JP3209266U

JP3209266U - ホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成

Info

Publication number: JP3209266U
Application number: JP2016006083U
Authority: JP
Inventors: 林柏州
Original assignee: 索特精密有限公司
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: US20170310202A1; CN107317450A; TW201739147A

Abstract

【課題】ホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成を提供する。【解決手段】第一側面３１と、前記第一側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＮ‐Ｓが交錯する複数の第一磁極３２と、前記第一側面とは反対方向の第二側面３３と、前記第二側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＳ‐Ｎが交錯する複数の第二磁極とを有し、且つ互いに背向し合う前記第一側面及び前記第二側面の箇所に位置される前記第一磁極及び前記第二磁極は反対の磁性となる磁石群３０と、複数の第一ヨーク４１及び複数の第二ヨーク４２を含み、各前記第一ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の一側に周設されると共に前記第一側面の第一磁極に対応される第一爪部を各々有し、各前記第二ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の他側に周設されると共に前記第二側面の第二磁極に対応される第二爪部を各々有するヨーク群４０とを備える。【選択図】図２

Description

本考案は、ホイールハブジェネレータに関し、更に詳しくは、ホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成に関する。

図１Ａ及び図１Ｂには自転車用ドラムジェネレータ（drum generator）構造(台湾特許出願公開第０９７１４４９７２号明細書参照)を図示する。ドラムケース内の軸心にはジェネレータ１０が設置され、前記ジェネレータ１０はコイルユニット１１の外周縁に磁石群１２、及び対応される２つのヨーク群１３が設置される。前記磁石群１２は複数の磁極１２１が環状に配列されることにより構成され、前記ヨーク群１３の外周縁にはヨーク爪１３１が設けられ、前記二ヨーク群１３は前記コイルユニット１１の両側によりそれぞれ畳み込まれると共に位置を限定される。前記ヨーク爪１３１は前記コイルユニット１１の外囲に位置される。これにより、体積が小さく、質量が軽く、且つ電圧及びパワーも大きなジェネレータが構成される。

ドラムジェネレータの前記磁石群１２は何れか１つの前記ヨーク群１３に対向される第一側面１２２と、他の前記ヨーク群１２に対向される第二側面１２３と、前記第一側面１２２に位置されると共に環状を呈して配列されてＮ‐Ｓが交錯する複数の前記磁極１２１と、前記第二側面１２３に位置されると共に環状を呈して配列されてＳ‐Ｎが交錯する複数の磁極１２１とを有し、且つ互いに背向し合う第一側面１２２及び第二側面１２３の箇所に位置される２つの磁極１２１は反対の磁性となる。

しかしながら、前述した従来の技術では、各前記磁極１２１の分極線１２１１が２つの前記ヨーク群１３のヨーク線１３２を通過する際に、両者は平行関係を呈し、すなわち、前記分極線１２１１が前記ヨーク線１３２を通過する際には夾角を有しない。このため、前記磁石群１２がヨーク群１３に対して回転を行うと、これらの前記磁極１２１の分極線１２１１は各前記ヨーク群１３のヨーク線１３２と平行して対応される各前記ヨーク群１３のヨーク線１３１を通過させ、前記ヨーク群１３が回転を行う際に発生するコギングトルクが過大になり、前記ホイールハブジェネレータの回転が阻害される。図１Ｃはこれらの前記磁極１２１の分極線１２１１が各前記ヨーク群１３のヨーク線１３２と平行して各前記ヨーク群１３のヨーク線１３２を通過させる関係図を示し、コギングトルクは最高６８０ミリニュートンＸメートルとなる。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善する可能な点を考量して、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。

本考案は、以上の実情に鑑みなされたものであって、上記課題解決のため、本考案は、ホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成を提供することを主目的とする。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本考案に係るホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成は、第一側面と、前記第一側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＮ‐Ｓが交錯する複数の第一磁極と、前記第一側面とは反対方向の第二側面と、前記第二側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＳ‐Ｎが交錯する複数の第二磁極とを有し、且つ互いに背向し合う前記第一側面及び前記第二側面の箇所に位置される前記第一磁極及び前記第二磁極は反対の磁性となる磁石群と、
複数の第一ヨーク及び複数の第二ヨークを含み、各前記第一ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の一側に周設されると共に前記第一側面の第一磁極に対応される第一爪部を各々有し、各前記第二ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の他側に周設されると共に前記第二側面の第二磁極に対応される第二爪部を各々有するヨーク群とを備えるホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成であって、
前記磁石群は前記ヨーク群に対する回転を行い、且つ各前記第一ヨークは第一円心を通過させる第一ヨーク線を有し、各前記第二ヨークは第二円心を通過させる第二ヨーク線を有し、隣接する各２つの前記第一磁極の隣接箇所には第一分極線を有し、且つ各前記第一分極線が対応される各前記第一ヨーク線を通過させると、前記第一分極線及び前記第一ヨーク線により第一夾角が形成され、隣接する各２つの前記第二磁極の隣接箇所には第二分極線を有し、且つ各前記第二分極線が対応される各前記第二ヨーク線を通過させると、前記第二分極線及び前記第二ヨーク線により第二夾角が形成されることを特徴とする。

好ましくは、前記第一夾角は５度から４０度の範囲であり、前記第二夾角は５度から４０度の範囲である。

好ましくは、各前記第一ヨークは複数の第一ヨーク板体が重置されるように形成され、各前記第一ヨーク板は、第一内段と、前記第一内段の一端から湾曲されて延伸される第一延伸段と、前記第一延伸段の一端から前記第一内段に向けて湾曲されて延伸される第一外段と、前記第一外段の一端から湾曲されて延伸されると共に前記第一内段の反対方向に前記第一側面の第一磁極に対応される第一爪部段とを備える。

好ましくは、各前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは同じである。

好ましくは、重置されることにより形成される各前記第一ヨーク板において、両側から中央部に向けられる前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは徐々に長くなる。

好ましくは、重置されることにより形成される各前記第一ヨーク板において、一側から他側に向けられる前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは徐々に長くなる。

好ましくは、第二ヨーク板の構造及び配列方式は第一ヨーク板と同じである。

本考案によれば、前記ホイールハブジェネレータの回転により発電を行う際に発生されたコギングトルクを低下させることが可能になる。

従来のドラムジェネレータの発電機モジュールを示す外観斜視図である。図１Ａに示すローター磁場発生体及びヨークの組み合わせ構成を示す概略図である。図１Ｂに示すローター磁場発生体及びヨークの動作時のコギングトルクを示す関係図である。本考案の一実施形態を示す展開図であり、本考案の固定子コイル体及び固定ユニットが分離状態を示す。本考案の一実施形態を示す展開図である。本考案の一実施形態を示す概略図であり、磁石群とヨークの組み合わせ状態図を示す。本考案の一実施形態を示す概略図であり、磁極とヨークの組み合わせ状態図を示す。図５Ａに示す磁石群及びヨーク群のコギングトルクを示す関係図である。本考案の一実施形態を示す概略図であり、他のヨークと磁極の組み合わせ状態図を示す。本考案の一実施形態を示す概略図であり、さらなる他のヨークと磁極の組み合わせ状態図を示す。本考案の一実施形態を示す概略図であり、さらなる他のヨークと磁極の組み合わせ状態図を示す。

本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。

図２は本考案の一実施形態によるホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成を示し、前記ホイールハブジェネレータの固定子コイル体２１及び固定ユニット２２が組み合わせられる構成に適用される。なお、図３乃至図５Ａに示すように、前記ホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成は、主に磁石群３０及びヨーク群４０で構成される。前記磁石群３０は、第一側面３１と、前記第一側面３１に位置されると共に環状を呈して配列されてＮ‐Ｓが交錯する複数の第一磁極３２と、前記第一側面３１とは反対方向の第二側面３３と、前記第二側面３３に位置されると共に環状を呈して配列されてＳ‐Ｎが交錯する複数の第二磁極３４とを有し、且つ互いに背向し合う前記第一側面３１及び前記第二側面３３の箇所に位置される前記第一磁極３２及び前記第二磁極３４は反対の磁性となる。

前記ヨーク群４０は、複数の第一ヨーク４１及び複数の第二ヨーク４２を備える。各前記第一ヨーク４１は複数であり、且つ前記磁石群３０の一側に周設されると共に前記第一側面３１の第一磁極３２に対応される第一爪部４１１を各々有し、各前記第二ヨーク４２は複数であり、且つ前記磁石群３０の他側に周設されると共に前記第二側面３３の第二磁極３４に対応される第二爪部４２１を各々有する。

前記磁石群３０は前記ヨーク群４０に対して回転を行い、且つ各前記第一ヨーク４１は第一円心Ｐ１を通過させる第一ヨーク線４１２を有し、各前記第二ヨーク４２は第二円心Ｐ２を通過させる第二ヨーク線４２２を有し、隣接する各２つの前記第一磁極３２の隣接箇所には第一分極線３２１を有する。また、各前記第一分極線３２１が対応される各前記第一ヨーク線４１２を通過させると、前記第一分極線３２１及び前記第一ヨーク線４１２により第一夾角Ａ１が形成される。隣接する各２つの前記第二磁極３４の隣接箇所には第二分極線３４１を有し、且つ各前記第二分極線３４１が対応される各前記第二ヨーク線４２２を通過させると、前記第二分極線３４１及び前記第二ヨーク線４２２により第二夾角Ａ２が形成される。本実施形態では、前記第一夾角Ａ１は１０度であり、他の実施形態では、前記第一夾角Ａ１は５度から４０度の範囲であり（図８を参照）、前記第一夾角Ａ１は２５度の状態である。前記第二夾角Ａ２は１０度であり、他の実施形態では、前記第二夾角Ａ２は５度から４０度の範囲であり（図８を参照）、前記第二夾角Ａ２は２５度の状態である。

本考案は特に、各前記第一ヨーク４１の第一ヨーク線４１２が共に前記第一円心Ｐ１を通過させるように配列され、各前記第二ヨーク４２の第二ヨーク線４２２が共に前記第二円心Ｐ２を通過させるように配列される。また、各前記第一分極線３２１が対応される各前記第一ヨーク線４１２を通過させると、前記第一分極線３２１及び前記第一ヨーク線４１２により第一夾角Ａ１が形成され、各前記第二分極線３４１が対応される各前記第二ヨーク線４２２を通過させると、前記第二分極線３４１及び前記第二ヨーク線４２２により第二夾角Ａ２が形成される。このため、前記磁石群３０の第一側面３１の各第一磁極３２が各前記第一ヨーク４１に対して回転を行い、前記磁石群３０の第二側面３３の各第二磁極３４が各前記第二ヨーク４２に対して回転を行うと、これらの前記第一分極線３２１及び前記第二分極線３４１は角度をつけて対応されるこれらの前記第一ヨーク４１及び前記第二ヨーク４２の第一ヨーク線４１２及び第二ヨーク線４２２を通過させ、これにより、回転時のコギングトルクが低下する。

また、図５Ｂに示すように、これらの前記第一分極線及び前記第二分極線がこれらの前記第一ヨーク及び前記第二ヨーク線と１０度の夾角を呈して対応されるこれらの前記第一ヨーク及び前記第二ヨーク線を通過させると、コギングトルクが最高４８０ミリニュートンＸメートルにしかならない。しかし、図１Ｃに示すように、これらの前記磁極１４３の分極線１４３１がこれらの前記第一ヨーク１２１及び前記第二ヨーク１２２のヨーク線１２１１及びヨーク線１２２１と平行して対応されるこれらの前記第一ヨーク１２１及び前記第二ヨーク１２２のヨーク線１２１１及びヨーク線１２２１を通過させると、発生するコギングトルクは最高約６８０ミリニュートンＸメートルに達する。よって、本考案によると、前記ホイールハブジェネレータの回転により発電を行う際に発生されたコギングトルクが低下する。

さらに、図３及び図５Ａに示すように、各前記第一ヨーク４１は８枚の第一ヨーク板４１３が重置されるように形成され、各前記第一ヨーク板４１３は、第一内段４１３１と、前記第一内段４１３１の一端から湾曲されて延伸される第一延伸段４１３２と、前記第一延伸４１３２段の一端から前記第一内段４１３１に向けて湾曲されて延伸される第一外段４１３３と、前記第一外段４１３３の一端から湾曲されて延伸されると共に前記第一内段４１３１の反対方向に前記第一側面３１の第一磁極３２に対応される第一爪部段４１３４とを備える。重置されるように形成される各前記第一ヨーク板４１３において、両側から中央部に向けられる前記第一ヨーク板４１３の第一爪部段４１３４の長さは徐々に長くなる。図５Ａに示すように、中間の４枚の第一ヨーク板４１３の第一爪部段４１３４の長さは同じであり、第一ヨーク板４１３の第一爪部段４１３４はより外側に配列されるものほど長さが短くなる。各前記第一ヨーク板４１３の配列方式は図６に示すようになり、重置されるように形成される各前記第一ヨーク板４１３において、各前記第一ヨーク板４１３の第一爪部段４１３４の長さは同じである。図７に示すように、重置されるように形成される各前記第一ヨーク板４１３において、一側から他側に向けられる前記第一ヨーク板４１３の第一爪部段４１３４の長さは徐々に長くなる。

本実施形態では、前記第二ヨーク４２の構造及び配列方式は共に前記第一ヨーク４１の構造及び配列方式と同じである。すなわち、各前記第二ヨーク４２は８枚の第二ヨーク板４２３が重置されるように形成され、各前記第二ヨーク板４２３は、第二内段４２３１と、前記第二内段４２３１の一端から湾曲されて延伸される第二延伸段４２３２と、前記第二延伸段４２３２の一端から前記第二内段４２３１に向けて湾曲されて延伸される第二外段４２３３と、前記第二外段４２３３の一端から湾曲されて延伸されると共に前記第二内段４２３１の反対方向に前記第二側面３３の第二磁極３４に対応される第二爪部段４２３４とを備える。重置されるように形成される各前記第二ヨーク板４２３において、両側から中央部に向けられる前記第二ヨーク板４２３の第二爪部段４２３４の長さは徐々に長くなる。図５Ａに示すように、中間の４枚の第二ヨーク板４２３の第二爪部段４２３４の長さは同じであり、第二ヨーク板４２３の第二爪部段４２３４はより外側に配列されるもの程長さが短くなる。各前記第二ヨーク板４２３の配列方式は図６に示すように、重置されるように形成される各前記第二ヨーク板４２３において、各前記第二ヨーク板４２３の第二爪部段４２３４の長さは同じである。図７に示すように、重置されるように形成される各前記第二ヨーク板４２３において、一側から他側に向けられる前記第二ヨーク板４２３の第二爪部段４２３４の長さは徐々に長くなる。

これらの前記第一ヨーク板４１３及び前記第二ヨーク板４２３の第一爪部段４１３４及び第二爪部段４２３４は斜面を有し、各斜面の斜度は相違する。ある実施形態では、最も外側の第一ヨーク板４１３及び第二ヨーク板４２３の第一爪部段４１３４及び第二爪部段４２３４の斜面の斜度は第二外側の第一ヨーク板４１３及び第二ヨーク板４２３の第一爪部段４１３４及び第二爪部段４２３４の斜面の斜度より小さく、中間の４つの第一ヨーク板４１３及び第二ヨーク板４２３の第一爪部段４１３４及び第二爪部段４２３４には斜面が設けられない。この特徴により、コギングトルクが低下する。

以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１０ジェネレータ
１１コイルユニット
１２磁石群
１２１磁極
１２１１分極線
１２２第一側面
１２３第二側面
１３ヨーク群
１３１ヨーク爪
１３２ヨーク線
２１固定子コイル体
２２固定ユニット
３０磁石群
３１第一側面
３２第一磁極
３２１第一分極線
３３第二側面
３４第二磁極
３４１第二分極線
４０ヨーク群
４１第一ヨーク
４１１第一爪部
４１２第一ヨーク線
４１３第一ヨーク板
４１３１第一内段
４１３２第一延伸段
４１３３第一外段
４１３４第一爪部段
４２第二ヨーク
４２１第二爪部
４２２第二ヨーク線
４２３第二ヨーク板
４２３１第二内段
４２３２第二延伸段
４２３３第二外段
４２３４第二爪部段
Ａ１第一夾角
Ａ２第二夾角
Ｐ１第一円心
Ｐ２第二円心

Claims

第一側面と、前記第一側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＮ‐Ｓが交錯する複数の第一磁極と、前記第一側面とは反対方向の第二側面と、前記第二側面に位置されると共に環状を呈して配列されてＳ‐Ｎが交錯する複数の第二磁極とを有し、且つ互いに背向し合う前記第一側面及び前記第二側面の箇所に位置される前記第一磁極及び前記第二磁極は反対の磁性となる磁石群と、
複数の第一ヨーク及び複数の第二ヨークを含み、各前記第一ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の一側に周設されると共に前記第一側面の第一磁極に対応される第一爪部を各々有し、各前記第二ヨークは複数であり、且つ前記磁石群の他側に周設されると共に前記第二側面の第二磁極に対応される第二爪部を各々有するヨーク群とを備えるホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成であって、
前記磁石群は前記ヨーク群に対する回転を行い、且つ各前記第一ヨークは第一円心を通過させる第一ヨーク線を有し、各前記第二ヨークは第二円心を通過させる第二ヨーク線を有し、隣接する各２つの前記第一磁極の隣接箇所には第一分極線を有し、且つ各前記第一分極線が対応される各前記第一ヨーク線を通過させると、前記第一分極線及び前記第一ヨーク線により第一夾角が形成され、隣接する各２つの前記第二磁極の隣接箇所には第二分極線を有し、且つ各前記第二分極線が対応される各前記第二ヨーク線を通過させると、前記第二分極線及び前記第二ヨーク線により第二夾角が形成されることを特徴とするホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
前記第一夾角は５度から４０度の範囲であり、
前記第二夾角は５度から４０度の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
各前記第一ヨークは複数の第一ヨーク板体が重置されるように形成され、
各前記第一ヨーク板は、第一内段と、前記第一内段の一端から湾曲されて延伸される第一延伸段と、前記第一延伸段の一端から前記第一内段に向けて湾曲されて延伸される第一外段と、前記第一外段の一端から湾曲されて延伸されると共に前記第一内段の反対方向に前記第一側面の第一磁極に対応される第一爪部段とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
各前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは同じであることを特徴とする、請求項３に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
重置されることにより形成される各前記第一ヨーク板において、両側から中央部に向けられる前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは徐々に長くなることを特徴とする、請求項３に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
重置されることにより形成される各前記第一ヨーク板において、一側から他側に向けられる前記第一ヨーク板の第一爪部段の長さは徐々に長くなることを特徴とする、請求項３に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
各前記第二ヨークは複数の第二ヨーク板体が重置されるように形成され、
各前記第二ヨーク板は、第二内段と、前記第二内段の一端から湾曲されて延伸される第二延伸段と、前記第二延伸段の一端から前記第二内段に向けて湾曲されて延伸される第二外段と、前記第二外段の一端から湾曲されて延伸されると共に前記第二内段の反対方向に前記第二側面の第二磁極に対応される第二爪部段とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
各前記第二ヨーク板の第二爪部段の長さは同じであることを特徴とする、請求項７に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
重置されることにより形成される各前記第二ヨーク板において、両側朝から中央部に向けられる前記第二ヨーク板の第二爪部段の長さは徐々に長くなることを特徴とする、請求項７に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。
重置されることにより形成される各前記第二ヨーク板において、一側から他側に向けられる前記第二ヨーク板の第二爪部段の長さは徐々に長くなることを特徴とする、請求項７に記載のホイールハブジェネレータの磁石群とヨーク群の組み合わせ構成。