TWI589074B - 無線電力連接裝置 - Google Patents

Description

無線電力連接裝置

本發明係與電力連接裝置有關，特別是有關於一種無線電力連接裝置。

現有的供電插座係採取開口式的設計，配合電器產品之插頭導片插入插座內，透過金屬接觸而導通的方式，來導引電力供驅動電器產品運作。如TWM506392、TWM507092及TWM507606等所揭露之電力連接裝置即屬此類。

然而，在此類習知電力連接裝置中，由於開放式的插座及插頭因長期與外界空氣接觸之情況下，容易導致金屬氧化/老化，而發生跳火、漏電等突發性危險；並且，孩童亦容易誤觸金屬接點而導致觸電危險發生。另外，各國插座與插頭沒有一個統一共用之規格，造成出國欲充電時有諸多不便；加上各國電源電壓也不盡相同，使得電器產品得配合不同國家而有不同的電源規格設計，存在亟待改善之缺弊。

因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之無線電力連接裝置，以解決上述之問題。

本發明之主要目的在於提供一種無線電力連接裝置，透過嵌 入式的設計，極具人性與安全，不僅使用方便，更可達到無金屬接點與開口，避免觸電危險發生，提高防水防滲性能的用電安全。還可顯示供給與受電電器產品所需的電壓與功率等資訊，此外，將可統一各國的電力連接裝置規格。

為達成上述目的，本發明提供一種無線電力連接裝置，包括二線圈及一電磁蕊件。該二線圈分別連接有一電性接端，且各該線圈圍繞構成一插孔。該電磁蕊件其一端插設於其中一該線圈之插孔、另端凸出於該線圈而形成一插設段，該插設段供選擇性插入另一該線圈之插孔。其中，當該電磁蕊件之插設段插入另一該線圈之插孔時，該二線圈相互軸向面對。

為達成上述目的，本發明提供另一種無線電力連接裝置，包括一第一殼體及至少一公接頭組件。該至少一公接頭組件組設於該第一殼體，各該公接頭組件包括有一線圈及一電磁蕊件，該線圈連接一電性接端，且該線圈圍繞構成一插孔，該電磁蕊件之一端插設於該線圈之插孔、另端凸出於該線圈而形成一插設段，該插設段供選擇性插入一母接頭組件之線圈之一插孔。

為達成上述目的，本發明提供又一種無線電力連接裝置，包括一第二殼體及一母接頭組件。該母接頭組件具有一組設於該第二殼體之線圈，該線圈連接一電性接端，且該線圈圍繞構成一插孔，該插孔供選擇性地套設於一公接頭組件之電磁蕊件之一插設段，該電磁蕊件係凸出地插設於另一線圈而凸設形成該插設段。

1,1A,1B,1C‧‧‧無線電力連接裝置

11‧‧‧線圈

12‧‧‧插孔

13,13A,13B‧‧‧電性接端

14‧‧‧電磁蕊件

141‧‧‧插設段

2‧‧‧第一連接單元

21‧‧‧公接頭組件

22‧‧‧電子控制單元

221‧‧‧供電資訊處理器

222‧‧‧高頻震盪電路

223‧‧‧顯示資料輸出單元

224‧‧‧安全偵測斷電控制單元

225‧‧‧警示信號放大器

23‧‧‧電路單元

24‧‧‧警示單元

25‧‧‧第一顯示單元

26‧‧‧控制開關

27‧‧‧電源保險絲

3‧‧‧第二連接單元

31‧‧‧母接頭組件

32‧‧‧電源解調單元

33‧‧‧第二顯示單元

4,4A,4B‧‧‧第一殼體

41‧‧‧容置部

411‧‧‧接地環

42‧‧‧卡部

5,5A‧‧‧第二殼體

51‧‧‧手把件

511‧‧‧握持部

512‧‧‧抵頂部

52‧‧‧接地部

6‧‧‧接地迴路

圖1為第一實施例之元件關係示意圖。

圖2為第一實施例之公及母接頭組件之立體圖。

圖3為第一實施例之局部方塊結構示意圖。

圖4及圖5為第一實施例之使用狀態圖。

圖6為第二實施例之立體圖。

圖7為第三實施例之立體圖。

圖8為第四實施例之立體圖。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。

請參考圖1至圖5，其顯示本發明之第一實施例，本發明之無線電力連接裝置1包括二線圈11及一電磁蕊件14。

該二線圈11分別連接有一電性接端13，各該線圈11圍繞構成一插孔12。該電磁蕊件14其一端插設於其中一該線圈11之插孔12、另端凸出於該線圈11而形成一插設段141，該插設段141供選擇性插入另一該線圈11之插孔12。當該電磁蕊件14之插設段141插入另一該線圈11之插孔12時，該二線圈11相互軸向面對。其中，各該插孔12之徑向尺寸概等於該插設段141之徑向尺寸，透過嵌入之結合方式，當該二線圈11因電路導通而產生電磁感應來連接電力時，能夠減少漏磁漏電之情況，且可以透過磁力來強化相結合時的結合強度。

其中，各該線圈11概呈圓盤型，而可以理解的是，其中一該線圈11及該電磁蕊件14會構成一公接頭組件21，另一該線圈11則構成 一母接頭組件31。各該線圈11可以依據所需的電力不同，設計不同線徑或環繞的圈數，來取得較佳的功率。該電磁蕊件14由矽鋼所製成且呈圓柱形，該電磁蕊件14係用來加強磁通密度，增加電磁感應的強度，提高電壓轉換效率；因此，亦可設計該母接頭組件31之線圈11係環繞於一導磁件，該導磁件在結構上可與該電磁蕊件14相配合，於本實施例中該母接頭組件31係為凹型而可套設於該插設段141，當電磁感應時，該導磁件及該電磁蕊件14彼此可導磁耦合，更進一步提高轉換效率。然而，可以理解的是，於其他實施例中亦可不需要凹凸結構來結合，亦可以設計該插設段141，一開始即位於母接頭組件之插孔中，換言之，公接頭組件與母接頭組件二者會有相同的結構：一線圈環繞於一圓柱形的電磁蕊件，各電磁蕊件不會凸出於線圈外，公、母接頭組件相接合時，二電磁蕊件同軸地相面對。

另外，採用電磁感應方式來傳導電力，無須透過金屬接觸之方式來導電，因此，可於該公及母接頭組件21,31外各包覆且密封有一絕緣體，如此一來，可避免金屬外露導致觸電之情況發生，更可提高防水防滲之性能，提升用電安全。

於第一實施例中，一第一連接單元2包含有該公接頭組件21、另包含有一電子控制單元22及一電路單元23，該公接頭組件21之線圈11電性連接於該電子控制單元22，該電路單元23與該電性接端13及該電子控制單元22電性連接，該電子控制單元22具有一電子切換式之高頻震盪電路222、一供電資訊處理器221、一顯示資料輸出單元223、一安全偵測斷電控制單元224、及一警示信號放大器225。而一第二連接單元3包含有該母接頭組件31、另包含有一電性連接於該線圈11及該電性接端13之 間的電源解調單元32。其中，該電源解調單元32係可解調出不同的電壓、電流、直流電或交流電，並電性傳導至該電性接端13，因此，該電源解調單元32可以配合眾多不同電器產品之需求。舉例來說，目前在輸送的電流通常係較高壓的交流電，要使用直流電需求的電器產品時，會需要透過變壓器來調降電壓，並將交流電轉換成直流電，如此一來，才能驅動電器產品。然而，由於該電源解調單元32本身即可依需求，來提供適當的電壓及電流給予電器產品(例如：筆記型電腦)，換言之，可以取代現有的外接變壓器，能夠有效節省設備及成本。較佳地，該第一連接單元2另包含有一警示單元24及一第一顯示單元25，該警示單元24及該第一顯示單元25分別電性連接於該電子控制單元22；同理地，該第二連接單元3亦可包含一第二顯示單元33，該第二顯示單元33電性連接於該電源解調單元32，使用者透過該第二顯示單元33可用直接目視之方式，立即取得相關的用電資訊。

接著，對該電子控制單元22做進一步之解說，該高頻震盪電路222可將高頻電力輸入該公接頭組件21之線圈11，透過此設計不僅可縮小整個該第一連接單元2的體積，更可減少鐵損與銅損來提高效率，具有大電力傳遞之功能。該顯示資料輸出單元223可將由該供電資訊處理器221得到的電壓、電流等用電訊息傳遞至該第一顯示單元25，供使用者能在透過目視方式得到供電的相關資訊。而該供電資訊處理器221則可依據現有之用電訊息資料與預設保護條件資料(如：電壓、電流大小)進行對比，當超過保護條件時，致動該安全偵測斷電控制單元224進行斷電，並發送出警告訊號並經由該警示信號放大器225傳送至該警示單元24，該警示單元24可以係為喇叭裝置、警示燈光等各種警示元件。

較佳地，該第一連接單元2另包含一與該電路單元23電性連接之控制開關26，該控制開關26常態性地保持該電子控制單元22不與該電性接端13電性導通，當該公接頭組件21之插設段141插入該母接頭組件31之線圈11時，該母接頭組件31致動該控制開關26而使該電子控制單元22與該電性接端13電性導通。換言之，該第一連接單元2平常係處於斷路之狀態，可確保平時未使用時的電路安全，更兼具有環保節能之功用。更佳地，該電路單元23另與一電源保險絲27電性連接，當作另一電路保護措施，當溫度過高、電流過載時，能夠確實地使該第一連接單元2處於斷路之狀態。可以理解的，亦可於該第一連接單元2設有相同之結構。

於第一實施例中，一第一殼體4組設有該第一連接單元2，一第二殼體5組設有該第二連接單元3，該第一殼體4向內凹設有一對應該第二殼體5之容置部41，該公接頭組件21組設於該容置部41，該公接頭組件21之插設段141及該控制開關26分別凸伸入該容置部41之內部，當該公接頭組件21之插設段141插入該母接頭組件31之線圈11時，該母接頭組件31抵壓並致動該控制開關26，進而產生電磁感應。同時，所產生的磁力可輔助加強該公及母接頭組件21,31之結合度，而為了避免該公及母接頭組件21,31因非預期之外力分離，該容置部41較佳設有複數橫向於該電磁蕊件14之延伸方向的卡部42，當該公接頭組件21之插設段141完全插入該母接頭組件31之插孔12時，各該卡部42限制該第二殼體5朝向該插設段141之延伸方向移動。

而為了便於拿取及插拔，該第二殼體5較佳樞設有一手把件51，該手把件51概呈半圓形輪廓狀地圍繞部分該第二殼體5，該手把件51 具有一供握持之握持部511、及一相對該握持部511且進行反向擺動之抵頂部512，當該第二殼體5嵌入該容置部41時，該抵頂部512可選擇性地抵頂該容置部41之底壁來脫離該容置部41。另一較佳地，該第一及第二連接單元2,3分別另設有一接地迴路6，該容置部41設有一環設於該容置部41之內周壁的接地環411，該第二殼體5設有一接地部52，當該公接頭組件21之插設段141完全插入該母接頭組件31之插孔12時，該接地環411與該接地部52相接觸，該二接地迴路6相互電性連接。

透過上面敘述可清楚了解到該第一及第二連接單元2,3能輕易地與現有電路、電器連結，能取代舊有之插頭及插座，以達到全球各國皆有統一標準化的電力連接方式。

以此為目標，本發明另提供如圖6之第二實施例所示之一種無線電力連接裝置1A，包括一第一殼體4A及至少一公接頭組件21。該至少一公接頭組件21組設於該第一殼體4A，各該公接頭組件21包括有一線圈11及一電磁蕊件14(請參考圖2)，該線圈11連接一電性接端13A，且該線圈11圍繞構成一插孔12，該電磁蕊件14之一端插設於該線圈11之插孔12、另端凸出於該線圈11而形成一插設段141，該插設段141供選擇性插入一母接頭組件31之線圈11之一插孔12。簡言之，該無線電力連接裝置1A係為延長線之插座型態，各該公接頭組件21沿同一方向排列。而該電性接端13A可以電性連接第一實施例中該第二連接單元3之態樣，或是現今各國插頭之樣式，皆可。同樣地，該無線電力連接裝置1A亦具有第一實施例中之該第一連接單元2其他元件。此外，依據使用方式之不同，可如圖7之第三實施例所示之一無線電力連接裝置1B、及一第一殼體4B，各個該公 接頭組件21係設於該第一殼體4B之外周側上。

本發明另提供如圖8之第四實施例所示之一種無線電力連接裝置1C，包括一第二殼體5A及一母接頭組件31。該母接頭組件31具有一組設於該第二殼體5A之線圈11(請參考圖2)，該線圈11連接一電性接端13B，且該線圈11圍繞構成一插孔12，該插孔12供選擇性地套設於一電磁蕊件14之一插設段141，該電磁蕊件14係凸出地插設於另一線圈11而凸設形成該插設段141。該電性接端13B可與現今電器電性連接，並與第三實施例之產品對應配合使用。而可以理解的是，第三及第四實施例中的該公接頭組件21與該母接頭組件31係採用相反配置地連接結合關係，亦無不可。

綜上，本發明無線電力連接裝置，透過圓形嵌入式的設計，能具有電感耦合無方向性及提高電力轉換之優點，並且能達到無金屬接點與開口，大幅提升安全性及防水防滲性能；同時設有顯示器供使用者可立即得知電壓電流等相關資訊，以及搭配安全信息警報或語音提示，藉此能更進一步提升安全性。

此外，裝置常態係保持在斷路之狀態，需要透過啟動開關來啟動，因此，不僅安全度極高，更具環保意識有節能省碳之功效。且能夠與各國不同電力輸出規格相容，進而可替換習知舊有的電力連接裝置，以達到統一規格標準化之目的。換言之，本發明兼具安全性、高效率、體積小、實用及標準化等諸多優點。

綜上所述，本發明之整體結構設計、實用性及效益上，確實是完全符合產業上發展所需，且所揭露之結構發明亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明可較之習知結構更具 功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請 鈞局早日審查，並給予肯定。

1‧‧‧無線電力連接裝置

13‧‧‧電性接端

2‧‧‧第一連接單元

21‧‧‧公接頭組件

22‧‧‧電子控制單元

23‧‧‧電路單元

24‧‧‧警示單元

25‧‧‧第一顯示單元

26‧‧‧控制開關

27‧‧‧電源保險絲

3‧‧‧第二連接單元

31‧‧‧母接頭組件

32‧‧‧電源解調單元

33‧‧‧第二顯示單元

6‧‧‧接地迴路

Claims (9)

1. 一種無線電力連接裝置，包括：二線圈，其分別連接有一電性接端，且各該線圈圍繞構成一插孔；一電磁蕊件，其一端插設於其中一該線圈之插孔、另端凸出於該線圈而形成一插設段，該插設段供選擇性插入另一該線圈之插孔；其中，當該電磁蕊件之插設段插入另一該線圈之插孔時，該二線圈相互軸向面對；其中，一該線圈及該電磁蕊件構成一公接頭組件，一第一連接單元包含有該公接頭組件、另包含有一電子控制單元及一電路單元，該公接頭組件之線圈電性連接於該電子控制單元，該電路單元與該電性接端及該電子控制單元電性連接，該電子控制單元具有一電子切換式之高頻震盪電路、一供電資訊處理器、一顯示資料輸出單元、一安全偵測斷電控制單元、及一警示信號放大器；另一該線圈構成一母接頭組件，一第二連接單元包含有該母接頭組件、另包含有一電性連接於該線圈及該電性接端之間的電源解調單元，該電源解調單元可解調出不同的電壓、電流、直流電或交流電，並電性傳導至該電性接端。
2. 如請求項1所述的無線電力連接裝置，其中該第一連接單元另包含有一警示單元及一第一顯示單元，該警示單元及該第一顯示單元分別電性連接於該電子控制單元；該第二連接單元另包含一第二顯示單元，該第二顯示單元電性連接於該電源解調單元。
3. 如請求項1所述的無線電力連接裝置，其中該第一連接單元另包含一與該電路單元電性連接之控制開關，該控制開關常態性地保持該電子控制 單元不與該電性接端電性導通，而當該公接頭組件之插設段插入該母接頭組件之線圈時，該母接頭組件致動該控制開關而使該電子控制單元與該電性接端電性導通。
4. 如請求項3所述的無線電力連接裝置，其中一第一殼體組設有該第一連接單元，一第二殼體組設有該第二連接單元，其中，該第一殼體向內凹設有一對應該第二殼體之容置部，該公接頭組件組設於該容置部，且該公接頭組件之插設段及該控制開關分別凸伸入該容置部之內部，當該公接頭組件之插設段插入該母接頭組件之線圈時，該母接頭組件抵壓並致動該控制開關。
5. 如請求項4所述的無線電力連接裝置，其中該容置部設有複數橫向於該電磁蕊件之延伸方向的卡部，當該公接頭組件之插設段完全插入該母接頭組件之插孔時，各該卡部限制該第二殼體朝向該插設段之延伸方向移動。
6. 如請求項4所述的無線電力連接裝置，其中該第二殼體樞設有一手把件，該手把件具有一供握持之握持部、及一相對該握持部且進行反向擺動之抵頂部，當該第二殼體嵌入該容置部時，該抵頂部可選擇性地抵頂該容置部之底壁而脫離該容置部。
7. 如請求項6所述的無線電力連接裝置，其中各該線圈概呈圓盤型，該手把件概呈半圓形輪廓狀地圍繞部分該第二殼體；各該插孔之徑向尺寸概等於該插設段之徑向尺寸；該電路單元另與一電源保險絲電性連接；該第一連接單元另包含有一警示單元及一第一顯示單元，該警示單元及該第一顯示單元分別電性連接於該電子控制單元；該第二連接單元另包含 一第二顯示單元，該第二顯示單元電性連接於該電源解調單元；該第一殼體組設有該第一連接單元，該第二殼體組設有該第二連接單元；該容置部設有複數橫向於該電磁蕊件之延伸方向的卡部，當該公接頭組件之插設段插入該母接頭組件之線圈時，各該卡部限制該第二殼體朝向該電磁蕊件之延伸方向移動；該第一及第二連接單元分別另設有一接地迴路，該容置部設有一環設於該容置部之內周壁的接地環，該第二殼體設有一接地部，當該公接頭組件之插設段完全插入該母接頭組件之插孔時，該接地環與該接地部相接觸，該二接地迴路相互電性連接。
8. 一種無線電力連接裝置，包括：一第一殼體；至少一公接頭組件，其組設於該第一殼體，各該公接頭組件包括有一線圈及一電磁蕊件，該線圈連接一電性接端，且該線圈圍繞構成一插孔，該電磁蕊件之一端插設於該線圈之插孔、另端凸出於該線圈而形成一插設段，該插設段供選擇性插入一母接頭組件之線圈之一插孔。
9. 一種無線電力連接裝置，包括：一第二殼體；一母接頭組件，其具有一組設於該第二殼體之線圈，該線圈連接一電性接端，且該線圈圍繞構成一插孔，該插孔供選擇性地套設於一公接頭組件之電磁蕊件之一插設段，該電磁蕊件係凸出地插設於另一線圈而凸設形成該插設段。