自行车用发电机的制作方法

专利名称:自行车用发电机的制作方法
此项发明阐述了安装在自行车轮轴部位上的一种电机或发电机(下文通称为“自行车发电机”)，更具体地说，本发明涉及一种容易并可靠地安装在现成的辐条悬挂式自行车轮毂法兰上的自行车发电机。
曾有人提议把发电机安装在自行车的一根轮轴上，例如在1980年10月7日发布，由ShokichiKumakura申请的第4，227，105号美国专利中曾有所披露。发电机的组成包括一个有若干个弧形永久磁铁组合而成的环形磁铁组件构成的转子，该转子安装在可转动地安装在车轮的一对轮毂法兰中的一个内;一个安装于固定在轴上的支撑上的线圈绕组组成的定子，该线圈绕组置于环形磁铁组件的里面，并与环形磁铁组件同轴，且保持一微小间隙。然而，这种发电机有一个缺点，即一个轮毂法兰必须具有特殊的形状，以便安装环形磁铁组件，所以不能使用现成的轮毂法兰。而且由于装有发电机的轮毂法兰的直径相对较大，则连接该轮毂法兰的辐条则相应较短。因此，必须使用两套长度互不相同的辐条来支撑车轮。
该项发明的目的在于提供一种自行车用发电机，这种发电机可以方便地安装在现成的自行车的轮毂上。
根据该项发明的一个方面，自行车用发电机由转子和定子组成，转子由若干个弧形永久磁铁组成的环形磁性组件构成，转子可转动地安装在自行车轴一对悬吊辐条的轮毂法兰中的一个轮毂法兰上，定子由固接在车轴上的线圈绕组构成，以便获得由于转子的旋转而产生的感应电压，对于发电机进一步的改进包括一个由圆盘部与輞部构成的毂鼓，园盘部分同轴地固定在轮毂法兰的外表面，其中心部分有一个通孔，车轴可转动地穿过该孔。与园盘一体的輞部在园盘的外周边缘形成、向园盘的外表面方向突出，环形磁铁组件被安装在輞部内周边表面上;而静止鼓由固定在轴上的中心部分和支承凸台组成，整个支承凸台由一个环绕中心部分的边缘组成以便支承线圈绕组，这样线圈绕组的外周边缘与相对的环形磁铁组件的内周边缘之间保持一微小间隙。
在该项发明的具体实施例中，在毂鼓园盘中通孔的外周边缘上设置一个凸台，凸台的方向与輞部方向相反且形成一个环形伸出部分，其直径小于轮毂法兰的直径。它不仅可以密封轮毂法兰轴承部和轴之间的间隙，而且可把毂鼓牢固地固定在轮毂法兰上。由于做成环形凸起，轮毂法兰上的悬吊辐条部分和圆盘之间保有间隙，所以可以容易地更换辐条。
该项发明的其它目的、特征和优点，在下文关于该装置的附图中将进一步明确。
图1给出了该项发明自行车发电机一个实施例的局部剖面图。
图2所示为图1毂鼓的平面视图。
图3是图2中Ⅲ-Ⅲ剖视图。
图4表示图1毂缘的平面视图。
图5是图4中沿Ⅴ-Ⅴ剖线的剖视图。
参照上述各图，按照本发明的自行车发电机的具体实施例，在下面将作进一步说明。在图1中，11表示一对自行车前叉，而前轮轴12被固定地支承在前叉11相对的两端。轴12插入连接套筒15里，一对轮毂法兰13和14同轴地安装在连接套筒15相对的两端。轮毂法兰13和14的中央部分分别作成开口向外的碗状部分16，并将其分别固定在连接套筒的两端使碗形部分16的开口向外。通过置于两个碗形部分16中的一对滚珠轴承17，连接套筒15被可转动地支承在轴12上。沿每个轮毂法兰13和14的外周边缘部分以适当的间隔钻成若干通孔18，以便将辐条19的一端插入并固定在每个通孔18中。轮毂法兰13和14的轴向移动由一对轴挡21限位，而轴挡拧在轴12上，以便固定一对滚珠轴承17。
固定轴挡21的外缘周边与轮毂法兰14的碗状部分16的内缘周边之间形成环状间隙22，其间装有油封圈23。毂鼓24的中间部分形成的环形止挡部25，装在轮毂法兰13一侧的另一个环形间隙22中。毂鼓24由磁性材料制成，其直径大于轮毂法兰13的直径。止挡部25整体地在毂鼓24中部形成的用于插入固定轴挡21的孔26的外周边缘上形成。止挡部25的顶端插入环形间隙22中，具有油封圈的作用。輞部27与毂鼓24的外周边成为一体，其伸出方向与止挡25的方向相反。向止挡部25突出的环形凸出部29在连接止挡部25和輞部27之间盘状部28上形成，位于止挡部25附近，如图2、图3所示。在环形凸台29上，以适当的间隔形成若干通孔30，如图4、图5所示，通孔30的排列与相应的轮毂法兰13上的通孔31相同，固定螺钉穿过通孔30和31，将毂鼓24固定在轮毂法兰13上。如上所述，由于毂鼓24的止挡部分25紧紧地嵌入环形间隙22，所以毂鼓24可以牢固地与轮毂法兰13相连接。
环形磁铁组件33构成的转子被粘接或用类似方法固定在毂鼓24的輞部27的内周边缘上。在环形磁铁组件33中，首尾相连地排列着若干弧形永久磁铁。此种环形磁铁组件，在上述的美国专利NO.4，227，105中已经公开，这里就省略了有关它的详细介绍。定子由线圈绕组34构成，它与环形磁铁组件33的内周边表面仅留有限小的间隙。线圈绕组34用粘结剂或类似方法固定在用非磁性材料(例如铝)制成的静止的圆鼓35上的支持凸缘36的外表面上。静止园鼓35被固定在拧在轴12上的锁紧螺母37和拧在轴12上的衬套38之间，该衬套38的另一端紧靠轴挡21。由于线圈绕组的布置在美国专利NO、4，227，105中已有详细叙述，因此这里也省略其详细说明。盖板39用于遮盖环形磁铁组件33和线圈绕组34同一侧的表面，以防外部物质进入环形磁铁组件33和绕圈绕组34之间的空隙。盖板39由园盘部分41和在圆盘41外周边缘伸出的缘部42组成。圆盘41不仅轴向地复盖线圈绕组34靠近前叉一侧的表面，同时轴向地盖住环形磁铁组件33的内侧面并与其具有微小间隙。缘部42遮盖与其具有微小间隙的环形磁性组件的外周边，而缘部42的边缘与毂鼓24的輞部27相对，二者之间留有较小的间距。圆盘41用螺钉43固定在静止鼓35上。
为了把这样的发电机安装在自行车轴上，首先把具有安装在輞部27内表面上的环形磁铁组件33的毂鼓24安装在轮毂法兰13的外表面上。然后将衬套38拧到轴12上，直到与轴挡21的端部相接。最后，将装有线圈绕组34的静止鼓35套在轴12上，与衬套38的另一端相接触并用螺母37锁紧。这样，发电机便被装在轴12上。这种方法，不需对现成的自行车轮毂法兰作任何的改进或变更，就可将发电机装在自行车上。虽然必须使轴比常规的轴长出一段相当于发电机轴向尺寸的长度，但是这种加长轴的制造非常容易且造价低廉。
在自行车发电机中，支撑着环形磁铁组件33的毂鼓24与轮毂法兰13一起转动。另一方面，线圈绕组34固定在轴12上的静止鼓35上，使得线圈绕组34不可能转动。因此，环形磁铁组件33的旋转给同心地布置在环形磁铁组件33内部的线圈绕组34提供了一个磁场，线圈绕组34组成定子，在线圈绕组上产生感应电压。
虽然本发明被参照一个最佳实施例予以具体说明和叙述，但对本领域的技术人员来说，很明显的是，可以在形状以及某些细节上作出一些变化，但并不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种自行车用发电机，包括一个由具有多个弧形永久磁铁的环形磁铁组件构成的转子，该转子安装在一对可转动地安装在该自行车轴上的辐条悬挂的轮毂法兰中的一个上，一个固定安装在该轴上以便当该转子转动时获得感应电压的由线圈绕组构成的定子，其特征在于一个由盘形部和
部构成的毂鼓，该盘形部同心地固定在该一个轮毂法兰的外表面上，在其中部有一个通孔，该轴自该孔中穿过，该
部与该盘形部的外周缘成为一体，向该盘形部的一个外表面方向突出，该环形磁铁组件安装在该
部的内周表面上；一个由固定在该轴上的中央部分和与该中央部分的外缘形成一体的支持该线圈绕组的支持凸缘部分组成的静止鼓，该线圈绕组的外周缘与该环形磁铁组件的内周缘相对并且在它们之间有一个小间隙。
2.按照权利要求
1所述的自行车发电机，其中该盘形部的该通孔的外周缘上有一个止挡部，其方向与该輞部的方向相反，借此密封该轴和该一个轮毂法兰轴承部之间的空隙。
3.按权利要求
1所述的自行车发电机，其中该盘形部的中部靠近该一个轮毂法兰面的表面上形成一个凸起部，该环形凸出部的直径小于该轮毂法兰的直径，以便该盘形部的侧面配置在该一个轮毂法兰的外侧面上并且在它们之间有一个间隙。
4.按权利要求
1所述的自行车发电机，其中一个盖板安装在该静止鼓上以盖住该环形磁铁组件和该线圈绕组的有关侧面。
专利摘要
一种不需要对轮毂法兰进行任何改进和调整就可以容易地安装在支承在自行车轴上一对现成的辐条悬挂式轮毂法兰上的自行车发电机。该电机转子由一个同心固定在轮毂法兰中的一个毂鼓和一个安装在该毂鼓内周边上的环形磁铁组件构成；该定子由一个固定的静止鼓和一个支持在固定的静止鼓上的线圈绕组构成；该线圈绕组的外周缘与该环形磁铁组件的内周面相对，并且在它们之间有一个小间隙。
文档编号H02K7/00GK86103136SQ86103136
公开日1987年11月18日 申请日期1986年5月6日
发明者熊仓健吉 申请人:熊仓健吉, 熊仓理吉