CN201533214U - 模组化发电机 - Google Patents
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Abstract
一种模组化发电机，具有一壳体、至少二磁铁转子、至少一线圈定子及一传动轴；壳体由呈中空状的前壳体与后壳体组成，在各半壳体上分别设有位于同一轴心的轴孔；磁铁转子具有一盘体，盘体于中央设有轴座且其二端突出盘体表面一段距离，于轴座上设有贯穿的固定孔，又于周缘处的同一圆环处设有数个磁铁，位于同一侧面的相邻二磁铁为不同极性；线圈定子具有位于二相对侧的左、右定子板，于二定子板间设有数个线圈总成；传动轴为一长杆体，是贯穿壳体的轴孔与线圈定子的通气孔并与其中一磁铁转子的固定孔相互结合固定。本实用新型整体外观体积可改变，依据中小型机具的使用需求快速简便的增加或减少线圈定子与磁铁转子的配置数量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种将线圈定子与磁铁转子予以模组化并依据设计安装在壳体内，以达到由机械能转换为电能的模组化发电机。
背景技术
目前安装在小型轻便交通工具(例如：自行车)、中小型风力及水力发电用的发电机，其构造在外壳本体内设有可相互作用的定子与转子，并利用一传动轴枢设在外壳本体上且与转子相互结合固定，在外部的机械动力驱动该传动轴旋转时，即同时使转子产生转动，该转子与相对设置的定子经磁力线作用后即可发出电能并予以输出提供电器产品使用，由于现有技术的发电机为达到一定效能必须具有一定的体积，因此将较为占用空间且内部所产生的高温不易散热而造成输出功率明显降低；
再者现有技术的发电机由于为固定式设计，发电机各组件的规格均依据设计制作，且组装后可产生的电能规定亦为一定无法依据使用需求予以快速简便的进行调整，因而造成在运用上有其不便性等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种模组化发电机，其整体外观体积可改变，依据中小型机具的使用需求快速简便的增加或减少线圈定子与磁铁转子的配置数量。
为了达到前述创作目的，本实用新型所运用的技术手段在于提供一种模组化发电机，其具有一壳体、至少二磁铁转子、至少一线圈定子及一传动轴；
该壳体，其由呈中空状的前壳体与后壳体组成，在各半壳体上分别设有位于同一轴心的轴孔；
该磁铁转子，其具有一盘体，该盘体于中央设有轴座且其二端突出盘体表面一段距离，于轴座上设有贯穿的固定孔，又于周缘处的同一圆环处设有数个磁铁，位于同一侧面的相邻二磁铁为不同极性，在该环设的磁铁与轴座之间设有散热机构，二相邻磁铁转子借由轴座的相互抵顶以保持相邻二磁铁转子呈相互间隔设置；
该线圈定子，其具有位于二相对侧的左、右定子板，于二定子板间设有数个线圈总成，于定子板的中央设有通气孔且各线圈总成环绕位于通气孔外缘处；
该传动轴，其为一长杆体，是贯穿壳体的轴孔与线圈定子的通气孔并与其中一磁铁转子的固定孔相互结合固定。
所述的模组化发电机，其中磁铁转子的散热机构是在盘体上设有斜向通道，该斜向通道的中心线与盘体表面形成有一角度，使得转动中的磁铁转子利用斜向通道形成扇叶作用使空气产生扰流。
所述的模组化发电机，其中该磁铁转子的盘体上且位于轴座及外周缘处所设的磁铁间设有数个内环磁铁，前述的磁铁或内环磁铁呈扁平板状。
所述的模组化发电机，其中该线圈定子的左定子板与右定子板上相对于线圈总成位置设有通孔，该通孔内壁上设有支架且支架厚度小于通孔深度，设有一固定轴位于二定子板间所设的支架上；该线圈总成设有左架板与右架板及位于二者之间的线圈，左架板与右架板在相对的中心处分别设有座体及凹座，该座体及凹座可相互套设结合且中心处设有贯穿的穿孔，该穿孔供前述的固定轴贯穿固定。
所述的模组化发电机，其中该线圈定子的左架板或右架板上设有固定孔及与固定孔相通的锥形通槽，线圈的金属线经由锥形通槽定位在固定孔内，又在其中的右定子板周缘设有呈凹状的导线槽，线圈向外延伸出的金属线可整理位于导线槽内，向朝向壳体外部引出。
所述的模组化发电机，其中进一步在中空状的前壳体与后壳体间设有数个呈中空状的中壳体，于前壳体与中壳体间或相邻二中壳体间或相邻的中壳体与后壳体间，于其相邻端部处设有凹状的结合座与突出的结合环，该结合座的凹入深度大于结合环的宽度，在二者相互结合后形成有一环槽，该环槽供线圈定位安装固定。
所述的模组化发电机，其中该传动轴的杆体具有一输入轴、数连接轴及一输出轴，各杆体可依序串接，于二杆体的端头间分别设有相互啮合嵌接的公接头与母接头，其中输入轴及输出轴分别与壳体二侧相互枢设且分别与相邻磁铁转子的固定孔相互结合固定，连接轴固定在位于中壳体内的磁铁转子的轴座内。
所述的模组化发电机，其中该磁铁转子在盘体上且相对于设有磁铁或内环磁铁的安装孔，其有相邻的第一安装孔与第二安装孔组成，该磁铁位于第一安装孔内，设有一卡环位于二安装孔予以定位。
本实用新型借由前述技术手段的运用，其中由于磁铁转子是将各扁平形状的磁铁或内环磁铁以埋入式结合在盘体内，如此磁铁两平面分别为N极及S极，可充分应用不同极性相吸原理，使相对两磁铁转子上相对位置的两异性磁铁相互吸引，使磁极上的磁力线直接相通相互吸引，而充分减少因同极相斥反减损磁转子盘体间磁力线通道的磁场强度，使发电机定子线圈可有效且充分应用两异极性相吸磁极的磁力线，以产生电动势，而无所谓的阻尼或顿动(cogging)现象发生。
由于磁铁转子上所设的磁铁为扁平形状，其侧面呈平整状将减少在高速旋转时与线圈定子发生接触摩擦的机会，以提高发电机的发电效率并可延长使用寿命，及降低制造成本。
由于本实用新型发电机为模组化设计，该传动轴的杆体可与二间隔设置的磁铁转子的其中一磁铁转子结合固定，另一磁铁转子及位于二磁铁转子间的线圈定子可滑配套入在传动杆的杆体上，此时借由二磁铁转子的各磁铁或内环磁铁的异性相吸特性，使得位于左、右的两磁铁转子以传动轴为中心相互吸引对正成一体而可同时转动，借此设计可组合成数组磁铁转子与线圈定子的组合，依据使用者需要增加或减少模组化发电机的组合，以取得所需的发电电力。
又由于本实用新型的模组化设计，若所组合的数组磁铁转子或线圈定子有任何一组损坏，此时可极为简便的仅将其中所损坏的磁铁转子或线圈定子拆下进行更换即可，而在较短时间内完成维修使发电机继续运转，不必将损坏的发电机整个报废丢弃，减少成本并符合环保要求。
由于内环磁铁设置在盘体上未被利用的空间处，例如，位于盘体的中央轴座与位于周缘的磁铁之间，将使盘体的设置空间被有效运用，借由磁铁与内环磁铁的配置将降低制造成本并提高与线圈定子间的作用，另借由二间隔设置的磁铁转子，相对位置且不同极性的磁铁利用异性相吸，使得传动轴在驱动其中一磁铁转子，即使模组化后的各磁铁转子同时转动，而具有组装简便实用的优点。
又由于整体体积小可适用在各种小型机具的自行车发电、中小型的风力发电或水力发电，即由自行车车轮转动的机械能，由风力、水力或其它动力所产生的机械能输入本实用新型内，即可在输出端产生电能输出，极具实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的组装剖面示意图。
图2是本实用新型的分解示意图。
图3是本实用新型的部分组装后外观示意图。
图4是本实用新型的磁铁转子示意图。
图5是本实用新型的磁铁转子剖面图。
图6是本实用新型另一磁铁转子的示意图。
图7是本实用新型另一磁铁转子的剖面示意图。
图8是本实用新型线圈定子分解示意图。
图9是本实用新型线圈定子的部份外观分解示意图。
图10是本实用新型线圈定子的配置示意图。
图11是本实用新型传动轴的另一实施例分解外观示意图。
图12是本实用新型模组化的组装示意图。
图13是本实用新型又一模组化的分解示意图。
图14是本实用新型壳体的另一实施例示意图。
图中标号说明：
10壳体 11前壳体
110轴座 111轴孔
112结合座 12后壳体
120轴座 121轴孔
122结合环 13中壳体
131结合座 132结合环
20磁铁转子 21盘体
211安装孔 2111第一安装孔
2112第二安装孔 2113卡环
22磁铁 23斜向通道
24轴座 241固定孔
25内环磁铁 30线圈定子
31右定子板 310通气孔
311支架 312通孔
313导线槽 32左定子板
320通气孔 321支架
322通孔 33线圈
331金属线 34右架板
340座体 341穿孔
342固定孔 35左架板
350凹座 3511穿孔
352固定孔 36固定轴
40传动轴 401滚珠轴承
402轴承 41输入轴
42连接轴 43输出轴
44公接头 45母接座
50防漏环 60固定件
具体实施方式
参看图1、图2及图3所示，本实用新型所设计的模组化发电机，其设有一壳体10、至少二磁铁转子20、至少一线圈定子30及一传动轴40，其中该线圈定子30的二侧分别设有一该磁铁转子20，于其组合的外侧设有该壳体10，该传动轴40贯穿该壳体10、该二磁铁转子20及该线圈定子30，并与其中的二磁铁转子20相互结合固定，借此在机械能输入至传动轴40后，可驱动该二磁铁转子20转动进而与固定的线圈定子30间进行磁力线切割而可产生电能并予以输出；
该壳体10，其内部为中空状，并于中心位置设有贯穿的轴孔，图中具体实施例，该壳体10由前壳体11与后壳体12等半壳体相互结合而成，且在二半壳体上分别设有一轴座110、120，各轴座110、120上设有位于同一轴心的轴孔111、121。
配合参看图4及图5所示，该磁铁转子20，其具有一盘体21，其为一圆盘体且其二侧面设有突出的轴座24，于该轴座24上且位于盘体21的中心处设有一固定孔241，另于接近盘体21的周缘处设有偶数个安装孔211，于各安装孔211内设有磁铁22，该磁铁22为各种形状的扁平磁铁，在图中的具体实施例呈扁平圆型磁铁，前述各磁铁22中位于同一侧面的相邻二磁铁22的极性为不同，另该二磁铁转子20上所设的各磁铁22为相对设置且各相对的二磁铁22的极性为不同；再者于盘体21上且位于固定孔241周缘设有散热机构，该散热机构的其中一种具体实施例，是在盘体21的固定孔241周缘设有数个斜向通道23，该斜向通道23的延伸线与盘体21的盘面形成有一角度，如此在磁铁转子20高速旋转时，形成如扇叶作用而使得壳体10内部空气的产生扰动，尤其可使位于转动中心处的较高温空气产生扰流，使得该高温空气可有利与壳体10相互接触，借以将所产生的高温热量导出以达到散热作用；
配合参看图6及图7所示，在盘体21上且位于固定孔241与各磁铁22之间环设有偶数个内环磁铁25，该内环磁铁25为各种形状的扁平磁铁，在图中的具体实施例呈扁平圆型磁铁，又位于同一侧面的相邻二内环磁铁25的极性为不同，另二磁铁转子20在相对侧面处上所设的相对位置的内环磁铁25为不同极性，由于内环磁铁25设置在盘体21上未被利用的空间处，将使盘体21的设置空间可被有效运用；
前述各磁铁22或各内环磁铁25与盘体21间的结合方式，可将磁铁22固定在盘体21的安装孔211内，内环磁铁25亦可以相同方式与盘体21结合固定参看图3及图4所示，另一结合方式在盘体21上设有贯穿的安装孔211，该安装孔211上形成有由不同孔径呈阶梯状的第一安装孔2111及第二安装孔2112，可将各磁铁22及各内环磁铁25分别设置在第一安装孔2111内，于第二安装孔2112内设有卡环2113予以扣固定位。
配合参看图8、图9及图10所示，该线圈定子30，其设有位于相对位置的右定子板31与左定子板32，于二者之间设有数个线圈总成，该右定子板31与左定子板32的外型可配合壳体10设计，例如可设计为矩形板或圆形板，于该右定子板31与左定子板32上设有贯穿的通气孔310、320，具有供内部气流的流通，且相对于线圈总成的设置处设有贯穿的通孔312、322，于该通孔312、322内部壁面形成有支架311、321，该支架311、321设计呈十字形架体，另在右定子板31的外侧周缘形成有呈凹状的导线槽313；
该线圈总成设有一由金属线331、例如：金属漆包线所卷绕而成的线圈33及位于该线圈33二侧的右架板34及左架板35，该二架板的外型可设计为十字型且在周缘处设有固定孔342、352，另在中央相对设有相互结合的座体340及与座体340端部结合的凹座350，另在座体340与凹座350处设有贯穿的穿孔341、351，该线圈33以金属线331绕设在座体340上并将金属线331的线材定位在固定孔342、352处定位，图中的具体实施例是在架板上另设有与固定孔342、352相通的锥形通槽，借以供金属线331线材可易于经由锥形通槽进入固定孔342、352内定位，借此将各线圈33的金属线331在引出过程可以有效整理定位而不易被磨损；
前述的线圈总成可相对设置在右定子板31与左定子板32之间且以其右架板34与左架板35分别相对设在支架311、321处，以固定轴36贯穿线圈总成的右架板34与左架板35的穿孔341、351且其二端分别与右定子板31与左定子板32相互结合定位，又前述位于固定孔342、352的线圈33二端向外延伸并置入在右定子板31所设的导线槽313处，借以将向外连接的各金属线331均可获得有效的整理及导引至壳体10外部；
参看图1及图5所示，该传动轴40，其可设计为一长杆件，该杆体与二间隔设置的磁铁转子20的其中一磁铁转子20相互结合固定，另一磁铁转子20及位于二磁铁转子20间的线圈定子30可以滑配方式套入传动杆40的杆体上，此时借由二磁铁转子20的异性相吸特性，使得左、右两磁铁转子20以传动轴40为中心并相互吸引对正成一体而同时转动，又位于外侧的壳体10与该传动轴40呈枢设状，借此设计二磁铁转子20以固定座24相互抵顶而形成有一间隔距离，且其所设位于相对位置的各磁铁22或内环磁铁25呈不同极性，利用异性相吸可在驱动其中一磁铁转子20转动的同时，相邻且间隔设置的另一磁铁转子20亦同时一齐转动，在外部动力输入驱动传动轴40将同时使各磁铁转子20旋转；
又传动轴40的另一实施例参看图11所示，其是由数个轴杆组成而具有一输入轴41、数个连接轴42及输出轴43，前述各轴杆依序串接而成一长杆件，且各轴杆的连接处分别设有公接头44及母接座45，该二轴杆相对接合处的公接头44与母接座45可相互分离或利用凹凸啮合的相互嵌合固定。
配合参看图12所示，本实用新型的一种具体实施例，在前，其中前壳体11内设有磁铁转子20，该磁铁转子20的轴座24与输入轴41一端相互结合固定，而输入轴41的另一端则与前壳体11相互枢设，另在后壳体12内设有另一磁铁转子20，其轴座24内结合设有一连接轴42或一输出轴43，各轴杆的另一端与后壳体12相互枢设，又于前壳体11与后壳体12之间依产品的规格设计需求设有数个中壳体13，该中壳体13内设有磁铁转子20，该磁铁转子20的轴座24内结合固定有一连接轴42，该连接轴42设在轴座24内的固定孔241时，其一端突出于轴座24一端，连接轴42的另一端则位于固定孔241内，如此该固定孔241内即可提供另一连接轴42或输入轴41一端的穿设置入并相互啮合。
配合参看图13所示，图中此一发电机的具体实施例，是在前壳体11与后壳体12之间设有二中壳体13，在各壳体相互组装后于其内部有四个磁铁转子20及位于其间的三个线圈定子30，借以提供产生不同电能的设计。
配合参看图14所示，本实用新型壳体10的前壳体11A、后壳体12A及中壳体13A等构件可于其外围或外侧设有穿孔或螺孔，在前述的前壳体11A、后壳体12A及数中壳体13A相互叠置并合后，利用一固定件60予以结合组装，所运用的固定件60可为一具有外螺纹的螺钉与螺帽配合，或以螺钉贯穿壳体10构件上所设的穿孔，再与另一构件相对设置的螺孔相互结合固定。
Claims (11)
1.一种模组化发电机，其特征在于，具有一壳体、至少二磁铁转子、至少一线圈定子及一传动轴；
该壳体，其由呈中空状的前壳体与后壳体组成，在各半壳体上分别设有位于同一轴心的轴孔；
该磁铁转子，其具有一盘体，该盘体于中央设有轴座且其二端突出盘体表面一段距离，于轴座上设有贯穿的固定孔，又于周缘处的同一圆环处设有数个磁铁，位于同一侧面的相邻二磁铁为不同极性，在该环设的磁铁与轴座之间设有散热机构，二相邻磁铁转子借由轴座的相互抵顶以保持相邻二磁铁转子呈相互间隔设置；
该线圈定子，其具有位于二相对侧的左、右定子板，于二定子板间设有数个线圈总成，于定子板的中央设有通气孔且各线圈总成环绕位于通气孔外缘处；
该传动轴，其为一长杆体，是贯穿壳体的轴孔与线圈定子的通气孔并与其中一磁铁转子的固定孔相互结合固定。
2.根据权利要求1所述的模组化发电机，其特征在于：所述磁铁转子的散热机构是在盘体上设有斜向通道，该斜向通道的中心线与盘体表面形成有一角度，使得转动中的磁铁转子利用斜向通道形成扇叶作用使空气产生扰流。
3.根据权利要求1所述的模组化发电机，其特征在于：所述磁铁转子的盘体上且位于轴座及外周缘处所设的磁铁间设有数个内环磁铁，前述的磁铁或内环磁铁呈扁平板状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模组化发电机，其特征在于：所述线圈定子的左定子板与右定子板上相对于线圈总成位置设有通孔，该通孔内壁上设有支架且支架厚度小于通孔深度，设有一固定轴位于二定子板间所设的支架上；
该线圈总成设有左架板与右架板及位于二者之间的线圈，左架板与右架板在相对的中心处分别设有座体及凹座，该座体及凹座相互套设结合且中心处设有贯穿的穿孔，该穿孔供前述的固定轴贯穿固定。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的模组化发电机，其特征在于：所述线圈定子的左架板或右架板上设有固定孔及与固定孔相通的锥形通槽，线圈的金属线可经由锥形通槽定位在固定孔内，又在其中的右定子板周缘设有呈凹状的导线槽，线圈向外延伸出的金属线可整理位于导线槽内，向朝向壳体外部引出。
6.根据权利要求4所述的模组化发电机，其特征在于：所述线圈定子的左架板或右架板上设有固定孔及与固定孔相通的锥形通槽，线圈的金属线经由锥形通槽定位在固定孔内，又在其中的右定子板周缘设有呈凹状的导线槽，线圈向外延伸出的金属线可整理位在导线槽内，向朝向壳体外部引出。
7.根据权利要求5所述的模组化发电机，其特征在于：进一步在中空状的前壳体与后壳体间设有数个呈中空状的中壳体，于前壳体与中壳体间或相邻二中壳体间或相邻的中壳体与后壳体间，于其相邻端部处设有凹状的结合座与突出的结合环，该结合座的凹入深度大于结合环的宽度，在二者相互结合后形成有一环槽，该环槽供线圈定位安装固定。
8.根据权利要求6所述的模组化发电机，其特征在于：进一步在中空状的前壳体与后壳体间设有数个呈中空状的中壳体，于前壳体与中壳体间或相邻二中壳体间或相邻的中壳体与后壳体间，于其相邻端部处设有凹状的结合座与突出的结合环，该结合座的凹入深度大于结合环的宽度，在二者相互结合后形成有一环槽，该环槽供线圈定位安装固定。
9.根据权利要求7所述的模组化发电机，其特征在于：所述传动轴的杆体具有一输入轴、数个连接轴及一输出轴，各杆体可依序串接，于二杆体的端头间分别设有相互啮合嵌接的公接头与母接头，其中输入轴及输出轴分别与壳体二侧相互枢设且分别与相邻磁铁转子的固定孔相互结合固定，连接轴固定在位于中壳体内的磁铁转子的轴座内。
10.根据权利要求8所述的模组化发电机，其特征在于：所述传动轴的杆体具有一输入轴、数个连接轴及一输出轴，各杆体依序串接，于二杆体的端头间分别设有相互啮合嵌接的公接头与母接头，其中输入轴及输出轴分别与壳体二侧相互枢设且分别与相邻磁铁转子的固定孔相互结合固定，连接轴固定在位于中壳体内的磁铁转子的轴座内。
11.根据权利要求1所述的模组化发电机，其特征在于：所述磁铁转子在盘体上且相对于设有磁铁或内环磁铁的安装孔，其有相邻的第一安装孔与第二安装孔组成，该磁铁位于第一安装孔内，设有一卡环位于二安装孔予以定位。
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