专利名称：多极式永久磁铁发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁铁发电机，特别是涉及一种使用个别具有复数个长方形磁铁的磁铁组的多极式永久磁铁发电机。
背景技术：
一般而言，在诸如摩托车与卡车等小型或特殊交通工具内具有一般小型引擎所驱动的发电机，通常为利用永久磁铁感应的永磁发电机，其具有可供安置一部永磁发电机的外壳，该部永磁发电机是采用诸如铁酸盐磁铁，或采用目前一般主流所使用的氧化磁铁(ferrite magnet)。
上述永磁发电机包括一个转子与一个定子，在此转子中有多组磁铁等距离地排列并固定于一个轭的内周边上；此定子的组构方式将使得多个线圈环绕一个铁心的多个辐射部分缠绕，藉此当转子为一部份引擎驱动而绕定子旋转时，即在配置于定子的磁极处的诸线圈中激励出电动势。
作为连接装载引擎于二轮机车的磁铁发电机，通常具有在形成略碗形状的轭铁内周围所配设的复数个磁铁的转子，以装载并旋转于轭铁发电机电枢的周围。
传统技术的永久磁铁发电机具有复杂的结构且制作成本高，其所使用的磁铁通常为一般的氧化磁铁(ferrite magnet，或称为肥粒磁铁)，其磁束密度与保持力有限，为获得体积小、性能高且成本合理的发电机，必须提出崭新的永久磁铁发电机的结构。
由此可见，上述现有的磁铁发电机在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决磁铁发电机存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的磁铁发电机，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的磁铁发电机存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的多极式永久磁铁发电机，能够改进一般现有的磁铁发电机，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新型结构的多极式永久磁铁发电机，所要解决的技术问题是使其中的磁极形状改变简化了磁铁的生产方式，并且提高材料的使用率，而降低生产上述磁铁发电机的成本，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种磁铁发电机，其包括一固定子，包括具有突极结构的铁心，以及缠绕于该突极结构外部用以输出电流的线圈；以及一回转子，轴耦合至该固定子，其中该回转子包括一中心部，耦合至一外部动力源；一碗体，位于该固定子的周围，并耦合于该中心部；及复数个磁铁组，分别贴附于该碗体的内侧。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。
前述的磁铁发电机，其中所述的中心部具有一斜度孔以连接该外部动力源。
前述的磁铁发电机，其中所述的碗体是以铆钉固接于该中心部。
前述的磁铁发电机，其中所述的回转子更包括一磁铁盖，覆盖于该碗体上，并且与该碗体内侧形成一空间以容纳该长方形磁铁。
前述的磁铁发电机，其中所述的外部动力源用以使该回转子对该固定子作相对运动以产生电流于该线圈中。
前述的磁铁发电机，其中所述的突极结构包括放射状突极结构。
前述的磁铁发电机，其中所述的复数个磁铁组均各自包括两个长方形磁铁。
前述的磁铁发电机，其中所述的长方形磁铁包括稀土类磁铁。
前述的磁铁发电机，其中所述的长方形磁铁的外径为110mm。
前述的磁铁发电机，其中所述的长方形磁铁的厚度为2.4mm。
前述的磁铁发电机，其中所述的长方形磁铁的磁极角度为20度。
前述的磁铁发电机，其中所述的长方形磁铁的配置乃对称于该碗体的中心线，其中该中心线乃平行于该回转子的旋转轴。
经由上述可知，本发明是有关于一种多极式永久磁铁发电机的构造。上述发电机的回转子其碗体内贴附有稀土类金属磁铁，并且该磁铁为长方形薄片结构，以简化磁铁的制作难度，并且提高磁铁的材料使用率。
借由上述技术方案，本发明多极式永久磁铁发电机至少具有下列优点根据本发明的多极式永久磁铁发电机，其磁铁的制作方式较传统圆弧形磁铁容易，并且具有较高的材料使用率，因此能够有效降低生产磁铁所需的成本。此外，根据本发明的多极式永久磁铁发电机，使用具有较高磁通量以及磁束密度的稀土类磁铁取代传统的氧化铁磁铁，因而能够有效提高发电机的效能，所以能够充分满足发电机的体积小、性能高且又具经济性的需求。
综上所述，本发明特殊结构的多极式永久磁铁发电机，其中的磁极形状改变简化了磁铁的生产方式，并且提高材料的使用率，而降低生产上述磁铁发电机的成本。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的磁铁发电机具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为现有技术的发电机的剖面视图。
图2A为现有技术的碗体沿轴向的剖面视图。
图2B为现有技术的碗体沿Z-Z线的剖面视图。
图3A为本发明的碗体沿轴向的剖面视图。
图3B为本发明的碗体沿Z-Z线的剖面视图。
图4为本发明的固定子的立体结构示意图。
图5为本发明的回转子的立体结构示意图。
1回转子 2固定子3中心部 4碗体5磁铁 6磁铁盖7铁心 8线圈9斜度孔 11铆钉孔12第一磁铁13第二磁铁14磁铁组具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的多极式永久磁铁发电机其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
首先请参阅图1所示，显示本发明的永久磁铁发电机的截面图。上述发电机包括回转子1以及固定子2，其中回转子1包括中心件3以及碗体4。上述的中心件3具有斜度孔9，用于连接外部引擎的回转轴以带动回转子1转动。中心件3与碗体4的结合是透过通过铆钉孔11的铆钉。上述碗体4的内侧面与圆筒状磁铁盖6的外侧面形成一空间，用于配置磁铁5。磁铁5是磁性交错排列，并且利用接着剂固定于碗体4内侧的容置空间中。
固定子2具有由中心轴外侧放射状形成的突极结构，其包括由基层铁板所组成的电枢铁心7，并且上述突极上具有线圈8缠绕。上述固定子是以螺丝固定于上述外部引擎的一侧。因此当上述外部引擎回转时，将透过中心件3带动回转子1进行旋转，而位于中心件3的碗体4内侧的磁铁5与固定子2突极上的线圈8之间的相对运动将于线圈8中产生电流。
图2A为碗体4内侧面部分的放大图，其中沿Z-Z线的断面图显示于图2B中。由图2B中，碗体4内侧为圆弧形并且与磁铁盖6的外侧面形成一空间以容纳磁铁5。磁铁5通常为具有θ角度(称为磁极角度)且对称于一中心的圆弧磁铁，以紧密容纳于由碗体4内侧以及磁铁盖6外侧所形成的空间中，上述的磁极角度是根据所设计的磁极数而定。在图2A中，与轴平行且面对铁心方向的磁铁5厚度为We，并且磁铁盖6的一端乃固接于碗体4之上，使得其另一端能够顶住于碗体4末端的突起结构中，因而形成一磁铁容纳空间。
一般而言，上述圆弧磁铁5可包括稀土类磁铁，其具有高磁束密度的特性，因此具有稀土类磁铁的发电机性能通常较佳，但是其价格昂贵，亦使得制造此种磁铁发电机的成本较一般使用氧化铁磁铁的发电机为高。
图3A以及图3B为本发明的磁铁发电机碗体结构图。根据图3B所示，本发明的永久磁铁发电机其碗体4内侧的容纳空间中包括第一磁铁12以及第二磁铁13，上述第一磁铁与第二磁铁乃形成一组磁铁组。第一磁铁12与第二磁铁13具有长方形的断面，分别位于上述容纳空间的对称中心的两侧，并且可以粘贴方式固定于上述空间中，并且上述第一与第二磁铁的配置方式乃对称于碗体4的中心线，其中此一中心线乃平行于回转子1的旋转轴。由磁铁盖6外侧以及碗体4内侧所形成的圆弧形空间的弧度角为θ，因此对称于上述中心两侧的空间其弧度角乃均为θ/2。
以长方形磁铁取代圆弧形磁铁是由于长方形磁铁具有制作容易的优点，并且其具有较高的材料使用率(制造材料重量/投入材料重量×100)，所以能够有效降低制作永久磁铁发电机的成本。若仅单纯以一长方形磁铁来取代原先的圆弧磁铁，为了顺利嵌入于圆弧的容纳空间中，上述磁铁的体积必须大幅缩减至原先体积的61％，而无法提供有效率的实际应用。本发明的永久磁铁发电机，其磁铁的体积减少率相当低(约为原先体积的91％)，上述的体积缩减量对于磁场改变的影响甚微。此外，第一磁铁12与第二磁铁13亦可包括稀土类磁铁。
根据本发明的一实施例，本发明的磁铁发电机其固定子2具有由中心轴外侧放射状形成的突极结构，如图4所示。其中各放射状突极结构乃由基层铁板组成的电枢铁心7，以及线圈8所构成。
图5为根据本发明的实施例的回转子1。上述回转子1包括中心部3以及碗体4。二个相同的磁铁构成一磁铁组14并排贴附于碗体4的内侧面，并且相邻二组磁铁具有相反的极性。图5所呈现的回转子1可包覆图4所呈现的固定子2，两者乃以一旋转轴相耦合，此回转子1可进行旋转，使其中的磁铁组14与固定子2的突极结构上的线圈进行相互运动，以产生电流。
根据本发明的一实施例，用于二轮机车上所使用的多极式永久磁铁发电机，其中所使用的永久磁铁为稀土类磁铁，包括钕磁铁(Neodyminum)，上述发电机其回转子的碗体上具有二个长方形的磁铁，并且其外径为110mm、磁铁厚度为2.4mm以及磁极角为20度。
综上所述，根据本发明的多极式永久磁铁发电机，其磁铁的制作方式较传统圆弧形磁铁容易，并且具有较高的材料使用率，因此能够有效降低生产磁铁所需的成本。此外，根据本发明的多极式永久磁铁发电机，使用具有较高磁通量以及磁束密度的稀土类磁铁取代传统的氧化铁磁铁，因而能够有效提高发电机的效能，所以能够充分满足发电机的体积小、性能高且又具经济性的需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种磁铁发电机，其特征在于其包括一固定子，包括具有突极结构的铁心，以及缠绕于该突极结构外部用以输出电流的线圈；以及一回转子，轴耦合至该固定子，其中该回转子包括一中心部，耦合至一外部动力源；一碗体，位于该固定子的周围，并耦合于该中心部；及复数个磁铁组，分别贴附于该碗体的内侧。
2.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的中心部具有一斜度孔以连接该外部动力源。
3.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的碗体是以铆钉固接于该中心部。
4.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的回转子更包括一磁铁盖，覆盖于该碗体上，并且与该碗体内侧形成一空间以容纳该长方形磁铁。
5.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的外部动力源用以使该回转子对该固定子作相对运动以产生电流于该线圈中。
6.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的突极结构包括放射状突极结构。
7.根据权利要求1所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的复数个磁铁组均各自包括两个长方形磁铁。
8.根据权利要求7所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的长方形磁铁包括稀土类磁铁。
9.根据权利要求7所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的长方形磁铁的外径为110mm。
10.根据权利要求7所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的长方形磁铁的厚度为2.4mm。
11.根据权利要求7所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的长方形磁铁的磁极角度为20度。
12.根据权利要求7所述的磁铁发电机，其特征在于其中所述的长方形磁铁的配置乃对称于该碗体的中心线，其中该中心线乃平行于该回转子的旋转轴。
全文摘要
本发明是有关于一种多极式永久磁铁发电机的构造，其包括一固定子，包括具有突极结构的铁心，以及缠绕于该突极结构外部用以输出电流的线圈；以及一回转子，轴耦合至该固定子，其中该回转子包括一中心部，耦合至一外部动力源；一碗体，位于该固定子的周围，并耦合于该中心部；及复数个磁铁组，分别贴附于该碗体的内侧。上述发电机的回转子其碗体内贴附有稀土类金属磁铁，并且该磁铁为长方形薄片结构，以简化磁铁的制作难度，并且提高磁铁的材料使用率。
文档编号H02K1/28GK1949627SQ20051010838
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月13日 优先权日2005年10月13日
发明者钟双麟 申请人:台全电机股份有限公司