專利名稱：集片式多極性小型發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與一種發(fā)電機(jī)有關(guān)，更詳而言之，特別是指一種可安裝于自行車花轂上用以發(fā)電的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
按，已知的發(fā)電機(jī)，尤指安裝于自行車花轂上的花轂式發(fā)電機(jī)，大多為爪型磁極發(fā)電機(jī)，其大致包含有一內(nèi)側(cè)安裝有永久磁鐵的筒體，該筒體通常為自行車的花轂殼體，另該筒體配合有二定子軛，該定子軛具有圓盤部及由圓盤部沿軸向延伸而與永久磁鐵相對的多數(shù)個(gè)爪型磁極片，且二定子軛以磁極片彼此鄰接設(shè)置，另筒體內(nèi)部設(shè)有一固定于花轂心軸上的鐵芯軛，可供二定子軛磁路連通，并供磁力線通過，又，該鐵芯軛周圍利用一線圈架繞線定位有一片狀線圈，使花轂殼體與內(nèi)部永久磁鐵可構(gòu)成一外側(cè)轉(zhuǎn)子，而二定子軛、鐵芯軛、線圈架、線圈及花轂心軸則可構(gòu)成一內(nèi)側(cè)定子，當(dāng)外側(cè)轉(zhuǎn)子的花轂殼體受自行車前后或后輪的輪輻絲帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，該永久磁鐵的磁力線可經(jīng)由內(nèi)側(cè)定子的定子軛各爪型磁極片經(jīng)鐵芯軛到達(dá)另一定子軛的磁極片上，并于鐵芯軛上形成不同方向的交替磁力線，而可在周圍線圈架上的線圈中產(chǎn)生電流，以提供自行車各電子構(gòu)件所需的電力。
惟，已知爪型磁極發(fā)電機(jī)的片狀線圈無法以機(jī)械設(shè)備自動(dòng)繞線，而必須以人工繞線方式安裝于線圈架上，故組裝速度慢，使得組裝成本提高，同時(shí)，該片狀線圈亦必須使用較多的導(dǎo)線量，造成線圈材料成本提高，除此的外，為充分滿足目前自行車上各電子構(gòu)件所需的電力，已知發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率或發(fā)電量仍嫌不足，故如何針對已知發(fā)電機(jī)組成構(gòu)造重新設(shè)計(jì)，使發(fā)電效率或發(fā)電量再次提升，確有其必要性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，是提供一種集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，乃是包含有一磁性元件，多數(shù)個(gè)呈環(huán)狀分布且與磁性元件相對的磁極片，一周緣嵌置定位有上述磁極片的鐵芯環(huán)路，可供各磁極片磁路連通，并讓磁力線通過，同時(shí)，每一磁極片上更分別安裝有一片狀線圈，以便令磁性元件與鐵芯環(huán)路上各磁極片作相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，可在線圈中產(chǎn)生電流而發(fā)電。
本發(fā)明一種集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，是包含有一磁性元件；多數(shù)個(gè)磁極片，是呈環(huán)狀分布，且與磁性元件等間距相對；一鐵芯環(huán)路，是呈環(huán)狀體，其周緣可供上述磁極片安裝定位與磁路連通，使磁力線得以通過；多數(shù)個(gè)片狀線圈，是安裝套設(shè)于每一磁極片上。
其中還包含有一筒體，該磁性元件是安裝于筒體內(nèi)側(cè)，該等磁極片是插置定位于鐵芯環(huán)路的外周緣上與外側(cè)周圍的磁性元件相對。
其中還包含有一筒體，該鐵芯環(huán)路是安裝于筒體內(nèi)側(cè)，該等磁極片是插置定位于鐵芯環(huán)路的內(nèi)周緣上與內(nèi)側(cè)周圍的磁性元件相對。
其中該筒體是內(nèi)側(cè)裝有磁性元件的外側(cè)轉(zhuǎn)子，該磁極片、鐵芯環(huán)路與線圈是構(gòu)成內(nèi)側(cè)定子，并與筒體同軸地安裝在筒體內(nèi)部。
其中該內(nèi)側(cè)定子是固定在車輪的花轂心軸上，該外側(cè)轉(zhuǎn)子則與車輪的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相連。
其中該筒體是內(nèi)側(cè)裝有鐵芯環(huán)路、磁極片與線圈的外側(cè)轉(zhuǎn)子，該磁性元件是構(gòu)成內(nèi)側(cè)定子，并與筒體同軸地安裝于各磁極片圍設(shè)的空間中。
其中該鐵芯環(huán)路是由多數(shù)個(gè)環(huán)狀鐵芯沖片疊接而成。
其中該等磁極片的斷面呈“1”字狀。
其中該等磁極片的斷面呈“T”字狀。
其中該斷面呈“T”字狀的磁極片是由二斷面呈倒L狀的片體結(jié)合而成。
其中該斷面呈“T”字狀的磁極片是由一片體一體彎折而成。
其中該等磁極片靠近鐵芯環(huán)路的二軸向側(cè)各形成有一切槽，可分別供相對側(cè)的一固定卡環(huán)卡扣定位。
其中，該等片狀線圈的二端線頭各連接至一接線PC板，該接線PC板是位于各磁極片一側(cè)。
其中該片狀線圈可由薄膜電路板上形成相當(dāng)于導(dǎo)線的印刷電路所構(gòu)成。
其中該磁性元件是永久磁鐵。
其中該磁性元件是電磁鐵。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖，詳細(xì)說明如后，其中圖1是本發(fā)明集片式多極性小型發(fā)電機(jī)實(shí)施應(yīng)用于自行車花轂形成花轂式發(fā)電機(jī)的較佳實(shí)施例側(cè)視剖面圖。
圖2是本發(fā)明的局部立體分解圖。
圖3是本發(fā)明的局部立體外觀組合圖。
圖4是本發(fā)明的另一側(cè)視剖面示意圖。
圖5a是本發(fā)明第一實(shí)施例的磁極片斷面形狀圖。
圖5b是本發(fā)明第二實(shí)施例的磁極片斷面形狀圖。
圖5c是本發(fā)明第三實(shí)施例的磁極片斷面形狀圖。
圖5d是本發(fā)明第四實(shí)施例的磁磁片斷面形狀圖。
圖6是本發(fā)明片狀線圈的放大外觀示意圖。
圖7是本發(fā)明集片式多極性小型發(fā)電機(jī)實(shí)施應(yīng)用于自行車花轂形成花轂式發(fā)電機(jī)的另一實(shí)施例側(cè)視剖面圖。
圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例的局部立體分解圖。
圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例的側(cè)視剖面示意圖。
圖10是本發(fā)明集片式多極性小型發(fā)電機(jī)實(shí)施應(yīng)用于自行車花轂形成花轂式發(fā)電機(jī)的又一實(shí)施例側(cè)視剖面圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1，本發(fā)明一種集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，是以裝配于自行車前輪或后輪花轂為較佳實(shí)施例，并與花轂組合而成一花轂式發(fā)電機(jī)，該花轂具有一花轂殼體10、一貫穿花轂殼體10的花轂心軸70，以及二分別安裝于花轂殼體10二端與花轂心軸70間的軸承13，該自行車前輪或后輪的輪輻絲1是固接于花轂殼體10上，而自行車的前輪叉或后輪叉2是固定于花轂心軸70二端，當(dāng)花轂殼體10受自行車輪輻絲1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，該花轂式發(fā)電機(jī)即可發(fā)電，以供應(yīng)自行車前照燈、尾燈等電子構(gòu)件所需的電力。
請參閱第圖2至圖4，上述的花轂式發(fā)電機(jī)，主要包含有一外側(cè)轉(zhuǎn)子及一內(nèi)側(cè)定子；該外側(cè)轉(zhuǎn)子是一筒體，本實(shí)施例的筒體是由自行車的花轂殼體10所構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子則是由多數(shù)個(gè)磁極片20、一鐵芯環(huán)路30、多數(shù)個(gè)片狀線圈40、一固定卡環(huán)50、一接線PC板60及一花轂心軸70所組成；其中該花轂殼體10，是包含有一第一本體11及一第二本體12，該第一本體11一側(cè)形成有一容置空間111，該第二本體12是螺固定位于第一本體11的容置空間111開口部位，且第一本體11與第二本體12各由一軸承13固定于中央貫穿的花轂心軸70上，使花轂殼體10得以花轂心軸70為軸心自由旋轉(zhuǎn)，另第一本體11二側(cè)外周部上形成有凸緣112，可與前輪或后輪的輪輻絲1相互連結(jié)，使花轂殼體10可受輪輻絲1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，又，該第一本體11的容置空間111在徑向方向等間距分布有一磁性元件14，本實(shí)施例的磁性元件14主要是由四個(gè)磁鐵構(gòu)成的永久磁鐵，且N極與S極等間距地交替分布而形成磁場，共計(jì)有28個(gè)磁極；該等磁極片20，是以花轂殼體10的軸心為中心在圓周方向上等間距分布，使每一磁極片20恰可與花轂殼體10內(nèi)部安裝的磁性元件14各磁極相對，其中，本實(shí)施例的磁極片20斷面呈T形，且由二斷面呈倒L狀的片體21相互疊置結(jié)合所構(gòu)成，另該等磁極片20靠近內(nèi)側(cè)二軸向側(cè)各形成有一切槽22；該鐵芯環(huán)路30，是由多數(shù)個(gè)中央具穿孔311的環(huán)狀鐵芯沖片31相互疊置而成，并于外周部位上形成有多數(shù)個(gè)切槽312，可供各磁極片20卡合定位，使各磁極片20可由鐵芯環(huán)路30磁路連通，并讓磁力線通過；該等片狀線圈40，請參閱圖6，本實(shí)施例是由機(jī)械設(shè)備直接在薄膜電路板41上形成相當(dāng)于導(dǎo)線的印刷電路42所構(gòu)成，可供后續(xù)直接嵌套組裝于每一磁極片20上；當(dāng)然，該等片狀線圈40亦可預(yù)先利用機(jī)械設(shè)備以導(dǎo)線纏繞而成；該固定卡環(huán)50，其中央具有一穿孔51，且外周部各往內(nèi)側(cè)軸向延伸有一環(huán)凸緣52，恰可卡合定位于各磁極片20相對側(cè)的切槽22中，使各磁極片20可被同步準(zhǔn)確定位；該接線PC板60，是呈圓板狀，而位于磁極片20一側(cè)，且中央具有一通孔61，使圓周部可供各線圈40的二端線頭適當(dāng)連接定位，并用以輸出電力；該花轂心軸70，是貫穿花轂殼體10的第一本體11與第二本體12中央軸心部位，并供鐵芯環(huán)路30中央穿孔311、固定卡環(huán)50中央穿孔51及接線PC板60中央通孔61穿套，其中，該花轂心軸70一側(cè)適當(dāng)處突設(shè)有一階級狀的環(huán)凸部71，恰可供相對側(cè)的固定卡環(huán)50外側(cè)壁卡抵定位，另側(cè)則螺設(shè)有一螺帽72，可用以迫緊固定另側(cè)固定卡環(huán)50，使組成內(nèi)側(cè)定子的磁極片20、鐵芯環(huán)路30、片狀線圈40、固定卡環(huán)50及接線PC板60得以牢固定位于花轂心軸70上。
為供進(jìn)一步了解本發(fā)明構(gòu)造特征、運(yùn)用技術(shù)手段及所預(yù)期達(dá)成的功效，茲將本發(fā)明使用方式加以敘述，相信當(dāng)可由此而對本發(fā)明有更深入且具體的了解，如下所述請?jiān)賲㈤唸D1，本發(fā)明的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)是以安裝于自行車花轂部位所形成的花轂式發(fā)電機(jī)為較佳實(shí)施例，當(dāng)使用者踩踏帶動(dòng)前輪或后輪的輪輻絲1旋轉(zhuǎn)時(shí)，即可連動(dòng)外側(cè)轉(zhuǎn)子的花轂殼體10內(nèi)部磁性元件14透過二側(cè)軸承13，而在內(nèi)側(cè)定子周圍作自由旋轉(zhuǎn)，據(jù)此，可使鐵芯環(huán)路30上一磁極片20接收磁性元件14發(fā)出的N極磁力線時(shí)，另一個(gè)相對磁極片20就接收S極磁力線，反之，一個(gè)接收磁性元件14發(fā)出的S極磁力線，另一個(gè)就接收磁性元件14發(fā)出的N極磁力線，而藉由磁性元件14在各磁極片20外圍旋轉(zhuǎn)，以及透過二相對磁極片20分別為N極與S極的第一狀態(tài)，以及二相對磁極片20分別為S極及N極的第二狀態(tài)進(jìn)行的往復(fù)循環(huán)，可使透過鐵芯環(huán)路30產(chǎn)生磁路連通的二相對磁極片20上可產(chǎn)生沿鐵芯環(huán)路30徑向方向的交替磁力線，使安裝于磁極片20上的片狀線圈40內(nèi)部可產(chǎn)生電流，并因此而發(fā)電，該發(fā)出的電力再傳送至接線PC板60上進(jìn)行整合，以提供自行車各電子構(gòu)件所需的電力。
請參閱圖5a及圖5b，本發(fā)明第一、二實(shí)施例的磁極片20，其T形斷面是由一片體23一體彎折而成，其中，該片體23的二端可位于頭端或底端部位；請參閱圖5c及圖5d，本發(fā)明第三、四實(shí)施例的磁極片20，其斷面是呈1形，可由二相互并接的片體24或單一片體24所構(gòu)成。
請參閱圖7至圖9，本發(fā)明另一實(shí)施例的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，主要是將上述鐵芯環(huán)路30安裝于上述花轂殼體10的第一本體11內(nèi)側(cè)，并將該等磁極片20卡合定位于鐵芯環(huán)路30內(nèi)周緣部位形成的多數(shù)個(gè)切槽312中，之后，利用二側(cè)固定卡環(huán)50的環(huán)凸緣52卡合定位各磁極片20相對側(cè)的切槽22，可將各磁極片20同步準(zhǔn)確定位，另透過第一本體11內(nèi)側(cè)壁二側(cè)各嵌扣定位一C型環(huán)扣113，可將相對側(cè)的固定卡環(huán)50予以卡扣定位，又，該磁性元件14是穿套定位于花轂心軸70上與鐵芯環(huán)路30內(nèi)周緣上的各磁極片20相對，據(jù)此，該內(nèi)側(cè)裝有鐵芯環(huán)路30、磁極片20與片狀線圈40的花轂殼體10即可構(gòu)成一外側(cè)轉(zhuǎn)子，而磁性元件14與花轂心軸70則可構(gòu)成內(nèi)側(cè)定子，當(dāng)外側(cè)轉(zhuǎn)子與內(nèi)側(cè)定子作相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同樣可使外側(cè)轉(zhuǎn)子各磁極片20接收內(nèi)側(cè)相對磁性元件14發(fā)出的磁力線，并在各磁極片20上產(chǎn)生交替磁力線，使安裝于磁極片20上的片狀線圈40內(nèi)部產(chǎn)生電流及發(fā)出電力。
請參閱圖10，本發(fā)明另一實(shí)施例的磁性元件14，主要是以可產(chǎn)生勵(lì)磁作用的電磁鐵取代永久磁鐵，如此，當(dāng)電磁鐵的電力處于導(dǎo)通(ON)狀態(tài)時(shí)，則同樣可藉由外側(cè)轉(zhuǎn)子與內(nèi)側(cè)定子間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，使外側(cè)轉(zhuǎn)子各磁極片20接收內(nèi)側(cè)相對磁性元件14發(fā)出的磁力線，并在各磁極片20上產(chǎn)生交替磁力線，使安裝于磁極片20上的片狀線圈40內(nèi)部產(chǎn)生電流及發(fā)出電力；而當(dāng)電磁鐵的電力處于阻斷(OFF)狀態(tài)時(shí)，則由于磁性元件14與片狀線圈40間沒有產(chǎn)生勵(lì)磁作用，因此，可使外側(cè)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)受到內(nèi)側(cè)定子的磁力作用，進(jìn)而使騎乘者進(jìn)行自行車踩踏作用時(shí)，不致于自遭受該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的磁性阻力干擾，以便可保持在較省力的踩踏狀態(tài)。
再者，將本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及可達(dá)成功效歸納如下1.本發(fā)明的片狀線圈40可預(yù)先利用機(jī)械設(shè)備以導(dǎo)線纏繞或在薄膜電路板41形成印刷電路42制作而成，完全不須人工繞線，故組裝快速，可有效節(jié)省組裝時(shí)間與成本。
2.本發(fā)明直接將片狀線圈40安裝于各磁極片20上，所需使用的導(dǎo)線量較少，可有效節(jié)省線圈40的材料成本。
3.本發(fā)明發(fā)電機(jī)的組成構(gòu)造，經(jīng)由實(shí)際使用與測試后發(fā)現(xiàn)確具較高發(fā)電效率，故發(fā)電量高。
4.本發(fā)明發(fā)電機(jī)的外側(cè)轉(zhuǎn)子與內(nèi)側(cè)定子在構(gòu)件組成上可適當(dāng)?shù)叵嗷Q置換，仍可達(dá)到發(fā)電的功效，俾可藉以提供更多元的組裝選擇。
5.本發(fā)明的磁性元件14可采用永久磁鐵或電磁鐵，尤其當(dāng)選用電磁鐵時(shí)，可由適當(dāng)切斷電源，使磁性元件14與片狀線圈40間無法產(chǎn)生勵(lì)磁作用，進(jìn)而使外側(cè)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)受到內(nèi)側(cè)定子的磁力作用，故可確保騎乘者進(jìn)行自行車踩踏作用時(shí)，不致于自遭受該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的磁性阻力干擾，而可保持在較省力的踩踏狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明在同類產(chǎn)品中實(shí)有其極佳的進(jìn)步實(shí)用性，同時(shí)遍查國內(nèi)外關(guān)于此類結(jié)構(gòu)的技術(shù)資料，文獻(xiàn)中亦未發(fā)現(xiàn)有相同的構(gòu)造存在在先，是以，本發(fā)明實(shí)已具備新型專利要件，故依法提出專利申請。
惟，以上所述者，僅是本發(fā)明的數(shù)較佳可行實(shí)施例而已，故凡是應(yīng)用本發(fā)明說明書及申請專利范圍所為的等效結(jié)構(gòu)變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，是包含有一磁性元件；多數(shù)個(gè)磁極片，是呈環(huán)狀分布，且與磁性元件等間距相對；一鐵芯環(huán)路，是呈環(huán)狀體，其周緣可供上述磁極片安裝定位與磁路連通，使磁力線得以通過；多數(shù)個(gè)片狀線圈，是安裝套設(shè)于每一磁極片上。
2.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中還包含有一筒體，該磁性元件是安裝于筒體內(nèi)側(cè)，該等磁極片是插置定位于鐵芯環(huán)路的外周緣上與外側(cè)周圍的磁性元件相對。
3.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中還包含有一筒體，該鐵芯環(huán)路是安裝于筒體內(nèi)側(cè)，該等磁極片是插置定位于鐵芯環(huán)路的內(nèi)周緣上與內(nèi)側(cè)周圍的磁性元件相對。
4.依權(quán)利要求2所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該筒體是內(nèi)側(cè)裝有磁性元件的外側(cè)轉(zhuǎn)子，該磁極片、鐵芯環(huán)路與線圈是構(gòu)成內(nèi)側(cè)定子，并與筒體同軸地安裝在筒體內(nèi)部。
5.依權(quán)利要求4所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該內(nèi)側(cè)定子是固定在車輪的花轂心軸上，該外側(cè)轉(zhuǎn)子則與車輪的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相連。
6.依權(quán)利要求3所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該筒體是內(nèi)側(cè)裝有鐵芯環(huán)路、磁極片與線圈的外側(cè)轉(zhuǎn)子，該磁性元件是構(gòu)成內(nèi)側(cè)定子，并與筒體同軸地安裝于各磁極片圍設(shè)的空間中。
7.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該鐵芯環(huán)路是由多數(shù)個(gè)環(huán)狀鐵芯沖片疊接而成。
8.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該等磁極片的斷面呈“1”字狀。
9.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該等磁極片的斷面呈“T”字狀。
10.依權(quán)利要求9所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該斷面呈“T”字狀的磁極片是由二斷面呈倒L狀的片體結(jié)合而成。
11.依權(quán)利要求9所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該斷面呈“T”字狀的磁極片是由一片體一體彎折而成。
12.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該等磁極片靠近鐵芯環(huán)路的二軸向側(cè)各形成有一切槽，可分別供相對側(cè)的一固定卡環(huán)卡扣定位。
13.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中，該等片狀線圈的二端線頭各連接至一接線PC板，該接線PC板是位于各磁極片一側(cè)。
14.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該片狀線圈可由薄膜電路板上形成相當(dāng)于導(dǎo)線的印刷電路所構(gòu)成。
15.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該磁性元件是永久磁鐵。
16.依權(quán)利要求1所述的集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中該磁性元件是電磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明一種集片式多極性小型發(fā)電機(jī)，乃是包含有一磁性元件，多數(shù)個(gè)呈環(huán)狀分布且與磁性元件相對的磁極片，一周緣嵌置定位有上述磁極片的鐵芯環(huán)路，可供各磁極片磁路連通，并讓磁力線通過，同時(shí)，每一磁極片上更分別安裝有一片狀線圈，以便令磁性元件與鐵芯環(huán)路上各磁極片作相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，可在線圈中產(chǎn)生電流而發(fā)電，且具組裝快速、節(jié)省線圈及發(fā)電量高等諸多功效。
文檔編號H02K21/24GK1866671SQ20051007285
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者林益銀, 陳浚欽, 廖貴堂 申請人:林益銀, 陳浚欽, 廖貴堂