專利名稱：輪轂發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輪轂發(fā)電機，特別是涉及一種具有可增速功能而產(chǎn)生較大發(fā)電量的輪轂發(fā)電機。
如

圖1所示，一般組設(shè)在自行車上的發(fā)電機，其輪轂1內(nèi)部中空形成一容納部2，該容納部2容納一發(fā)電裝置10，該發(fā)電裝置10在容納部2內(nèi)周壁上貼設(shè)一層磁鐵組11，該磁鐵組11是以極性相反的方式(也就是N、S、N、S)間隔排列，并且在一心軸3上固設(shè)三組線圈組12，每一線圈組12兩側(cè)配置兩鐵心構(gòu)件13，該等鐵心構(gòu)件13的頂端延伸設(shè)有多數(shù)個間隔距離的爪片單元131，使該兩鐵心構(gòu)件13的爪片單元131可交錯橫置在該線圈組12及磁鐵組11之間，當該輪轂1轉(zhuǎn)動帶動磁鐵組11旋轉(zhuǎn)時，可對該線圈組12激磁產(chǎn)生電能。
上述的輪轂發(fā)電機雖然可產(chǎn)生電能，但是，在發(fā)電效能上卻仍具有以下的缺點發(fā)電的作用是靠該磁鐵組11對線圈組12的相對轉(zhuǎn)動而達成，該輪轂1的轉(zhuǎn)速會直接影響發(fā)電量的大小，因為一般的自行車并不是高速行駛的車種，在一般慢速行進時，該發(fā)電裝置10常無法提供足夠的電量，對于需要耗電的電器設(shè)備(如電燈)，經(jīng)常必需將車速提高到一定轉(zhuǎn)速后，才能獲得穩(wěn)定的供電效果，因此在使用上并不方便。配合圖2所示，該鐵心構(gòu)件13外周處間隔設(shè)有凸伸出的爪片單元131，其發(fā)電量以示波器檢測為正弦波的交流電類型，這種波形只能產(chǎn)生固定大小的電流量，而無法達到產(chǎn)生較大發(fā)電量的功能。
本實用新型的目的在于提供一種輪轂發(fā)電機，可驅(qū)動發(fā)電裝置的磁鐵環(huán)作增速運轉(zhuǎn)，以達到增速目的而產(chǎn)生大發(fā)電量。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種輪轂發(fā)電機，包括一輪轂，其內(nèi)部中空形成一容納部，該容納部套入一發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包含一磁鐵環(huán)、線圈組及鐵心構(gòu)件，該磁鐵環(huán)固設(shè)在可轉(zhuǎn)動的一轉(zhuǎn)子座上，該線圈組及鐵心構(gòu)件與一心軸相互固接且固定不動，該轉(zhuǎn)子座受輪轂帶動而在該線圈組及鐵心構(gòu)件內(nèi)部運轉(zhuǎn)，使該磁鐵環(huán)向外對線圈組激磁以產(chǎn)生電能，其特征在于該鐵心構(gòu)件是由至少兩個鐵心盤相互疊合所構(gòu)成，每一鐵心盤的內(nèi)周環(huán)面彎折凸伸多數(shù)個間隔的支腳，使不同鐵心盤的支腳可相互并排排列，形成具有間隔的爪片單位，而橫亙在該磁鐵環(huán)與線圈組之間，該轉(zhuǎn)子座外側(cè)端部上設(shè)有一驅(qū)動輪，該發(fā)電機更包含設(shè)在發(fā)電裝置的旁側(cè)處的增速裝置，該增速裝置外周處設(shè)有一內(nèi)齒環(huán)，該內(nèi)齒環(huán)與輪轂同體帶動旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)部置設(shè)有多數(shù)組輪盤，該輪盤外端設(shè)有一中心輪，而內(nèi)端間隔環(huán)設(shè)有多數(shù)個小齒輪，該等小齒輪與內(nèi)齒環(huán)及中心輪嚙合形成行星輪系，使內(nèi)端的小齒輪可帶動該轉(zhuǎn)子座驅(qū)動輪作旋轉(zhuǎn)。
由上述的構(gòu)造，本實用新型的增速裝置是以行星輪系的高增速比，帶動內(nèi)部的轉(zhuǎn)子座高速運轉(zhuǎn)，而該鐵心構(gòu)件是以多數(shù)并排的爪片單位以增強激磁效應(yīng)，以達到增速功能且可產(chǎn)生較大發(fā)電量的功效。
下面通過最隹實施例及附圖對本實用新型的輪轂發(fā)電機進行詳細說明，附圖中圖1是以往發(fā)電機的組合剖面圖。
圖2是以往發(fā)電機的鐵心構(gòu)件示意圖。
圖3是本實用新型較佳實施例的組合剖面圖。
圖4是本實用新型上述較佳實施例發(fā)電裝置的立體分解示意圖。
圖5是本實用新型上述較佳實施例增速裝置的立體分解示意圖。
圖6是本實用新型上述較佳實施例接地片的平面圖。
圖7是本實用新型上述較佳實施例抽線座的組合剖面圖。
圖8是本實用新型上述較佳實施例增速裝置的動作示意圖。
圖9是本實用新型上述較佳實施例鐵心構(gòu)件及其總電動勢示意圖。
如圖3、4所示，本實用新型輪轂發(fā)電機裝設(shè)在自行車前輪的輪轂20內(nèi)，其主要是在該輪轂20內(nèi)部中空形成一容納部21，該容納部21中套入一發(fā)電裝置30，該發(fā)電裝置30包含磁鐵環(huán)31、線圈組32及鐵心構(gòu)件33，該磁鐵環(huán)31是由塑膠磁鐵所構(gòu)成，其內(nèi)部設(shè)有可與一轉(zhuǎn)子座34緊配合固定的貫穿座孔311，并可隨該轉(zhuǎn)子座34一體轉(zhuǎn)動，該座孔311外周緣面軸向間隔排列設(shè)有多數(shù)磁道312，相鄰的兩磁道312極性是以反向方式設(shè)置(也就是以N、S、N、S的方式排列)，該轉(zhuǎn)子座34內(nèi)部套固有兩套樞在一心軸22上的自潤軸承341，使該轉(zhuǎn)子座34可在心軸22上作轉(zhuǎn)動(該心軸22固定不動)，該心軸22上沿軸線凹設(shè)一栓槽221，而在其一側(cè)端上呈階狀而形成第一階面222及第二階面223，該輪轂20兩端套固有兩側(cè)蓋23，該兩側(cè)蓋23中央套入供該心軸22穿置的一軸承231，該心軸22位于容納部21內(nèi)一端處栓固有一套筒35，該套筒35內(nèi)部形成一中空部351，該線圈組32與鐵心構(gòu)件33套入固該中空部351內(nèi)壁接并維持停止不動，該轉(zhuǎn)子座34受輪轂20帶動旋轉(zhuǎn)，而在該線圈組32及鐵心構(gòu)件33內(nèi)部作運轉(zhuǎn)，因此，該磁鐵環(huán)31可向外對線圈組32激磁以產(chǎn)生電能。本實用新型與以往不同的是該鐵心構(gòu)件33是由至少兩個以上的鐵心盤331相互疊合所構(gòu)成，在本實施例中是采用兩個，每一鐵心盤331的內(nèi)周環(huán)面彎折凸伸有多數(shù)個間隔的支腳332，各鐵心盤331的支腳332可相互并排排列，使整個鐵心構(gòu)件33形成多數(shù)個間隔的爪片單位I，該兩鐵心構(gòu)件33的爪片單元I可交錯橫置在該磁鐵環(huán)31與線圈組32之間。該轉(zhuǎn)子座34是長形的管套，其外側(cè)端部中央處上設(shè)有一驅(qū)動輪342，該驅(qū)動輪342在本實施例中是齒輪構(gòu)件。配合圖6所示，在該發(fā)電裝置30外側(cè)處設(shè)有一接地片36，在本實施例中，接地片36是固設(shè)在該輪轂20一端側(cè)蓋23與該發(fā)電裝置30之間，該接地片36上方凸伸有接片361，該接片361與線圈組32的接地線321相接，而在內(nèi)周處設(shè)有凸緣362，且卡固在該心軸22的栓槽221內(nèi)，使該接地片36與心軸22接觸形成接地線路。
配合圖7所示，該發(fā)電裝置30的外側(cè)處設(shè)有一抽線座40，在本實施例中，該抽線座40固設(shè)在該輪轂20側(cè)蓋23的旁側(cè)，且是由具絕緣特性的塑料材質(zhì)所構(gòu)成，該抽線座40具有內(nèi)周設(shè)有一凸緣411的環(huán)座41，該凸緣411卡固在該心軸22栓槽221內(nèi)，其內(nèi)部限固設(shè)有一金屬電聯(lián)片42，該電聯(lián)片42因為受到環(huán)座41包固而與該心軸22形成絕緣狀態(tài)，該線圈組32的火線322可沿該心軸22栓槽221而與該電聯(lián)片42相接形成火線回路，該電聯(lián)片42上方凸伸出供電器裝置(一般為電燈裝置)的接線端插置任一端而產(chǎn)生電氣聯(lián)結(jié)的兩端頭421。
配合圖8所示，一增速裝置50設(shè)在該容納部21內(nèi)且位于該發(fā)電裝置30旁側(cè)處，在其外周處設(shè)有一內(nèi)齒環(huán)51，該內(nèi)齒環(huán)51緊緊配合套固在該容納部21內(nèi)壁，使整個內(nèi)齒環(huán)51可與該輪轂20一起旋轉(zhuǎn)。而在內(nèi)周緣處設(shè)有內(nèi)齒511，在該內(nèi)齒環(huán)511內(nèi)部置設(shè)多數(shù)組輪盤，在本實施例中輪盤是采用第一輪盤52及第二輪盤53兩組輪盤，該第一、二輪盤52、53中央各設(shè)有供該心軸22穿置的一心孔521、531，使該第一、二輪盤52、53可分別套抵定位在該心軸22的第一、二階面222、223上，該第一輪盤52外端通過一鎖固螺帽54與心軸22螺接鎖固，而將該增速裝置50固定在心軸22上，該第一、二輪盤52、53的內(nèi)端面上間隔環(huán)列樞設(shè)三組小齒輪522、532，該小齒輪522、532外側(cè)可與該內(nèi)齒環(huán)51內(nèi)齒511嚙合，該第二輪盤53外端面中央處一體成形凸出的一中心輪533，使該第一輪盤52小齒輪522內(nèi)側(cè)與該中心輪533相嚙合，而該第二輪盤53小齒輪532內(nèi)側(cè)則與該轉(zhuǎn)子座34驅(qū)動輪342相嚙合，形成行星齒輪系的嚙合運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
配合圖3、8所示，當使用者欲使用本實用新型進行發(fā)電時，自行車在該輪轂20轉(zhuǎn)動后，該輪轂20帶動該內(nèi)齒環(huán)51轉(zhuǎn)動，因為該第一輪盤52固定在該心軸22上，因此該內(nèi)齒環(huán)51會先帶動該小齒輪522旋轉(zhuǎn)，該小齒輪522又帶動該第二輪盤53的中心輪533，再使第二輪盤53轉(zhuǎn)動，然后，該第二輪盤53上的小齒輪532再帶動該轉(zhuǎn)子座34上的驅(qū)動輪342轉(zhuǎn)動。因此，這種行星輪系具有可增速的較高轉(zhuǎn)速比，也就是當該輪轂20原本轉(zhuǎn)速較慢時，經(jīng)由這種輪系傳動，位于內(nèi)部的該轉(zhuǎn)子座34可增速到該輪轂20轉(zhuǎn)速數(shù)倍的速度，而可效快速地增進該磁鐵環(huán)31與線圈組32之間的相對速度，使該發(fā)電裝置30可產(chǎn)生足夠的發(fā)電量。
配合圖9所示，當該磁鐵環(huán)31以高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，因為該線圈組32與鐵心構(gòu)件33是由該套筒35固定在心軸22上，因此該線圈組32與鐵心構(gòu)件33停止不動，而該磁鐵環(huán)31上不同極性排列的磁道312在運轉(zhuǎn)時，會使在其上方位置處的鐵心盤331在瞬間也帶相同的極性在本實用新型中，該爪片單元I是以兩個以上支腳332并排排列而成，因此每一個爪片單元I對應(yīng)產(chǎn)生交流電能生成二道以上的電動勢，因為所形成的交流電具有相位差的正弦波形，二道以上的正弦波所生成的合成電動勢以示波器檢測，可得到類似梯形波的波形，也就是該爪片單元I由愈多支腳332構(gòu)成，則愈近似梯形，這種梯形波的總電動勢會比單一正弦波為強，因此本實用新型的發(fā)電方式，在轉(zhuǎn)動相同幅度的條件下，所生成的電壓電流都比以往佳，且可讓電器裝置如電燈的照明光度更亮，照明范圍更廣。
因此，本實用新型的輪轂發(fā)電機，包括一輪轂20內(nèi)部設(shè)置的一發(fā)電裝置30及一增速裝置50，該發(fā)電裝置30上的鐵心構(gòu)件33是以至少兩組以上的鐵心盤331相互疊置構(gòu)成，該爪片單元I也是以至少兩組以上的該鐵心盤331的支腳332相互并排排列構(gòu)成，使對該線圈組32所產(chǎn)生的激磁效應(yīng)可大幅增加，而產(chǎn)生比單支爪片單元強大的電動勢。另外，本實用新型設(shè)有具行星齒輪系的增速裝置50，這種行星輪系裝置可在有限空間內(nèi)增加較高的轉(zhuǎn)速比，而輸出端及輸入端都可設(shè)在同一軸上，在運轉(zhuǎn)上可更為順暢，特別的是，本實用新型在該外部輪轂20作相同轉(zhuǎn)速的運轉(zhuǎn)情況下，其內(nèi)部磁鐵環(huán)31對線圈組32可進行高轉(zhuǎn)速相對運動，對該線圈組32所產(chǎn)生的激磁效應(yīng)比以往的發(fā)電機隹，而具有發(fā)電量大的優(yōu)點，也就是使自行車在慢速行進的速度中，也會具有足夠的發(fā)電量。
綜上所述，本實用新型的輪轂發(fā)電機是采用至少兩組線圈組32及鐵心構(gòu)件33，以提高發(fā)電量，且各線圈組32的線路還可采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式，具有可加大發(fā)電量或使發(fā)電持久的功效。
權(quán)利要求1．一種輪轂發(fā)電機，包括一輪轂內(nèi)部中空形成的一容納部及一，該容納部中套入一發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包含一磁鐵環(huán)、一線圈組及一鐵心構(gòu)件，該磁鐵環(huán)固設(shè)在該轉(zhuǎn)子座輪轂上，該線圈組及鐵心構(gòu)件與一心軸相固接，其特征在于該鐵心構(gòu)件是由至少兩個鐵心盤相互疊合所構(gòu)成，每一鐵心盤的內(nèi)周環(huán)面彎折凸伸多數(shù)個支腳，鐵心盤的支腳相互并排排列形成橫置在該磁鐵環(huán)與線圈組之間的爪片單位；該轉(zhuǎn)子座外側(cè)端上設(shè)有一驅(qū)動輪；該發(fā)電裝置的旁側(cè)處設(shè)有一增速裝置，該增速裝置外周處設(shè)有與該輪轂固定在一起的內(nèi)齒環(huán)，而內(nèi)部置設(shè)有多數(shù)組輪盤，該輪盤外端設(shè)有一中心輪，而內(nèi)端間隔環(huán)設(shè)多數(shù)組可帶動轉(zhuǎn)子座的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的小齒輪，小齒輪與內(nèi)齒環(huán)及中心輪嚙合形成一行星輪系。
2．如權(quán)利要求1所述的輪轂發(fā)電機，其特征在于該磁鐵環(huán)是由塑料磁鐵所構(gòu)成，其外周緣面軸向間隔排列設(shè)有多數(shù)個磁道，相鄰的兩磁道極性相反。
3．如權(quán)利要求1所述的輪轂發(fā)電機，其特征在于該發(fā)電裝置外側(cè)設(shè)有絕緣的一抽線座，該抽線座環(huán)座內(nèi)周凸設(shè)卡固在該心軸栓槽內(nèi)的一突緣，其內(nèi)部包固一電聯(lián)片，該線圈組的火線沿該心軸栓槽與電聯(lián)片相接形成火線回路，該電聯(lián)片上方凸伸出兩端頭。
4．如權(quán)利要求1所述的輪轂發(fā)電機，其特征在于該發(fā)電裝置外側(cè)設(shè)有一接地片，該接地片上方凸伸與該線圈組的接地線相接的一接片，而內(nèi)周處凸設(shè)有卡固在該心軸栓槽內(nèi)的一凸片。
專利摘要一種輪轂發(fā)電機,包括一輪轂,在輪轂內(nèi)的容納部設(shè)置發(fā)電裝置及增速裝置,發(fā)電裝置包含一磁鐵環(huán)、線圈組及由至少兩個鐵心盤疊合而成的鐵心構(gòu)件,由不同鐵心構(gòu)件的支腳并排排列構(gòu)成可增強激磁效應(yīng)的爪片單元,增速裝置是行星輪系,其外部設(shè)有同體帶動的內(nèi)齒環(huán)與輪轂,而在內(nèi)部設(shè)有中心輪及多數(shù)組小齒輪,小齒輪可驅(qū)動發(fā)電裝置的磁鐵環(huán)作增速運轉(zhuǎn),以增加轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生大發(fā)電量。
文檔編號H02K21/24GK2325919SQ9820845
公開日1999年6月23日 申請日期1998年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者唐程鏞 申請人:勝喆工業(yè)股份有限公司