专利名称：自行车用发电轮毂的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可安装于自行车的自行车用发电轮毂。
技术背景作为自行车的发电轮毂，已知的有使用爪4及式发电机的发电轮 毂。现有的爪极式发电机包括由层叠的板状片构成的多组第 一 及第 二层叠轭。在用层叠轭构成的现有的爪极式发电机中，4反状片形成C字形，并具有專厄内周部、4厄外周部、以及连4妄辄内周部和举厄外周 部的筒部(例如，日本专利特开2007-135358号公报)。在现有的发电轮毂中，构成内侧线圏单元的线圈使用低比重的 铝线。因此，线圏的重量变轻，可以实现发电4仑毂的轻量化。在现有的发电轮毂中，由于线圈使用延伸率比铜线小的铝线， 所以存在当外力作用而折弯或者拉长时容易发生断裂的问题。此 外，当通过利用铅锡合金等的焊料连接等的连接方法将铝制线圈的 一端连接于铜等不同于铝的金属制端子时，可能通过与空气4妻触而 在异种金属间发生电解腐蚀。实用新型内容本实用新型的目的在于实现自行车用发电4仑毂中的轮毂轻量 化，并且抑制线圏的断裂或腐蚀。根据实用新型1的自行车用发电轮毂，是可安装于自行车的4仑毂，其包括轮毂轴、轮毂外壳、磁铁、内侧固定单元、端子部件、 第一覆盖部件、第二覆盖部件。轮毂外壳可相对旋转自如地安装于 轮毂轴。磁铁连接于轮毂外壳。内侧固定单元具有配制在磁铁的内 周侧的绕线架和线圈，并被安装于寿仑毂轴上。线圈具有缠绕绕线架 的线圏部分以及配制在线圈部分的相对的两侧的第一及第二部分， 其中至少第一部分为铝制的。端子部件电连接于线圏的第 一部分， 为可与外部配线电连接的导电金属制部件。第 一覆盖部件覆盖线圈 的第一部分的外周部，为具有绝缘性及热收缩性的部件。第二覆盖 部件覆盖端子部件与线圈的第一部分的连接部分以及第一覆盖部 件的端部，具有粘接于净皮覆部分的内周部，并具有绝纟彖性及热收缩 性。在该发电4仑毂中，当自行车行走而使轮毂轴与4仑毂外壳相对祷: 转时，至少第一部分为铝制的线圈与》兹铁相对旋转从而发电。此夕卜， 这里所说的铝制包括纯铝制及铝合金制。发出的电力从连接于线圏 的第 一部分的端子部件经由外部配线供给电气i殳备。该线圏的第一 部分利用因热收缩的具有绝缘性的第一覆盖部件覆盖外周部、此 外，线圏与端子部件的连接部分与第 一覆盖部件的端部一起由因热 收缩的具有绝缘性的第二覆盖部件覆盖，同时，第二覆盖部件的内 周部净皮粘接于净皮覆部分。此处，由于线圈的至少第一部分为比重小 于铜的铝制的，所以线圈的重量变轻，从而实J见了发电4仑毂的轻量 化。此外，露出于外部配置的端子部件与线圏的第一部分的连4妄部 分由第二覆盖部件覆盖，而且被覆部分粘接于第二覆盖部件的内周 部。此外，第一部分的外周部利用第一覆盖部件进行覆盖。因此， 即4吏乂人端子部件侧浸入液体等也难以进入连4妄部分，并且可以防止 与空气接触，即使使用粘接剂或对端子部件使用不同于线圏的金属 也可以抑制连接部分的腐蚀。而且，由于第一覆盖部件覆盖线圏的第一部分，所以被覆部分的线圏的刚性提高，即使反复弯曲，铝制 的线圏也难以发生断裂。根据实用新型2的自行车用发电轮毂是在实用新型1所述的4仑 毂，其中，第二覆盖部件的两端利用硅树脂制的密封剂进行密封。 在这种情况下，由于利用具有绝缘性的硅树脂制的密封剂覆盖第二 覆盖部件的两端，所以在一皮覆部分上，即使由于收缩状态而发生收缩不良或粘4妾不良等，也可以可靠i也密去:f连4^部分。根据实用新型3的自行车用发电轮毂是实用新型1或2所述的 轮毂，其中，端子部件与线圏的第一部分被焊料连接。在该情况下， 即使通过例如铅锡合金的焊料连接将铝制的线圈连接于端子部件， 也可以防止液体的浸入或与空气的接触，所以可以防止由异种金属 产生的电解腐蚀。根据实用新型4的自行车用发电轮毂是实用新型1至3中任一 实用新型所述的轮毂，其中，还具有垫圏部件，具有电连接线圈 的第二部分的耳部，并且安装于且电连接于轮毂轴；第三覆盖部件， 覆盖线圈的第二部分的外周部，具有绝缘性及热收缩性；筒状的第 四覆盖部件，覆盖垫圈部件的耳部与线圏的第二部分的连接部分以 及第三覆盖部件的端部，具有粘接于被覆部分的内周部，并具有绝 缘性及热收缩性。在该情况下，由于第二部分的连4妄部分也^皮第三 及第四覆盖部4牛覆盖，所以可以防止该部分上的电解腐蚀，并且还 可以提高第二部分上的线圈的刚性，变得难以发生断裂。才艮据本实用新型，由于线圈的至少第 一 部分为比重小于铜的铝 制的，所以线圏的重量变轻，可实现发电轮毂的轻量化。此外，露 出外部配置的端子部件与线圏的第 一 部分的连接部分由第二覆盖 部件覆盖，而且被覆部分粘接于第二覆盖部件的内周部。此外，第 一部分的外周部利用第一覆盖部件进4亍覆盖。因此，即〗吏液体等从端子部件侧浸入也难以进入连^妄部分，并且可以防止与空气的^妾 触，即使使用粘接剂或在端子部件中使用不同于线圏的金属，也可 以抑制连接部分的腐蚀。而且，由于利用第一覆盖部件覆盖线圏的 第一部分，所以被覆部分的线圏的刚性提高，即使反复弯曲铝制的 线圏也难以发生断裂。
图1是采用本实用新型的一个实施方式的自行车的侧视图。图2是作为本实用新型的一实施方式的发电轮毂的半截剖一见图。图3是所述发电轮毂的侧视图。 图4是内侧固定单元的立体图。 图5A是绕线架的断面侧一见图 图5B是绕线架的主—见图。 图6是连接器的摘下盖的状态的主视图。 图7是端子部件的主视图。 图8是端子部件的侧一见图。 附图才示i己10 发电轮毂 13 外部配线15 4合毂轴 18 4仑毂外壳41 永久磁铁 43 绕线架 44a 线圈部分 44c 第二部分 52a 耳部 66 第二覆盖部件70 第四;f篁盖部ff42 内侧固定单元44 线圏 44b 第一部分 52 垫圈部件 64 第一覆盖部件 68 第三覆盖部ff 72 焊料74 密去于剂具体实施方式
图1中的采用本实用新型的一个实施方式的自行车101包括 具有前叉102a的车架102、才巴手104、包纟舌链条或^"一反等的驱动部 105、具有轮辐99的前轮(车4仑)106、以及后4仑107。该自行车 101的前轮106中组装有发电l仑毂10,发出的电能通过电源线13 供给安装了光传感器的前照灯14。图2及图3所示的发电轮毂10与自行车的前轮106 —起安装 于前叉102a的前端。该发电轮毂10包括两端部固定于前叉102a 的轮毂轴15、 g己置于轮毂轴15的外周侧上并通过一对轴承16、 17 旋转自如地支承于4&毂轴15上的4合毂外壳18、配置于4么毂轴15和 轮毂外壳18之间的发电机构20、以及用于将由发电机构20产生的 电力供给外部的例如前照灯14等电气设备的连接器22。与前照灯 14连接的外部配线13被连接于连接器22。当前轮106为26英寸的车轮时，轮毂外壳18以时速30 km以大致240 rpm的旋转数进行 旋转。因此，发电轮毂10以比汽车用的发电机等通常的发电机低 一位数的旋转数进行旋转。如图2及图4所示，在4仑毂轴15的外周面上形成有形成于两 端的第一i]i螺紋部15a、 15b,以及形成于第一i,螺紋部15a、 15b 之间且直径大于第一i,螺紋部15a、 15b的第二力,螺紋部15c。此外， 从发电机构20的安装部分到第一雄螺紋部15b的端部，在轮毂轴 15的外周面上形成有配线插通槽15d，用于穿过连4妻发电才几构20 和连4妄器22的后述的线圈44的第一部分44b。專仑毂轴15通过螺合 于第一雄螺紋部15a、 15b的固定螺帽24、 25 (图2)不可旋转地 固定于前叉102a。轮毂外壳18具有壳体31、覆盖壳体的一端(图2的右端)的 盖部件32。壳体31是沿轮毂轴15的轴方向延伸形成的筒状部件， 在轴方向的一端侧(图2的右侧)具有相比另一端部向外周侧凸出 的凸出部31a。壳体31的两端部外周面上形成有一对4仑毂凸缘33a、 33b。用于安装各轮辐99的内侧端部的多个安装孔34a、 34b沿圓 周方向等间隔且将相位4昔开一半地形成在4仑毂凸纟彖33a、 33b上。 盖部件32具有螺合于壳体31的凸出部31a的内周面的螺紋筒部 32a、旋转自如地安装于轮毂轴15上的圓板状的旋转支承部32b。 盖部件32通过螺紋筒部32a拧入并固定于壳体31。具有壳体31及盖部件32的4仑毂外壳18通过压J求部件(ball pressing element) 16a、 17a (即，分别螺合于4仑毂轴15的第一》,螺 紋部15a、 15b的轴承16、 17的内轮)固定于轮毂轴15。这些压球 部件16a、 17a通过锁紧螺帽35、 36定位锁定。右侧的锁紧螺帽36 锁定压3求部件17a并且将连4妄器22固定于寿仑毂轴15。发电机构20是爪极式的发电机构，具有连接于轮毂外壳18的 盖部件32的螺紋筒部32a的内周面的永久》兹牵失41 、以及与永久》兹 铁41的内周部相对配置并固定于轮穀轴15并且可相对永久磁铁41 旋转地配置的内侧固定单元42。永久》兹《失41固定于專仑毂外壳18的 壳体31的凸出部31a内面，由沿圓周方向等间隔分割的多个(例 如4个)》兹体构成。该永久;兹4失41上，以等间隔交^^f兹化N才及和 S^^及，并且分别与后述的辄46的外周部相对。如图2及图4所示，内侧固定单元42具有配置于7Jc久f兹4失 41的内周侧上的绕线架43、缠绕于绕线架43的环状线圈44、以围 绕线圏44的周围的方式i殳置的爪才及式的轭46。而且，这些绕线架 43及轭46以被螺合于第二雄螺紋部15c的一对安装螺帽38a、 38b 夹着的方式不可^走寿争i也固定于寿仑穀轴15，并且定4立成可在轴方向上 收容在凸出部31a内的^f立置关系。如图5A、图5B所示，绕线架43(图5A、图5B示出轭46被 取下)具有在外周上巻绕了线圏44的筒状的筒部56、形成在筒 部56的轴方向两端部上的第一凸纟彖57及第二凸纟彖58。第一及第二 凸缘57、 58的轴方向外侧的侧面上形成嵌入了轭46且呈大致放射 状延伸的多个槽57a、 58a。这些槽57a、 58a形成为使得在外周侧 从轴方向看来相互错开，即，使得第二凸缘58的槽58a位于第一 凸纟彖57相邻的两个槽57a之间，或者4吏得在半径方向的大致中间 部上两槽57a、 58a从轴方向看来部分地重叠，以及使得在内周侧 两槽57a、 58a ;人轴方向看来几乎全部重叠。线圈44使用包括例如純铝及铝合金的铝制线材构成。线材的 截面为矩形或圓形，当为圓形时，其线径优选0.65mm左右。如图 5A所示，线圈44具有巻绕于绕线架43的线圈部分44a、配置于线 围部分44a的相对的两侧的第一及第二部分。第一及第二部分44b、 44c从绕线架43的第一及第二凸》彖部57、 58露出并向绕线架43的外部延伸。线圈部分44a的体积为13020 mm3,发电量基本相等的 铜制线圏的体积为12050 mm3,因此，体积稍樣i增大。此外，重量 为35g，铜制的重量为104g,因此，重量大大减轻。线圈44的第一部分(图2及图3的右侧)44b从绕线架43的 一侧(图2及图3的右侧)，具体地，从第一凸》彖57侧向外部露出， 径向向内折弯，在配线插通槽15d进一步径向向外(图2的右侧) 折弯并延伸直至4仑毂轴15的图2右端部。在该端部，第一部分44b 与连接器22的后述端子部件50电连接。线圏44的第一部分44b 在/人绕线架43露出的部分直到与端子部件50连4妄之间，通过第一 覆盖部件(图7及图8 ) 64进行覆盖。第一覆盖部件64为具有热 收缩性及绝缘性的合成树脂制的管件，例如使用电子束交联软质聚 烯烃树脂。线圈44的第二部分(图2的左端)44c通过安装螺帽38a连接 于与辄46 4妾触配置的垫圏部件52。垫圏部件52具有径向突出的耳 部52a,第二部分44c一皮焊并牛连4妾于耳部52a。由此，线圈44的第 二部分44c通过垫圈部件52与4仑毂轴15电连接。如图2所示，轭46具有配置于永久》兹4失41与线圈44之间的 定子举厄47、与定子车厄47f兹并禹合且配置于线圏44的内周部与4&毂轴 15之间的芯扼48。此夕卜，在该实施方式中，定子轭47与芯轭48 一体形成。如图4所示，扼46具有层叠多张4反状片而构成的多组 第一层叠辄60和第二层叠辄61。第一层叠辄60以嵌入绕线架43 的第一凸缘57的槽57a的方式安装，同样地，第二层叠轭61以嵌 入绕线架43的第二凸缘58的槽58a的方式安装。多组两层叠轭60、 61夹着线圈44地配置于轴方向的相对侧。如图2、图3及图6所示，连接器22具有通过锁紧螺帽36固 定于轮毂轴15的合成树脂制连接器本体49和固定于连接器本体49内的端子部件50。连接器本体49为大致圆形，其一部分形成有角 部49a。在角部49a的外周部上，装卸突起49b向外突出形成，其 中连4妄于外部配线13的前端的插头13a (图3 )可装卸自3口;也固定 于i亥装在卩突起49b。 ；t匕夕卜，连^妄器本体49,装在卩突起49b除夕卜，矛J 用未图示的盖部件遮盖端子部件50以使其不露出于外部。装卸突 起49b利用插头13a进行遮盖。插头13a可与端子部件50电连接。端子部件50固定于角部49a，并且前端向装卸突起49b延伸。 如图7及图8所示，端子部件50通过层压加工铜类金属薄板而形 成，具有与外部配线13的插头13a电连4^的外部连4^部50a、固定 于连4妾器本体49的固定部50b、用于电连^妄线圈44的第一部分44b 的线圈连接部50c。外部连接部50a形成在端子部件50的前端，且 前端#皮进一步4斤弯。此夕卜，乂人固定部50b进4亍90度折弯后进而倾 斜地折弯。固定部50b通过形成于连4娄器本体49的角部49a的突 起部49c进4亍固定。线圈连4妾部50c在/人固定部50b向与外部连4妄 部50a相同方向进行90度折弯后，与固定部50b平行地折弯。线 圈连接部50c的基端(图7、 8的上端)进行90度折弯，在此处形 成线圈44的第一部分44b的前端部分可通过的通过孔50d。此夕卜， 在线圏连4妄部50c的一侧部上形成有90度折弯的固定肋材(securing rib) 50e。固定肋才才50e上形成有可卡扣第一部分44b的前端的卡 扣槽50f。线圈44的第一部分44b的前端在通过通过孔50d后折弯 而卡扣于卡扣槽50f。而且，在卡止后利用焊并牛72与端子部件50 接合。线圏44的第一部分44b与端子部件50的接合部分利用第二覆 盖部件66进行覆盖。第二覆盖部件66形成为还覆盖第一覆盖部件 64的端部。第二覆盖部件66是例如具有热收缩性及绝缘性的合成 树脂制的管件，例如外层使用电子束交联软质聚烯烃树脂，内层使 用热溶融性粘接剂。因此，当覆盖接合部分后进行加热时，第二覆盖部件66沿着^皮覆部分收缩，并且内周部被粘接于4皮覆部分。第 二覆盖部件66的两端利用硅树脂制密封剂74进行密封。此外，线圏44的第二部分44c在垫圈部件52与连孑妄部之间也 利用具有与第 一覆盖部件64相同的热收缩性的第三覆盖部件(图4 ) 68进行覆盖。与垫圏部件52连接的4妄合部分与第三覆盖部件68的 端部一起利用具有与第二覆盖部件66相同的热收缩性的第四覆盖 部件70进行覆盖。下面对利用发电轮毂10的发电进行说明。当对应于自行车的走行，前轮即轮毂外壳18相对轮毂轴15旋 转时，永久,兹铁41相对固定在轮榖轴15上的内侧固定单元42旋 转。由此，永久》兹4失41在线圈44及辄46的外周侧转动。由此， 在线圈44的内侧产生交替^磁通量，在线圈44中产生电流，从而进 行发电。产生的电流通过线圈44的第 一部分44b流入连接器22的 连才妄端子，通过外部配线13流入前照灯14。下面对线圏44的盖及接合步骤进行说明。当完成将内侧固定单元42安装到^"毂轴15上时，线圈44的 第一及第二部分44b、 44c利用第一及第三覆盖部件64、 68进行覆 盖。具体地，作为第一覆盖部件64的小直径热收缩性管件覆盖绕 线架43的从第一凸缘57露出的第一部分44b，作为第三覆盖部件 68的小直径管件覆盖绕线架43的从第二凸缘58露出的第二部分 44c。此时，以充分长于第一部分44b及第二部分44c的长度的长 度，换言之，以在收缩后可以覆盖第一及第二部分44b、 44c的长 度预先切割管件。然后，以例如大于等于115。C的温度加热两个小 直径的管件从而使其收缩。由此，小直径的管件收缩从而与第一及第二部分44b、 44c的外周面密合，形成第一及第三覆盖部件64、 68。才妄着，乂人第一及第二部分44b、 44c的前端以焊并牛连4妄所需的 适当长度剥离第一及第三覆盖部件64、 68。然后将作为第二及第四 覆盖部件66、 70的具有热收缩性的适当长度的大直径热收缩性管 件安装于第一及第三覆盖部件64、 68的外周侧。具体地，两个大 直径管件以可覆盖第一覆盖部件64的端部与端子部件50的接合部 分(即收缩后线圈连接部50c)的长度及可覆盖第三覆盖部件68的 端部与耳部52a的长度进行预先切割。在该状态下，在第一部分44b上，第一覆盖部件64 ^皮剥离的 前端通过端子部件50的通过孔50d并弯曲，以卡扣于卡扣槽50f。 此外，在第二部分44c上，前端卡扣于垫圏部件52的耳部52a。然 后，分别将第一及第二部分44b、 44c焊料连4妾于端子部件50及垫 圈部件52。当完成焊料连接时，预先安装的大直径管件配置于各接 合部分上。此时，管件配置为可覆盖第一及第三覆盖部件64、 68 的端部。然后，以例如大于等于115。C的温度进行加热而使其收缩。 由此，形成第二及第四覆盖部件66、 70，线圏44与端子部件50的 才妄合部分及线圏44与垫圈部件52的4妄合部分别利用覆盖部件66、 70进行覆盖，并且内周部被粘接于被腹部分。最后，利用硅树脂制密封剂74密封两覆盖部件66、 70的两端， /人而完成线圈44的4妾合。当完成线圈44与端子部件50的4妾合时， 端子部件50纟皮固定于连4妄器本体49,从而完成连4妾器22。在根据该实施方式的发电轮毂10中，由于发电机构的线圈44 为比重小于铜的铝制的，所以线圈44的重量减轻，可以实^L发电 寿仑毂10的轻量化。此外，线圏44的从绕线架43露出的第一部分44b利用第一覆 盖部件64进行覆盖，并且第一部分44b与端子部件50的接合部分 利用第二覆盖部件66进4亍覆盖。因此，可以防止液体等从端子部 件50侧浸入，从而难以进入接合部分并且可以防止与空气的4妾触， 即使使用焊料72或对端子部件50使用不同于线圏44的金属也可 以抑制接合部分的腐蚀。而且，由于可以利用第一覆盖部件64覆 盖线圈44的第一部分44b，所以^皮腹部分的线圈44的刚性-提高， 即使反复弯曲铝制的线圈44也难以发生断裂。因此，在进4亍连接 器的安装操作时，即使对第一部分44b反复弯曲操作，第一部分44b 也难以断裂，可操作性得以^是高。此外，由于第二部分44c侧的接合部分也利用第三及第四覆盖 部<牛68、 70进4于覆盖，所以可以防止该部分上的电解腐蚀，并且 在第二部分44c侧上可以4是高线圏44的刚性，难以发生断裂。而且，由于利用具有绝缘性的硅树脂制密封剂74覆盖第二覆 盖部件66的两端，所以即使由于被覆部分处的收缩状态产生收缩 不良或粘接不良等，也可以可靠地密封接合部分。<其它实施方式〉(a )也可以利用具有热收缩性的覆盖部件覆盖内侧固定单元 42的轭外周部。此时，构成第一及第二层叠扼60、 61的板状片难 以错开。因此，即使减小层叠了多个板状片的第一及第二层叠轭60、 61的辄外周部与永久^兹4失41的间隙，扼46也难以与永久i兹《失41 接触。而且，由于不是用合成树脂进行整体固定，而仅是用合成树 脂覆盖至少辄46的外周面，所以即使设置覆盖部件，内侧固定单 元42的重量增加也仅为少量，从而可以尽可能地抑制发电才几构20 的重量增加。(b)在所述实施方式中例示了爪极结构的发电轮毂，但本实 用新型也可以适用于非爪极结构的发电轮毂。(C)在所述实施方式中线圏全部是由铝制的，^旦也可以是^f又 第 一部分或第二部分是由铝制的。
权利要求1.一种自行车用发电轮毂，可安装于自行车，其特征在于，所述自行车用发电轮毂包括轮毂轴；轮毂外壳，可相对旋转自如地安装于所述轮毂轴；磁铁，连接于所述轮毂外壳；内侧固定单元，安装于所述轮毂轴，具有绕线架，配置于所述磁铁的内周侧；以及线圈，所述线圈具有缠绕于所述绕线架的线圈部分、以及配置于所述线圈部分的相对的两侧的第一及第二部分，其中至少所述第一部分为铝制的；导电金属制的端子部件，电连接于所述线圈的所述第一部分，且可与外部配线电连接；第一覆盖部件，覆盖所述线圈的第一部分的外周部，并具有绝缘性及热收缩性；以及第二覆盖部件，覆盖所述端子部件与所述线圈的第一部分的连接部分以及所述第一覆盖部件的端部，具有粘接于被覆部分的内周部，并具有绝缘性及热收缩性。
2. 根据权利要求1所述的自行车用发电轮毂，其特征在于，所述第二覆盖部件的两端利用硅树脂制的密封剂密封。
3. 根据权利要求1或2所述的自行车用发电轮毂，其特征在于，所述端子部件与所述线圈的第 一部分焊料连冲妾。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的自行车用发电轮毂，其特 征在于，所述自行车用发电4仑毂还包括垫圈部件，具有电连4妄所述线圈的所述第二部分的耳部， 所述垫圏部件安装于并电连接于所述轮毂轴；第三覆盖部件，覆盖所述线圈的第二部分的外周部，并 具有绝缘性及热收缩性；第四覆盖部件，覆盖所述垫圏部件的所述耳部与所述线 圈的第二部分的连接部分以及所述第三覆盖部件的端部，具有粘^接于^f皮覆部分的内周部，并具有绝》彖性及热收缩性。
专利摘要本实用新型提供了一种自行车用发电轮毂，其可实现自行车用轮毂的轻量化，并且可以抑制线圈的断裂和腐蚀。发电轮毂的线圈的第一部分(44b)由第一覆盖部件(64)覆盖，并且第一部分(44b)与端子部件(50)的接合部分与第一覆盖部件(64)的端部一起由第二覆盖部件(66)覆盖。第二覆盖部件(66)具有热收缩性及绝缘性，并具有粘接于被覆部分的内周部。
文档编号H02K5/10GK201172358SQ20082000523
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月25日 优先权日2007年10月11日
发明者田中一树, 远藤贵广, 长谷川宽 申请人:株式会社岛野