一种高效率非接触传递扭矩磁性传动装置设计及知识产权保护

宗寒

摘 要：磁性传动装置工作原理是：主动转子通过切割从动转子磁场，进而在从动转子表面产生电涡流，电涡流形成的感应磁场与从动转子的磁场相互作用，达到输出扭矩和输出转速的功能；可调速装置是由主动转子、从动转子和调节器组成的可无级调节输出扭矩的非接触性传动设备，其工作原理是：调节器调节主动转子与从动转子的相对空间位置，使得主动转子切割从动转子的磁场变化，使得电流改变因此感应磁场发生改变，由此改变了传递的扭矩，实现转速无级可调的功能。

关键词：磁性传动装置；可调速；感应磁场；非接触；传递扭矩

中图分类号：D923.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）28-0007-02

引言

磁性传动装置在工作过程中，主动转子内表面产生的热量大部分以热辐射的形式传递至从动转子上，为了减少从动转子上受到的幅射热，目前在主动转子的外表面上安装散热片，但是此结构并不能很好地降低温度，因此主动转子与从动转子必须留有较大的间隙，这就使传递的扭矩变小，从而严重限制了产品的应用范围。因此市场迫切需要一种高效率非接触传递扭矩的磁性传动装置，本文从三个技术角度进行机械设计并对其采取适宜的知识产权保护措施。

1 技术设计方案

下面通过三种技术方案使得投入传递扭矩的磁通量尽可能的多，以實现提高传递的扭矩：

1.1 通过增设降温装置的方式，即在旋转部件上增加叶片，使得主动转子与从动转子间产生较大的空气流动场，以热对流的形式带走产生的热量，减小对从动转子的辐射热，并且能有效预防辐射热使得磁场件达到退磁条件情况的发生。通过优化散热效果，使得工作时磁性件表面温度得到降低，在一定温度区间内，温度越低磁场越强。

1.2 通过降低磁漏的方式，具体为将主动转子磁场件和/或从动转子磁场件设计为不等厚的截面。其效果是：不等厚截面免除极靴中磁通的横向流动，使主动磁场件与从动磁场件的磁漏最小，达到传递扭矩更大的效果。

上图阐述了不等厚截面磁场件设计方案降低磁漏的效果。

1.3 通过隔磁块的方式，在主动转子磁场件和从动转子磁场件之间各自分别安装隔磁块，在隔磁块的作用下将磁性材料的磁场尽可能地分割开，减小相邻磁场之间的磁短路，使得投入驱动扭矩的磁场尽量的多，以获得更大的驱动扭矩，实现效率的提高。

2 专利检索

2.1 检索渠道

专利之星检索系统中的专家检索。

2.2 检索方式

关键词检索、申请人检索。

2.3 检索方程式

关键词检索方程式：（永磁调速器/TX+永磁耦合器/TX+永磁驱动/TX+磁性传动装置/TX）*（叶片/TX+风扇/TX+风叶/TX+扇叶/TX+肋片/TX）

根据检索到出现频率较大的申请人进行申请人检索

申请人检索方程式：上海曜中新能源科技有限公司/PA+东方永传节能科技（北京）有限公司/PA+江苏科岭能源科技有限公司/PA

3 知识产权保护策略

3.1 保护类型

针对实用新型专利的保护年限为10年、发明专利的保护年限为20年；实用新型专利主要进行新颖性判断、发明专利主要进行新颖性和创造性的判断；实用新型专利审查周期短、发明专利审查周期一般在18个月左右。

据此对本技术方案同日提交实用新型专利和发明专利申请。

3.2 技术方案的新颖性和创造性

经检索查新，得出提高扭矩的装置具备新颖性。而具体的技术方案具备创造性。将提高传递扭矩的装置确定为本专利申请独立权利要求的主要技术特征。

3.3 独立权利要求的确定

一种高效率非接触传递扭矩的装置，包括主动转子（1）、从动转子（6），主动转子包括主动转子支承件（4）、主动转子磁场件（5），从动转子包括从动转子支承件（10）、从动转子磁场件（11），其特征是：它还包括设置在转子上的提高传递扭矩的装置。

4 审查意见答复及对权利要求的修改

4.1 第一次审查意见

2016年11月16日收到国家知识产权局专利局发出的《第一次审查意见通知书》，审查员将两篇最为接近的现有技术的文档作为比对文件，分别为：公开日为2012年4月18日的CN202197206U和2015年4月8日的CN204258587U。

审查员认为本申请的独立权利要求以及从属权利要求均不具备创造性。

4.2 答复第一次审查意见及权利要求修改

独立权利要求书修改：将原权利要求2的部分技术特征以及权利要求3并入原权利要求1，以对原权利要求1中进行进一步限定。

第一次意见陈述：对比文件1解决的技术问题与本申请不同，其次，对比文件1为了降低转子温度，通过在两端的鼠笼端部导电环8上铸造有刮风散热作用的内转子风扇叶片9，并在外圆周开设有增加散热面积的散热筋6；其本质上还是采取的在主动转子与从动转子之前留有较大间隙以在主动转子的外表面安装散热片/散热筋（相当于本申请中的背景技术，参加本申请说明书0003段）， 而申请人在进行长期的技术研发中发现了如对比文件1所述散热方案中存在的扭矩传递效率低的技术问题，通过创造性劳动，试图设计能够减小主动转子与从动转子之间间隙且能达到散热以达到高效传递扭矩，通过设计了提高传递扭矩的装置，并具体通过降温装置来实现提高传递扭矩；对比文件1中仅仅公开了传统的降温装置，其并未公开“提高传递扭矩的装置”，更未能公开以“降温装置来实现提高传递扭矩的装置”，从而提高主转子与从转子之间的扭矩传递效率。

4.3 第二次审查意见

2017年5月19日收到国家知识产权局专利局发出的《第二次审查意见通知书》，审查员重新检索到一份最为接近的现有技术的文档作为比对文件，具体为：公开日为2014年6月25日的CN203674955U。

审查员认为第一次答复审查意见修改后的权利要求以及从属权利要求均不具备专利法第22条第三款规定的创造性。

4.4 答复第二次审查意见

独立权利要求修改：将原权利要求1、4、6进行了合并，形成了新的权利要求1。

第二次意见陈述：权利要求1中的降磁漏装置设置在主动转子或从动转子上或在两者上均有设置：降磁漏装置包括隔磁装置（9）；当隔磁装置（9）设置在主动转子上时，隔磁装置在相邻的两个主动转子磁场件（5）之间；当隔磁装置设置在从动转子上时，隔磁装置在相邻的两个从动转子磁场件（11）之间；当隔磁装置（9）同时设置在主动转子上和从动转子上时，设置在相邻的两个主动转子磁场件（5）之间的隔磁装置和设置在相邻的两个从动转子磁场件（11）的隔磁装置一一对应，但不相连。其作用是：“主动磁场件之间和从动磁场件之间使用隔磁装置将相邻磁场进行分割开，有效防止局部位置磁短路，优化磁路实现提高传递扭矩的功能。”

从上述可以看出，本申请提高传递扭矩的隔磁装置与对比文件2中的隔断设置相应的结构完全不同，两者的作用更是不一样，只是名称相似而已。而隔磁装置在对比文件1、对比文件3中都没有并公开，没有给出任何技术启示，且其也不是本领域的公知常识。

因此，本申请的新的权利要求1相对于对比文件1-3具有自己的技术特征和明显的技术效果，具有突出的实质性特点和显著的进步，因此具备专利法第22条第3款规定的创造性。

参考文献：

[1]陈文煊.专利权的边界[M].北京：知识产权出版社，2014.

[2]专利代理人考核委员会办公室.全国专利代理人资格考试指南[M].北京：知识产权出版社，2016.endprint