DE102006004614B4 - Magnetoelektrischer Generator - Google Patents

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Abstract

Magnetoelektrischer Generator, mit:
einem schalenförmigen Schwungrad (3), das einen zylindrischen Abschnitt und einen Bodenabschnitt (5) aufweist;
einer Vielzahl von Permanentmagneten (4), die an einer inneren Umfangs-Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts (5) befestigt sind, um so entlang des Umfangs angeordnet zu sein;
einem Harzmaterial (9), das zwischen benachbarten Paaren der Permanentmagnete (4) gefüllt ist, wobei das Harzmaterial (9) die Permanentmagnete einstückig an dem Schwungrad (3) befestigt;
einem Statorkern (12), der radial innerhalb des Schwungrads (3) angeordnet ist, derart, dass eine äußere Umfangsoberfläche des Statorkerns (12) den Permanentmagneten (4) gegenüberliegt; und
einer Erzeugerspule (13), die durch Umwicklung des Statorkerns (12) mit einem Leitungsdraht gebildet ist,
wobei der magnetoelektrische Generator elektrische Leistung durch elektromagnetische Induktion zwischen den Permanentmagneten (4) und der Erzeugerspule infolge einer Drehung des Schwungrads (3) erzeugt,
wobei:
eine Vielzahl von Halteabschnitten (10) zur Verhinderung einer Verschiebung bezüglich dem Harzmaterial (9) an dem zylindrischen...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetoelektrischen Generator zur Erzeugung von elektrischer Leistung durch elektromagnetische Induktion zwischen einem Permanentmagneten und einer Erzeugerspule infolge der Drehung einer Schwungscheibe.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Es sind herkömmliche magnetoelektrische Generatoren bekannt, bei denen eine Vielzahl von Permanentmagneten am Umfang einer inneren Wandoberfläche eines zylindrischen Abschnitts einer radförmigen Schwungscheibe befestigt sind, um so entlang des Umfangs angeordnet zu sein, und wobei die Permanentmagnete einstückig durch Füllen eines Harzmaterials zwischen benachbarten Permanentmagneten an der Schwungscheibe befestigt sind (vgl. beispielsweise JP 2002 101 630 A ).
  • In diesen magnetoelektrischen Generatoren sind eine Vielzahl von vorspringenden Abschnitten, die nach innen ragen, an dem zylindrischen Abschnitt der Schwungscheibe durch Pressformung ausgebildet, und diese vorspringenden Abschnitte greifen in das Harzmaterial ein, um zu vermeiden, dass das Harzmaterial und die Permanentmagnete sich relativ zu der Schwungscheibe bewegen.
  • Bei den Schwungscheiben herkömmlicher magnetoelektrischer Generatoren wird ein stabförmiges Halbzeug-Material in eine radförmige Form gefertigt; anschließend wird eine Pressformung vorgenommen, um die vorspringenden Abschnitte zu bilden, wobei sich jedoch die Rundheit der Schwungscheibe während dieser Pressformung, wie in 5 dargestellt, verschlechtert, wodurch Unregelmäßigkeiten in der Größe eines Luftspalts zwischen den Permanentmagneten und einem Stator hervorgerufen werden.
  • Insbesondere, da Schwungscheiben in magnetoelektrischen Generatoren dünner hergestellt sind, mit der Absicht die Größe und das Gewicht zu reduzieren, sind Verschlechterungen der Rundheit – während der Ausbildung der vorspringenden Abschnitte an dem zylindrischen Abschnitt mittels Pressformung – typisch, und aufgrund der Zunahme von Unregelmäßigkeiten in der Größe des Luftspalts, welche durch die Pressformung hervorgerufen werden, sind Probleme, wie die Folgenden, aufgetreten:
    • A) Fluktuationen treten an der Drehstelle der sich drehenden Schwungscheibe auf und beeinflussen nachteilig die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung (Ausgabekenngrößen bzw. Ausgabeeigenschaften);
    • B) Zwischen den inneren Umfangsoberflächen der Permanentmagnete und den äußeren Umfangsoberflächen des Stators tritt eine Gleitreibung auf, welche möglicherweise eine Endfertigung vermeidet; und,
    • C) es können auch Temperaturunterschiede in den Erzeugerspulen des Stators aufgrund leistungserzeugender Effekte (alternierendes Magnetfeld), bedingt durch Vergrößerungen und Verkleinerungen der Luftspaltgröße, auftreten, wodurch die Lebensdauer und die Betriebssicherheit einer elektrisch isolierenden Beschichtung (in Form eines Polymermaterials) von Leitungsdrähten in einem Abschnitt der Erzeugerspulen aufgrund extremer Temperaturerhöhungen reduziert wird.
  • Die US 6,396,177 B1 betrifft einen Motor mit einem Außenrotor, an dessen innerem Umfang Permanentmagneten und ein Harz angeordnet sind. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Bodenabschnitts weist der Außenrotor an der Außenseite des Bodenabschnitts radial verlaufende Rippen auf.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung verfolgt die Lösung der obigen Probleme und ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen magnetoelektrischen Generator bereitzustellen, mit dem es möglich ist, eine Luftspaltgröße zwischen Permanentmagneten und einem Stator durch Steigerung der Rundheit einer radförmigen Schwungscheibe gleichbleibend zu gestalten, wodurch Verkleinerungen der Luftspaltgröße möglich sind und die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung usw. verbessert werden.
  • Um das obige Ziel zu erreichen wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein magnetoelektrischer Generator bereitgestellt, mit: einem schalenförmigen Schwungrad, das einen zylindrischen Abschnitt und einen Bodenabschnitt aufweist; einer Vielzahl von Permanentmagneten, die am Umfang einer inneren Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts befestigt sind, um so entlang des Umfangs angeordnet zu sein; einem Harzmaterial, das zwischen benachbarten Paaren der Permanentmagnete gefüllt ist, wobei das Harzmaterial die Permanentmagnete einstückig oder integral an dem Schwungrad befestigt; einem Statorkern, der radial innerhalb des Schwungrads angeordnet ist, derart, dass eine äußere Umfangsoberfläche des Statorkerns den Permanentmagneten gegenüberliegt; und einer Erzeugerspule, die durch Umwicklung des Statorkerns mit einem Leitungsdraht gebildet ist, wobei der magnetoelektrische Generator elektrische Leistung durch elektromagnetische Induktion zwischen den Permanentmagneten und der Erzeugerspule infolge einer Drehung des Schwungrads erzeugt, wobei: eine Vielzahl von Halteabschnitten zur Verhinderung einer Verschiebung bezüglich dem Harzmaterial an dem zylindrischen Abschnitt derart ausgebildet sind, dass sie radial nach innen bzw. außen vorstehen, und eine Vielzahl von pressgeformten Abschnitten zur wirksamen Erhöhung der Rundheit des Schwungrades an dem Bodenabschnitt des Schwungrads durch Pressformung derart ausgebildet sind, dass sie nach innen bzw. außen vorstehen und radial innerhalb der Halteabschnitte angeordnet sind.
  • Der magnetoelektrische Generator gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine Luftspaltgröße zwischen den Permanentmagneten und dem Stator durch Steigerung der Rundheit des schalenförmigen Schwungrads, die auch als radförmige Schwungscheibe bezeichnet wird, gleichbleibend zu gestalten, wodurch Verkleinerungen der Luftspaltgröße möglich sind und die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung usw. verbessert werden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Vorderansicht, welche einen magnetoelektrischen Generator gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Schnittansicht des magnetoelektrischen Generators aus 1;
  • 3 ist eine Vorderansicht mit einer Schnittansicht für einen Abschnitt einer Schwungscheibe aus 1;
  • 4 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 3;
  • 5 ist eine Grafik, welche die Rundheit einer herkömmlichen Schwungscheibe zeigt;
  • 6 ist eine Grafik, welche die Rundheit der Schwungscheibe aus 1 zeigt;
  • 7 ist eine Grafik, welche den Luftspalt und die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung von Schwungrädern infolge der Anwesenheit oder Abwesenheit eines pressgeformten Abschnitts zeigt;
  • 8 ist eine Vorderansicht mit einer Schnittansicht eines Abschnitts einer Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 2;
  • 9 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 8;
  • 10 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 3 zeigt;
  • 11 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 10;
  • 12 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 4 zeigt;
  • 13 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 12;
  • 14 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 5 zeigt; und
  • 15 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 14.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun auf Basis von Zeichnungen erläutert, wobei identischen oder entsprechenden Elementen und Abschnitten in den Zeichnungen eine identische Nummerierung gegeben wird. 1 ist eine Vorderansicht, die einen magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist eine Schnittansicht der 1; 3 ist eine Vorderansicht mit einer Schnittansicht eines Abschnitt einer Schwungscheibe aus 1; und 4 ist eine Schnittansicht der 3.
  • Dieser magnetoelektrische Generator umfasst: Einen Rotor 1, der mit einem internen Verbrennungsmotor verbunden ist; und einen Stator 2, der an einem Befestigungselement (nicht dargestellt) befestigt ist, um dem Rotor 1 gegenüber zu liegen.
  • Der Rotor 1 umfasst: eine radförmige Schwungscheibe 3; und Permanentmagnete 4.
  • Die Schwungscheibe 3 ist gebildet aus: einem zylindrischen Abschnitt 5; einem Naben-Abschnitt 7; und einem Bodenabschnitt 6, der den Naben-Abschnitt 7 mit dem zylindrischen Abschnitt 5 verbindet. Die Schwungscheibe 3 dreht sich um eine Drehachse A-A. Der Naben-Abschnitt 7 ist an einem Drehschaft (nicht dargestellt) befestigt, welcher zur Drehung von dem internen Verbrennungsmotor angetrieben wird.
  • Beispielsweise vier Permanentmagnete 4 sind am Umfang einer inneren Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts 5 der Schwungscheibe 3 befestigt. Die Permanentmagnete 4 sind mit gleichbleibenden Winkelabständen zueinander um die Drehachse A-A angeordnet, derart, dass sich jeweils zwei Magnete, die in der Reihenfolge ein Nordpol (N-Pol), ein Südpol (S-Pol) und ein Nordpol (N-Pol) magnetisiert sind und zwei Magnete, die in der Reihenfolge ein Südpol (S-Pol), ein Nordpol (N-Pol) und ein Südpol (S-Pol) magnetisiert sind, abwechseln. Die Mehrheit der Permanentmagnete 4 sind derart magnetisiert, dass benachbarte Permanentmagnete 4 jeweils eine entgegengesetzte Polung zueinander aufweisen, so dass ein magnetisches Feld, dass abwechselnd seine Richtung ändert, in einem Raum an einer inneren Peripherie der Permanentmagnete 4 gebildet wird.
  • Ein rohrförmiger Schutzring 8 ist eingeführt, um so in nahem Kontakt zu den inneren peripheren Oberflächen eines jeden der Permanentmagnete 4 angeordnet zu sein. Bereiche nahe zweier Endabschnitte eines jeden der Permanentmagnete 4 in einer Richtung der Drehachse A-A und Umfangszwischenräume zwischen jedem der benachbarten Permanentmagnete 4 sind mit einem Harzmaterial 9 gefüllt. Die Mehrheit der Permanentmagnete 4 und der Schutzring 8 sind am Umfang der inneren Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts 5 des Schwungscheibe 3 mittels des Harzmaterials 9 befestigt.
  • Vorspringende Abschnitte 10, die Halteabschnitte zur Vermeidung einer Verschiebung relativ zu dem Harzmaterial 9 bilden, sind unter gleichem Abstand an vier Stellen auf dem zylindrischen Abschnitt 5 des Schwungscheibe 3 zwischen benachbarten Permanentmagneten 4 mittels Pressformung ausgebildet.
  • Die pressgeformten Abschnitte 11, die der wirksamen Erhöhung der Rundheit der Schwungscheibe 3 dienen, sind unter gleichem "Abstand an vier Positionen auf dem Bodenabschnitt 6 in einer Umgebung der vorspringenden Abschnitte 10 durch Pressformung gebildet.
  • Der Stator 2 umfasst: einen hohlen zylindrischen Statorkern 12; und Erzeugerspulen 13. Eine Vielzahl von Zähnen, die in einem radialen Muster unter gleichem Abstand nach außen ragen, sind auf einem äußeren peripheren Abschnitt des Statorkerns 12 ausgebildet. Die Erzeugerspulen 13 sind durch Umwicklung von Seitenoberflächen eines jeden der Zähne mit einem Leitungsdraht gebildet. Verbindungsleitungen 14 sind mit den Erzeugerspulen 13 verbunden.
  • Der Statorkern 12 ist gebildet aus: einem beschichteten Kern 15, der durch Beschichtung mit einer großen Anzahl von im Mittelpunkt zentrierten, dünnen magnetischen Stahlblechen gebildet ist, welche kaltgewalzte Stahlbleche in einer Richtung der Drehachse A-A bilden; und einer ersten Endplatte 16 bzw. einer zweite Endplatte 17, die in nahem Kontakt zu zwei entsprechenden Endoberflächen des beschichteten Kerns 15 übereinander angeordnet sind.
  • Die erste Endplatte 16 und die zweite Endplatte 17 sind aus kaltgewalzten Stahlblechen gebildet, und äußere periphere Eckabschnitte der ersten Endplatte 16 und der zweiten Endplatte 17 sind zu den Erzeugerspulen 13 hin gebogen, um die Erzeugerspulen 13 zu halten.
  • Durchdringende Öffnungen 18, die sich durchgehend und parallel zu der Drehachse A-A erstrecken, sind an drei Stellen an dem beschichteten Kern 15, der ersten Endplatte 16 und der zweiten Endplatte 17 ausgebildet. Der beschichtete Kern 15, die erste Endplatte 16 und die zweite Endplatte 17 sind mit der ersten Endplatte 16 und der zweiten Endplatte 17 vereinigt und mittels Bolzen (nicht dargestellt) in nahem Kontakt auf den beiden Endoberflächen des beschichteten Kerns 15 angeordnet, wobei sich die Bolzen durch die durchdringenden Öffnungen 18 erstrecken und Muttern (nicht dargestellt) auf Endabschnitte der Bolzen aufgeschraubt sind.
  • Bei einem elektromagnetischen Generator, der die obige Ausbildung aufweist, dreht sich die Schwungscheibe 3 in gegenseitiger Abhängigkeit zu dem Drehschaft, der zur Drehung von dem internen Verbrennungsmotor angetrieben wird, und falls der Drehschaft angetrieben wird, wird aufgrund des alternierenden magnetischen Felds, das durch die Permanentmagneten 4 erzeugt wird, in den Erzeugerspulen 13 elektrische Leistung erzeugt. Die resultierende Wechselstromausgabe wird mittels Gleichrichter-Dioden (nicht dargestellt) gleichgerichtet und einem Speicher, wie einer Fahrzeugbatterie oder dergleichen zugeführt.
  • Nun sind das Harzmaterial und die Permanentmagnete 4 durch Ausbildung der vorspringenden Abschnitte 10, die Halteabschnitte auf dem zylindrischen Abschnitt 5 der Schwungscheibe 3 bilden, wobei die vorspringenden Abschnitte 10 in das Harzmaterial 9 eingreifen, davor bewahrt, sich relativ zu der Schwungscheibe 3 zu bewegen.
  • Jedoch, nachdem die vorspringenden Abschnitte 10 durch Pressformung gebildet wurden, tritt aufgrund der Pressformung eine radial nach innen gerichtete, konkave Deformation in einer Umgebung der vorspringenden Abschnitte 10 auf, wie in 5 dargestellt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind nach der Pressformung eine Vielzahl von pressgeformten Abschnitten 11 auf dem Bodenabschnitt 6 in einer Umgebung der vorspringenden Abschnitte 10 durch Verwendung einer Pressformung von einer gegenüberliegenden Seite des Bodenabschnitts 6 von dem Stator 2 ausgebildet, um die Rundheit der Schwungscheibe wirksam zu erhöhen, wie in 6 dargestellt.
  • 7 zeigt eine Beziehung zwischen einem Umfangswinkel des Stators 2 und einem Luftspalt (zwischen dem Stator 2 und den Permanentmagneten 4) und eine Beziehung zwischen der Drehfrequenz (Drehungen pro Minute) des Rotors 1 und Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung (Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Stromausgabe) der Erzeugerspulen 13, und zwar in einem Vergleich zwischen einem magnetoelektrischen Generator gemäß der Ausführungsform 1 und einem herkömmlichen magnetoelektrischen Generator, wobei die Beziehungen von den vorliegenden Erfindern unter Durchführung von Experimenten ermittelt wurden.
  • Nachdem die obige Beziehung zwischen dem Winkel (Horizontalachse in 7) und dem Luftspalt (Vertikalachse in 7) untersucht worden ist, kann den experimentellen Ergebnissen entnommen werden, dass Unregelmäßigkeiten des Luftspalts in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 1 im Vergleich zur herkömmlichen magnetoelektrischen Generatoren signifikant reduziert werden.
  • Es ist auch ersichtlich, dass Schwankungen am Drehort der sich drehenden Schwungscheibe aufgrund der Verringerung von Unregelmäßigkeiten im Luftspalt reduziert werden, wodurch die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung (Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Ausgabe) im Vergleich zu herkömmlichen magnetoelektrischen Generatoren deutlich verbessert werden.
  • Bei einem elektromagnetischen Generator gemäß dieser Ausführungsform werden, wie aus den obigen experimentellen Ergebnissen ersichtlich, die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung verbessert, indem ermöglich wird, die Luftspaltgröße gleichbleibend auszubilden, und so wird es möglich, die Luftspaltgröße zu reduzieren; ferner ist es möglich, die Kenngrößen bzw. Eigenschaften der Leistungserzeugung zu verbessern.
  • Gleitreibung zwischen inneren peripheren Oberflächen der Permanentmagnete 4 und äußeren peripheren Oberflächen des Stators 2 kann ebenfalls vermieden werden.
  • Eine Verringerung der Lebensdauer bzw. eine Reduzierung der Betriebssicherheit der elektrisch isolierenden Beschichtung auf den Leitungsdrähten – wobei die Beschichtung aus einem Polymermaterial besteht – aufgrund extremer Temperaturanstiege in Abschnitten der Erzeugerspulen 13 kann auch vermieden werden.
  • Ausführungsform 2
  • 8 ist eine Vorderansicht mit einer Schnittansicht eines Abschnitts einer Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 2, und 9 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 8.
  • Bei dieser Ausführungsform bilden vorspringende Abschnitte 20 Halteabschnitte, die radial nach außen ragen und durch Pressformung von einer inneren peripheren Wandoberfläche eines zylindrischen Abschnitts 5 gebildet sind.
  • Pressgeformte Abschnitte 21, um wirksam die Rundheit einer Schwungscheibe 3 zu verbessern, sind an vier Stellen mit gleichem Abstand auf einem Bodenabschnitt 6 in einer Umgebung der vorspringenden Abschnitte 20 durch Pressformung von einer Oberfläche des Bodenabschnitts 6 an einer Seite nahe dem Stator 2 gebildet.
  • Die übrige Ausbildung ist ähnlich zu der des magnetoelektrischen Generators gemäß Ausführungsform 1 und Effekte, die denen mit der Ausführungsform 1 erzielten entsprechen, können erzielt werden.
  • Ausführungsform 3
  • 10 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 3 zeigt, und 11 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 10.
  • Bei dieser Ausführungsform sind eine Vielzahl von Lüftungsöffnungen 22 auf einem Bodenabschnitt 6 einer Schwungscheibe 3 ausgebildet. Pressgeformte Abschnitte 24, um wirksam die Rundheit der Schwungscheibe 3 zu erhöhen, sind zwischen benachbarten Lüftungsöffnungen 22 durch Pressformung von einer Oberfläche des Bodenabschnitts 6 an einer gegenüberliegenden Seite des Stators 2 ausgebildet. Drehzapfen-Stoppausnehmungen 25, um zu vermeiden, dass ein Harzmaterial 9 sich relativ zu der Schwungscheibe 3 dreht, sind mit gleichem Abstand an vier Stellen an einem peripheren Eckabschnitt auf einer Oberfläche des Bodenabschnitts 6 an einer Seite nahe dem Stator 2 ausgebildet.
  • Eine Ausnehmung 23 zur Vermeidung einer Verschiebung, um zu vermeiden, dass das Harzmaterial 9 sich axial verschiebt, ist entlang des gesamten Umfangs auf einer inneren peripheren Wandoberfläche eines zylindrischen Abschnitts 5 ausgebildet.
  • Da die Ausnehmung 23 zur Vermeidung einer Verschiebung und die Drehzapfen-Stoppausnehmungen 25 auf dieser Schwungscheibe 3 ausgebildet sind, sind vorspringende Abschnitte 10, wie die in Ausführungsform 1 gezeigten, oder vorspringende Abschnitte 20, wie die in Ausführungsform 2 gezeigten, entbehrlich.
  • Jedoch tritt bei dieser Ausbildung, da während der Bearbeitung in einer Drehmaschine zur Herstellung der Schwungscheibe 3 Presskräfte auch radial nach innen auf den zylindrischen Abschnitt 5 der Schwungscheibe 3 wirken, eine radial nach innen gerichtete konkave Deformation auf, auf ähnliche Weise wie in 5 dargestellt.
  • Eine Verschlechterung der Rundheit der Schwungscheibe 3 aufgrund der Bearbeitung in einer Drehmaschine ist besonders kennzeichnend bzw. markant, falls die Schwungscheibe 3 dünner hergestellt wurde, um das Gewicht zu reduzieren.
  • Folglich werden bei dieser Ausführungsform die pressgeformten Abschnitte 24 auf dem Bodenabschnitt 6 nach Bearbeitung in der Drehmaschine durch Anwendung einer Pressformung von einer gegenüberliegenden Seite des Bodenabschnitts 6 von dem Stator 2 gebildet, um die Rundheit der Schwungscheibe 3 wirksam zu erhöhen.
  • Ausführungsform 4
  • 12 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe 3 in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 4 zeigt, und 13 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe aus 12.
  • Bei dieser Ausführungsform ist ein Bodenabschnitt 6 einer Schwungscheibe 3 durch Pressformung des gesamten Bodenabschnitts 6 unter Verwendung eines scheibenförmigen Presselements gehärtet, um so die Steifigkeit des Bodenabschnitts 6 des Schwungscheibe 3 zu verbessern. Ein Vorsprung 26 zur Vermeidung einer Verschiebung, um zu vermeiden, dass ein Harzmaterial 9 sich axial verschiebt, ist entlang des gesamten Umfang einer inneren peripheren Wandoberfläche eines zylindrischen Abschnitts 5 ausgebildet.
  • Unter der Vielzahl von pressgeformten Abschnitten 24 ist lediglich ein pressgeformter Abschnitt 27 in einer unterschiedlichen Form ausgebildet.
  • Die übrige Ausbildung ist ähnlich zu der des magnetoelektrischen Generators gemäß Ausführungsform 3.
  • Aufgrund des Vorsprungs 26 zur Vermeidung einer Verschiebung und der Drehzapfen-Stoppausnehmungen 25, die auf dieser Schwungscheibe 3 ausgebildet sind, sind vorspringende Abschnitte 10, wie die in Ausführungsform 1 gezeigten, oder vorspringende Abschnitte 20, wie die in Ausführungsform 2 gezeigten, entbehrlich, auf ähnliche Weise wie in Ausführungsform 3.
  • Jedoch tritt bei dieser Ausbildung, da während der Bearbeitung in einer Drehmaschine zur Herstellung der Schwungscheibe 3 Presskräfte auch radial nach innen auf den zylindrischen Abschnitt 5 der Schwungscheibe 3 wirken, eine radial nach innen gerichtete konkave Deformation auf, auf ähnliche Weise wie in 5 dargestellt.
  • Eine radial nach innen gerichtete konkave Deformation tritt auch, auf ähnliche Weise wie in 5 dargestellt, während des Härtens des Bodenabschnitts 6 durch Pressformung des gesamten Bodenabschnitts 6 der Schwungscheibe 3 auf.
  • Folglich werden bei dieser Ausführungsform die pressgeformten Abschnitte 24 auf dem Bodenabschnitt 6 nach Bearbeitung in einer Drehmaschine durch Anwendung einer Pressformung von einer gegenüberliegenden Seite des Bodenabschnitts 6 von dem Stator 2 gebildet, um die Rundheit der Schwungscheibe 3 wirksam zu erhöhen.
  • Da der pressgeformte Abschnitt 27 so gebildet ist, dass er gegenüber den anderen pressgeformten Abschnitten 24 eine unterschiedliche Form aufweist, kann dieser pressgeformte Abschnitt 27 als Referenz verwendet werden, um beispielsweise die Permanentmagnete 4 anzuordnen.
  • Ausführungsform 5
  • 14 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungscheibe 3 in einem magnetoelektrischen Generator gemäß Ausführungsform 5 zeigt, und 15 ist eine Schnittansicht der Schwungscheibe 3 aus 14.
  • Bei dieser Ausführungsform sind Kühlrippen 28, die mit einem Harzmaterial 9 verbunden sind und von dem Harzmaterial 9 radial nach innen ragen, auf einer Oberfläche des Bodenabschnitts 6 einer Schwungscheibe 3 angeordnet. Pressgeformte Abschnitte 29, um eine Drehung des Harzmaterials 9 und der Kühlrippen 28 relativ zu der Schwungscheibe 3 zu vermeiden und die Rundheit der Schwungscheibe 3 wirksam zu erhöhen, sind auf dem Bodenabschnitt 6 ausgebildet. Ein Vorsprung 26 zur Vermeidung einer Verschiebung, um eine axiale Verschiebung des Harzmaterials 9 und der Kühlrippen 28 zu vermeiden, ist entlang des gesamten Umfangs einer inneren peripheren Wandoberfläche eines zylindrischen Abschnitts 5 gebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die pressgeformten Abschnitte 29 nach Bearbeitung in einer Drehmaschine durch Anwendung einer Pressformung von einer Oberfläche an einer gegenüberliegenden Seite des Bodenabschnitts 6 von einem Stator 2 gebildet, um die Rundheit der Schwungscheibe 3 wirksam zu verbessern.
  • Die pressgeformten Abschnitte 29 weisen auch einen Drehzapfen-Stopp-Mechanismus auf, um zu vermeiden, dass sich das Harzmaterial 9 und die Kühlrippen 28 relativ zu der Schwungscheibe 3 drehen.

Claims (5)

  1. Magnetoelektrischer Generator, mit: einem schalenförmigen Schwungrad (3), das einen zylindrischen Abschnitt und einen Bodenabschnitt (5) aufweist; einer Vielzahl von Permanentmagneten (4), die an einer inneren Umfangs-Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts (5) befestigt sind, um so entlang des Umfangs angeordnet zu sein; einem Harzmaterial (9), das zwischen benachbarten Paaren der Permanentmagnete (4) gefüllt ist, wobei das Harzmaterial (9) die Permanentmagnete einstückig an dem Schwungrad (3) befestigt; einem Statorkern (12), der radial innerhalb des Schwungrads (3) angeordnet ist, derart, dass eine äußere Umfangsoberfläche des Statorkerns (12) den Permanentmagneten (4) gegenüberliegt; und einer Erzeugerspule (13), die durch Umwicklung des Statorkerns (12) mit einem Leitungsdraht gebildet ist, wobei der magnetoelektrische Generator elektrische Leistung durch elektromagnetische Induktion zwischen den Permanentmagneten (4) und der Erzeugerspule infolge einer Drehung des Schwungrads (3) erzeugt, wobei: eine Vielzahl von Halteabschnitten (10) zur Verhinderung einer Verschiebung bezüglich dem Harzmaterial (9) an dem zylindrischen Abschnitt (5) derart ausgebildet sind, dass sie radial nach innen vorstehen, und eine Vielzahl von pressgeformten Abschnitten (11, 24, 27, 29) zur wirksamen Erhöhung der Rundheit des Schwungrades (3) an dem Bodenabschnitt (6) des Schwungrads (3) durch Pressformung derart ausgebildet sind, dass sie nach innen vorstehen und radial innerhalb der innen vorstehenden Halteabschnitte (10) im Wesentlichen auf der Ebene durch die Drehachse (A-A) und die Halteabschnitte (10) angeordnet sind.
  2. Magnetoelektrischer Generator, mit: einem schalenförmigen Schwungrad (3), das einen zylindrischen Abschnitt und einen Bodenabschnitt (5) aufweist; einer Vielzahl von Permanentmagneten (4), die an einer inneren Umfangs-Wandoberfläche des zylindrischen Abschnitts (5) befestigt sind, um so entlang des Umfangs angeordnet zu sein; einem Harzmaterial (9), das zwischen benachbarten Paaren der Permanentmagnete (4) gefüllt ist, wobei das Harzmaterial (9) die Permanentmagnete einstückig an dem Schwungrad (3) befestigt; einem Statorkern (12), der radial innerhalb des Schwungrads (3) angeordnet ist, derart, dass eine äußere Umfangsoberfläche des Statorkerns (12) den Permanentmagneten (4) gegenüberliegt; und einer Erzeugerspule (13), die durch Umwicklung des Statorkerns (12) mit einem Leitungsdraht gebildet ist, wobei der magnetoelektrische Generator elektrische Leistung durch elektromagnetische Induktion zwischen den Permanentmagneten (4) und der Erzeugerspule infolge einer Drehung des Schwungrads (3) erzeugt, wobei: eine Vielzahl von Halteabschnitten (20) zur Verhinderung einer Verschiebung bezüglich dem Harzmaterial (9) an dem zylindrischen Abschnitt (5) derart ausgebildet sind, dass sie radial nach außen vorstehen, und eine Vielzahl von pressgeformten Abschnitten (21) zur wirksamen Erhöhung der Rundheit des Schwungrades (3) an dem Bodenabschnitt (6) des Schwungrads (3) durch Pressformung derart ausgebildet sind, dass sie nach außen vorstehen und radial innerhalb der Halteabschnitte (20) im Wesentlichen auf der Ebene durch die Drehachse (A-A) und die Halteabschnitte (20) angeordnet sind.
  3. Magnetoelektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: der Bodenabschnitt durch Pressformung gehärtet ist; und eine Lüftungsöffnung (22) in dem Bodenabschnitt (6) ausgebildet ist.
  4. Magnetoelektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: eine an dem Bodenabschnitt (6) angeordnete Kühlrippe (28) mit dem Harzmaterial (9) verbunden ist und von dem Harzmaterial radial nach innen ragt.
  5. Magnetoelektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: mindestens ein pressgeformter Abschnitt (27) unter den pressgeformten Abschnitten (24) gegenüber anderen pressgeformten Abschnitten eine unterschiedliche Form aufweist.
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