УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ КОМПАКТНЫЙ ГЕНЕРАТОР, СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ КОЛЕСИКО, ИМЕЮЩЕЕ ЭТОТ ГЕНЕРАТОР, И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК H02K21/26 H02K21/10 

Область техники

Настоящее изобретение касается усовершенствованного компактного генератора, светоизлучающего колесика, имеющего этот генератор, и способа изготовления светоизлучающего колесика, более конкретно - усовершенствованного компактного генератора, светоизлучающего колесика, имеющего этот генератор, и способа изготовления светоизлучающего колесика, обладающего совместимостью без ограничения диаметра относительно существующей оси, так что электромагнитная индукция создается более эффективно по сравнению с обычным генератором, не снижаются механическая устойчивость и подвижность конструкции колесика, которые являются очень важными элементами в колесике, даже если включается генератор, поскольку его конструкция становится упрощенной, и одновременно увеличивается эффективность изготовления светоизлучающего колесика, то есть массовое его производство, и пользователь может легко заменять колесико.

Предшествующий уровень техники

Предложены различные типы обычных технологий, касающихся колесиков роликовых коньков, с приспособлением светоизлучающего механизма.

В патенте США № 4298910 раскрыто колесико роликового конька с независимым генератором, в котором постоянный магнит прикреплен к внутреннему неподвижному телу, а катушки электромагнитной индукции расположены на наружном способном вращаться теле. При вращении наружного способного вращаться тела на подшипниках, электромагнитная индукция, вырабатываемая между катушками электромагнитной индукции в наружном, способном вращаться теле и постоянным магнитом во внутреннем неподвижном теле, индуцирует ЭДС, вызывающую ток, так, что возбуждаются светоизлучающие диоды, установленные в наружном способном вращаться теле.

Однако в конструкции вышеописанного колесика роликового конька, механизм электромагнитной индукции является не компактным. Кроме того, поскольку отсутствует держатель якоря, направление магнитного поля постоянного магнита не имеет электромагнитной связи с направлением катушек электромагнитной индукции, так что электромагнитная индукция генерируется не равномерно. Далее, поскольку вращающаяся катушка обмотки якоря установлена с внешней стороны ступицы, конструкция колесика становится в значительной степени ослабленной и постоянный магнит легко повреждается ударами, воспринимаемыми во время действительного движения колесика.

Более того, поскольку процессы установки светоизлучающих диодов в колесике и соединения катушки обмотки якоря и светоизлучающих диодов выполняют вручную, массовое производство колесиков роликовых коньков оказывается трудным.

Между тем, в качестве другого прототипа, в патенте США № 5580093 раскрыто, что светоизлучающий механизм обеспечивается на колесике однорядного роликового конька. Однако механизм электромагнитной индукции является некомпактным и, хотя имеется держатель якоря, поскольку направление постоянного магнита и направления катушки обмотки якоря образуют параллельную структуру, а не перпендикулярную структуру, длина держателя якоря увеличивается, так что электромагнитная индукция становится слабой. Кроме того, поскольку отсутствует устройство для защиты постоянного магнита от повреждения ударами, создаваемыми во время действительного движения, основанный на редкоземельном элементе, например на неодиме (Nd) или самарии (Sm) лантанидов в периодической таблице элементов, постоянный магнит, который имеет большую силу действия магнитного поля, но является слабым относительно ударов, не используется, так как он легко ломается, а используется основанный на феррите постоянный магнит, который обнаруживает сравнительно высокую ударную вязкость, так что эффективность генератора снижается, а размер и вес генератора увеличиваются. Далее, поскольку соединение между катушкой обмотки якоря и светоизлучающими устройствами осуществлять не просто, имеется проблема в отношении массового производства.

Кроме того, в патенте США № 5810450 в качестве другого прототипа, хотя приспособлена конструкция катушки обмотки якоря, вращающейся вокруг постоянного магнита, поскольку отсутствует устройство защиты от повреждений постоянного магнита вследствие удара, возникающего при движении, как и в вышеописанном прототипе, основанный на редкоземельном элементе типа неодима (Nd) или самария (Sm) из лантанидов в периодической таблице элементов, постоянный магнит легко ломается во время использования. В соответствии с этим используется основанный на феррите постоянный магнит, обладающий сравнительно высокой ударной вязкостью, так что эффективность генератора снижается, размер и вес увеличиваются, а также понижается яркость испускания света и понижается стойкость к механическим воздействиям и подвижность самого колесика. Далее, поскольку соединение между катушкой обмотки якоря и светоизлучающими устройствами осуществлять не легко, имеется проблема массового производства. Кроме того, поскольку ступицу колесика, удерживающуюся внутри колесика, нельзя изготавливать отливкой в форме под давлением методом впрыска в теле, и две половины ступиц колесика собирают, используя клеящее вещество, сильно увеличиваются затраты на сборку, при уменьшении срока службы колесика.

Сущность изобретения

Для решения вышеперечисленных проблем, в основу настоящего изобретения положена задача обеспечить усовершенствованный компактный генератор, имеющий сверхкомпактную конструкцию, так что эффективно создается электромагнитная индукция, увеличивается срок службы и оказывается возможным массовое производство.

Другой задачей, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение светоизлучающего колесика, содержащего усовершенствованный компактный генератор, имеющий сверхкомпактную конструкцию, так что создается равномерная электромагнитная индукция, увеличивается срок службы и оказывается возможным массовое производство.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение светоизлучающего колесика, имеющего усовершенствованный компактный генератор, в котором конструкция узла постоянного магнита и узла катушки обмотки якоря, образующие генератор, улучшается, так что улучшаются механическая выносливость, устойчивость и подвижность, а также коммерческое экономическое значение и производительность.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение светоизлучающего колесика, имеющего усовершенствованный компактный генератор, в котором используется печатная плата установки светоизлучающего устройства для облегчения установки светоизлучающих устройств и других схемных устройств, необходимых для эффективного испускания света, а также делается легким соединение с катушкой обмотки якоря для улучшения массового производства.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления светоизлучающего колесика, благодаря которому, когда ступицу колесика, соединенную с узлом катушки обмотки якоря, имеющим конструкцию для способствования излучения электромагнитной индукции, отливают в форме под давлением методом впрыскивания, выводной провод можно проводить к дополнительной печатной плате установки светоизлучающего устройства без повреждения, и упрощается процесс пропускания генерируемого тока к светоизлучающему устройству, при использовании дополнительной печатной платы установки светоизлучающего устройства, улучшается, таким образом, массовое производство.

В соответствии с этим, для решения первой задачи, здесь обеспечивается усовершенствованный генератор для вырабатывания электричества в соответствии с вращением колесика. Генератор содержит узел кольцевого постоянного магнита, окружающий буферное средство, неподвижно окружающее распорную втулку подшипника, установленную на неподвижной оси колесика, в которой крепится постоянный магнит, а полюса магнита поочередно расположены в направлении по окружности, узел способной вращаться катушки обмотки якоря кольцевого типа, который вращается при соосном окружении узла постоянного магнита в бесконтактном состоянии, так что в катушке обмотки якоря вырабатывается электромагнитная индукция посредством держателя якоря, поочередно намагничиваемым полюсами, поочередно расположенными на узле постоянного магнита, и где выходит выводной провод и направляется для подсоединения к наружной стороне, подшипники, установленные на обеих сторонах узла катушки обмотки якоря и поддерживаемые осью колесика и распорной втулкой подшипника, включающие неподвижную часть подшипника, которая не имеет возможности вращаться во время вращения узла катушки обмотки якоря, и вращающуюся часть подшипника, которая вращается, когда вращается узел катушки обмотки якоря, и узел ступицы, в котором жестко установлен узел постоянного магнита вокруг распорной втулки подшипника на оси колесика, и узел катушки обмотки якоря, жестко запрессованный вместе при отливке ступицы в форме под давлением методом впрыска, поддерживается подшипниками, образуя способное вращаться тело.

Для решения второй и третьей задач, обеспечивается светоизлучающее колесико, имеющее механизм электромагнитной индукции для приведения в действие светоизлучающего устройства во время вращения колесика, которое содержит узел генератора, имеющий узел постоянного магнита кольцевого типа, закрепленный буферным устройством, прикрепленным к распорной втулке подшипника, полюса магнита, поочередно расположенные в радиальном направлении, узел кольцевой катушки обмотки якоря, вращающийся при окружении узла постоянного магнита, прикрепленного к распорной втулке подшипника в бесконтактном состоянии, так что электромагнитная индукция вырабатывается в катушке обмотки якоря держателем якоря поочередно намагниченными полюсами, поочередно расположенными в узле постоянного магнита, где выступает выводной провод и направлен для соединения с наружной стороной, подшипники, подсоединенные к буферному средству, и распорную втулку подшипника, поддерживаемую внутренним кольцом подшипника, которое является неподвижной частью подшипника, для предотвращения вращения узла постоянного магнита, когда вращается узел катушки обмотки якоря, печатную плату установки светоизлучающего устройства, на которой установлены одно или более светоизлучающие устройства и одновременно схема для обеспечения возможности светоизлучающих устройств эффективно испускать свет по мере необходимости, к которой подсоединен виток выводного провода от узла катушки обмотки якоря, неразъемно образованного со ступицей колесика, и узел ступицы колесика, имеющий внутреннюю часть рамки, содержащую множество рамок и поддерживаемую наружным кольцом подшипников, в которое введен узел генератора, и наружную часть рамки, идущую от внутренней части рамки и по существу включенную в колесико прозрачного материала наряду с печатной платой установки светоизлучающего устройства, в которой внутренняя рамка и наружная рамка жестко отлиты вместе с узлом катушки обмотки якоря во время литья под давлением в форме методом впрыскивания ступицы колесика.

В настоящем изобретении предпочитают, чтобы упомянутые постоянный магнит и буферное средство содержали буферное средство, поддерживаемое на внутреннем кольце подшипников, имеющее такой внутренний диаметр, чтобы оси колесиков различных диаметров могли плавно входить для надежной совместимости относительно осей колесиков различных диаметров, прикрепленных к упомянутой распорной втулке подшипника, имеющей частичный уступ, введенный в часть внутреннего отверстия (часть внутреннего диаметра подшипника), через которое ось проходит в подшипники, и имеющее множество буферных крыльев по его периферии, поглощающих удары, действующие на упомянутый постоянный магнит во время движения упомянутого колесика, и многополюсный постоянный магнит кольцевого типа, прикрепленный к буферному средству, в котором полюса магнита поочередно расположены в радиальном направлении.

В настоящем изобретении предпочтительнее, чтобы узел катушки обмотки якоря кольцевого типа содержал шпулю катушки обмотки якоря, на которую намотана катушка обмотки якоря, первую половину крышки, в которой расположены держатели якоря так, чтобы выступали с заранее определенными интервалами перпендикулярно поверхности крышки, и вторую половину крышки, окружающую шпулю катушки обмотки якоря посредством подсоединения к верхней части первой половины крышки, в которой расположены держатели якоря так, что чередуются с держателями якоря первой половины крышки, перпендикулярно поверхности крышки, в которой, во время вращения, полярность, наводимая в держателе якоря первой половины крышки, и полярность, наводимая в держателе якоря второй половины крышки, вследствие поочередного расположения полюсов постоянного магнита, поочередно изменяются, поэтому в катушке обмотки якоря вырабатывается ток.

В настоящем изобретении предпочтительнее, чтобы шпуля катушки обмотки якоря узла катушки обмотки якоря содержала выступающую направляющую трубку, имеющую канавку для направления выводного провода катушки обмотки якоря к наружной стороне через отверстие, образованное в верхней части первой половины крышки, и чтобы ступицу и узел катушки обмотки якоря совместно изготавливали в форме литьем под давлением методом впрыскивания, для предотвращения повреждения выводного провода катушки обмотки якоря во время изготовления катушки обмотки якоря и ступицы в форме литьем под давлением методом впрыскивания, и выводной провод катушки обмотки якоря можно было легко соединять со светоизлучающим устройством.

В настоящем изобретении предпочитают, чтобы печатную плату установки светоизлучающего устройства образовывали из тонкой круглой, полукруглой, равной четверти круга или меньше, проводящей пластины, а множество светоизлучающих устройств и элементов электронной схемы при необходимости располагали с заранее определенными интервалами по ее периферии, чтобы все светоизлучающие устройства можно было соединять посредством подсоединения выводного провода катушки обмотки якоря только к одному светоизлучающему устройству.

В настоящем изобретении предпочитают, чтобы светоизлучающее устройство представляло собой светоизлучающий диод или светодиодную интегральную схему, установленную на поверхности проводящей пластины, и чтобы светоизлучающее колесико далее содержало прозрачный колпачок защиты лампы, если светоизлучающий диод имеет форму лампы накаливания.

Светоизлучающее колесико согласно настоящему изобретению имеет гибкую конструкцию, соединенную с рамкой роликового конька соединительным болтом стержневой конструкции, имеющим диаметр и длину, подходящие для роликовых коньков, однорядных роликовых коньков, скейтбордов или беговых коньков, так что можно хорошо устанавливать оси различных длин и диаметров, которые делают различные изготовители коньков.

Для достижения четвертой цели, обеспечивается способ изготовления светоизлучающего колесика, имеющего светоизлучающий механизм, в котором энергия вырабатывается самостоятельно при вращении колесиков, который содержит этапы формирования узла постоянного магнита посредством окружения буферного средства с постоянным магнитом, где буферное средство имеет буферные крылья для предотвращения удара постоянного магнита, образования узла катушки обмотки якоря, в котором держатели якоря поочередно выступают из крышек, окружающих шпулю, где устанавливают катушку обмотки якоря, имеющую выступающую направляющую трубку для направления вывода катушки обмотки якоря к наружной стороне, изготовления в форме под давлением методом впрыскивания ступицы, в которой отливают узел катушки обмотки якоря посредством вставления узла катушки обмотки якоря, когда изготавливают в форме литьем под давлением методом впрыскивания ступицу колесика, устанавливания тонкой проводящей пластины, на которой располагают светоизлучающие устройства, на наружной рамке ступицы колесика, соединения секции выводного провода от узла катушки обмотки якоря с любым из светоизлучающих устройств, образования уретановой отливки, подлежащей креплению к наружной рамке ступицы колесика, образования колесика посредством введения ступицы колесика в литейную форму, в которой изготавливают посредством впрыскивания уретановую шину и крепят к наружной рамке ступицы колесика, посредством впрыскивания в нее термореактивной прозрачной жидкой полиуретановой смолы, отделения литейной формы после отверждения полиуретана, сборки колесика посредством подгонки подшипника и вкладыша в распорной втулке подшипника, выступающей через одну сторону ступицы колесика, и завершения узла колесика посредством подгонки подшипника и вкладыша в распорной втулке подшипника, выступающей с узлом постоянного магнита в колесике через другую сторону ступицы колесика.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет вид сбоку, показывающий роликовый конек, имеющий колесики роликовых коньков, приспосабливающие генератор, соответствующий предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2А - изображение в перспективе в разобранном виде, иллюстрирующее состояние, в котором колесико роликового конька, соответствующее предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, показано в разобранном виде;

фиг.2В - изображение в перспективе в разобранном виде, иллюстрирующее состояние, в котором колесико роликового конька, соответствующее другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, показано в разобранном виде;

фиг.3А - вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором колесико роликового конька, показанное на фиг.2А, изображено в собранном виде;

фиг.3В - вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором колесико роликового конька, показанное на фиг.2В, изображено в собранном виде;

фиг.4А - вид спереди в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором колесико роликового конька, показанное на фиг.2А, изображено в собранном виде;

фиг.4В - вид спереди в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором колесико роликового конька, показанное на фиг.2 В, изображено в собранном виде;

фиг.5А и 5В - вид спереди и вид сбоку соответственно, иллюстрирующие конструкцию шпули катушки обмотки якоря;

фиг.6А и 6В - вид спереди и вид сбоку соответственно, иллюстрирующие часть держателя якоря;

фиг.7А и 7В - вид спереди и вид сбоку соответственно, иллюстрирующие другую часть держателя якоря;

фиг.8А и 8В - вид спереди и вид сбоку, иллюстрирующие конструкцию узла постоянного магнита;

фиг.9А и 9В - виды спереди, иллюстрирующие печатные платы установки светоизлучающих устройств, на которых установлены светоизлучающее устройство и другие необходимые электронные микросхемы, которые применяются к фиг.2А и 2В соответственно.

Подробное описание лучшего способа выполнения изобретения

В описании настоящего изобретения относительно прилагаемых чертежей, элементам, имеющим одинаковые функции, присвоены одни и те же или подобные ссылочные позиции для удобства использования.

Что касается фиг.1, то в роликовом коньке согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения обеспечена рама 4 установки колесиков в нижней части ботинка 2 роликового конька. Хотя на фиг.1 показана одна сторона рамы 4 установки колесиков, на которой установлены колесики 100 по настоящему изобретению, раму обеспечивают с обеих сторон, а колесики 100 вставлены и поддерживаются между рамами. Колесики 100 установлены вращательным образом в раме 4 установки колесика посредством оси 12 колесика. Настоящее изобретение отличается тем, что светоизлучающие устройства 18 излучают свет при вращении колесиков 100. Кроме того, шина 30 колесика сформирована из прозрачного термореактивного материала типа полиуретана, так что излучение света можно видеть с боковой стороны, а также с задней стороны колесиков. Светоизлучающие устройства, установленные на печатной плате 15 установки светоизлучающего устройства, которая образована из тонкой проводящей пластины, установлены на наружной рамке ступицы 20 колесика, расположенной в шине 30 колесика из полиуретанового материала. Во внутренней рамке ступицы 20 колесика, как показано на рисунке, в радиальном направлении расположены отверстия в форме типичного колесика, чтобы придать ступице прочную конструкцию.

Хотя на фиг.1 подробно не показано, любую конструкцию, способную производить электромагнитную индукцию между постоянным магнитом и катушкой обмотки якоря в узле, можно приспосабливать в качестве узла 10 светоизлучающего колесика и оси колесика согласно настоящему изобретению. В настоящем предпочтительном варианте осуществления, для получения эффективной электромагнитной индукции, улучшены конструкции узла держателя якоря и катушки обмотки якоря и узла постоянного магнита. Кроме того, хотя фиг.1 иллюстрирует однорядный роликовый конек, настоящее изобретение не ограничено однорядным роликовым коньком, а может также применяться к двухрядному, или роликовому коньку с четырьмя колесиками, или беговому коньку. Далее, настоящее изобретение можно применять к телу типа вращательного колесика, установленному на основании скейтборда, нуждающегося в эффекте излучения света.

Работа и функции усовершенствованного генератора и колесика роликовых коньков, имеющего такой генератор согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, будут теперь описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.2А и 2В представляют изображение в перспективе в разобранном виде, иллюстрирующие состояние, в котором колесики роликовых коньков согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения разобраны. Здесь, для удобства объяснения, фиг.2А и 2В иллюстрируют состояние, в котором обе стороны колесика разобраны относительно полиуретановой шины колесика со ступицей 20 колесика в собранном виде. Фиг.3А и 3В представляют виды сбоку в разрезе, иллюстрирующие состояние, в котором колесики роликовых коньков, показанные на фиг.2А и 2В, изображены в собранном виде; а фиг.4А и 4В представляют виды спереди в разрезе, иллюстрирующие состояние, в котором колесики роликовых коньков, показанные на фиг.2А и 2В, изображены в собранном виде.

Как показано на фиг.2А-4В, узел постоянного магнита (128 и 130) и подшипники 126 устанавливают вокруг распорной втулки подшипника 134, а вкладыши 124, подходящие для диаметра каждой оси, помещают вокруг оси 122 колесика. Узел постоянного магнита включает в себя постоянный магнит 128 и буферное средство 130, окружающее постоянный магнит 128. На поверхности буферного средства 130 образованы буферные крылья 132, чтобы поглощать удары постоянного магнита 128. Шпуля 142 катушки обмотки якоря, имеющая катушку 144 обмотки якоря, образована на узле 140 катушки обмотки якоря. В узле 140 катушки обмотки якоря, крышки, образованные из металла, показывающего превосходную возможность чередующегося намагничивания, образованы так, чтобы окружить шпулю 142 катушки обмотки якоря. Из поверхности каждой крышки перпендикулярно выступают держатели 143 якоря, и держатели якоря каждой крышки располагаются поочередно. В соответствии с этим, каждая катушка обмотки якоря поочередно намагничивается различными полюсами постоянного магнита и потоками магнитной индукции, перпендикулярными направлению катушечных обмоток. Таким образом, в шпуле наводится ток для катушки обмотки якоря благодаря электромагнитной индукции. Узел 140 катушки обмотки якоря жестко отливают со ступицей 20 колесика, при отливке в форме под давлением методом впрыска ступицы 20 колесика.

Кроме того, выступающая часть 145 направления выводного провода для направления выводного провода катушки 144 обмотки якоря к наружной стороне образована на узле 140 катушки обмотки якоря. Таким образом, предотвращается повреждение выводного провода при изготовлении ступицы в форме литьем под давлением методом впрыска, и выводной провод можно легко соединять со светоизлучающими устройствами 18. Поскольку в наружной части выступающей части 145 направления выводного провода имеется суженный участок 146, выводной провод, который имеет достаточную длину, можно наматывать на суженный участок до подсоединения проводов.

К тому же, подшипники 126 вставляются с обеих сторон узла 140 катушки обмотки якоря. Подшипники 126 могут поддерживать распорную втулку 134 подшипника, ось 122 колесика и основное тело ступицы 20 колесика, так что, при вращении колесика, вращается только узел 140 катушки обмотки якоря, в то время как узел постоянного магнита не вращается. Поскольку вкладыши 124 вставляют в подшипники 126, так что неподвижная часть подшипников фиксирует ось колесика, а также распорную втулку 134 подшипника, внутренний диаметр вкладыша изменяется в соответствии с диаметром и длиной различных осей колесиков роликовых коньков (или однорядных коньков и скейтбордов). В настоящем изобретении, когда ось закрепляется болтами независимо от диаметра оси или колесика, для автоматического крепления узла постоянного магнита, боковая поверхность стороны распорной втулки подшипника точно и тесно соприкасается с внутренним кольцом подшипников. Кроме того, поскольку длина распорной втулки подшипника немного больше, чем длина узла постоянного магнита, узел постоянного магнита не соприкасается с подшипниками. Чтобы позволить светоизлучающему колесику по настоящему изобретению иметь сочетаемость с осями колесиков существующих обычных изделий, внутренний диаметр распорной втулки подшипника имеет достаточно большой размер. Распорная втулка подшипника частично имеет уступ с обеих сторон, введенный во внутреннее отверстие, через которое проходит ось, то есть часть участка внутреннего диаметра подшипника, в подшипниках. Буферное средство также имеет участок выступа, который вставлен в канавку распорной втулки подшипника, подлежащей охвату и креплению к нему.

Ось 122 колесика представляет полую цилиндрическую форму, а внутренняя поверхность имеет резьбу, так что болты 120 имеют винтовое соединение на обоих концах или на одном конце. В соответствии с этим, распорную втулку подшипника 134 закрепляют посредством тесного соприкосновения с внутренними кольцами подшипников 126, а буферное средство 130 и узел постоянного магнита (128 и 130) расположены неподвижно, и одновременно ось 122 колесика крепится к раме 4 установки колесика (см. фиг.1). Таким образом, при вращении колесика роликового конька, узел постоянного магнита остается неподвижным, в то время как вращается только узел 140 катушки обмотки якоря, включая ступицу 20 колесика. Также, хотя на чертеже показано, что внешняя сторона ступицы 20 колесика должна подвергаться действию, печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства встроена в шину 30 колесика посредством устанавливания во внешней рамке ступицы 20 колесика. Печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства имеет конструкцию тонкой проводящей пластины в виде дуги, равной четверти окружности, как показано на фиг.2А, или тонкой проводящей кольцевой пластины, как показано на фиг.2В. Кроме того, печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства может иметь конструкцию половины, четверти круга или меньше. Печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства может быть расположена на задней стороне узла 140 катушки обмотки якоря, как показано на фиг.2А, или на передней стороне узла 140 катушки обмотки якоря, как показано на фиг.2В. В случае, когда печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства расположена на задней поверхности узла 140 катушки обмотки якоря, как показано на фиг.2А и 4А, вывод светоизлучающего диода (СИД) типа лампы накаливания проходит сквозь ступицу 20 колесика, для соединения с печатной платой 15 установки светоизлучающего устройства, так что свет от СИД может равномерно испускаться. В случае, когда печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства расположена на передней стороне, как показано на фиг.2В, схемные элементы и светоизлучающие устройства, необходимые для излучения света, то есть светоизлучающие диоды 18 в настоящем варианте осуществления (фиг.4В), или СИД типа ламп накаливания, устанавливают по кольцевой поверхности проводящей пластины с заранее определенными интервалами на печатной плате 15 установки светоизлучающего устройства. Хотя количество светоизлучающих устройств можно конструировать в соответствии с необходимостью, обычно устанавливают от одного до восьми светоизлучающих устройств. На фиг.1 показаны четыре светоизлучающих устройства, в то время как на других чертежах показаны шесть светоизлучающих устройств.

На фиг.5А-7В показаны элементы узла 140 катушки обмотки якоря, применимые к настоящему изобретению. Фиг.5А и 5В представляют вид спереди и вид сбоку, иллюстрирующие конструкцию шпули катушки обмотки якоря соответственно; фиг.6А и 6В - вид спереди и вид сбоку, иллюстрирующие часть держателя якоря соответственно; фиг.7А и 7В - вид спереди и вид сбоку, иллюстрирующие другую часть держателя якоря соответственно.

Как показано на фиг.5А и 5В, шпуля 142 в узле катушки обмотки якоря, вокруг которой намотана катушка 144 обмотки якоря, имеет форму шпули, а на шпуле 142 обеспечена выступающая часть 145 направления выводного провода, для направления выводного провода катушки обмотки якоря на внешнюю сторону. Выступающая часть 145 направления выводного провода имеет выступающее основное тело, крышку и соединяющую часть 147. Кроме того, для крепления отрезка провода, необходимого для соединения, на выступающей части 145 направления выводного провода предпочтительно образован суженный участок 146, вокруг которого можно наматывать выводной провод. Выступающая часть 145 направления выводного провода представляет трубку для надежного крепления выводного провода к наружной стороне. Таким образом, при отливке ступицы в форме под давлением методом впрыска в состоянии, когда вводится узел обмотки якоря, можно предотвратить обрыв или повреждение очень тонкой катушки 144 обмотки якоря, и также делается легким соединение со светоизлучающим устройством. Кроме того, массовое производство колесиков роликовых коньков, имеющих функцию излучения света, может обеспечиваться только несколькими рабочими.

На фиг.6А-7В показан держатель якоря, составляющий узел катушки обмотки якоря. Как показано на чертежах, держатель якоря, применяемый для настоящего изобретения, включает в себя две крышки 148, которые закрывают катушку 142 с обеих ее сторон. Каждая из крышек 148 имеет держатели 143 якоря, перпендикулярно выступающие от поверхности 149 крышки. Держатели 143 якоря образованы так, чтобы отделяться на заранее определенные расстояния и чередоваться с держателями якоря, образованными на другой крышке. Причина состоит в том, что при вращении узла катушки обмотки якоря крышка, к которой подсоединен держатель якоря 143, соответствующий полярности постоянного магнита 128, часто чередует подлежащие индуцированию электромагнитным способом полюс N и полюс S, так что в катушке 144 шпули 142 появляется переменный ток. Каждый из держателей 143 якоря расположен так, чтобы обращаться к полюсам, которые поочередно расположены по периферии постоянного магнита 128 (см. фиг.8А), чтобы при вращении крышки, соединенной с держателем якоря, получать временное намагничивание полярностью полюса магнитным потоком постоянного магнита. Здесь полярность намагничивания периодически изменяется при вращении катушки обмотки якоря. Поскольку крышки намагничиваются до различных полярностей, и полярности периодически чередуются, так что магнитный поток может быть ортогональным к направлению катушечных обмоток, благодаря электромагнитной индукции в катушке обмотки якоря появляется ток. В вышеупомянутой конструкции узла катушки обмотки якоря, даже когда направление витков катушки обмотки якоря и расположение постоянного магнита неодинаковые, между узлом катушки обмотки якоря и постоянным магнитом существует магнитный поток, перпендикулярный направлению катушечных обмоток, так что благодаря электромагнитной индукции создается равномерный ток.

На фиг.8А и 8В показан узел постоянного магнита, применимый для настоящего изобретения, который имеет конструкцию, устойчивую к ударам. Как показано на чертежах, узел постоянного магнита включает буферное средство 130, имеющее буферные крылья 132, образованные из материала, демонстрирующего превосходную эластичность, расположенные вдоль его периферии, и постоянный магнит 128, имеющий конструкцию, в которой полюса чередующихся полярностей расположены по ее периферии, вокруг буферного средства 130. На буферном средстве 130 образован уступ 133 предотвращения разделения для предотвращения отделения постоянного магнита 128 от буферного средства 130. Как показано на чертежах, между буферными крыльями 132 и постоянным магнитом 128 обеспечено буферное пространство 131 для надежной амортизации внешних ударов. Следовательно, так как удары постоянного магнита 128 поглощаются буферными крыльями 132 для предотвращения повреждения постоянного магнита, можно использовать не только основанный на феррите постоянный магнит, но также и постоянный магнит, основанный на редкоземельном элементе из лантанидов периодической таблицы элементов, который обнаруживает большую магнитную силу, но низкую прочность к ударам. В результате размер генератора уменьшается на 1/2-1/3 относительно обычного генератора, в то время как его производительность улучшается в 3-5 раз. Кроме того, когда используется дорогостоящий основанный на редкоземельном элементе постоянный магнит, то поскольку толщину магнита можно уменьшить, стоимость магнита снижается, в то время как экономически выгодное значение улучшается. Хотя в настоящем варианте осуществления показаны пять буферных крыльев, можно соответственно конструировать другое количество буферных крыльев.

В настоящем изобретении выбрана печатная плата установки светоизлучающего устройства, как показано на фиг.9А и 9В, для улучшения эффективности излучения света, регулирования фазы излучения света и эффективности изготовления колесиков роликовых коньков, использующих механизм вырабатывания энергии. Регулирование фазы излучения света предназначено для регулирования световых лучей, испускаемых светоизлучающими устройствами так, чтобы они не перекрывали друг друга во время вращения колесика.

Как показано на фиг.9В, печатная плата 15 установки светоизлучающего устройства представляет собой тонкую кольцеобразную проводящую пластину, на которой смонтированы светоизлучающие устройства, то есть микросхемы 18 светоизлучающих диодов (СИД) и электрические элементы в настоящем варианте осуществления, или светоизлучающие устройства типа ламп накаливания, разнесенные друг от друга на заранее определенные расстояния и угол по ее периферии. Однако, как показано на фиг.9А, чтобы минимизировать открывание печатной платы 15 установки светоизлучающего устройства к наружной стороне, внутри ступицы, то есть ноги пользователя, можно располагать тонкую, с размером четверть круга, проводящую пластину установки. При использовании СИД типа ламп накаливания применяется прозрачный колпачок защиты баллона СИД (поз.19 на фиг.3А). Обычно прозрачный защитный колпачок защищает баллон СИД от повреждения во время процесса формовки уретана. Далее, рефракционные показатели уретановой смолы и баллона СИД почти одинаковые, поэтому рефракционные показатели поддерживают так, чтобы предотвратить потерю эффекта линзы СИД, образованной в верхней части СИД, таким образом доводя до максимума яркость светоизлучающего устройства СИД. Кроме того, поскольку рабочее напряжение изменяется для СИД различных цветов, диоды СИД различных цветов нельзя использовать вместе при слабом выходном переменном токе компактного генератора, если не обеспечивается дополнительная схема. Однако печатная плата установки светоизлучающего устройства облегчает регулирование, так что световые лучи, испускаемые диодами СИД, не перекрывают друг друга и отдельно излучаются в требуемом положении во время вращения колесика. Печатная плата установки светоизлучающего устройства включает в себя также схему управления для управления излучением света, чтобы можно было использовать вместе различные цветные СИД. Описание этого устройства будет опущено, поскольку оно вполне очевидно для специалистов в данной области техники.

В настоящем изобретении светоизлучающие устройства дополнительно не крепят, и выводной провод катушки обмотки якоря вручную не соединяют со светоизлучающим устройством. При изготовлении посредством прессования печатной платы установки светоизлучающего устройства светоизлучающие устройства монтируют на ней с помощью автоматического процесса. Поскольку печатная плата установки светоизлучающего устройства функционирует как проводящая пластина, процесс изготовления можно упростить, соединяя выводной провод с одним светоизлучающим устройством. Печатная плата установки светоизлучающего устройства обеспечивает возможность автоматизировать соединение провода излучающего свет устройства и делает сборку простой, так что ускоряется массовое производство и повышается производительность при изготовлении светоизлучающего колесика для роликовых коньков.

Процесс изготовления колесика роликовых коньков согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения касается способа массового производства усовершенствованного компактного генератора, имеющего вышеупомянутую конструкцию, и колесиков роликовых коньков, использующих этот генератор. В способе изготовления колесиков роликовых коньков, приспосабливающих обычные светоизлучающие механизмы, конструкция генератора усложнена и имеет очень большой размер и вес, как описано выше, так что эффективность вырабатывания энергии низкая. Также значительно усложняются процессы установки светоизлучающего устройства и соединение выводного провода между катушкой обмотки якоря и светоизлучающим устройством, вследствие чего понижается эффективность работы и затрудняется массовое производство.

В соответствии со способом изготовления светоизлучающего колесика для роликовых коньков согласно настоящему изобретению, части, включенные в узел оси колесика, то есть распорную втулку подшипника, которая имеет уникальную конструкцию, узел постоянного магнита, узел катушки обмотки якоря, подшипники и вкладыш изготавливают отдельно и отдельно изготавливают другие узлы ступицы колесика и печатную плату установки светоизлучающего устройства. Поскольку колесико роликовых коньков изготавливают из заранее изготовленных частей, процесс изготовления делается легким и упрощенным. Теперь будет подробно описан каждый этап процесса изготовления.

Сначала подготавливают отдельно изготовленные постоянный магнит и буферное средство. Постоянный магнит помещают вокруг буферного средства, имеющего буферные крылья для поглощения удара, направленного на постоянный магнит, так что образуется узел постоянного магнита.

Так же как и на вышеупомянутом этапе, подготавливают отдельно изготавливаемые шпулю катушки обмотки якоря и держатели якоря. Образуют узел катушки обмотки якоря, имеющий выступающий участок направления выводного провода для направления выводного провода катушки обмотки якоря к наружной стороне, в котором держатели якоря поочередно выступают из крышек, окружающих обе стороны шпули, где устанавливают катушку обмотки якоря.

Затем совместно отливают в форме под давлением методом впрыскивания узел катушки обмотки якоря, вставленный в ступицу, так что изготавливается ступица, неразъемная с узлом катушки обмотки якоря. Тонкую проводящую пластину, где установлены светоизлучающие устройства, размещают на наружной рамке ступицы колесика. Секцию выводного провода из узла катушки обмотки якоря соединяют с одним из светоизлучающих устройств. Образуют отливку для уретановой шины, подлежащей креплению на наружной рамке ступицы колесика. Ступицу колесика вводят в литейную форму, впрыскивают прозрачную жидкую полиуретановую смолу и отверждают ее для образования колесика. После отверждения полиуретана, литейную форму удаляют, так что образуется колесико. Распорную втулку подшипника, узел постоянного магнита, подшипники и вкладыши последовательно вводят через одну сторону ступицы колесика, где формируется узел катушки обмотки якоря.

После последовательной установки подшипников и вкладыша в колесико через другую сторону ступицы, где формируется узел катушки обмотки якоря, можно получить желательное светоизлучающее колесико роликовых коньков. Здесь, поскольку ось колесика обычно поставляют в соответствии со спецификациями компаний изготовления роликовых коньков, колесико может поставляться без оси колесика. Однако, если колесико поставляют с осью колесика, колесико завершается сцеплением обеих сторон оси болтами. Если на одном конце оси образован участок головки болта, так что ось не может освободиться, резьбу должна иметь только одна сторона внутренней поверхности оси, чтобы болт соединялся для ее крепления.

Как описано выше, в усовершенствованном компактном генераторе, в колесике роликовых коньков, имеющем этот генератор, и способе изготовления согласно настоящему изобретению, улучшаются конструкция узла постоянного магнита и узла катушки обмотки якоря, так что можно использовать постоянный магнит, основанный на редкоземельном элементе из лантанидов периодической таблицы элементов, проявляющий большую магнитную силу, который не использовался в обычной технике из-за его слабой ударной вязкости, эффективно осуществляется электромагнитная индукция и возможна компактная его конструкция. Кроме того, улучшена конструкция узла постоянного магнита, так что оказывается превосходным антиударное свойство, вследствие чего гарантируется высокая надежность. Таким образом, даже когда генератор включается в колесико типа однорядного конька, имеющего маленькое внутреннее пространство, механическая устойчивость и подвижность, которые являются очень важными элементами в изготовлении колесиков, не снижаются, и возможны эффективное излучение света и массовое производство благодаря усовершенствованной конструкции узла катушки обмотки якоря и печатной платы установки светоизлучающего устройства. Далее, любую ось, имеющую отличающиеся диаметр и длину согласно техническим данным роликовых коньков, можно использовать посредством крепления различной распорной втулки подшипника, так что ось колесика, прикрепленную к роликовому коньку или обеспеченную на нем, можно использовать фактически без поставки оси колесика пользователю.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может применяться к однорядному роликовому коньку, двухрядному роликовому коньку или роликовому коньку с четырьмя колесиками, или беговому коньку. Далее, настоящее изобретение можно применять к телу типа вращательного колесика, установленному в основании скейтборда, нуждающегося в эффекте испускания света.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения компактного генератора, светоизлучающего колесика и способа изготовления данного генератора. Генератор включает держатель якоря и катушку обмотки якоря, ось светоизлучающего колесика, два подшипника, разнесенные друг от друга посредством распорной втулки, узел катушки обмотки якоря кольцевого типа, возможность вращения относительно узла постоянного магнита кольцевого типа, жестко установленного вокруг оси упомянутого колесика, буферное средство, установленное между осью колесика и постоянным магнитом, а также узел ступицы, окружающий и жестко удерживающий катушки обмотки якоря. Предложены также конструкция и способ изготовления упомянутого светоизлучающего колесика. Настоящим изобретением обеспечивается технический результат, состоящий в том, что генератор становится более компактным, легким и может надежно и эффективно изготавливаться в колесике, то есть повышается массовость производства, а колесико упрощается и легко заменяется, минимизируется размер генератора, что позволяет устанавливать его в колесике роликового конька, упрощается изготовление. Кроме того, легко обозначается местоположение колесика в темном месте. 3 с. и 13 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Генератор для вырабатывания электричества в соответствии с вращением колесика, где упомянутый генератор содержит ось колесика, два подшипника, каждый из которых содержит внутреннюю часть кольцевого типа, прикрепленную к упомянутой оси колесика, и внешнюю часть кольцевого типа, которая выполнена с возможностью вращения вокруг упомянутой оси колесика, причем упомянутые два подшипника разнесены друг от друга посредством распорной втулки подшипника, узел постоянного магнита кольцевого типа, содержащий кольцевой постоянный магнит, жестко установленный вокруг оси колесика и имеющий полюса чередующейся полярности, расположенные вокруг периферии магнита, и буферное средство, установленное между упомянутой осью колесика и упомянутым постоянным магнитом, для защиты постоянного магнита от удара, узел катушки обмотки якоря кольцевого типа, который выполнен с возможностью вращения вместе с наружными частями упомянутых подшипников и выработки электричества посредством вращательного движения узла катушки обмотки якоря кольцевого типа относительно упомянутого узла постоянного магнита, и узел ступицы, окружающий и жестко поддерживающий узел катушки обмотки якоря.2. Генератор по п.1, в котором упомянутое буферное средство в упомянутом узле постоянного магнита кольцевого типа далее содержит множество выступающих буферных крыльев, расположенных вокруг его периферии для более эффективного поглощения удара.3. Генератор по п.1 или 2, в котором упомянутый узел катушки обмотки якоря кольцевого типа содержит выступающую трубку направления для направления двух выводных проводов, идущих от упомянутого узла катушки обмотки якоря к наружной части, и защиты упомянутых выводных проводов от повреждения.4. Генератор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый постоянный магнит кольцевого типа является постоянным магнитом, основанным на феррите или на редкоземельном элементе.5. Светоизлучающее колесико, генерирующее электричество и исполняющее светоизлучающие функции во время вращения колесика, где упомянутое колесико содержит ось колесика, два подшипника, каждый из которых содержит внутреннюю часть кольцевого типа, прикрепленную к упомянутой оси колесика, и внешнюю часть кольцевого типа, которая выполнена с возможностью вращения вокруг упомянутой оси колесика, где упомянутые два подшипника разнесены друг от друга посредством распорной втулки подшипника, узел постоянного магнита кольцевого типа, содержащий кольцевой постоянный магнит, жестко установленный вокруг оси колесика и имеющий полюса чередующейся полярности, расположенные по периферии магнита, узел катушки обмотки якоря кольцевого типа, который выполнен с возможностью вращения вместе с наружными частями упомянутых подшипников и выработкой электричества благодаря вращательному движению узла катушки обмотки якоря кольцевого типа относительно упомянутого узла постоянного магнита, и узел ступицы, окружающий и жестко поддерживающий узел катушки обмотки якоря, одно или более светоизлучающих устройств, каждое для выполнения светоизлучающей функции с возможностью использования электричества, вырабатываемого в упомянутом узле катушки обмотки якоря, и печатную плату установки светоизлучающего устройства, которая расположена в упомянутом узле ступицы и на которой установлены упомянутые одно или более светоизлучающих устройств для соединения с выводными проводами, простирающимися от упомянутого узла катушки обмотки якоря, причем упомянутая печатная плата установки светоизлучающего устройства, которая является проводящей пластиной, имеет форму, выполненную с возможностью облегчения автоматизированного прикрепления к ней упомянутого одного или более светоизлучающих устройств, предотвращения перекрывания световых лучей, испускаемых от упомянутых одного или более светоизлучающих устройств, каждый другим лучом во время вращения упомянутого колесика, допуска совместного использования различных цветных светоизлучающих устройств и обеспечения возможности испускания световых лучей в требуемом положении.6. Светоизлучающее колесико по п.5, в котором упомянутый узел постоянного магнита кольцевого типа далее содержит буферное средство, установленное между упомянутой осью колесика и упомянутым постоянным магнитом, для защиты постоянного магнита от удара.7. Светоизлучающее колесико по п.5 или 6, в котором упомянутое буферное средство в упомянутом узле постоянного магнита кольцевого типа далее содержит множество выступающих буферных крыльев, расположенных по его периферии для более эффективного поглощения удара.8. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-7, в котором упомянутый узел катушки обмотки якоря кольцевого типа содержит катушку обмотки якоря, шпулю катушки обмотки якоря, на которую намотана упомянутая катушка обмотки якоря, первую половину крышки, закрывающую половину упомянутой шпули катушки обмотки якоря и содержащую множество держателей первого якоря, расположенных с заранее определенными интервалами по периферии упомянутой первой половины крышки с возможностью проникновения внутрь, и вторую половину крышки, соединенную с упомянутой первой половиной крышки, чтобы полностью закрыть упомянутую шпулю катушки обмотки якоря, и содержащую множество вторых держателей якоря, расположенных с заранее определенными интервалами по периферии упомянутой второй половины крышки с возможностью проникновения внутрь и чередующихся с упомянутыми держателями якоря упомянутой первой половины крышки, в котором во время вращения колесика направление магнитного момента, наведенного в упомянутых держателях якоря упомянутой первой половины крышки, и направление магнитного момента, наведенного в упомянутых держателях якоря упомянутой второй половины крышки, посредством поочередно расположенных областей магнитной полярности упомянутого постоянного магнита являются противоположными и чередующимися, так что в упомянутой катушке обмотки якоря вырабатывается переменный ток.9. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-8, в котором упомянутый узел катушки обмотки якоря кольцевого типа содержит выступающую трубку направления для направления двух выводных проводов, идущих от упомянутого узла катушки обмотки якоря к наружной части, и защиты упомянутых выводных проводов от повреждения.10. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-9, в котором упомянутая печатная плата установки светоизлучающего устройства идет по дуге, по существу, 360, 180, 120, 90, 60, 45 или 30°.11. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-10, в котором упомянутые светоизлучающие устройства представляют собой светоизлучающие диоды или лампы накаливания типа ламп СИД, которые жестко вставлены в паз розетки, образованный на передней стороне ступицы, и выводные провода которых соединяются с упомянутой проводящей пластиной.12. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-11, далее содержащее прозрачный защитный колпачок лампы накаливания, если упомянутое светоизлучающее устройство представляет лампу накаливания типа лампы СИД.13. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-12, в котором упомянутая печатная плата установки светоизлучающего устройства образована из тонкой проводящей пластины и упомянутые один или более светоизлучающих устройств и элементы электронной схемы устанавливаются с заранее определенными интервалами по его периметру.14. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-13, в котором упомянутый постоянный магнит кольцевого типа является постоянным магнитом, основанным на феррите или на редкоземельном элементе.15. Светоизлучающее колесико по любому из пп.5-14, в котором упомянутое светоизлучающее колесико используется в роликовых коньках, однорядных коньках, скейтбордах, беговых коньках, кикбордах, велосипедах, трехколесных велосипедах, скутерах, мотоциклах и любых игрушках, снабженных колесиками.16. Способ изготовления светоизлучающего колесика, имеющего светоизлучающий механизм, в котором электричество вырабатывается посредством вращения колесика, где упомянутый способ содержит этапы, при которых осуществляются образование узла постоянного магнита, имеющего буферное средство для защиты постоянного магнита кольцевого типа от удара, образование узла катушки обмотки якоря, в котором катушка обмотки якоря намотана вокруг шпули катушки обмотки якоря, закрытой внутри крышки из двух половин, имеющих держатели якоря, поочередно выступающие из каждой половины крышки, и два выводных провода идут от катушки обмотки якоря к наружной части для соединения по меньшей мере с одним светоизлучающим устройством, введение упомянутого узла катушки обмотки якоря в ступицу колесика и отливка в форме под давлением методом впрыскивания ступицы колесика, установление тонкой проводящей пластины, на которой расположено по меньшей мере одно светоизлучающее устройство, в упомянутой ступице колесика, подсоединение двух выводных проводов от упомянутого узла катушки обмотки якоря к упомянутому по меньшей мере одному светоизлучающему устройству, введение упомянутой ступицы колесика в литейную форму и впрыскивание прозрачной жидкой полиуретановой смолы в литейную форму, посредством чего отливают в форме под давлением методом впрыскивания полиуретановую шину, подлежащую креплению к упомянутой ступице колесика, отделение упомянутой литейной формы после отверждения упомянутого полиуретана, сборку упомянутого колесика с упомянутым узлом постоянного магнита и сборку упомянутой ступицы колесика с одним или более подшипниками для образования тем самым колесика.