TWI654817B - Decentralized electromagnetic device - Google Patents

Abstract

本發明係指一種分散式電磁裝置，尤指一種可降低增生磁應力、減少動能損耗之分散式電磁裝置，其係由一感應線圈組及一磁組所組成，其中感應線圈組具有一導磁體，且兩端分別凸出形成有兩個以上等距間隔之軛齒，而磁組係於該線圈兩端分設有一個以上之磁性件所組成，且兩兩相對之磁性件係以異極性相對方式設置，又磁性件中心對應前述線圈軸線，且兩側之磁性件中心位於對應導磁體兩兩相鄰的軛齒中心點之間，藉此，使磁性件相對兩側軛齒之磁應力形成反向斜力，使兩側之水平分力反向相互抵消，並弱化了兩側的垂直分力，達到微力即可驅動之目的，同時可使其增生之磁應力下降，可有效降低動能損耗，進一步提升其能源轉換率。

Description

分散式電磁裝置

本發明隸屬一種電磁技術領域，具體而言係指一種能弱化垂直吸力之分散式電磁裝置，藉以能在靜態時供減輕啟動力，且於動態時可降低增生磁阻力，供減少因負載下增生磁應力所造成的動能損耗，從而提高其能源轉換效率。

按，如第一圖所示，一般電磁裝置係由一感應線圈組(10)及一磁組(20)所構成，其中感應線圈組(10)具有一線圈(11)，而磁組(20)係於線圈(11)軸線兩端分設有一磁性件(21、22)，又該磁組(20)之兩磁性件(21、22)係以異極磁極相對，且磁組(20)之兩磁性件(21、22)與感應線圈組(10)之線圈(11)可被分別定義為轉子及定子，而透過相對之線性或旋轉運動，使感應線圈組(10)之線圈(11)因磁組(20)磁力線切割而產生電壓，而達到發電之目的。

如第一圖所示，在靜態下，兩磁性件(21、22)分別具有單向一吸點，其靜磁吸效應的垂直向量力大，而產生了強化阻卻啟動的磁吸作用力，不容易被啟動，無法利用微力驅動來發電；再者，該電磁裝置於動態負載下，係如第二圖，當磁組(20)位移欲進入感應線圈組(10)【如第二圖之(A)】，該 感應線圈組(10)之線圈(11)兩端極性會感應激磁成與磁組(20)磁性件(21、22)極性相同，進而形成同極相斥逆擋之作用，且其垂直斥力與水平分力皆為逆力，而造成增生磁阻力，電磁裝置受到動能損耗的影響，會降低其轉動的速率；且當磁組(20)之磁性件(21、22)磁極中央對應線圈(11)軸線時【如第二圖之(B)】，則無分力產生，全為垂向吸力，其為逆力，而造成增生磁阻力，電磁裝置亦受到動能損耗的影響；又當磁組(20)位移離開線圈(11)時【如第二圖之(C)】，該感應線圈組(10)之線圈(11)兩端極性會感應激磁成與磁組(20)磁性件(21、22)極性相異，進而形成異極相吸逆拉之作用，且其垂直吸力與水平分力皆為逆力，而造成增生磁阻力，電磁裝置依然受到動能損耗的影響，降低其轉動的速率；換言之，由於現有電磁裝置不論是靜態或動態，其磁應力均為逆力的影響，而造成增生磁阻力，電磁裝置皆受到動能損耗的影響，降低其轉動的速率，並存在啟動困難等問題，必須加大對該電磁裝置中作動轉子的力量，無法採取微力發電之運用，故如何解決前述問題，係業界所亟待開發者。

緣是，本發明人乃針對前述現有電磁裝置在應用上所面臨的問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發經驗，積極尋求解決之道，經不斷努力的研究與試作，終於成功的開發出一種分散式電磁裝置，藉以克服現有電磁裝置因逆向磁應力所造成的困擾與損失。

因此，本發明之主要目的係在提供一種能抵消水平 分力之分散式電磁裝置，藉以能易於啟動，以達到微力驅動之效果，從而提高能源利用率。

又，本發明之另一主要目的係在提供一種能增生順向磁助力之分散式電磁裝置，以降低逆向磁應力，減少動能損耗，並能提高其動能，進一步提升其能源轉換率。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其係由一被定義為定子或轉子之感應線圈組及一被定義為轉子或定子之磁組所組成；其特徵在於：所述之感應線圈組具有一導磁體，且導磁體外繞設有一線圈，該線圈於導磁體上之繞圈延伸方向並與轉子之運動方向呈垂直狀，再者該導磁體的兩端分別凸出形成有兩個以上間隔之軛齒，且各該軛齒之寬度與高度均相同，又相鄰之軛齒間形成有一齒谷部，且各齒谷部之寬度與深度均相同；而所述之磁組係於該線圈兩端分設有一個以上間隔之磁性件所組成，且兩兩相對之磁性件係以異極性相對方式設置，又中央之磁性件中心對應前述線圈軸線，且兩側之磁性件中心位於對應導磁體兩兩相鄰的軛齒中心點之間，再者同側之各該磁性件係呈等距間隔，且各該磁性件之大小相同。

藉此，透過前述技術手段的展現，使本發明能透過磁組磁性件與導磁體兩側之軛齒間呈反向二磁應力，打破磁作用力恆定與形成懸浮現象的設計，令磁性件相對兩側軛齒之磁應力形成反向斜力，使兩側之水平分力反向相互抵消，同時弱化了兩側的垂直分力，如此其靜磁吸力遠比現有者小，故具有容易啟動之效，達到微力即可驅動之目的，可供有效增進能源利用率，同 時可使其增生之磁應力下降，並可產生順向磁助力，可有效降低動能損耗，進一步提升其能源轉換率，故能大幅增加其附加價值，並提高其經濟效益。

為使 貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧感應線圈組

(11)‧‧‧線圈

(20)‧‧‧磁組

(21)‧‧‧磁性件

(22)‧‧‧磁性件

(50)‧‧‧感應線圈組

(51)‧‧‧導磁體

(52)‧‧‧軛齒

(53)‧‧‧齒谷部

(55)‧‧‧線圈

(60)‧‧‧磁組

(61)‧‧‧磁性件

(62)‧‧‧磁性件

第一圖：係現有電磁裝置的架構示意圖。

第二圖(A)~(C)：係現有電磁裝置於動態下之磁應力作用示意圖。

第三圖：係本發明之分散式電磁裝置較佳實施例的架構示意圖，並說明其靜態下之磁應力狀態。

第四圖：(A)~(C)：係本發明之分散式電磁裝置於動態下之磁應力作用示意圖。

第五圖：係本發明之分散式電磁裝置另一較佳實施例的架構示意圖。

本發明係一種分散式電磁裝置，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明之分散式電磁裝置的構成，係如第三圖所示，其係由一感應線圈組(50)及一磁組(60)所組成，且該感應線圈組(50)與該磁組(60)可被分別定義為定子與轉子，使感應線圈組(50)與磁組(60)能產生旋轉或線性之相對運動，並透過磁力線切割，使電磁裝置能產生發電作用；而本發明之特色結構在於：所述之感應線圈組(50)具有一導磁體(51)，且導磁體(51)外繞設有一線圈(55)，該線圈(55)於導磁體(51)上之繞圈延伸方向並與作為轉子之磁組(60)的運動方向呈垂直狀，再者該導磁體(51)的兩端分別凸出形成有兩個以上間隔之軛齒(52)，且各該軛齒(52)之寬度與高度均相同，又相鄰之軛齒(52)間形成有一齒谷部(53)，且各齒谷部(53)之寬度與深度均相同；而所述之磁組(60)係於該線圈(55)兩端分設有一個以上間隔之磁性件(61、62)所組成，且兩兩相對之磁性件(61、62)係以異極性相對方式設置，又中央之磁性件(61、62)中心對應前述線圈(55)軸線，且兩側之磁性件(61、62)中心位於對應導磁體(51)兩兩相鄰的軛齒(52)中心點之間，再者同側之各該磁性件(61、62)係呈等距間隔，且各該磁性件(61、62)之大小相同；藉此，組構成一易於啟動、且可降低動能損耗之分散式電磁裝置者。

而本發明分散式電磁裝置於實際使用時，則係如第三、四圖所示，本實施例以磁組(60)作為轉子、而感應線圈組(50)作為定子，首先，以靜態下為例，請參看第三圖所示，由 於感應線圈組(50)線圈(55)兩端的磁組(60)磁性件(61、62)係對應線圈(55)軸線，而與導磁體(51)兩側之軛齒(52)呈等距狀，因此磁性件(61、62)相對兩側軛齒(52)之磁吸力形成反向斜力，使兩側之水平分力反向相互抵消，同時弱化了兩側的垂直分力，如此其靜磁吸力遠比現有者小，故具有容易啟動之效，達到微力即可驅動之目的，可供有效增進能源利用率；再者，當磁組(60)相對感應線圈組(50)位移之動態，當磁組(60)之磁性件(61、62)欲進入感應線圈組(50)之線圈(55)、且向線圈(55)軸線位移時【如第四圖之(A)】，該線圈(55)兩端極性會感應激磁成與磁性件(61、62)極性相同，而產生斜向磁斥力，其反向水平分力可互抵，使其增生之磁應力下降，且位於磁性件(61、62)近端的軛齒(52)之斥推力會大於遠端的軛齒(52)斥擋力，如此可產生順向磁助力，而降低動能損耗。接著，當磁性件(61、62)對應線圈(55)軸線時【如第四圖之(B)】，由於磁性件(61、62)相對兩側軛齒(52)之磁吸力形成反向斜力，使兩側之水平分力反向相互抵消，同時弱化了兩側的垂直分力，使其增生之磁阻力下降，並降低動能損耗。之後，當磁性件(61、62)越過線圈(55)軸線、且開始遠離線圈(55)軸線時【如第四圖之(C)】，該線圈(55)兩端極性會感應激磁成與磁性件(61、62)極性相異，而產生反向斜力，其反向水平分力可互抵，使其增生之磁阻力下降，且位於磁性件(61、62)近端的軛齒(52)之順吸力會大於遠端的軛齒(52)之逆拉力，如此可產生順向磁助力，而降低動能損耗。

又本發明之分散式電磁裝置另有一較佳實施例，其 係如第五圖所示，所述之感應線圈組(50)之導磁體(51)係以兩端分別具有四個等距、且平均分佈於軸線兩側之軛齒(52)為例；而所述之磁組(60)係以於線圈(55)兩端分設有三個磁性件(61、62)為例，其中中央之磁性件(61、62)中心可對應線圈(55)軸線，而兩側之磁性件(61、62)中心則位於對應相鄰兩軛齒(52)的中心點之間。

綜上，本發明在靜態下，由於感應線圈組(50)線圈(55)兩端的磁組(60)磁性件(61、62)係對應軸線，而與導磁體(51)兩側之軛齒(52)呈等距狀，因此磁性件(61、62)相對兩側軛齒(52)之磁吸力形成反向斜力，使兩側之水平分力反向相互抵消，同時弱化了兩側的垂直分力，如此其靜磁吸力遠比現有者小，故具有容易啟動之效，達到微力即可驅動之目的，可供有效增進能源利用率；同時在動態下，該線圈(55)兩端極性會感應激磁成相對磁性件(61、62)產生斜向磁應力，由於其反向水平分力可互抵，使其增生之磁阻力下降，並可產生順向磁助力，可有效降低動能損耗，而提高其動能，且在順向磁助力加速運轉下，進一步提升其能源轉換率。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

Claims (3)

1. 一種分散式電磁裝置，其係由一被定義為定子或轉子之感應線圈組及一被定義為轉子或定子之磁組所組成；其特徵在於：所述之感應線圈組具有一導磁體，且導磁體外繞設有一線圈，該線圈於導磁體上之繞圈延伸方向並與轉子之運動方向呈垂直狀，再者該導磁體的兩端分別凸出形成有兩個以上間隔之軛齒，且各該軛齒之寬度與高度均相同，又相鄰之軛齒間形成有一齒谷部，且各齒谷部之寬度與深度均相同；而所述之磁組係於該線圈兩端分設有一個以上間隔之磁性件所組成，且兩兩相對之磁性件係以異極性相對方式設置，又中央之磁性件中心對應前述線圈軸線，且兩側之磁性件中心位於對應導磁體兩兩相鄰的軛齒中心點之間，再者同側之各該磁性件係呈等距間隔，且各該磁性件之大小相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分散式電磁裝置，其中該感應線圈組之導磁體係以兩端分別具有四個等距、且平均分佈於軸線兩側之軛齒，而磁組係以於線圈兩端分設有三個磁性件，其中中央之磁性件中心可對應線圈軸線，而兩側之磁性件中心則位於對應相鄰兩軛齒的中心點之間。
3. 一種分散式電磁裝置，其係由一被定義為定子或轉子之感應線圈組及一被定義為轉子或定子之磁組所組成；其特徵在於：所述之感應線圈組具有一導磁體，且導磁體外繞設有一線圈，該線圈於導磁體上之繞圈延伸方向並與轉子之運動方向呈 垂直狀，再者該導磁體的兩端分別凸出形成有兩個間隔之軛齒，且各該軛齒之寬度與高度均相同，又兩軛齒間形成有一齒谷部；而所述之磁組係於該線圈兩端分設有一個磁性件所組成，且相對之磁性件係以異極性相對方式設置，又磁性件中心對應前述線圈軸線，再者兩側之磁性件大小相同。