TWM450903U

TWM450903U - 磁性耦合器

Info

Publication number: TWM450903U
Application number: TW101212915U
Authority: TW
Inventors: Song Zhu; chang-shou Liu
Original assignee: Maxforce Energy Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-04-11
Also published as: TWI442675B; WO2013009903A2; TW201306453A; CN102882334A; CN202696418U; US20130015734A1; WO2013009903A3

Description

磁性耦合器

本創作係關於一種磁性耦合器。

使用電動機驅動器驅動負載所涉及的問題之一是使電動機驅動器的速度轉矩特性與其負載相匹配。當負載的速度轉矩特性為可變時，此問題更為重要。如果電動機驅動器的輸出可調整以提供僅為所需的動力，則可顯著減少能耗。因此，電子裝置形式的變速驅動器(variable speed device,VSD)已被開發出來以匹配給定負載的電動裝置所需速度。典型的VSD將輸入交流電壓和電流整流成直流電，然後將直流電反轉成為不同電壓和頻率的交流電。輸出電壓和頻率按實際動力需求而定，並由控制系統自動設定或由操作員設定。

惟迄今，由於VSD價格昂貴且可能誘發其他相關的問題，它們並未為節省能源之目的而被廣泛應用。

本創作提供一種電動變速驅動器(VSD)的簡單替換選擇。本創作更具有經濟效益且當負載需求變化時將自動使負載的速度保持為預先設定的速度。

根據本創作之第一種形態，該磁性耦合器包括第一和第二旋轉軸、第一和第二磁體轉子及第一和第二導體轉子。每一磁體轉子有一永久磁鐵，且每一導體轉子有一非鐵非鐵導電板。上述第一磁體轉子的永久磁鐵與第一導體轉子的導電板以第一空氣間隙隔開，且上述第二磁體轉子的永久磁鐵與第二導體轉子的導電板以第二空氣間隙隔開。上述第一磁體轉子和第一導體轉子其中之一為一內轉子，另一則為外轉子；且上述第二磁體轉子和第二導體轉子其中之一為一內轉子，另一則為外轉子。又，上述第一和第二導體轉子中之至少一個為上述內轉子中之一者。上述外轉子間相隔一固定的軸向距離，且以一單元的方式安裝於第一軸上與之共同旋轉，上述內轉子則安裝而相對於第二軸作相反軸向移動並與之共同旋轉。

本創作所述第一形態的磁性耦合器進一步包括第一推拉機構和第二推拉機構。第一推拉機構與上述第一內轉子連接，旨在使第一內轉子同心於第二軸作軸向移動。第二推拉機構設置於上述內轉子之間並和內轉子相連，其旨在使第二內轉子與第一內轉子移動一致，但軸向行程相反，以調整上述第一和第二空氣間隙至大致相等。

根據本創作所述第一形態的一個實施例，第一和第二導體轉子為內轉子。

根據本創作所述第一形態的另一個實施例，第一和第二導體轉子的其中之一為上述內轉子之其中之一，第一和第二的磁體轉子其中之一則為所述其他內轉子。

根據本創作所述第一形態的再一個實施例，從輸入端至輸出端的轉子的軸向順序為第一導體轉子、第一磁體轉子、第二導體轉子和第二磁體轉子。

根據本創作所述第一形態的又一個實施例，從輸入端至輸出端的轉子的軸向順序為第一磁體轉子、第一導體轉子、第二磁體轉子和第二導體轉子。

根據本創作所述第一形態的一個進一步的實施例，第一個旋轉軸為一輸入軸，第二個旋轉軸為一輸出軸。

根據本創作所述第二形態，該磁性耦合器包括一具有一永久磁鐵的磁體轉子、一具有一非鐵非鐵導電板的導體轉子和一安裝於上述磁體轉子和導體轉子其中之一上的風扇，所述風扇旨在操作時向該磁性耦合器送入空氣。上述磁體轉子的永久磁鐵與導體轉子的導電板以空氣間隙隔開。

根據本創作所述第二形態的一實施例，該磁性耦合器還包括一具有一孔的套筒，旨在使空氣吹入和排出該磁性耦合器。

根據本創作所述第二形態的另一實施例，該磁性耦合器還包括一與上述孔關聯的葉片，該葉片旨在引導空氣經該孔吹入和排出該磁性耦合器。

根據本創作所述第二方面的又一實施例，上述磁性轉子為第一磁性轉子，導體轉子為第一導體轉子，且上述空氣間隔為第一空氣間隔。該磁性耦合器還包括一具有一永久磁鐵的第二磁體轉子、一具有一非鐵導電板的導體轉子。上述第二磁體轉子的永久磁鐵與從第二導體轉子的導電板的以第二空氣間隙隔隔開。上述第一磁體轉子和第一導體轉子的其中之一為一第一內轉子，且其他第一磁體轉子和第一導體轉子為第一外轉子。上述第二磁體轉子和第二導體轉子的其中之一為一第二內轉子，且其他第二磁體轉子和第二導體轉子為第二外轉子。所述風扇安裝於第一外轉子上。

根據本創作所述第二形態的再一實施例，上述風扇為一第一風扇。該磁性耦合器進一步包括一安裝於第二外轉子的第二風扇，且第二風扇旨在操作時為磁性耦合器送入空氣。

根據本創作所述第二形態的再一實施例，上述第一和第二導體轉子為內轉子。

根據本創作所述第二形態的一進一步的實施例，上述第一和第二磁體轉子為內轉子。

根據本創作所述第二形態的一再進一步的實施例，上述第一和第二導體轉子的其中之一為內轉子的其中之一，且第一和第二磁性轉子的其中之一為其他內轉子。

根據本創作所述第二形態的一再進一步的實施例，從輸入端至輸出端的轉子軸向順序為第一導體轉子、第一磁體轉子、第二導體轉子和第二磁體轉子。

根據本創作所述第二形態的另一再進一步的實施例，從輸入端至輸出端的轉子軸向順序為第一磁體轉子、第一導體轉子、第二磁體轉子和第二導體轉子。

根據本創作所述第二形態的另一實施例，至少一個內轉子有一通孔使流體可在至少一內轉子兩側間流動。

根據本創作所述第二形態的又一實施例，磁性耦合器還包括一輸入軸和一輸出軸，其中外轉子連接到輸入軸並與輸入軸旋轉且內轉子連接到輸出軸並與輸出軸旋轉。

根據本創作所述的第三形態，該磁性耦合器包括一具有永久磁鐵的磁體轉子、一具有非鐵導電板的導體轉子、一用來在操作時送空氣入磁性耦合器的風扇和一可讓風扇將空氣送入和排出磁性耦合器的孔。磁體轉子的永久磁鐵與導體轉子的導電板通過一空氣間隙隔開。磁性耦合器此配置，可使被風扇吹入磁性耦合器的空氣流經磁體轉子永久磁鐵和導體轉子導電板之間的間隙並經孔排出磁性耦合器。

根據本創作所述的第四形態，該磁性耦合器包括第一和第二旋轉軸、第一和第二磁體轉子、第一和第二導體轉子和一風扇。每一磁體轉子具有一永久磁鐵且每一導體轉子具有一非鐵的導電板。上述第一磁體轉子的永久磁鐵與第一導體轉子的導電板經第一空氣間隙隔開，第二磁體轉子的永久磁鐵與第二導體轉子的導電板經第二空氣間隙隔開。上述第一磁體轉子和第一導體轉子的其中之一為一第一內轉子，其餘第一磁體轉子和第一導體轉子為一第一外轉子。且上述第二磁體轉子和第二導體轉子的其中之一為一第二內轉子，其餘第二磁體轉子和第二導體轉子為一第二外轉子。上述風扇軸向定位於第一外轉子外，且旋轉以送空氣入磁性耦合器以冷卻磁性耦合器。

根據所述的本創作第四形態的一實施例，該磁性耦合器還包括一套筒，該套筒上有孔旨在使空氣被吹入和排出磁性耦合器。

根據所述的本創作第四形態的又一實施例，該磁性耦合器還包括一與上述孔關聯的葉片，其中葉片旨在引導空氣經該孔進入和排出該磁性耦合器。

根據所述本創作的第四形態的再一實施例，上述風扇為一第一風扇，且該磁性耦合器進一步包括一軸向定位於第二外轉子外的第二風扇，該第二風扇旋轉時送空氣入磁性耦合器以冷卻磁性耦合器。

根據所述的本創作的第四形態另一實施例，上述第一和第二導體轉子為內轉子。

根據所述的本創作的第四形態再另一實施例，上述第一和第二磁體轉子為內轉子。

根據所述的本創作的第四形態一進一步的實施例，上述第一和第二導體轉子的其中之一為內轉子之一，且第一和第二磁體轉子的其中之一為另一內轉子。

根據所述的本創作的第四形態一更進一步的實施例，從輸入端至輸出端的轉子軸向順序為第一導體轉子、第一磁體轉子、第二導體轉子和第二磁體轉子。

根據所述的本創作的第四形態另一進一步的實施例，從輸入端至輸出端的轉子軸向順序為第一磁體轉子、第一導體轉子、第二磁體轉子和第二導體轉子。

根據所述的本創作的第四形態再一進一步的實施例，至少一內轉子上有一通孔可使流體在至少一內轉子兩側間流動。

根據所述的本創作第四形態的又一實施例，至少一外轉子上有一通孔可使流體在至少一外轉子兩側間流動。

根據所述本創作的第四形態的再一實施例，上述第一旋轉軸為一輸入軸，且第二旋轉軸為一輸出軸。

根據本創作的第五形態所述，該可調節的磁性耦合體包括第一和第二旋轉軸、二磁性轉子(包含各自的永久磁鐵)、二導體轉子(各自具有一非鐵導電圈以一空氣間隙與各磁體組隔開的)、間隔一固定軸距並以一單元安裝於第一軸而與一起旋轉的首兩個轉子(其中至少一上述轉子包括風扇葉片，在旋轉時，沿軸向將空氣引入磁性耦合器或使空氣排出磁性耦合器以助於冷卻該磁性耦合器)、兩其餘之轉子(被安裝以相對於第二軸以相反方向軸移動並與之一起旋轉)、一第一推拉機構(連接到該其餘之轉子中之第一個並以同心的關係將其軸向地移動至第二軸)及一由其餘之轉子和與其連接的第二軸之間進行的附加推拉機構(該附加推拉機構執行使第二其餘之轉子與第一其餘之轉子一致移動，但以與軸向行程相反的方向移動，以使空氣間隙相等)。

根據本創作所述的第五形態的一實施例，該可調節的磁性耦合體還包括一間隔套筒，上述套筒連接前兩個轉子使該前兩個轉子隔開固定軸向距離，其中套筒至少有一個開口，以使氣體可在磁性耦合器內外之間流動。

根據本創作所述的第五形態的另一實施例，至少其餘之兩轉子的其中之一包括一或多個軸向通孔以使空氣流經轉子並流經其餘的兩轉子的外部空間和其餘的兩轉子的之間的空間。

根據本創作所述的第五形態的又一實施例，至少其餘之兩轉子的其中之一包括風扇葉片，當風扇葉片旋轉時可在其餘之兩轉子間的空間引入或排出空氣從而冷卻其餘之兩轉子。

根據本創作的第六形態所述，該可調磁性耦合器包括第一和第二旋轉軸、兩磁體轉子(包含各自的永久磁鐵)、二導體轉子(各自具有一與各一磁體用空氣間隙隔開的非鐵導電圈)、間隔開一固定軸距並以一單元安裝於第一軸以一致旋轉的首兩個轉子、一連接該首兩個轉子的間隔套筒(從而該首兩個轉子被軸向間隔開固定距離且該套筒至少有一開口使空氣進出該磁性耦合器內外)、兩其餘之轉子(被安裝以相對於第二軸以相反方向軸移動並與之一致旋轉)、一第一推拉機構(連接到一第一其餘之轉子並同心於第二軸作軸向移動)和一由其餘之轉子和與其連接的第二軸之間進行的附加推拉機構(該附加推拉機構執行使第二其餘之轉子與第一其餘之轉子一致移動，但執行相反方向的軸向行程以使空氣間隙相等)。

根據本創作所述第六形態的一實施例，其餘之兩轉子的至少一個包含一個或多個軸向通孔，讓空氣流過上述轉子、該其餘之兩轉子的外部空間和該其餘之兩轉子之間的空間。

根據本創作所述第六形態的又一實施例，其餘之兩轉子的至少一個包括風扇葉片，當葉片轉動時，空氣沿軸向被導入或排出其餘之兩轉子之間空間以幫助冷卻該其餘之兩轉子。

根據本創作所述第六形態的再一實施例，上述套筒包括一與套筒每一開口相關聯的葉片，當套筒旋轉時，其中該套筒葉片相對於套筒開口推動空氣通過開口進入該磁性耦合器。

根據本創作的第七形態所述，該可調磁性耦合器包括第一和第二旋轉軸、兩磁體轉子(包含各自的永久磁鐵)、二導體轉子(各自具有一與各一磁體用空氣間隙隔開的非鐵導電圈)、間隔開一固定軸距並以一單元安裝於第一軸以一致旋轉的首兩個轉子、兩其餘轉子(被安裝以相對於第二軸以相反方向軸移動並與之一致旋轉，其中其餘兩轉子的至少一個包括風扇葉片，當葉片轉動時，空氣沿軸向地導入或排出其餘兩轉子間空間以幫助冷卻該其餘兩轉子)、一第一推拉機構(連接到一第一其餘轉子並同心於第二軸作軸向移動)和一由其餘轉子和與其連接的第二軸之間進行的附加推拉機構(該附加推拉機構執行使第二其餘轉子與第一其餘轉子一致移動，但執行相反方向的軸向行程以使空氣間隙相等)。

根據本創作的第八形態所述，該可調磁性耦合器包括第一和第二旋轉軸、兩磁體轉子(包含各自的永久磁鐵)、二導體轉子(各自具有一與各一磁體用空氣間隙隔開的非鐵導電圈)、間隔開一固定軸距並以一單元安裝於第一軸以一致旋轉的首兩個轉子、兩其餘轉子(被安裝以相對於第二軸以相反方向軸移動並與之一致旋轉，其中其餘兩轉子的至少一個包含一個或多個軸向通孔，讓空氣流過上述轉子、該其餘兩轉子的外部空間和該其餘兩轉子之間的空間)、一第一推拉機構(連接到一第一其餘轉子並同心於第二軸作軸向移動)和一由其餘轉子和與其連接的第二軸之間進行的附加推拉機構(該附加推拉機構執行使第二其餘轉子與第一其餘轉子一致移動，但執行相反方向的軸向行程以使空氣間隙相等)。

下列有關本創作具體實施例的詳細描述係參考附圖。在盡可能的情況下，附圖後述的說明文字使用相同的元件符號以代表相同或相似的元件。本創作的實施例固然可被修改、改編，及其他的實現方式是可能的。例如，附圖所示的元件可被替換、補充或修改，且本創作所述的方法可通過替換、重新排列或為所揭示的方法增加步驟來進行修改。因此，下面之詳細描述並未限制本創作。本創作的適當保護範圍應由本創作之申請專利範圍來限定。

本申請案中的附圖1-7顯示一種根據本創作實施例之一種磁性耦合器10。如圖1所示，該磁性耦合器10包括輸入和輸出軸12、14，第一、第二磁體轉子20a、20b及第一、第二導體轉子24a、24b。上述兩磁體轉子20a、20b安裝於上述輸入軸12；而上述兩導體轉子24a、24b安裝於上述輸出軸14。輸入和輸出軸12、14最好為同軸佈置。

在該實施例中，每一導體轉子24a、24b最好具有導體板 28a、28b，導體板28a、28b可為環狀或其他任何合適的形狀。該導體板28a、28b最好由，例如，具有高導電性的非鐵材料比如銅，所製成。在本創作的其他實施例中，該導體板28a、28b分別安裝在最好由低碳鋼製成的墊板32a、32b上。在如所示之實施例中，該導體轉子24a、24b的導體板28a、28b彼此背對而朝向各自的磁體轉子20a、20b。

在所示實施例中，每一磁體轉子20a、20b具有一非鐵安裝板36a、36b及一或多塊鐵質(最好為低碳鋼)之墊板38a、38b，安裝板36a、36b可由鋁或合適的非磁性複合材料製成，而且每一者最好具有一組等距排列成圓圈的矩形切口40並分別接收一組固定在各別墊板38a、38b上的永久磁鐵42a,42b。相鄰的磁體42a、42b極性相反。上述磁體42a、42b與導體轉子24a、24b上的導體板28a、28b被空氣間隙44a、44b隔開。磁體轉子20a可包括一或多個允許空氣流入磁性耦合器10的孔56。

本申請案中使用的術語“轉子”是廣義定義的。“轉子”可具有任何構型。例如，“轉子”可為具有大體上為扁平構型的圓盤。又例如，“轉子”可具有中空或實心的圓柱構型，並且上述板和磁體中的任一者都可安裝在圓柱的端部上或圓柱的彎曲側面上。總體而言，本申請中限定的“轉子”可為設計成與軸一起旋轉的任何元件或部件，或者元件或部件的任何組合。

本申請中使用的術語“板”是廣義定義的。本申請中限定的“板”可具有任何構型。例如，“板”可具有大體上為扁平的構型，或者，“板”可彎曲或折曲。

上述磁體轉子20a、20b可經穿過間隔套筒50的螺栓在軸向上成一間隔關係而連接在一起。第二導體轉子24b與輸出軸14被一環形間隙52隔開。

導體轉子24a、24b亦可具有散熱片54a、54b以幫助導體板28a、28b冷卻。此外，兩個外轉子(即所示實施例中的磁體轉子20a、20b)中的每個(或僅有一個)，可能包括一組風扇葉片，用來引導空氣以軸向進入磁性耦合器10或從磁性耦合器10排出空氣，以幫助磁性耦合器10冷卻。或者，一組風扇葉片可能沿輸入軸12的軸線佈置以與上述一外轉子平行，另一組風扇葉片則可沿磁性耦合器的軸線佈置以與其他外轉子平行。此外，較佳者是上述風扇葉片係佈置於上述各外轉子的外部。上述內轉子(即所示實施例中的導體轉子24a、24b)亦可包括風扇葉片或孔，使空氣進入或流出內轉子間的間隙以冷卻內轉子。本創作的創作人發現：甚至內轉子上的洞即可使空氣流進內轉子間的間隙並流出由內轉子的外緣限定的圓形開口。此空氣流通會冷卻內轉子。例如，在附圖1-7所示的實施例中，每個導體轉子24a、24b具有至少一個通孔34a、34b可使流體從導體轉子24a、24b的一邊流向導體轉子24a、24b的另一邊。

此外，如圖1、2所示，間隔套筒50可具有開口60，空氣可由此流入或流出磁性耦合器10以冷卻磁性耦合器10。間隔套筒50的每個開口60可與一個或多個葉片62相關聯，即當間隔套筒轉動時，該葉片被設置以推動空氣通過開口60 進入磁性耦合器10或引導空氣通過開口60排出磁性耦合器10。換而言之，葉片62有推動空氣通過開口60的風扇作用。

本創作的創作人發現：套筒50的開口60使通過磁性耦合器10內部的空氣流增加出乎意料的量，從而使磁性耦合器10的冷卻增強到出乎意料的程度。或許套筒50的開口60使轉子20、24的轉動能夠“泵送”空氣穿過磁性耦合器10的內部從而冷卻磁性耦合器10，內部冷卻比預期有效得多。

較佳者，導體轉子24a、24b係被安裝而可與輸出軸14一致地旋轉，也可在相反的軸向方向相對於另一者軸向地移動而調整上述空氣間隙44a、44b。

為此，導體轉子24a、24b最好通過套管64而滑動地安裝在定位銷66的相反的兩個軸端。該些定位銷66自第五轉子68以相反軸向伸出，第五轉子68安裝於導體板28a、28b間的輸出軸14的中部。作為一種替代安排，轉子導體24a、24b可側裝於輸出軸14上而非定位銷66上。

該磁性耦合器10還可包括一推拉系統70，以使導體轉子24a、24b軸向地一致沿齒槽輸出軸14的旋轉軸線作反向移動以改變上述空氣間隙44a、44b寬度。推拉系統70可包括延伸通過開口72以軸向移動第二導體轉子24b的第一推拉機構74，及在第一和第二導體轉子24a、24b間延伸以移動第一導體轉子24a的第二推拉機構76，該第一導體轉子24a之移動回應通過上述第一機構74的第二導體轉子24b之移動。

在所示實施例中，該第二機構76包括該第五轉子68和相應的定位銷66。

該第五轉子68在立視方向大致上呈方形，對著具有四個外邊68a，其每一個有呈放射狀突起的中央耳狀物78。這些耳狀物78由有螺紋的徑向孔80形成，朝軸14延伸以承接肩螺栓82，該肩螺栓82套有軸承84。該軸承84承接擺動單元86中心轂部位，每個擺動單元有一對擺臂與凸輪槽88形成相鄰的外端。這些凸輪槽每一者皆承接一凸輪從動滾柱90以在其中沿槽運轉。每個滾柱90被固定在一各別的塊92中，從各自磁體轉子20a、20b的安裝板36a、36b突向第五轉子68。上述塊92可安裝在導體轉子24a、24b上。如圖1所示，當導體轉子24a、24b回縮至距磁體轉子20a、20b之軸向最大距離時，各自一對塊92沿第五轉子68的每個耳狀物78兩側延伸，使擺動單元86將如圖4所示與第五轉子68共面。此種緊湊的安排可將耦合器長度最短化。

由於所述開槽搖臂和從動滾柱設計，很明顯，當第二導體轉子24b從第二磁體轉子20b被推離以增加空氣間隙44b寬度時，擺動單元86將相應地以中心螺栓82為中心樞轉，從而擺動單元86之末端將擺向第五轉子68。在此擺動中，上述滾柱90沿槽88滾向其內端且因此第一導體轉子24a被拖向上述第五轉子68，從而使空氣間隙44a的寬度增加到與空氣間隙44b被第二導體轉子24b推動增加的寬度相同。同樣地，當第二導體轉子24b被拖向第二磁體轉子20b以縮小空氣間隙44b的寬度時，擺動單元86將相應地在螺栓82 上擺動從而使其末端從第五轉子68擺離，因此使第一導體轉子24a被推向第一磁體轉子20a且縮窄空氣間隙44a以與空氣間隙44b的縮窄相對應。

推拉第二導體轉子24b以調整空間間隙44a、44b較佳者是通過使用一筒形凸輪94完成，該筒形凸輪具有與一外筒元件98重疊的一內筒元件96。該內筒元件96經軸承單元102安裝於輸出軸214，且外筒元件98有一與輸出軸14間有間隙的狹細部100並帶有一外環安裝於第二導體轉子24b內徑向端的推力軸承104。一固定於第二導體轉子24b的軸承蓋106固定推力軸承104和一密封108。上述內筒96有一套凸輪滾子110，其朝外徑向突入在外筒98中的曲形凸輪槽112。圖7所示的軛114可防止外筒98轉動，該軛有臂116通過滾子樞接於相鄰的外端並從安裝於軛臂上的螺柱延伸入外筒上的孔118。軛114有一對底部支柱122，該底部支腿形成有超大之孔124，該孔124承接安裝於自固定架座128向外突起的螺柱上的凸輪滾子127。。

一個驅動臂130從內筒96向外伸出並以任何適當的方式轉動以控制空氣間隙44a、44b。由驅動器控制內筒96在一方向轉動導致外筒98的縱向運動以回應凸輪滾子110在適合給此結果的凸輪槽112內的移動。上述軛腿122上的孔124相對於滾子127足夠大，當軛114擺動以回應該種移動時，可允許外筒98作所需的縱向移動。

外筒98的縱向移動貫穿推力軸承104以相應地推拉第二導體轉子24b。如前所述，這導致由第二推拉機構76應答運作引起的第一導體轉子24a反向的相等縱向運動。因此，驅動臂130的選擇性移動導致空氣間隙44a、44b的改變，並由此改變磁性耦合器10的輸出速度。驅動臂130亦可，例如，經一連桿132連接到一個由一程序控制器控制的固定電動旋轉定位器。例如，若負載為一泵且欲控制其輸出流量，輸出流中的一測量裝置送入輸出資料給程序控制器，程序控制器接著向旋轉定位器發信號要求驅動臂130作所需的旋轉運動從而適當調整磁性耦合器10的輸出速度。

輸出軸14較佳者係經圓端板134在頸端部位14a連接到第五轉子68，圓端板134覆蓋輸出軸14的內端面和第五轉子68轂部分。

輸出軸14自頸端部位14a擴展至中間圓柱部分承接軸承單元102，然後形成一個環形凸肩14c與軸承單元102內圈的外端相對。

在上述本創作的實施例中，所述第一和第二導體轉子24a、24b設置於所述第一和第二磁體轉子20a、20b之間，其中第一及第二導體轉子24a、24b的軸向位置是可調整的。在本創作的其他具體實施例中，第一及第二導體轉子24a、24b的其中之一與第一及第二磁體轉子20a、20b的其中之一可設置在其他導體轉子24b、24a與其他磁體轉子20b、20a之間，其中兩內轉子(即一導體轉子和一磁體轉子)的軸向位置是可調整的。例如，從輸入軸12的軸向順序為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二導體轉子 24b和第二磁體轉子20b，其中第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b的軸向位置是可調整的。或者，從輸入軸12的軸向順序為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置是可調整的。

將上述導體轉子設在輸出軸上和將磁體轉子設在輸入軸上有一些優點。在這種配置下，上述磁體轉子以更高速旋轉並驅動上述導體轉子，使其更易產生磁通並使磁體和導體間的交互效率更高，而且減少了上述導體板產生的熱量。另外，將磁體設在轉子外可更容易的更換損壞的磁體。

圖8為本創作第二實施例所示的一種磁性耦合器110。該磁性耦合器包括輸入和輸出軸12、14，第一和第二磁體轉子20a、20b及第一和第二導體轉子24a、24b，其中軸和轉子與圖1-7所示的實施例中的軸和轉子相同或相似。另外，圖8中所示的實施例還包括第一和第二風扇26a、26b。與圖1-7所示實施例類似，上述兩磁體轉子20a、20b安裝於輸入軸12，且兩導體轉子24a、24b安裝於輸出軸14。兩風扇26a、26b亦安裝於輸入軸12且與之一起旋轉，其中第一風扇26a置於第一磁體轉子20a之外，第二風扇26b置於第二磁體轉子20b之外。較佳者，輸入和輸出軸12、14為同軸排列。

如圖8所示具體實施例，每一磁體轉子20a、20b可具有一個或多個通孔30a、30b，可允許流體經由磁體轉子 20a、20b在磁體轉子20a、20b的一邊和另一邊之間交流。每一導體轉子24a、24b可具有通孔34a、34b，可允許流體經由磁體轉子24a、24b在導體轉子24a、24b的一邊和另一邊之間交流。

在操作過程中，當上述輸入軸12旋轉時，每一風扇26a、26b的葉片旋轉以將空氣送入或將空氣抽出上述磁性耦合器110，由此在磁性耦合器110內部產生空氣流以冷卻導體板28a、28b和磁體42a、42b。例如，當第一風扇26a推動空氣進入磁性耦合器110，氣流經磁體轉子20a上孔30a進入風扇26a和磁體轉子20a間的間隙，然後進入導體轉子24a和磁體轉子20a間的間隙，環繞磁體轉子20a的徑向內邊。當空氣流經導體板28a和磁體42a時會將其冷卻。空氣繞過磁性耦合器徑向外邊及經由間隔套筒50的開口60流出上述磁性耦合器110。類似地，被其他風扇26b推入磁性耦合器110的空氣將其他導體板28b和磁體42b冷卻。

若上述導體轉子24a、24b具有通孔34a、34b，空氣亦經由間隔套筒50的開口60流入導體轉子24a、24b間的空間並流出磁性耦合器110。氣流冷卻導體轉子24a、24b的內側，特別是導體轉子24a、24b內側的散熱片54a、54b。

在圖8的實施例中，第一和第二導體轉子24a、24b設在第一和第二磁體轉子20a、20b之間，其中第一和第二導體轉子24a、24b的軸向位置可調整。在本創作的其他實施例中，導體轉子24a、24b的其中之一和第一、第二磁體轉子20a、20b的其中之一可被設在其他導體轉子24b、24a和其他磁體轉子20b、20a之間，其中兩內轉子(即一導體轉子和一磁體轉子)的軸向位置是可調整的。例如，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二導體轉子24b和第二磁體轉子20b，其中兩內轉子，即第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b，的軸向位置是可調整的。或者，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置是可調整的。此外，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一磁體轉子20a和第二磁體轉子20b的軸向位置是可調整的。

圖9所示為一根據本創作第三個實施例的一種磁性耦合器。該磁性耦合器210包括輸入和輸出軸12、14，第一和第二磁體轉子20a、20b及第一和第二導體轉子24a、24b，其中的軸和轉子與圖1-8中的軸和轉子相同或類似。如圖9所示實施例，從輸入軸12的轉子20a、20b、24a、24b的軸向順序為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二磁體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。另外，圖9所示的實施例包括一風扇26a。

圖9所示的具體實施例中，從輸入軸轉子20a、20b、24a、24b的軸向順序為第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。

如圖9所示，第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b安裝在輸入軸12上且與其一起旋轉，第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b安裝在輸出軸14上且與其一起旋轉。風扇26a亦安裝於輸入軸12上並與其一同旋轉，且風扇26a設置於第一磁體轉子20a的外部。輸入和輸出軸12、14最好為同軸排列。

如圖9所示實施例，第一磁體轉子20a可具有一個或多個通孔30a、30b以允許流體經磁體轉子20a從磁體轉子20a的一邊流到磁體轉子20a的另一邊。第一導體轉子24a可具有一或多個通孔34a、34b以允許流體經磁體轉子24a從導體轉子24a的一邊流到導體轉子24a的另一邊。

在操作中，當輸入軸12旋轉時，風扇26a的葉片旋轉以吹動空氣進入或引導空氣排出上述磁性耦合器210，由此在磁性耦合器210內部產生氣流來冷卻導體板28a和磁體42a。例如，當風扇26a推動空氣進入磁性耦合器210時，氣流進入風扇26a與磁體轉子20a間的間隙，然後經磁體轉子20a上的孔30a及繞過磁體轉子20a的徑向內邊進入導體轉子24a和磁體轉子20a之間的間隙。當空氣流經導體板28a和磁體42a時會將其冷卻。空氣繞過磁體轉子20a的徑向外邊及經由間隔套筒50上的開口60流出磁性耦合器210。

若導體轉子24a具有通孔34a，空氣亦可流入導體轉子24a與第二磁體轉子20b間之間隙，並經由間隔套筒50上的開口60流出磁性耦合器210。此氣流冷卻導體轉子24a的內側，特別是冷卻導體轉子24a內側上的散熱片54a。

在圖9所示實施例中，從輸入軸12的轉子軸向順序為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。在本創作的其他實施例中，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二導體轉子24b和第二磁體轉子20b，其中兩內轉子，即第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b，的軸向位置可調整。而且，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一磁體轉子20a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。更進一步地，第一和第二導體轉子24a、24b可設在第一和第二磁體轉子20a、20b之間，其中第一和第二導體轉子24a、24b的軸向位置可調整。

圖10所示為根據本創作第四實施例的一種磁性耦合器310。除下面描述的不同外，該磁性耦合器310與圖1-7中所示的實施例類似。該磁性耦合器310包括輸入和輸出軸12、14，第一和第二磁體轉子20a、20b及第一和第二導體轉子24a、24b，其中軸和轉子與圖1-7中的軸和轉子相同或類似。上述兩磁體轉子20a、20b安裝於(即連接到)輸入軸12以隨輸入軸12旋轉，兩導體轉子24a、24b安裝於(即連接到)輸出軸14以隨輸出軸14旋轉。輸入和輸出軸12、14最好同軸排列。

該磁性耦合器310還包括第一和第二風扇126a、126b，其中該第一風扇126a安裝於第一磁體轉子20a，第二風扇126b安裝於第二磁體轉子20b。在該磁體耦合器310中，第一及第二風扇126a、126b係相對於相應磁體42a、42b徑向朝內定位(即每一風扇126a、126b比磁鐵42a、42b更接近轉子20a、20b的中心)。或者，第一及第二風扇126a、126b相對於相應磁體42a、42b徑向朝外定位(即每個風扇126a、126b比磁鐵42a、42b更遠離轉子20a、20b的中心)。此外，第一及第二風扇126a、126b可被定位在與相應磁體42a、42b同樣的徑向位置。

在操作中，當輸入軸12旋轉時，風扇26a、26b的葉片與輸入軸12一起旋轉以吹動空氣進入或引導空氣排出上述磁性耦合器310，由此產生磁性耦合器310內部氣流來冷卻磁性耦合器310，特別是冷卻導體板28a、28b和磁體42a、42b。例如，當空氣被風扇26a推動進入磁性耦合器310後，空氣流經導體轉子24a與磁體轉子20a間的空間以冷卻導體板28a和磁體42a。空氣接著經間隔套筒50上的開口60流出磁性耦合器310。類似地，被其他風扇26b推進磁性耦合器310的空氣流經導體轉子24b和磁體轉子20b之間的間隙以冷卻導體板28b和磁體42b。空氣接著經間隔套筒50上的開口60流出磁性耦合器310。

若導體轉子24a、24b有通孔34a、34b，空氣亦可經由通孔34a、34b流入導體轉子24a、24b之間的空間，並經間隔套筒50上的開口60流出磁性耦合器310。該氣流冷卻導體轉子24a、24b的內側，特別是冷卻導體轉子24a、24b內側上的散熱片54a、54b。

在圖10所示實施例中，第一和第二導體轉子24a、24b(即內轉子)設置於第一和第二磁體轉子(即外轉子)之間，其中第一和第二導體轉子24a、24b的軸向位置可調整。在本創作的其他實施例中，導體轉子24a、24b的其中之一和磁體轉子20a、20b的其中之一(即內轉子)可被設在其他導體轉子24b、24a和其他磁體轉子20b、20a(即外轉子)之間，其中兩個內轉子(即一導體轉子和一磁體轉子)的軸向位置可調整。例如，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二導體轉子24b和第二磁體轉子20b，其中兩內轉子-即第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b-的軸向位置可調整。或者，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。此外，從輸入軸12的轉子軸向順序可為第一導體轉子24a、第一磁體轉子20a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一磁體轉子20a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。在任何這些實施例中，第一和第二風扇126a、126b總是分別設置於兩個外轉子上。

在進一步的其他實施例中，磁性耦合器可以僅具有上述兩風扇126a、126b的其中之一。例如，與圖10有關的上述任何實施例僅具有兩風扇的其中之一。

再者，上述任何與圖10有關之實施例可以沒有風扇。在一些實施例中，第一風扇126a可由一個或多個允許空氣在操作期間流入到磁性耦合器310中的開口56所替代。空氣隨後經由套筒50的開口60流出磁性耦合器310。

圖11所示為一與圖10有關的上述實施例。該磁性耦合器410包括輸入和輸出軸12、14，第一和第二磁體轉子20a、20b和第一和第二導體轉子24a、24b。第一磁體轉子20a和第二導體轉子24b安裝於(即連接到)輸入軸12，第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b安裝於(即連接到)輸出軸14。從輸入軸12的轉子軸向順序為第一磁體轉子20a、第一導體轉子24a、第二磁體轉子20b和第二導體轉子24b，其中第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的軸向位置可調整。

該磁性耦合器包括一安裝於第一磁體轉子20a的風扇126a。在操作中，當輸入軸12旋轉時，風扇26a的葉片吹動空氣進入或引導空氣排出磁性耦合器410，由此在磁性耦合器410內產生氣流以冷卻磁性耦合器410。例如，空氣被風扇26a推入磁性耦合器410後，流經第一磁體轉子20a和第一導體轉子以冷卻磁體42a和導體板28a。空氣接著通過間隔套筒50上的開口60流出該磁性耦合器410。

空氣亦可經由孔34a流進第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b之間的間隙，並經間隔套筒50上的開口60流出該磁性耦合器410。該氣流冷卻第一導體轉子24a和第二磁體轉子20b的內側。

圖11中所示的實施例可以沒有風扇126a，而可以改為由一個或多個允許空氣在操作期間流入到磁性耦合器310中的開口56來替代風扇126a。空氣隨後經由套筒50的開口60流出該磁性耦合器310。

圖12a和12b顯示可用於容納圖1-11中所示之任何磁性耦合器的殼體500。該殼體500可用於隔離由旋轉的磁性耦合器所產生的雜訊。另外地或可選地，該殼體可用來保護操作員免受旋轉的磁性耦合器的影響。

殼體500包括相對的第一和第二壁部502、504，以及第三壁部506，其中第三壁部506的至少一部分從第一壁部502延伸到第二壁部504。第一壁部502具有開口508，磁性耦合器的輸入軸和輸出軸中之一經由該開口508從殼體500內部延伸到外部。第二壁部504具有開口510，磁性耦合器的輸入軸和輸出軸中的另一個經由該開口510從殼體500內部延伸到外部。第三壁部506包括大致螺旋形的部分512，該部分512為大致繞一點以總體上離該點不斷增大的距離捲繞的彎曲壁。

第三壁部506在其外端部516處，例如在螺旋形部分512的外端部，具有開口514。在一些實施例中，例如在圖12a和12b中所示的實施例中，第三壁部506的開口514為連接到螺旋形部分512的外端部的中空延伸部518的開口端。中空延伸部518可被視為第三壁部506的一部分。

殼體500可包括兩個半部520、522，例如，上半部520和下半部522，其結合在一起而形成殼體500。這兩個半部520、522可藉由螺栓而結合。另外，殼體500可包括用於將殼體500固定於安裝座或地面的支腿524。

在一些實施例中，殼體內表面的至少一部分覆有隔音層。

在操作中，磁性耦合器的旋轉將空氣經由第一和第二壁部502、504的開口508、510的其中一者或二者吸入到殼體500中。空氣隨後流動通過磁性耦合器與殼體500之間的空間且/或流動通過磁性耦合器的內部，從而冷卻磁性耦合器。空氣接著經由第三壁部506的開口514離開殼體500。

本創作的創作人發現：結合磁性耦合器的套筒上的開口與殼體的第三壁部的螺旋形構造具有諸多有益效果，例如，加強通過殼體和磁性耦合器的空氣流動到出乎預期的程度，且因此而加強了對磁性耦合器的冷卻。

在本創作之實施例中，例如，上述之實施例，轉子上之孔設置為空氣流動用，例如，標示為56、30a、30b、34a及34b者，較佳者係大至足以允許有充分之氣流以冷卻該磁性耦合器。例如，轉子上之孔之總面積可大於該轉子面積之2%，大於該轉子面積之5%，大於該轉子面積之20%。

另外，轉子上之孔較佳者係位在由該相應之磁鐵或導體板徑向朝內之位置(即相較於該相應之磁鐵或導體板更接近該轉子中心)。此配置將允許空氣以徑向朝外之方向流過該之磁鐵或導體板。

再者，在本創作實施例中間隔套筒50之開口60，例如，以上所述者，其大小較佳者係大至足以允許有充分之氣流以冷卻該磁性耦合器。例如，間隔套筒圓柱側面上開口之總面積可大於該套筒圓柱側面面積之5%，大於該套筒圓柱側面面積之20%，大於該套筒圓柱側面面積之20%，或大於該套筒圓柱側面面積之80%。

在本創作實施例中之間隔套筒50中之每一個在其周緣側面上可包含葉片，且該葉片大致上朝向與該套筒之中心軸平行，如圖2所示，使得當該套筒旋轉時，該葉片可將空氣吹出該磁性耦合器。

綜上，即使為說明本創作的特定實施例在此被詳細描述，但應理解，仍可作出各種不同的改變而不偏離本創作精神和保護範圍。因此，本創作尋求的保護不限於上述之實施例。

10‧‧‧磁性耦合器

12‧‧‧輸入軸

14‧‧‧輸出軸

14a‧‧‧頸端部位

14c‧‧‧凸肩

20a‧‧‧第一磁體轉子

20b‧‧‧第二磁體轉子

24a‧‧‧第一導體轉子

24b‧‧‧第二導體轉子

26a‧‧‧第一風扇

26b‧‧‧第二風扇

28a‧‧‧導體板

28b‧‧‧導體板

30a‧‧‧孔

30b‧‧‧孔

32a‧‧‧墊板

32b‧‧‧墊板

34a‧‧‧通孔

34b‧‧‧通孔

36a‧‧‧安裝板

36b‧‧‧安裝板

38a‧‧‧墊板

38b‧‧‧墊板

42a‧‧‧永久磁鐵

42b‧‧‧永久磁鐵

44a‧‧‧空氣間隙

44b‧‧‧空氣間隙

50‧‧‧間隔套筒

52‧‧‧環形間隙

54a‧‧‧散熱片

54b‧‧‧散熱片

56‧‧‧開口

60‧‧‧開口

64‧‧‧套管

66‧‧‧定位銷

68‧‧‧第五轉子

68a‧‧‧外邊

70‧‧‧推拉系統

72‧‧‧開口

74‧‧‧第一推拉機構

76‧‧‧第二推拉機構

78‧‧‧耳狀物

80‧‧‧徑向孔

82‧‧‧肩螺栓

84‧‧‧軸承

86‧‧‧擺動單元

88‧‧‧凸輪槽

90‧‧‧滾柱

92‧‧‧塊

94‧‧‧筒形凸輪

96‧‧‧內筒元件

98‧‧‧外筒元件

102‧‧‧軸承單元

104‧‧‧推力軸承

106‧‧‧軸承蓋

108‧‧‧密封

110‧‧‧凸輪滾子

112‧‧‧凸輪槽

114‧‧‧軛

116‧‧‧臂

118‧‧‧孔

120‧‧‧螺柱

122‧‧‧底部支柱(軛腿)

124‧‧‧孔

126‧‧‧滾子

126a‧‧‧第一風扇

126b‧‧‧第二風扇

128‧‧‧固定架座

130‧‧‧驅動臂

132‧‧‧連桿

134‧‧‧圓端板

136‧‧‧螺栓

210‧‧‧磁性耦合器

310‧‧‧磁性耦合器

圖1是本創作第一個實施例中以圖5中之線1-1所示的縱向截面圖；圖2是圖一所示實施例中間隔套筒的透視圖；圖3是對應於圖6的俯視圖；圖4是與圖3相似的俯視圖，但因空氣間隙調整機構縮回使導體轉子處於寬空氣間隙位置上；圖5是如圖4所示橫向截面圖；圖6是第一個實施例的透視圖，但無磁體轉子且未顯示空氣間隙調整機構伸展使導體轉子處於窄空氣間隙位置上；圖7是一透視圖，顯示可調式圓柱凸輪機構和相關分叉；圖8是本創作第二實施例所示的磁性耦合體的截面圖；圖9是本創作第三實施例所示的磁性耦合體的截面圖；圖10是本創作第四實施例所示的磁性耦合體的截面圖；圖11顯示圖10描述的有關實施例；圖12a是用於本創作之磁性耦合器之殼體側視圖；及圖12b是圖12a中所示殼體之立面圖。