CN1175533A - 自行车用发电装置以及把该装置装设到自行车上去之方法, - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自行车用发电装置,包括一个定子和一个转子、该定子和转子都呈圆环形,并被同轴地安装在自行车的轮轴上,且处于车轮的轴壳及轮叉之间。其特征在于:上述定子被安装在轮轴上或者被安装在轮叉上;上述转子与轴壳作固定,该转子的旋转中心与自行车轮的旋转中心相一致;在上述转子与上述轴壳之间设置一转动传动部件,使该转动力传动部件与转子和定子都形成摩擦配合,从而把来自轴壳的转动力传动给转子。

Description

自行车用发电装置以及 把该装置装设到自行车上去之方法

本发明涉及一种自行车用发电装置以及把该装置装设到自行车上去之方法。自行车上通常装有一发电装置，它通过自行车轮的转动来发电从而把电供给至自行车的照明装置。日本特许公开第63-502652号公报和日本实用新案公告第1-23900号公报都已提出了一种被装设在自行车轮轴上的发电装置。

日本特许公开第63-502652号公报所提出的自行车用发电装置包括，主要由一线圈构成的定子，和主要由一磁铁构成的转子。该定子和该转子通过一轴承来被结合成一体。更具体地说，定子是被固定在自行车的轮叉上，而转子是被固定在自行车的辐条上。当自行车在行驶时，车轮的旋转将促使转子转动，从而使得发电装置发电。

日本实用新案公告第1-23900号公报所提出的自行车发电装置也包括一定子和一转子，两者也通过一轴承来被结合成一体。具体地说，定子是被固定在自行车的轮轴上，而转子是被固定在轴壳上。该轴壳相对于轮轴可作自由旋转，并在其上固定有数根辐条。当自行车在行驶时，车轮的旋转将促使转子转动，从而使得发电装置发电。

然而，在日本特许公开第63-502652号公报所提出的自行车用发电装置中，由于转子是被固定在辐条(细的线条材料)上的，转子的固定强度比较弱，因而使得转子容易从辐条上脱落下来。

另一方面，在日本实用新案公告第1-23900号公报所提出的自行车发电装置中，虽然转子需要被固定在轴壳上，但是由于有些自行车具有一些特殊的规格，所需的这种固定往往难以实现。例如，自轴壳至轮叉的距离会因为自行车的类型不同而不同。在一些极端的情况下，因为自轴壳至轮叉的距离太大或太小，而造成自行车用发电装置不能够被安装在自行车的轮轴上。

本发明的目的是要提供一种改进了的自行车用发电装置以及将该发电装置装设到自行车上去的方法，从而解决上述现有技术中所存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种自行车用发电装置，包括一个定子和一个转子，该定子和转子都呈圆环形，并被同轴地安装在自行车的轮轴上，且处于车轮的轴壳与轮叉之间，其特征在于：上述定子被固定在轮轴上或者被固定在轮叉上；上述转子与轴壳作固定，该转子的旋转中心与自行车轮的旋转中心相一致；在上述转子与上述轴壳之间设置一转动力传动部件，使该转动力传动部件与转子和定子都形成摩擦配合，从而把来自轴壳的转动力传动给转子。

再者，在上述自行车用发电装置中，设置有一种辅助的转动力传动机构，用来辅助性地将来自轴壳的转动力传动给转子。

此外，在上述自行车用发电装置中，一块或数块隔片被设置在转子与转动力传动部件之间，一块或两块隔片与转子和转动力传动部件作摩擦配合。

根据本发明的另一个方面，又提供了一种把自行车用发电装置装设到自行车上去的方法，在该方法中，包括环形定子和环形转子的自行车用发电装置被同轴地装设在自行车轮轴上，且处于轴壳与轮叉之间，其特征在于该方法包括：把一转动力传动部件套设在轮轴上，该转动力传动部件用来把来自轴壳的转动力传动给转子；把上述自行车用发电装置套设在轮轴上；把上述环形定子固定在轮轴上或者固定在轮叉上；在轮轴的一端螺紧一螺帽，从而使上述转子与转动力传动部件作摩擦配合。

再者，上述方法包括：设置一种辅助的转动力传动机构，用来辅助性地将来自轴壳的转动力传动给转子。

此外，上述方法还包括：一块或数块隔片被设置在转子与转动力传动部件之间，一块或两块隔片与转子和转动力传动部件作摩擦配合。

本发明的上述目的及其特征可通过以下的详细说明和对附图的参考来加以进一步理解。

图1系一剖面图，显示了根据本发明之第1实施例的自行车用发电装置。

图2系一分解了的侧视图，显示了根据本发明之第2实施例的自行车用发电装置。

图3a系一正面图，显示了被使用在图2所示之发电装置中的隔块。

图3b系一剖面图，显示了图3a的隔块。

图3c系一背面图，显示了图3a的隔块。

图4a系一分解图，显示了根据本发明之第3实施例的自行车用发电装置。

图4b系一说明图，显示了图4a所示发电装置的一部分。

图4c系一透视图，显示了在图4a的自行车用发电装置中所使用的一系合部件。

图5系一透视图，显示了根据本发明之第4实施例的自行车用发电装置的一部分。

图6a系一侧视图，显示了根据本发明之第5实施例的自行车用发电装置。

图6b系一正面图，显示了图6a的自行车用发电装置。

图7a系一侧视图，显示了根据本发明之第6实施例的自行车用发电装置。

图7b系一正面图，显示了图7a的自行车用发电装置。

图8a系一正面图，显示了根据本发明之第7实施例的自行车用发电装置。

图8b系一侧视图，显示了图8a的自行车用发电装置。

图8c系一正面图，显示了被使用在图8a的自行车用发电装置中的一连接部件。

图9系一分解图，显示了本发明的自行车用发电装置的装配情形。

参照图1，根据本发明之第1实施例的自行车用发电装置，被设置在自行车的轮叉1a与轴壳2之间。这里，发电装置包括一环形转子3和一环形定子4。环形定子4被收容在环形转子3的内部环形空间中。具体地说，转子3包括一转子壳体6，该壳体6具有一个可让轮轴1通过的中心孔5。转子壳体6的一面(图中的左侧)是敞开的。一环形磁铁7被固定在转子壳体6的内周面上。转子3被套设在轮轴1上，并且它可自由地围绕着轮轴1旋转。上述中心孔5的内周面是用一种树脂材料(例如聚酰胺树脂)制成的，用该材料制成的表面具有所需的滑动性，因此该中心孔5具有轴承之作用。

转子3与轴壳2相固定，并且使转子3的旋转中心与轮轴1的旋转中心相一致。尤其是，用弹性材料制成且具有环形形状的旋转力传动部件13被挤压在转子3与轴壳2之间，于是，来自轴壳2的旋转驱动力可通过部件13被传动至转子3。更具体地说，旋转力传动部件13具有一中心孔14，轮轴1通过该中心孔14。部件13的一端面与轴壳2的边缘部分15相紧密接触，部件13的另一端面与转子壳体6相紧密接触。这里，旋转力传动部件13可用橡胶例如正丁二烯橡胶来制成。

定子4包括一线圈10和包围住该线圈10的金属套架9。该金属套架9具有一中心孔11，轮轴1通过该中心孔11。事实上，套架9被固定在轮轴1上，从而它不会绕轮轴1转动。

在转子3和定子4之间装有一轴承8，所以转子3可自由地围绕着定子4转动。实际上，轴承8包括一被固定在金属套架9上的轴承盖9a和被固定在转子壳体上的轴承盖6a。

参照图1，在把旋转力传动部件13、发电装置(包括转子3和定子4)、和轮叉1a装设到轮轴1上去之后，一螺帽12被紧固在轮轴的一端。这样一来，轮叉1a和定子4可被同时紧固在轮轴1上，转子3与部件13连成一体。于是，转子3可与轴壳2和部件13一起自由地在轮轴1上旋转，而定子4则保持不动。

从以上的说明可以得知，由于旋转力传动部件13被设置在转子3与轴壳2之间，即使自行车上轴壳2与轮叉1a之间的距离会因为自行车种类的不同而不同，通过使用具有足够弹性的部件13来吸收尺寸上的差异，该发电装置(3，4)就可被容易地安装在各种类型的自行车上。

再者，由于具有足够弹性的部件13被设置在转子3和轴壳2之间，来自车轮的振动可被部件13所吸收。于是，如此安装的发电装置(3，4)可免于因振动所引起的破坏。

图2显示了根据本发明第2实施例的自行车用发电装置，它适合于使用在轴壳2与轮叉(未图示)之间的距离为较大的自行车上。如图2所示，2块隔块(16，16)被设置在旋转力传动部件13与发电装置(3，4)之间。隔块16的数量可根据轴壳2和轮叉之间的实际距离来定。

如图3a-3c所示，每个隔块16都呈环形。数个凹部17被形成在隔块16一侧的圆周上。数个凸部18被形成在隔块16另一侧的圆周上。每个凸部18与每个凹部17相对应。这里，每个隔块16可在挤出成形机中用树脂来形成。

参照图2，每一隔块16被装设到轮轴1上去，同时使凸部18朝向部件13。以这种方式，在旋转力传动部件13、两块隔块(16，16)、发电装置(3，4)和轮叉(未图示)被装设到轮轴1上去之后，一螺帽12被紧固在轮轴1的端部。这时，第1块隔块16之凸部18被一定程度上嵌入弹性部件13，而第2块隔块16的凸部18则被嵌入第1块隔块16的凹部17。所以，来自轴壳2的旋转运动就会通过部件13和隔块(16，16)被有效地传动至转子3。此外，转子壳体6的外部端面上也可以形成与上述凸部18相同的凸部，从而这些凸部可被嵌入第2块隔块16的凹部17。由于转子壳体6可在与上述同样的注塑成形机中采用同样的树脂来形成，于是就能够容易地在转子壳体6的外部端面形成所需的凸部。

图4a-4c显示了根据本发明第3实施例的自行车用发电装置。如图4a所示，一凸形系合件21被固定在转子壳体6的外部端面上。该凸形系合件21具有一被固定在转子壳体6上的支持部22，还具有一形成在支持部22上的突起部23。另一方面，如图4b所示，一凹形系合件24被固定在车轮的两辐条20，20(被固定在轴壳2上的)之间。参照图4c，该凹形系合件24是通过在金属底板上贴上一块橡胶块26来形成的，橡胶块26具有一中心孔27，用来接受上述凸形系合件21的突出部23。再者，该凹形系合件24具有一对孔28，28。当该凹形系合件24被固定在车轮的两辐条20，20之间时，橡胶块26受到推压从而被嵌入两辐条20，20之间。然后，当凸形系合件21上的两个孔(未图示)与凹形系合件24上的两个孔28，28相对准时，相应的螺丝可被插入这些孔，再在每一螺丝的端部紧固一螺帽，从而把凸形系合件21和凹形系合件24紧固在一起。

这里，通过凸形系合件21和凹形系合件24的相互系合，可形成一种辅助的旋转力传动机构，它能给出至少以下的效果。即：旋转力传动部件13会给出太大或太小的弹性力，这有时候会使得转子3难以从轴壳2获得所需的旋转力。为了避免该问题，首先按照图4的要求提供凸形系合件21和凹形系合件24。按照这种方式，通过凸形系合件21和凹形系合件24的相互系合，来自轴壳2的旋转力可被有效地传动至转子3。事实上，与上述现有技术(日本实用新案公告第1-23900号，其中转子3和轴壳2被直接结合在一起，而不使用凸形系合件21和凹形系合件24)相比较，转子3和轴壳2能够被更牢固且稳定地结合在一起。

在图4所示的实施例中，由于来自轴壳2的旋转力被传动至转子3，不仅是通过旋转力传动部件13来进行的，而且还是通过上述凸形系合块21与上述凹形系合块24之系合来实现的，于是就能够消除振动和噪声(当旋转力从轴壳2传动至转子3时有可能发生的)。

再者，转子3和轴壳2之间的结合强度也要超过上述现有技术(日本实用新案公告第1-23900号)。

图5显示了本发明的第4实施例。如图5所示，一凸形系合块21a被固定在2根辐条20，20之间。由两块条板30，30构成的一凹形系合块24a被固定在转子3上。凸形系合块21a和凹形系合块24a之间的结合，形成了辅助的旋转力传动手段，可按照与上述第3实施例相同的被使用，从而获得与上述第3实施例相同的效果。

图6a和图6b显示了本发明的第5实施例。如图6a和图6b所示，具有特别形状的部件23b被固定在转子3的外部端面上。该部件23b具有如图6b所示的特殊形状，于是形成了一系合块21b。再如图6b所示，系合块21b被嵌入在两辐条20，20之间。图6a和图6b中所示的实施例的其他部分与上述第3实施例相同，从而获得与上述第3实施例相同的效果。

图7a和图7b显示了本发明的第6实施例。如图6a和图6b所示，辅助旋转力传动手段19c具有一对板片32，32，这一对板片32，32的一端被固定在转子3的外部端面，它们的另一端被固定在两根辐条20，20之间。

如图7所示，每一块板片32可具有一定的弯度，于是，板片32，32可被容易地固定在转子3的外部端面上，而不必考虑轴壳2与转子3之间的距离之大小。图7a和图7b中所示的实施例的其他部分与上述第2和第3实施例相同，从而获得与上述第2和第3实施例相同的效果。

图8a-8c显示了本发明的第7实施例。如图8a-8c所示，一系合块33被固定在转子3的外部端面。如图3c所示的连接件34，一方面使其两端部分别与两根辐条20，20相连接，另一方面使其下部与系合块33相连接。该连接件34用金属线制成且具有基本上为”U”字形的结构。当连接件34的两端部被形成如图8c所示的形状后，该连接件34就能够通过其端部被容易地连接到两根辐条20，20上。当连接件34要被连接到系合块33上去时，有必要对系合块33作变形处理，从而使连接件34的下端部被压入系合块33。以这种方式，系合块33和连接件34共同形成了辅助的旋转力传动手段19d。图8a-8c中所示的实施例的其他部分与上述第3实施例相同，从而获得与上述第3实施例相同的效果。

为把上述发电装置装设到自行车上去的方法将在以下描述。

首先，把螺帽12从轮轴1上拧下。然后，再把轮叉1a  拆下。接着，把具有弹性的旋转力传动部件13套设到轮轴1上去(使轮轴1通过部件13的中心孔)。在需用隔块的场合下，所需数量的隔块16按照与部件3同样的方式被套设到轮轴1a上。之后，转子3和定子4被套设到轮轴1a上(使轮轴1通过转子3的中心孔5和定子4的中心孔11)。在需要使用辅助的旋转力传动机构的情况下，该辅助传动机构将被固定在转子壳体6和辐条20上。在上述辅助传动机构被固定好之后，或者在上述辅助传动机构为不需要被设置的情况之下，轮叉1a就被装设到轮轴1上去。最后，把螺帽12固紧在轮轴1的一端之后，旋转力传动部件13就会处于被压缩的情形，来自轴壳2的旋转力就能被有效地传动至转子3。

参照图9，为了更容易地将自行车用发电装置装设到自行车上去，一隔块16和一旋转力传动部件13可被加工成如图所示的特殊形状。即：转子壳体6的内周面上形成有复数个凹部35。隔块16的外周面上形成有复数个突起部36。旋转力传动部件13的外周面上形成有复数个突起部37。在装配的过程中，隔块16的突起部36和旋转力传动部件13的突起部37都可被系合到转子壳体6的凹部35中。与此同时，隔块16的突起部18(图3b)被系合到传动部件13的凹部(未图示)。于是，转子壳体6、隔块16和旋转力传动部件13被结合成一体。

再者，可以有几种不同厚度的隔块16，于是在装配厚度方面可作微细的调整。此外，不同厚度的隔块16之突起部36可以具有不同的形状。又，转子壳体6的凹部35也涉及几种不同的形状，每一种形状的凹部以相等的间隔被排列在转子壳体6的内周面上。如果具有所需厚度的隔块16被选择，并且其突出部36仅仅与所选的凹部35相结合，整个装配过程将会更为简化。

此外，在如图9所示，转子壳体6上的凹部35具有不同的深度，每一种深度的凹部以相等的间隔被排列在转子壳体6的内周面上。通过把隔块16的突起部36结合到所选深度的凹部35，旋转力传动部件13将会处于最佳的压缩状态。另外，旋转力传动部件13使其一个端面(朝着轴壳2的面)用弹性材料制成，而另一个端面用塑料材料制成。

在装配过程中，自轴壳2的凸缘部分15至轮轴1的外端之距离被事先测定，于是可根据所测定的结果来选择具有合适厚度的隔块16，所以就能够使得旋转力传动部件13处于最佳的压缩状态。

本发明的最佳实施例已描述如上，但是应该理解，上述所公开的内容是为了对本发明作一种说明，而不是对本发明作一种限制。而且同行业者可在所附的权利要求所规定的发明范围之内作出各种改变和改进。

Claims (6)

1.一种自行车用发电装置，包括一个定子和一个转子，该定子和转子都呈圆环形，并被同轴地安装在自行车的轮轴上，且处于车轮的轴壳与轮叉之间，其特征在于：

上述定子被固定在轮轴上或者被固定在轮叉上；

上述转子与轴壳作固定，该转子的旋转中心与自行车轮的旋转中心相一致；

在上述转子与上述轴壳之间设置一转动力传动部件，使该转动力传动部件与转子和定子都形成摩擦配合，从而把来自轴壳的转动力传动给转子。

2.根据权利要求1所述的自行车用发电装置，其特征在于：设置一种辅助的转动力传动机构，用来辅助性地将来自轴壳的转动力传动给转子。

3.根据权利要求1所述的自行车用发电装置，其特征在于：一块或数块隔片被设置在转子与转动力传动部件之间，一块或两块隔片与转子和转动力传动部件作摩擦配合。

4.一种把自行车用发电装置装设到自行车上去的方法，在该方法中，包括一环形定子和一环形转子的自行车用发电装置被同轴地装设在自行车轮轴上，且处于轴壳与轮叉之间，其特征在于该方法包括：

把一转动力传动部件套设在轮轴上，该转动力传动部件用来把来自轴壳的转动力传动给转子；

把上述自行车用发电装置套设在轮轴上；

把上述环形定子固定在轮轴上或者固定在轮叉上；

在轮轴的一端螺紧一螺帽，从而使上述转子与转动力传动部件作摩擦配合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：设置一种辅助的转动力传动机构，用来辅助性地将来自轴壳的转动力传动给转子。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：一块或数块隔片被设置在转子与转动力传动部件之间，一块或两块隔片与转子和转动力传动部件作摩擦配合。

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