CN104143879A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动装置，该驱动装置包含中心轴、内围元件与***环件，内围元件包含绕组盘、多个磁钢与导线。中心轴固定在绕组盘的中心，磁钢分别连接绕组盘远离中心轴的外缘，其中每一个磁钢的上表面呈梯形，导线环绕于每一个磁钢，***环件环置于内围元件远离中心轴的一侧。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置。

背景技术

随着绿能科技的发展，各国纷纷开始发展低油耗低污染的交通工具，降低不必要的二氧化碳排放延缓全球变暖速度，以期在资源有限的状况下，后代子孙能有可持续发展的环境。传统电机被大量应用于各种产品以作为主要的动力来源，特别是应用于转速或扭力需求较高的装置，如压缩机、冷气机、果汁机或电动载具上，以电动机车而言，已是世人普遍接受为兼具环保与能源效益的交通工具，电动机车的运转动力来源乃是以电机为核心所组成的电动动力***，电动机车的操控性能、加速性能、爬坡性能与续航力等都受核心电机的性能所影响，传统电机的作动原理主要利用电能产生电磁场，再使磁场间相互作用，以推动机械旋转，进而将电能转换为机械能，但由于传统电机属于高转速但低扭力的电机，必须将转速提高后，再通过减速齿轮转换成扭力以发挥其功效，一般经过如此转换程序，大部分的能量皆在过程中平白耗损，仅不足一半的能源能真正进行传动。

因此，如何能让珍贵的能量在产生后能被充分利用，减少能量从产生到实际应用间的损耗，已成为当前相关领域极需改进的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的为提出一种驱动装置，以减少能量从产生至实际应用间的损耗，并同时兼具扭力与速度。

在本发明的一实施例中，一种驱动装置包含中心轴、内围元件与***环件，***环件环置在内围元件远离中心轴的一侧，内围元件包含绕组盘、多个磁钢与导线，中心轴固定在绕组盘的中心，多个磁钢分别连接绕组盘远离中心轴的外缘，导线环绕于每一个磁钢，其中每一个磁钢的上表面呈梯形。

在本发明的一实施例中，驱动装置中每一个磁钢皆包含彼此重叠的多个硅钢片。

在本发明的一实施例中，驱动装置中的导线为扁平导线。

在本发明的一实施例中，***环件包含***绕组环、多个***磁钢、***导线与多个磁性元件，多个***磁钢环设在***绕组环远离内围元件的一侧上，且每个***磁钢由多个***硅钢片彼此重叠排列组成，***导线绕置于每一个***磁钢，***导线为圆形导线或扁平导线，每一个磁性元件连接在***绕组环上且置于***绕组环与内围元件间。

在本发明的一实施例中，磁性元件为圆弧状的磁性物。

在本发明的一实施例中，磁性元件的材质为钕铁硼与钴，或是铝镍钴合金。

在本发明的一实施例中，驱动装置包含壳体，壳体内部包覆且连接***环件，壳体外部环绕并固定有轮胎轮圈。

在本发明的一实施例中，驱动装置包含第一外盖元件，第一外盖元件包含第一散热盘与第一端盖，第一散热盘具有多个第一鳍片，第一端盖固定连接在壳体的开口端，第一散热盘置于第一端盖与内围元件之间，且第一散热盘固定在第一端盖上。

在本发明的一实施例中，驱动装置包含第二外盖元件，内围元件置于第一外盖元件与第二外盖元件之间，第二外盖元件包含第二散热盘与第二端盖，第二散热盘套设在中心轴上，具有多个第二鳍片，第二端盖固定连接在壳体相对于第一端盖的另一开口端，第二散热盘置于第二端盖与内围元件之间，且第二散热盘固定在第二端盖上。

由上述实施例，驱动装置不必使用减速齿轮转换，即能直接将电机动力运作在电机载体上，为同时具有扭力与速度暨节省物料与能源的电机。驱动装置中绕组盘的磁钢可为尺寸相异的硅钢片依序斜形排列，减少不必要的电力浪费，减少噪音。另外由于圆形导线间隙较大，采用扁平导线可使线圈密实并提高驱动装置作动的效能。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1是依照本发明的一实施例的一种驱动装置的侧视图。

图2是依照本发明的一实施例的一种驱动装置的***图。

图3是依照本发明的一实施例的一种驱动装置中绕组磁钢的正视示意图。

图4是依照本发明的一实施例的一种驱动装置中导线排列的示意图。

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识的人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

请参照图1，其为本发明的一实施例的一种驱动装置的侧视图。驱动装置100包含壳体110、第一外盖元件120、第二外盖元件150、刹车盘160、中心轴170与轮胎轮圈180，壳体110呈中空筒状，第一外盖元件120固定连接在壳体110的一个开口端，第二外盖元件150固定连接在壳体110相对于第一外盖元件120的另一开口端，中心轴170沿着壳体110中心轴线延伸设置，中心轴170还穿过第二外盖元件150的中心，壳体110的外部环绕并固定有轮胎轮圈180，驱动装置100可包含刹车盘160，刹车盘160连接在第二外盖元件150上且中心轴170穿过刹车盘160的中心。在本发明的一实施例中，刹车盘160可为盘式制动器，通过刹车盘160的摩擦将行进间的动能转换为热能散出。壳体110可相对于中心轴170旋转，壳体110相对于中心轴170旋转时还带动轮胎轮圈180、第一外盖元件120与第二外盖元件150旋转，轮胎轮圈180的外部可环绕车用轮胎，使壳体110旋转时连带带动车用轮胎旋转以形成推进的力量。在本发明的一实施例中，驱动装置100还包含轴承，轴承环设在中心轴170上，以圆形弹簧十字穿束，用以支撑旋转体，当壳体110以及其他机件与中心轴170产生相对运动时，用以保持中心轴170的中心位置。

请参照图2，其为本发明的一实施例的一种驱动装置的***图。驱动装置100包含壳体110、第一外盖元件120、内围元件130、***环件140、第二外盖元件150、刹车盘160、中心轴170，内围元件130包含绕组盘302、多个磁钢304与导线，***环件140环置在内围元件130远离中心轴170的一侧，中心轴170固定在绕组盘302的中心，多个磁钢304分别连接绕组盘302远离中心轴170的外缘，导线环绕于每一个磁钢304，内围元件130与***环件140构成双转子结构。每一个磁钢304皆包含彼此重叠的多个硅钢片，且硅钢片的尺寸皆相异。导线为圆形导线或扁平导线，由于线材大小扁圆皆影响装置的运行功率，圆形导线间隙较大效能较差，导线可通过将其改为扁平导线使线圈密实，以提高效能。环绕于每一个磁钢304的导线在通电后，可依据环绕的方式产生磁场，内围元件130产生的磁场与***环件140产生作动，使通电后***环件140可相对于内围元件130旋转。

***环件140包含***绕组环404、多个***磁钢406、***导线与多个磁性元件402，多个***磁钢406环设在***绕组环404远离内围元件130的一侧上，且每个***磁钢406由多个***硅钢片彼此重叠排列组成，***导线绕置于每一个***磁钢406，***导线为圆形导线或扁平导线，每一个磁性元件402连接在***绕组环404上且置于***绕组环404与内围元件130间，磁性元件402为圆弧状的磁性物。***环件140的磁性元件402与环绕在***磁钢406的导线可在通电后形成磁场，并与内围元件130的磁场产生相吸以及排斥的磁场作用力，进而使***环件140可相对于内围元件130旋转。磁性元件402为圆弧状的磁性物，以便更密合***环件140，磁性元件402可为能长期保持磁性的磁铁，如天然的磁石与人造磁铁。在一实施例中，磁性元件402的材质为钕铁硼与钴，或是铝镍钴合金，并可视需要等级添加如锗、铑与钕等元素材料。

壳体110内部包覆且连接***环件140，壳体110的外部环绕并固定有轮胎轮圈180。通过每一个磁钢304与***磁钢406的不等边三角形，将锐角与钝角分部配置在运算出的对等平衡点上，环绕一周，通过微分斜率将其调整成为一个闭合圆线圈，内围元件130与***环件140在通电后，导线与***环件140圆周的磁性元件402产生各自对等电磁，随着闭合圆线圈产生闭合圆电场，闭合圆电场的吸引力将形成的S极与N极通过相互吸引与排斥的作用，使***环件140相对于内围元件130旋转，并通过***环件140连接的壳体110带动轮胎轮圈180旋转，轮胎轮圈180可为电动机车的轮圈并可在轮圈外加上合适的轮胎以便操控行驶。***导线在***磁钢406的绕组方式，以及导线在磁钢304的绕组方式，是依据所需动力运算出相电压，再以磁场中N极与S极的极距，加上极数与铁心槽数，在圆周上得出电角度，并以电角度得出线圈数及线圈量。当驱动装置100开始运转时，绕组的锐角先行钝角接后，以消除噪音，产生静音效果，在慢速运转时，加强其扭力，在高速运转时使驱动装置100产生速度的同时节省电力，且使驱动装置100装置在轮胎轮圈180中时，可驱动与其连接的车用轮胎以同时兼具扭力与速度的方式前进，进而赋予此电动载具环保与效能兼具的动力来源。

第一外盖元件120包含第一散热盘124与第一端盖122，第一散热盘124具有多个第一鳍片240，第一端盖122固定连接在壳体110的开口端，第一散热盘124置于第一端盖122与内围元件130之间，且第一散热盘124固定在第一端盖122上，第一散热盘124可通过如螺丝、粘胶的方式固定在第一端盖122上，但固定的方法不以此为限。第一散热盘124具有越多的第一鳍片240散热效果越好，且通过将散热装置直接安装在动力产生的元件附近，在热能产生之初随即排出装置之外，取得较好的散热效果，使装置不易因为热能的累积产生因过热导致的效能下降，甚至产生故障的状况。第一端盖122可在其与第一散热盘124连接的表面使用散热膏更增强散热的效果。

内围元件130置于第一外盖元件120与第二外盖元件150之间，第二外盖元件150包含第二散热盘152与第二端盖154，第二散热盘152套设在中心轴170上，具有多个第二鳍片520，第二端盖154固定连接在壳体110相对于第一端盖122的另一开口端，第二散热盘152置于第二端盖154与内围元件130之间，且第二散热盘152固定在第二端盖154上，第二散热盘152可通过如螺丝、粘胶的方式固定在第二端盖154上，但固定的方法不以此为限。第二散热盘152的表面可具有多个鳍片，鳍片越多散热效果越好。

请参照图3，其为本发明的一实施例的一种驱动装置中绕组磁钢的正视示意图。绕组磁钢802在结构上可作为图2中的磁钢304或图2中的***磁钢406，每一个绕组磁钢802的上表面呈梯形807。具体而言，每一个绕组磁钢802皆包含彼此重叠的多个硅钢片804，每一硅钢片804的外型均呈T字型，但各个硅钢片804的尺寸皆相异，排列方式以微分斜率运算，小片在前，大片在后，斜形排列，借以将多个硅钢片804由小而大依序排列并重叠为一倾斜的梯形807，磁钢在通电运转时通过不等边三角形的锐角与钝角，使扭力与速度兼具。本发明的一实施例中，硅钢片804可作为图2中的磁钢304包含的硅钢片，亦可为图2中***磁钢406包含的***硅钢片。硅钢片804可为含硅量不同的电工硅钢，经热、冷轧制而成，硅钢片804可为铁损低、磁感应强度高与冲片性好的电机硅钢片。

请参照图4，其为本发明的一实施例的一种驱动装置中导线排列的示意图。每一个绕组磁钢802上缠绕有导线806，由于线材大小扁圆皆影响装置的运行功率，圆形导线间隙较大效能较差，导线806可通过将其改为扁平导线使线圈密实，通电时基于导线806缠绕的方式形成磁场，当起动运转时，斜边的锐角先行，钝角接后，由小而大起而作动，借由锐角与钝角相兼对等并排，提高作动的效能。在本发明的一实施例中，导线806可为缠绕在图2中磁钢304上的导线，以及缠绕在图2中***磁钢406上的***导线。

由上述本发明的实施例可知，应用本发明具有下列优点。驱动装置不必使用减速齿轮转换，即能直接将电机动力运作在电机载体上，以成为同时具有扭力与速度暨节省物料与能源的电机。绕组盘的每一个磁钢为尺寸相异的硅钢片依序排成斜例，减少不必要的电力浪费且降低噪音。另外由于圆形导线间隙较大，采用扁平导线可使线圈密实并提高驱动装置作动的效能。

虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视本申请权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种驱动装置，其特征在于，包含：

中心轴；

内围元件，其包含：

绕组盘，上述中心轴固定在该绕组盘的中心；

多个磁钢，其分别连接上述绕组盘远离上述中心轴的外缘，其中每一个这些磁钢的上表面呈梯形；以及

导线，其环绕于每一个上述这些磁钢；以及***环件，其环置于上述内围元件远离上述中心轴的一侧。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，其中每一个所述这些磁钢皆包含彼此重叠的多个硅钢片。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，其中所述导线为扁平导线。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，其中所述***环件包含：

***绕组环；

多个***磁钢，其环设在上述***绕组环远离所述内围元件的一侧上，且每一个上述这些***磁钢由多个***硅钢片彼此重叠排列组成；

***导线，其绕置于每一个上述这些***磁钢，为扁平导线；以及

多个磁性元件，其连接在上述***绕组环上且置于上述***绕组环与所述内围元件间。

5.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，其中所述这些磁性元件为圆弧状的磁性物。

6.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，其中所述这些磁性元件的材质为钕铁硼与钴，或是铝镍钴合金。

7.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包含：

壳体，该壳体内部包覆且连接所述***环件，该壳体的外部环绕并固定轮胎轮圈。

8.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，还包含：

第一外盖元件，其包含：

第一散热盘，其具有多个第一鳍片；以及

第一端盖，其固定连接在所述壳体的一个开口端，上述第一散热盘置于该第一端盖与所述内围元件之间，且上述第一散热盘固定在该第一端盖上。

9.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，还包含：

第二外盖元件，所述内围元件置于所述第一外盖元件与该第二外盖元件之间，该第二外盖元件包含：

第二散热盘，其套设在所述中心轴上；以及

第二端盖，其固定连接在所述壳体相对于所述第一端盖的另一开口端，上述第二散热盘置于该第二端盖与所述内围元件之间，且上述第二散热盘固定在该第二端盖上。