專利名稱：具有同軸心布置的轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)和具有該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)和具有該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。更為特別地，本發(fā)明涉及包括多級(jí)布置以與旋轉(zhuǎn)中心軸同心的》茲體和線圏的無芯電機(jī)以及具有該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
附圖12為傳統(tǒng)電機(jī)的原理示意圖。傳統(tǒng)電機(jī)包括中心軸1，定子5和轉(zhuǎn)子3，該轉(zhuǎn)子3由磁軛4以及固定到磁輒4上的7Jc磁體2組成，并且通過軸承6可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到中心軸1。永磁體2以它們的極性彼此相反的方式連接到磁軛4。
該定子5通過在電樞芯周圍纏繞線圏形成，并JLf皮固定到中心軸1上。如此，如果有電流施加到該線圈上時(shí)，在線圈周圍就會(huì)形成磁場。在線圏周圍產(chǎn)生的磁通量與由永磁體2產(chǎn)生的磁通量相重疊并相互抵消，因此由于磁通量中的密度不同就會(huì)產(chǎn)生磁動(dòng)勢。該磁動(dòng)勢使得轉(zhuǎn)子3繞中心軸1轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于空氣污染造成的環(huán)境影響以及石油資源的枯竭，使用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置越來越受重視，因此，將發(fā)動(dòng)機(jī)用作主要驅(qū)動(dòng)源和將電機(jī)用作輔助驅(qū)動(dòng)源的混合動(dòng)力汽車或類似的汽車取得了很大的發(fā)展，并且已經(jīng)投入市場。此外，將電機(jī)用作主要驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)汽車也正在發(fā)展中。因此，要求電機(jī)能夠產(chǎn)生更大的輸出。
然而，傳統(tǒng)電機(jī)由每一個(gè)都形成在單級(jí)中的永磁體和線圈組成。因此，由于傳統(tǒng)電機(jī)具有很小的磁動(dòng)勢，就會(huì)存在產(chǎn)生較小轉(zhuǎn)矩的問題。進(jìn)一步，需要把電機(jī)做的很大以便產(chǎn)生足夠的輸出。然而，在這種情況下，電機(jī)幾乎不能作為汽車的驅(qū)動(dòng)源使用。
更進(jìn)一步，在傳統(tǒng)的電機(jī)中，線圏纏繞在電樞芯周圍，因此，由于使用電樞芯帶來了傳統(tǒng)電機(jī)重量大的另一個(gè)問題。
此外，由于使用電樞芯，電機(jī)不能產(chǎn)生均勻的輸出轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)子圍繞定子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子顫動(dòng)的齒槽現(xiàn)象。因此，齒槽現(xiàn)象造成了來自傳統(tǒng)電機(jī)的
輸出的損耗，并且從而，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決前面所提到的問題。即本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有多級(jí)布置的轉(zhuǎn)子和定子的電機(jī)，即使電機(jī)小時(shí)也可以提供強(qiáng)大的輸出。進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用上述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，通過采用該電機(jī)作為小汽車、摩托車以及其它汽車的驅(qū)動(dòng)源。
另夕卜，本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種重量輕的、不產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩的無芯電才幾以及^f吏用該電才幾的驅(qū)動(dòng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)包含轉(zhuǎn)子和定子。該轉(zhuǎn)子包括在徑向以多級(jí)布置的多個(gè)圓柱形磁軛，以及以固定到每個(gè)級(jí)中的》茲輒的磁體的極性在磁輒的圓周方向變化的方式而固定到各自級(jí)中的磁輒的多個(gè)磁體。進(jìn)一步，定子包括多級(jí)布置以面對磁軛的多個(gè)圓柱形電樞線圈組件，并且每個(gè)電樞線圏組件包括多個(gè)電樞線圈。該電樞線圏可使用環(huán)氧樹脂剛性地固定以維持它們的剛性。因此，由于包括多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子，電機(jī)能以高效的方式產(chǎn)生功率。進(jìn)一步，由于電機(jī)沒有軸芯，因此不產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩從而抑制輸出轉(zhuǎn)矩的降低，并且輸出轉(zhuǎn)矩保持恒量以抑制噪音和振動(dòng)。
該電機(jī)被特意構(gòu)造以便使磁體固定到面向徑向的磁軛的環(huán)形表面上。即，由于磁體被固定到貼面磁輒的環(huán)形表面上，并且電樞線圈對應(yīng)于磁體安裝，因此包括多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子的小型電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)了 。
該電機(jī)進(jìn)一步包括-位于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的固定軸。在這種情況下，該轉(zhuǎn)子可以進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)磁軛轉(zhuǎn)動(dòng)連接到該固定軸上的磁軛連接裝置，并
且定子可以進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)電樞線圏組件固定連接到該固定軸上的線圈連接裝置。因此，如果該轉(zhuǎn)子連接到車胎或類似的輪上時(shí)，該電機(jī)能被用作汽車(例如小汽車，小型摩托車和電動(dòng)自行車)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或其它工業(yè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置。在這種情況下，由于軸是固定的并且殼體是轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此，優(yōu)選地將電機(jī)連接到兩輪車?yán)缒ν熊嚨能囕喩?。每一個(gè)電樞線圈組件可拆卸地連接到線圈連接裝置。優(yōu)選地，位于電樞線圏組件內(nèi)圓周面內(nèi)的磁輒可拆卸地連接到磁輒連接裝置。進(jìn)一步優(yōu)選地，該線圈連接裝置是固定圓盤，其一表面可拆卸地連接到每一個(gè)電樞線圈組件的 一個(gè)側(cè)面上，并且該固定圓盤固定連接到固定軸上。更進(jìn)一步優(yōu)選地，該磁輒連接裝置是轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，其一表面連接到每一個(gè)磁輒的一個(gè)側(cè)面上，并且該轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接到該固定軸上。由于電樞線圈組件和磁軛是分別可拆卸地連接到固定圓盤和轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的一個(gè)表面上，因此該電機(jī)可以4艮容易組裝或拆卸。
此外，該電機(jī)可進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)軸而不是固定軸。在這種情況下，該轉(zhuǎn)子可以進(jìn)一步包括磁扼連接裝置用以將每一個(gè)磁扼固定地連接到該旋轉(zhuǎn)軸上，并且定子可以進(jìn)一步包括線圈連接裝置用以將每一個(gè)電樞線圈組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn)軸上。這里，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)軸。因此，在該情況下，該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸可以被用作汽車的輪軸，該電機(jī)可以被用作汽車的驅(qū)動(dòng)裝置。
每一個(gè)電樞線圏組件能夠可拆卸地連接到線圈連接裝置。優(yōu)選地，該線圈連接裝置是固定圓盤，其一個(gè)表面能夠可拆卸地連接到每一個(gè)電樞線圈組件的一個(gè)側(cè)面上，并且該固定圓盤可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn)軸上。進(jìn)一步優(yōu)選地，該磁軛連接裝置是轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，其一個(gè)表面連接到每個(gè)磁軛的一個(gè)側(cè)面上，并且轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤固定地連接到旋轉(zhuǎn)軸上。此外，該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括固定到旋轉(zhuǎn)軸上的磁輒。位于彼此相鄰的電樞線圈組件之間的磁輒能夠可拆卸地連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的一個(gè)表面上。
本發(fā)明的電機(jī)包括在徑向上的多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子。該電機(jī)可進(jìn)一步包括在軸向方向上的多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子。
為此，該轉(zhuǎn)子還進(jìn)一步包括在附設(shè)在軸向方向上的至少一個(gè)級(jí)或多個(gè)級(jí)中的磁扼和磁體，并且該定子可以進(jìn)一步包括面向附設(shè)》茲扼安置的多個(gè)電樞線圏組件。
優(yōu)選地，磁體固定到面向徑向的磁輒的環(huán)形表面上。因此，由于轉(zhuǎn)子和定子可以被安裝在軸向方向也可以在徑向上，因此就能實(shí)現(xiàn)高輸出電機(jī)。
該電機(jī)可以進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心的固定軸。在這種情況下，該轉(zhuǎn)子可以進(jìn)一步包括用于將每個(gè)磁軛可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到固定軸的磁輒連接裝置，并且該定子進(jìn)一步包括用于將每個(gè)電樞線圈組件固定地連接到固定軸的線圈連
7接裝置電樞線圏組件。
每一個(gè)電樞線圏組件能夠可拆卸地連接到線圏連接裝置。每一個(gè)》茲軛能夠 可拆卸地連接到磁軛連接裝置。優(yōu)選地，該線圈連接裝置是多個(gè)安裝在軸向方 向上多級(jí)中的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的 一個(gè)表面可拆卸地連"l妄到安裝 在徑向上的多級(jí)中的每一個(gè)電樞線圈連接裝置的一個(gè)側(cè)面。進(jìn)一步優(yōu)選地，該 磁軛連接裝置是多個(gè)安裝在軸向方向多級(jí)中的固定圓盤，并且每一個(gè)固定圓盤 的一個(gè)表面被連接到安裝在徑向多級(jí)中的每一磁軛的一個(gè)側(cè)面上。
該電機(jī)可進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心的旋轉(zhuǎn)軸。在這種情況下，該轉(zhuǎn)子 可進(jìn)一步包括用于將每個(gè)磁輒固定地連接到旋轉(zhuǎn)軸的磁軛連接裝置，并且該定 子進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)電樞線圈組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn)軸上的線圈連 接裝置。優(yōu)選地，每一個(gè)電樞線圈組件可拆卸地連接到線圏連接裝置。優(yōu)選地， 該磁輒連接裝置將每一個(gè)磁扼可拆卸地連接到旋轉(zhuǎn)軸上。優(yōu)選地，該線圏連接 裝置是安裝在軸向多級(jí)中的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且，每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的一個(gè)表面 可拆卸地連接到安裝在徑向多級(jí)中每一個(gè)電樞線圈組件的 一個(gè)側(cè)面上。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)方面，還提供了 一種包括任何一種前述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝 置， 一種固定到電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的制動(dòng)盤，以及一種安裝到制動(dòng)盤的一個(gè)側(cè)面上 用于限定該制動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)的卡H
進(jìn)一步，該卡鉗優(yōu)選地被固定到所述固定軸的一端。


圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖
面圖2為圖1中所示電機(jī)的側(cè)剖面圖3為示出了圖1中所示電機(jī)的電樞線圏組件和石茲體的布置的透^L圖； 圖4為示出了才艮據(jù)本發(fā)明另 一實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的剖面圖； 圖5為圖4中所示電機(jī)的側(cè)剖面圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的包含多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖面圖； 圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步實(shí)施例的包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的電^^的剖面
圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步實(shí)施例的包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖面圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步實(shí)施例的包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖面
圖IO為示出了使用圖4所示電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的前剖面圖； 圖11為圖IO所示驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)剖面圖； 圖12為示出了傳統(tǒng)電機(jī)的原理的示意圖。 <附圖中有關(guān)附圖標(biāo)記的筒單說明〉
10:旋轉(zhuǎn)軸20:轉(zhuǎn)子
21:第一磁扼23:第二磁扼
25:第三磁輒27:第四磁扼
29:第一磁體31:第二磁體
33:第三磁體35:第四磁體
37:第五磁體39:第六磁體
41:轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤43:螺栓
50:定子51:第三電樞線圏組件
53:第二電樞線圈組件55:第一電樞線圏組件
57:固定圓盤59:線圈配件
61:螺栓63:軸承
170:電機(jī)171::車輪
173:輪胎175:卡鉗
177:制動(dòng)盤
具體實(shí)施例方式
在下文中，才艮據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置 將參照說明書附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明。
首先說明根據(jù)本發(fā)明的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電才幾。
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖 面圖，圖2為圖1中所示電機(jī)的側(cè)剖面圖，并且圖3為示出了圖1中所示電機(jī) 的電樞線圈組件和磁體的布置的透視圖。
圖1中的電機(jī)70包括旋轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子20和定子50。該轉(zhuǎn)子20包括磁扼21、 23、 25和27， 一磁體29、 31、 33、 35、 37和39, 以及轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤41。該轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤41固定到所述旋轉(zhuǎn)軸10上。所述磁軛21、 23、 25和27為圓柱形并且在徑向上布置為四級(jí)。也就是說，具有最大直徑的第一 磁軛21布置在最外圍的位置上，并且第二，第三和第四》茲軛23、 25和27按 照它們的尺寸順序布置在內(nèi)層的位置上。盡管本實(shí)施例中磁輒在徑向上分四級(jí) 布置，但是也可以根據(jù)需要布置成不同的級(jí)。第二和第三磁軛23和25的一端 通過螺栓43連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤41的一側(cè)。這樣，第二和第三磁軛23和25能可 拆卸地連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤上，因此它們能夠很容易地組裝或拆卸。另外，第一磁 軛21整體地連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤41上用于限定該電機(jī)殼體，并且第四》茲輒27被 固定到旋轉(zhuǎn)軸10上。磁體29、 31、 33、 35、 37和39由第一磁體29、第二磁 體31、第三磁體33、第四磁體35、第五磁體37和第六磁體39組成。與^茲輒 相似，磁體也被布置成不同的級(jí)。磁體被固定到磁軛的表面圓周。也就是說， 第一和第二磁體29、 31分別固定到第一和第二》茲輒21， 23的表面圓周。更特 別地，多個(gè)第一》茲體29沿著圓周方向固定到該第一磁軛21的內(nèi)圓周面上，并 且多個(gè)第二磁體31固定到該第二磁軛23的外圓周面上。因此，第一和第二磁 體29和31彼此面對面布置。相似地，該第三磁體33被固定到第二磁輒23 的內(nèi)圓周面上，并且第四磁體35被固定到第三磁軛25的外圓周面上以便面向 第三磁體33。進(jìn)一步，第五磁體37被固定到第三磁輒25的內(nèi)圓周面上，并 且第六磁體39被固定到第四磁軛27上以面對第五磁體37。更進(jìn)一步，磁體 29、 31、 33、 35、 37或39被以它們的磁極沿磁軛21、 23、 25或27的圓周的 圓周方向變換的方式固定。此外，每個(gè)》茲體29、 31、 33、 35、 37或39以面對 具有相反磁極的》茲體的方式布置。
該定子50包括固定圓盤57和電樞線圈組件51、 53和55。該固定圓盤57 通過軸承63連接到旋轉(zhuǎn)軸10上。因此，旋轉(zhuǎn)軸10能相對于固定圓盤57自由 轉(zhuǎn)動(dòng)。該電樞線圈組件51、 53和55由第一電樞線圈組件55、第二電樞線圏 組件53和第三電樞線圈組件55組成。每一個(gè)電樞線圏組件51、 53和55呈圓 柱形，并且通過連接三個(gè)沿著該圓柱形長度的徑向纏繞的電樞線圈R、 S和T 組成。另外，每一個(gè)電樞線圏組件51、 53和55被以使電樞線圈R、 S和T被 纏繞并然后使用例如環(huán)氧的樹脂相互剛性固定的方式布置，以保持它們持續(xù)的
10剛性。該第一電樞線圈組件55被布置在第一和第二磁體29和31之間以與第 一和第二磁體29和31互相面對，并且其中一側(cè)被固定到固定圓盤57的一個(gè) 表面上。參照附圖3，構(gòu)成第一電樞線圈組件55的電樞線圏被以下述方式纏 繞，即它們沿著平行于第一磁體29的長度方向延伸，并且然后沿徑向彎折， 最后沿第二磁體31延伸。該第二電樞線圈組件53被固定到固定圓盤57的表 面，以使它們能被布置在第三和第四磁體33和35之間，并且第三電樞線圈組 件51被固定到固定圓盤57的表面，以使它們能夠被布置在第五和第六磁體 37和39之間。此外，電樞線圈組件51、 53和55分別被固定到線圈配件59， 并然后通過螺栓61連接到固定圓盤57。類似于第二和第三磁輒23和25，因 此，電樞線圈組件51、 53和55可拆卸地連接到固定圓盤57。電樞線圈可以 為并聯(lián)或串聯(lián)連接，并且均可以使用A-連接和Y-連接。
如果電流^皮施加到電樞線圏組件51、 53和55,就會(huì)產(chǎn)生^f茲場，并且由電 樞線圈組件51、 53和55產(chǎn)生的磁場與由磁體29、 31、 33、 35、 37和39產(chǎn)生 的磁場相互作用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力。由此，該轉(zhuǎn)子20和旋轉(zhuǎn)軸10能夠整體地轉(zhuǎn)動(dòng)。 因此，如果該轉(zhuǎn)子20或旋轉(zhuǎn)軸IO被連接到汽車或類似汽車的車輪上，電機(jī)能 夠被用作一種驅(qū)動(dòng)源。
同時(shí)，電機(jī)70也可以被用作發(fā)電機(jī)。即，如果轉(zhuǎn)子20進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，通 過固定到轉(zhuǎn)子20的磁體29、 31、 33、 35、 37和39能夠在電樞線圏組件51、 53和55中產(chǎn)生感應(yīng)電 流o
圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例的帶有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的剖面圖， 并且圖5為圖4中所示電機(jī)的側(cè)剖面圖。附圖1中所示電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸，而圖 4中所示電機(jī)包括固定軸。
圖4所示電機(jī)包括固定軸110,轉(zhuǎn)子120和定子130。
該轉(zhuǎn)子120包括轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤141，磁軛121、 123、 125和127，以及磁體129、 131、 133、 135、 137和139。該轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤141通過軸承163連接到固定軸110。 該,茲軛121、 123、 125和127為圓柱形，并且被布置在徑向，并且由四級(jí)組成， 該四級(jí)包括按照直徑大小的順序布置的第一磁輒121、第二磁輒123、第三磁 軛125和第四磁軛127。當(dāng)然，如果需要，磁軛也可以被布置為不同的級(jí)。該 第一磁輒121被固定到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤141上，同時(shí)，第二、第三和第四磁輒123、125和127通過螺栓143可拆卸地連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤141。磁體129、 131、 133、 135、 137和139由第一磁體129、第二磁體131、第三磁體133、第四磁體135、 第五磁體137和第六磁體139組成。與附圖1中所示的實(shí)施例相似，磁體129、 131、 133、 135、 137和139被固定到》茲輒121、 123、 125和127上。
定子150包括固定圓盤157,以及電樞線圈組件151、 153和155。該固定 圓盤157被固定到固定軸110上。電樞線圈組件151、 153和155與附圖1中 所示的實(shí)施例的那些電樞線圏組件具有相同的結(jié)構(gòu)。即電樞線圈組件151、 153 和155由第一電樞線圈組件155、第二電樞線圈組件153和第三電樞線圈組件 151組成。該第一電樞線圈組件155布置在第一和第二磁體129和131之間， 該第二電樞線圈組件153布置在第三和第四磁體133和135之間，并且第三電 樞線圏組件151布置在第五和第六磁體137和139之間。與附圖1所示的實(shí)施 例相類似，電樞線圈組件151、 153和155分別通過線圏配件159和螺栓161 可拆卸地連^"到固定圓盤157。
如果電源被施加到電機(jī)170的電樞線圏組件151、 153和155，將會(huì)產(chǎn)生 轉(zhuǎn)矩，并且由于所產(chǎn)生的該轉(zhuǎn)矩4吏得轉(zhuǎn)子120在固定軸110上轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，如 果該轉(zhuǎn)子120連接到汽車的車輪上，則該電機(jī)170就可以被用作汽車的驅(qū)動(dòng)裝 置。進(jìn)一步，當(dāng)轉(zhuǎn)子120通過外力驅(qū)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在電樞線圈組件151、 153和 155上產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而該電機(jī)170也可以被用作發(fā)電機(jī)。
圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī) 的剖面圖。在圖l和圖4所示實(shí)施例的電機(jī)具有在徑向上的多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子， 但是在圖6中所示實(shí)施例的電機(jī)具有在軸向和徑向上的多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子。
如圖6所示的電機(jī)包括固定軸310、轉(zhuǎn)子320和定子330。
該轉(zhuǎn)子320包括轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤341和342,第一排磁軛321、 323、 325和327, 第二排磁軛322、 324、 326和328，第一排磁體329、 331、 333、 335、 337和 339，以及第二排磁體330、 332、 334、 336、 338和340。轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤由第一轉(zhuǎn) 動(dòng)圓盤341和第二轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤342組成，并且它們在軸向上布置并轉(zhuǎn)動(dòng)連接到固 定軸310上。該第一排磁軛321、 323、 325和327被在徑向上以多級(jí)布置并通 過螺栓343可拆卸地連接到第一轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤341。進(jìn)一步，該第二排磁軛322、 324、 326和328被在徑向以多級(jí)布置并通過螺栓343可拆卸地連接到第二轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤342。此外，每一個(gè)布置在徑向上的第一排》茲輒321、 323、 325和327 以及第二排磁軛322、 324、 326和328在軸向上以兩級(jí)布置。在本實(shí)施例中， 在徑向的最外層》茲輒321和322也可拆卸地彼此連4妾在一起以限定一個(gè)電4幾外 殼。第一排磁體329、 331、 333、 335、 337和339被固定到第一排磁軛321、 323、 325和327上，同時(shí)，第二排磁體330、 332、 334、 336、 338和340被 固定到第二排磁軛322、 324、 326和328上。由此，該轉(zhuǎn)子320在徑向以及軸 向方向上具有多級(jí)結(jié)構(gòu)。
定子350包括固定圓盤357和358，第一排電樞線圏組件351、353和355, 以及第二排電樞線圈組件352、 354和356。該固定圓盤357和358由第一固 定圓盤357和第二固定圓盤358組成，并且它們在軸向方向上被布置且被固定 到固定軸310。第一排電樞線圈組件351、 353或355被布置在第一排磁體329 和331; 333和335;或者337和339之間，而第二排電樞線圈組件352、 354 或356布置在第二排磁體330和332; 334和336;或者338和340之間。此 外，第一排電樞線圏組件351、 353或355和第二排電樞線圈組件352、 354 或356分別被固定到線圈配件359上，并然后通過螺4全363連接到固定圓盤 357和358上。
還沒有被解釋的附圖標(biāo)記301和303,表示電樞線圈組件的R.S.T.電纜和 在電機(jī)被用作電動(dòng)機(jī)的情況下，當(dāng)電源啟動(dòng)時(shí)，用于4全測時(shí)間的傳感器。因此， 附圖6中所示的電機(jī)包括在徑向以及軸向方向上的多級(jí)轉(zhuǎn)子320和多級(jí)定子 350。
附圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的 剖面圖。附圖6中的電機(jī)包括固定軸310,而附圖7中的電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸。
附圖7中的電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸410、轉(zhuǎn)子420和定子450。
該轉(zhuǎn)子420包括在軸向以兩級(jí)布置以及也在徑向以多級(jí)布置的^茲軛421 。 進(jìn)一步，在徑向以多級(jí)布置的磁軛可拆卸地連接。
該定子450包括固定圓盤457和458,和電樞線圈組件。該固定圓盤457 和458在軸向以兩級(jí)布置，并且轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn)軸410。該電樞線圈組件包 括第一排的電樞線圈組件455和第二排的電樞線圈組件456,它們在徑向以多 級(jí)布置并且然后在軸向布置。該第一排電樞線圈組件455可拆卸地連接到第一固定圓盤457,同時(shí)該第二排電樞線圈組件456可拆卸地連接到第二固定圓盤 458。
附圖8和9為示出了根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步實(shí)施例的具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的電機(jī)的 剖面圖。
在附圖6和7的實(shí)施例中，磁體和電樞線圏組件都被制造成在徑向上具有 相同的厚度。然而，如果需要，電才幾可以包括在徑向上不同厚度變化的磁體和 電樞線圈組件。在附圖8和9所示的實(shí)施例中，該電機(jī)包括厚度隨著離軸的中 心軸的直徑距離減小而減小的;茲體和電樞線圈組件。
接下來，將說明根據(jù)本發(fā)明的包括具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
圖IO為示出了使用附圖5所示實(shí)施例中電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的前剖面圖，并 且附圖11為圖IO所示驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)剖面圖。
圖IO和11中的驅(qū)動(dòng)裝置包括附圖5中所示的電機(jī)170、制動(dòng)盤177和卡 鉗175。該制動(dòng)盤177被固定到該電機(jī)170的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤141的一側(cè)。該卡鉗175 也安裝在制動(dòng)盤177的一側(cè)，并且有一面固定到固定軸110。如果電枳J70的 轉(zhuǎn)子120固定到圖10和11所示的輪胎173的車輪171，該電機(jī)可被用作小汽 車、汽車或摩托車的驅(qū)動(dòng)裝置。因此，如果向電樞線圈組件151、 153和155 施加電能，該轉(zhuǎn)子120就可以轉(zhuǎn)動(dòng)，并且輪胎173隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步，如果制 動(dòng)盤177使用卡鉗175被朝向轉(zhuǎn)動(dòng)盤擠壓，則轉(zhuǎn)子120可以停止下來。盡管圖 10的驅(qū)動(dòng)裝置使用了圖5中所示的電機(jī)，但是本發(fā)明并不局限于此。即其他 實(shí)施例的任何電機(jī)也可以用于此處。
根據(jù)本發(fā)明，該電機(jī)包括被以多級(jí)或多排布置的多級(jí)定子和多級(jí)轉(zhuǎn)子，能 夠被提供以減小電機(jī)體積，并也可以增加電機(jī)的輸出。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中提供無芯電機(jī)以允許減少電機(jī)的重量并抑制產(chǎn)生齒槽 轉(zhuǎn)矩。因而，電機(jī)輸出的減少可以被防止以使電機(jī)的效率最大化，并且可以執(zhí)
行平滑的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以抑制電機(jī)的噪音和振動(dòng)。
更進(jìn)一步，該電機(jī)能夠被用到驅(qū)動(dòng)裝置中以實(shí)現(xiàn)具有極好的驅(qū)動(dòng)性能的小 汽車、汽車或摩托車。
上面所描述的和在附圖中所示出的本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)精神的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅通過所附的權(quán)利要求來限定，并且所屬領(lǐng) 域技術(shù)人員可以理解，那些可以作出的各種修改和變化都沒有脫離所附的權(quán)利 要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。因此，對于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員各種明顯的 改變和變化都涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)，包含轉(zhuǎn)子，其包括在徑向上以多級(jí)布置的多個(gè)圓柱形磁軛，和以固定到每個(gè)級(jí)中的磁軛的磁體的極性在磁軛的圓周方向變化的方式而固定到各自級(jí)中的磁軛的多個(gè)磁體；和定子，其包括多級(jí)布置以面向磁軛的多個(gè)圓柱形電樞線圈組件，每一個(gè)電樞線圈組件包括多個(gè)電樞線圈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無芯電機(jī)，其中》茲體被固定到面向徑向的^茲扼 的圓周面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無芯電機(jī)，進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的 固定軸，其中該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括用于轉(zhuǎn)動(dòng)地將每個(gè)石茲軛連接到固定軸的石茲軛連接 裝置，并且該定子進(jìn)一步包括用于固定地將每個(gè)電樞線圈組件連接到固定軸的 線圈連接裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無芯電機(jī)，其中每個(gè)電樞線圈組件可拆卸地連 接到線圈連接裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無芯電機(jī)，其中位于電樞線圈組件的內(nèi)圓周的 磁輒可拆卸地連接到磁輒連接裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無芯電機(jī)，其中線圏連接裝置是其一個(gè)表面可 拆卸地連接到每個(gè)電樞線圈組件的 一側(cè)的固定圓盤，并且該固定圓盤被固定地 連接到固定軸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無芯電機(jī)，其中磁軛連接裝置是其一個(gè)表面被 連接到每個(gè)磁軛的一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且該轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤被轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到固定軸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無芯電機(jī)，進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的 旋轉(zhuǎn)軸，其中該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括用于將每個(gè)磁軛固定地連接到旋轉(zhuǎn)軸的磁軛連接 裝置，并且該定子進(jìn)一步包括用于將每個(gè)電樞線圏組件轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn)軸的 線圈連接裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無芯電機(jī)，其中每個(gè)電樞線圈組件可拆卸地連 接到線圈連接裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無芯電機(jī)，其中線圈連接裝置是其一個(gè)表面可 拆卸地連接到每個(gè)電樞線圈組件的一側(cè)的固定圓盤，并且該固定圓盤^皮轉(zhuǎn)動(dòng)地 連接到旋轉(zhuǎn)軸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無芯電機(jī)，其中磁軛連接裝置是其一個(gè)表面 被連接到每個(gè)磁軛的一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且該轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤被固定地連接到旋轉(zhuǎn) 軸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無芯電機(jī)，其中轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括固定到旋轉(zhuǎn) 軸的磁輒。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無芯電機(jī)，其中位于相互毗鄰的電樞線圈組 件之間的磁輒可拆卸地連接到轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的 一個(gè)表面上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無芯電機(jī)，其中轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括在軸向方向上 以至少一級(jí)附加布置的磁扼和磁體，并且該定子進(jìn)一步包括面向附加磁軛而附 加布置的多個(gè)電樞線圏組件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的無芯電機(jī)，其中》茲體固定到面向徑向的磁輒 的圓周面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無芯電機(jī)，進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心的 固定軸，其中該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)磁軛可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到固定軸的磁軛 連接裝置，并且該定子進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)電樞線圈組件固定地連接到固 定軸的線圏連接裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的無芯電機(jī)，其中每一個(gè)電樞線圈組件可拆卸 地連接到線圈連接裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的無芯電機(jī)，其中每一個(gè)磁軛可拆卸地連接到 磁輒連接裝置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的無芯電機(jī)，其中線圏連接裝置是在軸向方向 上以多級(jí)布置的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的一個(gè)表面可拆卸地連接 到在徑向以多級(jí)布置的每一個(gè)電樞線圈組件的 一側(cè)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的無芯電機(jī)，其中磁軛連接裝置是在軸向方向 上以多級(jí)布置的多個(gè)固定圓盤，并且每一個(gè)固定圓盤的一個(gè)表面被連接到在徑 向以多級(jí)布置的每一個(gè)》茲輒的 一側(cè)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無芯電機(jī)，進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心的 旋轉(zhuǎn)軸，其中該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)磁軛固定地連接到旋轉(zhuǎn)軸的磁軛連 接裝置，并且該定子進(jìn)一步包括用于將每一個(gè)電樞線圏組件轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到旋轉(zhuǎn) 軸的線圈連接裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的無芯電機(jī)，其中每一個(gè)電樞線圈組件可拆卸 地連接到線圈連接裝置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的無芯電機(jī)，其中磁輒連接裝置將每一個(gè)^f茲扼 可拆卸地連接到旋轉(zhuǎn)軸上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的無芯電機(jī)，其中該線圈連接裝置是在軸向方 向上以多級(jí)布置的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，并且每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤的一個(gè)表面可拆卸地連 接到在徑向上以多級(jí)布置的每一個(gè)電樞線圏組件的 一側(cè)。
25. —種驅(qū)動(dòng)裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一權(quán)利要求的電機(jī)； 固定到該電機(jī)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)盤；和安裝到固定盤一個(gè)側(cè)面的用于限制制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的卡4甘。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中卡鉗固定到固定軸的一側(cè)。
27. —種驅(qū)動(dòng)裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求16-20中任一權(quán)利要求的電機(jī)； 固定到該電^4爭子的制動(dòng)盤；和安裝到固定盤一個(gè)側(cè)面的用于限制制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的卡^f 。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中卡鉗固定到固定軸的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)和具有該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。更為特別地，本發(fā)明涉及一種包括多級(jí)布置以與旋轉(zhuǎn)中心軸同心的磁體和線圈的無芯電機(jī)以及具有該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該包括多級(jí)轉(zhuǎn)子的無芯電機(jī)包含轉(zhuǎn)子和定子。該轉(zhuǎn)子包括在徑向以多級(jí)布置的多個(gè)圓柱形磁軛，和以固定到每個(gè)級(jí)中的磁軛的磁體的極性在磁軛的圓周方向變化的方式而固定到各自級(jí)中的磁軛的多個(gè)磁體。進(jìn)一步，該定子包括多級(jí)布置以面向磁軛的多個(gè)圓柱形電樞線圈組件，并且每個(gè)電樞線圈組件包括多個(gè)電樞線圈。該電樞線圈可使用環(huán)氧樹脂剛性地固定以維持它們的剛性。因此，由于包括多級(jí)轉(zhuǎn)子和定子，該電機(jī)能夠以一種高效的方式產(chǎn)生功率。進(jìn)一步，由于該電機(jī)沒有包括磁芯，因此沒有齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生而抑制輸出轉(zhuǎn)矩的降低，并且輸出轉(zhuǎn)矩保持恒量以抑制噪音和振動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K47/00GK101512881SQ200780019694
公開日2009年8月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者樸桂正 申請人:樸桂正