CN107763050B - 螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆。本发明的螺母，其特征在于，所述螺母包括在内壁设有螺纹的圆筒状螺母主体，以及在所述螺母主体的一端侧的径向尺寸变大的法兰部；在所述法兰部上，沿周向设有若干个用于使相应的爪式治具插入、以进行本螺母的旋紧或旋松动作的通孔和/或盲孔。所述花鼓包括车轮轴，介由轴承被所述车轮轴支承的花鼓外壳，以及所述的螺母；所述轴承的外圈被固定于所述花鼓外壳的内壁、内圈被固定在所述车轮轴上；以所述螺母的另一端与所述轴承的内圈相对的方式将螺母螺固于所述主轴上，使得所述轴承在所述主轴上沿轴向定位。所述车辆包括车轮，以及安装于所述车轮处的所述的车轮用花鼓。

Description

螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆

技术领域

本发明涉及一种螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆。

背景技术

如今共享单车等正在普及，作为共享单车上的关键部件之一，能够实现电控制开关锁的智能锁不可或缺，而如何对该智能锁更加长期、稳定地供电，则成为亟待解决的技术难题。此外，随着自行车的发展，车灯、定位模块、甚至未来可能出现的网络互联模块等，也都成为自行车的耗电部件，现有的太阳能板发电方式因自行车的使用环境等，有时无法满足对如此多的耗电器件的供电。

为满足自行车的电能供应需求，安装于自行车轮轴上的发电花鼓正成为研究的主要对象，期待能够将车轮的转动转换成电能进行存储或直接供应。

发明内容

然而，现有的发电花鼓至少存在以下问题：

(1)发电花鼓中的转子组件的磁铁对温度有较强的敏感性，温度越高，永久磁损越多，会导致输出电流越少。但发电花鼓通常紧邻刹车器件而设，刹车器件在刹车过程中容易产生大量的摩擦热等热量，该热量介由花鼓外壳直接传递至磁铁，成为使磁铁出现磁损、进而影响发电效率的主要原因之一。

(2)现有的发电花鼓的结构过于复杂，内部构件布局不尽合理，导致发电花鼓本身尺寸过大、重量过重，不仅增加了自行车的车重，还非常影响美观。

(3)现有的发电花鼓都是输出交流电，经过外部设置的AC/DC转换器转换成直流电后，再存储于电池等中。由此，外装AC/DC转换器的方式不利于与发电花鼓中的电机的匹配性，且AC/DC转换器处于花鼓外壳之外，在恶劣的使用环境下容易造成损坏。

(4)现有的发电花鼓为防水防尘效果而对密封性的要求较高，导致制造成本升高。另外，由于维修维护前后需要进行拆开密封和重新密封的工序，故导致维修维护等的成本升高、工序变得繁琐。且若后期维护不当，还会大大影响发电花鼓的使用寿命。

(5)现有的发电花鼓的发电效率不高，仅为AC 50％左右，发电功率仅能达到AC2.4/3.0W，导致给储能部件(例如电池)的充电时间过长、效率较差且不稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新型的螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆。

(1)一种螺母，其特征在于，包括：

圆筒状的螺母主体，在内壁设有螺纹，以及

在所述螺母主体的一端侧的径向尺寸变大的法兰部；

在所述法兰部上，沿周向设有若干个用于使相应的爪式治具插入、以进行本螺母的旋紧或旋松动作的通孔和/或盲孔。

(2)在上述螺母中，

在所述法兰部上，所述通孔和/或盲孔沿周向均匀设置有多个。

(3)一种车轮用花鼓，其特征在于，包括：

车轮轴，

介由轴承被所述车轮轴支承的花鼓外壳，以及

如权利要求1所述的螺母；

其中，所述轴承的外圈被固定于所述花鼓外壳的内壁，所述轴承的内圈被固定在所述车轮轴上；

以所述螺母的另一端与所述轴承的内圈相对的方式将螺母螺固于所述主轴上，使得所述轴承在所述主轴上沿轴向定位。

(4)在上述车轮用花鼓中，

所述螺母的所述法兰部的径向尺寸与所述花鼓外壳的用于安装所述轴承的开口端的径向尺寸相当。

(5)在上述车轮用花鼓中，还包括：

被固定于所述车轮轴上的定子组件，

被固定于所述花鼓外壳的内侧、在轴向上与所述定子组件位置相对应的转子组件，以及

至少安装有用于将所述定子组件产生的交流电转换成直流电并输出的AC/DC转换模块的PCB电路板。

(6)在上述车轮用花鼓中，

所述车轮轴上沿轴向设有导线槽；

所述PCB电路板的输出导线被埋入所述导线槽，进而从所述螺母主体的圆筒孔中穿过后被引出到外部。

(7)在上述车轮用花鼓中，

在所述螺母的轴向外侧，与其法兰部相邻地设有过线衬套；

所述过线衬套为大致C字型，套在所述车轮轴上，其C字型开口部的两个端面分别以与径向呈一定交角的方式倾斜。

(8)在上述车轮用花鼓中，

所述过线衬套的C字型开口部的所述两个端面平行地朝同一方向倾斜，或相对于径向对称地呈敞口状地倾斜。

(9)在上述车轮用花鼓中，

所述PCB电路板的输出导线从所述螺母主体的圆筒孔中穿过后，沿所述车轮轴的径向向所述过线衬套的C字型开口部弯折，在通过该C字型开口部时被其至少一个端面引导走线方向。

(10)一种车辆，其特征在于，包括：

车轮，以及

安装于所述车轮处的上述的车轮用花鼓。

通过本发明的螺母、使用该螺母的发电花鼓及使用该发电花鼓的车辆，至少具有以下技术效果中的一种：

(1)与现有发电花鼓的结构相比，本发明发电花鼓的转子组件中的磁铁受刹车器件等发出的热量的影响更低。

(2)本发明的发电花鼓结构更加紧凑、内部构件布局合理，且方便拆装及维修、维护。

(3)本发明的发电花鼓一体地包含有具备AC/DC转换功能的电路，能够将定子组件产生的交流电直接在内部转换成直流电后输出，与现有的发电花鼓相比，无需另外安装AC/DC转换器，一体集成化更高，避免了现有技术中PCB电路板暴露在发电花鼓外部易损坏的问题。

(4)本发明的发电花鼓只要对PCB电路板上的关键电连接点进行密封(例如覆盖耐水膜等)即可，其它构件均有足够的耐水耐尘效果，故并不要求发电花鼓整体的严格密封性，与现有发电花鼓的结构相比，能够大大降低制造成本、维修维护成本等，且发电花鼓使用寿命更长。

(5)通过本发明所设计的定子组件、转子组件的相关参数，以及端盖、止转环、PCB电路板等的特殊设计，能够实现发电效率高、发电效果稳定的发电花鼓。具体来说，以往的同样尺寸的发电花鼓的发电效率仅为AC 50％左右，发电功率仅能达到AC:2.4/3.0瓦，而本发明的发电花鼓的发电效率能够达到AC:58％,DC 41％(26英寸车轮,速度15KM/H)，发电功率能够达到AC:4.5瓦DC:3.0瓦(26英寸车轮,速度15KM/H)，且更加稳定。

附图说明

图1是表示本发明的一体式发电花鼓的结构的剖面示意图。

图2是表示安装本发明的一体式发电花鼓的状态的剖面示意图。

图3是表示本发明的转子组件及端盖的立体图。

图4是表示本发明的主轴的立体图。

图5是表示本发明的定子组件的示意图。

图6是表示本发明的定子组件及止转环的爆炸图。

图7a、7b、7c是分别表示本发明的止转环的优选实施例的立体图、主视图及侧视图。

图8是表示本发明的PCB电路板的示意性立体图。

图9a、9b是分别用于表示本发明的圆螺母的立体图及侧视图。

图10是用于表示本发明的过线衬套的结构及装配关系的图。

具体实施方式

下面参考附图，基于具体实施方式来详细描述本发明。为了清楚起见，本文没有具体描述本领域技术人员公知的部件或结构。另外，尽管结合特定实施方式对本发明进行描述，但应理解，该描述并不旨在将本发明限制于所描述的实施方式。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替换、改进和等同方案。

总体

图1是表示本发明实施方式的一体式直流发电花鼓的整体结构的沿轴方向的剖面示意图。该一体式发电花鼓可以安装于自行车、摩托车等任意车辆的车轮上，将车轮的转动转换为电能输出。

如图1所示，本实施方式的一体式直流发电花鼓(以下简称发电花鼓)主要包括：端盖1、转子组件10、主轴20、定子组件30、止转环40、PCB电路板50、轴承60、圆螺母70、过线衬套80等。以下分别详细描述各构件的结构及其连接关系。

转子组件及端盖

[端盖]图1以剖面图的方式表示了本实施方式的一体式直流发电花鼓的整体结构。图2是表示将本发明的一体式直流发电花鼓安装于车轮时的剖面示意图。如图1及图2所示，本实施方式的发电花鼓外壳为呈无底碗状的端盖1，以从发电花鼓的轴向一侧外包的方式保护其内的各构件。如图2所示，端盖1被固定于车轮的花鼓外壳90，随着车轮的转动而转动，在此，端盖1与花鼓外壳90可通过螺栓连接、铆接、焊接、粘接、卡接等任意方式固定连接。在端盖1与花鼓外壳90扣合而成的内部空间内容纳发电花鼓的后述的各内部组件，并给以其保护。在本实施方式中，在端盖碗口部2外侧设有沿径向向外突出的法兰4，通过法兰4上所设的光孔5,螺钉穿过孔5并与花鼓外壳90上的螺孔螺合。由此，能够方便该发电花鼓的拆卸和安装，从而更便捷地更换或修理其内部各组件。另外，在端盖碗底部3，介由第一轴承60被后述的主轴20支承，从而能与主轴20相对转动。优选端盖1采用铝合金等轻型坚固的材料制成，以便减轻整个发电花鼓的重量。

另外，参照图2，在将端盖1固定于车轮的花鼓外壳90时，优选将端盖的碗口部2内插于车轮的花鼓外壳90内，使得车轮的花鼓外壳90不直接接触被固定于端盖碗口部2内侧的转子组件10。

已知转子组件10的磁铁12对温度有较强的敏感性，温度越高，永久磁损越多，会导致输出电流越少。根据本发明的上述结构，被安装于花鼓外壳90侧的刹车器件100所产生的热量不会介由花鼓外壳90直接传递至转子组件10的磁缸11及磁铁12，从而与现有发电花鼓的结构相比，本发明的发电花鼓的转子组件10中的磁铁12受刹车器件100产生的热量的影响更低。具体而言，现有技术的发电花鼓的热量传递路线通常为热量从刹车器件100产生后传递到花鼓外壳90，然后直接传递到磁缸11，并传递到磁铁12上。而通过本发明的发电花鼓的上述结构，热量从刹车器件100产生后传递到花鼓外壳90，然后再经过端盖1后才可能传递到磁缸11、磁铁12，由此，本发明结构中的热量传递路线更长，磁铁12受到该热量影响的可能性更小，保证了输出电流的稳定性。

[转子组件总体描述]图3是表示本发明的转子组件10及端盖1的立体图。如图3所示，转子组件10包括磁缸11及磁铁12。磁缸11以例如过盈配合、粘贴、焊接等方式固定在端盖的碗口部2内侧，磁铁12以例如粘接的方式固定在磁缸11的内侧。

[磁缸与磁铁]磁缸11为圆筒状，采用例如钢铁材质。磁缸11固定在端盖1内壁上，磁铁12安装在磁缸11内壁上。磁铁12由均匀分布的长条状磁片组成，优选28片磁片，并与后述的爪棘33数量相对应。磁片被充磁成均匀交错分布的14个N极和14个S极。每一磁片和后述定子组件30中的爪棘33的外边相对应，磁片的长度优选30mm至32mm，本实施方式中为31.1mm。另外，关于磁铁12与爪棘33之间的距离，若过短，则组装难度加大，且自行车骑车阻力较大，还易因颠簸振动而使得两者相触碰，造成相互磨损；而若距离过大，则磁铁12与爪棘33之间产生的磁场较弱，产生的电量会变少。因此，本发明将磁铁12与爪棘33之间的距离设为0.4mm至1.5mm范围，优选0.8mm。由此，能够在组装难度、骑车阻力、安全性保证、发电量充足等之间取得最佳平衡。

主轴

图4是表示本发明的主轴20的立体图。该主轴20整体为圆筒形，兼做车轮的车轴来使用，其两侧端部例如固定在自行车的车轮前叉或后叉110上。该主轴20上形成有若干个轴肩和槽，用于使后述的被安装于该主轴20上的部件定位。如图4所示，主轴20上沿轴向开有导线槽21，优选导线槽21宽度为3.2mm至4.4mm、深度为3.5mm至4.5mm，更优选导线槽21宽度为4.2mm、深度为3.5mm，既使得后述的PCB电路板50的直流输出导线32a能够埋入该导线槽21地导出至发电花鼓外部，又能保证主轴20的强度不会过分降低。另外，该导线槽21的靠主轴20的轴向中心侧还作为固定后述的止转环40用的卡槽22来发挥作用。

本发明的主轴20也可以不是车轮轴，只要与车轮轴相对固定即可。

接下来说明被安装于主轴20的主要轴上部件。

定子组件

如图1所示，定子组件30被安装在主轴20上的与前述转子组件10对应的位置，主要包括爪棘33、线圈32及保持架31。

[保持架]图5是表示本实施方式的固定在主轴20上的定子组件30的示意图。图6是表示本实施方式的定子组件30及止转环40的爆炸图。如图5和图6所示，本实施方式的定子组件30由爪棘33、线圈32及保持架31构成。保持架31优选塑料或树脂等绝缘轻型材质，本体呈圆筒状，以例如过盈配合或粘接的方式固定在主轴20上。在保持架31的两端，沿圆周方向均匀排布有多个沿径向向外侧突出的爪棘分隔臂36，在各爪棘分隔臂36间的间隙内分别插入后述的爪棘33，使得爪棘33与主轴20保持相对固定。

[爪棘]如图5及图6所示，本实施方式的爪棘33由彼此相对交错地对插的两组爪棘34、35构成，以下将两组爪棘34、35分别称为第一爪棘组34和第二爪棘组35。第一爪棘组34和第二爪棘组35插在定子线圈32的外周的用于引导磁力线。各爪棘33形状相同，由大致C形的硅钢片层叠压合而成。在本实施方式中，各爪棘33均由8片0.5mm厚的硅钢片叠压而成，依次为第一片、第二片、第三片、第四片、第五片、第六片、第七片和第八片，位于中间的第二片至第七片的靠径向外侧的边的长度相同，而最外侧的第一片和第八片的径向外侧的边的长度为第二片至第七片的相应边的长度的约一半。在本实施方式中，第二片至第七片的靠径向外侧的边的长度为与前述转子组件10的磁铁12的长度对应，从而使转子组件10围绕定子组件30旋转时产生的电磁量达到最大。此处，需要说明的是，爪棘33的长度(最长边)是27.8mm至28.2mm，优选28mm，由于爪棘33是交错安装在保持架31上的，所以，在组合了爪棘33和保持架31后，爪棘33与保持架31的组合后的长度为30mm至32mm，优选31.1mm。另外，第一爪棘组34及第二爪棘组35各自的爪棘33数量相同，在本实施方式中分别有14个，即共有与磁铁12数量对应的28个爪棘33。如前所述，优选设计爪棘33的径向尺寸，使得爪棘33与转子组件10中的磁铁12之间的距离为0.4mm至1.5mm范围，优选0.8mm。

[导线]如图5所示，导线32a缠绕在保持架31本体上，优选采用直径为0.6mm至0.8mm的漆包线，特别优选采用直径0.7mm的漆包线。另外，优选漆包线在保持架31本体上的缠绕匝数为320匝至350匝，优选为340匝。由此，能够确保发电花鼓的发电功率更高，发电量更大，满足为自行车车灯、车锁等其它受电部件供电的需求。

[磁力转化为电力]当自行车车轮转动时，转子组件10相对于定子组件30旋转，从而使磁铁12环绕线圈32、爪棘33的外边34a、35a旋转，当第一爪棘组34的外边34a从磁铁12接收N极磁通时，第二爪棘组35的外边35a从磁铁12接收S极磁通。相反，第一爪棘组34的外边34a从磁铁12接收S极磁通时，第二爪棘组35的外边35a从磁铁12接收N极磁通。通过磁铁12围绕第一爪棘组34和第二爪棘组35的外边34a、35a旋转，发电花鼓重复交替地处于第一爪棘组34为S极、第二爪棘组35为N极的第一状态，和第一爪棘组34为N极，第二爪棘组35为S极的第二状态。结果，交替的磁通通过位于环形线圈32径向圆周内侧的第一爪棘组34和第二爪棘组35的内边34b、35b，从而使环形线圈32内部产生交变磁通，环形线圈32产生交流电流。

止转环

止转构件在本实施方式中为止转环40结构，如图1所示在主轴20上与定子组件30相邻而设，被夹在定子组件30和后述的PCB电路板50中间，用于确保定子组件30与主轴20的相对固定，同时还为后述的PCB电路板50提供安装面。

图7a、7b、7c分别是表示本发明实施方式的止转环40的结构的立体图、主视图及侧视图。如图7a、7b所示，止转环40整体为圆环形状，其中央的内通孔套在主轴20上。在止转环40的一侧面上，沿周向均匀分布有多个凸点41。参照图5所示，在将止转环40与定子组件30相邻地组装于主轴20上时，该多个凸点41分别插入定子组件30的各爪棘33之间的间隙中，由此，确保止转环40与定子组件30相对固定，不会发生周向上的相对旋转。

凸点41的数量只要是爪棘33数量的因数即可，并不特别限制。在本实施方式中，配合前述爪棘33数量地沿周向均匀设置有7个凸点41，使得每两个爪棘33空隙内有1个凸点41插入，由此能够稳固地起到止转作用。在此需要说明的是，凸点41的数量不特别限定，其在周向上的分布也可以不均匀，只要保证在装配时爪棘33间隙内有凸点41插入即可。另外，凸点41的形状也不特别限定，只要能插入爪棘33之间的间隙即可。在本实施方式中采用了圆形的凸点41，但还可为方形、菱形、三角形等任意形状。凸点41的径向位置及周向宽度优选刚好能插入爪棘33间隙的尺寸。另外，凸点41的轴向高度优选能插入爪棘33间隙但不触碰到定子组件30的保持架31的爪棘分隔臂36的尺寸。在本实施方式中，凸点41优选高度为1.35mm至1.65mm，直径为2mm至3mm，更优选高度为1.5mm，直径为2.5mm，距中心的径向距离(圆心距)为15mm，从而使得凸点41能够与爪棘33间隙恰当地配合，同时又不会干涉到保持架31和爪棘33。

如图7b、7c所示，在止转环40的内通孔处，向与前述凸点41的另一侧方向凸出地设有卡爪42，在将止转环40安装于主轴20上时，卡爪42卡在主轴20上所设的卡槽22内，从而使得止转环40与主轴20在周向上相对固定。卡爪42的数量不特别限定，但为尽可能少地在主轴20上开卡槽22，以确保主轴20的强度，优选卡爪42的优选数量为一个，其轴向高度为1.5mm至2.2mm、周向宽度为3.2mm至4.2mm，更优选轴向高度为2mm、周向宽度为4mm。在本实施方式中，由主轴20的导线槽21的一部分构成该卡槽22，由此，能够节省主轴20的加工工序。

以往的发电花鼓中没有设置这样的止转环40，定子组件30仅通过过盈配合等方式固定在主轴20上，然而在定子组件30与转子组件10相对旋转时，相邻磁极间会产生周向分量的牵引力，使得定子组件30与主轴20之间的周向固定并不稳定，大大影响发电花鼓的使用寿命和发电效率。根据本发明的发电花鼓，特别设置了止转环40结构，该止转环40通过一侧面的凸点41确保了定子组件30与止转环40在周向上的相对固定，并通过另一侧面的卡爪42确保了止转环40与主轴20之间在周向上的相对固定，由此，进一步加强了定子组件30与主轴20在周向上的相对固定，大大提高了发电花鼓的使用寿命和发电效率。另外，在本实施方式中说明了从止转环40向一面侧突出地设置凸点41、向另一面侧突出地设置卡爪42的方案，但本发明不限于此，例如也可以使卡爪42向凸点41的同侧突出并卡定于主轴20上相应设置的卡槽22内。或者，还可以不是设置从止转环40突出的凸点41、卡爪42，而是在爪棘33、主轴20上设计类似的凸点41、卡爪42来卡定于止转环40上设计的通孔或凹槽中，同样能实现本发明的目的。

PCB电路板

如图1所示，PCB电路板50在轴向上紧贴止转环40地设于主轴20上，与定子组件30将止转环40夹在中间。

图8是表示本实施方式的PCB电路板50的概略立体图。PCB电路板50整体为圆环状，例如采用铝基板材质，以使PCB电路板50的散热性更好，减少热量堆积对PCB电路板50的各元器件及功能的影响。PCB电路板50通过中心圆孔穿插在主轴20上，在一个面上设置电阻、电容、芯片等电路元件53，在未设置电路元件53的另一面与止转环40以例如粘接、焊接、螺栓连接等方式进行连接，从而被固定于止转环40。另外，在PCB电路板50的设置电路元件53的一面侧，例如通过卡簧来在轴向上定位。

在本实施方式中，PCB电路板50比止转环40更大，以确保有充分的电路元件53安装空间。电路元件53仅设置在与止转环40侧相反的面上，以使得PCB电路板50与止转环40能够更好地贴合，且通过止转环40的分隔，尽量减少电路元件53受定子组件30影响的可能。但也可以根据需要，将一部分电路元件53设置在PCB电路板50在径向上突出于止转环40的部分的止转环40侧的面上。

另外，在PCB电路板50上设有供定子组件30的输出导线32a穿过的导线孔51，并在导线孔51近旁设有焊接该导线32a的焊盘52，使得定子组件30的输出导线32a从该导线孔51穿过后能尽快焊接在PCB电路板50上，减少布线过长可能导致的电线纠缠等问题，使得电路板50布局更加紧凑简洁。同时，还更加便于PCB电路板50的防水防尘处理。在本实施方式的PCB电路板50上，至少设有整流模块53，用于将定子线圈32产生的交流电转换为直流电并输出。由此，本发明的发电花鼓可直接输出直流电，无需再外接AC/DC转换器等。另外，优选在本实施方式的PCB电路板50上还设有稳压电路等，使得输出稳定的直流电。

参照图1所示，PCB电路板50的直流输出导线32a从主轴20上所设的导线槽21内走线，引出至本发电花鼓外部。由此，能够使输出导线32a的走线更加简洁、合理，避免了导线32a的缠绕，使得本发明的发电花鼓整体上更加紧凑、方便安装及维修。

轴承

如图1所示，在端盖的碗底部3内嵌有轴承60，轴承60的外圈被固定于端盖1、随端盖1的旋转而旋转，轴承60的内圈套接于主轴20，与主轴20相对固定。轴承60内圈的一侧卡定于主轴20上所设的轴肩23，另一侧通过螺母紧固而实现在主轴20的轴向上定位。在本实施方式中，如图1所示，轴承60内嵌于端盖的碗底部3内侧，为加强发电花鼓整体的防水防尘等效果，该端盖的碗底部3径向尺寸较小。若采用以往的普通螺母(例如六边形螺母)对轴承60内圈进行紧固，则需要确保螺母外边与端盖碗底部3内壁间留有足够的间隙供治具插入来旋紧螺母，但这样将不利于发电花鼓整体的密封效果，也不够美观。

圆螺母

为此，本发明特别设计了一种新型的圆螺母70。图9a是表示本发明的圆螺母70的形状的主视图，图9b是表示本发明的圆螺母70的形状的侧视图。如图9b所示，圆螺母70主体为圆筒状，内壁设有螺纹，其外径尺寸与轴承60内圈的径向尺寸相应。在圆螺母70主体的一端侧，设有径向尺寸变大的法兰部71。如图9a所示，在该法兰部71沿周向设有若干个通孔和/或盲孔72，以方便相应的爪式治具插入该孔内进行旋紧或旋松动作。优选该通孔和/或盲孔72沿周向均匀设置有多个，以使得该圆螺母70受力均匀，方便进行旋紧或旋松动作。

在安装时，使圆螺母70主体的小径端与轴承60内圈相对地套入主轴20，然后将爪式治具从外侧插入圆螺母70的通孔或盲孔72内进行适当的旋紧动作，即可将轴承60内圈紧固于主轴20，使其在主轴20的轴向上定位。

由于无需像现有的螺母那样将治具套在螺母的外周进行旋紧或旋松动作，故可以将该圆螺母70的法兰部71的外径尺寸加大至与端盖碗底部3的内径尺寸相当，使得发电花鼓的一体性更好、更加美观、也更有利于防水防尘等密封效果。

过线衬套

如前所述，PCB电路板50的直流输出导线32a从主轴20上所设的导线槽21内穿出至发电花鼓外部。为使得发电花鼓的输出导线32a的走线更加整齐，也避免输出导线32a引出后被过度弯折等，本发明特别在圆螺母70的轴向外侧设置了一种新型的过线衬套80。图10是表示本发明一个实施方式的过线衬套80的主视图。如图10所示，本实施方式的过线衬套80为大致C字型，其C字型开口部81的两个端面分别以与径向呈一定交角的方式倾斜。该两个端面可以平行地朝同一方向倾斜，也可以相对径向对称地呈敞口状地倾斜。由此，当输出导线32a从导线槽21穿出时，过线衬套80的C字型开口部81使得导线32a沿开口端面81方向导出，能够避免导线32a过度弯折而受损。

另外，在该过线衬套80的内环处设有D型加工部82，与主轴20上所设的D型加工部对应地配合安装，从而防止套在主轴20上的该过线衬套80与所述主轴20发生相对旋转。通过本发明的发电花鼓的上述结构及其连接关系，至少具有以下技术效果：

(1)与现有发电花鼓的结构相比，本发明发电花鼓的转子组件10中的磁铁12受刹车器件100等发出的热量的影响更低。

(2)本发明的发电花鼓结构更加紧凑、内部构件布局合理，且方便拆装及维修、维护。

(3)本发明的发电花鼓一体地包含有具备AC/DC转换功能的电路元件53，能够将定子组件30产生的交流电直接在内部转换成直流电后输出，与现有的发电花鼓相比，无需另外安装AC/DC转换器，一体集成化更高，避免了现有技术中PCB电路板50暴露在发电花鼓外部易损坏的问题。

(4)现有发电花鼓多以严格密封的方式避免水或灰尘等进入花鼓内部，从而导致制造成本较高，另外，由于维修维护前后需要增加拆开密封和重新密封的工序，故维修维护等的成本更高、工序更加繁琐。而本发明的发电花鼓只要对PCB电路板50上的关键电连接点进行密封(例如覆盖耐水膜等)即可，其它构件均有足够的耐水耐尘效果，故并不要求发电花鼓整体的严格密封性，与现有发电花鼓的结构相比，能够大大降低制造成本、维修维护成本等，且发电花鼓使用寿命更长。

(5)通过本发明实施方式中所设计的定子组件30、转子组件10的相关参数，以及端盖1、止转环40、PCB电路板50等的特殊设计，能够实现发电效率高、发电效果稳定的发电花鼓。具体来说，以往的同样尺寸的发电花鼓的发电效率仅为AC 50％左右，发电功率仅能达到AC:2.4/3.0瓦，而本发明的发电花鼓的发电效率能够达到AC:58％,DC 41％(26英寸车轮,速度15KM/H)，发电功率能够达到AC:4.5瓦DC:3.0瓦(26英寸车轮,速度15KM/H)，且更加稳定。

以上参考附图，基于实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述的实施方式，根据布局需要等将实施方式的部分构成适当组合或置换后的方案，也包含在本发明的范围内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式的组合和处理顺序，或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围内。

本发明虽然已详细描述了各种概念，但本领域技术人员可以理解，对于那些概念的各种修改和替代在本发明公开的整体教导的精神下是可以实现的。本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

Claims (8)

1.一种车轮用花鼓，其特征在于，包括：

主轴，

介由轴承被所述主轴支承的花鼓外壳，以及螺母；

其中，螺母包括圆筒状的螺母主体，在内壁设有螺纹，以及

在所述螺母主体的一端侧的径向尺寸变大的法兰部；

在所述法兰部上，沿周向设有若干个用于使相应的爪式治具插入、以进行本螺母的旋紧或旋松动作的通孔和/或盲孔；

在所述螺母的轴向外侧，与其法兰部相邻地设有过线衬套；

所述过线衬套为大致C字型，套在所述主轴上，其C字型开口部的两个端面分别以与径向呈一定交角的方式倾斜；

在该过线衬套的内环处设有D型加工部，与主轴上所设的D型加工部对应地配合安装；

其中，所述轴承的外圈被固定于所述花鼓外壳的内壁，所述轴承的内圈被固定在所述主轴上；

以所述螺母主体的另一端侧与所述轴承的内圈相对的方式将螺母螺固于所述主轴上，使得所述轴承在所述主轴上沿轴向定位。

2.如权利要求1所述的车轮用花鼓，其特征在于，

所述花鼓外壳为呈无底碗状的端盖，所述轴承内嵌于端盖的碗底部内侧，所述法兰部的外径尺寸与所述端盖碗底部的内径尺寸相当。

3.如权利要求1所述的车轮用花鼓，其特征在于，还包括：

被固定于所述主轴上的定子组件，

被固定于所述花鼓外壳的内侧、在轴向上与所述定子组件位置相对应的转子组件，以及至少安装有用于将所述定子组件产生的交流电转换成直流电并输出的AC/DC转换模块的PCB电路板。

4.如权利要求3所述的车轮用花鼓，其特征在于，

所述主轴上沿轴向设有导线槽；

所述PCB电路板的输出导线被埋入所述导线槽，进而从所述螺母主体的圆筒孔中穿过后被引出到外部。

5.如权利要求4所述的车轮用花鼓，其特征在于，

所述过线衬套的C字型开口部的所述两个端面平行地朝同一方向倾斜，或相对于径向对称地呈敞口状地倾斜。

6.如权利要求5所述的车轮用花鼓，其特征在于，

所述PCB电路板的输出导线从所述螺母主体的圆筒孔中穿过后，沿所述主轴的径向向所述过线衬套的C字型开口部弯折，在通过该C字型开口部时被其至少一个端面引导走线方向。

7.如权利要求1所述的车轮用花鼓，其特征在于，

在所述法兰部上，所述通孔和/或盲孔沿周向均匀设置有多个。

8.一种车辆，其特征在于，包括：车轮，以及

安装于所述车轮处的如权利要求1至6的任一项所述的车轮用花鼓。