CN104548482A - 内磁式飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种内磁式飞轮，其包含多个磁铁、轴杆，以及金属轮体。金属轮体包含底盘、环状部，以及多个叶片。环状部设置于底盘上，环状部和底盘构成容置空间，多个磁铁和轴杆设置于容置空间内，磁铁用于和金属轮体形成阻尼效果，轴杆用于带动金属轮体旋转。多个叶片设置于底盘上和环状部的外围，每两个叶片之间具有第一气流通道。

Description

内磁式飞轮

技术领域

本发明涉及一种飞轮,特别是涉及一种用于健身器材的内磁式飞轮。

背景技术

飞轮(flywheel)是一种用于储存旋转能量的旋转装置。飞轮本身是一种转动转子，具有固定轴，而能量以“旋转动能”的形式,储存在转子。飞轮具有转动惯量(moment of inertia)可抵抗转速的改变。旋转动能是正比于转速的平方。

通常飞轮的主要结构具有金属转轮，多个磁石，以及转轴。多个磁石设置于转轮内部，而转轮的阻尼(damping)，是由转动惯量、以及金属转轮和磁石之间的的距离等等因素决定。

为了维持一定的转动惯量，以达到运动效果所需的阻尼值。金属转轮的厚度必须厚，加上金属转轮包覆了磁石和相关的驱动机构等元件，使得飞轮整体散热效果不佳，造成飞轮的温度过高，导致感应磁力线的高斯值下降，连带使得飞轮的瓦特数下降，影响阻尼值。

由此可见，上述现有的飞轮在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的内磁式飞轮，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的飞轮存在的缺陷，而提供一种新型结构的内磁式飞轮，所要解决的技术问题是使其提升飞轮的散热效果，并精确控制阻尼值，非常适于实用。

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内磁式飞轮，其中包含：多个磁铁；轴杆；以及金属轮体，包含：底盘；环状部，设置于该底盘上，该环状部和该底盘构成容置空间，该多个磁铁和该轴杆设置于该容置空间内，所述磁铁用于和该金属轮体形成阻尼效果，该轴杆用于带动该金属轮体旋转；多个叶片，设置于该底盘上和该环状部的外围，每两个该叶片之间具有第一气流通道。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的内磁式飞轮，其特征在于所述叶片与该环状部之间具有第二气流通道。

前述的内磁式飞轮，其特征在于每个该叶片具有第三气流通道。

前述的内磁式飞轮，其特征在于该金属飞轮的材质为铸铁。

前述的内磁式飞轮，其特征在于所述叶片的形状包含平行四边形或菱形。

前述的内磁式飞轮，其特征在于还包含：底盖，设置于该容置空间内，具有多个第一滑槽；控制转盘，设置于该底盖上，具有多个弧槽，每个该弧槽具有远程和靠近该控制转盘中心的近端；多个磁吸件，每个该磁吸件包含穿杆、至少二滑块，以及一个该磁铁，所述磁吸件与该控制转盘固定；封盖，与该底座连接，该控制转盘与所述磁吸件位于该底盖与该封盖之间，该封盖具有多个第二滑槽，该至少二滑块分别位于该第一滑槽和该第二滑槽内，该轴杆穿过该金属轮体、该底盖、该控制转盘，以及该封盖的轴心位置；借此，当该控制转盘被驱动而转动，所述磁吸件通过该二滑块受该弧槽的导引，沿者该第一滑槽和该第二滑槽位移。

前述的内磁式飞轮，其特征在于每个滑移座具有二支臂及连接壁，该二支臂直立地连接于该连接壁的内侧面，并相距有预定距离，该磁铁固设于该连接壁的外侧面上并面向该金属轮体，该二支壁外侧面上分别具有至少该滑块，该二支臂分别具有一个位置互相对应的连接孔，该二支臂横跨该控制转盘的两侧面，该连接孔对应该弧槽，该穿杆穿过两个该连接孔和该弧槽。

前述的内磁式飞轮，其特征在于更包含驱动源,用于产生旋转动力，以带动该控制转盘旋转。

前述的内磁式飞轮，其特征在于该驱动源为马达。

前述的内磁式飞轮，其特征在于该控制转盘包含齿面，该驱动源包含输出旋转动力的动力转轴，该动力转轴具有环齿，该环齿与该齿面啮接。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知,为达到上述目的，本发明提供了一种内磁式飞轮，其包含多个磁铁、轴杆，以及金属轮体。金属轮体包含底盘、环状部，以及多个叶片。环状部设置于底盘上，环状部和底盘构成容置空间，多个磁铁和轴杆设置于容置空间内，磁铁用于和金属轮体形成阻尼效果，轴杆用于带动金属轮体旋转。多个叶片设置于底盘上和环状部的外围，每两个叶片之间具有第一气流通道。在一实施例，所述叶片与环状部之间具有第二气流通道。在一实施例，金属飞轮的材质为铸铁。在一实施例，叶片的形状包含平行四边形或菱形。在一实施例,内磁式飞轮尚包含底盖、控制转盘、多个磁吸件，以及封盖。底盖设置于容置空间内，具有多个第一滑槽。控制转盘设置于底盖上，具有多个弧槽，每个弧槽具有远程和靠近控制转盘中心的近端。每个该磁吸件包含穿杆、至少二滑块，以及一个磁铁，磁吸件与控制转盘固定。封盖与底座连接，控制转盘与磁吸件位于底盖与封盖之间，封盖具有多个第二滑槽，该至少二滑块分别位于第一滑槽和第二滑槽内，轴杆穿过金属轮体、底盖、控制转盘，以及封盖的轴心位置。借此，当控制转盘被驱动而转动，所述磁吸件通过该二滑块受弧槽的导引，沿者该第一滑槽和该第二滑槽位移。

借由上述技术方案，本发明内磁式飞轮至少具有下列优点及有益效果：根据本发明实施例提供的内磁式飞轮,可大幅提升飞轮的散热效果，并精确调整阻尼值。

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。

附图说明

图1显示根据本发明较佳实施例的内磁式飞轮。

图2至图5显示根据本发明另一较佳实施例的内磁式飞轮，其中：

图2为组装立体图，

图3为分解图，

图4显示飞轮调整至最大阻尼值，

图5显示飞轮调整至最小阻尼值。

图6显示根据本发明另一实施例的内磁式飞轮。

【符号说明】

1：    内磁式飞轮

10：   金属轮体

102：  底盘

104：  环状部

106：  叶片

108：  容置空间

A：    第一气流通道

B：    第二气流通道

C：    第三气流通道

2：    内磁式飞轮

11：   容置空间

20：   底盖

21：   第一滑槽

30：   控制转盘

31：   弧槽

311：  近端

312：  远程

32：   齿面

40：   磁吸件

41：   滑移座

411：  支臂

412：  连接壁

413：  连接孔

414：  滑块

42：   穿杆

43：   磁铁

50：   封盖

51：   穿孔

52：   第二滑槽

60：   轴杆

70：   驱动源

71：   动力转轴

711：  环齿

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内磁式飞轮其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

以下将详述本案的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要之限制。图式中相同或类似之元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，除非有特别说明。

图1显示根据本发明较佳实施例的内磁式飞轮。如图1所示，该内磁飞轮1主要具有金属轮体10，多个磁铁(未图示)，以及轴杆(未图示)。金属轮体主要具有底盘102、环状部104、多个叶片106等。环状部104设置于底盘102上，环状部104和底盘102构成容置空间108，在容置空间108内可设置有多个磁铁(未图示)和轴杆(未图示)，其中磁铁用于和金属轮体10形成阻尼效果，轴杆用于带动金属轮体10旋转。

多个叶片106被间隔设置于底盘102上,并位于环状部104的外围。叶片106可接触环状部104，也可不接触环状部104。在本较佳实施例，叶片106并未接触环状部104。因此，在叶片106与叶片106之间构成许多第一气流通道A，在叶片106与环状部104之间构成环形第二气流通道B，第一气流通道A和第二气流通道B连通。当金属轮体10旋转时，空气通过第一气流通道A和第二气流通道B，造成热对流(heat convention)，迅速带走金属轮体10和经由热传导(heat conduction)传递至金属轮体10的热；如此，可大幅提升飞轮1的散热效率。

在本实施例，叶片106可用于增加金属轮体10旋转的转动惯量。每个叶片106的形状可以是平行四边形或菱形，但在其它实施例，叶片106也可以是其它的形状，例如，其结构可包含曲面、弧状，或其它不规则形状。此外，金属轮体10是以可被磁铁所磁吸的金属制成，例如铸铁，但不限于此。

本实施例所述的金属轮体10，可用于本案申请人在其它申请案所揭露的任何一种内磁式飞轮，以增加飞轮的散热效率。作为例示而非限制，以下具体举出一例。

图2至图5为本发明一实施例的内磁式飞轮2，其中图2为组装立体图，图3为分解图，图4显示飞轮调整至最大阻尼值，图5显示飞轮调整至最小阻尼值。

参阅图2及图3，内磁式飞轮2主要包含如前所述的金属轮体10、底盖20、控制转盘30、多个磁吸件40、封盖50、轴杆60，以及驱动源70。

参阅图2及图3，底盖20设置于该金属轮体10的容置空间108内，且底盖20具有一些以其轴心为中心、向外放射延伸的第一滑槽21。

参阅图2及图3，控制转盘30设置于底盖20上，可相对底盖20原地轴转，且其外围表面上具有齿面32。控制转盘30上具有一些等间距排列、贯通的弧槽31。弧槽31是与该控制转盘30上依预定圆弧曲线延伸预定长度而成，且每个弧槽31具有近端311及远程312，其中近端311靠近控制转盘30的轴心。

参阅图2及图3，每个磁吸件40具有滑移座41、穿杆42，以及磁铁43。滑移座41具有二支臂411及连接壁412，二支臂411直立地连接于连接壁412的内侧面，并相距有预定距离，且此距离大于控制转盘30的轴向厚度。磁铁43固设于连接壁412的外侧面上，使磁铁43面向与金属轮体10的容置空间108的壁面。此外，在滑移座41的二支壁411外侧面上，分别具有至少滑块414。二支臂411分别具有位置互相对应、贯穿的连接孔413，每个滑移座41的二支臂411横跨控制转盘30的两侧面，连接孔413对应弧槽31，穿杆42穿过两连接孔413和弧槽31。

参阅图2及图3，封盖50设置于控制转盘30和磁吸件40上，并与底盖20连接，使控制转盘30和磁吸件40位于底盖20与封盖50之间。封盖50具有贯穿的穿孔51，以及多个以其轴心为中心向外放射延伸的第二滑槽52。前述磁吸件40的滑块414分别置入底盖20的第一滑槽21与封盖50的第二滑槽52中，如此可限制磁吸件40的位移，使其仅能进行在第一滑槽21和第二滑槽52内，往轴心方向靠近，或往轴心方向远离的往复位移。

参阅图2及图3，轴杆60穿过封盖50、控制转盘30、底盖20，以及金属轮体10的轴心位置，使封盖50、控制转盘30、底盖20，以及金属轮体10能以轴杆60为轴心转动。

参阅图2及图3，驱动源70可产生旋转动力。于本实施例，驱动源70为马达，具有动力转轴71，用以输出旋转动力。动力转轴71穿过封盖50的穿孔51，动力转轴71上具有环齿711，环齿711与控制转盘32的齿面32啮接。

当要调整内磁式飞轮2的阻尼至最大值，可控制驱动源70以一方向旋转，使动力转轴71上的环齿711带动控制转盘30的齿面32，造成控制转盘30转动。当控制转盘30转动，其弧槽31的远程312逐渐靠近磁吸件40的穿杆42位置，由于弧槽31壁面的导引作用，使磁吸件40沿第一滑槽21和第二滑槽52逐渐远离控制转盘30的轴心位置。当控制转盘30继续转动，使得控制转盘30的弧槽31远程312位于穿杆42的位置时，此时磁吸件40沿第一滑槽和第二滑槽52被推出至最外侧，如图4所示。此时磁吸件40的磁铁43和金属轮体10的距离最小，所产生的阻尼值为最大值。

当要调整内磁式飞轮2的阻尼至最小值，可控制驱动源70以另一方向旋转，使动力转轴71上的环齿711带动控制转盘30的齿面32，造成控制转盘30反向转动。当控制转盘30反向转动，其弧槽31的近端311逐渐靠近磁吸件40的穿杆42位置，由于弧槽31壁面的导引作用，使磁吸件40沿第一滑槽21和第二滑槽52逐渐靠近控制转盘30的轴心位置。当控制转盘30继续反向转动，使得弧槽31的近端311位于穿杆42的位置时，此时磁吸件40沿第一滑槽和第二滑槽52被推出至最内侧，如图5所示。此时磁吸件40的磁铁43和金属轮体10的距离最大，所产生的阻尼值为最小值。

值得注意的是，只要设定驱动源70的动力转轴71旋转的圈数，便能控制磁吸件40停止于弧槽31中的任何位置，以达到无段调整阻尼值的效果。

图6显示根据本发明另一实施例的内磁式飞轮。本实施例和图1实施例所示的内磁飞轮1相似，主要具有金属轮体10，多个磁铁(未图示)，以及轴杆(未图示)。不同处仅在于，除了叶片106与叶片106之间的第一气流通道A，叶片106与环状部104之间的第二气流通道B，每个叶片106还具有第三气流信道C，其结构可为图标的直线，但也可以是弧线。当金属轮体10旋转时，空气通过第一气流通道A、第二气流通道B，和第三气流通道，造成热对流(heat convention)，迅速带走金属轮体10和经由热传导(heat conduction)传递至金属轮体10的热；如此，可大幅提升飞轮1的散热效率。

根据本发明实施例提供的内磁式飞轮，由于飞轮的散热效果被大幅提升，阻尼值可被精确控制、消除误差。

本文前述的文件，其内容皆并入本文，视为本案说明书的一部分。本发明提供的实施例，仅作为例示，不是用于限制本发明的范围。本发明所提到的特征或其它特征包含方法步骤与技术，可与相关申请案所述的特征或结构做任何结合或变更，部分的或全部的，其可视为本案不等的、分开的、不可替代的实施例。本发明所揭露的特征与方法其对应或相关者，包含可从文中导出不互斥者，以及熟悉本领域技艺人士所做修饰者，其部分或全部，可以是(1)可操作的及/或可建构的(2)根据熟悉本领域技艺人士的知识修饰成可操作的及/或可建构的(3)实施/制造/使用或结合本案说明书的任何部分，包含(I)本发明或相关结构与方法的任何一个或更多部分，及/或(II)本发明所述任何一或多个创作概念及其部分的内容的任何变更及/或组合，包含所述任何一或多个特征或实施例的内容的任何变更及/或组合。

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。

Claims (10)

1.一种内磁式飞轮，其特征在于包含：

多个磁铁；

轴杆；以及

金属轮体，包含：

底盘；

环状部，设置于该底盘上，该环状部和该底盘构成容置空间，该多个磁铁和该轴杆设置于该容置空间内，所述磁铁用于和该金属轮体形成阻尼效果，该轴杆用于带动该金属轮体旋转；

多个叶片，设置于该底盘上和该环状部的外围，每两个该叶片之间具有第一气流通道。

2.如权利要求1所述的内磁式飞轮，其特征在于所述叶片与该环状部之间具有第二气流通道。

3.如权利要求1所述的内磁式飞轮，其特征在于每个该叶片具有第三气流通道。

4.如权利要求1所述的内磁式飞轮，其特征在于该金属飞轮的材质为铸铁。

5.如权利要求1所述的内磁式飞轮，其特征在于所述叶片的形状包含平行四边形或菱形。

6.如权利要求1所述的内磁式飞轮，其特征在于还包含：

底盖，设置于该容置空间内，具有多个第一滑槽；

控制转盘，设置于该底盖上，具有多个弧槽，每个该弧槽具有远程和靠近该控制转盘中心的近端；

多个磁吸件，每个该磁吸件包含穿杆、至少二滑块，以及一个该磁铁，所述磁吸件与该控制转盘固定；

封盖，与该底座连接，该控制转盘与所述磁吸件位于该底盖与该封盖之间，该封盖具有多个第二滑槽，该至少二滑块分别位于该第一滑槽和该第二滑槽内，该轴杆穿过该金属轮体、该底盖、该控制转盘，以及该封盖的轴心位置；

借此，当该控制转盘被驱动而转动，所述磁吸件通过该二滑块受该弧槽的导引，沿者该第一滑槽和该第二滑槽位移。

7.如权利要求6所述的内磁式飞轮，其特征在于每个滑移座具有二支臂及连接壁，该二支臂直立地连接于该连接壁的内侧面，并相距有预定距离，该磁铁固设于该连接壁的外侧面上并面向该金属轮体，该二支壁外侧面上分别具有至少该滑块，该二支臂分别具有一个位置互相对应的连接孔，该二支臂横跨该控制转盘的两侧面，该连接孔对应该弧槽，该穿杆穿过两个该连接孔和该弧槽。

8.如权利要求6所述的内磁式飞轮，其特征在于更包含驱动源，用于产生旋转动力，以带动该控制转盘旋转。

9.如权利要求8所述的内磁式飞轮，其特征在于该驱动源为马达。

10.如权利要求8所述的内磁式飞轮，其特征在于该控制转盘包含齿面，该驱动源包含输出旋转动力的动力转轴，该动力转轴具有环齿，该环齿与该齿面啮接。