专利名称：自发光鞋的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种自发光鞋，并且特别是关于一种利用电磁感应(electromagnetic induction)及压电兀件(piezoelectricity unit)产生电能据而发光的自发光鞋。
背景技术：
为了符合当前全世界提倡环保节能的趋势，市场上出现许多兼具实用与节能的产品。其中，利用人们简单动作就可以产生电能的商品，不仅可以达到节能环保的效果，在使用上也往往饶富趣味。举例来说，经手按压产生电能的手电筒以及从机械能转换成电能的脚踏车，皆是实用且可以产生电能的商品。另一方面，当行人在夜间行走时，若周围的环境灯光微弱，交通意外十分容易产生。因此，行人身上经常需要配带易反光或可自发光的配件，以增加在夜间的识别度。可自发光的配件因为需要随身携带，配件内部通常装设薄型的电池，然而，所述薄型的电池内含水银，容易对环境造成污染。另外，若所述配件没有良好的防水设备，则所述电池容易漏电、受潮或者损坏。综上所述，若发光配件可以搭配人们简单动作就可以产生电能，并且其内部结构简单不需要高规格的防水设备。除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池之外，更利于行人于全天候配带，提高行人交通的安全性。因此，所述配件具有高度实用性，成为各家厂商积极研究的问题。
发明内容本实用新型目的在于，提供一种自发光鞋，可以利用人们行进时所产生的动能来产生电能据而转化成光能，除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池，可产生LED光源，提高行人交通的安全性。为实现上述目的，本实用新型公开了一种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含一鞋体，该鞋体具有一根部；一发电装置，埋设于该根部以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含一第一壳体，具有至少一第一卡合部；一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部，使得该第一壳体与该第二壳体间形成一空间；—磁性兀件,固设于该第一壳体并位于该空间中；一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件的周围；以及一第一压电模组，设置于该磁性元件以及该第二壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流且该第一压电模组吸收该磁性元件及该第二壳体间的压力以产生一第一电荷；以及一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。其中，包含有一储电装置，耦接该感应线圈、该第一压电模组以及该发光装置以接收该感应电流以及该第一电荷并产生供该发光装置使用的一储蓄电能。其中，该发电装置还包含有一弹性元件，设置于该第一壳体与该第二壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时提供一恢复力。其中，该发电装置还包含有—第三壳体，接触该第一壳体，且该第三壳体具有一第三卡合部用以卡持该第一卡合部从而当该发电装置受该外力时该第二壳体与该第三壳体产生相对运动。其中，该第一压电模组包含有一弹性胶体，具有一第一弹性系数；以及一压电元件组，产生该第一电荷，设置于该弹性胶体内，该压电元件组由多个压电元件相互重叠且串接而成，每一压电元件均分别具有一第二弹性系数并各自包含有一压电材料以及一金属薄板；其中，该第二弹性系数大于该第一弹性系数。还公开了一种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含一鞋体，该鞋体具有一根部；—发电装置，埋设于该根部以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含一第一壳体，具有至少一第一卡合部；一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部以使该第一壳体与该第二壳体间形成一空间；一磁性元件，固设于该第一壳体并容置于该空间中；一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件周围；—第三壳体，该第三壳体具有一第三卡合部，该第三卡合部卡持该第 ^合部；以及一第二压电模组，设置于该第二壳体及该第三壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流且该第二压电模组吸收该第二壳体及该第三壳体间的压力以产生一第二电荷；以及一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。其中，包含有一储电装置，耦接该感应线圈、该第二压电模组以及该发光装置以接收该感应电流以及该第二电荷并产生供该发光装置使用的一储蓄电能。[0037]其中，更包含一第一压电模组，设置于该磁性元件以及该第二壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时该第一压电模组吸收该磁性兀件及该第二壳体间的压力以产生一第一电荷。其中，该发电装置还包含有一弹性元件，设置于该第一壳体与该第二壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时提供一恢复力。其中，该发电装置还包含有一弹性元件，设置于该第二壳体与该第三壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第二壳体与该第三壳体产生相对运动时提供一恢复力。其中，该第二压电模组包含有一弹性胶体，具有一第一弹性系数；以及一压电元件组，产生该第二电荷，设置于该弹性胶体内，该压电元件组由多个压电元件相互重叠且串接而成，每一压电元件均分别具有一第二弹性系数并各自包含有一压电材料以及一金属薄板；其中，该第二弹性系数大于该第一弹性系数。还公开了一种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含一发电装置以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含一第一壳体，具有至少一第一卡合部；一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部以使该第一壳体与该第二壳体间形成一空间；一磁性元件，固设于该第一壳体并容置于该空间中；一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件周围；—第三壳体，该第三壳体具有一第三卡合部，该第三卡合部用于卡持该第 ^合部从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流；以及一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。综上所述，本实用新型的自发光鞋的特征包含有一发电装置。当使用者踩踏或挤压发电装置时，发电装置利用电磁感应或压电材料的物理特性来产生感应电流或电荷，进而供应LED发光。为了能使设计者得针对自发光鞋的厚度、电量需求以及成本等因素自行选择适用的发电装置，本实用新型揭露了多种本质相同且结构类似的发电装置，以使其得配合各种鞋具使用。本实用新型的自发光鞋的主要功能在于在夜间的识别度，提高使用者交通的安全性。关于本实用新型的优点与精神可以藉由以下的创作详述及所附图式得到进一步的了解。
[0057]图I :绘述了本实用新型的一具体实施例的自发光鞋的示意图。图2A :分别绘述了本实用新型的一具体实施例中的发电装置的元件分解图。图2B :分别绘述了本实用新型的一具体实施例中的发电装置的部分剖面图。图3A :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置未受力作动时的部分剖面图图3B :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置已受力作动时的部分剖面图。图4A :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置的元件分解图。图4B :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置的部分剖面图。 图5A :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置的立体示意图。图5B :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置的未受力作动时的部分剖面图。图5C :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置的已受力作动时的部分剖面图。图:绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置受外力作动前的部分剖面图。图5E :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置受外力作动后的部分剖面图。图6A :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置未受力作动时的部分剖面图。图6B :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置已受力作动时的部分剖面图。图6C :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置未受力作动时的部分剖面图。图6D :绘述了本实用新型的另一具体实施例中的发电装置已受力作动时的部分剖面图。图7A :绘述了根据本实用新型的另一具体实施例的发电装置中的第二压电模组的示意图。图7B :绘述了根据本实用新型的另一具体实施例的发电装置中的第二压电模组示意图。
具体实施方式
在对本实用新型进行进一步的说明前，本说明书目前所述者仅属本实用新型的众多实例方法的其中之一，在本实用新型的实际使用时，可使用与本说明书所述方法及装置相类似或等效的任何方法或手段为之。再者，本说明书中所提及的一数目以上或以下，系包含数目本身。另外，本说明书若提及某甲与某乙为电性连接或耦接时，其系实指某甲与某乙系具有能量、资料或信号的传输行为，其不以实际连接为限，据此，举凡藉有线、无线的方式以电、光、电磁波等手段进行的传输行为均属其义。再者，本说明书揭示执行所揭示功能的某些方法、流程，并不以说明书中所记载的顺序为限，除说明书有明确排除，否则各步骤、流程先后顺序的安排端看使用者的要求而自由调整。再者，本说明书中的各图式间的各元件间的比例已经过调整以维持各图面的简洁，故此，除了说明书有明确说明外，图面中的各个元件的相对应大小、位置以及形状均仅供参考，在不脱离本实用新型的创作观念下，各个元件的大小、位置以及形状等特征的安排端看使用者的要求而自由变更。另外，考量本实用新型的各元件的性质为相互类似，故各元件间的说明、标号为相互适用。另外，本说明书中所提及的装置、装置、器、元件等组成部分并不以实际上相互独立的硬体为限，其亦得以个别或整合后的软体或韧体的方式呈现。再者，图说中的实心线条表达了机械式连接，而虚线则表达了电性连接或稱接，合先述明。本实用新型揭露了一种自发光鞋，用以受一外力并据而产生一光能。请参见图1，图I绘述了本实用新型的一具体实施例的自发光鞋的示意图。如图I所示，自发光鞋I大致上的包含有一发电装置10、一鞋体20、一发光装置30以及一储电装置50。由图可见，鞋体20大致上的包含有一根部21，根部21用于承受使用者脚根所施加于自发光鞋I的一外力F。而发电装置10则埋设于上述的根部21以用以受一外力F以发电。于本具体实施例中，上述外力F指使用者的体重所施加于上述根部21的重力或作用 力。其中，根部21 —词被定义为地板与使用者脚部之间的鞋体20。然而，于本具体实施例中，发电装置10设置于根部21后方相对于使用者脚跟处。然而，其不以此为限。发电装置10埋设于该根部21，用以受该外力F据以发电。更明确的说，发电装置10根据上述使用者施加于鞋体20根部21的外力F进行作动据而产生一相对应大小的电倉泛。发光装置30与上述的发电装置10耦接，用于自发电装置10取得电能并供给该发光二极体单元31以产生光能。发光装置30得设置于本实用新型的鞋体20的任意位置，而于本具体实施例中，上述的发光装置30中的各个发光二极体分别的设置于自发光鞋I的背部处，用于对后方的行人、行车进行提示。然而，其亦得设置于鞋体20的上、前或侧方，其位置端看设计者的要求而定，本实用新型将不对此予以限制。于本具体实施例中，发光装置30包含多个发光二极体单元31，而各发光二极体单元31以一二维矩阵的方式予以排列。需注意的是，上述各个发光二极体单元31的排列方式不以上例为限，其得分别设置于鞋体20的各个部分。需注意的是，本具体实施例中虽进一步包含有一控制装置40，然而考量控制装置40需耗电，除非对发光装置30闪动的方式有特别需求，否则在实际应用时本实用新型的自发光鞋I将不必具有控制装置40。于有控制装置40的具体实施例中，控制装置40耦接该发电装置10、储电装置50以及该发光装置30，该控制装置40的主要功能在于控制该发光装置30的开关、发光频率、颜色或图案。于本具体实施例中，控制装置40为一主要由印刷电路板以及设置于其中的运算电路所组成，其中，控制装置40所消耗的电源从发电装置10或储电装置50所获得。如不具备控制装置40，则发电装置10可与发光装置30耦接以对其供给电能。除此之外，本实用新型的储电装置50耦接发电装置10以及发光装置30，用以接收发电装置10产生的电力并于调整后储存为一储蓄电能供该发光装置30使用。更明确的说，储电装置50除储电以外，其亦得被用于汇整或调节发电装置产生的各种，如电荷或感应电流等形式，的电能据以输出一相对稳定的电能。于本具体实施例中，储电装置50指一可充式电池，然而其不以可充式电池为限，按使用者的需要，该储电装置50亦得为一电容或其他具有储电及整流效果的元件。换句话说，本实用新型的发电装置10可应用于脚踩发电的LED灯源，利用人行走时所施加于鞋体20的外力F，使得LED发光，成为一种不需外接电能或电池的绿色产品。需要注意的是，本实用新型于实际应用时，可按其成本、重量、耗电量等考量来选择性的对储电装置50或控制装置40进行省略，同时，发光装置30则与相对应用于发电的部件直接进行连接即可。而当储电装置50被省略时，发电装置10可以直接与发光装置30耦接，或者整合或连接有一整流元件51，用以汇整或调节发电装置产生的各种如电荷或感应电流等种类的电能以输出一相对稳定的电能。需注意的是，为了能使设计者得针对自发光鞋的厚度、电量需求以及成本等因素自行选择适用的发电装置，本实用新型揭露了多种本质相同且结构类似的发电装置，以使其得配合各种形态的鞋具。更明确的说，本实用新型的发电装置10得具有多种不同的形 态，以下将针对本实用新型的发电装置10的各种具体实施例作一分别说明。请参阅图2A及图2B，图2A及图2B分别绘述了本实用新型的一具体实施例的发电装置的元件分解图以及其部分剖面图。于本具体实施例中，本实用新型的发电装置10大致上包含有一第一壳体
11、一第二壳体12、一磁性元件13、一感应线圈14以及一弹性元件16。第一壳体11具有至少一第一卡合部111。于实务中，第一卡合部111除了可以是固设于第一壳体11的构件之外，其更可与第一壳体11 一体成型。此外，于本具体实施例中，第—^合部111为一扇形的构件，然其不以此为限。同时，第二壳体12则具有至少一第二卡合部121，第二卡合部121的形状与第一卡合部111相互对应且活动地套接于该第一卡合部111，使得该第一壳体11与该第二壳体12间形成一空间S以供磁性元件13以及感应线圈14设置于其中。更明确的说，于本具体实施例中，第一壳体11可为一种上盖且第二壳体12可为一种碗状结构，第 ^合部111与第二卡合部121用以引导第一壳体11与第二壳体12之间的相对运动方向。因此，第一卡合部111以及第二卡合部121更可为对应的沟槽、滑轨或者其他适于使第一壳体11与第二壳体12进行相对运动的结构。另外，磁性元件13固设于第一壳体11。于实务中，磁性元件13固设于第一壳体11的表面且置放于上述的空间S中。此外，磁性元件13的材料并不加以限制，举例来说，磁性元件13可以是铷铁硼或是其他适当的材料所制成的高磁性磁铁，只要是能够提供磁力的元件应皆属于本实用新型的范畴。感应线圈14固设于第二壳体12并位于所述空间S中，且感应线圈14置于磁性元件13周围。其中，当发电装置10中的第一壳体11或第二壳体12受一外力F时，第一卡合部111与第二卡合部121产生相对运动，使得感应线圈14感应磁性元件13的一磁通量变化而产生一感应电流。需注意的是，上述外力F并不以施加于第一壳体11为限，按其设计，外力亦得被施加于第二壳体12以使第二壳体12对固定的第一壳体11进行相对于外力方向的作动。于实务中，感应线圈14环绕于磁性元件13外侧，当磁性元件13因外力F而对感应线圈14产生相对运动时，感应线圈14可感应因磁性元件13的相对位移引发的磁通量变化进而产生感应电流。值得一提的是，于本具体实施例中，感应线圈14与储电装置50耦接以将感应电流传送予储电装置50中以转换成一储蓄电能以供发光装置30所用。然而，若本实用新型的自发光鞋I不具储电装置50时，感应线圈14亦得直接或藉由整流元件(未绘述)来与发光装置30连接以其供给电能。除此之外，于本具体实施例中，本实用新型的发电装置10进一步的包含有一弹性元件16，其设置于第一壳体11与第二壳体12之间，当发电装置10受外力F时，第一壳体11与第二壳体12产生相对运动且弹性元件16提供一恢复力以使二者回复至其初始位置。更明确的说，于本具体实施例中，弹性元件16设置于第一壳体11与第二壳体12所闭合形成的空间S之中，相对于磁性元件13与第二壳体12之间的位置。举例来说，当发电装置10承受如图2A所不的外力F时,第一壳体11与第二壳体12产生相对运动以及相对位移，且其运动与位移方向依据第一卡合部111以及第二卡合部121所引导的方向。在此，本具体实施力中，第一壳体11与第二壳体12的相对运动与位移方向，系与外力F方向平行。另夕卜，只要是所施加的外力F可以让第一壳体11与第二壳体12产生相对运动，即属于本实用新型的范畴，本实用新型将不对此进行限制。换句话说，当发电装置10未受到外力F时，磁性元件13与感应线圈14所构成的磁回路为非闭合状态，此时磁通量较小；相对地，发电装置10受到外力F时，磁性元件13与 感应线圈14所构成的磁回路为闭合状态,此时磁通量较大,而磁通量变化可在感应线圈14产生感应电流或电压。实际上，为了提供较大的磁通量变化，弹性元件16可如图2B所示地嵌入第二壳体12表面的一凹陷中，使得磁性元件13与第二壳体12在磁回路闭合时密接。然而，本实用新型不以此为限，弹性元件16未嵌入第二壳体12仍能达成相当的效果。值得说明的是，弹性元件16只要是位于第一壳体11与第二壳体12间且能够提供一恢复力以抵抗外力F，即符合本实用新型的创作精神，于所属技术领域具有通常知识者应能自由变换弹性元件16于所述空间S中的位置，本实用新型在此并不加以限制。于实务中，弹性元件16可以是弹簧、弹片或者其他具有弹性的物体。需注意的是，于实际应用时，本实用新型的发电装置10按其设计的不同，得对弹性元件16进行省略亦可具有相当的复位效果。以本具体实施例来说明，当发电装置10受到外力F将磁性元件13抽离或进入感应线圈14时，磁性元件13可以藉助磁吸引力而自行复归未受外力F前的位置，也就是说，弹性元件16仅为辅助元件,非为必要的元件。另外，请参阅图3A及图3B，图3A绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置未受力作动时的部分剖面图。图3B系绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置已受力作动时的部分剖面图。由图可见，于本具体实施例中，弹性元件16设置于第一壳体11的第一卡合部111以及第二壳体12的第二卡合部121之间以对第一壳体11提供一恢复力以抵抗相对应的外力F。藉由套设或嵌设于第二壳体12外侧壁或内侧壁的一固定结构161，弹性元件16得抵持于第二壳体12的表面以对第一壳体11以持续地施加一相对应于外力F方向的力。另外，上述固定结构的形状与第二壳体12的外侧壁或内侧壁相互对应。需注意的是，图3A及图3B的具体实施例实仅为图2A的具体实施例的延伸设计，除弹性元件16及其相对应结构的设置方式外，图3A及图3B的具体实施例实系与图2A及图2B所绘述的具体实施例系相同，故其二者的说明均相互适用。另外，为更进一步的提高发电装置10的效能，透过对图2A及图2B的发电装置中加入一第一压电模组15，即得另一具体实施例如图4A及图4B所绘述。图4A及图4B绘述了本实用新型的一具体实施例的发电装置的元件分解图以及其部分剖面图。于本具体实施例中，第一压电模组15设置于磁性兀件13以及第二壳体12间。更明确的说,第一压电模组15设置于磁性元件13以及第二壳体12相对应于磁性元件13的表面之间，当磁性元件13作动并藉由其端面抵持于第二壳体12时,磁性兀件13对第二壳体12施加有一压力以使第一压电模组15变形并吸收磁性元件13及第二壳体12间的压力以产生一第一电荷。更明确的说，当第一压电模组15受一外力F时，第一压电模组15将产生一定程度的变型而使其两相对面产生一电位差以产生一相对应于其压力大小的第一电荷。于本具体实例中，第一压电模组15系与储电装置50 I禹接以将第一电荷传送予储电装置50中以转换成一储蓄电能以供发光装置30所用。然而，若本实用新型的自发光鞋I不具储电装置50时，感应线圈14亦得直接的或藉由整流元件来与发光装置30连接并对其供给电能。需注意的是，除弹性元件16及其相对应结构的设置方式外，图4A及图4B的具体实施例大致上与图2A及图3A所绘述的具体实施例相同。除此之外，本实用新型的发电装置10亦得具有另一种形态。请参阅图5A至图5C。图5A、图5B及图5C分别绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置的立体示意图、未受力作动以及已受力作动时的部分剖面图。于本具体实施例中，发电装置10包含有第一壳 体11、第二壳体12、第三壳体17、一磁性兀件13、一感应线圈14以及一弹性兀件16。第一壳体11、第二壳体12、磁性元件13以及感应线圈14的形状以及运作原理与图2A及图2B的具体实施例同，故将不予以赘述。相对于图2A至图4B的具体实施例，本实用新型的特征其相异的处在于其发电装置10包含有一第三壳体17。第三壳体17与第一壳体11接触，同时第三壳体17具有第三卡合部171用以卡持或挡止第一卡合部111。当外力F施加于发电装置10或其中的第二壳体12或第三壳体17时，由于第三卡合部171用以挡止或者卡持第一卡合部111，即第三壳体17与第一壳体11之间无相对运动，使得外力F用使第二壳体12与第三壳体17具有一相对应的运动。此外，于本具体实施例中，第三卡合部171为一凸环，固设于第三壳体17内部周围，用以挡止第一卡合部111。与先前所述的具体实施例相异，此具体实施例中，弹性元件16设置于第二壳体12与第三壳体17之间，当第二壳体12与第三壳体17产生相对运动时,弹性兀件16提供恢复力以抵抗外力F。需注意的是，虽本实用新型的第一壳体11与第二壳体12之间不具有弹性元件16，但使用者得按其需要自由的参考图2A至图4B来于其二者之间增设之。值得一提的是，于此实施例中，外力F施加在第二壳体12的开口端面上，推动第二壳体12向第三壳体17进行相对运动。因此，弹性元件16只要是位于第二壳体12与第三壳体17之间，且能够提供一恢复力以抵抗外力F，即符合本实用新型的创作精神，于所属技术领域具有通常知识者应能自由变换弹性元件16于第二壳体12与第三壳体17之间的位置，本实用新型在此并不加以限制。再次的，于实际应用时，本具体实施例并不以具有弹性元件16为限，有鉴其说明已见于说明书的上部，故将不于此赘述。值得一提的是，图5A及图5B的具体实施例大致上的与图2A至图4B所记载的具体实施例相同，故图2A至图4B的延伸设计，均得被施行于本具体实施例中。另外，请参阅图及图5E，图绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置受外力作动前的部分剖面图。图5E绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置受外力作动后的部分剖面图。由图可见，弹性元件16亦得被设置于第一卡合部111以及第二卡合部121之间以对第一壳体11提供一恢复力以抵抗相对应的外力F。与先前的设计相异，在本具体实施例中，当第二壳体12受外力F时，弹性元件16将受力延伸，并于外力F消失时对第二壳体12施加一反方向的力以将其回复原位。值得一提的是，本具体实施例与图5A至图5B的具体实施例的差异仅在于其弹性元件16的设置位置而已。故其说明及延伸设计均得被施行于本具体实施例中。除此之外，于另一具体实施例中，发电装置10得就图5B及图5C的具体实施例上，另增设一第二压电模组18。请参阅图6A及图6B，图6A绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置未受力作动时的部分剖面图。图 6B系绘述了本实用新型的另一具体实施例的发电装置已受力作动时的部分剖面图。由图可见，第二压电模组18设置于第二壳体12及第三壳体17间，用于吸收第二壳体12及第三壳体17间的压力以使第二压电模组18变形并据而产生一第二电荷。更明确的说，当第二壳体12受力而被压持于第三壳体17时，设置于二者之间的第二压电模组18将受力变形而产生一相对于其压力大小的第二电荷。于此时，储电装置50可进一步的耦接至第二压电模组18用以接收并储存感应线圈14以及第二压电模组18所产生的感应电流以及第二压电模组18所产生的第二电荷。此外，储电装置50所储存的储蓄电能更可进一步提供给发光装置30或控制装置40使用。而当储电装置50被省略时，发电装置10可以直接或藉由整流元件来与发光装置30连接以对其供给电能。需注意的是，图6A及图6B所绘述的具体实施例中的弹性元件16亦得改以设置于第一壳体11及第二壳体12之间如图6C及图6D所绘述者。需注意的是，上述说明书的各实施例中所提及的第一压电模组15以及第二压电模组18于受外力F时，其将分别产生一定程度的变型而使其两相对面产生一电位差以产生一相对应于其压力大小的第一电荷以及第二电荷。本实用新型的压电模组可以是一片压电材料或数片压电材料组合，也可以是较复杂的结构，以下将对第一压电模组15或第二压电模组18的另一实施例的细部结构进行一说明。请参阅图7A及图7B。图7A绘述了根据本实用新型的另一具体实施例的发电装置中的压电模组的示意图。图7B则绘述了根据本实用新型的另一具体实施例的发电装置中的压电模组示意图。如图7A所示。需注意的是，为维持说明书的简洁，图中将以第二压电模组18为标号。然而，图中压电模组的结构同时适用于第一压电模组15以及第二压电模组18中。于本具体实施例中，第一压电模组15以及第二压电模组18大致的包含有一弹性胶体191以及一压电元件组192。弹性胶体191设置于该弹性胶体191内并具有一第一弹性系数，而压电元件组192则用于产生一相对应的第一电荷或第二电荷。更明确的说，当弹性胶体191受外力时，弹性胶体191受压迫进而压迫压电元件组192，藉以产生一相对应的第一电荷或第二电荷。于此时，储电装置50可进一步的耦接至压电元件组192用以接收并储存压电元件组192所产生的第一电荷或第二电荷。此外，储电装置50所储存的储蓄电能更可进一步提供给发光装置30或控制装置40使用。而当储电装置50被省略时，发电装置10可以直接或藉由整流元件来与发光装置30连接以对其供给电能。其中，压电元件组192由多个压电元件193相互重叠且串接而成，每一压电元件193均分别具有一第二弹性系数并各自包含有一压电材料194以及一金属薄板195。需注意的是，本实用新型的压电元件组192并不以具有多层压电材料194以及金属薄板195为限，按其电量高低的需求，该压电元件组192更得仅包含单一层压电材料194。[0106]更明确的说，压电元件组192设置于弹性胶体191内，而弹性胶体191则用以保护并固定压电元件组192，避免压电元件组192因受力过大而破坏或是脱落。请参阅图7B，图7B绘述根据本实用新型的一较佳具体实施例的压电元件组192示意图。如图7B所示，压电元件组192由多个压电元件193串接而成，每一压电元件193各自包含有一压电材料194以及一金属薄板195。压电材料194的晶格内原子间具有特殊的排列，使得材料具有应力场与电场耦合的效应。当对压电材料194施以物理压力时，材料体内的电偶极距会因材料的压缩而变短，此时压电材料194为抵抗电偶极距的变化会在材料相对的表面上产生等量正负电荷，以维持电偶极距的原状，进而使得压电材料194产生电场，亦即电压。于实际应用中，压电材料194可以为铌酸锂、铌酸钽、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢铅等铁电晶体或是其他具有压电效应的材料所制成。于本具体实施例中，压电材料194系一输出正极，金属薄板195为一输出负极。压电材料194与金属薄板195相叠而形成压电兀件,并透过压电材料194以及金属薄板195重复交互叠置，使得多个压电元件能彼此串接而成压电元件组192。由于压电元件组192由多个压电元件串接而成，因此，相较于单一压电元件，本实用新型中压电元件组192的设计·能输出相较更高的电压。此外，弹性胶体191具有一第一弹性系数，压电元件组192具有一第二弹性系数。于本实施例中，由于第二弹性系数大于该第一弹性系数，因此当弹性胶体191与压电元件组192受到相同的外力F而发生形变时，弹性胶体191产生的形变将不会比压电元件组192产生的形变更小，使得弹性胶体191在保护并固定压电元件组192的同时，不会限制住压电元件组192产生的形变大小，进而影响到压电元件组192产生的电压大小。另外，于本具体实施例中，由于压电元件组192系设置于弹性胶体191内，为了避免压电元件组192产生的电能透过弹性胶体191传导出去，进而发生漏电或是短路等现象，弹性胶体191为一绝缘材料所制成。于实际应用中，弹性胶体191可以为硅胶、丁基橡胶、硅氧树脂等高分子聚合物或是其他具有弹性及电性绝缘的材料所制成。请再次参阅图7A，于本具体实施例当中，第一压电模组15或第二压电模组18得进一步包含有一电路196，电路196设置于弹性胶体191内并电性连接压电元件组192。于本具体实施例中，电路196得整合有一整流元件，用以汇整由压电元件组192所产生的第一电荷或第二电荷以输出一相对稳定的电能。除此之外，电路196不以上述的整流元件为限，按设计者的需要，电路196亦得将储电装置50整合于其中。此外，于本具体实施例中，由于电路196设置于弹性胶体191内，使得当外力F发生时，弹性胶体191能在保护并固定压电元件组192的同时，亦能避免电路196因受力过大而破坏或是脱落。此外，于本具体实施例中，弹性胶体191系为一防水材料并完全包覆压电元件组192以及电路196。使得弹性胶体191能避免水分进入压电元件组192以及电路196内，进而避免压电元件组192以及电路196因水分的渗入造成损坏，达到防水的功效。请再次参阅图7A，如图7A所示，当有外力F产生并作用在压电元件组192上时，压电元件组192受力而产生形变，进而透过压电效应而产生电能，电能透过电路196整流并将电能传输至储电装置50或直接的传送予发光装置30进而驱动发光装置30。如此，与其相连接的发光装置30即可在没有外接电源的情况下发挥其具备的功能，进而达到节能的目的。[0113]综上所述，透过各种不同的发电装置，本实用新型的自发光鞋的设计者得针对自发光鞋的厚度、电量需求以及成本等因素自行选择适用的发电装置，并得利用人行走时所施加于鞋体的外力来让设置于其中的发光装置运作。更明确的说，本实用新型的发电装置系基本上的利用感应线圈来进行发电，然而设计者更得按电量的需求于发电装置中加入第一压电元件或第二压电元件以增加发电装置的发电量。据此，本实用新型不需外接电能或电池的自发光鞋，于使用者行走的过程自动产生电能。更特别的是，本实用新型的发电装置的发光装置可增加使用者在夜间的识别度，提高使用者交通的安全性。藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。·
权利要求1.一种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含 一鞋体，该鞋体具有一根部； 一发电装置，埋设于该根部以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含 一第一壳体，具有至少一第一卡合部； 一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部，使得该第一壳体与该第二壳体间形成一空间； 一磁性兀件，固设于该第一壳体并位于该空间中； 一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件的周围；以及一第一压电模组，设置于该磁性元件以及该第二壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流且该第一压电模组吸收该磁性元件及该第二壳体间的压力以产生一第一电荷；以及一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。
2.如权利要求I所述的自发光鞋，其特征在于，包含有 一储电装置，耦接该感应线圈、该第一压电模组以及该发光装置以接收该感应电流以及该第一电荷并产生供该发光装置使用的一储蓄电能。
3.如权利要求I所述的自发光鞋，其特征在于，该发电装置还包含有 一弹性元件，设置于该第一壳体与该第二壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时提供一‘陕复力。
4.如权利要求I所述的自发光鞋，其特征在于，该发电装置还包含有 一第三壳体，接触该第一壳体，且该第三壳体具有一第三卡合部用以卡持该第 ^合部从而当该发电装置受该外力时该第二壳体与该第三壳体产生相对运动。
5.如权利要求I所述的自发光鞋，其特征在于，该第一压电模组包含有 一弹性胶体，具有一第一弹性系数；以及 一压电元件组，产生该第一电荷，设置于该弹性胶体内，该压电元件组由多个压电元件相互重叠且串接而成，每一压电元件均分别具有一第二弹性系数并各自包含有一压电材料以及一金属薄板； 其中，该第二弹性系数大于该第一弹性系数。
6.一种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含 一鞋体，该鞋体具有一根部； 一发电装置，埋设于该根部以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含 一第一壳体，具有至少一第一卡合部； 一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部以使该第一壳体与该第二壳体间形成一空间； 一磁性元件，固设于该第一壳体并容置于该空间中； 一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件周围； 一第三壳体，该第三壳体具有一第三卡合部，该第三卡合部卡持该第 ^合部；以及一第二压电模组，设置于该第二壳体及该第三壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流且该第二压电模组吸收该第二壳体及该第三壳体间的压力以产生一第二电荷；以及一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。
7.如权利要求6所述的自发光鞋，其特征在于，包含有 一储电装置，耦接该感应线圈、该第二压电模组以及该发光装置以接收该感应电流以及该第二电荷并产生供该发光装置使用的一储蓄电能。
8.如权利要求6所述的自发光鞋，其特征在于，更包含 一第一压电模组，设置于该磁性元件以及该第二壳体间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时该第一压电模组吸收该磁性兀件及该第二壳体间的压力以产生一第一电荷。
9.如权利要求6所述的自发光鞋，其特征在于，该发电装置还包含有 一弹性元件，设置于该第一壳体与该第二壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时提供一‘陕复力。
10.如权利要求6所述的自发光鞋，其特征在于，该发电装置还包含有 一弹性元件，设置于该第二壳体与该第三壳体之间从而当该发电装置受该外力而该第二壳体与该第三壳体产生相对运动时提供一‘陕复力。
11.如权利要求6所述的自发光鞋,其特征在于,该第二压电模组包含有 一弹性胶体，具有一第一弹性系数；以及 一压电元件组，产生该第二电荷，设置于该弹性胶体内，该压电元件组由多个压电元件相互重叠且串接而成，每一压电元件均分别具有一第二弹性系数并各自包含有一压电材料以及一金属薄板； 其中，该第二弹性系数大于该第一弹性系数。
12.—种自发光鞋，用以受一外力而产生一光能，该自发光鞋包含 一发电装置以受该外力发电，其特征在于，该发电装置包含 一第一壳体，具有至少一第一卡合部； 一第二壳体，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动地套接于该第一卡合部以使该第一壳体与该第二壳体间形成一空间； 一磁性元件，固设于该第一壳体并容置于该空间中； 一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件周围； 一第三壳体，该第三壳体具有一第三卡合部，该第三卡合部用于卡持该第合部从而当该发电装置受该外力而该第一壳体与该第二壳体产生相对运动时该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流；以及 一发光装置，耦接该发电装置并具有至少一发光二极体单元从而自该发电装置取得电能并供给该发光二极体单元以产生该光能。
专利摘要本实用新型揭露了一种自发光鞋，其包含有鞋体、发电装置、具有卡合部的壳体、磁性元件、感应线圈、压电模组、发光装置、储电装置等。当使用者踩踏或挤压自发光鞋时，发电装置时会受外力并利用电磁感应或压电材料的物理特性来产生感应电流或电荷，进而供应LED发光。为了能使设计者得针对自发光鞋的厚度、电量需求以及成本等因素自行选择适用的发电装置，本实用新型揭露了多种本质相同且结构类似的发电装置，以使其得配合各种形态的鞋具。本实用新型的自发光鞋的主要功能在于在夜间的识别度，提高使用者交通的安全性。
文档编号H02K35/02GK202552364SQ20122001728
公开日2012年11月28日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者曾胜克 申请人:曾胜克