专利名称：其上具有发电机的自行车轮毂轴的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及自行车轮毂轴，具体而言，涉及其上具有发电机的自行车轮毂轴。
背景技术：
参照图1-2，为了防止必备电池，自行车经常采用一些类型的发电装置，以向诸如头灯、尾灯等供电。过去，用放置在轴108上并在自行车轮毂壳体的内侧的发电机106发出必须的电能。然而，本领域的技术人员在组装轴和发电机的元件时遇到了困难。
轴108包括一沿轴108的小直径部114和大直径部116轴向地延伸的凹槽112。锥体118螺纹旋入大直径部116并与把发电机106的定子磁轭122夹持就位的螺母120贴靠。垫片124配合在轴108上位于锥体118后面。垫片124包括一单个向下延伸入其中央开口的舌部126。把舌部126配合入凹槽112以防止舌部126绕轴108旋转。把其内具有电连接器130的连接器壳体128配合在轴108上垫片124后面。用导线131把电连接器130与发电机106电连接。绝缘板132、接地板134以及锁紧螺母136来完成该组件，并锁紧轴108上的元件。
现有技术遇到的问题之一是，导线131经常在组装时被损坏。例如，由于轴108的构形，凹槽112必须被机加工。机加工的凹槽经常具有毛刺。毛刺带来两个问题。首先，这会使难以把锥体118置入正确的位置。其次，毛刺可以损坏导线131。
另一个问题是由垫片24引起的。垫片124上的舌部126一般小且在凹槽112内容易被碰落。当这情形发生时，垫片124绕轴108自由旋转，这在锁紧螺母136抵着接地板134拧紧时经常发生。垫片124的旋转会使导线131损坏，甚至断裂。
因此，希望提供一种其上具有易于组装的发电机的轮毂轴，其把将锥体放置入位的问题最小化，还把发生导线断裂的情形最小化。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供的自行车发电机轮毂轴具有相对端，其包括一位于轴的一端的小直径部和一限定轴的大直径部。小直径部的直径比大直径部的直径小，大直径部具有至少两个限定于其内的并沿不与轴的旋转方向平行的方向延伸的凹槽。在优选实施例中，大直径部包括一从其径向地向外延伸的阶梯部和一延伸入该阶梯部的部分凹槽部。大直径部的凹槽直径比小直径部的直径大。
根据本发明的另一方面，提供的自行车发电机轮毂轴组件，其包括一具有相对端的轴、一位于所述相对端之一上的小直径部、一大直径部、一放置在轴的大直径部上的发电装置、一放置在大直径部上的轴承座圈、一从发电装置延伸穿过凹槽之一及轴承座圈的导线、一放置在大直径部上的垫片、以及一放置在小直径部上用于把轴承座圈和垫片固定就位的锁紧螺母。小直径部的小直径比大直径部的大，大直径部具有至少两限定于其内的凹槽。垫片具有一限定从其穿过的开口，还具有至少一个向内地延伸入该开口的舌部。该舌部被容纳在凹槽之一，从而防止垫片旋转。
根据本发明的另一方面，提供的自行车发电机轮毂轴组件，其包括一具有相对端的轴，包括一位于端部之一的小直径部、一位于小直径部内侧的大直径部、一垫圈、一放置在轴的大直径部上的发电装置、一放置在大直径部上的无螺纹内部、一放置在大直径部上的垫片、一从发电装置延伸的电线、以及一放置在小直径部上的用于把锥体和垫片固定就位的锁紧螺母。小直径部的小直径比大直径部的小，大直径部具有四个在其内限定的沿轴向方向延伸的凹槽。凹槽绕着大直径部大约等距周向地间隔开。大直径部也具有从其径向向外地延伸的阶梯部。部分凹槽延伸入阶梯部。凹槽还包括一与延伸入阶梯部的部分凹槽相对的开口端。大直径部还包括一限定于其内的凹口。垫圈放置在凹口中，开口在与凹槽之一邻接的位置形成为横向地穿过。锥体放置在发电装置和垫圈的外侧，并具有从其径向地向外延伸的四个凸起。该四个凸起容纳在被限定于阶梯部的凹槽部分内从而防止锥体绕轴旋转。垫片具有三个舌部，这三个舌部径向向外地延伸入限定从其穿过的开口。舌部被容纳在限定于大直径部的三个凹槽中。电线延伸穿过垫圈的开口。再穿过凹槽之一以及锥体。
本领域的普通技术人员阅读下面的说明后会明显看出本发明的其它目的、特点以及优点。然而，可以理解，指明本发明的优选实施例的详细说明和具体示例是通过示例给出的而不是用于限制目的。在本发明的范围内可作各种改型和修改而不超出其精神，并且本发明包括所有此种修改。
通过参照附图将会更好地理解本发明，其中图1是现有技术的其上具有发电机的轮毂轴组件的分解视图；图2是一自行车的侧视图，根据本发明的优选实施例其具有在其上带有发电机的轮毂轴组件；图3是轮毂轴组件的局部后剖视图，其包括根据本发明的优选实施例的发电机；图4是图3组件的轴的后剖视图；图5是图3轮毂轴组件的分解透视图；图6是图3组件的轴的端视图，其示出凹槽内直径D1；图7是图3的轮毂轴组件的右侧锥体的透视图，其示出径向向内地延伸的凸起；图8是右侧锥体的前视图，其示出根据本发明的另一优选实施例的径向向内地延伸的凸起；图9是图3的轮毂轴组件的垫片的后视图，其示出舌部和阶梯部。
所有附图中的相同的部件用相同的标号。
具体实施例方式
本发明提供一种自行车轮毂轴组件10。该组件包括一具有相对左右端12a、12b的轴12。该轴的右端12a包括一小直径部14和一大直径部16。该轴12还包括一发电装置，如位于其中央的发电机106。可以理解，在此所用的术语“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“向内地”、“向外地”、“前”、“内”、“上”、“下”等其它位置术语仅用于便于说明以及参考图中所示部件的取向。可以理解，在此所述元件的任何取向都属于本发明的范围。
如图2所示，可把轮毂轴组件10用在自行车102的前轮100上，用于给灯104等供电。可以理解，组件10也可用在自行车的后轮上，或者三轮车的任何轮子上，或者其它轮式移动工具上。
轮毂轴组件10被整体结合入自行车102的前轮100的轮毂内。具体而言，轮毂轴12的两端12a、12b固定于左右前轮叉138上，轮辐140固定于外转子组件的两凸缘142上。图3所示的轴线A1是自行车前轮100的旋转轴线，外转子组件与前轮100一起绕着轴线A1旋转。
参照图3-6，轴12的右端12a的小直径部14攻有螺纹并且其直径比大直径部16的大，该大直径部最好没有螺纹。然而，在可选实施例中，大直径部16可攻有螺纹。小直径部14包括一延伸离开位于其内侧的大直径部16的终端14a。大直径部16在其内最好形成有四个凹槽20。在一优选实施例中，凹槽20被绕着大直径部16的外侧周向地布置并约等距地间隔开。大直径部16的直径足够长使得即使轴12在其内限定有四个凹槽20，仍然具有足够的强度承受自行车使用中正常的磨损和磨裂。在此所参考的凹槽的直径为凹槽内直径D1(参阅图6)。最好凹槽内直径D1大于小直径部14的直径。最好凹槽内直径约为9毫米而凹槽的半径R1约为1.5毫米。
大直径部16也包括一其内延伸入有凹槽20的部分20a的阶梯部21。凹槽20的相对端限定一大直径部16从此减小至小直径部14的开口端14。当锥体54与阶梯部贴靠时，阶梯部21起一用于右锥体54的支座作用，如下所述。轴12也包括一其上的垫圈22，该垫圈具有限定于其内的开口24，电线131延伸穿过该开口。垫圈22略微位于阶梯部21和凹槽20的内侧，如图5所示，并坐落在一限定于大直径部16内的环形凹口26内在阶梯部21和许多防止发电机106绕轴12旋转的凸起或花键145之间。垫圈22还加强了该组件的强度并防止定子磁轭122变形。如下所述，电线131与电连接器130和发电机106连通。
轮毂轴12最好由刚性金属如钢制成并用冷锻压方法形成。稍后把小直径部14的螺纹部和左端部12b机加工或用扎制方法形成。这可用防止使如在现有技术中当机加工凹槽时形成的毛刺的方法来形成凹槽20。这把对电线131发生的损坏降到最小。
轮毂发电机106包括一内定子组件和一外转子组件。该内定子组件(内定子)包括，如图3所示，轮毂轴12、两定子磁轭28与30、一带缠绕线圈34的线架32、一方形芯磁轭36以及两如图3所示结合在一起的分离盘38与40。用夹紧螺母144或锁紧螺母136和定子磁轭28及30把内定子固定到前轮叉138上，用花键145把分离盘38与40固定到轴12上。在优选实施例中，轴12包括四个花键145。
外转子组件(外转子)包括一第一框架42、一第二框架44以及一帽体46，如图3所示结合成一整体。该整体式外转子组件在轴承48与50的辅助下可旋转地固定到轴12上。包括四个沿周向方向等距地间隔的磁铁的永磁体52固定到该帽体46上，如图3所示。在该永磁体52中，N及P磁极等距周期地形成，每种类型总共28个磁极面向定子磁轭28与30的磁轭(极靴)28b及30b。
右锥体54(如图7所示)容纳在轴12上并被装配在大直径部16之上与阶梯部21贴靠。锥体54具有一没有螺纹的内表面54a。一般地，如上所述(图1)，锥体118螺纹拧入轴108。然而，锥体4具有四个轴向地向内延伸并被容纳在凹槽20的部分20a内的凸起54b，该部分20a限定在阶梯部21(下文称为凹槽部20a)。因为凸起54b容纳在凹槽部20a以及锥体54的前表面54c与阶梯部21贴靠，就在把剩余部件固定到轴12上锥体54的后面之后把右锥体54牢靠地夹持就位。如图8所示，在另一优选实施例中，凸起54b可轴向向内地延伸以及径向向内地延伸。右锥体54也包括一其上运行有轴承50的轴承表面54d。可以理解，锥体54可以是任何轴承圈。例如，筒式轴承可以代替锥体54。
一环形密封56容纳在轴12上锥体54后面。密封56具有一限定于其内且线131从其穿过的开口56a。一具有限定成从其横向地穿过的开口58a的垫片放置在轴12上密封56后面。如图9所示，在一优选实施例中，垫片58包括径向地向内延伸入开口58a的三个舌部60。当垫片58放置在轴12时，舌部60容纳在凹槽20内，从而防止垫片58在大直径部16上旋转。在把垫片58滑入轴12的大直径部16时，凹槽20的开口端20b容纳垫片58的舌部60。可以理解，可在垫片58上设置不同数量的舌部60。舌部60一般地也比现有技术中的要大(例如，如图1所示的垫片124的舌部126)。
垫片58包括一在组装时支撑和含放电线131的阶梯部或凹口58b。在把线131传出锥体54的开口时，线131必须在垫片58上方行进。一旦把该组件紧紧地配合在一起，凹口58b就为线131在垫片上方行进提供空间，而不会在垫片58和锥体54之间夹住。如图5所示，电线131在穿出锥体54的中央后弯曲穿过凹口58b，然后在从垫片58上方穿至电连接器130。在一优选实施例中，凹口58b的宽度约为5毫米。
其内具有电连接器130的连接器壳体128装配在轴12上垫片58后面。用线131把电连接器130和发电机106连通。绝缘板132、接地板134以及锁紧螺母136最后完成组件10，把部件锁紧到轴12上。
在此所述的说明本发明的实施例仅仅是示意性的，但本领域的普通技术人员可对其作各种改动和修改而不超出本发明的精神。所有此种改动和修改都认为是在由后附权利要求所限定的发明范围内。
权利要求
1.一具有相对端的自行车发电机轮毂轴，所述轴包括a)一位于所述轴的一端的小直径部；以及b)一限定一轴的大直径部，其中所述小直径部的小直径比所述大直径部的直径小，并且其中所述大直径部具有至少两限定于其内的并沿与所述轴的旋转轴线不平行的方向延伸的凹槽。
2.如权利要求1所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述小直径部攻有螺纹，并且其中所述大直径部没有螺纹。
3.如权利要求2所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述凹槽沿基本与所述轴平行的方向延伸。
4.如权利要求2所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述大直径部位于所述小直径部的内侧。
5.如权利要求2所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述大直径部包括一从其径向地向外延伸的阶梯部，其中部分所述凹槽延伸入所述阶梯部。
6.如权利要求5所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述凹槽包括与延伸入所述阶梯部的所述凹槽的所述部相对的开口端。
7.如权利要求5所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述阶梯部包括一与其邻接的凹口部。
8.如权利要求1所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述大直径部包括一凹槽内直径，并且其中所述凹槽内直径大于所述小直径部的所述直径。
9.如权利要求6所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述大直径部具有四个限定于其内的凹槽。
10.如权利要求9所述的自行车发电机轮毂轴，其中，所述凹槽布置成绕着所述大直径部周向约等距地间隔。
11.如权利要求1所述的自行车发电机轮毂轴，还包括一放置在所述大直径部上的发电装置。
12.如权利要求7所述的自行车发电机轮毂轴，还包括至少一个从其向外地延伸的凸起，其中所述凹口限定在所述凸起和所述阶梯部之间。
13.如权利要求7所述的自行车发电机轮毂轴，还包括四个布置成绕着所述大直径部周向约等距地间隔的凹槽
14.一种自行车发电机轮毂轴组件，其包括a)一具有相对端的轴，所述轴包括i)一位于所述端之一的小直径部，以及ii)一大直径部，其中所述小直径部的直径比所述大直径部的直径小，其中所述大直径部具有至少两个限定于其内的凹槽，其中所述大直径部包括一从其径向地向外延伸的阶梯部，b)一放置在所述轴的所述大直径部上的发电装置，c)一放置在所述大直径部上的轴承座圈，d)一从所述发电装置延伸的电线，其穿过所述凹槽之一及所述轴承座圈，e)一放置在所述大直径部上的垫片，所述垫片具有一限定从其穿过的开口，并具有至少一个向内地延伸入所述开口的舌部，其中所述舌部被容纳在所述凹槽之一，从而防止所述垫片旋转，以及f)一放置在所述小直径部上用于把所述轴承座圈和所述垫片固定就位的锁紧螺母。
15.如权利要求14所述的组件，其中，所述小直径部攻有螺纹而所述大直径部没有螺纹。
16.如权利要求14所述的组件，其中，所述轴承座圈包括一锥体。
17.如权利要求16所述的组件，其中，所述大直径部具有至少四个限定于其内的沿轴向方向延伸的凹槽。
18.如权利要求17所述的组件，其中，所述凹槽被布置成绕着所述大直径部周向约等距地间隔。
19.如权利要求17所述的组件，其中，所述垫片具有至少三个延伸入所述开口的舌部，其中所述至少三个舌部被容纳在相应数量的所述凹槽内。
20.如权利要求19所述的组件，其中，所述线放置在所述凹槽之一而所述舌部放置在其它的凹槽内。
21.如权利要求16所述的组件，其中，所述大直径部放置在所述小直径部的内侧，其中所述锥体具有一个没有螺纹的内部，所述锥体放置在所述发电装置外侧。
22.如权利要求14所述的组件，还包括一垫圈，其中所述大直径部包括一在所述阶梯部与至少一个从所述大直径部向外延伸的凸起之间限定的凹口，其中所述垫圈放置在所述凹口部，而所述垫圈具有一从邻接所述阶梯部的位置处从其横向地穿过形成的开口，其中所述线延伸穿过所述开口。
23.如权利要求17所述的组件，其中，所述凹槽部分延伸入所述阶梯部。
24.如权利要求23所述的组件，其中，所述锥体具有至少一个从其向内径向地延伸的凸起，其中所述至少一个凸起容纳在所述凹槽之一，从而防止所述锥体绕所述轴旋转。
25.如权利要求23所述的组件，其中，所述锥体具有至少一个从其向内轴向地延伸的凸起，其中所述至少一个凸起容纳在所述凹槽之一，从而防止所述锥体绕所述轴旋转。
26.如权利要求14所述的组件，其中，所述大直径部包括一凹槽内直径，其中所述内直径大于所述小直径部的所述直径。
27.如权利要求23所述的组件，其中，所述凹槽包括一与所述凹槽的所述部相对的开口端，所述凹槽延伸入所述阶梯部。
28.如权利要求22所述的组件，其中，所述轴包括四个凸起，它们被布置成绕着所述大直径部约等距地周向地间隔开。
29.如权利要求26所述的组件，其中，所述凹槽具有一半径，其中所述凹槽内直径约是9毫米，其中所述半径约是1.5毫米。
30.如权利要求14所述的组件，其中，所述垫片包括一其内的凹口。
31.一种自行车发电机轮毂轴组件，其包括a)一具有相对端的轴，所述轴包括i)一位于所述端部之一的小直径部，以及ii)一位于所述小直径部的内侧的大直径部，其中所述小直径部具有的直径比所述大直径部的大，其中所述大直径部具有四个限定于其内并沿轴向方向延伸的凹槽，其中所述凹槽绕着所述大直径部被约等距周向地间隔开，其中所述大直径部具有一从其向外径向地延伸的阶梯部，其中所述凹槽的部分延伸入所述阶梯部，其中所述凹槽包括一与延伸入所述阶梯部的所述凹槽的所述部相对的开口端，所述大直径部包括一限定于其内的凹口，b)一放置在所述凹口的垫圈，其中所述垫圈具有一在与所述凹槽之一邻接的位置处横向地延伸从其穿过形成的开口，c)一发电装置，其被放置在所述轴的所述大直径部上，d)一没有内部螺纹的锥体，其放置在所述大直径部上，其中所述锥体放置在所述发电装置和所述垫圈的外侧，其中所述锥体具有四个从其向内轴向地延伸的凸起，其中所述四个凸起容纳在被限定于所述阶梯部中的所述凹槽的所述部内，从而防止所述锥体绕所述轴旋转，e)一从所述发电装置延伸的电线，穿过所述垫圈中的开口以及所述凹槽之一，再穿过所述锥体，f)一放置在所述大直径部上的垫片，所述垫片具有一从其限定穿过的开口，还具有三个径向向内地延伸入所述开口中的舌部，其中所述舌部被容纳在三个限定于所述大直径部中的所述凹槽内，从而防止所述垫片旋转，以及g)一锁紧螺母，其被放置在所述小直径部上用于把所述锥体和垫片固定就位。
全文摘要
一种自行车发电机轮毂轴组件，其包括一具有相对端的轴，该轴包括一位于所述端部之一的小直径部、一大直径部、一放置在大直径部上的轴承座圈、一从发电装置延伸穿过凹槽之一和轴承座圈的电线、一放置在轴的大直径部上的发电装置、一放置在大直径部上的垫片、以及一放置在小直径部上的用于把锥体和垫片固定就位的锁紧螺母。小直径部的小直径比大直径部的小，大直径部具有至少两个在其内限定的凹槽。大直径部也还包括从其径向向外地延伸的阶梯部。垫片具有一限定于从其穿过的开口以及具有至少一向内地延伸入该开口的舌部。该舌部容纳在凹槽之一内，从而防止垫片旋转。
文档编号H02K5/22GK1390715SQ0212242
公开日2003年1月15日 申请日期2002年6月6日 优先权日2001年6月7日
发明者西本直弘 申请人:株式会社岛野