发明名称 具有改良式磁铁及线圈结构之线性发电机及制造方法
摘要 线性发电机包含固定式绕组及设置沿轴地相对于绕组往复的电枢磁铁,或固定式磁铁结构及设置相对于该固定式磁铁结构往复之移动式绕组,该等电枢磁铁或固定式磁铁结构系以多重磁极磁铁之形式构成,该多重磁极磁铁由复数个个别之磁极结构所组成,各磁极结构包含一配对之磁铁,彼此以相同极性之磁极面向着,而接合在一起,此外,该绕组可为双绕组结构,包含以多层堆叠方式设置之至少一第一顺时钟方向缠绕之绕组及至少一第二逆时钟方向缠绕之绕组。
申请公布号 TWI271915 申请公布日期 2007.01.21
申请号 TW092115039 申请日期 2003.06.03
申请人 賸沅科技股份有限公司 发明人 杜侑达;叶寿忠
分类号 H02K1/06(2006.01);H02K3/04(2006.01) 主分类号 H02K1/06(2006.01)
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;何秋远 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种线性发电机,包含: 复数个绕组,沿着一轴配向; 至少一磁铁电枢,设置为一旦施加外力时,沿着该 轴相对于该等绕组运动;以及 至少一反弹元件,配置于该轴之一端,施力于该磁 铁电枢,以便使其行进方向反向及加速其动作, 其中该磁铁电枢包含至少一磁极结构,该磁极结构 具有以相同极性彼此面向而串列设置的磁极,而该 磁极结构系以单一磁铁直接充磁而成,或是以2个 以上具有成对之端面的两极磁铁相接合而成。 2.如申请专利范围第1项之线性发电机,其中该等磁 极结构各包含一成对之两极磁铁,具有两端面及横 向面,在该等成对中之该等两极磁铁在该等横向面 之处接合在一起,使得相同极性彼此面向,以及该 等成对系在个别之两极磁铁之端面合在一起而形 成该磁极结构。 3.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等个 别之两极磁铁系藉黏着剂接合。 4.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等个 别之两极磁铁系藉电焊法或焊接法接合。 5.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等个 别之两极磁铁系藉烧结法接合。 6.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等个 别之两极磁铁系藉结合法予以接合。 7.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等磁 极结构系藉黏着剂接合。 8.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等磁 极结构系藉烧结法接合。 9.如申请专利范围第2项之线性发电机,其中该等磁 极结构系藉结合法接合。 10.如申请专利范围第1项之线性发电机,其中当以 该轴之方向观视时,该等绕组系以交错之顺时钟及 逆时钟方向缠绕,以及其中该等绕组具有至少一个 绕组,各该等绕组系以多层堆叠安排之方式设置。 11.如申请专利范围第1项之线性发电机,其中该反 弹元件系由弹性材料所制成。 12.如申请专利范围第11项之线性发电机,其中该反 弹元件系由橡皮所制成。 13.如申请专利范围第11项之线性发电机,其中该反 弹元件系由弹簧所制成。 14.如申请专利范围第1项之线性发电机,其中该反 弹元件包含可产生斥力于该等磁性元件之磁性材 料或系统。 15.如申请专利范围第14项之线性发电机,其中该反 弹元件进一步包含一弹性构件。 16.如申请专利范围第14项之线性发电机,其中该反 弹元件包含一具有相同极性于相对应电枢之末端 处之磁极结构的极性之磁铁,藉此,当该等磁性元 件移动接近于该处时,该等磁性元件会遭受排斥。 17.如申请专利范围第1项之线性发电机,其中至少 一该反弹元件系配置于该轴之各末端处。 18.如申请专利范围第1项之线性发电机,包含复数 个该等电枢。 19.一种磁极结构的建构方法,该磁极结构系使用于 申请专利范围第1项之线性发电机中,包含下列步 骤: 配置至少一成对的两极磁铁,各磁铁具有成对之端 面及成对之横向面; 接合该等个别的两极磁铁的横向面,使得相同极性 彼此面向及黏着;以及 接合该等磁铁之该等端面而形成串联连接之磁铁, 该磁铁具有以相同极性彼此面向而串列设置的磁 极。 20.一种线性发电机,包含: 至少一固定之磁铁电枢; 复数个绕组,设置为一旦施加外力时,平行于该磁 铁结构之轴而相对于该磁铁结构运动;以及 至少一反弹元件,配置于该轴之一端,用于施力于 该至少一绕组以便使其行进方向反向及加速其动 作; 其中该磁铁电枢包含至少一磁极结构,该磁极结构 具有以相同极性彼此面向而串列设置的磁极,而该 磁极结构系以单一磁铁直接充磁而成,或是以2个 以上具有成对之端面的两极磁铁相接合而成。 21.如申请专利范围第1或20项之线性发电机,其中该 磁铁结构包含一第一多重磁极磁铁,沿着该轴延伸 并平行于该至少一绕组。 22.如申请专利范围第21项之线性发电机,其中该磁 铁结构包含至少一附加之多重磁极磁铁,在该至少 一绕组之外侧延伸平行于该第一多重磁极磁铁。 23.如申请专利范围第22项之线性发电机,其中该第 一多重磁极磁铁具有两半圆柱状结构接合在一起, 以及该至少一附加之多重磁极磁铁具有两弧形结 构接合在一起之中空圆筒状结构,且与该第一多重 磁极磁铁同轴。 24.如申请专利范围第22项之线性发电机,其中该第 一多重磁极磁铁系实心圆柱具有两半圆柱状结构 接合在一起,以及该至少一附加之多重磁极磁铁具 有半圆形之横向面。 25.如申请专利范围第20项之线性发电机,其中该等 磁极结构各包含一成对之两极磁铁,具有两端面及 横向面,在该等成对中之该等两极磁铁在该等横向 面之处接合在一起,使得相同极性彼此面向,以及 该等成对系在个别之两极磁铁之端面处接合在一 起而形成该磁极结构。 26.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 个别之两极磁铁系藉黏着剂接合。 27.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 个别之两极磁铁系藉电焊法或焊接法接合。 28.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 个别之两极磁铁系藉烧结法接合。 29.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 个别之两极磁铁系藉结合法予以接合。 30.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 磁极结构系藉黏着剂接合。 31.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 磁极结构系藉烧结法接合。 32.如申请专利范围第25项之线性发电机,其中该等 磁极结构系藉结合法接合。 33.如申请专利范围第20项之线性发电机,其中当以 该轴之方向观视时,该等绕组系以交错之顺时钟及 逆时钟方向缠绕,以及其中该等绕组具有至少一个 绕组,各该等绕组系以多层堆叠安排之方式设置。 34.如申请专利范围第30项之线性发电机,其中该反 弹元件系由弹性材料所制成。 35.如申请专利范围第34项之线性发电机,其中该反 弹元件系由橡皮所制成。 36.如申请专利范围第34项之线性发电机,其中该反 弹元件系由弹簧所制成。 37.如申请专利范围第20项之线性发电机,其中该反 弹元件包含可产生斥力于该等绕组之磁性材料或 系统。 38.如申请专利范围第37项之线性发电机,其中该反 弹元件进一步包含一弹性构件。 39.如申请专利范围第20项之线性发电机,其中至少 一该反弹元件系配置于该轴之各末端处。 40.一种磁极结构的建构方法,该磁极结构系使用于 申请专利范围第20项之线性发电机中,包含下列步 骤: 配置至少一成对的两极磁铁,各磁铁具有成对之端 面及成对之横向面; 接合该等个别的两极磁铁的横向面,使得相同极性 彼此面向及黏着;以及 接合该等磁铁之该等端面而形成串联连接之磁铁, 该磁铁具有以相同极性彼此面向而串列设置的磁 极。 41.一种用于线性发电机之磁铁结构,包含: 至少一磁极结构,该等磁极结构具有串列设置之极 性之磁极, 其中该等磁极结构各包含至少一成对之两极磁铁, 具有两端面及横向面,在该等成对中之该等两极磁 铁在该等横向面之处接合在一起,使得相同极性彼 此面向,以及该等成对系在个别之两极磁铁之端面 处接合在一起而形成该磁极结构。 42.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等个 别之两极磁铁系藉黏着剂接合。 43.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等个 别之两极磁铁系藉电焊法或焊接法接合。 44.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等个 别之两极磁铁系藉烧结法接合。 45.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等个 别之两极磁铁系藉结合法予以接合。 46.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等磁 极结构系藉黏着剂接合。 47.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等磁 极结构系藉烧结法接合。 48.如申请专利范围第41项之磁铁结构,其中该等磁 极结构系藉结合法接合。 49.一种线性发电机之绕组结构,其特征为: 该绕组结构系使用于至少一磁极结构,该磁极结构 具有以相同极性彼此面向而串列设置的磁极,而该 磁极结构系以单一磁铁直接充磁而成,或是以2个 以上具有成对之端面的两极磁铁相接合而成;而且 该绕组结构具有复数个绕组,其中各该等绕组系以 至少一层之多层堆叠设置予以形成,该等绕组包含 至少一第一顺时钟方向缠绕之绕组及至少一第二 逆时钟方向缠绕之绕组。 图式简单说明: 第1图系根据本发明第一较佳实施例之原理所建构 之线性发电机的示意图,其中含有固定式线圈绕组 及呈N-S-N-S交错串列之可移动式多重磁极电枢磁铁 ; 第2图系根据本发明第二较佳实施例之原理所建构 之线性发电机的示意图,其中含有固定式线圈绕组 及呈N-S-S-N交错串列之可移动式多重磁极电枢磁铁 ; 第2A及2B图系沿着第2图之线IV-IV所取之横截面图; 第3图系根据第二较佳实施例之线性发电机之特定 实例的示意图,其中含有可移动式线圈绕组及呈N-S -S-N交错串列之固定式多重磁极定子磁铁; 第4图系第3图线性发电机之变化例的示意图,其中 包含复数个呈N-S-S-N交错串列之固定式多重磁极定 子磁铁; 第5图系第4图线性发电机沿着线V-V所取之横截面 图; 第6图亦系第4图线性发电机沿着线V-V所取之选择 例的横截面图; 第7图乃系第4图线性发电机沿着线V-V所取之另一 选择例的横截面图; 第8图系一示意图,描绘使用于第1至7图线性发电机 中之多重磁极电枢磁铁或定子结构; 第9A及9B图系利用第8图中所描绘之方法所建构之 多重磁极电枢磁铁或定子结构的实例; 第10图系一适用于第1图线性发电机之多重绕组设 置的示意图。
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