環狀直線式磁阻馬達的制作方法
【專利摘要】一種環狀直線式磁阻馬達，包含：一環狀殼體、多個直線式磁阻馬達單元及一曲柄軸。環狀殼體具有一軸向穿孔并定義一中心軸線通過軸向穿孔的幾何中心。直線式磁阻馬達單元彼此相間隔且相錯開地環設于環狀殼體內，各直線式磁阻馬達單元包括一不導磁套筒、一激磁線圈、一鐵芯及一實心鐵活塞。曲柄軸穿設于軸向穿孔并包括數量對應直線式磁阻馬達單元且朝遠離中心軸線的方向向外凸伸的曲軸臂。各直線式磁阻馬達單元的實心鐵活塞與對應的曲軸臂樞接，當激磁線圈被以一默認順序對相對應的鐵芯激磁，會使實心鐵活塞在不導磁套筒內往復運動而帶動曲柄軸朝同一方向旋轉，達到兼具省電及高效能的功效與目的。
【專利說明】
環狀直線式磁阻馬達
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種磁阻馬達，特別是涉及一種環狀直線式磁阻馬達。
【背景技術】
[0002] 參閱圖1，以往一種磁阻馬達9主要包括一定子91及一設于定子91內的轉子92。定 子91具有八個凸極六^'、8、8'、(：、(：'、0、0'，以及分別繞設在凸極上的繞組1^、1^。而轉子92 具有六個凸極a、a'、b、b'、c、c'。一般以分相激磁方式對磁阻馬達9的四相繞組依序激磁，例 如使A相繞組所繞設的凸極A、A'產生磁力吸引轉子92之凸極a、a'朝定子91的凸極A、A'方向 移動，如圖1所示，再接著讓B相繞組所繞設的凸極B、B'產生磁力吸引轉子92之凸極b、b'朝 定子91的凸極B、B'方向移動，再接著以相同方式依序對C、D相繞組激磁，就能驅動轉子92順 時針運轉，相反地，若依序對D、C、B、A相繞組激磁，就能驅動轉子92逆時針運轉。
[0003] 以往磁阻馬達9是利用轉子92和定子91的凸極相吸的力量運轉，但由于定子91的 每一凸極的繞組的繞線匝數少(通常少于100)，產生的磁阻小，因此需要耗用較大的電流才 能讓每一凸極產生足夠的磁吸力帶動轉子92運轉，故以往磁阻馬達9的構造無法有效節省 電力。
[0004] 此外，如圖2所示，由于以往采用磁阻馬達9的電動機產生的磁功率是由電流控制 (電壓固定），且磁阻馬達9的繞組呈現電感的特性，因此繞組在消磁的過程中會因產生反電 動勢(虛功，如圖中虛線所示)而生熱，使得電動機容易產生高溫。
[0005] 再者，如圖3所示，由以往電磁鐵的工作曲線可知，其產生的磁功率是由電壓控制 (電流固定），此時電磁鐵亦呈現電感的特性，因此其在消磁過程中亦會因為產生渦電流(虛 功，如圖中虛線所示)而生熱。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的在于提供一種兼具省電及高效能的環狀直線式磁阻馬達。
[0007] 于是，本實用新型環狀直線式磁阻馬達在一些實施態樣中，是包含：一環狀殼體、 多個直線式磁阻馬達單元，以及一曲柄軸。該環狀殼體具有一軸向穿孔并定義一中心軸線 通過該軸向穿孔的幾何中心。所述直線式磁阻馬達單元彼此相間隔且相錯開地環設于該環 狀殼體內，每一個直線式磁阻馬達單元包括一不導磁套筒、一激磁線圈、一鐵芯，及一實心 鐵活塞。該不導磁套筒具有一第一開口，該激磁線圈繞設在該不導磁套筒的外表面，該鐵芯 穿設在該不導磁套筒外圍并與該激磁線圈相隔離，該實心鐵活塞具有一第一端、一相反于 該第一端的第二端及一軸桿，該第一端容置在該不導磁套筒中，該第二端凸出該第一開口， 該軸桿由該第二端朝該軸向穿孔凸出，且該實心鐵活塞能相對該不導磁套筒軸向位移，使 該第二端接近或遠離該第一開口。該曲柄軸穿設于該環狀殼體的該軸向穿孔并包括數量對 應所述直線式磁阻馬達單元且朝遠離該中心軸線的方向向外凸伸的曲軸臂，所述直線式磁 阻馬達單元的該實心鐵活塞的該軸桿分別與對應的所述曲軸臂樞接，當每一個直線式磁阻 馬達單元的該激磁線圈被以一默認順序對相對應的該鐵芯激磁，會使每一個實心鐵活塞在 相對應的該不導磁套筒內往復運動而帶動該曲柄軸朝同一方向旋轉。
[0008] 在一些實施態樣中，每一個直線式磁阻馬達單元還包括一實心鐵座體，及一實心 鐵蓋體。該實心鐵座體的一內面中央形成一凸部，該不導磁套筒的一端套設在該凸部上，且 該鐵芯的一端面與該實心鐵座體的該內面抵接。該實心鐵蓋體設在該不導磁套筒的另一端 并與該鐵芯的另一端面抵接，且該實心鐵蓋體的中央形成一與該第一開口相對且相連通的 第二開口，該實心鐵活塞的第二端凸出該第二開口。
[0009] 在一些實施態樣中，每一個直線式磁阻馬達單元的該實心鐵活塞是由該第二開口 置入該不導磁套筒內，當該激磁線圈對該鐵芯激磁時，該實心鐵活塞會受該鐵芯吸引而朝 該不導磁套筒內移動，而使該第二端接近該第二開口，并同時借由該軸桿帶動該曲柄軸旋 轉。
[0010] 在一些實施態樣中，每一個直線式磁阻馬達單元還包括一復位元件，當該實心鐵 活塞未受該鐵芯吸引時，該復位元件使該實心鐵活塞的該第二端位于一遠離該第二開口的 初始位置，并同時借由該軸桿帶動該曲柄軸朝同一方向旋轉。
[0011] 在一些實施態樣中，該環狀直線式磁阻馬達包含η個直線式磁阻馬達單元及一包 括η個曲軸臂的曲柄軸，ng 2,所述曲軸臂分別朝遠離該中心軸線的m個方向向外凸伸，mg 1，其中，每個方向上會形成至少一曲軸臂且所述方向相鄰之間的夾角為^度。 m
[0012] 在一些實施態樣中，該環狀直線式磁阻馬達包含兩個彼此相對設置在該環狀殼體 的直線式磁阻馬達單元，該曲柄軸包括朝相同方向凸伸的一第一曲軸臂及一第二曲軸臂， 且其中一直線式磁阻馬達單元的該實心鐵活塞的該軸桿與該第一曲軸臂連接，其中另一直 線式磁阻馬達單元的該實心鐵活塞的該軸桿與該第二曲軸臂連接，當所述直線式磁阻馬達 單元的該激磁線圈輪流對相對應的該鐵芯激磁，會使每一個實心鐵活塞在相對應的該不導 磁套筒內往復運動而帶動該曲柄軸朝同一方向旋轉。
[0013] 于是，本實用新型環狀直線式磁阻馬達在一些實施態樣中，是包含：一環狀殼體、 多個直線式磁阻馬達單元以及一轉子。該環狀殼體具有一軸向穿孔并定義一中心軸線通過 該軸向穿孔的幾何中心。所述直線式磁阻馬達單元彼此以相同角度相間隔地環設于該環狀 殼體內并位于同一平面，每一個直線式磁阻馬達單元包括一不導磁套筒、一激磁線圈、一鐵 芯及一實心鐵活塞。該不導磁套筒具有一開口，該激磁線圈繞設在該不導磁套筒的外表面， 該鐵芯穿設在該不導磁套筒外圍并與該激磁線圈相隔離，該實心鐵活塞具有一第一端及一 相反于該第一端的第二端，該第一端容置在該不導磁套筒中，該第二端凸出該第一開口。該 轉子穿設于該環狀殼體的軸向穿孔，并具有多個以相同角度相間隔且朝遠離該中心軸線的 方向向外凸伸的凸極，所述凸極的數量少于所述直線式磁阻馬達單元。當每一個直線式磁 阻馬達單元的該激磁線圈被以一默認順序對相對應的該鐵芯激磁，會使每一個實心鐵活塞 產生磁力吸引鄰近的凸極而帶動該轉子朝同一方向旋轉。
[0014] 在一些實施態樣中，每一個直線式磁阻馬達單元還包括:一實心鐵座體及一實心 鐵蓋體。該實心鐵座體的一內面中央形成一凸部，該不導磁套筒的一端套設在該凸部上，且 該鐵芯的一端面與該實心鐵座體的該內面抵接。該實心鐵蓋體設在該不導磁套筒的另一端 并與該鐵芯的另一端面抵接，且該實心鐵蓋體的中央形成一與該第一開口相對且相連通的 第二開口，該實心鐵活塞的第二端凸出該第二開口。
[0015] 在一些實施態樣中，所述直線式磁阻馬達單元有2M個，該轉子的所述凸極有2N個， 且2〈N〈M〇
[0016] 本實用新型之功效在于:該環狀直線式磁阻馬達通過每一個直線式磁阻馬達單元 的激磁線圈對鐵芯激磁，使產生的磁吸力吸引實心鐵活塞進行往復的直線運動，以帶動曲 柄軸朝同一方向旋轉，達到兼具省電及高效能的功效與目的。
【附圖說明】
[0017] 圖1是一現有磁阻馬達正面剖視示意圖，說明現有磁阻馬達的正面結構；
[0018] 圖2是現有磁阻馬達的工作曲線示意圖；
[0019]圖3是現有電磁鐵的工作曲線不意圖；
[0020]圖4是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第一實施例的俯視示意圖；
[0021 ]圖5是第一實施例的立體示意圖；
[0022]圖6是第一實施例的曲柄軸的俯視不意圖；
[0023] 圖7是第一實施例的直線式磁阻馬達單元的構造縱向剖面示意圖；
[0024] 圖8是第一實施例的直線式磁阻馬達單元的一運作示意圖；
[0025] 圖9是第一實施例的直線式磁阻馬達單元的另一運作示意圖；
[0026] 圖10是第一實施例的驅動電路的細部電路圖；
[0027] 圖11是第一實施例的直線式磁阻馬達單元的工作曲線示意圖；
[0028]圖12是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第二實施例的曲柄軸的俯視示意圖；
[0029] 圖13是第二實施例的剖面示意圖；
[0030] 圖14是第三實施例的剖面示意圖；
[0031] 圖15是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第四實施例的曲柄軸的俯視示意圖；
[0032] 圖16是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第五實施例的曲柄軸的俯視示意圖；
[0033] 圖17是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第六實施例的剖面示意圖；
[0034] 圖18是第六實施例的直線式磁阻馬達單元的運作示意圖；
[0035] 圖19是本實用新型環狀直線式磁阻馬達的第七實施例的俯視示意圖；及 [0036]圖20是本實用新型環狀直線式磁阻馬達之具體實施的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0038] 在本實用新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以 相同的編號來表不。
[0039] 參閱圖4至圖7,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第一實施例包含：一環狀殼體 1、四個直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d，以及一曲柄軸3。
[0040] 環狀殼體1具有一軸向穿孔11并定義一中心軸線10通過軸向穿孔11的幾何中心。 所述直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d彼此相間隔且相錯開地環設于環狀殼體1內，具體來 說，所述直線式磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1分別位于中心軸線10的四個方向上，如圖4圖面 所示的上、下、左、右之方向，且彼此以一角度相間隔，此角度為90度；另由圖5所示，所述直 線式磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1彼此上下交錯并相間隔，換句話說，任兩個直線式磁阻馬達 單元2a、2b、2c、2d不位于同一水平面上。
[0041 ] 如圖7所示，各直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d主要包括一個實心鐵座體21、一 個套設在實心鐵座體21上的不導磁套筒22、一個繞設在不導磁套筒22的外表面的激磁線圈 23、一個穿設在不導磁套筒22外圍的鐵芯24、一個設在不導磁套筒22的另一端的實心鐵蓋 體25,以及一個容置在不導磁套筒22中的實心鐵活塞26。詳細來說，實心鐵座體21的內面中 央形成一凸部211，且凸部211的頂面是一倒錐面212。不導磁套筒22是由一種不導磁材料， 例如鋁或銅制成，其一端套設在實心鐵座體21的凸部211上，另一端具有一第一開口 221。繞 設在不導磁套筒22的激磁線圈23的匝數可視實際使用需求繞設500~1000圈不等。穿設在 不導磁套筒22外圍的鐵芯24是借由一個包覆在不導磁套筒22外表面的絕緣殼體27,來與激 磁線圈23相隔離，且鐵芯24的一端面與實心鐵座體21的內面周沿相抵接。
[0042]而設在不導磁套筒22的另一端的實心鐵蓋體25與鐵芯24的另一端面抵接，且其中 央形成一與不導磁套筒22的第一開口 221相對且相連通的第二開口 251。實心鐵活塞26具有 一第一端261、一相反于第一端261的第二端262及一軸桿263,第一端261容置在不導磁套筒 22中，并朝向實心鐵座體21的凸部211，且第一端261形成一錐狀以與凸部211的倒錐面212 相配合;第二端262凸出實心鐵蓋體25的第二開口 251，而軸桿263由第二端262延伸并朝環 狀殼體1的軸向穿孔11凸出（如圖5及圖6所示），且實心鐵活塞26能相對不導磁套筒22軸向 位移而進行活塞運動，使第二端262接近或遠離第二開口 251。此外，在不導磁套筒22和實心 鐵活塞26之間還套設一絕緣套筒28,將實心鐵活塞26與不導磁套筒22相隔離并絕緣。
[0043] 又如圖4與圖6所示，曲柄軸3穿設于環狀殼體1的軸向穿孔11并包括四個曲軸臂 31，所述曲軸臂31分別朝遠離中心軸線10的四個方向向外凸伸，所述方向相鄰之間的夾角 為90度，而所述直線式磁阻馬達單元2 &、213、2〇、2(1的實心鐵活塞26的軸桿263分別與對應的 所述曲軸臂31樞接。搭配參閱圖8與圖9,各該直線式磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1還包括一復 位元件29,復位元件29是設在實心鐵活塞26的第一端261與實心鐵座體21(見圖7)之間的一 壓縮彈簧。
[0044] 以下說明本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第一實施例的運作方式。
[0045] 當各直線式磁阻馬達單元2&、213、2(：、2(1的激磁線圈23被以一默認順序對相對應的 鐵芯24激磁時，會使鐵芯24成為電磁鐵而產生磁吸力將實心鐵活塞26吸入不導磁套筒22 內，如圖9所示，此時，實心鐵活塞26的拉力會帶動曲柄軸3旋轉，并同時壓縮復位元件29;而 當激磁線圈23停止對鐵芯24激磁，使鐵芯24消磁時，復位元件29的反彈力會將實心鐵活塞 26推回初始位置(復位），如圖8所示，同時實心鐵活塞26的推力會帶動曲柄軸3持續朝同一 方向旋轉。其中，所述激磁線圈23對鐵芯24激磁的默認順序在本第一實施例為由上到下逐 一激磁，借此，當所述激磁線圈23輪流以一特定頻率(決定曲柄軸3的轉速)間斷地對鐵芯24 激磁時，會使實心鐵活塞26在相對應的不導磁套筒22內持續往復運動而反復拉推曲柄軸3 的曲軸臂31，如此即能帶動曲柄軸3朝同一方向持續旋轉，而產生將磁能轉換成機械能的功 效。
[0046] 且如圖10所示，所述直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d可借由一驅動電路4來作 動，具體地，驅動電路4與所述激磁線圈23電耦接，用于輪流控制各激磁線圈23間斷地對鐵 芯24激磁。
[0047] 參閱圖10,驅動電路4接受一直流電源Vdc，并包括八個開關SWl、SW2、SW3、SM、 5耶、516、517、518和八個二極管01、02、03、04、05、06、07、08以及一控制器41。
[0048] 其中第一開關SWl的一端與直流電源Vdc的正端電親接，另一端與直線式磁阻馬達 單元2a的激磁線圈23的一端電耦接;第二開關SW2的一端與直線式磁阻馬達單元2a的激磁 線圈23的另一端電耦接，另一端與直流電源Vdc的負端電耦接;第一二極管Dl的N極與直線 式磁阻馬達單元2a的激磁線圈23的一端電耦接，其P極與直流電源Vdc的負端電耦接;第二 二極管D2的P極與直線式磁阻馬達單元2a的激磁線圈23的另一端電耦接，其N極與直流電源 Vdc的正端電耦接，借此構成第一驅動模塊42。
[0049]第三開關SW3的一端與直流電源Vdc的正端電耦接，另一端與直線式磁阻馬達單元 2b的激磁線圈23的一端電耦接;第四開關SW4的一端與直線式磁阻馬達單元2b的激磁線圈 23的另一端電耦接，另一端與直流電源Vdc的負端電耦接;第三二極管D3的N極與直線式磁 阻馬達單元2b的激磁線圈23的一端電耦接，其P極與直流電源Vdc的負端電耦接;第四二極 管D4的P極與直線式磁阻馬達單元2b的激磁線圈23的另一端電耦接，其N極與直流電源Vdc 的正端電耦接，借此構成第二驅動模塊43。
[0050] 第五開關SW5的一端與直流電源Vdc的正端電耦接，另一端與直線式磁阻馬達單元 2c的激磁線圈23的一端電耦接;第六開關SW6的一端與直線式磁阻馬達單元2c的激磁線圈 23的另一端電耦接，另一端與直流電源Vdc的負端電耦接;第五二極管D5的N極與直線式磁 阻馬達單元2 c的激磁線圈23的一端電耦接，其P極與直流電源Vdc的負端電耦接;第六二極 管D6的P極與直線式磁阻馬達單元2c的激磁線圈23的另一端電耦接，其N極與直流電源Vdc 的正端電耦接，借此構成第三驅動模塊44。
[0051] 第七開關SW7的一端與直流電源Vdc的正端電耦接，另一端與直線式磁阻馬達單元 2d的激磁線圈23的一端電耦接;第八開關SW8的一端與直線式磁阻馬達單元2d的激磁線圈 23的另一端電耦接，另一端與直流電源Vdc的負端電耦接;第七二極管D7的N極與直線式磁 阻馬達單元2d的激磁線圈23的一端電耦接，其P極與直流電源Vdc的負端電耦接;第八二極 管D8的P極與直線式磁阻馬達單元2d的激磁線圈23的另一端電耦接，其N極與直流電源Vdc 的正端電耦接，借此構成第四驅動模塊45。
[0052]借此，控制器41輪流控制第一至第四驅動模塊42~45輪流作動，例如當第一驅動 模塊42的第一開關SWl和第二開關SW2導通時，第二至第四驅動模塊43~45不作動；當第二 驅動模塊43的第三開關SW3和第四開關SW4導通時，第一及第三、第四驅動模塊42、44、45不 作動；當第三驅動模塊44的第五開關SW5和第六開關SW6導通時，第一、第二及第四驅動模塊 42、44、45不作動；當第四驅動模塊45的第七開關SW7和第八開關SW8導通時，第一至第三驅 動模塊42~44不作動。
[0053]借此，使直流電源Vdc輪流供應給直線式磁阻馬達單元2&、213、2〇、2(1的各該激磁線 圈23,使輪流對相對應的鐵芯24激磁，使四個實心鐵活塞26輪流在相對應的不導磁套筒22 內往復運動，而帶動曲柄軸3持續朝同一方向旋轉，達到將電能轉換成機械能輸出的功能。 [0054] 且由于各激磁線圈23的匝數較以往磁阻馬達的繞組多，產生的磁阻大，因此只需 供給較小的電流即能讓鐵芯24產生足夠的磁吸力將實心鐵活塞26吸入不導磁套筒22內而 帶動曲柄軸3旋轉，能有效節省電力。
[0055]此外，值得一提的是，上述所述激磁線圈23對鐵芯24激磁的默認順序并不以此為 限，只要能達到各實心鐵活塞26帶動曲柄軸3朝同一方向持續旋轉的目的即可。例如本第一 實施例也可控制相間隔的兩兩直線式磁阻馬達單元2a、2c(同時作動）與直線式磁阻馬達單 元2b、2d (同時作動)輪流運作，而同樣能帶動曲柄軸3朝同一方向持續旋轉，并不以本第一 實施例所揭露的默認順序為限。
[0056]另外，值得一提的是，如圖11所示，本實施例的直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d 的各該激磁線圈23所產生的磁功率是同時被電壓及電流控制，也就是說其產生的磁功率是 由電壓及電流共同決定，此時激磁線圈23呈現磁阻的特性，只會做實功，無虛功，故不會產 生反電動勢而不易生熱，因此能防止直線式磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1在工作中不致產生 尚溫。
[0057]參閱圖12與圖13,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第二實施例與第一實施例大 致相同，惟，其與第一實施例不同處在于:本第二實施例的曲柄軸3包括的四個曲軸臂31兩 兩一組分別朝遠離該中心軸線10的兩個方向向外凸伸，其中，所述方向之間的夾角為180 度，直線式磁阻馬達單元2a、2c的實心鐵活塞26分別與其中一方向的兩曲軸臂31對應樞接， 而直線式磁阻馬達單元2b、2d的實心鐵活塞26則分別與其中另一方向的兩曲軸臂31對應樞 接。驅動電路4之控制方式類似第一實施例，也就是說驅動電路4可輪流對直線式磁阻馬達 單元2 &、213、2(：、2(1激磁，或是驅動電路4控制相間隔的兩兩直線式磁阻馬達單元2&、2(3(同時 作動）與直線式磁阻馬達單元2b、2d(同時作動)輪流運作，同樣能帶動曲柄軸3朝同一方向 持續旋轉。
[0058]當然本實用新型環狀直線式磁阻馬達的實施態樣也可為其他結構，舉例來說，參 閱圖14,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第三實施例與第二實施例大致相同，惟，其與第 二實施例不同處在于:本第三實施例的一曲柄軸 3包括兩個相鄰且朝同一方向凸出的第一 曲軸臂32,以及兩個相鄰且朝與第一曲軸臂32相反方向凸出的第二曲軸臂33,且其中直線 式磁阻馬達單元2a、2b的實心鐵活塞26與第一曲軸臂32對應樞接，直線式磁阻馬達單元2c、 2d的實心鐵活塞26與第二曲軸臂33對應樞接。而驅動電路4之控制方式類似第一實施例，也 就是說驅動電路4輪流對直線式磁阻馬達單元2a、2b以及直線式磁阻馬達單元2c、2d激磁， 使直線式磁阻馬達單元2a、2b同時作動時，直線式磁阻馬達單元2c、2d不作動，而當直線式 磁阻馬達單元2c、2d同時作動時，直線式磁阻馬達單元2a、2b不作動，借此，以兩直線式磁阻 馬達單元2a、2b或兩直線式磁阻馬達單元2c、2d輪流推動曲柄軸3旋轉，而同樣能達到將電 能轉換成機械能輸出的功效。
[0059] 參閱圖15,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第四實施例與第二實施例大致相 同，惟，其與第二實施例不同處在于:本第四實施例的曲柄軸3包括至少三個曲軸臂31，所述 曲軸臂31分別朝遠離該中心軸線10的三個方向向外凸伸，其中，每個方向上會形成至少一 曲軸臂31且所述方向相鄰之間的夾角為120度，其余作動方式同上，于此不再贅述。
[0060] 又，參閱圖16,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第五實施例與第二實施例大致 相同，惟，其與第二實施例不同處在于:本第五實施例的曲柄軸3包括至少六個曲軸臂31，所 述曲軸臂31分別朝遠離該中心軸線10的六個方向向外凸伸，其中，每個方向上會形成至少 一曲軸臂31且所述方向相鄰之間的夾角為60度，其余作動方式同上，于此不再贅述。
[0061] 除此之外，參閱圖17與圖18,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第六實施例與第 二實施例大致相同，惟，其與第二實施例不同處在于:本第六實施例是包含兩個彼此相對側 設置在環狀殼體1內的直線式磁阻馬達單元2a、2b，所述直線式磁阻馬達單元2a、2b皆不包 括復位元件29,而曲柄軸3則包括朝相同方向凸伸的一第一曲軸臂32及一第二曲軸臂33,且 其中直線式磁阻馬達單元2a的實心鐵活塞26的軸桿263與第一曲軸臂32連接，另一直線式 磁阻馬達單元2b的實心鐵活塞26的軸桿263與第二曲軸臂33連接。
[0062]因此，借由曲柄軸3的構造與兩直線式磁阻馬達單元2a、2b的相對側設置，如圖17 所示，當直線式磁阻馬達單元2a的實心鐵活塞26往不導磁套筒22內移動，會帶動曲柄軸3旋 轉，并同時將直線式磁阻馬達單元2b的實心鐵活塞26往不導磁套筒22外拉出，且如圖18所 示，當換成直線式磁阻馬達單元2b的實心鐵活塞26往不導磁套筒22內移動，會再帶動曲柄 軸3朝同一方向旋轉，并同時將直線式磁阻馬達單元2a的實心鐵活塞26往不導磁套筒22外 拉出。借此，當直線式磁阻馬達單元2a、2b的激磁線圈23輪流對相對應的鐵芯24激磁，將會 使兩個實心鐵活塞26輪流在相對應的不導磁套筒22內往復運動，而帶動曲柄軸3持續朝同 一方向旋轉，因而產生將磁能轉換成機械能的功效。而且由于兩個直線式磁阻馬達單元2a、 2b被輪流激磁時，會輪流將彼此的實心鐵活塞26推出，因此本第六實施例即不需使用前述 實施例的復位元件29。當然，前述實施例的環狀直線式磁阻馬達也可通過曲柄軸3的構造與 所述直線式磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1兩兩相對側的設置來省略復位元件29的使用。
[0063]另外，參閱圖19,本實用新型環狀直線式磁阻馬達之第七實施例包含一環狀殼體 1、八個直線式磁阻馬達單元2&、213、2〇、2(1、2&'、213'、2(3'、2(1'，及一轉子5。各直線式磁阻馬 達單元2a、2b、2c、2d、2a '、2b '、2c '、2d '彼此以相同角度相間隔地設置在環狀殼體1內且位 于同一平面，并且直線式磁阻馬達單元(2&、2 &'）、（213、213'）、（2(3、2(3'）、（2(1、2(1'）兩兩相對 且位于同一直線，而且本實施例的直線式磁阻馬達單元2a、2b、2c、2d、2a '、2b '、2c '、2d '不 需要前述實施例的復位元件29。轉子5穿設于環狀殼體I的軸向穿孔11并具有與所述直線式 磁阻馬達單元2 &、213、2(：、2(1、2&'、213'、2(3'、2(1'位于同一平面的六個以相同角度相間隔的凸 極5a、5b、5c、5a'、5b'、5c'，且凸極（5a、5a'）、（5b、5b'）、（5c、5c'）、（5d、5cT )兩兩相對且位 于同一直線。而且本實施例的驅動電路類似圖10所示，只是圖10是以第一至第四驅動模塊 42~45輪流驅動相對應的四個直線式磁阻馬達單元，而本實施例的驅動電路則需要八個驅 動模塊驅動相對應的直線式磁阻馬達單元(2 &、2&'）、（213、213'）、（2(3、2(3'）、（2(1、2(1'），其中 每一驅動模塊與圖10中的驅動模塊42~45的電路相同。借此，例如當直線式磁阻馬達單元 2a、2a '被相對應的驅動模塊驅動（即借由激磁線圈23對相對應的鐵芯24激磁），使直線式磁 阻馬達單元2a、2a'之實心鐵活塞26產生磁力吸引轉子5之凸極5a、5a'朝直線式磁阻馬達單 元2a、2a '之實心鐵活塞26的方向移動，如圖19所示，再接著讓直線式磁阻馬達單元2b、2b ' 被相對應的驅動模塊驅動，使其實心鐵活塞26產生磁力吸引轉子5之凸極5b、5b'朝直線式 磁阻馬達單元2b、2b'之實心鐵活塞26的方向移動，然后接著以相同方式依序對直線式磁阻 馬達單元2c、2c '與直線式磁阻馬達單元2d、2d '激磁，就能驅動轉子5順時針運轉，相反地， 若依序對直線式磁阻馬達單元2d、2d'、2c、2c'、2b、2b'、2a、2a'激磁，就能驅動轉子5逆時針 運轉，如此同樣能達到將電能轉換成機械能輸出的功效。再者，本實施例可應用于一引擎 (未圖標），使轉子5與該引擎的一曲柄軸同軸以帶動該引擎的多個活塞運作，達到省電的效 果。
[0064]參閱圖20,更具體來說，本實用新型環狀直線式磁阻馬達可應用于定子12極對轉 子8極的實施態樣，圖20僅示意繪出其中一相，所述直線式磁阻馬達單元2&、213、2(：、2(1的激 磁線圈之間的電耦接方式可由任何形式之串聯、并聯所組成，例如直線式磁阻馬達單元2a、 2b的激磁線圈串聯為一組，直線式磁阻馬達單元2c、2d的激磁線圈串聯為另一組，而兩組激 磁線圈再以并聯方式作連接，使得環狀直線式磁阻馬達可于正半周期t及負半周期t2之間 產生交變磁場，雖控制較為復雜，但更能達到省電的效果。反觀以往的磁阻馬達，同相位的 凸極之線圈只能串聯，因而其磁場不可交變，只能作實功，雖其控制較為簡單，但卻更加的 耗電。再者，本實用新型環狀直線式磁阻馬達實際上是做成寬扁型的態樣，而以往的磁阻馬 達卻是瘦長型的態樣，因此，本實用新型環狀直線式磁阻馬達不僅較以往的磁阻馬達更加 省電，在具體結構上亦與以往的磁阻馬達有很大的差異。
[0065] 綜上所述，環狀直線式磁阻馬達通過各直線式磁阻馬達單元2&、213、2(：、2(1的激磁 線圈23對鐵芯24激磁，使產生的磁吸力吸引實心鐵活塞26進行往復的直線運動，以帶動曲 柄軸3朝同一方向旋轉，并借由驅動電路4以一適當頻率間斷地對一或多個直線式磁阻馬達 單元2a、2b、2c、2d激磁，使控制曲柄軸3以一定轉速旋轉，達到兼具省電及高效能的功效，故 確實能達成本實用新型之目的。
[0066]惟以上所述者，僅為本實用新型的實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施 的范圍，即凡依本實用新型權利要求書及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾， 皆仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
【主權項】
1. 一種環狀直線式磁阻馬達，其特征在于;該環狀直線式磁阻馬達包含： 一環狀殼體，具有一軸向穿孔并定義一中屯、軸線通過該軸向穿孔的幾何中屯、； 多個直線式磁阻馬達單元，彼此相間隔且相錯開地環設于該環狀殼體內，每一個直線 式磁阻馬達單元包括 一不導磁套筒，具有一第一開口， 一激磁線圈，繞設在該不導磁套筒的外表面， 一鐵忍，穿設在該不導磁套筒外圍并與該激磁線圈相隔離，及 一實屯、鐵活塞，具有一第一端、一相反于該第一端的第二端及一軸桿，該第一端容置在 該不導磁套筒中，該第二端凸出該第一開口，該軸桿由該第二端朝該軸向穿孔凸出，且該實 屯、鐵活塞能相對該不導磁套筒軸向位移，使該第二端接近或遠離該第一開口； W及 一曲柄軸，穿設于該環狀殼體的該軸向穿孔，并包括數量對應所述直線式磁阻馬達單 元且朝遠離該中屯、軸線的方向向外凸伸的曲軸臂，所述直線式磁阻馬達單元的該實屯、鐵活 塞的該軸桿分別與對應的所述曲軸臂樞接，當每一個直線式磁阻馬達單元的該激磁線圈被 W-默認順序對相對應的該鐵忍激磁，會使每一個實屯、鐵活塞在相對應的該不導磁套筒內 往復運動而帶動該曲柄軸朝同一方向旋轉。2. 如權利要求1所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:每一個直線式磁阻馬達單元 還包括 一實屯、鐵座體，其一內面中央形成一凸部，該不導磁套筒的一端套設在該凸部上，且該 鐵忍的一端面與該實屯、鐵座體的該內面抵接，及 一實屯、鐵蓋體，設在該不導磁套筒的另一端并與該鐵忍的另一端面抵接，且該實屯、鐵 蓋體的中央形成一與該第一開口相對且相連通的第二開口，該實屯、鐵活塞的第二端凸出該 第二開口。3. 如權利要求2所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:每一個直線式磁阻馬達單元 的該實屯、鐵活塞是由該第二開口置入該不導磁套筒內，當該激磁線圈對該鐵忍激磁時，該 實屯、鐵活塞會受該鐵忍吸引而朝該不導磁套筒內移動，而使該第二端接近該第二開口，并 同時借由該軸桿帶動該曲柄軸旋轉。4. 如權利要求3所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:每一個直線式磁阻馬達單元 還包括一復位元件，當該實屯、鐵活塞未受該鐵忍吸引時，該復位元件使該實屯、鐵活塞的該 第二端位于一遠離該第二開口的初始位置，并同時借由該軸桿帶動該曲柄軸朝同一方向旋 轉。5. 如權利要求1所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:該環狀直線式磁阻馬達包含 n個直線式磁阻馬達單元及一包括n個曲軸臂的曲柄軸，n含2,所述曲軸臂分別朝遠離該中 屯、軸線的m個方向向外凸伸，m含1，其中，每個方向上會形成至少一曲軸臂且所述方向相鄰 之間的夾角為^度。 m6. 如權利要求1所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:該環狀直線式磁阻馬達包含 兩個彼此相對設置在該環狀殼體的直線式磁阻馬達單元，該曲柄軸包括朝相同方向凸伸的 一第一曲軸臂及一第二曲軸臂，且其中一直線式磁阻馬達單元的該實屯、鐵活塞的該軸桿與 該第一曲軸臂連接，其中另一直線式磁阻馬達單元的該實屯、鐵活塞的該軸桿與該第二曲軸 臂連接，當所述直線式磁阻馬達單元的該激磁線圈輪流對相對應的該鐵忍激磁，會使每一 個實屯、鐵活塞在相對應的該不導磁套筒內往復運動而帶動該曲柄軸朝同一方向旋轉。7. -種環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:該環狀直線式磁阻馬達包含 一環狀殼體，具有一軸向穿孔并定義一中屯、軸線通過該軸向穿孔的幾何中屯、； 多個直線式磁阻馬達單元，彼此W相同角度相間隔地環設于該環狀殼體內并位于同一 平面，且每一個直線式磁阻馬達單元包括 一不導磁套筒，具有一第一開口， 一激磁線圈，繞設在該不導磁套筒的外表面， 一鐵忍，穿設在該不導磁套筒外圍并與該激磁線圈相隔離，及 一實屯、鐵活塞，具有一第一端及一相反于該第一端的第二端，該第一端容置在該不導 磁套筒中，該第二端凸出該第一開口； W及 一轉子，穿設于該環狀殼體的軸向穿孔，并具有多個W相同角度相間隔且朝遠離該中 屯、軸線的方向向外凸伸的凸極，所述凸極的數量少于所述直線式磁阻馬達單元，當每一個 直線式磁阻馬達單元的該激磁線圈被W-默認順序對相對應的該鐵忍激磁，會使每一個實 屯、鐵活塞產生磁力吸引鄰近的凸極而帶動該轉子朝同一方向旋轉。8. 如權利要求7所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:每一個直線式磁阻馬達單元 還包括： 一實屯、鐵座體，其一內面中央形成一凸部，該不導磁套筒的一端套設在該凸部上，且該 鐵忍的一端面與該實屯、鐵座體的該內面抵接，及 一實屯、鐵蓋體，設在該不導磁套筒的另一端并與該鐵忍的另一端面抵接，且該實屯、鐵 蓋體的中央形成一與該第一開口相對且相連通的第二開口，該實屯、鐵活塞的第二端凸出該 第二開口。9. 如權利要求7所述的環狀直線式磁阻馬達，其特征在于:所述直線式磁阻馬達單元有 2M個，該轉子的所述凸極有2N個，且2<N<M。
【文檔編號】H02K41/03GK205544873SQ201620271775
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】徐夫子
【申請人】徐夫子, 凃傑生