專利名稱：雙收斂形互逆直式永磁發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是全部采用永磁材料作力源的新型永磁發(fā)動機(jī)，屬于永磁發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。
在已有技術(shù)中美國專利，專利號4151431，為5馬力的永磁發(fā)動機(jī)。見中國科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的世界發(fā)明雜志一九八0年第三卷第一期61頁。這種發(fā)動機(jī)是利用拱形的轉(zhuǎn)子永磁鐵與定子永磁鐵異性極間的吸引力和同性極間的排斥力來做功的。其缺點是(1)由于定子永磁鐵N-S極間間隔了一定距離的空氣隙，加之轉(zhuǎn)子上需用若干對拱形永磁鐵才能使之運(yùn)轉(zhuǎn)，這就導(dǎo)致了磁相互作用力的有效利用率太低，使一定體積的發(fā)動機(jī)輸出的功率太小。(2)拱形的轉(zhuǎn)子永磁鐵不便磁化，導(dǎo)致了工業(yè)化批量生產(chǎn)的實際困難。
在已有技術(shù)中日本發(fā)明了一種為45馬力的溫克爾式永磁發(fā)動機(jī)，未見專利號。見中國科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的世界發(fā)明雜志一九八0年第三卷第二期18頁。這種發(fā)動機(jī)是利用轉(zhuǎn)子圓周上3塊扇形永磁鐵對定子周邊上一塊60°的電磁鐵產(chǎn)生的電磁推斥力和對定子圓周上的永磁鐵產(chǎn)生的推斥力來維持旋轉(zhuǎn)的。這種發(fā)動機(jī)的缺點是(1)起動時需要用安裝在上面的電動機(jī)來帶動到每分鐘200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速時才能運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子圓周上任一組扇形永磁鐵旋轉(zhuǎn)到與定子周邊上的60°的電磁鐵相對應(yīng)時，由電池供電，使電磁鐵產(chǎn)生一個大于永磁鐵磁力的電磁力來推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)這塊扇形永磁鐵轉(zhuǎn)過電磁鐵后，由定子圓周上的永磁鐵產(chǎn)生的推斥力來維持旋轉(zhuǎn)。以后轉(zhuǎn)子上各塊扇形永磁鐵的作用與此相同。(2)定子永磁鐵末端與轉(zhuǎn)子永磁鐵的空氣隙距離太小;由始端的0.1mm增大到末端的5mm，導(dǎo)致了作用于轉(zhuǎn)子上的徑向壓力大，旋轉(zhuǎn)推斥力小，磁相互作用力的有效利用率太低。(3)要外加能量，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周就需供電3次，且電池也須周期性地更換。(4)發(fā)動機(jī)停止工作時，轉(zhuǎn)子永磁鐵和定子永磁鐵相互始終處于反磁場中，使永磁鐵的退磁速度加快，使用期內(nèi)輸出的功率降低較快，連續(xù)使用壽命縮短。(5)由于起動電動機(jī)，電磁鐵上的線圈，分電器，齒輪和凸輪的重量加于發(fā)動機(jī)上，使一定功率的發(fā)動機(jī)體積重量增加。
本發(fā)明的目的是提供一種功率大，便于起動運(yùn)轉(zhuǎn)和停止運(yùn)轉(zhuǎn)，制造簡單，且不需外加能量，連續(xù)使用壽命長，使用期內(nèi)輸出的功率降低慢，永磁鐵便于磁化和容易工業(yè)化大批量生產(chǎn)的永磁發(fā)動機(jī)。
另一目的是為了達(dá)到一定程度上解決當(dāng)今世界各國的能源短缺，環(huán)境和大氣污染，噪音等公害之問題，部分地取代內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)。此外，以達(dá)到取代城市和農(nóng)村的常規(guī)燃料，增加森林覆蓋率。農(nóng)村全部實現(xiàn)電氣化，機(jī)械化，增加土地肥力，出口本發(fā)明產(chǎn)品換取外匯為目的。
本發(fā)明是利用雙收斂形且相互逆向安裝的定子永磁鐵與轉(zhuǎn)子永磁鐵同性極間相互作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)推斥力和異性極間相互作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)吸引力來做功。其結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的收斂形定子永磁鐵和旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵從各自的始端至末端由寬到窄呈收斂形，相互逆向安裝，且是共存相依的，缺少其中任一種收斂形定子永磁鐵轉(zhuǎn)子都不會旋轉(zhuǎn)。兩種定子永磁鐵與轉(zhuǎn)子間的空氣隙距離是0.6mm-4mm，整個圓周距離不變。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵沿圓周分成若干份，每份的平均端面寬度是8mm-100mm，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的收斂形定子永磁鐵始端的軸向排列的極數(shù)的基數(shù)是2，即N-S或S-N，也可以是3，4，5，……n極，即N-S-N-S-N……n極或S-N-S-N-S……n極。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵始端的軸向排列的極數(shù)的基數(shù)也是2，即S-N或N-S，也可以是3，4，5，……n極，即S-N-S-N-S……n極或N-S-N-S-N……n極。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力與旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵始端的軸向排列的極數(shù)必須相等。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵相鄰間裝有用非導(dǎo)磁材料做的定位間隔環(huán)。兩端裝有用非導(dǎo)磁材料做的定位緊固環(huán)。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵各自始端的端面厚度與各自始端的軸向?qū)挾认嗟?，?mm-100mm。各自末端的端面厚度是3mm-20mm。
在轉(zhuǎn)子圓周上裝有3組至6組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵，兩種轉(zhuǎn)子永磁鐵的組數(shù)的基數(shù)是3，不超過6，每組端面寬度為15°-40°，每組間間隔距離為20°-105°，每組永磁鐵的端面厚度與其平均端面寬度相等。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵每組上的極數(shù)和每極的軸向?qū)挾扰c產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的收斂形定子永磁鐵始端的極數(shù)和始端的軸向?qū)挾认嗟?，且轉(zhuǎn)子永磁鐵與定子永磁鐵相對應(yīng)的每極是同性極的。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵每組上的極數(shù)和每極的軸向?qū)挾扰c產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵始端的極數(shù)和軸向?qū)挾认嗟?，且轉(zhuǎn)子永磁鐵與定子永磁鐵相對應(yīng)的每極是異性極的。在每組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵的相鄰間不留間隔距離。在每組轉(zhuǎn)子永磁鐵兩端裝有導(dǎo)磁板，且轉(zhuǎn)子兩端裝有擋板，擋板用螺栓與轉(zhuǎn)子連接。定子永磁鐵和轉(zhuǎn)子永磁鐵這樣軸向排列是由于永磁鐵產(chǎn)生的磁力線在形成閉合回路時有盡可能縮短距離的特性，如果將定子永磁鐵和轉(zhuǎn)子永磁鐵沿軸向方向做成整塊，磁力線則通過發(fā)動機(jī)兩端和外部形成閉合回路。勢必使定子和轉(zhuǎn)子上的永磁鐵的磁力線不集中，減弱了定子永磁鐵與轉(zhuǎn)子永磁鐵的相互作用力，因此沿軸向方向必須這樣排列。
本發(fā)明的工作原理是，定子上永磁鐵是雙收斂形，且是相互逆向安裝的，在產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵和與之對應(yīng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的定子永磁鐵相互作用時，由于沿旋轉(zhuǎn)方向的一邊面積小，逆旋轉(zhuǎn)方向的一邊面積大，因此使轉(zhuǎn)子上任一組永磁鐵從逆旋轉(zhuǎn)方向一邊得到一個向前的旋轉(zhuǎn)推斥力，與此同時，在產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵和與之對應(yīng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵相互作用時，由于沿旋轉(zhuǎn)方向的一邊的面積大，逆旋轉(zhuǎn)方向的一邊的面積小，因此使轉(zhuǎn)子上任一組永磁鐵從旋轉(zhuǎn)方向一邊得到一個向前的旋轉(zhuǎn)吸引力。當(dāng)轉(zhuǎn)子上任一組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵轉(zhuǎn)至各自的定子永磁鐵始端時，這時作用于這組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵上的力相互平衡，而其余各組轉(zhuǎn)子永磁鐵與各自的定子永磁鐵相互作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的總力之和遠(yuǎn)大于處于平衡狀態(tài)的這組轉(zhuǎn)子永磁鐵，因此使轉(zhuǎn)子得以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
發(fā)動機(jī)的開和關(guān)以及變速是在定子圓周上開有端面寬度與轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的永磁鐵的端面寬度相等，軸向?qū)挾扰c所在部位的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的定子永磁鐵的軸向?qū)挾认嗟鹊牟?，槽?nèi)裝有可內(nèi)外移動的活動塊，活動塊的內(nèi)圓弧上裝有與所在部位的定子永磁鐵，活動塊利用轉(zhuǎn)子上永磁鐵和活動塊上的永磁鐵相互作用產(chǎn)生的推斥力將活動塊頂至遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的一定距離上，這時轉(zhuǎn)子不會旋轉(zhuǎn)，起動時則利用開關(guān)凸輪把活動塊向內(nèi)壓下，轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)將活動塊向內(nèi)壓至設(shè)計的固定位置，轉(zhuǎn)子則全速運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)速也是利用活動塊來進(jìn)行。轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的永磁鐵的組數(shù)與定子上活動塊的數(shù)量相等，且與之相對應(yīng)。
本發(fā)明除定子和轉(zhuǎn)子上用永磁鐵，轉(zhuǎn)子軸和軸承以及棘抓，萬向節(jié)，萬向節(jié)連接軸，凸輪，推桿及彈簧，螺栓用鋼材外，其余的材料用輕質(zhì)的鋁合金或強(qiáng)度較高的非金屬材料，定子和轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁環(huán)板用電工純鐵。

圖1是本發(fā)明的端面視圖1，鑄造孔，目的為減輕發(fā)動機(jī)的重量。2，機(jī)座。3，機(jī)座螺栓孔。4，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵末端。5，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵始端。6，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的定子永磁鐵始端。7，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的定子永磁鐵末端。8，鋁合金轉(zhuǎn)子。9，推桿球。10，推桿。11，推桿套筒蓋螺帽。12，棘抓彈簧。13，推桿套筒。14，棘抓U形架。15，棘抓。16，棘抓萬向節(jié)軸。17，棘抓座連接螺栓。18，定子永磁鐵與轉(zhuǎn)子間空氣隙。19，轉(zhuǎn)子永磁鐵導(dǎo)磁板。20，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵。21，棘抓座。22，活動塊上的永磁鐵。23，開關(guān)凸輪軸套。24，活動塊。25，活動塊槽。26，開關(guān)凸輪。27，凸輪定位緊固螺帽。28，開關(guān)凸輪軸。29，凸輪軸套擋板。30，擋板連接螺栓。31，萬向節(jié)架。32，十字萬向節(jié)。33，萬向節(jié)連接軸。34，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵。35，轉(zhuǎn)子軸。36，轉(zhuǎn)子擋板連接螺栓。37，轉(zhuǎn)子擋板。38，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的收斂形定子永磁鐵。39，發(fā)動機(jī)端蓋連接螺栓孔。40，兩種定子永磁鐵導(dǎo)磁環(huán)。41，發(fā)動機(jī)外殼。42，轉(zhuǎn)子套。43，活動塊槽蓋。44，活動塊槽蓋連接螺栓。圖2是兩種定子永磁鐵圓周展開圖。1，6，兩種定子永磁鐵端面非導(dǎo)磁定位緊固環(huán)。2，活動塊上的永磁鐵。3，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的收斂形定子永磁鐵。4，非導(dǎo)磁的定位間隔環(huán)。5，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的收斂形定子永磁鐵。圖3，轉(zhuǎn)子圓周展開圖。1，5，轉(zhuǎn)子永磁鐵端面導(dǎo)磁板。2，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵。3，鋁合金轉(zhuǎn)子。4，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵。
權(quán)利要求
雙收斂形互逆直式永磁發(fā)動機(jī)是一種全部用永磁材料作力源的新型發(fā)動機(jī)，利用永磁鐵同性極間的推斥力和異性極間的吸引力而做功。已有的兩種永磁鐵發(fā)動機(jī)中的一種是在發(fā)動機(jī)的圓周上裝有一塊60°的電磁鐵，其余300°為永磁鐵。利用電流產(chǎn)生的大于永磁鐵磁力的電磁力來使發(fā)動機(jī)維持旋轉(zhuǎn)。另一種永磁發(fā)動機(jī)是利用若干對拱形轉(zhuǎn)子永磁鐵對定子圓周上的N-S-N-S排列的永磁鐵的吸引力和推斥力而做功。雙收斂形互逆直式永磁發(fā)動機(jī)包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵，定子，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的雙收斂形互逆定子永磁鐵，活動塊，活動塊槽，開關(guān)凸輪，萬向節(jié)，棘抓等主要零件，其特征是1、在定子圓周上排列的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵從各自的始端至末端沿圓周由寬到窄呈雙收斂形。
2.在定子圓周上開有與產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵相對應(yīng)且組數(shù)相等的活動塊槽。
3.在轉(zhuǎn)子上裝有沿軸向方向排列的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵。
4.定子外殼上裝有棘抓和萬向節(jié)，萬向節(jié)連接軸。(1)中在定子圓周上排列的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵從各自的始端至末端沿圓周由寬到窄呈雙收斂形，且是相互逆向安裝的。兩種定子永磁鐵的始端相互逆向的沿軸向方向相對應(yīng)的端面寬度與轉(zhuǎn)子上任一組永磁鐵的端面寬度相等。兩種定子永磁鐵始端上每極的軸向?qū)挾扰c各自始端的端面厚度相等，各自末端的端面厚度為3mm-20mm，且兩種定子永磁鐵相鄰間裝有不導(dǎo)磁的定位間隔環(huán)，兩端裝有不導(dǎo)磁的定位緊固環(huán)。兩種定子永磁鐵沿圓周分成若干份，且每份的軸向?qū)挾扰c其平均端面寬度相等。兩種定子永磁鐵沿軸向方向排列的極數(shù)的基數(shù)都是2，即S-N或N-S，或是3，4，5……n極，即S-N-S-N-S……或N-S-N-S-N……n極。(2)中在定子圓周上開有與產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的轉(zhuǎn)子永磁鐵相對應(yīng)且組數(shù)相等的活動塊槽，槽內(nèi)有導(dǎo)磁的活動塊，活動塊內(nèi)圓弧上有所在部位的定子永磁鐵，永磁鐵用強(qiáng)力粘接劑粘接在活動塊的內(nèi)圓弧上，每個活動塊槽內(nèi)裝有可轉(zhuǎn)動90°的凸輪，凸輪可使活動塊內(nèi)外移動。(3)中在轉(zhuǎn)子上裝有沿軸向方向排列的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的永磁鐵沿軸向排列的每極與對應(yīng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力的定子永磁鐵是同性極的，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的永磁鐵沿軸向排列的每極與對應(yīng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵是異性極的。兩種轉(zhuǎn)子永磁鐵相鄰間不留間隔距離，在每組轉(zhuǎn)子永磁鐵的內(nèi)圓弧上裝有導(dǎo)磁板，用強(qiáng)力粘接劑粘接在轉(zhuǎn)子和永磁鐵上，每組轉(zhuǎn)子永磁鐵兩端裝有導(dǎo)磁板。每組轉(zhuǎn)子永磁鐵上的每極的軸向?qū)挾扰c定子永磁鐵每極的軸向?qū)挾认嗟取＾D(zhuǎn)子圓周上裝有轉(zhuǎn)子套，用以固定轉(zhuǎn)子永磁鐵，兩端裝有擋板，用以固定轉(zhuǎn)子永磁鐵，擋板用螺栓連接在轉(zhuǎn)子上。(4)中萬向節(jié)與開關(guān)凸輪連接，且與棘抓連接。棘抓座用螺栓固定在發(fā)動機(jī)外殼上，棘抓上裝有推桿，且有推桿套筒和彈簧。
全文摘要
雙收斂形互逆直式永磁發(fā)動機(jī)包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的轉(zhuǎn)子永磁鐵，定子，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推斥力和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)吸引力的定子永磁鐵，活動塊，活動塊槽，凸輪，萬向節(jié)，棘抓等主要零件。由轉(zhuǎn)子永磁鐵與定子永磁鐵相互作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)推斥力和旋轉(zhuǎn)吸引力而做功。這種發(fā)動機(jī)功率大，連續(xù)使用壽命長，磁相互作用力的有效利用率高，使用期內(nèi)輸出功率降低慢，不外加能量，制造簡單，可取代一定功率的內(nèi)燃機(jī)，電動機(jī)，可用于船舶，車輛，發(fā)電和其它用途的動力。
文檔編號H02N11/00GK1033500SQ87107498
公開日1989年6月21日 申請日期1987年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月5日
發(fā)明者羅聲江 申請人:羅聲江