TWI408878B - Vehicle power generation device - Google Patents

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Description

車輛的發電裝置
本發明是有關於一種發電裝置，特別是指一種車輛的發電裝置。
美國公告第US6820576號「具有發電機之以內燃機引擎驅動的交通工具」發明專利揭露一種利用交通工具之內燃機引擎驅動一非車用發電機的技術。
以內燃機引擎驅動的交通工具包含一介於該內燃機引擎之曲軸與驅動輪之間且具有一連接該曲軸與該驅動輪之離心離合器的動力轉換元件、一被該內燃機引擎所驅動的發電機，及一能控制該內燃機引擎的控制元件。該控制元件利用該內燃機引擎的轉速控制該內燃機引擎在一交通工具驅動模式與一發電機驅動模式間切換。
雖然能藉此達到切換驅動交通工具移動或是驅動發電機發電的功效，但是由於該發電機與該內燃機引擎之曲軸是同軸設置，不但造成該交通工具的寬度較寬，同時也會影響該曲軸或是該發電機之驅動軸的強度，而且該具有發電機之以內燃機引擎驅動的交通工具在內燃機引擎於怠速下即可發電，由於怠速的轉速低，因此，在怠速下進行發電較為耗油。
因此，本發明之目的，即在提供一種可以縮減車寬之車輛的發電裝置。
於是，本發明車輛的發電裝置，該車輛包括一具有一曲軸的引擎、一設於該曲軸上的充電用發電機，及一受該引擎所驅動的供電用發電機，該發電裝置包含一離合單元，及一傳動單元。
該離合單元包括一設置於該曲軸上的切換離合器、一設置於該切換離合器上的主動齒輪，及一可作動該切換離合器的切換機構，該切換離合器是由使用者來進行選擇性的切換，使該引擎之該曲軸的動力連動或斷離該供電用發電機。
該傳動單元包括一嚙合於該主動齒輪的被動齒輪，及一受該被動齒輪所連動的輸入軸。
藉由該供電用發電機的轉軸係與該曲軸不同軸，且該供電用發電機的轉軸為該輸入軸所驅動進而產生電力。
本發明之功效在於該供電用發電機之轉軸與該曲軸不同軸，不但可避免曲軸因長度過長造成強度不足而斷裂的情形，而且還能避免該引擎與該供電用發電機配置大型化的問題；再者，由於該供電用發電機之轉軸與該曲軸不同軸，因此，可於該曲軸外側設置該離合單元，以作為手動控制是否發電以避免耗油。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1，本發明車輛的發電裝置2之較佳實施例，該 車輛3包括一具有一曲軸311的引擎31、一設於該曲軸311上的充電用發電機32，及一受該引擎31所驅動的供電用發電機33。其中，該充電用發電機32所產生的電力是用以對該車輛3的蓄電池(圖未示)充電之用。該供電用發電機33的轉軸331係與該曲軸311不同軸。
該發電裝置2包含一設於該曲軸311外側的離合單元21，及一傳動單元25。
該離合單元21包括一設置於該曲軸311上的切換離合器22、一設置於該切換離合器22上的主動齒輪23、一可作動該切換離合器22的切換機構24、一由該切換機構24所帶動的推動件20，及一用以定位該切換機構24的定位機構29。
該傳動單元25包括一嚙合於該主動齒輪23的被動齒輪26、一受該被動齒輪26所連動的輸入軸27，及一用以連接該輸入軸27與該供電用發電機33之轉軸331的聯軸器28。
該切換離合器22具有一套設於該曲軸311上的離合器座221、一與該離合器座221相間隔地套設於該曲軸311上的壓力盤222、多數間隔環設於該離合器座221上的離合器板223、多數間隔滑動地設置於每兩離合器板223之間的摩擦片224，及一環繞於該離合器座221與該壓力盤222的離合器盤225。該主動齒輪23是設置於該離合器盤225上。
參閱圖2、3，該切換機構24包括一樞轉地穿設於該引擎31的切換軸241，及一設置於該切換軸241上且位於該 引擎31外的扳動件242，而該定位機構29具有一設置於該引擎31上的定位座291、一設置於該定位座291中的定位彈簧292，及一壓抵於該定位彈簧292上以定位該切換軸241的定位滾珠293。
該切換軸241具有一樞轉地穿設於該引擎31中的軸本體243、一對應該推動件20而形成於該軸本體243上的切槽244，及對應該定位滾珠293而間隔形成於該軸本體243上的一結合定位槽245與一分離定位槽246。利用該定位滾珠293配合該結合定位槽245與分離定位槽246，能有效限制該切換軸241的轉動。
該聯軸器28具有一分別連結該輸入軸27與該供電用發電機33之轉軸331的套合部281，及一設置於該套合部281中的連結彈簧282，該連結彈簧282的一端是頂抵於該套合部281上，另一端則是頂抵於該轉軸331上。且該轉軸331上形成有一用以容置該連結彈簧282之一端的安裝槽283。
在此要說明的是，該連結彈簧282也可以一端頂抵於該套合部281上，另一端頂抵於該輸入軸27上，而該安裝槽283也可以是形成於該輸入軸27上，亦能達成相同的功效。
參閱圖1、2，於車輛引擎31發動後，使用者可以藉由扳動該扳動件242能驅動該切換軸241於該引擎31中旋轉，使該切換離合器22於一如圖1所示的分離位置，與一如圖2所示的結合位置間移動。
當該切換離合器22於如圖1所示的分離位置時，該推動件20是容置於該切槽244中，且該定位滾珠293是卡抵於該分離定位槽246中，使所述離合器板223與摩擦片224相互間隔，使該曲軸311的旋轉動力無法傳遞帶動該離合器盤225。
而當該切換離合器22位如圖2所示的結合位置時，該推動件20是被該軸本體243的外徑所推抵，且該定位滾珠293是卡抵於該結合定位槽245中，使所述離合器板223與摩擦片224相互迫掣，而傳遞該曲軸311的旋轉動力帶動該離合器盤225，並令該曲軸311的轉速是維持在一設定值以上。
利用相互嚙合的主動齒輪23與被動齒輪26，將該曲軸311的旋轉動力傳遞帶動該輸入軸27，並利用連接該輸入軸27與該供電用發電機33之轉軸331的聯軸器28，而驅動該供電用發電機33的轉軸331產生電力。而該供電用發電機33所產生的電力係提供車輛3外界之電源，例如：露營或提供車輛3外界之電器用品所需之電力。
於本較佳實施例中，該曲軸311的轉速之設定值是每分鐘3600轉以上，至於如何使該曲軸311的轉速維持在該設定值以上，為發明所屬技術領域中具通常知識者所能輕易思及，在此不予多加贅述。
藉由上述設計，本發明車輛的發電裝置2於實際使用時，具有下列優點：
1.有效縮減車寬且強度高：由於該供電用發電機33之 轉軸331與該曲軸311不同軸，使得該供電用發電機33能更接近該曲軸311以有效縮減車寬，同時，也能縮短該曲軸311的長度，避免該曲軸311因長度過長造成強度不足而發生斷裂的情形。
2.發電量穩定：由於該切換離合器22位於如圖3所示的結合位置時，該曲軸311的轉速之設定值是在結合(clutch in)速度以上，因此，不但能穩定地驅動該供電用發電機33之轉軸331而產生充足的發電量，更能減少油耗。
3.泛用性高：藉由改變相互嚙合之主動齒輪23與被動齒輪26即能改變該輸入軸27的轉速，以適用需要不同驅動扭力之供電用發電機33，此外，還能藉由扳動該扳動件242自行切換該供電用發電機33是否發電，具有較高的操控自由度。
4.轉動穩定且噪音小：利用該聯軸器28連接該轉軸331與輸入軸27，不但能克服對正同心度的問題使安裝上更為方便，同時也能使轉動更為平順；而該連結彈簧282則能消除套合部281與該轉軸331與輸入軸27間之餘隙所發生的噪音問題。
綜上所述，本發明車輛的發電裝置2是利用該供電用發電機33之轉軸331與該曲軸311不同軸，不但可避免曲軸311因長度過長造成強度不足而斷裂的情形，而且還能避免該引擎31與該供電用發電機33配置大型化的問題；再者，由於該供電用發電機33之轉軸331與該曲軸311不同軸，因此，可於該曲軸311外側設置該離合單元21，以作 為手動控制是否發電，配合該曲軸311轉速是在設定值以上，以穩定該供電用發電機33所產生的電力避免耗油，確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧發電裝置
27‧‧‧輸入軸
21‧‧‧離合單元
28‧‧‧聯軸器
22‧‧‧切換離合器
281‧‧‧套合部
221‧‧‧離合器座
282‧‧‧連結彈簧
222‧‧‧壓力盤
283‧‧‧安裝槽
223‧‧‧離合器板
29‧‧‧定位機構
224‧‧‧摩擦片
291‧‧‧定位座
225‧‧‧離合器盤
292‧‧‧定位彈簧
23‧‧‧主動齒輪
293‧‧‧定位滾珠
24‧‧‧切換機構
20‧‧‧推動件
241‧‧‧切換軸
3‧‧‧車輛
242‧‧‧扳動件
31‧‧‧引擎
243‧‧‧軸本體
311‧‧‧曲軸
244‧‧‧切槽
32‧‧‧充電用發電機
245‧‧‧結合定位槽
33‧‧‧供電用發電機
246‧‧‧分離定位槽
331‧‧‧轉軸
25‧‧‧傳動單元
26‧‧‧被動齒輪
圖1是一剖視圖，說明本發明車輛的發電裝置之較佳實施例的離合器位於一分離位置；圖2是一剖視圖，說明本發明車輛的發電裝置之較佳實施例的離合器位於一結合位置；及圖3是一立體圖，說明該切換軸的態樣。
2．．．發電裝置
21．．．離合單元
22．．．切換離合器
221．．．離合器座
222．．．壓力盤
223．．．離合器板
224．．．摩擦片
225．．．離合器盤
23．．．主動齒輪
24．．．切換機構
241．．．切換軸
242．．．扳動件
243．．．軸本體
244．．．切槽
246．．．分離定位槽
25．．．傳動單元
26．．．被動齒輪
27．．．輸入軸
28．．．聯軸器
281．．．套合部
282．．．連結彈簧
283．．．安裝槽
29．．．定位機構
291．．．定位座
292．．．定位彈簧
293．．．定位滾珠
20．．．推動件
3．．．車輛
31．．．引擎
311．．．曲軸
32．．．充電用發電機
33．．．供電用發電機
331．．．轉軸

Claims (9)

  1. 一種車輛的發電裝置，該車輛包括一具有一曲軸的引擎、一設於該曲軸上的充電用發電機，及一受該引擎所驅動的供電用發電機，該發電裝置包含：一離合單元，包括一設置於該曲軸上的切換離合器、一設置於該切換離合器上的主動齒輪，及一可作動該切換離合器的切換機構，該切換離合器是由使用者來進行選擇性的切換，使該引擎之該曲軸的動力連動或斷離該供電用發電機；及一傳動單元，包括一嚙合於該主動齒輪的被動齒輪，及一受該被動齒輪所連動的輸入軸；藉由該供電用發電機的轉軸係與該曲軸不同軸，且該供電用發電機的轉軸為該輸入軸所驅動進而產生電力。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述車輛的發電裝置，其中，該傳動單元更包含一聯軸器，該聯軸器用以連接該輸入軸與該供電用發電機的轉軸。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述車輛的發電裝置，其中，該聯軸器具有一分別連結該輸入軸與該供電用發電機之轉軸的套合部，及一設置於該套合部中的連結彈簧，該連結彈簧的一端是頂抵於該套合部上，另一端則是頂抵於該輸入軸與該轉軸的其中之一上。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述車輛的發電裝置，其中，該離合單元更包含一推動件，該推動件係由該切換機構 所帶動。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述車輛的發電裝置，其中，該切換機構包括一樞轉地穿設於該引擎的切換軸，及一設置於該切換軸上且位於該引擎外的扳動件。
  6. 依據申請專利範圍第4項所述車輛的發電裝置，其中，該切換機構包括一樞轉地穿設於該引擎的切換軸，及一設置於該切換軸上且位於該引擎外的扳動件，且該切換軸係由一定位機構所定位，該定位機構具有一設置於該引擎上的定位座、一設置於該定位座中的定位彈簧，及一壓抵於該定位彈簧上的定位滾珠，而該切換軸具有一樞轉地穿設於該引擎中的軸本體、一對應該推動件而形成於該軸本體上的切槽，及對應該定位滾珠而間隔形成於該軸本體的一結合定位槽與一分離定位槽。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述車輛的發電裝置，其中，該切換離合器具有一套設於該曲軸上的離合器座、一與該離合器座相間隔地套設於該曲軸上的壓力盤、多數間隔環設於該離合器座上的離合器板、多數間隔滑動地設置於每兩離合器板之間的摩擦片，及一環繞於該離合器座與該壓力盤的離合器盤，該扳動件能驅動該切換軸使該切換離合器於一分離位置與一結合位置間移動，當該切換離合器位於該分離位置時，該推動件是容置於該切槽中，且該定位滾珠是卡抵於該分離定位槽中，使所述離合器板與摩擦片相互間隔，令該切換離合器的離合器盤不轉動，而當該切換離合器位於該結合位置時，該推 動件是被該軸本體的外徑所推抵，且該定位滾珠是卡抵於該結合定位槽中，使所述離合器板與摩擦片相互迫掣以帶動該離合器盤，並令該曲軸的轉速是維持在一設定值以上，利用相互嚙合的主動齒輪與被動齒輪，將該曲軸的旋轉動力傳遞帶動該輸入軸而驅動該供電用發電機的轉軸產生電力。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述車輛的發電裝置，其中，該設定值是每分鐘3600轉以上。
  9. 依據申請專利範圍第3項所述車輛的發電裝置，其中，該輸入軸與該轉軸的其中之一上形成有一容置該連結彈簧之一端的安裝槽。
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