[发明专利]自行车用轮毂发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为自行车用发电机的自行车用轮毂发电机。

背景技术

图6是表示装配了自行车发电用轮毂发电机的自行车前轮部分的放大图。可把轮毂发电机30装配在自行车的前轮部分和后轮部分。这里表示把轮毂发电机30装配在前轮侧的例子。这种自行车，是在支撑前轮自由旋转的轮毂轴11上装入轮毂发电机30，并且轮毂轴11被装在前叉25上，为配备在前轮旁边的前灯31和配备在后轮的尾灯(未图示)等提供电力。前叉25由主体车架34支撑，车把32、前筐33安装在前叉25的上端。

以前的自行车发电用轮毂发电机，一般情况下是使用非磁性的铝合金形成其轮毂体的。下面，图7表示了用铝合金形成的轮毂体的轮毂发电机。

图7为发电用轮毂发电机的主视图的剖面图，轮毂发电机的轮毂外壳4由铝合金形成，在其内侧设置有环状轭铁5。与前轮轮胎的车圈连接的右侧辐条1，和作为轮毂外壳4一部分的铝制的圆形法兰盘3连接；左侧辐条2也与作为轮毂外壳4一部分的铝制的圆形法兰盘3连接。然后再用铝制的盖23堵在轮毂外壳4的左侧开口部。

将各个轴承6压入轮毂外壳4和盖23的各个中心凹部，并且将轴承套管20固定在轮毂轴11上、将轴承套管10固定在轮毂轴11上，使得左右的轴承6不会从轮毂轴11脱出。另外，把轭铁5和磁铁7固定配置在轮毂外壳4的内表面上，构成轮毂发电机旋转侧的转子。

将缠绕在轮毂发电机固定侧定子绕线轴上的线圈17、铁制的左右一对定子铁心13、14以及以磁性相结合在该铁心13、14的中央部分的定子铁心15固定在轮毂轴11的外表面上。通过设有垫圈和获取轮毂发电机输出力的端子21的绝缘性端子板，用轮毂螺母12把轮毂发电机左侧的轴承6夹在盖23的中心凹部，并且轮毂轴11的左侧用轮毂螺母26固定在前叉25上。另外，以通过垫圈和护罩9、把螺母26拧紧在前叉25上的方式，将右侧的轮毂发电机的轴承6固定在轮毂外壳4的中心凹部。

这样，轮毂发电机，通过行车车轮的旋转，固定着磁铁7的轮毂外壳4也旋转，并且根据磁铁7的磁场与固定的绕线轴上的线圈17之间的电磁感应作用而发电。因轮毂外壳4是铝制的，所以这时的磁路以磁铁7、环状轭铁5、线圈17以及定子铁心13、14、15构成，如箭头所示的那样通过磁通量。

这样构成的轮毂发电机，因轮毂外壳4由非磁性的铝合金形成，因此虽然可以抑制磁铁泄漏磁通量，能够防止降低发电电压，但是铝合金价格高，有无法实现降低成本的问题。另外，因铝合金较铁等强度低，所以有必要增加其厚度，还存在实现小型化的问题。

在这里，用铁制成的轮毂发电机外壳4、使构成磁路的磁性轭铁部分与作为磁性体的铁制的轮毂外壳共用化，这样，与铝合金制的相比，可将铝合金厚度的部分小型化，而且由于铁比铝合金价格低，因此可开发能够降低那部分的成本的发电机。

下面，以图8的发电用轮毂发电机主视图的剖面图说明用铁形成的轮毂发电机外壳4的例子。图中与图7的相同部件标有相同的符号。与自行车前轮轮胎的车圈连接的右侧辐条1，与用铁板以冲压加工成形的圆形法兰盘3连接，左侧辐条2与用冲压将铁板经多次深加工成形的轮毂外壳4连接。

右侧的轴承6被压入法兰盘3的中心凹部，并且把该轴承6用法兰盘3和轮毂外壳4夹持且用铆钉8固定，这样使得轴承6不能从轮毂外壳4脱出。另外，轴承6不能从固定着轴承套管10的轮毂轴11脱出；轮毂轴11右侧，通过兼用作垫圈的轴承套管10以及螺母12，用轮毂螺母26拧紧固定在前叉25上。

将左侧轴承6压入固定在把铁板用冲压加工成形的圆形盖23的中心凹部，并与轴承套管20内接。把盖23的周边部压入并固定在轮毂外壳4中，将轮毂轴11的左侧，通过垫圈和设有获取轮毂发电机的输出力的端子21的绝缘性端子板以及轮毂螺母12，用轮毂螺母26固定在前叉25上。

在轮毂轴11上，固定着缠绕在绕线轴上的线圈17、铁制的左右一对定子铁心13、14以及与该铁心13、14的中央部分以磁性相结合的定子铁心15，这样构成轮毂发电机固定侧的定子。另外，在轮毂外壳4和盖23侧有轮毂发电机旋转侧的转子，在轮毂外壳4的内侧，例如把7个磁极的磁铁7分割成4个并固定，铁制的轮毂外壳4兼用于构成磁铁磁路的轭铁。

轮毂发电机，通过行车车轮的旋转，固定着磁铁7的轮毂外壳4也旋转，通过磁铁7的磁场与缠绕在固定侧定子的绕线轴上的线圈17的电磁感应作用进行发电。此时的磁路由线圈17、定子铁心13、14、15、磁铁7以及铁制的轮毂外壳4构成。