TW209303B - - Google Patents

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209303 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明背暑 本發明涉及磁鐵。 V 特別地是本發明涉及後合磁鐵及構成磁浮軸承所需裝 置。 磁鐵如熟知均採用鐵、钕、Sm2C017等製成，其形狀 為桿、針或馬蹄鐵型。在這些磁鐵中，包括南極及北極 對應其兩端。磁場線由一棰流向另一極，而且部份磁場 線在磁鐵外延伸。磁場線就吾人所熟知為曲線，能利用 紙上散落的鐵屑形狀或適當的儀器即可描述。這些現象 表示傳統磁鐵不可能提供一個僅有單極區域的磁塲，換 句話説，北極一定受其南極顯著影轡，反之亦然。 英國專利說H3 5^?!^號中發現錐體磁鐵，其高度等 於基底長度的一半，而且錐尖含一極，底剖則含另一極 。由六锢柑同的錐體構成一個立方體，立方體表面可假 定為與各個角錐體基底具有相同的極性。相反之極性位 於立方體的中央。根據本項認知，磁鐵的磁力線從磁鐵 外部從北極流向南極，因此英國專利說明所述之立方體 — —--— -------—' ........ —'~~ 並非單極。卽使組成此種角錐可行，其立方體表面仍有 北掻與南極。採用最現代化儀器精密量測後足以證明。 因此單極並無法使用本方法製成。 美國專利4 , 2 2 2, 021的發明Ϊ本上磁鐵是將一組各別 的磁鐵以相同方式組合而成，所不同的是美國專利@述 磁鐵中穴，穴表面的磁極與磁鐵外表面具有相 ----— ---- X.—______ _____ _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中《國家橾準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 81. 5. 20.000(H) 209303 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 反的極體。依量測結果顯示，@上述―各jmAJL 一裝m得 .一丨 1 ~ ' 磁鐵有一北極及一南棰或是數個匾域分別分割為部份北 __ _ _ __ I·—— — - - . , ·— ―― ——* 極及旦南棰。而且此類複合磁鐵的強度實值上比分別 磁體所組成的磁鐵差。故根據美國專利所構成的磁鐵其 ·*』〜' ·—--—-----—---------------- _ 外表面並無法達到單極效果。 據吾人所知，磁鐵兩極其中之一及兩極之間的磁嫌 部份均被一外軍包園。被睪住磁極的磁場被遮蔽，使雙 棰之間的磁場線法向曲率突降。磁場線之行進幾乎侷限 於壺狀屏蔽物之内部，因而磁場線産生短路現象。疸類 磁鐵被用於電子儀器中，諸如監視幕。屏蔽物企圖避免 磁鐵受到周圍電子元件之干擾。 更進一步了解軸承之配置採用永久磁鐵。例如徳國專 利2,951,010描述了高速燃氣離心機所使用的永久磁鐵 徑向軸承。該軸承包含二値同軸心的琛狀永久磁鐵，其 配置是使其中之一放置於9 一傾之中，由於在前述的軸 向上有相同的磁性故彼此互斥。此類徑向軸承適用於高 速旋轉之離心機，且支撑的質量小者。將此類軸承技術 擴展到較大的機器時受限於目前在生産中空、國柱磁鐵 的現有限制。 另一磁性軸承如美國專利4,186,567號所述。一旋轉 元件利用磁鐵環置於靜止元件與旋轉元件間而加以支播 。該環沿軸向磁化，放置其中之一在另一値之的方式是 利用磁化方向的變化。一永久磁鐵及一掴反磁性體兩者 -4- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線- 本紙張尺度遑用中國國家«準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 81. 5. 20.000(H) 209303 A 6 Βθ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 沿軸向相鄰佈置而謅轉動件穩定。此種棰度反磁性體需 要軸向接受，是由超導材料組成，舉例而言，以超導線 圈形狀成型，其電流密度約105安培/平方公厘。 日本出版物55-607 1 9發明之軸承，其佈置是讖軸承所 需的徑向及軸向力均由永久磁鐵産生。主軸安裝在軸承 座上，而其徑向支撑是利用軸上的磁雄琛及座上相對應 的磁環逹成。如上所解釋，疊加磁鐵上從北極到南極流動 的磁場線會影鬱表面上的磁場，因此日本出販物所述的 佈置方式無法産生一锢具有最適化單極的表面，此時僳 以相對配置元件的表面為參考基準。 本發明要義 本發明之目的在於提供一個實質上能産生單極磁場的 磁鐵。 本發明之另一目的在於提供包括許多磁鐵組合而成的 磁鐵，該磁鐵能在其表面區域産生實質單極之磁場。 本發明之另一目的在於提供一磁浮軸承，其浮動力之 産生無需藉助於反磁性體而僅需使用能産生實質單極磁 場之磁鐵即可。 本發明另一目的是提供一磁浮軸承，其浮動力不必使 用永久磁鐵及反磁性醱即可産生。 本發明目的之一在於提供一磁浮軸承，其浮動力之産 生僅利用永欠磁鐵是可能的，唯該磁鐵能在表面區域能 夠産生寅質單極磁場。 -5- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國家樣準(CNS)甲4規格(210X297公*) 81, 5. 20,000(10 2〇93〇^ 五、發明説明（4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 嫌 方能 法邸 的 括份在僅 堅而 且磁 真真 磁 的用 方鐵 目 包部覆線 一合 而。 痼的 的 承使 的磁 的 且面被場 層組 ，面 一心 場 軸需 承久 晰 而表層磁 一以 體球 括實 磁 浮僅 軸永 清 面一導讅 覆加。錐份 包個 極 磁而 浮用 示 圍第傳域 被能生角部 均一 單 造， 磁使 顯 周的性匾 面體産為為。體成 生 製體 造而 會 有面磁之 表磁面均均件磁形 産 種性 製， 中 鐵圍 C成 其之表體份元锢夠 能 一磁 供體 程 磁周份構 在覆圃磁部體每能 種 供反 提性 遇 該成部層 序被周個的球，後 一 提用 於磁 述 ，形面覆 依成之毎面的中合 供 是使。在反 敘 鐵能表被 能完鐵，圃正例組 提 的需可的用 他 磁括二該 可。磁中周真實體 是 目無即目必 其 為包第， 層層在例成値化磁 的 步生鐵之不 及 C 點體的面。覆被以實檐一體使 目 一産磁步生 以成重磁面表極被外得化或成具而 一 進之的一産 的逹項個斷的南導性場體面形一 ， 另。更力場進之 目明 一每蔽份向傳磁磁具表夠另面 的法的動磁更力 項發之，皤部流性透極之艏能之切 明方明浮極明動 各本明體括蔽搔磁滲單鐵 一 後鐵的 發造發其單發浮 述由發磁包皤北锢不質磁第合磁盤 本製本，生本其。上可本多及値由每的實在値組在圓 之 法産 ，可 均 許以每能 實使 每體 正 ..........................f…亨…^. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國厲家標準(CNS)甲4規格(210X297公釐) 81. 5. 20,000(H) 2〇93〇3 A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 正圖柱體元件。 在磁鐵的另一具體化實例中，每傾磁龌均包括一侮真 正圓琛的切面，而使磁體組合後能夠形成一餹中空的真 正圓柱體元件。 依據本發明所構成磁嫌，其表面的單極區域能讓磁鐵 將該表面放置在相同極性補磁面之反侧時該磁鐵仍可保 持穩定。舉例之，若磁鐵僳由鬮柱醴構成，其外表面具 有給定之磁極，它能在不蓮動的條件下在中空國柱磁鐵 中浮動，其中中空磁鐵之内表面具有相同棰性且其内徑 較前述圓柱體之外徑大。 本發明另一重點著重於磁性裝置，其中包含一個靜止 件及轉動件。第一値元件中最少容納第二艏元件之一部 份，且第一値元件提供一锢像琛一樣的磁性元件琛繞著 第二元件。第二元件之一部份被第一元件容納，它提供 第二磁件有一個廣義的國形周圍表面，而且在周圍表面 區域有一真正單極磁場。兩元件之佈置使他們彼此浮起 。另在第二元件上包括一値無法磁化之套筒可琛繞著第 二磁件之周圍表面。 第二磁件可能亦有一倕琛狀似之構架，第一及第二磁 件最好均加以永久磁化。 第二磁件可能包括一主軸，而第一磁件可能包括一個 供軸使用之座。該座能包含靜件而軸應含轉子。 磁件中最少應有一件（最好為第二磁件）能夠包括一 -7- 本紙張尺度遑用中《國家檫準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 81. 5 . 20,000(H) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) A 6 B6 209303 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 件磁構成之總成。每値磁體應包括一値圖環之切片，該 環上應有一面包括鼸藏的部份；在這些皤藏部份中最少 應有一部份提供不缠透磁性被覆層。 第一磁件環繞著第二磁件，第一磁件應能沿徑向磁化 ，也就是説，第一磁件之北棰與南極能沿其徑向相反側 方式放置。磁件可能放置在第一元件或座的中央匾域。 第一磁件有第一傾表面部份面對第二磁件，其第二個 表面部份則包括一個在其他方向能夠面對第二磁件的斷 面部份，而且磁性不滲透層將潘暖在此斷面部份。 主軸及座有真正平行的軸向，當主軸供給第二磁鐵時 ，座會無給第一磁鐵。其中第二磁鐵沿軸與座之軸向上放 置於第一磁體之反側。這些磁鐵之排列磁極彼此相對以 便讓座與軸均可沿其軸向相對應另一値位置彼此準確定 位。 軸與殼上均提供凸緣，而且磁鐵均可安裝在相對應之 凸緣上，這些凸緣均為環狀。 毎値磁鐵均有第一表面部份面對磁鐵之其他面，而有 之第二表面部份之截面可知均面對不同方向，真正磁性 不滲透層在此斷面部份被覆。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 座或軸上有沿軸向分隔的第一锢及第二値凸緣，而元 件中所需使用之其他凸綠放於第一及第二凸緣間，這些 位於第一及第二凸線間的凸緣相對應於第一及第二凸緣 的表面分別為第一及第二表面。第一表面及凸緣提供第 8 ~ 本紙張尺度逍用中《國家標毕(CNS)甲4規格(210X297公釐) _ "~81. 5. 20.000(H) 2〇93〇3 Λ 6 B 6 經濟部中央標準局员工消f合作社印製 五、發明説明（7 ) -對面對面的磁鐵使用，而第二表面及凸緣則供第二對 面對面的磁鐵使用，已就是説磁鐵之堆排方式使其北極 與南極沿軸與座之軸方向彼此反向置放，每對磁鐵之排 列類似於磁極方式彼此相對。 沿軸向磁化的磁鐵可選擇性地連接到軸向上的軸與座 上，並且提供一被覆層而使軸與座之軸向穩定度增強， 這些磁鐵最好用環狀或圓圈形。在套筒中的軸其個別磁 體之佈置將使軸表面區域構成真正的單極磁場。 環形或圓圈形的徑向磁化磁鐵安裝在座及軸上，它能 提供軸與參考座上極高的徑向穩定度。磁鐵亦可採用盤 狀，而數個磁鐵能一値接一掴排在座及軸上。徑向作用 磁鐵的集圍化佈置可以使軸與座長的軸向拉長範圍内獲 得支撑。支撑可利用增加磁鐵數目而適當地加以調整。 各項新奇之特擻可視為本發明之特性，恃別是附加之 專利申請範圍所述各項特性。改良的磁鐵及磁性軸承最 好詳讀以下的詳細説明並配合各値具體化實例及附圖即 可充份了解。 附麵簡要説明 圖1為本發明所述磁性單元中一値具體化實例之透視 圖； 圖2為函1上箭頭所示I-Ι方向所示之剖面画； 圖3乃圖1上許多磁性單元組合成之球體磁鐵實例； 圖4為本項發明另一項具體化實例中由許多磁性單元 -9- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙51：尺度逍用中a a家樣毕(CNS)甲4規格(2〗0xM7公货) 81. 5. 20.000(H) A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 所組成平行四面體磁鐵之透視圏； 圖5為_4上箭頭所示V-V方向之剖面圈； 圖6乃依據本發明另一項具體化實例的磁性單元透視 圖； 圖7為圖6中由許多磁性單元組合而成之實心國柱透 視圖； _8為本發明9 一具髓化實例中由許多磁性單元所組 合的中空圓柱透視團； 圃9為圖7之實心圔柱在圏8之中空圖柱浮動之情形 園10所示為棒聖磁鐵及其磁場線； 圖11為經過圖10所示棒型磁鐵之磁場第一條路徑距離 與磁通密度之對應圖形； 圖12為經遇圖10所示棒型磁鐵之磁場第二條路徑距離 與磁通密度之對鼴圖形； 第13為依據本發明而製成之含被覆層磁鐵兩個並列時 之剖面圖，園中同時顯示磁鐵之磁性強度； _ 14所示為依據本發明所作軸之剖面圏； 圖15所示為依據本發明所作具有浮動軸承之裝置其剖 面圖情況。 標出具鵲化審例説明 圖1及圏2為角錐醴磁鐵單元1之圖例，它包括角錐 體5 ,在角錐體上有底面或第一面部份3及第二面部份 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家楳準(CNS)甲4規格(210x297公*) 81. 5. 20,000(H) (II ο 2 A 6 B6 0¾ - 五、發明説明（.9 ) ，後者共有四個部份7, 9, 11, 13分別對應於角錐醱5 的四値邊。基面3為部份球體。角錐體5包括磁性材料 ，最好使用永久磁化的材料，能夠使用的材料為Sb12C〇17 ,鈸及其他稀有之地球上金颶。磁體5之磁性方面，北 極位於部份球面的基底3上，而南棰位於磁體5之頂點 〇 磁體5的四儸側面7. 9, 11, 13均提供磁性傅導層或 被覆層15,在該層磁性並不存在。傳導層15形成一餾流 動區域，透過它磁醱5之磁場線能從北極流到南極，傳 導層15可用銅，V2A銅，V4A銅.塑膠或木材製成。 在傳導層15外提供第二層或被覆層17,第二層17組成 的材料能阻擋磁力線或磁場線，使它們不會從磁醴5中 發散出來。換句話説，第二層17防止磁場線流出角錐體 1的側面，因而能夠導引磁場線流經單元1 。第二層17 包牯分離而且阻播的表曆或是不滲透磁性的表層。舉例 而言，它能用西徳 D-W-6450 Hanaul 的 Vacuumschmelze 公司所銷售的Μϋ金臑VacoperelOO組成。 由於不谚透層17的狙捎效果，南極磁場線能被引導經 過傳導層15,僅有北棰的磁場顯示它位於磁體5的基面 3上。如麵2所示，北極的磁場線19從垂直於基面3的 方向向外發散。 如前所述，此類型的磁鐵為"包裝"。這種熟忝的”包 裝"型磁鐵被視為預製磁鐡，包括磁體及阻播層，他們 -1 1 - .(請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝· 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家樣準(CNS)甲4規格(210x297公教) 81. 5. 20,000〇〇 ’ 五、發明説明（10) ； 被堪視，無線霜，磅秤，及其％必痛密閉的領域採 用，用於防止受附近電子零件之I。 圖3示意圖為球醱磁鐵21之例丨它由許多角錐體1 加以組合而成。球觴磁鐵21的外^是由磁髏5上未被 覆之部份球面底部3 ，傳導層15#面及不滲透靥17的 Ϊ: 端面組合而成。15, 17靥的端面|於相鄰的基面3上 ，而形成上述之北極。15及17層磁髓5 ，及其磁 塲彼此分離。磁體5的磁性單元他單元彼此組合， 讓磁鐵單元1形成球齷。同時可得知磁讎5的楢面 7，9，11，13均為鼸蔽部份。 球體磁鐵21顯示出需要的單極磁能夠在外表面預訂 的距離上産生。 圖10所示為未被覆的棒形磁鐵及磁場線，其中可了 解磁場線從北極上的端面離開，沿袖線的軌跡流到南 極，再經由南極的端面流入磁鐵内。 通過棒型磁鐵磁場的第一條路徑是點1,2,3,4,5及6 點所形成，此時通過此磁場的第二條}5徑由點？，8,9及 10所形成。沿著這些路徑精密最測其在通密度是由瑞士 Zurich的ΕΤΗ執行。逭些量潮值接箸用於繪_,得到如 匾Π，12所示的磁通密度對應於距離的臑照係、画。圖^所 示為路徑1-6上磁通密度的變化情形，而圖12所示為路 徑7-10的磁通密度變化情形。沿著路徑卜6，最高的磁通 密度發生在黏1輿2之間，其位置是在棒型磁戡的表面 12- 本紙張尺度逍用中國國家棋毕(CNS)甲4規格(210X297公*) 81. 5. 20.000(H) 裝 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（11) 上方（參閲圖11中曲線的最高峰）。沿著路徑7-10,最高 的磁通密度在7舆8點之間，而且産生於棒型磁鐵的表 面上。 圖13所示為兩倨棒型磁雄倒面互相鄰接的佈置方式，5 這些棒型磁鐵之上表面曝露箸，且形成北極，此時較低 的表面形成南極而且被覆著不滲透磁性的材料。整個倒 面依據本發明供給磁性傳導層及不滲透磁性靥。 使用最先進之量測儀器，從已外被覆的棒型磁雄曝露 表面開始計算的不同距離量測其磁場強度，其結果如圈 3所示。量測結果顯示在曝露表面上方超過3mm的位置 ，磁場均為”北方”。在被覆外層磁鐵之間的結合處，具 有南極磁掻的短路磁場線仍然存在，而且在3βΠ以下的 表面相鄰距離内有此現象。包含南極磁極磁場線的區域 構成一個轉換區域，當超過此轉換區域時顳示是單極匾域 〇 如圖 3所舉實例，如果許多個角錐體單元1被組合成 一櫥球體磁鐵21,磁鐵單元1内部磁極之磁場線會通過 層15，沿箸不滲透層17流動，接著磁場線從球體磁體17 之外周圍表面流出，而證明如圖13所示的現象仍會在離 表面預定的一般距離内發生，超過此預定距離後會出現 單極區域，它離開周園表面有一定空間。 另一具體化實例如圖4及5所示，其中參考號碼101 所示磁鐵單元與圖1的磁性單元1相同。磁鐵單元101 -13- 本紙張尺度逍用中困國家糅毕(CNS)肀4規格(210X297公*) 81. 5. 20.000(H) A 6 B6 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) A 6 B6 9.09^3 五、發明説明（12) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 包括的磁體與圈1中的磁體5類似為角錐體。然而，圖 4及圖5中的磁體其基面或第一値表面部份103為平面 且為正方，而不是部份球體表面。 圖4輿圖5中毎傾磁鐵體有第二値表面部份，其中包 括107, 109, 111, 11 3等四値斷面部份，它們構成角錐 型磁鐵體的四値侧面。類比於_1-3 ,侧面107, 109, 111及113均有一磁性傅導層或被覆饜115 ,而且依序重 叠一層不滲透磁性的外層或被覆層117 。 六値磁鐵單元101能夠組裝而形成平行六面體磁鐵 121 。磁鐵單元101的排列方式使角錐磁鐵體的基面 103與平行六面體121的表面互相一致.也就是説基面 103構成121磁鐵的周圍表面，因為基面103為正方形 ，故平行六面體磁鐵121具有立方體的檐造。 磁鐵體的在表面107, 109, 111及113 均陲蔽位置。 從磁鐵121表面算起的預定距離在，環繞磁鐵121的 磁場為單極。當角錐體磁鐡的基面103定義為北極，而 尖端定義為南極時，該單極磁場為北極。酋角錐體磁鐵 之極性相反時，磁場為南極。 另一具體化實例如圖6 , 7所示，其中參考號碼201 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 視為與圏1中磁鐵單元1相同的磁鐵單元。 每値磁鐵單元2 0 1包括磁雄體2 0 5 ,其形狀為國盤的 一部份切片。磁鐵體205有一基面或第一個表面部份 20 3及第二個表面部份，後者包括四個斷面207, 209, -1 4- 81. 5. 20.000(H) 本紙張尺度遑用中B國家楳毕(CNS)甲4規格(210x297公*) A 6 B6 2〇93〇3 五、發明説明（13) 211及213 ,他們形成弧形磁鐵龌205的四個側面。基 底203為部份画形，毎櫥基底203構成画柱體表面的 一部份。當磁鐵體205定義為南極，基底203定義為北 極，以此方式定義磁鐵體205的極性。 磁鐵體205的侧面207, 209, 2 1 1及213均有磁性傅導 層或被覆物215 ,每値傅導層215上依序供給不滲透磁 性的外層或被覆物31 7。 在本例之具體化實例中，組合8傾磁鐵單元301八傾 則可形成圆環狀的磁鐵。磁鐵單元201之佈置方式使磁 鐵體205的基底203位於盤的圖形周園面上，磁鐵體 205的側面207 , 21 1皤藏在盤之内部。 盤的圓形周画表面具有北棰之磁性。 如圖7所示，許多盤能倒向相對沿其縱軸向放置，而 形成實心的圓柱體磁鐵221 ,實心國柱體磁鐵221的兩 傾端面保持磁中性，因為毎一舾均被傳導層215及不滲 透層217覆軍。實心國柱體磁鏃221的圓柱形周圍表面 具有北極的磁性。 本發明另一具體化實例如圏8之例證所示，其中參考 號碼301與圖1中的磁性單元1視為相同的磁元。 每傾磁性單元301包括一個由盤狀環切片構成的磁性 體。磁性體有第一個表面或表面部份303 ,它是局部圔 形，其半徑等於環之内徑，每偁磁性髏同時包括第二値 表面部份，該部份是由5個斷面所組成，依據他們在孤 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公*) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 81. 5. 20,000(H) A 6 B6 五、發明説明（14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形磁性體之相對位置稱為兩値側面，兩値端面，以及一 個半徑等於琛外徑的局部國形表面。該局部圏形表面303 有環的内部半徑，定義為北極，而局部画形表面具有琛 之外半徑者稱為南極。 毎値弧形磁性體的側面端面，以及局部國形表面（具 有環的外端半徑）均有磁性傅導層或被覆層315 ,在315 上依序為不滲透磁性的被覆曆317 。 在舉例的具體化實例中，將八個磁性單元301組合即 可形成盤狀的圓琛形磁鐵，當單元301組合好後，有琛 内部半徑值的局部圖形面30 3位於琛的内國周表面，而 有環外部半徑值的局部圓形表面位於環之外表面上。毎 値弧形磁性體的端面均在環中皤蔽著。 環的内鬮周面必須為北極。 圖8所示是許多琛以侧面相接，沿其縱軸向放置而形 成一値中空的圔柱體磁體321 。國柱體之外圓周面以及 中空國柱磁鐵321的二個端面均為磁中性，因為毎一個 面均被傳導靥315及不滲透層317覆蓋。中空磁鐵321 的画柱形内鬮周面其磁極極性必須為北極。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 如果中空圓柱磁體321的内徑比圖7所示實心圓柱體 221的外徑大時，賁心圓柱體磁鐵221能如圖9所示插 入中空圓柱磁鏃321之中。此實心國柱磁鐵321會在磁 鐵221及321的徑向上被中空圄柱磁鐡321排斥。假設 磁力大到足以支撺實心圓柱磁鐵221的重量時，221將 -16- 81. 5. 20,000(H) 本紙張尺度逍用中a B家樣準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^09¾°3 五、發明説明（15) 不會在中空圔柱體321内蓮動，而是在其内部浮起。沿 軸向支撑此實心圄柱磁鐡能夠利用磁性作用即可達成。 實心園磁鐵221的各個[磁性單元201 ,以及中空圖柱 磁鐵321中的各値磁鐵單元301能夠利用銅或其他不存 在磁性的材料所製成的外套筒或襯套保持著組合狀態。 磁鐵221及321亦可用任何適切的方法加以保持相接情 況，例如將相鄰磁性單元201 , 30 1的鄰接面彼此相連 〇 針對毎一磁性單元提供一傳導層及一不滲透層的方式 可加以取代，根據本發明的磁鐵能夠使多一個磁性單元 共用同一組傳導層與不滲透靥。 圖14所示主軸是由數値斷節405及407所組成，他們 能随主軸401的其他型式而變化，圖示者僅為一例子。 再舉例而言，407斷節能如圈7所示被製成圓盤狀。 斷節405包括許多圖琛磁鐵413 , 413沿401軸之軸 向彼此相叠而形成在斷節40 5中的中空孔414 。中空孔 414與圓環磁嫌413 .軸401共軸線。圓琛磁鐵413採 經向磁化或極化，也就是説，413的磁化方式是依據相 對應磁鐵413的徑向為考慮著眼點，使其南極與北極沿 其徑向採相反側配置。圓琛磁鐵413的北極緊鄰中空孔 414,此時其南極位於磁鐵413的外圖周表面上。每値 圓環型磁鐵413能利用多値磁化單元以圖8所示方法加 以組合而成。然而當磁化單元301的北極曝露，且南極 -1 7- A 6 B6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 線. 本紙張尺度遑用中國國家橾毕(CNS)甲4規格(210X297公教) 81. 5. 20.000(H) A 6 B6 五、發明説明（16) 被315, 317層覆單時，画琛型磁鐵413的磁化單元情況 相反。 套管411會環繞著每値主軸區段405上的國環型磁鐵 413 。套管411包括無法磁化的材料，諸如鉻網或銅等 。主軸匾段407上具有沿其圖周方向延伸的扃部409 ， 每個套管411與扃部409其中之一相接觸，套筒411 輿主軸匾段407用鎖417或其他類似品彼此聯結。 圖15舉例説明根據本發明所製，具有磁浮軸承的裝置 。該裝置包括轉子（圖14上的主軸401)及一靜止件419 (可視為安放軸401的軸承座）。軸401構成靜止件及座 419構成轉子亦是可能的。 座419上有圓環的凸線421，421位於座419的中央位 置；419同時具備一對圈環凸緣422 ,他們分別位於座 419的兩端。凸緣421及422與座419 ,軸401保持同 軸心，為了減低軸承座419的質量，凸綠421及422能 加以截斷.如422凸緣另一侧所示的424 。 凸緣421的中央部份承載著許多圓環型磁鐵423 ,他 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 們彼此沿箸軸承座419的徑向相互重叠。在本具體化實 例中，圓環型磁鐵423其中二値放置在凸緣421的一 側，另有二個放置在凸緣42 1的另一侧。 凸緣422的中央位置亦支撑著許多傾重叠的圓琢型磁 鐵423 。然而，僅有在面對中央凸绨421的凸緣422上相對 應表面才有圔環型磁鐵423 。 -18- 本紙張尺度迷用中《國家楳毕(CNS)甲4規格(210X297公龙） 81. 5. 20.000(H) A 6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) _環型磁鐵42 3的内徑比套管411的外徑略大，且 423環繞箸套管411 。主軸區段405中包括園琛型磁鏃 413 。毎個圓琛型磁鐵423放置在圓環型磁鐵413的徑 向相反倒，圈環磁鏃423沿其徑向磁化，使其南極位於 423的内圓周表面上，此時北搔位於外國周面上。 軸401上的圄琛磁鐵413及軸承座419上的園琛磁鐵 423能提供徑向軸承支撑，而讓軸40 1能在軸承座419 中沿徑向浮起。 環型凸綠425固定於每値軸區段407 ,而407緊鄰著 套管411的端面。每個凸緣425上在其兩側均承載著圖 環型磁鐵427 。427沿軸向磁化，換句話説，其北極及 南極安置在軸方向上的相反侧。 凸緣425上的圖環磁鐵427彼此重叠，每艏凸緣425 上的兩個圃環磁鐵其磁化方向相反，也就是說磁鐵427 的南極鄰接著相對應的凸緣425 ,而且彼此面對面極性 相反。 圓環磁鐵429與427類似，安裝在軸承座419上的凸 緣42 1, 422並且環繞著圖琛磁鐵423 。因此，圈環磁鐵 429沿軸向磁化，其南極類似於427的南搔，而且鄰接 於相對應的凸線421, 422。 圓環磁鐵427, 429沿軸401及軸承座419的軸向重昼 ，而且毎値圓琛磁鐵427的北極面對429的北極。毎値 相鄰的圓環磁鐵427, 429其北極間相距"a"距離。 -19- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中《國家楳毕(CNS)甲4規格(210x297公教) 81. 5. 20,000(H) A 6 B6 ^〇93〇3 五、發明説明（18) 重《的圓環磁鐵427, 429提供軸401在軸承座419中 的軸向軸承支撑，因而軸401能在座419中沿軸向浮起 〇 軸向共支容量之提升可藉增加凸緣421，422, 425上 在徑向外侧端的磁鐵427, 429。 磁鐵41 3, 423, 427, 429最好均使用永久軸承製造。 除了形成南極外的磁鐵203之表面均應提供磁性傳導 層及不滲透磁性層或被覆物。類似地，磁嫌427, 429的 表面，除了形成北極者以外均應提供磁性傳導層或不滲 透磁性層系滅覆物。 無需進一步分析，以上所述者能充份顯示本發明的要 點。利用現有的知識，在不忽略其特性之原則下可將它 應用在不同場合。從既有技術之觀點而言，本人的貢獻 對於一般性及特定領域所需的一致性特擻均能充份達 成。因此，以下將提出幾項申請專利範圃，將其方法及 範圍加以界定並申請之。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -20- 81. 5. 20.000(H) 本紙張尺度遑用中國困家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)

Claims (1)

1. ；i(bn A7 B7 C7 D7 六、申請專利範園 第81105469號「單極後合磁鐵與磁浮軸承」專利案 (82年3月修正） 1. 一種具有周圍表面之單極複合磁鐵，包含許多磁體， 每個磁體上含有構成磁鐵周圍表面一部份的第一表面 部份，及構成隱密斷面的第二表面部份；及一磁化 傳導層，覆罩在至少一些斷面上。 2. 如申請專利範圍第1項之單極複合磁鐵，又包括一實 質上不滲透磁性之外覆層，覆罩在每個傳導被覆層上 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 磁球 磁成 磁空 組 中環 I 部 一合 一成 體。其像 每局 毎组 每合 磁場 -1 中為 中能 中組 中磁件有 其質 其髏 其能 其的動具 ，實 。，磁 ，體 ，極轉件 鐵為件鐵該 鐵磁 鐵單一元 磁份元磁而 磁該 磁為及 ， 合部 體合， 合， 合質 ·，份 複面球複份 複份 複實件部 極表的極部。極部 極生止的 單一質單H件單H。單 産靜件1-之第實之切元之切件之域一元· 項一成項一體項 I 元項區 一 1 毎形 1 的柱 1 的之 1 面括另 第且夠第盤圖第環體第表包納 圍而能圍圓為圍圓柱圍圍 ，容 範 ，體範為上範為為範周承少 利體磁利質質利質上利在軸至 專錐而專實實專實質專夠浮 一 請角因請成且請成實請能磁之 申為 ，申構心申構且申後種件 。如體面如體實如體心如合 一 元 ------------------------裝------.玎|」 --線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) B7 C7 D7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範園 的第一磁性元件環繞另一元件，而另一元件部位則提 供第二磁性元件，其通常為圓形的圖周表面，且在 周圍表面區域上有實質為單極磁場，兩者彼此保持浮 動，而且在另一元件上包括琛繞周園表面的非磁性套 筒。 8. 如申謅專利範園第7項之磁浮軸承，其中另一元件包 括主軸，且所述之一元件包括供主軸用之座。 9. 如申請專利範圍第8項之磁浮軸承，其中另一元件為 轉動件。 10. 如申謫専利範画第7項之磁浮軸承，其中第二磁性 元件為環狀。 11. 如申請專利範圍第7項之磁浮軸承，其中第二磁性 元件為永久磁化型。 12如申誚專利範園第7項之磁浮軸承，其中至少有一痼 磁性元件包括著磁體之組合醱。 13. 如申誚專利範圍第12項之磁浮軸承，其中一®磁性 元件為前述的第二磁性元件。 14. 如申請專利範圍第12項之磁浮軸承，其中毎館磁體 檐成實質為画瑪的一部份切Η ,而且每一磁«包括隱 蔽斷面的表面部份，在磁性元件中所包括的簧質不读 透磁性被覆層及覆蓋在鼸蔽斷面部份。 15. 如申誚専利範圍第7項之磁浮軸承，其中第一磁性 -2 - (請先閲讀背面之注意事項爯塡寫本頁) 衣紙張尺度適用中西囲家樣準（CNS)甲4规格（210 X 297公犛） B7 C7 D7 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範園 元件琿嬈著第二磁性元件。 16. 如申請専利範園第15項之磁浮軸承，其中一値元件 有一中心，而磁性元件放置在該中心匾域上。 17. 如申誚専利範園第15項之磁浮軸承，其中第一磁性 元件有一北極及一南極，此兩極在第一磁性元件之徑 向彼此相對而設。 18. 如申謫專利範圍第15項之磁浮軸承，其中第一磁性 元件有第一傾表面部份面對著第二磁性元件，而其第 二値表面部份取包括一面對不同方向的斷面，此第一 磁性元件包括一實質不滲透磁性之被被覆層覆蓋在此 斷面上。 19. 如申請專利範圍第7項之磁浮軸承，其中前述元件 間有實質平行軸，靜止件設有一第一磁鐵，而旋轉件 設有一第二磁鐵，此兩元件沿元件之軸向相對而放 置，而磁鐵以相同磁極相對而排列，因此元件彼此間 可沿軸向定位。 20. 如申誚專利範圍第19項之磁浮軸承，其中靜止件W 有第一個凸緣而旋轉件設有供第二値凸緣，前述各 磁鐵即安裝在各自的凸绨上。 21. 如申請專利範圍第20項之磁浮軸承，其中凸緣實質 為圖環形。 22. 如申誚專利範圍第20項之磁浮軸承，其中元件中的 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 2〇93〇s A7 B7 C7 D7 六、申請專利範園 個凸 二的 第件 中元 件値 元二 而第 錁中 凸綠 的凸 開的 分開 向分 軸向 在軸 對在 一 置 有放 設則 悃緣 1 凸 第的 中第 緣有 凸設 開綠 分凸 向 個 軸 I 對第 面及 別面 分表 , 個 面| 表第 個 ， 二 傭 第二 及第 1 及 第値 有 一 具第 線的 二 對 第面 有此 設彼 間極 綠磁 凸同 二 相 第以 及鐵 面磁 表對 二 每 第時 , 同 鐵 ， 磁鐵 。 的磁箸 面的列 對面排 面對式 對面方 1 對的 鐵値 磁二 掴第 每且 中而 其 ， ，鐵 承磁 軸他 浮其 磁於 之對 項面 19份 第部 圍面 範表 利個 專 I 誚第 申有 如具 鐵 0 磁上 個面 每斷 ，各 面在 斷蓋 的覆 對層 面覆 向被 方之 同性 不磁 以透 1 滲 括不 包質 份實 部著 面含 表包 (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) •—裝. 訂‘ --線. «濟部中央標準局負工消费合作社印製