[发明专利]永磁式马达的定子

说明书

本发明涉及永磁式电动机的定子的结构具有特征的、尤其适于以电动机的驱动力辅助人力的驱动力的、也被称作所谓的助推型自行车上采用的永磁式电动机的定子。

最近，以人力驱动的人力驱动单元与以电动机驱动的电动驱动单元二者兼备的、根据人力所施加的驱动力的大小相应地驱动电动机的、以电动机的驱动力辅助人力的驱动力的电动自行车深受欢迎。

关于这样的电动自行车，过去已为人所知的有：如特开平4-358987号公报(B62M 23/02)所示，将以人力驱动的驱动系与以电动机驱动的驱动系并列设置、对上述人力所施加的驱动力进行检测以控制电动机的输出功率的电动自行车。

然而，这样的构成由于驱动部分处于远离后轮的位置，故驱动力传递到后轮的过程中力的损失较大，另外，为了向后轮传递动力，必须将脚蹬及电动机的纵向旋转变换为驱动轴的横向旋转，为进而使后轮旋转必须再变换为纵向旋转，因而，除结构复杂之外，还存在着体积大、易发生故障等问题。为解决这些问题，本申请人提供以电动机直接驱动后轮旋转这种型式的电动自行车。

下面，结合附图对后轮直接驱动式电动自行车的例子进行说明。

图16是后轮直接驱动式电动自行车的整体立体图，图中，1是电动自行车主体。电动自行车主体1上具有后面将叙述的电动机8，根据人力所施加的转矩的大小相应地改变电动机8的驱动力，以电动机8的力辅助人力所施加的力而行驶。

电动自行车主体1的车架4上安装有前轮2、后轮3、车把13及车座21，前轮2靠车把13操纵方向。在后轮3的旋转轴部位上设有盘形壳体5。

盘形壳体5具有旋转壳体6与固定于电动自行车主体1上的固定壳体7，旋转壳体6可与后轮3一体地旋转。

此外，盘形壳体5中内装有电动机8，有必要实施电动驱动时进行驱动，与后述的人力驱动单元10共同使上述旋转壳体6旋转。具有该盘形壳体5的驱动部分即电动驱动单元9。

人力驱动单元10具有脚蹬11及链条12，通过使用者踏蹬脚蹬11，经链条12使上述后轮3旋转。本例是以链条12作为人力的传动件，但也可以不受此限，以传动带、旋转轴等代替链条12作传动件。

用来操纵前轮2的方向的车把13的左右两端安装有闸杆14、15。而在前轮2及后轮3上设有刹车装置18、19。闸杆14、15与刹车装置18、19之间以闸线16、17相连接。

通过握捏闸杆14、15使闸线16、17受牵拉，通过该闸线16、17分别使前后的刹车装置18、19动作。此外，闸线16、17的中途位置处设有刹车开关20，其工作原理是当操动闸杆14、15时，停止向电动机8供电。

后轮3上方的车架4上安装有作为电动机8的电源的电池单元22。该电池单元22由被可滑动拆装地安装在车架4上的电池盒23和容纳于该电池盒23中的1号充电电池构成，电源电压约为24伏。

下面，结合图17、18对上述盘形壳体5进行说明。

图17是显示图16所示盘形壳体5之构成的主视图，图中的7是固定于电动自行车主体上的固定壳体。

固定壳体7中配置有：由控制基板和散热板构成的控制单元(图中未示出)；电动机8；由用来传递电动机8的输出轴24的输出功率的第1皮带轮与第2皮带轮之皮带轮组25及终端皮带轮28的三个皮带轮组成的皮带轮群所构成的减速机构26；以及将该减速机构26的各皮带轮之间以及与终端皮带轮28之间连接起来的传动带27。

上述终端皮带轮28固定于旋转壳体6中，当上述电动机8一旋转，通过传动带27，从电动机8的输出轴24直到终端皮带轮28均旋转，经减速使旋转壳体6与终端皮带轮28一起旋转。

此外，与终端皮带轮28相连接的第2皮带轮的较小的皮带轮上，中介地装有单向离合器(图中未示出)，当来自脚蹬的力加上时使电动机8不旋转，即使得脚蹬变轻。29是后轮的车轴。

图18是显示在上述盘形壳体5内电动机8的配置状态的主视图，30是定子，40是磁体，60是电枢(转子)。

此外，如图19所示，用来将电动机8的电枢(转子)60与线圈绝缘起来的绝缘板61，是与冷却风扇62一体成型的构成。

尽管如此，具有该盘形壳体5的电动驱动单元9其尺寸及重量均相当大，作为自行车用，希望能轻量、小型化。而要实现轻量、小型化，驱动电动机的小型化也是一个课题。

要实现以永磁体作为场磁体的电动机的小型化，采用BH积大的磁体、获取大的磁通量是有效的。作为BH积大的磁体，近年来，诸如以钕、铁、硼形成的钕永磁体和钐钴系永磁体等所谓稀土类永磁体已为人知。