TWM559545U - 斜助式電磁裝置 - Google Patents

Abstract

本創作係指一種斜助式電磁裝置，其具有一個或一個以上之磁列組及一個或一個以上之線圈列組，該等磁列組具有相間隔設置之至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，且第一、二磁性件呈運動方向充磁，又相鄰之第一、二磁性件之磁極呈同極相鄰，相對之第一、二磁性件之磁極呈同極相對，且兩者間具有一磁隙，而線圈列組係設於相對磁列組之間，且該等線圈列組具有至少一同一軸線、且相互間隔之感應線圈件，又該等感應線圈件係於一導磁體上繞設有一線圈，其中導磁體對應線圈一段呈最小徑之安裝段，且導磁體相對運動方向遠離一端具有一供線圈貼靠之抵靠端，而導磁體並由安裝段向相對運動方向靠近一端形成有一外徑逐步變大之擴大端，令導磁體相鄰磁列組之外緣呈一斜坡緣，藉此，有效的降低磁阻力、提高磁助力，達到提升能源轉換效率之目的。

Description

斜助式電磁裝置

本創作隸屬一種電磁技術之領域，具體而言係指一種可以有效降低磁阻力、提高磁助力之斜助式電磁裝置，以達到應用於電磁裝置時可以提升其能源轉換效率。

按，一般電磁裝置主要係利用磁力原理之相吸、相斥來產生驅動力量，其係由可相對旋轉運動的一定子與一轉子所構成，以圈式電動機為例，其中定子之內緣設有複數線圈，而轉子之外緣設有複數對應線圈之磁性件，透過對線圈的給電使線圈被激磁，進而與轉子之磁性件產生相斥與相吸的磁力作用，從而驅動轉子高速旋轉。另，如線圈組之線圈因磁組之磁力線切割而產生電壓，則可達到發電之目的；以習式電動機的運作為例，其係採間歇性給電方式，擷取需要的磁作用力，以驅動該轉子，但受到其線圈與磁性件高磁通量及高切割數的配置，在暫停給電的期間，線圈仍然會受到慣性相對運動中的磁性件之導磁切割，而產生感應電動勢及磁應力現象，轉子之磁性件與定子之導磁體因大磁吸面積而增生動損之磁阻力，因此該電動機需要較大的輸入功率，如此將造成高的能源需求，且在相同的功率輸入下，習式電動機之輸出動力效能不佳。

為了解決前述問題，申請人曾開發一種如我國申請第105121972號「電動機構造」之新型專利案，其係如第一、二圖所示，由至少一設在一磁盤(100)之磁列組(10)及至少一設在一線圈盤(200)之線圈列組(20)，並配合一能控制給電與斷電之感應開關組所構成，且該等磁列組(10)與該等線圈列組(20)可被分別定義為能產生相對運動之轉子或定子。

而該等磁列組(10)係由沿運動方向排列、且呈運動方向充磁之至少一第一磁性件(11)及至少一第二磁性件(12)間隔排列而成，又該等第一、二磁性件(11、12)的長度相等，又相鄰之第一、二磁性件(11、12)的磁極呈同極相鄰，且相鄰之第一、二磁性件(11、12)間具有一等寬之磁隙(15)；另該等線圈列組(20)係設於相對磁列組(10)一側，又該等線圈列組(20)分別具有至少一同一軸線之感應線圈件(21)，該等感應線圈件(21)分別具有一導磁體(22)及一繞設於導磁體(22)之線圈(25)，且該線圈(25)並連接有電源，使電源對線圈列組(20)線圈(25)給電時可以激磁，而相對磁列組(10)產生作動兩者相對運動之磁力，再者該等感應線圈件(21)之線圈(25)長度為大於等於四分之一任一磁性件(11、12)之長度、且線圈(25)的長度小於等於四分之三任一磁性件(11、12)的長度，而其線圈(25)之最佳長度為等於四分之二任一磁性件(11、12)長度。另該等感應線圈件(21)之導磁體(22)長度為大於等於任一磁性件(11、12)長度加上相鄰磁隙(15)寬度、且導磁體(22)的長度小於等於任一磁性件(11、12)長度加上相鄰磁隙(15)寬度再加上同組線圈(25)長度； 雖然前述的設計，能降低驅動時的輸入功率，並產生磁助力，提高輸出動力，但如第一、三圖所示，由於各該感應線圈件(21)之導磁體(22)係呈等寬等徑狀，因此其兩端的體積相等，也使其等距於磁列組(10)之第一、二磁性件(11、12)，如此在整個磁作用過程中，會有磁助力與磁阻力相互抵消的現象，雖然整體而言磁助力大於磁阻力，但仍有再強化提升其磁助效果的空間。因此，申請人並不以此自滿，進一步希望加大其磁助力，以有效提高其輸出的動力。

有鑑於此，本創作人乃針對前述電磁裝置需要改善的問題深入探討，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斜助式電磁裝置，藉以能有效強化提升磁助力。

因此，本創作之主要目的係在提供一種斜助式電磁裝置，藉以能利用不等體積、不同距離之設計，產生不同的磁作用力，並能進一步產生新的磁助分力，有效降低磁阻力、提高磁助力。

又，本創作之另一主要目的係在提供一種斜助式電磁裝置，使其更能有效的強化提升磁助力，以增進運轉時的速率，進一步達成提高輸出動力。

基於此，本創作主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其係由一磁列組及一線圈列組所組成，該磁列組與該線圈列組可產生相對運動；其中該磁列組並沿運動方向排列之至少一第一磁 性件及至少一第二磁性件，又該等第一、二磁性件的長度相等，且該等第一、二磁性件呈運動方向充磁，又相鄰之第一、二磁性件之磁極呈同極相鄰，且相鄰之第一、二磁性件或第二、一磁性件間具有一等寬之磁隙；又該線圈列組具有至少一同一軸線、且相互間隔之感應線圈件，該等感應線圈件分別具有一導磁體及一繞設於導磁體之線圈，其中導磁體對應線圈一段呈最小徑之安裝段，且導磁體相對運動方向遠離一端具有一供線圈貼靠之抵靠端，而導磁體並由安裝段向相對運動方向靠近一端形成有一外徑逐步變大之擴大端，令導磁體相鄰磁列組之外緣呈一斜坡緣，且該等感應線圈件之線圈可以分別連接一正向給電或逆向給電之電源，再者該等感應線圈件之線圈長度為大於等於四分之一任一磁性件之長度、且小於等於四分之三任一磁性件之長度，另該等感應線圈件之導磁體長度為大於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度、且小於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度再加上同組線圈長度。

藉此，本創作之斜助式電磁裝置透過其線圈列組之感應線圈件中導磁體之特殊長度、不同體積及不同距離的設計，使其讓導磁體跨越磁隙，再配合其能利用不同體積、不同距離產生不同磁作用力及斜邊形成分力之特性，能有效降低其磁阻力、提高其磁助力，達到提升能源轉換效率之目的，故能大幅增進其附加價值，並提高其經濟效益。

為使 貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本創作之若干較佳實施例，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)‧‧‧磁列組

(100)‧‧‧磁盤

(11)‧‧‧第一磁性件

(12)‧‧‧第二磁性件

(15)‧‧‧磁隙

(20)‧‧‧線圈列組

(200)‧‧‧線圈盤

(21)‧‧‧感應線圈件

(22)‧‧‧導磁體

(25)‧‧‧線圈

(50)‧‧‧磁列組

(500)‧‧‧磁盤

(51)‧‧‧第一磁性件

(52)‧‧‧第二磁性件

(55)‧‧‧磁隙

(60)‧‧‧線圈列組

(600)‧‧‧線圈盤

(61)‧‧‧感應線圈件

(62)‧‧‧導磁體

(620)‧‧‧安裝段

(621)‧‧‧抵靠端

(625)‧‧‧擴大端

(626)‧‧‧斜坡緣

(65)‧‧‧線圈

(70)‧‧‧感應開關組

(71)‧‧‧給電檢知器

(72)‧‧‧斷電檢知器

(75)‧‧‧感應器

(800)‧‧‧傳動軸

第一圖：係現有電磁裝置之架構示意圖，供說明現有電磁裝置之配置及其面臨的問題。

第二圖：係現有電磁裝置於實際運用時之分解示意圖，供說明現有電磁裝置的構成態樣。

第三圖：係現有電磁裝置中線圈列組之導磁體示意圖。

第四圖：係本創作斜助式電磁裝置之架構示意圖，供說明其配置及相對關係。

第五圖：係本創作斜助式電磁裝置中線圈列組之導磁體較佳實施例的外觀示意圖。

第六圖：係本創作斜助式電磁裝置於實際運用時之分解示意圖。

第七圖：係本創作斜助式電磁裝置應用於電動機之給電動作示意圖，供說明由S極移向N極之狀態。

第八圖：係本創作斜助式電磁裝置應用於電動機之斷電動作示意圖，供說明由S極移向N極之狀態。

第九圖：係本創作斜助式電磁裝置應用於電動機之給電動作示意圖，供說明由N極移向S極之狀態。

第十圖：係本創作斜助式電磁裝置應用於電動機之斷電動作示意圖，供說明由N極移向S極之狀態。

第十一圖：係本創作斜助式電磁裝置之另一架構示意圖，供說明其盤式矩陣化之狀態。

第十二圖：係本創作斜助式電磁裝置中線圈列組之導磁體另一較佳實施例的外觀示意圖。

第十三圖：係本創作斜助式電磁裝置中線圈列組之導磁體再一較佳實施例的外觀示意圖。

本創作係一種斜助式電磁裝置，隨附圖例示之本創作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，並非限制本創作，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，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本創作之斜助式電磁裝置的構成，係如第四圖所示，其係由一組或一組以上之磁列組(50)及一組或一組以上之線圈列組(60)所組成，該等磁列組(50)與該等線圈列組(60)可被分別定義為作為轉子或定子，可同步產生相對運動；而關於本創作較佳實施例之詳細構成，則請參看第四、五圖所顯示者，該等磁列組(50)係由相間隔設置、且相對磁列組(50)間間隔有一等距之線圈列組(60)【兩組或兩組以上時請參照第十一圖所示】，又該等磁列組(50)並沿運動方向排列之至少一第一磁性件(51)及至少一第二磁性件(52)，又該等第一、二磁性件(51、52)的長度相等，且該等第一、二磁性件(51、52)呈運動方向充磁，又相鄰之第一、二磁性件(51、52)或第二、一磁性件(52、51)之磁極呈同極相鄰，例如N極對應N極【如第七圖所示】或S極對應S極【如第九圖所示 】，且相鄰之第一、二磁性件(51、52)或第二、一磁性件(52、51)間具有一等寬之磁隙(55)；而該等線圈列組(60)係設於相對磁列組(50)之間，且相對線圈列組(60)間間隔有一等距之磁列組(50)【兩組或兩組以上時請參照第十一圖所示】，又該等線圈列組(60)分別具有至少一同一軸線、且相互間隔之感應線圈件(61)，該等感應線圈件(61)分別具有一導磁體(62)及一繞設於導磁體(62)之線圈(65)，再者，如第五圖所示該導磁體(62)對應線圈(65)一段呈最小徑之安裝段(620)，且導磁體(62)相對運動方向遠離一端具有一供線圈(65)貼靠之抵靠端(621)，而導磁體(62)並由安裝段(620)向相對運動方向靠近一端形成有一外徑逐步變大之擴大端(625)，使導磁體(62)相鄰磁列組(50)之外緣呈斜坡緣(626)，供利用斜面產生水平與垂直之分力，再者該線圈(65)並連接一電源，該電源可以是正向給電或逆向給電，使線圈列組(60)於連通電源時可以激磁，而相對磁列組(50)產生作動兩者相對運動之磁力，再者該等感應線圈件(61)之線圈(65)長度為大於等於四分之一任一磁性件(51、52)之長度、且線圈(65)的長度小於等於四分之三任一磁性件(51、52)的長度，而本創作線圈(65)之最佳長度為等於四分之二任一磁性件(51、52)長度。另該等感應線圈件(61)之導磁體(62)長度為大於等於任一磁性件(51、52)長度加上相鄰磁隙(55)寬度、且導磁體(62)的長度小於等於任一磁性件(51、52)長度加上相鄰磁隙(55)寬度再加上同組線圈(65)長度，而本創作導磁體(62)之最佳長度為任一磁性件(51、52) 長度加上相鄰磁隙(55)寬度；藉此，組構成一可降低磁阻力、且提高磁助力之斜助式電磁裝置者。

至於，本創作斜助式電磁裝置較佳實施例於實際作動時，則係如第六圖所示，以本創作應用於電動機為例，各該等磁列組(50)係分別設於一磁盤(500)上，而各該線圈列組(60)係分別設於一線圈盤(600)上，其中該等磁盤(500)係固設於一傳動軸(800)上、且該等線圈盤(600)係樞設於該傳動軸(800)，使該等磁盤(500)能同步相對線圈盤(600)高速轉動，例如第七~十圖本創作以磁列組(50)作為轉子由右向左位移、而線圈列組(60)作為定子不動時，並於磁列組(50)與線圈列組(60)間設有一感應開關組(70)，該感應開關組(70)包含有設於磁列組(50)之至少一給電檢知器(71)、至少一斷電檢知器(72)及設於線圈列組(60)之至少一感應器(75)，供控制線圈列組(60)之線圈(65)與電源間是否連通。其中該等給電檢知器(71)係設於該等第一、二磁性件(51、52)中依運動方向相對進入該等感應線圈件(61)之磁極端面，而斷電檢知器(72)係設於該等第一、二磁性件(51、52)中依運動方向相對離開該等感應線圈件(61)之磁極端面，再者該等感應器(75)係設於該等感應線圈件(61)中相對運動方向離開該等磁列組(50)之端部，供感應線圈件(61)上之感應器(75)於檢知第一、二磁性件(51、52)之給電檢知器(71)時，可使電源對該感應線圈件(61)之線圈(65)連通給電，因產生激磁作用而磁化【如第七、九圖】，至於該等感應器(75)於檢測到第一、 二磁性件(51、52)之斷電檢知器(72)時，可使該感應線圈件(61)之線圈(65)不與電源連通，形成不給電狀態【如第八、十圖】；當感應開關組(70)於磁列組(50)之第一磁性件(51)【如第七圖所示】或第二磁性件(52)【如第九圖所示】上相對運動方向進入端之給電檢知器(71)與線圈列組(60)上相對運動方向離開端之感應器(75)檢知時，該電源對線圈列組(60)之線圈(65)分別逆向給電與正向給電，使各該感應線圈件(61)之導磁體(62)磁化產生對應磁極，各該線圈列組(60)之感應線圈件(61)受導磁體(62)上線圈(65)電流方向影響，當其第一磁性件(51)以S極進入對應感應線圈件(61)時，則該感應線圈件(61)於運動方向進入端之磁極呈N極、而離開端之磁極呈S極【如第七圖所示】。而當其第二磁性件(52)以N極進入該感應線圈件(61)，則該感應線圈件(61)於運動方向進入端之磁極呈S極、而離開端之磁極呈N極【如第九圖所示】。再加上此時該感應線圈件(61)之導磁體(62)相對運動方向進入端的位置位於下一個相鄰的第二磁性件(52)或第一磁性件(51)，因此可令線圈列組(60)之該感應線圈件(61)於相對運動方向離開端之磁極與該對應之第一磁性件(51)或第二磁性件(52)磁極呈同極相斥狀【如第七圖的S極對S極或第九圖的N極對N極】，而相對運動方向形成一股相斥的推力，同時線圈列組(60)之該感應線圈件(61)的導磁體(62)於相對運動方向進入端之磁極與該對應之第一或二磁性件(51、52)及下一個相鄰第二或一磁性件(52、51)的磁極亦呈同極相斥狀【如 第七圖的N極對N極或第九圖的S極對S極】，使其於相對運動方向形成另一股相斥的推力，從而令線圈列組(60)與磁列組(50)相對運動方向形成全順推之磁助力，可有效提高轉速，進而提升輸出動力；同時，由於各該感應線圈件(61)之導磁體(62)於異於線圈(65)的另段形成擴大端(625)，且擴大端(625)相對磁列組(50)的一側具有斜坡緣(626)，如此由於導磁體(62)體積不等，磁含量也不同，無形間削減了中段的磁阻力、加大兩端的磁助力，再加上斜坡緣(626)使導磁體(62)與磁列組(50)間形成不等距狀，其一樣會削減中段的磁阻力、加大兩端的磁助力，另外該導磁體(62)的斜坡緣(626)上的磁力線會有一異於垂直磁阻分力之水平磁助分力，其相對磁列組(50)產生一磁助作用力，其一樣削減了中段的磁阻力、增生磁助力，如此可以大幅提升其輸出動能；反之，該磁列組(50)與該線圈列組(60)繼續相對運動，當感應開關組(70)於磁列組(50)該原檢知給電之第一、二磁性件(51、52)上的斷電檢知器(72)於檢知線圈列組(60)之該感應線圈件(61)導磁體(62)上之感應器(75)時【如第八圖或第十圖】，則線圈列組(60)之線圈(65)切斷電源，使線圈列組(60)之感應線圈件(61)不形成作用磁場，避免該感應線圈件(61)因繼續磁化產生不利的對應磁極，不致使線圈列組(60)於相對運動方向離開端之磁極與該對應之磁性件(51)N磁極或磁性件(52)S磁極呈異極相吸回拉狀【如第八圖的相對磁性件(51)N極或第十圖的相對磁性件(52)S極】 、或該感應線圈件(61)於相對運動方向離開端之磁極與該對應之第一或二磁性件(51、52)之下一個相鄰第二或一磁性件(52、51)的S或N磁極呈同極相斥狀【如第八圖的相對磁性件(52)S極或第十圖的相對磁性件(51)N極】，如此可迴避產生不利於運動方向的磁阻力，避免影響轉速，降低輸出動力。

另，本創作之另一較佳實施例，則係如第十一圖所示，該實施例係呈盤式之矩陣化電動機，其係於兩兩相對之磁列組(50)間設有一線圈列組(60)，該等可同步位移之對向磁列組(50)的第一、二磁性件(51、52)呈相同大小、且位置相對狀，且兩兩相對之磁列組(50)之第一、二磁性件(51、52)係以同極磁極相對排列，且該等相對線圈列組(60)之感應線圈件(61)對應磁列組(50)第一、二磁性件(51、52)的位置可呈同一位置排列或錯位排列，使磁列組(50)可加大被推磁助力或能被持續作用推動，可有效提高運動方向的慣性力。

再者，本創作線圈列組(60)之感應線圈件(61)中的導磁體(62)進一步可以有不同的態樣，如第十二圖所示，導磁體(62)的安裝段(620)與擴大端(625)呈一體擴大狀，其一樣能產生相對之功效。另如第十三圖所示，該導磁體(62)可以是圓形斷面，以方便安裝，且其一樣具有加大磁助力之功效。

藉此，可以理解到本創作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，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性 」的要件，乃依法提出申請新型專利。

Claims (6)

1. 一種斜助式電磁裝置，其係由一磁列組及一線圈列組所組成，該磁列組與該線圈列組可產生相對運動；其中該磁列組並沿運動方向排列之至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，又該等第一、二磁性件的長度相等，且該等第一、二磁性件呈運動方向充磁，又相鄰之第一、二磁性件之磁極呈同極相鄰，且相鄰之第一、二磁性件或第二、一磁性件間具有一等寬之磁隙；又該線圈列組具有至少一同一軸線、且相互間隔之感應線圈件，該等感應線圈件分別具有一導磁體及一繞設於導磁體之線圈，其中導磁體對應線圈一段呈最小徑之安裝段，且導磁體相對運動方向遠離一端具有一供線圈貼靠之抵靠端，而導磁體並由安裝段向相對運動方向靠近一端形成有一外徑逐步變大之擴大端，令導磁體相鄰磁列組之外緣呈一斜坡緣，且該等感應線圈件之線圈可以分別連接一正向給電或逆向給電之電源，再者該等感應線圈件之線圈長度為大於等於四分之一任一磁性件之長度、且小於等於四分之三任一磁性件之長度，另該等感應線圈件之導磁體長度為大於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度、且小於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度再加上同組線圈長度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之斜助式電磁裝置，其中該線圈列組之感應線圈件的線圈最佳長度為等於四分之二任一磁性件之長度，而導磁體最佳長度為任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度。
3. 一種斜助式電磁裝置，其係由至少二個磁列組及至少一線圈列組所組成，該等磁列組與該等線圈列組可同步產生相對運動；其中該等磁列組係由相間隔設置，且相對磁列組間間隔有一等距之線圈列組，又該等磁列組並沿運動方向排列之至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，又該等第一、二磁性件的長度相等，且該等第一、二磁性件呈運動方向充磁，又相鄰之第一、二磁性件之磁極呈同極相鄰，相對之第一、二磁性件之磁極呈同極相對，且相鄰之第一、二磁性件或第二、一磁性件間具有一等寬之磁隙；而該等線圈列組係設於相對磁列組之間，且相對線圈列組間間隔有一等距之磁列組，又該等線圈列組具有至少一同一軸線、且相互間隔之感應線圈件，該等感應線圈件分別具有一導磁體及一繞設於導磁體之線圈，其中導磁體對應線圈一段呈最小徑之安裝段，且導磁體相對運動方向遠離一端具有一供線圈貼靠之抵靠端，而導磁體並由安裝段向相對運動方向靠近一端形成有一外徑逐步變大之擴大端，令導磁體相鄰磁列組之外緣呈一斜坡緣，且該等感應線圈件之線圈可以分別連接一正向給電或逆向給電之電源，再者該等感應線圈件之線圈長度為大於等於四分之一任一磁性件之長度、且小於等於四分之三任一磁性件之長度，另該等感應線圈件之導磁體長度為大於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度、且小於等於任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度再加上同組線圈長度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之斜助式電磁裝置，其中該等相對之線圈列組的感應線圈件位置對應磁列組相鄰磁性件之同一位置排列。
5. 如申請專利範圍第3項所述之斜助式電磁裝置，其中該等相對之線圈列組的感應線圈件對應磁列組相鄰磁性件的位置呈錯位排列。
6. 如申請專利範圍第3項所述之斜助式電磁裝置，其中該等線圈列組之感應線圈件的線圈最佳長度為等於四分之二任一磁性件之長度，而感應線圈件的導磁體最佳長度為任一磁性件長度加上相鄰磁隙寬度。