专利名称：自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自行车灯，尤其涉及一种安装在自行车轮轴的外侧，与传统轮胎摩擦及轮毂式发电机完全不同的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置。
背景技术：
随着全球暖化及能源日益减少情况的发展，节能减碳已成为全世界所追求的目标。而自行车因为轻便且符合环保需求，并可作运动健身工具，所以已成为目前最流行的交 通工具。由于自行车属于一种轻型车辆，因此对于汽机车必备的照明装置总是付之阙如。 但是，近年来自行车发生交通事故的比率日渐提高，经调查发现，其主要原因即因自行车缺 乏主动式的照明与警示装置，导致其行进中易为汽机车所忽视，从而发生擦撞等意外。所 以，交通管理部门为提高行车安全，规定自行车须强制装设主动式照明设备。目前使用于自行车的主动式照明设备，有许多不同的方式，兹分别说明如后最常见的是将内部置有电池，或是以市电充电的发光装置直接锁在或卡在自行车 的前车架或后车架上，借助发光装置上的开关控制灯光的0N/0FF或闪烁；但是，如利用电 池作为电力源的方法，因在使用上须经常更换电池，不仅成本高，且不符合环保需求；再者， 如以市电充电的发光装置，使用上并非方便，因此较不实用。另一种方法是利用自行车行进来作为发电的动力源，其大致有二种方法第一种轮胎摩擦发电(俗种摩电灯)如图1所示，其是将一小型发电机11安装 在自行车的前车架14，不使用时以一种离合构件13将发电机11与轮胎15分离，需要灯光 时，再将发电机11转轴的驱动轮12贴靠在轮胎15上，以该轮胎15的回转运动进而带动该 发电机转动，经由磁电转换的过程使发电机11产生电力，据以供应该车灯16电源。但是， 此种以轮胎摩擦的发电机，虽然具有结构简单、造价便宜及安装容易的优点，但是其仍具有 如下的缺点1、效率低。由于是使用单相发电机形式，发电机11的效率非常低，因此需要 极高的转速才能使其符合车灯16点亮所需的电力。2、故障率高。由于需要高转速运转，因 此驱动轮12的转速很高，但该型发电机11并未配备有相应的轴承，因此故障率高。3、阻力 大。该款发电机11是经由发电机驱动轮12与轮胎15胎面摩擦来带动，为保证发电机驱动 轮12确实与轮胎15胎面摩擦，因此会将此离合构件13设计的比较强壮，使轮胎15随时能 带动发电机11转动，也因此发电机驱动轮12压迫在轮胎15胎面的压力便会转换成阻力， 使自行车的乘者感受到有很大的阻力，会有不舒服的感觉。4、电线外露。不直接安装电灯， 因此需有一段电线17外露，以接上车灯16，外露电线17有可能被扭断或风化，造成电线短 路或断路。第二种轮毂式发电机如图2所示，该发电机19直接结合在该轮毂18内，其轮壳 外壳181内缘固定有磁铁191，而轮毂182两端突出该外壳181，并固定在车架14间，施转自 如地支撑该轮毂外壳181，使设在该轮轴182的发电线圈192，当轮胎15转动而连动该轮毂 外壳181时，磁铁191与发电线圈192的相对运动，即形成发电效果。但是，此种轮毂式发电机，虽然具有阻力低，结构一体化及故障低等优点，但其仍具有如下之缺失1、安装不易。 由于其安装在轮毂上，因此这一款轮毂的尺寸较一般的轮毂大，除非是在组装新车时就将 其设计在车轮内，否则如果是事后想安装此款发电机，需要将整个车轮进行更换，在安装上 也非常不容易。2、效率低。该发电机使用轴心发电，因此其转速与自行车的车轮转速相同， 相对的转速较摩电灯低很多，因此效率变低，而为了达到与摩电灯相同的电源输出，因此需 要较大的发电机设计。3、无法分离。当不需要发电机发电时，发电机无法与车轮分离，虽然 在无负载的情况下发电机的阻力低，但由于此款发电机需要极高的效率，以应付低转速高 输出的需求，因此磁石与定子之间的间隙都设计的很小，即使在不发电时也有一定的阻力， 造成骑乘者的负担。4、造价高。由于上述原因，所以发电机的设计较大，因此需要较高的成 本。5、电线外露。无法直接安装电灯，因此需有一段电线外露，以接上电灯，外露的电线有 可能被扭断或风化，造成电线短路或断路。所以，现有两种自行车发电方式，仍有其未尽完 善之处，尚有改进空间。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种自行车轮 轴附挂式的发电及灯光复合装置，其撷取摩擦发电及轮毂发电的优点并克服其缺点，进一 步将车灯与发电装置复合于一体，且其为一独立型体以附挂方式安装在轮轴的外端，完全 避免破坏车体，具有结构一体化及安装便捷的功效。本实用新型的又一目的在于提供一种自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置， 是采用高效率的发电机，使效率大幅提高，仅须很小的速比便可达到与摩电灯高速比相同 的功率输出，进而能够实现安装在轮毂中心的设计，具有低扭力、低阻力的特性，不需发电 时，又能如摩电灯般，将发电机与轮胎彻底分离，不产生阻力，因此大幅改进上述现有两种 发电机的缺点。本实用新型的再一目的在于提供一种自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置， 其发电机系统仅须小型发电机，经由小的速比来带动，因此造价相对于轮毂式发电机要节 省很多；再者发电机的转速要求不高，且独立于车轮之外，不须负担车身及骑者的重量，因 此对于轴承的要求不高；发电机具有防水装置，大幅提高使用寿命，降低故障率。本实用新型的另一目的在于提供一种自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置， 是采用一体化设计，因此无需外接的电线至车灯，避免外露以防止电线被拉断或风化，造成 电线短路或断路的可能；再者配合轮胎的不同规格，本实用新型的发电机可随意地变换角 度及高低，以符合最佳照明角度的需求。本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。本实用新型自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，包括一头灯 装置，其具备一灯座，该灯座内部的容置空间设有一电路板，前端面设有一灯体；是与该电 路板电性连接，且该灯座底面设有一中空装设座；一发电机，其具备一套入该中空装设座的 壳体；一定子，是设在该壳体内缘面；一转子，是耦合在该定子内；一后盖，是固定在该壳体 的后端面；一前盖，是固定在该壳体的前端面，以使该发电机结合在该中空装设座上，且令 该转子的轴心前端凸伸于该前盖；一传动装置，其具备一连接座，中央设有一连接孔，侧边 延伸一齿轮置放槽；一轮轴固定套，是以螺丝锁定在连接孔上，其中央设有一穿孔，用以套置固定在一自行车的轮轴外端；一齿轮压板，是呈圆环状设在该轮轴固定套的外周缘；一 驱动齿轮，设在该连接座内，并位于该齿轮压板外周缘，呈可转动状态；一发电机转轮，是装 设在该转子凸伸于该前盖的轴心上，且间接或直接由该驱动齿轮所带动；一驱动环，是以数 支销件将其结合在该驱动齿轮前侧面，其外周缘设有一可与车轮钢丝结合的凸耳；借此，当 自行车行进时，利用车轮转动同步带动该驱动环及驱动齿轮转动，进而驱动该发电机的转 子运转发电，并由该定子外接一电源线至该头灯装置的电路板，以提供所需电力。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中头灯装置的灯座上表面设有一头灯开关及一按键，下表面设有一防水止塞。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中灯座的底缘面设有一电源输出掉，且该电源输出埠是与该电路板呈电性连接。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中发电机的转子轴心的两端 套设有轴承，且该二个轴承分别套置在前后盖的轴承座内，该轴承为含油轴承或滚珠轴承。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中发电机为单相发电机或三 相发电机。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中传动装置的轮轴固定套以 一螺帽锁定在该轮轴外端部。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中驱动齿轮与该发电机转轮 之间，更包括设有一惰轮。前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中齿轮置放槽的开口面设有
“"盖体ο前述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其中头灯装置的容置空间内置 蓄电池，该电路板设成充电模式，且该头灯装置与该发电机可分离取下，利用内置的蓄电池 供电，单独作为照明之用。本实用新型自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置的有益效果，其包括一头 灯装置，其具备一灯座，该灯座内部的容置空间设有一电路板，前端面设有一灯体；是与该 电路板电性连接，且该灯座底面设有一中空装设座；一发电机，其具备一可套入该中空装设 座的壳体；一定子，是设在该壳体内缘面；一转子，耦合在该定子内；一后盖，是固定在该壳 体的后端面；一前盖，是固定在该壳体的前端面，据以使该发电机结合在该中空装设座上， 且令该转子的轴心前端凸伸于该前盖；一传动装置，其具备一连接座，其中央设有一连接 孔，侧边延伸一齿轮置放槽；一轮轴固定套，是以螺丝锁定在连接孔上，其中央设有一穿孔， 用以套置固定在一自行车的轮轴外端；一齿轮压板，是呈圆环状设在该轮轴固定套的外周 缘；一驱动齿轮，是设在该连接座内，并位于该齿轮压板外周缘，呈可转动状态；一发电机 转轮，是装设在该转子凸伸于该前盖的轴心上，且间接或直接由该驱动齿轮所带动；一驱动 环，是以数支销件将其结合在该驱动齿轮前侧面，其外周缘设有一可与车轮钢丝结合的凸 耳；借此，当自行车行进时，利用车轮转动同步带动该驱动环及驱动齿轮转动，进而驱动该 发电机的转手运转发电，并由该定子外接一电源线至该头灯装置的电路板，据以提供所需 电力。
图1为现有轮胎摩擦发电机的示意图。图2为现有轮毂发电机的示意图。图3为本实用新型较佳实施例分解结构立体图。图4为本实用新型较佳实施例组合结构立体图。图5为本实用新型较佳实施例另一角度立体图。图6为本实用新型头灯装置分离发电机示意图。图7为图5所示7-7断面剖示图。图8A为本实用新型头灯装置与发电机一角度调整示意图。图8B为本实用新型头灯装置与发电机另一角度调整示意图。图8C为本实用新型头灯装置与发电机再一角度调整示意图。图9为本实用新型装设在车轮的侧示图。图10为本实用新型装设在车轮的前视图。图中主要标号说明20头灯装置、21灯座、211电源输出埠、22容置空间、23电路 板、24灯体、25螺丝、26头灯开关、27按键、28防水止塞、29中空装设座、30发电机、31壳体、 32定子、33转子、331轴心、34轴承、35后盖、351轴承座、36前盖、361轴承座、362螺丝、37 电源线、40传动装置、41连接座、411连接孔、412齿轮置放槽、42轮轴固定套、421穿孔、43 螺丝、44齿轮压板、45驱动齿轮、46惰轮、461惰轮轴、47发电机转轮、48驱动环、481销件、 482凸耳、49盖体、50多功能复合装置、60车架、70车轮、71钢丝、72轮毂、73轮轴、80螺帽。
具体实施方式
如图3至图10所示，本实用新型的发电及车灯复合装置50主要包括有一头灯装 置20、一结合在头灯装置20的发电机30以及一结合在车轮70的传动装置40三者所复合 而成。本实用新型的特征在于该复合装置50是用附挂方式安装在车轮70的轮轴73外端 部，也就是说，它完全不会破坏到自行车原有的结构，所以称之为附挂式，也即当其不使用 时，可以迅速拆卸；其中该头灯装置20，其具备一灯座21，该灯座21内部的容置空间22设有一电路板23， 前端面设有一灯体24是与该电路板23电性连接，且该灯座21底面设有一中空装设座29 ； 本实施例中，该灯体24是以数个螺丝25锁在该容置空间22的外侧。该灯座21上表面设 有一头灯开关26及一按键27，另其下表面设有一防水止塞28。此外，如图7所示，该灯座 21的底缘面设有一电源输出埠211，且该电源输出埠211是与该电路板23呈电性连接，本 实施例的电源输出埠211可为一述你USB插座，但不限定於此。该发电机30，其具备一可套入该中空装设座29的壳体31 ；—定子(32)，是设在该壳 体31内缘面；一转子33，耦合在该定子32内；一后盖35，固定在该壳体31的后端面；一前盖 36，固定在该壳体31的前端面，据以使该发电机30结合在该中空装设座29上，且令该转子33 的轴心331前端凸伸于该前盖36 ；本实施例中，该发电机30的转子轴心331的两端套设有轴 承34，且该二个含油轴承34分别套置在前、后盖36、35的轴承座361、351内，使转子33运转 顺畅，该轴承34可为含油轴承或滚珠轴承所构成。再者，该发电机30包括为单相发电机，但 不限定於此，其也可为三相发电机，这些都为本实用新型可实施的范围，故不赘述。[0040]该传动装置40，其具备一连接座41，其中央设有一连接孔411，侧边延伸一齿轮置放槽412 ；—轮轴固定套42，是以螺丝43锁定在连接孔上411，其中央设有一穿孔421，用以 套置固定在一自行车的轮轴73外端；一齿轮压板44，呈圆环状设在该轮轴固定套42的外 周缘；一驱动齿轮45，设在该连接41座内，并位于该齿轮压板44外周缘，呈可转动状态；一 发电机转轮47，是装设在该转子33凸伸于该前盖36的轴心331上，且间接或直接由该驱 动齿轮45所带动；一驱动环48，是以数支销件481将其结合在该驱动齿轮45前侧面，其外 周缘设有一可与车轮钢丝71结合的凸耳482 ；本实施例中，该传动装置40的轮轴固定套42 如图9、图10所示，以一螺帽80锁定在该轮轴73的外端部，也即该轮轴73凸伸于车架60 的外端部，由于该轮轴73是与车架60结合固定，所以是不转动的，因此连接座41被锁定在 轮轴73上而不转动。而转动的元件如图5所示，是该驱动环48及与其连动的驱动齿轮45， 该驱动环48以其一对凸耳482与该车轮钢丝71 (图10所示)结合，因此当自行车行进时， 车轮70的钢丝71及轮毂72是以轮轴73为轴心转动，于是同步带动驱动环48及驱动齿轮 45在连接座41内转动。本实施例中，该驱动齿轮45与该发电机转轮47之间，设有一惰轮 46，但不限定于此，也即该驱动齿轮45也可设成直接驱动该发电机转轮47，该惰轮46则以 一惰轮轴461定位在齿轮置放槽412内，且如图3所示，该齿轮置放槽412的开口面设有一 盖体49 (如图5、图6所示)。如图6、图7所示，该头灯装置20的容置空间22可内置蓄电池(图未示)，而该电 路板23可设成可充电模式，且该头灯装置20与该发电机30是可分离取下，利用内置蓄电 池供电，单独作为照明使用。如图8A、8B、8C各图所示，是显示本实用新型在安装之前，可依自行车的规格及高 度，任意调整头灯装置20与发电机30的角度，以符合最佳照明角度。借此，当自行车行进时，利用车轮70转动同步带动该驱动环48及驱动齿轮45转 动，进而驱动该发电机30的转子33运转发电，并由该定子32外接一电源线37至该头灯装 置20的电路板23，据以提供所需电力。借助上述技术特征，本实用新型具有如下增进的功效1、本实用新型撷取摩擦发 电及轮毂发电的优点并克服其缺点，进一步将车灯与发电装置复合于一体，且其为一独立 型体以附挂方式安装在轮轴的外端，完全不会破坏到车体，具有结构一体化及安装便捷的 功效。2、本实用新型是采用高效率的发电机，使效率大幅提高，仅需很小的速比便可达到与 摩电灯高速比相同的功率输出，进而实现安装于轮毂中心的可能；具有低扭力、低阻力的特 性，不需发电时，又能如摩电灯般，将发电机与轮胎彻底分离，不产生阻力，因此大幅改进了 上述现有两款发电机的缺点。3、本实用新型其发电机系统仅需小型发电机，经由小的速比 来带动，因此造价相对于轮毂式发电机要节省很多。再者，发电机的转速要求不高，且独立 于车轮之外，不需负担车身及骑者的重量，因此对于轴承的要求不高，且发电机具有防水装 置，大幅提高使用寿命，降低故障率。4、本实用新型采取一体化设计，因此无需外接的电线 至车灯，避免外露以防止电线被拉断或风化，造成电线短路或断路的可能。再者，配合轮胎 的不同规格，本实用新型的发电机可随意地变换角度及高低，以符合最佳照明角度的需求。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，包括一头灯装置，其具备一灯座，该灯座内部的容置空间设有一电路板，前端面设有一灯体；是与该电路板电性连接，且该灯座底面设有一中空装设座；一发电机，其具备一套入该中空装设座的壳体；一定子，是设在该壳体内缘面；一转子，是耦合在该定子内；一后盖，是固定在该壳体的后端面；一前盖，是固定在该壳体的前端面，以使该发电机结合在该中空装设座上，且令该转子的轴心前端凸伸于该前盖；一传动装置，其具备一连接座，中央设有一连接孔，侧边延伸一齿轮置放槽；一轮轴固定套，是以螺丝锁定在连接孔上，其中央设有一穿孔，用以套置固定在一自行车的轮轴外端；一齿轮压板，是呈圆环状设在该轮轴固定套的外周缘；一驱动齿轮，设在该连接座内，并位于该齿轮压板外周缘，呈可转动状态；一发电机转轮，是装设在该转子凸伸于该前盖的轴心上，且间接或直接由该驱动齿轮所带动；一驱动环，是以数支销件将其结合在该驱动齿轮前侧面，其外周缘设有一可与车轮钢丝结合的凸耳；借此，当自行车行进时，利用车轮转动同步带动该驱动环及驱动齿轮转动，进而驱动该发电机的转子运转发电，并由该定子外接一电源线至该头灯装置的电路板，以提供所需电力。
2.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述头灯装置的灯座上表面设有一头灯开关及一按键，下表面设有一防水止塞。
3.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述灯座的底缘面设有一电源输出埠，且该电源输出埠是与该电路板呈电性连接。
4.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述发电机的转子轴心的两端套设有轴承，且该二个轴承分别套置在前后盖的轴承座内，该 轴承为含油轴承或滚珠轴承。
5.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述发电机为单相发电机或三相发电机。
6.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述传动装置的轮轴固定套以一螺帽锁定在该轮轴外端部。
7.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述驱动齿轮与该发电机转轮之间，更包括设有一惰轮。
8.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述齿轮置放槽的开口面设有一盖体。
9.根据权利要求1所述的自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，其特征在于，所 述头灯装置的容置空间内置蓄电池，该电路板设成充电模式，且该头灯装置与该发电机可 分离取下，利用内置的蓄电池供电，单独作为照明之用。
专利摘要自行车轮轴附挂式的发电及灯光复合装置，包括头灯装置设灯座，灯座内设电路板，前端面设灯体与电路板连接，灯座设装设座；发电机设套入装设座壳体；定子设在壳体内；转子设在定子内；后盖设在壳体后端面；前盖设在壳体前端面，发电机设在装设座上，转子轴心凸伸前盖；传动装置设连接座，中央设连接孔，侧边延伸齿轮置放槽；轮轴锁在连接孔上，中央设穿孔套在自行车轮轴外端；齿轮压板设在轮轴固定套外周缘；驱动齿轮设在连接座内；发电机转轮设在转子轴心上由驱动齿轮带动；驱动环设在驱动齿轮前侧面，外周缘设凸耳；自行车行进时利用车轮转动同步带动驱动环及驱动齿轮转动，驱动发电机转子运转发电，由定子外接电源线至电路板供电。
文档编号B62J6/02GK201553237SQ20092022186
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者林丽里 申请人:林丽里