1244450 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種輪轂發電機，特別是涉及一種在自行 車的車輪中央部上設置的自行車用輪轂發電機。 【先前技術】
一般地，設置於自行車車輪中央部的輪轂具有可自由 裝卸且不可回轉地安裝在自行車的車叉（或車架）上的輪 轂軸、可自由回轉地安裝在輪轂軸上的輪轂體、以及將輪 轂體相對於輪轂軸可自由回轉地支承的軸承。此外，輪轂 體在其兩端外周部上形成可固定車輪的輻條的一對輪轂凸 緣0
在這種結構的自行車用輪轂中，將用作照明等用途的 電源的發電機構組裝在輪轂體內部的輪轂發電機早已公知 。因此，在將發電機構組裝到輪轂體內部時，與和車輪的 輪圈接觸類型的發電機相比，提高了發電效率並減少了車 輪的回轉損耗。以往的輪轂發電機由於以照明的用途爲主 ，發電機構安裝在前輪的前輪轂上。如此安裝前輪轂時， 與通常安裝在自行車前部的車燈的配線距離會變短，容易 向車燈供給電源。 正如上述，在前輪轂的內部組裝發電機構的輪轂發電 機最適於作爲設置在車架前部的車燈的電源。但近來考慮 到將輪轂發電機的電力向裝載於自行車上的車燈以外的其 他的電氣安裝件供給。在這種情況下，因電氣安裝件的位 -4- (2) 1244450 置，距前輪轂的距離變長，沿自行車的車架配線的配線長 度會變長。例如，變速裝置用的電氣安裝件等車燈以外的 電氣安裝件很多設置於車架的中央部分等上。因此，在向 車燈以外的電氣安裝件供給電力的場合，由前輪轂的發電 機構供給電力時配線的長度變長。配線長度加長的話，配 線電阻加大，產生電壓下降，很難有效地將電力供給電氣 安裝件。
並且，在自行車中，從車把到車架的中央部，配置有 制動器或變速用的鋼絲繩。爲此，從前輪轂經過車架向電 氣安裝件配線時，存在著配線與鋼絲繩交錯，很難進行配 線的問題。 【發明內容】 本發明的目的是，提供一種能夠向電氣安裝件有效地 供給電力，並容易地進行向電氣安裝件配線的自行車用輪
轂發電機。 發明1的自行車用輪轂發電機爲設置在自行車的車輪 中央部上的輪轂，具有輪轂軸、輪轂體、一對軸承、發電 裝置、自由輪。輪轂軸裝在自行車的車架上。輪轂體在輪 轂軸的軸方向上延伸，在外周面上在軸方向上隔開間隔地 形成一對輪轂凸緣，並設置於輪轂軸的外周上。一對軸承 用於相對於輪轂軸自由回轉地支承輪轂體。發電裝置設置 於輪轂體與輪轂軸之間，通過兩者的相對回轉而發電。自 由輪爲從輪轂體的後方看設置於右側的第1側面上，在外 -5 - (3) 1244450 周上不能回轉地安裝有多級齒輪，對於輪轂體僅能夠傳遞 自行車前進方向的回轉。 ， 在該輪轂發電機中，向設置於自由輪上的多級齒輪的 任一個傳遞動力時，對於輪轂體僅傳遞前進方向的回轉， 輪轂體相對於輪轂軸回轉。通過該回轉使發電裝置發電。 在此’由於安裝有能夠安裝多級齒輪的自由輪的輪轂發電 機被設置在後輪上，對於車燈以外的大多設置於距後輪的 距離比距前輪短的場所中的變速裝置及其控制裝置等電氣 安裝件以較短的距離進行電力的供給，能夠高效率地供給 電力。此外，由於從後輪的輪轂配線的鋼絲的根數少，通 過從後輪的輪轂向電氣安裝件進行配線，容易進行電氣安 裝件的配線。 發明2的自行車用輪轂發電機爲在發明1上述的輪轂 中，還具有設置在與輪轂體的前述第1側面相反側的第2 側面上，用於安裝制動輪轂體的制動裝置的制動裝置安裝 部。在此場合，由於能夠在輪轂體上安裝不是對輪圈、而 直接對輪轂直接制動的盤式制動或輥式制動器等輪轂制動 器，可容易地對較高性能的自行車進行電裝化。 發明3的自行車用輪轂發電機爲在發明2上述的輪轂 中，在制動裝置安裝部上，安裝有作爲制動裝置的盤式制 動器的制動器盤。在此場合，能夠將高性能的盤式制動裝 置安裝在輪轂發電機上。 發明4的自行車用輪轂發電機爲在發明2上述的輪轂 中，在制動裝置安裝部上，安裝有作爲制動裝置的輥式制 -6 - 1244450 (4) 動]器的制動器鼓。在此場合，能夠將高性能的輥式制動裝 置安裝在輪轂發電機上。 發明5的自行車用輪轂發電機爲在發明1〜4任一項 上述的輪轂中，輪轂體具有在第丨側面上有可裝配前述發 電機構的開口的筒狀殼本體，以及以覆蓋開口的狀態可自 由裝卸地安裝在殼本體上的蓋部件，自由輪安裝在蓋部件 上’在此場合，由於自由輪可對於蓋部件和殼本體裝卸， 使發電裝置容易維護。 發明6的自行車用輪轂發電機爲在發明5上述的輪轂 中，前述殻本體具有以右螺紋狀態與輪轂軸同心地形成在 開口上的第1內螺紋部，蓋部件具有與第1內螺紋部螺紋 連接的第1外螺紋部，擰入固定於前述殻本體中，在此場 合中，即使在走行時通過自由輪向蓋部件作用力距，由於 由緊固方向與走行方向相同的右螺紋將蓋部件安裝在殻本 體上，螺紋不容易鬆驰。 發明7的自行車用輪轂發電機爲在發明2〜4任一項 上述的輪轂中，輪轂體具有與第1側面相反的第2側面上 具備可裝配前述發電機構的開口的筒狀殼本體，以及以覆 蓋前述開口的狀態可自由裝卸地安裝在殻本體上的蓋部件 ，制動裝置安裝部設置在前述蓋部件上，在此場合中，由 於蓋部件設置於與自由輪相反一側，能夠將發電機構靠近 在蓋部件側地設置。因此，自由輪側的殼本體直徑可以較 小，能夠減輕重量。 發明8的自行車用輪轂發電機爲在發明7上述的輪轂 (5) 1244450 中，殼本體具有以右螺紋狀態與輪轂軸同心地形成在前述 開口上的第2內螺紋部，蓋部件具有與前述第2內螺紋部 螺紋連接的第2外螺紋部。在此場合中，由於制動裝置裝 卸部相對於蓋部件及殼本體自由裝卸，能夠通過將制動裝 置安裝部取出而進行發電裝置的維修。此外，由於由右螺 紋將蓋部件連結到殼本體上，在制動時殼本體回轉方向與 螺紋方向相同，螺紋不容易鬆弛。 發明9的自行車用輪轂發電機爲在發明7或8上述的 輪轂中’殼本體具有形成於第1側面側並收納發電裝置的 第1筒部，以及由第1筒部縮徑形成的第2筒部。在此場 合中’由於收納發電裝置以外的部分較細地形成，能夠在 提局美觀的同時減輕重量。 發明10的自行車用輪轂發電機爲在發明1〜9任一項 上述的輪轂中，發電裝置具有設置於輪轂體的內周面上的 永久磁鐵，設置在永久磁鐵的內周側並固定在輪轂軸上的 內側固定組件。在此場合中，由於固定在輪轂軸上的內側 固定組件上連接有用於輸出電力的配線，容易進行輸出電 力的配線。 發明】1的自行車用輪轂發電機爲在發明1 〇上述的輪 轂中，內側固定組件具有設置在永久磁鐵的內周側的環狀 的線圈，和以包圍線圈周圍的狀態設置的軛鐵，其中該軛 鐵具有由設置在線圈的軸方向一側的分別由多個板狀的層 疊片構成的多組第1層疊軛鐵，以及由設置在線圈的軸另 一側的分別由多個板狀的層疊片構成的多組第2層疊軛鐵 (6) 1244450 ;多個板狀層疊片分別具有從軸方向一側或另一側向相反 側延伸、設置於永久磁鐵與線圈之間的軛鐵外周部，以及 與軛鐵外周部電氣結合、設置於線圈內周的軸方向一側或 另一側的範鐵內周部；多組的第]及第2層疊輕鐵以各自 的軛鐵內周部在軸方向面對，同時軛鐵外周部在圓周方向 交互定位的狀態設置。 在此場合中，永久磁鐵與軛鐵外周部對抗，通過它們 的相對回轉在軛鐵內周產生交變磁通。由此電流在線圈中 流動而發電。具體爲，在以第1層疊軛鐵的軛鐵外周部爲 N極、第2層疊軛鐵的軛鐵外周部爲S極的狀態和以第1 層疊軛鐵的軛鐵外周部爲S極、第2層疊軛鐵的軛鐵外周 部爲N極的狀態之間交替接入，產生交變磁通.。在發電 時除交變磁通外，還生產渦電流。 該渦電流使發電效率降低，但由於在發電裝置中，由 多個板狀層疊片構成軛鐵，能夠抑制渦電流的發生。即， 在這種發電裝置中，已知渦電流的發生與軛鐵的厚度（板 厚）的平方成反比地減少，通過軛鐵由板狀層疊片構成可 使厚度減薄，能夠抑制渦電流的發生。此外，在此由於將 軛鐵的圓周部在方向上對抗地設置，第1層疊軛鐵與第2 層疊軛鐵分別通過軛鐵的內周部磁性地直接連接，不需要 用於連接兩層疊軛鐵的其他磁性體。並且，充分地加工出 磁通通過兩層疊軛鐵之間的磁路截面積，能夠避免磁性飽 和。因此，能夠大幅度地降低磁性電阻等損耗，提高輸出 效率，能夠降低無負荷回轉力距。 (7) 1244450 【實施方式】 第1實施例 在圖1中，採用了本發明第丨實施例的自行車 有包含前部的懸掛叉架98及後部的振動臂1〇〇的 掛車架1 0 2 ’固定於懸掛叉架9 8上的把手1 〇 4，由 腳蹬及撥鏈器等構成的驅動部1 〇 5，安裝在懸掛$ 及振動臂1〇〇上、具有輻條99的前輪及後輪1〇6， 控制兩撥鏈器及前後的懸掛裝置的2個控制裝置 1 〇 9。在後輪1 0 7上設置有輪轂發電機1。控制裝 設置在車架1 〇 2的中央下部的吊架部附近。控制裝 具有顯示部，並裝在把手104上。來自輪轂發電機 力，通過控制裝置108、109及控制裝置108、109 器及懸掛裝置供給。 在圖2中，本發明第1實施例的輪轂發電機1 在自行車後輪1 0 7上的後輪轂，輪轂軸5的兩端部 知的、具有凸輪桿5 1、螺母5 2及在兩端螺紋結合 螺母5 1、5 2的連結軸5 3的快速釋放機構5 0固定 1 〇 2後部的振動臂1 0 0上，兩輪轂凸緣1 2 a、1 2 b 固定有輻條99。 圖2所示的輪轂發電機1與自行車的後輪1 0 7 裝在振動臂1 0 0的後端。該輪轂發電機1具有兩端 振動臂1 0 0後端部上的輪轂軸5，設置於輪轂軸5 的輪轂體6，用於將輪轂體6相對於輪轂軸5自由 支承的一對軸承7、8，設置於輪轂體6與輪轂軸 101具 前後懸 鏈條、 〔架 98 .107， 108、 置 108 置 109 1的電 向撥鏈 爲設置 通過公 有桿及 到車架 上連接 一同安 固定在 外周側 回轉地 5之間 -10- (8) 1244450 、通過兩者相對回轉發電的發電機9，設置於輪轂體6的 在圖2右側面的自由輪1 〇，以及設置在輪轂體6的在圖2 左側面上的制動器安裝部1 1。 輪轂軸5爲例如鉻鉬鋼製成的筒狀部件，共兩端由快 速釋放機構5 0以能夠容易地裝卸的狀態固定在振動臂 1 00的後端部上。輪轂軸5在內部貫通有快速釋放機構50 的連結軸5 3，在外周面3處從左端依次形成外螺紋部5a 〜5 c。外螺紋部5 a爲用於安裝軸承7的滾珠推壓件（後 述）並且固定發電機構9的內側固定組件（後述）的部分 。外螺紋部5b爲固定內側固定組件的部分。外螺紋部5c 爲用於安裝軸承8的滾珠推壓件（後述）的部分。在輪轂 軸5的左端部上，不能回轉地安裝有用於輸出發電機電力 的輸出端子3 6。此外，在輪轂軸5的外周面上，從發電 機構9安裝部分朝向圖2左端形成有用於通過輸出電力用 的連接軟線3 5的軟線通過槽5 d。在夾隔軟線通過槽5 d 地方式形成輪轂軸5的外螺紋部5 a的外周面上，形成有 相互平行的面加工部5 e (圖1 0 )。 輪轂體6爲例如重量輕的鋁合金製成的部件，具有在 圖2的右側面上有開口 1 2f的筒狀殼本體1 2、以覆蓋殻 本體12的開口 12f的狀態自由裝卸地安裝在殼本體12上 的蓋部件1 3。在殻本體1 2的外周面上形成在軸方向隔開 間隔設置的一對輪轂凸緣1 2 a、1 2 b。殼本體1 2的開口 1 2f具有能夠組裝發電機構9的大小，在其中，形成用於 安裝蓋部件13的內螺紋部12g。 -11 - (9) 1244450 蓋部件13爲與在外周上具有與殻本體12的內螺 1 2 g螺紋連接的外螺紋部1 3 d的外筒部1 3 a、隔開間 設置於外筒部1 3 a的內周側上的內筒部1 3 b、連接兩 1 3 a、1 3 b的連結部1 3 c形成爲一體的部件。在內筒音丨 的內周面上，螺紋連接有用於連結自由輪1 0的連結 44 〇 在殼本體1 2的在圖2左端面上設置有制動器安 11。在殻本體12的左端內周面上，可裝卸地安裝有 覆蓋與輪轂軸5的間隙的、例如合成樹脂製成的罩 1 9 a 〇 在一對輪轂凸緣12a、12b上，在周方向上隔開 地分別等間隔地形成有例如1 6個輻條固定孔1 2 d，] 幅條固定孔1 2 d與幅條固定孔1 2 e在節距上錯開一半 地形成。 軸承7安裝於殼本體1 2與輪轂軸5之間。軸承 有設置在殼本體12的左端內周面上的滾珠座14a， 連接在輪轂軸的外螺紋部5 a上的滾珠推壓件1 4 b， 在滾珠推壓件1 4 b與滾珠座1 4 a之間與兩者分別接觸 動的滾珠1 4 c。軸承8設置於自由輪1 〇與輪轂軸5 。軸承8具有設置於自由輪！ 〇上的滾珠座！ 5 a、螺 接在輪轂軸5的外螺紋部5 c上的滾珠推壓件丨5 b、 珠推壓件15b與滾珠座15a之間與兩者分別接觸並轉 滾珠1 5 c。在滾珠1 4 c、1 5 c的周圍塡充有潤滑脂。 發電機構9具有固定在殼本體1 2上的永久磁鐵 紋部 隔地 筒部 13b 螺栓 裝部 用於 部件 間隔 2 e 〇 節距 7具 螺紋 以及 並轉 之間 紋連 在滾 動的 -12- 16、 (10) 1244450 固定在輪轂軸5上的內側固定組件1 7。 永久磁鐵16固定在殼本體12的內面上，由在圓周 向上等間隔分割的4個磁鐵體構成。在該永久磁鐵1 6 ’等間隔交互地將N極與S極充磁，以分別與後述的 鐵外周部對抗。 內側固定組件1 7具有環狀線圈2 0、以包圍線圈 的周圍的狀態設置的範鐵2 1。並且，這些線圈2 0及車尼 21以由一對螺母22a、22b夾持的狀態固定在輪轂軸5 ，同時在軸方向上被定位在與永久磁鐵1 6相對面的位 關係上，其中，該一對螺母22a、22b在與形成於輪轂 5的外周上的外螺紋部5 a、5 b螺紋連接。 線圈（繞組）2 0如圖4所示地捲繞在線圈架2 5上 線圈架2 5如圖4及作爲圖4的部分放大圖的圖5所示 圖4、圖5均將軛鐵取出表示），具有在外周上捲繞有 圈20的筒狀的主體部26、形成於主體部26的軸方向 端部上的第1凸緣27及第2凸緣28。在第1及第2凸 2 7、2 8中，在軸方向外側的側面上，形成大致放射狀 伸的多個槽27a、28a。這些槽27a、28a在外周側上以 軸方向看相互錯開的狀態即，以第2凸緣2 8的槽2 8 a 於第1凸緣27相鄰的2個槽27a之間的狀態、或以在 徑方向的大致中間部、兩槽2 7 a、2 8 a在軸方向看部分 疊的狀態、或以在內周側上、兩槽27a、28a的軸方向 幾乎全部重疊的狀態形成。並且，各槽2 7 a、2 8 a的外 側一部分切有缺口以成爲缺口部2 7 b、2 8 b。此外，在 方 上 軛 20 鐵 上 置 軸 c ( 線 兩 緣 延 在 位 半 重 看 周 各 -13- (11) 1244450 凸緣27、28的外周面上，在未形成槽27a、28a的部分， 如圖5及作爲圖5的部分立體圖的圖6所示，形成從軸方 向的內側到外側的既定長度的多個凹部27c、28c。此外 ’在圖6中，爲了便於說明，將一部分軛鐵取出表示。 圖7中示出了安裝於線圈架25上的軛鐵21，在圖8 及圖9中只將軛鐵2丨取出表示。該軛鐵21如圖6及圖7 所示’具有以嵌入線圈架25的第1凸緣27的槽27a中的 狀態安裝的多組第1層疊軛鐵3 0、和同樣嵌入線圈架2 5 的第2凸緣2 8的槽2 8 a中的狀態安裝的多組第2層疊軛 鐵31。 各層疊軛鐵30、31如圖8及圖9所示，通過將多個 板狀層疊片32層疊而成。各層疊片32由表面形成氧化膜 的硅鋼板（更詳細地說爲無方向性的硅鋼板）形成。各層 疊片32的基本形狀相同，具有芯外周部32a、芯內周部 3 2b、連結部32c。芯外周部32a設置成從連結部32c的 --方的端部沿輪轂軸5的軸方向（圖8中的Ο - 0方向） 延伸，爲越向前端越細的形狀。此外，芯內周部3 2b設置 成從連結部3 2 c的另一方端部同樣地沿軸方向延伸。並且 ，這種層疊片3 2如圖9所示’形成從軸方向上看’軛鐵 外周部32a與軛鐵內周部32b位於不同的放射線上的狀態 〇 此外，各層疊片32的厚度使用了 〇·25〜1mm的層疊 片，0.5 m m的層疊片在成本上和性能上的利用價値較咼。 各層疊片32長度不同。即，各層疊軛鐵3〇、31由8枚層 -14- (12) 1244450 疊片32構成，但在各層疊軛鐵30、3 1中，如圖9所示， 最外側的一對層疊片3 2 1、3 2 8內周側的長度最短，其內 側的一對/層疊片3 22、3 27稍長、進而其內側的一對層疊 片3 2 3、3 26再稍長、最內側的一對層疊片424、3 2 5最長 地形成。通過這樣地設定長度，能夠得到在圓周方向上相 鄰的層疊軛鐵的內周部相互不接觸，同時磁路的截面積最 廣的高效率的結構。 再者，如圖6所示，在構成各層疊軛鐵3 0、3 1的層 疊片3 2中，位於圓周方向的兩外側的層疊片3 2 1、3 2 8形 成芯外周部32a的長度與其他的層疊片相比大致短1/2左 右。這是由於防止在圓周方向中相鄰的層疊片 321、328 相互接近，抑制兩者之間的磁通量洩漏的緣故。此外，各 層疊軛鐵30、31比兩凸緣27、28向輪轂軸方向外方突出 〇 此外，由圖8可知，各層疊片3 2的芯外周部3 2 a與 連結部3 2 c連接部分的外側（圖8中P部分）不是爲圓弧 形狀，而是形成銳角。因此，在該部分中與永久磁鐵1 6 的距離變近，與以往的由薄板壓力機形成的軛鐵相比較能 夠增加fe通量。 此外，以上的各層疊片3 2能夠在第1層疊軛鐵3 0及 第2層疊軛鐵3 1中通用。 將這種層疊片3 2層疊，嵌入到形成於線圈架2 5的各 凸緣27、28上的槽27a、28a中。此外，各層疊片32的 軛鐵外周部3 2的前端部嵌入並保持於形成在線圈架25對 -15- (13) 1244450 面側的凸緣2 7、2 8上的凹部2 7 c、2 8 c中。 由於這樣的軛鐵2 1，如圖1所示，第1及第2層疊 軛鐵30、3 1的軛鐵內周部32b位於線圈20的內周側，軛 鐵外周部3 2 a位於線圈2 0與永久磁鐵1 6之間。此外，由 圖6及圖1可知，第丨層疊軛鐵30與第2層疊軛鐵31的 軛鐵內周部32b相互直接地連接。因此，不需要用於與將 第1層疊軛鐵3 0與第2層疊軛鐵3 1連接的由其他磁性材 料構成的部件，能夠將阻礙抑制到得非常小。 此外’如圖1所示，在用於固定線圈20及軛鐵2 1的 螺母22a、22b的在軛鐵21側，安裝有墊片23a、23b。 其中，墊片23a如圖1〇所示，具有具備結合在輪轂軸5 的面加工部5 e上的相互平行的面的大致橢圓形的固定孔 2 3 c，以不能回轉地固定到輪轂軸 5上。此外，在墊片 2 3 a上，固定於第1層疊軛鐵3 0的突出部分上的突起部 2 3 d通過沖壓加工朝向第1凸緣2 7突出地形成。再者， 在墊片2 3 a上’用於通過從線圈2 0導出的連接軟線3 5的 窄縫23e在與固定孔23c的軟線通過槽5d面對的位置向 直徑方向外方成切口地形成。 由此，由於墊片2 3 a能夠阻止內側固定組件1 7相對 於輪轂軸5回轉，能夠將從線圈2 0輸出的連接軟線3 5可 靠地導引到軟線通過槽5 d中。該連接軟線3 5通過軸承7 的內周向輪轂體6外部引出，與設置在輪轂軸5上的輸出 端子3 6連結。 自由輪〗〇如圖2所示，具有不能回轉地連接在輪轂 -16- (14) 1244450 體6的蓋部件1 3的內周側側面上的基座部4 1、自由回轉 地安裝在基座部4 1上的齒輪安裝部42、設置於基座部4 1 與齒輪安裝部42之間的單向超越離合器43。 如前上述的基座部41 ’通過擰入內筒部13b內周面 的筒狀連結螺栓44而與內筒部1 3b相連結。連結螺栓44 由頭部固定基座部4 1。此外，內筒部1 3 b與基座部4 1在 連結螺栓4 4的外周側通過設置在兩者之間的連結部件4 5 不能回轉地連結著。在連結部件45的外周面上形成鋸齒 狀件，連結部件45被壓入形成於內筒部13b上的鋸齒狀 件中。該壓入的連結部件4 5的鋸齒狀件與形成在基座部 4 1 —端內周面上的鋸齒狀件嚙合。由此，內筒1 3 b與基 座部4 1不能回轉地牢固連結。 、 基座部4 1爲筒狀的部件，在此擰入軸承8的滾珠座 15a中。滾珠座15a兼作支承齒輪安裝部42的軸承的滾 珠推壓件。 此外’在基座部上’自由起伏地安裝有構成單向 超越離合器的爪部件4 3 a。單向超越離合器4 3爲一種僅 將安裝於齒輪安裝部4 2上的多級齒輪5 5 (即腳蹬）的前 進方向的回轉向基座部4 1傳遞的同時，不將後輪〗〇 7的 前進方向的回轉向多級齒輪5 5傳遞的離合器。爪部件 43a通過彈簧部件43b向立起方向施力。爪部件43a在齒 輪安裝部件42向前進方向回轉時，與形成於齒輪安裝部 4 2的內周面上的棘輪齒4 3 c嚙合，從齒輪安裝部4 2向基 座部4 1傳遞回轉。 -17- (15) 1244450 齒輪安裝部42爲筒狀的部件，在外周上自由 不能回轉地安裝有多級齒輪5 5。在齒輪安裝部42 內周面上，可裝卸地安裝有用於覆蓋與輪轂軸5的 例如合成樹脂製成的罩部件1 9b ° 制動器安裝部1 1由用於將盤形制動裝置5 5的 盤5 5 a定心安裝的環狀突起部1 1 a、在突起部1 1 a 方向外方以垂直於輪轂軸5設置而成的安裝面1 1 b 回轉方向上隔開間隔地形成於安裝面1 1 b上的螺栓 裝制動器盤5 5 a的6個螺紋孔1 1 c構成。 以下，對輪轂發電機1的動作進行說明。 登踏自行車的腳蹬時，通過鏈條將齒輪曲柄的 多級齒輪5 5傳遞，使齒輪安裝部4 2回轉。該回轉 向超越離合器43向基座部41傳遞，使輪轂體6回 輪1 〇 7向前進方向回轉。在走行中停止腳蹬的蹬踏 向超越離合器43分離，即使後輪107向前進方向 其回轉也不向齒輪安裝部42傳遞，齒輪曲柄不回 輪轂軸5與輪轂體6相對回轉。 後輪1 〇 7即輪轂體6相對於輪轂軸5回轉時， 鐵1 6相對於固定在輪轂軸5上的內側固定組件1 7 因此’永久磁鐵在線圈2 0及軛鐵2 1的軛鐵外周部 外周側上回轉。 在此，第1層疊軛鐵30的軛鐵外周部32a與彳 疊軛鐵3 1的外周部3 2a在一方接受來自永久磁鐵] 極的磁通供給時，另一方接受S極的磁通供給，一 裝卸並 的右端 間隙的 制動器 的直徑 1、由在 :56安 回轉向 通過單 轉，後 時，單 回轉， 轉。但 永久磁 回轉。 3 2a的 君 2 層 6的N 方接受 -18- (16) 1244450 來自永久磁鐵1 6的S極的磁通供給時，另一方接 的磁通供給。即通過永久磁鐵1 6在第1及第2層 3 0、3 1的軛鐵外周部3 2 a的外周側上回轉，在以; 疊軛鐵3 0爲N極、第2層疊軛鐵3 1爲s極的第 及以第1層疊軛鐵30爲S極、第2層疊轭鐵31 的第2狀態之間反復，在磁性地連結兩者3 〇、3 i 疊軛鐵3 0、3 1的軛鐵內周部3 2 b中產生交變磁通 在該線圈2 0的內側產生的交變磁通，在線圈2 0中 流，以進行發電。 在該實施例的輪轂發電機1中，由於轭鐵2 1 狀的層疊片3 2層疊而成，與以往的通過薄板沖壓 的結構的情況相比較，能夠抑制渦電流的發生。 此外，如本實施例那樣，在凸極結構中，如果 地將轭鐵部分置換爲層疊結構，爲了連接對面的軛 要其他的磁性材料，因此會增加磁阻，降低效率。 在本實施例中，由於對軛鐵的形狀進行改進，相對 及第2層疊軛鐵的內周側部分能夠相互直接地連接 要用於連接第1及第2層疊軛鐵的其他部件，同時 證通過磁通所需要的充分的截面積。因而，能夠使 常小，可提高效率。 發出的電力通過輸出端子3 6向例如控制裝置 1 〇9及前後的撥鏈器及懸掛裝置等電氣安裝件供給 ，由於輪轂發電機設置於後輪1 07上，對於車燈以 後輪的距離較短的電氣安裝件以短距離進行電力的 受N極 疊軛鐵 I 1層 1狀態 爲N極 的兩層 。由於 產生電 爲將板 機成形 僅單純 鐵，需 但是， 的第1 ，不需 能夠保 磁阻非 108、 。在此 外的距 供給， -19- (17) 1244450 能夠高效地供給電力。此外，由於從後輪1 〇 7的輪轂配線 的鋼絲纜的根數少，通過從後輪的輪轂向電氣安裝件進行 配線，容易進行電氣安裝件的配線。 第2實施例 在前述第1實施例中，例示了具有快速釋放機構5 0 的輪轂發電機，但如圖1 1所示，本發明也能適用於通常 由螺母150、151安裝在車架202後部202a的輪轂發電機 中。此外’在第2實施例中，制動器安裝部2 u與擰入方 式固定蓋部件213的殻本體212爲不同部件，壓入並固定 於殻本體2 1 2上，並且定心於輥式制動器1 5 5的制動器鼓 1 5 5 a地安裝。 在圖11中，輪轂發電機201的輪轂軸205爲在外周 形成外螺紋部2 0 5 a〜2 0 5 d的棒狀部件。輪轂軸2 0 5上固 定發電機構9的內側固定組件1 7。外螺紋部2 0 5 a與圖1 0 右側的螺母150、防鬆螺母215d及滾珠推壓件215b螺紋 連接。外螺紋部2 0 5 b、2 0 5 c與保持發電機構9的內側固 定組件17的螺母222a、222b螺紋連接。外螺紋部2〇5d 與螺母1 5 0及防鬆螺母2 1 4及滾珠推壓件2 1 4 b螺紋連接 。此外，在輪轂軸2 0 5上從內側固定組件1 7安裝部分朝 向圖2的左端地形成有貫通輸出電力用的連接軟線2 3 5的 軟線貫通孔205e。 安裝有自由輪1 〇及永久磁鐵1 6的輪轂體2 0 6爲大致 與第1實施例相同的形狀，但在制動裝置部2 1 1的安裝結 -20- (18) 1244450 構的構成上與第1實施例不同。即，在殼本體2 1 2的圖 1 〇左端面上，在內周面上形成用於防止制動器安裝部2 1 1 回轉的形成鋸齒狀件的安裝凹部2 1 2h，同時在內周面上 形成壓入制動器安裝部2 1 1的壓入孔2 1 2i。 制動器安裝部2 1 1爲具有大小兩級的外周部2 11 a、 2 11 b的台階筒狀部件。爲了使制動器安裝部2 1 1兼作軸 承2 07的滾珠座214a，具有作爲軸承207的功能，將小 直徑外周面211b無晃動地壓入固定在殼本體212中。此 外，在大直徑外周面21 la上形成與安裝凹部212h嚙合的 鋸齒狀件2 1 1 c，並在左端形成不能回轉地固定制動器鼓 15 5a的鋸齒狀件212d。 連接軟線2 3 5從輪轂軸205的左端側外部以傾向法彎 曲輸出。在輪轂軸2 0 5左端上安裝的螺母1 5 0上，形成向 左端側突出的末端加寬的固定筒部1 5 0 a。在該固定筒部 I 5 0a上可3 6 0度回轉地安裝有用於保護連接軟線23 5的 彎曲部分的合成樹脂保護罩240。由於由該保護罩240保 護了連接軟線23 5，使在傾倒等情況下連接軟線23 5不易 斷線。此外，由於保護罩2 4 0可自由回轉，在裝到自行車 的車架上時’不限定連接軟線的輸出方向，能夠與各種車 架相對應。 第3實施例 在前述2個實施例中，在自由輪1 〇安裝側上輪轂體 6、206開口，但如圖12所示，也可在制動器安裝部31 j ，-21- 1244450 (19) 側將輪轂體306開口。 在圖12中，輪轂發電機301的輪轂軸305與輪轂軸 5具有大致同樣的形狀。在輪轂軸3 0 5上，固定著發電機 構9的內側固定組件1 7。 輪轂體3 06具有殼本體312、擰入固定在殼本體312 的圖1 1左端面上的蓋部件3 1 3。殼本體3 1 2具有左輪轂 殻體312a和右輪轂殻體312b，其中左輪轂殼體312a具 有帶有輪轂凸緣312c的大小2段的外周面，右輪轂殻體 312b具有輪轂凸緣312d。在左輪轂殼體312a的左端面上 ，形成裝配發電機構9的多功能開口 312g，在開口 3 12g 中，形成用於擰入固定蓋部件3 1 3的右螺紋的內螺紋部 3 1 2h。此外，在左輪轂殻體3 1 2a的左端側內周面上固定 有發電機構9的永久磁鐵1 6。左輪轂殻體3 1 2 a的永久磁 鐵1 6安裝部分再向右側爲了減輕重量被收縮直徑。在該 收縮直徑的部分的右端上壓入右輪轂殻體312b並阻止其 回轉。在右輪轂殻體312b的右端面上形成有凹部312e， 該凹部312e在內周面上形成有用於安裝自由輪1〇的鋸齒 狀件。此外，在內周面上，形成擰入連結螺栓4 4的內螺 紋部3 1 2 f。該自由輪1 0的安裝構造與前述實施例大致相 同。 室部件3 1 3爲大致筒狀的部件，在左端面上設置有制 動器安裝部3 1 1。此外，在外周面上形成與內螺紋部3 1 2 h 螺紋連接的右螺紋的外螺紋部3 1 3 a。制動器安裝部3 1 1 大致與制動器安裝部1 1具有同樣的結構，是盤制動器的 -22- (20) 1244450 制動器盤能定心安裝的結構。在蓋部件3 1 3上安裝有軸承 3 〇 7的滾珠座3 1 4 a。 自由輪10由連結螺栓44連結在右輪轂殼體312b上 。該安裝構造與前述實施例相同。 在這樣的實施例中’在輪轂體3 0 6的右側設置開口 3 1 2 g，在其上安裝設置有制動器安裝部3 1 1的蓋部件3 1 3 。由於該蓋部件由右螺紋擰入輪轂體3 0 6固定，在制動時 也使輪轂體3 06向螺紋緊固方向回轉，螺紋不容易鬆動。 根據本發明，由於安裝有能夠安裝多級齒輪的自由輪 的輪轂發電機被設置在後輪上，對於車燈以外的大多設置 於距後輪的距離比距前輪短的場所中的變速裝置及其控制 裝置等電氣安裝件，可以較短的距離進行電力的供給，能 夠高效率地供給電力。此外，由於從後輪的輪轂配線的鋼 絲纜的根數少，通過從後輪的輪轂向電氣安裝件進行配線 ，容易進行電氣安裝件的配線。 【圖式簡單說明】 圖1爲採用本發明一實施例的自行車的側視圖。 圖2爲本發明第1實施例的輪轂發電機的半剖視圖。 圖3爲前述輪轂發電機的側視圖。 圖4(a)、（b)爲線圈架的剖面側視圖及正視圖。 圖5(a)、（b)爲圖4的部分放大圖。 圖6爲線圈架及軛鐵的部分立體圖。 圖7爲線圈架及軛鐵的正視圖。 -23- (21) 1244450 圖8爲層疊片的側視圖。 圖9爲層疊片的正視圖。 圖1 〇爲內側固定裝置的止轉結構的剖面圖。 圖1 1爲本發明第2實施例的與圖2相當的視圖 圖1 2爲本發明第3實施例的與圖2相當的視圖 [圖號說明] 1 輪轂發電機 5 輪轂軸 5a、 5b 外螺紋部 5c 外螺紋部 5d 軟線通過槽 5 e 面加工部 6 輪轂體 7 軸承 8 軸承 9 發電機 1 0 自由輪 11 制動器安裝部 11a 突起部 lib 安裝面 11c 螺紋孔 12 殻本體 12a 、12b 輪轂凸 -24- (22)1244450 1 2d 幅條固定孔 1 2e 幅條固定孔 1 2f 開口 12g 內螺紋部 13 蓋部件 13a 外筒部 13b 內筒部 13c 連結部 13d 外螺紋部 14a 滾珠座 14b 滾珠推壓件 14c、 15c 滾珠 15a 滾珠座 15b 滾珠推壓件 16 永久磁鐵 17 內側固定組件 19 罩部件 20 線圈 2 1 軛鐵 22a、 22b 螺母 23a 墊片 23c 固定孔 23d 突起部 23e 窄縫 -25 (23)1244450 25 線圈架 26 主體部 27 第1凸緣 27、 2 8 凸緣 27a 、28a 槽 27b 、2 8 b 缺口部 27c 、2 8 c 凹部 28 第2凸緣 3 0 第1層疊軛鐵 3 1 第2層疊軛鐵 32 層疊片 32a 芯外周部 32b 芯內周部 32c 連結部 3 5 軟線 3 6 輸出端子 4 1 基座部 42 安裝部 43 單向超越離合 4 3a 爪部件 43b 彈簧部件 43c 棘輪齒 44 連結螺栓 45 連結部件 -26 (24)1244450 50 快速釋放機構 5 1、 52 螺母 53 連結軸 5 5 多級齒輪 55a 制動器盤 56 螺栓 98 懸掛叉架 99 輻條 100 振動臂 10 1 自行車 1 02 車架 1 02 前後懸掛車架 1 04 把手 1 05 驅動部 1 06 前輪 107 後輪 108、 109 控制裝置 150、 15 1 螺母 1 50a 固定筒部 155 制動器 155a 制動器鼓 201 輪轂發電機 202 車架 202a 後部 -27- (25)1244450 205 輪轂軸 2 0 5 a 外螺紋部 205 b、 2 0 5 c 外螺紋 2 0 5 d 外螺紋部 206 輪轂體 207 軸承 2 11 制動器安裝部 2 11a 大直徑外周面 2 11a、 211b 外周部 2 11c 鋸齒狀件 2 12 殻本體 2 i 2h 安裝凹部 2 13 蓋部件 2 14 防鬆螺母 2 14a 滾珠座 2 14b 滾珠推壓件 2 15b 滾珠推壓件 2 1 5d 防鬆螺母 222a、 222b 螺母 235 軟線 240 保護罩 301 輪轂發電機 305 輪轂軸 306 輪轂體 -28- 1244450 (26) 3 0 7 軸承 311 制動器安裝部 312 殻本體 3 12a 左 輪 轂 殼 體 3 12b 右 輪 轂 殼 體 3 12c 輪 轂 凸 緣 3 1 2d 輪 轂 凸 緣 3 1 2e 凹 部 3 1 2f 內 螺 紋 部 312g 開 □ 3 1 2h 內 螺 紋 部 3 13 蓋部件 3 13a 外 螺 紋 部 3 14 滾珠座 321、 328 層 疊 片 3 22、 327 層 疊 片 3 2 3、 326 層 疊 片 424、 325 層 疊 片