TWI637581B - Non-magnetic rotor inner and outer stator structure - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種非磁性轉子內外定子結構，主要結構包括至少一具有第一磁性元件的第一外殼體、至少一活動設置於該第一外殼體一側之第二外殼體、一穿設於該第一外殼體及該第二外殼體之軸心部、至少一形成於該第一外殼體內並具有第二磁性元件之內殼體、至少一形成於該第二外殼體內側且位於該第一磁性元件及該第二磁性元件間之非磁性座體、及複數纏繞於該非磁性座體上之線圈部。藉上述結構，組裝時只要將第二外殼體的非磁性座體插置於第一外殼體與內殼體間，即完成組裝，且第一、第二磁性元件分別固定於內、外殼體上，而無晃動偏移之疑慮。藉此，簡化組裝難度、增加磁極穩定度。

Description

非磁性轉子內外定子結構

本發明為提供一種非磁性轉子內外定子結構，尤指一種內外定子之磁極固定，不因轉動而偏移、磁力線較穩定，且組裝式外殼體具有定子配置簡易、組裝方便等進步性的非磁性轉子內外定子結構。

按，馬達和發電機的原理相同，但動作幾乎相反，一個通電致使轉動、一個轉動產生電力，然而發電機的效能卻一直無法提高，該效能非指額定電位與負載電流的效率，而是指發電機需要非常大的能量來轉換成電，導致能量轉換間大量的損失。所以發電機要提高效能，比的不只是磁場大小、線圈多少，最重要是發電需要的扭力及能量之多寡，如果可以提高磁通密度、降低發電所需能量，發電機可以更普及運用，能量可以更充分轉換。

而根據使用者前申請之專利M425454號「非磁性轉子內外定子之結構」之技術「軸心轉動或外殼體磁極帶動轉動時，運用內、外定子固定磁場及外定子與內定子磁性異性相吸之原理作動，使得線圈進行磁力線切割，而達到無須反抗磁場、降低能量消耗，並且能大幅提升電能輸出之效能。」

然上述非磁性轉子內外定子之結構於使用時，為確實存在下列問題與缺失尚待改進：

一、內定子及外定子分別設於內殼體及外殼體表面，且內殼體及外殼體皆透過培林樞設於軸心上，一經旋轉即容易產生偏移，而影響磁力線的穩定度及準確性。

二、內外殼體的結構，導致內定子不易設置，進而拉長組裝時間、增加組裝動作的複雜度。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之申請人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之申請人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種內外定子之磁極固定，不因轉動而偏移、磁力線較穩定，且組裝式外殼體具有定子配置簡易、組裝方便等進步性的非磁性轉子內外定子結構的發明專利者。

本發明之主要目的在於：利用組裝式的外殼體，簡化整體組裝動作，進而縮短組裝時間。

本發明之另一主要目的在於：將第一、第二磁性元件固定設置，而排除因旋轉造成的磁極偏移問題，進而增加磁力線穩定度及發電效率。

為達上述目的，本發明之結構包括：至少一第一外殼體，該第一外殼體一側活動設置有至少一第二外殼體，並於該第一外殼體及該第二外殼體上穿設一軸心部，係供該第一外殼體及該第二外殼體相對旋轉，且該第一外殼體內側壁上設有至少一第一磁性元件，又該第一外殼體內形成有至少一內殼體，而該內殼體外側壁設有至少一第二磁性元件，係與該第一磁性元件磁性作動，另於該第二外殼體內側形成至少一非磁性座體，且該非磁性座體係位於該第一磁性元件及該第二磁性元件間，並纏繞複數線圈部於該非磁性座體上；俾當使用者在組裝本發明時，因第一、第二磁性元件可先設置於第一外殼體上，且線圈部可另外設置於第二外殼體的非磁性座體上，故內部結構的配置動作較為單純，接著也只要將第一、第二外殼體利用軸心部相互對接，即完成本發明之組裝。且於使用時，因第一、第二磁性元件分別固定於第一外殼體與內殼體上，故不會因為旋轉而產生偏移，因此能提供更穩定的磁力線及發電效率。

藉由上述技術，可針對習用非磁性轉子內外定子之結構所存在之結構配置導致組裝動作費時、及內外定子易因轉動產生偏移等問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1‧‧‧第一外殼體

11‧‧‧第一磁性元件

2、2a‧‧‧第二外殼體

3‧‧‧內殼體

31‧‧‧第二磁性元件

4‧‧‧軸心部

41‧‧‧培林

5、5a‧‧‧非磁性座體

51‧‧‧線圈部

511‧‧‧電力輸出部

52a‧‧‧驅動部

6‧‧‧容置空間

7a‧‧‧自行車架

71a‧‧‧固定裝置

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之分解圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之分解剖視圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之組裝動作示意圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之殼體轉動示意圖。

第六圖 係為本發明較佳實施例之發電動作示意圖。

第七圖 係為本發明再一較佳實施例之結構示意圖。

第八圖 係為本發明再一較佳實施例之動作示意圖。

第九圖 係為本發明再一較佳實施例之實施示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖、分解圖及分解剖視圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：至少一第一外殼體1；至少一活動設置於該第一外殼體1一側之第二外殼體2；一穿設於該第一外殼體1及該第二外殼體2之軸心部4，係供該第一外殼體1及該第二外殼體2相對旋轉，且該軸心部4上具有一培林41，係供連結該第一外殼體1或該第二外殼體2；至少一設於該第一外殼體1內側壁之第一磁性元件11；至少一形成於該第一外殼體1內之內殼體3，該內殼體3及該第一外殼體1間界定一容置空間6；至少一設於該內殼體3外側壁之第二磁性元件31，係與該第一磁性元件11磁性作動，並該第二磁性元件31及該第一磁性元件11係呈磁性相吸之態樣；至少一形成於該第二外殼體2內側之非磁性座體5，且該非磁性座體5係位於該第一磁性元件11及該第二磁性元件31間；及複數纏繞於該非磁性座體5上之線圈部51，該些線圈部51係電性連結至少一電力輸出部511，且該電力輸出部511係得輸出直流電或交流電其中之一者。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合， 更可達到第一、第二磁性元件31、11之磁極固定，不因轉動而偏移、磁力線較穩定，且組裝式外殼體具有定子配置簡易、組裝方便等優勢，而詳細之解說將於下述說明。

請同時配合參閱第一圖至第六圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖至發電動作示意圖，藉由上述構件組構時，可由圖中清楚看出，相較於習知的非磁性轉子內外定子之結構，本案最外層之殼體係由第一外殼體1及第二外殼體2所組裝而成，而同樣以軸心部4穿設第一外殼體1及第二外殼體2，使二者得以相對旋轉。其中，第一外殼體1內係延伸形成有一內殼體3，而於第一外殼體1的內側壁設置第一磁性元件11，及於內殼體3的外側壁設置第二磁性元件31，並使第二磁性元件31及第一磁性元件11位置相互對應且磁性相吸，同時在兩者中間保留一容置空間6。

至於第二外殼體2內側則延伸形成有非磁性座體5，以供纏繞複數線圈部51，然後將纏繞有線圈部51的非磁性座體5***該容置空間6。而當第一外殼體1或第二外殼體2受力矩而旋轉時，係透過一培林41使第一外殼體1或第二外殼體2進行轉動(本實施例中，該培林41係設於第二外殼體2上)。藉此，因第二磁性元件31及第一磁性元件11位置為固定狀態，故可穩定的產生穩定的磁力線(以本實施例為例，該磁力線方向係由第一磁性元件11的N極往第二磁性元件31的S極方向延伸)，而因軸心部4的轉動帶動線圈部51旋轉時，該些線圈部51係不斷切割該些磁力線，藉此完成發電的動作。然後利用電力輸出部511將產出之電力輸出供使用者運用。另外，本實施例係轉動非磁性座體5而固定第一、第二磁性元件11、31，故非磁性座體5可視為轉子，第一、第二磁性元件11、31可視為內外定子。換言之，因第一外殼體1與第二外殼體2乃相對旋轉運動，因此若動作方式改為固定非磁性座體5而讓第一、第二磁性元件11、31轉動，則轉子與定子之定義則相反。

而上述動作，除了可提供穩定的磁力線及發電效益外，因本發明改良後的特殊結構配置，可大幅降低組裝的難度，包括第二磁性元件31及第一磁性元件11的設置動作、線圈部51的纏繞動作，以及非磁性座體5與第一外殼體1的樞轉動作，皆可簡單的完成組裝，而大幅縮短組裝時間，甚至降低維修難度。

再請同時配合參閱第七圖至第九圖所示，係為本發明再一較佳實施例之結 構示意圖至實施示意圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅額外提供一自行車架7a、至少一設於該自行車架7a一側之固定裝置71a，係供結合該第二外殼體2a，且第二外殼體2a背離該非磁性座體5a一側具有一驅動部52a，係受外力抵觸而帶動該第二外殼體2a旋轉。藉此，只要先利用固定裝置71a將本發明固定於自行車架7a一側，然後將自行車固定於自行車架7a上，並使後輪抵觸於驅動部52a上，接著使用者只要正常踩踏自行車，即可利用自行車的動力，讓後輪帶動第二外殼體2a旋轉，配合上述發電原理，即可在利用自行車運動的同時，提供額外的發電功效，且因本發明上述之結構配置，其旋轉動作對使用者造成的阻力負擔較小，而可讓使用者在運動的同時，輕鬆提供發電效益。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之非磁性轉子內外定子結構於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障申請人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

Claims (8)

1. 一種非磁性轉子內外定子結構，其包含：至少一第一外殼體；至少一活動設置於該第一外殼體一側之第二外殼體；一穿設於該第一外殼體及該第二外殼體之軸心部，係供該第一外殼體及該第二外殼體相對旋轉；至少一設於該第一外殼體內側壁之第一磁性元件；至少一形成於該第一外殼體內之內殼體；至少一設於該內殼體外側壁之第二磁性元件，係與該第一磁性元件磁性作動；至少一形成於該第二外殼體內側之非磁性座體，且該非磁性座體係位於該第一磁性元件及該第二磁性元件間；及複數纏繞於該非磁性座體上之線圈部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該內殼體及該第一外殼體間界定一容置空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該軸心部上具有一培林，係供連結該第一外殼體或該第二外殼體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該些線圈部係電性連結至少一電力輸出部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該電力輸出部係得輸出直流電或交流電其中之一者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該第二磁性元件及該第一磁性元件係呈磁性相吸之態樣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中更包含一自行車架、至少一設於該自行車架一側之固定裝置，係供結合該第二外殼體。
8. 如申請專利範圍第7項所述之非磁性轉子內外定子結構，其中該第二外殼體背離該非磁性座體一側具有一驅動部，係受外力抵觸而帶動第二外殼體旋轉。