動力選用效果者。

現今世界文明的發展及持續，極為仰賴能源供應，假如沒油沒電沒一切可供利用的能源，再怎樣領先的已發展國家，再怎樣先進現代的都市都會土崩瓦解，不但無法過著高檔的舒適生活，連人們一般生活水準也很難維持，然而全球能源枯竭是可能的，資源畢竟有限，全球化地「能源危機」不是虛說，而是現在到未來一定會面臨越來越迫切的挑戰，因此，包括日常起居最容易用到的電力能源，我們不應該平白浪費，同時也應該要好好研究改進我們的動力機構效率，讓它更能更多功能地為我們作更多工作之餘，還要消耗能源少，才能使我們世世代代享用地球長長久久。

就電能的使用來說，現在雖然有各種的電動馬達、發電機供我們利用，但是在電動馬達與發電機之間多功能地動力切換，仍舊不理想， 還存在很多改進能源效率空間，值得再好好研究善加利用。

有鑑於習知電動馬達與發電機在效能以及多功能利用上仍有待改進，本發明人乃積極尋思改進之道，經過一番努力終於有本發明產生。

因此，本發明提供一種多功能動力機構，由一導線輪、一載磁性胴殼、一中心軸、一系統逆變器及至少一軸承所組成，其中該導線輪中心開設穿軸孔，且輪面靠近穿軸孔適當距離環列內線圈組，整個內線圈組線末端連接系統逆變器，並於輪緣環列外線圈組，而載磁性胴殼隔空包夾入導線輪，其殼內兩端殼面隔空對著內線圈組處，分別設置與內線圈組不同等線圈數之永久磁鐵，臨近殼外緣內面隔空對著外線圈組處，設置與外線圈組不同等線圈數之永久磁鐵，載磁性胴殼兩端殼面中央皆開設承接管，至少有一承接管套入軸承，以中心軸穿入各軸承內孔及穿軸孔，使導線輪與中心軸緊迫固定，而載磁性胴殼卻能在中心軸上空轉，由此，能用承接管互接或承接管間接透過外界傳動機構連接另只本發明之多功能動力機構(外界傳動機構例如行星齒輪組、變速機)，將電力傳入首級多功能動力機構之外線圈組，就能磁動帶轉內線圈組發電，經系統逆變器送入下一級多功能動力機構之外線圈組，一級級電感運動發出電來利用，也可將電力都傳入外線圈組及內線圈組，成為動力更大之電動機，具有多功能動力選用效果，此即為本發明之主要目的。

又，本發明此種多功能動力機構，其導線輪環列設置外線圈組到中心軸中心的距離，大於導線輪環列設置內線圈組到中心軸中心的距 離，即有外徑較大，等同力臂較長的加力效果，故若於固定固定軸情形下，僅須小電流流入外線圈組即能獲得較大感應推轉扭力隔空撥轉載磁性胴殼，令內線圈組受磁力切割發電，耗用電流小就能傳動發電，相對地不固定固定軸而改由固定載磁性胴殼情形下，僅須小電流流入外線圈組即能獲得較大感應推轉扭力自轉導線輪，令內線圈組受磁力切割發電，同樣能達到耗用電流小就能傳動發電效果，此為本發明之又一目的。

再者，本發明此種多功能動力機構，由於如前述外線圈組僅需小電流就足以產生大扭力推轉內線圈組與載磁性胴殼間之相對應運動，所以外線圈組之每只線圈不用做得太大太多繞線匝數，因而空間配置上，載磁性胴殼內兩端殼面隔空對著內線圈組設置之永久磁鐵面積，就能製得比臨近載磁性胴殼外緣內面隔空對著外線圈組處所設置之永久磁鐵大，且能使內線圈組之每只線圈繞線匝數增多過外線圈組線圈，得於相對運動切割磁力線時，獲取比外線圈組部份更多電力，可做為發電機使用，或內線圈組與外線圈組同樣地輸入電力，併成為有更大動力輸出扭力更強之電動機，此為本發明之再一目的。

更可將本發明此種多功能動力機構，在相同構成下，相連接之下一級多功能動力機構尺寸上，製作出比前一級多功能動力機構更加大，以逐級逐級提升放大動力輸出扭力，且於每級多功能動力機構之內線圈組不送入電力使其發送電時，也產生逐級逐級提升發電電力放大效果，此為本發明更進一步的目的。

並且本發明此種多功能動力機構，由於在多只相連接下，能一級級提升放大發電電力效果，因而在最末級多功能動力機構發電整合 後，能將電力部份直接供應回首級多功能動力機構之外線圈組，添助電力推轉，並把剩餘多出電力提供其它仰賴電力之動力機使用，形成循環發電，或者，在最末級多功能動力機構發電整合後，將電力充回如鋰電池等之二次電池，再由二次電池供電回首級多功能動力機構之外線圈組，添助電力推轉同時又能當做二次電池之行動電源使用，形成隨時充電儲存電力之循環發電，此為本發明更增之一目的。

另外，本發明此種多功能動力機構，其導線輪緣對應環列外線圈組之每只線圈以及導線輪環列內線圈組之每只線圈處，分別形成多片疊合之導磁芯體，這些導磁芯體例如導磁矽鋼片或非晶合金片，線圈即捲繞在導磁芯體週圍，藉由導磁芯體減少渦電流，使線圈感應永久磁鐵磁力更佳，更為省電，此為本發明之另一目的。

再附加說明，本發明此種多功能動力機構，其內線圈組與外線圈組之每只線圈可至少由一組繞線繞成，將多於一組的繞線並聯，得以降低線圈整體電阻，使流入線圈的電流變大，形成更強的感磁運動扭力，將繞線串聯，得以提高線圈整體電阻，使流入線圈的電流變小，形成感磁運動扭力稍低，但耗電量較低地效果，因而可端視動力需要，作有效之調整，此為本發明之再附加目的。

另且，本發明此種多功能動力機構，其內線圈組之每只線圈之捲圈中軸線皆平行中心軸，而外線圈組之每只線圈之捲圈中軸線皆與中心軸相垂或改為皆平行中心軸，端視線圈捲繞與機構內空間如何配用得當，而選擇與中心軸相垂或平行中心軸，此為本發明另再一目的。

至於本發明之詳細構造、應用原理、作用與功效，則參照下 列依附圖所作之說明即可得到完全的了解。

10‧‧‧導線輪

10a‧‧‧內線圈組前輪片

10b‧‧‧內線圈組後輪片

10c‧‧‧外線圈組設置環

10d,10e‧‧‧導磁芯體嵌孔

11,12‧‧‧穿軸孔

13‧‧‧內線圈組

13a,13b,14a,14b‧‧‧線圈

14‧‧‧外線圈組

15,16,17,18‧‧‧導磁芯體

20‧‧‧載磁性胴殼

21‧‧‧前殼板

21a,21b,22a,22b‧‧‧永久磁鐵

22‧‧‧後殼板

23,24‧‧‧承接管

25‧‧‧磁性環

30‧‧‧中心軸

31‧‧‧系統逆變器

40‧‧‧軸承

41‧‧‧軸承內孔

50‧‧‧外界傳動機構

60‧‧‧電源

61‧‧‧首級電動運轉帶轉發電

62‧‧‧系統逆變器

63‧‧‧次級電動運轉帶轉發電

64‧‧‧系統逆變器

65‧‧‧末級電動運轉帶轉發電

66‧‧‧系統逆變器及系統整合

70‧‧‧外界動力機

71‧‧‧外界電子設備

第一圖係本發明多功能動力機構之結構之結構剖示圖。

第二圖係圖1結構之立體分解圖。

第三圖係本發明此種多功能動力機構之多只相連結構剖示圖一。

第四圖係本發明此種多功能動力機構之多只相連結構剖示圖二。

第五圖係本發明此種多功能動力機構之另一實施例圖。

第六圖係圖五結構之多只相連結構剖示圖。

第七圖係本發明此種多功能動力機構之再一實施例圖。

第八圖係本發明此種多功能動力機構之導磁芯體另一實施例圖。

第九圖係本發明此種多功能動力機構之多只相連送電運作方塊圖。

第十圖係本發明此種多功能動力機構之多只相連另一送電運作方塊圖。

如第一圖之結構剖示圖，本發明此種多功能動力機構，由一導線輪10、一載磁性胴殼20、一中心軸30、一系統逆變器31及至少一軸承40所組成，其中該導線輪10中心開設穿軸孔11,12，且輪面靠近穿軸孔11,12適當距離環列內線圈組13，整個內線圈組13線末端連接系統逆變器31，並於輪緣環列外線圈組14，而載磁性胴殼20隔空包夾入導線輪10，其殼內兩端殼面隔空對著內線圈組13處，分別設置與內線圈組13不同等線圈13a,13b數之永久磁鐵21a,21b，臨近殼外緣內面隔空對著外線圈組14處，設置與外線圈組14不同等線圈14a,14b數之永久磁鐵22a,22b，載磁性胴殼20兩端殼面 中央皆開設承接管23,24，至少有一承接管23套入軸承40，以中心軸30穿入各軸承內孔41及穿軸孔11,12，使導線輪10與中心軸30緊迫固定，而載磁性胴殼20卻能在中心軸30上空轉，而導線輪10緣對應環列外線圈組14之每只線圈14a,14b，以及導線輪10環列內線圈組13之每只線圈13a,13b處，分別形成多片疊合之導磁芯體15,16,17,18，這些導磁芯體15,16,17,18例如導磁矽鋼片或非晶合金片疊合而成，線圈13a,13b即捲繞在對應之導磁芯體，17,18,15,16週圍，內線圈組13之每只線圈13a,13b之捲圈中軸線皆平行中心軸30，而外線圈組14之每只線圈14a,14b之捲圈中軸線皆與中心軸30相垂，其內線圈組13與外線圈組14之每只線圈13a,13b,14a,14b可至少由一組繞線繞成，將多於一組的繞線並聯，得以降低每一線圈13a,13b,14a,14b整體電阻，使流入線圈13a,13b,14a,14b的電流變大，形成更強的感磁運動扭力，將繞線串聯得以提高每一線圈13a,13b,14a,14b整體電阻，使流入線圈13a,13b,14a,14b的電流變小，形成感磁運動扭力稍低，但耗電量較低地效果，因而可端視動力需要，作有效之調整。

而其詳細構成請同時參閱第二圖之立體分解圖，該導線輪10主要由一內線圈組前輪片10a、一內線圈組後輪片10b、一外線圈組設置環10c、數導磁芯體15,16,17,18及數線圈13a,14a所組成，於內線圈組前輪片10a及內線圈組後輪片10b中心開設穿軸孔11,12，並將內線圈組前架輪片10a與內線圈組後架輪片10b片面相隔適當距離，使內線圈組前架輪片10a與內線圈組後架輪片10b外緣搭接外線圈組設置環10c，復於內線圈組前架輪片10a及內線圈組後架輪片10b輪面對應環列內線圈組13每只線圈13a處，形成導磁芯體嵌孔10d,10e，而前述對應環列內線圈組13之導磁芯體15,16即一一嵌 夾入導磁芯體嵌孔10d,10e，內線圈組13之導磁芯體15,16如圖所示可為梯形導磁矽鋼片或梯形非晶合金片疊合而成，另外，前述導線輪10緣對應環列外線圈組14之每只線圈14a,14b處，分別形成多片疊合之導磁芯體17,18，即導磁芯體17,18環佈設於外線圈組設置環10c外，線圈13a,14a即一一捲繞在對應之導磁芯體15,16,17,18週圍，於此特別說明，第二圖僅畫出些許線圈13a,14a捲繞代表所有磁芯體15,16,17,18週圍皆應有此捲繞線圈13a,14a構成，至於載磁性胴殼20主要由一前殼板21、一後殼板22及一磁性環25所組成，於前殼板21及後殼板22中心分別開設承接管23,24，承接管23,24可皆為相同管口徑之管體，管內皆套入軸承40，再由各軸承內孔41供中心軸30穿入，並將前殼板21與後殼板22板面相隔適當距離，使前殼板21與後殼板22外緣搭接磁性環25，前述載磁性胴殼20殼內兩端殼面隔空對著內線圈組13處，分別設置與內線圈組13不同等線圈13a,13b數之永久磁鐵21a,21b，臨近殼外緣內面隔空對著外線圈組14處，設置與外線圈組14不同等線圈14a數之永久磁鐵22a,22b，此即於前殼板21與後殼板22板殼內面，隔空對著內線圈組13處，分別設置與內線圈組13同等線圈13a,13b數之永久磁鐵21a,21b，磁性環25內面隔空對著外線圈組14處，分別設置與外線圈組14不同等線圈14a數之永久磁鐵22a,22b。

由此，如第三圖所示，能多只本發明多功能動力機構用承接管23,24互接或如第四圖所示，承接管23,24間接透過外界傳動機構50連接另只本創作之多功能動力機構(外界傳動機構例如行星齒輪組、變速機)，由此可相連出兩級或如圖示三級，甚至三級以上本發明多功能動力機構之機群系統，將電力傳入首級多功能動力機構之外線圈組14，就能磁動帶轉內 線圈組13發電，經系統逆變器31送入下一級多功能動力機構之外線圈組14，一級級電感運動發出電來利用，也可將電力都傳入外線圈組14及內線圈組13，成為動力更大之電動機，且加上外界傳動機構50調變轉速與扭力，達到具有多功能動力選用效果，另外，在相同構成下，將相連接之下一級多功能動力機構尺寸上，製作出比前一級多功能動力機構更加大，以逐級逐級提升放大動力輸出扭力，且於每級多功能動力機構之內線圈組13不送入電力使其發送電時，也得以產生逐級逐級提升發電電力放大效果。

再如第五圖之另一實施例圖，本發明此種多功能動力機構，其承接管23,24可皆為不相同管口徑之管體，較大之承接管24管口恰可插套入較小之承接管23，且較大之承接管24向載磁性胴殼20內凸出，而較小之承接管24向載磁性胴殼20外凸出，只由較小管口徑之承接管23套入軸承40，一如第六圖所示，使得多只多功能動力機構直接以前後級多功能動力機構大小不同的承接管23,24互插接時，前一級多功能動力機構能與下一級多功能動力機構殼體完全擠靠併疊縮小整體佔用空間。

再如第七圖之再一實施例圖所示，因應機構內空間配置，除了前述外線圈組14之每只線圈14a,14b之捲圈中軸線皆與中心軸30相垂外，也可將外線圈組14之每只線圈14a,14b之捲圈中軸線改為平行中心軸30，而載磁性胴殼20對應外線圈組14設置之每只永久磁鐵22a,22b則改在前殼板21與後殼板22板殼內面，對應外線圈組14之每只線圈14a,14b處。

另外，如第八圖之另一實施例圖所示，內線圈組13之導磁芯體15,16如圖所示，也可為長方形、圓形等之導磁矽鋼片或非晶合金片疊合而成。

在多只本發明多功能動力機構相連接下其作用一如第九圖之多只相連送電運作方塊圖，圖中係以三級多功能動力機構相連，電源60輸入首級多功能動力機構形成首級電動運轉帶轉發電61，首級電動運轉帶轉發電61電力，經首級多功能動力機構之系統逆變器62送往次級多功能動力機構形成次級電動運轉帶轉發電63，次級電動運轉帶轉發電63電力，經次級多功能動力機構之系統逆變器64送往末級多功能動力機構形成末級電動運轉帶轉發電65，一級級提升放大發電電力效果，因而在最末級電動運轉帶轉發電65後，最後發電電力經末級多功能動力機構之系統逆變器及系統整合66，能將電力部份直接供應回首級多功能動力機構之外線圈組(外線圈組圖中未示，請參見前圖)，添助電力推轉，並把剩餘多出之大電力輸出供其它仰賴電力之外界動力機70使用，形成循環發電。

或者如第十圖之多只相連另一運作方塊圖所示，在最末級多功能動力機構發電整合後，將電力充回如鋰電池等做為電源60之二次電池，再由二次電池供電回首級多功能動力機構之外線圈組(外線圈組圖中未示，請參見前圖)，添助電力推轉同時又能當做二次電池之行動電源使用，電源60又能當作其它仰賴電力如行動手機等之外界電子設備71供電使用，形成隨時充電儲存電力之循環發電，此為本發明更增之一目的。

綜上所述，本發明此種多功能動力機構，確實達到所述就能磁動帶轉內線圈組發電傳到下級多功能動力機構之外線圈組，再層層電感運動發出電來，達成多功能動力選用效果之功效，而且未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。

須陳明者，以上所述者乃是本發明較佳具體的實施例，若依 本發明之構想所作之改變，或其產生之功能作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧導線輪

11,12‧‧‧穿軸孔

13‧‧‧內線圈組

13a,13b,14a,14b‧‧‧線圈

14‧‧‧外線圈組

15,16,17,18‧‧‧導磁芯體

20‧‧‧載磁性胴殼

21a,21b,22a,22b‧‧‧永久磁鐵

23,24‧‧‧承接管

30‧‧‧中心軸

31‧‧‧系統逆變器

40‧‧‧軸承

41‧‧‧軸承內孔

Claims (10)

1. 一種多功能動力機構，包括：一導線輪，該導線輪中心開設穿軸孔，且輪面靠近穿軸孔適當距離環列內線圈組，並於輪緣環列外線圈組；一載磁性胴殼，係隔空包夾入導線輪，其殼內兩端殼面隔空對著內線圈組處，分別設置與內線圈組不同等線圈數之永久磁鐵，臨近殼外緣內面隔空對著外線圈組處，設置與外線圈組不同等線圈數之永久磁鐵，載磁性胴殼兩端殼面中央皆開設承接管；一系統逆變器，係與整個內線圈組線末端相連接；一中心軸，其係穿入穿軸孔，使導線輪與中心軸緊迫固定，及至少一軸承套入一承接管，各軸承內孔供中心軸穿入，使載磁性胴殼能在中心軸上空轉，由此，能用承接管互接或承接管間接透過外界傳動機構連接另只本發明之多功能動力機構，將電力傳入首級多功能動力機構之外線圈組，就能磁動帶轉內線圈組發電，經系統逆變器送入下一級多功能動力機構之外線圈組，一級級電感運動發出電來利用，也能將電力都傳入外線圈組及內線圈組，成為動力更大之電動機，具有多功能動力選用效果者。
2. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中該導線輪主要由一內線圈組前輪片、一內線圈組後輪片、一外線圈組設置環、數導磁芯體及數線圈所組成，數導磁芯體又分成對應環列內線圈組以及對應環列外線圈組之導磁芯體，於內線圈組前輪片及內線圈組後輪片中心開設穿軸孔，並將內線圈組前架輪片與內線圈組後架輪片片面相隔適當距離，使內線圈組前架輪 片與內線圈組後架輪片外緣搭接外線圈組設置環，復於內線圈組前架輪片及內線圈組後架輪片輪面對應環列內線圈組每只線圈處，形成導磁芯體嵌孔，而對應環列內線圈組之導磁芯體即一一嵌夾入導磁芯體嵌孔，且對應環列外線圈組之導磁芯體環佈設於外線圈組設置環外，線圈即一一捲繞在對應之導磁芯體週圍者。
3. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中該載磁性胴殼主要由一前殼板、一後殼板及一磁性環所組成，於前殼板及後殼板中心分別開設承接管，並將前殼板與後殼板板面相隔適當距離，使前殼板與後殼板外緣搭接磁性環，於前殼板與後殼板板殼內面，隔空對著內線圈組處，分別設置與內線圈組不同等線圈數之永久磁鐵，磁性環內面隔空對著外線圈組處，分別設置與外線圈組不同等線圈數之永久磁鐵者。
4. 如請求項2所述之多功能動力機構，其中該些對應環列內線圈組之導磁芯體為梯形導磁矽鋼片疊合而成者。
5. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中該些承接管皆為相同管口徑之管體，管內皆套入軸承，再由各軸承內孔供中心軸穿入者。
6. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中該些承接管皆為不相同管口徑之管體，較大之承接管管口恰能插套入較小之承接管，且較大之承接管向載磁性胴殼內凸出，而較小之承接管向載磁性胴殼外凸出，只由較小管口徑之承接管套入軸承，使得多只多功能動力機構直接以大小不同的承接管互插接時，前一級多功能動力機構能與下一級多功能動力機構殼體完全擠靠併疊縮小整體佔用空間者。
7. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中連接另只本發明之多功能動力機構，在相同構成下，將相連接之下一級多功能動力機構尺寸上，製作出比前一級多功能動力機構更加大者。
8. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中外界傳動機構為行星齒輪組者。
9. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中外界傳動機構為變速機者。
10. 如請求項1所述之多功能動力機構，其中內線圈組及外線圈組之每只線圈由至少一組繞線繞成者。