专利名称：脚踏车发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脚踏车发电装置，尤指一种装设在一脚踏车上，借助脚踏车运作而自行发电的发电装置。
背景技术：
参考图1，图1为传统装设有轮毂毂发电机的脚踏车前轮部份示意图。目前的小型 发电机为了节省在脚踏车1上的设置空间，多将小型发电机设计成组装在脚踏车1的轮毂 毂体12中以形成一轮毂毂发电机10。轮毂毂发电机10利用组装在轮毂毂体12中的磁铁 与线圈相互之间的转动以产生磁场变化，利用法拉第电磁感应定律来产生电能。配合图1，参考图2。图2为传统的轮毂毂发电机的剖面示意图。如图2所示，当 脚踏车1的车轮旋转会带动安装在与车轮一体旋转的轮毂毂体12上的永久磁铁14跟着旋 转。旋转中的永久磁铁14在磁路中产生交替磁力线，用以切割安装在轮毂毂轴11上的线 圈15。如此，根据拂莱铭右手定则(Fleming，s right-hand rule)，线圈15与前述永久磁 铁14所发出的交替磁力线相互作用，即会产生电流而实际发电。然而，此种设计虽然可以在线圈15上产生电能，但是，根据拂莱铭左手定则 (Fleming' s left-hand rule)，线圈15产生的电流与前述永久磁铁14发出的交替磁力线 相互作用时，将会产生一个电磁力，而此电磁力将会成为脚踏车1的车轮旋转向前的阻力。 所以，当脚踏车1行驶中，轮毂毂发电机10将会成为脚踏车1前行的阻力，而让驾驶花费更 大的气力，使能往前行驶。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种脚踏车发电装置，其借助结构上的改良，而将发电系统 所需要的定子与转子分开安装在脚踏车的叉架与车轮上，使得发电系统运作时，不会产生 过大的电磁阻力，而影响行车。本发明较佳实施例的脚踏车发电装置包括有一车轮转盘与一线圈模块，其中车轮 转盘设置于一车轮，且由一轮轴贯穿并与车轮做同步转动，同时，车轮转盘具有复数磁性元 件，且复数磁性元件沿着车轮转盘的圆周方向设置在车轮转盘的表面。同时，线圈模块设置 在一车轮叉架的内部并且相对于复数磁性元件，同时，车轮叉架的二端分别连接轮轴的二 端，如此，线圈模块在车轮转动时受到复数磁性元件发出的磁力线切割而产生电能。本发明还提供一种脚踏车发电装置，包括一车轮转盘，该车轮转盘设置于一车轮 上，并且与该车轮做同步转动，其中，该车轮转盘具有该复数磁性元件，该复数磁性元件沿 着该车轮转盘的圆周方向设置在该车轮转盘的表面；及一线圈模块，设置在一车轮叉架，并 且相对于该复数磁性元件的位置，其中，该车轮叉架的二端分别连接该车轮的轮轴二端，并 且该线圈模块在该车轮转动时产生电能。综上所述，本发明的脚踏车发电装置利用车轮转盘上的复数磁石与线圈模块分开 设置，以及车轮转盘上复数磁石间隔一段气隙距离对应设置线圈模块的结构改良，使得发电系统在运作时，线圈模块不会产生过大的电磁阻力，而影响行车，进而改善了传统脚踏车使用轮毂毂发电机进行发电的缺点。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的保护 范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。
图1为传统装设有轮毂毂发电机的脚踏车前轮部份示意图；图2为传统的轮毂毂发电机的剖面示意图；图3为本发明第一较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意图；图4为本发明第一较佳实施例的线圈模块与复数磁性元件的位置示意图；图5为本发明第一较佳实施例的脚踏车正面示意图；图6为本发明另一第一较佳实施例的脚踏车正面示意图；图7为本发明第二较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意图；图8为本发明第三较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意图；及图9为本发明第三较佳实施例的线圈模块与复数磁性元件的位置示意图。附图标记说明现有脚踏车1轮毂毂发电机10轮毂毂轴11轮毂毂体12永久磁铁14线圈I5本发明车轮20车轮转盘21复数磁性元件22、22a、22b、22c保护层23车轮叉架24容置空间242、242a、242b、242c中空支架 24a、24b、24c线圈模块26、26a、26b、26c轮轴28气隙距离Dg第一表面 21a第二表面21b表面 21c
具体实施例方式参考图3，图3为本发明第一较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意图。如图3所示，本发明的脚踏车发电装置包括有一车轮转盘21与一线圈模块26。其中，车轮转盘21设 置于一车轮20的中心位置，且车轮转盘21的核心由一轮轴28所贯穿，并且与车轮20做同 步转动。复参考图3，车轮转盘21上设置有复数磁性元件22，且复数磁性元件22沿着车轮 转盘21的圆周方向设置在车轮转盘21的表面。车轮转盘21具有一第一表面(未标示) 与一第二表面(未标示)，其中，二个表面都设置有复数磁性元件22，或是，选择其中之一表 面设置复数磁性元件22。前述的复数磁性元件22以连续相异磁性相邻设置在车轮转盘21 的表面，例如，N、S、N、S、N...。复参考图3。线圈模块26设置在一车轮叉架24的内部，前述车轮叉架24具有二 个中空支架24a、24b，且中空支架24a、24b分别连接该轮轴28的二端。前述的中空支架 24a,24b分别开设有一容置空间242，并且该容置空间242相对于复数磁性元件22的位置， 或是，中空支架24a、24b其中之一开设依如置空间242，并且该容置空间242相对于复数磁 性元件22的位置。复参考图3，线圈模块26设置在前述的容置空间242中，如此，线圈模块26在车轮 20转动时，将会受到复数磁性元件22发出的磁力线所切割，进而利用法拉第电磁感应定律 产生电能，以提供车用电器用品使用。配合图3，参考图4。图4为本发明线圈模块与复数磁性元件的位置示意图。如图 4所示，线圈模块26设置在车轮叉架24的容置空间242中，同时，设置在车轮叉架24内部 的线圈模块26与复数磁性元件22的间具有一段气隙距离Dg，因此，在车轮20转动时，复 数磁性元件22会对线圈模块26发出交替的磁力线，并且，交替的磁力线会穿过此气隙距离 Dg而对线圈模块26进行切割，进而在线圈模块26上产生电流，以提供用电。另外，可以在 容置有线圈模块26的容置空间242中，填充一透明隔离胶体，进而在容置空间242开口处 形成一保护层23，以防止外界对线圈模块26的影响。配合图3，参考图5。图5为本发明第一较佳实施例的脚踏车正面示意图。如图5 所示，其中该车轮转盘21的第一表面21a与第二表面21b分别设置有复数磁性元件22a与 22b。同时，车轮叉架24上的二个中空支架24a、24b分别相对于复数磁性元件22a、22b的 位置开设有容置空间242a、242b。并且，容置空间242a、242b内分别设置有线圈模块26a、 26b。如此，当车轮20转动时，复数磁性元件22a、22b分别各自会对线圈模块26a、26b发出 交替的磁力线，并且，交替的磁力线会穿过一段气隙距离Dg而分别对线圈模块26a、26b进 行切割，进而在线圈模块26a、26b上产生电流，以提供用电。配合图3，参考图6。图6为本发明第二较佳实施例的脚踏车正面示意图。如图6 所示，其中该车轮转盘21上的一个表面21c设置有复数磁性元件22c。同时，车轮叉架24 上的一个中空支架24c相对于复数磁性元件22c的位置开设有容置空间242c。并且，容置 空间242c内分别设置有线圈模块26c。如此，当车轮20转动时，复数磁性元件22c各自会 对线圈模块26c发出交替的磁力线，并且，交替的磁力线会穿过一段气隙距离Dg而分别对 线圈模块26c进行切割，进而在线圈模块26c上产生电流，以提供用电。配合图3，请参考图7。图7为本发明第二较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意图。如图7所示，本发明第二较佳实施例的脚踏车发电装置与第一实施例主要差异在于车 轮转盘21’与线圈模块26’的配置位置不相同。其中，车轮转盘21’设置于一车轮20’的 轮圈上，并且与车轮20’做同步转动。 复参考图7，车轮转盘21’上设置有复数磁性元件22’，且复数磁性元件22’沿着 车轮转盘21’的圆周方向设置在车轮转盘21’的表面。前述的复数磁性元件22’以连续相 异磁性相邻设置在车轮转盘21，的表面，例如，N、S、N、S、N···。复参考图7。线圈模块26’设置在一车轮叉架24’的内部，前述车轮叉架24’开 设有一容置空间242’，并且容置空间242’相对于复数磁性元件22’的位置。线圈模块26’ 设置在前述的容置空间242’中，如此，线圈模块26’在车轮20’转动时，将会受到复数磁性 元件22’发出的磁力线所切割，进而利用法拉第电磁感应定律产生电能，以提供车用电器用 品使用。配合图7，请参考图8。图8为本发明第三较佳实施例的脚踏车发电装置架构示意 图。如图8所示，本发明第三较佳实施例的脚踏车发电装置中的车轮转盘21’同样设置于车 轮20’的轮圈上，并且与车轮20’做同步转动。同时，车轮转盘21’上同样设置有复数磁性元 件22’，且复数磁性元件22’沿着车轮转盘21’的圆周方向设置在车轮转盘21’的表面。前述 的复数磁性元件22’以连续相异磁性相邻设置在车轮转盘21’的表面，例如，N、S、N、S、N···。本发明第三较佳实施例的脚踏车发电装置与第二实施例主要差异在于线圈模块 26’的配置位置不相同，以及还包含一个可以用来调整线圈模块29与复数磁性元件22’之 间隔距离的线圈位置调整器27。如图8所示，脚踏车发电装置的线圈位置调整器27设置在车轮叉架24’上，该车 轮叉架24’的二端分别连接车轮20’的轮轴二端，该线圈位置调整器27设有线圈模块29， 该线圈模块29相对于该复数磁性元件22’配置，并且与复数磁性元件22’间隔一个可调距 离，且在该车轮20’转动时产生电能。前述中，当线圈模块29与复数磁性元件22’之间的 距离拉近时，线圈模块29产生较大的电能，相反的，当线圈模块29与复数磁性元件22’之 间的距离拉远时，线圈模块29产生较小的电能。配合图8，请参考图9。图9为本发明第三较佳实施例的线圈模块与复数磁性元件 的位置示意图。如图9所示，线圈模块29设置在线圈位置调整器27中，同时，线圈模块29 相对于复数磁性元件22’配置，且与复数磁性元件22’之间具有一间隔距离。如此，在车轮 20’转动时，复数磁性元件22’会对线圈模块29发出交替的磁力线，并且，交替的磁力线会 穿过此间隔距离而对线圈模块29进行切割，进而在线圈模块29上产生电流，以提供用电。复参考图9。线圈位置调整器27可以调整内部线圈模块29与复数磁性元件22’ 之间的间隔距离，当间隔距离是d时，线圈模块29会产生较大的电能。另外，当间隔距离是 D时，线圈模块29会产生较小的电能。如此，用户将可以透过操作线圈位置调整器27以调 整线圈模块29与复数磁性元件22’之间的间隔距离，进而达到发电量大小的调整。综上所述，本发明的脚踏车发电装置利用车轮转盘与线圈模块分开设置，以及车 轮转盘上复数磁石间隔一段气隙距离对应设置线圈模块的结构改良，使得发电系统在运作 时，线圈模块不会产生过大的电磁阻力，而影响行车，进而改善了传统脚踏车使用轮毂毂发 电机进行发电的缺点。以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例，但本发明的特征并不局限于此，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的 变化或修饰，皆可涵盖在本案的保护范围 之内。
权利要求
一种脚踏车发电装置，其特征在于，包括一车轮转盘，该车轮转盘设置于一车轮上，且由一轮轴贯穿并与该车轮做同步转动，其中，该车轮转盘具有该复数磁性元件，该复数磁性元件沿着该车轮转盘的圆周方向设置在该车轮转盘的表面；及一线圈模块，设置在一车轮叉架，并且相对于该复数磁性元件的位置，其中，该车轮叉架的二端分别连接该轮轴的二端，并且该线圈模块在该车轮转动时产生电能。
2.如权利要求1所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该复数磁性元件以连续相异磁 性相邻设置在该车轮转盘的表面。
3.如权利要求2所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘设置于该车轮的一 中心位置。
4.如权利要求3所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘具有一第一表面与 一第二表面，并且分别设置有该复数磁性元件。
5.如权利要求4所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮叉架具有二个中空支架， 分别连接该轮轴的二端，并且该二个中空支架相对于该复数磁性元件位置分别开设有一容 置空间。
6.如权利要求5所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该线圈模块设置在该容置空间 内，并且与该复数磁性元件相距一段气隙距离。
7.如权利要求6所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该容置空间的开口处具有一保 护层。
8.如权利要求3所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘具有一第一表面与 一第二表面，并且该第一表面与该第二表面其中之一设置有该复数磁性元件。
9.如权利要求8所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮叉架具有二个中空支架， 分别连接该轮轴的二端，并且该二个中空支架之一相对于该复数磁性元件位置开设有一容 置空间。
10.如权利要求9所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该线圈模块设置在该容置空间 内，并且与该复数磁性元件相距一段气隙距离。
11.如权利要求10所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该容置空间的开口处具有一 保护层。
12.—种脚踏车发电装置，其特征在于，包括一车轮转盘，该车轮转盘设置于一车轮上，并且与该车轮做同步转动，其中，该车轮转 盘具有该复数磁性元件，该复数磁性元件沿着该车轮转盘的圆周方向设置在该车轮转盘的 表面；及一线圈模块，设置在一车轮叉架，并且相对于该复数磁性元件的位置，其中，该车轮叉 架的二端分别连接该车轮的轮轴二端，并且该线圈模块在该车轮转动时产生电能。
13.如权利要求12所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该复数磁性元件以连续相异 磁性相邻设置在该车轮转盘的表面。
14.如权利要求13所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘设置于该车轮的 轮圈上。
15.如权利要求14所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘具有一第一表面与一第二表面，并且分别设置有该复数磁性元件。
16.如权利要求15所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮叉架开设有一容置空间。
17.如权利要求16所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该容置空间的开口处具有一 保护层。
18.—种脚踏车发电装置，其特征在于，包括一车轮转盘，该车轮转盘设置于一车轮上，并且与该车轮做同步转动，其中，该车轮转 盘具有该复数磁性元件，该复数磁性元件沿着该车轮转盘的圆周方向设置在该车轮转盘的 表面；及一线圈位置调整器，设置在一车轮叉架上，该车轮叉架的二端分别连接该车轮的轮轴 二端，该线圈位置调整器设有一线圈模块，该线圈模块间隔一个可调距离相对于该复数磁 性元件，并且，在该车轮转动时产生电能。
19.如权利要求18所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该复数磁性元件以连续相异 磁性相邻设置在该车轮转盘的表面。
20.如权利要求19所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘设置于该车轮的 轮圈上。
21.如权利要求20所述的脚踏车发电装置，其特征在于，该车轮转盘具有一第一表面 与一第二表面，并且分别设置有该复数磁性元件。
全文摘要
一种脚踏车发电装置，包括有一车轮转盘与一线圈模块。车轮转盘设置于一车轮，且由一轮轴贯穿并与车轮做同步转动，同时，车轮转盘具有复数磁性元件，且复数磁性元件沿着车轮转盘的圆周方向设置在车轮转盘的表面。同时，线圈模块设置在一车轮叉架的内部并且相对于复数磁性元件。同时，车轮叉架的二端分别连接轮轴的二端，如此，线圈模块在车轮转动时受到磁力线切割而产生电能。本发明利用车轮转盘上的复数磁石与线圈模块分开设置，以及车轮转盘上复数磁石间隔一段气隙距离对应设置线圈模块的结构改良，使得发电系统在运作时，线圈模块不会产生过大的电磁阻力，而影响行车，进而改善了传统脚踏车使用轮毂发电机进行发电的缺点。
文档编号H02K21/12GK101867273SQ200910135220
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者吕正雄 申请人:士谊科技事业股份有限公司