外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)，其中，環(huán)狀磁鐵在線圈外側(cè)旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，輪轂發(fā)電機(jī)被稱為配置在腳踏車的車輪中的外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)。在輪轂發(fā)電機(jī)中，環(huán)狀磁鐵設(shè)置在固定到車輪的軸的線圈的外側(cè)。通過(guò)磁鐵與車輪的旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)電壓在線圈中產(chǎn)生。在線圈周圍，設(shè)置爪極形定子磁軛。定子磁軛通過(guò)層疊電磁鋼板(日本平開(kāi)專利N0.2001-37108和日本平開(kāi)專利N0.2004-260921)被構(gòu)造。
[0003]在爪極形定子磁軛中，磁通量被集中在在軸線方向上延伸的每個(gè)齒部分的根部。因此，每個(gè)齒部分被設(shè)計(jì)成具有根部厚而末端薄的形狀。因此，磁通量在每個(gè)齒部分的末端部分減少，從而感應(yīng)電壓產(chǎn)生效率降低。在不是由層疊鋼板構(gòu)造的定子磁軛中，渦流很可能在每個(gè)齒部分的根側(cè)增大。
[0004]日本平開(kāi)專利N0.2001-37108公開(kāi)了定子磁軛由層疊的鋼板構(gòu)造的內(nèi)容。具有日本平開(kāi)專利N0.2001-37108公開(kāi)的構(gòu)造，渦流難以在每個(gè)齒部分增大。然而，在定子磁軛的軸側(cè)(在徑向方向的內(nèi)側(cè)上)的尺寸比在徑向方向的外側(cè)上的尺寸小，因此能夠?qū)盈B的電磁鋼板的數(shù)量被限制。此外，因?yàn)槊總€(gè)齒部分的間隔在徑向方向的外側(cè)上大，面對(duì)每個(gè)齒部分的磁鐵的磁極的數(shù)量的增加難以達(dá)到。更進(jìn)一步，當(dāng)構(gòu)造定子磁軛的電磁鋼板具有相同的形狀，在電磁鋼板的端面和在齒部分的圓周方向(即電磁鋼板的層疊方向)的中間側(cè)上的磁鐵之間的距離比在端面和在齒部分的圓周方向的兩側(cè)上的磁鐵之間的距離長(zhǎng)。因此，感應(yīng)電壓產(chǎn)生效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明考慮了上述情況。本發(fā)明的目的是提供一種外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)，該外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)能夠使磁鐵的磁極的數(shù)量增大并且具有高的發(fā)電效率。
[0006](1)本發(fā)明涉及一種外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)，其中，環(huán)狀磁鐵在線圈的外側(cè)旋轉(zhuǎn)。該外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)具有:第一磁鐵和第二磁鐵，它們配置成在環(huán)形的軸線方向上彼此分開(kāi)并且每個(gè)磁鐵被磁化以在環(huán)形的圓周方向上形成多個(gè)磁極；第一磁軛，該第一磁軛配置在第一磁鐵的外側(cè)；第二磁軛，該第二磁軛配置在第二磁鐵的外側(cè)；第一定子磁軛，該第一定子磁軛配置成有間隙地面對(duì)第一磁鐵的內(nèi)部，其中多個(gè)鋼板在軸線方向上層疊并且對(duì)應(yīng)于第一磁鐵的磁極數(shù)量的1/2的數(shù)量的空隙和齒部分中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)磁鐵的每個(gè)磁極交替地配置在圓周方向上；第二定子磁軛，該第二定子磁軛配置成有間隙地面對(duì)第二磁鐵的內(nèi)部，其中多個(gè)鋼板在軸線方向上層疊，并且對(duì)應(yīng)于第二磁鐵的磁極數(shù)量的1/2的數(shù)量的空隙和齒部分中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于第二磁鐵的每個(gè)磁極交替地配置在圓周方向上；第三定子磁軛，該第三定子磁軛磁性地連接第一定子磁軛和第二定子磁軛；第四定子磁軛，其中沿著軸線方向延伸的多個(gè)突出片中的每個(gè)有間隙地面對(duì)第一磁鐵和第二磁鐵中的每個(gè)的內(nèi)部，并且配置在第一定子磁軛的每個(gè)空隙和第二定子磁軛的每個(gè)空隙中，并且每個(gè)突出片在軸線方向的兩端部分相對(duì)于第一磁鐵和第二磁鐵面對(duì)不同的磁極；絕緣線筒，該絕緣線筒在軸線方向上配置在第一定子磁軛和第二定子磁軛之間；和線圈，該線圈在線筒中沿著圓周方向盤(pán)繞。
[0007]第一磁鐵和第二磁鐵在分別面對(duì)第一定子磁軛和第二定子磁軛的狀態(tài)下一體地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵位于一定的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，第一定子磁軛的每個(gè)齒部分位于面對(duì)第一磁鐵的相同的磁極，即N極或S極，的位置。來(lái)自第一磁鐵的磁通量經(jīng)由第三定子磁軛從第一定子磁軛的每個(gè)齒部分到達(dá)第二定子磁軛的每個(gè)齒部分。第二定子磁軛的每個(gè)齒部分面對(duì)第二磁鐵中不同的磁極，即S極或N極。第四定子磁軛的一端部分面對(duì)與第二磁鐵中不同的磁極相鄰的位置。第四定子磁軛的兩端部分面對(duì)相對(duì)于第一磁鐵和第二磁鐵的不同的磁極。例如，當(dāng)?shù)谒亩ㄗ哟跑椀囊欢瞬棵鎸?duì)第二磁鐵的N極時(shí)，另一端部面對(duì)第一磁鐵的S極。因此，來(lái)自第一磁鐵的磁通量依次穿過(guò)第一定子磁軛、第三定子磁軛、第二定子磁軛、第二磁鐵和第四定子磁軛，然后回到第一磁鐵。磁通量的環(huán)在線圈周圍產(chǎn)生，并且線圈周圍的磁通量由于第一磁鐵和第二磁鐵的旋轉(zhuǎn)交替地改變，從而感應(yīng)電壓在線圈中產(chǎn)生。
[0008](2)優(yōu)選地，第一磁鐵和第二磁鐵中的每個(gè)通過(guò)以在圓周方向上具有間隙地環(huán)形安排多個(gè)永磁鐵而被構(gòu)造，其中，在圓周方向上彼此相鄰的永磁鐵中，以上述間隙面對(duì)的磁極是相同的。
[0009]根據(jù)該構(gòu)造，構(gòu)造第一磁鐵和第二磁鐵的永磁鐵被固定成在每個(gè)第一磁軛和第二磁軛的內(nèi)側(cè)在圓周方向上等間隔地彼此分開(kāi)。
[0010](3)本發(fā)明涉及一種外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)，其中，環(huán)狀磁鐵在線圈的外側(cè)旋轉(zhuǎn)。該外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)具有:第一磁鐵和第二磁鐵，它們配置成在環(huán)形的軸線方向上彼此分開(kāi)并且每個(gè)磁鐵被磁化以在環(huán)形的圓周方向上形成多個(gè)磁極；磁軛，該磁軛配置在第一磁鐵和第二磁鐵的外側(cè)并且磁性地連接到第一磁鐵和第二磁鐵中的每個(gè)；第一定子磁軛，該第一定子磁軛配置成有間隙地面對(duì)第一磁鐵的內(nèi)部，其中多個(gè)鋼板在軸線方向上層疊，并且對(duì)應(yīng)于第一磁鐵的磁極數(shù)量的1/2的數(shù)量的空隙和齒部分中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于第一磁鐵的每個(gè)磁極交替地配置在圓周方向上；第二定子磁軛，該第二定子磁軛配置成有間隙地面對(duì)第二磁鐵的內(nèi)部，其中多個(gè)鋼板在軸線方向上層疊，并且對(duì)應(yīng)于第二磁鐵的磁極數(shù)量的1/2的數(shù)量的空隙和齒部分中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)第二磁鐵的每個(gè)磁極交替地配置在圓周方向上；第三定子磁軛，該第三定子磁軛磁性地連接第一定子磁軛和第二定子磁軛；第四定子磁軛，其中沿著軸線方向延伸的多個(gè)突出片中的每個(gè)有間隙地面對(duì)第一磁鐵和第二磁鐵中的每個(gè)的內(nèi)部，并且配置在第一定子磁軛的每個(gè)空隙和第二定子磁軛的每個(gè)空隙中，并且每個(gè)突出片在軸線方向的兩端部分相對(duì)于第一磁鐵和第二磁鐵面對(duì)不同的磁極；絕緣線筒，該絕緣線筒在軸線方向上配置在第一定子磁軛和第二定子磁軛之間；和線圈，該線圈在線筒中沿著圓周方向盤(pán)繞。第一磁鐵和第二磁鐵通過(guò)磁化位于環(huán)狀磁鐵部件中軸線方向上的兩側(cè)的兩端部分而被構(gòu)造，并且在磁鐵部件中位于第一磁鐵和第二磁鐵之間的部分沒(méi)有被磁化。
[0011]第一磁鐵和第二磁鐵在分別面對(duì)第一定子磁軛和第二定子磁軛的狀態(tài)下一體地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵位于一定的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，第一定子磁軛的每個(gè)齒部分位于面對(duì)第一磁鐵的相同的磁極，即N極或S極，的位置。來(lái)自第一磁鐵的磁通量經(jīng)由第三定子磁軛從第一定子磁軛的每個(gè)齒部分到達(dá)第二定子磁軛的每個(gè)齒部分。第二定子磁軛的每個(gè)齒部分面對(duì)第二磁鐵中不同的磁極，即S極或N極。第四定子磁軛的一端部分面對(duì)與第二磁鐵中不同的磁極相鄰的位置。第四定子磁軛的兩端部分面對(duì)相對(duì)于第一磁鐵和第二磁鐵的不同的磁極。例如，當(dāng)?shù)谒亩ㄗ哟跑椀囊欢瞬棵鎸?duì)第二磁鐵的N極時(shí)，另一端部面對(duì)第一磁鐵的S極。因此，來(lái)自第一磁鐵的磁通量依次穿過(guò)第一定子磁軛、第三定子磁軛、第二定子磁軛、第二磁鐵和第四定子磁軛，然后回到第一磁鐵。磁通量的環(huán)在線圈周圍產(chǎn)生并且在線圈周圍的磁通量由于第一磁鐵和第二磁鐵的旋轉(zhuǎn)交替地改變，從而感應(yīng)電壓在線圈中產(chǎn)生。
[0012]通過(guò)將磁鐵部件裝配到預(yù)定位置，第一磁鐵和第二磁鐵能夠被裝配到在軸線方向上磁性分離的預(yù)定位置。因此，裝配作為外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的第一磁鐵和第二磁鐵的操作變得更為方便。
[0013](4)優(yōu)選地，磁軛是一體構(gòu)件。
[0014]因?yàn)榇跑検羌蓸?gòu)件，部件的數(shù)量減少并且將磁軛裝配到磁鐵部件的操作變得更為方便。
[0015](5)優(yōu)選地，磁鐵部件通過(guò)以在圓周方向上具有間隙地環(huán)形安排多個(gè)永磁鐵而被構(gòu)造，并且在圓周方向上彼此相鄰的永磁鐵中，以上述間隙面對(duì)的磁極是相同的。
[0016]根據(jù)該構(gòu)造，磁鐵部件的永磁鐵被固定成在磁軛的內(nèi)側(cè)在圓周方向上等間隔地彼此分開(kāi)。
[0017](6)優(yōu)選地，第一磁鐵和第二磁鐵的磁極在圓周方向上的相同位置彼此不同。
[0018]在這種情況下，因?yàn)榈谒亩ㄗ哟跑椫械耐怀銎軌蜓刂S線方向排列，外轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化。
[0019](7)優(yōu)選地，每個(gè)齒部分從第一定子磁軛和第二定子磁軛中的每個(gè)的中間部分在環(huán)形的徑向方向上突出，并且每個(gè)中間部分具有在徑向方向上延伸的第一縫隙。
[0020]第一縫隙防止在第一定子磁軛和第二定子磁軛中的每個(gè)的中間部分產(chǎn)生渦流。
[0021](8)優(yōu)選地，第三定子磁軛是在軸線方向上貫穿第一定子磁軛和第二定子磁軛中的每個(gè)的中間部分的桿，并且具有在徑向方向上延伸的第二縫隙。
[0022]第二