專利名稱：爪極式發(fā)電機(jī)及自行車用發(fā)電輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種爪極式發(fā)電機(jī)及使用其的自行車用發(fā)電輪轂。
背景技術(shù)：
公知有在自行車的發(fā)電輪轂上使用爪極式發(fā)電機(jī)的情況。在現(xiàn)有的爪極式發(fā)電機(jī) 中，以層疊板狀片的多組第一及第二層疊軛鐵來構(gòu)成軛鐵是公知的。在以層疊軛鐵來構(gòu)成 的現(xiàn)有的爪極式發(fā)電機(jī)中，板狀片具有圓板部及軛鐵外周部(例如參照專利文獻(xiàn)l)，該軛 鐵外周部從圓板部周邊呈放射狀形成并在與圓板部交叉的方向上折彎。多個(gè)板狀片的軛鐵 外周部的長(zhǎng)度是越向內(nèi)側(cè)越長(zhǎng)，其前端的徑向位置對(duì)齊。 在現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)中，第一及第二層疊軛鐵中層疊的板狀片圓板部在線圈的兩端沿 軸向排列安裝在輪轂上，第一及第二層疊軛鐵中層疊的板狀片的軛鐵外周部前端朝向相反 地交錯(cuò)配置。 在現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)中，為了提高發(fā)電效率，層疊軛鐵的板狀片的軛鐵外周部與固定
在輪轂殼上的永磁鐵隔開細(xì)微間隔配置。以這樣交錯(cuò)配置的第一及第二層疊軛鐵來構(gòu)成軛
鐵，則可以降低渦電流引起的損耗而改善輸出性能。[專利文獻(xiàn)1](日本)特開2004-229403號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2](日本)實(shí)開平3-117357號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3](日本)實(shí)公昭32-8026號(hào)公報(bào) 在現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)中，軛鐵外周部的折彎角度即使微小但也不同，也會(huì)有軛鐵的外 周面不整齊的可能性。在現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)中，因?yàn)閷盈B軛鐵的外周部與磁鐵隔開細(xì)微間隔配 置，如果軛鐵的外周面不整齊，則突出的板狀片的外周部有與磁鐵接觸的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在具有折彎的軛鐵外周部的爪極式發(fā)電機(jī)及使用其的發(fā)電輪 轂中不使軛鐵外周部與磁鐵接觸。 發(fā)明1的爪極式發(fā)電機(jī)具有永磁鐵和內(nèi)側(cè)固定組件。永磁鐵配置在圓周上。內(nèi)側(cè) 固定組件具有配置在永磁鐵內(nèi)周側(cè)的環(huán)狀線圈、以及圍繞線圈周圍而配置的軛鐵，并被配 置為可與永磁鐵相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。軛鐵具有配置在線圈和永磁鐵之間的定子軛鐵、以及與定子軛 鐵磁性結(jié)合并配置在線圈內(nèi)周的芯軛鐵。定子軛鐵具有隔著線圈而配置的第一及第二層疊 軛鐵。第一及笫二層疊軛鐵至少具有兩塊板狀片，該板狀片具有配置在線圈的單側(cè)且實(shí)質(zhì) 為圓板狀的連結(jié)部、以及從連結(jié)部的外周面折彎并在線圈和永磁鐵之間在圓周方向上隔開 間隔配置的多個(gè)軛鐵外周部，在第一及第二層疊軛鐵中，連結(jié)部沿線圈的軸心方向?qū)盈B，軛 鐵外周部沿線圈的徑向?qū)盈B，距離永磁鐵近的軛鐵外周部的長(zhǎng)度長(zhǎng)。 在該爪極式發(fā)電機(jī)中，永磁鐵與定子軛鐵相向，并通過使它們相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而在芯軛 鐵產(chǎn)生交變磁通。由此，電流在線圈流動(dòng)從而發(fā)電。具體而言，第一層疊軛鐵的軛鐵外周 部為N極、第二層疊軛鐵的軛鐵外周部為S極的狀態(tài)，以及第一層疊軛鐵的軛鐵外周部為S極、第二層疊軛鐵的軛鐵外周部為N極的狀態(tài)交替變化而產(chǎn)生交變磁通。該發(fā)電時(shí)，除交
變磁通外，還產(chǎn)生渦電流，但因?yàn)槭峭ㄟ^層疊板狀片來形成軛鐵的，所以可抑制渦電流的生
成。在此，在渦電流的生成較少的爪極式的定子軛鐵的至少兩塊板狀片中，距離永磁鐵近的
軛鐵外周部的長(zhǎng)度最長(zhǎng)。所以，只要使距離永磁鐵近的軛鐵外周部與永磁鐵的內(nèi)周部之間
的間隙維持一定，則可保證與永磁鐵之間的間隙。因此，層疊至少兩塊板狀片的第一及第二
層疊軛鐵的軛鐵外周部與永磁鐵的間隙即使狹窄，軛鐵也難與永磁鐵接觸。 發(fā)明2的爪極式發(fā)電機(jī)是在發(fā)明1所述的發(fā)電機(jī)中，距離永磁鐵近的軛鐵外周部
與配置于其內(nèi)側(cè)的軛鐵外周部的長(zhǎng)度相同。此時(shí)，即使使用lmm以下厚度的薄板材料作為
構(gòu)成軛鐵外周部的板狀片，也可通過其內(nèi)側(cè)的軛鐵外周部加強(qiáng)距離永磁鐵近的軛鐵外周
部。因此，板狀片即使使用薄板材料，也可以維持軛鐵外周部的強(qiáng)度。 發(fā)明3的爪極式發(fā)電機(jī)是在發(fā)明1或2所述的發(fā)電機(jī)中，軛鐵外周部從連結(jié)部實(shí) 質(zhì)上以90度的角度折彎。此時(shí)，因?yàn)檐楄F外周部是從連結(jié)部實(shí)質(zhì)上以90度的角度折彎的， 從而確保最外周的軛鐵外周部與永磁鐵的外周部相向，使軛鐵外周部更難于接觸永磁鐵。
發(fā)明4的爪極式發(fā)電機(jī)是在發(fā)明l至3任一所述的發(fā)電機(jī)中，芯軛鐵是與第一層 疊軛鐵及第二層疊軛鐵分體形成的，連結(jié)部與芯軛鐵磁性相連。此時(shí)，因?yàn)樾拒楄F是分體 的，所以易于制造板狀片。 發(fā)明5的爪極式發(fā)電機(jī)是在發(fā)明l至4任一所述的發(fā)電機(jī)中，還具備繞線管，該繞 線管具有在軸向上延伸的筒狀部、以及設(shè)置在筒狀部軸向兩端的一對(duì)法蘭部，在筒狀部的 外周巻繞有線圈。此時(shí)，因?yàn)榫€圈巻繞在繞線管上，所以易于排列線圈的繞線。另外，使用
繞線管可易于定位第一及第二層疊軛鐵。 發(fā)明6的發(fā)電輪轂是一種設(shè)置在安裝于自行車車架的車輪的中心部的發(fā)電輪轂， 具有輪轂軸、輪轂殼、軸承及爪極式發(fā)電機(jī)。輪轂軸是安裝在車架的軸。輪轂殼是配置在輪 轂軸的外周側(cè)的筒狀物。軸承用來支承使輪轂殼可相對(duì)于輪轂軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。爪極式發(fā)電機(jī) 是發(fā)明1至5任一所述的爪極式發(fā)電機(jī)，具有配置在軸承之間并在輪轂殼內(nèi)周面設(shè)置為圓 周狀的永磁鐵、以及配置在永磁鐵的內(nèi)周側(cè)并固定于輪轂軸的內(nèi)側(cè)固定組件。
在該發(fā)電輪轂中，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而永磁鐵與內(nèi)側(cè)固定組件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)橛来盆F與 軛鐵外周部相向，所以在芯軛鐵產(chǎn)生交變磁通。具體而言，第一層疊軛鐵的軛鐵外周部為 N極、第二層疊軛鐵的軛鐵外周部為S極的狀態(tài)，以及第一層疊軛鐵的軛鐵外周部為S極、 第二層疊軛鐵的軛鐵外周部為N極的狀態(tài)交替變化而產(chǎn)生交變磁通。該發(fā)電時(shí)，除交變磁 通外，雖然還產(chǎn)生渦電流，但因?yàn)槭峭ㄟ^層疊板狀片來形成軛鐵的，所以可抑制渦電流的生 成。在此，渦電流的生成少的爪極式定子軛鐵的板狀片的軛鐵外周部的長(zhǎng)度，從接近永磁鐵 的一側(cè)向相反的一側(cè)逐漸變短。因此，只用最外周側(cè)的軛鐵外周部與永磁鐵相向，從而易于 維持最外周側(cè)的軛鐵外周部與永磁鐵內(nèi)周部之間的間隙為一定。所以，層疊多塊板狀片的 第一及第二層疊軛鐵的軛鐵外周部與永磁鐵的間隙即使狹窄，軛鐵也難與永磁鐵接觸。
根據(jù)本發(fā)明，在渦電流的生成少的爪極式定子軛鐵的至少兩塊板狀片中，距離永 磁鐵近的軛鐵外周部的長(zhǎng)度最長(zhǎng)。所以，只要使距離永磁鐵近的軛鐵外周部與永磁鐵的內(nèi) 周部之間的間隙維持一定，則可保證與永磁鐵之間的間隙。因此，層疊至少兩塊板狀片的第 一及第二層疊軛鐵的軛鐵外周部與永磁鐵的間隙即使狹窄，軛鐵也難與永磁鐵接觸。


圖1是采用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自行車的側(cè)視圖。 圖2是作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)電輪轂的半截面圖。 圖3是上述發(fā)電輪轂的側(cè)視圖。 圖4是內(nèi)側(cè)固定組件的立體圖。 圖5是繞線管的截面?zhèn)纫晥D。 圖6是繞線管的主視圖。 圖7是第一層疊軛鐵的主視圖。 圖8是第二層疊軛鐵的主視圖。 圖9是圖8的IX-IX截面圖。 圖10是用于制造板狀片的薄板材料的平面圖。 圖11是顯示彎曲了薄板材料的狀態(tài)的平面圖。 附圖標(biāo)記說明 IO發(fā)電輪轂；15輪轂軸；16、17軸承；18輪轂殼；20發(fā)電機(jī)構(gòu)(爪極式發(fā)電機(jī)的一例)；41永磁鐵；42內(nèi)側(cè)固定組件；44線圈；45軛鐵；47定子軛鐵；48芯軛鐵；55繞線管；
57、58法蘭部；60、61第一及第二層疊軛鐵；62、 162板狀片；62b軛鐵外周部；62a連結(jié)部；102a前叉(車架的一例)；106前輪(車輪的一例)。
具體實(shí)施例方式〈自行車的結(jié)構(gòu)〉 圖1中，采用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自行車101具有擁有前叉102a的車架102、把手104、由鏈條或腳踏板等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)部105、具有輪輻99的前輪(車輪)106、后輪107。該自行車101的前輪106的中心部設(shè)置有發(fā)電輪轂IO，通過電源線13向附帶光傳感器的前照燈14供應(yīng)所產(chǎn)生的電力。
〈發(fā)電輪轂的結(jié)構(gòu)〉 圖2所示的發(fā)電輪轂10與自行車前輪106共同安裝在前叉102a的前端。該發(fā)電輪轂10具有兩端部固定在前叉102a的輪轂軸15、由配置在輪轂軸15外周側(cè)的一對(duì)軸承16、 17支承于輪轂軸15而自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂殼18、配置在輪轂軸15和輪轂殼18之間的發(fā)電機(jī)構(gòu)(爪極式發(fā)電機(jī)的一個(gè)例子)20、以及用于將發(fā)電機(jī)構(gòu)20所產(chǎn)生的電力提供給外部的例如前照燈14等電氣設(shè)備的連接器22。連接器22上連接有電源線13。
如圖2及圖4所示，在輪轂軸15的外周面上，形成有在兩端形成的第一陽(yáng)螺紋部15a、15b、以及形成在第一陽(yáng)螺紋部15a、15b之間并且比第一陽(yáng)螺紋部15a、15b直徑更大的第二陽(yáng)螺紋部15c。另外，從發(fā)電機(jī)構(gòu)20的安裝部分到第一陽(yáng)螺紋部15b的端部，在輪轂軸15的外周面上，形成有用于穿通連接發(fā)電機(jī)構(gòu)20與連接器22的內(nèi)部配線30的配線插通槽15d。輪轂軸15由螺紋接合在第一陽(yáng)螺紋部15a、15b上的固定螺母24、25而不可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在前叉102a。 輪轂殼18具有殼本體31、及覆蓋殼本體一端(圖2右端)的蓋部件32。殼本體31是在輪轂軸15的軸向上延伸形成的筒狀部件，在軸向的一端側(cè)(圖2右側(cè))具有與另一端部相比向外周側(cè)突出的膨脹突出部31a。在殼本體31兩端部的外周面，形成有一對(duì)輪轂法蘭部33a、33b。輪轂法蘭部33a、33b上，在圓周方向上以相同間隔錯(cuò)開半個(gè)相位的形式形成有用于分別安裝輪輻99內(nèi)側(cè)端部的多個(gè)安裝孔34a、34b。蓋部件32具有與殼本體31的膨脹突出部31a內(nèi)表面螺紋接合的螺紋筒部32a、及可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪轂軸15上的圓板狀的轉(zhuǎn)動(dòng)支承部32b。蓋部件32通過螺紋筒部32a旋入殼本體31而固定。
具有殼本體31及蓋部件32的輪轂殼18，通過作為分別與輪轂軸15的第一陽(yáng)螺紋部15a、15b螺紋接合的軸承16、17的內(nèi)圈的錐體16a、17a，固定在輪轂軸15上。這些錐體16a、 17a被鎖定螺母35、36定位并被鎖定。右側(cè)的鎖定螺母36在鎖定錐體17a的同時(shí)，將連接器22固定在輪轂軸15上。
〈發(fā)電機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)〉 發(fā)電機(jī)構(gòu)20是爪極式的發(fā)電機(jī)構(gòu)，具有固定在輪轂殼18的蓋部件32的螺紋筒部32a內(nèi)周面上的永磁鐵41、及與永磁鐵41的內(nèi)周部相向配置并固定在輪轂軸15且可相對(duì)永磁鐵41轉(zhuǎn)動(dòng)配置的內(nèi)側(cè)固定組件42。永磁鐵41固定在輪轂殼18的殼本體31的膨脹突出部31a內(nèi)表面，由在圓周方向等間隔分割為多個(gè)(例如4個(gè))的磁鐵體構(gòu)成。該永磁鐵41上等間隔地交替勵(lì)磁有N極和S極，分別與下述的軛鐵46的外周部相向。
〈內(nèi)側(cè)固定組件的結(jié)構(gòu)〉 如圖2及圖3所示，內(nèi)側(cè)固定組件42具有配置在永磁鐵41內(nèi)周側(cè)的環(huán)狀線圈44、及圍繞線圈44周圍而設(shè)置的軛鐵46。這些線圈44和軛鐵46被與第二陽(yáng)螺紋部15c相螺紋接合的一對(duì)安裝螺母38a、38b夾著，不可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在輪轂軸15，并且在軸向上被定位成收容于膨脹突出部31a內(nèi)的位置關(guān)系。 線圈44被巻繞在如圖3、圖5及圖6所示的繞線管55上。繞線管55具有外周巻繞有線圈44的筒狀胴體部56、及形成在胴體部56的軸向兩端部的第一法蘭部57和第二法蘭部58。在第一及第二法蘭部57、58，在軸向外側(cè)的側(cè)面上，沿圓周方向隔著間隔形成圓柱形狀的多個(gè)(例如4個(gè))定位突起57a、58a。定位突起57a、58a是為在軛鐵46的圓周方向上定位而設(shè)置的。 如圖2及圖4所示，線圈44的一端(圖2右端)通過經(jīng)由配線插通槽15d的內(nèi)部配線30，與連接器22電連接，線圈44的另一端(圖2左端)通過安裝螺母38a等與輪轂軸15電連接?！窜楄F的結(jié)構(gòu)> 如圖2所示，軛鐵46擁有配置在永磁鐵41與線圈44之間的定子軛鐵47、以及與定子軛鐵47磁性結(jié)合并配置在線圈44內(nèi)周部與輪轂軸15之間的芯軛鐵48。另外，本實(shí)施例中，定子軛鐵47和芯軛鐵48是以分體方式形成的。 圖5及圖6顯示安裝在繞線管55的軛鐵46，從圖7至圖9顯示僅取出軛鐵46。如圖5至圖9所示，該軛鐵46擁有安裝在繞線管55的第一法蘭部57的外側(cè)面的第一層疊軛鐵60、以及安裝在繞線管55的第二法蘭部58的外側(cè)面的多個(gè)第二層疊軛鐵61。多個(gè)兩層疊軛鐵60、61夾著線圈44配置在軸向相反側(cè)。 如圖7至圖9所示，各層疊軛鐵60、61通過層疊多塊(例如六塊)板狀片62而構(gòu)成。各板狀片62是由表面形成有氧化覆膜的硅鋼板(更詳細(xì)的是無向性硅鋼板)而形成的。各板狀片62的基本形狀相同。板狀片62具有配置在線圈44外側(cè)的連結(jié)部62a、及作為定子軛鐵發(fā)揮作用的多個(gè)(例如14個(gè))軛鐵外周部62b。
6
連結(jié)部62a是與芯軛鐵48磁性連接、實(shí)質(zhì)上為圓板狀的物體。連結(jié)部62a沿線圈 44的軸心方向?qū)盈B。連結(jié)部62a上形成有與定位突起57a、58a相互嵌合而定位的多個(gè)(例 如13個(gè))定位孔62c。該實(shí)施例中，定位孔62c形成在軛鐵外周部62b間的內(nèi)周側(cè)。另外， 在14個(gè)軛鐵外周部62b中的兩個(gè)軛鐵外周部62b之間的一個(gè)位置上未形成定位孔62c。該 定位孔62c中、例如4個(gè)定位孔62c與定位突起57a、58a相互嵌合。 連結(jié)部62a的中心部形成有貫通輪轂軸15的貫通孔62d。另外，從貫通孔62d朝 向定位孔62c放射狀地形成窄縫62e。該窄縫62e是為沖壓加工平板將板狀片62彎曲成圓 形而設(shè)置的。另外，窄縫62e還使隨交變磁通在連結(jié)部62a的圓周方向上產(chǎn)生的渦電流不 易流動(dòng)，起到抑制渦電流產(chǎn)生的效果。另外，延伸至沒有定位孔62c的窄縫62e—直延伸到 連結(jié)部62a的外周部分。 多個(gè)軛鐵外周部62b從連結(jié)部62a的外周面實(shí)質(zhì)折彎90度，在線圈44和永磁鐵 41之間沿圓周方向隔開間隔配置。軛鐵外周部62b沿線圈44的徑向?qū)盈B。雖然本實(shí)施例 中，軛鐵外周部62b以實(shí)質(zhì)相同的寬度而形成的，但也可以形成為前端較細(xì)。軛鐵外周部 62b的長(zhǎng)度是從接近永磁鐵41的一側(cè)向相反的一側(cè)逐漸變短。因此，最外周側(cè)的軛鐵外周 部62b面向永磁鐵41的內(nèi)周面。另外，本實(shí)施例中，如圖9所示，最外周側(cè)的軛鐵外周部 62bl與其內(nèi)周側(cè)的軛鐵外周部62b2是同樣長(zhǎng)度，其內(nèi)周側(cè)的軛鐵外周部62b3是最外周的 軛鐵外周部62bl的3/4長(zhǎng)度。而且其內(nèi)周側(cè)的軛鐵外周部62b4的長(zhǎng)度是最外周的軛鐵外 周部62bl的一半長(zhǎng)度，其內(nèi)周側(cè)的軛鐵外周部62b5及最內(nèi)周的軛鐵外周部62b6是最外周 的軛鐵外周部62bl長(zhǎng)度的1/4長(zhǎng)度。這樣確定軛鐵外周部62b的長(zhǎng)度后，軛鐵外周部62b 根基側(cè)的厚度作為整體變厚，可以高效地將交變磁通導(dǎo)入軛鐵46內(nèi)。
另外，各板狀片62的厚度使用0. 25 lmm的材料，0. 5mm的材料從成本和性能上 利用價(jià)值均較高。另外，上述的各板狀片62可以在第一層疊軛鐵60及第二層疊軛鐵61通 用。 第一層疊軛鐵61及第二層疊軛鐵62被第一法蘭部57及第二法蘭部58的各定位 突起57a、58a定位，以使軛鐵外周部62b在圓周方向上交替配置。 這樣的板狀片62被層疊，被形成在繞線管55的各法蘭部57、58的定位突起57a、 58a定位。另外，如圖5及圖6所示，最外周的軛鐵外周部62bl的前端部被嵌入形成在繞線 管55的相向側(cè)的法蘭部57、58的凹部57b、58b并被保持。而且，軛鐵外周部62b的基端部 通過在法蘭部57、58的外周部與凹部57b、58b相向形成的槽部57c、58c。
芯軛鐵48通過層疊多個(gè)矩形的薄板片而構(gòu)成。
〈板狀片的制造方法〉 如圖10所示，板狀片62是通過沖壓加工從硅鋼板沖裁薄板材料65而形成的。圖 10中，作為連結(jié)部62a的基端部分65a形成前端較細(xì)，在基端形成作為貫通孔62d的圓弧 部65b。另外，基端部分65a的前端細(xì)部的兩側(cè)部成為窄縫62e。在基端部分65a之間，形 成作為定位孔62c的圓形部65c。前端部分65d以相同寬度形成，在虛線部分被折彎而成為 軛鐵外周部62b。另外，圖10顯示作為最外周的軛鐵外周部62bl的板狀片62。
使這樣形狀的薄板材料65彎曲，以使基端部側(cè)的前端細(xì)部的兩側(cè)部緊密接合，從 而如圖11所示的放射狀地形成有軛鐵外周部62b的板狀片62被形成。通過90度左右折 彎該板狀片62的放射狀部分而制成板狀片62。各板狀片的連結(jié)部62a的大小形成為減小
7大致板厚的量，成為軛鐵外周部62b的部分形成為如上所述的長(zhǎng)度。 如圖2所示，根據(jù)這樣的軛鐵46，第一及第二層疊軛鐵60、61的芯軛鐵48位于線 圈44的內(nèi)周側(cè)，作為定子軛鐵47的軛鐵外周部62b位于線圈44和永磁鐵41之間。
下面，針對(duì)基于發(fā)電輪轂10的發(fā)電進(jìn)行說明。 隨著自行車的騎行，前輪即輪轂殼18相對(duì)于輪轂軸15轉(zhuǎn)動(dòng)，則永磁鐵41相對(duì)于 固定在輪轂軸15的內(nèi)側(cè)固定組件42轉(zhuǎn)動(dòng)。據(jù)此，永磁鐵41在線圈44及軛鐵46的軛鐵外 周部62b的外周側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。 在此，對(duì)于第一層疊軛鐵60的軛鐵外周部62b及第二層疊軛鐵61的軛鐵外周部 62b，在一個(gè)從永磁鐵41接受N極的磁通供給的時(shí)候，另一個(gè)接受S極的磁通供給，而在一 方從永磁鐵41接受S極的磁通供給的時(shí)候，另一個(gè)接受N極的磁通供給。也就是說，通過 永磁鐵41在第一及第二層疊軛鐵60、61的軛鐵外周部62b的外周側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一層疊軛鐵60 為N極、第二層疊軛鐵61為S極的第一狀態(tài)以及第一層疊軛鐵60為S極、第二層疊軛鐵61 為N極的第二狀態(tài)反復(fù)，在將兩者60、61磁性結(jié)合的兩層疊軛鐵60、61的芯軛鐵48產(chǎn)生交 變磁通。通過在該線圈44內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的交變磁通，在線圈44產(chǎn)生電流而發(fā)電。
這樣結(jié)構(gòu)的軛鐵46中，作為較少產(chǎn)生渦電流的爪極式定子軛鐵的多個(gè)板狀片62 中，距離永磁鐵41近的軛鐵外周部62b的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。因此，僅最外周側(cè)的軛鐵外周部62bl 與永磁鐵41相向。所以，如果在最外周側(cè)的軛鐵外周部62bl與永磁鐵41的內(nèi)周部之間的 間隙保持一定，即可確保與永磁鐵41之間的間隙。因此，層疊多個(gè)板狀片62的第一及第二 層疊軛鐵60、61的軛鐵外周部62bl與永磁鐵41的間隙即使縮窄，軛鐵外周部62bl也難以 接觸永磁鐵41。 另外，與永磁鐵41近的軛鐵外周部62bl的長(zhǎng)度與其內(nèi)側(cè)的軛鐵外周部62b2的長(zhǎng) 度相同。因此，即使使用lmm以下厚度的薄板材料作為構(gòu)成軛鐵外周部62b的板狀片62，也 可利用其內(nèi)側(cè)的軛鐵外周部62b2加強(qiáng)距離永磁鐵41近的軛鐵外周部62bl。因此，板狀片 62即使使用薄板材料，也可以維持軛鐵外周部62b的強(qiáng)度。 因?yàn)檐楄F外周部62b是從連結(jié)部62a實(shí)質(zhì)上以90度的角度折彎，從而確保最外周 的軛鐵外周部62bl與永磁鐵41的外周部相向，使軛鐵外周部62bl更難于接觸永磁鐵41。
而且，因?yàn)榫€圈44巻繞在繞線管55上，所以易于排列線圈44的繞線。另外，使用 繞線管55可易于定位第一及第二層疊軛鐵60、61。
〈其他實(shí)施例> (a)上述實(shí)施例中，雖然連結(jié)部62a的形狀縮小板厚度的量，但與連結(jié)部62a的大 小相同亦可。此時(shí)，也可以使放射狀部分的折彎位置改變板厚度的量地折彎。此時(shí)從折彎 部分向前的長(zhǎng)度為軛鐵外周部62b的長(zhǎng)度。 (b)上述實(shí)施例中，為提高薄板材料的成品率，進(jìn)一步彎曲薄板材料65而制成板 狀片。但板狀片的制造方法并不限于上述實(shí)施例，從鋼板直接沖裁具有如圖ll所示的放射 狀部分的部件亦可。 (c)上述實(shí)施例中，作為車輪舉例顯示了前輪，并且舉例顯示了安裝在前輪的發(fā)電 輪轂，本發(fā)明也可應(yīng)用于安裝在后輪的發(fā)電輪轂。 (d)上述實(shí)施例中，板狀片的塊數(shù)是六塊，但板狀片的塊數(shù)只要是兩塊以上，則多 少均可。
權(quán)利要求
一種爪極式發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括配置在圓周上的永磁鐵，和配置成能夠與上述永磁鐵相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)側(cè)固定組件，所述內(nèi)側(cè)固定組件具有配置在上述永磁鐵的內(nèi)周側(cè)的環(huán)狀線圈、和圍繞上述線圈周圍配置的軛鐵；上述軛鐵具有配置在上述線圈和上述永磁鐵之間的定子軛鐵、和與上述定子軛鐵磁性結(jié)合并配置在上述線圈內(nèi)周的芯軛鐵；上述定子軛鐵具有隔著上述線圈配置的第一及第二層疊軛鐵；第一及第二層疊軛鐵具有至少兩塊板狀片，所述板狀片具有配置在上述線圈的單側(cè)且實(shí)質(zhì)上為圓板狀的連結(jié)部、和從上述連結(jié)部的外周面折彎并在上述線圈與上述永磁鐵之間沿圓周方向上隔開間隔配置的多個(gè)軛鐵外周部；作為上述第一及第二層疊軛鐵，上述連結(jié)部沿上述線圈的軸心方向?qū)盈B，上述軛鐵外周部沿上述線圈的徑向?qū)盈B，距離上述永磁鐵近的上述軛鐵外周部的長(zhǎng)度長(zhǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爪極式發(fā)電機(jī)，其特征在于，距離上述永磁鐵近的上述軛鐵 外周部與配置于其內(nèi)側(cè)的上述軛鐵外周部的長(zhǎng)度相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的爪極式發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述軛鐵外周部從上述連結(jié) 部實(shí)質(zhì)上以90度的角度折彎。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的爪極式發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述芯軛鐵與上述 第一層疊軛鐵及上述第二層疊軛鐵以分體方式形成；上述連結(jié)部與上述芯軛鐵磁性連結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的爪極式發(fā)電機(jī)，其特征在于，還具備繞線管，該 繞線管具有在軸向上延伸的筒狀部、和設(shè)置在上述筒狀部的軸向兩端的一對(duì)法蘭部，在上 述筒狀部的外周巻繞有上述線圈。
6. —種設(shè)置在安裝于自行車的車架上的車輪中心部的發(fā)電輪轂，其特征在于，包括 安裝在上述車架上的輪轂軸； 配置在上述輪轂軸的外周側(cè)的筒狀的輪轂殼；將上述輪轂殼支承為能夠相對(duì)于上述輪轂軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承；以及權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的爪極式發(fā)電機(jī)，上述爪極式發(fā)電機(jī)具有配置在上述軸承之間并在上述輪轂殼的內(nèi)周面呈圓周狀設(shè)置的上述永磁鐵、和配置在上述永磁鐵的內(nèi)周側(cè)并固定于上述輪轂軸的上述內(nèi)側(cè)固定組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有折彎的軛鐵外周部的爪極式發(fā)電機(jī)及使用其的自行車用發(fā)電輪轂，使軛鐵外周部不與磁鐵接觸。爪極式發(fā)電機(jī)(20)的軛鐵(46)具有配置在線圈(44)和永磁鐵之間的定子軛鐵(47)，定子軛鐵具有第一及第二層疊軛鐵(60、61)。第一及第二層疊軛鐵具有至少兩塊板狀片(62)，該板狀片具有配置在線圈的單側(cè)的連結(jié)部(62a)及從連結(jié)部的外周面折彎并在線圈和永磁鐵之間在圓周方向上隔開間隔配置的多個(gè)軛鐵外周部(62b)，在第一及第二層疊軛鐵中，連結(jié)部沿線圈的軸心方向?qū)盈B，軛鐵外周部沿線圈的徑向?qū)盈B，距離永磁鐵近的軛鐵外周部長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H02K21/22GK101741201SQ20091014087
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者長(zhǎng)谷川寬 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野