CN100463334C

CN100463334C - 自行车轮的集片式多极性发电机

Info

Publication number: CN100463334C
Application number: CNB2005100728541A
Authority: CN
Inventors: 林益银; 陈浚钦; 廖贵堂
Original assignee: Individual
Current assignee: Chen Junqin; Liao Guitang
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: CN1866671A

Abstract

本发明一种自行车轮的集片式多极性发电机，乃是包含有一磁性组件，多数个呈环状分布且与磁性组件相对的磁极片，一周缘嵌置定位有上述磁极片的铁芯环路，可供各磁极片磁路连通，并让磁力线通过，同时，每一磁极片上还分别安装有一片状线圈，以便令磁性组件与铁芯环路上各磁极片作相对旋转时，可在线圈中产生电流而发电，且具组装快速、节省线圈及发电量高等诸多功效。

Description

自行车轮的集片式多极性发电机

技术领域

本发明是与一种发电机有关，更详而言之，特别是指一种可安装于自行车花毂上用以发电的自行车轮的集片式多极性发电机。

背景技术

按，已知的发电机，尤指安装于自行车花毂上的花毂式发电机，大多为爪型磁极发电机，其大致包含有一内侧安装有永久磁铁的筒体，该筒体通常为自行车的花毂壳体，另该筒体配合有二定子轭，该定子轭具有圆盘部及由圆盘部沿轴向延伸而与永久磁铁相对的多数个爪型磁极片，且二定子轭以磁极片彼此邻接设置，另筒体内部设有一固定于花毂心轴上的铁芯轭，可供二定子轭磁路连通，并供磁力线通过，又，该铁芯轭周围利用一线圈架绕线定位有一片状线圈，使花毂壳体与内部永久磁铁可构成一外侧转子，而二定子轭、铁芯轭、线圈架、线圈及花毂心轴则可构成一内侧定子，当外侧转子的花毂壳体受自行车前后或后轮的轮辐丝带动旋转时，该永久磁铁的磁力线可经由内侧定子的定子轭各爪型磁极片经铁芯轭到达另一定子轭的磁极片上，并于铁芯轭上形成不同方向的交替磁力线，而可在周围线圈架上的线圈中产生电流，以提供自行车各电子构件所需的电力。

惟，已知爪型磁极发电机的片状线圈无法以机械设备自动绕线，而必须以人工绕线方式安装于线圈架上，故组装速度慢，使得组装成本提高，同时，该片状线圈亦必须使用较多的导线量，造成线圈材料成本提高，除此的外，为充分满足目前自行车上各电子构件所需的电力，已知发电机的发电效率或发电量仍嫌不足，故如何针对已知发电机组成构造重新设计，使发电效率或发电量再次提升，确有其必要性。

发明内容

本发明的目的在于，是提供一种自行车轮的集片式多极性发电机，乃是包含有一磁性组件，多数个呈环状分布且与磁性组件相对的磁极片，一周缘嵌置定位有上述磁极片的铁芯环路，可供各磁极片磁路连通，并让磁力线通过，同时，每一磁极片上更分别安装有一片状线圈，以便令磁性组件与铁芯环路上各磁极片作相对旋转时，可在线圈中产生电流而发电。

本发明一种自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，包含有：

一磁性组件；

多个磁极片，呈环状分布，且与磁性组件等间距相对；

一铁芯环路，是由多个环状铁芯冲片叠接而成一环状体，其周缘可供上述磁极片等距安装定位，该铁芯环路并与所述磁极片形成连通的磁路，使磁力线得以通过；

多个片状线圈，每一片状线圈是分别被安装套设于每一磁极片上；以及

一筒体，其内侧安装设有该磁性组件，所述磁性组件并与插置定位于铁芯环路的外周缘上的所述磁极片相对设立；

其中，该筒体是内侧装有磁性组件的外侧转子，该磁极片、铁芯环路与线圈构成内侧定子，而该筒体内部并同轴地安装该内侧定子及一自行车的花毂心轴；而该内侧定子固定在自行车车轮的花毂心轴上，该外侧转子则与车轮的旋转构件相连；

其中，所述磁极片靠近铁芯环路的二轴向侧各形成有一切槽，可分别供相对侧的一固定卡环卡扣定位。

其中所述磁极片的断面呈“1”字状。

其中所述磁极片的断面呈“T”字状。

其中该断面呈“T”字状的磁极片是由二断面呈倒L状的片体结合而成。

其中该断面呈“T”字状的磁极片是由一片体一体弯折而成。

其中该片状线圈可由薄膜电路板上形成相当于导线的印刷电路所构成。

其中该磁性组件是永久磁铁。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图，详细说明如后，其中：

图1是本发明自行车轮的集片式多极性发电机实施应用于自行车花毂形成花毂式发电机的较佳实施例侧视剖面图。

图2是本发明的局部立体分解图。

图3是本发明的局部立体外观组合图。

图4是本发明的另一侧视剖面示意图。

图5a是本发明第一实施例的磁极片断面形状图。

图5b是本发明第二实施例的磁极片断面形状图。

图5c是本发明第三实施例的磁极片断面形状图。

图5d是本发明第四实施例的磁磁盘断面形状图。

图6是本发明片状线圈的放大外观示意图。

图7是本发明集片式多极性发电机实施应用于自行车花毂形成花毂式发电机的另一实施例侧视剖面图。

图8是本发明另一实施例的局部立体分解图。

图9是本发明另一实施例的侧视剖面示意图。

图10是本发明自行车轮的集片式多极性发电机实施应用于自行车花毂形成花毂式发电机的又一实施例侧视剖面图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一种自行车轮的集片式多极性发电机，是以装配于自行车前轮或后轮花毂为较佳实施例，并与花毂组合而成一花毂式发电机，该花毂具有一花毂壳体10、一贯穿花毂壳体10的花毂心轴70，以及二分别安装于花毂壳体10二端与花毂心轴70间的轴承13，该自行车前轮或后轮的轮辐丝1是固接于花毂壳体10上，而自行车的前轮叉或后轮叉2是固定于花毂心轴70二端，当花毂壳体10受自行车轮辐丝1带动旋转时，该花毂式发电机即可发电，以供应自行车前照灯、尾灯等电子构件所需的电力。

请参阅第图2至图4，上述的花毂式发电机，主要包含有一外侧转子及一内侧定子；该外侧转子是一筒体，本实施例的筒体是由自行车的花毂壳体10所构成，该内侧转子则是由多数个磁极片20、一铁芯环路30、多数个片状线圈40、一固定卡环50、一接线PC板60及一花毂心轴70所组成；其中：

该花毂壳体10，是包含有一第一本体11及一第二本体12，该第一本体11一侧形成有一容置空间111，该第二本体12是螺固定位于第一本体11的容置空间111开口部位，且第一本体11与第二本体12各由一轴承13固定于中央贯穿的花毂心轴70上，使花毂壳体10得以花毂心轴70为轴心自由旋转，另第一本体11二侧外周部上形成有凸缘112，可与前轮或后轮的轮辐丝1相互连结，使花毂壳体10可受轮辐丝1带动旋转，又，该第一本体11的容置空间111在径向方向等间距分布有一磁性组件14，本实施例的磁性组件14主要是由四个磁铁构成的永久磁铁，且N极与S极等间距地交替分布而形成磁场，共计有28个磁极；

所述磁极片20，是以花毂壳体10的轴心为中心在圆周方向上等间距分布，使每一磁极片20恰可与花毂壳体10内部安装的磁性组件14各磁极相对，其中，本实施例的磁极片20断面呈T形，且由二断面呈倒L状的片体21相互迭置结合所构成，另所述磁极片20靠近内侧二轴向侧各形成有一切槽22；

该铁芯环路30，是由多数个中央具穿孔311的环状铁芯冲压片31相互迭置而成，并于外周部位上形成有多数个切槽312，可供各磁极片20卡合定位，使各磁极片20可由铁芯环路30磁路连通，并让磁力线通过；

所述片状线圈40，请参阅图6，本实施例是由机械设备直接在薄膜电路板41上形成相当于导线的印刷电路42所构成，可供后续直接嵌套组装于每一磁极片20上；当然，所述片状线圈40亦可预先利用机械设备以导线缠绕而成；

该固定卡环50，其中央具有一穿孔51，且外周部各往内侧轴向延伸有一环凸缘52，恰可卡合定位于各磁极片20相对侧的切槽22中，使各磁极片20可被同步准确定位；

该接线PC板60，是呈圆板状，而位于磁极片20一侧，且中央具有一通孔61，使圆周部可供各线圈40的二端线头适当连接定位，并用以输出电力；

该花毂心轴70，是贯穿花毂壳体10的第一本体11与第二本体12中央轴心部位，并供铁芯环路30中央穿孔311、固定卡环50中央穿孔51及接线PC板60中央通孔61穿套，其中，该花毂心轴70一侧适当处突设有一阶级状的环凸部71，恰可供相对侧的固定卡环50外侧壁卡抵定位，另侧则螺设有一螺帽72，可用以迫紧固定另侧固定卡环50，使组成内侧定子的磁极片20、铁芯环路30、片状线圈40、固定卡环50及接线PC板60得以牢固定位于花毂心轴70上。

为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，兹将本发明使用方式加以叙述，相信当可由此而对本发明有更深入且具体的了解，如下所述：

请再参阅图1，本发明的自行车轮的集片式多集性发电机是以安装于自行车花毂部位所形成的花毂式发电机为较佳实施例，当使用者踩踏带动前轮或后轮的轮辐丝1旋转时，即可连动外侧转子的花毂壳体10内部磁性组件14通过二侧轴承13，而在内侧定子周围作自由旋转，据此，可使铁芯环路30上一磁极片20接收磁性组件14发出的N极磁力线时，另一个相对磁极片20就接收S极磁力线，反之，一个接收磁性组件14发出的S极磁力线，另一个就接收磁性组件14发出的N极磁力线，而由磁性组件14在各磁极片20外围旋转，以及通过二相对磁极片20分别为N极与S极的第一状态，以及二相对磁极片20分别为S极及N极的第二状态进行的往复循环，可使通过铁芯环路30产生磁路连通的二相对磁极片20上可产生沿铁芯环路30径向方向的交替磁力线，使安装于磁极片20上的片状线圈40内部可产生电流，并因此而发电，该发出的电力再传送至接线PC板60上进行整合，以提供自行车各电子构件所需的电力。

请参阅图5a及图5b，本发明第一、二实施例的磁极片20，其T形断面是由一片体23一体弯折而成，其中，该片体23的二端可位于头端或底端部位；请参阅图5c及图5d，本发明第三、四实施例的磁极片20，其断面是呈1形，可由二相互并接的片体24或单一片体24所构成。

请参阅图7至图9，本发明另一实施例的自行车轮的集片式多集性发电机，主要是将上述铁芯环路30安装于上述花毂壳体10的第一本体11内侧，并将所述磁极片20卡合定位于铁芯环路30内周缘部位形成的多数个切槽312中，之后，利用二侧固定卡环50的环凸缘52卡合定位各磁极片20相对侧的切槽22，可将各磁极片20同步准确定位，另通过第一本体11内侧壁二侧各嵌扣定位一C型环扣113，可将相对侧的固定卡环50予以卡扣定位，又，该磁性组件14是穿套定位于花毂心轴70上与铁芯环路30内周缘上的各磁极片20相对，据此，该内侧装有铁芯环路30、磁极片20与片状线圈40的花毂壳体10即可构成一外侧转子，而磁性组件14与花毂心轴70则可构成内侧定子，当外侧转子与内侧定子作相对转动时，同样可使外侧转子各磁极片20接收内侧相对磁性组件14发出的磁力线，并在各磁极片20上产生交替磁力线，使安装于磁极片20上的片状线圈40内部产生电流及发出电力。

请参阅图10，本发明另一实施例的磁性组件14，主要是以可产生励磁作用的电磁铁取代永久磁铁，如此，当电磁铁的电力处于导通(ON)状态时，则同样可藉由外侧转子与内侧定子间的相对转动，使外侧转子各磁极片20接收内侧相对磁性组件14发出的磁力线，并在各磁极片20上产生交替磁力线，使安装于磁极片20上的片状线圈40内部产生电流及发出电力；而当电磁铁的电力处于阻断(OFF)状态时，则由于磁性组件14与片状线圈40间没有产生励磁作用，因此，可使外侧转子在转动时，不会受到内侧定子的磁力作用，进而使骑乘者进行自行车踩踏作用时，不致于自遭受该发电机产生的磁性阻力干扰，以便可保持在较省力的踩踏状态。

再者，将本发明的优点及可达成功效归纳如下：

1.本发明的片状线圈40可预先利用机械设备以导线缠绕或在薄膜电路板41形成印刷电路42制作而成，完全不须人工绕线，故组装快速，可有效节省组装时间与成本。

2.本发明直接将片状线圈40安装于各磁极片20上，所需使用的导线量较少，可有效节省片状线圈40的材料成本。

3.本发明发电机的组成构造，经由实际使用与测试后发现确具较高发电效率，故发电量高。

4.本发明发电机的外侧转子与内侧定子在构件组成上可适当地相互对换置换，仍可达到发电的功效，可以提供更多元的组装选择。

5.本发明的磁性组件14可采用永久磁铁或电磁铁，尤其当选用电磁铁时，可由适当切断电源，使磁性组件14与片状线圈40间无法产生励磁作用，进而使外侧转子在转动时，不会受到内侧定子的磁力作用，故可确保骑乘者进行自行车踩踏作用时，不致于自遭受该发电机产生的磁性阻力干扰，而可保持在较省力的踩踏状态。

综上所述，本发明在同类产品中实有其极佳的进步实用性，同时遍查国内外关于此类结构的技术资料，文献中亦未发现有相同的构造存在在先，是以，本发明实已具备专利要件，故依法提出专利申请。

惟，以上所述的，仅是本发明的数较佳可行实施例而已，故凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，包含有：

一磁性组件；

多个磁极片，呈环状分布，且与磁性组件等间距相对；

2.依权利要求1所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中所述磁极片的断面呈“1”字状。

3.依权利要求1所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中所述磁极片的断面呈“T”字状。

4.依权利要求3所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中该断面呈“T”字状的磁极片是由二断面呈倒L状的片体结合而成。

5.依权利要求3所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中该断面呈“T”字状的磁极片是由一片体一体弯折而成。

6.依权利要求1所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中该片状线圈可由薄膜电路板上形成相当于导线的印刷电路所构成。

7.依权利要求1所述的自行车轮的集片式多极性发电机，其特征在于，其中该磁性组件是永久磁铁。