CN112039236A - 轴向间隙型旋转电机的轴向转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其包括：一环形盘体结构以及多个磁性元件组。多个磁性元件组设置在环形盘体结构上，且多个磁性元件组环绕于环形盘体结构的一中心轴线且呈间隔排列设置。每一磁性元件组包括一第一磁性元件以及一邻近于第一磁性元件的第二磁性元件，第一磁性元件与第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的预定夹角。借此，本发明达到了增加磁阻转矩的效果。

Description

轴向间隙型旋转电机的轴向转子

技术领域

本发明涉及一种转子，尤其涉及一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子。

背景技术

首先，现有技术中虽然公开有多种不同的轴流间隙型旋转电机，以适用于高扭力及/或高功率场合。例如，公告号为TW I562509的专利所公开的“轴流间隙型旋转电机及其的制造方法、飞轮蓄电装置”中，多个转子磁体是呈彼此平行设置且贴附在转子芯上。

然而，公告号为TW I562509的专利的转子磁体的排列方式仍有改良空间，且多个转子磁体也会因为平行设置而在转子高速转动时造成飞脱。

因此，如何通过结构设计的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其包括：一环形盘体结构、多个第一磁性元件组以及多个第二磁性元件组。多个所述第一磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述第一磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的一中心轴线且呈间隔排列设置，其中，每一所述第一磁性元件组包括一第一磁性元件以及一邻近于所述第一磁性元件的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的第一预定夹角。多个所述第二磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述第二磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的所述中心轴线且呈间隔排列设置，多个所述第二磁性元件组中的其中一个所述第二磁性元件组设置在多个所述第一磁性元件组中的相邻的两个所述第一磁性元件组之间，其中，每一所述第二磁性元件组包括一第三磁性元件以及一邻近于所述第三磁性元件的第四磁性元件，所述第三磁性元件与所述第四磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的第二预定夹角。

更进一步地，所述第一磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第二磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相同，所述第三磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第四磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相同，且所述第一磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第三磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相异。

更进一步地，所述第一磁性元件、所述第二磁性元件、所述第三磁性元件及所述第四磁性元件呈锥形片体状。

更进一步地，相邻的所述第一磁性元件及所述第二磁性元件之间呈等间距设置，且所述第一磁性元件及所述第二磁性元件朝向所述中心轴线的方向呈渐缩状延伸；其中，相邻的所述第三磁性元件及所述第四磁性元件之间呈等间距设置，且所述第三磁性元件及所述第四磁性元件朝向所述中心轴线的方向呈渐缩状的延伸。

更进一步地，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间能形成一第一凹部，所述第一凹部朝面向一轴向间隙型旋转电机的一轴向定子的方向；其中，所述第三磁性元件与所述第四磁性元件之间能形成一第二凹部，所述第二凹部朝面向一轴向间隙型旋转电机的所述轴向定子的方向。

更进一步地，所述环形盘体结构包括一第一环形盘体以及一相对于所述第一环形盘体的第二环形盘体，多个第一磁性元件组及多个第二磁性元件组设置在所述第一环形盘体与所述第二环形盘体之间。

更进一步地，所述第一磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第一孔隙，所述第二磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第二孔隙。

更进一步地，所述第一磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第三孔隙，所述第二磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第四孔隙。

更进一步地，所述第三磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第五孔隙，所述第四磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第六孔隙。

更进一步地，所述第三磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第七孔隙，所述第二磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第八孔隙。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其包括：一环形盘体结构以及多个磁性元件组。多个所述磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的一中心轴线且呈间隔排列设置，其中，每一所述磁性元件组包括一第一磁性元件以及一邻近于所述第一磁性元件的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的预定夹角。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其能通过“所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的预定夹角”的技术方案，以增加磁阻转矩。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的其中一立体示意图。

图2为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的另外一立体示意图。

图3为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的其中一侧视示意图。

图4为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的另外一侧视示意图。

图5为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的其中一立体分解示意图。

图6为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的另外一立体分解示意图。

图7为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的再一立体分解示意图。

图8为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的其中一侧视示意图。

图9为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的另外一侧视示意图。

图10为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的再一立体示意图。

图11为本发明实施例轴向间隙型旋转电机的轴向定子设置有线圈的立体示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“轴向间隙型旋转电机的轴向转子”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

实施例

首先，请参阅图1及图2所示，图1及图2分别为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的立体示意图。本发明提供一种轴向间隙型旋转电机M的轴向转子U，即，一种可应用在轴向电动机上的转子结构。轴向间隙型旋转电机M可包括一中心轴(图中未示出)、至少一轴向定子4以及至少一轴向转子U。轴向转子U可对应于轴向定子4设置，以使得轴向转子U能相对于轴向定子4转动。

承上述，进一步来说，轴向转子U可包括：一环形盘体结构1以及多个磁性元件组。多个磁性元件组可设置在环形盘体结构1上，且多个磁性元件组环绕于环形盘体结构1的一中心轴线C且呈间隔排列设置。须说明的是，具体实施例将以多个磁性元件组中包括多个第一磁性元件组2以及多个第二磁性元件组3作为举例说明，也就是说，轴向转子U可包括：一环形盘体结构1、多个第一磁性元件组2以及多个第二磁性元件组3。

承上述，请再参阅图1及图2所示，并请一并参阅图3至图7所示，图3及图4分别为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的侧视示意图，图5至图7分别为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的立体分解示意图。详细来说，多个第一磁性元件组2可设置在环形盘体结构1上，且多个第一磁性元件组2可环绕于环形盘体结构1的一中心轴线C且呈间隔排列设置。此外，多个第二磁性元件组3可设置在环形盘体结构1上，且多个第二磁性元件组3可环绕于环形盘体结构1的中心轴线C且呈间隔排列设置。进一步来说，多个第二磁性元件组3中的其中一个第二磁性元件组3可设置在多个第一磁性元件组2中的相邻的两个第一磁性元件组2之间。换句话说，多个第一磁性元件组2与多个第二磁性元件组3可彼此交错地间隔设置。另外，须说明的是，以本发明而言，第一磁性元件组2的结构可以与第二磁性元件组3的结构相同，然本发明不以此为限。

承上述，请再参阅图1至图7所示，每一第一磁性元件组2可包括一第一磁性元件21以及一邻近于第一磁性元件21的第二磁性元件22。每一第二磁性元件组3可包括一第三磁性元件31以及一邻近于第三磁性元件31的第四磁性元件32。进一步来说，相邻的第一磁性元件21及第二磁性元件22之间可呈等间距设置，且第一磁性元件21及第二磁性元件22朝向中心轴线C的方向可呈渐缩状延伸，借此，第一磁性元件21及第二磁性元件22可呈锥形片体状。此外，相邻的第三磁性元件31及第四磁性元件32之间可呈等间距设置，且第三磁性元件31及第四磁性元件32可朝向中心轴线C的方向呈渐缩状的延伸，借此，第三磁性元件31及第四磁性元件32可呈锥形片体状。然而，须说明的是，在其他实施方式中，第一磁性元件21、第二磁性元件22、第三磁性元件31及第四磁性元件32也可呈矩形片体状，本发明不以此为限。

承上述，请再参阅图1至图7所示，举例来说，环形盘体结构1可包括一第一环形盘体11以及一相对于第一环形盘体11的第二环形盘体12，多个第一磁性元件组2及多个第二磁性元件组3可设置在第一环形盘体11与第二环形盘体12之间，且第二环形盘体12较第一环形盘体11更邻近于轴向定子4。此外，在其中一实施方式中，也可以不设置第二环形盘体12，而是将多个第一磁性元件组2及多个第二磁性元件组3设置在第一环形盘体11上，且多个第一磁性元件组2及多个第二磁性元件组3朝面向轴向定子4的方向设置。

承上述，请再参阅图1至图7所示，进一步来说，第一磁性元件21可包括一第一表面211以及一相对于第一表面211且平行于第一表面211的第二表面212，第二磁性元件22可包括一第三表面221以及一相对于第三表面221且平行于第三表面221的第四表面222，第三磁性元件31可包括一第五表面311以及一相对于第五表面311且平行于第五表面311的第六表面312，第四磁性元件32可包括一第七表面321以及一相对于第七表面321且平行于第七表面321的第八表面322。第一磁性元件21的第一表面211可抵靠在第一环形盘体11上，第一磁性元件21的第二表面212可抵靠在第二环形盘体12上。第二磁性元件22的第三表面221可抵靠在第一环形盘体11上，第二磁性元件22的第四表面222可抵靠在第二环形盘体12上。第三磁性元件31的第五表面311可抵靠在第一环形盘体11上，第三磁性元件31的第六表面312可抵靠在第二环形盘体12上。第四磁性元件32的第七表面321可抵靠在第一环形盘体11上，第四磁性元件32的第八表面322可抵靠在第二环形盘体12上。

承上述，请再参阅图1至图7所示，第一磁性元件21的其中一侧端与第二环形盘体12之间可具有一第一孔隙A1，第二磁性元件22的其中一侧端与第二环形盘体12之间可具有一第二孔隙A2，第一磁性元件21的另外一侧端与第一环形盘体11之间可具有一第三孔隙A3，第二磁性元件22的另外一侧端与第一环形盘体11之间可具有一第四孔隙A4。借此，通过第一孔隙A1、第二孔隙A2、第三孔隙A3及第四孔隙A4的设置，可以改善磁路走向。进一步来说，第三磁性元件31的其中一侧端与第二环形盘体12之间可具有一第五孔隙A5，第四磁性元件32的其中一侧端与第二环形盘体12之间可具有一第六孔隙A6。第三磁性元件31的另外一侧端与第一环形盘体11之间可具有一第七孔隙A7，第二磁性元件22的另外一侧端与第一环形盘体11之间可具有一第八孔隙A8。借此，通过第五孔隙A5、第六孔隙A6、第七孔隙A7及第八孔隙A8的设置，可以改善磁路走向。

接着，请参阅图8及图9所示，图8及图9分别为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的轴向转子的侧视示意图。以本发明而言，第一磁性元件21与第二磁性元件22之间可具有一介于5度至175度之间的第一预定夹角θ1(或可称预定夹角θ1)，即，第一磁性元件21的第二表面212与第二磁性元件22的第四表面222之间可具有一第一预定夹角θ1。优选地，第一预定夹角θ1可介于90度至160度之间。此外，第三磁性元件31与第四磁性元件32之间可具有一介于5度至175度之间的第二预定夹角θ2，即，第三磁性元件31的第六表面312与第四磁性元件32的第八表面322之间可具有一第二预定夹角θ2。优选地，第二预定夹角θ2可介于90度至160度之间。

承上述，请再参阅图8及图9所示，进一步来说，第一磁性元件21与第一环形盘体11的一表面110之间可具有一介于2.5度至87.5度之间的第一预定倾角α1，优选地，第一预定倾角α1可介于10度至45度之间。此外，第二磁性元件22与第一环形盘体11的一表面110之间可具有一介于2.5度至87.5度之间的第二预定倾角α2，优选地，第二预定倾角α2可介于10度至45度之间。此外，第三磁性元件31与第一环形盘体11的一表面110之间可具有一介于2.5度至87.5度之间的第三预定倾角α3，优选地，第三预定倾角α3可介于10度至45度之间。此外，第四磁性元件32与第一环形盘体11的一表面110之间可具有一介于2.5度至87.5度之间的第四预定倾角α4，优选地，第四预定倾角α4可介于10度至45度之间。借此，第一磁性元件21与第二磁性元件22之间的排列方式可形成一V字形的形状，且第三磁性元件31与第四磁性元件32之间的排列方式可形成一V字形的形状。

承上述，请再参阅图8及图9所示，第一磁性元件21相对于环形盘体结构1的磁极与第二磁性元件22相对于环形盘体结构1的磁极可彼此相同，第三磁性元件31相对于环形盘体结构1的磁极与第四磁性元件32相对于环形盘体结构1的磁极可彼此相同，且第一磁性元件21相对于环形盘体结构1的磁极与第三磁性元件31相对于环形盘体结构1的磁极可彼此相异。此外，举例来说，邻近于第一磁性元件21的第一表面211的磁极可为S极，且邻近于第一磁性元件21的第二表面212的磁极可为N极；邻近于第二磁性元件22的第三表面221的磁极可为S极，且邻近于第二磁性元件22的第四表面222的磁极可为N极。此外，邻近于第三磁性元件31的第五表面311的磁极可为N极，且邻近于第三磁性元件31的第六表面312的磁极可为S极；邻近于第四磁性元件32的第五表面311的磁极可为N极，且邻近于第四磁性元件32的第六表面312的磁极可为S极，换句话说，第一磁性元件组2与第二磁性元件组3的磁极可彼此相异。然而，须说明的是，在其他实施方式中，S极及N极的位置也可以相互对调。

承上述，请再参阅图8及图9所示，第一磁性元件21与第二磁性元件22之间能形成一第一凹部G1，且第一凹部G1可朝面向一轴向间隙型旋转电机M的一轴向定子4的方向。此外，第三磁性元件31与第四磁性元件32之间能形成一第二凹部G2，且第二凹部G2可朝面向一轴向间隙型旋转电机M的轴向定子4的方向。换句话说，第一凹部G1可形成在第一磁性元件21的第二表面212与第二磁性元件22的第四表面222之间，且第二凹部G2可形成在第三磁性元件31的第六表面312与第四磁性元件32的第八表面322之间。

接着，请参阅图10所示，图10为本发明实施例的轴向间隙型旋转电机的再一立体示意图。由图10与图1的比较可知，图10的实施方式与图1的实施方式最大的差别在于，在图10的实施方式中，轴向间隙型旋转电机M是提供两个轴向定子4及两个轴向转子U，且两个轴向定子4可位于两个轴向转子U之间。此外，如图11所示，图11为本发明实施例轴向间隙型旋转电机的轴向定子设置有线圈的立体示意图。轴向间隙型旋转电机M还可包括一线圈5，线圈5可缠绕在轴向定子4上。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的轴向间隙型旋转电机M的轴向转子U，其能通过“第一磁性元件21与第二磁性元件22之间具有一介于5度至175度之间的预定夹角α1”的技术方案，以增加磁阻转矩，且提升轴向间隙型旋转电机M的效率与性能。此外，也可以通过上述技术方案而解决现有技术中表面贴附磁铁的形式的转子，因转子旋转的离心力与震动，所造成的磁铁飞脱现象的问题。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (11)

1.一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述轴向间隙型旋转电机的轴向转子包括：

一环形盘体结构；

多个第一磁性元件组，多个所述第一磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述第一磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的一中心轴线且呈间隔排列设置，其中，每一所述第一磁性元件组包括一第一磁性元件以及一邻近于所述第一磁性元件的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的第一预定夹角；以及

多个第二磁性元件组，多个所述第二磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述第二磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的所述中心轴线且呈间隔排列设置，多个所述第二磁性元件组中的其中一个所述第二磁性元件组设置在多个所述第一磁性元件组中的相邻的两个所述第一磁性元件组之间，其中，每一所述第二磁性元件组包括一第三磁性元件以及一邻近于所述第三磁性元件的第四磁性元件，所述第三磁性元件与所述第四磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的第二预定夹角。

2.根据权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第一磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第二磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相同，所述第三磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第四磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相同，且所述第一磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极与所述第三磁性元件相对于所述环形盘体结构的磁极彼此相异。

3.根据权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第一磁性元件、所述第二磁性元件、所述第三磁性元件及所述第四磁性元件呈锥形片体状。

4.根据权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，相邻的所述第一磁性元件及所述第二磁性元件之间呈等间距设置，且所述第一磁性元件及所述第二磁性元件朝向所述中心轴线的方向呈渐缩状延伸；其中，相邻的所述第三磁性元件及所述第四磁性元件之间呈等间距设置，且所述第三磁性元件及所述第四磁性元件朝向所述中心轴线的方向呈渐缩状的延伸。

5.根据权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间能形成一第一凹部，所述第一凹部朝面向一轴向间隙型旋转电机的一轴向定子的方向；其中，所述第三磁性元件与所述第四磁性元件之间能形成一第二凹部，所述第二凹部朝面向一轴向间隙型旋转电机的所述轴向定子的方向。

6.根据权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述环形盘体结构包括一第一环形盘体以及一相对于所述第一环形盘体的第二环形盘体，多个第一磁性元件组及多个第二磁性元件组设置在所述第一环形盘体与所述第二环形盘体之间。

7.根据权利要求6所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第一磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第一孔隙，所述第二磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第二孔隙。

8.根据权利要求6所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第一磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第三孔隙，所述第二磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第四孔隙。

9.根据权利要求6所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第三磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第五孔隙，所述第四磁性元件的其中一侧端与所述第二环形盘体之间具有一第六孔隙。

10.根据权利要求6所述的轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述第三磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第七孔隙，所述第二磁性元件的另外一侧端与所述第一环形盘体之间具有一第八孔隙。

11.一种轴向间隙型旋转电机的轴向转子，其特征在于，所述轴向间隙型旋转电机的轴向转子包括：

一环形盘体结构；以及

多个磁性元件组，多个所述磁性元件组设置在所述环形盘体结构上，且多个所述磁性元件组环绕于所述环形盘体结构的一中心轴线且呈间隔排列设置，其中，每一所述磁性元件组包括一第一磁性元件以及一邻近于所述第一磁性元件的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一介于5度至175度之间的预定夹角。

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