CN1738167A - 涡旋式铁芯发电花鼓 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种涡旋式铁芯发电花鼓，其定子铁芯是运用一内筒、一涡旋芯子、一外筒及二定子轭依序组合在轮毂轴外，该定子铁芯外包裹有自行车发电花鼓的定子线圈，在轮毂轴与线圈之间则是以矽钢片卷挠而成的涡旋芯子作磁性结合，该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行而无完整圆周，藉该涡旋芯子能减少定子铁芯的磁性阻抗，同时会抑制涡电流的发生，并让搭载本发明涡旋式铁芯发电花鼓的发电机的发电效率提升。
Description
技术领域
本发明是一种自行车发电花鼓，其定子铁芯是由一内筒、一涡旋芯子、一外筒、一轮毂轴及二定子轭组合而成，而发电同时产生的封闭式涡电流则会在传递至涡旋芯子时被破坏，藉此涡旋芯子的设计让发电花鼓的涡电流被抑制，进而提升发电效率。
背景技术
现今具备自行发电供应照明或供预设电器使用的自行车发电系统已经成为自行车生产厂商在竞争时最重要的销售卖点，因此，如何开发出发电效率更符合使用者需求的自行车发电设备已经成为业界研发时的重点。
目前市面上的自行车发电方式大都采用自行车花鼓进行发电，请参阅图1、2所示，习用产品多在自行车的前轴或后轴的花鼓内装设有一对定子轭14，在该定子轭14的内部容纳卷绕发电线圈13用的铁芯12与轮毂轴11，并依序由一轮毂轴11、一铁芯12、一线圈13、二导片15及二定子轭14组合成一定子10，前述定子10是以轮毂轴11支撑在可自由回转的自行车花鼓16上，而该定子10与呈对向由永久磁铁17、花鼓16所组成的转子构成一轮毂式发电机；花鼓16内的永久磁铁17是沿着圆周方向交互排列的N极及S极所构成让参阅图2，前述定子10的二定子轭14是依照外周永久磁铁17N极及S极对向排列的磁极片，且彼此按照永久磁铁17的磁极间距而设置；因此当一方的定子轭14与永久磁铁17的N极相对向时，它方的另一定子轭14则会与S极相对向，进而形成由S极→定子轭14→铁芯12连接处→对向定子轭14→N极的磁路，并使发电机线圈13感应产生交流电，让该发电机线圈13经由二端导线将电力接续至自行车的车灯或电池上。
习用的自行车花鼓发电机是依照以下要领进行发电：
当自行车车轮回转时，装配于车轮花鼓16内的永久磁铁17亦随的回转，由于永久磁铁17发出的磁力线是在与其相对向定子轭14一方为N极、它方为S极的状态，及一方为S极、它方为N极的状态下不断交互方式重复，因磁力线的交互变换让线圈13的电子受感应开始流动，进而产生发电，其中的磁力线相互变换以第二图中的箭头方向绕行定子轭14一周。
由于定子轭14的中心部与铁芯12间的固定侧相互连结，故在定子轭14与铁芯12连结部分会产生较大的磁性阻抗，而此磁性阻抗即会产生俗称的涡电流。
自行车带动该花鼓16旋转时所产生的涡电流必属封闭曲线，且在定子轭14与铁芯12连结部分会有最大的涡电流产生具有最多的磁力线交互变换通过，而涡电流的封闭曲线轴心方向与轮毂轴11方向呈平行，且涡电流的产生会降低线圈13的发电效率，造成习用自行车发电设备的发电效率一直难以提升。
为了能够有效解决前述相关议题，本发明人基于过去在自行车配件领域所累积的研发技术与经验，从破解涡电流的封闭曲线的科学角度下手，终于结合自行车花鼓发电设备产生出本发明的关键技术，且能达到使本发明发电效率不易被涡电流影响的功效。
发明内容
本发明的目的是提供一种发电效率不易被涡电流影响的涡旋式铁芯发电花鼓，本发明的定子铁芯是运用一内筒、一涡旋芯子、一外筒及二定子轭依序组合在轮毂轴外，且该涡旋芯子间隔于线圈与轮毂轴之间，且该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行，藉以减少定子铁芯的磁性阻抗，同时抑制涡电流的发生封闭式涡电流传递经涡旋芯子时被破坏，使搭载本发明涡旋式铁芯发电花鼓的发电机的发电效率提升。
有关本发明为达成上述目的、所采用的技术方案如下：一种涡旋式铁芯发电花鼓，其定子是运用线圈配合二定子轭组合在轮毂轴外，且在自行车花鼓内壁依序安装有极性相反的多组永久磁铁，而该花鼓是随自行车车轮旋转被带动，其特征在于：
涡旋芯子，是呈涡型卷曲状，该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行，且该涡旋芯子卷绕在该轮毂轴与线圈之间。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其包括：
一内筒，是一圆筒体，该内筒以内孔定位在轮毂轴上；
该涡旋芯子，卷绕在该内筒外；
一外筒，是一圆筒体，该外筒以套孔套设定位在该涡旋芯子外；
该线圈，是组设在该外筒之外。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，该内筒以内孔配合嵌凸结构定位在轮毂轴上。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，该外筒配合嵌凸结构定位在该线圈内。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，该内筒外壁面开设有一定位槽；该涡旋芯子于内端缘设有一定位折曲，而该涡旋芯子内端缘的定位折曲则嵌设在该内筒的定位槽。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，该外筒以内孔配合嵌凸结构定位涡旋芯子。
所述的涡旋式铁芯发电花鼓，该涡旋芯子是以纯铁是硅钢片卷挠而成。
本发明的创新定子铁芯结构设计是在轮毂轴与定子线圈之间设计由硅钢片卷挠而成的涡旋芯子作磁性结合，且该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行，藉以减少定子铁芯的磁性阻抗，同时抑制涡电流的发生，并让搭载本发明涡旋式铁芯发电花鼓的发电机的发电效率提升。
附图说明
图1是习用的局部分解剖视图。
图2是习用的磁路说明图
图3是本发明实施例的定子铁芯立体分解图。
图4是本发明实施例的定子铁芯立体组合图。
图5是本发明实施例的局部分解剖视图。
图6是本发明实施例的花鼓组合剖视图。
图7是本发明实施例的花鼓另一组合剖视图。
主要组件符号说明
定子10 轮毂轴11
铁芯12 线圈13
定子轭14 导片15
花鼓16 永久磁铁17
内筒20 内孔21
嵌凸22 定位槽23
涡旋芯子30 定位折曲31
外筒40 套孔41
定子轭50 导片51
轮毂轴60
花鼓70 永久磁铁71
线圈80
具体实施方式
兹列举一较佳可实施例并配合图式详细说明如后，相信本发明的目的、特征及其它优点，当可由之得一深入而具体的了解。
请参阅图3、4、5、6所示，本发明是一种涡旋式铁芯发电花鼓，其定子是运用一内筒20、一涡旋芯子30、一外筒40、线圈80配合二定子轭50及二导片51依序组合在轮毂轴60外，二定子轭50配合二导片51夹设在定子最外层，且定子设于花鼓70之内，在该花鼓70内壁依序安装有极性相反的多组永久磁铁71，其中：
该内筒20，是一圆筒体，该内筒20以内孔21配合嵌凸22定位在轮毂轴60上，且于内筒20外壁面开设有一定位槽23；
该涡旋芯子30，是以纯铁系硅钢片卷挠而成涡型卷曲状，该涡旋芯子30卷绕轴向与轮毂轴60平行，且于涡旋芯子30内端缘设有一定位折曲31，该涡旋芯子30卷绕在该内筒20外，而该涡旋芯子30内端缘的定位折曲31则嵌设在该内筒20的定位槽23；
该外筒40，是一圆筒体，该外筒40以套孔41套设在该涡旋芯子30之外；
该线圈80，是组设在该外筒40之外，且位于二定子轭50内，并以线圈80二端导线将电流向外传导；以上所述，即为本发明各相关组件的相互关系位置及其概述。
为求清楚说明本发明的实施，以下说明首要实施例的实施方式，请一并参阅图7所示，但自行车花鼓发电机的发电原理与习用一致，在此不多作赘述：
如图所示，本发明较佳实施例运作时，该花鼓70是被自行车带动旋转，此时，该花鼓70内壁极性相反的多组永久磁铁71会跟定子的二定子轭50相对向交互感应，并且重复在磁路中产生磁力线交互变换，使本发明缠绕线圈80因感应而产生交流电，最后运用缠绕线圈80二端处导线将其产生的交流电向外传导，交流电力向外导出可供应自行车照明或储存电池电力；
由于线圈80感应磁场会影响定子上的其它组件，且在定子轭50与涡旋芯子30的连结部分会有最大的涡电流产生因该处具有最多的磁力线通过，而涡电流的封闭曲线轴心方向与轮毂轴60方向平行，由于本发明的定子铁芯具有涡型卷曲状的涡旋芯子30，运用该涡旋芯子30卷绕轴向与轮毂轴60平行而无完整圆周的特色，让磁路内封闭状的涡电流被旋绕不封闭的涡旋芯子30打散破坏；故本发明涡旋式铁芯发电花鼓的发电磁场较不会受到涡电流影响有效抑制涡电流，确能使本发明的发电效率提升。
在此要特别说明的是，运用内筒20及外筒40夹掣定位的涡旋芯子30即为本发明的结构特征所在，由于涡旋芯子30涡型卷曲状配合内筒20及外筒40安装并无技术困难处，故本发明的生产制程成本也不会过高；另一方面，该外筒40同样可以配合嵌凸结构定位在该线圈80内，仍然属于本发明的可实施方式之一图中未示。
综上所述，本发明的创新定子铁芯结构设计是在轮毂轴与定子线圈之间设计由硅钢片卷挠而成的涡旋芯子作磁性结合，且该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行，藉以减少定子铁芯的磁性阻抗，同时抑制涡电流的发生；所以本发明的具有产业的可利用性应已毋庸置疑，除此之外，在本发明实施例所揭露出的特征技术，于申请之前并未曾见于诸刊物，亦未曾被公开使用，不但具有如上所述功效增进的事实，更具有不可轻忽的附加功效。
Claims (7)
1.一种涡旋式铁芯发电花鼓，其定子是运用线圈配合二定子轭组合在轮毂轴外，且在自行车花鼓内壁依序安装有极性相反的多组永久磁铁，而该花鼓是随自行车车轮旋转被带动；其特征在于：
涡旋芯子，是呈涡型卷曲状，该涡旋芯子卷绕轴向与轮毂轴平行，且该涡旋芯子卷绕在该轮毂轴与线圈之间。
2.根据权利要求1所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其包括：
一内筒，是一圆筒体，该内筒以内孔定位在轮毂轴上；
该涡旋芯子，卷绕在该内筒外；
一外筒，是一圆筒体，该外筒以套孔套设定位在该涡旋芯子外；
该线圈，是组设在该外筒之外。
3.根据权利要求2所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其特征在于：该内筒以内孔配合嵌凸结构定位在轮毂轴上。
4.根据权利要求2所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其特征在于：该外筒配合嵌凸结构定位在该线圈内。
5.根据权利要求2所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其特征在于：该内筒外壁面开设有一定位槽；该涡旋芯子于内端缘设有一定位折曲，而该涡旋芯子内端缘的定位折曲则嵌设在该内筒的定位槽。
6.根据权利要求2所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其特征在于：该外筒以内孔配合嵌凸结构定位涡旋芯子。
7.根据权利要求1所述的涡旋式铁芯发电花鼓，其特征在于：该涡旋芯子是以纯铁系矽钢片卷挠而成。
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|---|---|---|---|
| CN 200410058517 CN1738167A (zh) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | 涡旋式铁芯发电花鼓 |
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Publications (1)
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| CN (1) | CN1738167A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015010471A1 (zh) * | 2013-07-23 | 2015-01-29 | Xia Guoqiang | 一种自行车的轮毂发电机 |
| CN107733157A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-02-23 | 昆山唐泽新能源科技有限公司 | 发电花鼓及使用它的车辆 |
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2004
- 2004-08-17 CN CN 200410058517 patent/CN1738167A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2015010471A1 (zh) * | 2013-07-23 | 2015-01-29 | Xia Guoqiang | 一种自行车的轮毂发电机 |
| CN107733157A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-02-23 | 昆山唐泽新能源科技有限公司 | 发电花鼓及使用它的车辆 |
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