掌上型手動發電機的製作方法
2023-06-01 12:38:41
專利名稱：掌上型手動發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掌上型手動發電機，其利用壓柄往復推壓以及傳動組的傳動，而帶動發電組的轉殼單向高速迴轉以激磁產生電力，再通過穩壓電路穩壓及蓄電，由插座提供電力，給電子或電器產品如臨時照明燈具及行動電話等使用。
背景技術：
現有可攜帶的小型手動發電機，是運用在外出時作為臨時補充電源的充電裝置，其最大優點是可方便攜帶，並可發電以補充電子或電器用具的電源。在現有的設計上，依操作大致可區分為轉動式及往復式二種，例如臺灣專利公告第349712號「永磁式手動發電機」(為轉動式)以及臺灣專利公告第346287號「攜帶式手動發電機」(為往復式)。
前述轉動式發電機在操作時能提供較為穩定的轉速，但缺點是搖柄太小不符合人體工學設計，故施力困難，無法長時間操作，且實施時需雙手操作，而且手柄結構會使空間相對增加，不便於收納與攜帶。
前述往復式發電機以外型而言，按壓部佔用空間小，攜帶與收納方便，但在操作過程中只有順程才做功，返程不做功，所以在操作上有一半的時間不做功，另在操作時的折反點上易產生頓挫；又按壓部是採用上下升降動作，對於手指按壓非常吃力，所以使用不能持久；另外，產生的脈衝電源比較不穩定，所以不適合針對行動電話(手機)補充電源。
發明內容
本實用新型是針對前述單手操作的往復式發電機進一步加以改良，使其發電效果更穩定，可便於隨身攜帶，且操作省力與便捷。
本實用新型的目的是這樣實現的一種掌上型手動發電機，其包括有一外殼，由二蓋體對合組成；一發電組，設於外殼內部上方，用於產生電力；一傳動組，設於外殼內部下方，由數個變速齒輪組成，並能帶動發電組；一壓柄，其上端樞設於外殼前方，可用於帶動傳動組；
一彈簧，設於外殼內，用於頂抵壓柄，使壓柄具有自動復回功能；上述構件組合後，壓柄適當處的一根弧形齒條貫穿設置於外殼內，並與傳動組的第一變速齒輪嚙合，傳動組經由數個變速齒輪聯接，以一單向變速齒輪與發電組的齒輪聯接，而形成單向傳動，發電組經齒輪變速後可使磁性轉殼高速迴轉，該轉殼內環繞設有一層磁鐵，此磁鐵是圍繞在鐵心所纏繞的多個線圈繞組外圍；鐵心連接出電源線至穩壓電路板，再由穩壓電路板連線至插座。
發電組是由一基板、一設於基板背面的中介齒輪與相嚙合的加速齒輪、一固設於基板上並纏繞有多個線圈繞組的鐵心、一具有轉軸的轉殼、一對應於鐵心且環設在轉殼內部並以N、S極間隔排列的多極性磁鐵、以及一穩壓電路板及插座組合而成。
傳動組是由第一變速齒輪、一與第一變速齒輪嚙合的第二變速齒輪、一與第二變速齒輪嚙合的單向變速齒輪所組成。
第一、第二變速齒輪均是由一小齒輪與大齒輪組成。
單向變速齒輪結構是由一與菱形座板結合的小齒輪、二滴形塊及一大齒輪組合而成；該菱形座板兩端各具有一穿孔可容二滴形塊的凸鈕樞入後而具擺動功能，而大齒輪內壁具有一單向齒槽，齒槽中的每一斜齒塊都具有一垂直擋壁壓柄是一翹曲呈V形的握柄，於最低點植設有一可依殼蓋內壁的弧形軌槽移動的弧形齒條。
彈簧為一雙腳彈簧，中央與壓柄同時樞設在一軸栓上，其中一勾腳勾掛在殼蓋的支軸上，另一彈性支腳則牴觸在壓柄背面。
外殼底端設有一扣環，壓柄底端設有扣溝，扣環可扣入於壓柄扣溝內。
壓柄的弧形齒條及第一變速齒輪的小齒輪的材質為金屬。
在本實用新型中，當使用者以手握壓壓柄時，齒條能推動傳動組，並使傳動組提升轉速後，再使發電組的轉殼高速迴轉，以使N、S磁鐵與線圈繞組間因磁場激磁而發生電力，並經由三相電源線輸出至穩壓電路板後，再將電力由插座輸出至電器產品內。
當使用者釋放壓柄後，憑藉彈簧將壓柄復回原位，此使齒條會反向帶動傳動組，但憑藉單向變速齒輪產生空轉作用而不帶動中介齒輪，同時使壓柄能順利復回，而發電器的轉殼因慣性作用仍會持續旋轉發電。
當上述壓柄往復動作時，發電組內的轉殼可得到同方向的穩定慣性動力，且在發生電力後經穩壓電路而使掌上型發電機產生持續而且穩定的電源，以作為電子或電器用品例如照明燈、通訊產品等的臨時電源。
藉由本實用新型的實施，至少可獲得下列結果1、能產生穩定的電源以提供使用者臨時所需。
2、體積小，可便於外出攜帶，不佔據額外空間，故可作為臨時補充電力裝置。
3、可單手連續操作，且手持握合壓柄的動作是符合人體工學設計，故操作輕鬆省力。
4、單向變速齒輪的設計可使傳動過程中，不致造成發電組逆轉，避免抵消或損失發電。
5、具有穩壓與蓄電功能，而且在整流及保護線路上較現有產品更佳，故能供應行動電話(手機)電源。
6、外殼底部具有一扣環，可用於扣固壓柄而縮小體積以達到收納功能。
圖1是本實用新型掌上型發電機的立體分解圖；圖2是本實用新型掌上型發電機的立體外觀圖；圖3是本實用新型掌上型發電機的立體收納圖；圖4是本實用新型單向變速齒輪的立體分解圖；圖5是本實用新型單向變速齒輪順時針方向旋轉動作圖；圖6是本實用新型單向變速齒輪逆時針方向旋轉動作圖；圖7是本實用新型發電組的立體分解圖；圖8是本實用新型掌上型發電機的全剖視圖；圖9是本實用新型掌上型發電機使用於照明器的動作圖；圖10是本實用新型掌上型發電機使用於照明器的動作圖；圖11是本實用新型掌上型發電機適用於燈泡、行動電話的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1所示為本實用新型掌上型手動發電機的立體分解圖，圖中揭示出一發電機10的構造，是由一外殼1、一發電組2、一傳動組3、一壓柄4、一彈簧5、一扣環6組合而成，另在外殼1頂端可增設一鏈環7以利吊掛，其組合後的立體外觀圖如圖2所示。
前述中，外殼1是由兩對合的蓋體11、12組成，二蓋體由四根小螺絲101穿過二殼蓋的孔柱114、124後而結合固定；其次，在外殼1底端可增設一扣環6，以扣入壓柄4底端的二扣溝43內(如圖3所示)，使壓柄4被收納後整體體積縮小，以利於攜帶。
前述壓柄4是一翹曲呈V形的握柄，於最低點植設有一弧形齒條41，上端則以樞孔42供軸栓103穿入後而樞設在外殼1前方適中位置的孔柱112、122上，而弧形齒條41可由二殼蓋的前方穿槽113、123穿入後，再與傳動組3的第一變速齒輪31的小齒輪311相嚙合(可參考圖8)，由於弧形齒條41與小齒輪311在傳動中會不斷摩擦，所以為了減少受損，二者以金屬材質實施較佳；壓柄4是以軸栓103為旋轉中心的施力臂，以弧形齒條41為抗力點，為便於施力，弧形齒條41設在壓柄4的最低點以符合人體工學設計。而且，為使壓柄4具有自動還原功能，特由一雙腳彈簧5以中央樞設在軸栓103上，而以其中一勾腳51勾掛在支軸116，支軸又樞入於孔柱126內，另一彈性支腳52則牴觸在壓柄4背面。此外，弧形齒條41穿入外殼1後，是沿著殼蓋內的弧形軌槽117移動，以規範其移動軌跡。
前述傳動組3包括第一變速齒輪31、一與第一變速齒輪31嚙合的第二變速齒輪32、一與第二變速齒輪32嚙合的單向變速齒輪33所組成，此三組齒輪分別樞設在殼蓋11的三根軸栓111上，此三軸栓並樞入於孔柱121內；其次，第一變速齒輪31是由一小齒輪311與一大齒輪312組成；而第二變速齒輪32是由一小齒輪321與一大齒輪322組成；另外，單向變速齒輪33的構造如圖4所示，由一固定在菱形座板332上的小齒輪331、二滴形塊333及一大齒輪334組合而成，其中，菱形座板332兩端各具一穿孔332a可容二滴形塊333的凸鈕333a樞入後而具有擺動功能，而大齒輪334內壁具有一單向齒槽334a，齒槽中的每一斜齒塊都具有一垂直擋壁334b，所以在滴形塊333的凸棘333b受到擋壁334b阻擋後，即能使大齒輪334達到單向傳動功能。
單向變速齒輪33的動作過程如圖5、圖6所示，其中，圖5是大小二齒輪同向轉動的示意圖，當小齒輪331順時針轉動時，會使菱形座板332帶動二滴形塊333，而二滴形塊的凸棘333b會抵入於大齒輪334的單向齒槽334a內，並受到擋壁334b阻擋而迫使大齒輪334一同順時針轉動。反之，如圖6所示，在小齒輪331逆時針轉動時，菱形座板332帶動二滴形塊333反向迴轉，而二滴形塊在離心作用下使凸棘333b沿著單向齒槽334a的斜齒塊表面滑過，不再受到擋壁334b的阻擋，所以大齒輪334不會被迫逆向轉動，而只有小齒輪331、菱形座板332呈現空轉現象。
圖7為本實用新型發電組的立體分解圖，圖中揭示出發電組2是由一基板21、一設於基板21背面的中介齒輪28及相嚙合的抑速齒輪29、一固設於基板21上並纏繞有多個線圈繞組22的鐵心23、一具有轉軸241的轉殼24、一對應於鐵心23且環設在轉殼24內部並以N、S極間隔排列的多極性磁鐵25、以及一穩壓電路板26及插座27(如圖1所示)組合而成；其中，基板21是以四小螺絲102螺入於殼蓋11的孔柱115內而結合固定，又轉殼24的轉軸241可穿過鐵心23的軸孔後而與墊圈291及加速齒輪29結合，又鐵心23與穩壓電路板26之間以三相電線201並連，該穩壓電路除了具有穩壓功能之外，還具有蓄電功能，而又與插座27串接，可將電流經過插座27輸出。
圖8所示為本實用新型手動發電機的全剖視圖，圖中揭示出各組件之間的配合關係，如弧形齒條41與傳動組3的第一變速齒輪31嚙合，而單向變速齒輪33則與發電組2的中介齒輪28嚙合，中介齒輪28更與加速齒輪29嚙合，而加速齒輪29與轉殼24同軸。其傳動過程是一、壓柄4的齒條41帶動第一變速齒輪31的小齒輪311，而小齒輪311與大齒輪312為同體，故呈同步轉動；二、第一變速齒輪31的大齒輪312帶動第二變速齒輪32的小齒輪321，而小齒輪321與大齒輪322為同體，故呈同步轉動；三、第二變速齒輪32的大齒輪322帶動單向變速齒輪33的小齒輪331，小齒輪331通過導塊333而使大齒輪334同步轉動；四、單向變速齒輪33的大齒輪334帶動發電組2的中介齒輪28，再由中介齒輪28傳動給加速齒輪29，最後使同軸的轉殼24一同旋轉。
當發電組2的轉殼24高速迴轉時，轉殼24內的環形N、S間隔排列的多極性磁鐵25與鐵心23的線圈繞組24間因磁場激磁而產生電力，經電源線201輸出至穩壓電路板26，經過穩壓與蓄電後，再將電力由插座27輸出。
圖9為本實用新型掌上型發電機的使用示意圖，圖中揭示出當使用者握壓壓柄4時，經過傳動組3帶動發電組2，而使轉殼24高速旋轉產生電力，經穩壓電路後由插座27輸出至電器產品(例如照明器81)而發光，其中，照明器81的電源線插頭82須插入於插座27內，以得電。
圖10揭示出使用者釋放壓柄4時，受到彈簧5的彈力復張影響而將壓柄4推回，此使齒條41會反向帶動傳動組3，但憑藉單向變速齒輪33空轉作用，而不帶動發電組2的中介齒輪28，所以轉殼24一直保持順時針旋轉，不會產生逆時針旋轉，且在慣性作用下而持續旋轉發電，如此不斷地往復對壓柄4一壓一放，即能使發電組2的轉殼24不停旋轉發電，以持續提供照明燈81的電源，使照明燈能保持穩定發亮，故在外出旅行、野外露營郊遊時助益甚大。
圖11所示是本實用新型掌上型發電機適用於燈泡、行動電話的示意圖，圖中揭示出掌上型發電機10的插座27可配合強力燈座83的接頭831，或是行動電話91(無線手機)電源線92的接頭921，而使強力燈座83發光或使行動電話91補充電源；除此之外，還可供其它電子或電器產品使用，諸如收音機、發報機、信號產生器等等。
〖圖號說明〗10……發電機；1……外殼；11、12…蓋體；111…軸栓；112、122…孔柱；113、123…穿槽；114、124…孔柱；115…孔柱；116…支軸；121…孔柱；126…孔柱；2……發電組；21…基板；22…線圈繞組；23…鐵心；24…轉殼；241…轉軸；25…多極性磁鐵；26…穩壓電路板；27…插座；28…中介齒輪；29…加速齒輪；291…墊圈；201…三相電線；3……傳動組；31…第一變速齒輪；311…小齒輪；312…大齒輪；32…第二變速齒輪；321…小齒輪；322…大齒輪；33…單向變速齒輪；331…小齒輪；332…菱形座板；332a…穿孔；333…滴形塊；333a…凸紐；333b…凸棘；334…大齒輪；334a…單向齒槽；334b…垂直擋壁；4……壓柄；41…弧形齒條；42…樞孔；43…扣溝；5……雙腳彈簧51…鉤腳；52…彈性支腳；6……扣環；7……鏈環；81…照明器；82…電源線插頭；83…強力燈座；831…接頭；91…行動電話(手機)；92…電源線；921…接頭；101…小螺絲；102…小螺絲；103…軸栓。
權利要求1.一種掌上型手動發電機，其特徵在於其包括有一外殼，由二蓋體對合組成；一發電組，設於外殼內部上方，用於產生電力；一傳動組，設於外殼內部下方，由數個變速齒輪組成，並能帶動發電組；一壓柄，其上端樞設於外殼前方，可用於帶動傳動組；一彈簧，設於外殼內，用於頂抵壓柄，使壓柄具有自動復回功能；上述構件組合後，壓柄適當處的一根弧形齒條貫穿設置於外殼內，並與傳動組的第一變速齒輪嚙合，傳動組經由數個變速齒輪聯接，以一單向變速齒輪與發電組的齒輪聯接，而形成單向傳動，發電組經齒輪變速後可使磁性轉殼高速迴轉，該轉殼內環繞設有一層磁鐵，此磁鐵是圍繞在鐵心所纏繞的多個線圈繞組外圍；鐵心連接出電源線至穩壓電路板，再由穩壓電路板連線至插座。
2.如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於發電組是由一基板、一設於基板背面的中介齒輪與相嚙合的加速齒輪、一固設於基板上並纏繞有多個線圈繞組的鐵心、一具有轉軸的轉殼、一對應於鐵心且環設在轉殼內部並以N、S極間隔排列的多極性磁鐵、以及一穩壓電路板及插座組合而成。
3如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於傳動組是由第一變速齒輪、一與第一變速齒輪嚙合的第二變速齒輪、一與第二變速齒輪嚙合的單向變速齒輪所組成。
4.如權利要求3所述的掌上型手動發電機，其特徵在於第一、第二變速齒輪均是由一小齒輪與大齒輪組成。
5.如權利要求1或3所述的掌上型手動發電機，其特徵在於單向變速齒輪結構是由一與菱形座板結合的小齒輪、二滴形塊及一大齒輪組合而成；該菱形座板兩端各具有一穿孔可容二滴形塊的凸鈕樞入後而具擺動功能，而大齒輪內壁具有一單向齒槽，齒槽中的每一斜齒塊都具有一垂直擋壁。
6.如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於壓柄是一翹曲呈形的握柄，於最低點植設有一可依殼蓋內壁的弧形軌槽移動的弧形齒條。
7.如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於彈簧為一雙腳彈簧，中央與壓柄同時樞設在一軸栓上，其中一勾腳勾掛在殼蓋的支軸上，另一彈性支腳則牴觸在壓柄背面。
8.如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於外殼底端設有一扣環，壓柄底端設有扣溝，扣環可扣入於壓柄扣溝內。
9.如權利要求1所述的掌上型手動發電機，其特徵在於壓柄的弧形齒條及第一變速齒輪的小齒輪的材質為金屬。
專利摘要一種掌上型手動發電機,其包括一外殼、發電組、傳動組、壓柄及彈簧組合而成;前述的壓柄因具有一弧形齒條貫穿入於外殼內,並與傳動組的第一變速齒輪嚙合,在傳動組經由數個變速齒輪變速後,以一單向變速齒輪單向傳動給發電組的齒輪,而發電組在齒輪變速後再使磁性轉殼高速迴轉,該轉殼內環繞有一層磁鐵,此磁鐵圍繞在鐵芯所纏繞的多個線圈繞組外圍;又鐵芯連接出三相電源線至穩壓電路板,再由穩壓電路板連線至插座。當使用者連續握壓壓柄時,弧形齒條推動傳動組,經由傳動組提升轉速後,而帶動發電組的轉殼高速迴轉,進而激磁產生電力,然後經穩壓電路穩壓及蓄電後,再將電力由插座輸出給電子或電器產品,其容易操作,且便於收納。
文檔編號F03G5/00GK2496176SQ0126112
公開日2002年6月19日 申請日期2001年9月7日 優先權日2001年9月7日
發明者遊秋明 申請人:遊秋明