FR2912011A3 - Propelling force generating device, has driving element with magnet whose magnetic field has polarity that is inversed to cause to- and fro movement of element in tubular case, where element is arranged in movable manner in case - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif pour générer une forceThe present invention relates to a device for generating a force
motrice, plus particulièrement un dispositif pour générer une force motrice utilisant l'énergie électrique. motor, more particularly a device for generating a motive force using electrical energy.
Un dispositif classique pour générer une force motrice implique l'utilisation de carbu- rant, qui est relativement onéreux. Jusqu'à présent on a proposé d'utiliser les moteurs électriques. Alors que de nombreux moteurs électriques d'un type classique ont été proposés dans l'art, les moteurs électriques existants, en particulier ceux utilisés dans les véhicules à moteur, sont indésirablement encombrants et lourds. A conventional device for generating motive power involves the use of fuel, which is relatively expensive. Until now it has been proposed to use electric motors. While many conventional electric motors have been proposed in the art, existing electric motors, particularly those used in motor vehicles, are undesirably bulky and heavy.
Par conséquent, l'objet de la présente invention est de proposer un dispositif pour générer une force motrice qui peut venir à bout des inconvénients mentionnés ci-dessus de l'art antérieur. Therefore, the object of the present invention is to provide a device for generating a driving force which can overcome the aforementioned drawbacks of the prior art.
Selon la présente invention, un dispositif pour générer une force motrice comprend un boîtier tubulaire, un élément d'entraînement et une unité magnétique. Le boîtier tubulaire a des première et seconde extrémités ouvertes oppo- Sées. L'élément d'entraînement est disposé de manière mobile dans le boîtier tubulaire et comprend un aimant. L'élément d'entraînement est mobile par rapport au boîtier tubulaire entre les première et seconde positions qui sont respectivement à proximité des première et seconde extrémités ouvertes du boîtier tubulaire. L'unité magnétique comprend des premier et second aimants, dont chacun couvre une extrémité respective des première et seconde extré- mités ouvertes du boîtier tubulaire. Lorsque l'élément d'entraînement passe à la première position une polarité d'un champ magnétique de l'un parmi l'élément d'entraînement et l'unité magnétique est inversée de sorte que le premier aimant repousse et que le second aimant attire l'aimant de l'élément d'entraînement, provoquant ainsi le mouvement de l'élément d'entraînement dans la seconde position. Lorsque l'élément d'entraînement passe à la seconde position, la polarité du champ magnétique dudit un parmi l'aimant de l'élément d'entraînement et l'unité magnétique, est inversée de sorte que le second aimant repousse et que le premier aimant attire l'aimant de l'élément d'entraînement, provoquant ainsi le mouvement de l'élément d'entraînement dans la première position. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement dans la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés, en référence aux dessins d'accompagnement, dans lesquels . La figure 1 est une vue en perspective en éclaté du premier mode de réalisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice selon la présente invention ; La figure 2 est une vue en perspective du premier mode de réalisation préféré dans un état assemblé ; La figure 3 est une vue en coupe partielle 30 du premier mode de réalisation préféré dans un état d'utilisation ; La figure 4 est une vue en perspective en éclaté du second mode de réalisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice 35 selon la présente invention ; et La figure 5 est une vue partiellement en coupe du troisième mode de réalisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice selon la présente invention. According to the present invention, a device for generating a driving force comprises a tubular housing, a driving element and a magnetic unit. The tubular housing has first and second open ends oppo- Sées. The drive member is movably disposed in the tubular housing and includes a magnet. The drive member is movable relative to the tubular housing between the first and second positions which are respectively close to the first and second open ends of the tubular housing. The magnetic unit includes first and second magnets, each of which covers a respective end of the first and second open ends of the tubular housing. When the drive element moves to the first position a polarity of a magnetic field of one of the drive element and the magnetic unit is reversed so that the first magnet pushes back and the second magnet attracts the magnet of the driving element, thereby causing the driving element to move in the second position. When the drive element moves to the second position, the polarity of the magnetic field of the one of the magnet of the drive element and the magnetic unit is reversed so that the second magnet pushes back and the first The magnet attracts the magnet of the drive member, thereby causing the drive member to move in the first position. Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is an exploded perspective view of the first preferred embodiment of a device for generating a motive force according to the present invention; Fig. 2 is a perspective view of the first preferred embodiment in an assembled state; Fig. 3 is a partial sectional view of the first preferred embodiment in a use state; Fig. 4 is an exploded perspective view of the second preferred embodiment of a device for generating a motive force according to the present invention; and Fig. 5 is a partially sectional view of the third preferred embodiment of a device for generating a driving force according to the present invention.
En référence aux figures 1 à 3, le premier mode de réalisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice selon la présente invention comprend un boîtier tubulaire 10, un élément d'entraînement 40, une unité magnétique 20, une première unité de contact électrique 30, une seconde unité de contact électrique 70, et un élément entraîné 50. Le boîtier tubulaire 10 du dispositif a des première et seconde extrémités ouvertes 101, 102 qui sont opposées entre elles dans la direction longitudinale comme indiqué par la flèche (Z). L'élément d'entraînement 40 est disposé de manière mobile dans le boîtier tubulaire 10, comprend un aimant 41 et est mobile par rapport au boîtier tubulaire 10 entre les première et seconde positions qui sont respectivement à proximité des première et seconde extrémités ouvertes 101, 102 du boîtier tubulaire 10. Dans ce mode de réalisation, l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40 est un électroaimant et comprend un noyau en fer 43, et un fil 42 enroulé autour du noyau en fer 43. L'élément d'entraînement 40 comprend en outre une paire d'éléments de contact 44, dont chacun est raccordé à une extrémité respective des extrémités opposées du fil 42 de l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40. L'unité magnétique 20 comprend des premier et second aimants 21, 22 dont chacun recouvre une extrémité respective des première et seconde extrémités ouvertes 101, 102 du boîtier tubulaire 10, de sorte qu'un côté du premier aimant 21 qui fait face à l'élément d'entraînement 40 a la même polarité que celle d'un côté du second aimant 22 qui fait face à l'élément d'entraînement 40. Dans ce mode de réalisation, chacun des premier et second aimants 21, 22 de l'unité magnétique 20 est un aimant permanent. Dans un mode de réalisation en variante, chacun des pre-mier et second aimants 21, 22 de l'unité magnétique 20 est un électroaimant. La première unité de contact électrique 30 comprend des premier et second plots de contact 31, 32, est fixée à une paroi interne du boîtier tubulaire 10, et est disposée dans le boîtier 10 à proximité de la première extrémité ouverte 101 du boîtier tubulaire 10. Comme mieux représenté sur la figure 3, le premier plot de contact 31 de la première unité de contact électrique 30 est raccordé à une borne négative d'une première source de puissance électrique 301 alors que le second plot de contact 32 de la première unité de contact électrique 30 est raccordé à une borne positive de la première source de puissance électrique 301. La seconde unité de contact électrique 70 comprend des premier et second plots de contact 71, 72, est fixée à la paroi interne du boîtier tubulaire 10 et est disposée dans le boîtier tubulaire 10 à proximité de la seconde extrémité ouverte 102 du boîtier tubulaire 10 de sorte que chacun des premier et second plots de contact 71, 72 de la seconde unité de contact électrique 70 est opposé à un plot respectif des premier et second plots de contact 31, 32 de la première unité de contact 30 dans la direction longitudinale (Z). Comme mieux représenté sur la figure 3, le premier plot de contact 71 de la seconde unité de contact 70 est raccordé à une borne positive d'une seconde source de puissance électrique 302 alors que le second de contact 72 de la seconde unité de contact électrique 70 est raccordé à une borne négative de la seconde source de puissance électrique 302. With reference to FIGS. 1 to 3, the first preferred embodiment of a device for generating a driving force according to the present invention comprises a tubular housing 10, a driving element 40, a magnetic unit 20, a first contact unit 30, a second electrical contact unit 70, and a driven member 50. The tubular housing 10 of the device has first and second open ends 101, 102 which are opposed to each other in the longitudinal direction as indicated by the arrow (Z) . The driving element 40 is movably disposed in the tubular housing 10, comprises a magnet 41 and is movable relative to the tubular housing 10 between the first and second positions which are respectively close to the first and second open ends 101, 102 of the tubular casing 10. In this embodiment, the magnet 41 of the driving member 40 is an electromagnet and comprises an iron core 43, and a wire 42 wound around the iron core 43. The element drive 40 further comprises a pair of contact elements 44, each of which is connected to a respective end of the opposite ends of the wire 42 of the magnet 41 of the driving element 40. The magnetic unit 20 comprises first and second magnets 21, 22 each of which covers a respective end of the first and second open ends 101, 102 of the tubular housing 10, so that one side of the first magnet 21 facing the the driving element 40 has the same polarity as that of a side of the second magnet 22 which faces the driving element 40. In this embodiment, each of the first and second magnets 21, 22 of the unit Magnet 20 is a permanent magnet. In an alternative embodiment, each of the first and second magnets 21, 22 of the magnetic unit 20 is an electromagnet. The first electrical contact unit 30 comprises first and second contact pads 31, 32, is attached to an inner wall of the tubular housing 10, and is disposed in the housing 10 near the first open end 101 of the tubular housing 10. As best shown in FIG. 3, the first contact pad 31 of the first electrical contact unit 30 is connected to a negative terminal of a first electric power source 301 while the second contact pad 32 of the first electrical unit 301 electrical contact 30 is connected to a positive terminal of the first electrical power source 301. The second electrical contact unit 70 comprises first and second contact pads 71, 72, is fixed to the inner wall of the tubular housing 10 and is arranged in the tubular housing 10 near the second open end 102 of the tubular housing 10 so that each of the first and second contact studs and 71, 72 of the second electrical contact unit 70 is opposed to a respective one of the first and second contact pads 31, 32 of the first contact unit 30 in the longitudinal direction (Z). As best shown in FIG. 3, the first contact pad 71 of the second contact unit 70 is connected to a positive terminal of a second electric power source 302 while the second contact 72 of the second electrical contact unit 70 is connected to a negative terminal of the second power source 302.
Dans ce mode de réalisation, le boîtier tubulaire 10 est formé avec un trou de passage allongé 103 qui s'étend dans la direction longitudinale (Z). Le dispositif comprend en outre un élément entraîné 50 qui s'étend dans le boîtier tubulaire 10 en passant par le trou de passage allongé 103 dans le boîtier tubulaire 10 et qui est raccordé à et mobile conjointement à l'élément d'entraînement 40. La construction en tant que telle permet de communiquer la force motrice générée par le dispositif par le biais de l'élément entraîné 50. En fonctionnement, lorsque l'élément d'en-traînement 40 passe à la première position, l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40, par le biais des éléments de contact 44 de l'élément d'entraînement 40, établit un raccordement électrique avec les premier et second plots de contact 31, 32 de la première unité de contact électrique 30. À ce moment-là, la polarité du champ magnétique de l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40 est inversée de sorte que le premier 21 repousse et que le second aimant 22 attire l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40 provoquant ainsi le mouvement de l'élément d'entraînement 40 dans la seconde position. In this embodiment, the tubular housing 10 is formed with an elongated through hole 103 which extends in the longitudinal direction (Z). The device further comprises a driven member 50 which extends into the tubular housing 10 through the elongate through hole 103 in the tubular housing 10 and which is connected to and movable with the drive member 40. The construction as such allows the driving force generated by the device to be communicated through the driven member 50. In operation, when the driving member 40 moves to the first position, the magnet 41 of the the driving element 40, via the contact elements 44 of the driving element 40, establishes an electrical connection with the first and second contact pads 31, 32 of the first electrical contact unit 30. at that moment, the polarity of the magnetic field of the magnet 41 of the driving element 40 is reversed so that the first 21 pushes back and the second magnet 22 attracts the magnet 41 of the driving element 40 provoquan thus the movement of the driving element 40 in the second position.
Lorsque l'élément d'entraînement 40 passe dans la seconde position, l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40, par le biais des éléments de contact 44 de l'élément d'entraînement 40, éta- blit un raccordement électrique avec les premier et second plots de contact 71, 72 de la seconde unité de contact électrique 70. À ce moment-là, la polarité du champ magnétique de l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40 est inversée de sorte que le second aimant 22 repousse et que le premier aimant 21 attire l'aimant 41 de l'élément d'entraînement 40, provoquant le mouvement de l'élément d'entraînement 40 dans la première position. Après quoi, l'opération est répétée. When the driving element 40 passes into the second position, the magnet 41 of the driving element 40, via the contact elements 44 of the driving element 40, establishes an electrical connection with the first and second contact pads 71, 72 of the second electrical contact unit 70. At this time, the polarity of the magnetic field of the magnet 41 of the driving member 40 is reversed so that the second magnet 22 regrows and that the first magnet 21 attracts the magnet 41 of the driving member 40, causing the movement of the drive member 40 in the first position. After that, the operation is repeated.
La figure 4 illustre le second mode de réalisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice selon la présente invention. Par rapport au mode de réalisation précédent, le boîtier tubulaire 10 est formé avec une paire de trous de passage allongés 103 (dont un seul des trous de passage allongés 103 est représenté sur la figure 4). Dans ce cas, le dispositif comprend une paire d'éléments entraînés 50, dont chacun s'étend dans le boîtier tubulaire 10 par le biais d'un trou respectif des trous de pas-sage allongés 103 dans le boîtier tubulaire 10 et est raccordé à et mobile conjointement à l'élément d'entraînement 40. La figure 5 illustre le premier mode de réa- lisation préféré d'un dispositif pour générer une force motrice selon la présente invention. Par rapport aux précédents modes de réalisation, le dispositif comprend un boîtier tubulaire 10', un élément d'entraînement 40', un capteur 60, et une unité magnétique 20'. Figure 4 illustrates the second preferred embodiment of a device for generating a driving force according to the present invention. Compared to the previous embodiment, the tubular housing 10 is formed with a pair of elongated through-holes 103 (only one of the elongate through holes 103 is shown in FIG. 4). In this case, the device comprises a pair of driven members 50, each of which extends into the tubular housing 10 through a respective hole of the elongate pitch holes 103 in the tubular housing 10 and is connected to and movable together with the driving member 40. Fig. 5 illustrates the first preferred embodiment of a device for generating a driving force according to the present invention. Compared to the previous embodiments, the device comprises a tubular housing 10 ', a driving element 40', a sensor 60, and a magnetic unit 20 '.
Le boîtier tubulaire 10' a des première et seconde extrémités 101' et 102' qui sont opposées entre elles dans une direction longitudinale, comme indiqué par la flèche (Z). The tubular housing 10 'has first and second ends 101' and 102 'which are opposite to each other in a longitudinal direction as indicated by the arrow (Z).
L'élément d'entraînement 40' est disposé de manière mobile dans le boîtier tubulaire 10', comprend un aimant 41' et est mobile par rapport au boîtier tubulaire 10' entre les première et seconde positions qui sont respectivement à côté des première et seconde extrémités ouvertes 101',102' du boîtier tubulaire 10'. Dans ce mode de réalisation, l'aimant 41' de l'élément d'en-traînement 40' est un aimant permanent. Le capteur 60 est disposé dans le boîtier tubulaire 10' à une position située entre les première et seconde extrémités ouvertes 101', 102' du boîtier tubulaire 10', et peut fonctionner pour détecter un champ magnétique de l'aimant 41' de l'élément d'entraînement 40' et afin de générer un signal électrique, c'est-à-dire une tension, qui correspond au champ magné-tique détecté par celui-ci. Dans ce mode de réalisation le capteur 60 peut être un capteur Hall ou un capteur bobiné. The driving member 40 'is movably disposed in the tubular housing 10', comprises a magnet 41 'and is movable relative to the tubular housing 10' between the first and second positions which are respectively adjacent to the first and second open ends 101 ', 102' of the tubular housing 10 '. In this embodiment, the magnet 41 'of the driving element 40' is a permanent magnet. The sensor 60 is disposed in the tubular housing 10 'at a position between the first and second open ends 101', 102 'of the tubular housing 10', and can operate to detect a magnetic field of the magnet 41 'of the drive element 40 'and to generate an electrical signal, i.e. a voltage, which corresponds to the magnetic field detected by it. In this embodiment the sensor 60 may be a Hall sensor or a wound sensor.
L'unité magnétique 20' comprend des premier et second aimants 21', 22' dont chacun recouvre une extrémité respective des première et seconde extrémités ouvertes 101', 102', du boîtier tubulaire 10', et est couplée au capteur 60 pour recevoir le signal électrique généré par le capteur 60 pour se traduire par l'inversion des polarités des champs magnétiques des premier et second aimants 21', 22'. Dans ce mode de réalisation, chacun des premier et second aimants 21', 22' de l'unité magnétique 20' est un électroaimant. The magnetic unit 20 'comprises first and second magnets 21', 22 'each of which covers a respective end of the first and second open ends 101', 102 ', of the tubular housing 10', and is coupled to the sensor 60 to receive the electrical signal generated by the sensor 60 to result in the inversion of the polarities of the magnetic fields of the first and second magnets 21 ', 22'. In this embodiment, each of the first and second magnets 21 ', 22' of the magnetic unit 20 'is an electromagnet.
En fonctionnement, lorsque l'élément d'en-traînement 40' passe à la première position, le capteur 60 détecte le champ magnétique de l'aimant 41' de l'élément d'entraînement 40', et génère un signal électrique qui correspond au champ magnétique détecté par celui-ci. En réponse au signal électrique généré par le capteur 60, la polarité de champ magnétique de chacun des premier et second aimants 21', 22' est inversée de sorte que le premier aimant 21' repousse et que le second aimant 22' attire l'aimant 41' de l'élément d'entraînement 40', provoquant ainsi le mouvement de l'élément d'en-traînement 40' dans la seconde position. Lorsque l'élément d'entraînement 40' passe à la seconde position, le capteur 60 détecte le champ magné-tique de l'aimant 41' de l'élément d'entraînement 40' et génère un signal électrique qui correspond au champ magnétique détecté par celui-ci. En réponse au signal électrique généré par le capteur 60, la polarité de champ magnétique de chacun des premier et second aimants 21', 22' est inversée de sorte que le second aimant 22' repousse et que le premier aimant 21' attire l'aimant 41' de l'élément d'entraînement 40', provoquant ainsi le mouvement de l'élément d'entraînement 40' dans la première position. Après quoi, l'opération est répétée. In operation, when the driving element 40 'moves to the first position, the sensor 60 detects the magnetic field of the magnet 41' of the driving element 40 ', and generates a corresponding electrical signal to the magnetic field detected by it. In response to the electrical signal generated by the sensor 60, the magnetic field polarity of each of the first and second magnets 21 ', 22' is reversed so that the first magnet 21 'repels and the second magnet 22' attracts the magnet 41 'of the driving member 40', thereby causing the driving member 40 'to move in the second position. When the driving element 40 'moves to the second position, the sensor 60 detects the magnetic field of the magnet 41' of the driving element 40 'and generates an electrical signal corresponding to the detected magnetic field by this one. In response to the electrical signal generated by the sensor 60, the magnetic field polarity of each of the first and second magnets 21 ', 22' is reversed so that the second magnet 22 'repels and the first magnet 21' attracts the magnet 41 'of the driving member 40', thereby causing the driving member 40 'to move in the first position. After that, the operation is repeated.
D'après la description ci-dessus, le dispo- sitif de la présente invention, par rapport aux moteurs électriques classiques construits à partir de stators et de rotors, utilise les aimants 21, 21', 22, 22', 41, 41' pour provoquer le mouvement de va-et-vient de l'élément d'en-traînement 40, 40' entre les première et seconde positions, se traduisant ainsi par une structure de génération de force motrice simple, à bas prix et légère appropriée pour l'application aux véhicules à moteur. According to the above description, the device of the present invention, compared with conventional electric motors constructed from stators and rotors, utilizes magnets 21, 21 ', 22, 22', 41, 41 ' to cause reciprocating member 40, 40 'to move back and forth between the first and second positions, thereby resulting in a simple, low cost, light weight power generating structure suitable for application to motor vehicles.
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