爪极式发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种爪极式发电机。该爪极式发电机（１００）包括：一设置为环形的永久磁铁（１０１）；两个分别具有多个爪状极片（２１Ｌ和２１Ｒ）的定子轭（１０２Ｌ和１０２Ｒ），该多个极片沿周向交替且平行地排列并被设置为与永久磁铁（１０１）相对；一磁性连接所述定子轭（１０２Ｌ和１０２Ｒ）的铁芯轭（１０３）；以及一围绕所述铁芯轭（１０３）设置的线圈（１０４）。该定子轭（１０２Ｌ和１０２Ｒ）是通过沿厚度方向叠置多个薄板材（２５ａ－２５ｆ）构成的，该薄板材（２５ａ－２５ｆ）具有盘状部（２５０ａ－２５０ｆ）和多个从该盘状部（２５０ａ－２５０ｆ）的周缘起以一沿周向的预定间隔轴向延伸的极片（２５１ａ－２５１ｆ）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种爪极式发电机，尤其涉及一种用于自行车的爪极式发电机。
技术介绍
一传统爪极式发电机包括一具有一永久磁铁的圆筒体、两个分别具有沿周向交替且平行设置的极片的爪极式定子轭，一磁性连接该定子轭的铁芯轭(core yoke)以及一围绕该铁芯轭设置的线圈(参见日本专利公开No.2991705)。该爪极式发电机包括作为一外转子的永久磁铁，作为一内定子的定子轭、铁芯轭以及线圈。该永久磁铁的转动导致铁芯轭内产生交变磁通量，于是一电流流过该线圈以发电。由于在定子轭和铁芯轭内产生交变磁通量的同时会产生涡电流，并且该涡电流降低了发电效率，因此需要抑制爪极式发电机内产生涡电流。如上所述的涡电流在大量交变磁通量穿过的铁芯轭内以及在该定子轭中心附近较大。因此已设想这样的构造，这种构造通过在铁芯轭外周面上形成沿轴向的狭缝(参见日本专利公开No.2001-327139)或者通过在定子轭中心附近形成沿径向的狭缝(参见日本专利公开No.2991705)来抑制涡电流的产生。尽管利用这些构造可抑制涡电流的产生，并提高爪极式发电机的发电效率，但还需要使该爪极式发电机进一步小型化，减轻该爪极式发电机的重量，并进一步提高其发电效率。尤其是有必要使一固定在自行车车轮的毂轴上且用作一灯等的电源的所谓自行车用轮毂发电机小型化并减轻其重量，以及有必要以一与该自行车车轮的转数相当的回转力为该灯等稳定地产生足够电能。因此优选的是，不仅要抑制在铁芯轭与定子轭的中心附近产生涡电流，还要抑制在其它部件内产生涡电流。
技术实现思路
本专利技术是考虑到前述内容得到的。本专利技术的目的是提供一种用于抑制爪极式发电机内更具体地说是一自行车用爪极式发电机的定子轭内产生涡电流的装置。本专利技术的爪极式发电机包括一设置为环形的永久磁铁；分别具有多个沿周向交替且平行地排列并被设置为与该永久磁铁相对的爪状极片的两个定子轭；一磁性连接该定子轭的铁芯轭；以及一围绕该铁芯轭设置的线圈，其中，该定子轭是通过沿厚度方向叠置多个薄板材构成的，该薄板材具有盘状部和多个从该盘状部的周缘起以沿周向的预定间隔轴向延伸的极片。由于涡电流难以沿定子轭的盘状部的厚度方向流动，且通过抑制该定子轭内产生涡电流来提高爪极式发电机的发电效率，因此依照本专利技术可获得一种重量轻、尺寸小且具有高电动势的爪极式发电机。在本专利技术的爪极式发电机中，将薄板材的极片形成为使该极片的轴向长度随着把极片设置在定子轭的外侧而相继缩短。依照本专利技术，该薄板材的极片可分别与永久磁铁相对。由于在薄板材内有效地产生交变磁通量，因此可提高爪极式发电机的发电效率。适于方便地利用沿厚度方向形成的嵌合/装配凹凸部或一嵌合孔分别把薄板材加工并组装为一体状态。从而降低爪极式发电机的组装成本。薄板材由一硅钢板材制成。由于磁通量易于流过该薄板材且该薄板材具有较大的电阻，因此可进一步抑制铁芯轭内产生涡电流。该爪极式发电机固定在一自行车车轮的毂轴上且用于该自行车。由此，可获得一种小且轻并以与自行车车轮转数相当的回转力为一灯或及类似物稳定地生成足够电能的轮毂发电机。附图说明图1是示出一固定在自行车车轮的一毂轴1上的爪极式发电机100的总体构造的正视图；图2是一爪极式发电机100的侧视图；图3是示出一永久磁铁101的构造的正视图；图4(a)是示出定子轭102L和102R的组合状态的正视图，而图4(b)是其侧视图；图5(a)是示出一定子轭102L的纵剖面的剖视图，而图5(b)是图5(a)的局部放大图；图6是示出一薄板材25a的构造的平面图；图7是示出一薄板材25f的构造的平面图；图8(a)是示出嵌合凹凸部255f的局部剖视图，而图8(b)是示出一嵌合孔255a与嵌合凹凸部255b，255c，255d，255e和255f的嵌合状态的局部剖视图；图9是说明用于制造一定子轭102的方法的工序布置图；图10(a)是示出呈叠置状态的薄板材25a，25b，25c，25d，25e和25f的构造的平面图，而图10(b)是示出其纵剖面的剖视图；图11(a)是示出一铁芯轭103、一线圈104以及一绕线管40的正视图，而图11(b)是示出其局部剖面的侧视图；以及图12是示出在一爪极式发电机100内产生的一交变磁通量G和一涡电流I的示意图。具体实施例方式以下，将参照附图说明本专利技术的实施例。图1示出依照本专利技术实施例的一爪极式发电机100的总体构造。如图1所示，爪极式发电机100具有一设置为环形的永久磁铁101、两个设置为与永久磁铁101相对的定子轭102L和102R、一磁性连接定子轭102L和102R的铁芯轭103以及一围绕铁芯轭103设置的线圈104。由此构成的爪极式发电机100被固定在任何已知自行车车轮的毂轴1上，且爪极式发电机100构成了一自行车用轮毂发电机。尽管在图1中没有详细示出，毂轴1上形成有一阳螺纹/外螺纹，并且利用一螺母或其类似物把毂轴1固定在一自行车车轮用轮叉F上。一毂盖2经由一轴承3可转动地连接到毂轴1上。毂盖2具有一鼓形毂2a和一辐条毂2b。如图1和2所示，鼓形毂2a是一中央附近直径较大且直径朝向两端渐缩呈锥形的圆筒体。盘形辐条毂2b分别设在鼓形毂2a的两端。多个孔2c沿周向排列在辐条毂2b的周缘附近。辐条S插入孔2c内，辐条毂2b经由该辐条S与一车轮的轮辋(未示出)连接。一用于输出容纳在毂盖2内的爪极式发电机100的电力的端子4从毂盖2向外伸出。永久磁铁101经由一支承环10固定在毂盖2中央的大直径部分的内周面上。如图3所示，支承环10是一圆环形框体，四个构成永久磁铁101的磁性钢板连续且呈环状地固定在支承环10的内周面上。呈环状设置的永久磁铁101被磁化为N极和S极沿周向交替设置，这样总共存在28个磁极。上述永久磁铁101和毂盖2构成了爪极式发电机100的一外转子。自行车的车轮绕毂轴1的轴线转动。由此转动毂盖2，设在毂盖2的内周面上呈环状的永久磁铁101也转动。如图1所示，定子轭102L和102R从外部安装在毂轴1上并设在永久磁铁101的内侧。如图4所示，定子轭102L具有与定子轭102R相同的形状，因此随后将以定子轭102L的构造为例进行说明。如图4(a)所示，定子轭102L具有一盘状部20L和多个从盘状部20L的周缘起以沿周向的预定间隔沿盘状部20L的厚度方向延伸的极片21L。尽管图4中没有详细表示，但定子轭102是通过沿厚度方向叠置多个薄板材构成的。随后将详细说明该叠置构造。盘状部20L具有达到使盘状部20L容纳在永久磁铁101内侧的程度的尺寸。如图1所示，设定盘状部20L的外径，以使其达到远离当定子轭102L和102R设在永久磁铁101内侧时永久磁铁101的磁力作用于极片21L的程度。在盘状部20L的中央处打孔形成一用于插入毂轴1的插入孔22，以及在围绕该插入孔22的四点处打孔形成用于嵌合铁芯轭103的铁芯嵌合孔23。另外，从盘状部20L外周缘的四点起沿径向形成狭缝24。狭缝24抑制一依照交变磁通量沿盘状部20L周向流动的涡电流。详细地说，当沿着嵌合在铁芯嵌合孔23内的铁芯轭103的轴向生成交变磁通量时，就产生围绕该交变磁通量即沿盘状部20L周向的涡电流。在涡电流的流路上形成狭缝24就使得该涡电流难以沿盘状部20L的周向流动，从而抑制该涡电流的产生。1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种爪极式发电机，它包括：一设置为环形的永久磁铁；两个分别具有多个爪状极片的定子轭，所述多个极片沿周向交替且平行地排列并被设置为与所述永久磁铁相对；一磁性连接所述定子轭的铁芯轭；以及一围绕所述铁芯轭设置的线圈，其特征在于，所 述定子轭是通过沿厚度方向叠置多个薄板材构成的，所述薄板材具有盘状部和多个从所述盘状部的周缘起以沿周向的预定间隔轴向延伸的极片。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋田卯市，
申请(专利权)人：株式会社一宫电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]