專利名稱：磁性旋轉裝置的制作方法
技術領域：
本發明的目的是基于發動機的技術領域，特別涉及磁性發動機。
背景技術：
發動機包括兩部分，一個固定的(定子)和另一個可動的(轉子)，該轉子通常在定子內部旋轉。現今有這樣的發動機，它的轉子由永久磁鐵，且電流在其中流動的線圈位于定子內，在這種類型的發動機中，通常僅有一部分具有磁性材料(磁鐵)，這些磁性材料通常位于轉子中。
還有一些裝置，在其轉子和定子中都具有磁鐵，從而形成了旋轉扭矩，盡管不是很強，但是有助于旋轉運動。該文件中的裝置形成了第二組的一部分。如果我們想提及其它的實例，我們可引用下面的專利US 4 712439，US 5 402 021，US 4 151 431，US 5 594 289。
發明內容
該裝置的目的是僅通過使用磁鐵的能量形成旋轉扭矩，而不需要電或其它形式的能量。
該裝置包括兩部分，定子和轉子，每個部分包括磁鐵，其負責提供所需的旋轉力，將要彼此接近的轉子R磁鐵的側面和定子磁鐵的側面都是相同的磁極(北極)，由此它們相互排斥。
基本功能單元包括轉子中的一個磁鐵和定子中的另兩個磁鐵(磁鐵A和磁鐵B)。這三種磁鐵可相對水平方向(圖1)具有切削角度或傾斜。此時，一個磁鐵不能精確地確定角度的大小，這是因為它們既取決于所使用的磁鐵的磁力，也取決于如果角度太小磁鐵退磁的風險。然而，可以說此角度處于15到90度的范圍內。
轉子
轉子單元中的磁鐵將在圓周運動中繞中心軸轉動。首先接近定子中的磁鐵A的導邊也成一定角度切削。它表面的極性可以具有變型(磁化僅在面向磁鐵B的側面上，前一表面上幾個磁極的磁化，軸向磁化等)但必須與定子中的磁鐵B的極性相同或部分相同；在任何情況下總是存在這樣的事實即當它們面向定子中的磁鐵B時，它們被排斥。
轉子磁鐵可由平板磁鐵(R)形成，其端部之一成或者不成一定角度，或者由一個接一個的磁鐵一起形成(圖3)，或者由半圓形磁鐵形成，其端部成一定角度，或者通過組成模塊的薄磁鐵形成，以最小化渦電流。該最后的選項給予轉子較好的排斥力。
轉子磁鐵與圓的切線形成一定的角度。
定子[12]裝置的最簡模型中的定子由兩種類型的磁鐵組成，左邊的磁鐵A和右邊的磁鐵B，將它們鄰近放置并在磁鐵A的端部C處重疊(圖1)。
磁鐵A的目的是當轉子磁鐵從磁鐵B的左邊接近時覆蓋轉子磁鐵上的排斥力。為此，轉子磁鐵可以毫無困難地足夠接近磁鐵A的端部C(圖2)。當轉子磁鐵在沒有任何問題的情況下通過了所有的磁鐵A后，它與磁鐵B形成面對面，然而這是一個排斥力，兩個面對的磁極是北極，由此轉子磁鐵沒有選擇，被強烈地排斥到相對側，直至它進入的一側，從而產生轉動運動。
磁鐵A是薄的且相對于水平方向成銳角，該角度根據所采用的磁鐵的磁力變化，端部C可切割成雙角或單角，從而能夠正確地定向磁場。所述尖銳的端部的角度可根據裝置中所采用的磁鐵的磁力變化。磁鐵A可在一側或兩側上接受磁化(多極或單極)，它可以是軸向磁鐵或棒形磁鐵。如果它是軸向磁鐵，面向其相鄰磁鐵B的側面將具有相同的極性北極-北極，無論如何，必須避免增加磁鐵B對A的影響，從而阻礙定子中唯一的偶極的產生。
磁鐵B的目的是在定子中產生排斥力。它是更厚的磁鐵且能夠在受轉子排斥的一側上提供成角度的邊緣。可以增加幾個相對于水平方向成角度的磁鐵，一起形成大的磁鐵B，這將導致這個區域的排斥潛能最大化。(圖3)。磁鐵B可具有下列的任何一種磁化僅在一側，面向轉子的一側；在幾個可選磁極上的磁化，軸向磁化，用幾個可選極性僅在中空圓柱體內部磁化，等等。磁鐵B稍低于并靠近端部C的中心。
最后，定子可具有變型，其包括用于疊層板(P)的代替磁鐵A，該疊層板由與它的傳導率相適合的材料制成，在指向轉子的側面上盡可能的薄(圖4)。它所成的角度相對于磁場B所允許的轉子的運動盡可能不垂直，它是疊層的；這兩個特點的目的是減少例如在金屬中的渦電流。
在由例如金屬制成的板和磁鐵B之間的功能單元的變型必須設置與B生成的磁場隔離的絕緣體，實例是在中間o處放置一個很薄的磁鐵，還放置一個高導磁率的材料，目的是引導磁場B和/或覆蓋它，使得它不影響疊層板的區域。
在確定功能單元之后，我們可以將幾個功能單元放在圓周中，且保持該軸恰好位于它的中心，這些將能夠產生旋轉扭矩，其轉動該裝置不需要任何外部能量源。
連接或斷開裝置的方法包括相對于轉子所確定的轉動圓周向前或向后移動定子模塊或者將定子模塊移到右邊或左邊。其間的距離越大，磁場越小。也可通過旋轉定子啟動裝置。
設置功能單元的幾何形狀是可變的，可以是轉子中的交叉形式和定子中的兩個排斥模塊，或者是轉子臂和三個定子模塊，或者其它變型；或者僅僅是在圓周中的單元或像發動機一樣布置在三位空間中，其臂如DNA中的螺旋狀的形式；或者是螺旋狀形式的定子。在任何情況下，多種變型的出現是因為磁鐵之間產生的影響，如果兩個磁鐵彼此很近，它們的磁場交織在一起，但是它們的影響與兩個磁鐵分離時不同。必須注意已經對功能單元進行了說明，它是我們期望的它們的作用，不是彼此很近的兩個磁鐵的總和的作用，因為它們并沒有產生我們所期望的旋轉扭矩。該總和作用也受到所使用的磁鐵的磁力的影響，通常磁鐵的磁力越強，單元間的距離越大。
為了獲得最佳性能，我們必須保持單元之間的磁場梯度。
可使用任意的磁性絕緣體以減少功能單元之間的磁力相互作用；為了得到更好的性能進行磁場定向，改善裝置間的最小距離，從而使裝置更緊湊。沒有對圖中未示出的絕緣體進行具體說明，由于磁性材料的距離的多種影響很難確定它的未來位置。
在未來的線圈中，可以這樣連接電磁線圈，使用電能，以幫助轉子的旋轉運動。這種變型是通過外部的能量源輔助的裝置。
目前該裝置得沒有像我們期望的那樣好的工作，也許在將來將開發出適合磁鐵的準確磁力或者本發明的其它元件，其允許轉子通過它本身獨立運動。它必須得到幫助以使得轉子通過定子的磁鐵，有時定子很難進入，但是這僅是使得旋轉進行的一個幫手。因為我們還不知道在磁力減小，破壞其性能的退磁前它能工作的準確時間，仍需要對磁鐵能夠承受的負載程度做些研究。
圖1和圖2在其一端具有磁鐵的轉子臂能夠繞它的軸做完整的圓周轉動。在基本功能單元中，轉子上的磁鐵R從左邊(圖1)接近定子，逐漸運動到磁鐵A上方，直到它到達其端部C(圖2)，超過這點它將受到與轉子(R)具有相同極性的磁鐵B的強烈排斥。
圖3轉子磁鐵具有設置在其旁邊的另一磁鐵，其增加了它的磁力。磁鐵B通過兩個磁鐵的總和形成，沒有相對于水平方向的成角度傾斜的切削。
圖4前面圖中的磁鐵A用成薄片的金屬板(P)代替。在板和磁鐵B之間具有絕緣體材料(M)。
圖5帶有轉子的功能單元成螺旋狀地設置以形成發動機。
具體實施例方式必須使用三個磁鐵構建基本功能單元。應記住，轉子磁鐵(R)必須盡可能容易地進入定子模塊的一端，并且應受到強烈排斥地離開所述定子模塊的另一端。
對于轉子磁鐵R，需要切削過的、或在端部成角度制造的磁鐵，所述端部首先移動到磁鐵A的區域，也就是說在定子的左邊，并且，磁鐵R將在定子模塊上方作半圓周運動。轉子磁鐵R相對于該圓周的切線趨向于一定角度地傾斜。
按相對于水平面傾斜一角度的方式安裝定子的磁鐵A和B，該傾斜角度可根據所用磁鐵的磁力變化。所述磁鐵A是薄的，且能夠接受多次磁化。磁鐵B更厚，且制作得更為簡單，與它面對的轉子磁鐵R的表面具有相同的極性，例如轉子磁鐵R的北極將面對磁鐵B的北極。應將磁鐵A和磁鐵B相當近的放在一起，幾乎在磁鐵A的端部C處重疊，磁鐵B必須放得比端部C低一點，且在端部C處接近磁鐵A的中心。磁鐵A與其相鄰的磁鐵B在它們最接近的表面中具有相同的極性，這將避免它們的兩個磁場疊加在一起(圖2)。
轉子磁鐵應放在一臂上，當在定子的磁鐵(R)和磁鐵B之間產生排斥力時，該臂能夠相對它的軸回轉。
一旦形成多個功能單元，就可將它們布置在一圓形上或按三維坐標地布置，單元的數量和它們的位置取決于圓的半徑和所采用的磁鐵的磁力。來自彼此太接近兩個或多個單元的磁效應的疊加將導致其功能失效。
要啟動裝置，將定子模塊移向轉子，從而在相同極性的磁極之間的排斥力將引起旋轉。要停止裝置，只需將定子模塊從轉子移開足夠距離，以便它停止。所需的移動距離取決于所使用的磁鐵的磁力。也可通過輕微地轉動定子模塊來實現啟動和停止。
工業應用[36]它將是一旋轉扭矩的助力裝置，盡管目前沒有作為獨立發動機工作。有時轉子磁鐵在定子磁鐵上方經過很費勁，因而必須對其進行助力。根據這樣的特點，該裝置可用在腳踏車的腳踏板上，它將有助于踏車。
目前獲得一定的旋轉扭矩是可能的，但在較低的旋轉運動下有時很難。
權利要求
1.磁性旋轉裝置，其使用處于排斥狀態的磁鐵的磁場能量，所述磁性旋轉裝置包括由至少一個或多個轉子磁鐵(R)和定子磁鐵形成的功能單元，在所述定子中有至少兩種組件左邊的A，右邊的B，或反之，其取決于所述磁性旋轉裝置的轉動方向，永久磁鐵的第一移動組件、即所述轉子(R)具有磁極，第二組件、即所述定子與所述第一組件相隔一定距離或一氣隙，所述定子設有至少一個具有一個或多個磁極的表面，所述定子的表面位于所述永久磁鐵的一個表面附近，從而在所述兩個組件之間產生磁力相互作用；所述移動部件(R)相對于所述靜止部件(A，B)繞一旋轉軸轉動；其特征在于在所述定子中存在一個或多個磁鐵，因而不只有唯一的偶極，A組件具有的作用在于，有利于所述轉子磁鐵(R)接近所述A組件的C端部，此后所述定子磁鐵(B)將對所述轉子進行排斥，從而產生旋轉扭矩。
2.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于在所述轉子的一個或多個磁鐵(R)是薄的情況下，所述磁鐵(R)在其首先進至定子處的端部上具有或不具有角度。
3.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于轉子磁鐵(R)相對于它們的作旋轉運動的圓周的切線可略成一定角度傾斜，或者不傾斜。
4.根據權利要求2和3所述的磁性旋轉裝置，其特征在于它包括至少一個磁鐵。
5.根據權利要求2和3所述的磁性旋轉裝置，其特征在于它可以包含或者不包括薄的磁鐵，該磁鐵具有一定傾角或至少在其一個端部成一定角度切削，或者可選地，轉子可由在一個方向內具有多個磁鐵的疊片結構形成，從而形成具有任何角度的結構。
6.根據權利要求2、3、4和5所述的磁性旋轉裝置，其特征在于包含該裝置的磁力單元可以是或者不是磁性絕緣的。
7.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于A組件或A磁鐵至少在其C端部區域是薄的。
8.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于在其最接近的端部之間，R和A組件或磁鐵之間的磁力相互作用是相互吸引的。
9.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于在其最接近的端部之間，組件R和A之間的磁力相互作用不是相互吸引的。
10.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于A組件相對于水平方向成一角度，并且它可以是或者不是至少一個磁鐵。
11.根據權利要求7和10所述的磁性旋轉裝置，其特征在于A組件具有C端部，該C端部最接近轉子R，且如果A組件不是薄的，該C端部可具有單角或雙角。
12.根據權利要求2、5和11所述的磁性旋轉裝置，其特征在于由于制作過程中產生的斜面，如果裝置的組件足夠薄，它們將在其端部形成某一角度。
13.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于除了權利要求20以外，A組件的表面必須覆蓋磁鐵B的磁場，磁鐵B朝著C端部之前的R轉子磁鐵伸出。
14.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于A組件的表面布置成防止在定子中形成唯一偶極的磁場產生附加磁場。
15.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于一個或多個B磁場傾斜放置，或可具有或者不具有成一定角度的邊緣。
16.根據權利要求1，15所述的磁性旋轉裝置，其特征在于B磁鐵必須放得比端部C低一點，且在端部C處略朝向磁鐵A的中心。
17.根據權利要求15所述的磁性旋轉裝置，其特征在于多個磁鐵磁場的總和能形成B磁鐵。
18.根據權利要求15所述的磁性旋轉裝置，其特征在于磁鐵B可由在一個方向內的許多磁鐵的疊層結構形成。
19.根據權利要求15、17和18所述的磁性旋轉裝置，其特征在于面向轉子磁鐵R的磁鐵B的表面將在R和B之間產生排斥。
20.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于可存在功能單元的變型，其利用疊層結構形成A組件，該疊層結構具有多個在一個方向內傾斜的薄板(P)，所述A組件由金屬或由其它材料形成。
21.根據權利要求20所述的磁性旋轉裝置，其特征在于在疊層組件(P)和B磁鐵之間設置B磁鐵的磁場的某個絕緣體或定位材料(M)，該絕緣體或定位材料(M)是或者不是至少一個磁鐵。
22.根據權利要求7和10所述的磁性旋轉裝置，其特征在于如果A組件是磁鐵，它可由在一個方向內具有一個或多個薄的磁鐵的疊層結構形成，優選一個磁鐵與接下來的另一個磁鐵具有不同的傾斜角。
23.根據權利要求1所述的磁性旋轉裝置，其特征在于多個功能單元布置在圓周上或三維空間中，從而形成發動機，其中的靜態的磁鐵組件設置在繞一旋轉軸的點上。
24.根據權利要求23所述的磁性旋轉裝置，其特征在于轉子或定子可通過螺旋狀布置的單元形成。
25.根據權利要求23和24所述的磁性旋轉裝置，其特征在于磁性絕緣體可放置或者不放置在功能單元之間。
26.根據權利要求23和24所述的磁性旋轉裝置，其特征在于為了啟動和關閉裝置，可相應地靠近或移開所述定子模塊，或者可選地使它們旋轉。
27.根據權利要求23所述的磁性旋轉裝置，其特征在于可存在或者不存在線圈或電磁線圈——其利用電能輔助轉動。
28.根據權利要求1和16所述的磁性旋轉裝置，其特征在于B磁鐵的磁場的絕緣體或定位元件可設置在A組件和B磁鐵之間，該絕緣體或定位元件可以是磁鐵。
29.根據權利要求5、18、20和22所述的磁性旋轉裝置，其特征在于如果組件是疊層的，可設置絕緣體，以便不運行感生電流。
全文摘要
本發明涉及磁性發動機技術領域，在所述發動機中，所述旋轉運動僅由在轉子磁鐵和定子磁鐵之間的排斥力產生。本發明的目的在于僅使用磁性力產生一旋轉扭矩。本發明的裝置包括一轉子和一定子，它們僅由磁鐵形成。功能單元包括三塊磁鐵，也就是轉子(R)中的一磁鐵和形成定子(A)+(B)的兩塊磁鐵。磁鐵A用于使轉子磁鐵(R)移近所述定子(A)和(B)。磁鐵B用于排斥所述轉子磁鐵(R)，因為所述兩磁鐵具有相同的磁力北極(N)。該裝置由許多功能單元形成，所述功能單元按圓形或三維坐標布置。本發明用于獲得能量或提供旋轉扭矩。
文檔編號H02K53/00GK101061626SQ200580034749
公開日2007年10月24日 申請日期2005年8月9日 優先權日2004年9月7日
發明者拉蒙·弗雷克薩斯比拉 申請人:拉蒙·弗雷克薩斯比拉