环状直线式磁阻马达的制作方法
【专利摘要】一种环状直线式磁阻马达，包含：一环状壳体、多个直线式磁阻马达单元及一曲柄轴。环状壳体具有一轴向穿孔并定义一中心轴线通过轴向穿孔的几何中心。直线式磁阻马达单元彼此相间隔且相错开地环设于环状壳体内，各直线式磁阻马达单元包括一不导磁套筒、一激磁线圈、一铁芯及一实心铁活塞。曲柄轴穿设于轴向穿孔并包括数量对应直线式磁阻马达单元且朝远离中心轴线的方向向外凸伸的曲轴臂。各直线式磁阻马达单元的实心铁活塞与对应的曲轴臂枢接，当激磁线圈被以一默认顺序对相对应的铁芯激磁，会使实心铁活塞在不导磁套筒内往复运动而带动曲柄轴朝同一方向旋转，达到兼具省电及高效能的功效与目的。
【专利说明】
环状直线式磁阻马达
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种磁阻马达，特别是涉及一种环状直线式磁阻马达。
【背景技术】
[0002] 参阅图1，以往一种磁阻马达9主要包括一定子91及一设于定子91内的转子92。定 子91具有八个凸极六^'、8、8'、(：、(：'、0、0'，以及分别绕设在凸极上的绕组1^、1^。而转子92 具有六个凸极a、a'、b、b'、c、c'。一般以分相激磁方式对磁阻马达9的四相绕组依序激磁，例 如使A相绕组所绕设的凸极A、A'产生磁力吸引转子92之凸极a、a'朝定子91的凸极A、A'方向 移动，如图1所示，再接着让B相绕组所绕设的凸极B、B'产生磁力吸引转子92之凸极b、b'朝 定子91的凸极B、B'方向移动，再接着以相同方式依序对C、D相绕组激磁，就能驱动转子92顺 时针运转，相反地，若依序对D、C、B、A相绕组激磁，就能驱动转子92逆时针运转。
[0003] 以往磁阻马达9是利用转子92和定子91的凸极相吸的力量运转，但由于定子91的 每一凸极的绕组的绕线匝数少(通常少于100)，产生的磁阻小，因此需要耗用较大的电流才 能让每一凸极产生足够的磁吸力带动转子92运转，故以往磁阻马达9的构造无法有效节省 电力。
[0004] 此外，如图2所示，由于以往采用磁阻马达9的电动机产生的磁功率是由电流控制 (电压固定），且磁阻马达9的绕组呈现电感的特性，因此绕组在消磁的过程中会因产生反电 动势(虚功，如图中虚线所示)而生热，使得电动机容易产生高温。
[0005] 再者，如图3所示，由以往电磁铁的工作曲线可知，其产生的磁功率是由电压控制 (电流固定），此时电磁铁亦呈现电感的特性，因此其在消磁过程中亦会因为产生涡电流(虚 功，如图中虚线所示)而生热。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种兼具省电及高效能的环状直线式磁阻马达。
[0007] 于是，本实用新型环状直线式磁阻马达在一些实施态样中，是包含：一环状壳体、 多个直线式磁阻马达单元，以及一曲柄轴。该环状壳体具有一轴向穿孔并定义一中心轴线 通过该轴向穿孔的几何中心。所述直线式磁阻马达单元彼此相间隔且相错开地环设于该环 状壳体内，每一个直线式磁阻马达单元包括一不导磁套筒、一激磁线圈、一铁芯，及一实心 铁活塞。该不导磁套筒具有一第一开口，该激磁线圈绕设在该不导磁套筒的外表面，该铁芯 穿设在该不导磁套筒外围并与该激磁线圈相隔离，该实心铁活塞具有一第一端、一相反于 该第一端的第二端及一轴杆，该第一端容置在该不导磁套筒中，该第二端凸出该第一开口， 该轴杆由该第二端朝该轴向穿孔凸出，且该实心铁活塞能相对该不导磁套筒轴向位移，使 该第二端接近或远离该第一开口。该曲柄轴穿设于该环状壳体的该轴向穿孔并包括数量对 应所述直线式磁阻马达单元且朝远离该中心轴线的方向向外凸伸的曲轴臂，所述直线式磁 阻马达单元的该实心铁活塞的该轴杆分别与对应的所述曲轴臂枢接，当每一个直线式磁阻 马达单元的该激磁线圈被以一默认顺序对相对应的该铁芯激磁，会使每一个实心铁活塞在 相对应的该不导磁套筒内往复运动而带动该曲柄轴朝同一方向旋转。
[0008] 在一些实施态样中，每一个直线式磁阻马达单元还包括一实心铁座体，及一实心 铁盖体。该实心铁座体的一内面中央形成一凸部，该不导磁套筒的一端套设在该凸部上，且 该铁芯的一端面与该实心铁座体的该内面抵接。该实心铁盖体设在该不导磁套筒的另一端 并与该铁芯的另一端面抵接，且该实心铁盖体的中央形成一与该第一开口相对且相连通的 第二开口，该实心铁活塞的第二端凸出该第二开口。
[0009] 在一些实施态样中，每一个直线式磁阻马达单元的该实心铁活塞是由该第二开口 置入该不导磁套筒内，当该激磁线圈对该铁芯激磁时，该实心铁活塞会受该铁芯吸引而朝 该不导磁套筒内移动，而使该第二端接近该第二开口，并同时借由该轴杆带动该曲柄轴旋 转。
[0010] 在一些实施态样中，每一个直线式磁阻马达单元还包括一复位元件，当该实心铁 活塞未受该铁芯吸引时，该复位元件使该实心铁活塞的该第二端位于一远离该第二开口的 初始位置，并同时借由该轴杆带动该曲柄轴朝同一方向旋转。
[0011] 在一些实施态样中，该环状直线式磁阻马达包含η个直线式磁阻马达单元及一包 括η个曲轴臂的曲柄轴，ng 2,所述曲轴臂分别朝远离该中心轴线的m个方向向外凸伸，mg 1，其中，每个方向上会形成至少一曲轴臂且所述方向相邻之间的夹角为^度。 m
[0012] 在一些实施态样中，该环状直线式磁阻马达包含两个彼此相对设置在该环状壳体 的直线式磁阻马达单元，该曲柄轴包括朝相同方向凸伸的一第一曲轴臂及一第二曲轴臂， 且其中一直线式磁阻马达单元的该实心铁活塞的该轴杆与该第一曲轴臂连接，其中另一直 线式磁阻马达单元的该实心铁活塞的该轴杆与该第二曲轴臂连接，当所述直线式磁阻马达 单元的该激磁线圈轮流对相对应的该铁芯激磁，会使每一个实心铁活塞在相对应的该不导 磁套筒内往复运动而带动该曲柄轴朝同一方向旋转。
[0013] 于是，本实用新型环状直线式磁阻马达在一些实施态样中，是包含：一环状壳体、 多个直线式磁阻马达单元以及一转子。该环状壳体具有一轴向穿孔并定义一中心轴线通过 该轴向穿孔的几何中心。所述直线式磁阻马达单元彼此以相同角度相间隔地环设于该环状 壳体内并位于同一平面，每一个直线式磁阻马达单元包括一不导磁套筒、一激磁线圈、一铁 芯及一实心铁活塞。该不导磁套筒具有一开口，该激磁线圈绕设在该不导磁套筒的外表面， 该铁芯穿设在该不导磁套筒外围并与该激磁线圈相隔离，该实心铁活塞具有一第一端及一 相反于该第一端的第二端，该第一端容置在该不导磁套筒中，该第二端凸出该第一开口。该 转子穿设于该环状壳体的轴向穿孔，并具有多个以相同角度相间隔且朝远离该中心轴线的 方向向外凸伸的凸极，所述凸极的数量少于所述直线式磁阻马达单元。当每一个直线式磁 阻马达单元的该激磁线圈被以一默认顺序对相对应的该铁芯激磁，会使每一个实心铁活塞 产生磁力吸引邻近的凸极而带动该转子朝同一方向旋转。
[0014] 在一些实施态样中，每一个直线式磁阻马达单元还包括:一实心铁座体及一实心 铁盖体。该实心铁座体的一内面中央形成一凸部，该不导磁套筒的一端套设在该凸部上，且 该铁芯的一端面与该实心铁座体的该内面抵接。该实心铁盖体设在该不导磁套筒的另一端 并与该铁芯的另一端面抵接，且该实心铁盖体的中央形成一与该第一开口相对且相连通的 第二开口，该实心铁活塞的第二端凸出该第二开口。
[0015] 在一些实施态样中，所述直线式磁阻马达单元有2M个，该转子的所述凸极有2N个， 且2〈N〈M〇
[0016] 本实用新型之功效在于:该环状直线式磁阻马达通过每一个直线式磁阻马达单元 的激磁线圈对铁芯激磁，使产生的磁吸力吸引实心铁活塞进行往复的直线运动，以带动曲 柄轴朝同一方向旋转，达到兼具省电及高效能的功效与目的。
【附图说明】
[0017] 图1是一现有磁阻马达正面剖视示意图，说明现有磁阻马达的正面结构；
[0018] 图2是现有磁阻马达的工作曲线示意图；
[0019]图3是现有电磁铁的工作曲线不意图；
[0020]图4是本实用新型环状直线式磁阻马达的第一实施例的俯视示意图；
[0021 ]图5是第一实施例的立体示意图；
[0022]图6是第一实施例的曲柄轴的俯视不意图；
[0023] 图7是第一实施例的直线式磁阻马达单元的构造纵向剖面示意图；
[0024] 图8是第一实施例的直线式磁阻马达单元的一运作示意图；
[0025] 图9是第一实施例的直线式磁阻马达单元的另一运作示意图；
[0026] 图10是第一实施例的驱动电路的细部电路图；
[0027] 图11是第一实施例的直线式磁阻马达单元的工作曲线示意图；
[0028]图12是本实用新型环状直线式磁阻马达的第二实施例的曲柄轴的俯视示意图；
[0029] 图13是第二实施例的剖面示意图；
[0030] 图14是第三实施例的剖面示意图；
[0031] 图15是本实用新型环状直线式磁阻马达的第四实施例的曲柄轴的俯视示意图；
[0032] 图16是本实用新型环状直线式磁阻马达的第五实施例的曲柄轴的俯视示意图；
[0033] 图17是本实用新型环状直线式磁阻马达的第六实施例的剖面示意图；
[0034] 图18是第六实施例的直线式磁阻马达单元的运作示意图；
[0035] 图19是本实用新型环状直线式磁阻马达的第七实施例的俯视示意图；及 [0036]图20是本实用新型环状直线式磁阻马达之具体实施的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。
[0038] 在本实用新型被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以 相同的编号来表不。
[0039] 参阅图4至图7,本实用新型环状直线式磁阻马达之第一实施例包含：一环状壳体 1、四个直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d，以及一曲柄轴3。
[0040] 环状壳体1具有一轴向穿孔11并定义一中心轴线10通过轴向穿孔11的几何中心。 所述直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d彼此相间隔且相错开地环设于环状壳体1内，具体来 说，所述直线式磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1分别位于中心轴线10的四个方向上，如图4图面 所示的上、下、左、右之方向，且彼此以一角度相间隔，此角度为90度；另由图5所示，所述直 线式磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1彼此上下交错并相间隔，换句话说，任两个直线式磁阻马达 单元2a、2b、2c、2d不位于同一水平面上。
[0041 ] 如图7所示，各直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d主要包括一个实心铁座体21、一 个套设在实心铁座体21上的不导磁套筒22、一个绕设在不导磁套筒22的外表面的激磁线圈 23、一个穿设在不导磁套筒22外围的铁芯24、一个设在不导磁套筒22的另一端的实心铁盖 体25,以及一个容置在不导磁套筒22中的实心铁活塞26。详细来说，实心铁座体21的内面中 央形成一凸部211，且凸部211的顶面是一倒锥面212。不导磁套筒22是由一种不导磁材料， 例如铝或铜制成，其一端套设在实心铁座体21的凸部211上，另一端具有一第一开口 221。绕 设在不导磁套筒22的激磁线圈23的匝数可视实际使用需求绕设500~1000圈不等。穿设在 不导磁套筒22外围的铁芯24是借由一个包覆在不导磁套筒22外表面的绝缘壳体27,来与激 磁线圈23相隔离，且铁芯24的一端面与实心铁座体21的内面周沿相抵接。
[0042]而设在不导磁套筒22的另一端的实心铁盖体25与铁芯24的另一端面抵接，且其中 央形成一与不导磁套筒22的第一开口 221相对且相连通的第二开口 251。实心铁活塞26具有 一第一端261、一相反于第一端261的第二端262及一轴杆263,第一端261容置在不导磁套筒 22中，并朝向实心铁座体21的凸部211，且第一端261形成一锥状以与凸部211的倒锥面212 相配合;第二端262凸出实心铁盖体25的第二开口 251，而轴杆263由第二端262延伸并朝环 状壳体1的轴向穿孔11凸出（如图5及图6所示），且实心铁活塞26能相对不导磁套筒22轴向 位移而进行活塞运动，使第二端262接近或远离第二开口 251。此外，在不导磁套筒22和实心 铁活塞26之间还套设一绝缘套筒28,将实心铁活塞26与不导磁套筒22相隔离并绝缘。
[0043] 又如图4与图6所示，曲柄轴3穿设于环状壳体1的轴向穿孔11并包括四个曲轴臂 31，所述曲轴臂31分别朝远离中心轴线10的四个方向向外凸伸，所述方向相邻之间的夹角 为90度，而所述直线式磁阻马达单元2 &、213、2〇、2(1的实心铁活塞26的轴杆263分别与对应的 所述曲轴臂31枢接。搭配参阅图8与图9,各该直线式磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1还包括一复 位元件29,复位元件29是设在实心铁活塞26的第一端261与实心铁座体21(见图7)之间的一 压缩弹簧。
[0044] 以下说明本实用新型环状直线式磁阻马达之第一实施例的运作方式。
[0045] 当各直线式磁阻马达单元2&、213、2(：、2(1的激磁线圈23被以一默认顺序对相对应的 铁芯24激磁时，会使铁芯24成为电磁铁而产生磁吸力将实心铁活塞26吸入不导磁套筒22 内，如图9所示，此时，实心铁活塞26的拉力会带动曲柄轴3旋转，并同时压缩复位元件29;而 当激磁线圈23停止对铁芯24激磁，使铁芯24消磁时，复位元件29的反弹力会将实心铁活塞 26推回初始位置(复位），如图8所示，同时实心铁活塞26的推力会带动曲柄轴3持续朝同一 方向旋转。其中，所述激磁线圈23对铁芯24激磁的默认顺序在本第一实施例为由上到下逐 一激磁，借此，当所述激磁线圈23轮流以一特定频率(决定曲柄轴3的转速)间断地对铁芯24 激磁时，会使实心铁活塞26在相对应的不导磁套筒22内持续往复运动而反复拉推曲柄轴3 的曲轴臂31，如此即能带动曲柄轴3朝同一方向持续旋转，而产生将磁能转换成机械能的功 效。
[0046] 且如图10所示，所述直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d可借由一驱动电路4来作 动，具体地，驱动电路4与所述激磁线圈23电耦接，用于轮流控制各激磁线圈23间断地对铁 芯24激磁。
[0047] 参阅图10,驱动电路4接受一直流电源Vdc，并包括八个开关SWl、SW2、SW3、SM、 5耶、516、517、518和八个二极管01、02、03、04、05、06、07、08以及一控制器41。
[0048] 其中第一开关SWl的一端与直流电源Vdc的正端电親接，另一端与直线式磁阻马达 单元2a的激磁线圈23的一端电耦接;第二开关SW2的一端与直线式磁阻马达单元2a的激磁 线圈23的另一端电耦接，另一端与直流电源Vdc的负端电耦接;第一二极管Dl的N极与直线 式磁阻马达单元2a的激磁线圈23的一端电耦接，其P极与直流电源Vdc的负端电耦接;第二 二极管D2的P极与直线式磁阻马达单元2a的激磁线圈23的另一端电耦接，其N极与直流电源 Vdc的正端电耦接，借此构成第一驱动模块42。
[0049]第三开关SW3的一端与直流电源Vdc的正端电耦接，另一端与直线式磁阻马达单元 2b的激磁线圈23的一端电耦接;第四开关SW4的一端与直线式磁阻马达单元2b的激磁线圈 23的另一端电耦接，另一端与直流电源Vdc的负端电耦接;第三二极管D3的N极与直线式磁 阻马达单元2b的激磁线圈23的一端电耦接，其P极与直流电源Vdc的负端电耦接;第四二极 管D4的P极与直线式磁阻马达单元2b的激磁线圈23的另一端电耦接，其N极与直流电源Vdc 的正端电耦接，借此构成第二驱动模块43。
[0050] 第五开关SW5的一端与直流电源Vdc的正端电耦接，另一端与直线式磁阻马达单元 2c的激磁线圈23的一端电耦接;第六开关SW6的一端与直线式磁阻马达单元2c的激磁线圈 23的另一端电耦接，另一端与直流电源Vdc的负端电耦接;第五二极管D5的N极与直线式磁 阻马达单元2 c的激磁线圈23的一端电耦接，其P极与直流电源Vdc的负端电耦接;第六二极 管D6的P极与直线式磁阻马达单元2c的激磁线圈23的另一端电耦接，其N极与直流电源Vdc 的正端电耦接，借此构成第三驱动模块44。
[0051] 第七开关SW7的一端与直流电源Vdc的正端电耦接，另一端与直线式磁阻马达单元 2d的激磁线圈23的一端电耦接;第八开关SW8的一端与直线式磁阻马达单元2d的激磁线圈 23的另一端电耦接，另一端与直流电源Vdc的负端电耦接;第七二极管D7的N极与直线式磁 阻马达单元2d的激磁线圈23的一端电耦接，其P极与直流电源Vdc的负端电耦接;第八二极 管D8的P极与直线式磁阻马达单元2d的激磁线圈23的另一端电耦接，其N极与直流电源Vdc 的正端电耦接，借此构成第四驱动模块45。
[0052]借此，控制器41轮流控制第一至第四驱动模块42~45轮流作动，例如当第一驱动 模块42的第一开关SWl和第二开关SW2导通时，第二至第四驱动模块43~45不作动；当第二 驱动模块43的第三开关SW3和第四开关SW4导通时，第一及第三、第四驱动模块42、44、45不 作动；当第三驱动模块44的第五开关SW5和第六开关SW6导通时，第一、第二及第四驱动模块 42、44、45不作动；当第四驱动模块45的第七开关SW7和第八开关SW8导通时，第一至第三驱 动模块42~44不作动。
[0053]借此，使直流电源Vdc轮流供应给直线式磁阻马达单元2&、213、2〇、2(1的各该激磁线 圈23,使轮流对相对应的铁芯24激磁，使四个实心铁活塞26轮流在相对应的不导磁套筒22 内往复运动，而带动曲柄轴3持续朝同一方向旋转，达到将电能转换成机械能输出的功能。 [0054] 且由于各激磁线圈23的匝数较以往磁阻马达的绕组多，产生的磁阻大，因此只需 供给较小的电流即能让铁芯24产生足够的磁吸力将实心铁活塞26吸入不导磁套筒22内而 带动曲柄轴3旋转，能有效节省电力。
[0055]此外，值得一提的是，上述所述激磁线圈23对铁芯24激磁的默认顺序并不以此为 限，只要能达到各实心铁活塞26带动曲柄轴3朝同一方向持续旋转的目的即可。例如本第一 实施例也可控制相间隔的两两直线式磁阻马达单元2a、2c(同时作动）与直线式磁阻马达单 元2b、2d (同时作动)轮流运作，而同样能带动曲柄轴3朝同一方向持续旋转，并不以本第一 实施例所揭露的默认顺序为限。
[0056]另外，值得一提的是，如图11所示，本实施例的直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d 的各该激磁线圈23所产生的磁功率是同时被电压及电流控制，也就是说其产生的磁功率是 由电压及电流共同决定，此时激磁线圈23呈现磁阻的特性，只会做实功，无虚功，故不会产 生反电动势而不易生热，因此能防止直线式磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1在工作中不致产生 尚温。
[0057]参阅图12与图13,本实用新型环状直线式磁阻马达之第二实施例与第一实施例大 致相同，惟，其与第一实施例不同处在于:本第二实施例的曲柄轴3包括的四个曲轴臂31两 两一组分别朝远离该中心轴线10的两个方向向外凸伸，其中，所述方向之间的夹角为180 度，直线式磁阻马达单元2a、2c的实心铁活塞26分别与其中一方向的两曲轴臂31对应枢接， 而直线式磁阻马达单元2b、2d的实心铁活塞26则分别与其中另一方向的两曲轴臂31对应枢 接。驱动电路4之控制方式类似第一实施例，也就是说驱动电路4可轮流对直线式磁阻马达 单元2 &、213、2(：、2(1激磁，或是驱动电路4控制相间隔的两两直线式磁阻马达单元2&、2(3(同时 作动）与直线式磁阻马达单元2b、2d(同时作动)轮流运作，同样能带动曲柄轴3朝同一方向 持续旋转。
[0058]当然本实用新型环状直线式磁阻马达的实施态样也可为其他结构，举例来说，参 阅图14,本实用新型环状直线式磁阻马达之第三实施例与第二实施例大致相同，惟，其与第 二实施例不同处在于:本第三实施例的一曲柄轴 3包括两个相邻且朝同一方向凸出的第一 曲轴臂32,以及两个相邻且朝与第一曲轴臂32相反方向凸出的第二曲轴臂33,且其中直线 式磁阻马达单元2a、2b的实心铁活塞26与第一曲轴臂32对应枢接，直线式磁阻马达单元2c、 2d的实心铁活塞26与第二曲轴臂33对应枢接。而驱动电路4之控制方式类似第一实施例，也 就是说驱动电路4轮流对直线式磁阻马达单元2a、2b以及直线式磁阻马达单元2c、2d激磁， 使直线式磁阻马达单元2a、2b同时作动时，直线式磁阻马达单元2c、2d不作动，而当直线式 磁阻马达单元2c、2d同时作动时，直线式磁阻马达单元2a、2b不作动，借此，以两直线式磁阻 马达单元2a、2b或两直线式磁阻马达单元2c、2d轮流推动曲柄轴3旋转，而同样能达到将电 能转换成机械能输出的功效。
[0059] 参阅图15,本实用新型环状直线式磁阻马达之第四实施例与第二实施例大致相 同，惟，其与第二实施例不同处在于:本第四实施例的曲柄轴3包括至少三个曲轴臂31，所述 曲轴臂31分别朝远离该中心轴线10的三个方向向外凸伸，其中，每个方向上会形成至少一 曲轴臂31且所述方向相邻之间的夹角为120度，其余作动方式同上，于此不再赘述。
[0060] 又，参阅图16,本实用新型环状直线式磁阻马达之第五实施例与第二实施例大致 相同，惟，其与第二实施例不同处在于:本第五实施例的曲柄轴3包括至少六个曲轴臂31，所 述曲轴臂31分别朝远离该中心轴线10的六个方向向外凸伸，其中，每个方向上会形成至少 一曲轴臂31且所述方向相邻之间的夹角为60度，其余作动方式同上，于此不再赘述。
[0061] 除此之外，参阅图17与图18,本实用新型环状直线式磁阻马达之第六实施例与第 二实施例大致相同，惟，其与第二实施例不同处在于:本第六实施例是包含两个彼此相对侧 设置在环状壳体1内的直线式磁阻马达单元2a、2b，所述直线式磁阻马达单元2a、2b皆不包 括复位元件29,而曲柄轴3则包括朝相同方向凸伸的一第一曲轴臂32及一第二曲轴臂33,且 其中直线式磁阻马达单元2a的实心铁活塞26的轴杆263与第一曲轴臂32连接，另一直线式 磁阻马达单元2b的实心铁活塞26的轴杆263与第二曲轴臂33连接。
[0062]因此，借由曲柄轴3的构造与两直线式磁阻马达单元2a、2b的相对侧设置，如图17 所示，当直线式磁阻马达单元2a的实心铁活塞26往不导磁套筒22内移动，会带动曲柄轴3旋 转，并同时将直线式磁阻马达单元2b的实心铁活塞26往不导磁套筒22外拉出，且如图18所 示，当换成直线式磁阻马达单元2b的实心铁活塞26往不导磁套筒22内移动，会再带动曲柄 轴3朝同一方向旋转，并同时将直线式磁阻马达单元2a的实心铁活塞26往不导磁套筒22外 拉出。借此，当直线式磁阻马达单元2a、2b的激磁线圈23轮流对相对应的铁芯24激磁，将会 使两个实心铁活塞26轮流在相对应的不导磁套筒22内往复运动，而带动曲柄轴3持续朝同 一方向旋转，因而产生将磁能转换成机械能的功效。而且由于两个直线式磁阻马达单元2a、 2b被轮流激磁时，会轮流将彼此的实心铁活塞26推出，因此本第六实施例即不需使用前述 实施例的复位元件29。当然，前述实施例的环状直线式磁阻马达也可通过曲柄轴3的构造与 所述直线式磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1两两相对侧的设置来省略复位元件29的使用。
[0063]另外，参阅图19,本实用新型环状直线式磁阻马达之第七实施例包含一环状壳体 1、八个直线式磁阻马达单元2&、213、2〇、2(1、2&'、213'、2(3'、2(1'，及一转子5。各直线式磁阻马 达单元2a、2b、2c、2d、2a '、2b '、2c '、2d '彼此以相同角度相间隔地设置在环状壳体1内且位 于同一平面，并且直线式磁阻马达单元(2&、2 &'）、（213、213'）、（2(3、2(3'）、（2(1、2(1'）两两相对 且位于同一直线，而且本实施例的直线式磁阻马达单元2a、2b、2c、2d、2a '、2b '、2c '、2d '不 需要前述实施例的复位元件29。转子5穿设于环状壳体I的轴向穿孔11并具有与所述直线式 磁阻马达单元2 &、213、2(：、2(1、2&'、213'、2(3'、2(1'位于同一平面的六个以相同角度相间隔的凸 极5a、5b、5c、5a'、5b'、5c'，且凸极（5a、5a'）、（5b、5b'）、（5c、5c'）、（5d、5cT )两两相对且位 于同一直线。而且本实施例的驱动电路类似图10所示，只是图10是以第一至第四驱动模块 42~45轮流驱动相对应的四个直线式磁阻马达单元，而本实施例的驱动电路则需要八个驱 动模块驱动相对应的直线式磁阻马达单元(2 &、2&'）、（213、213'）、（2(3、2(3'）、（2(1、2(1'），其中 每一驱动模块与图10中的驱动模块42~45的电路相同。借此，例如当直线式磁阻马达单元 2a、2a '被相对应的驱动模块驱动（即借由激磁线圈23对相对应的铁芯24激磁），使直线式磁 阻马达单元2a、2a'之实心铁活塞26产生磁力吸引转子5之凸极5a、5a'朝直线式磁阻马达单 元2a、2a '之实心铁活塞26的方向移动，如图19所示，再接着让直线式磁阻马达单元2b、2b ' 被相对应的驱动模块驱动，使其实心铁活塞26产生磁力吸引转子5之凸极5b、5b'朝直线式 磁阻马达单元2b、2b'之实心铁活塞26的方向移动，然后接着以相同方式依序对直线式磁阻 马达单元2c、2c '与直线式磁阻马达单元2d、2d '激磁，就能驱动转子5顺时针运转，相反地， 若依序对直线式磁阻马达单元2d、2d'、2c、2c'、2b、2b'、2a、2a'激磁，就能驱动转子5逆时针 运转，如此同样能达到将电能转换成机械能输出的功效。再者，本实施例可应用于一引擎 (未图标），使转子5与该引擎的一曲柄轴同轴以带动该引擎的多个活塞运作，达到省电的效 果。
[0064]参阅图20,更具体来说，本实用新型环状直线式磁阻马达可应用于定子12极对转 子8极的实施态样，图20仅示意绘出其中一相，所述直线式磁阻马达单元2&、213、2(：、2(1的激 磁线圈之间的电耦接方式可由任何形式之串联、并联所组成，例如直线式磁阻马达单元2a、 2b的激磁线圈串联为一组，直线式磁阻马达单元2c、2d的激磁线圈串联为另一组，而两组激 磁线圈再以并联方式作连接，使得环状直线式磁阻马达可于正半周期t及负半周期t2之间 产生交变磁场，虽控制较为复杂，但更能达到省电的效果。反观以往的磁阻马达，同相位的 凸极之线圈只能串联，因而其磁场不可交变，只能作实功，虽其控制较为简单，但却更加的 耗电。再者，本实用新型环状直线式磁阻马达实际上是做成宽扁型的态样，而以往的磁阻马 达却是瘦长型的态样，因此，本实用新型环状直线式磁阻马达不仅较以往的磁阻马达更加 省电，在具体结构上亦与以往的磁阻马达有很大的差异。
[0065] 综上所述，环状直线式磁阻马达通过各直线式磁阻马达单元2&、213、2(：、2(1的激磁 线圈23对铁芯24激磁，使产生的磁吸力吸引实心铁活塞26进行往复的直线运动，以带动曲 柄轴3朝同一方向旋转，并借由驱动电路4以一适当频率间断地对一或多个直线式磁阻马达 单元2a、2b、2c、2d激磁，使控制曲柄轴3以一定转速旋转，达到兼具省电及高效能的功效，故 确实能达成本实用新型之目的。
[0066]惟以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施 的范围，即凡依本实用新型权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰， 皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种环状直线式磁阻马达，其特征在于;该环状直线式磁阻马达包含： 一环状壳体，具有一轴向穿孔并定义一中屯、轴线通过该轴向穿孔的几何中屯、； 多个直线式磁阻马达单元，彼此相间隔且相错开地环设于该环状壳体内，每一个直线 式磁阻马达单元包括 一不导磁套筒，具有一第一开口， 一激磁线圈，绕设在该不导磁套筒的外表面， 一铁忍，穿设在该不导磁套筒外围并与该激磁线圈相隔离，及 一实屯、铁活塞，具有一第一端、一相反于该第一端的第二端及一轴杆，该第一端容置在 该不导磁套筒中，该第二端凸出该第一开口，该轴杆由该第二端朝该轴向穿孔凸出，且该实 屯、铁活塞能相对该不导磁套筒轴向位移，使该第二端接近或远离该第一开口； W及 一曲柄轴，穿设于该环状壳体的该轴向穿孔，并包括数量对应所述直线式磁阻马达单 元且朝远离该中屯、轴线的方向向外凸伸的曲轴臂，所述直线式磁阻马达单元的该实屯、铁活 塞的该轴杆分别与对应的所述曲轴臂枢接，当每一个直线式磁阻马达单元的该激磁线圈被 W-默认顺序对相对应的该铁忍激磁，会使每一个实屯、铁活塞在相对应的该不导磁套筒内 往复运动而带动该曲柄轴朝同一方向旋转。2. 如权利要求1所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:每一个直线式磁阻马达单元 还包括 一实屯、铁座体，其一内面中央形成一凸部，该不导磁套筒的一端套设在该凸部上，且该 铁忍的一端面与该实屯、铁座体的该内面抵接，及 一实屯、铁盖体，设在该不导磁套筒的另一端并与该铁忍的另一端面抵接，且该实屯、铁 盖体的中央形成一与该第一开口相对且相连通的第二开口，该实屯、铁活塞的第二端凸出该 第二开口。3. 如权利要求2所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:每一个直线式磁阻马达单元 的该实屯、铁活塞是由该第二开口置入该不导磁套筒内，当该激磁线圈对该铁忍激磁时，该 实屯、铁活塞会受该铁忍吸引而朝该不导磁套筒内移动，而使该第二端接近该第二开口，并 同时借由该轴杆带动该曲柄轴旋转。4. 如权利要求3所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:每一个直线式磁阻马达单元 还包括一复位元件，当该实屯、铁活塞未受该铁忍吸引时，该复位元件使该实屯、铁活塞的该 第二端位于一远离该第二开口的初始位置，并同时借由该轴杆带动该曲柄轴朝同一方向旋 转。5. 如权利要求1所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:该环状直线式磁阻马达包含 n个直线式磁阻马达单元及一包括n个曲轴臂的曲柄轴，n含2,所述曲轴臂分别朝远离该中 屯、轴线的m个方向向外凸伸，m含1，其中，每个方向上会形成至少一曲轴臂且所述方向相邻 之间的夹角为^度。 m6. 如权利要求1所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:该环状直线式磁阻马达包含 两个彼此相对设置在该环状壳体的直线式磁阻马达单元，该曲柄轴包括朝相同方向凸伸的 一第一曲轴臂及一第二曲轴臂，且其中一直线式磁阻马达单元的该实屯、铁活塞的该轴杆与 该第一曲轴臂连接，其中另一直线式磁阻马达单元的该实屯、铁活塞的该轴杆与该第二曲轴 臂连接，当所述直线式磁阻马达单元的该激磁线圈轮流对相对应的该铁忍激磁，会使每一 个实屯、铁活塞在相对应的该不导磁套筒内往复运动而带动该曲柄轴朝同一方向旋转。7. -种环状直线式磁阻马达，其特征在于:该环状直线式磁阻马达包含 一环状壳体，具有一轴向穿孔并定义一中屯、轴线通过该轴向穿孔的几何中屯、； 多个直线式磁阻马达单元，彼此W相同角度相间隔地环设于该环状壳体内并位于同一 平面，且每一个直线式磁阻马达单元包括 一不导磁套筒，具有一第一开口， 一激磁线圈，绕设在该不导磁套筒的外表面， 一铁忍，穿设在该不导磁套筒外围并与该激磁线圈相隔离，及 一实屯、铁活塞，具有一第一端及一相反于该第一端的第二端，该第一端容置在该不导 磁套筒中，该第二端凸出该第一开口； W及 一转子，穿设于该环状壳体的轴向穿孔，并具有多个W相同角度相间隔且朝远离该中 屯、轴线的方向向外凸伸的凸极，所述凸极的数量少于所述直线式磁阻马达单元，当每一个 直线式磁阻马达单元的该激磁线圈被W-默认顺序对相对应的该铁忍激磁，会使每一个实 屯、铁活塞产生磁力吸引邻近的凸极而带动该转子朝同一方向旋转。8. 如权利要求7所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:每一个直线式磁阻马达单元 还包括： 一实屯、铁座体，其一内面中央形成一凸部，该不导磁套筒的一端套设在该凸部上，且该 铁忍的一端面与该实屯、铁座体的该内面抵接，及 一实屯、铁盖体，设在该不导磁套筒的另一端并与该铁忍的另一端面抵接，且该实屯、铁 盖体的中央形成一与该第一开口相对且相连通的第二开口，该实屯、铁活塞的第二端凸出该 第二开口。9. 如权利要求7所述的环状直线式磁阻马达，其特征在于:所述直线式磁阻马达单元有 2M个，该转子的所述凸极有2N个，且2<N<M。
【文档编号】H02K41/03GK205544873SQ201620271775
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】徐夫子
【申请人】徐夫子, 凃傑生