TWI629851B

TWI629851B - Disc motor

Info

Publication number: TWI629851B
Application number: TW105103503A
Authority: TW
Inventors: 許永順; 許名俊; 許文毓
Original assignee: 宇生自然能源科技股份有限公司; 宇生自然能源科技股份（香港）有限公司
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2018-07-11
Also published as: TW201729516A

Abstract

本發明係指一種盤式電動機，其利用磁組之第一、二磁盤組的第一、二磁性件與第三、四磁性件呈運動方向充磁，且該感應組之線圈組線圈與運動方向呈垂直向設置，而形成四磁力效應，再者由於第一、二磁盤組之第一、二磁性件與第三、四磁性件係異極對向及同極相鄰的設計，配合感應開關電路的正、逆向電路供電的切換，藉此，可避免磁阻力的發生，使整個運動過程皆為磁助力，可有效降低輸入功率，並增強輸出動力。

Description

盤式電動機

本發明隸屬一種電動機之技術領域，具體而言係指一種低耗能且增加磁助力之盤式電動機，藉以能達到低輸入功率、高輸出動力之效。

按，一般電動機的結構係如第一圖所揭示者，由可相對旋轉運動之一定子(10)與一轉子(20)所構成，其中作為定子(10)之內緣設有複數線圈(11)，而作為轉子(20)之外緣設有複數對應線圈(11)之磁性件(21)，透過對線圈(11)的給電使線圈(11)被磁化，而與轉子(20)之磁性件(21)產生相斥與相吸的磁力作用，進而驅動轉子(20)高速旋轉。

而電動機在運作時，係採間歇性給電方式，擷取需要的磁作用力，以驅動該轉子(20)，但受到其線圈(11)與磁性件(21)高磁通量及高切割數的配置，在暫停給電的期間，線圈(11)仍然會受到慣性相對運動中的磁性件(21)之導磁切割，而產生發電現象，因此現有電動機需要輸入較高功率來壓過發電時所增生的內部電壓，造成不必要的能源浪費，又一般電動機為環式設計，僅具單邊單一磁作用力，在相同的功率輸入下，輸出動力效能不佳。

換言之，如能有效降低發電量，並增加磁助力數，則可達到低耗能、高輸出之效果，而如何達成此一目的，係業界所亟待開發者。

緣是，本發明人乃針對前述現有電動機在應用上所面臨的問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發經驗，積極尋求解決之道，經不斷努力的研究與試作，終於成功的開發出一種盤式電動機，藉以克服現有電動機因暫歇供電時仍會發電增生大電壓及環式結構設計下僅具單邊單一磁應力所造成的不便與困擾。

因此，本發明之主要目的係在提供一種盤式電動機，藉由有效降低發電增生電壓，達到降低輸入功率，進一步增加磁助力，以減少動能損耗，從而提高能源轉換效率，並增強輸出動力之目的。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其係由一磁組、一感應組及至少一感應開關電路所組成，該磁組與該感應組可被分別定義為能相對運動之轉子或定子；其中所述之磁組包含有至少一層或一層以上之第一磁盤組及至少一層或一層以上之第二磁盤組，且磁組之第一磁盤組與第二磁盤組係呈間隔，又各該第一磁盤組分別具有間隔設置之至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，且第一、二磁性件之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，而相鄰的第一、二磁性件或第二、一磁性件間保持有一間距，且相鄰第一、二磁性件之相對磁極為同極相對，至於各該第二磁盤組分別具有間隔設置之至少一第三磁性件及至少一第四磁性件，且第三、四磁性件之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，而相鄰的第三、四磁性件或第四、三磁性件間保持有一間距，再者第二磁盤組之第三、四磁性件並分別與第一磁盤組之第一、二磁性件相對並排，且該第二磁盤組之第三、四磁性件與第一磁盤組之第一、二磁性件呈磁極相異並排，而且相鄰之第三、四磁性件的相對磁極為同極相對；而所述之該感應組包含有至少一線圈組，又各線圈組分設於相對之第一、二磁盤組或第二、一磁盤組之間，且各線圈組則係由一線圈所構成，該線圈設置係令其於導通磁化後產生的兩端磁極延伸線與轉子運動方向呈垂直狀；至於所述之感應開關電路則係於磁組之第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之進入端為N極者設置一正向給電檢知器，而第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之進入端為S極者設置一逆向給電檢知器，且於第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之離開端設置一斷路檢知器，且於相鄰之線圈組線圈上設置有一感應元件，用以當感應元件檢知該給電檢知器時能使線圈與電源間導通供電，反之當感應元件檢知該斷路檢知器時能使線圈與電源間切斷供電。

藉此，本發明之盤式電動機透過磁組之第一、二磁盤組的第一、二磁性件與第三、四磁性件呈運動方向充磁，且該感應組之線圈組線圈與運動方向呈垂直向設置，而形成四磁力效應，再者由於第一、二磁盤組之第一、二磁性件與第三、四磁性件係異極對向及同極相鄰的設計，配合感應開關電路的正、逆向電路供電的切換，可避免磁阻力的發生，使整個運動過程皆為磁助力，故可有效降低輸入功率，並增強輸出動力，進而能使電動機達到小耗能、大動力之效，故能大幅增加其附加價值，並提高其經濟效益。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧定子

(11)‧‧‧線圈

(20)‧‧‧轉子

(21)‧‧‧磁性件

(5)‧‧‧磁組

(50)‧‧‧第一磁盤組

(51)‧‧‧第一磁性件

(52)‧‧‧第二磁性件

(60)‧‧‧第二磁盤組

(61)‧‧‧第三磁性件

(62)‧‧‧第四磁性件

(7)‧‧‧感應組

(70)‧‧‧線圈組

(71)‧‧‧線圈

(80)‧‧‧感應開關電路

(81)‧‧‧正向給電檢知器

(82)‧‧‧斷路檢知器

(83)‧‧‧逆向給電檢知器

(85)‧‧‧感應元件

第一圖：係現有電動機之架構示意圖。

第二圖：係本發明盤式電動機較佳實施例之架構示意圖，用以說明其主要構成元件及其相對關係。

第三~四圖：係本發明盤式電動機較佳實施例的動作示意圖。

第五圖：係本發明盤式電動機另一較佳實施例的架構示意圖，供說明各元件之相對關係。

本發明係一種盤式電動機，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明之盤式電動機的構成，係如第二、五圖所示，其係由一磁組(5)及一感應組(7)及至少一感應開關電路(80)所組成，該磁組(5)與該感應組(7)可被分別定義為作為轉子或定子，其中磁組(5)包含有至少一層或一層以上之第一磁盤組(50)及至少一層或一層以上之第二磁盤組(60)，且磁組(5)之第一磁盤組(50)與第二磁盤組(60)係呈間隔，而該感應組(7)包含有至少一線圈組(70)，又該感應組(7)之各線圈組(70)分設於相對之第一磁盤組(50)與第二磁盤組(60)及第二磁盤組(60)與第一磁盤組(50)之間，再者該磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)可同步相對該感應組(7)線圈組(70)產生旋轉運動；又第二圖所顯示者，其中該磁組(5)之第一磁盤組(50)分別具有至少一第一磁性件(51)及至少一第二磁性件(52)，且第一、二磁性件(51、52)之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，又第一、二磁性件(51、52)係間隔設置，而相鄰的第一、二磁性件(51、52)間保持有一間距，且相鄰第一、二磁性件(51、52)之相對磁極為同極相對，例如第一磁性件(51)之N極對應第二磁性件(52)之N極、第二磁性件(52)之S極對應第一磁性件(51)之S極。至於該磁組(5)之第二磁盤組(60)分別具有至少一第三磁性件(61)及至少一第四磁性件(62)，且第三、四磁性件(61、62)之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，又第三、四磁性件(61、62)係間隔設置，而相鄰的第三、四磁性件(61、62)間保持有一間距，再者第二磁盤組(60)之第三、四磁性件(61、62)並分別與第一磁盤組(50)之第一、二磁性件(51、52)相對並排，且該第二磁盤組(60)之第三、四磁性件(61、62)與第一磁盤組(50)之第一、二磁性件(51、52)呈磁極相異排列，例如第一磁盤組(50)之第一磁性件(51)的S極與第二磁盤組(60)之第三磁性件(61)的N極並排，而且相鄰之第三、四磁性件(61、62)的相對磁極為同極相對，例如第三磁性件(61)之S極對應第四磁性件(62)之S極、第四磁性件(62)之N極對應第三磁性件(61)之N極；至於該感應組(7)之線圈組(70)則係由至少一線圈(71)所構成，該線圈(71)設置係令其於導通磁化後產生的兩端磁極延伸線與轉子運動方向呈垂直狀；至於，所述之感應開關電路(80)則係於磁組(5)之第一磁盤組(50)或第二磁盤組(60)之各第一、二磁性件(51、52)或第三、四磁性件(61、62)的兩端中，進入第一、二或三、四磁性件(51、52、61、62)的一端分別設置一正向給電檢知器(81)或一逆向給電檢知器(83)，其中正向給電檢知器(81)係設於以N極磁極進入之第二或三磁性件(52、61)端部，以提供正向給電，而逆向給電檢知器(83)係設於以S極磁極進入之第一或四磁性件(51、62)端部，以提供逆向給電，而離開第一、二或三、四磁性件(51、52、61、62)的一端設置斷路檢知器(82)，且進一步於該感應組(7)線圈組(70)之線圈(71)相對一端設置有一感應元件(85)，用以當感應元件(85)檢知該正向給電檢知器(81)或逆向給電檢知器(83)時能使線圈(71)與電源間導通供電，反之當感應元件(85)檢知該斷路檢知器(82)時能使線圈(71)與電源間切斷供電；藉此，組構成一有效降低輸入功率，並增強輸出動力之盤式電動機者。

至於本發明盤式電動機較佳實施例於實際作動時，則係如第三、四圖所示，以磁組(5)做為轉子、而該感應組(7)做為定子為例，當該感應組(7)線圈組(70)之線圈(71)上的感應元件(85)於檢知移動中之第一磁盤組(50)之第一磁性件(51)進入端的逆向給電檢知器(83)時，可令線圈(71)與電源間導通，由於此時第一磁性件(51)之進入端為S極，因此啟動逆向電路給電，而依安培右手定則，線圈(71)對應第一磁盤組(50)一端呈S極、而對應第二磁盤組(60)一端則呈N極，使線圈組(70)之線圈(71)兩端分別與前方之第一、二磁盤組(50、60)的第二、一磁性件(52、51)及第四、三磁性件(62、61)磁極呈同極相斥狀，而令該感應組(7)相對轉動的磁組(5)產生一斥推力【如第三圖之(A)】；而磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)持續位移至線圈組(70)之線圈(71)對應第一、三磁性件(51、61)的中段時，該線圈組(70)之線圈(71)兩端相對第一、三磁性件(51、61)的前方端磁極呈同極相斥狀，而令該感應組(7)相對轉動中的磁組(5)持續產生一斥推力，同時該線圈組(70)之線圈(71)兩端相對第一、三磁性件(51、61)的後方端磁極呈異極相吸狀，而令該感應組(7)相對轉動中的磁組(5)產生一順吸力【如第三圖之(B)】；又當磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)持續位移至線圈組(70)之線圈(71)對應第一、三磁性件(51、61)的末端時，由於逆向電路給電的線圈(71)增生磁極會與該第一、三磁性件(51、61)呈異極相吸狀，使該感應組(7)相對磁組(5)產生逆吸的作用力，對轉動中的磁組(5)是一種拉回的磁阻力，故當線圈(71)上的感應元件(85)於檢知第一磁性件(51)離開端的斷路檢知器(82)時【如第三圖之(C)】，則令線圈(71)與電源間切斷供電，以避免產生不利於運動方向的磁阻力。

又如第四圖所示，當磁組(5)持續運轉，而當線圈組(70)之線圈(71)上的感應元件(85)於檢知移動中之第一磁盤組(50)之第二磁性件(52)進入端的正向給電檢知器(81)時，可令線圈(71)與電源間導通，由於此時第二磁性件(52)之進入端為N極，因此啟動正向電路給電，而依安培右手定則，線圈(71)對應第一磁盤組(50)一端呈N極、而對應第二磁盤組(60)一端則呈S極，使線圈組(70)之線圈(71)兩端分別與前方之第一、二磁盤組(50、60)的第一、二磁性件(51、52)及第三、四磁性件(61、62)磁極呈同極相斥狀，而令該感應組(7)相對轉動的磁組(5)產生一斥推力【如第四圖之(A)】；而磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)持續位移至線圈組(70)之線圈(71)對應第二、四磁性件(52、62)的中段時，該線圈組(70)之線圈(71)兩端相對第二、四磁性件(52、62)的前方端磁極呈同極相斥狀，而令該感應組(7)相對轉動中的磁組(5)持續產生一斥推力，同時該線圈組(70)之線圈(71)兩端相對第二、四磁性件(52、62)的後方端磁極呈異極相吸狀，而令該感應組(7)相對轉動中的磁組(5)產生一順吸力【如第四圖之(B)】；另當磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)持續位移至線圈組(70)之線圈(71)對應第二、四磁性件(52、62)的末端時，由於正向電路給電的線圈(71)增生磁極會與該第二、四磁性件(52、62)呈異極相吸狀，使該感應組(7)相對磁組(5)產生逆吸的作用力，對轉動中的磁組(5)是一種拉回的磁阻力，故當線圈(71)上的感應元件(85)於檢知第二磁性件(52)離開端的斷路檢知器(82)時【如第四圖之(C)】，則令線圈(71)與電源間切斷供電，以避免產生不利於運動方向的磁阻力，達到增強輸出動力之目的。

同時，由於第一、二磁盤組(50、60)之各相對的第一、三磁性件(51、61)及第二、四磁性件(52、62)的兩端磁極係呈異極排列，使相對的第一、三磁性件(51、61)與第二、四磁性件(52、62)的磁力線呈反向流動，使流經第一、二磁盤組(50、60)間磁通道的磁力線變的很少，而大部份都在磁隙區中串流，然這些磁力線位於第一、二磁盤組(50、60)的磁隙間，惟此時係屬斷電狀態，故第一、二磁盤組(50、60)間磁通道會因磁通量低、切割數少的關係，使其發電量很低，所增生的電壓也很小，如此當再次給電驅動磁組(5)時，僅需較低的輸入功率即可，達到降低輸入功率之目的。

再者，如第五圖所示，係本發明之另一實施例，其中該磁組(5)係由二層之第一磁盤組(50)及一層之第二磁盤組(60)所構成，且該感應組(7)具有二層線圈組(70)，其分設於相對之第一磁盤組(50)與第二磁盤組(60)及第二磁盤組(60)與第一磁盤組(50)之間，又各線圈組(70)具有複數線圈(71)，且相鄰線圈(71)之間距為前述相鄰第一、二磁性件(51、52)之進入端的間距。

透過上述的結構設計及動作說明可知，本發明之盤式電動機利用磁組(5)之第一、二磁盤組(50、60)的第一、二磁性件(51、52)與第三、四磁性件(61、62)呈運動方向充磁，且該感應組(7)線圈組(70)之線圈(71)與運動方向呈垂直向設置，而形成四磁力效應，再者由於第一、二磁盤組(50、60)之第一、二磁性件(51、52)與第三、四磁性件(61、62)係異極對向及同極相鄰的設計，配合感應開關電路(80)的正、逆向電路供電的切換，可避免磁阻力的發生，使整個運動過程皆為磁助力，故可有效降低輸入功率，並增強輸出動力。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

Claims

一種盤式電動機，其係由一磁組、一感應組及至少一感應開關電路所組成，該磁組與該感應組可被分別定義為能相對運動之轉子或定子；其中所述之磁組包含有至少一層或一層以上之第一磁盤組及至少一層或一層以上之第二磁盤組，且磁組之第一磁盤組與第二磁盤組係呈間隔，又各該第一磁盤組分別具有間隔設置之至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，且第一、二磁性件之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，而相鄰的第一、二磁性件或第二、一磁性件間保持有一間距，且相鄰第一、二磁性件之相對磁極為同極相對，至於各該第二磁盤組分別具有間隔設置之至少一第三磁性件及至少一第四磁性件，且第三、四磁性件之兩端磁極係與運動方向呈平行狀，而相鄰的第三、四磁性件或第四、三磁性件間保持有一間距，再者第二磁盤組之第三、四磁性件並分別與第一磁盤組之第一、二磁性件相對並排，且該第二磁盤組之第三、四磁性件與第一磁盤組之第一、二磁性件呈磁極相異並排，而且相鄰之第三、四磁性件的相對磁極為同極相對；而所述之該感應組包含有至少一線圈組，又各線圈組分設於相對之第一、二磁盤組或第二、一磁盤組之間，且各線圈組則係由一線圈所構成，該線圈設置係令其於導通磁化後產生的兩端磁極延伸線與轉子運動方向呈垂直狀；至於所述之感應開關電路則係於磁組之第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之進入端為 N極者設置一正向給電檢知器，而第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之進入端為S極者設置一逆向給電檢知器，且於第一磁盤組的各第一、二磁性件或第二磁盤組的各第三、四磁性件之離開端設置一斷路檢知器，且於相鄰之線圈組線圈上設置有一感應元件，用以當感應元件檢知該給電檢知器時能使線圈與電源間導通供電，反之當感應元件檢知該斷路檢知器時能使線圈與電源間切斷供電。
如申請專利範圍第1項所述之盤式電動機，其中，該感應組之線圈組具有複數線圈，且相鄰線圈之間距為相鄰第一、二磁性件之進入端的間距。