无接触发电装置及其应用的制作方法
【专利摘要】一种无接触发电装置，其包含一发电模块及一磁力组，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场，该本体磁场受一外部磁场的作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组感应该磁力组的部分本体磁场以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出，该外部磁场为一金属移动对象感应该本体磁场而产生。
【专利说明】无接触发电装置及其应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明关于一种无接触发电装置及其应用。
【背景技术】
[0002]目前既有的发电机，通常为机械能转换为电能居多。以自行车或车用领域为例，为了避免使用电池，接触式发电机或魔电花鼓为市场主流，然接触式发电机或魔电花鼓的均有其使用上的限制与不便:
[0003](I)请参考图10，一接触式发电机60必须直接接触一车轮或一轮圈52表面，于车轮转动(A)时，带动该接触式发电机60的局部转动(B)，该接触式发电机60将转动机械能转换为电能输出。然，接触时虽能产生电能，但却会增加使用者骑乘所需的施力，造成不佳的感受或体力的消耗。
[0004](2)魔电花鼓(hub dynamo)虽相较于接触式发电机具有较佳的感受,但其必须直接整合安装于车轮，使用者无法自行安装或调整位置，采购、维护成本高。
【发明内容】
[0005]为了解决既有技术造成额外摩擦力而产生不良感受，或必须付出更多的维护与采购成本的技术问题，本发明以非接触式方式且无需安装于花鼓的发电机，解决既有技术的诸多问题，达到简易使用及低成本的技术效果。
[0006]本发明提供一种无接触发电装置，其包含一发电模块及一磁力组，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场，该本体磁场受一外部磁场的作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组感应该磁力组的部分本体磁场以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出，该外部磁场为一金属移动对象感应该本体磁场而产生。
[0007]其中，该转换手段为该能量转换组以一感应线圈感应相对运动的该本体磁场而产生电力输出。
[0008]其中，该转换手段为该转动组件与该能量转换组位置对应的局部分别设有一磁性组件及一感应线圈，该感应线圈感应与该磁性组件相对运动的磁场产生电力输出。
[0009]其中，该能量转换组件至少局部设于该磁力组的外部。
[0010]本发明提供一种感应式转子组件，该转子组件的一转轴表面固定设有一磁力组，该磁力组接近一移动金属对象，该磁力组受该移动金属对象产生的一外部磁场的作用力而带动该转轴转动。
[0011]其中，该磁力组为多数个环设于该转轴的强力磁铁。
[0012]本发明又提供一种具有无接触发电功能的光输出装置，其包含一发电模块、一磁力组及一发光模块，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场，该本体磁场受一外部磁场的作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组感应该磁力组之部分本体磁场以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出，该外部磁场为一金属移动对象感应该本体磁场而产生；该发光模块与该能量转换组直接或间接电性连接，并以该能量转换组输出的电力产生光输出。
[0013]其中，每个该发光单元分别与该能量转换组电性连接，该能量转换组输出交流的电力，每个该发光单元则分别于交流的电力的正半周期及负半周期产生光输出。
[0014]其中，该发光模块与该能量转换组之间可连接一储能组件,该储能组件储存该能量转换组所产生的电力，供该发光模块产生光输出所需的电力。
[0015]其中，该具有无接触发电功能的光输出装置整合或固定安装于一自行车的一前叉、一变速器、一煞车器、一碟煞夹器、一土除、一土除脚、一碟煞组或一车架上；该储能组件进一步电性连接一警示光输出组件，该警示光输出组件于该能量转换组暂停输出电力时，由该储能组件提供的电力产生一警示光输出。
[0016]本发明又提供一种具有无接触移动感应的装置，其包含一发电模块及一磁力组，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场，该本体磁场受一外部磁场的作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组感应该磁力组的部分本体磁场以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出，该外部磁场为一金属移动对象感应该本体磁场而产生，该金属移动对象为一机具传动对象、一电风扇叶片或一机动车车轮轮圈。
[0017]由前述说明可知，本发明具备下列优点:
[0018]1.在无需接触，可以让自行车骑乘者可以在几乎无磨插损耗状态下，产生照明或警示光输出，解决既有发电机使用上的缺陷。
[0019]2.无需安装于花鼓，使用上几乎无限制，使用者可以安装在可以产生感应磁场的任何位置，使用方便、成本低廉，解决既有磨电花鼓使用上的限制。
[0020]3.可应用于感应特定金属对象转动，因此可以用于警示、发电等等用途。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1，图2，图3，图4为本发明的使用示意图。
[0022]图5为本发明优选实施例的立体示意图。
[0023]图6为本发明第二优选实施例的立体示意图。
[0024]图7为本发明第三优选实施例的立体示意图。
[0025]图8为本发明第四优选实施例的立体示意图
[0026]图9为本发明第四优选实施例的局部使用示意图
[0027]图10为现有的发电机使用示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]发电模块10
[0030]转动组件12
[0031]发光模块14
[0032]发光单元141、142[0033]能量转换组16
[0034]磁力组20
[0035]自行车50
[0036]轮圈52
[0037]车架53
[0038]煞车夹器54
【具体实施方式】
[0039]请参考图1至图4，其为本发明无接触发电装置的优选实施例，其包含一发电模块10及一磁力组20。该发电模块10包含一转动组件12及一能量转换组16。该转动组件12可相对于该能量转换组16或该发电模块10的其他部位相对转动,本实施例的该转动组件12为可转动插设于该能量转换组16的转轴,该转动组件12相对该能量转换组16转动时，该能量转换组16以一转换手段将该转动组件12的转动机械能转换为电力输出。本实施例的该转换手段为该转动组件12与该能量转换组16对应的位置固定设有一磁性组件，而该能量转换组16则设有一感应线圈，当该转动组件12转动时,带动该磁性组件相对该感应线圈转动，使该感应线圈产生感应电流输出。例如，该转动组件12的自由端固定结合该磁性组件，该感应线圈包覆或外设于该磁性组件之外，当该磁性组件随着该转动组件12转动时，该感应线圈感应该磁性组件的磁场而产生感应电流。
[0040]该磁力组20固定安装于该转动组件12，该磁力组20产生一本体磁场相对于该转动组件12朝外输出，该本体磁场受一外部磁场的作用力，使该磁力组20转动而进而带动该转动组件12转动。本实施例的该磁力组20包含多数个固定于该转动组件12的多数个强力磁铁，该多数个强力磁铁产生该本体磁场，该强力磁铁可例如钕铁硼磁铁。
[0041]使用时,该磁力组20接近一金属移动对象,该移动金属对象移动时与该磁力组20包含一连续表面或多数连续表面与该磁力组20至少一个强力磁铁位置对应，使该金属移动对象感应本体磁场进而产生并输出该外部磁场，该外部磁场与该本体磁场施予一非接触的作用力，使该转动组件12转动。当该转动组件12转动时，则该能量转换组16以前述的转换手段将机械能转换为电能输出。如此，该移动金属对象与该磁力组20可以非接触形式，于该移动金属对象持续运动过程，带动该磁力组20转动，进而使该转动组件12受到牵引而转动,让该能量转换组16转换转动机械能而为电能。
[0042]该磁力组20的配置方式不限定，可以是多数个设于该转动组件12的周侧表面的多数个柱状强力磁铁(如图4)，或可如图5所示为形成弧片状的多数个并排的强力磁铁，其中，所有的强力磁铁较佳地将一磁场相对较强的一侧朝外，以提升该本体磁场。
[0043]进一步地，该磁力组20可为包含多数个朝向同一特定方向范围内的磁极(N或S)，所谓的特定方向范围指每个磁极的磁场方向在一设定角度范围内，该设定角度范围介于O?60度,较佳角度范围于O?30度之间；当该设定角度为O时,代表各磁极面向同一方向。该磁力组20可由多数个该强力磁铁形成该些磁极，或由一个强力磁铁上形成复数个朝向同一特定方向范围的磁极。以包含多数个该强力磁铁的该磁力组20为例，其数量最少为2个，且排列方式较佳地对一对称点(例如该转动组件12)对称排列，同侧磁极的数量较佳为4?10个。本实施例包含四个强力磁铁，两两相邻的该强力磁铁间隔或相互接触排列，每个相邻之强力磁铁的磁极相反。该强力磁铁的外型不限定，可为如图所示的圆柱形状或为多边型片体或柱体，例如四边型、六边型、扇形、三角形、梯形等。其中，该磁极数量当两两相邻的磁性组件距离达到一定程度时也可以为奇数配置。
[0044]进一步地，该无接触发电装置可包含一发光模块14，该发光模块14直接或间接与该能量转换组16电性连接，其以该能量转换组16所产生的电力产生光输出。该发光模块14可以包含二发光单元141、142，每个该发光单元141、142分别与该能量转换组16电性连接；该能量转换组16所输出的电力为交流时，每个该发光单元141、142分别于交流输出电力的正半周期及负半周期产生光输出，如图6所示。所谓的间接电性连接，指该发光模块14与该能量转换组16之间可连接一储能组件及/或一整流电路，该储能组件储存该能量转换组16所产生的电力，供该发光模块14产生光输出所需的电力。其中，该发光组件的种类不限定，可以为发光二极管、有机发光二极管、灯泡等组件。该储能组件储能的时机，可以利用一切换开关控制，让外部环境光线足够时，将产生的电力予以储存，以利外部环境光线不足时使用。该切换开关可为一般以手部调整的切换开关，或者可以为利用光(亮度)感应的方式作为接换该切换开关的手段。例如，该切换开关为一光敏组件，其于外部亮度足够时将该能量转换组16的电力于整流、稳压等处理步骤后输出至该储能组件予以储存，反之，当外部环境亮度足够时，则于整流前或整流后输出至该发光模块14。
[0045]该发光模块14可整合或固定安装于该发电模块10及该磁力组20，如图5所示；该发光模块14也可独立或可分离安装于该发电模块10之外，如图6所示。
[0046]进一步地,该能量转换组16也可对应设于该磁力组20的对应位置,使该磁力组20转动时，该能量转换组16感应该磁力组20移动中的本体磁场而产生感应电力输出。举例而言，该能量转换组16可以间隔套设于该磁力组20的外部局部，该能量转换组16为感应线圈感应该磁力组20移动的本体磁场而产生感应电力输出。或者，请参考图7,该磁力组20可以固定设于一套筒21表面，使该磁力组20呈间隔套设于该能量转换组16之外；当该磁力组20受到该外部磁场的作用力而转动时，该套筒21、该磁力组20对着该能量转换组16转动，使该能量转换组16感应该磁力组20变动的磁场而产生感应电力输出。
[0047]使用时，该无接触发电装置可以应用于金属移动件进而产生感应电流输出。以实际范例说明，请配合参考图3，当本实施例应用于一自行车50时，本实施例之该磁力组20可以对应设于该自行车50在行进或使用过程会产生移动的该金属移动对象的邻近位置，例如具有连续表面且为金属制(铝、钢、镁铝、镁合金等)的一轮圈52、一碟煞盘、齿盘等部位，当该自行车50行进时，该磁力组20受轮圈52、碟煞盘产生的外部磁场的作用力开始转动，进而达到前述的转动机械能转换为电力输出的效果。实际上，固定本实施例的方式不限定，例如可以固定在一前叉、一变速器、一煞车器、一碟煞组、一土除、一土除脚、一车架上，如图3所示。
[0048]进一步地，该发光模块14可与该储能组件具直接或间接的电性连接关系，该发光模块14于该能量转换组16停止输出转换电力时，由该储能组件所提供的电力产生光输出，如此，该发光模块14即可赋予本发明在暂时停止移动的过程(例如停红灯)，产生光输出；该发光模块14可透过一切换电路于该能量转换组16的输出电力低于一临界数值时，转由该储能组件提供电力。
[0049]进一步地，该发光模块14也可以由一外部讯号控制而产生光输出，所谓的该外部讯号，可例如来自一煞车把手的一煞车讯号；当一使用者按压该煞车把手时，可产生切换效果让该储能组件提供电力至该发光模块，使该发光模块产生光输出，达到类似煞车灯的技术效果。为了达到此一效果与目的，可在煞车把手上安装一磁簧开关(REED SWITCH)，而一讯号线整合于一煞车线内，以该讯号线传递该磁簧开关产生的该煞车讯号，该发光模块14所连接的该切换电路于接受该煞车讯号时，使该储能组件的电力输出至该发光模块。
[0050]在应用方面，本实施例可以应用在许多不同的用途，例如用于感应对象的移动或感应转动、用于转动警示等。感应金属对象的移动或转动时，将该磁力组20的局部接近可移动的金属对象，当金属对象移动的速度达到临界时，该磁力组20产生转动，藉以判断该金属对象是否移动至特定速度；在转动警示的应用方面，可将本实施例靠近一机械设备的转动机构(如机具皮带传动轮、转轴、电风扇、机动车车轮圈等)附近，当转动机构的一转动对象开始转动达到特定转速时，本实施例也可开始转动并输出电流或产生一警示光输出，达到警示效果。
[0051]由前述说明可知，本发明具备下列优点:
[0052]1.在无需接触，可以让自行车骑乘者可以在几乎无磨插损耗状态下，产生照明或警示光输出，解决既有发电机使用上的缺陷。
[0053]2.无需安装于花鼓，使用上几乎无限制，使用者可以安装在可以产生感应磁场的任何位置，使用方便、成本低廉，解决既有磨电花鼓使用上的限制。
[0054]以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种无接触发电装置，其包含一发电模块及一磁力组，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场，该本体磁场受一外部非接触的金属移动对象的非接触作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出。
2.如权利要求1所述的无接触发电装置，其特征在于:该转换手段为该能量转换组包含一磁性组件及外设于该磁性组件的一感应线圈，该磁性组件与该转动组件结合，该感应线圈于该磁性组件转动时感应而产生电力输出。
3.如权利要求1所述的无接触发电装置，其特征在于:该转换手段为该转动组件与该能量转换组位置对应的局部分别设有一磁性组件及一感应线圈，该感应线圈感应与该磁性组件相对运动的磁场产生电力输出。
4.如权利要求1或2或3所述的无接触发电装置，其特征在于:该磁力组包含多数个强力磁铁环状排列固定设于该转动组件，各强力磁铁的磁极轴向朝向同向，且与该转动组件的一轴向夹角小于30度。
5.如权利要求1或2或3所述的无接触发电装置，其特征在于:该磁力组包含多数个强力磁铁环状排列固定设于该转动组件，各强力磁铁的磁极轴向分别与该转动组件的一轴向呈垂直。
6.一种具有无接触发电功能的光输出装置，其包含一发电模块、一磁力组及一发光模块，该发电模块包含一转动组件及一能量转换组，该转动组件可相对该能量转换组转动，该磁力组固定安装于该转动组件的局部表面，且该磁力组的位置与该能量转换组对应，该磁力组产生一本体磁场,该本体磁场受一外部非接触的金属移动对象的非接触作用力驱使该转动组件转动，该能量转换组以一转换手段将该转动组件的转动机械能转换为电力输出；该发光模块与该能量转换组电能传递结合，并以该能量转换组输出的电力产生光输出。
7.如权利要求6所述的具有无接触发电功能的光输出装置，其特征在于:该发光模块与该能量转换组之间连接一储能组件，该储能组件储存该能量转换组所产生的电力，供该发光模块产生光输出所需的电力。
8.如权利要求7所述的具有无接触发电功能的光输出装置，其特征在于:该发光模块与该储能组件具直接或间接的电性连接关系，该发光模块于该能量转换组的输出电力低于一临界值或接收一控制讯号时，导入该储能组件的电力产生光输出。
9.如权利要求6或7或8所述的具有无接触发电功能的光输出装置，其特征在于:每个该发光单元分别与该能量转换组电性连接，该能量转换组输出交流的电力，每个该发光单元则分别于交流的电力的正半周期及负半周期产生光输出。
10.如权利要求7或8所述的具有无接触发电功能的光输出装置，其特征在于:该储能组件与该能量转换组之间连接一切换开关，该切换开关为光感应切换开关或手动式切换开关；该具有无接触发电功能的光输出装置系整合或可移动安装于一自行车的一前叉、一变速器、一煞车器、一碟煞夹器、一土除、一土除脚、一碟煞组或一车架上。
【文档编号】H02K51/00GK103701252SQ201310452742
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】廖光阳 申请人:升旸科技有限公司