CN1485238A - 自行车用轮毂发电机 - Google Patents

Abstract

一种自行车用轮毂发电机，能够向电气安装件高效率地供给电力，并容易向电气安装件的配线。该轮毂发电机(1)具有轮毂轴(5)、轮毂体(6)、一对轴承(7)、(8)、发电机构(9)、以及自由轮(10)。轮毂轴装在自行车的车架上。轮毂体在轮毂轴的轴方向上延伸，在外周面上在轴方向上隔开间隔地形成一对轮毂凸缘(12a)、(12b)，并设置于轮毂轴的外周上。一对轴承用于相对于轮毂轴自由回转地支承轮毂体。发电机构设置于轮毂体与轮毂轴之间，通过两者的相对回转而发电。自由轮从轮毂体的后方看，设置于右侧的第1侧面上，在外周上不能回转地安装有多级齿轮(53)，相对轮毂体仅能传递自行车前进方向的回转。

Description

自行车用轮毂发电机

技术领域

本发明涉及一种轮毂发电机，特别是涉及一种在自行车的车轮中央部上设置的自行车用轮毂发电机。

背景技术

一般地，设置于自行车车轮中央部的轮毂具有可自由装卸且不可回转地安装在自行车的车叉(或车架)上的轮毂轴、可自由回转地安装在轮毂轴上的轮毂体、以及将轮毂体相对于轮毂轴可自由回转地支承的轴承。此外，轮毂体在其两端外周部上形成可固定车轮的辐条的一对轮毂凸缘。

在这种结构的自行车用轮毂中，将用作照明等用途的电源的发电机构组装在轮毂体内部的轮毂发电机早已公知。因此，在将发电机构组装到轮毂体内部时，与和车轮的轮圈接触类型的发电机相比，提高了发电效率并减少了车轮的回转损耗。以往的轮毂发电机由于以照明的用途为主，发电机构安装在前轮的前轮毂上。如此安装前轮毂时，与通常安装在自行车前部的车灯的配线距离会变短，容易向车灯供给电源。

正如上述，在前轮毂的内部组装发电机构的轮毂发电机最适于作为设置在车架前部的车灯的电源。但近来考虑到将轮毂发电机的电力向装载于自行车上的车灯以外的其他的电气安装件供给。在这种情况下，因电气安装件的位置，距前轮毂的距离变长，沿自行车的车架配线的配线长度会变长。例如，变速装置用的电气安装件等车灯以外的电气安装件很多设置于车架的中央部分等上。因此，在向车灯以外的电气安装件供给电力的场合，由前轮毂的发电机构供给电力时配线的长度变长。配线长度加长的话，配线电阻加大，产生电压下降，很难有效地将电力供给电气安装件。

并且，在自行车中，从车把到车架的中央部，配置有制动器或变速用的钢丝绳。为此，从前轮毂经过车架向电气安装件配线时，存在着配线与钢丝绳交错，很难进行配线的问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种能够向电气安装件有效地供给电力，并容易地进行向电气安装件配线的自行车用轮毂发电机。

发明1的自行车用轮毂发电机为设置在自行车的车轮中央部上的轮毂，具有轮毂轴、轮毂体、一对轴承、发电装置、自由轮。轮毂轴装在自行车的车架上。轮毂体在轮毂轴的轴方向上延伸，在外周面上在轴方向上隔开间隔地形成一对轮毂凸缘，并设置于轮毂轴的外周上。一对轴承用于相对于轮毂轴自由回转地支承轮毂体。发电装置设置于轮毂体与轮毂轴之间，通过两者的相对回转而发电。自由轮为从轮毂体的后方看设置于右侧的第1侧面上，在外周上不能回转地安装有多级齿轮，对于轮毂体仅能够传递自行车前进方向的回转。

在该轮毂发电机中，向设置于自由轮上的多级齿轮的任一个传递动力时，对于轮毂体仅传递前进方向的回转，轮毂体相对于轮毂轴回转。通过该回转使发电装置发电。在此，由于安装有能够安装多级齿轮的自由轮的轮毂发电机被设置在后轮上，对于车灯以外的大多设置于距后轮的距离比距前轮短的场所中的变速装置及其控制装置等电气安装件以较短的距离进行电力的供给，能够高效率地供给电力。此外，由于从后轮的轮毂配线的钢丝的根数少，通过从后轮的轮毂向电气安装件进行配线，容易进行电气安装件的配线。

发明2的自行车用轮毂发电机为在发明1所述的轮毂中，还具有设置在与轮毂体的前述第1侧面相反侧的第2侧面上，用于安装制动轮毂体的制动装置的制动装置安装部。在此场合，由于能够在轮毂体上安装不是对轮圈、而直接对轮毂直接制动的盘式制动或辊式制动器等轮毂制动器，可容易地对较高性能的自行车进行电装化。

发明3的自行车用轮毂发电机为在发明2所述的轮毂中，在制动装置安装部上，安装有作为制动装置的盘式制动器的制动器盘。在此场合，能够将高性能的盘式制动装置安装在轮毂发电机上。

发明4的自行车用轮毂发电机为在发明2所述的轮毂中，在制动装置安装部上，安装有作为制动装置的辊式制动器的制动器鼓。在此场合，能够将高性能的辊式制动装置安装在轮毂发电机上。

发明5的自行车用轮毂发电机为在发明1～4任一项所述的轮毂中，轮毂体具有在第1侧面上有可装配前述发电机构的开口的筒状壳本体，以及以覆盖开口的状态可自由装卸地安装在壳本体上的盖部件，自由轮安装在盖部件上，在此场合，由于自由轮可对于盖部件和壳本体装卸，使发电装置容易维护。

发明6的自行车用轮毂发电机为在发明5所述的轮毂中，前述壳本体具有以右螺纹状态与轮毂轴同心地形成在开口上的第1内螺纹部，盖部件具有与第1内螺纹部螺纹连接的第1外螺纹部，拧入固定于前述壳本体中，在此场合中，即使在走行时通过自由轮向盖部件作用力距，由于由紧固方向与走行方向相同的右螺纹将盖部件安装在壳本体上，螺纹不容易松弛。

发明7的自行车用轮毂发电机为在发明2～4任一项所述的轮毂中，轮毂体具有与第1侧面相反的第2侧面上具备可装配前述发电机构的开口的筒状壳本体，以及以覆盖前述开口的状态可自由装卸地安装在壳本体上的盖部件，制动装置安装部设置在前述盖部件上，在此场合中，由于盖部件设置于与自由轮相反一侧，能够将发电机构靠近在盖部件侧地设置。因此，自由轮侧的壳本体直径可以较小，能够减轻重量。

发明8的自行车用轮毂发电机为在发明7所述的轮毂中，壳本体具有以右螺纹状态与轮毂轴同心地形成在前述开口上的第2内螺纹部，盖部件具有与前述第2内螺纹部螺纹连接的第2外螺纹部。在此场合中，由于制动装置装卸部相对于盖部件及壳本体自由装卸，能够通过将制动装置安装部取出而进行发电装置的维修。此外，由于由右螺纹将盖部件连结到壳本体上，在制动时壳本体回转方向与螺纹方向相同，螺纹不容易松弛。

发明9的自行车用轮毂发电机为在发明7或8所述的轮毂中，壳本体具有形成于第1侧面侧并收纳发电装置的第1筒部，以及由第1筒部缩径形成的第2筒部。在此场合中，由于收纳发电装置以外的部分较细地形成，能够在提高美观的同时减轻重量。

发明10的自行车用轮毂发电机为在发明1～9任一项所述的轮毂中，发电装置具有设置于轮毂体的内周面上的永久磁铁，设置在永久磁铁的内周侧并固定在轮毂轴上的内侧固定组件。在此场合中，由于固定在轮毂轴上的内侧固定组件上连接有用于输出电力的配线，容易进行输出电力的配线。

发明11的自行车用轮毂发电机为在发明10所述的轮毂中，内侧固定组件具有设置在永久磁铁的内周侧的环状的线圈，和以包围线圈周围的状态设置的轭铁，其中该轭铁具有由设置在线圈的轴方向一侧的分别由多个板状的层叠片构成的多组第1层叠轭铁，以及由设置在线圈的轴另一侧的分别由多个板状的层叠片构成的多组第2层叠轭铁；多个板状层叠片分别具有从轴方向一侧或另一侧向相反侧延伸、设置于永久磁铁与线圈之间的轭铁外周部，以及与轭铁外周部电气结合、设置于线圈内周的轴方向一侧或另一侧的轭铁内周部；多组的第1及第2层叠轭铁以各自的轭铁内周部在轴方向面对，同时轭铁外周部在圆周方向交互定位的状态设置。

在此场合中，永久磁铁与轭铁外周部对抗，通过它们的相对回转在轭铁内周产生交变磁通。由此电流在线圈中流动而发电。具体为，在以第1层叠轭铁的轭铁外周部为N极、第2层叠轭铁的轭铁外周部为S极的状态和以第1层叠轭铁的轭铁外周部为S极、第2层叠轭铁的轭铁外周部为N极的状态之间交替接入，产生交变磁通。在发电时除交变磁通外，还生产涡电流。

该涡电流使发电效率降低，但由于在发电装置中，由多个板状层叠片构成轭铁，能够抑制涡电流的发生。即，在这种发电装置中，已知涡电流的发生与轭铁的厚度(板厚)的平方成反比地减少，通过轭铁由板状层叠片构成可使厚度减薄，能够抑制涡电流的发生。此外，在此由于将轭铁的圆周部在方向上对抗地设置，第1层叠轭铁与第2层叠轭铁分别通过轭铁的内周部磁性地直接连接，不需要用于连接两层叠轭铁的其他磁性体。并且，充分地加工出磁通通过两层叠轭铁之间的磁路截面积，能够避免磁性饱和。因此，能够大幅度地降低磁性电阻等损耗，提高输出效率，能够降低无负荷回转力距。

附图简述

图1为采用本发明一实施例的自行车的侧视图。

图2为本发明第1实施例的轮毂发电机的半剖视图。

图3为前述轮毂发电机的侧视图。

图4为线圈架的剖面侧视图及正视图。

图5为图4的部分放大图。

图6为线圈架及轭铁的部分立体图。

图7为线圈架及轭铁的正视图。

图8为层叠片的侧视图。

图9为层叠片的正视图。

图10为内侧固定装置的止转结构的剖面图。

图11为本发明第2实施例的与图2相当的视图。

图12为本发明第3实施例的与图2相当的视图。

发明的实施例

第1实施例

在图1中，采用了本发明第1实施例的自行车101具有包含前部的悬挂叉架98及后部的振动臂100的前后悬挂车架102，固定于悬挂叉架98上的把手104，由链条、脚蹬及拨链器等构成的驱动部105，安装在悬挂叉架98及振动臂100上、具有辐条99的前轮及后轮106、107，控制两拨链器及前后的悬挂装置的2个控制装置108、109。在后轮107上设置有轮毂发电机1。控制装置108设置在车架102的中央下部的吊架部附近。控制装置109具有显示部，并装在把手104上。来自轮毂发电机1的电力向控制装置108、109及通过控制装置108、109向拨链器及悬挂装置供给。

在图2中，本发明第1实施例的轮毂发电机1为设置在自行车后轮107上的后轮毂，轮毂轴5的两端部通过公知的、具有凸轮杆51、螺母52及在两端螺纹结合有杆及螺母51、52的连结轴53的快速释放机构50固定到车架102后部的振动臂100上，两轮毂凸缘12a、12b上连接固定有辐条99。

图2所示的轮毂发电机1与自行车的后轮107一同安装在振动臂100的后端。该轮毂发电机1具有两端固定在振动臂100后端部上的轮毂轴5，设置于轮毂轴5外周侧的轮毂体6，用于将轮毂体6相对于轮毂轴5自由回转地支承的一对轴承7、8，设置于轮毂体6与轮毂轴5之间、通过两者相对回转发电的发电机9，设置于轮毂体6的在图2右侧面的自由轮10，以及设置在轮毂体6的在图2左侧面上的制动器安装部11。

轮毂轴5为例如铬钼钢制成的筒状部件，共两端由快速释放机构50以能够容易地装卸的状态固定在振动臂100的后端部上。轮毂轴5在内部贯通有快速释放机构50的连结轴53，在外周面3处从左端依次形成外螺纹部5a～5c。外螺纹部5a为用于安装轴承7的滚珠推压件(后述)并且固定发电机构9的内侧固定组件(后述)的部分。外螺纹部5b为固定内侧固定组件的部分。外螺纹部5c为用于安装轴承8的滚珠推压件(后述)的部分。在轮毂轴5的左端部上，不能回转地安装有用于输出发电机电力的输出端子36。此外，在轮毂轴5的外周面上，从发电机构9安装部分朝向图2左端形成有用于通过输出电力用的连接软线35的软线通过槽5d。在夹隔软线通过槽5d地方式形成轮毂轴5的外螺纹部5a的外周面上，形成有相互平行的面加工部5e(图10)。

轮毂体6为例如重量轻的铝合金制成的部件，具有在图2的右侧面上有开口12f的筒状壳本体12、以覆盖壳本体12的开口12f的状态自由装卸地安装在壳本体12上的盖部件13。在壳本体12的外周面上形成在轴方向隔开间隔设置的一对轮毂凸缘12a、12b。壳本体12的开口12f具有能够组装发电机构9的大小，在其中，形成用于安装盖部件13的内螺纹部12g。

盖部件13为与在外周上具有与壳本体12的内螺纹部12g螺纹连接的外螺纹部13d的外筒部13a、隔开间隔地设置于外筒部13a的内周侧上的内筒部13b、连接两筒部13a、13b的连结部13c形成为一体的部件。在内筒部13b的内周面上，螺纹连接有用于连结自由轮10的连结螺栓44。

在壳本体12的在图2左端面上设置有制动器安装部11。在壳本体12的左端内周面上，可装卸地安装有用于覆盖与轮毂轴5的间隙的、例如合成树脂制成的罩部件19a。

在一对轮毂凸缘12a、12b上，在周方向上隔开间隔地分别等间隔地形成有例如16个辐条固定孔12d，12e。幅条固定孔12d与幅条固定孔12e在节距上错开一半节距地形成。

轴承7安装于壳本体12与轮毂轴5之间。轴承7具有设置在壳本体12的左端内周面上的滚珠座14a，螺纹连接在轮毂轴的外螺纹部5a上的滚珠推压件14b，以及在滚珠推压件14b与滚珠座14a之间与两者分别接触并转动的滚珠14c。轴承8设置于自由轮10与轮毂轴5之间。轴承8具有设置于自由轮10上的滚珠座15a、螺纹连接在轮毂轴5的外螺纹部5c上的滚珠推压件15b、在滚珠推压件15b与滚珠座15a之间与两者分别接触并转动的滚珠15c。在滚珠14c、15c的周围填充有润滑脂。

发电机构9具有固定在壳本体12上的永久磁铁16、固定在轮毂轴5上的内侧固定组件17。

永久磁铁16固定在壳本体12的内面上，由在圆周方向上等间隔分割的4个磁铁体构成。在该永久磁铁16上，等间隔交互地将N极与S极充磁，以分别与后述的轭铁外周部对抗。

内侧固定组件17具有环状线圈20、以包围线圈20的周围的状态设置的轭铁21。并且，这些线圈20及轭铁21以由一对螺母22a、22b夹持的状态固定在轮毂轴5上，同时在轴方向上被定位在与永久磁铁16相对面的位置关系上，其中，该一对螺母22a、22b在与形成于轮毂轴5的外周上的外螺纹部5a、5b螺纹连接。

线圈(绕组)20如图4所示地卷绕在线圈架25上。线圈架25如图4及作为图4的部分放大图的图5所示(图4、图5均将轭铁取出表示)，具有在外周上卷绕有线圈20的筒状的主体部26、形成于主体部26的轴方向两端部上的第1凸缘27及第2凸缘28。在第1及第2凸缘27、28中，在轴方向外侧的侧面上，形成大致放射状延伸的多个槽27a、28a。这些槽27a、28a在外周侧上以在轴方向看相互错开的状态即，以第2凸缘28的槽28a位于第1凸缘27相邻的2个槽27a之间的状态、或以在半径方向的大致中间部、两槽27a、28a在轴方向看部分重叠的状态、或以在内周侧上、两槽27a、28a的轴方向看几乎全部重叠的状态形成。并且，各槽27a、28a的外周侧一部分切有缺口以成为缺口部27b、28b。此外，在各凸缘27、28的外周面上，在未形成槽27a、28a的部分，如图5及作为图5的部分立体图的图6所示，形成从轴方向的内侧到外侧的既定长度的多个凹部27c、28c。此外，在图6中，为了便于说明，将一部分轭铁取出表示。

图7中示出了安装于线圈架25上的轭铁21，在图8及图9中只将轭铁21取出表示。该轭铁21如图6及图7所示，具有以嵌入线圈架25的第1凸缘27的槽27a中的状态安装的多组第1层叠轭铁30、和同样嵌入线圈架25的第2凸缘28的槽28a中的状态安装的多组第2层叠轭铁31。

各层叠轭铁30、31如图8及图9所示，通过将多个板状层叠片32层叠而成。各层叠片32由表面形成氧化膜的硅钢板(更详细地说为无方向性的硅钢板)形成。各层叠片32的基本形状相同，具有芯外周部32a、芯内周部32b、连结部32c。芯外周部32a设置成从连结部32c的一方的端部沿轮毂轴5的轴方向(图8中的O-O方向)延伸，为越向前端越细的形状。此外，芯内周部32b设置成从连结部32c的另一方端部同样地沿轴方向延伸。并且，这种层叠片32如图9所示，形成从轴方向上看，轭铁外周部32a与轭铁内周部32b位于不同的放射线上的状态。

此外，各层叠片32的厚度使用了0.25～1mm的层叠片，0.5mm的层叠片在成本上和性能上的利用价值较高。各层叠片32长度不同。即，各层叠轭铁30、31由8枚层叠片32构成，但在各层叠轭铁30、31中，如图9所示，最外侧的一对层叠片321、328内周侧的长度最短，其内侧的一对层叠片322、327稍长、进而其内侧的一对层叠片323、326再稍长、最内侧的一对层叠片424、325最长地形成。通过这样地设定长度，能够得到在圆周方向上相邻的层叠轭铁的内周部相互不接触，同时磁路的截面积最广的高效率的结构。

再者，如图6所示，在构成各层叠轭铁30、31的层叠片32中，位于圆周方向的两外侧的层叠片321、328形成芯外周部32a的长度与其他的层叠片相比大致短1/2左右。这是由于防止在圆周方向中相邻的层叠片321、328相互接近，抑制两者之间的磁通量泄漏的缘故。此外，各层叠轭铁30、31比两凸缘27、28向轮毂轴方向外方突出。

此外，由图8可知，各层叠片32的芯外周部32a与连结部32c连接部分的外侧(图8中P部分)不是为圆弧形状，而是形成锐角。因此，在该部分中与永久磁铁16的距离变近，与以往的由薄板压力机形成的轭铁相比较能够增加磁通量。

此外，以上的各层叠片32能够在第1层叠轭铁30及第2层叠轭铁31中通用。

将这种层叠片32层叠，嵌入到形成于线圈架25的各凸缘27、28上的槽27a、28a中。此外，各层叠片32的轭铁外周部32的前端部嵌入并保持于形成在线圈架25对面侧的凸缘27、28上的凹部27c、28c中。

由于这样的轭铁21，如图1所示，第1及第2层叠轭铁30、31的轭铁内周部32b位于线圈20的内周侧，轭铁外周部32a位于线圈20与永久磁铁16之间。此外，由图6及图1可知，第1层叠轭铁30与第2层叠轭铁31的轭铁内周部32b相互直接地连接。因此，不需要用于与将第1层叠轭铁30与第2层叠轭铁31连接的由其他磁性材料构成的部件，能够将阻碍抑制到得非常小。

此外，如图1所示，在用于固定线圈20及轭铁21的螺母22a、22b的在轭铁21侧，安装有垫片23a、23b。其中，垫片23a如图10所示，具有具备结合在轮毂轴5的面加工部5e上的相互平行的面的大致椭圆形的固定孔23c，以不能回转地固定到轮毂轴5上。此外，在垫片23a上，固定于第1层叠轭铁30的突出部分上的突起部23d通过冲压加工朝向第1凸缘27突出地形成。再者，在垫片23a上，用于通过从线圈20导出的连接软线35的窄缝23e在与固定孔23c的软线通过槽5d面对的位置向直径方向外方成切口地形成。

由此，由于垫片23a能够阻止内侧固定组件17相对于轮毂轴5回转，能够将从线圈20输出的连接软线35可靠地导引到软线通过槽5d中。该连接软线35通过轴承7的内周向轮毂体6外部引出，与设置在轮毂轴5上的输出端子36连结。

自由轮10如图2所示，具有不能回转地连接在轮毂体6的盖部件13的内周侧侧面上的基座部41、自由回转地安装在基座部41上的齿轮安装部42、设置于基座部41与齿轮安装部42之间的单向超越离合器43。

如前所述的基座部41，通过拧入内筒部13b内周面的筒状连结螺栓44而与内筒部13b相连结。连结螺栓44由头部固定基座部41。此外，内筒部13b与基座部41在连结螺栓44的外周侧通过设置在两者之间的连结部件45不能回转地连结着。在连结部件45的外周面上形成锯齿状件，连结部件45被压入形成于内筒部13b上的锯齿状件中。该压入的连结部件45的锯齿状件与形成在基座部41一端内周面上的锯齿状件啮合。由此，内筒13b与基座部41不能回转地牢固连结。

基座部41为筒状的部件，在此拧入轴承8的滚珠座15a中。滚珠座15a兼作支承齿轮安装部42的轴承的滚珠推压件。

此外，在基座部41上，自由起伏地安装有构成单向超越离合器的爪部件43a。单向超越离合器43为一种仅将安装于齿轮安装部42上的多级齿轮55(即脚蹬)的前进方向的回转向基座部41传递的同时，不将后轮107的前进方向的回转向多级齿轮55传递的离合器。爪部件43a通过弹簧部件43b向立起方向施力。爪部件43a在齿轮安装部件42向前进方向回转时，与形成于齿轮安装部42的内周面上的棘轮齿43c啮合，从齿轮安装部42向基座部41传递回转。

齿轮安装部42为筒状的部件，在外周上自由装卸并不能回转地安装有多级齿轮55。在齿轮安装部42的右端内周面上，可装卸地安装有用于覆盖与轮毂轴5的间隙的例如合成树脂制成的罩部件19b。

制动器安装部11由用于将盘形制动装置55的制动器盘55a定心安装的环状突起部11a、在突起部11a的直径方向外方以垂直于轮毂轴5设置而成的安装面11b、由在回转方向上隔开间隔地形成于安装面11b上的螺栓56安装制动器盘55a的6个螺纹孔11c构成。

以下，对轮毂发电机1的动作进行说明。

登踏自行车的脚蹬时，通过链条将齿轮曲柄的回转向多级齿轮55传递，使齿轮安装部42回转。该回转通过单向超越离合器43向基座部41传递，使轮毂体6回转，后轮107向前进方向回转。在走行中停止脚蹬的蹬踏时，单向超越离合器43分离，即使后轮107向前进方向回转，其回转也不向齿轮安装部42传递，齿轮曲柄不回转。但轮毂轴5与轮毂体6相对回转。

后轮107即轮毂体6相对于轮毂轴5回转时，永久磁铁16相对于固定在轮毂轴5上的内侧固定组件17回转。因此，永久磁铁在线圈20及轭铁21的轭铁外周部32a的外周侧上回转。

在此，第1层叠轭铁30的轭铁外周部32a与第2层叠轭铁31的外周部32a在一方接受来自永久磁铁16的N极的磁通供给时，另一方接受S极的磁通供给，一方接受来自永久磁铁16的S极的磁通供给时，另一方接受N极的磁通供给。即通过永久磁铁16在第1及第2层叠轭铁30、31的轭铁外周部32a的外周侧上回转，在以第1层叠轭铁30为N极、第2层叠轭铁31为S极的第1状态及以第1层叠轭铁30为S极、第2层叠轭铁31为N极的第2状态之间反复，在磁性地连结两者30、31的两层叠轭铁30、31的轭铁内周部32b中产生交变磁通。由于在该线圈20的内侧产生的交变磁通，在线圈20中产生电流，以进行发电。

在该实施例的轮毂发电机1中，由于轭铁21为将板状的层叠片32层叠而成，与以往的通过薄板冲压机成形的结构的情况相比较，能够抑制涡电流的发生。

此外，如本实施例那样，在凸极结构中，如果仅单纯地将轭铁部分置换为层叠结构，为了连接对面的轭铁，需要其他的磁性材料，因此会增加磁阻，降低效率。但是，在本实施例中，由于对轭铁的形状进行改进，相对的第1及第2层叠轭铁的内周侧部分能够相互直接地连接，不需要用于连接第1及第2层叠轭铁的其他部件，同时能够保证通过磁通所需要的充分的截面积。因而，能够使磁阻非常小，可提高效率。

发出的电力通过输出端子36向例如控制装置108、109及前后的拨链器及悬挂装置等电气安装件供给。在此，由于轮毂发电机设置于后轮107上，对于车灯以外的距后轮的距离较短的电气安装件以短距离进行电力的供给，能够高效地供给电力。此外，由于从后轮107的轮毂配线的钢丝缆的根数少，通过从后轮的轮毂向电气安装件进行配线，容易进行电气安装件的配线。

第2实施例

在前述第1实施例中，例示了具有快速释放机构50的轮毂发电机，但如图11所示，本发明也能适用于通常由螺母150、151安装在车架202后部202a的轮毂发电机中。此外，在第2实施例中，制动器安装部211与拧入方式固定盖部件213的壳本体212为不同部件，压入并固定于壳本体212上，并且定心于辊式制动器155的制动器鼓155a地安装。

在图11中，轮毂发电机201的轮毂轴205为在外周形成外螺纹部205a～205d的棒状部件。轮毂轴205上固定发电机构9的内侧固定组件17。外螺纹部205a与图10右侧的螺母150、防松螺母215d及滚珠推压件215b螺纹连接。外螺纹部205b、205c与保持发电机构9的内侧固定组件17的螺母222a、222b螺纹连接。外螺纹部205d与螺母150及防松螺母214及滚珠推压件214b螺纹连接。此外，在轮毂轴205上从内侧固定组件17安装部分朝向图2的左端地形成有贯通输出电力用的连接软线235的软线贯通孔205e。

安装有自由轮10及永久磁铁16的轮毂体206为大致与第1实施例相同的形状，但在制动装置部211的安装结构的构成上与第1实施例不同。即，在壳本体212的图10左端面上，在内周面上形成用于防止制动器安装部211回转的形成锯齿状件的安装凹部212h，同时在内周面上形成压入制动器安装部211的压入孔212i。

制动器安装部211为具有大小两级的外周部211a、211b的台阶筒状部件。为了使制动器安装部211兼作轴承207的滚珠座214a，具有作为轴承207的功能，将小直径外周面211b无晃动地压入固定在壳本体212中。此外，在大直径外周面211a上形成与安装凹部212h啮合的锯齿状件211c，并在左端形成不能回转地固定制动器鼓155a的锯齿状件212d。

连接软线235从轮毂轴205的左端侧外部以倾向法弯曲输出。在轮毂轴205左端上安装的螺母150上，形成向左端侧突出的末端加宽的固定筒部150a。在该固定筒部150a上可360度回转地安装有用于保护连接软线235的弯曲部分的合成树脂保护罩240。由于由该保护罩240保护了连接软线235，使在倾倒等情况下连接软线235不易断线。此外，由于保护罩240可自由回转，在装到自行车的车架上时，不限定连接软线的输出方向，能够与各种车架相对应。

第3实施例

在前述2个实施例中，在自由轮10安装侧上轮毂体6、206开口，但如图12所示，也可在制动器安装部311侧将轮毂体306开口。

在图12中，轮毂发电机301的轮毂轴305与轮毂轴5具有大致同样的形状。在轮毂轴305上，固定着发电机构9的内侧固定组件17。

轮毂体306具有壳本体312、拧入固定在壳本体312的图11左端面上的盖部件313。壳本体312具有左轮毂壳体312a和右轮毂壳体312b，其中左轮毂壳体312a具有带有轮毂凸缘312c的大小2段的外周面，右轮毂壳体312b具有轮毂凸缘312d。在左轮毂壳体312a的左端面上，形成装配发电机构9的多功能开口312g，在开口312g中，形成用于拧入固定盖部件313的右螺纹的内螺纹部312h。此外，在左轮毂壳体312a的左端侧内周面上固定有发电机构9的永久磁铁16。左轮毂壳体312a的永久磁铁16安装部分再向右侧为了减轻重量被收缩直径。在该收缩直径的部分的右端上压入右轮毂壳体312b并阻止其回转。在右轮毂壳体312b的右端面上形成有凹部312e，该凹部312e在内周面上形成有用于安装自由轮10的锯齿状件。此外，在内周面上，形成拧入连结螺栓44的内螺纹部312f。该自由轮10的安装构造与前述实施例大致相同。

盖部件313为大致筒状的部件，在左端面上设置有制动器安装部311。此外，在外周面上形成与内螺纹部312h螺纹连接的右螺纹的外螺纹部313a。制动器安装部311大致与制动器安装部11具有同样的结构，是盘制动器的制动器盘能定心安装的结构。在盖部件313上安装有轴承307的滚珠座314a。

自由轮10由连结螺栓44连结在右轮毂壳体312b上。该安装构造与前述实施例相同。

在这样的实施例中，在轮毂体306的右侧设置开口312g，在其上安装设置有制动器安装部311的盖部件313。由于该盖部件由右螺纹拧入轮毂体306固定，在制动时也使轮毂体306向螺纹紧固方向回转，螺纹不容易松动。

根据本发明，由于安装有能够安装多级齿轮的自由轮的轮毂发电机被设置在后轮上，对于车灯以外的大多设置于距后轮的距离比距前轮短的场所中的变速装置及其控制装置等电气安装件，可以较短的距离进行电力的供给，能够高效率地供给电力。此外，由于从后轮的轮毂配线的钢丝缆的根数少，通过从后轮的轮毂向电气安装件进行配线，容易进行电气安装件的配线。

Claims (11)

1.一种自行车用轮毂发电机，设置在自行车的车轮中央部上，具有安装于自行车车架上的轮毂轴；

在所述轮毂轴的轴方向上延伸，在外周面上在轴方向上隔开间隔地形成一对轮毂凸缘，设置于所述轮毂轴的外周上的轮毂体；

用于相对于所述轮毂轴自由回转地支承所述轮毂体的一对轴承；

设置于所述轮毂体与所述轮毂轴之间，通过两者的相对回转发电的发电装置；

从后方看设置于所述轮毂体的右侧的第1侧面上，可在外周上不能回转地安装有多级齿轮，对于所述轮毂体仅能传递所述自行车前进方向的回转的自由轮。

2.按照权利要求1所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，还具有设置在与所述轮毂体的所述第1侧面相反侧的第2侧面上，用于安装制动所述轮毂体的制动装置的制动装置安装部。

3.按照权利要求2所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，在所述制动装置安装部上，安装有作为所述制动装置的盘式制动器的制动器盘。

4.按照权利要求2所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，在所述制动装置安装部上，安装有作为所述制动装置的辊式制动器的制动器鼓。

5.按照权利要求1～4任一项所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述轮毂体具有在所述第1侧面上有可装配所述发电机构的开口的筒状壳本体，以及以覆盖所述开口的状态可自由装卸地安装在所述壳本体上的盖部件，所述自由轮安装在所述盖部件上。

6.按照权利要求5所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述壳本体具有以右螺纹状态与所述轮毂轴同心地形成在所述开口上的第1内螺纹部，所述盖部件具有与所述第1内螺纹部螺纹连接的第1外螺纹部，拧入并固定于所述壳本体中。

7.按照权利要求2～4任一项所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述轮毂体具有在与所述第1侧面相反的第2侧面上具备可装配所述发电机构的开口的筒状壳本体，以及以覆盖所述开口的状态可自由装卸地安装在所述壳本体上的盖部件，所述制动装置安装部设置在所述盖部件上。

8.按照权利要求7所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述壳本体具有以右螺纹状态与所述轮毂轴同心地形成在所述开口上的第2内螺纹部，所述盖部件具有与所述第2内螺纹部螺纹连接的第2外螺纹部。

9.按照权利要求7或8所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述壳本体具有形成于所述第1侧面侧并收纳所述发电装置的第1筒部，以及由所述第1筒部缩径形成的第2筒部。

10.按照权利要求1～9任一项所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述发电装置具有设置于所述轮毂体的内周面上的永久磁铁；

设置在所述永久磁铁的内周侧并固定在所述轮毂轴上的内侧固定组件。

11.按照权利要求10所述的自行车用轮毂发电机，其特征为，所述内侧固定组件具有设置在所述永久磁铁的内周侧的环状线圈，和以包围所述线圈周围的状态设置的轭铁，其中该轭铁具有由设置在所述线圈的轴方向一侧的分别由多个板状的层叠片构成的多组第1层叠轭铁，以及由设置在所述线圈的轴另一侧的分别由多个板状的层叠片构成的多组第2层叠轭铁；所述多个板状层叠片分别具有从轴方向一侧或另一侧向相反侧延伸、设置于所述永久磁铁与线圈之间的轭铁外周部，以及与所述轭铁外周部磁性结合、设置于所述线圈内周的轴方向一侧或另一侧的轭铁内周部；多组的所述第1及第2层叠轭铁以各自的所述轭铁内周部在轴方向面对，并且所述轭铁外周部在圆周方向交互定位的状态设置。

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