自行車的輪轂發電機的製作方法
2023-06-21 13:11:41
專利名稱：自行車的輪轂發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自行車用的輪轂發電機。
目前，一方面自行車的低價格化正在激烈的競爭中不斷激化，商品的成本急劇下降；另一方面，為了防止在夜間自行車無燈行走的危險性，自行車用的輪轂發電機則成為不可缺少的部件。
現有技術中，有在自行車用的輪轂上內藏發電機的自行車用的輪轂發電機，例如在實公昭57-49584號公報中所記載的。
請參閱圖5所示，現簡單說明如下。在軸41上藉由鋼板47固定具有輪轂發電機的固定側定子的線圈48。在氧化鋁製成的輪轂線圈架44上固設著具有輪轂發電機的旋轉側轉子的磁鐵45、軛鐵46。該輪轂線圈架44內孔固設著輪轂本體43。輪轂發電機的固定側由鋼板47和線圈48組成，輪轂發電機的旋轉側由輪轂本體43、輪轂線圈架44、磁鐵45及軛鐵46所組成，輪轂發電機的固定側和旋轉側藉由軸承使其相結合。
由圖5所示的結構可知，在現有的自行車用的輪轂發電機中，結合輪轂發電機的固定側和旋轉側的軸承只不過是嵌合在輪轂本體43內兩端的簡單構造。其組裝時，軸41貫通於軸承42的內環內，軸承42從輪轂本體43內拔出時容易發生軸承掉落的現象，必須要非常小心慎重地取出，而存在有組裝工序需花費較長時間，使成本費用提高的缺陷。再者，灰塵等易從鋼板47和輪轂線圈架44之間向其內部侵入，對附有線圈48部分的磁迴路的形成造成惡劣的影響，而存在有降低其發電力的缺陷。用氧化鋁製成的輪轂線圈架44還必須進行成形後的切削、研磨，在其內部必須再配設鐵製的軛鐵46，而存在有材料費用增加、製造工序多、影響產品價格等問題。
本發明的目的在於，克服現有技術的缺陷，而提供一種自行車用的輪轂發電機，使其可節省材料、減少加工費用，同時組裝容易、成本下降、密封性能高，可防止其性能惡化。
本發明的目的是由以下技術方案實現的。一種自行車用的輪轂發電機，其是將現有的鋁製的發電機殼以鐵板衝壓加工成形的鐵製發電機殼代替，去除現有的磁迴路中一部分的具有鐵製的環狀的軛鐵，上述鐵製的發電機殼兼具有機殼的作用(任務)和軛鐵的作用(任務)。
自行車用的輪轂發電機，其輪轂發電機的定子被固定在軸上，在發電機殼罩的內側壓入固定一方的軸承，設有固定有磁鐵的發電機的轉子在發電機殼和外徑法蘭之間夾持固定另一方的軸承，安裝有上述發電機殼罩的軸固定在一方的軸承上，藉由上述軸承安裝上述發電機殼罩的軸，該軸並與上述發電機殼及外環法蘭相結合。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點及積極效果。本發明自行車用的輪轂發電機，其發電機殼為以鐵代替鋁，所以可減少材料費用及加工費用，又由於削減了現有的鐵製環狀軛鐵，可使自行車用的輪轂發電機的成本下降。特別是加工費用的削減，對於現有的鋁製的發電機殼來說，需經過鑄造或鍛造加工後，再進行切削、外觀塗裝等工序，而使得自行車的成本提高，然而本發明藉由鐵製的發電機殼，僅經由衝壓加工製造，不必再進行加工後的處理工序，而可以達到大幅度降低製造成本的功效。
再者，本發明自行車用的輪轂發電機，其在輪轂發電機的旋轉側，在發電機殼和外環法蘭之間夾設有軸承，發電機殼在固定於外環法蘭上的同時也固定在該軸承上，所以能夠防止軸承被拔出，該軸承在發電機殼的固定側只用螺母固定軸，可使其組裝簡單化。
本發明的具體結構由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1是本發明的一個實施例，是從正面看自行車車輪時的發電機部分的剖面圖。
圖2是本發明的一個實施例，為自行車用的發電機主要部分的分解剖面圖。
圖3是圖1中本發明實施例從外環法蘭側看自行車用的輪轂發電機的側視圖。
圖4是圖1中本發明實施例自行車用的輪轂發電機A-A剖面的剖面圖。
圖5是現有自行車用的輪轂發電機的側剖面圖。
請參閱圖1所示，與前車輪的車輪圈的凸緣相連結的右側輻條1與用鐵板衝壓加工成形的圓板狀的外環法蘭3相連結，左側的輻條2與用鐵板衝壓加工成形的發電機殼4相連結。
在外環法蘭3的中心凹部內壓入有軸承5，同時軸承5的外環5a與外環法蘭3和發電機殼4用鉚釘8固定，其以不會發生拔落現象那樣地被夾持固定。再者，軸承5的內環5b嵌合在一體成型的空心軸9的軸承嵌合部9a上，藉由軸肩10和墊圈11以螺母12鎖固。
一體成型的空心軸9固定在全長上除了螺紋部分以外的軸13上，因為其都採用鋁材，藉由模鑄嵌入成型法一體成型，所以被強固地固定保持在軸13上。該一體成型的空心軸9可以在以硬質樹脂製成型的軸13上一體成型。
在該一體成型的空心軸9的外周面，輪轂發電機的固定側定子的線圈14、線圈骨架15及鐵芯16以鉚釘17固定。在一體成型的空心軸9的軸承嵌合部9b上嵌設有軸承19的內環19b，介於設有抽出端子21的絕緣性的端子板與一體成型的空心軸9的軸肩18、墊圈20及輪轂發電機的輸出端之間，設有螺母22夾持。
軸承19的外環19a被壓入於向圓形發電機殼罩23外側膨脹出的中心凹部內，而被固定在發電機殼的內側。
該發電機殼罩23的彎曲的周緣部被壓入嵌合固定在發電機殼4的內側。
發電機殼4和發電機殼罩23設有輪轂發電機的旋轉側轉子，在鐵製的發電機殼4的內側固設有磁鐵24，鐵製的發電機殼4兼作為用於構成磁鐵24的磁迴路的磁軛。
前叉25連結於自行車的本體，其前端設有螺母26將其固定在軸13上。
請參閱圖2所示，下面說明輪轂發電機的製造方法。本實施例的自行車用的輪轂發電機，其概略地可分為如圖所示的可分離的固定側和旋轉側、然後再組合成為一體的二部分。
在輪轂發電機的固定側，首先，一體成型的空心軸9是在軸13上在其全長上除了螺紋部之外的部分所規定的位置一體成型，該一體成型的空心軸9一體成型的設有軸承嵌合部9a、9b及軸肩10、18，在一體成型的空心軸9的外周面用鉚釘17固定著由線圈14、線圈骨架15及鐵芯16組成的輪轂發電機的定子。
接著，在發電機殼罩23的中心凹部內壓入軸承19的外環19a，在一體成型的空心軸9的軸承嵌合部9b壓入並嵌合軸承19的內環19b，直到軸承19與軸肩18相接觸為止。再插入墊圈20及具有抽出端子21的絕緣性的端子板，其與軸肩18之間夾持有軸承19，並用螺母22鎖緊於軸肩18。
藉由該螺母22與軸肩18的緊固，將軸承19的內環19b固定在一體成型的空心軸9和軸13上，一體構成輪轂發電機的固定側。
在輪轂發電機的旋轉側，首先，深衝加工衝壓鐵板數回，形成發電機殼4，在該發電機殼4的內周面凹部固定著磁鐵24。藉由衝壓加工製造發電機殼4，其與現有的鋁製發電機殼相比不需進行成形後的切削及研磨加工，可以大幅度地減少製造工藝及材料費用。
軸承5的外環5a壓入於向外環法蘭13外側膨脹出的中心凹部內，藉由鉚釘8將其與發電機殼4夾持固定成一體，構成輪轂發電機的旋轉側。
該構成一體的輪轂發電機的旋轉側(如圖2中右側所示)與固定側(如圖2中左側所示)相互結合，將構成固定側的一體成型的空心軸9的軸承嵌合部9a壓入嵌合於構成旋轉側軸承5的內環5b，並與軸肩10相接觸，套入介於其與螺母12之間的墊圈11，並以螺母12將其緊固結合成一體。此時，將發電機罩23壓入於具有輪轂旋轉側的發電機殼4內。藉由以上構件相組合，構成了如圖1所示的輪轂發電機。
請參閱圖3所示，外環法蘭3用鉚釘8固定在發電機殼4上，同時用螺母12將其固定在軸13上。在外環法蘭3周面形成的孔27內插入輻條1，並使其二者相互結合。
請參閱圖4所示，在發電機殼4的內側，將七極的磁鐵24分割成四份並將其固定。這樣構成了輪轂發電機的旋轉側轉子。輪轂發電機的固定側定子的線圈骨架15和鐵芯16用鉚釘17固定在一體成型的空心軸9上，再將一體成型的空心軸9固定在軸13上。在發電機殼4的周面外環法蘭4a上形成的孔28內插入輻條2，並將二者相互結合。
本實施例的自行車用的輪轂發電機由以上結構所構成，藉由自行車車輪的旋轉，使固定磁鐵24的輪轂發電機也隨之旋轉，藉由磁鐵24的磁場和固定的線圈骨架15的線圈的電磁感應作用而發電。這時的磁迴路是由線圈骨架15的線圈、鐵芯16、磁鐵24及鐵製的發電機殼4所構成。
本實施例的自行車用的輪轂發電機，在發電機殼罩23的中心凹部內壓入軸承19，並用固定在軸13上的一體成型的空心軸9的一方夾持，因為發電機殼4與外環法蘭3之間為擠壓入固定軸承5，所以軸承5被牢固地固定，可防止軸承被拔出，同時，具有輪轂發電機的輪轂發電機的固定側和旋轉側可以分離組合，並可使組合工序簡單化，與其內部的通氣部分僅有軸承部分，可以抑制灰塵等進入其內部，而可防止其工作性能惡化。
由於使用鐵製的發電機殼4，該發電機殼4為採用衝壓加工，使其製造可以簡單，可使發電機殼的機能和構成輪轂發電機磁迴路的軛體的機能成為一體化，部件的件數可減少，同時與現有的鋁製發電機殼相比，減少了製造組裝工序，可以大幅度的降低自行車用的輪轂發電機的成本。
權利要求
1.一種自行車用的輪轂發電機，其發電機內藏在自行車的輪轂內，其特徵在於構成輪轂發電機的磁迴路的軛鐵，其使用鐵製成的發電機殼，該鐵製的發電機殼兼具有機殼和軛鐵兩種作用。
2.一種自行車用的輪轂發電機，其發電機內藏在自行車的輪轂內，其特徵在於其一方的軸承固設在固設有發電機定子的軸上，並壓入固定於發電機殼罩的中心內側凹部內；在中心凹部壓入有軸承的圓板狀的外環法蘭內側，在機殼的一端為開口的內周面設有固設有磁鐵的發電機的轉子，並固定在發電機殼的另一端，在該發電機殼的另一端與外環法蘭之間夾持固定有另一方的軸承；安裝上述發電機殼罩的軸嵌入固定在上述一方的軸承上，同時上述發電機殼罩的周緣部嵌合在上述發電機殼一端的側開口部。
3.根據權利要求2所述的自行車用的輪轂發電機，其特徵在於所述的發電機殼是由鐵板經深衝壓加工而製成。
4.根據權利要求2所述的自行車用的輪轂發電機，其特徵在於所述的軸其上固設有空心軸，在該空心軸的周面上固定有定子線圈，同時在上述空心軸的兩端部與上述各軸承的內環相接，從其各自的外側以螺母緊固固定。
全文摘要
一種自行車用的輪轂發電機，其在發電機的旋轉側夾持有鐵製的發電機殼4、外環法蘭3及軸承5，在發電機的固定側裝設有設有線圈14的一體成型的空心軸9，其壓入於軸承19內，並固定該發電機的旋轉側和固定側。在鐵製發電機殼4的內周面，相對線圈14固設配置有磁鐵24，鐵製的發電機殼4兼具有作為發電機的機殼和磁鐵24磁路的定子的作用。藉由以上構造可防止軸承的拔落，可簡化組裝工序，同時也可減少製造工序及材料費用。
文檔編號B62J6/00GK1154319SQ9611899
公開日1997年7月16日 申請日期1996年11月9日 優先權日1995年11月10日
發明者福田齊 申請人:三洋電機株式會社