TWM516801U - 磁控發電機改良結構 - Google Patents

Description

磁控發電機改良結構

本創作係有關一種磁控發電機，尤指一種將發電機裝置、磁控負載裝置與飛輪裝置，重新配置彼此構件的相對位置，再相互套合據以構成一磁控發電機的改良裝置。

按，磁控發電機係包括: 飛輪裝置、發電機裝置、以及磁控負載裝置；近年來，運動健身器材多裝設有磁控發電機，以運用其飛輪慣性力產生發電及結合磁控調整負載，達到運動健身的效果。

次按，磁鐵係隨飛輪裝置轉動，相對於電樞鐵心形成磁路，使電樞鐵心上的線圈產生電力，此乃永磁式交流發電機的原理，本創作即運用此一原理，將飛輪裝置做為交流發電之動力源，使電樞鐵心產生電力，再經整流後供應本創作之磁控負載裝置，而達到電動負載控制的功效。再者，磁控負載裝置係利用磁場變動所形成之渦流式阻力，以作為負載之方式，其基本原理是利用導體置於變動磁通量中，則在導體內的局部閉合電路上產生一反電動勢，而產生所謂渦流(eddy current) ，此渦流之流動方向所建立的磁作用必相反於產生此電流的原先磁通量變動方向；且由Max-well’s Eq得知此磁作用力的大小與磁通量密度的平方成正比，而此磁作用力則可作為運動器材之負載所需。

惟查，在上揭先前技術(Prior Art)中，其在結合時普遍存在 有下述之缺失： (1).磁控負載裝置、發電機及飛輪裝置的構件相當複雜，若彼此結合之相容性不佳，則磁控負載調整、發電效率及飛輪慣性力都將影響運動器材的操作性；再者，各裝置的組合若未能以模組方式來完成，而是以接續方式進行併湊，則其構件之組合或維修都將難以便捷。 (2).由於磁控負載裝置係利用磁鐵做磁場源以構成負載，很難結合數位訊號進行負載調整，導致運動器材不易實現電腦化、數據化，除非另外配備馬達及馬達控制器，來改變磁鐵和導體的相對位置，但如此一來，將造成其成本與重量的增加。

本創作人有鑑於上述問題點，乃積極研究改良，以克服其缺失為本創作所欲解的課題。

緣是，本創作之主要目的，係在提供一種將磁控負載裝置、發電機及飛輪裝置重新配置構件的相對位置，形成兩個獨立模組互套，以強化彼此構件的組合與拆解，進而達到製造與維修便捷之功效增進。

本創作之又一目的，係應用磁控負載裝置中構件徑向位移的行 程來控制磁通量變化，以達無段連續的調整負載阻力，進而具有降低成本與重量之功效增進。

為達上述目的，本創作採取的技術手段，其包含： 一飛輪裝置，其中心設有一軸套，其輪面內側為一開口，使內部形成一容 置空間；一發電機裝置，係套設在該飛輪裝置之容置空間；以及一磁控負載裝置，係設置在該發電機裝置之外側；其特徵在於： 該飛輪裝置，包括：一環狀體，係位於該容置空間內，並與該軸套之軸心呈同心圓，使該容置空間形成一內環狀槽及一外環狀槽，該外環狀槽的上周緣設有一金屬導體，該內環狀槽之上周緣則設有一第一磁鐵；一傳動輪，係位於該飛輪裝置外側，用以帶動該飛輪裝置之金屬導體及第一磁鐵轉動；該發電機裝置，包括：一線圈固定架；一固定軸，係穿設過該線圈固定架；一電樞鐵心，係結合在該線圈固定架後側面；以及該磁控負載裝置，包括：一磁極片，係為圓弧形，其外緣設有一第二磁鐵，且該磁極片一端為固定端係以一樞轉軸將其定位在該線圈固定架上，另一端形成可活動之自由端，並以一拉索連結以牽動其位移。

藉此，該發電機裝置之固定軸穿伸該飛輪裝置之軸套，使該發電 機裝置、磁控負載裝置與飛輪裝置相互套合，據以構成一磁控發電機；且令該電樞鐵心置於該飛輪裝置之內環狀槽內，使該第一磁鐵的轉動相對於該固定的電樞鐵心產生發電；再者，令該磁控負載裝置之磁極片置於該飛輪裝置之外環狀槽內，使該第二磁鐵的外緣面與該飛輪裝置的金屬導體之間形成一空氣間隙；藉由拉動該磁極片其自由端之拉索，將可改變該空氣間隙的大小，致使磁通量密度產生變化，進而達到無段連續調整負載阻力之效果。

依據前揭特徵，本創作中該線圈固定架設有一導輪及一定位槽， 一拉索定位件係裝設在該定位槽內，且令該拉索樞繞於該導輪之外緣並穿伸該拉索定位件，使牽動該拉索時可進一步使該磁極片之自由端產生徑向位移。

依據前揭特徵，本創作更進一步將該磁極片與該線圈固定架之間 裝設一彈簧，且該磁極片之中段處設有一導槽，一定位銷係穿設於該導槽並固設於該線圈固定架上，藉此，當牽動該拉索時可使該磁極片之自由端產生徑向的正向位移，且使該彈簧承受應力作用；而鬆放該拉索時則該彈簧將復歸而使該磁極片之自由端產生徑向的反向位移。

依據前揭特徵，該飛輪裝置之軸套內設有一第一軸承，使該飛 輪裝置可在該固定軸上樞轉；又，該傳動輪內與該固定軸之間，嵌入至少一第二軸承，使該傳動輪亦可在該固定軸上樞轉。本創作更進一步將該飛輪裝置之軸套內與該傳動輪之間裝設一單向軸承，使該傳動輪可帶動該飛輪裝置單向轉動，同時防止該傳動輪發生逆轉時，該飛輪裝置被帶動而造成機構的傷害。

依據前揭特徵，本創作中該磁控負載裝置之固定軸後方具有一C 型軸扣，用以抵靠於該飛輪裝置之傳動輪之第二軸承後端面。

藉助上揭技術特徵，本創作之磁控發電機改良結構，其規劃該磁控 負載裝置一側裝設該電樞鐵心，相對於該飛輪裝置一側裝設該第一磁鐵能產生發電，當該磁控負載裝置與該飛輪裝置相互套合，則形成可供電的發電機，使三者之構件能充分利用體積空間進行配置，可強化彼此構件組合與拆解；再者，該磁控負載裝置中之磁極片經由拉索牽動以調整其徑向位移的行程來控制磁通量變化，達到無段連續的調整負載阻力，進而具有降低成本與重量之功效增進。

首先，請參閱圖1 ~圖4所示，本創作磁控發電機改良結構之較佳實施例包含有：一飛輪裝置1 0，其中心之軸套1 1內設有一第一軸承121，又其輪面1 3內側為開口，使內部形成一容置空間1 4；一發電機裝置20，係套設在該飛輪裝置10之容置空間14；一磁控負載裝置3 0，係設置在該發電機裝置20之外側，據以組合成一磁控發電機。惟，前揭構造係屬先前技術（PrionArt），非本新型之專利標，容不贅述。

而本創作之主要特徵在於: 該飛輪裝置10，包括:一環狀體16， 係位於該容置空間14內，並與該軸套11之軸心呈同心圓，使該容置空間14形成一內環狀槽141及一外環狀槽142，該外環狀槽142的上周緣設有一金屬導體15，該內環狀槽141之上周緣則設有一第一磁鐵17；一傳動輪18，係位於該飛輪裝置10外側；該傳動輪18係受外部機構(圖未示)驅動，用以帶動該飛輪裝置10之金屬導體15及第一磁鐵17轉動。

承上，該發電機裝置20，包括：一線圈固定架21；一固定軸22，係 穿設過該線圈固定架21；一電樞鐵心23，係以複數螺絲263結合在該線圈固定架21後側面；以及該磁控負載裝置30，包括：一磁極片31，係為圓弧形，其外緣設有一第二磁鐵32，且該磁極片31一端為固定端311係以一樞轉軸211將其定位在該線圈固定架21上，另一端形成可活動之自由端312，一拉索33係連結在該自由端312，且可牽動其產生徑向位移。

承上，將該發電機裝置20之固定軸22穿伸該飛輪裝置10之軸套11， 使該發電機裝置20、該磁控負載裝置30與該飛輪裝置10相互套合，據以構成一磁控發電機90；本實施例中，該飛輪裝置10之軸套11內設有一第一軸承121 ，使該飛輪裝置10可在該固定軸22上樞轉；又，該傳動輪18內與該固定軸22之間，嵌入2組第二軸承122，使該傳動輪18亦可在該固定軸22上樞轉。本創作更進一步將該飛輪裝置10之軸套11內與該傳動輪18之間裝設一單向軸承123，使該傳動輪18可帶動該飛輪裝置10單向轉動，同時防止該傳動輪18發生逆轉時，該飛輪裝置10被帶動而造成機構的傷害。本實施例中，該發電機裝置20之固定軸22後方更進一步裝設一C型軸扣24，用以抵靠並定位該第二軸承122之端面，但不以此為限。該發電機裝置20之固定軸22與該飛輪裝置10套合後，令該電樞鐵心23置於該飛輪裝置10之內環狀槽141內，使該第一磁鐵17的轉動相對於該固定的電樞鐵心23產生發電；再者，令該磁控負載裝置30之磁極片31置於該飛輪裝置10之外環狀槽142內，使該第二磁鐵32的外緣面與該飛輪裝置10的金屬導體15之間形成一空氣間隙G；而藉由拉動該磁極片31其自由端312之拉索33，將可使該自由端312產生徑向位移而改變該空氣間隙G的大小，致使磁通量密度改變，進而達到該磁控負載裝置30自動且無段連續調整運動負載阻力之效果。

請進一步參閱圖5A/5B 所示，本創作中該線圈固定架21裝設一導 輪34及設有一定位槽212，一拉索定位件35係裝設在該定位槽212內，且令該拉索33樞繞該導輪34之外緣並穿伸該拉索定位件35內，使牽動該拉索33可使該磁極片31之自由端312產生徑向位移。再者，該磁極片31與該線圈固定架21之間裝設一彈簧36，且該磁極片31之中段處設有一導槽313，一定位銷37係穿設於該導槽313並固設於該線圈固定架21上，藉此，當牽動該拉索33時可使該磁極片31之自由端312產生徑向且朝中心方向移動的正向位移，而使該第二磁鐵32的外緣面與該金屬導體15之間的空氣間隙G由小變大，進而改變磁通量密度，進一步造成運動負載阻力之變化，此時，該彈簧36係受到壓縮作用(如圖5A所示)；而鬆放該拉索33時則該彈簧36將復歸而使該磁極片31之自由端312產生徑向反向位移 ，亦即該自由端312係朝遠離中心方向移動，使該第二磁鐵32的外緣面與該金屬導體15之間的空氣間隙G由大變小，此時，磁通量密度亦隨之改變，而運動負載阻力亦進一步產生變化(如圖5B所示)。

承上，請參閱圖6 所示，本實施例中，該發電機裝置20之固定軸22 穿伸該飛輪裝置10之軸套11，使該發電機裝置20、該磁控負載裝置30與該飛輪裝置10相互套合，該固定軸22後方更進一步裝設一C型軸扣24，用以抵靠並定位該第二軸承122之端面，據以構成一磁控發電機90；當該飛輪裝置10受該傳動輪18帶動時，裝設在該內環狀槽141內之第一磁鐵17將隨之轉動，並與該固定的電樞鐵心23產生發電；再者，該磁控負載裝置30之磁極片31係置於該飛輪裝置10之外環狀槽142內，該第二磁鐵32的外緣面與該飛輪裝置10的金屬導體15之間存在一空氣間隙G，且該磁極片31與該線圈固定架21之間裝設一彈簧36；藉由拉動或鬆放該磁極片31其自由端之拉索，將可使該該空氣間隙G的大小產生變化，致使磁通量密度改變，進而達到該磁控負載裝置30自動且無段連續調整運動負載阻力之效果。

藉助上揭技術手段，本新型具有如下之功效增進需再闡明者： (1).經由規劃使各該構件有效配置在有限的空間，形成兩個獨立模組相互套合，不僅具有原本的功能，更能強化結合與拆解，讓接續式併湊結合轉換成模組式組裝結合，使運動器材的製造、維修更加便捷。 (2).由於拉動或鬆放該磁極片31其自由端之拉索，就能調整該空氣間隙G的大小完成磁控調整負載，如此一來，該空氣間隙G大小即相當於磁極片31其自由端的位移行程，因此本創作可提升磁控調整負載的精準度，使運動器材的磁控調整負載實現電腦化與數據化。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請  鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧飛輪裝置
11‧‧‧軸套
121‧‧‧第一軸承
122‧‧‧第二軸承
123‧‧‧單向軸承
13‧‧‧輪面
14‧‧‧容置空間
141‧‧‧內環狀槽
142‧‧‧外環狀槽
15‧‧‧金屬導體
16‧‧‧環狀體
17‧‧‧第一磁鐵
18‧‧‧傳動輪
20‧‧‧發電機裝置
21‧‧‧線圈固定架
211‧‧‧樞轉軸
212‧‧‧定位槽
22‧‧‧固定軸
23‧‧‧電樞鐵心
24‧‧‧C型軸扣
263‧‧‧螺絲
30‧‧‧磁控負載裝置
31‧‧‧磁極片
311‧‧‧固定端
312‧‧‧自由端
313‧‧‧導槽
32‧‧‧第二磁鐵
33‧‧‧拉索
34‧‧‧導輪
35‧‧‧拉索定位件
36‧‧‧彈簧
37‧‧‧定位銷
90‧‧‧磁控發電機
G‧‧‧空氣間隙

圖1：係本創作之立體分解圖。 圖2：係本創作飛輪裝置與磁控負載裝置之立體分解圖。 圖3：係本創作之立體組合圖。 圖4：係本創作之另一側立體組合圖。。 圖5A：係本創作磁極片自由端呈現正向位移之使用狀態圖。 圖5B：係本創作磁極片自由端呈現反向位移之使用狀態圖。 圖6：係圖5A/B中6-6斷面剖視圖。

10‧‧‧飛輪裝置

11‧‧‧軸套

13‧‧‧輪面

141‧‧‧內環狀槽

142‧‧‧外環狀槽

15‧‧‧金屬導體

16‧‧‧環狀體

17‧‧‧第一磁鐵

20‧‧‧發電機裝置

21‧‧‧線圈固定架

211‧‧‧樞轉軸

212‧‧‧定位槽

22‧‧‧固定軸

23‧‧‧電樞鐵心

30‧‧‧磁控負載裝置

31‧‧‧磁極片

311‧‧‧固定端

312‧‧‧自由端

313‧‧‧導槽

34‧‧‧導輪

36‧‧‧彈簧

37‧‧‧定位銷

90‧‧‧磁控發電機

Claims (6)

1. 一種磁控發電機改良結構，包含：     一飛輪裝置，其中心設有一軸套，其輪面內側為一開口，使內部形成一容置空間；     一發電機裝置，係套設在該飛輪裝置之容置空間；     一磁控負載裝置，係設置在該發電機裝置之外側；其特徵在於：     該飛輪裝置，包括：一環狀體，係位於該容置空間內，並與該軸套之軸心呈同心圓，使該容置空間形成一內環狀槽及一外環狀槽，該外環狀槽的上周緣設有一金屬導體，該內環狀槽之上周緣則設有一第一磁鐵；一傳動輪，係位於該飛輪裝置外側，用以帶動該飛輪裝置之金屬導體及第一磁鐵轉動；     該發電機裝置，包括：一線圈固定架；一固定軸，係穿設過該線圈固定架；一電樞鐵心，係結合在該線圈固定架後側面；以及     該磁控負載裝置，包括：一磁極片，係為圓弧形，其外緣設有一第二磁鐵，且該磁極片一端為固定端係定位在該線圈固定架上，另一端形成可活動之自由端，一拉索係連結在該自由端，且可牽動其位移；     藉此，該發電機裝置之固定軸穿伸該飛輪裝置之軸套，使該發電機裝置、該磁控負載裝置與該飛輪裝置相互套合，據以構成一磁控發電機；且令該電樞鐵心置於該飛輪裝置之內環狀槽內，使該第一磁鐵的轉動相對於該固定的電樞鐵心產生發電；再者，令該磁控負載裝置之磁極片置於該飛輪裝置之外環狀槽內，使該第二磁鐵的外緣面與該飛輪裝置的金屬導體保有一空氣間隙；藉由拉動該磁極片其自由端之拉索，將可改變該空氣間隙的大小，致使磁通量密度改變，以達到自動且無段連續調整運動負載阻力之效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁控發電機改良結構，其中，該線圈固定架設有一導輪及一定位槽，一拉索定位件係裝設在該定位槽內，且令該拉索樞繞該導輪之外緣並穿伸該拉索定位件，使牽動該拉索可使該磁極片之自由端產生徑向位移。
3. 如申請專利範圍第2項所述之磁控發電機改良結構，其中，該磁極片與該線圈固定架之間裝設一彈簧，且該磁極片之中段處設有一導槽，一定位銷係穿設於該導槽並固設於該線圈固定架上，藉此，當牽動該拉索時可使該磁極片之自由端產生徑向的正向位移，且使該彈簧承受應力作用；而鬆放該拉索時則該彈簧將復歸而使該磁極片之自由端產生徑向的反向位移。
4. 如申請專利範圍第1項所述之磁控發電機改良結構，其中，該飛輪裝置之軸套內設有一第一軸承，且該傳動輪與該固定軸之間，嵌入至少一第二軸承。
5. 如申請專利範圍第4項所述之磁控發電機改良結構，其中，該 該飛輪裝置之軸套與該傳動輪之間具有一單向軸承。
6. 如申請專利範圍第4項所述之磁控發電機改良結構，其中，磁控負載裝置之固定軸後方具有一C型軸扣，用以抵靠該飛輪裝置之傳動輪之第二軸承後端面。