低能耗动力机构的制作方法

专利名称：：低能耗动力机构的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种能回充能量、适用范围广泛的低能耗动力机构。
背景技术：
：在日常生活中，人们一直不断地消耗各种形态的能源资源，但是，随着全球资源日益匮乏，加上全球暖化问题严重，以至于国际上现今所关心的主要话题，开始转向如何才能有效地运用与利用，如今剩下的有限能源与资源，并防止全球性的温室效应现象。而现代人生活中，不可缺少的一部分，交通工具，其替代能源的寻找，成为当下最重要的考量之一，为了要获得稳定的能源，不断地有人进行研究，其中有一部分的学者，开始针对电动机此一无污染、稳定的动力源，进行改良，以期将整体的效率提升，以将现有的能源，做最有效的利用。现今热门的电动机应用，电动交通工具中，最主要的部分，就是电池、马达的应用配合，另外，受到电池容量与寿命的影响，而为了能延长电动交通工具的行驶距离，有人将马达与发电机组合在一起，成为一具有回充功能的电动机构，将多余的动力回收(减速、刹车及下坡)，转为电力，回充到电池中。所欲解决的问题前述公知的具有回充功能的电动机构，存在着下列问题目前具有回充功能的电动机构，其主要方法，是采用负载马达行驶在高速状态，不供电但有冲力时，使负载马达的输出轴，连接至发电机，以作电力回充效应，达到充电的效果，但是受使用习惯与环境的影响，其回充效益不大，整体的回充效果相当差，对整体行驶距离的延长，无法达到令人满意的程度。有鉴于此，如何使整体的电力回充效应提高，以延长行驶距离，便成为本发明欲改进的目的。
发明内容本发明目的在于提供一种能回充能量、适用范围广泛的低能耗动力机构。为解决前述问题及达到本发明的目的，其技术方案，为一种低能耗动力机构，其特征在于包括一呈盘状的永磁部，该永磁部的内侧环壁上，环设固定有数个磁力线朝向轴心导通的永久磁铁，而永磁部轴心处，设有一能供承载永磁部的中心轴；一以一间隔设置在该永磁部内侧、呈环状的电磁部，该电磁部是由数片的基片所堆栈组成，且电磁部在远离轴心处的圆周上，环设有数个卷绕有线圈的铁芯部，电磁部的轴心处与内侧、间隔一距离；一设于该永磁部轴心处，能被该永磁部或电磁部带动的发电装置；以及一设于该永磁部轴心处，能在永磁部或电磁部两者间，控制切换其旋转的切换装置。3根据上述的低能耗动力机构，所述发电装置是由一设于永磁部与电磁部间、能被该永磁部或电磁部带动的转子；及一设于该转子内、与中心轴连接的定子所组成。根据上述的低能耗动力机构，所述发电装置与电磁部，进一步电连接至一具有至少一电池的蓄电装置。根据上述的低能耗动力机构，所述电磁部轴心处与内侧，间隔的距离大小，为1N倍的铁芯部宽度；而所述基片是由质轻的高导磁材料所制成。根据上述的低能耗动力机构，所述发电装置为下列之一薄型转子发电机、梯型转子发电机、传统转子发电机。根据上述的低能耗动力机构，所述永久磁铁均是分别直接或间接结合在一设置于该永磁部内侧的固定支架上。根据上述的低能耗动力机构，所述固定支架的断面为下列之一n形、H形、I形；且所述固定支架是由下列之一的材质所成型铝合金、不锈钢。根据上述的低能耗动力机构，所述永磁部是由一能将电磁部与发电装置覆盖的第一盖体；及一设于该第一盖体另侧端、能与该第一盖体相配合的第二盖体所组成；而所述第一盖体与第二盖体，是由非导磁材料所制成。根据上述的低能耗动力机构，所述低能耗动力机构能与下列之一的装置结合电动自行车、电动机车、电动车辆、油电混合车、船舶。根据上述的低能耗动力机构，所述切换装置是由一设于永磁部与发电装置间，能控制永磁部与发电装置、同步旋转与否的第一切换器；一设于电磁部轴心处，能控制电磁部旋转与否的制动器；以及一设于电磁部与发电装置间，受该制动器控制、能控制电磁部与发电装置、同步旋转与否的第二切换器所组成。本发明可获得以下优点1.本发明的重点一，就是通过外转型的永磁部，配合内部的电磁部，来带动所需要带动的物体(如电动机车、电动汽车等)，因为本发明的运作半径较大，所以能有较大的输出力臂，也因此在相同功耗的状态下，可以有比一般电动机大的扭力输出值，也就是说，本发明能够在低功耗的状况下，产生与旧式电动机相等的做功，此处能视为本发明的节能之处。2.本发明的重点二，轴心处的发电装置，当被永磁部(装置移动时)、或是电磁部(装置移动静止时)带动时，其能产生回充电能的效果，因为本发明的设置，是在低功耗的状态下运作，所以发电装置所产生的电量，与整体耗电相比，能有不错的回充率，装置于电动交通工具时，能有延长行驶距离的效果，亦能改善电动交通工具，能源密度低下的问题。3.本发明的重点三，因为本发明将发电与动力此两种功能合并，并通过上述的装置方式，当本发明与电动交通工具结合时，能降低整体的重量，并因为具有能延长行驶距离的效果，所以电池的数量与重量能降低，再进一步的减少整体的重量，再加上本发明的高扭力特点，让使用本发明的电动交通工具，能有最佳的动重比(输出动力与车重比值)。图1为本发明的立体示意图。图2为本发明的立体分解示意图。图3为本发明的全剖面示意图。图4为本发明正常运作时的实施示意图。图5为本发明装置停止时的实施示意图。图6为本发明用于电动机车时的实施示意图。图7为本发明用于电动车辆时的实施示意图。其中1永磁部32定子11永久磁铁4切换装置12中心轴41第一切换器13固定支架42制动器14第一盖体43第二切换器15第二盖体5蓄电装置2电磁部51电池21基片M间隔22线圈T距离23铁芯部100低能耗动力机构3发电装置200电动机车31转子300电动车辆具体实施例方式为了更具体呈现本发明的内容，以下参考附图，针对本发明的实施型态作详细说明。如图1所示为本发明的立体示意图，如图2所示为本发明的立体分解示意图，如图3所示为本发明的全剖面示意图。图中示出，一种低能耗动力机构100，其特征在于包括一呈盘状的永磁部1，该永磁部1的内侧环壁上，环设固定有数个磁力线朝向轴心导通的永久磁铁11，而永磁部1轴心处，设有一能供承载永磁部1的中心轴12；一以一间隔M设置在该永磁部1内侧、呈环状的电磁部2，该电磁部2是由数片的基片21所堆栈组成，且电磁部2在远离轴心处的圆周上，环设有数个卷绕有线圈22的铁芯部23，电磁部2的轴心处与内侧、间隔一距离T；一设于该永磁部1轴心处，能被该永磁部1或电磁部2带动的发电装置3；以及一设于该永磁部1轴心处，能在永磁部1或电磁部2两者间，控制切换其旋转的切换装置4。其中，永磁部1能带动轴心处的发电装置3，并因为本发明整体的半径大，电磁部2的轴心处与内侧、间隔一距离T，所以有效力臂也较大，根据力矩等于力乘力臂，此一公式的计算，当力臂越大，越小的力，就能达到预定的力矩输出，所以本发明在与一般电动机，为相同大小的力时，可以产生更大的扭力输出。本发明与一般电动机的比较，如下表所示5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>也就是说，能使本发明如果要达到，与一般电动机相同的力矩输出，只要降低力的输出便能做到，让本发明能实现，在低功耗的状况下，产生与旧式电动机相等做功的这一目标。其次，配合电磁部2上数个卷绕有线圈22的铁芯部23，能形成多个相，如果再加上电子装置的控制(未示出)，针对负重与转速的变化，而采用最佳的输出响应，能达到精密控制的效果，另一方面，其对电能的消耗能达到最佳的状况，能提高整体的运作效果，让本发明具有的极高电能效率，获得完整的呈现。再者，通过切换装置4的设置，使本发明在一般的运转状态时，当永磁部1是处于旋转的状态下时，便能让发电装置3同步旋转发电，以补充本发明的耗电量，以达到让装置的交通工具，其行驶距离加长的效果。还有，切换装置4的设置，可以让本发明在其装置的交通工具停止或静止时，切换运转方式，改由电磁部2旋转，使永磁部1停转，并让发电装置3与电磁部2同步旋转以发电，且因为此时不负重，所以充电量能大于耗电量，可以让发电装置3将之前所消耗的电补充回去，能源密度大增，能有效的解决，电动交通工具的几大问题点，就是充电站不足、电池容量有限、行驶距离短等等的问题，能达到随停随充的目标，能让电动交通工具，进充电站充电的周期延长，降低整体的环境成本，并降低使用者的负担，真正达成节能省碳的目标。另外，因为本发明将发电与动力，此两种功能合并在一装置中，当本发明与电动交通工具结合时，因为少了发电机的设置，可以降低整体的重量，并受到本发明运作方式的影响，使整体的行驶距离能被延长，所以电池的数量与重量，能少于一般的电动交通工具，整体的重量可以再进一步减少，再加上高扭力的特点，让使用本发明的电动交通工具，能有最佳的动重比(输出动力与车重比值)。再其次，因为整体的重量降低了，因此能再于电动交通工具的其它部位(如前轮、车头、车尾等处)，装置其它的发电机(未示出)，以提高回充率，主动的增加电力源，而非被动的增加电力源(电池)，增加行驶时间。上述中，所述发电装置3是由一设于永磁部1与电磁部2间、能被该永磁部1或电磁部2带动的转子31；及一设于该转子31内、与中心轴12连接的定子32所组成。其中，通过此种的实施，让永磁部1或电磁部2，在不同的状态下(移动或停止)，可以带动转子31，以与定子32产生反应，开始发电，有效地利用空间与动力，以降低整体的能量消耗。上述中，所述发电装置3与电磁部2，更电连接至一具有至少一电池51的蓄电装置5；通过此一蓄电装置5，为电磁部2提供电力，以驱使其与永磁部1，产生电磁效应，开始运转，而发电装置3则是当前述装置开始运转时，便开始发电，以充入电池51中，补充消耗的电力。上述中，所述电磁部2轴心处与内侧，间隔的距离T大小，为1N倍的铁芯部24宽度；而所述基片21是由质轻的高导磁材料所制成。其中，依据使用者的需求，能装置的空间大小，将距离T做最适当的调整，以提供此状态下，本发明最佳的扭力输出。其次，使用质轻的高导磁材料，来制作基片21，能降整体的重量降低，且又不影响整个的运作，能有效的利用每一分输入电力。上述中，所述发电装置3为下列之一薄型转子发电机、梯型转子发电机、传统转子发电机。其中，前述的几种发电机，能依使用的需要，与装置空间的限制，进行装置、改变与使用，其适用范围如下所示(1)薄型转子发电机轻型电动车辆、轻型船舶。(2)梯型转子发电机大型电动车辆、大型船舶。(3)传统转子发电机中型电动车辆、中型船舶。上述中，所述永久磁铁11均是分别直接或间接结合在一设置于该永磁部1内侧的固定支架13上；且上述中，所述该固定支架13的断面为下列之一n形、H形、I形；且所述该固定支架13是由下列之一的材质所成型铝合金、不锈钢。其中，以固定支架13，将第一盖体14与第二盖体15两者，和永久磁铁11分开，当第一盖体14与第二盖体15是金属时，能避免被磁化，而影响运作；而当第一盖体14与第二盖体15是非金属时，能避免影响外部其它装置，更能确保永磁部1与电磁部2的运作顺畅，此种设置，能确保其功能性的发挥。上述中，所述永磁部1是由一能将电磁部2与发电装置3覆盖的第一盖体14；及一设于该第一盖体14另侧端、能与该第一盖体14相配合的第二盖体15所组成；而所述第一盖体14与第二盖体15，是由非导磁材料所制成。其中，通过第一盖体14与第二盖体15的实施，让本发明能方便与电动交通工具结合，能增加整体的应用范围，提升产业利用性，并通过此种的实施，能有效地简化，整体的制造与维护难度，更能降低整体的重量与成本，且不影响本发明的安全性。其次，由非导磁材料所制成的第一盖体14与第二盖体15，此种设置，能将内部的装置保护，并提供内部装置一稳定的支撑，且本发明能顺利的旋转，更能避免外界因素的干扰，或是影响到外界的装置，使本发明可以正常的运作。上述中，所述低能耗动力机构100能与下列之一的装置结合电动自行车、电动机车200、电动车辆300、油电混合车、船舶。其中，因为本发明具有，扭力大、回充效果好、装置方便、不占空间等，以上几个特点，使本发明除了飞行交通工具外，是电动陆地、电动海上交通工具的最佳选择，能有效的延长行驶距离，使电动交通工具，更实用、适用范围更广，更能为人们所接受。上述中，所述切换装置4是由一设于永磁部1与发电装置3间，能控制永磁部1与发电装置3、同步旋转与否的第一切换器41；一设于电磁部2轴心处，能控制电磁部2旋转与否的制动器42；以及一设于电磁部2与发电装置3间，受该制动器42控制、能控制电磁部2与发电装7置3、同步旋转与否的第二切换器43所组成。其中，通过此种增设切换装置4的实施，让本发明能达到一直充电，但又不影响动力输出的目标，能在永磁部1运转时，以第一切换器41，让发电装置3旋转，以产生回充效果；并在永磁部1不运转时，以制动器42让电磁部2运转，再以第二切换器43，让发电装置3旋转，以产生回充效果。其次，蓄电池这种化学储能装置，研究和使用过的人都知道，它最害怕的是，使用过程中的过充电与过放电；过充电和过放电，对蓄电池来说，损害都是致命的，而通过此种的实施，能避免过放电的状况发生，如此一来，使用者只要注意过充电此一问题即可，能降低整体的维护难度，减少使用者对装置运作，所要花费的心力。如图4所示为本发明正常运作时的实施示意图，如图5所示为本发明装置停止时的实施示意图，如图6所示为本发明用于电动机车200时的实施示意图，如图7所示为本发明用于电动车辆300时的实施示意图。图中示出，本发明通电时，会使电磁部2上卷绕有线圈22的铁芯部23，产生电流磁效应，与永磁部1上的永久磁铁11，产生排斥力，使外圈的永磁部1，被中间电磁部2的旋转磁场吸斥而旋转，并通过切换装置4，使发电装置3的转子31，一同旋转，此种的运作方式，与一般的内转式电动机相比，除了能有较大的扭力外，还能降低整体的能耗，而与现今一般具有回充功能的电动机构相比，当本发明装置于电动交通工具时(如图6、图7)，更能延长其行驶距离，相对来说，整体能更节能省碳。此外，本发明藉由切换装置4，还能于电动交通工具静止时，进行充电的动作，能减少使用者至充电站的次数，能真正的降低移动性污染源，对环境的冲击，更让转移为固定性污染的污染程度降低，使污染源更易于进行污染的防制，还能提高整体的能源使用效率。另外，传统汽油车所使用的汽油，需由进口原油提炼，对于资源不足的国家而言，对外依赖过高；而电动交通工具，除了行驶时无污染外，其所使用的充电电力，均由电厂供应，电厂发电所使用的能源，可包括石油、煤炭、水力、核能、地热、太阳能、风力等，其能源较为多样化，可降低石油依赖度，减少外汇支出。还有，因为蓄电装置5中电池51的电容量问题，一般需要装置较多的电池51，但是本发明，因为内含有一发电装置3，所以蓄电装置5的电量，是处于一种动态平衡的状态下，因此，电池51的数量，与具有回充功能的电动机构相比，能设置的更少，能有效的解决电动交通工具，其重量重、成本高的问题，且当电池51的寿命，达到无法使用的阶段时，能以较低的成本，进行更换，能有效的提高消费者，购买的意愿，另一方面，电池51数量一少，还能减少电池回收的困扰，一举多得。由此能得知，本发明的应用范围非常广泛，其极高电能效率，与电能回充能力，可延长各种以电池为能源的电动装置之运转时间、行驶距离，更由于电能利用效率的再次提高，对维护地球自然环境生态，更有帮助，相较于现今的动力机构而言，更具功效性、实用性与产业利用性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。权利要求一种低能耗动力机构(100)，其特征在于包括一呈盘状的永磁部(1)，该永磁部(1)的内侧环壁上，环设固定有数个磁力线朝向轴心导通的永久磁铁(11)，而永磁部(1)轴心处，设有一能供承载永磁部(1)的中心轴(12)；一以一间隔(M)设置在该永磁部(1)内侧、呈环状的电磁部(2)，该电磁部(2)是由数片的基片(21)所堆栈组成，且电磁部(2)在远离轴心处的圆周上，环设有数个卷绕有线圈(22)的铁芯部(23)，电磁部(2)的轴心处与内侧、间隔一距离(T)；一设于该永磁部(1)轴心处，能被该永磁部(1)或电磁部(2)带动的发电装置(3)；以及一设于该永磁部(1)轴心处，能在永磁部(1)或电磁部(2)两者间，控制切换其旋转的切换装置(4)。2.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述发电装置(3)是由一设于永磁部(1)与电磁部(2)间、能被该永磁部(1)或电磁部(2)带动的转子(31)；及一设于该转子(31)内、与中心轴(12)连接的定子(32)所组成。3.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述发电装置(3)与电磁部(2)，进一步电连接至一具有至少一电池(51)的蓄电装置(5)。4.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述电磁部(2)轴心处与内侧，间隔的距离⑴大小，为1N倍的铁芯部(24)宽度；而所述基片(21)是由质轻的高导磁材料所制成。5.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述发电装置(3)为下列之一薄型转子发电机、梯型转子发电机、传统转子发电机。6.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述永久磁铁(11)均是分别直接或间接结合在一设置于该永磁部(1)内侧的固定支架(13)上。7.如权利要求6述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述固定支架(13)的断面为下列之一π形、H形、I形；且所述固定支架(13)是由下列之一的材质所成型铝合金、不锈钢。8.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述永磁部(1)是由一能将电磁部(2)与发电装置(3)覆盖的第一盖体(14)；及一设于该第一盖体(14)另侧端、能与该第一盖体(14)相配合的第二盖体(15)所组成；而所述第一盖体(14)与第二盖体(15)，是由非导磁材料所制成。9.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述低能耗动力机构(100)能与下列之一的装置结合电动自行车、电动机车(200)、电动车辆(300)、油电混合车、船舶。10.如权利要求1所述的低能耗动力机构(100)，其特征在于所述切换装置(4)是由一设于永磁部(1)与发电装置(3)间，能控制永磁部(1)与发电装置(3)、同步旋转与否的第一切换器(41)；一设于电磁部(2)轴心处，能控制电磁部(2)旋转与否的制动器(42)；以及一设于电磁部(2)与发电装置(3)间，受该制动器(42)控制、能控制电磁部(2)与发电装置(3)、同步旋转与否的第二切换器(43)所组成。全文摘要本发明公开了一种能回充能量、适用范围广泛的低能耗动力机构。在技术方案方面，为一呈盘状的永磁部(1)，该永磁部(1)的内侧环壁上，环设固定有数个磁力线朝向轴心导通的永久磁铁(11)，而永磁部(1)轴心处，设有一能供承载永磁部(1)的中心轴(12)；一以一间隔(M)设置在该永磁部(1)内侧、呈环状的电磁部(2)，该电磁部(2)是由数片的基片(21)所堆栈组成，且电磁部(2)在远离轴心处的圆周上，环设有数个卷绕有线圈(22)的铁芯部(23)，电磁部(2)的轴心处与内侧、间隔一距离(T)；一设于该永磁部(1)轴心处，能被该永磁部(1)或电磁部(2)带动的发电装置(3)；以及一设于该永磁部(1)轴心处，能在永磁部(1)或电磁部(2)两者间，控制切换其旋转的切换装置(4)。文档编号H02N11/00GK101826822SQ200910127210公开日2010年9月8日申请日期2009年3月5日优先权日2009年3月5日发明者叶贞枝申请人:叶贞枝