CN102190031A - 自行车发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明自行车发电装置，其包括有一个带动机构、一个发电机及一个传动件，该带动机构包括有一主动轮及一夹持装置，该夹持装置设有数个勾槽，该勾槽勾设于自行车辐条，且该主动轮与自行车车轴共圆心，该主动轮的外周面设有一个带动部，该发电机包括有一个从动轮，该从动轮外周面设有一个连动部，该从动轮的连动部由该主动轮带动部带动转动，该从动轮带动该发电机发电；自行车车轮带动该主动轮转动，该主动轮的带动部带动该从动轮的从动部转动，该从动轮带动该发电机发电。

Description

自行车发电装置

技术领域

本发明涉及一种自行车发电装置，特别涉及一种附挂于自行车车轮的自行车发电装置。

背景技术

现今市面上有许多基于安全性或实用性、并利用电池驱动的产品广泛被自行车骑士所使用，如：前、后灯(含或不含方向灯)，MP3喇叭/音响。甚至充电式保暖外套、围巾、便当盒、保温咖啡杯等。使用这些产品的顾虑就是电池的蓄电能力以及同时使用多种产品时需要多个备用电池。一种便于安装又能产生足够电能的自行车用发电机实属必要。

几十年来最为广泛使用的自行车发电机是将电机转子延伸轴靠在轮胎侧面利用摩擦转动的机构。该类型的设计效率低、无稳压和无储电装置、并存在轮胎不当磨损以及产生骑士过度负荷的缺点。

近年也有利用轮轴和车轮之间相对运动的原理，将发电机的定子设置于轮轴或车架、转子设置于车轮的发电装置。该类型发电装置碍于自行车相对低的速度，致使发电机转子定子之间相对速度维持在300rpm以下，发电功率通常小到只能提供耗电量不大的前灯使用。装在前轮的甚至需要改变车轮轮毂和辐条方能安装，增加后市场用者的安装困难度。

另外请参照附件，为中华人民共和国专利申请号第200410007841.1号「自行车用轮毂发电机」专利案，包括一车轮的轮毂外壳、一车轴、一发电线圈和一供电端子，该车轮的轮毂外壳固定有磁铁，该车轴两端自该车轮的轮毂外壳突出，旋转自如地支撑车轮的轮毂外壳，该发电线圈位于该车轮的轮毂外壳外部，藉由该发电线圈连出的供电线而供电，使发电线圈的接地藉由供电线而提供使用的接地端子设于车轮的轮毂外壳外部。

此现有技术有若干缺点，该自行车用轮毂发电器的发电线圈和磁铁无法简易附着于自行车车轮，使用者无法在不大幅度变更现有车轮设计的前提下安装该发电装置，是故吾人致力于研究能够简易附着于自行车车轮的一侧，且能够在不需要发电时使发电机不发电的自行车发电装置。

有鉴于上述现有结构的缺失，本发明人乃发明出一种自行车发电装置，其系可克服上述现有结构的所有缺点。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题在于针对现有技术存在的上述缺失，提供一种自行车发电装置。

本发明的主要目的在于，带动机构利用夹持装置将主动轮装设于自行车车轮的辐条，发电机装设于自行车车架上，不必改变自行车原有设计，也不用破坏自行车的结构，使用者可自行添购加装，可减少使用者或制造商的设置成本。

本发明的次要目的在于，该离合件选择性抵紧从动轮产生离合作用，以选择性带动发电机发电。

本发明的另一目的在于，该发电机的电池包及充电板由发电机分离而置于自行车他处，并以导线相连接，其中充电板的设计可以接受太阳能板充电。电池包上具有不同的电压输出孔，且有着不同大小的连接头，避免使用者插错。

本发明的又一目的在于，该发电机从自行车取下后，该行星齿轮增速机构亦可外接风扇叶片，以利用风力发电。

本发明的再一目的在于，该发电机可藉由齿轮啮合带动产生电力，且发电机的外壳组装设于该调整座，发电机可沿该弧形孔移动产生离合作用。

为达上述目的，本发明一种自行车发电装置，其包括有：一个带动机构，其设于该自行车车轮，该带动机构包括有一主动轮及一夹持装置，该夹持装置设有数个勾槽，该勾槽环设于该主动轮，该勾槽勾设于自行车辐条，该主动轮凭借该夹持装置夹设于自行车辐条，且该主动轮与自行车车轴共圆心，该主动轮的外周面设有一个带动部；一个发电机，其包括有一个从动轮，该从动轮外周面设有一个连动部，该从动轮的连动部由该主动轮带动部带动转动，该从动轮带动该发电机发电；自行车车轮带动该主动轮转动，该主动轮的带动部带动该从动轮的从动部转动，该从动轮带动该发电机发电。

本发明的有益效果在于：带动机构利用夹持装置将主动轮装设于自行车车轮的辐条，发电机装设于自行车车架上，不必改变自行车原有设计，也不用破坏自行车的结构，使用者可自行添购加装，可减少使用者或制造商的设置成本；该离合件选择性抵紧从动轮产生离合作用，以选择性带动发电机发电；该发电机的电池包及充电板由发电机分离而置于自行车他处，并以导线相连接，其中充电板的设计可以接受太阳能板充电。电池包上具有不同的电压输出孔，且有着不同大小的连接头，避免使用者插错；该发电机从自行车取下后，该行星齿轮增速机构亦可外接风扇叶片，以利用风力发电；该发电机可藉由齿轮啮合带动产生电力，且发电机的外壳组装设于该调整座，发电机可沿该弧形孔移动产生离合作用。

其它目的、优点和本发明的新颖特性将从以下详细的描述与相关的附图更加显明。

附图说明

图1为本发明自行车发电装置第一个实施例的立体外观图；

图2为本发明自行车发电装置第一个实施例另一视角的立体外观图；

图3为本发明自行车发电装置第一个实施例的立体分解图；

图4为本发明自行车发电装置第一个实施例带动机构的分解示意图；

图5为本发明自行车发电装置第一个实施例的剖面示意图；

图6为本发明自行车发电装置第一个实施例发电机的分解示意图；

图7为本发明自行车发电装置第一个实施例发电机与支架的组合示意图；

图8为本发明自行车发电装置第一个实施例离合件的动作示意图；

图9为本发明自行车发电装置第二个实施例的立体外观图；

图10为本发明自行车发电装置第二个实施例的立体分解图；

图11为本发明自行车发电装置第二个实施例的示意图；

图12为本发明自行车发电装置第二个实施例的俯视图；

图13为本发明自行车发电装置第二个实施例发电机沿车轴方向脱离的示意图；

图14为本发明自行车发电装置第二个实施例发电机沿弧形孔脱离的示意图。

附图标记说明：10-带动机构；11-主动轮；111-轴孔；112-带动部；113-穿孔；12-夹持装置；121-夹持件；1211-第一端；1212-第二端；1213-勾槽；1214-开口；1215-外螺纹部；122-调整件；13-同心定位盘；131-抵缘；132-定位孔；20-发电机；21-从动轮；211-轴孔；212-连动部；213-承接面；214-自润轴承；22-连接件；221-转盘；222-连接轴；2221-结合段；2222-连接段；223-防脱扣；225-结合孔；23-外壳组；231-连接孔；232-装设部；2321-装设孔；24-发电组；241-连动件；2411-框架；2412-驱动盘；2413-连动轴；2414-轴承；242-行星齿轮增速机构；243-发电件；25-离合件；251-结合孔；252-抵接面；26-支架；261-基座；2611-滑轨；2612-长孔；262-调整座；2621-滑槽；2622-固定孔；2623-轴孔；2624-弧形孔；2625-螺件；30-传动件；40-自行车车轮；41-车轴；42-辐条；50-自行车车架；10a-带动机构；11a-主动轮；112a-带动部；20a-发电机；21a-从动轮；211a-卡孔；212a-连动部；22a-连接件；23a-外壳组；231a-螺杆；27a-支架；271a-基座；2711a-结合孔；272a-滑块；2721a-限位槽；273a-调整座；2731a-轴孔；2732a-弧形孔；274a-蝶型螺帽。

具体实施方式

有关本发明所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详述如后，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。

参照图1至图2，为本发明自行车发电装置第一个实施例的立体外观图。本发明包括有一个带动机构10、一个发电机20及一个传动件30，该带动机构10连接自行车车轮40，该发电机20设于自行车车架50上，该传动件30连接该带动机构10及该发电机20，使自行车车轮40带动该发电机20发电。

参照图3至图5，该带动机构10包括有一个主动轮11及一个夹持装置12及一个同心定位盘13，该主动轮11设有一个轴孔111及一个带动部112，该轴孔111位于该主动轮11的轴心部位，该带动部112位于该主动轮11的外周面，且该带动部112实施为皮带槽。该主动轮11周缘设有数个穿孔113，于本实施例中，主动轮11周缘开设有六个穿孔113，所述六个穿孔113分为两组，其中一组具有三个相隔120度穿孔113，另外一组具有四个相隔90度的穿孔113，且其中的一穿孔113为共享孔。因为自行车车轮40辐条42的结构不同而采用三个或四个固定点，这种设计可以自动让主动轮11与自行车车轮40的车轴41共圆心，故主动轮11能够平顺带动发电机20。

该夹持装置12将主动轮11夹持固定在自行车车轮40，且该主动轮11与自行车车轮40的车轴41共圆心，该夹持装置12包括有数个夹持件121及数个调整件122，该夹持件121概呈J形，该夹持件121具有第一端1211及第二端1212，第一端1211具有一个勾槽1213，该勾槽1213邻近第二端1212的一端形成一个开口1214，以供自行车辐条42装入该勾槽1213。该夹持件121第二端1212具有一个外螺纹部1215。该夹持件121穿设于该主动轮11，该夹持件121第一端1211的勾槽1213勾设于自行车辐条42，该夹持件121第二端1212的外螺纹部1215螺设于该调整件122，该调整件122实施为螺帽，以螺锁调整该夹持件121夹持辐条42的松紧度。

该同心定位盘13设于该主动轮11的轴孔111，该同心定位盘13的外缘环设有一抵缘131，该抵缘131突伸于该同心定位盘13的一侧，该抵缘131抵于该轴孔111的内周缘，而该同心定位盘13中心设有一个定位孔132，该定位孔132供车轴41穿伸，以使该主动轮11与自行车车轮40保持在同心，所以主动轮11不会因为外力造成偏心，并且可预防因为夹持装置12松脱时主动轮11偏离圆心。

同时参照图6及图7，该发电机20包括有一个从动轮21、一个连接件22、一个外壳组23、一个发电组24及一个离合件25。该从动轮21设有一个轴孔211及一个连动部212，该轴孔211位于该从动轮21的轴心部位，该连动部212位于该从动轮21的外周面，且该连动部212实施为皮带槽。其中该传动件30设为皮带，该传动件30一端装设于该带动机构10主动轮11的带动部112，另一端装设于该从动轮21的连动部212，该主动轮11带动该传动件30转动，该传动件30带动该从动轮21转动。该从动轮21一侧面环设有一个承接面213，该承接面213为V型的凹面。

该连接件22具有一个转盘221，该转盘221一侧设有一个连接轴222，该连接轴222位于该转盘221的中心位置，该连接轴222具有一个结合段2221及一个连接段2222，该结合段2221邻近该转盘221，该连接段2222远离该转盘221，该结合段2221具有外螺纹，该连接段2222穿设于该从动轮21的轴孔211，且该连接段2222与该轴孔211之间设有一个自润轴承214，该连接段2222末端套设一个防脱扣223，以抵于该从动轮21相反于该连接件22的一侧，以防止从动轮21脱离该连接件22的连接轴222。该转盘221相反于该连接轴222的一侧轴向设有一个实施为内螺纹的结合孔225。

该外壳组23能够装设于自行车车架50，且该发电组24设于该外壳组23内，该外壳组23设有一个连接孔231及一个装设部232，该连接孔231连通该外壳组23内部，该装设部232由外壳组23外部延伸而出，该装设部232设有两装设孔2321，并利用两个螺件将外壳组23锁设于一个支架26上，该支架26装设于自行车车架50上，该支架26能够调整该发电机20的相对位置以调整拉紧该传动件30。

该发电组24包括有一个连动件241、一个行星齿轮增速机构242及一个发电件243。该连动件241具有一个框架2411及一个驱动盘2412，该框架2411固定于外壳组23，而该驱动盘2412一侧中心延伸有一个连动轴2413，该连动轴2413前端与轴承2414配合，而该轴承2414设于该连动轴2413及该外壳组23之间。该连动轴2413末端具有外螺纹以螺锁结合于该连接件22的结合孔225，该驱动盘2412相反于该连动轴2413的一面的外环面连接该行星齿轮增速机构242，该驱动盘2412转动会驱动该行星齿轮增速机构242运转，并凭借该行星齿轮增速机构242传递动力使该发电件243产生电力。其中该发电机20从自行车取下后，该行星齿轮增速机构242亦可外接风扇叶片，以利用风力发电。

该离合件25具有一个实施为螺孔的结合孔251，以结合于该连接轴222的结合段2221，使该离合件25与连接件22同步转动。该离合件25一侧设有一个抵接面252，该抵接面252为V型凸面，该抵接面252对应于从动轮21的承接面213，使抵接面部252能够抵于承接面213，使用者转动该连接件22使该抵接面252抵紧于该承接面213时，该从动轮21能够带动该离合件25转动，而该离合件25结合于该连接件22的连接轴222，所以该连接件22跟着转动以带动发电组24产生电力。该抵接面252的外缘与该承接面213的内缘更设置相配合的螺纹，且螺纹走向必须和轮子前进的方向一致，如此才能达到带动连接轴222的效果。

该支架26包括有一基座261及一个调整座262，该基座261为两块体结合于自行车车架50，该基座261具有一个滑轨2611及一个长孔2612，该滑轨2611及该长孔2612沿自行车的车轴41方向延伸。该调整座262设有一个滑槽2621及数个具有螺纹的固定孔2622，该滑槽2621滑设于该滑轨2611，以供该发电机20能够沿自行车的车轴41方向滑移，使该从动轮21对准该主动轮11。固定孔2622对应于该长孔2612，以凭借螺栓将调整座262固定于基座261。该调整座262设有一个轴孔2623及一个弧形孔2624，该弧形孔2624以该轴孔2623为圆心延伸，该轴孔2623及该弧形孔2624分别对应于该外壳组23装设部232的两装设孔2321，再以螺件2625固定。而松开螺件2625后，发电机20可沿着弧形孔2624移动，以使从动轮21对准主动轮11。

同时参照图8，使用者操作该离合件25相对于该连接件22转动，使该离合件25相对于该连接件22轴向移动，当离合件25的抵接面252抵紧于从动轮21的承接面213时，从动轮21会带动发电机20发电。该离合件25远离从动轮21时，抵接面252离开承接面213，从动轮21不会带动发电机20发电，藉由操作该离合件25与该连接件22相对转动让离合件25与从动轮21产生离合作用，以选择性带动发电机20发电。

另外，本发明主动轮11的带动部112及该被动轮21的连动部212亦可实施为扣链齿轮，而传动件30实施为链条。

本发明利用自行车车轮带动带动机构10的主动轮11转动，该主动轮11转动利用该传动件30带动该从动轮21转动，以带动该发电机20发电。发电机20的电池包及充电板由发电机20分离而置于自行车他处，并以导线相连接，其中充电板的设计可以接受太阳能板充电。电池包上具有不同的电压输出孔，且有着不同大小的连接头，避免使用者插错。

参照图9至图10，为本发明自行车发电装置第二个实施例的立体外观图及立体分解图。本实施例大体上与前述第一个实施例相同，其差异在于该主动轮11a的外周面与该从动轮21a的外周面以齿轮相啮合带动。该主动轮11a设有一个带动部112a，该带动部112a位于该主动轮11a的外周面，该带动部112a为齿部。

该发电机20a包括有一个从动轮21a、一个连接件22a、一个外壳组23a，该从动轮21a具有一个卡孔211a及一个连动部212a，该连动部212a位于该从动轮21a的外周面，该连动部212a为齿部，该连动部212a能够啮合于该主动轮11a的带动部112a，连动部212a的直径小于该带动部112a的直径，以使该带动部112a带动该连动部212a时产生增速作用。

该连接件22a一端嵌设于该卡孔211a，另一端伸入该外壳组23a内带动外壳组23a内的发电件(图中未示)，于本实施中，外壳组23a内不需要增速机构，因为该带动部112a及连动部212a的齿轮比已经可以达成适当的增速作用。该外壳组23a远离自行车车轮40的一侧相邻两个角落设有两个螺杆231a以连接一个支架27a。

同时参照图11至图14，该支架27a包括有一个基座271a、一个滑块272a及一个调整座273a，该基座271a为两块体结合于自行车车架50，该基座271a一侧具有一个结合孔2711a。该滑块272a滑设于该基座271a上，使该滑块272a能够沿着该车轴41方向移动。该滑块272a设有一个限位槽2721a以限制滑块272a沿着车轴41移动的进出位置(如图11及图12所示)。该调整座273a一端固定于该滑块272a相反于自行车车轮40的一侧，该调整座273a设有一个轴孔2731a及一个弧形孔2732a，该弧形孔2732a以该轴孔2731a为圆心延伸，该轴孔2731a位于该滑块272a及该弧形孔2732a之间。该轴孔2731a及该弧形孔2732a分别对应于该外壳组23a的两螺杆231a，再以蝶型螺帽274a固定。而松开蝶型螺帽274a后，发电机20a可沿着弧形孔2732a移动，以使从动轮21a的连动部212a与主动轮11a的带动部112a产生离合作用(如图13及图14所示)。

就以上所述可以归纳出本发明具有以下的优点：

1.本发明『自行车发电装置』，其中带动机构利用夹持装置将主动轮装设于自行车车轮的辐条，发电机装设于自行车车架上，不必改变自行车原有设计，也不用破坏自行车的结构，使用者可自行添购加装，此设计可减少使用者或制造商的设置成本。

2.本发明『自行车发电装置』，其中该离合件选择性抵紧从动轮产生离合作用，以选择性带动发电机发电。

3.本发明『自行车发电装置』，其中该发电机的电池包及充电板由发电机分离而置于自行车前方，并以导线相连接，其中充电板的设计可以接受太阳能板充电。电池包上具有不同的电压输出孔，且有着不同大小的连接头，避免使用者插错。

4.本发明『自行车发电装置』，其中该发电机从自行车取下后，该行星齿轮增速机构亦可外接风扇叶片，以利用风力发电。

5.本发明『自行车发电装置』，其中该发电机可凭借齿轮啮合带动产生电力，且发电机的外壳组装设于该调整座，发电机可沿该弧形孔移动产生离合作用。

惟上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以的限定本发明实施的范围，故举凡数值的变更或等效组件的置换，或依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范畴。

Claims (10)

1.一种自行车发电装置，其特征在于，包括有：

一个带动机构，其设于该自行车车轮，该带动机构包括有一主动轮及一夹持装置，该夹持装置设有数个勾槽，该勾槽环设于该主动轮，该勾槽勾设于自行车辐条，该主动轮凭借该夹持装置夹设于自行车辐条，且该主动轮与自行车车轴共圆心，该主动轮的外周面设有一个带动部；

一个发电机，其包括有一个从动轮，该从动轮外周面设有一个连动部，该从动轮的连动部由该主动轮带动部带动转动，该从动轮带动该发电机发电；

自行车车轮带动该主动轮转动，该主动轮的带动部带动该从动轮的从动部转动，该从动轮带动该发电机发电。

2.如权利要求1所述的自行车发电装置，其特征在于，该夹持装置包括有数个夹持件及数个调整件，该夹持件具有第一端及第二端，第一端形成该勾槽，该勾槽邻近第二端的一端形成一个开口，该主动轮周缘设有数个穿孔，该夹持件第二端穿过该主动轮而螺设该调整件。

3.如权利要求1或2所述的自行车发电装置，其特征在于，该带动部为齿部，该连动部为齿部，该带动部啮合于该连动部，该连动部的直径小于该带动部的直径。

4.如权利要求1所述的自行车发电装置，其特征在于，该发电机更包括一个连接件、一个外壳组及一个发电组，该连接件连接该从动轮及该发电组，以带动该发电组产生电力，该外壳组包覆该发电组，且该外壳组凭借一支架装设自行车车架。

5.如权利要求4所述的自行车发电装置，其特征在于，该发电机更包括有一个离合件，该连接件具有一个转盘，该转盘一侧设有一个连接轴，该连接轴位于该转盘的中心位置，该连接轴具有一个结合段及一个连接段，该结合段邻近该转盘以结合该离合件，以使该离合件选择性与该从动轮产生离合作用，该连接段远离该转盘穿设于该从动轮，该从动轮一侧面环设有一个承接面，该离合件一侧设有一个抵接面，该抵接面能够抵紧于承接面。

6.如权利要求4所述的自行车发电装置，其特征在于，该发电组包括有一个连动件、一个行星齿轮增速机构及一个发电件，该连动件具有一个连动轴及一个驱动盘，该连动轴由该驱动盘中心延伸而出，且该连动轴末端能够结合于该连接件，该驱动盘驱动该行星齿轮增速机构，该行星齿轮增速机构带动该发电件产生电力。

7.如权利要求4所述的自行车发电装置，其特征在于，该外壳组设有一个连接孔及一个装设部，该连接孔连通该外壳组内部，该装设部由外壳组外部延伸而出，该装设部设有两装设孔，凭借螺件将外壳组锁设于该支架，该支架包括有一基座及一个调整座，该基座结合于自行车车架，该调整座沿着车轴方向滑设于该基座的一个滑轨，该调整座装设于该外壳组，该调整座设有一个轴孔及一个弧形孔，该弧形孔以该轴孔为圆心延伸，该轴孔及该弧形孔分别对应于该外壳组装设部的两装设孔，再以螺件固定。

8.如权利要求4所述的自行车发电装置，其特征在于，该外壳组远离自行车车轮的一侧相邻两个角落设有两个螺杆以连接该支架，该支架包括有一个基座、一个滑块及一个调整座，该基座结合于自行车车架，该滑块沿车轴方向滑设于该基座，该调整座结合于该滑块相反于自行车车轮的一侧，该调整座设有一个轴孔及一个弧形孔，该弧形孔以该轴孔为圆心延伸，该轴孔及该弧形孔分别对应于该外壳组的两螺杆，再以蝶型螺帽固定。

9.如权利要求1、2或4所述的自行车发电装置，其特征在于，更包括有一个传动件，该传动件连接该主动轮的带动部及该从动轮的连动部，该带动部及该连动部为皮带槽或扣链齿轮，该传动件实施为皮带或链条。

10.如权利要求1所述的自行车发电装置，其特征在于，该带动机构更包括一个同心定位盘，该同心定位盘设于该主动轮的轴孔，该同心定位盘的外缘环设有一抵缘，该抵缘抵于该轴孔的内周缘，而该同心定位盘中心设有一个定位孔，该定位孔供自行车车轮的车轴穿伸。

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