[发明专利]外转子式发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种外转子式发电机，其中，环状磁铁在线圈外侧旋转。

背景技术

迄今为止，轮毂发电机被称为配置在脚踏车的车轮中的外转子式发电机。在轮毂发电 机中，环状磁铁设置在固定到车轮的轴的线圈的外侧。通过磁铁与车轮的旋转，感应电压 在线圈中产生。在线圈周围，设置爪极形定子磁轭。定子磁轭通过层叠电磁钢板(日本平 开专利No.2001-37108和日本平开专利No.2004-260921)被构造。

在爪极形定子磁轭中，磁通量被集中在在轴线方向上延伸的每个齿部分的根部。因此， 每个齿部分被设计成具有根部厚而末端薄的形状。因此，磁通量在每个齿部分的末端部分 减少，从而感应电压产生效率降低。在不是由层叠钢板构造的定子磁轭中，涡流很可能在 每个齿部分的根侧增大。

日本平开专利No.2001-37108公开了定子磁轭由层叠的钢板构造的内容。具有日本平 开专利No.2001-37108公开的构造，涡流难以在每个齿部分增大。然而，在定子磁轭的轴 侧(在径向方向的内侧上)的尺寸比在径向方向的外侧上的尺寸小，因此能够层叠的电磁 钢板的数量被限制。此外，因为每个齿部分的间隔在径向方向的外侧上大，面对每个齿部 分的磁铁的磁极的数量的增加难以达到。更进一步，当构造定子磁轭的电磁钢板具有相同 的形状，在电磁钢板的端面和在齿部分的圆周方向(即电磁钢板的层叠方向)的中间侧上 的磁铁之间的距离比在端面和在齿部分的圆周方向的两侧上的磁铁之间的距离长。因此， 感应电压产生效率降低。

发明内容

本发明考虑了上述情况。本发明的目的是提供一种外转子式发电机，该外转子式发电 机能够使磁铁的磁极的数量增大并且具有高的发电效率。

(1)本发明涉及一种外转子式发电机，其中，环状磁铁在线圈的外侧旋转。该外转 子式发电机具有：第一磁铁和第二磁铁，它们配置成在环形的轴线方向上彼此分开并且每 个磁铁被磁化以在环形的圆周方向上形成多个磁极；第一磁轭，该第一磁轭配置在第一磁 铁的外侧；第二磁轭，该第二磁轭配置在第二磁铁的外侧；第一定子磁轭，该第一定子磁 轭配置成有间隙地面对第一磁铁的内部，其中多个钢板在轴线方向上层叠并且对应于第一 磁铁的磁极数量的1/2的数量的空隙和齿部分中的每个对应于每个磁铁的每个磁极交替地 配置在圆周方向上；第二定子磁轭，该第二定子磁轭配置成有间隙地面对第二磁铁的内部， 其中多个钢板在轴线方向上层叠，并且对应于第二磁铁的磁极数量的1/2的数量的空隙和 齿部分中的每个对应于第二磁铁的每个磁极交替地配置在圆周方向上；第三定子磁轭，该 第三定子磁轭磁性地连接第一定子磁轭和第二定子磁轭；第四定子磁轭，其中沿着轴线方 向延伸的多个突出片中的每个有间隙地面对第一磁铁和第二磁铁中的每个的内部，并且配 置在第一定子磁轭的每个空隙和第二定子磁轭的每个空隙中，并且每个突出片在轴线方向 的两端部分相对于第一磁铁和第二磁铁面对不同的磁极；绝缘线筒，该绝缘线筒在轴线方 向上配置在第一定子磁轭和第二定子磁轭之间；和线圈，该线圈在线筒中沿着圆周方向盘 绕。

第一磁铁和第二磁铁在分别面对第一定子磁轭和第二定子磁轭的状态下一体地旋转。 当第一磁铁和第二磁铁位于一定的旋转位置时，第一定子磁轭的每个齿部分位于面对第一 磁铁的相同的磁极，即N极或S极，的位置。来自第一磁铁的磁通量经由第三定子磁轭从 第一定子磁轭的每个齿部分到达第二定子磁轭的每个齿部分。第二定子磁轭的每个齿部分 面对第二磁铁中不同的磁极，即S极或N极。第四定子磁轭的一端部分面对与第二磁铁中 不同的磁极相邻的位置。第四定子磁轭的两端部分面对相对于第一磁铁和第二磁铁的不同 的磁极。例如，当第四定子磁轭的一端部面对第二磁铁的N极时，另一端部面对第一磁铁 的S极。因此，来自第一磁铁的磁通量依次穿过第一定子磁轭、第三定子磁轭、第二定子 磁轭、第二磁铁和第四定子磁轭，然后回到第一磁铁。磁通量的环在线圈周围产生，并且 线圈周围的磁通量由于第一磁铁和第二磁铁的旋转交替地改变，从而感应电压在线圈中产 生。

(2)优选地，第一磁铁和第二磁铁中的每个通过以在圆周方向上具有间隙地环形安 排多个永磁铁而被构造，其中，在圆周方向上彼此相邻的永磁铁中，以上述间隙面对的磁 极是相同的。

根据该构造，构造第一磁铁和第二磁铁的永磁铁被固定成在每个第一磁轭和第二磁轭 的内侧在圆周方向上等间隔地彼此分开。