TWI399315B - 發電輪轂 - Google Patents

Description

發電輪轂

本發明係關於一種輪轂。更特定言之，本發明係關於一種經設計以安裝至一自行車之一框架的發電輪轂。

專利文件1揭示一已知發電輪轂之一實例，其用作定位在一自行車之一輪子之一中心處的一輪轂且具有一發電機構。該發電輪轂具有一輪轂軸；一發電機構，其被設置在輪轂軸上；及一連接器，其被設置在輪轂軸上且連接至發電機構。提供連接器以將電力自發電機構供應至安裝在自行車上的一前燈或其他電氣裝置。連接器係安裝在輪轂軸上與發電機構並排。連接器具有用於連接一導電線的一導線連接區段，該導電線用來將電氣裝置連接至發電機構。利用一鎖定螺母將連接器固定至輪轂軸。利用安裝在相對於鎖定螺母之一軸向向外位置中的一螺母構件來將輪轂軸固定至框架之一端部分。

在用手固持發電輪轂且定位發電輪轂使得一導線可更容易地延伸至連接器之導線連接區段的同時一習知發電輪轂係安裝至一自行車框架。麻煩的是在每次將發電輪轂安裝至一自行車框架時均要以此方式定位發電輪轂。簡言之，延伸(配置)一導線之任務對根據先前技術之一發電輪轂較為麻煩。

本發明之一目的係在將一發電輪轂安裝至一框架時能更有效地完成延伸一導線之任務。

根據本發明之一第一態樣之一發電輪轂包含一輪轂軸、一發電機構、一連接器及一定位裝置。該發電機構被設置在該輪轂軸上。該連接器被設置在該輪轂軸上且連接至該發電機構。該定位裝置被設置在該輪轂軸上且用來在圍繞該輪轂軸之一轉動方向中相對於一自行車之一框架而定位該連接器。

在此發電輪轂係安裝至一自行車之一框架時，被設置在輪轂軸上的定位裝置在輪轂軸係安裝至框架時在一轉動方向圍繞輪轂軸定位連接器。因此，在輪轂軸係安裝至一自行車之一框架時，可在輪轂軸之一轉動方向中定位連接器且藉此可相對於框架定位連接器。所以，不必在每次安裝發電輪轂時定位發電輪轂。因此，可更有效率地完成延伸一導線之任務。

根據本發明之一第二態樣之一發電輪轂為根據第一態樣之一發電輪轂，其中定位裝置為經組態以自輪轂軸延伸且與框架之一端部分接合的一凸出零件。就此態樣而言，可藉由使凸出零件與框架之端部分接合而易於定位連接器。

根據本發明之一第三態樣之一發電輪轂為根據第二態樣之一發電輪轂，其中連接器及凸出零件構成一一件式整合單元且該一件式整合單元被可拆卸地設置在輪轂軸上。就此態樣而言，在組合期間不必相對於彼此而定位連接器及凸出零件，因為連接器及凸出零件被作為一一件式整合單元而提供且被可拆卸地設置在輪轂軸上。

根據本發明之一第四態樣之一發電輪轂為根據第一態樣至第三態樣之任一者之一發電輪轂，其中進一步提供用於將輪轂軸容易地附接至框架及自該框架拆卸的一快速釋放機構。配有一快速釋放機構的一發電輪轂將更頻繁地附接至一自行車框架及自該自行車框架拆卸。因此，定位裝置之效果在配有一快速釋放機構的一發電輪轂中更為明顯。

就本發明而言，在輪轂軸係安裝至一自行車之一框架時，可在輪轂軸之一轉動方向中定位連接器且藉此相對於框架定位連接器。所以，不必在每次安裝發電輪轂時定位發電輪轂。因此，可更有效率地完成延伸一導線之任務。

第一實施例

圖1顯示採用本發明之一實施例之一自行車101。該自行車101包含：一框架102；一車把單元104；一驅動區段105，其包括一鏈條、踏板等；一前輪106，其具有輪輻99；及一後輪107，其具有輪輻99。該框架102具有一框架主體102a及一前叉102b，該前叉102安裝至該框架主體102a之一前輪部分使得其可圍繞一對角軸自由地樞轉。用於安裝後輪107的後叉端103a被設置在框架主體102a之一後端部分。用於安裝前輪106的前叉端103b被設置在前叉102b之一前端部分，如在圖1之放大部分中所示。具有一槽寬為(例如) 8.5毫米至10毫米的一安裝槽103c係形成於後叉端103a及前叉端103b之各者內。該車把單元104係固定至前叉102b。

根據本發明之一實施例的一發電輪轂10被建置於自行車101之前輪106中。由該發電輪轂10產生之電力透過包含一電源供應導線12a及一接地導線12b之導電線12被供應至裝配有一光感測器的一前燈19。

如在圖2中所示，發電輪轂10係安裝至前輪叉102b之前叉端103b。如在圖2及圖3中所示，該發電輪轂10包括一輪轂軸15，其經組態以固定至自行車框架101之前輪叉102b之前叉端103b；一發電機構20；一連接器22；及一定位裝置24。該發電輪轂10亦具有配置在輪轂軸15之外面之周圍的一轂殼18。該發電機構20係配置於輪轂軸15與轂殼18之間。該連接器22被設置在輪轂軸15上且連接至發電機構20。提供該連接器22以將由發電機構20所產生的電力供應至一外部電氣裝置，如一前燈19。

發電輪轂10亦具有用於將輪轂軸15容易地附接至框架102之前叉102b及自該框架102之該前輪叉102b拆卸的一快速釋放機構25。該快速釋放機構25用來將輪轂軸15固定至前叉端103b且包括一操作區段25a，其具有一凸輪桿；一串桿25b，其經組態以自該操作區段25a直線延伸；及一螺母25c，其經組態以與該串桿25b嚙合。為回應於凸輪桿之打開及關閉，該串桿25b係經配置以相對於該操作區段25a在一軸向中來回移動。

輪轂軸15為經組態用於使串桿25c穿過其之內部的一圓柱形軸。一第一軸承13及一第二軸承14係附接至用於可轉動地支撐轂殼18的輪轂軸15之相對端。一外螺紋部分15a係形成於輪轂軸15之一外圓周表面上以使第一軸承13、第二軸承14及發電機構20固定至輪轂軸15。該第一軸承13被螺旋至輪轂軸15之一第一端(在圖2中之左端)上且該第二軸承14被螺旋至一第二端(在圖3中之右端)上。一第一鎖定螺母35a係藉由將其螺旋至外螺紋部分15a上而附接至輪轂軸15之第一端。一第二螺母35b係藉由將其螺旋至外螺紋部分15a上而附接至輪轂軸15之第二端。第一軸承13、第二軸承14、轂殼18及連接器22係藉由將其等夾於該第一鎖定螺母35a與該第二鎖定螺母35b之間而沿輪轂軸定位且將其等鎖定至輪轂軸上。

各具有一較小直徑且經組態以與前叉102b配對的一第一叉接合部分15b及一第二叉接合部分15c分別被設置在輪轂軸15之第一端及第二端上。用於通過連接在發電機構20與連接器22之間之一內部導線30的一導線通道槽15d形成於輪轂軸15之外圓周表面內且自安裝發電機構20的一部分起橫跨至外螺紋部分15a之第一端部分。輪轂軸15係藉由快速釋放機構25而不可轉動地固定至前叉102b。

轂殼18具有一殼體31及螺旋入殼體31的一安裝構件32。該殼體31具有一第一轂凸緣33a及一第二轂凸緣33b。該殼體31為經組態以沿輪轂軸15之一軸向方向延伸的一圓柱形構件。該殼體31在其之第二端(在圖2中之右手端)處具有一凸出部分31a，該凸出部分31a沿相對於一第一端的一徑向向外方向凸出。提供該凸出部分31a用以容置發電機構20。經組態以與安裝構件32嚙合的一內螺紋部分31b形成於凸出部分31a之第二端之內部圓周表面內。一第一轂凸緣33a及一第二轂凸緣33b形成於在殼體31之軸向相對端處的該殼體31之外圓周上。用於安裝輪輻99之徑向向內端部分的複數個第一安裝孔33c被設置在該第一轂凸緣33a中且沿一圓周方向配置有相等間隔。用於安裝輪輻99之徑向向內端部分的複數個第二安裝孔33d被設置在該第二轂凸緣33b中且沿一圓周方向配置有相等間隔。

安裝構件32為一大體上為圓形的圓盤狀構件。第二軸承14係安裝在該安裝構件32之一內部上。該安裝構件32具有一圓柱形部分32b，在該圓柱形部分32b之外面上形成經組態以與殼體31之內螺紋部分31b嚙合的一外螺紋部分32a。

轂殼18藉由安裝在輪轂軸15上的第一軸承13及第二軸承14而被可轉動地支撐在輪轂軸15上。

發電機構20為一爪形桿狀式發電機構，其具有：一永久磁體41，其係固定至轂殼18之一內圓周表面；及一內部靜止單元42，其係固定至輪轂軸15且經配置而背向該永久磁體41之一徑向向內的面部分。該永久磁體41包括複數個(例如四個)磁體，該等磁體在一圓周方向中相等間隔地配置在該安裝構件32之圓柱形部分之一內圓周表面上。永久磁體41係經磁化以便具有用相等間隔交替地配置的北極(N)及南極(S)使得各面向一層壓磁軛46(下文加以論述)之一外圓周部分。

內部靜止單元42具有一環狀線圈44及經配置以圍繞該線圈44之一周邊的一爪形桿裝式層壓磁軛46。該線圈44及該層壓磁軛46係藉由一第一安裝螺母48a及一第二安裝螺母48b而不可轉動地固設至輪轂軸15，該第一安裝螺母48a及該第二安裝螺母48b被螺旋至外螺紋部分15a上以便將該線圈44及該層壓磁軛46夾於中間。該線圈44及該層壓磁軛46係在軸向方向中定位使得其等被容置在凸出部分31a的內部。該線圈44被繞組至一線軸50上。線圈之一第一端44a係通過(例如)該第一安裝螺母48a而電連接至輪轂軸15。線圈44之一第二端44b係電連接至內部導線30。

如在圖3及圖4中所示，連接器22係如先前所解釋地固定至輪轂軸15。該連接器22包括一連接器本體36，其具有大體上為一厚圓盤的形狀且由合成樹脂製成；一連接器帽37，其經設計以以一彈性方式閂鎖至連接器本體36上；及一連接器蓋38，其經組態用於配合於其中之該連接器帽37。

經組態用於穿過輪轂軸15的一通孔36a形成於連接器本體36之一中心部分中。連接器本體36亦具有一圓柱形部分36b及經配置以自該圓柱形部分36b在一徑向向外方向中凸出的一凸出部分36c。經組態用於與一定位裝置24接合的複數個(例如三個)接合凹部36d(例如圓形凹槽)形成於該圓柱形部分36b之一主表面內。

一第一連接終端52及一第二連接終端54被設置在凸出部分36c之一主表面上。該第一連接終端穿過連接器本體36之內部且係電連接至內部導線30，該內部導線30係連接至線圈44之第二端44b。該第一連接終端52係連接至(例如)前燈19之電力供應導線。該第二連接端54具有一連接部分54a，該連接部分54a被設置在通孔36a之一周邊之周圍且經組態以通過第二鎖定螺母35b而電連接至輪轂軸15。該第二連接終端54係連接至(例如)前燈19之接地導線12b。

連接器帽37為經組態以安裝至凸出部分36c上的一合成樹脂構件。該連接器帽37大體上為圓柱形且在其之一低端處打開一大體上為矩形的通道。經組態以與連接器蓋38之一閂鎖孔38a接合的一彈性閂鎖件37c被設置在該連接器帽37之另一主表面上。

連接器帽37用來密封連接器22且使導電線12之電源供應導線12a及接地導線12b之末端部分彎曲使得其等分別接觸第一連接終端52及第二連接終端54。用於插入該電源供應導線12a及該接地導線12b的一第一導線插入孔37a及一第二導線插入孔37b形成於該連接器帽37之一上表面上。

在電源供應導線12a已被插入第一導線插入孔37a且接地導線12b已被插入第二導線插入孔37b且該等導線12a及12b之各者均已被彎曲成自連接器帽37之一內部至一外部延伸的一U形後，連接器蓋38係附接至連接器帽37。在該連接器蓋38係附接至該連接器帽37時，彈性閂鎖件37c與閂鎖孔38a接合且該電源供應導線12a及該接地導線12b被固設在其等位置之內部內。因此，該電源供應導線12a可經配置以接觸第一連接終端52且該接地導線12b可經配置以以一穩定方式接觸第二連接終端54。

定位裝置24被可拆卸地設置在連接器22上且由鎖定螺母35b將其固持在適當位置。定位裝置24包括一定位突出物24a，其經組態以與一前叉端103b接合；及一安裝部分24b，其與該定位突出物24a形成為一一件式整合單元。該定位突出物24a在輪轂軸15之一軸向向外方向及輪轂軸15之一徑向向外方向中自該安裝部分24b凸出。該定位突出物24a係經組態以與前叉102b之一前叉端103b接合且圍繞輪轂軸15而定位連接器22。該定位突出物24a之一寬度尺寸係比前叉端103b之一槽寬尺寸稍窄使得其與該前叉端103b之安裝槽103c接合(見圖1)。

安裝部分24b係在徑向對著第二鎖定螺母35b之外面的一位置處不可轉動地附接至連接器22之該一主表面。該安裝部分24b具有一C形以使該安裝部分24b被安裝在第二鎖定螺母35b之一外面部分上。複數個(如，三個)接合突出物24c係形成於面向連接器22的該安裝部分24b之一表面上。該等接合部分24c係經組態及配置以與形成於連接器本體36之該一主表面上的接合凹部36d接合。該安裝部分24b之該等接合突出物24c配合進入連接器22之安裝凹部36d使得定位裝置24及連接器22成為一整合單元。因此，連接器22及定位突出物24a為一整合單元。自輪轂軸15之一端面看去，該定位突出物24a自輪轂軸15在一徑向方向(在此實施例中為突出物部分36c之相對方向)中較佳地延伸。使用一螺釘或類似物將定位裝置24穩固地固定至該連接器22為可接受。

當此發電機構10係連同前輪106安裝至框架102之前叉102b時，輪轂軸15係安裝在前叉端103b內使得定位突出物24a與一前叉端103b之一安裝槽103c接合。接著鎖緊快速釋放槽25之螺母25c且最終關閉操作區段25a之凸輪桿使得前輪106係穩固地固定至前叉端103b。

使用如此組態之一發電輪轂10，在該發電輪轂10係安裝至框架102之前叉端103b時，可圍繞輪轂軸15在一轉動方向中相對於前叉102b而定位連接器22。所以，不必在每次安裝該發電輪轂10時定位該發電輪轂10。因此，可更有效率地完成延伸一導線之任務。

另外，定位突出物24a係經配置以與連接器22整合地作用且係可拆卸地配置在輪轂軸15上。因此，該定位突出物24a之結構為簡單且可容易地定位該連接器22。

配有一快速釋放機構25的一發電輪轂10將更頻繁地附接至一自行車101之一框架102及自該自行車101之該框架102拆卸。因此，定位裝置24之效果在配有一快速釋放機構25的一發電輪轂10中更為明顯。

第二實施例

在前一實施例中，定位裝置24之定位突出物24a係配置為具有連接器22的一整合單元。使用一連接器122及一定位裝置124或224被分開地設置在一輪轂軸15或215上的一組態亦為可接受，如在圖5及圖6中所示。

在圖5中所示之發電輪轂10之定位裝置124具有一定位突出物124a，該定位突出物124a被設置在一鎖定螺母135b上且經組態以在輪轂軸15之一軸向方向(在圖5中為向右)中向外延伸。該定位突出物124a具有使得其可與一前叉端103b之一安裝槽103c接合的一寬度。該定位突出物124a與鎖定螺母135b形成為一一件式整合單元。

在圖6中所示之輪轂軸215之第一叉接合部分215b具有藉由直線移除輪轂軸215之一弧形狀部分而獲得的一接合部分215e。因此，接合部分215e具有一D狀截面。

發電輪轂210之定位裝置224為不可轉動地安裝在輪轂軸215之第一端上的一墊圈狀構件。定位裝置224具有一定位突出物224a，其經組態及配置以在輪轂軸15之一徑向方向中延伸；及一接合孔224b，其配置在該定位裝置224之一中心部分中且經組態以與接合部分215e不可轉動地接合。該定位突出物224a具有使得其可與一前叉端103b之一安裝槽103c接合的此一寬度。

即使根據第二實施例之定位裝置124及224不能與連接器22互鎖，也可圍繞輪轂軸在一轉動方向中相對於前叉102b而定位該連接器22。所以，無須在每次安裝發電輪轂10時定位該發電輪轂10。因此，可更有效率地完成延伸一導線之任務。

其他實施例

本發明係不限於前文所描述之實施例。可在不背離如在請求項中所呈現之本發明之範圍的情況下作出不同改變。

(a)　定位突出物之形狀係不限於在先前實施例中所呈現之形狀。可依據框架之叉端之形狀而根據需要設定形狀。例如，定形該定位突出物使得其遵循一叉端之一外輪廓為可接收。

(b)　雖然該等實施例呈現經設計以用在一前輪106上的發電輪轂，但本發明亦可應用於用於一後輪107的一發電輪轂。在此一情況下，定位裝置係經組態以與一框架主體102a之一後叉端103a接合。

(c)　雖然該等實施例呈現連接器22係經組態以致能連接兩根導線(即一電源供應導線12a及一接地導線12b)的發電輪轂，但本發明亦可應用於連接器係經組態以致能連接一根導線且通過輪轂軸及框架而建立接地的一發電輪轂。

10．．．發電輪轂

15．．．輪轂軸

20．．．發電機構

22．．．連接器

24．．．定位裝置

24a．．．定位突出物

25．．．快速釋放機構

102．．．框架

102b．．．前叉

103a．．．後叉端

103b．．．前叉端

110．．．發電輪轂

115．．．輪轂軸

122．．．連接器

124．．．定位裝置

124a．．．定位突出物

210．．．發電輪轂

215．．．輪轂軸

224．．．定位裝置

224a．．．定位突出物

圖1為採用本發明之一實施例的自行車之一側視圖。

圖2為根據該實施例之一發電輪轂之一半截面圖。

圖3為發電輪轂之一分解透視圖。

圖4為一連接器之一分解透視圖。

圖5為對應於圖2之一視圖，其顯示另一實施例。

圖6為對應於圖2之一視圖，其顯示又一實施例。

10．．．發電輪轂

12．．．導電線

13．．．第一軸承

14．．．第二軸承

15．．．輪轂軸

15a．．．外螺紋部分

15b．．．第一叉接合部分

15c．．．第二叉接合部分

15d．．．導線通道槽

18．．．轂殼

20．．．發電機構

22．．．連接器

24．．．定位裝置

24a．．．定位突出物

24b．．．安裝部分

25．．．快速釋放機構

25a．．．前叉端

25b．．．串桿

25c．．．螺母

30．．．內部導線

31．．．殼體

31a．．．凸出部分

31b．．．內螺紋部分

32．．．安裝構件

33a．．．第一轂緣

33b．．．第二轂緣

33c．．．第一安裝孔

33d．．．第二安裝孔

35a．．．第一鎖定螺母

35b．．．第二鎖定螺母

41．．．永久磁體

42．．．內部靜止單元

44．．．環狀線圈

44a．．．第一端

44b．．．第二端

46．．．層壓磁軛

48a．．．第一安裝螺母

48b．．．第二安裝螺母

50．．．線軸

99．．．輪輻

102b．．．前叉

103b．．．前叉端

103c．．．安裝槽

Claims (3)

1. 一種發電輪轂，其包括：一輪轂軸；一發電機構，其被設置在該輪轂軸上；一連接器，其被設置在該輪轂軸上且連接至該發電機構；及一定位裝置，其被設置在該輪轂軸上且用來圍繞該輪轂軸在一轉動方向中相對於一自行車之一框架而定位該連接器；其中該定位裝置包含一突出物，該突出物經組態以自該輪轂軸延伸且與該框架之一叉端接合。
2. 如請求項1之發電輪轂，其中該連接器及該突出物被可拆卸地設置在該輪轂軸上使得其等作用為一整合單元。
3. 如請求項1或2之發電輪轂，其中該發電輪轂進一步具有用於將該輪轂軸容易地附接至該框架及自該框架拆卸的一快速釋放機構。