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A7 1) 經 濟 部 中Ϊ2 揉 準 局 Μ X 消 费 合 作 社 印

五、發明说明（丨） 本發明係有關於—種磁力回轉裝置，特別是有關於一 種運用一水久磁鐵和一電磁鐵間產生之互斥力的回 裝置。 轉 傳統之中，一電樞包括複數繞線圈爲-轉子 (rotor)，以及包括一永久磁鐵之雷，在這樣傳=電動馬_，必須不斷地提供電:= =二:電::提:::生熱，就引發產心 得的問題。'造成磁力無法從永久磁鐵有 除此之外1傳统的電動馬達中，因爲電樞是由複數 繞線建構而成，其慣量（咖ent Qf inertia)無法太ί數 因此無法獲致足夠的轉矩（t〇rque)。 n 因此，爲克服上述傳統電動馬達的缺點，日本專利公 告號61868/1993 (美國專利號4 751，權幻提出一種磁 力回轉裝置，具有複數永久磁鐵分別沿兩個轉子以既定之 角度設置，以及”電磁鐵設置於兩轉子中之—者上。 通常，所裝配之傳統電動馬達之中，所具有之限制就 是能量轉換的效率能增加多少，爲了上述的原因，迄今， 許多改良已見於;見今電動馬達上，但仍未能得到令 的特性。 ’ 而揭露於日本專利公告號61868/1993 (美國專利號 4,751,486案）之磁力回轉裝置，具一對轉子旋轉，因此 ，對每一轉子必須具有高精度，此外必得採用—種 轉的控制方法。 ' -4 - (靖先閑讀背面之注意事項再填寫本頁} Λ -訂，

• I- - I ( CNS } A4iU^ ( 2I〇x297/AV;t) A7 五、發明説明（ 經 濟 部 樣 準 X. 消 费 合 作 社 轉裝明，的在於提供1力回 地獲得=其旋轉控财=;=:一有效 包括：-轉動.…轉子 叫裝置 置和平衝旋=々: 裝置以複數第一磁極沿該轉子 鐵 ==子之内周邊表面設置，相對於-徑m ΐ:第:磁極和該第二磁極之該永久磁鐵裝置呈具 鐵Ϊ置，向該轉子的方式設置，用二： 购面向補子_場；以及 场成 子之旋:位置’以允許該電磁鐵裝置被:予能量：測琢轉 爲元成本發明之目的，亦 =括：心；—轉子固定於該轉練心上 1子上妓有永切齡平衡H財衡旋轉，^ 鐵i第—磁極沿該轉子旋轉方向之外周邊表面= ’ p该等永久磁鐵之第二磁極沿該轉子 = 置，相對於-徑向線:具有該第—磁極和該第二 磁鐵呈偏斜万向設置；—電磁鐵，以面向該轉子的^ ’叹置’用以形成-磁緣面向該電磁鐵的表面；以及能 裝置用以在該轉子旋轉時，前導之該永久磁鐵沿旋轉方 鐵面向該轉子之該表面，間歇地施能量予該 爲完成本發明之目的，尚可藉由提供一種磁力回轉裝 « C _ ~ 5 CNS ) Α4规格（210x297公釐） (碕先閑讀背面之注意事項再填寫本頁j Υ策_ 、11 經濟部中*2橾隼局属工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 3 置包括：一轉動軸心；一第一轉子固定於該轉動軸心上， 並具有永久磁鐵裝置和平衡旋轉裝置設置於該第一轉子上 ，該永久磁鐵裝置以複數第二磁極沿該轉子旋轉方向之外 周邊表面設置，以及以複數第一磁極沿該轉子之内周邊表 面設置，相對於一徑向線，具有該第一磁極和該第二磁極 之該永久磁鐵裝置呈偏斜方向設置；一第二轉子沿該第一 轉子旋轉及固定於該轉動軸心，並且具有複數永久磁鐵及 用以平衡旋轉之平衡器設置於該第二轉子上，該等永久磁 鐵以第一磁極沿該第二轉子旋轉方向之外周邊表面設置， ) 以及以第二磁極沿該第二轉子之内周邊表面設置，相對於 一徑向線，具有該第一磁極和該第二磁極之該永久磁鐵呈 偏斜方向設置；一第一和一第二電磁鐵裝置，以磁力連接 分別和該第一和該第二轉子相面對，用以形成磁場面向該 第一和該第二轉子產生之磁場；以及偵測裝置，用以偵測 5 該等轉子之旋轉位置，使得該等電磁鐵裝置被施以能量。 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂 ，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細説明 如下： 圖式之簡單説明： ) 第1圖係顯示根據本發明一實施例之一磁力回轉裝置 的透視示意圖； 第2圖係顯示第1圖之磁力回轉裝置的侧面圖； 第3圖係顯示第1圖和第2圖之磁力回轉裝置中一轉 子的平面圖； I hi nn n «^^1 ί m —HI— ml n^i K \ i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中B國家榇準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 A7 五 5 ) 經濟部中央標準局ec工消贽合作杜印裝 ) 、發明説明（ 4 第4圖係顯示第1圖之磁 圖； 力回轉裝置中一電路的線路 H圖係顯示形成於第i圖和第 轉=電磁鐵和轉子間，分佈的平面圖;=力回 :裝置的轉子旋轉之一轉矩的丄圖中^造成磁力回 .、國 此互:和-轉子之，，裝置彼 之永久，和電磁鐵裝置其他鄰近 =慣 Ξ:便 動力增加。轉時，其速率藉由慣性力和轉 本發明之-實施例將配合以下圖示做描述。 第1圖和第2圖係顯示本發明之域力 例的示意圖，本説明書中，"磁力回轉裝置 電動馬達，以及從永久磁鐵之磁力獲致轉動力< ，其將述及採用磁力之一旋轉裝置，如第i圖中所示，本 發明一實施例之磁力回轉裝置，一轉動軸心4，以=動方 式固定於具有轴承5之-框架2上，之於轉動#心4，具 有固定於軸心上之一第一磁鐵轉子6和一第二礤鐵轉子8 ，此二轉子產生轉動力；以及一旋轉本體1〇，其上設置有 複數條狀磁鐵9 (rod-shaped magnets)，用以獲致轉動力 作爲能量，相對於轉動軸心4，條狀磁鐵9係以可旋轉的 本紙張尺度逍用中國鬮家揉準（CNS ) Λ4规格 -n Mu 1·1 In In HI »^1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -7 - 210X297 公釐） A7 B7 5 經濟部中^搮率局貝工消费合作社印«. 五、發明説明（） 方式設置，在第一和第二磁鐵轉子6和8處，具有一第— 電磁鐵12和一第二電磁鐵14 (將在爾後參考第1圖和第2 圖詳述），分別與第一和第二磁鐵轉子6和8的旋轉同步 施予旎量，而且彼此之間分別以一磁隙（magnetic gap)相 隔面對，第一和第二電磁鐵12和14分別設置於一軛16上， 而形成一磁路徑（magnet ic path)。 如第3圖中所示，第一和第二磁鐵轉子6和8分別具 有複數格狀磁鐵22A至22H設置於圓盤狀表面，用以形成一 磁場以產生轉動力，以及設置有非磁性物質製成之平衡器 20A至20H，用以平衡磁鐵轉子6和8，本實施例中，每一 第一和第二磁鐵轉子6和8上，有8個格狀磁鐵22A至22H 係以相等的間距沿圓盤狀表面24外周邊區域的半邊設置， 以及8個平衡器2〇A至20H則沿外周邊區域的另半邊設置。 如第3圖所示，每一個格狀磁鐵22A至2犯，是以格狀 磁鐵之縱向袖I與相對之圓盤狀表面24的徑向軸線Η成一 角度D設置，本實施例中，角度D爲3〇度角和56度角，一 個適當的角度是依圓盤狀表面24之半徑以及設置於圓盤狀 表面上之格狀磁狀22A至22H的數目而定，如第2圖所示， 以有效使用電磁場的觀點而言，第一磁鐵轉子6上之$狀 磁鐵22A至22H最好設置成其N極朝向外侧，反之第-磁鐵 轉子8上之格狀磁細至22H設置成其3極二外：磁 之於第一和第二磁鐵轉子6和8之外㈣，第—和 電磁鐵12和14分別以一磁隙面對第一和篦_ 一 和一磁鐵轉子6和 8，當第-和第二電闕12和14被施予能量時，它們便形 一 8 一 乂 ；衣------訂-----丄 {請先閑讀背面之注f項再填寫本頁) 18 8 ^標準

303S42 A7 B7 ΓΟ 經濟部中央揉準扃貝工消费合作社印装 五、發明説明（） 6 成與相對應之格狀磁鐵22A至22H相同之極性，同時彼此互 斥，換句話説，如第2圖所示，因第一磁鐵轉子6之格狀 磁鐵22A至22H具有N極面向外侧，則第一電磁鐵12被施予 能量，以致於面向第一磁鐵轉子6之一侧形成一N極，同 樣地，因第二磁鐵轉子8之格狀磁鐵22A至22H具有S極面 向外侧，則第二電磁鐵14被施予能量，以致於面向第二磁 鐵轉子8之一側形成S極，第一和第二電磁鐵12和14以磁 力方式由耗16連接，係由於面向相對應之磁鐵轉子6和8 之一侧被磁化，故彼此具有相反的極性，意即電磁鐵12和 )14的磁場係能被有效率地使用。 第一磁鐵轉子6或第二磁鐵轉子8中之一者具有一偵 測器30，比如是一微開關（microswitch)，用以偵測磁鐵 轉子6和8的旋轉位置，亦即如第3圖所示，在格狀磁鐵 22A至22H的旋轉方向32上，當前導格狀磁鐵22A通過後， 5 第一和第二磁鐵轉子6和8分別被施予能量，換句話說， 在旋轉方向32上，當位於前導格狀磁鐵22A與緊隨之格狀 磁鐵22B間之起始點So與電磁鐵12或14之中心點Rp相對時 ，則電磁鐵12或14被施以能量，另外，如第3圖所示，在 格狀读鐵22A至22H的旋轉方向32上，當最後之格狀磁鐵 )22H通過後，則第一和第二磁鐵轉子6和8便被解除能量 本實施例中，一終止點E〇係於圓盤狀表面24上與起始點St? 相對稱，當終止點E〇與電磁鐵12或14之中心點RP相對時， 則電磁鐵12或14分別被解除能量，以下將會詳述，電碣織 12或14之中心點1^任意相對至起始點和終止點E(?之間時 -9 一 本紙张尺度適用中圃國家榡率（CNS ) A4規格（210x297公簾） (請先閲讀背面之注意事項再4寫本頁) .装.

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W 5 經濟部中*2揉车局工消费合作社印裝 A7 ----____ B7 五、發明説明（） ' --- 7 ’當電磁助和U和彳目對應之格狀磁鐵22A至22H相面對時 則磁鐵轉子6和8便開始旋轉，當一微開關被用做價剜 器30以偵測旋轉位置時，微開關之接觸點是可以沿旋轉中 圓盤狀表面24滑動，知點s。和終止脉具有—步階 ，用以在介於起始點和終止點E(?間關閉微開關之接觸， 沿起始點和終止點間的外緣區域是突出於旋轉中圓盤狀表 面24的其他外緣區域’顯然地，一光感知器或其麵似者亦 可被用來取代微開關作爲偵測器3〇，用來偵測旋轉位置。 如第4圖所示，電磁鐵12和14之繞線圈經由一繼電器 〕40之移動接觸連接至一直流電力源42，而繼電器40係與繞 線圈串接，一串接電路包括繼電器4〇 (螺管），以及偵測 器30或微開關連接至直流電力源42，另外，以能量不滅的 觀點來看，一充電器44 ,比如是一太陽能電池，被連接至 直流電力源42，較好的情況就是直流電力源42能以太陽能 5 電池或相似之裝置連續地充電。 如第1圖和第.2圖所示之磁力回轉裝置，其形成於磁 鐵轉子6和8上設置之格狀磁鐵22A至22H分別和電磁鐵12 和14相面對的磁場分佈即如第5圖所示，當電磁鐵12或14 被施予能量時，則鄰近於電磁鐵12或η之格狀磁鐵22A至 )22H中一格狀磁織的磁場，對應於旋轉方向係沿縱方向被 扭曲，因而產生互斥力，由磁場的扭曲明顯得知，互斥力 在縱方向或垂直方向具有一較大的分量，而產生一轉矩如 圖中一箭頭34所示，同樣地，格狀磁鐵22A至22H中一格狀 磁鐵的磁場，亦即下一個進入電磁鐵12或14磁場者亦被扭 -10 - 本紙張Λ度逍用中國國家槺率（CNS > A4规格（210X297公釐） (靖先閑讀背面之注f項再填寫本頁} -丁 ^♦0

1X 5 M濟部中央揲準局貝工消费合作社印裝 A7 ----—---— B7 五、發明説明（) ' - 8 曲’因其移向格狀磁鐵⑽至挪中―格狀磁鐵的相反極性 端，故其磁場以較大的程度扭曲，因此有變平（flaUen) 的倾向，這意味著已進入電磁鐵12或14之磁場内之格狀磁 鐵22A至22H中之格狀磁鐵所產生之互斥力，是大於格狀磁 鐵22A至22H中下一個進入之格狀磁鐵和電磁鐵12或14產生 之互斥力，所以，以箭頭所示之轉動力作用於旋轉之圓 盤狀表面24,而此藉由轉動力旋轉之圓盤狀表面24受慣性 力之故繼續旋轉，甚至在終止點E<7已經相對至電磁鐵12或 14的中心點R〇後仍繼續旋轉，而慣性力越大，旋轉越平順 〇 在旋轉的起始狀態下，如第6囫所示，一角動量旋予 旋轉之圓盤狀表面24，亦即如第6圖所示，在旋轉開始時 ，當一格狀磁鐵之極端（p〇le)M由一電磁鐵之極端（p〇ie) Μ’沿旋轉方向稍梢移動，則分別位於旋轉侧之格狀磁鐵和 位於靜止侧之電磁鐵的極端Μ ’間，產生一互斥力，因 此’從第6圖所示之關係圖顯示，由公式τ = F.a.c〇s (α-々）知一角轉矩τ產生，其中a是常數，而角轉雉啓 動圓盤狀表面24的旋轉，在旋轉圓盤狀表面24開始旋轉後 ，其旋轉逹率由於一慣性力而漸次增加，因而產生一大的 轉動力，在旋轉圓盤狀表面24已能平穩旋轉之後，當一必 需之電動勢（electromotive force)藉由引領其靠近旋轉 本體沿旋轉圓盤狀表面24旋轉時，形成於一電磁線圈（loil) 内，此電功率可供做其他的應用，此旋轉定理是基植於已 揭露在日本專利公告號61868/1993 (美國專利號4,751,486 -11 - 本紙張尺度適用中國國家榡率（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 A7 A7 B7 1〕 經 部 *20 樣 準 局 η X 消 费 合 作 社 印 裝 五、發明説明（ 之滅力回轉裳置的旋轉定理，亦即揭露於上述專利申 二〈磁力回轉裝置的轉子之—具有—電磁鐵， 其揭露之旋轉定理來旋轉，如需更詳細的説明，請參Z 述《日本專利公告號61868/1 993 (美國專利號案4，？51傷 如第1圖和第3圖所示，格狀磁鐵22A至22H的數目並 不足限Λ於8〃，任何數目之磁鐵均可使用，在上述 1施例中，雖然格狀磁助Α至m沿圓盤狀表面24之周 邊區域的半邊設置，以及平衡器20A至20H沿周邊區域的另 一半邊設置，但是格狀磁鐵亦可能沿圓盤狀表面的其他區 域设置，除了磁鐵之外，最好沿圓盤狀表面的周邊區域設 置^衡器，其重量並不一定要以分開的區塊設置，亦可以 一平板形成伸延於圓盤狀表面的外周邊區域，除此之外， 在上述實施例中，當如此架構在旋轉圓盤狀表面每一旋轉 的既定時間内，允許施能量予電磁鐵，則電路可以於旋轉 圓盤狀表面的每一次旋轉過程中，對電磁鐵施以能量的方 式來建構，再者，在上述實施例中，一格狀磁鐵已被採用 作永久磁鐵，但是其他型式之永久磁鐵亦可被使用，事實 上，任何型式之磁鐵皆可用來做爲永久磁鐵裝置，只要同 一型式之複數磁極沿圓盤狀表面内緣的外表面設置，以及 另一型式之複數磁極沿圓盤狀表面之内緣表面設置，以致 於相對應之一對磁極之於徑向線Π呈偏斜設置 即可，如μ 3圖所示。 % 雖然上述實施例中，格狀磁鐵22Α至22Η設置在磁鐵轉 -12 - 本紙张尺度·逍用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ---------^ ^------II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 , B7 五、發明説明（1Q ) 子6和8上，它們亦可能是電磁鐵，在這樣的情況下，電 磁鐵12和14可能是電磁鐵或永久磁鐵中之一者。 根據本發明之磁力回轉裝置，可由永久磁鐵有效地獲 致旋轉能量，故可減小供予電磁鐵的電流，以致於只要提 供電磁鐵所需的電能量即可。 本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明，任何熟習此項技藝者，在不脱離本發明之精神和 範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 1〕 .__j______1 、______丁 kn tlmt nt— am* ιϋν —^ϋ ^^^^1 X VHB Γ >Λi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部4¾橾準局員工消费合作社印製 本紙張尺度逍用中國困家橾準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1. 一種磁力回轉裝置包括：一轉動軸心；一轉子固定 於該轉動軸心上，以及該轉子上設置有永久磁鐵裝置和平 衝旋轉裝置，該永久磁鐵裝置以複數第一磁極沿該轉子之 外周邊表面設置，以及複數第二磁極沿該轉子之内周邊表 5 面設置，相對於一徑向線，具有該第一磁極和該第二磁極 之該永久磁鐵裝置呈偏斜方向設置；電磁鐵裝置，以面向 該轉子的方式設置，用以形成一磁場面向該轉子的磁場； 以及偵測裝置，用以偵測該轉子之旋轉位置，以允許該電 磁鐵裝置被施予能量。 10 2.如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該轉子和該電磁鐵裝置具有複數階梯。 3. 如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該永久磁鐵裝置是格狀磁鐵。 4. 如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 15 中，該電磁鐵裝置被施以能量是與該轉子旋轉同步。 5. 如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該平衡旋轉裝置是由非磁性物質製成。 6. 如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 中，尚包括一旋轉本體設置於該轉動軸心上，以及具有複 20 數條狀磁鐵設置於該旋轉本體上。 7. 如申請專利範圍第1項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該永久磁鐵裝置被電磁鐵取代，該電磁鐵裝置被一 7欠 久磁鐵取代。 8. —種磁力回轉裝置包括：一轉動軸心；一轉子固定 -14 - I I I I 装 I I I 訂 I I I I 絲 (請先閲讀背面之注$項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ABCD 六、申請專利範圍 1 於該轉動軸心上，以及該轉子上設置有複數永久磁鐵和平 衡器以平衡旋轉，該等永久磁鐵之第一磁極沿該轉子旋轉 方向之外周邊表面設置，以及該等永久磁鐵之第二磁極沿 該轉子之内周邊表面設置，相對於一徑向線，具有該第一 5 磁極和該第二磁極之該永久磁鐵呈偏斜方向設置；一電磁 鐵，以面向該轉子的方式設置，用以形成一磁場面向該電 磁鐵的表面；以及能量裝置，用以在該轉子旋轉時，前導 之該永久磁鐵沿旋轉方向通過該電磁鐵面向該轉子之該表 面，間歇地施能量予該電磁鐵裝置。 10 9.如申請專利範圍第8項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該轉子和該電磁鐵具有複數步階。 10. 如申請專利範圍第8項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該永久磁鐵是格狀磁鐵。 11. 如申請專利範圍第8項所述之該磁力回轉裝置，其 15 中，該平衡器是以非磁性物質製成。 12. 如申請專利範圍第8項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該能量裝置包栝一繼電器和一直流電源，該繼電器具 有一線圈和接面。 13. 如申請專利範圍第12項所述之該磁力回轉裝置，其 20 中，該直流電源是以電性連接至一充電器。 14. 如申請專利範圍第8項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該永久磁鐵被電磁鐵取代，以及該電磁鐵被一永久磁 鐵裝置取代。 15. —種磁力回轉裝置包括：一轉動抽心；一第一轉子 __- 15 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） .................-......裝................訂................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^08542 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 固定於該轉動軸心上，並具有永久磁鐵裝置和平衡旋轉裝 置設置於該第一轉子上，該永久磁鐵裝置以複數第二磁極 沿該轉子旋轉方向之外周邊表面設置，以及以複數第一磁 極沿該轉子之内周邊表面設置，相對於一徑向線，具有該 5 第一磁極和該第二磁極之該永久磁鐵裝置呈偏斜方向設置 ;一第二轉子沿該第一轉子旋轉及固定於該轉動抽心，並 且具有複數永久磁鐵及用以平衡旋轉之平衡器設置於該第 二轉子上，該等永久磁鐵以第一磁極沿該第二轉子旋轉方 向之外周邊表面設置，以及以第二磁極沿該第二轉子之内 10 周邊表面設置，相對於一徑向線，具有該第一磁極和該第 二磁極之該永久磁鐵呈偏斜方向設置；一第一和一第二電 磁鐵裝置，以磁力連接分別和該第一和該第二轉子相面對 ，用以形成磁場面向該第一和該第二轉子產生之磁場；以 及偵測裝置，用以偵測該等轉子之旋轉位置，使得該等電 I 15 磁鐵裝置被施以能量。 16. 如申請專利範圍第15項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該等電磁鐵裝置被施予能量是與該等轉子同步。 17. 如申請專利範圍第15項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該等永久磁鐵裝置是格狀磁鐵，以及該平衡旋轉裝置 20 是以非磁性物質製成。 18. 如申請專利範圍第15項所述之該磁力回轉裝置，其 中，該永久磁鐵裝置被電磁鐵取代，以及該第一和第二電 磁鐵裝置分別被永久磁鐵裝置取代。 -16 - 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — 裝 I i — 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印策