CN103427512B

CN103427512B - 磁体式发电机及其制造方法

Info

Publication number: CN103427512B
Application number: CN201210580797.8A
Authority: CN
Inventors: 前川年雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103427512A; JP5422019B2; US10224793B2; US20130307353A1; JP2013240208A

Abstract

一种磁体式发电机及其制造方法，通过将磁体可靠地固定来提高可靠性，而且能减少部件数来使组装工序简化，并能实现成本降低。在磁体式发电机中，包括：将多个磁体(12)隔着规定间隔配置在碗状的飞轮(11)的内周面上的转子(10)；以及与所述磁体相对地设置有多个供线圈(23)卷绕的铁芯(21)的定子(20)，所述磁体是将粘合磁铁与飞轮(11)一体成型而构成的。

Description

磁体式发电机及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种安装在摩托车、手推车、踏雪车、舷外机等的发电机上的磁体式发电机及其制造方法。

背景技术

当前的安装有磁体式发电机的发动机以提高市场品质为目的而要求提高寿命。

特别是，由于磁体式发电机的转子安装于曲柄轴并始终与曲柄轴一起旋转，因而，一旦该转子破碎，就会使发动机的功能下降，除此之外，倘如破碎的部件飞散，就可能会对操作者带来危险，因此，需要考虑即便长时间使用也不会破碎的磁体式发电机。

磁体式发电机的转子由产生磁通的磁体和收纳该磁体的铁系材料的飞轮构成，但由于磁体容易破裂，因此，一般以保护和固定磁体为目的而构成为增加铁系材料的环状部件。

但是，由于仅用环状部件无法将磁体完全固定，一旦受到发动机的振动，磁体就可能破裂，因此，一般还一并使用粘接剂来对磁体进行固定。

在使用粘接剂对磁体进行固定的情况下，若没有均匀地涂抹粘接剂，便无法确保稳定的粘接强度，此外，若为了使粘接剂固化而采用加热固化，则需要加热装置，若采用常温固化，则需要很长的固化时间。

作为上述情况的改进方法，例如，在专利文献1中，不使用粘接剂，而利用热塑性树脂使飞轮、磁体和环状构件一体成型。

此外，为了使环状构件的制造容易且便宜，并使组装作业容易，采用使板材弯曲的结构。

在利用使板材弯曲而成的环状构件来对磁体的位置进行临时固定之后，利用热塑性树脂而一体成型，这种结构不仅可使组装作业容易，而且可在相同条件下将磁体完全固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开昭62－119179号公报

但是，虽然专利文献1所示的结构能切实可靠地将磁体进行固定，因而能提高可靠性，但环状构件需要使用SUS等昂贵的非磁性材料，以防止磁特性下降。

此外，为了形成将磁体临时固定在使板材弯曲而成的环状构件上的形状，在考虑到生产率时，需要行进冲压的模具。

此外，为了使热塑性树脂成型，需要注塑成型的模具。而且，热塑性树脂不仅涂覆在磁体的周围，还会填埋到飞轮和环状构件的间隙中，因此，存在重量增加这样的问题。

发明内容

本发明为解决上述现有问题而作，其目的在于提供一种不仅能通过将磁体可靠地固定来提高可靠性，而且能减少部件数来使组装工序简化，并能实现成本降低的磁体式发电机及其制造方法。

本发明的磁体式发电机包括：转子，该转子将多个磁体隔着规定间隔配置在碗状的飞轮的内周面上；以及定子，该定子与上述磁体相对地设置有多个卷绕有线圈的铁芯，上述磁体是将粘合磁铁与上述飞轮一体成型而构成的。

根据本发明的磁体式发电机，由于在磁体中使用粘合磁铁，因此，能在形成磁体的形状的成型工序中，将磁体与飞轮形成一体。

这样，便不需要用于对磁体进行临时固定的环状构件和其后对磁体进行固定的粘接剂及成型树脂。

其结果是，由于能减少部件数，也能简化组装工序，因此，能实现成本降低。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的磁体式发电机的局部剖视图。

图2是实施方式1的转子的仰视图。

图3是实施方式1的转子的局部展开图。

图4是本发明实施方式2的磁体式发电机的转子的仰视图。

图5是实施方式2的转子的局部展开图。

图6是本发明实施方式3的磁体式发电机的转子的仰视图。

图7是表示本发明实施方式4的磁体式发电机的转子的仰视图。

图8是实施方式4的转子的局部剖视图。

图9是实施方式4的转子的局部剖视图。

图10是本发明实施方式5的磁体式发电机的转子的仰视图。

图11是表示实施方式5的转子的另一例子的仰视图。

(符号说明)

10 转子

11 飞轮

11a 凸部

11b 凹部

11c 换气用孔

11d 换气用孔

12 粘合磁铁

12a 连接部

12b 浇口部

12c 翅片部

12d 倾斜部

12e 倾斜部

20 定子

21 铁芯

22 绝缘构件

23 线圈

具体实施方式

实施方式1

图1～图3是表示本发明实施方式1的磁体式发电机的结构的图，图1是磁体式发电机的局部剖视图，图2是转子的仰视图，图3是沿图1的A－A线的局部展开图。

在图1中，本发明的磁体式发电机由紧固在发动机的曲柄轴(未图示)上的转子10和固定在发动机侧的定子20构成。

转子10具有由铁系材料制成的碗状的飞轮11和形成磁极并产生磁通的磁体12。

定子20由将薄板层叠而成的铁芯21、覆盖铁芯21的表面的绝缘构件22和卷绕在绝缘构件22的表面上的线圈23构成。

因转子10旋转而在卷绕于定子铁芯21的定子侧线圈23中产生电流。

在定子侧线圈23中产生的电流通过未图示的引线及连接器而与发动机侧的电流控制装置连接，以对电池进行充电。

转子10在飞轮11的凸缘部的内周面上，以与定子20的铁芯21相对的方式隔着规定间隔配置有多个粘合磁铁，来作为形成磁极并产生磁通的磁体12。

飞轮11具有用于确保发动机的惯性矩的功能，且相对于转轴呈大致圆形，并且具有轴套部，该轴套部用于安装至传递发动机旋转的、未图示的曲柄轴。

安装于转子10的磁体12(以下称为“粘合磁铁12”)是使用粘合剂(粘接剂)将磁体粉末固化成型而成的复合永磁体的总称，其特点是相当于填料(filler)的磁体粉末的含有率比其它复合材料的含有率大。粘合磁铁的特点是，由于其含有粘合剂，因此，不仅尺寸精度及形状自由度高、机械特性优异，而且由于能通过模具成型，因此，能容易地进行大量生产。

通过将飞轮11配置在模具内并进行注塑成型，就可将粘合磁铁12与飞轮11一体化。

在飞轮11的凸缘部内表面上具有飞轮11的凸部11a和凹部11b中的至少任意一个，在该部分上还嵌入粘合磁铁12。

嵌入飞轮11的凸部11a或凹部11b的粘合磁铁12因糙面效应(anchoring effect)而具有防脱及止转的功能，因此，粘合磁铁12能可靠地固定在飞轮11上。

如上所述，根据本实施方式1的磁体式发电机，在包括将多个磁体12隔着规定间隔配置在碗状的飞轮11的内周面上的转子10和与上述磁体相对地设置卷绕有线圈23的多个铁芯21的定子20的磁体式发电机中，上述磁体12是通过将粘合磁铁与上述飞轮11一体成型而构成的。

通过如上所述构成，由于粘合磁铁12相对于飞轮11的位置是由粘合磁铁12的注塑成型的模具来确定的，因此，不需要以往所需的对磁体进行临时固定的构件及对磁体进行粘接固定的构件，从而能实现成本降低。

此外，由于粘合磁铁12是通过注塑成型而固定在飞轮11上的，因此，也不需要粘接剂及其它树脂部件。

实施方式2

图4、图5是表示本发明实施方式2的磁体式发电机的转子的图，图4是转子的仰视图，图5是沿图4的A－A线的局部展开图。

在实施方式2中，多个粘合磁铁12以在形成于飞轮11的底部侧的连接部12a处彼此连接的方式成型而成。

通过这样在连接部12a处将多个粘合磁铁12连接，就能减少在对粘合磁铁12进行注塑成型时注入粘合磁铁的浇口部12b的数量。

在图4中示出了尽管对于构成十二个磁极的十二个粘合磁铁12需要形成十二处浇口部，但却将浇口部12b减少至两处的例子。

若这样减少浇口部，则不仅能使模具结构简单，而且还能减少将注塑成型机的喷嘴连接至浇口部的未图示的浇道部，因此，也能减少材料损耗。

实施方式3

图6是表示本发明实施方式3的磁体式发电机的转子的仰视图。

在实施方式3中，粘合磁铁12具有将其前端成型成翅片状而形成的翅片部12c。

若将粘合磁铁12成型成这样，则通过使飞轮11旋转，在翅片部12c的作用下，会在飞轮11的内侧产生空气流，从而能对飞轮11及粘合磁铁12、卷绕在定子20的铁芯21上的作为发热部的线圈23进行冷却。

通过降低线圈23的温度，线圈23与耐热标准间的余裕增大，因此，能有益于磁体式发电机的寿命提高。

实施方式4

图7～图9是表示本发明实施方式4的磁体式发电机的转子的图，图7是转子的仰视图，图8是沿图7的A－O线的局部剖视图，图9是沿图7的B－O线的局部剖视图。

在实施方式4中，设置有贯穿飞轮11底部的换气用孔11c。

通过这样在飞轮11上设置换气用孔11c，就能有效地对因具有翅片部12c的粘合磁铁12而产生的飞轮11内的空气流进行换气。

另外，飞轮11的换气用孔只要位于能有效进行换气的位置即可，也可以是例如设置在飞轮11的凸缘部上的换气用孔11d。

实施方式5

图10是表示本发明实施方式5的磁体式发电机的转子的仰视图。

在实施方式5中，在与定子20相对一侧的粘合磁铁12的两侧端形成有倾斜部12d。

在磁体式发电机中，虽然在转子10穿过定子20的磁极附近时会产生转矩损失，但通过在转子侧的磁极处、即粘合磁铁12的两端侧设置倾斜部12d，就能减少转矩损失。

这样，在粘合磁铁12中，由于能自由地形成与定子20相对的部分的形状，因此，能在考虑到转矩损失的同时对发电性能进行设定。

另外，在图10中，在粘合磁铁12的两侧端设置了倾斜部12d，但只要能获得减少转矩损失的效果即可，例如，如图11所示，粘合磁铁12的倾斜部的形状也可以不是直线的倾斜，而是弧状的倾斜部12e。

实施方式6

此外，虽未图示，但由于粘合磁铁12一般使用NdFeB磁铁等，因此，在单体状态下可能会生锈。

由于飞轮11由铁类材料构成，因此，通常要进行镀覆或涂覆来防止生锈。

通过使用粘合磁铁12，由于飞轮11与粘合磁铁12是一体构成的，因此，能在形成一体后进行镀覆或涂覆。

若是这样，就不需要在每个部件上进行镀覆或涂覆，能简化加工工序，因此，能实现成本降低。

实施方式7

此外，虽未图示，但由于粘合磁铁12并非是由热塑性树脂等一体成型的，因此，在磁体式发电机的转子的状态下朝外部露出，因而存在附着有水分的可能性。

粘合磁铁12的粘合剂即树脂一般是尼龙类树脂，但考虑到树脂遇水分解而导致的劣化，通过在粘合剂中使用PPS树脂，即便在可能附着有水分的环境下，树脂的劣化也较少，能稳定地维持磁体形状，因此，能有益于磁体式发电机的寿命提高。

另外，本发明在本发明的范围内能对各实施方式进行自由组合，或是能对各实施方式进行适当变形、省略。

Claims

1.一种磁体式发电机，包括：

转子，该转子将多个磁体隔着规定间隔配置在碗状的飞轮的内周面上；以及

定子，该定子与所述磁体相对地设置有多个卷绕有线圈的铁芯，

所述磁体式发电机的特征在于，

所述磁体是将粘合磁铁与所述飞轮一体成型而构成的，

在所述飞轮的与所述磁体相对的面上，形成有供所述粘合磁铁嵌入的凸部和凹部中的至少任意一个，

嵌入所述凸部或凹部的所述粘合磁铁因糙面效应而固定在所述飞轮上。

2.如权利要求1所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述粘合磁铁以在形成于飞轮的底部侧的连接部处彼此连接的方式成型而成。

3.如权利要求1或2所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述粘合磁铁在其前端具有翅片部，通过所述飞轮的旋转，来对所述定子的线圈进行冷却。

4.如权利要求1或2所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述飞轮具有对其内侧的空气进行换气的换气用孔。

5.如权利要求1或2所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述粘合磁铁在其两端侧具有倾斜部。

6.如权利要求1或2所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述粘合磁铁与所述飞轮同时被镀覆。

7.如权利要求1或2所述的磁体式发电机，其特征在于，

所述粘合磁铁使用PPS树脂作为粘合剂。

8.一种磁体式发电机的制造方法，所述磁体式发电机包括：

定子，该定子与所述磁体相对地设置有多个供线圈卷绕的铁芯，

所述磁体式发电机的制造方法的特征是，

使用粘合磁铁作为所述磁体，

在所述飞轮的与所述磁体相对的面上，形成供所述粘合磁铁嵌入的凸部和凹部中的至少任意一个，

对所述粘合磁铁进行注塑成型，以使其与所述飞轮形成一体，

9.如权利要求8所述的磁体式发电机的制造方法，其特征在于，

在对所述粘合磁铁进行注塑成型后，同时对所述粘合磁铁和所述飞轮进行镀覆。