1:359551 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種自行車直流發電裝置，尤指一種利用無 刷直流馬達作為發電元件而產生電力，並透過一電源轉換 電路將產生的電力轉換為一直流電以提供小塑電子元件自 行車照明之工作電壓。 【先前技術】 自行車發電裝置係一種安裝於自行車上，將車輪轉動 所產生的機械動能透過電子元件轉換產生電能，以此電能 作為照明自行車上照明燈具的工作電源。 本國新型專利公告第M308563號「自行車發電機結 構改良」係一種安裝於自行車花轂上的發電裝置，該發電 裝置係形成一中空軸孔，以供發電裝置對應套設於花轂。 該發電裝置的内部元件主要包含一轉盤、一固定套設於該 轉盤上的環形磁鐵、兩形成有複數磁感的鐵爪座，與一夾 设於兩鐵爪之間的線圈組等。當自行車轉動時，將帶動轉 盤及磁鐵產生旋轉動作，兩鐵爪座及所失設的線圈組係相 對磁鐵維持不動，如此可在線圈組上感應產生電動勢。 則述自行車發電裝置在組裝方面相當不便，由於發電 裝置係套6又在輪軸上，且必須設於前又桿内侧以螺帽鎖迫 固定，因此該發電裝置僅能應用於特定構造的自行車，當 輪軸的長度不足以裝設發電裝置時，必須整根抽換，故難 以廣泛適用在各種款式的車輛上。再者，前述發電裝置的 發電效率相當有限’由於發電裝置係整體直接套設於自行 4 1:359551 車的輪軸上，其内部轉盤及磁鐵轉動的次數係等同於輪軸 的轉動隸，因此使用者必須花費較多力氣踩踏自行車才 能產生足夠所需的電力。
又前述自行車發電裝置所產生的電力，係透過該線圈 組中的導線傳遞至一外部的電力轉換裝置，將發電裝置產 生的電力轉換成所需的電力型態及準位，如此才能提供給 後續的應用元件，如警示燈或照明燈。換言之，在同一自 行車體上必須同時裝設有-發電裝置及電力轉換裝置，不 僅設置成本高，且組裝、接線方面亦變得更為複雜。 【發明内容】 為克服現有自行車發電裝置在發電效率、應用安裝、 電力轉換的種種問題，本發明主要目的係提供一種自行車 直流發電裝置，可有效提高發電效率，且於單一裝置内即 整合發電、電力轉換功能’進而降低發電裝置裝配在自行 車上時的作業複雜程度。 為達成前述目的，本發明之自行車直流發電裝置係包 含有： 外喊，係具有一中空本體，於該本體底部形成一開 一轉盤，係設於該外殼内部而可相對外殼轉動，該轉 盤由一片體之周緣彎折形成一側壁而構成，於該側壁之内 表面固設一環形磁鐵，於該片體之表面係設有一軸心，該 軸心自前述外殼延伸穿出； 足子組，係設於則述外殼内部，該定子組包含多數 5 1359551 個線圈組’且各線圈組係由前述環形磁鐵環繞於其内側； 一電路板’係設於前述外殼内部並於前述定子組電性 連接，將定子組產生之電力轉換為一直流電壓； 底座’係固設於前述外殼的開口，該底座之底面係 设有至少一與前述電路板電性連接之供電插頭。 藉由前述元件配置’電力產生及轉換作業均由單—敦 置即可完成，且隨著自行車車輪的轉動，軸心便可輕易帶 動轉盤上的環形磁鐵相對定子組旋轉，進而產生感應電 透過該底座上的供電插頭提供一穩定的直流電壓予一 負載。 【實施方式】 請參考第一、二圖所示，本發明直流發 件包含-外殼、一轉蓋（20)、一定子組= ◦)、一電路板（4〇)及一底座（5〇)。 該外殼（10)係包含一中空圓筒狀的本體及—自本 體頂緣向上延伸一體形成的中空套f(ll)，該套管（1 1 )之外徑係小於本體外徑，該本體底部則形成一開口， 於套官（11)末端係可設置一滾子（12)。 該轉蓋（2 〇 )係設於前述外殼（1 〇 )内部，以一 圓形片體之周緣向下彎折形成-側壁（2 1 )而構成，於 4側壁（2 1 )内壁面係固設有-環形磁鐵（2 2 ),於 轉盖（2Q)頂面係ϋ設有，轴心（23) ’當轉蓋（ ;〇 )，置於外殼（1 〇 )内部時，軸心（2 3 )係延伸出 β亥套e (1 1)外部，並進一步貫穿前述滾子（12)後， 6 13.59551 以螺帽（1 3 )配合-滑環（1 4 )冑滾子（丄2 )螺固 於軸心（2 3 )的頂端。 該定子組（3 0 )係受轉蓋（2 〇 )所罩覆，包含有 一固定座（31)與複數圓狀排列於該固定座（31)上 的線圈組（32) ’本實施例中採用可提供三相電力的線 圈組（3 2 )’自線圈組（3 2 )中延伸出複數條導線（3 3 )。 該電路板（4 0)係設於前述定子組〇)的下方， 電路板（4 0 )上係設有複數電子零件以構成一電源轉換 電路，提供電力轉換 '整流、輸出等功能，前述來自定子 組（30)的導線（3 3)係連接於該電路板（4〇)， 有關此電路板（4 0 )上的電源轉換電路將稍後詳述。 底座（50)可供前述定子組（3 〇)及電路板（4 0) —併螺固結合，並封合於該外殼（1〇)的下方開口 處，使定子組（3 0)及電路板（40)牢固設於外殼（1 0)内’於該底座（50)的底面係進一步設置至少一供 電插頭（51) ’該供電插頭（51)透過導線（43) 與前述電路板（40)電性連接，其型態可為供電插座、 USB母座、USB接頭、插頭式連接器等，係視應用方式而 選擇適合規格的連接器’以分別連接不同型態的負載，第 一、二圖所示的供電插頭（5 1 )係由兩個並排的USB母 座構成。 請參考第三圖所示，為該電路板（4〇)上的電源轉 換電路圖’包含有：一三相全波整流電路（4 1 )，係以 7 第四圖所不的電麼波形係'為經過整流、濾波後的直流
電壓波形’如虛線所示的原交流三相弦波，經過轉換後係 成為如實線所示的穩定直流電壓。
〆、顆一極體所構成，每兩顆二極體係、串接為-組，每組二 極組的串接節點為-輸入端’故該三相全波整流電路" 1 )之三個輸入端係連接定子組（3 ◦)當中不同的線圈 組（32) ’將發電產生的交流電壓轉換為一直流電壓， 於該三相全波整流電路（4 1 ) %二輸出端之間係可並聯 有數個輸出電容（42)，以提供據波效果。 乂輸出電谷（4 2 )的兩端即作為直流電壓的輸出端， 連接於底座（50)上的供電插頭（51)。以第五圖為 ^供電插頭（5 1 )係-插座式連接器，所連接的負載 為自行車上的前燈（61)、後燈（62)，並分別透過 設於前燈。61)、後燈（62)迴路上的一前燈開關（6 3 )及-後燈開關（6 4 )控制其點亮/關閉。請參考第 六圖，該供電插頭（5 1 可連接於手機其它小型電子 裝置以提供充電功能’肖此類電子裝置内部的蓄電池（7 〇)進行充電作業。 如第七圖所示，為本發明實際應用於自行車的裝設示 意圖’直流發電裝置係固接於自行車的本體上，而其=子 j 1 2 )係與車輪直接接觸，當使用者騎乘自行車時，隨 著車輪轉動，將一併帶動滾子（X 2 )旋轉，由於滾子（χ 2)係與轉盤（2〇)的軸心（23)固接，故轉盤 〇 )内的環形磁鐵（2 2 )係於定子組（3 〇 )外圍具有
旋轉動作，/ A 電路板 從而使定子組（30)產生感應電壓，透過該 4 0)進行轉換作業而輸出一穩定的直流電壓。 利用别述方式，本發明係具有以下優點： 多阐·當車輪轉動一圈時，前述滾子與環形磁鐵已具有 的轉動動作，故得以提供較高的發電效率。 各種f ☆自仃車上的安裝作業亦是相當簡便，能適用於 不人的車輛，不須考量自行車之輪軸長度。 定子 由於發電裝置係將磁鐵作為轉子，以線圈組作為 驅動鑪：Λ ’可以利用較輕微的力量施於踏板上便能輕鬆 轉子旋轉，對使用者而言能減輕其體力負擔。 4 .發電組件及電力轉換組件均設置於同一外殼，整 構成單一裝置，可降低安裝的複雜度並降低成本。 【圖式簡單說明】 第-圖係本發明自行車直流發電裝置一立體分解圖。 第二圖係本發明自行車直流發電裝置一組合剖視圖。 第二圖係本發明電源轉換電路之電路圖。 第四圖係本發明直流輸出電壓之波形圖。 第五圖係本發明連接自行車前、後燈之電路示意圖。 第六圖係本發明連接電子裝置之蓄電池的電路示意 第七圖係本發明裝設於自行車之應用示意圖。 【主要元件符號說明】 (1 1 )套管 (1 0 )外殼 1359551 . * * < (12)滾子 (14)滑片 (2 Ο )轉蓋 (2 2 )環形磁鐵 (3 0 )定子組 (3 2 )線圈組 (4 0 )電路板 (4 2 )輸出電容 • ( 5 0 )底座 (6 1 )前燈 (6 3 )前燈開關 (7 0 )蓄電池 (1 3 )螺帽 (2 1 )侧壁 (2 3 )軸心 (31)固定座 (3 3 )導線 (4 1 )三相全波整流電路 (4 3 )導線 (5 1 )供電插頭 (6 2 )後燈 (6 4 )後燈開關 10