CN2325919Y

CN2325919Y - 轮毂发电机

Info

Publication number: CN2325919Y
Application number: CN 98208455
Authority: CN
Inventors: 唐程镛
Original assignee: SHENGJIE INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SHENGJIE INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2008-03-27

Abstract

一种轮毂发电机,包括一轮毂,在轮毂内的容纳部设置发电装置及增速装置,发电装置包含一磁铁环、线圈组及由至少两个铁心盘叠合而成的铁心构件,由不同铁心构件的支脚并排排列构成可增强激磁效应的爪片单元,增速装置是行星轮系,其外部设有同体带动的内齿环与轮毂,而在内部设有中心轮及多数组小齿轮,小齿轮可驱动发电装置的磁铁环作增速运转,以增加转速而产生大发电量。

Description

轮毂发电机

本实用新型涉及一种轮毂发电机，特别是涉及一种具有可增速功能而产生较大发电量的轮毂发电机。

如图1所示，一般组设在自行车上的发电机，其轮毂1内部中空形成一容纳部2，该容纳部2容纳一发电装置10，该发电装置10在容纳部2内周壁上贴设一层磁铁组11，该磁铁组11是以极性相反的方式(也就是N、S、N、S)间隔排列，并且在一心轴3上固设三组线圈组12，每一线圈组12两侧配置两铁心构件13，该等铁心构件13的顶端延伸设有多数个间隔距离的爪片单元131，使该两铁心构件13的爪片单元131可交错横置在该线圈组12及磁铁组11之间，当该轮毂1转动带动磁铁组11旋转时，可对该线圈组12激磁产生电能。

上述的轮毂发电机虽然可产生电能，但是，在发电效能上却仍具有以下的缺点：发电的作用是靠该磁铁组11对线圈组12的相对转动而达成，该轮毂1的转速会直接影响发电量的大小，因为一般的自行车并不是高速行驶的车种，在一般慢速行进时，该发电装置10常无法提供足够的电量，对于需要耗电的电器设备(如电灯)，经常必需将车速提高到一定转速后，才能获得稳定的供电效果，因此在使用上并不方便。配合图2所示，该铁心构件13外周处间隔设有凸伸出的爪片单元131，其发电量以示波器检测为正弦波的交流电类型，这种波形只能产生固定大小的电流量，而无法达到产生较大发电量的功能。

本实用新型的目的在于提供一种轮毂发电机，可驱动发电装置的磁铁环作增速运转，以达到增速目的而产生大发电量。

本实用新型的目的是这样实现的，一种轮毂发电机，包括一轮毂，其内部中空形成一容纳部，该容纳部套入一发电装置，该发电装置包含一磁铁环、线圈组及铁心构件，该磁铁环固设在可转动的一转子座上，该线圈组及铁心构件与一心轴相互固接且固定不动，该转子座受轮毂带动而在该线圈组及铁心构件内部运转，使该磁铁环向外对线圈组激磁以产生电能，其特征在于：该铁心构件是由至少两个铁心盘相互叠合所构成，每一铁心盘的内周环面弯折凸伸多数个间隔的支脚，使不同铁心盘的支脚可相互并排排列，形成具有间隔的爪片单位，而横亘在该磁铁环与线圈组之间，该转子座外侧端部上设有一驱动轮，该发电机更包含设在发电装置的旁侧处的增速装置，该增速装置外周处设有一内齿环，该内齿环与轮毂同体带动旋转，其内部置设有多数组轮盘，该轮盘外端设有一中心轮，而内端间隔环设有多数个小齿轮，该等小齿轮与内齿环及中心轮啮合形成行星轮系，使内端的小齿轮可带动该转子座驱动轮作旋转。

由上述的构造，本实用新型的增速装置是以行星轮系的高增速比，带动内部的转子座高速运转，而该铁心构件是以多数并排的爪片单位以增强激磁效应，以达到增速功能且可产生较大发电量的功效。

下面通过最隹实施例及附图对本实用新型的轮毂发电机进行详细说明，附图中：

图1是以往发电机的组合剖面图。

图2是以往发电机的铁心构件示意图。

图3是本实用新型较佳实施例的组合剖面图。

图4是本实用新型上述较佳实施例发电装置的立体分解示意图。

图5是本实用新型上述较佳实施例增速装置的立体分解示意图。

图6是本实用新型上述较佳实施例接地片的平面图。

图7是本实用新型上述较佳实施例抽线座的组合剖面图。

图8是本实用新型上述较佳实施例增速装置的动作示意图。

图9是本实用新型上述较佳实施例铁心构件及其总电动势示意图。

如图3、4所示，本实用新型轮毂发电机装设在自行车前轮的轮毂20内，其主要是在该轮毂20内部中空形成一容纳部21，该容纳部21中套入一发电装置30，该发电装置30包含磁铁环31、线圈组32及铁心构件33，该磁铁环31是由塑胶磁铁所构成，其内部设有可与一转子座34紧配合固定的贯穿座孔311，并可随该转子座34一体转动，该座孔311外周缘面轴向间隔排列设有多数磁道312，相邻的两磁道312极性是以反向方式设置(也就是以N、S、N、S的方式排列)，该转子座34内部套固有两套枢在一心轴22上的自润轴承341，使该转子座34可在心轴22上作转动(该心轴22固定不动)，该心轴22上沿轴线凹设一栓槽221，而在其一侧端上呈阶状而形成第一阶面222及第二阶面223，该轮毂20两端套固有两侧盖23，该两侧盖23中央套入供该心轴22穿置的一轴承231，该心轴22位于容纳部21内一端处栓固有一套筒35，该套筒35内部形成一中空部351，该线圈组32与铁心构件33套入固该中空部351内壁接并维持停止不动，该转子座34受轮毂20带动旋转，而在该线圈组32及铁心构件33内部作运转，因此，该磁铁环31可向外对线圈组32激磁以产生电能。本实用新型与以往不同的是：该铁心构件33是由至少两个以上的铁心盘331相互叠合所构成，在本实施例中是采用两个，每一铁心盘331的内周环面弯折凸伸有多数个间隔的支脚332，各铁心盘331的支脚332可相互并排排列，使整个铁心构件33形成多数个间隔的爪片单位I，该两铁心构件33的爪片单元I可交错横置在该磁铁环31与线圈组32之间。该转子座34是长形的管套，其外侧端部中央处上设有一驱动轮342，该驱动轮342在本实施例中是齿轮构件。配合图6所示，在该发电装置30外侧处设有一接地片36，在本实施例中，接地片36是固设在该轮毂20一端侧盖23与该发电装置30之间，该接地片36上方凸伸有接片361，该接片361与线圈组32的接地线321相接，而在内周处设有凸缘362，且卡固在该心轴22的栓槽221内，使该接地片36与心轴22接触形成接地线路。

配合图7所示，该发电装置30的外侧处设有一抽线座40，在本实施例中，该抽线座40固设在该轮毂20侧盖23的旁侧，且是由具绝缘特性的塑料材质所构成，该抽线座40具有内周设有一凸缘411的环座41，该凸缘411卡固在该心轴22栓槽221内，其内部限固设有一金属电联片42，该电联片42因为受到环座41包固而与该心轴22形成绝缘状态，该线圈组32的火线322可沿该心轴22栓槽221而与该电联片42相接形成火线回路，该电联片42上方凸伸出供电器装置(一般为电灯装置)的接线端插置任一端而产生电气联结的两端头421。

配合图8所示，一增速装置50设在该容纳部21内且位于该发电装置30旁侧处，在其外周处设有一内齿环51，该内齿环51紧紧配合套固在该容纳部21内壁，使整个内齿环51可与该轮毂20一起旋转。而在内周缘处设有内齿511，在该内齿环511内部置设多数组轮盘，在本实施例中轮盘是采用第一轮盘52及第二轮盘53两组轮盘，该第一、二轮盘52、53中央各设有供该心轴22穿置的一心孔521、531，使该第一、二轮盘52、53可分别套抵定位在该心轴22的第一、二阶面222、223上，该第一轮盘52外端通过一锁固螺帽54与心轴22螺接锁固，而将该增速装置50固定在心轴22上，该第一、二轮盘52、53的内端面上间隔环列枢设三组小齿轮522、532，该小齿轮522、532外侧可与该内齿环51内齿511啮合，该第二轮盘53外端面中央处一体成形凸出的一中心轮533，使该第一轮盘52小齿轮522内侧与该中心轮533相啮合，而该第二轮盘53小齿轮532内侧则与该转子座34驱动轮342相啮合，形成行星齿轮系的啮合运转状态。

配合图3、8所示，当使用者欲使用本实用新型进行发电时，自行车在该轮毂20转动后，该轮毂20带动该内齿环51转动，因为该第一轮盘52固定在该心轴22上，因此该内齿环51会先带动该小齿轮522旋转，该小齿轮522又带动该第二轮盘53的中心轮533，再使第二轮盘53转动，然后，该第二轮盘53上的小齿轮532再带动该转子座34上的驱动轮342转动。因此，这种行星轮系具有可增速的较高转速比，也就是当该轮毂20原本转速较慢时，经由这种轮系传动，位于内部的该转子座34可增速到该轮毂20转速数倍的速度，而可效快速地增进该磁铁环31与线圈组32之间的相对速度，使该发电装置30可产生足够的发电量。

配合图9所示，当该磁铁环31以高转速转动时，因为该线圈组32与铁心构件33是由该套筒35固定在心轴22上，因此该线圈组32与铁心构件33停止不动，而该磁铁环31上不同极性排列的磁道312在运转时，会使在其上方位置处的铁心盘331在瞬间也带相同的极性在本实用新型中，该爪片单元I是以两个以上支脚332并排排列而成，因此每一个爪片单元I对应产生交流电能生成二道以上的电动势，因为所形成的交流电具有相位差的正弦波形，二道以上的正弦波所生成的合成电动势以示波器检测，可得到类似梯形波的波形，也就是该爪片单元I由愈多支脚332构成，则愈近似梯形，这种梯形波的总电动势会比单一正弦波为强，因此本实用新型的发电方式，在转动相同幅度的条件下，所生成的电压电流都比以往佳，且可让电器装置如电灯的照明光度更亮，照明范围更广。

因此，本实用新型的轮毂发电机，包括一轮毂20内部设置的一发电装置30及一增速装置50，该发电装置30上的铁心构件33是以至少两组以上的铁心盘331相互叠置构成，该爪片单元I也是以至少两组以上的该铁心盘331的支脚332相互并排排列构成，使对该线圈组32所产生的激磁效应可大幅增加，而产生比单支爪片单元强大的电动势。另外，本实用新型设有具行星齿轮系的增速装置50，这种行星轮系装置可在有限空间内增加较高的转速比，而输出端及输入端都可设在同一轴上，在运转上可更为顺畅，特别的是，本实用新型在该外部轮毂20作相同转速的运转情况下，其内部磁铁环31对线圈组32可进行高转速相对运动，对该线圈组32所产生的激磁效应比以往的发电机隹，而具有发电量大的优点，也就是使自行车在慢速行进的速度中，也会具有足够的发电量。

综上所述，本实用新型的轮毂发电机是采用至少两组线圈组32及铁心构件33，以提高发电量，且各线圈组32的线路还可采用串联或并联的方式，具有可加大发电量或使发电持久的功效。

Claims

1．一种轮毂发电机，包括一轮毂内部中空形成的一容纳部及一，该容纳部中套入一发电装置，该发电装置包含一磁铁环、一线圈组及一铁心构件，该磁铁环固设在该转子座轮毂上，该线圈组及铁心构件与一心轴相固接，其特征在于：该铁心构件是由至少两个铁心盘相互叠合所构成，每一铁心盘的内周环面弯折凸伸多数个支脚，铁心盘的支脚相互并排排列形成横置在该磁铁环与线圈组之间的爪片单位；该转子座外侧端上设有一驱动轮；该发电装置的旁侧处设有一增速装置，该增速装置外周处设有与该轮毂固定在一起的内齿环，而内部置设有多数组轮盘，该轮盘外端设有一中心轮，而内端间隔环设多数组可带动转子座的驱动轮旋转的小齿轮，小齿轮与内齿环及中心轮啮合形成一行星轮系。

2．如权利要求1所述的轮毂发电机，其特征在于：该磁铁环是由塑料磁铁所构成，其外周缘面轴向间隔排列设有多数个磁道，相邻的两磁道极性相反。

3．如权利要求1所述的轮毂发电机，其特征在于：该发电装置外侧设有绝缘的一抽线座，该抽线座环座内周凸设卡固在该心轴栓槽内的一突缘，其内部包固一电联片，该线圈组的火线沿该心轴栓槽与电联片相接形成火线回路，该电联片上方凸伸出两端头。

4．如权利要求1所述的轮毂发电机，其特征在于：该发电装置外侧设有一接地片，该接地片上方凸伸与该线圈组的接地线相接的一接片，而内周处凸设有卡固在该心轴栓槽内的一凸片。