TWM496698U - 用於馬達／發電機的安裝基座 - Google Patents

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TWM496698U
TWM496698U TW103214310U TW103214310U TWM496698U TW M496698 U TWM496698 U TW M496698U TW 103214310 U TW103214310 U TW 103214310U TW 103214310 U TW103214310 U TW 103214310U TW M496698 U TWM496698 U TW M496698U
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TW
Taiwan
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motor
generator assembly
machine
base
rotor
Prior art date
Application number
TW103214310U
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English (en)
Inventor
Michael T Collins
Jeffrey S Sherman
Chetan O Modi
Craig E Wallace
Payman Rassoolkhani
Kent A Sheeran
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Nidec Motor Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
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Description

用於馬達/發電機的安裝基座
本創作大體上係關於一種適用於一器具中的電動馬達或發電機總成。更具體而言，本創作有關於一種用於將一電動馬達或發電機總成緊固於一器具中的安裝基座。
一般技術者將瞭解，電動馬達或發電機用於多種應用中，包括(但不限於)器具(諸如，健身單車、划船機、吊扇、洗碗機及洗衣機)及車輛(諸如，汽車及高爾夫球車)。在健身單車中，例如，可提供一發電機。該發電機係藉由使用者之踏蹬來驅動，且又向展示諸如使用者之模擬速度或距離、踏蹬之時間量等之參數的顯示器供電。
用於支撐馬達或發電機之習知安裝結構可包括支撐該馬達或發電機的支架或板。在馬達或發電機安裝於器具上期間，耗時的支架對準及轉子與定子之間的填隙常常係必要的。因此，存在對一種準確形成之安裝配置的需要，該安裝配置可以有效且節約成本的方式形成且最小化馬達或發電機總成整體所要求的安裝包封。
根據本創作之一個態樣，提供一種供一器具使用之馬達或發電機總成。該馬達或發電機總成包括一馬達或發電機及將該機器支撐於該 器具上之一安裝結構。該機器包括可繞一軸線旋轉之一轉子，以及一定子。該機器呈現一軸向延伸之徑向最外圓周面。該機器呈現一對軸向隔開之軸向邊緣，該等軸向邊緣中之每一者大體上自該圓周面徑向向內突出。該安裝結構包括一對至少實質上徑向延伸之板，及一基座。該等板在其間至少部分地界定一機器收納空間。該機器係安裝於該等支架上，以便至少部分地定位於該機器收納空間中。該等板至少部分地鄰近該等軸向邊緣中之各別者延伸。該基座至少實質上徑向地定位於該機器之該圓周面外部。該基座經組態以用於連接至該器具。該基座呈現一對軸向隔開之側面，其中該等板中之每一者係抵靠著該等側面之一各別者而緊固。
此【新型內容】經提供而以一簡化形式引入概念之選擇。下文於較佳具體實施方式之詳細描述中進一步描述此等概念。此【新型內容】不意欲識別所主張之標的物的關鍵特徵或本質特徵，亦不意欲用以限制所主張之標的物的範疇。
本創作之各種其他態樣及優勢將自較佳具體實施方式之以下詳細描述及隨附圖式而顯而易見。
10‧‧‧器具
12‧‧‧馬達或發電機總成
14‧‧‧馬達或發電機總成
16‧‧‧支撐總成
18‧‧‧安裝結構
20‧‧‧定子
20a‧‧‧芯
20b‧‧‧佈線
22‧‧‧轉子
24‧‧‧最外圓周機器面
26‧‧‧軸向機器邊緣
28‧‧‧軸向機器邊緣
30‧‧‧引線
32‧‧‧端蓋
34‧‧‧轉子包殼
36‧‧‧輪轂
38‧‧‧磁體
40‧‧‧慣性環
42‧‧‧基座板
44‧‧‧側壁
46‧‧‧最內面
48‧‧‧最外面
50‧‧‧輪轂區
52‧‧‧主要區
54‧‧‧傾斜過渡區
56‧‧‧通風開口
58‧‧‧階梯形區域
60‧‧‧焊接線
62‧‧‧焊接線
64‧‧‧軸件
66‧‧‧驅動端軸承
68‧‧‧輪轂軸承
70‧‧‧單向軸承
72‧‧‧對置端軸承
74‧‧‧驅動端
76‧‧‧對置端
78‧‧‧凹口
80‧‧‧中間區段
82‧‧‧軸承孔洞
84‧‧‧軸承孔洞
86‧‧‧軸承孔洞
88‧‧‧軸承孔洞
90‧‧‧扣環
92‧‧‧扣環
94‧‧‧扣環
96‧‧‧扣環
98‧‧‧凹槽
100‧‧‧凹槽
102‧‧‧凹槽
104‧‧‧凹槽
105‧‧‧墊圈
106‧‧‧軸件支撐件
108‧‧‧端蓋輪轂
110‧‧‧板/支架
112‧‧‧板/支架
114‧‧‧軸件支撐件扣件
116‧‧‧端蓋扣件
118‧‧‧軸件支撐件凸緣
120‧‧‧肩部
122‧‧‧端蓋輪轂凸緣
124‧‧‧彈簧墊圈
126‧‧‧間隔件
128‧‧‧驅動端面
130‧‧‧對置端面
132‧‧‧軸承滾珠
134‧‧‧軸承滾珠
136‧‧‧軸承滾珠
138‧‧‧斜撐
140‧‧‧軸承滾珠
142‧‧‧內部座圈
144‧‧‧外部座圈
146‧‧‧內部座圈接觸表面
148‧‧‧外部座圈接觸表面
150‧‧‧內部斜撐接觸表面
152‧‧‧外部斜撐接觸表面
154‧‧‧軸鍵
156‧‧‧轉子鍵
158‧‧‧軸件凹入部
160‧‧‧內部座圈凹口
162‧‧‧輪轂凹口
164‧‧‧外部座圈凹口
166‧‧‧基座
168‧‧‧機器收納空間
170‧‧‧間隙或空間
172‧‧‧間隙或空間
174‧‧‧側面
176‧‧‧側面
178‧‧‧***拔模面
180‧‧‧底面
182‧‧‧基座凸緣
184‧‧‧基座凸緣區段
186‧‧‧基座凸緣區段
188‧‧‧基座扣件收納槽
190‧‧‧第一部分
192‧‧‧第二部分
194‧‧‧前區域
196‧‧‧後區域
198‧‧‧拔模線/分型線
200‧‧‧凹彎曲區域
202‧‧‧徑向間隙
204‧‧‧鄰接區域
206‧‧‧鄰接區域
208‧‧‧軸向內部面
210‧‧‧軸向內部面
212‧‧‧連接位置
214‧‧‧扣件收納孔
214a‧‧‧扣件收納孔之第一集合
214b‧‧‧扣件收納孔之第二集合
216‧‧‧板孔
216a‧‧‧板孔之第一群組
216b‧‧‧板孔之第二群組
218‧‧‧板扣件
圖1為器具與經組態供該器具使用之電動馬達或發電機總成的前視透視圖；圖2為圖1之電動馬達或發電機總成之後視透視圖；圖3為圖1及圖2之總成之基座的放大頂部後視透視圖；圖4為圖3之基座的底部前視透視圖； 圖5為圖3及圖4之基座的俯視圖；圖6為圖3至圖5之基座的側視圖；圖7為圖3至圖6之基座的後視圖；圖8為沿圖6之線8-8截得的圖3至圖7之基座的後視橫截面圖；圖9為沿圖5之線9-9截得的圖3至圖8之基座的橫截面圖；圖10為沿圖5之線10-10截得的圖3至圖9之基座的橫截面圖；圖11為圖1及圖2之總成之轉子的前視透視圖，其中若干磁體被移除；圖12為圖11之轉子的分解前視透視圖，但其中所有磁體得以說明；圖13為圖12之轉子的側視圖；圖14為沿圖13之線14-14截得的圖12及圖13之轉子的橫截面圖；圖15為圖1及圖2之總成的分解前視透視圖；圖16為圖1、圖2及圖15之總成之軸件及軸承的分解前視透視圖；圖17為圖16之軸件及軸承的前視透視圖；圖18為圖1、圖2、圖15及圖16之總成的不完整前視橫截面圖；圖19為圖1、圖2、圖15、圖16及圖18之總成的部分截面前視透視圖；圖20為鎖定組態中的圖15至圖19之斜撐離合器的橫截面側視圖；及圖21為解鎖組態中的圖20之斜撐離合器的橫截面側視圖。
該等圖式並非將本創作限於本文中所揭示且描述的特定具體實施方式。該等圖式無需按比例縮放，而是在明確說明較佳具體實施方式之原理之後加以強調。
下文參看所附圖式詳細描述本創作之較佳具體實施方式。
本創作易具有呈許多不同形式之具體實施方式。雖然圖式說明且本說明書描述本創作之某些較佳具體實施方式，但應理解，此揭示內容僅作為實例。並不意欲將本創作之原理限於特定的所揭示具體實施方式。
最初參看圖1，提供器具10。提供馬達或發電機總成12以供器具10使用。
在一較佳具體實施方式中，馬達或發電機總成12為發電機總成，且器具10為如體育館或家中可見的健身裝置，諸如健身單車、多功能健身器或橢圓機。發電機總成12較佳根據特定器具適當地向使用者提供阻力，且亦提供電力以操作使用者介面，且可能操作其他電子裝置(諸如，心率監視器)。然而，亦可准許替代的用發電機供電之器具，其包括(但不限於)划船機或非健身式裝置。
亦可准許馬達或發電機總成12為馬達總成。在一個具體實施方式中，例如，馬達總成可向戶外電動單車提供電力。
較佳地，總成12包括馬達或發電機14，其包括支撐總成16。總成12進一步包括安裝結構18，該安裝結構用以將機器14安裝於器具10上。下文將更詳細地論述此等組件中的每一者。
馬達或發電機
如最佳展示於圖1、圖2及圖19中，馬達或發電機14包括可繞軸線旋轉的定子20及轉子22。轉子22較佳為至少實質上限定定子20之界限的外部轉子，使得機器為外部轉子馬達或「由內而外式」發電機。更較佳而言，轉子22完全限定定子20之界限。然而，根據本創作之一些態 樣，可准許使用內部轉子。
如下文將更詳細論述的且如最佳展示於圖1、圖2及圖19 中，機器14亦較佳呈現軸向延伸之徑向最外圓周機器面24及一對徑向延伸的軸向隔開之軸向機器邊緣26及28。軸向邊緣26及28中之每一者較佳自圓周面24徑向向內延伸，且至少實質上橫跨大體上界定於圓周面24之內部的區域。在所說明之具體實施方式中，每一軸向邊緣26及28在其由大體上沿著垂直於轉子軸線之平面延伸的結構界定的意義上為實質上扁平的。然而，本創作之原理同樣可應用於具有諸如波狀起伏或彎曲或傾斜表面之輪廓之軸向邊緣中的一者或兩者，藉以該軸向邊緣並非為橫跨由圓周面限定邊界之區域的大體上扁平的面。
儘管軸向機器邊緣26及28可最少部分經結構界定，但根據本創作之一些態樣，並不要求連續的結構界定。此外，根據本創作之一些態樣，可准許關於結構界定軸向邊緣，而非由結構本身界定該等軸向邊緣。類似地，如所說明，圓周面無需為連續的或由結構以排外方式界定。
定子20較佳包括芯20a(部分展示)及圍繞芯20a捲繞之佈線20b。如所選器具所需的，較佳設置引線30以將電力傳輸至佈線20a或自該佈線傳輸電力。
在一較佳具體實施方式中，機器14包括固定至定子20且支撐該定子之端蓋32。在所說明之具體實施方式中，端蓋32與定子20合作，以至少實質上界定第一軸向機器邊緣26。
如最佳展示於圖11至圖14中，轉子22較佳包括一轉子包殼34、一輪轂36、複數個磁體38及一慣性環40。包殼34較佳包括大體上 徑向延伸之基座板42及自基座板42延伸以呈現徑向最內面46及徑向最外面48的大體上軸向延伸之側壁44。基座板42較佳為圓形，而側壁44較佳為圓柱形。然而，替代形狀為准許的。
較佳地，基座板42包括徑向最內輪轂區50、主要區52及 在徑向上位於輪轂區50外部且在輪轂區50與主要區52之間延伸並互連該等區的傾斜過渡區54。然而，可在不背離本創作之範疇的情況下設置更多或更少區。
較佳地，主要區52部分地界定第二軸向機器邊緣28。
在一較佳具體實施方式中，基座板42包括穿過其延伸之複數個通風開口56。然而，可替代地僅設置單一通風開口或甚至不設置通風開口。較佳地，該等通風開口主要穿過主要區52而形成。由於置放於完全不同及/或額外位置中，因此至過渡區54中之重疊亦為准許的。
如最佳由圖14所說明，側壁44較佳與基座板42整合地形成。最佳地，整合式階梯形區域58互連基座166及側壁44。然而，可准許包括非整合式構件之替代連接構件設置於側壁與基座之間。
在一較佳具體實施方式中，包殼34為衝壓轉子包殼。然而，根據本創作之一些態樣，可准許不同的形成方法。舉例而言，包殼可替代地經鑄造或經至少部分機械加工。
較佳地，包殼34基本上由鋼組成，但可在不背離本創作之範疇的情況下使用其他材料。舉例而言，包殼可基本上由鑄鐵或塑膠組成，或由金屬合金形成。
輪轂36較佳鄰近輪轂區50而固定至包殼34。最佳地，如 最佳展示於圖11、圖14及圖18中，輪轂36係沿著焊接線60焊接至包殼34以隨其旋轉。然而，替代固定構件屬於本創作之一些態樣的範圍中。舉例而言，可用螺栓將輪轂36固定至包殼34。
輪轂36較佳基本上由鋼組成，但可准許使用多種材料中之任一者或多者。
在一較佳具體實施方式中且如圖11及其他圖中所說明的，沿著轉子包殼34之側壁44以弓形配置磁體38，使得轉子包殼34至少部分地支撐磁體38。磁體38較佳為永久磁體，且較佳包含鐵氧體。然而，可在不背離本創作之範疇的情況下使用多種磁體類型及/或材料中之任一者或多者。
較佳地，慣性環40經組態以藉由提供隨轉子包殼34繞軸線旋轉之質量塊來增加轉子22繞軸線之旋轉慣性。使慣性環40之組態變化在無需與轉子包殼之設計及製造改變相關聯之複雜性或其他此類複雜方法的情況下即實現轉子22整體之旋轉慣性的改變。舉例而言，慣性環40之定位、厚度、寬度及/或材料之改變直接影響轉子22之總旋轉慣性。
慣性環40較佳不與轉子包殼34整合，而是固定至轉子包殼34以隨其旋轉。可藉由此項技術中已知之任何手段(例如，焊接、螺釘、膠水、黏著劑或其組合)完成此固定，但焊接為較佳的。最佳地，沿著大體上軸向延伸之焊接線62將慣性環40焊接至慣性包殼34之側壁44。
慣性環40較佳至少部分地覆疊藉由側壁44界定之徑向最內面46及徑向最外面48中之至少一者。最佳地，慣性環40至少部分地覆疊徑向最外面48，且因此呈現前述軸向延伸之徑向最外圓周機器面24。
此外，無關於面46及/或48中之那一者鄰近慣性環40，慣 性環40較佳至少實質上覆疊或甚至完全覆疊選定面46及/或48。如最佳展示於圖14中，例如，慣性環40完全覆疊徑向最外面48且甚至軸向延伸超出該徑向最外面，以便懸垂階梯形區域58。
亦如最佳展示於圖14中，側壁44之徑向厚度與慣性環40 之徑向厚度較佳至少實質上類似。然而，如上文所指出，可經由改變慣性環設計來相對容易地使相對厚度變化。可(例如)藉由設置在徑向上較厚之慣性環來容易地增加總體轉子慣性。
在一較佳具體實施方式中，慣性環40在圓周上係連續的。 然而，根據本創作之一些態樣，可准許設置不連續環。舉例而言，慣性環可包括穿孔或由複數個以弓形間隔開之分段形成。
較佳地，慣性環40基本上由鋼組成，但在不背離本創作之 一些態樣之範疇的情況下，可合適地使用多種材料中之任一者或多者。如上文所指出，慣性環材料之變化提供實質上使轉子整體之旋轉慣性變化的相對容易之方式。舉例而言，鑄鐵慣性環相對於鋁製慣性環將增加旋轉慣性。
在一較佳具體實施方式中，慣性環40及轉子包殼34基本上 由實質上具有相同密度之材料組成。如上文所指出，例如，慣性環40及轉子包殼34兩者較佳基本上由鋼形成。然而，根據本創作之一些態樣，可准許使用不同密度。轉子包殼可基本上由(例如)鋼形成，而慣性環可基本上由鐵組成。
亦指出，根據本創作之一些態樣，可完全省略慣性環，其中 轉子之慣性至少實質上由轉子包殼設計或後期生產機械加工來控制。舉例而言，轉子包殼可為鑄鐵轉子包殼，其具有最初具有大厚度之側壁，該側壁在加工製程中經機械加工至所要外徑。
支撐總成
如先前所指出，馬達或發電機總成12較佳包括馬達或發電機14，其包括支撐總成16。總成12進一步包括安裝結構18，該安裝結構用以將機器14安裝至器具10。
如最佳展示於圖18至圖19中，支撐總成16較佳包括一軸件64及複數個軸承66、68、70及72。
如最佳展示於圖16及圖18中，軸件64較佳地呈現驅動端74及對置端76。在器具10之較佳健身單車具體實施方式中，驅動端較佳直接或間接地(例如，經由齒輪或滑輪系統)互連至由使用者驅動之踏板，使得使用者之踏蹬動作驅動軸件64之旋轉。然而，在替代具體實施方式中，驅動端及對置端連接及功能性可視特定器具及應用所需而變化。將瞭解，即使軸件末端74及76描述為機器14之部分，但該等末端74及76分別自軸向機器邊緣28及26突出。
驅動端74較佳包括經組態以用於與有待驅動之適當結構互連的凹口78。然而，除凹口之外或作為該凹口之替代，可准許設置任何種類之互連結構。
軸件64較佳包括在驅動端74與對置端76之間的中間區段80。如下文將更詳細論述的，中間區段80較佳具有比對置端76及驅動端74兩者大的直徑。驅動端74較佳具有比對置端76大的直徑。
複數個軸承66、68、70及72較佳包括驅動端軸承66、輪轂軸承68、單向軸承70及對置端軸承72。然而，根據本創作之一些態樣，可准許設置更多或更少軸承。
軸承66、68、70及72中之每一者較佳界定對應孔洞82、84、86或88。如下文將更詳細論述的，孔洞88較佳小於孔洞82、84及86。
驅動端軸承66較佳鄰近驅動端74而限定中間區段80的界限，而對置端軸承限定對置端76之界限。輪轂軸承68及單向軸承70各自較佳限定軸件64之中間區段80的界限，以便將該中間區段定位於驅動端軸承66與對置端軸承72之間。
較佳設置複數個扣環90、92、94及96以幫助沿著軸件64軸向地緊固軸承66、68及70。較佳地，扣環90、92、94及96為卡環，但可合適地使用其他類型之扣環。
在一較佳具體實施方式中，複數個凹槽98、100、102及104形成於軸件64之中間區段80中。扣環90、92、94及96中之每一者較佳適配至凹槽98、100、102及104中之對應者中。
亦可設置墊圈105以用於額外緊固。
如最佳展示於圖18及圖19中，支撐總成16較佳進一步包括軸件支撐件106及端蓋32。端蓋輪轂108係緊固至安裝結構18。軸件支撐件106較佳軸向定位於驅動端74與轉子22之間。另外，較佳端蓋輪轂108係整合地形成為端蓋32之部分，但根據本創作之一些態樣，亦可准許非整合式固定。
如下文將更詳細論述的，安裝結構18較佳包括一對板或支 架110及112，其支撐支撐總成16。軸件支撐件106較佳藉由複數個軸件支撐件扣件114固定至板110，而端蓋輪轂108藉由複數個端蓋扣件116固定至板112。然而，在不背離本創作之一些態樣的情況下，替代固定構件為可准許的。
如最佳展示於圖18及圖19中，驅動端軸承66較佳安裝於 軸件支撐件106內，而對置端軸承72較佳安裝於端蓋32內。驅動端軸承66及對置端軸承72較佳用以相對於軸件支撐件106(其固定至板112)及端蓋32(其固定至板110)以旋轉方式支撐軸件。
軸件支撐件106較佳包括徑向向內延伸之軸件支撐件凸緣 118，其覆疊驅動端軸承66之一部分以防止驅動端軸承66在驅動端74方向上之實質軸向移位，而扣環90向對置端76方向上之移位提供阻力。
如先前所指出，對置端76較佳具有比軸件64之中間區段 80小的直徑。對置端軸承72亦較佳具有比其他軸承66、68及70小的孔洞88。對置端軸承72之孔洞88的經大小設定以使得對置端軸承72套在對置端76上，但無法套在軸件64之中間區段80上。更特定而言，如圖18中所展示，軸件64包括界定於對置端76與中間區段80之間的肩部120。因此由肩部120防止對置端軸承72在驅動端74方向上的移動。
端蓋輪轂108較佳包括徑向向內延伸之端蓋輪轂凸緣122， 其懸垂對置端軸承72之一部分。此外，支撐總成16較佳包括定位於對置端軸承72與端蓋輪轂凸緣122之間的彈簧墊圈124。彈簧墊圈124及端蓋輪轂凸緣122起到防止對置端軸承72在對置端76方向上之顯著軸向移動的作用。儘管彈簧墊圈為較佳的，但根據本創作之一些態樣，可設置其他形式 之彈簧。
轉子輪轂36較佳包括至少實質上限定軸件64之界限且呈現 驅動端面128及對置端面130的間隔件126。輪轂軸承68較佳鄰近驅動端面128安裝於轉子輪轂36內，而單向軸承70較佳鄰近對置端面130安裝於轉子輪轂36內。軸承68及70用於以旋轉方式將轉子22支撐於軸件64上，其中單向軸承68亦提供轉子22與軸件64之間的選擇性驅動互連，如將描述的。
在一較佳具體實施方式中，軸承66、68、72中之每一者為 滾珠軸承，其包括軸承滾珠132、134及136之各別集合。然而，根據本創作之一些態樣，諸如滾針軸承、套筒軸承及/或自對準軸承之其他軸承類型為可准許的。
較佳地，如圖18中所展示，對置端軸承72之軸承滾珠136 分別大於驅動端軸承66之軸承滾珠132及輪轂軸承68之軸承滾珠134。更特定而言，在所說明之較佳具體實施方式中，軸承滾珠132、134及136經大小設定以使得軸承66、68及72具有至少實質上相等的外徑，但對置端軸承72之內徑小於軸承66及68之內徑。
較佳地，軸承66、68及72之外殼以及軸承滾珠132、134 及136基本上由鋼組成，但使用其他材料處於本創作之範圍內。
在一較佳具體實施方式中，單向軸承70起到單向離合器及 載荷組件兩者之作用，使得單向軸承70附近不必要包括單獨支撐軸承。最佳地，單向軸承70為斜撐離合器軸承，諸如Boca BearingTM CSK203PP。如圖18中所展示，單向軸承70在其較佳斜撐離合器具體實施方式中包括固持 於內部座圈142與外部座圈144之間的複數個斜撐138及軸承滾珠140。較佳地，內部座圈142及外部座圈144共用軸件64及轉子22之旋轉軸線。
圖20及圖21示意性地說明單向軸承70在其較佳斜撐離合 器組態中之徑向橫截面。複數個斜撐138展示為位於內部座圈142與外部座圈144之間。如一般熟習此項技術者將理解，斜撐138通常位於一籠(圖中未示)中，且可經彈簧裝載(圖中亦未示)，使得朝向適於特定應用之所要位置對斜撐加偏壓。
圖20說明鎖定組態，其中內部座圈142在逆時針方向(下 文中關於圖20及圖21稱為前向)上之旋轉導致力矩經由斜撐138自內部座圈142傳輸至外部座圈144，使得外部座圈144隨內部座圈142一起向前旋轉。相反，外部座圈144在順時針方向(在下文中關於圖20及圖21稱為後向)上之旋轉經由斜撐138將力矩自外部座圈144傳輸至內部座圈142，使得內部座圈142隨外部座圈144一起向後旋轉。
更特定而言，內部座圈142呈現內部座圈接觸表面146，且 外部座圈144呈現外部座圈接觸表面148。每一斜撐138呈現內部斜撐接觸表面150、外部斜撐接觸表面152及穿過其延伸之個別旋轉或傾斜軸線，其較佳平行於軸件64之旋轉軸線。歸因於接觸表面146、150與148、152之相互作用形狀，內部座圈142向前旋轉(或外部座圈144向後旋轉)促使斜撐138向後傾斜或旋轉(順時針)，因此增加其徑向高度且分別在斜撐接觸表面150、152與座圈接觸表面146、148之間產生徑向力，以經由摩擦將內部座圈142及外部座圈144有效地壓緊或鎖定至斜撐138(且因此彼此鎖定)。內部座圈142及外部座圈144因此大體上繞軸件64之軸線一致地旋轉。
此外，如亦自圖20顯而易見的，大體上用斜撐138之壓緊或鎖定動作來防止內部座圈142相對於外部座圈144之向前(逆時針)旋轉。自替代角度來看，大體上防止外部座圈144相對於內部座圈142之向後(順時針)旋轉。舉例而言，在合理容限內，外部座圈144無法比內部座圈142慢地向前旋轉，或者外部座圈144無法在內部座圈142向前旋轉時保持靜止或向後旋轉。又另外，外部座圈144無法在內部座圈142保持靜止時向後旋轉。類似地，在合理容限內，內部座圈142無法比外部座圈144慢地向後旋轉，或者內部座圈142無法在外部座圈144向後旋轉時保持靜止或向前旋轉。又另外，內部座圈142無法在外部座圈144保持靜止時向前旋轉。
相比之下，圖21說明解鎖組態，其中內部座圈142相對於外部座圈144之向後(順時針)旋轉大體上不導致力矩經由斜撐138自內部座圈142傳輸至外部座圈144。自替代角度來看，外部座圈144相對於內部座圈142之向前(逆時針)旋轉大體上不導致力矩經由斜撐138自外部座圈144傳輸至內部座圈142。亦即，大體上防止力矩傳輸，使得內部座圈142及外部座圈144分別無需繞軸件64之軸線一致地旋轉。
更特定而言，歸因於接觸表面146、150與148、152之相互作用形狀，內部座圈142相對於外部座圈144之向後旋轉(或等同地，外部座圈144相對於內部座圈142之旋轉)促使斜撐138向前(逆時針)傾斜或旋轉，因此減小其徑向高度且至少實質上分別消除斜撐接觸表面150、152與座圈接觸表面146、148之間的徑向力，以便使內部座圈142及外部座圈144以及斜撐138大體上相對於彼此釋放。內部座圈142及外部座圈144因此大體上繞軸件64之軸線相對於彼此自由旋轉。
因此，當外部座圈144在前向上比內部座圈142快地旋轉 時，大體上不在內部座圈142與外部座圈144之間傳輸力矩，當外部座圈144在前向上旋轉且內部座圈142靜止或向後旋轉時，大體上亦不傳輸力矩。類似地，當內部座圈142在後向上比外部座圈144快地旋轉時，大體上不在內部座圈142與外部座圈144之間傳輸力矩，當內部座圈142在後向上旋轉且外部座圈144靜止或向前旋轉(如先前所提)時，大體上亦不傳輸力矩。
在一較佳具體實施方式中，支撐總成16進一步包括軸鍵154 及轉子鍵156。軸鍵154較佳固定地互連軸件64與內部座圈142，使得軸件64與內部座圈142大體上同時旋轉。類似地，轉子鍵156較佳固定地互連外部座圈144與轉子22，使得外部座圈144與轉子22大體上同時旋轉。因此，如上文詳細描述的單向軸承70之操作不僅分別影響內部座圈142及外部座圈144之旋轉，而且影響軸件64及轉子22之旋轉。
更特定而言，如最佳展於圖16及圖18中，軸件凹入部158 形成於軸件64中。如最佳展示於圖16、圖18、圖20及圖21中，內部座圈凹口160形成於內部座圈142中。軸鍵154以合作方式固持於軸件凹入部158及內部座圈凹口160中。
此外，如最佳展示於圖13、圖14及圖18中，輪轂凹口162 形成於輪轂間隔件126中。如最佳展示於圖16至圖21及其他圖中，外部座圈凹口164形成於外部座圈144中。轉子鍵156以合作方式固持於輪轂凹口162及外部座圈凹口164中。
然而，作為對鍵154及156之替代或除該等鍵之外，可准許 設置替代互連構件。舉例而言，可使用黏著劑、焊接或壓入配合，或可提供閂鎖及/或栓釘。
鑒於單向軸承70之操作及內部座圈142及外部座圈144至 軸件64及轉子22中之各別者之互連兩者的上文所描述之詳細描述，對於一般熟習此項技術者將易於顯而易見，可關於單向軸承70之組態及其對軸件64及轉子22之影響進行若干一般陳述。舉例而言，在一較佳具體實施方式中，單向軸承70經組態以使得當軸件64在第一方向上旋轉且轉子22並不相對於該軸件在該第一方向上旋轉時(亦即，當轉子22在第一方向上不比軸件64快地旋轉時)，軸件64大體上將力矩傳輸至轉子22。在較佳健身單車具體實施方式中，例如，當軸件64由於使用者踏蹬而向前旋轉時，該軸將大體上驅動轉子22，該轉子亦以與軸件至少大體上相等的旋轉速度在前向上自旋。
單向軸承70亦較佳經組態，以使得當軸件64在與第一方向 相反之第二方向上旋轉時，大體上防止軸件64將力矩傳輸至轉子22。再次考慮較佳健身單車具體實施方式，當軸件64由於使用者向後踏蹬而向後旋轉時，該軸件大體上不會將力矩傳輸至轉子22。舉例而言，向前自旋之轉子22將大體上自由以繼續向前旋轉。
單向軸承70亦較佳經組態以使得當兩個組件在第一方向上 旋轉但轉子22大體上比軸件64快地旋轉時，大體上防止軸件64將力矩傳輸至轉子22(亦即，轉子22「空轉(freewheel)」)。繼續健身單車相似例，若在(例如)幾秒鐘內快速踏蹬，接著減慢踏蹬速率，使得軸件64及轉子22兩者均向前旋轉但轉子22比軸件64快地向前旋轉時，則轉子22之此空 轉可出現。一旦轉子22已歸因於摩擦及其他力而減慢至大體上與軸件64相同的速度，軸件64便將接著再次驅動轉子22。
又另外，單向軸承較佳經組態以使得大體上防止軸件64相 對於轉子22在第一方向上之旋轉。在健身單車相似例中，例如，大體上防止轉子22比向前移動之踏板慢地向前旋轉，假設踏板與軸件之直接互連(使得踏板之一次繞轉導致軸件之一次繞轉)。類似地，轉子22在踏板向前移動時大體上無法靜止或向後旋轉。類似地，若轉子22向後自旋，則踏板大體上無法向前自旋、保持靜止，或甚至比轉子22慢地向後自旋。
如一般熟習此項技術者將易於顯而易見的，亦可自轉子中心 角度呈現上述情境。舉例而言，單向軸承70經組態以使得當轉子22在第二方向上旋轉且軸件64並不相對於轉子22在第二方向上旋轉時，轉子22將力矩傳輸至軸件64。單向軸承70亦經組態以使得當轉子22在第一方向上旋轉時，防止轉子22將力矩傳輸至軸件64。又另外，單向軸承70經組態以使得當轉子22及軸件64兩者在第二方向上旋轉但軸件64比轉子22快地旋轉時，防止轉子22將力矩傳輸至軸件64。
在一較佳具體實施方式中，如上文所描述的支撐總成16之 組件經組態以使得支撐總成16可用手裝配。舉例而言，軸承孔洞82、84、86及88較佳經大小設定以用於相對於軸件64之相關位置而滑動配合。然而，可准許在替代具體實施方式中使用壓入配合或不利於手工裝配之其他配合。
此外，支撐總成16可較佳經盲組合。然而，可准許進行屬 於本創作之範疇內的修改，該等修改將導致盲組合變得不可能。
安裝結構
如下文更詳細論述且如最佳展示於圖1及圖2中，安裝結構18較佳包括基座166，該基座經組態以用於附接至器具10。安裝結構18亦較佳包括前述的一對至少實質上徑向延伸之板或支架110及112，該等板或支架固定至基座166。板110及112較佳在其間至少部分地界定機器收納空間168，其中機器14安裝於板110及112上，以便至少部分地定位於機器收納空間168中。更特定而言，板110及112較佳鄰近先前描述之軸向機器邊緣26及28中之各別者而至少部分地延伸，而基座166較佳至少實質上徑向地定位於最外圓周機器面24外部。亦即，機器14係相對於基座166而以懸臂方式進行支撐。
較佳地，機器14係相對於板110及112進行安裝，使得界定於板110與112之間的各別間隙或空間170及172與機器14之軸向邊緣26及28至少實質上類似。亦即，機器14較佳在板110與112之間實質上居中。
一般熟習此項技術者將理解，習知地在給定機器之轉子與定子之對置的大體圓周面之間使用墊片，以在製造、裝配及/或安裝期間將轉子及定子相對於彼此定位。舉例而言，對於外部轉子馬達，可將墊片設置於定子之外部面與轉子之鄰近內部面之間。然而，本創作機器14之製造、裝配及安裝係在不使用墊片的情況下達成，此至少部分地歸因於下文詳細描述之基座166設計所提供的優點。然而，根據本創作之一些態樣，可准許使用墊片。
較佳地，基座166經鑄造或模製。更特定而言，基座166較 佳包含經壓鑄之金屬。然而，根據本創作之一些態樣，可准許以替代方式形成基座。舉例而言，基座可由鑄造及模製之組合形成，及/或可整體或部分地藉由機械加工形成。此外，基座可替代地包含一種不同材料，諸如塑膠。
在最佳由圖3至圖10說明之較佳具體實施方式中，基座166 呈現一對軸向隔開的至少實質上平行之側面174及176，及在側面174與176之間延伸且互連該等側面的***拔模面178(split draft face)。***拔模面178將在下文中特別詳細地進行論述。
基座166較佳進一步呈現與***拔模面178對置且在側面 174與176之間延伸並互連該等側面的底面180。底面180較佳至少實質上垂直於側面174及176。
在一較佳具體實施方式中，基座166包括基座凸緣182，該 基座凸緣經組態以用於連接至器具10。基座凸緣182較佳包括一對基座凸緣區段184及186，其中之每一者在軸向上突出超過側面174及176之對應者，且其中之每一者包括用以收納供附接至器具10之基座扣件(圖中未示)的複數個基座扣件收納槽188。
***拔模面178較佳包括鄰近側面174之第一部分190及鄰近側面176之第二部分192。***拔模面178亦較佳包含前區域194及後區域196。如最佳展示於圖7及圖8中，第一部分190及第二部分192較佳分別相對於彼此成角度且沿著拔模線或分型線198毗鄰。更特定而言，第一部分190及第二部分192各自較佳成角度而朝向底面180遠離拔模線198。在一較佳具體實施方式中，此組態有利於自模具容易移除基座166。
拔模線或分型線198較佳與側面174及176至少實質上等 距，使得第一部分190及第二部分192具有至少實質上相同的寬度。此外，拔模線198較佳係直的。然而，根據本創作之一些態樣，可准許設置偏移、彎曲、階梯形及/或Z字形拔模線。
在一較佳具體實施方式中，***拔模面178之第一部分190 及第二部分192較佳以合作方式界定基座166之凹彎曲區域200。如最佳展示於圖1、圖2及圖19中，彎曲區域200及先前描述之最外圓周機器面24較佳至少實質上係同心的。在一較佳具體實施方式中，因此，無關於轉子22之旋轉位置，基座166與機器14之間維持實質上恆定之徑向間隙202。
如最佳展示於圖3及圖4中，在一較佳具體實施方式中，側 面174及176中之每一者較佳分別呈現至少實質上扁平之鄰接區域204或206。此外，如最佳展示於圖19中，每一支架或板110、112較佳呈現各別的至少實質上扁平之軸向內部面208或210。每一軸向內部面208或210之一部分較佳與鄰接區域204或206中之各別者鄰接，使得鄰接區域204及206與內部面208及210至少實質上平行。
拔模線198於***拔模面178上之佈建使得能夠經由鑄造或 模製且在無需機械加工的情況下形成至少實質上扁平之鄰接區域204及206，因此降低與基座166相關聯的製造成本。較佳地，整個基座166係在無機械加工的情況下形成，但根據本創作之一些態樣，可准許機械加工鄰接區域及/或基座之其他部分。
在一較佳具體實施方式中，基座166界定複數個連接位置 212，其包含複數個扣件收納孔214。板110及112較佳界定對應的複數個板 孔216。較佳使用穿過板孔216中之對應者延伸至基座166中之扣件收納孔214中之對應者中的離散板扣件218將板110及112緊固至基座166，使得板內部面208及210以上文所描述之方式與側面174及176之鄰接區域204及206鄰接。
更特定而言，如圖3、圖4及其他圖中所展示，扣件收納孔 214之第一集合214a較佳界定於第一側面174中，而扣件收納孔之第二集合214b界定於第二側面176中。類似地，板孔216之第一群組216a較佳形成於第一板110中，而板孔216之第二群組216b形成於第二板112中。
如圖9及圖10中所展示，扣件收納孔214較佳為盲孔。亦 即，該等扣件收納孔較佳未延伸穿過整個基座166。
較佳地，板孔216經大小設定以使得僅向板扣件218提供小 空隙。此小空隙有利於上文簡要描述的較佳無墊片馬達組態。然而，根據本創作之一些態樣，可准許使用較大空隙。
儘管上文所描述之緊固組態係較佳的，但將板緊固至基座之 替代構件屬於本創作之一些態樣的範疇內。舉例而言，板扣件可並非為離散的，而是呈自板延伸之栓釘的形式，或可使用閂鎖及/或黏著劑將組件彼此緊固在一起。亦可准許在基座中設置通孔。
馬達或發電機總成12較佳展現至少部分地歸因於由上文詳 細描述之較佳基座166所提供之優點的良好的組件平行及垂直關係。舉例而言，一般熟習此項技術者將瞭解，基座166係穩固且實質上實心的，此已被判定為顯著減少板110及112之翹曲及在相對於板110及112安裝機器14時引起的不規則性。
又另外，基座166較佳建立參考平面(例如，由基座166之 底面180界定)，其中可根據該參考平面定位機器之其他組件。舉例而言，軸件64較佳經定位以使得其中心線大體上平行於由底面180所界定之平面而延伸。
上文所描述的本創作之較佳形式僅用作說明，且不應以限制意義用於解譯本創作之範疇。如上文所闡述的，對例示性具體實施方式之明顯修改可在不背離本創作之精神的情況下易於由熟習此項技術者進行。
創作者特此聲明其意圖：在實質上不偏離以下申請專利範圍中所闡述的本創作之文字範疇但在該文字範疇外的情況下，依賴於均等原則而將本創作之相當合理的範疇判定且評估為關於任何裝置。
10‧‧‧器具
12‧‧‧馬達或發電機總成
14‧‧‧馬達或發電機總成
16‧‧‧支撐總成
18‧‧‧安裝結構
20‧‧‧定子
20a‧‧‧芯
20b‧‧‧佈線
22‧‧‧轉子
24‧‧‧最外圓周機器面
26‧‧‧軸向機器邊緣
30‧‧‧引線
32‧‧‧端蓋
36‧‧‧輪轂
40‧‧‧慣性環
110‧‧‧板/支架
112‧‧‧板/支架
166‧‧‧基座
168‧‧‧機器收納空間
170‧‧‧間隙或空間
174‧‧‧側面
176‧‧‧側面
178‧‧‧***拔模面
182‧‧‧基座凸緣
184‧‧‧基座凸緣區段
188‧‧‧基座扣件收納槽
190‧‧‧第一部分
192‧‧‧第二部分
194‧‧‧前區域
200‧‧‧凹彎曲區域
202‧‧‧徑向間隙
210‧‧‧軸向內部面
216‧‧‧板孔
216a‧‧‧板孔之第一群組
218‧‧‧板扣件

Claims (20)

  1. 一種供一器具使用之馬達或發電機總成，該馬達或發電機總成包含：一馬達或發電機，其包括：一轉子，其可繞一軸線旋轉，及一定子，該機器呈現一軸向延伸之徑向最外圓周面，該機器呈現一對軸向隔開之軸向邊緣，該等軸向邊緣中之每一者大體上自該圓周面徑向向內突出；及安裝結構，其將該機器支撐於該器具上，該安裝結構包括-一對至少實質上徑向延伸之板，該等板在其間至少部分地界定一機器收納空間，該機器係安裝於該等支架上，以便至少部分地定位於該機器收納空間中，該等板至少部分地鄰近該等軸向邊緣中之各別者而延伸，及一基座，其至少實質上徑向地定位於該機器之該圓周面外部，該基座經組態以用於連接至該器具，該基座呈現一對軸向隔開之側面，其中該等板中之每一者係抵靠著該等側面中之一各別者而緊固。
  2. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該基座為一經鑄造或模製之基座，其呈現在該等側面之間延伸且互連該等側面之一***拔模面，該***拔模面包括鄰近該等側面中之一第一者的一第一部分及鄰近該 等側面中之一第二者的一第二部分，該第一部分及該第二部分相對於彼此成角度，該第一部分沿著一拔模線鄰接該第二部分。
  3. 如申請專利範圍第2項之馬達或發電機總成，該基座進一步呈現與該***拔模面對置且在該等側面之間延伸並互連該等側面的一底面。
  4. 如申請專利範圍第2項之馬達或發電機總成，該拔模線與該等側面中之該第一者及該等側面中之該第二者係至少實質上等距的，該拔模線係直的。
  5. 如申請專利範圍第2項之馬達或發電機總成，該***拔模面包括一彎曲區域，該彎曲區域繞該旋轉軸線為凹進的。
  6. 如申請專利範圍第5項之馬達或發電機總成，該彎曲區域及該最外圓周面係至少實質上同心的。
  7. 如申請專利範圍第5項之馬達或發電機總成，該***拔模面進一步包括一前區域及一後區域，該彎曲區域在該前區域與該後區域之間延伸且互連該等區域。
  8. 如申請專利範圍第2項之馬達或發電機總成，該基座包含經壓鑄之金屬。
  9. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該等側面中之每一者呈現一至少實質上扁平之鄰接區域， 該等板中之每一者呈現一至少實質上扁平之軸向內部面，每一軸向內部面之一部分鄰接該等鄰接區域中之一各別者。
  10. 如申請專利範圍第9項之馬達或發電機總成，該等鄰接區域與該等內部面係至少實質上平行的。
  11. 如申請專利範圍第9項之馬達或發電機總成，該等鄰接區域係在無機械加工的情況下形成。
  12. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該機器之該等軸向邊緣中的每一者及該等板中之一鄰近者在其間界定一空間，其中該等空間係實質上類似的。
  13. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該馬達或發電機總成缺少墊片。
  14. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該轉子至少部分地限定該定子之界限，該轉子界定該圓周面。
  15. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該基座包括經組態以用於連接至該器具之一凸緣。
  16. 如申請專利範圍第15項之馬達或發電機總成，該凸緣包括一對凸緣區段，該等凸緣區段中之每一者軸向地突出超過該等側面中之一對應者。
  17. 如申請專利範圍第1項之馬達或發電機總成，該基座界定複數個連接位置，該等板係在該等連接位置處緊固至該基座。
  18. 如申請專利範圍第17項之馬達或發電機總成，該等連接位置包含複數個扣件收納孔，該安裝結構進一步包括複數個扣件，其延伸至該等扣件收納孔中之對應者中以緊固該等板。
  19. 如申請專利範圍第18項之馬達或發電機總成，該複數個扣件收納孔包括界定於該等側面中之一第一者中的扣件收納孔之一第一集合及界定於該等側面中之一第二者中的扣件收納孔之一第二集合。
  20. 如申請專利範圍第18項之馬達或發電機總成，該等板界定對應於該等扣件收納孔之複數個板孔，該等扣件延伸穿過該等板孔以緊固該等板。
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