TWM607995U - 發電輪轂結構 - Google Patents

Abstract

本新型是一種發電輪轂結構，其主要係由一心軸；一能轉動地套設在該心軸的轉子單元；一定子單元，樞設在該心軸且位於該輪轂殼內；以及一增速齒輪組，動力連接該轉子單元及定子單元之間；藉此，當該轉子單元正向轉動時，該定子單元藉由該增速齒輪組而呈反向轉動，且該定子單元轉速較轉子單元轉速快。是以，本創作在同尺寸條件下，能提升發電效率；同時騎行者不需消耗大量動力換取高電量，也就是透過本創作會因速比不同，可降低阻力，提升發電量。

Description

發電輪轂結構

本新型係與發電輪轂結構有關，特別是指一種適用於自行車的發電輪轂。

自行車發電通常是藉由發電輪轂來達成，該發電輪轂主要是由定子及轉子構成，該定子是安裝於一沿一軸線延伸的心軸上，該轉子是固定在輪轂殼且圍繞於該定子並可相對於該定子旋轉，進而達到發電的功效。然而，目前發電輪轂具有以下須立即改善的缺陷：

其一、該發電輪轂在設計上必須將定子與心軸組合成一體，同時將心軸固定在車架上，當為轉子的輪轂殼帶動其內的磁鐵轉動時，定子上的線圈內磁場發生改變，因此產生感應電流，然而，輪轂殼轉動一圈即產生一圈的電流量，轉換效率為一比一，且時速需達每小時10公里以上才會產生感應電流，因此必須透過強磁設計發電，而需依靠阻力產生電流，其轉換效率明顯受限。

其二、如果要提高發電量，必須增加發電輪轂的尺寸，藉以提高扭力與阻力以產生更大電流，也因此增加了發電輪轂的製作成本，發電輪轂結構的整體重量也隨之上升，同時當為提升電流而提高阻力，騎行者則相對必須提供更大動能騎行，以運用電磁感應原理將動力所作的功轉換成電能。

本新型的目的係在於提供一種發電輪轂結構，主要在同尺寸條件下，能提升發電效率。

本新型另一目的係在於提供一種發電輪轂結構，騎行者不需消耗大量動力換取高電量。

為達前述目的，本新型係一種發電輪轂結構，包含：一心軸；一轉子單元，包括一輪轂殼及一固設在該輪轂殼內的磁鐵，該輪轂殼能轉動地套置在該心軸，並具有一驅動齒部；一定子單元，樞設在該心軸且位於該輪轂殼內，並包括一轉動體及複數個繞設在該轉動體上且對應該磁鐵的線圈，該轉動體樞設在該心軸，並具有一連接齒部；以及一增速齒輪組，動力連接該轉子單元及定子單元之間，並具有一行星齒輪架及複數行星齒輪，該行星齒輪架固設在該心軸且位於該輪轂殼內，各該行星齒輪樞設在該行星齒輪架，且嚙合於該轉子單元的驅動齒部與該定子單元的連接齒部之間；

藉此，當該轉子單元正向轉動，該定子單元藉由該增速齒輪組而呈反向轉動，且該定子單元轉速較轉子單元轉速快。

本新型的功效在於：當該轉子單元正向轉動時，該輪轂殼的驅動齒部會帶動該增速齒輪組作動，該增速齒輪組藉由不同轉速比的設計，除了使該定子單元的轉動體呈反向轉動之外，更會使該轉動體的轉速大於該輪轂殼的轉速，使得該轉子單元的磁鐵與該定子單元的線圈產生感應電流供後端使用。是以，本創作在同尺寸條件下，能提升發電效率；同時騎行者不需消耗大量動力換取高電量，也就是透過本創作會因速比不同，可降低阻力，提升發電量。

較佳地，其中還包含一導電單元，該導電單元包括一導電內環、一導電外環及複數導電片，該導電內環固設在該心軸，並具有複數導電環部；該導電外環樞設在該導電內環且與該轉動體同動；各該導電片具有一固設在該導電外環且與該線圈電性連接的外導電部、及一電性接觸於該導電環部的內導電部。

較佳地，其中該導電內環與該導電外環之間設有軸承。

較佳地，其中該心軸延一軸線設有線槽，該導電單元還包括複數電源線，每一條該電源線電性連接每一個該導電環部且各該電源線位於該心軸線槽內並穿出輪轂殼外。

請參閱圖1至圖4所示，本新型實施例所提供一種發電輪轂結構，其係由一心軸10、一轉子單元20、一定子單元30、一增速齒輪組40以及一導電單元50所組成，其中：

該心軸10，沿一軸線延伸，且具有一延該軸線設置的線槽11。

該轉子單元20，包括一輪轂殼21及一固設在該輪轂殼21內的磁鐵22，該輪轂殼21能轉動地套置在該心軸10，並具有一驅動齒部211；本實施例中該輪轂殼21為一筒體，且兩端設有端蓋23，而該心軸10係位於該輪轂殼21之內，且心軸10兩端穿出該二端蓋23，同時該驅動齒部211呈環齒輪型態而固設在該輪轂殼21內環面上；而該磁鐵22為強力磁片。

該定子單元30，樞設在該心軸10且位於該輪轂殼21內，並包括一轉動體31及複數個繞設在該轉動體31上且對應該磁鐵22的線圈32，該轉動體31樞設在該心軸10，並具有一連接齒部311。

該增速齒輪組40，動力連接該轉子單元20及定子單元30之間，並具有一行星齒輪架41及四行星齒輪42，該行星齒輪架41固設在該心軸10且位於該輪轂殼21內，各該行星齒輪42樞設在該行星齒輪架41，且嚙合於該轉子單元20的驅動齒部211與該定子單元30的連接齒部311之間；需說明的是，本實施例中，該轉子單元20的驅動齒部211、該定子單元30的連接齒部311、該行星齒輪架41及各該行星齒輪42構成一行星輪系，也就是該轉子單元20的驅動齒部211為行星輪系中的齒圈，該定子單元30的連接齒部311為行星輪系中的太陽輪，另外，該行星齒輪架41為該端蓋23的一部分而固設在該心軸10上，其固設方式為心軸10上固設有六角螺帽12，而該行星齒輪架41上具有一供該六角螺帽12設置的六角槽411。

該導電單元50，包括一導電內環51、一導電外環52、二軸承53、三導電片54、及三電源線55，該導電內環51固設在該心軸10，並具有複數導電環部511；該導電外環52樞設在該導電內環51且與該轉動體31同動；二該軸承53設在該導電內環51與導電外環52之間，使該導電外環52得以相對於導電內環51樞轉；各該導電片54具有一固設在該導電外環51且藉由導電線56與該線圈32電性連接的外導電部541、及一電性接觸於該導電環部511的內導電部542；每一條該電源線55電性連接每一個該導電環部511，且各該電源線55位於該心軸10線槽11內並穿出輪轂殼21外。

藉此，當該轉子單元20正向轉動，該定子單元30藉由該增速齒輪組40而呈反向轉動，且該定子單元30轉速較轉子單元20轉速快；也就是當該轉子單元20正向轉動時，該輪轂殼21的驅動齒部211會帶動該增速齒輪組40的各行星齒輪42正向轉動，正向轉動的各行星齒輪42再帶動該定子單元30的轉動體31的連接齒部311，而使轉動體31呈反向轉動，藉由該增速齒輪組40與該輪轂殼21的驅動齒部211及該轉動體31的連接齒部311呈不同轉速比的設計，除了使該定子單元30的轉動體31呈反向轉動之外，更會使該轉動體31的轉速大於該輪轂殼21的轉速，使得該轉子單元20的磁鐵22與該定子單元30的線圈32產生感應電流供後端使用，也就是透過本創作會因速比不同，可降低阻力，提升發電量。

據此，本創作至少可具有下述功效：

其一、在同尺寸條件下，能提升發電效率。由於本創作將該定子單元30樞設在該心軸10上，且在該轉子單元20與定子單元30之間增設該增速齒輪組40，因此，當該轉子單元20正向轉動時，該轉子單元20則藉由增速齒輪組40帶動該定子單元30呈反向轉動，且讓該定子單元30的轉動體31反向轉動的速度大於該轉子單元20的輪轂殼21正向轉動的速度。由此可知，本創作不需改變該定子單元30或轉子單元20的尺寸即可提升兩者之間的轉速差，也就是轉子單元20的輪轂殼21轉一圈可獲得定子單元30的轉動體31轉多圈，藉以獲得較高的發電效率，據此，本創作得以達到在同尺寸條件下，能提升發電效率的功效。

除此之外，由於本創作不須增加發電輪轂的尺寸即可獲得較高的發電效率，因此不會大幅提升發電輪轂的製作成本以及增加發電輪轂的整體重量。另外，原有發電為1：1，經本創作設計結構，發電量可以依照設計要求提升發電量，所增加出來的發電量可以作為電池的回充以及其他使用電力的產品使用。

其二、騎行者不需消耗大量動力換取高電量。同樣由於本創作將該定子單元30樞設在該心軸10上，且在該轉子單元20與定子單元30之間增設該增速齒輪組40，而當騎行者在踩踏後讓該轉子單元20正向轉動時，該轉子單元20則藉由增速齒輪組40帶動該定子單元30呈反向轉動，且讓該定子單元30的轉動體31反向轉動的速度大於該轉子單元20的輪轂殼21正向轉動的速度，以獲得較高的發電效率，因此，本創作並非增加發電輪轂的尺寸，而提高扭力與阻力以產生更大電流，也因此，騎行者不需消耗大量動力換取高電量。

10:心軸 11:線槽 12:六角螺帽 20:轉子單元 21:輪轂殼 211:驅動齒部 22:磁鐵 23:端蓋 30:定子單元 31:轉動體 32:線圈 311:連接齒部 40:增速齒輪組 41:行星齒輪架 411:六角槽 42:行星齒輪 50:導電單元 51:導電內環 511:導電環部 52:導電外環 53:軸承 54:導電片 541:外導電部 542:內導電部 55:電源線 56:導電線

圖1是本創作實施例的剖面圖； 圖2是圖1線段2-2的剖面圖； 圖3是圖1線段3-3的剖面圖；以及 圖4是圖1線段4-4的剖面圖。

10:心軸

11:線槽

12:六角螺帽

20:轉子單元

21:輪轂殼

211:驅動齒部

22:磁鐵

23:端蓋

30:定子單元

31:轉動體

32:線圈

311:連接齒部

40:增速齒輪組

41:行星齒輪架

411:六角槽

42:行星齒輪

50:導電單元

51:導電內環

511:導電環部

52:導電外環

53:軸承

54:導電片

541:外導電部

542:內導電部

55:電源線

56:導電線

Claims (4)

1. 一種發電輪轂結構，包含： 一心軸； 一轉子單元，包括一輪轂殼及一固設在該輪轂殼內的磁鐵，該輪轂殼能轉動地套置在該心軸，並具有一驅動齒部； 一定子單元，樞設在該心軸且位於該輪轂殼內，並包括一轉動體及複數個繞設在該轉動體上且對應該磁鐵的線圈，該轉動體樞設在該心軸，並具有一連接齒部；以及 一增速齒輪組，動力連接該轉子單元及定子單元之間，並具有一行星齒輪架及複數行星齒輪，該行星齒輪架固設在該心軸且位於該輪轂殼內，各該行星齒輪樞設在該行星齒輪架，且嚙合於該轉子單元的驅動齒部與該定子單元的連接齒部之間； 藉此，當該轉子單元正向轉動，該定子單元藉由該增速齒輪組而呈反向轉動，且該定子單元轉速較轉子單元轉速快。
2. 如請求項1所述之發電輪轂結構，其中還包含一導電單元，該導電單元包括一導電內環、一導電外環及複數導電片，該導電內環固設在該心軸，並具有複數導電環部；該導電外環樞設在該導電內環且與該轉動體同動；各該導電片具有一固設在該導電外環且與該線圈電性連接的外導電部、及一電性接觸於該導電環部的內導電部。
3. 如請求項2所述之發電輪轂結構，其中該導電內環與該導電外環之間設有軸承。
4. 如請求項2所述之發電輪轂結構，其中該心軸延一軸線設有線槽，該導電單元還包括複數電源線，每一條該電源線電性連接每一個該導電環部且各該電源線位於該心軸線槽內並穿出輪轂殼外。

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