ДВИГАТЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ПРИВОДА Российский патент 2012 года по МПК H02K16/02 H02K1/27 

Область техники

Настоящее изобретение относится к двигателю, имеющему концентрически расположенные магнитопроводы, и устройству привода, имеющему двигатель. Более конкретно, настоящее изобретение относится к электродвигателю, в котором - металлические сердечники якоря, имеющие катушки, намотанные на указанные сердечники, и прикрепленные к ним магниты, многократно размещенные вокруг центрального вала, и устройство привода, имеющее двигатель. Настоящее изобретение может рассматриваться как устройство, в котором вал неподвижен, а корпус двигателя вращается, или как устройство, в котором корпус неподвижен, а вал вращается, в зависимости от его использования.

Предпосылки создания изобретения

Из-за экологически неблагоприятных эффектов, вызывающих загрязнение воздуха и выхлопных газов при использовании топлива, особое внимание уделяется устройствам привода, где используется электродвигатель. Таким образом, гибридное транспортное средство, в котором используется топливный двигатель как главный источник энергии и электродвигатель как вспомогательный источник энергии, развивается и коммерциализируется. Кроме того, получили дальнейшее развитие электрические транспортные средства, в которых электродвигатель используется как главный источник энергии. По этой причине более востребованы электродвигатели, обеспечивающие более высокую мощность.

На фигуре 16 представлена схема обычного двигателя. Обычный двигатель включает центральный вал 1, статор 5 и ротор 3. Ротор 3 включает магнитопроводы 4 и постоянные магниты 2, установленные на ярме (магнитопроводе) 4 и вращающиеся вместе с центральным валом 1 на подшипниках. Постоянные магниты 2 вместе с магнитопроводом 4 имеют противоположные полярности.

Статор 5 сформирован путем намотки катушки на металлический сердечник якоря, который жестко соединен с центральным валом 1. Кроме того, если в обмотку подается электрический ток, вокруг катушки создается магнитное поле. При этом магнитное поле, созданное вокруг катушки, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита 2 и создает магнитодвижущую силу, которая заставляет ротор 3 вращаться вокруг центрального вала 1.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

В обычном двигателе каждый постоянный магнит и катушка являются одноступенчатыми. Таким образом, двигатель должен иметь большой объем, чтобы обеспечить достаточную выходную мощность. Если двигатель имеет небольшой объем, двигатель обеспечивает очень малую магнитодвижущую силу и, таким образом, развивает небольшой вращающий момент. Таким образом, транспортное средство, снабженное таким двигателем, не может дать высокую выходную мощность, и возникает проблема, состоящая в том, что трудно уменьшить вес транспортного средства.

Кроме того, требуется дополнительный фрикционный диск для того, чтобы использовать обычный двигатель в устройстве привода. Иными словами, тормозной диск устройства привода должен быть соединен с таким дополнительным фрикционным диском, и дополнительный фрикционный диск должен быть соединен с корпусом обычного двигателя. В этом случае, поскольку речь идет об изготовлении дополнительных фрикционных дисков, возникает проблема организации необходимого процесса производства фрикционных дисков, что увеличивает издержки производства.

Техническое решение

Двигатель, имеющий магнитопроводы, расположенные концентрически, по замыслу настоящего изобретения для достижения цели изобретения включает ротор и статор. Ротор имеет множество цилиндрических магнитопроводов, расположенных многоступенчато в радиальном направлении, и множестве магнитов, соответственно прикрепленных к магнитопроводам, причем полярность магнитов чередуется в периферийном направлении. Статор имеет металлические сердечники якоря, обращенные к соответствующим магнитопроводам, и множеством катушек якоря, намотанных на сердечники якоря, обращенные к магнитам. Магнитопроводы и металлические сердечники якоря расположены многоступенчато в радиальном направлении, причем двигатель имеет небольшой объем и обеспечивает большую выходную мощность.

Кроме того, в двигателе согласно настоящему изобретению ротор предпочтительно содержит неподвижный вал, расположенный в центре вращения ротора. Ротор дополнительно имеет вращающийся диск для вращательного соединения соответствующих магнитопроводов с неподвижным валом. Статор дополнительно имеет неподвижный диск для жесткого соединения металлических сердечников якоря с неподвижным валом. Таким образом, можно реализовать двигатель с вращающимся корпусом.

Далее, в двигателе, имеющем неподвижный вал, предпочтительно, чтобы металлические сердечники якоря, расположенные между магнитопроводами, были бы съемно соединены с неподвижным диском. При съемном соединении металлического сердечника якоря с неподвижным диском двигатель может быть легко собран.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, предпочтительно, чтобы металлический сердечник якоря был бы размещен во внутреннем магнитопроводе, жестко соединенным с неподвижным валом.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, магнитопроводы, помещенное между металлическими сердечниками якоря, могут быть съемно соединены с вращающимся диском. В этом случае облегчается сборка двигателя.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, соответствующие магнитопроводы могут быть сформированы, расширяя одну поверхность вращающегося диска. В этом случае, поскольку соответствующие магнитопроводы сформированы заодно с вращающимся диском, можно устранить ошибку при сборке в отношении зазоров между магнитопроводами и вращающимся диском. Таким образом, зазоры между магнитопроводами и металлическим сердечником могут быть более точно уменьшены, позволяя увеличить выходную мощность двигателя.

Далее, в двигателе, имеющем неподвижный вал, предпочтительно, чтобы тормозной диск был бы съемно соединен с другой поверхностью вращающегося диска. Так как тормозной диск непосредственно соединен с другой поверхностью вращающегося диска, можно не устанавливать дополнительный фрикционный диск, используемый для крепления тормозного диска.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, соответствующие магнитопроводы могут быть закреплены на одной поверхности вращающегося диска, и ротор может дополнительно иметь цилиндрический корпус, удлиняя конец вращающегося диска в осевом направлении, окружая внешнюю периферийную поверхность наиболее удаленного магнитопровода в радиальном направлении. В этом случае, магнитопроводы могут быть сделаны из стали, и вращающийся диск и цилиндр корпуса сделаны из легкого металла, такого как алюминий, с тем чтобы можно было уменьшить вес двигателя.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, предпочтительно, чтобы тормозной диск был бы съемно соединен с другой поверхностью вращающегося диска.

Кроме того, в двигателе, имеющем неподвижный вал, предпочтительно, чтобы двигатель дополнительно содержал бы обод, отходящий от внешней периферийной поверхности цилиндрического корпуса, с тем чтобы на обод был бы установлен бандаж.

Далее, двигатель может дополнительно иметь вращающийся вал, расположенный в центре вращения ротора. В этом случае, ротор дополнительно имеет вращающийся диск для жесткого соединения соответствующих магнитопроводов с вращающимся валом. Кроме того, статор дополнительно имеет неподвижный диск для вращательного соединения металлических сердечников якоря с вращающимся валом. Таким образом, можно осуществить двигатель с неподвижным корпусом и вращающимся валом.

Кроме того, в двигателе, имеющем вращающийся вал, предпочтительно, чтобы металлические сердечники якоря были бы съемно соединены с неподвижным диском. Таким образом, облегчается сборка двигателя.

Кроме того, в двигателе, имеющем вращающийся вал, магнитопроводы, расположенные между металлическими сердечниками якоря, могут быть съемно установлены на вращающемся диске. Так как магнитопроводы являются съемными и могут быть отсоединены от вращающегося диска, облегчается сборка двигателя.

Кроме того, в двигателе, имеющем вращающийся вал, предпочтительно, чтобы самые внутренние магнитопроводы были бы жестко соединены с вращающимся валом.

Кроме того, в двигателе, имеющем вращающийся вал, соответствующие магнитопроводы могут быть сформированы, расширяя одну поверхность вращающегося диска. В этом случае, магнитопроводы и вращающийся диск сформированы как один узел, чтобы можно было устранить ошибку сборки по зазорам между магнитопроводом и вращающимся диском.

Кроме того, в двигателе, имеющем вращающийся вал, соответствующие магнитопроводы могут быть установлены на одну поверхность вращающегося диска, и ротор может дополнительно иметь цилиндрический корпус, расширяя конец вращающегося диска в осевом направлении, чтобы окружить внешнюю периферийную поверхность магнитопровода, наиболее удаленного в радиальном направлении. В этом случае, поскольку магнитопроводы сделаны из стали, и вращающийся диск и цилиндр корпуса сделаны из легкого металла, такого как алюминий, можно уменьшить вес двигателя.

Далее, в двигателе, имеющем вращающийся вал, предпочтительно, чтобы двигатель дополнительно содержал бы обод, отходящий от внешней периферийной поверхности цилиндрического корпуса, с тем чтобы установить бандаж в указанном ободе.

Устройство привода согласно другому аспекту настоящего изобретения включает вышеупомянутый двигатель, тормозной диск и суппорт. Тормозной диск жестко соединен с ротором двигателя. Суппорт установлен к одной стороне тормозного диска, чтобы ограничить тормозной диск от вращения.

Кроме того, в устройстве привода суппорт предпочтительно установлен на одной стороне неподвижного вала.

Краткое описание чертежей

Устройство привода согласно другому примеру настоящего изобретения включает вышеупомянутый двигатель, тормозной диск и суппорт. Тормозной диск жестко соединен с ротором двигателя. Суппорт установлен на одной стороне тормозного диска, чтобы ограничить вращение тормозного диска.

Кроме того, в устройстве привода суппорт предпочтительно установлен на одной стороне неподвижного вала.

Фигура 1 - вид спереди в разрезе одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 2 - вид сбоку в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 1.

Фигура 3 - вид спереди в разрезе устройства привода, используя пример воплощения двигателя, показанного на фигуре 1.

Фигура 4 - вид сбоку в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 3.

Фигура 5 - вид спереди в разрезе другого воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 6 - вид сбоку в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 5.

Фигура 7 - вид сбоку в разрезе еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 8 - вид сбоку в разрезе устройства привода, используя пример воплощения двигателя, показанного на фигуре 7.

Фигура 9 - вид спереди в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 8.

Фигура 10 - вид сбоку в разрезе еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 11 - вид спереди в разрезе двигателя, показанного на фигуре 10.

Фигура 12 - вид сбоку в разрезе устройства привода, используя двигатель, показанный на фигуре 10.

Фигура 13 - вид спереди в разрезе устройства привода, показанного на фигуре 12.

Фигура 14 - вид в разрезе ротора еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 15 - вид в разрезе ротора еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Фигура 16 - схема обычного двигателя.

[Объяснение цифровых позиций для основных частей, показанных на чертежах]

10: Неподвижный вал 20: ротор

21: Первый магнитопровод 23: второй магнитопровод

25: Первый магнит 27: второй магнит

29: Третий магнит 31: вращающийся диск

33: Подшипник 35: болт

40: Статор 41: пара металлических сердечников якоря

43: Третий металлический сердечник якоря 45: первая катушка якоря

47: Вторая катушка 49 якоря: третья катушка якоря

51: Неподвижный диск 53: болт

55: Тормозной диск 57: суппорт

60: Мотор 61: обод

210: Неподвижный вал 220: ротор

221: Магнитопровод 223: магнитопровод

225: Первый магнит 227: второй магнит

229: Третий магнит 231: вращающийся диск

236: Соединительное отверстие 240: статор 241: первый металлический сердечник якоря 243: второй металлический сердечник якоря

245: Первая катушка якоря 247: вторая катушка якоря 249: третья катушка якоря 251: неподвижный диск 255: тормозной диск 257: суппорт

259: Болт 260: двигатель

261: Обод 263: бандаж

310: Неподвижный вал 320: ротор

321: Первый магнитопровод 323: второй магнитопровод

325: Первый магнит 327: второй магнит

329: Третий магнит 331: вращающийся диск 336: соединительное отверстие 340: статор 341: первый металлический сердечник якоря 343: второй металлический сердечник якоря

355: Тормозной диск 357: суппорт

359: Болт 360: двигатель

361: Обод 363: бандаж

Наилучший способ осуществления изобретения

Ниже описывается пример воплощения двигателя согласно настоящему изобретению.

Фигура 1 - вид спереди в разрезе примера воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению, а фигура 2 - вид сбоку в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 1.

Двигатель 60, показанный на фигуре 1, содержит вращающийся корпус, неподвижный вал 10, ротор 20 и статор 40.

Ротор 20 включает магнитопроводы 21 и 23, магниты 25, 27 и 29 и вращающийся диск 31. Вращающийся диск 31 - вращательно соединен с неподвижным валом 10 через подшипники 33. Магнитопроводы 21 и 23 имеют цилиндрическую форму и установлены двухступенчато в радиальном направлении. Магнитопроводы состоят из первого магнитопровода 21, имеющего большой диаметр, и второго магнитопровода 23, имеющего малый диаметр. Кроме того, одна сторона каждого магнитопровода 21 или 23 соединена с одной поверхностью вращающегося диска 31. Первый магнитопровод 21 формируется, расширяя периферию вращающегося диска 31, а второй магнитопровод 23 является съемным, соединенным с вращающимся диском 31 с помощью болтов 35. Магнитопроводы 21 и 23 также могут быть двухступенчатыми или многоступенчатыми в других примерах воплощения изобретения. Магниты состоят из первых магнитов 25, вторых магнитов 27 и третьих магнитов 29. Множество первых магнитов 25 установлено на внутренней периферийной поверхности первого магнитопровода 21 по направлению вдоль окружности, множество вторых магнитов 27 установлены на внешней периферийной поверхности второго магнитопровода 23 по направлению вдоль окружности, и множество третьих магнитов 29 установлено на внутренней периферийной поверхности второго магнитопровода 23 по направлению вдоль окружности. Сорок первых, вторых или третьих магнитов 25, 27 или 29 установлены равномерно по направлению вдоль окружности магнитопровода 21 или 23 таким образом, что полярности магнитов чередуются относительно друг друга. Хотя число первых, вторых или третьих магнитов 25, 27 и 29 составляет сорок полярностей в этом примере воплощения, это число может быть снижено, например, до тридцати. Кроме того, в этом воплощении магниты 25, 27 и 29 установлены так, чтобы быть расположенными равномерно по отношению друг к другу на периферических поверхностях магнитопроводов 21 и 23, но они также могут быть установлены непрерывно без какого-либо зазора.

Статор 40 включает неподвижный диск 51, металлические сердечники 41 и 43 якоря и катушки 45, 47 и 49. Неподвижный диск 51 установлен на неподвижном валу 10. Металлические сердечники якоря состоят из первого металлического сердечника 41 якоря и второго металлического сердечника 43 якоря. Первый металлический сердечник 41 якоря расположен между первым магнитопроводом 21 и вторым магнитопроводом 23, и съемно закреплен на одной поверхности неподвижного диска 51 с помощью болтов 53. Кроме того, на внешней стороне 41а и внутренней стороне 41b первого металлического сердечника 41 якоря сформированы углубления с тем, чтобы первая и вторая катушки 45, и 47 были бы соответственно намотаны на указанный якорь. Второй металлический сердечник 43 якоря расположен во втором магнитопроводе 23 и соединен с неподвижным валом 10. Кроме того, углубления сформированы на внешней стороне второго металлического сердечника 43 якоря таким образом, чтобы третья катушка 49 якоря была бы намотана на якоре. Металлические сердечники 41 и 43 41 якоря сформированы, ламинируя тонкие кремниевые стальные пластины, чтобы обеспечить свободное прохождение магнитных силовых линий и снизить вихревые токи. Катушки якоря состоят из первой катушки 45 якоря, второй катушки 47 якоря и третьей катушки 49. Первая катушка 45 намотана в углублениях, сформированных на внешней стороне 41a первого металлического сердечника 41 якоря, обращенной к первому магниту 25. Вторая катушки 47 намотана в углублениях, сформированных на внутренней стороне 41b первого металлического сердечника 41 якоря, обращенной ко второму магниту 27. Третья катушки 49 намотана в углублениях, сформированных на внешней стороне второго металлического сердечника 43 якоря, обращенной к третьему магниту 29. Катушки 45, 47 и 49 могут быть соединены последовательно или параллельно, и может быть использовано соединение типа Y.

Когда электрический ток подается на катушки 45, 47 и 49 якоря, создаются магнитные поля. Магнитные поля, созданные катушками 45, 47 и 49 якоря, взаимодействуют с магнитными полями, созданными магнитами 25, 27 и 29, создавая, таким образом, вращающий момент. При этом ротор 20 вращается вокруг неподвижного вала 10. Вместе с тем, двигатель 60 также может использоваться как электрогенератор. Таким образом, при вращении ротора 20 ток, наведенный в катушках 45 47 и 49 якоря, генерируется благодаря взаимодействию с магнитами 25, 27 и 29, установленными на роторе 20.

На фигуре 5 представлен вид спереди в разрезе другого воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению, и на фигуре 6 - вид сбоку в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 5.

Двигатель, показанный на фигуре 5, имеет вращающийся вал 110, ротор 120 и статор 140.

Ротор 120 включает вращающийся диск 131, магнитопроводы 121, 123 и 124 и магниты 125, 127, 129 и 130. Вращающийся диск 131 установлен на вращающемся валу 110. Магнитопроводы 121, 123 и 124 проходят в радиальном направлении. Магнитопроводы состоят из первого магнитопровода 121, второго магнитопровода 123 и третьего магнитопровода 124 по радиусам. Первый магнитопровод 121 формируется, расширяя периферийную поверхность вращающегося диска 131. Второй магнитопровод 123 является съемным и прикреплен к одной поверхности вращающегося диска 131 с помощью болтов 133 в первом магнитопроводе 121. Третий магнитопровод 124 выполнен заодно с вращающимся валом 110.

Магниты состоят из первых магнитов 125, вторых магнитов 127, третьих магнитов 129 и четвертых магнитов 130 и соответственно установлены на внутренних периферических поверхностях и внешних периферических поверхностях магнитопроводов 121, 123 и 124 с их полярностями, чередуемыми относительно друг друга.

Статор 140 включает неподвижный диск 151, металлические сердечники 141 и 143 якоря и катушки 145, 147, 149 и 150. Неподвижный диск 151 соединен с вращающимся валом 110 подшипниками 155. Металлические сердечники якоря состоят из первого металлического сердечника 141 якоря, и второго металлического сердечника 143 якоря. Углубления, сформированные на внешней стороне 141a и внутренней стороне 141b первого металлического сердечника 141 якоря служат для размещения в них катушек 145 и 147 соответственно. Углубления также сформированы на внешней стороне 143a и внутренней стороне 143b второго металлического сердечника 143 якоря для размещения в них катушек 149 и 150 соответственно. Одна сторона каждого металлического сердечника 141 или 143 якоря жестко соединена с одной поверхностью неподвижного диска 151. Металлические сердечники 141 и 143 якоря являются съемными и крепятся к неподвижному диску 151 с помощью болтов. Кроме того, катушки якоря состоят из первой катушки якоря 145, второй катушки якоря 147, третьей катушки якоря 149 и четвертой катушки 150. Первая катушки 145 и вторая катушками 147 якоря намотаны на внешней стороне 141a и внутренней стороне 141b первого металлического сердечника 141 якоря. Третья катушки 149 и четвертая катушка 150 якоря намотаны на внешней стороне 143a и внутренней стороне 143b второго металлического сердечника 143 якоря.

Если электрический ток подается на катушки 145, 147, 149 и 150 якоря двигателя, создается вращающий момент, и ротор 120 вращается. Таким образом, вращающийся вал 110, установленный на роторе 120, также вращается.

На фигуре 7 представлен вид сбоку в разрезе еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению.

Двигатель, показанный на фигуре 7, включает неподвижный вал 210, ротор 220 и статор 240, как показано на фигуре 1.

Ротор 220 включает магнитопроводы 221 и 223, магниты 225, 227 и 229 и вращающийся диск 231. В двигателе, показанном на фигуре 7, имеются соединительные отверстия 236 для крепления с тормозным диском 255, который будет описан ниже, причем эти отверстия выполнены в одной поверхности вращающегося диска 231 и отличаются от двигателя, показанного на фигуре 1. Таким образом, тормозной диск 255 может быть непосредственно соединен с вращающимся диском 231.

Статор 240 включает неподвижный диск 251, металлические сердечники 241 и 243 якоря и катушки 245, 247 и 249. В двигателе, показанном на фигуре 1, неподвижный диск 51 и неподвижный вал 10 выполняются раздельно, и затем неподвижный диск 51 плотно насаживается на неподвижный вал 10 и жестко соединяется с этим валом. Однако в двигателе, показанном на фигуре 7, неподвижный диск 251 и неподвижный вал 210 сформированы как неразъемный узел.

На фигуре 10 представлен вид сбоку в разрезе еще одного воплощения двигателя, имеющего магнитопроводы, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению, и на фигуре 11 представлен вид спереди в разрезе двигателя, показанного на фигуре 10.

Двигатель 360, показанный на фигуре 10, содержит неподвижный вал 310, ротор 320 и статор 340.

Ротор 320 имеет магнитопроводы 321 и 323, вращающийся диск 331 и магниты 325, 327 и 329. В двигателе, показанном на фигуре 7, магнитопроводы 223 являются съемными, соединенными с другой поверхностью вращающегося диска 231. Однако в двигателе, показанном на фигуре 10, магнитопроводы 321 и 323 сформированы, расширяя одну поверхность вращающегося диска 331. Таким образом, магнитопроводы 321 и 323 выполнены за одно целое с вращающимся диском 331. В случае, когда магнитопроводы 223 и вращающийся диск 231 изготавливаются отдельно и собираются вместе, как в двигателе, показанном на фигуре 7, может иметь место ошибка при сборке. В результате, с учетом ошибки при сборке, двигатель разработан таким образом, чтобы был достаточный зазор между магнитопроводом 223 и металлическими сердечниками 241 и 243 якоря. Однако при увеличении зазоров между магнитами 225, 227 и 229 и катушками 245, 247 и 249 выходная мощность двигателя снижается. В двигателе, показанном на фигуре 10, все магнитопроводы 321 и 323 сформированы за одно целое с вращающимся диском 331. Таким образом, поскольку отсутствует ошибка сборки, можно точно уменьшить зазоры между магнитопроводами 321 и 323 и металлическими сердечниками 341, 343 якоря. Таким образом, двигатель, показанный на фигуре 10, имеет повышенную мощность по сравнению с двигателем, показанным на фигуре 7.

На фигуре 14 представлен еще один пример воплощения двигателя согласно настоящему изобретению. В примере воплощении, показанном на фигуре 10, цилиндрические магнитопроводы 321 и 323 сформированы, расширяя одну поверхность вращающегося диска 331. Магнитопроводы должно быть выполнены из железа, чтобы определить линии магнитной индукции. Таким образом, в случае примера воплощения, показанного на фигуре 10, поскольку, вращающийся диск 331 и цилиндрические магнитопроводы 321 и 323 сформированы как одно целое, они все выполнены из железа. В этом случае двигатель имеет большой вес. Однако в воплощении, показанном на фигуре 14, цилиндрические магнитопроводы 421 и 423 вставлены и закреплены на одной поверхности вращающегося диска 431. Таким образом, цилиндрические магнитопроводы 421 и 423 и вращающийся диск 431 формируются отдельно. В этом случае цилиндрические магнитопроводы 421 и 423 сделаны из чугуна, и вращающийся диск 431 сделан из алюминия или тому подобного материала, чтобы уменьшить вес двигателя. Кроме того, для более надежной установки первого магнитопровода 421, цилиндр корпуса 432 сформирован, расширяя периферийную поверхность вращающегося диска 431, чтобы окружить первый магнитопровод 421. При этом цилиндрические магнитопроводы 421 и 423 формируются из чугуна или тому подобного материала. Кроме того, после установки цилиндрических магнитопроводов 421 и 423, вращающийся диск 431 и цилиндр корпуса 432 формируются из алюминия способом литья под давлением или тому подобного процесса. В результате можно уменьшить вес двигателя.

На фигуре 15 показан вид в разрезе ротора еще одного двигателя согласно настоящему изобретению. Пример воплощения, показанный на фигуре 15, дополнительно включает обод 455, отходящий от внешней периферийной поверхности цилиндрического корпуса 462, по сравнению с примером воплощения, показанным на фигуре 14. Таким образом, в примере воплощения, показанного на фигуре 15, бандаж может быть непосредственно установлен на внешнюю периферийную поверхность двигателя.

Ниже будет описано устройство привода, имеющее двигатель, согласно другому варианту настоящего изобретения.

На фигуре 3 показан вид спереди в разрезе устройства привода, используя пример воплощения двигателя, показанного на фигуре 1, и показанных на фигурах 3 и 4 примеров воплощения.

Устройство привода, показанное на фигурах 3 и 4, включает двигатель 60, показанный на фигуре 1, тормозной диск 55 и суппорт 57. Тормозной диск 55 установлен на другой поверхности вращающегося диска 31 двигателя 60. Кроме того, суппорт 57 установлен на одной стороне тормозного диска 55 и имеет одну сторону, прикрепленную к неподвижному валу 10. Если ротор 20 двигатель 60 закреплен на ободе 61 бандажа 63, как показано на фигуре 3 и 4, он может использоваться как устройство привода автомобиля, иного транспортного средства или мотоцикла. Таким образом, если мощность подается на катушки 45, 47 и 49 якоря, бандаж 63 вращается благодаря вращению ротора 20, и если тормозной диск 55 нажат, используя суппорт 57, ротор 20 останавливается.

На фигуре 8 показан вид сбоку в разрезе устройства привода, используя пример воплощения двигателя, показанного на фигурах 7, и показанного на фигуре 9 как вид спереди в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 8.

Устройство привода, показанное на фигуре 8, включает двигатель 260, показанный на фигуре 7, тормозной диск 255 и суппорт 257. Тормозной диск 255 установлен на одной поверхности вращающегося диска 231 двигателя 260. Соединительные отверстия 236 сформированы в поверхности вращающегося диска 231, в результате чего он может быть прикреплен с помощью болтов 259. Таким образом, тормозной диск 255 является съемным и соединяется с поверхностью вращающегося диска 231 с помощью болтов 259.

Суппорт 257 установлен на одной стороне тормозного диска 255 и имеет одну сторону, прикрепленную к неподвижному валу 210.

На фигуре 12 показано устройство привода, используя двигатель, показанный на фигуре 10, и фигура 13 - вид спереди в разрезе примера воплощения, показанного на фигуре 12.

Устройство привода, показанное на фигуре 12, включает двигатель 360, показанный на фигуре 10, тормозной диск 355 и суппорт 357. Тормозной диск 355 установлен на другой поверхности вращающегося диска 331 двигателя 360. Соединительные отверстия 336 выполнены на другой поверхности вращающегося диска 331 таким образом, что для соединения узлов могут быть использованы болты 359. Таким образом, тормозной диск 355 может быть съемно установлен на другую поверхность вращающегося диска 331 с помощью болтов 359. Суппорт 357 установлен на одной стороне тормозного диска 355 и имеет одну сторону, прикрепленную к неподвижному валу 310.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение обеспечивает двигатель, имеющий катушки якоря и многоступенчатые магниты, что позволяет создать двигатель, имеющий небольшой объем и создающий большой вращающий момент.

Кроме того, по настоящему изобретению обеспечивается двигатель, в котором тормозной диск может быть непосредственно соединен с вращающимся диском, благодаря чему можно уменьшить количество компонентов двигателя и сократить время сборки.

Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает двигатель, в котором вращающийся диск и магнитопроводы изготовлены как единый узел, что облегчает процесс сборки. Кроме того, зазоры между катушками якоря и магнитами уменьшены, посредством чего можно увеличить выходную мощность двигателя.

Кроме того, согласно настоящему изобретению обеспечивается двигатель, в котором вращающийся диск изготовлен из легкого материала, а не из магнитопроводного материала, с тем чтобы можно было уменьшить вес двигателя.

Далее, настоящее изобретение обеспечивает устройство привода, используя указанный двигатель, который может быть установлен на автомобиль, иное транспортное средство или мотоцикл с высокими рабочими характеристиками.

Приведенные выше примеры воплощения и чертежи не должны интерпретироваться как ограничение технической сущности настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения определяется только приложенной формулой изобретения, и квалифицированные специалисты могут выполнить различные изменения или модификации описанного устройства. Поэтому такие изменения и модификации также входят в объем настоящего изобретения, если они очевидны для специалистов.

Настоящее изобретение относится области электротехники, в частности к двигателю, имеющему магнитопроводы, расположенные концентрически, а также к устройству привода, включающему указанный двигатель. Предлагаемый двигатель содержит металлические сердечники якоря, имеющие катушки, намотанные на указанные сердечники, и прикрепленные к сердечникам магниты, расположенные многоступенчато вокруг центрального вала. Магнитопроводы двигателя, расположенные концентрически, согласно настоящему изобретению образуют ротор. Ротор включает множество цилиндрических магнитопроводов, расположенных многоступенчато в радиальном направлении, и множество магнитов, соответственно прикрепленных к магнитопроводам с чередованием полярностей магнитов по отношению друг к другу в периферийном направлении. Статор имеет металлические сердечники якоря, обращенные к соответствующим магнитопроводам, и множество катушек якоря на сердечниках якоря, обращенных к магнитами. Кроме того, предложено устройство привода, включающего вышеупомянутый двигатель, тормозной диск и суппорт. Тормозной диск жестко соединен с ротором двигателя. Суппорт установлен на одной стороне тормозного диска, чтобы ограничить вращение тормозного диска. Технический результат - повышение мощности двигателя и привода, включающего такой двигатель при одновременном улучшении их массогабаритных показателей. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Двигатель, имеющий магнитопроводы, расположенные концентрически, при этом указанный двигатель содержит:
ротор, имеющий множество цилиндрических магнитопроводов, выполненных в виде многоступенчатой конструкции в радиальном направлении, и множество магнитов, соответственно прикрепленных к магнитопроводам с чередованием полярности магнитов в периферийном направлении; и
статор, имеющий металлические сердечники якоря, обращенные к соответствующим магнитопроводам, и множество катушек якоря, намотанных на сердечники якоря, обращенные к магнитам, причем магниты прикреплены к внешней и внутренней кольцевым поверхностям магнитопроводов и расположены друг к другу в радиальном направлении, а катушки ротора расположены на внешней и внутренней сторонах металлических сердечников якоря, обращенных к магнитам, а также неподвижный вал, расположенный в центре вращения ротора, в котором ротор дополнительно имеет вращающийся диск, соединенный через соответствующие магнитопроводы с неподвижным валом, а статор дополнительно имеет неподвижный диск для жесткого соединения металлических сердечников якоря с неподвижным валом.

2. Двигатель по п.1, в котором металлические сердечники якоря съемно соединены с неподвижным диском.

3. Двигатель по п.2, в котором металлический сердечник якоря, размещенный во внутреннем магнитопроводе, жестко соединен с неподвижным валом.

4. Двигатель по п.2, в котором магнитопроводы, расположенные между металлическими сердечниками якоря, съемно соединены с вращающимся диском.

5. Двигатель по п.2, в котором соответствующие магнитопроводы сформированы путем расширения одной поверхности вращающегося диска.

6. Двигатель по п.5, в котором тормозной диск съемно крепится к другой поверхности вращающегося диска.

7. Двигатель по п.2, в котором соответствующие магнитопроводы жестко закреплены на одной поверхности вращающегося диска и ротор дополнительно имеет цилиндрический корпус, расширяя конец вращающегося диска в осевом направлении, чтобы окружить внешнюю периферийную поверхность наиболее удаленного магнитопровода в радиальном направлении.

8. Двигатель по п.7, в котором тормозной диск съемно крепится на другой поверхности вращающегося диска.

9. Двигатель по п.8, дополнительно содержащий обод, отходящий от внешней периферической поверхности цилиндрического корпуса, причем на ободе установлен бандаж.

10. Двигатель, имеющий магнитопроводы, расположенные концентрически, при этом указанный двигатель содержит:
ротор, имеющий множество цилиндрических магнитопроводов, выполненных в виде многоступенчатой конструкции в радиальном направлении, и множество магнитов, соответственно прикрепленных к магнитопроводам с чередованием полярности магнитов в периферийном направлении; и
статор, имеющий металлические сердечники якоря, обращенные к соответствующим магнитопроводам, и множество катушек якоря, намотанных на сердечники якоря, обращенные к магнитам, причем магниты прикреплены к внешней и внутренней кольцевым поверхностям магнитопроводов и расположены друг к другу в радиальном направлении, а катушки ротора расположены на внешней и внутренней сторонах металлических сердечников якоря, обращенных к магнитам, а также неподвижный вал, расположенный в центре вращения ротора, в котором ротор дополнительно имеет вращающийся диск, соединенный через соответствующие магнитопроводы с неподвижным валом, а статор дополнительно имеет неподвижный диск для жесткого соединения металлических сердечников якоря с неподвижным валом, вращающийся вал, расположенный в центре вращения ротора, в котором ротор дополнительно имеет вращающийся диск для жесткого соединения соответствующих магнитопроводов с вращающимся валом, а статор дополнительно имеет неподвижный диск для вращательного соединения металлических сердечников якоря с вращающимся валом.

11. Двигатель по п.10, в котором металлические сердечники якоря съемно соединены с неподвижным диском.

12. Двигатель по п.11, в котором магнитопроводы, расположенные между металлическими сердечниками якоря, съемно установлены на вращающемся диске.

13. Двигатель по п.12, в котором самые внутренние магнитопроводы жестко соединены с вращающимся валом.

14. Двигатель по п.11, в котором соответствующие магнитопроводы сформированы удлинением одной поверхности вращающегося диска.

15. Двигатель по п.11, в котором соответствующие магнитопроводы установлены на одной поверхности вращающегося диска и ротор дополнительно имеет цилиндрический корпус, сформированный, расширяя конец вращающегося диска в осевом направлении, чтобы окружить внешнюю периферийную поверхность наиболее удаленного магнитопровода в радиальном направлении.

16. Двигатель по п.15, дополнительно содержащий обод, отходящий от внешней периферийной поверхности цилиндрического корпуса, и на ободе установлен бандаж.

17. Устройство привода, содержащее:
двигатель согласно любому из пп.1-16;
тормозной диск, жестко соединенный с ротором двигателя; и
суппорт, установленный на одной стороне тормозного диска, чтобы ограничить вращение тормозного диска.

18. Устройство привода по п.17, в котором суппорт установлен на одной стороне неподвижного вала.