CN101898618B - 发电轮毂 - Google Patents

Abstract

发电轮毂(10)，包括轮毂轴(15)、发电机构(20)、连接器(22)和定位设备(24)。发电机构(20)被设置在轮毂轴(15)上。连接器(22)被设置在轮毂轴(15)上并连接至发电机构(20)。定位设备(24)被设置在轮毂轴(15)上并用于将连接器(22)绕轮毂轴(15)沿旋转方向相对于自行车(101)的车架(102)定位。本发明的目标是在发电轮毂被安装至车架时使布设导线的任务能够被更有效地完成。

Description

发电轮毂

技术领域

本发明涉及一种轮毂。更具体地，本发明涉及一种设计成安装至自行车车架的发电轮毂。

背景技术

专利文献1公开了已知发电轮毂的一个示例，其用作定位在自行车车轮中心处的轮毂并且具有发电机构。发电轮毂具有轮毂轴、设置在轮毂轴上的发电机构和被设置在轮毂轴上并连接至发电机构的连接器。连接器设置成从发电机构向前车灯或安装在自行车上的其他电子设备提供电力。连接器沿发电机构侧面被安装在轮毂轴上。连接器设有导线连接部分以连接用于将电子设备连接至发电机构的电线。连接器利用防松螺母紧固至轮毂轴。轮毂轴利用螺母元件紧固至车架的末端部分，螺母元件被安装在相对于防松螺母轴向向外的位置内。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特许公开2004-229418

发明内容

[本发明要实现的目标]

常规的发电轮毂在被安装至自行车车架时要用手扶住发电轮毂并定位发电轮毂以使导线能够更加方便地布设于连接器的导线连接部分。每次将发电轮毂安装至自行车车架时都要用这种方式定位发电轮毂是比较麻烦的。简单地说，根据现有技术，关于发电轮毂的布设(设置)导线的任务是比较麻烦的。

本发明的目标是在将发电轮毂安装至车架时使布设导线的任务能够被更有效地完成。

[实现目标的手段]

根据本发明第一种应用的发电轮毂包括轮毂轴、发电机构、连接器和定位设备。发电机构被设置在轮毂轴上。连接器被设置在轮毂轴上并连接至发电机构。定位设备被设置在轮毂轴上并用于绕轮毂轴沿旋转方向将连接器相对于自行车车架定位。

当该发电轮毂被安装至自行车车架时，设置在轮毂轴上的定位设备将连接器绕轮毂轴沿旋转方向定位同时将轮毂轴安装至车架。因此，当轮毂轴被安装至自行车车架时，连接器能够沿着轮毂轴的旋转方向定位并由此相对于车架定位。所以，就没有必要在每一次安装发电轮毂时都定位发电轮毂。结果，就可以更有效地完成布设导线的任务。

根据本发明第二种应用的发电轮毂是根据第一种应用的发电轮毂，其中定位设备是设置为从轮毂轴伸出并与车架的末端部分相接合的突出部件。通过这种应用，即可通过将突出部件与车架的末端部分相接合而方便地定位连接器。

根据本发明第三种应用的发电轮毂是根据第二种应用的发电轮毂，其中连接器和突出部件构成单件式整体单元并且该单件式整体单元被可拆除地设置在轮毂轴上。通过这种应用，因为连接器和突出部件被设置为单件式整体单元并且被可拆除地设置在轮毂轴上，所以在组装期间就没有必要再将连接器和突出部件相对于彼此定位。

根据本发明第四种应用的发电轮毂是根据第一种到第三种应用当中的任意一种的发电轮毂，其中还设有快速释放机构，用于方便地将轮毂轴连接至车架和从车架拆除。装有快速释放机构的发电轮毂可以被更加频繁地连接至车架和从车架拆除。因此，定位设备在装有快速释放机构的发电轮毂中的效果就更为明显。

[本发明的效果]

通过本发明，当轮毂轴被安装至自行车车架时，连接器可以沿着轮毂轴的旋转方向定位并由此相对于车架定位。因此，就没有必要在每一次安装发电轮毂时都定位发电轮毂。结果，就可以更有效地完成布设导线的任务。

附图说明

图1是在其中使用了本发明的一个实施例的自行车的侧视图。

图2是根据该实施例的发电轮毂的半截面图。

图3是发电轮毂的分解透视图。

图4是连接器的分解透视图。

图5是对应于图2示出了另一个实施例的视图。

图6是对应于图2示出了又一个实施例的视图。

具体实施方式

<第一实施例>

图1示出了自行车101，在其中使用了本发明的一个实施例。自行车101包括车架102，车把单元104，由链条、踏板等构成的驱动部分105，具有辐条99的前轮106和具有辐条99的后轮107。车架102具有车架主体102a和安装至车架主体102a前部的前叉102b以使其能够绕斜轴(diagonalaxis)自由枢转。用于安装后轮107的后叉末端103a被设置在车架主体102a的后端部分上。用于安装前轮106的前叉末端103b被设置在前叉102b的前段部分上，如图1中的放大部分所示。具有例如8.5mm至10mm槽宽的安装槽103c被成形在每一个后叉末端103a和前叉末端103b内。车把单元104被紧固至前叉102b。

根据本发明一个实施例的发电轮毂10被装入自行车101的前轮106内。由发电轮毂10产生的电力通过电线12提供给装有光敏传感器的前车灯19，电线12包括电力供应导线12a和地线12b。

如图2中所示，发电轮毂10被安装至前叉102b的前叉末端103b。如图2和图3中所示，发电轮毂10包括设置为被紧固至自行车车架101的前叉102b的前叉末端103b的轮毂轴15、发电机构20、连接器22和定位设备24。发电轮毂10还具有绕轮毂轴15外侧设置的轮毂壳18。发电机构20被设置在轮毂轴15和轮毂壳18之间。连接器22被设置在轮毂轴15上并连接至发电机构20。连接器22设置成将由发电机构20产生的电力提供给外部电子设备例如前车灯19。

发电轮毂10还设有快速释放机构25，用于方便地将轮毂轴15连接至车架102的前叉102b和从车架102的前叉102b拆除。快速释放机构25用于将轮毂轴15紧固至前叉末端103b并包括具有凸轮杆的操作部分25a、设置为从操作部分25直线延伸的连杆25b和设置为与连杆25b啮合的螺母25c。连杆25b被设置为响应于凸轮杆的打开和关闭相对于操作部分25a沿轴向前后移动。

轮毂轴15是设置成让连杆25c从其内部通过的圆柱形轴。第一轴承13和第二轴承14被连接至轮毂轴的相对两端，用于可旋转地支撑轮毂壳18。在轮毂轴15的外缘表面上成形有外部螺纹部分15a以使第一轴承13、第二轴承14和发电机构20能够被紧固至轮毂轴15。第一轴承13被拧紧到轮毂轴15的第一端(图2中的左端)而第二轴承14被拧紧到第二端(图3中的右端)。第一防松螺母35a通过拧紧到外部螺纹部分15a而被连接至轮毂轴15的第一端。第二防松螺母35b通过拧紧到外部螺纹部分15a而被连接至轮毂轴15的第二端。第一轴承13、第二轴承14、轮毂壳18和连接器22通过夹在第一防松螺母35a和第二防松螺母35b之间而被沿轮毂轴定位并锁定到轮毂轴上。

均具有较小直径并设置为与前叉102b相配合的第一车叉接合部分15b和第二车叉接合部分15c被分别设置在轮毂轴15的第一端和第二端上。用于让连接在发电机构20和连接器22之间的内部导线30通过的导线通道槽15d被成形在轮毂轴15的外缘表面内并从安装有发电机构20的部分延伸至外部螺纹部分15a的第一端部分。轮毂轴15通过快速释放机构25不可旋转地固定至前叉102b。

轮毂壳18具有壳体31和拧入壳体31内的安装元件32。壳体31具有第一轮毂凸缘33a和第二轮毂凸缘33b。壳体31是设置成沿轮毂轴15的轴向延伸的圆柱形元件。壳体31在其第二端(图2中的右手端)具有与第一端相比沿径向向外的方向凸出的凸出部分31a。凸出部分31a设置成容纳发电机构20。设置成啮合安装元件32的内部螺纹部分31b被成形在凸出部分31a第二端的内缘表面内。第一轮毂凸缘33a和第二轮毂凸缘33b在壳体31轴向相对的两端被成形在壳体31的外缘上。用于径向向内地安装辐条99末端部分的多个第一安装孔33c被设置在第一轮毂凸缘33a内并沿圆周方向以等间距设置。用于径向向内地安装辐条99末端部分的多个第二安装孔33d被设置在第二轮毂凸缘33b内并沿圆周方向以等间距设置。

安装元件32通常为圆盘形元件。第二轴承14被安装在安装元件32的内侧。安装元件32具有圆柱形部分32b，在其外侧成形有外部螺纹部分32a，设置为与壳体31的内部螺纹部分31b啮合。

轮毂壳18通过安装在轮毂轴15上的第一轴承13和第二轴承14可旋转地支撑在轮毂轴15上。

发电机构20是爪极型(clawpoletype)发电机构，具有被固定至轮毂壳18内缘表面的永磁体41以及内部固定单元42，内部固定单元42被固定至轮毂轴15并设置为与永磁体41径向向内朝向部分的朝向相反。永磁体41包括多块(例如4块)磁体，沿圆周方向以等间距设置在安装元件32的圆柱形部分的内缘表面上。永磁体41被磁化从而具有以等间距交替设置的北极(N)和南极(S)以使其均面向叠层磁轭46的外缘部分(随后进行介绍)。

内部固定单元42具有环形线圈44和围绕线圈44周边设置的爪极型叠层磁轭46。线圈44和叠层磁轭46通过拧紧到外部螺纹部分15a的第一安装螺母48a和第二安装螺母48b不可旋转地固定至轮毂轴15以夹紧线圈44和叠层磁轭46。线圈44和叠层磁轭46被沿轴向定位以使它们被容纳在凸出部分31a内。线圈44被绕到绕线管50上。线圈的第一端44a通过例如第一安装螺母48a电连接至轮毂轴15。线圈44的第二端44b被电连接至内部导线30。

如图3和图4中所示，连接器22如前所述被固定至轮毂轴15。连接器22包括具有大致为厚圆盘的形状并由合成树脂制成的连接器主体36，被设计为以弹性方式锁定到连接器主体36上的连接器端帽37，和设置成将连接器端帽37装入其中的连接器盖罩38。

设置成让轮毂轴15穿过的通孔36a被成形在连接器主体36的中心部分内。连接器主体36还具有圆柱形部分36b和设置为从圆柱形部分36b沿径向向外的方向突出的突出部分36c。设置成与定位设备24接合的多个(例如三个)接合凹孔36d(例如圆形凹孔)被成形在圆柱形部分36b的一个主表面内。

第一接线端子52和第二接线端子54被设置在突出部分36c的一个主表面内。第一接线端子经过连接器主体36的内部并被电连接至内部导线30，其被连接至线圈44的第二端44b。第一接线端子52被连接至例如前车灯19的电力供应导线。第二接线端子54具有绕通孔36a周边设置并被设置为通过第二防松螺母35b电连接至轮毂轴15的连接部分54a。第一接线端子54被连接至例如前车灯19的地线12b。

连接器端帽37是被设置为安装到突出部分36c上的合成树脂元件。连接器端帽37通常为圆柱形并具有通常为矩形的在其底端开口的通道。设置为与连接器盖罩38的锁孔38a相接合的弹性锁片37c被设置在连接器端帽37的另一主表面上。

连接器端帽37用于密封连接器22并使电线12的供电导线12a和地线12b的尖端部分弯曲以使它们分别接触第一接线端子52和第二接线端子54。用于插入供电导线12a和地线12b的第一插线孔37a和第二插线孔37b被成形在连接器端帽37的上表面。

在供电导线12a已被插入第一插线孔37a内和地线12b已被插入第二插线孔37b内并且导线12a和12b均已被弯曲成从连接器端帽37的内侧到外侧的U形连接之后，连接器盖罩38被连接至连接器端帽37。当连接器盖罩38被连接至连接器端帽37时，弹性锁片37c与锁孔38a接合并且供电导线12a和地线12b被固定在其内部位置。结果，供电导线12a可以被设置为以稳定的方式接触第一接线端子52而地线12b可以被设置为以稳定的方式接触第二接线端子54。

定位设备24被可拆除地设置在连接器22上并由防松螺母35b固定就位。定位设备24包括设置为与前叉末端103b相接合的定位突起24a和安装部分24b，安装部分24b与定位突起24a一起被成形为单件式整体单元。定位突起24a沿轮毂轴15的轴向向外方向和轮毂轴15的径向向外方向从安装部分24b突出。定位突起24a被设置为与前叉102b的前叉末端103b相接合并绕轮毂轴15定位连接器22。定位突起24a的尺寸比前叉末端103b的槽宽尺寸略窄以使其与前叉末端103b的安装槽103c相接合(参见图1)。

安装部分24b在第二防松螺母35b外侧径向的位置被不可旋转地连接至连接器22的所述一个主表面。安装部分24b具有C形以使安装部分24b能够被安装在第二防松螺母35b的外侧部分上。多个(例如三个)接合突起24c被成形在安装部分24b面向连接器22的表面上。接合突起24c被构造和设置为与连接器主体36的所述一个主表面上成形的接合凹孔36d相接合。安装部分24b的接合突起24c适合装入连接器22的安装凹口36d内以使定位设备24和连接器22成为整体单元。由此，连接器22和定位突起24a是整体单元。在从其端面看轮毂轴15时，定位突起24a优选地从轮毂轴15沿一个径向延伸(与突出部分36c在本实施例中的方向相反)。允许使用螺栓等部件将定位设备24牢固地紧固至连接器22。

当该发电轮毂10随前轮106一起被安装至车架102的前叉102b时，轮毂轴15被安装在前叉末端103b内以使定位突起24a与前叉末端103b的安装槽103c相接合。快速释放槽25的螺母25随后被拧紧，并最终关闭操作部分25的凸轮杆以使前轮106被牢固地紧固至前叉末端103b。

对于这样设置的发电轮毂10，当发电轮毂10被安装至车架102的前叉末端103b时，连接器22即可绕轮毂轴15沿旋转方向相对于前叉102b定位。因此，就没有必要在每次安装发电轮毂10时都定位发电轮毂10。结果，就可以更有效地完成布设导线的任务。

另外，定位突起24a被设置为与连接器22成为整体并被可拆除地设置在轮毂轴15上。因此，定位突起24a的结构简单并且可以方便地定位连接器22。

装有快速释放机构25的发电轮毂10可以被更加频繁地连接至自行车101的车架102或从自行车101的车架102拆除。因此，定位设备24在装有快速释放机构25的发电轮毂10中的效果就更为明显。

<第二实施例>

在前一实施例中，定位设备24的定位突起24a与连接器22一起被设置为整体单元。还可以使用这样的结构，在其中连接器122和定位设备124或224被分别设置在轮毂轴15或215上，如图5和图6中所示。

图5中示出的发电轮毂110的定位设备124具有被设置在防松螺母135b上并设置成沿轮毂轴15的径向向外(在图5中为向右)延伸的定位突起124a。定位突起124a具有能够与前叉末端103b的安装槽103c相接合的宽度。定位突起124a与防松螺母135b一起被成形为单件式整体单元。

图6中示出的轮毂轴215的第一车叉接合部分215b具有通过直线切除轮毂轴215的弧形部分而获得的接合部分215e。因此，接合部分215e具有D形截面。

发电轮毂210的定位设备224是不可旋转地安装在轮毂轴215第一端上的垫圈状元件。定位设备224具有构造并设置为沿轮毂轴15的径向方向延伸的定位突起224a以及设置在其中心部分内并构造用于不可旋转地与接合部分215e接合的接合孔224b。定位突起224a具有能够与前叉末端103b的安装槽103c相接合的宽度。

即使根据第二实施例的定位设备124和224不与连接器22互锁，连接器也能够绕轮毂轴沿旋转方向相对于前叉102b定位。因此，就没有必要在每次安装发电轮毂10时都定位发电轮毂10。结果，就可以更有效地完成布设导线的任务。

<其他实施例>

本发明并不局限于之前介绍的实施例。可以进行各种改变而并不背离由权利要求给出的本发明的保护范围。

(a)定位突起的形状并不局限于前述实施例中给出的形状。该形状可以根据车架的车叉末端的形状按需要设定。例如，可以将定位突起成形为遵循车叉末端外轮廓的形状。

(b)尽管实施例给出的发电轮毂被设计为在前轮106上使用，但是本发明也可以被应用到用于后轮107的发电轮毂上。在此情况下，定位设备被设置为与车架主体102a的后叉末端103a相接合。

(c)尽管实施例给出的发电轮毂中连接器22被设置为能够连接两条导线也就是供电导线12a和地线12b，但是本发明也可以被应用于这样的发电轮毂，其中连接器被设置为能够连接一条导线并通过轮毂轴和车架建立接地。

[附图标记说明]

10发电轮毂

15轮毂轴

20发电机构

22连接器

24定位设备

24a定位突起

25快速释放结构

102车架

102b前叉

103a后叉末端

103b前叉末端

110发电轮毂

115轮毂轴

122连接器

124定位设备

124a定位突起

210发电轮毂

215轮毂轴

224定位设备

224a定位突起

Claims (2)

1.一种发电轮毂，包括：

轮毂轴；

设置在轮毂轴上的发电机构；

设置在轮毂轴上并连接至发电机构的连接器；和

定位设备，设置在轮毂轴上并用于将连接器绕轮毂轴沿旋转方向相对于自行车车架定位，

其中定位设备包括构造成从轮毂轴伸出并与车架的车叉末端相接合的突起，其中连接器和突起被可拆除地设置在轮毂轴上以使它们相当于整体单元。

2.如权利要求1所述的发电轮毂，其中发电轮毂还设有快速释放机构，用于方便地将轮毂轴连接至车架和从车架拆除。