专利名称：发光车毂、发光车轮、轮式溜冰鞋、滑板或轮椅的制作方法
技术领域：
本发明与发光车轮的更可靠的发光轮毂及其制造方法有关。该发光车轮适用于滑板，轮式溜冰鞋，嵌入的轮式溜冰鞋、轮椅等装置。本发明还可以提高发光车轮的大规模制造，尤其是自动化的大规模制造的效率。
背景技术：
已知有一些通过大规模制造的方式生产出令人满意的发光车轮的努力。特别地，在美国专利US6398395公开了一种将电枢绕组或紧凑发电机的轭设置或嵌入车轮的轮毂中，该车轮能够绕设置在轮轴上的永磁铁旋转。该专利公开了一种紧凑发电机和发光车轮。图2示出了该紧凑发电机的线圈筒或框。每根引出线分别通过一个导引件145从线圈延伸出，该导引件145优选地为管。该引 出线在与发光装置连接之前是固定在窄部146。然后该线圈筒与具有电枢臂的电枢盖组合到一起以构成一电枢绕组。聚合物或树脂通过注入成型在该电枢绕组外周并固定结合或者嵌入以构成一车毂。具有诸如LED (发光二极管)之类的发光装置的导电板或者印刷电路板与该车毂相连以构成一车毂组合，然后用树脂或者诸如聚氨酯之类的聚合物在该车毂外周注塑成型一车胎。参见图3，公布于2002年7月12日的韩国专利申请10-2000-0086367公开了一种针对美国专利US6398395中的电枢绕组的改进。为了使线圈筒的引出线与发光装置之间有更好的连接，引出线142b是通过块状延伸件142a上的开槽从线圈引出并连接到导电脚142d，该导电脚则与发光装置相连。该些引出线是手工缠绕在对应导电脚上的。参见图4，公布于2007年8月22日的韩国专利申请10-2006-0027308公开了通过简化引出线的连接及制造过程对图2所示的在先电枢绕组的改进。从线圈筒207的引出线202和206突伸出电枢盖200和201并手工地连接在电枢盖延伸件203和205上。电枢盖200和201具有电枢臂204。电枢延伸件与发光装置相连，该发光装置为具有LED的导电板或印刷电路板。这种设计，在车毂的注塑成型过程中通常易在电枢盖延伸件与引出线的连接处引发引出线的分离或者断裂而导致电气失败。参见图5，公布于2006年6月6日的韩国专利申请10-2006-0058747也公开了对图2所示的在先电枢绕组的改进。其中，线圈筒210具有延伸件212和217，线圈的引出线214和215在注塑成型车毂之前是固定其上的，并且是通过手工将引出线连接到电枢盖211和216上的电枢盖延伸件208和209上的。上述在先专利采用较细脆的引出线，其被从线圈筒抽拉至电枢盖外，并如上述美国专利那样通过手工与发光装置相连，或者如上述韩国专利申请那样通过手工与电枢盖的延伸件相连。装设有上述美国专利和韩国专利申请的紧凑发电机的车轮容易在制造过程中，由于手工连接细引出线至发光装置或导电脚常易出现的线圈筒引出线断裂而导致电路失败。上述韩国专利申请还存在由于高温高压注塑成型车毂时，引出线与导电脚或者电枢盖延伸件分离而导致电路失败的问题。这种问题在由于高温高压注塑成型，而没有将引出线与导电脚或者电枢盖延伸件焊接到一起时更加突出。由于非常细脆的引出线与导电脚或柱的连接，在频繁使用的压力和冲击下或者寒冷气候条件下容易断开致使上述车轮的发光不可靠。这在车轮用于轮式溜冰鞋和滑板时尤其明显。另一个较常出现的问题是，在将聚合物车胎压铸至上述的具有电枢绕组和发光装置的车毂上取时，会在聚合物车轮中引入气泡，从而导致性能和生产效率的下降。
发明内容本发明是对作为整体被引用的美国专利US6398395的紧凑发电机和发光车轮的 改进。本发明指出和解决上述问题以提供一种更加可靠和耐久的发光车轮。在改进的电枢绕组中，从线圈筒引出的非常细的引出线不再暴露于制造以及应用压力和冲击之下，这些压力和冲击在现有发光车轮中容易导致引出线断裂。此改进也通过减少手工操作而简化了制造过程，并允许车轮组装更加自动化。在本发明的一个实施例中，车毂具有至少两个在径向相对的发光装置，本发明的线圈筒至少允许在一个发光装置失效的情况下还有一个发光装置可以工作。在使用过程中，这个实施例能够在较低速度时产生一连续线的外观(对于人眼而言)，从而避免出现现有车轮由于只有一个发光装置而存在的在较低速度时闪烁的视觉效果的问题。另一个改进在于盖或者覆盖在装设在导电板或印刷电路板(LED-SMD)上的表面封装器件(SMD)，如LED上的车毂端口或盖子的结构。此改进允许车轮无气泡地铸塑成型，特别是在通过诸如树脂或类似聚氨酯的聚合物之类的适宜材料在该车毂外周注塑成型一车月台。本发明提出一种发光车毂，包括设置有至少一发光装置的一边缘，用以将该发光装置与用于发电的一电枢绕组电性连接到一起的装置，该电枢绕组包括至少两个导电的电枢盖和与该些电枢盖配合的一线圈筒以发电，该线圈筒具有相对的两外壁，线圈具有从该两外壁延伸出的引出线，每根引出线在对应的外壁的外表面延伸出一预定长度，各该预定长度的线与相应的电枢盖电性连接。所述的用以将该发光装置与一电枢绕组电性连接到一起的装置进一步包括该电枢盖的一延伸件。该延伸件与该电枢盖是一体结构。该发光装置是设置在该边缘的一开口或一凹槽中并通过一透明或半透明盖进行密封。该发光车毂包括具有一厚度的一主体和具有一其厚度较该主体为薄的一外缘，该外缘与该主体是光滑和曲线地结合的。该透明或半透明盖是设置在该较薄的外缘的一开口或一凹槽中并具有至少一下沿向外弯曲延伸以和该主体光滑结合。该发光装置设置在该车毂的一个凹槽中，该车毂是开口的以使光线只能从该车毂的外周照射出去。该车毂设置有至少两个所述的发光装置。[0021]该发光装置包括发光芯片或者发光灯泡。该发光装置具有三个发光芯片。一个兰色和绿色发光芯片设置在一个红色发光芯片的上方。该电枢绕组具有四个电枢盖。本发明提出一种发光车轮，包括注塑成型在如上所述的发光车毂上的一车胎。本发明提出一种轮式溜冰鞋，具有一轮式溜冰鞋本体和至少一个具有如上所述的发光车毂的发光车轮。 本发明提出一种滑板，具有一滑板本体和至少一个具有如上所述的发光车毂的发光车轮。本发明提出一种轮椅，具有一轮椅本体和至少一个具有如上所述的发光车毂的发光车轮。
图I是本发明的紧凑发电机和车轮的分解立体图。图2是现有的一种紧凑发电机的线圈筒的示意图。图3是现有的另一种紧凑发电机的线圈筒和电枢绕组的示意图。图4是现有的又一种紧凑发电机的线圈筒和电枢绕组的示意图。图5是现有的再一种线圈筒的示意图。图6是本发明的线圈筒的立体图。图7是本发明的电枢盖的立体图。图8是本发明的车毂和发光装置的侧面视图。图9是图8中9-9向剖面视图。图10是电枢绕组和发光装置的立体图。图11是电枢绕组和发光装置的立体图。图12是本发明的线圈筒的立体图。图13是本发明的发光车毂的立体图。图14是电枢盖和线圈筒另一实施例的立体图。图15是图14中四部件电枢盖中的两相对部件的立体图。
具体实施方式
本发明通过一新的改进了的电枢绕组或轭以解决上述的引出线断裂的问题。车胎铸塑成型时形成气泡的问题则通过特别设计的车毂边缘端口予以解决。图I示出了整个紧凑发电机和车轮。如前所述，本发明的发电机是对美国专利US6398395中发电机的改进，其基本工作原理已在该专利中公开。车轮4具有覆盖在具有电枢绕组3的车毂10上的车胎11。当电枢绕组3绕装设在圆柱体元件12上的永磁铁2旋转时会产生电流。圆柱体元件12可以是，但不限定为，类似于在上述美国专利所公开的能够支持永磁铁的具有缓冲的支撑件。图中示出了车轮轴承1，该图中未示出另一面的车轮轴承32。一根车轴(图未示出)从车轮轴承和承载有永磁铁12的圆柱体元件的中心开口中穿过。[0046]图6示出了本发明的电枢绕组中的线圈筒13。细导线绕在筒31上，一根引出线16从筒壁14的外侧的缺口 17拉出并在壁14的外表面延伸了一定的长度后引到筒壁14的外侧的相对缺口 18并进行固定，另一根引出线(图未示出)以相同的方式在筒壁15的外侧的缺口拉出并在壁15的外表面延伸了一定的长度后引到筒壁15的外侧的相对缺口并进行固定。每根引出线在线圈筒13的外壁14和15的外表面具有足够的长度，从而在车毂进行电枢绕组外周注塑成型处理后，电连接能够沿外露在线圈筒的外壁的外表面的导线长度维持。该项创新是本发明的一个关键所在，其能够避免和解决在先电枢绕组的细导线裸露在压力和/或冲击所导致的断裂或脱离以及在上述车轮的制造过程和/或使用过程中的与发电装置的电连接失效。这充分地增强了可靠性并允许更加简化和有效地进行发光车轮的大规模制造。该线圈筒设有电枢隔片52用以引导具有电枢臂5的电枢盖的装配并使各电枢盖上的电枢臂之间保持适当的间隔。这些隔片52是线圈筒上的部件并能与该线圈筒一体注塑成型。这有利于实现发光车轮的自动化或机器人组装。本发明的电枢绕组中具有两个电枢盖19和20，每个电枢盖具有至少一导电的延伸件或柱。如图所示，电枢盖19具有电枢臂5和导电延伸件或柱6，优选地，根据需要，还具有径向设置的导电延伸件或柱8。相对的、匹配的电枢盖20具有对应的电枢臂21，导电延伸件7以及优选的，还同样具有径向设置的导电延伸件或柱9。当需要第二个的LED-SMD时，电枢盖19具有径向设置的导电延伸件或柱8而该电枢盖20具有径向设置的导电延伸件或柱9。电枢盖上的电枢臂的排布方式是当两个电枢盖组装到线圈筒时，一个电枢盖上的电枢臂与另一个电枢盖上的电枢臂相互交错。这两个电枢盖至少部分地封闭该线圈筒，并具有足够的间隔以防止在最后的电枢绕组和车毂中出现短路。具有导电延伸件和电枢臂的电枢盖，优选地可以是采用一块诸如钢之类的合适材料(便宜并且容易得到)的平板制成的一体结构。线圈筒13置于两个电枢盖19和20之间以构成如图7所示的电枢绕组，而车毂10则是注塑成型在该电枢绕组外周。然后，延伸件的末端与发光装置相连，该发光装置可以是LED或任何合适的固态发光材料或芯片，以表面安装的形式装设在导电板或印刷电路板上，也就是，发面安装发光器件(SMD)或者是球形的LED。图10示出了这种结构关系。图8示出了本发明的车毂的电枢盖具有径向设置的导电延伸件的一个实施例。该车毂具有外套，较薄的外缘部分22与较厚的车毂主体23 —体注塑而成。外缘部分22的下部是光滑和曲线地与主体23的上部结合在一起。车毂外缘部分22是嵌设在聚合物车胎中的。车毂可选择性地设有开口 33和34。电枢绕组的导电延伸件6和8伸进缺口 24和25，对向车毂边缘上的一弧段的该缺口，具有足够的尺寸和外形以允许相应的发光装置26定位并与延伸件相连。边缘上的该缺口可选择性地具有肩部28，该肩部28具有容纳、引导、匹配并固定透明或半透明盖或帽29到车毂上的形状和尺寸。需要说明的是，出于图示车毂的结构的考虑，缺口 24上的透明盖没有示出。该缺口的壁可选择性地具有至少一槽以收容该发光装置的边缘，以引导和安装或固定该发光装置，特别是表面安装的发光装置到车毂的缺口中。图9是图8中9-9向剖面视图，其示出了线圈30，筒31以及承载于圆柱体支撑元件12上的永磁铁环2的关系。需要注意的是，可以用球形的LED来替代图中示出的表面安装的LED。本发明的用于发光装置的透明或半透明盖29的形状和尺寸适于盖住缺口 25且能够光滑地配合并与车毂边缘的形状结合。在将车胎铸形于该车毂上时，透明或半透明盖可以保护发光装置26和36及它们与电枢绕组的延伸件的连接。图10示出了发光装置与电枢绕组的结构关系。先前发现，如果透明盖延伸并突出于车毂的边缘，在将车胎铸形于该车毂上时，气泡会跑到车毂的缺口空隙中去或者陷在表面以致产生不期望的气泡结构。本发明的盖，由于其形状的缘故可以在将车胎铸形于该车毂上时免除气泡的形成。图11示出了透明或半透明盖的一个具体实施例。在该实施例中，盖具有边缘延伸部35，其匹配并能光滑地与车毂主体23的相对表面相结合。如图所示，该发光装置可以是在一导电板上的三颗LED芯片27排列的表面安装装置。LED可以如图8所示地从上到下按三阶排列，或者上一行两个及下一行一个排列。发光装置或LED的色彩可以是任何需要的颜色或者颜色组合。一个非常有用和优选的但不限定的组合是采用三种颜色的表面安装的LED芯片。蓝和绿色的两个LED芯片设置在上一行、红色LED芯片设置在下一行以产生一种意想不到的视觉效果能够在使用过程中车轮旋转 时，看到各种分离的颜色而不会发生色彩混合。本发明能够用到三颗以上的LED芯片或灯泡以及它们的排列。如上所述，LED灯泡是可用来替代的。如图8和图10所示，优选地在车毂上采用两相对的LED-SMD，可以缩短研制周期以使LED发出的光在低转速时能够呈现出连续效果，而不是在只采用一个LED-SMD时产生闪烁效果。这对于当车毂用于轮椅的较大车轮中的安全性是特别优选地。图13示出了本发明的发光车毂的另一具体实施例。透明盖横跨车毂41的外端部分。缺口具有一定的宽度，其大体上是跨越车毂厚度方向的外端部分上的该宽度，以收容一大体平坦的透明盖的厚度(与之前的实施例中的盖29不同)。缺口的一端墙40具有一深度以对应透明盖的厚度。该透明盖覆盖在由导电板或印刷电路板42及其承载的LED 37,38和39构成的发光装置上。电枢盖延伸件6和7与板42电连接。若干横梁43可引导和支持该发光装置。如前所述，透明盖的外侧表面结合并光滑地匹配车轮的形状和轮廓。车毂的直径可以小至40毫米左右，使得这种车毂结构能够适用于小车轮直径的轮式溜冰鞋，滑板和强劲滑轮等。图14和图15示出了本发明的电枢盖的另一个具体实施例。其是一个四部件的电枢盖。图14和图15不出了该四部分或部件电枢盖中的两个具有导电延伸件或柱45的上电枢盖部分44和对应地具有导电延伸件或柱47的下电枢盖部分46。电枢盖部分44和45分别具有电枢臂50和51。另两个出于图示清晰的目的没有示出，但它们具有与图示出的两个相似的机构并具有相应的导电延伸件或柱以在该车毂中形成至少一个LED-SMD。采用四部件的电枢盖结构可以在改善车毂的制造性和可靠性方面带来意想不到的好处。在采用注塑成型车毂于电枢盖与线圈筒外周时可以将电枢盖压到线圈筒外壁上的引出线上以保持更好的和一致的电接触。采用表面安装型的LED芯片比采用LED灯泡具有显著的优越性其发出的光的强度在所有方向上更一致，而LED灯泡发出的光更具方向性，也就是，在LED灯泡的侧面比在顶面要亮。因此，当具有LED-SMD的车轮在应用中旋转时，从车轮的侧面和前方看过去强度和色彩基本一致。与现有技术相比，本发明的发光车毂的制造过程大大简化。线圈筒放置在两个电枢盖之间，车毂采用合适的塑料或聚合物注塑成型在电枢绕组外周，其可以是透明的。注塑成型的高压可以将电枢盖压到设置在线圈筒的外侧面上的铜线上以形成与铜线长度大体相当的一导电区域。发光装置与突出于开口的导电延伸件或柱的末端通过诸如焊接之类的方式相连，用于发光装置的透明或半透明盖放置到缺口上并与车毂边缘密封，然后，在车毂 的用于支撑车胎的部分上铸塑成型透明的或半透明的聚合物车胎。该聚合物可以是尿烷聚合物或树脂。所有这些可以通过自动化或机器人装置实现。上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
权利要求1.一种发光车毂，其特征在于，包括设置有至少一发光装置的一边缘，用以将该发光装置与用于发电的一电枢绕组电性连接到一起的装置，该电枢绕组包括至少两个导电的电枢盖和与该些电枢盖配合的一线圈筒以发电，该线圈筒具有相对的两外壁，线圈具有从该两外壁延伸出的引出线，每根引出线在对应的外壁的外表面延伸出一预定长度，各该预定长度的线与相应的电枢盖电性连接。
2.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，所述的用以将该发光装置与一电枢绕组电性连接到一起的装置进一步包括该电枢盖的一延伸件。
3.依据权利要求2所述的发光车毂，其特征在于，该延伸件与该电枢盖是一体结构。
4.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，该发光装置是设置在该边缘的一开口或一凹槽中并通过一透明或半透明盖进行密封。
5.依据权利要求4所述的发光车毂，其特征在于，该发光车毂包括具有一厚度的一主体和具有一其厚度较该主体为薄的一外缘，该外缘与该主体是光滑和曲线地结合的。
6.依据权利要求5所述的发光车毂，其特征在于，该透明或半透明盖是设置在该较薄的外缘的一开口或一凹槽中并具有至少一下沿向外弯曲延伸以和该主体光滑结合。
7.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，该发光装置设置在该车毂的一个凹槽中，该车毂是开口的以使光线只能从该车毂的外周照射出去。
8.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，该车毂设置有至少两个所述的发光 装直。
9.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，该发光装置包括发光芯片或者发光灯泡。
10.依据权利要求9所述的发光车毂，其特征在于，该发光装置具有三个发光芯片。
11.依据权利要求10所述的发光车毂，其特征在于，一个兰色和绿色发光芯片设置在一个红色发光芯片的上方。
12.依据权利要求I所述的发光车毂，其特征在于，该电枢绕组具有四个电枢盖。
13.一种发光车轮，其特征在于，包括注塑成型在如权利要求I所述的发光车毂上的一车胎。
14.一种轮式溜冰鞋，其特征在于，具有一轮式溜冰鞋本体和至少一个具有如权利要求I 所述的发光车毂的发光车轮。
15.一种滑板，其特征在于，具有一滑板本体和至少一个具有如权利要求I所述的发光车毂的发光车轮。
16.—种轮椅,其特征在于,具有一轮椅本体和至少一个具有如权利要求I所述的发光车毂的发光车轮。
专利摘要一种发光车毂、发光车轮、轮式溜冰鞋、滑板或轮椅，该发光车毂包括设置有至少一发光装置的一边缘，用以将该发光装置与一电枢绕组电性连接到一起的装置，该电枢绕组包括至少两个导电的电枢盖和与该些电枢盖配合的一线圈筒以发电，该线圈筒具有相对的两外壁，线圈具有从该两外壁延伸出的引出线，每根引出线在对应的外壁的外表面延伸出一预定长度，各该预定长度的线与相应的电枢盖电性连接。本实用新型可以使发光车轮更加可靠和耐久。
文档编号A63C17/22GK202545561SQ201220155489
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月21日
发明者权纯昌 申请人:权纯昌