專利名稱：磁體式發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用飛輪的旋轉(zhuǎn)、通過(guò)永磁體與發(fā)電線圈之間的電磁感應(yīng)作用來(lái)產(chǎn)生電力的磁體式發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，已知有以下磁體式發(fā)電機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)，該磁體式發(fā)電機(jī)包括定子和設(shè)置于該定子外側(cè)的轉(zhuǎn)子，利用排列于該轉(zhuǎn)子的碗狀飛輪的圓筒部?jī)?nèi)周壁面上的永磁體間的空間內(nèi)所填充的填充材料，來(lái)將永磁體固定于飛輪。而且，在該磁體式發(fā)電機(jī)中，在飛輪的圓筒部上，利用沖壓加工而形成有朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)突起部，通過(guò)在該突起部上卡定樹脂材料，來(lái)防止樹脂材料和永磁體相對(duì)于飛輪發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。專利文獻(xiàn)1:日本專利特公平6-81437號(hào)公報(bào)(圖2、圖6)

發(fā)明內(nèi)容
在磁體式發(fā)電機(jī)中，為了發(fā)出高輸出電力，需要盡量減小轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙。然而，在上述磁體式發(fā)電機(jī)中，雖然為了在飛輪上形成突起部而實(shí)施了沖壓加工，但由于在該沖壓加工的前后，飛輪的圓筒部?jī)?nèi)周壁面的圓度會(huì)下降，因此，無(wú)法減小由排列于其內(nèi)周壁面的多個(gè)永磁體所形成的內(nèi)周面的內(nèi)徑公差。因而，需要將由永磁體所形成的內(nèi)周面的內(nèi)徑的標(biāo)稱值(nominal value)設(shè)定得較大，其結(jié)果是存在以下問(wèn)題:即，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙的值增大，輸出電力下降。本發(fā)明是為了解決相關(guān)問(wèn)題而完成的，其目的在于，獲得一種磁體式發(fā)電機(jī)，該磁體式發(fā)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)設(shè)置于飛輪內(nèi)壁面的永磁體及填充于磁體周圍的樹脂材料的防脫和止轉(zhuǎn)，而不使飛輪的圓度下降，因而減小了定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙的值，提高了輸出電力。本發(fā)明所涉及的磁體式發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、以及設(shè)置于該轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的定子，所述轉(zhuǎn)子包括:具有圓筒部的碗狀的飛輪；沿周向排列設(shè)置于該飛輪的所述圓筒部的內(nèi)周壁面的永磁體；以及樹脂材料，該樹脂材料分別填充于相鄰的所述永磁體間、及永磁體的軸線方向的兩側(cè)，將所述飛輪和永磁體固定為一體，所述定子包括:與所述永磁體相對(duì)而設(shè)置的鐵心；以及在該鐵心上卷繞導(dǎo)線而構(gòu)成的發(fā)電線圈，所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用此時(shí)由所述永磁體所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，來(lái)使所述發(fā)電線圈產(chǎn)生電力，在所述飛輪的所述內(nèi)周壁面上，形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸的槽，在該槽中填充有所述樹脂材料。根據(jù)本發(fā)明的磁體式發(fā)電機(jī)，由于在飛輪的內(nèi)周壁面上形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸且填充有填充材料的槽，因此，能確保圓度地進(jìn)行可實(shí)現(xiàn)槽加工的旋轉(zhuǎn)切削加工，能減小定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙的值以提高輸出電力。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)的側(cè)剖視圖。圖2是表示圖1的轉(zhuǎn)子的俯視圖。圖3是沿圖1的II1-1II線的向視剖視圖。圖4是圖1的飛輪的側(cè)剖視圖。圖5是圖1的飛輪的立體圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪的側(cè)剖視圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪的側(cè)剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖來(lái)對(duì) 本發(fā)明的各實(shí)施方式的磁體式發(fā)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)各圖中的相同或者相當(dāng)?shù)臉?gòu)件、部位標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式1.
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)的側(cè)剖視圖，圖2是表示圖1的轉(zhuǎn)子I的俯視圖，圖3是沿圖1的II1-1II線的向視剖視圖，圖4是圖1的飛輪3的側(cè)剖視圖，圖5是圖1的飛輪3的立體圖。該磁體式發(fā)電機(jī)包括與內(nèi)燃機(jī)相連結(jié)的轉(zhuǎn)子1、以及與該轉(zhuǎn)子I相對(duì)地安裝于固定構(gòu)件(未圖示)的定子2。轉(zhuǎn)子I包括圓筒部8、具有軸套(boss)部7且整體形狀呈碗狀的飛輪3、以及永磁體4。飛輪3以轉(zhuǎn)軸線A-A為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。將軸套部7固定于內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸(未圖示)O在飛輪3的圓筒部8的內(nèi)周壁面上，固定有4個(gè)圓弧狀的永磁體4。對(duì)于永磁體4，將按N極、S極、N極的順序沿周向被磁化的磁體、以及按S極、N極、S極的順序被磁化的磁體以各兩個(gè)為一組，以互相相等的角度間隔交替配置于轉(zhuǎn)軸線A-A的周圍。對(duì)于多個(gè)永磁體4，相鄰的永磁體4被磁化為彼此相反極性，在永磁體4的內(nèi)周側(cè)空間中，產(chǎn)生方向交替變化的磁場(chǎng)。在各永磁體4的各內(nèi)周面上，緊貼地嵌入有筒狀的保護(hù)環(huán)5，利用該保護(hù)環(huán)5，將各永磁體4配置于軸線方向的規(guī)定的位置上。 在飛輪3的圓筒部8上，在內(nèi)壁面 上形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸的槽9。該槽9的飛輪3開口側(cè)的起始端S靠近飛輪3的開口側(cè)端面，其終止端位于圓筒部8的中間部。另外，從該槽9的起始端S來(lái)看，該槽9沿逆時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@。在各永磁體4的轉(zhuǎn)軸線A-A方向的兩端側(cè)的空間、以及相鄰的各永磁體4之間的空間中，填充有樹脂材料6。在槽9中也填充有該樹脂材料6。定子2具有中空?qǐng)A柱形的鐵心(core) 10、以及在鐵心10上卷繞導(dǎo)線而構(gòu)成的發(fā)電線圈11。在具有上述結(jié)構(gòu)的磁體式發(fā)電機(jī)中，飛輪3與被內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的曲柄軸聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，由永磁體4所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)導(dǎo)致在發(fā)電線圈11中產(chǎn)生電力。利用未圖示的整流用二極管對(duì)此時(shí)的交流輸出進(jìn)行整流，以對(duì)車載電池等負(fù)載進(jìn)行供電。接著，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的磁體式發(fā)電機(jī)的組裝步驟進(jìn)行說(shuō)明。將以鐵氧體、釹等為主材料的四個(gè)永磁體4、以及由鋼制板材經(jīng)金屬薄板加工等而制成的保護(hù)環(huán)5插入對(duì)鋼材實(shí)施切削加工等而制成的飛輪3中，以形成預(yù)組裝狀態(tài)。之后，將預(yù)組裝狀態(tài)的飛輪3設(shè)置于樹脂成形用模具，將熱塑性的樹脂材料6注入并填充于永磁體4的轉(zhuǎn)軸線A-A方向的兩端側(cè)、以及相鄰的各永磁體4之間。其結(jié)果是，所注入的樹脂材料6還經(jīng)由相鄰的永磁體4之間而填充至螺旋形的槽9，從而飛輪3、永磁體4、以及保護(hù)環(huán)5通過(guò)樹脂材料6而形成為一體。此外，使樹脂材料6含有玻璃纖維，從而能提高樹脂材料6的抗剪強(qiáng)度，能牢固地應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)、脫離。根據(jù)本實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)，由于在飛輪3的內(nèi)周壁面上形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸且填充有樹脂材料6的槽9，因此，能利用填充于槽9的樹脂材料6的部位，來(lái)防止設(shè)置于飛輪3的內(nèi)壁面的永磁體4、保護(hù)環(huán)5、以及填充于磁體周邊4的樹脂材料6相對(duì)于飛輪3發(fā)生旋轉(zhuǎn)、脫離。另外，由于槽9的飛輪3的開口側(cè)的起始端S位于飛輪3的開口側(cè)端面的內(nèi)側(cè)，因此，填充于槽9的樹脂材料6的部位也不會(huì)從飛輪3脫出。另外，由于可實(shí)現(xiàn)能對(duì)槽9進(jìn)行加工并確保圓度的旋轉(zhuǎn)切削加工，從而能減小定子2轉(zhuǎn)子I之間的氣隙D的值，因此，會(huì)提高輸出電力。另外，對(duì)于飛輪3，主要采用金屬薄板沖壓加工、鍛造、鑄造的制造方法，在采用所述制造方法之后，都需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削加工。例如，在利用金屬薄板沖壓加工來(lái)制造飛輪3的情況下，為了使其圓筒部8的開口端面平滑，必須對(duì)開口端面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削加工。另外，在利用鍛造和鑄造來(lái)制造飛輪3的方法的情況下，為了使永磁體4緊貼，必須對(duì)圓筒部8的內(nèi)壁面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削加工。因而，在制造飛輪3的最終工序中，可利用后續(xù)旋轉(zhuǎn)切削加工來(lái)對(duì)槽9進(jìn)行連續(xù)加工，從而無(wú)需改變?cè)O(shè)備、工具，就能廉價(jià)地進(jìn)行加工。實(shí)施方式2.
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪3的側(cè)剖視圖。在本實(shí)施方式的磁體式發(fā)電機(jī)中,在圓筒部8的內(nèi)壁面上,形成有第一槽9A1和第二槽 9A2。第一槽9A1和第二槽9A2分別沿同一傾斜方向(從起始端S來(lái)看，沿逆時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@)延伸而形成，另外，第一槽9A1的傾斜角度Θ I與第二槽9A2的傾斜角度Θ 2的值相同。另外，第一槽9A1的起始端靠近飛輪3的開口側(cè)端面。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)相同。在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式I相比，在飛輪3的軸套部7—側(cè)也形成有第二槽9A2，從而能利用填充于第一槽9A1和第二槽9A2的樹脂材料6的部位，來(lái)更可靠地防止永磁體4、保護(hù)環(huán)5、 以及樹脂材料6相對(duì)于飛輪3發(fā)生脫離、旋轉(zhuǎn)。
另外，由于第一槽9A1和第二槽9A2分別處于同一傾斜方向，因此，能連續(xù)利用旋轉(zhuǎn)切削加工來(lái)形成各個(gè)槽9A1和槽9A2而不改變傾斜角度，從而還具有操作性較好的效果。此外，槽的數(shù)量也可以在三根以上。實(shí)施方式3.
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪3的側(cè)剖視圖。在本實(shí)施方式的磁體式發(fā)電機(jī)中,在圓筒部8的內(nèi)壁面上,形成有第一槽9B1和第二槽 9B2。第一槽9B1和第二 槽9B2分別沿同一傾斜方向(從起始端S來(lái)看，沿逆時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@)延伸而形成，另外，第一槽9B1的傾斜角度Θ I比第二槽9B2的傾斜角度Θ 2要小。另外，第一槽9B1的起始端S靠近飛輪3的開口側(cè)端面。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)相同。在本實(shí)施方式中，第一槽9B1和第二槽9B2各自的傾斜方向相同，但它們各自的傾斜角度Θ 1、Θ 2不同。因而，隨著轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)，填充于第一槽9B1和第二槽9B2的樹脂材料6的部位能抵抗主要為各不相同的方向的剪切力，與實(shí)施方式2的磁體式發(fā)電機(jī)相比，能更可靠地防止永磁體4、保護(hù)環(huán)5、以及樹脂材料6相對(duì)于飛輪3發(fā)生脫離、旋轉(zhuǎn)。此外，槽的數(shù)量也可以在三根以上。實(shí)施方式4.
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的磁體式發(fā)電機(jī)的飛輪3的側(cè)剖視圖。在本實(shí)施方式的磁體式發(fā)電機(jī)中，在圓筒部8的內(nèi)壁面上，形成有傾斜角度從Θ I減小為Θ 2的槽9C。另外，槽9C的起始端S靠近飛輪3的開口側(cè)端面。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)相同。在本實(shí)施方式中，由于槽9C的傾斜角度中途發(fā)生變化，因此，填充于槽9C的樹脂材料6的部位能抵抗主要從中途起變得不同的方向的剪切力，與傾斜角度一定的實(shí)施方式I的磁體式發(fā)電機(jī)相比，能更可靠地防止永磁體4、保護(hù)環(huán)5、以及樹脂材料6相對(duì)于飛輪3發(fā)生脫離、旋轉(zhuǎn)。此外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)所有槽9、9A1、9A2、9B1、9B2、9C的起始端S都位于飛輪3的開口側(cè)端面的內(nèi)側(cè)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但起始端S也可以到達(dá)開口側(cè)端面。例如，也可以通過(guò)在槽的內(nèi)壁面上形成凹凸來(lái)應(yīng)對(duì)槽內(nèi)的樹脂材料的脫離，另外，在實(shí)施方式4的槽9C的例子的情況下，根據(jù)飛輪3的旋轉(zhuǎn)條件，即使是起始端S到達(dá)開口側(cè)端面也能進(jìn)行應(yīng)對(duì)。另外，從起始端S 來(lái)看，第一槽9A1、9B1和第二槽9A2、9B2都沿逆時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@，但例如也可以使第一槽9A1、9B1沿逆時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@而使第二槽9A2、9B2沿順時(shí)針?lè)较虺事菪尉砝@，從而可按互不相同的傾斜方向形成第一槽和第二槽。在這種情況下，在第一槽9A1、9B1和第二槽9A2、9B2中，能抵抗主要為不同方向的剪切力，能更可靠地防止永磁體4、保護(hù)環(huán)5、以及樹脂材料6相對(duì)于飛輪3發(fā)生旋轉(zhuǎn)、脫離。另外，通過(guò)進(jìn)一步使第一槽9A1、9B1和第二槽9A2、9B2的傾斜角度分別在各自的螺旋形的中途發(fā)生變化，能更牢固地應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)、脫離。標(biāo)號(hào)說(shuō)明I 轉(zhuǎn)子2 定子3 飛輪4 永磁體5 保護(hù)環(huán)6 樹脂材料7 軸套部8 圓筒部9、9C 槽9AU9B1 第一槽9A2、9B2 第二槽10 鐵心11 發(fā)電線圈。
權(quán)利要求
1.一種磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述磁體式發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、以及設(shè)置于該轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的定子， 所述轉(zhuǎn)子包括:具有圓筒部的碗狀的飛輪；沿周向排列設(shè)置于該飛輪的所述圓筒部的內(nèi)周壁面的永磁體；以及樹脂材料，該樹脂材料分別填充于相鄰的所述永磁體間、及永磁體的軸線方向的兩側(cè)，將所述飛輪和永磁體固定為一體， 所述定子包括:與所述永磁體相對(duì)而設(shè)置的鐵心；以及在該鐵心上卷繞導(dǎo)線而構(gòu)成的發(fā)電線圈， 所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用此時(shí)由所述永磁體所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，來(lái)使所述發(fā)電線圈產(chǎn)生電力， 在所述飛輪的所述內(nèi)周壁面上形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸的槽，在該槽中填充有所述樹脂材料。
2.如權(quán)利要求1所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述槽的所述飛輪的開口側(cè)的起始端位于飛輪的開口側(cè)端面的內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 形成有多個(gè)所述槽。
4.如權(quán)利要求3所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 沿相同的傾斜方向形成有各所述槽。
5.如權(quán)利要求3所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 分別沿不同的傾斜方向形成有一對(duì)各所述槽。
6.如權(quán)利要求4所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 各所述槽各自的傾斜角度相同。
7.如權(quán)利要求4所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 各所述槽各自的傾斜角度不同。
8.如權(quán)利要求1或2所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述槽的傾斜角度在該槽的螺旋形的中途發(fā)生變化。
9.如權(quán)利要求1或2所述的磁體式發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述樹脂材料含有玻璃纖維。
全文摘要
本發(fā)明獲得一種能實(shí)現(xiàn)永磁體及填充于磁體周圍的樹脂材料的防脫和止轉(zhuǎn)、而不使飛輪的圓度下降的磁體式發(fā)電機(jī)。在本發(fā)明所涉及的磁體式發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括具有圓筒部(8)的碗狀的飛輪(3)、排列設(shè)置于該飛輪(3)的圓筒部(8)的內(nèi)周壁面的永磁體、以及分別填充于永磁體周圍而將飛輪(3)與永磁體固定為一體的樹脂材料，在飛輪(3)的內(nèi)周壁面上，形成有沿軸線方向呈螺旋形延伸的槽(9)，在該槽(9)中填充有樹脂材料。
文檔編號(hào)H02K21/22GK103107666SQ201210208848
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者上村文人 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社