JP2018110516A

JP2018110516A - 発電装置

Info

Publication number: JP2018110516A
Application number: JP2017245997A
Authority: JP
Inventors: 小科程; Xiao Ke Cheng; 弋洋蘭; Yiyang Lan
Original assignee: Wuhan Linptech Co Ltd
Current assignee: Wuhan Linptech Co Ltd
Priority date: 2016-12-31
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: CN106712440B; EP3343740A1; CN106712440A; EP3343740C0; WO2018121268A1; CN108306454B; US10622878B2; CN108306454A; US20180191232A1; JP6514312B2; EP3343740B1

Abstract

【課題】コイル中の磁束が大きく変化するため、比較的大きい電気量を発生させることができる発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１０は、透磁部品１００と、誘導部品２００と、磁性部品３００と、駆動部品４００を備える。磁性部品の第１透磁片又は第２透磁片は、誘導部品の磁心の第２端と選択的に接触する。第２透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、透磁部品、磁心及び第２透磁片を介して第１磁気回路を形成し、磁心は第１磁力線方向を有する。第１透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、磁心、透磁部品及び第２透磁片を介して第２磁気回路を形成し、磁心は第２磁力線方向を有する。第１磁力線方向は、第２磁力線方向と相反する。【選択図】図１

Description

本発明は発電技術の分野に関し、特に発電装置に関する。

電子技術の革新と人々の環境保護に対する重視に伴い、発電装置を用いて既存の乾電池や有線電源を置き換えて電子製品にエネルギーを供給するという考え方が、ますます注目されている。そのため、多くの発電装置が市場に出現している。しかしながら、現在市販されている発電装置のほとんどは、発電量が少ない。これは、発電装置の使用範囲に影響を及ぼし、ある特定のマイクロレベルの電力消費状態でしか発電装置を使用できない。また、既存の発電装置は、構造が複雑であり、部材が多すぎ、組み立ての不便さがある。

よって、上述した欠点を克服するために発電装置を提供する必要がある。

本発明が主に解決する技術的課題は、構造が簡単で発電量が多い発電装置を提供することである。

上述した技術的課題を解決するために、本発明の１つの技術的手段は、発電装置を提供することである。この発電装置は、透磁部品と、磁心及び前記磁心を囲むコイルを備え、前記磁心の第１端が前記透磁部品に接続される誘導部品と、磁石、第１透磁片及び第２透磁片を備え、前記第１透磁片と前記第２透磁片が対向配置され、前記第１透磁片が前記磁石の第１磁極と接触し、前記第２透磁片が前記磁石の第２磁極と接触する磁性部品とを備える。前記第１透磁片又は前記第２透磁片は、前記磁心の第２端と選択的に接触し、前記第２透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記磁石は前記第１透磁片、前記透磁部品、前記磁心及び前記第２透磁片を介して第１磁気回路を形成し、前記磁心は第１磁力線方向を有する。前記第１透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記磁石は前記第１透磁片、前記磁心、前記透磁部品及び前記第２透磁片を介して第２磁気回路を形成し、前記磁心は第２磁力線方向を有する。前記第１磁力線方向は前記第２磁力線方向と相反する。

有益な効果は次のとおりである。従来技術と異なり、本発明の発電装置において、磁性部品の第１透磁片又は第２透磁片は、磁心の第２端と選択的に接触する。第２透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、透磁部品、磁心及び第２透磁片を介して第１磁気回路を形成し、磁心は第１磁力線方向を有する。第１透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、磁心、透磁部品及び第２透磁片を介して第２磁気回路を形成し、磁心は第２磁力線方向を有する。第１磁力線方向は、第２磁力線方向と相反する。従って、磁力線の方向が変化する過程において、コイル中の磁束が大きく変化するため、比較的大きい電気量を発生させることができる。本発明の構造は簡単であり、組立が容易である。

図１は、本発明の実施例による発電装置の模式図である。図２は、図１の透磁部品の模式図である。図３は、図１の誘導部品の磁心の模式図である。図４は、図１の誘導部品のコイル枠が磁心に外装される場合の模式図である。図５は、図１の誘導部品の磁心が透磁部品に固定され、磁性部品の磁石が駆動部品に固定され且つ駆動部品が透磁部品に可動に設けられる場合の模式図である。図６は、図１の磁性部品が駆動部品に固定される場合の模式図である。図７は、図１の駆動部品の模式図である。図８は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際のＡＡ’線に沿った断面図である。図９は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際に形成された第１磁気回路の部分模式図である。図１０は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際のＡＡ’に沿った断面図である。図１１は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際に形成された第２磁気回路の部分模式図である。図１２は、図１の誘導部品の磁心が透磁部品に固定され、磁性部品の磁石が駆動部品に固定され且つ駆動部品が透磁部品に可動に設けられる別の実施例の模式図である。図１３は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際のＡＡ’線に沿った断面図の別の実施例の模式図である。図１４は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際に形成された第１磁気回路の部分模式図の別の実施例の模式図である。図１５は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際のＡＡ’線に沿った断面図の別の実施例の模式図である。図１６は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際に形成された第２磁気回路の部分模式図の別の実施例の模式図である。

本発明の目的、技術的解決手段及び有益な効果をさらに明確にするために、以下、本発明の実施例における添付図面を参照しながら、本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。当然のことながら、ここで説明する実施例は本発明の実施例の全てではなく一部にすぎない。当業者が創造的な作業なしに本発明の実施例に基づいて得られる全ての他の実施例は、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

１つの素子が他の素子に「接続される」とき、それは、もう１つの素子に直接接続してもよく、或いは同時に真ん中に位置する素子であってもよい。他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。本明細書に使用される用語は、単に具体的な実施例を説明することを目的として用いられ、本発明を限定することを意図するものではない。

本実施形態の発電装置は、透磁部品と、誘導部品と、磁性部品とを備える。誘導部品は、磁心及び磁心を囲むコイルを備え、磁心の第１端は透磁部品に接続される。

磁性部品は、磁石、第１透磁片及び第２透磁片を備える。第１透磁片と第２透磁片は対向配置され、第１透磁片は磁石の第１磁極と接触し、第２透磁片は磁石の第２磁極と接触する。

第１透磁片又は第２透磁片は、磁心の第２端と選択的に接触する。第２透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、透磁部品、磁心及び第２透磁片を介して第１磁気回路を形成し、磁心は第１磁力線方向を有する。第１透磁片が磁心の第２端と接触すると、磁石は、第１透磁片、磁心、透磁部品及び第２透磁片を介して第２磁気回路を形成し、磁心は第２磁力線方向を有する。第１磁力線方向は、第２磁力線方向と相反する。

また、発電装置は駆動部品をさらに備える。透磁部品、誘導部品及び磁性部品は駆動部品に設けられ、駆動部品は、磁性部品における第１透磁片又は第２透磁片を誘導部品における磁心と選択的に接触するように駆動する。

具体的には、透磁部品は、第１透磁部材及び第２透磁部材を備え、第１透磁部材と第２透磁部材は対向配置され、第１透磁部材の一端には第１挟持部が設けられ、第２透磁部材の一端には第２挟持部が設けられ、第１挟持部は第１側壁及び第２側壁を備え、第２挟持部は第３側壁及び第４側壁を備える。

駆動部品が磁性部品を駆動することによって、第２透磁片が磁心と接触すると、第１挟持部の第１側壁及び第２挟持部の第３側壁は、第１透磁片と接触し、駆動部品が磁性部品を駆動することによって、第１透磁片が磁心と接触すると、第１挟持部の第２側壁及び第２挟持部の第４側壁は、第２透磁片と接触する。

上述した実施形態の発電装置を明確に説明するために、ここでは、第２透磁片が磁心の第２端に接触して、磁石が第１透磁片、透磁部品、磁心及び第２透磁片を介して第１磁気回路を形成する場合を、誘導部品が第１位置にあるとし、第１透磁片が磁心の第２端と接触して、磁石が第１透磁片、磁心、透磁部品及び第２透磁片を介して第２磁気回路を形成する場合を、誘導部品が第２位置にあるとして説明する。図１を参照すると、図１は、本発明の実施例による発電装置１０の模式図である。

前記発電装置１０は、透磁部品１００と、誘導部品２００と、磁性部品３００と、駆動部品４００とを備える。前記誘導部品２００は、前記透磁部品１００に固定され、前記磁性部品３００は、前記駆動部品４００に固定され、前記駆動部品４００は、前記透磁部品１００に可動に設けられ、且つ前記磁性部品３００を駆動して前記誘導部品２００に対して第１位置と第２位置との間で往復移動させることができ、それにより前記誘導部品２００中の磁束が変化して、前記誘導部品２００に電気エネルギーが生じる。

図２に示されるように、前記透磁部品１００は略「Ｕ」字形を呈し、前記透磁部品１００は、第１透磁部材１１０、前記第１透磁部材１１０と平行する第２透磁部材１２０、及び前記第１透磁部材１１０と前記第２透磁部材１２０を接続する第３透磁部材１３０を備える。前記第１透磁部材１１０の前記第３透磁部材１３０から離れる一端には、「［」形の第１挟持部１１２が設けられる。前記第１挟持部１１２は、前記第１透磁部材１１０の長さ方向に沿って延伸する第１側壁１１５及び第２側壁１１６を備え、前記第１側壁１１５は前記第２側壁１１６と平行する。前記第１透磁部材１１０の前記第３透磁部材１３０に近接する一端には、前記駆動部品４００を取り付けるための第１取付孔１１８が設けられる。前記第２透磁部材１２０の前記第３透磁部材１３０から離れる一端には、「［」形の第２挟持部１２２が設けられる。前記第２挟持部１２２は、前記第２透磁部材１２０の長さ方向に沿って延伸する第３側壁１２５及び第４側壁１２６を備え、前記第３側壁１２５は前記第４側壁１２６と平行する。前記第２透磁部材１２０の前記第３透磁部材１３０に近接する一端には、前記駆動部品４００を取り付けるための第２取付孔１２８が設けられる。前記第３透磁部材１３０の中央部には、前記誘導部品２００を取り付けるための第３取付孔１３６が設けられる。前記第１〜第４側壁１１５、１１６、１２５、１２６の自由端から前記第３透磁部材１３０までの距離は等しい。

前記第１透磁部材１１０は、平板状であり、離反する１対の透磁部材主面１１７、及び前記透磁部材主面１１７の間に接続され前記透磁部材主面１１７より小さい面積を有する透磁部材側面１１９を備える。前記第２透磁部材１２０は、平板状であり、離反する１対の透磁部材主面１２７、及び前記透磁部材主面１２７の間に接続され前記透磁部材主面１２７より小さい面積を有する透磁部材側面１２９を備える。

図３に示されるように、前記誘導部品２００は、磁心２１０及び前記磁心２１０に巻設されるコイル２２０を備える。前記磁心２１０は、略「Ｔ」字形を呈する。前記磁心２１０は、本体２１１と、前記本体２１１の第１端に設けられる固定部２１２と、前記本体２１１の第２端に設けられ前記本体２１１より大きい幅を有する接触部２１４とを備える。前記コイル２２０は前記本体２１１に巻設される。前記本体２１１は略直方体形状を呈する。前記接触部２１４は、前記磁性部品３００と接触するための接触領域２１５、及び前記接触領域２１５と前記本体２１１を接続するための接続領域２１６を備える。前記接続領域２１６は、前記本体２１１の第２端から、前記本体２１１から離れる方向に延伸し徐々に大きくなる複数の台形を有し、前記接触領域２１５は直方体形状を呈する。前記磁心２１０は平板状であり、離反する１対の磁心主面２２６、及び前記磁心主面２２６間に接続され前記磁心主面２２６より小さい面積を有する磁心側面２２８を備える。

本実施形態において、前記接続領域２１６は、前記本体２１１の第２端から、前記本体２１１から離れる方向に延伸し徐々に大きくなる第１台形２１７及び第２台形２１８を備える。前記第１台形２１７の下底の長さは前記第２台形２１８の上底の長さより短く、前記第１台形２１７の高さは前記第２台形２１８の高さより低い。別の実施形態において、前記接続領域２１６は省略されてもよく、前記接続領域２１６の形状は実際の状況に応じて調整されてもよい。

本実施形態において、前記固定部２１２の形状は前記第３取付孔１３６の形状に合わせられて、前記固定部２１２は略直方体形状を呈する。前記固定部２１２の前記本体２１１から離れる一端の対向する両側面には、楔形の第１ガイド面２１３が設けられ、前記固定部２１２の幅は、前記本体２１１の幅より狭い。固定部２１２は、第３取付孔１３６を貫通し、第３透磁部材１３０から突出して露出する。後続の使用中に、固定部２１２は、外部機器の対応する固定部と係合して、発電装置と外部機器を固定するために用いられる。別の実施形態において、前記固定部２１２の形状及びサイズは、実際の状況に応じて調整されてもよい。

図４に示されるように、前記誘導部品２００は、前記本体２１１に外装されるコイル枠２３０をさらに備える。前記コイル枠２３０は略「Ｈ」字形を呈する。前記コイル枠２３０は、枠体２３１と、前記枠体２３１の第１端に設けられるストッパ２３２と、前記枠体２３１の第２端に設けられる取付部材２３３とを備える。前記コイル２２０は、前記枠体２３１の外表面に巻設される。前記枠体２３１は中空筒状を呈し、前記本体２１１を収容するための収容キャビティ（図示せず）を備える。前記収容キャビティの形状は、前記本体２１１の形状に対応する。前記取付部材２３３は、前記枠体２３１と直交し、前記取付部材２３３の第１端には「Ｈ」字形の第１係合部２３４が設けられ、前記取付部材２３３の第２端には「Ｈ」字形の第２係合部２３５が設けられる。前記第１係合部２３４は、対向して設けられる２つの「Ｕ」字形の溝２３６を備え、前記第２係合部２３５は、対向して設けられる２つの「Ｕ」字形の溝２３６を備える。各「Ｕ」字形の溝２３６には、前記枠体２３１から離れる側壁の前記ストッパ２３２に向く側面に、楔形の第２ガイド面２３８が設けられる。前記第２ガイド面２３８は、前記第１〜第４側壁１１５、１１６、１２５、１２６をガイドして対応する「Ｕ」字形の溝２３６に進入させるために用いられる。

図５と図６に示されるように、前記磁性部品３００は略「］」形を呈する。前記磁性部品３００は、磁石３１０、前記磁石３１０の第１磁極と接触する第１透磁片３２０、及び前記磁石３１０の第２磁極と接触する第２透磁片３３０を備える。前記磁石３１０、前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０は、前記駆動部品４００に固定される。本実施形態において、前記磁石３１０は直方体形状を呈する。前記第１透磁片３２０と前記第２透磁片３３０の長さは等しく、且つ前記磁石３１０の長さより長い。前記第１透磁片３２０と前記第２透磁片３３０の幅は等しく、且つ前記磁石３１０の幅より大きい。

図７に示されるように、前記駆動部品４００は、前記磁性部品３００と前記透磁部品１００を接続するための接続部材４１０、及び外力を前記駆動部品４００の駆動力に転換するための弾性部材４６０を備える。前記接続部材４１０は、本体４２０及び前記本体４２０に設けられる第１挟持アーム４３０と第２挟持アーム４４０を備える。前記磁性部品３００は前記本体４２０に固定され、前記本体４２０は、前記第１挟持アーム４３０及び第２挟持アーム４４０を介して前記透磁部品１００に可動に設けられる。前記本体４２０は接続部４２１、前記接続部４２１の第１端に設けられる第１係止部４２３、及び前記接続部４２１の第２端に設けられる第２係止部４２６を備える。前記接続部４２１、前記第１係止部４２３及び前記第２係止部４２６は、前記磁石３１０を収容するための第１収容空間４５０を囲む。

前記第１係止部４２３は、前記接続部４２１の第１端から垂直に延伸する第１接続壁４２４と、前記第１接続壁４２４の前記接続部４２１から離れる一端から、前記第２係止部４２６の方向に向かって垂直に延伸する第１係止壁４２５とを備える。前記第２係止部４２６は、前記接続部４２１の第２端から垂直に延伸する第２接続壁４２７と、前記第２接続壁４２７の前記接続部４２１から離れる一端から、前記第１係止部４２３の方向に向かって垂直に延伸する第２係止壁４２８とを備える。前記接続部４２１、前記第１係止部４２３及び前記第２係止部４２６の前記第１収容空間４５０に向く側面には、楔形の第３ガイド面４２９が設けられる。前記第３ガイド面４２９は、前記磁石３１０をガイドして前記第１収容空間４５０に進入させるために用いられる。本実施形態において、前記第１係止部４２３の長さは前記第１透磁片３２０の幅と等しく、前記第２係止部４２６の長さは前記第２透磁片３３０の幅と等しく、前記第１係止部４２３の長さは前記第２係止部４２６の長さと等しい。

前記弾性部材４６０は、前記接続部４２１の前記第１係止部４２３及び前記第２係止部４２６と離反する側面に設けられる。前記第１挟持アーム４３０は、前記第１接続壁４２４の前記第２接続壁４２７と離反する側面に設けられる。前記第１挟持アーム４３０の前記本体４２０から離れる一端は、前記第２挟持アーム４４０の方向に向かって曲げられ、前記第２挟持アーム４４０に向かって延伸する第１取付部４３６が設けられる。前記第２挟持アーム４４０は、前記第２接続壁４２７の前記第１接続壁４２４と離反する側面に設けられる。前記第２挟持アーム４４０の前記本体４２０から離れる一端は、前記第１挟持アーム４３０の方向に向かって曲げられ、前記第１挟持アーム４３０に向かって延伸する第２取付部４４６が設けられる。本実施形態において、前記弾性部材４６０は、バネ、板バネ及びねじりコイルバネなどを含む。前記第１取付部４３６及び前記第２取付部４４６はいずれも円柱形である。

組立時、前記コイル２２０は前記枠体２３１の外表面に巻設され、前記枠体２３１の第１端と第２端に設けられるストッパ２３２及び取付部材２３３は、前記コイル２２０をクランプすることができ、それにより、前記コイル２２０は前記枠体２３１により緊密で整然として巻設される。前記磁心２１０の固定部２１２は、前記取付部材２３３が位置する一端から前記枠体２３１の収容キャビティに挿入し、前記ストッパ２３２が位置する一端から前記枠体２３１の収容キャビティの外に突出し、且つ前記第３取付孔１３６を貫通し、前記第３透磁部材１３０に固定される。前記接触部２１４は、前記収容キャビティの外部に前記取付部材２３３がある一端に位置する。前記固定部２１２の第１ガイド面２１３は、前記固定部２１２が前記枠体２３１の収容キャビティ及び前記第３取付孔１３６をより円滑に貫通するようにガイドすることができる。本実施形態において、前記固定部２１２は、締り嵌め、溶接などの方式により前記第３透磁部材１３０に固定される。

前記第１挟持部１１２は前記第１係合部２３４で挟持され、前記第１側壁１１５及び前記第２側壁１１６は、前記第１係合部２３４の２つの「Ｕ」字形の溝２３６内に収容され、前記第１側壁１１５及び前記第２側壁１１６の自由端は、前記取付部材２３３の前記ストッパ２３２と離反する側面の外に突出する。前記第２挟持部１２２は前記第２係合部２３５に挟持され、前記第３側壁１２５及び前記第４側壁１２６は、前記第２係合部２３５の２つの「Ｕ」字形の溝２３６内に収容され、前記第３側壁１２５及び前記第４側壁１２６の自由端は、前記取付部材２３３の前記ストッパ２３２と離反する側面の外に突出する。前記ストッパ２３２は、前記第３透磁部材１３０と当接する。このとき、前記誘導部品２００は前記透磁部品１００に固定され、前記磁心２１０の磁心主面２２６は、前記第１透磁部材１１０の透磁部材主面１１７及び前記第２透磁部材１２０の透磁部材主面１２７と直交する。

前記磁石３１０は前記第１収容空間４５０に収容され、前記第１係止部４２３及び前記第２係止部４２６は、前記磁石３１０を前記第１収容空間４５０に固定するように、前記磁石３１０を係止する。前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０は、前記本体４２０に固定される。前記第１透磁片３２０は前記磁石３１０の第１磁極と接触し、前記第２透磁片３３０は前記磁石３１０の第２磁極と接触する。このとき、前記磁性部品３００は、前記駆動部品４００に固定され、前記第１透磁片３２０、前記第２透磁片３３０、前記第１係止壁４２５及び前記第２係止壁４２８は、前記磁心２１０の接触部２１４を収容するための第２収容空間３５０を囲む。

前記第１挟持アーム４３０の第１取付部４３６は、前記第１透磁部材１１０の第１取付孔１１８に取り付けられ、前記第２挟持アーム４４０の第２取付部４４６は、前記第２透磁部材１２０の第２取付孔１２８に取り付けられることによって、前記駆動部品４００は前記透磁部品１００に可動に設けられる。このとき、前記第１〜第４側壁１１５、１１６、１２５、１２６の自由端は、前記磁性部品３００に向かって、前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０の自由端は、前記誘導部品２００に向かって、前記磁心２１０の接触部２１４は、前記第２収容空間３５０に収容される。

以下、本発明の発電装置１０の動作原理について説明する。本実施形態では、前記磁石３１０の第１磁極がＮ極であり、前記磁石３１０の第２磁極がＳ極である場合を例として説明する。他の実施形態では、前記磁石３１０の第１磁極はＳ極であってもよく、前記磁石３１０の第２磁極はＮ極であってもよいことが理解され得る。図８及び図９に示されるように、前記弾性部材４６０に外力が加えられていないとき、前記磁性部品３００は前記第１位置（図８に示されるように）にある。前記第１透磁片３２０の自由端は、前記第１側壁１１５及び前記第３側壁１２５の自由端と正対し且つ近接又は接触し、前記第２透磁片３３０の自由端は、前記磁心２１０の接触部２１４と接触する。前記磁石３１０は、前記第１透磁片３２０、前記第１側壁１１５、前記第１透磁部材１１０、前記第３側壁１２５、前記第２透磁部材１２０、前記第３透磁部材１３０、前記磁心２１０及び前記第２透磁片３３０を介して第１磁気回路を形成する（図９に示されるように、図９は前記第１磁気回路の一部のみを示す）。

図１０及び図１１に示されるように、前記弾性部材４６０に外力が加えられると、前記弾性部材４６０は弾性変形して弾性位置エネルギーを蓄積し、前記接続部材４１０を介して前記磁性部品３００に駆動力を加える。

前記弾性部材４６０がある程度変形し、且つ前記接続部材４１０により前記磁性部品３００に加えられた駆動力が、前記磁心２１０の接触部２１４に対する前記第２透磁片３３０の吸着力より大きい場合、前記接続部材４１０は、前記第１取付部４３６及び前記第２取付部４４６を軸として回動して、前記磁性部品３００を前記第１位置から前記第２位置に移動させる（図１０に示されるように）。前記第１透磁片３２０の自由端は前記磁心２１０の接触部２１４と接触し、前記第２透磁片３３０の自由端は前記第２側壁１１６及び前記第４側壁１２６の自由端に正対し且つ近接又は接触する。前記磁石３１０は、前記第１透磁片３２０、前記磁心２１０、前記第３透磁部材１３０、前記第１透磁部材１１０、前記第２側壁１１６、前記第２透磁部材１２０、前記第４側壁１２６及び前記第２透磁片３３０を介して第２磁気回路を形成する（図１１に示されるように、図１１は第２磁気回路の一部のみを示している）。

このことから、前記磁性部品３００が前記第１位置から前記第２位置に移動すると、前記磁心２１０中の磁力線の方向は１８０度変化し、即ち、前記コイル２２０の磁束は変化することが分かる。前記コイル２２０の巻数が比較的多く、前記磁心２１０の断面積が比較的大きく、前記磁心２１０中の磁気誘導の強度が比較的強いため、前記磁性部品３００が前記第１位置から前記第２位置に移動すると、前記コイル２２０中の磁束は大きく変化し、前記コイル２２０に生じた誘導起電力も比較的大きく、即ち、前記発電装置１０の発電量は比較的多い。また、前記磁性部品３００が前記第１位置から前記第２位置に移動すると、前記誘導部品２００は一回発電する。本実施形態において、前記磁性部品３００の移動方向は、前記磁心２１０の最大面積を有する表面が位置する平面に対して実質的に直交する。

前記弾性部材４６０に加えられた外力がなくなると、前記弾性部材４６０は弾性位置エネルギーを解放して変形を回復し、前記接続部材４１０を介して前記磁性部品３００に逆方向の駆動力を加える。前記接続部材４１０により前記磁性部品３００に加えられた逆方向の駆動力が、前記磁心２１０の接触部２１４に対する前記第１透磁片３２０の吸着力より大きい場合、前記接続部材４１０は、前記第１取付部４３６及び前記第２取付部４４６を軸として回動して、前記磁性部品３００を前記第２位置から前記第１位置に移動させる。前記磁心２１０中の磁力線の方向は再変化して、前記コイル２２０の磁束は変化し、前記発電装置１０は再発電する。従って、前記弾性部材４６０に外力が１回加えられると、前記発電装置１０は２回発電し、且つ、外力が前記駆動部品４００を介して前記磁性部品３００を駆動するとき、前記磁心２１０の接触部２１４に対する前記第１透磁片３２０又は前記第２透磁片３３０の吸着力のみを克服すればよい。それにより、外力の大きさを大きく低減し、ユーザの体験度を向上させる。本実施形態において、前記第１取付孔１１８から前記第３透磁部材１３０までの距離は、前記第１取付孔１１８から前記第１側壁１１５の自由端までの距離より短く、前記第２取付孔１２８から前記第３透磁部材１３０までの距離は、前記第２取付孔１２８から前記第３側壁１２５の自由端までの距離より短い。それにより、前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０と前記接触部２１４との間の接触がより緊密になり、磁力線の通過を容易にして、発電量の増加に資する。

本実施形態において、前記磁石３１０は直方体形状である。前記磁石３１０の長さ範囲は１０ｍｍ〜１３ｍｍであり、前記磁石３１０の幅範囲は２．５ｍｍ〜３．８ｍｍであり、前記磁石３１０の高さ範囲は２．５ｍｍ〜３．８ｍｍである。前記透磁部品１００、前記磁心２１０、前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０の材料は、熱磁気処理された鉄−ニッケル合金又は純鉄である。それにより、前記透磁部品１００、前記磁心２１０、前記第１透磁片３２０及び前記第２透磁片３３０の透磁性を向上させ、磁束漏れを低減して、前記磁心２１０の磁気誘導の強度を向上させ、発電量を増加させる。

本実施形態では、前記コイル枠２３０を一体的に射出成形することによって前記本体２１１に外装する。それにより、前記コイル枠２３０の枠体２３１を薄くすることができ、より多くのコイル２２０を前記コイル枠２３０に巻設することが容易になり、さらに、発電量が増加する。

本実施形態では、前記磁石３１０の第１磁極及び第２磁極と接触する第１透磁片３２０及び第２透磁片３３０を設けることによって、前記磁石３１０と前記磁心２１０の接触部２１４との接触面積を増加させて、前記磁心２１０の磁気誘導の強度を増加させることができるとともに、前記磁心２１０の接触部２１４が前記磁石３１０と直接衝突して前記磁石３１０を破砕するという問題を回避することができる。

別の実施形態では、図１２を参照する。図１２は、図１の誘導部品の磁心が透磁部品に固定され、磁性部品の磁石が駆動部品に固定され且つ駆動部品が透磁部品に可動に設けられる別の実施例の模式図である。

本実施形態では、第１挟持部１１２の第１側壁１１５及び第２側壁１１６、第２挟持部１２２の第３側壁１２５及及び第４側壁１２６は、取付部材２３３の外部に突出し、且つ第１側壁１１５の少なくとも一部及び第３側壁１２５の少なくとも一部は、第１透磁片３２０の一部を覆い、第２側壁１１６の少なくとも一部及び第４側壁１２６の少なくとも一部は、第２透磁片３３０の一部を覆う。

第２透磁片３３０が磁心２１０の第２端の接触部２１４と接触すると、第１透磁片３２０は、第１側壁１１５及び第３側壁１２５と上下に近接し又は上下に接触し、即ち、磁性部品３００は前記第１位置にある。第１透磁片３２０が磁心２１０の第２端の接触部２１４と接触すると、第２透磁片３３０は、第２側壁１１６及び第３側壁１２５と上下に近接し又は上下に接触し、即ち、磁性部品３００は前記第２位置にある。

以下、本実施形態の発電装置１０の動作原理について説明する。本実施形態では、磁石３１０の第１磁極がＮ極であり、磁石３１０の第２磁極がＳ極である場合を例として説明する。他の実施形態では、磁石３１０の第１磁極はＳ極であってもよく、磁石３１０の第２磁極はＮ極であってもよいことが理解され得る。

図１３及び図１４を参照する。図１３は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際のＡＡ’線に沿った断面図の別の実施例の模式図である。図１４は、図１の磁性部品が第１位置に移動した際に形成された第１磁気回路の部分模式図の別の実施例の模式図である。

弾性部材４６０に外力が加えられていないとき、磁性部品３００は第１位置（図１３に示されるように）にある。第１透磁片３２０は、第１側壁１１５及び第３側壁１２５の自由端に上下に近接し又は上下に接触し、第２透磁片３３０の自由端は磁心２１０の接触部２１４と接触する。磁石３１０は、第１透磁片３２０、第１側壁１１５、第１透磁部材１１０、第３側壁１２５、第２透磁部材１２０、第３透磁部材１３０、磁心２１０及び第２透磁片３３０を介して第１磁気回路を形成する（図１４に示されるように、図１４は第１磁気回路の一部のみを示している）。

図１５及び図１６を参照する。図１５は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際のＡＡ’線に沿った断面図の別の実施例の模式図である。図１６は、図１の磁性部品が第２位置に移動した際に形成された第２磁気回路の部分模式図の別の実施例の模式図である。

弾性部材４６０に外力が加えられると、弾性部材４６０は弾性変形して弾性位置エネルギーを蓄積し、接続部材４１０を介して磁性部品３００に駆動力を与える。弾性部材４６０がある程度変形し、且つ接続部材４１０により磁性部品３００に加えられた駆動力が、磁心２１０の接触部２１４に対する第２透磁片３３０の吸着力より大きい場合、接続部材４１０は、第１取付部４３６及び第２取付部４４６を軸として回動して、磁性部品３００を第１位置から第２位置に移動させる（図１５に示されるように）。第１透磁片３２０の自由端は磁心２１０の接触部２１４と接触し、第２透磁片３３０の自由端は第２側壁１１６及び第４側壁１２６の自由端に上下に近接し又は上下に接触する。磁石３１０は、第１透磁片３２０、磁心２１０、第３透磁部材１３０、第１透磁部材１１０、第２側壁１１６、第２透磁部材１２０、第４側壁１２６及び第２透磁片３３０を介して第２磁気回路を形成する（図１６に示されるように、図１６は第２磁気回路の一部のみを示している）。

上述した実施形態と異なり、本実施形態では、磁性部品３００が第１位置と第２位置の間を移動するとき、第１側壁１１５及び第３側壁１２５と第１透磁片３２０との接触面積がより大きく、第２側壁１１６及び第４側壁１２６と第２透磁片３３０との接触面積がより大きい。移動の距離を短縮するとともに、透磁をさらに容易にし、磁気効果がより明らかになる。

本発明では、前記磁心２１０を前記第３透磁部材１３０に固定し、前記磁心２１０の磁心主面２２６を前記第１透磁部材１１０の透磁部材主面１１７及び前記第２透磁部材１２０の透磁部材主面１２７と直交させることによって、前記磁心２１０は比較的大きい断面積を有することができる。また、本発明では、前記磁石３１０の第１磁極及び第２磁極と接触する第１透磁片３２０及び第２透磁片３３０を設けることによって、前記磁心２１０の接触部２１４と前記磁石３１０との接触面積を増加させて、前記磁心２１０の磁気誘導の強度を向上させる。前記磁心２１０は比較的大きな断面積及び比較的強い磁気誘導の強度を有するため、前記磁性部品３００が前記第１位置と前記第２位置の間において移動するとき、前記コイル２２０中の磁束は大きく変化して、比較的大きな発電量を生じることができる。本発明の構造は簡単であり、組立が容易である。

本発明は、明細書及び実施例のみに限定されるものではないため、当業者にとっては、他の利点や修正を実現しやすい。従って、特許請求の範囲及び均等範囲によって限定される一般的な概念の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明は、特定の詳細、代表的な装置、及び本明細書に示され記載された図示された例に限定されない。

Claims

発電装置であって、
透磁部品と、
磁心及び前記磁心を囲むコイルを備え、前記磁心の第１端が前記透磁部品に接続される誘導部品と、
磁石、第１透磁片及び第２透磁片を備え、前記第１透磁片と前記第２透磁片が対向配置され、前記第１透磁片が前記磁石の第１磁極と接触し、前記第２透磁片が前記磁石の第２磁極と接触する磁性部品とを備え、
前記第１透磁片又は前記第２透磁片は、前記磁心の第２端と選択的に接触し、前記第２透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記磁石は前記第１透磁片、前記透磁部品、前記磁心及び前記第２透磁片を介して第１磁気回路を形成し、前記磁心は第１磁力線方向を有しており、前記第１透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記磁石は前記第１透磁片、前記磁心、前記透磁部品及び前記第２透磁片を介して第２磁気回路を形成し、前記磁心は第２磁力線方向を有し、前記第１磁力線方向は前記第２磁力線方向と相反する、ことを特徴とする発電装置。
前記透磁部品は、第１透磁部材及び第２透磁部材を備え、前記第１透磁部材と前記第２透磁部材は対向配置され、前記第１透磁部材の一端には第１挟持部が設けられ、前記第２透磁部材の一端には第２挟持部が設けられ、前記第１挟持部は第１側壁及び第２側壁を備え、前記第２挟持部は第３側壁及び第４側壁を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
前記第２透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記第１透磁片の自由端は、前記第１側壁の自由端及び前記第３側壁の自由端と正対して接触し、前記第１透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記第２透磁片の自由端は、前記第２側壁の自由端及び前記第４側壁の自由端と正対して接触する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
前記第２透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記第１透磁片は、前記第１側壁及び前記第３側壁と上下に接触し、前記第１透磁片が前記磁心の第２端と接触すると、前記第２透磁片は、前記第２側壁及び前記第４側壁と上下に接触する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
前記透磁部品、前記誘導部品及び前記磁性部品が設けられ、前記誘導部品中の前記磁心と選択的に接触するように前記磁性部品中の前記第１透磁片又は前記第２透磁片を駆動するための駆動部品をさらに備え、
前記駆動部品が前記磁性部品を駆動することによって、前記第２透磁片が前記磁心と接触すると、前記第１挟持部の前記第１側壁及び前記第２挟持部の前記第３側壁は、前記第１透磁片と接触し、前記駆動部品が前記磁性部品を駆動することによって、前記第１透磁片が前記磁心と接触すると、前記第１挟持部の前記第２側壁及び前記第２挟持部の前記第４側壁は、前記第２透磁片と接触する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
前記駆動部品は弾性部材を備え、前記弾性部材は、外力を前記駆動部品を駆動する駆動力に転換するために用いられる、ことを特徴とする請求項５に記載の発電装置。
前記駆動部品には第１取付部及び第２取付部が設けられ、
前記第１透磁部材には第１取付孔が設けられ、前記第２透磁部材には第２取付孔が設けられ、
前記第１取付部は前記第１取付孔に取り付けられ、前記第２取付部は前記第２取付孔に取り付けられることによって、前記駆動部品は前記透磁部品に可動に設けられる、ことを特徴とする請求項５に記載の発電装置。
前記第１取付部及び前記第２取付部はいずれも円柱状であり、前記駆動部品が外力を受けると、前記駆動部品は、前記第１取付部及び前記第２取付部を軸として回動することによって、前記第１透磁片又は前記第２透磁片は前記誘導部品中の前記磁心と選択的に接触する、ことを特徴とする請求項７に記載の発電装置。
前記駆動部品は、前記磁性部品及び前記透磁部品を接続するための接続部材を備え、前記接続部材は、本体と、前記本体に設けられる第１挟持アーム及び第２挟持アームとを備え、
前記磁性部品は前記本体に固定され、前記本体は、前記第１挟持アーム及び前記第２挟持アームを介して前記透磁部品に可動に設けられる、ことを特徴とする請求項５に記載の発電装置。
前記本体は、接続部と、前記接続部の第１端に設けられる第１係止部と、前記接続部の第２端に設けられる第２係止部とをさらに備え、前記接続部、前記第１係止部及び前記第２係止部は第１収容空間を囲み、
前記磁石は、前記第１収容空間に収容され、前記第１係止部及び前記第２係止部は、前記磁石を前記第１収容空間に固定するように前記磁石を係止し、
前記第１透磁片及び前記第２透磁片は前記本体に固定される、ことを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
前記透磁部品は第３透磁部材をさらに備え、前記第３透磁部材は前記前記第１透磁部材及び第２透磁部材を接続し、
前記第３透磁部材には第３取付孔が設けられ、前記磁心の第１端の固定部は前記第３取付孔を貫通する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
前記第１透磁片の長さは、前記第２透磁片の長さと等しく且つ前記磁石の幅より大きく、
前記第１透磁片の幅は、前記第２透磁片の幅と等しく且つ前記磁石の幅より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
前記透磁部品、前記磁心、前記第１透磁片及び前記第２透磁片の材料は、熱磁気処理された鉄−ニッケル合金又は純鉄である、ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
前記磁石は直方体状であり、前記磁石の長さ範囲は１０ｍｍ〜１３ｍｍであり、前記磁石の幅範囲は２．５ｍｍ〜３．８ｍｍであり、前記磁石の高さ範囲は２．５ｍｍ〜３．８ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
前記誘導部品は、前記磁心の本体に外装されるコイル枠を備え、前記コイル枠は枠体を備え、前記枠体は、前記磁心の本体を収容するための収容キャビティを備え、前記コイルは前記枠体の外表面に巻設され、
前記コイル枠は、前記枠体の第１端に設けられるストッパと、前記枠体の第２端に設けられる取付部材とを備え、前記取付部材の第１端には第１係合部が設けられ、前記取付部材の第２端には第２係合部が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。