专利名称：凸极式发电机以及自行车用发电轮毂的制作方法
技术领域：
本发明涉及凸极式发电机以及使用该凸极式发电机的自行车用发电轮毂。
背景技术：
在自行车的发电轮毂中，使用凸极式发电机的发电轮毂是周知的。在已有的凸极式发电机中有一种凸极式发电机是周知的，该凸极式发电机是用层叠板状片的多组的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭来构成磁轭。众所周知，在由层叠磁轭构成的已有的凸极式发电机中包括以下发电机，即在一种发电机中，板状片形成为C字状，具有磁轭内周部、磁轭外周部和连接它们的体部(例如，参考特许文献1)；在另一种发电机中，板状片具有圆板部和磁轭外周部，该磁轭外周部从圆板部的周缘形成为放射状，并且在与圆板部交叉的方向上弯曲(例如，参考特许文献2)。
在上述已有的发电机中，第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭安装在轮毂轴上，且沿着圆周方向排列成行地插入到磁轭安装槽中，该磁轭安装槽在线圈的两端处以层叠磁轭的宽度形成。安装在磁轭安装槽中的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭交错地配置成层叠的板状片的磁轭外周部的前端重叠且方向颠倒。
在上述已有的发电机中，对第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭进行安装，在线圈的两端，层叠的板状片的圆板部沿着轮毂轴的轴方向排列成行，第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭交错地配置成层叠的板状片的磁轭外周部的前端方向颠倒。
为了提高发电效率，无论何种发电机在配置层叠磁轭的板状片的磁轭外周部时，都要使磁轭外周部与固定在轮毂外壳上的永磁铁之间留有微小的间隙。若通过交错配置的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭构成磁轭，则可降低涡电流产生的损失，从而改善输出特性。
(特许文献1)特开2001-202017号公报(图2、图3)(特许文献2)特开2004-229403号公报(图5)
在上述已有的发电机中，层叠磁轭的各板状片有可能沿着轮毂轴的径向产生偏离。而在后述的已有发电机中，若磁轭外周部的弯曲角度稍有不同，则磁轭的外周面有可能排列不齐。在上述已有发电机中，无论是何种发电机在对层叠磁轭的外周面进行配置时，与磁铁之间都要留有微小的间隙，由此磁轭的外周面偏离或是排列不齐时，突出的板状片的外周部就有可能与磁铁相接触。为此，可考虑采用如下的方法以防止上述问题的发生，即通过插入成型等方法，用合成树脂等固定在包含磁轭的轮毂轴上所固定的部分。但是，这样做仅会使固定部的树脂的重量变重，从而导致发电机增重。
发明内容
本发明的课题在于，在具有层叠磁轭的凸极式发电机以及使用该凸极式发电机的发电轮毂中，既可控制增重，还可不使磁轭外周部与磁铁接触。
技术方案1的凸极式发电机，包括配置在圆周上的永磁铁；内侧固定机构，该内侧固定机构具有配置在永磁铁的内周侧上的环状线圈以及以包围线圈的周围的方式配置的磁轭，配置成可相对永磁铁转动，其特征在于，磁轭具有定子磁轭，配置在线圈与永磁铁之间；芯子磁轭，与定子磁轭磁性结合，配置在线圈内周上，定子磁轭具有多组第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭，它们由层叠的多个板状片构成，隔着持线圈，配置在轴方向的相反一侧，内侧固定机构还具有盖部件，该盖部件覆盖两层叠磁轭的外周面的至少一部分。
在该凸极式发电机中，永磁铁和定子磁轭相对置，通过它们的相对转动而在芯子磁轭中产生交变磁通量。由此，在线圈中流过电流来发电。具体来说，一种状态是第1层叠磁轭的磁轭外周部为N极，第2层叠磁轭的磁轭外周部为S极；另一种状态是第1层叠磁轭的磁轭外周部为S极，第2层叠磁轭的磁轭外周部为N极，交错转换上述两种状态，于是产生交变磁通量。在发电时，除产生交变磁通量之外，还产生涡电流，但是，由于通过层叠板状片来形成磁轭，所以可防止涡电流的产生。在此处，盖部件对较少产生涡电流的凸极式的磁轭的至少外周面的一部分进行覆盖，由此构成第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的板状片既不易偏离，也不易排列不齐。为此，即使缩小使多个板状片层叠的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的磁轭外周部与永磁铁之间的间隙，磁轭也不易与永磁铁接触。并且仅覆盖至少磁轭的外周面的一部分，而不是以合成树脂固定整体，所以，即使设置盖部件，也仅使固定机构稍微增重，从而能尽可能地控制发电机构的增重。
技术方案2所述的凸极式发电机是在技术方案1所述的凸极式发电机中，多个板状片具有磁轭外周部，该磁轭外周部层叠在圆周方向上，作为配置在线圈与永磁铁之间的定子磁轭发挥功能，多组上述第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭按如下方式进行设置，即磁轭外周部交错地位于圆周方向上，上述盖部件至少覆盖磁轭外周部的一部分。此时，层叠磁轭是沿着圆周方向层叠板状片而形成，而且具有作为定子磁轭发挥功能的磁轭外周部，由此使因弯曲板状片而易于产生的磁性应变变得不易产生。此外，盖部件覆盖磁轭外周部的至少一部分，所以板状片不易沿在径向上偏离。
技术方案3所述的凸极式发电机是在技术方案1或2所述的凸极式发电机中，芯子磁轭与第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭一体形成，层叠的多个板状片具有磁轭内周部，该磁轭内周部与磁轭外周部的内周面相对配置，作为芯子磁轭。此时，由于定子磁轭和芯子磁轭是一体形成，所以易于组装发电机，同时磁轭在线圈的外周侧和内周侧是一体形成，所以可降低磁损失。
技术方案4所述的凸极式发电机是技术方案3所述的凸极式发电机中，第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的板状片的各个上述磁轭内周部与轴方向相对置。此时，磁轭内周部与轴方向相对配置，由此第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的芯子磁轭部分可通过各自的磁轭内周面以磁性方式直接连接，所以不需要连接两层叠磁轭用的其它磁性体。而且，可充分确保磁通量通过两层叠磁轭间的磁路的截面积，从而避免磁饱和。
技术方案5所述的凸极式发电机是在技术方案1至4中任一所述的凸极式发电机中，还包括绕线管，该绕线管具有沿着轴方向延伸的筒状部和设置在筒状部的轴方向两端上的一对凸缘部，线圈卷绕在筒状部的外周上。此时，由于线圈缠绕在绕线管上，所以容易调整线圈的卷线。此外，由于利用绕线管，所以容易沿着周方向留有间隔地配置第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭。
技术方案6所述的凸极式发电机是在技术方案1至5中任一所述的凸极式发电机中，盖部件具有覆盖磁轭的外周面的外周部；覆盖磁轭的两侧面的一对侧面部。此时，盖部件不仅覆盖磁轭的外周面，而且还覆盖侧面，由此可确实将盖部件固定在磁轭上，以使盖部件不易脱落。
技术方案7所述的凸极式发电机是在技术方案1至6中任一所述的凸极式发电机中，盖部件是通过热量使具有热收缩性的合成树脂制的筒状部件收缩而形成的。此时，由于通过热量使合成树脂制的筒状部件收缩来形成盖部件，所以可简单地形成沿着磁轭的形状的盖部件。
技术方案8所述的凸极式发电机是在技术方案7所述的凸极式发电机中，盖部件为具有热收缩性的合成树脂制品，该合成树脂是由聚氯乙烯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂、乙烯·丙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成的树脂组中选择出的一种。
技术方案9所述的发电轮毂是一种自行车用发电轮毂，该自行车用发电轮毂设置在安装于自行车的车架上的车轮中央部上，包括轮毂轴、轮毂外壳、轴承和凸极式发电机。轮毂轴是安装在车架上的轴。轮毂外壳是配置在轮毂轴的外周侧上的筒状外壳。轴承用于相对轮毂轴自如转动地支持轮毂外壳。凸极式发电机是技术方案1至8中任一所述的凸极式发电机，该凸极式发电机具有永磁铁和内侧固定机构，永磁铁配置在轴承间，以圆周状设置在轮毂外壳的内周央上，内侧固定机构配置在永磁铁的内周侧，固定于轮毂轴上。
在该发电轮毂中，永磁铁和内侧固定机构随着车轮转动而相对转动时，则永磁铁和磁轭外周部相互面对，从而在芯子磁轭中产生交变磁通量。具体来说，一种状态是第1层叠磁轭的磁轭外周部是N极，第2层叠磁轭的磁轭外周部是S极；另一种状态是第1层叠磁轭的磁轭外周部是S极，第2层叠磁轭的磁轭外周部是N极，交错转换上述两种状态，从而使交变磁通量产生。在发电时，除了产生交变磁通量，还产生涡电流，但是通过层叠板状片来形成磁轭，所以可防止涡电流的产生。在此处，盖部件覆盖较少产生涡电流的凸极式的磁轭的至少外周面的一部分，所以构成第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的板状片不易偏离。为此，即使缩小使多个板状片层叠的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的磁轭外周部与永磁铁之间的间隙，磁轭也不易与永磁铁相接触。而且，仅至少覆盖磁轭的外周面的一部分，而不是以合成树脂固定整体，所以，即使设置盖部件，也仅使固定机构稍微增重，从而能尽可能地控制发电机构的增重。
根据本发明可知，由于盖部件覆盖较少产生涡电流的凸极式的磁轭的至少外周面的一部分，所以构成第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的板状片不易偏离，而且不易出现排列不齐。为此，即使缩小使多个板状片层叠的第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的磁轭外周部与永磁铁之间的间隙，磁轭也不易与永磁铁相接触。而且，仅覆盖至少磁轭的外周面的一部分，而不是以合成树脂固定整体，所以，即使设置盖部件，也仅使固定机构稍微增重，从而能尽可能地控制发电机构的增重。
图1是采用本发明的一实施方式的自行车的侧视图。
图2是作为本发明的一实施方式的发电轮毂的半截面图。
图3是上述发电轮毂的侧视图。
图4是内侧固定机构的斜视图。
图5A是绕线管的截面侧视图。
图5B是绕线管的主视图。
图6A是图5A的局部放大图。
图6B是图5B的局部放大图。
图7是绕线管以及磁轭的局部斜视图。
图8是绕线管以及磁轭的主视图。
图9是板状片的侧视图。
图10是板状片的主视图。
图11是其它实施方式的相当于图2的图。
图12是板状片的主视图。
图13是图12的局部放大图。
附图标记说明10发电轮毂15轮毂轴16、17轴承18轮毂外壳20发电机构(凸极式发电机的一例)
41永磁铁42内侧固定机构44线圈46磁轭47定子磁轭48芯子磁轭49盖部件49a外周部49b侧面部55绕线管57、58凸缘60、61、160、161第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭62、162板状片62a、162a磁轭外周部62b磁轭内周部102a前叉106前轮具体实施方式
在图1中，采用本发明的一实施方式的自行车101包括具有前叉102a的车架102；手把104；由链条和踏板等组成的驱动部105；具有辐条99的前轮(车轮)；后轮107。在该自行车101的前轮106上组装有发电轮毂10，将发出的电力经电源线13供给到带有传感器的前照灯14。
图2以及图3所示的发电轮毂10与自行车的前轮106一起安装在前叉102a的前端。该发电轮毂10包括轮毂轴15，两端部固定在前叉102a上；轮毂外壳18，配置在轮毂轴15的外周侧，通过一对轴承16、17自如转动地支持于轮毂轴15上；发电机构(凸极式发电机的一例)20，配置在轮毂轴15与轮毂外壳18之间；连接器22，用来把在发电机构20中产生的电力供给到外部的如前照灯14等电设备。电源线13与连接器22相连接。
在轮毂轴15的外周面上形成有外螺纹部，该外螺纹部是形成在两端上的第1外螺纹部15a、15b；和形成在第1外螺纹部15a、15b之间的直径大于第1外螺纹部15a、15b的第2外螺纹部15c。此外，在轮毂轴15的外周面上，从发电机构20的安装部分到第1外螺纹部15b的端部形成有配线插通槽15d，该配线插通槽15d用来连接发电机构20和连接器22。轮毂轴15通过与第1外螺纹部15a、15b螺纹结合的固定螺母24、25而被固定在前叉102a上，轮毂轴15相对于前叉102a不能转动。
轮毂外壳18具有壳主体31和覆盖壳主体的一端(图2右端)的盖部件32。壳主体31是沿轮毂轴15的轴方向延伸而成的筒状部件，在轴方向的一端侧(图2右端)具有膨出部31a，与另一端部相比，该膨出部31a向外周侧膨胀。在壳主体31的两端部外周面上形成有一对轮毂凸缘33a、33b。在轮毂凸缘33a、33b上分别形成有安装辐条99的内侧端部用的多个安装孔34a、34b，这些安装孔沿着圆周方向以相等间隔相差二分之一的相位。盖部件32具有与壳主体31的膨出部31a的内周面螺纹结合的螺纹筒部32a和自如转动地安装在轮毂轴15上的圆板状的转动支持部32b。通过螺纹筒部32a使盖部件32与壳主体31螺纹结合，从而固定住盖部件32。
具有壳主体31以及盖部件32的轮毂外壳18通过分别与轮毂轴15的第1外螺纹部15a、15b旋合、作为轴承16、17的内轮的球推压部16a、17a固定在轮毂轴15上。锁定螺母35、36对上述球推压部16a、17a进行定位并锁定。右侧的锁定螺母36不仅锁定球推压部17a，而且还将连接器22固定在轮毂轴15上。
发电机构20是凸极式的发电机构，包括固定在轮毂18的盖部件32的螺纹筒部32a的内周面上的永磁铁41；内侧固定装置42，与永磁铁41的内周部相对配置，固定在轮毂轴15上，以可相对于永磁铁41转动的方式进行配置。永磁铁41固定在轮毂壳体18的壳主体31的膨出部31a的内面上，由沿着圆周方向按相等间隔分割的多个(例如4个)磁铁体构成。在该永磁铁41上按相等间隔磁化有相互交错的N极和S极，它们分别与后述的磁轭46的外周部相对置。
内侧固定机构42具有环状的线圈44；磁轭46，以包围线圈44的周围的方式进行设置；盖部件49，覆盖磁轭46的至少外周面的一部分。线圈44以及磁轭46以由与第2外螺纹部15c相螺纹结合的一对安装螺母38a、38b夹持的方式固定在轮毂轴15上，且相对于轮毂轴15不能转动，并且在轴方向上，被定位成收容在膨出部31a内的位置关系。
线圈44卷绕在图5中所示的绕线管55上。如图5A、图5B以及作为图5A、图5B的局部放大图的图6A、图6B(图5和图6同时取下磁轭来表示)所示，绕线管55具有筒状体部56，在外周上卷有线圈44；第1凸缘57以及第2凸缘58，它们形成在体部56的轴方向两端部上。在第1凸缘57以及第2凸缘58中，在轴方向外侧的侧面上形成有大体呈放射状延伸的多个槽57a、58a。这些槽57a、58a是按如下方式形成的，即在外周侧上沿着轴向观察时相互偏离，即第2凸缘58位于与第1凸缘57相邻接的2个槽57a之间，或在半径方向的大体中间部，两槽57a、58a沿着轴向观察时部分重合，进而在内周侧上，沿着两槽57a、58a的轴向观察时大体全部重合。各槽57a、57b的外周侧一部分被切除而成为切口部57b、58b。此外，在凸缘57、58的外周面处，在没有形成槽57a、58b的部分上，如图6A、图6B以及作为图6A、图6B的局部立体图的图7中所述，形成有从轴方向的内侧向着外侧的规定长度的多个凹部57c、58c。另外，在图7中，为了便于说明而取下一部分的磁轭来表示。
线圈44的一端(图2右端)经通过配线插通槽15d的内部配线30，与连接器22电连接，线圈44的另一端(图2左端)，经安装螺母38a与轮毂轴15电连接。
如图2所示，磁轭46包括定子磁轭47，配置在永磁铁41与线圈44之间；芯子磁轭48，与定子磁轭47磁性结合，配置在线圈44的内周面和轮毂轴15之间。另外，在本实施方式中，定子磁轭47和芯子磁轭48是一体形成的。
图8表示安装在绕线管55上的磁轭46，图9以及图10仅表示取下磁轭46时的情况。如图7以及图8所示，该磁轭46具有多组第1层叠磁轭60，安装成与绕线管55的第1凸缘57的槽57a相嵌合；多组第2层叠磁轭61，同样安装成与绕线管55的第2凸缘58的槽58a相嵌合。多组的两层叠磁轭60、61隔着线圈44而配置在轴方向的相反侧。
各层叠磁轭60、61是通过层叠图9以及图10中所示的多个板状片62来构成的。各板状片62是用在表面上形成有氧化膜的硅钢板(更详细来说是无方向性硅钢板)来形成的。各板状片62的基本形状相同，都具有作为定子磁轭47来发挥功能的磁轭外周部62a；作为芯子磁轭48来发挥功能的磁轭内周部62b；连结它们的连结部62c。磁轭外周部62a设置成从连结部62c的一方的端部沿着轮毂轴5的轴方向(图9中的O-O方向)延伸，磁轭外周部62a的形状是随着不断向前端侧移动而越来越细。此外，磁轭内周部62b是从连结部62c的另一方的端部同样沿着轴方向延伸地设置。如图10所示，这些板状片62形成为沿着轴向观察时磁轭外周部62a和磁轭内周部62b位于不同的放射线上。
此外，各板状片62的使用厚度为0.25～1mm，0.5mm的板状片在经济上和性能上都具有较高的利用价值。各板状片62的长度各异。即，各层叠磁轭60、61是通过沿着圆周方向层叠8张板状片62来构成的，但是在各层叠磁轭60、61中，如图10所示，最外侧的一对板状片621、628的内周侧的长度最短，它的内侧的一对板状片622、627稍长一些，它的内周侧的一对板状片623、626又稍长一些，最内侧的一对板状片624、625最长。通过设定为该长度，可成为如下高效率的结构在圆周方向上不使相邻接的层叠磁轭的内周部相互接触，且可得到最宽的磁路的截面积。
从图7明确可知，在构成各层叠磁轭60、61的板状片62中，位于圆周方向的两外侧上的板状片621、628是这样形成的，即芯子外周部62a的长度与其它的板状片相比，大体短到长度的1/2左右。这样做是为了防止在圆周方向上相邻接的板状片621、628彼此相互靠接，从而可防止在两者之间发生漏磁。
另外，上述各板状片62可通用在第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61。
层叠该各板状片62，并与形成在绕线管55的各凸缘57、58上的槽57a、58a相嵌合。此外，各板状片62的磁轭外周部62a的前端嵌入形成在与绕线管55相对的一侧的凸缘57、58上的凹部57c、58c中而得到保持。
通过该磁轭46，如图2所示，作为第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的芯子磁轭48的磁轭内周部62b位于线圈44磁轭的内周侧，作为定子磁轭47的磁轭外周部62a位于线圈44和永磁铁41之间。此外，如图8以及图2明确可知，第1层叠磁轭60和第2层叠磁轭61的磁轭内周部62b是相互直接连接的。由此，不必使用由其它的磁性材料构成的部件来连接第1层叠磁轭60和第2层叠磁轭61，从而可将阻抗控制得非常小。
如图2以及4所示，盖部件49以形成为对磁轭46的外周面以及两侧面进行覆盖。盖部件49具有覆盖磁轭的外周面的外周部49a；覆盖磁轭的两侧面的一对侧面部49b。盖部件49是通过热量使具有热收缩性的合成树脂制的筒状部件收缩来形成的。盖部件49为具有热收缩性的合成树脂制品，例如是透明的合成树脂制品，该合成树脂是由聚氯乙烯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂、乙烯·丙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成的树脂组中选择出的一种。盖部件49在收缩时会向着内周侧推压板状片62，从而易于对磁轭外周面进行调整。在实施方式中，盖部件49是厚度为0.05mm左右的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制品。盖部件49的厚度是0.03mm～0.5mm左右，优选为0.04mm～0.2mm左右。若盖部件49的厚度不足0.03mm，则盖部件容易破损，而且在收缩时，盖部件49较难使板状片62调整。此外，若厚度超过0.5mm时，则有必要加大与永磁铁41之间的间隙，从而导致发电效率降低。在此处，由于盖部件49覆盖着较少产生涡电流的凸极式的磁轭46的至少外周面，所以构成第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的板状片62不易偏离。为此，即使缩小使多个板状片62层叠的第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的磁轭外周部62a与永磁铁41之间的间隙，磁轭46也不易与永磁铁41相接触。而且由于不是用合成树脂固定整体，而是仅覆盖至少磁轭46的外周面的一部分，所以，即使设置盖部件49，也仅使固定机构42重量稍微增加一些，从而能尽可能地控制发电机构20增加重量。
下面，对于发电轮毂10的发电进行说明。
前轮随着自行车的行走而相对于轮毂轴15转动，即轮毂外壳18相对于轮毂轴15转动，则永磁铁41相对于固定于轮毂轴15上的内侧固定机构42转动。由此，永磁铁41在线圈44以及磁轭46的磁轭外周部62a的外周侧转动。
在此处，第1层叠磁轭60的磁轭外周部62a和第2层叠磁轭61的磁轭外周部62a，该两者中的一方从永磁铁41得到供给的N极的磁通量时，则另一方会得到供给的S极的磁通量，而该两者中的一方从永磁铁41得到供给的S极的磁通量，则另一方会得到供给的N极的磁通量。即永磁铁41在第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的磁轭外周部62a的外周侧转动，于是重复形成第1层叠磁轭60为N极、第2层叠磁轭61为S极的第1状态，以及第1层叠磁轭60为S极、第2层叠磁轭61为N极的第2状态，从而在磁性连结两者60、61的两层叠磁轭60、61的磁轭内轴部62b(芯子磁轭48)中产生交变磁通量。通过在该线圈44的内侧产生的交变磁通量使线圈44产生电流以发电。
本实施方式中的发电轮毂10，是通过层叠板状的板状片62来构成磁轭46的，所以与已有的利用金属板冲压成型构成的情况相比，可控制涡电流的产生。
此外，如本实施方式所示，在凸极式结构中，仅简单地将磁轭46转换成层叠结构，从而需要其它的磁性材料来连接彼此相对的磁轭，为此磁阻力会增加，因而导致效率降低。但是在本实施方式中，对磁轭的形状进行研究，从而可使相对的第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的内周侧部分相互直接连接，由此不用连接第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61用的其它部件，而且可确保必要充分的截面积，以通过磁通量。因此可将磁阻力降低得非常小，可提高效率。
此外，通过盖部件49来至少覆盖磁轭外周面，所以构成第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的板状片62不易偏离。为此，即使缩小使多个板状片62层叠的第1层叠磁轭60以及第2层叠磁轭61的磁轭外周部62a与永磁铁41之间的间隙，磁轭46也不易与永磁铁41相接触。并且仅覆盖至少磁轭46的外周面的一部分，而不是用合成树脂固定整体，所以，即使设置盖部件49，也仅使固定机构42重量稍微增加一些，从而能尽可能地控制发电机构20增加重量。
(其它实施方式)(a)在上述实施方式中使用了板状片62，该板状片62是通过一体的芯子外周部62a、芯子内周部62b以及连结部62c来形成的，然而板状片62的形状等并不限于上述实施方式，例如可以使芯子外周部、芯子内周部以及连结部各自分割地形成。通过采用该分割板状片，可提高从硅钢板制作板状片时的成品率。
(b)在上述实施方式中，公开了沿着圆周方向层叠板状片62的磁轭46，然而，如图11所示，沿着轮毂轴方向层叠板状片162的磁轭146也适用本发明。另外，在图11中，与上述实施方式相同的形状的部件采用同一附图标记，形状不同的对应部件所使用的附图标记要加上100。
如图11所示，构成内侧固定机构142的磁轭146具有定子磁轭147，配置在永磁铁41与线圈44之间；芯子磁轭148，与定子磁轭147相磁性结合，配置在线圈44的内周面和轮毂轴15之间。另外在此处，定子磁轭147和芯子磁轭148是分体的。
第1层叠磁轭160以及第2层叠磁轭161是通过沿着轴方向层叠图12所示的多个板状片162来构成。各板状片162的基本形状相同，都具有圆板部162c，在绕线管55的两端部安装在轮毂轴15上；磁轭外周部162a，沿着轮毂轴15弯曲从圆板部162c的外周部沿着直径方向延伸的部分。该磁轭外周部162a作为定子磁轭147发挥功能。
第1层叠磁轭160以及第2层叠磁轭161与上述实施方式同样，磁轭外周部162a交错配置，并且磁轭外周部162a配置成覆盖线圈44。磁轭外周部162a的长度是这样的最接近线圈44的板状片162最长，并由该处起，如图12中的双点划线所示那样逐渐变短。而弯曲位置如图13明确可知，在最小直径一侧，将最接近线圈44的位置的板状片162弯曲，然后在直径较大一侧逐渐地弯曲。磁轭外周部162a是如下这样形成的，即从圆板部162c的外周部弯曲成钝角，以从圆板部162c的外周部起，从轮毂轴15的轴方向稍微沿着直径方向延伸，该磁轭外周部162a的形状是，宽度随着不断向前端部移动而变得越来越细。如图13所示，这些板状片162形成为连接磁轭外周部162a的前端的线成为直线，沿着轴方向排列配置。安装盖部件149，使其覆盖该磁轭外周部162a。
在上述结构的磁轭146中，若变动弯曲角度，则有时各板状片162的磁轭外周部162a会排列不齐。但是盖上盖部件149，这样即使弯曲角度多少变动一些，也可进行修正以排列一致。为此，即使缩小使多个板状片162层叠的第1层叠磁轭160以及第2层叠磁轭161的磁轭外周部162a与永磁铁41之间的间隙，磁轭146也不易与永磁铁41相接触。并且仅覆盖至少磁轭146的外周面的一部分，而不是以合成树脂固定整体，所以，即使设置盖部件149，也仅使固定机构142稍微增重，从而能尽可能地控制发电机构20的增重。
权利要求
1.一种凸极式发电机，包括配置在圆周上的永磁铁；内侧固定机构，该内侧固定机构具有配置在上述永磁铁的内周侧上的环状线圈以及以包围上述线圈的周围的方式配置的磁轭，配置成可相对上述永磁铁转动，其特征在于，上述磁轭具有定子磁轭，配置在上述线圈与上述永磁铁之间；芯子磁轭，与上述定子磁轭磁性结合，配置在上述线圈内周上，上述定子磁轭具有多组第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭，它们由层叠的多个板状片构成，隔着上述线圈，配置在轴方向的相反一侧，上述内侧固定机构还具有盖部件，该盖部件覆盖上述两层叠磁轭的外周面的至少一部分。
2.如权利要求1所述的凸极式发电机，其特征在于，上述多个板状片具有磁轭外周部，该磁轭外周部层叠在圆周方向上，作为配置在上述线圈与上述永磁铁之间的上述定子磁轭发挥功能，多组上述第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭按如下方式进行设置，即上述磁轭外周部交错地位于圆周方向上，上述盖部件至少覆盖上述磁轭外周部的一部分。
3.如权利要求1或2所述的凸极式发电机，其特征在于，上述芯子磁轭与上述第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭一体形成，上述层叠的多个板状片具有磁轭内周部，该磁轭内周部与上述磁轭外周部的内周面相对配置，作为上述芯子磁轭。
4.如权利要求3所述的凸极式发电机，其特征在于，上述第1层叠磁轭以及第2层叠磁轭的上述板状片的各个上述磁轭内周部与轴方向相对置。
5.如权利要求1至4中任一所述的凸极式发电机，其特征在于，还包括绕线管，该绕线管具有沿着轴方向延伸的筒状部和设置在上述筒状部的轴方向两端上的一对凸缘部，上述线圈卷绕在上述筒状部的外周上。
6.如权利要求1至5中任一所述的凸极式发电机，其特征在于，上述盖部件具有覆盖上述磁轭的外周面的外周部；覆盖上述磁轭的两侧面的一对侧面部。
7.如权利要求1至6中任一所述的凸极式发电机，其特征在于，上述盖部件是通过热量使具有热收缩性的合成树脂制的筒状部件收缩而形成的。
8.如权利要求7所述的凸极式发电机，其特征在于，上述盖部件为具有热收缩性的合成树脂制品，该合成树脂是由聚氯乙烯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂、乙烯·丙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成的树脂组中选择出的一种。
9.一种自行车用发电轮毂，设置在安装于自行车的车架上的车轮中央部上，该自行车用发电轮毂包括安装在上述车架上的轮毂轴；配置在上述轮毂轴的外周侧上的筒状轮毂外壳；相对上述轮毂轴，可自如转动地支持上述轮毂外壳用的轴承；权利要求1至8中任一所述的凸极式发电机，该凸极式发电机具有上述永磁铁和上述内侧固定机构，上述永磁铁配置在上述轴承间，以圆周状设置在上述轮毂外壳的内周央上，上述内侧固定机构配置在上述永磁铁的内周侧，固定于上述轮毂轴上。
全文摘要
在具有层叠磁轭的凸极式发电机以及使用该凸极式发电机的发电轮毂中，既可控制增重，还可不使磁轭外周部与磁铁接触。凸极式发电机(20)包括配置在圆周上的永磁铁；内侧固定机构(42)其具有配置在永磁铁的内周侧上的环状线圈及以包围线圈的周围的方式配置的磁轭(46)，可相对永磁铁转动地配置，磁轭(46)具有定子磁轭，配置在线圈与永磁铁之间；芯子磁轭，与定子磁轭磁性结合，配置在线圈内周上，定子磁轭包括多组第1层叠磁轭(60)以及第2层叠磁轭(61)，它们由层叠的多个板状片(62)构成，隔着线圈配置在轴方向的相反一侧上，内侧固定机构(42)还具有盖部件(49)，该盖部件(49)覆盖两层叠磁轭(60、61)的外周面的至少一部分。
文档编号H02K1/14GK1815849SQ20061000479
公开日2006年8月9日 申请日期2006年1月28日 优先权日2005年2月4日
发明者吉田文纪 申请人:岛野(新加坡)私人有限公司