TWM502288U - 磁動機構 - Google Patents

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TWM502288U
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磁動機構
本創作係有關一種磁動機構,尤指一種可將磁能轉成動能的磁能動力技術。
按,一般傳統動力機具的動力來源大多為電動馬達;或是內燃機(如燃油或燃氣引擎)。以電動馬達來說,若是要達到高動力輸出,除了必須繞設體積較大之額定激磁線圈與轉子之外,而且必須耗費較高的電能,於此激磁線圈方能驅使體積笨重的轉子運轉,從而達到額定轉速的高動力輸出之目的。由此可見,習知電動馬達無論是在耗能、製造成本以及動力輸出效能上皆有再改善的進步空間。
另一方面,電動馬達是電動機車或電動汽車的動力核心來源,電動馬達必須仰賴電池組的供電方能驅動電動機車或電動汽車,加上電池組的更換成本昂貴、會因電池組電容量低而降低動力效能與續航力、充電站設置數量不足以及充電時間無法有效縮短等因素,皆是電動機車或是電動汽車到目前為止尚無法大量生產與普及的重要原因。
除此之外,內燃機(如燃油或燃氣引擎)是將燃料與空氣混合燃燒爆炸,進而推動活塞與曲軸的運轉。一般而言,內燃機有著非常廣泛的應用,例如汽車、機車、船舶、飛機等的發動機大都是內燃機,由於內燃機運轉時會將因含碳燃料的不完全燃燒而將廢氣(如二氧化碳、水氣、一 氧化碳、氮氧化物及硫化物等)排放出去,因而造成居住環境的嚴重污染,此外內燃機的燃油效能不彰以致會有耗費燃油之浪費情事,因此,內燃機仍然還是有再改善的進步空間。除此之外,氫燃料電池不會對環境造成污染,並可取代燃油引擎以及電動車的電池組,然而,氫燃料電池必須覆設二層鉑材或鈀材作為催化層,由於鉑為貴金屬白金,鈀材則又較鉑材更為稀貴,所以鉑材或鈀材作為催化劑是限制氫燃料電池商業應用的最大原因。依據目前所知,氫燃料電池的生產成本約在500~1000美元/千瓦左右。依據專業的分析評估,當氫燃料電池的生產成本降至100美元/千瓦以下而且可以解決氫儲存的問題時,氫燃料電池方能真正普及問市,顯然,氫燃料電池仍然有許多技術課題必須等待解決與克服。
依據所知,習知專利技藝中關於磁力驅動的技術如中華民國新型第I3259232號『磁力驅動運轉裝置』專利所示,其係於基座設置電磁驅動模組及扭轉緩衝組。電磁驅動模組具有一殼套,殼套內繞設線圈,線圈中樞裝設能感應磁力的推拉桿座,當電流輸入時則可推動連桿與曲軸輸出扭力。該專利雖然可以達到較小的電流輸入消耗即可輸出所需扭力效果;惟,該專利仍有以下的缺失:1.由於線圈的磁作用方向推拉桿座的位移方向非為同向而是垂直的緣故,所以難免會抵銷一些磁斥的作用力,因而降低機具的動力輸出效能。2.由於線圈必須輸入電流方能激磁產生磁斥力,以致必須耗費較多的電能,此外,線圈與推拉桿座之間非為面狀相對的磁作用方式,以致線圈與推拉桿座之間產生的磁斥力作用面積相對較小,因而會因磁斥力不足而降低機具的動力輸出效能。3.由於推拉桿座往線圈方向位移必須借助扭轉緩衝組的回復彈簧,除了磁斥力會受到抵銷之外,而且在使用一段時間後,回復彈簧會因彈性疲乏無法使推拉桿座回到原點位置,於 此同樣會因磁斥力不足而降低機具的動力輸出效能。
緣是,本新型創作人認為上述習用結構確實未臻完善,仍有再改善的必要性,於是,本新型創作人乃經不斷的努力研發之下,終於開發出一套可以改善上述習用結構缺失的本新型。
本新型第一目的,在於提供一種使磁作用力轉成動能的磁動機構,主要是藉由電控或是慣性力量來控制磁極翻轉,以將磁吸與磁斥交替往復作用所產生的推力及拉力轉換成可供輸出的動力,而且僅需小的電能消耗即可輸出較大的動力,因而得以增加機具的動力輸出效能。達成本新型第一目的所採用之技術手段,係包括基座、磁力致動單元及磁力被動單元。磁力致動單元包括磁力致動面;磁力被動單元包括磁力被動面;磁力致動面位於致動位置;磁力被動單元連同該磁力被動面沿著軸線而於第一被動位置及第二被動位置之間往復運動;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相同而產生磁斥力,使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相異而產生磁吸力,使磁力被動單元朝第一被動位置移動;使磁力被動單元位移所產生之動力由動力輸出組件輸出。
本新型第二目的,在於提供一種藉由切換電流方向以控制磁極翻轉使磁能轉成動能的磁動機構,由於磁力致動面之磁力作用方向與磁力被動面的位移方向為同向,加上採用非接觸式之面狀相對的磁作用方式,所以可以有效增加磁斥與磁吸之磁作用面積,所以可以有效提升機具的動力輸出效能。達成本新型第二目的所採用之技術手段,係包括基座、 磁力致動單元及磁力被動單元。磁力致動單元包括磁力致動面;磁力被動單元包括磁力被動面;磁力致動面位於致動位置;磁力被動單元連同該磁力被動面沿著軸線而於第一被動位置及第二被動位置之間往復運動;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相同而產生磁斥力,使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相異而產生磁吸力,使磁力被動單元朝第一被動位置移動;使磁力被動單元位移所產生之動力由動力輸出組件輸出。其中,致動單元包括有一激磁線圈繞組及一控制模組,該控制模組控制該激磁線圈繞組的電流方向切換,以驅使該磁力致動面的磁性切換,且磁力被動面之磁性為固定。至於控制模組可以是微處理器、電源電路及電源極性切換電路的組合,可由微處理器內建之控制程式以預設頻率或時間來觸發電源極性切換電路,進而控制電源電路輸往激磁線圈繞組的電流方向。
本新型第三目的,在於提供一種藉由直線往復位移以控制磁極翻轉使磁能轉成動能的磁動機構,由於磁力致動面之磁力作用方向與磁力被動面的位移方向為同向,加上採用非接觸式之面狀相對的磁作用方式,所以可以有效增加磁斥與磁吸之磁作用面積,所以可以有效提升機具的動力輸出效能。達成本新型第三目的所採用之技術手段,係包括基座、磁力致動單元及磁力被動單元。磁力致動單元包括磁力致動面;磁力被動單元包括磁力被動面;磁力致動面位於致動位置;磁力被動單元連同該磁力被動面沿著軸線而於第一被動位置及第二被動位置之間往復運動;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相同而產生磁斥力,使磁力被動單元朝第二被動位置移 動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相異而產生磁吸力,使磁力被動單元朝第一被動位置移動;使磁力被動單元位移所產生之動力由動力輸出組件輸出。其中,該磁力致動單元包括有一可受控制模組之控制而做往復位移的移動件,該移動件上設置複數個該磁力致動面,該複數個磁力致動面上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面。當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,移動件載移之磁力致動面與磁力被動面為同磁極而相對產生一磁斥力,以磁斥力致使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,移動件載移之磁力致動面與磁力被動面為異磁極而相對產生一磁吸力,以磁吸力致使磁力被動單元朝第一被動位置移動;磁力被動單元移動所產生之動力經由動力輸出組件輸出。
本新型第四目的,在於提供一種藉由預設角度之旋轉以控制磁極翻轉使磁能轉成動能的磁動機構,由於磁力致動面之磁力作用方向與磁力被動面的位移方向為同向,加上採用非接觸式之面狀相對的磁作用方式,所以可以有效增加磁斥與磁吸之磁作用面積,所以可以有效提升機具的動力輸出效能。達成本新型第四目的所採用之技術手段,係包括基座、磁力致動單元及磁力被動單元。磁力致動單元包括磁力致動面;磁力被動單元包括磁力被動面;磁力致動面位於致動位置;磁力被動單元連同該磁力被動面沿著軸線而於第一被動位置及第二被動位置之間往復運動;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相同而產生磁斥力,使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力 致動面與磁力被動面之磁性相異而產生磁吸力,使磁力被動單元朝第一被動位置移動;使磁力被動單元位移所產生之動力由動力輸出組件輸出。其中,該磁力致動單元包括有一可受控制模組之控制而做預定角度旋轉的轉動件,該轉動件周面環佈複數個磁力致動面,複數個磁力致動面上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面,至少一N磁極面及至少一S磁極面沿著轉動件周面交錯環佈;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,該磁力致動面之磁極與所相對的磁力被動面為同磁極而產生一磁斥力,以磁斥力致使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力致動面磁極切換成與所面對的磁力被動面為異磁極而產生一磁吸力,以磁吸力致使磁力被動單元朝第一被動位置移動;磁力被動單元移動所產生之動力經由動力輸出組件輸出。
本新型第五目的,在於提供一種可藉由位置資訊回饋而精確控制磁極翻轉使磁能轉成動能的磁動機構。達成本新型第五目的所採用之技術手段,係包括基座、磁力致動單元及磁力被動單元。磁力致動單元包括磁力致動面;磁力被動單元包括磁力被動面;磁力致動面位於致動位置;磁力被動單元連同該磁力被動面沿著軸線而於第一被動位置及第二被動位置之間往復運動;當磁力被動面位於第一被動位置且即將往第二被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相同而產生磁斥力,使磁力被動單元朝第二被動位置移動;當磁力被動面位於第二被動位置且即將往第一被動位置移動時,磁力致動面與磁力被動面之磁性相異而產生磁吸力,使磁力被動單元朝第一被動位置移動;使磁力被動單元位移所產生之動力由動力輸出組件輸出。其中,更包括一位置感測單元;該位置感測單元用以 感測該磁力被動面是否達到第一被動位置或是第二被動位置而產生位置訊號至該控制模組中,當磁力被動面位於該第一被動位置且即將往該第二被動位置移動時,該控制模組則驅使磁力致動面同磁極恰面向該磁力被動面並產生該磁斥力,當該磁力被動面位於該第二被動位置且即將往該第一被動位置移動時,該控制模組則驅使磁力致動面異磁極恰面向該磁力被動面並產生該磁吸力。具體而言,至於位置感測單元可以是二組分別設基座位於可感測磁力被動面上之磁片或反光片的磁簧開關或是光遮斷感測開關,以產生上述之位置訊號,而可由控制模組進行解讀處理,以作為控制磁力致動單元轉換磁極與時機的依據。
10‧‧‧基座
11‧‧‧滑座
12‧‧‧樞座
20‧‧‧磁力致動單元
21‧‧‧磁力致動面
22‧‧‧激磁線圈繞組
23‧‧‧控制模組
230‧‧‧微處理器
231‧‧‧電源電路
232‧‧‧電源極性切換電路
24‧‧‧移動件
240‧‧‧伸縮組件
25‧‧‧轉動件
250‧‧‧轉體
251‧‧‧馬達
30‧‧‧磁力被動單元
31‧‧‧磁力被動面
32‧‧‧滑桿
33‧‧‧活塞
40‧‧‧磁動力組件
41‧‧‧連桿
42‧‧‧曲柄
43‧‧‧動力輸出軸
44‧‧‧飛輪
50‧‧‧導引件
51‧‧‧導槽
52‧‧‧滑套
d1‧‧‧致動位置
d2‧‧‧第一被動位置
d3‧‧‧第二被動位置
圖1係本新型第一應用實施例磁力被動面位於第一被動位置的示意圖。
圖2係本新型第一應用實施例磁力被動面位於第二被動位置的示意圖。
圖3係本新型第二應用實施例磁力被動面位於第一被動位置的示意圖。
圖4係本新型第二應用實施例磁力被動面位於第二被動位置的示意圖。
圖5係本新型第三應用實施例磁力被動面位於第一被動位置的示意圖。
圖6係本新型第三應用實施例磁力被動面位於第二被動位置的示意圖。
圖7係本新型第三應用實施例磁力被動面位於第一被動位置的另一實施示意圖。
圖8係本新型第三應用實施例磁力被動面位於第二被動位置的另一實施示意圖。
圖9係本新型第三應用實施例動力串組實施的示意圖。
圖10新型第三應用實施例之一種動力串組實施的示意圖。
圖11新型第三應用實施例之另一種動力串組實施的示意圖。
圖12本新型第一應用實施例的功能方塊示意圖。
圖13本新型第二、第三應用實施例的功能方塊示意圖。
請配合參看圖1、2所示,為達成本新型第一目的之基本實施例,係包括設置在一基座10上的至少一磁動力組件40,而磁動力組件40包括有磁力致動單元20、磁力被動單元30、連桿41及曲柄42。磁力致動單元20包括至少一磁力致動面21,磁力致動面21位於一致動位置d1。該磁力被動單元30包括至少一磁力被動面31,磁力被動單元30連同磁力被動面31沿著一軸線而於一第一被動位置d2及一第二被動位置d3之間往復運動。該磁力被動面31位於第一被動位置d2時則接近磁力致動面21;磁力被動面31位於第二被動位置d3時則遠離磁力致動面21;該磁力致動面21及磁力被動面31沿著軸線方向觀察有至少百分之五十相疊;當磁力被動面31位於第一被動位置d2且即將往第二被動位置d3移動時,磁力致動面21與磁力被動面31之磁性相同而產生一磁斥力,以磁斥力驅使磁力被動單元30朝向第二被動位置d3移動;當磁力被動面31位於第二被動位置d3且即將往第一被動位置d2移動時,磁力致動面21與磁力被動面31之磁性相異而產生一磁吸力,以磁吸力驅使磁力被動單元30朝向第一被動位置d2移動;接著,磁力被動單元30於第一被動位置d2及第二被動位置d3往復移動所產生之動力經由一動力輸出組件輸出以供利用。
具體而言,上述磁動力組件40可以應用在如汽車、機車、船舶、航空器、各種交通載具、工作機組以及發電機等系統。如圖1、2所示之磁動力組件40係包括一連桿41、一曲柄42及一動力輸出軸43。磁力被動面 31連結有磁力被動單元30之一滑桿32,該滑桿32末端與曲柄42一端樞連,該動力輸出軸43固定於曲柄42之軸心,該連桿41末端樞連曲柄42。於一種具體的實施例中,當磁力被動面31位於第一被動位置d2時,磁力致動面21及磁力被動面31沿著軸線方向觀察有至少百分之九十相疊。另,於一種具體的實施例中,磁力被動面31位於第一被動位置d2時,磁力致動面21及磁力被動面31的最近距離則小於20公分。進一步而言,如圖1、2及圖9所示之單元30係設置在一導引件50上,磁力被動單元30之滑桿32則沿著導引件50之一導槽51而於第一被動位置d2及第二被動位置d3之間往復線性移動。又,如圖10所示之導引件50則為一種呈圓管狀的滑套52,使磁力被動單元30之活塞33可沿著滑套52而於第一被動位置d2及第二被動位置d3之間往復線性移動。
請請配合參看圖1、2及圖12示,為達成本新型第二目的之具體實施例,除了包括上述基本實施例之整體技術特徵之外,磁力致動單元20包括有一激磁線圈繞組22,及一控制模組23。該控制模組23控制激磁線圈繞組22的電流方向切換,以驅使磁力致動面21的磁極切換,且磁力被動面31(如永久磁鐵;或其他磁性元件)之磁性為固定。至於控制模組23可以是如圖11示之微處理器230、電源電路231及電源極性切換電路232的組合,並可由微處理器230內建之控制程式以預設頻率或時間來控制切換電源極性切換電路232的正、負電極的電能供應,進而控制電源電路231輸往激磁線圈繞組22的電流方向,於此,即可達到以預定頻率或時間來切換激磁線圈繞組22的電流方向之目的。由於電源極性切換電路232已為習知技術,故不再贅述電源極性切換電路232的電路工作原理。
請配合參看圖3、4及圖13示,為達成本新型第三目的之具體實施例,除了包括上述基本實施例之整體技術特徵之外,磁力致 動單元20包括有一可受控制模組23之控制而做線性往復位移的移動件24,移動件24包含一伸縮組件240(如電螺桿或氣壓驅動之線性驅動組件),該移動件24上設置複數個磁力致動面21(如永久磁鐵;或其他磁性元件),圖3、4所示為二組磁力致動面21,且可受伸縮組件240的驅動而於一滑座11上做往復的位移,該二磁力致動面21上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面。當磁力被動面31位於第一被動位置d2且即將往第二被動位置d3移動時,移動件24載移為N磁極的磁力致動面21至與為N磁極(即同磁極)的磁力被動面31相對而產生一磁斥力,以磁斥力致使磁力被動單元30朝第二被動位置d3移動;當磁力被動面31位於第二被動位置d3且即將往第一被動位置d2移動時,移動件24載移為S磁極的磁力致動面21至與為N磁極(即異磁極)的磁力被動面31相對而產生一磁吸力,以磁吸力致使磁力被動單元30朝第一被動位置d2移動;磁力被動單元30移動所產生之動力經由動力輸出組件輸出。至於本實施例所述的控制模組23可以是一種用來控制上述電螺桿之步進馬達或是伺服馬達的控制器,並可於伺服馬達的輸出軸接設一角度編碼器,角度編碼器用以感測磁力被動單元30於第一被動位置d2移動與第二被動位置d3之間的移動狀態而產生一位置訊號,並輸出至控制模組23,以作為驅動步進馬達或是伺服馬達之行程控制的依據,而且控制器內建有一控制步進馬達或是伺服馬達運轉的行程控制程式。
請配合參看圖5、6及圖13所示,為達成本新型第四目的之具體實施例,除了包括上述基本實施例之整體技術特徵之外,磁力致動單元20包括有一可受控制模組23之控制而做預定角度旋轉的轉動件25。如圖5、6所示之轉動件25係為呈板片狀的轉體250,轉體250之正反二面各設有一N磁極面及一S磁極面,且轉體250係樞設在一樞座12上,而可受 馬達251的驅動而旋轉;另,如圖7、8所示之具複數邊面的轉體250係樞設在一樞座12上,可受馬達251的驅動而旋轉,且轉體250周面(即各邊面)環佈複數個磁力致動面21,複數個磁力致動面21上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面,至少一N磁極面及至少一S磁極面沿著轉動件25周面交錯環佈;當磁力被動面31位於第一被動位置d2且即將往第二被動位置d3移動時,為N磁極的該磁力致動面21所相對的磁力被動面31為N磁極(即同磁極)而產生一磁斥力,以磁斥力致使磁力被動單元30朝第二被動位置d3移動;當磁力被動面31位於第二被動位置d3且即將往第一被動位置d2移動時,為S磁極的磁力致動面21所面對的磁力被動面31為N磁極(即異磁極)而產生一磁吸力,以磁吸力致使磁力被動單元30朝第一被動位置d2移動;磁力被動單元30移動所產生之動力經由動力輸出組件輸出。至於本實施例所述的控制模組23可以是一種用來控制馬達251運轉的控制器,該控制器內建有一控制馬達251做預定角度旋轉與停置時間的的控制程式。
請配合參看圖1、2及圖13所示,為達成本新型第五目之具體實施例,除了包括上述基本實施例之整體技術特徵之外,更包括一位置感測單元50,其用以感測磁力被動面31是否達到第一被動位置d2或是第二被動位置d3而產生位置訊號至控制模組23中,當磁力被動面31位於第一被動位置d2且即將往第二被動位置d3移動時,控制模組23則驅使磁力致動面21同磁極恰面向磁力被動面31並產生磁斥力;當磁力被動面31位於第二被動位置d3且即將往第一被動位置d2移動時,控制模組23則驅使磁力致動面21異磁極恰面向磁力被動面31並產生磁吸力。具體而言,位置感測單元50可以是二組分別設基座10位於可感測磁力被動面31上之磁片或反光片的磁簧開關或是光遮斷感測開關,以產生上述之位置訊號,再由控制模組23進行解 讀處理,以作為控制磁力致動單元20轉換磁極與控制時機的依據。
依據所知,在磁鐵的一極吸上一個鐵片,磁鐵的另一極的磁力線則會被拉遠,於是磁力則會更為集中,磁場中之磁力線越密的地方,磁場越強,反之,磁力線越疏的地方,磁場則越弱。相對的,假設磁鐵面積愈大則會產生強而均勻的磁場,亦即磁力愈大。至於輸出力量計算公式為:力矩(L)=力臂(d)×作用力(F)。其中,力矩(L)可視為本新型的動力輸出力矩;力臂(d)可視為本新型磁力致動面21於第一被動位置d2且即將往第二被動位置d3之間的行程距離;作用力(F)可視為本新型的磁斥力與磁吸力;即,磁斥力與磁吸力愈大,力矩則愈大。此外,依據庫侖靜磁定律如下式所示:。其中,Fm為二磁鐵的磁極m1 、m2 間相互作用的磁力,m1 、m2 稱為磁鐵二端磁極的磁極強度,其單位稱為單位磁強。自1820年,奧司特發現電流的磁效應後,磁的性質多以電來解釋,故庫侖靜磁定律已很少使用。計算兩塊磁鐵間的作用力則和磁場的方布與磁鐵的形狀等都有關係已知,磁矩m於磁場中受到力矩,能量為,積分整塊磁鐵計算能量後再求其對空間微分便可得受力Fx=-dU/dx。
現今汽油車或柴油車所使用的引擎大多是以水冷式四行程內燃機引擎為主流,於是就以四行程四汽缸的汽油引擎比較,舉四行程引擎為例,其運作分為四個步驟:進氣、壓縮、燃燒以及排氣,因而被稱為四行程。至於引擎本體內設有汽缸,每一個活塞的上下運行動作會帶動曲軸的運轉形成旋轉的力量,曲軸會透過飛輪44與離合器的接合將這個力量傳遞到變速箱以驅動車輛,由於在四行程運動中,活塞上下各二次也就是曲軸旋轉二圈才構成一次燃燒爆炸的動力。
同樣的,如圖9~11所示,本新型更佳實施例中,包括有設 置在一基座10上的複數組磁動力組件40(可以是偶數組),每一磁動力組件40包括有磁力致動單元20及磁力被動單元30。複數組磁動力組件40可以採用如習知汽車引擎的組設方式,例如水平對臥、直式;或是V型等多種組設方式。而且可以依據動力使用需求,以一個或多個組合以提共所需的動力,於此即可以應用於汽車、機車、船舶、航空器等各種交通工具、農業或工程等工作機具、空調系統以及發電機等諸多應用的各產業設備中。簡言之,在同一結構內同時設計數個磁動模組,就像汽車內燃機引擎,可以四缸、六缸、八缸等,甚至可以設置更多組,以輸出至更高動力需求的負載機具上。本新型於圖9~11所示的實施例中,則是採用水平對臥組設的方式,其中,基座10上組設有數組磁動力組件40,每一組磁動力組件40包括有磁力致動單元20、磁力被動單元30、連桿41、曲柄42,各組磁動力組件40的曲柄42可各自固設一動力輸出軸43或是連動同一動力輸出軸43,輸出軸43同軸固定動力輸出組件及飛輪44,各磁動力組件40之動力輸出軸43為同軸連動,且飛輪44與動力輸出軸43亦為同軸連動,藉由飛輪44之慣性作用以提升動力輸出軸43的旋轉穩定性;於此,除了可以確保曲柄42平穩的旋轉,並可維持動力輸出軸43穩定的轉動,如此即可達到取代傳統內燃機或是電動馬達之目的。此外,於一個時間點內,僅有至少一組曲柄42帶動輸出軸轉動至一預定角度(依據曲柄的數量而定),於此,透過上述之動力串組設置,本新型即可應用於各種交通載具;或是其他的工具機組上。
此外,為提升磁力被動單元30回復至第一被動位置d2的效能,請參看圖9至11所示,至少有二組磁動力組件40呈相對應配置。其中,每二個相對的磁動力組件40之曲柄42同軸心固定。當其一組磁動力組件40的磁力被動單元30位於第一被動位置d2時,另一組磁動力組件40的磁力被動 單元30則位於第二被動位置d3;亦即,當其一組磁動力組件40的磁力被動單元30具有磁斥力時,另一組磁動力組件40的的磁力被動單元30具有磁吸力,二組相對的磁動力組件40相互產生致使磁力被動單元30往復移動的補助力。
因此,藉由上述之具體實施例說明,本新型確實具有下列所述的特點:1.本新型確實可透過磁作用力轉成動能並利用電控或是慣性力量來控制磁極翻轉,以將磁吸與磁斥交替往復作用所產生的推力及拉力轉換成可供輸出的動力,而且僅需小的電能消耗即可輸出較大的動力,因而得以增加機具的動力輸出效能。2.本新型由於磁力致動面之磁力作用方向與磁力被動面的位移方向為同向,加上採用非接觸式之面狀相對的磁作用方式,所以可以有效增加磁斥與磁吸之磁作用面積,因而得以有效提升機具的動力輸出效能。3.本新型可透過一個或數個組合串聯設置以應用於汽車、機車、船舶、航空器、各種交通載具、工作機組以及發電機等系統上,以取代傳統電動機與內燃機,因而具有整體機構簡單、功率輸出效能佳、無爆炸燃燒風險、重量輕、成本低廉、體積小、維護容易、節省能源、效率高、可以降低大量排熱產生以省去排熱處理設備的花費、沒有空氣污染排放問題以省去空氣污染排放處理設備的花費以及可應用於單一模組或群組模組與形狀陣列方式產生推力等特點,而且只要工作艙室沒有進水的情況,皆可正常的運轉。
以上所述,僅為本新型之一可行實施例,並非用以限定本新型之專利範圍,凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施,皆應包含於本新型之專利範圍內。本新型所具體界定於請求項之結構特徵,未見於同類物品,且具實用性與進步性,已符合創作專利要件,爰依法具文提出申請,謹請 鈞局 依法核予專利,以維護本申請人合法之權益。
12‧‧‧樞座
20‧‧‧磁力致動單元
21‧‧‧磁力致動面
25‧‧‧轉動件
251‧‧‧馬達
31‧‧‧磁力被動面
32‧‧‧滑桿
40‧‧‧磁動力組件
41‧‧‧連桿
42‧‧‧曲柄
43‧‧‧動力輸出軸
50‧‧‧導引件
d1‧‧‧致動位置
d3‧‧‧第二被動位置

Claims (10)

  1. 一種磁動機構,包含設置在一基座上的至少一磁動力組件;該磁動力組件包含設置在該基座上的一磁力致動單元及一磁力被動單元;該磁力致動單元包括至少一磁力致動面;該磁力被動單元包括一磁力被動面;該磁力致動面位於一致動位置;該磁力被動單元連同該磁力被動面沿著一軸線而於一第一被動位置及一第二被動位置之間往復運動;該磁力被動面位於該第一被動位置時則接近該磁力致動面;該磁力被動面位於該第二被動位置時則遠離該磁力致動面;該磁力致動面及該磁力被動面沿著該軸線方向觀察有至少百分之五十相疊;當該磁力被動面位於該第一被動位置且即將往該第二被動位置移動時,該磁力致動面與該磁力被動面之磁性相同而產生一磁斥力,以該磁斥力致使該磁力被動單元朝該第二被動位置移動;當該磁力被動面位於該第二被動位置且即將往該第一被動位置移動時,該磁力致動面與該磁力被動面之磁性相異而產生一磁吸力,以該磁吸力致使該磁力被動單元朝該第一被動位置移動;該磁力被動單元於該第一被動位置及該第二被動位置往復移動所產生之動力經由至少一動力輸出組件輸出以供利用。
  2. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力致動單元包括有一激磁線圈繞組及一控制模組,該控制模組控制該激磁線圈繞組的電流方向切換,以致使該磁力致動面的磁性切換;該磁力被動面之磁性為固定。
  3. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力致動單元包括有一移動件,該移動件上設置複數個該磁力致動面,該複數個磁力致動面上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面;當該磁力被動面位於該第一被動位 置且即將往該第二被動位置移動時,該移動件載移之該磁力致動面與該磁力被動面為同磁極而相對產生磁斥力,以該磁斥力致使該磁力被動單元朝該第二被動位置移動;當該磁力被動面位於該第二被動位置且即將往該第一被動位置移動時,該移動件載移之該磁力致動面與該磁力被動面為異磁極而相對產生磁吸力,以該磁吸力致使該磁力被動單元朝該第一被動位置移動;該磁力被動單元移動所產生之動力經由該動力輸出組件輸出。
  4. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力致動單元包括有一轉動件,該轉動件周面環佈複數個該磁力致動面,該複數個磁力致動面上分別設有至少一N磁極面及至少一S磁極面,該至少一N磁極面及該至少一S磁極面沿著該轉動件周面交錯環佈;當該磁力被動面位於該第一被動位置且即將往該第二被動位置移動時,該磁力致動面所相對的該磁力被動面為同磁極而產生磁斥力,以該磁斥力致使該磁力被動單元朝該第二被動位置移動;當該磁力被動面位於該第二被動位置且即將往該第一被動位置移動時,該磁力致動面所面對的該磁力被動面為異磁極而產生磁吸力,以該磁吸力致使該磁力被動單元朝該第一被動位置移動;該磁力被動單元移動所產生之動力經由該動力輸出組件輸出。
  5. 3或4所述之磁動機構,其中,該至少一磁動力組件包括一連桿、一曲柄及一動力輸出軸;該動力輸出軸固定於該曲柄之軸心;該連桿兩端分別樞連該磁力被動單元及該曲柄。
  6. 如請求項5所述之磁動機構,其中,該至少一磁動力組件的數量為複數組;每二組相對的該磁動力組件之該曲柄同軸心固定;當其一組磁動力組件的磁力被動單元位於該第一被動位置而具有該磁斥力時,另一組該磁 動力組件的該磁力被動單元則位於該第二被動位置而具有該磁吸力。
  7. 如請求項1所述之磁動機構,其更包括一位置感測單元;該位置感測單元用以感測該磁力被動面是否達到第一被動位置或是第二被動位置而產生位置訊號至一控制模組中,當該磁力被動面位於該第一被動位置且即將往該第二被動位置移動時,該控制模組則驅使該磁力致動面同磁極恰面向該磁力被動面並產生該磁斥力;當該磁力被動面位於該第二被動位置且即將往該第一被動位置移動時,該控制模組則驅使磁力致動面異磁極恰面向該磁力被動面並產生該磁吸力。
  8. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力被動面位於該第一被動位置時,該磁力致動面及該磁力被動面沿著該軸線方向觀察有至少百分之九十相疊。
  9. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力被動面位於該第一被動位置時,該磁力致動面及該磁力被動面的最近距離小於20公分。
  10. 如請求項1所述之磁動機構,其中,該磁力被動單元設置在一導引件上,該磁力被動單元沿著該導引件而於該第一被動位置及該第二被動位置之間往復線性移動。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI766513B (zh) * 2020-12-29 2022-06-01 張力 磁能傳動裝置換極控制機構
WO2023125644A1 (zh) * 2021-12-30 2023-07-06 张力 磁能传动的换极机构

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