專利名稱：多極式永久磁鐵發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁鐵發電機，特別是涉及一種使用個別具有復數個長方形磁鐵的磁鐵組的多極式永久磁鐵發電機。
背景技術：
一般而言，在諸如摩托車與卡車等小型或特殊交通工具內具有一般小型引擎所驅動的發電機，通常為利用永久磁鐵感應的永磁發電機，其具有可供安置一部永磁發電機的外殼，該部永磁發電機是采用諸如鐵酸鹽磁鐵，或采用目前一般主流所使用的氧化磁鐵(ferrite magnet)。
上述永磁發電機包括一個轉子與一個定子，在此轉子中有多組磁鐵等距離地排列并固定于一個軛的內周邊上；此定子的組構方式將使得多個線圈環繞一個鐵心的多個輻射部分纏繞，藉此當轉子為一部份引擎驅動而繞定子旋轉時，即在配置于定子的磁極處的諸線圈中激勵出電動勢。
作為連接裝載引擎于二輪機車的磁鐵發電機，通常具有在形成略碗形狀的軛鐵內周圍所配設的復數個磁鐵的轉子，以裝載并旋轉于軛鐵發電機電樞的周圍。
傳統技術的永久磁鐵發電機具有復雜的結構且制作成本高，其所使用的磁鐵通常為一般的氧化磁鐵(ferrite magnet，或稱為肥粒磁鐵)，其磁束密度與保持力有限，為獲得體積小、性能高且成本合理的發電機，必須提出嶄新的永久磁鐵發電機的結構。
由此可見，上述現有的磁鐵發電機在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決磁鐵發電機存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的磁鐵發電機，便成了當前業界極需改進的目標。
有鑒于上述現有的磁鐵發電機存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的多極式永久磁鐵發電機，能夠改進一般現有的磁鐵發電機，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的目的在于，提供一種新型結構的多極式永久磁鐵發電機，所要解決的技術問題是使其中的磁極形狀改變簡化了磁鐵的生產方式，并且提高材料的使用率，而降低生產上述磁鐵發電機的成本，從而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種磁鐵發電機，其包括一固定子，包括具有突極結構的鐵心，以及纏繞于該突極結構外部用以輸出電流的線圈；以及一回轉子，軸耦合至該固定子，其中該回轉子包括一中心部，耦合至一外部動力源；一碗體，位于該固定子的周圍，并耦合于該中心部；及復數個磁鐵組，分別貼附于該碗體的內側。
本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術措施來進一步實現。
前述的磁鐵發電機，其中所述的中心部具有一斜度孔以連接該外部動力源。
前述的磁鐵發電機，其中所述的碗體是以鉚釘固接于該中心部。
前述的磁鐵發電機，其中所述的回轉子更包括一磁鐵蓋，覆蓋于該碗體上，并且與該碗體內側形成一空間以容納該長方形磁鐵。
前述的磁鐵發電機，其中所述的外部動力源用以使該回轉子對該固定子作相對運動以產生電流于該線圈中。
前述的磁鐵發電機，其中所述的突極結構包括放射狀突極結構。
前述的磁鐵發電機，其中所述的復數個磁鐵組均各自包括兩個長方形磁鐵。
前述的磁鐵發電機，其中所述的長方形磁鐵包括稀土類磁鐵。
前述的磁鐵發電機，其中所述的長方形磁鐵的外徑為110mm。
前述的磁鐵發電機，其中所述的長方形磁鐵的厚度為2.4mm。
前述的磁鐵發電機，其中所述的長方形磁鐵的磁極角度為20度。
前述的磁鐵發電機，其中所述的長方形磁鐵的配置乃對稱于該碗體的中心線，其中該中心線乃平行于該回轉子的旋轉軸。
經由上述可知，本發明是有關于一種多極式永久磁鐵發電機的構造。上述發電機的回轉子其碗體內貼附有稀土類金屬磁鐵，并且該磁鐵為長方形薄片結構，以簡化磁鐵的制作難度，并且提高磁鐵的材料使用率。
借由上述技術方案，本發明多極式永久磁鐵發電機至少具有下列優點根據本發明的多極式永久磁鐵發電機，其磁鐵的制作方式較傳統圓弧形磁鐵容易，并且具有較高的材料使用率，因此能夠有效降低生產磁鐵所需的成本。此外，根據本發明的多極式永久磁鐵發電機，使用具有較高磁通量以及磁束密度的稀土類磁鐵取代傳統的氧化鐵磁鐵，因而能夠有效提高發電機的效能，所以能夠充分滿足發電機的體積小、性能高且又具經濟性的需求。
綜上所述，本發明特殊結構的多極式永久磁鐵發電機，其中的磁極形狀改變簡化了磁鐵的生產方式，并且提高材料的使用率，而降低生產上述磁鐵發電機的成本。其具有上述諸多的優點及實用價值，并在同類產品中未見有類似的結構設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的磁鐵發電機具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1為現有技術的發電機的剖面視圖。
圖2A為現有技術的碗體沿軸向的剖面視圖。
圖2B為現有技術的碗體沿Z-Z線的剖面視圖。
圖3A為本發明的碗體沿軸向的剖面視圖。
圖3B為本發明的碗體沿Z-Z線的剖面視圖。
圖4為本發明的固定子的立體結構示意圖。
圖5為本發明的回轉子的立體結構示意圖。
1回轉子 2固定子3中心部 4碗體5磁鐵 6磁鐵蓋7鐵心 8線圈9斜度孔 11鉚釘孔12第一磁鐵13第二磁鐵14磁鐵組具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的多極式永久磁鐵發電機其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
首先請參閱圖1所示，顯示本發明的永久磁鐵發電機的截面圖。上述發電機包括回轉子1以及固定子2，其中回轉子1包括中心件3以及碗體4。上述的中心件3具有斜度孔9，用于連接外部引擎的回轉軸以帶動回轉子1轉動。中心件3與碗體4的結合是透過通過鉚釘孔11的鉚釘。上述碗體4的內側面與圓筒狀磁鐵蓋6的外側面形成一空間，用于配置磁鐵5。磁鐵5是磁性交錯排列，并且利用接著劑固定于碗體4內側的容置空間中。
固定子2具有由中心軸外側放射狀形成的突極結構，其包括由基層鐵板所組成的電樞鐵心7，并且上述突極上具有線圈8纏繞。上述固定子是以螺絲固定于上述外部引擎的一側。因此當上述外部引擎回轉時，將透過中心件3帶動回轉子1進行旋轉，而位于中心件3的碗體4內側的磁鐵5與固定子2突極上的線圈8之間的相對運動將于線圈8中產生電流。
圖2A為碗體4內側面部分的放大圖，其中沿Z-Z線的斷面圖顯示于圖2B中。由圖2B中，碗體4內側為圓弧形并且與磁鐵蓋6的外側面形成一空間以容納磁鐵5。磁鐵5通常為具有θ角度(稱為磁極角度)且對稱于一中心的圓弧磁鐵，以緊密容納于由碗體4內側以及磁鐵蓋6外側所形成的空間中，上述的磁極角度是根據所設計的磁極數而定。在圖2A中，與軸平行且面對鐵心方向的磁鐵5厚度為We，并且磁鐵蓋6的一端乃固接于碗體4之上，使得其另一端能夠頂住于碗體4末端的突起結構中，因而形成一磁鐵容納空間。
一般而言，上述圓弧磁鐵5可包括稀土類磁鐵，其具有高磁束密度的特性，因此具有稀土類磁鐵的發電機性能通常較佳，但是其價格昂貴，亦使得制造此種磁鐵發電機的成本較一般使用氧化鐵磁鐵的發電機為高。
圖3A以及圖3B為本發明的磁鐵發電機碗體結構圖。根據圖3B所示，本發明的永久磁鐵發電機其碗體4內側的容納空間中包括第一磁鐵12以及第二磁鐵13，上述第一磁鐵與第二磁鐵乃形成一組磁鐵組。第一磁鐵12與第二磁鐵13具有長方形的斷面，分別位于上述容納空間的對稱中心的兩側，并且可以粘貼方式固定于上述空間中，并且上述第一與第二磁鐵的配置方式乃對稱于碗體4的中心線，其中此一中心線乃平行于回轉子1的旋轉軸。由磁鐵蓋6外側以及碗體4內側所形成的圓弧形空間的弧度角為θ，因此對稱于上述中心兩側的空間其弧度角乃均為θ/2。
以長方形磁鐵取代圓弧形磁鐵是由于長方形磁鐵具有制作容易的優點，并且其具有較高的材料使用率(制造材料重量/投入材料重量×100)，所以能夠有效降低制作永久磁鐵發電機的成本。若僅單純以一長方形磁鐵來取代原先的圓弧磁鐵，為了順利嵌入于圓弧的容納空間中，上述磁鐵的體積必須大幅縮減至原先體積的61％，而無法提供有效率的實際應用。本發明的永久磁鐵發電機，其磁鐵的體積減少率相當低(約為原先體積的91％)，上述的體積縮減量對于磁場改變的影響甚微。此外，第一磁鐵12與第二磁鐵13亦可包括稀土類磁鐵。
根據本發明的一實施例，本發明的磁鐵發電機其固定子2具有由中心軸外側放射狀形成的突極結構，如圖4所示。其中各放射狀突極結構乃由基層鐵板組成的電樞鐵心7，以及線圈8所構成。
圖5為根據本發明的實施例的回轉子1。上述回轉子1包括中心部3以及碗體4。二個相同的磁鐵構成一磁鐵組14并排貼附于碗體4的內側面，并且相鄰二組磁鐵具有相反的極性。圖5所呈現的回轉子1可包覆圖4所呈現的固定子2，兩者乃以一旋轉軸相耦合，此回轉子1可進行旋轉，使其中的磁鐵組14與固定子2的突極結構上的線圈進行相互運動，以產生電流。
根據本發明的一實施例，用于二輪機車上所使用的多極式永久磁鐵發電機，其中所使用的永久磁鐵為稀土類磁鐵，包括釹磁鐵(Neodyminum)，上述發電機其回轉子的碗體上具有二個長方形的磁鐵，并且其外徑為110mm、磁鐵厚度為2.4mm以及磁極角為20度。
綜上所述，根據本發明的多極式永久磁鐵發電機，其磁鐵的制作方式較傳統圓弧形磁鐵容易，并且具有較高的材料使用率，因此能夠有效降低生產磁鐵所需的成本。此外，根據本發明的多極式永久磁鐵發電機，使用具有較高磁通量以及磁束密度的稀土類磁鐵取代傳統的氧化鐵磁鐵，因而能夠有效提高發電機的效能，所以能夠充分滿足發電機的體積小、性能高且又具經濟性的需求。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種磁鐵發電機，其特征在于其包括一固定子，包括具有突極結構的鐵心，以及纏繞于該突極結構外部用以輸出電流的線圈；以及一回轉子，軸耦合至該固定子，其中該回轉子包括一中心部，耦合至一外部動力源；一碗體，位于該固定子的周圍，并耦合于該中心部；及復數個磁鐵組，分別貼附于該碗體的內側。
2.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的中心部具有一斜度孔以連接該外部動力源。
3.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的碗體是以鉚釘固接于該中心部。
4.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的回轉子更包括一磁鐵蓋，覆蓋于該碗體上，并且與該碗體內側形成一空間以容納該長方形磁鐵。
5.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的外部動力源用以使該回轉子對該固定子作相對運動以產生電流于該線圈中。
6.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的突極結構包括放射狀突極結構。
7.根據權利要求1所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的復數個磁鐵組均各自包括兩個長方形磁鐵。
8.根據權利要求7所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的長方形磁鐵包括稀土類磁鐵。
9.根據權利要求7所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的長方形磁鐵的外徑為110mm。
10.根據權利要求7所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的長方形磁鐵的厚度為2.4mm。
11.根據權利要求7所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的長方形磁鐵的磁極角度為20度。
12.根據權利要求7所述的磁鐵發電機，其特征在于其中所述的長方形磁鐵的配置乃對稱于該碗體的中心線，其中該中心線乃平行于該回轉子的旋轉軸。
全文摘要
本發明是有關于一種多極式永久磁鐵發電機的構造，其包括一固定子，包括具有突極結構的鐵心，以及纏繞于該突極結構外部用以輸出電流的線圈；以及一回轉子，軸耦合至該固定子，其中該回轉子包括一中心部，耦合至一外部動力源；一碗體，位于該固定子的周圍，并耦合于該中心部；及復數個磁鐵組，分別貼附于該碗體的內側。上述發電機的回轉子其碗體內貼附有稀土類金屬磁鐵，并且該磁鐵為長方形薄片結構，以簡化磁鐵的制作難度，并且提高磁鐵的材料使用率。
文檔編號H02K1/28GK1949627SQ20051010838
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月13日 優先權日2005年10月13日
發明者鐘雙麟 申請人:臺全電機股份有限公司