TWM479560U - 往復式發電器 - Google Patents

Description

往復式發電器

本新型是有關一發電器，特別是一種具有兩個感應線圈的往復式發電器。

利用電磁感應原理製作發電機的技術早已為人熟知。以動子的運動方式可將電磁式發電機的驅動模式區分為連續旋轉式、往復式和擺動式數種。基於環保以及發展綠色能源的目標，小型發電機的設計與開發已成為業界觀注與努力發展的目標之一。另一方面，由於小型電子產品的大量使用，小型化或是可隨身攜帶的發電機正好能為小型電產品提供所需的電能。

已知的小型化發電機例如已公開的中華民國發明專利I351158”往復式發電模組”，中華民國發明專利I355131”直驅之管狀線性往復式發電機”，以及中華民國發明專利M453530”具內柱外環磁動塊往復振動式發電裝置”。以上這些已知的數種往復式發電機或發電裝置的技術，雖然都利用相同的電磁感應原理產生電力，惟這些往復式發電機或發電裝置的構造仍有些許的差異，以致各有不同的發電效率。例如：其中發明專利I351158”往復式發電模組”係利用磁鐵磁性配置與線 圈繞法間之互相搭配，進而達成高效磁通密度利用率與高圈數密度之目的。另外，在發明專I355131”直驅之管狀線性往復式發電機”係利用一種低導磁性的動子軸和永久磁環組成一動子，另一方面則是具有相對於前述發明專利I351158更大範圍的線圈。

因此在利用相同之感應發電原理的基礎與限制之下，如何提高這種小型往復式發電機的發電效率，遂成為業界共同努力與發展的目標之一。

本新型提出了一種具有較佳之發電效率的往復式發電器。往復式發電器的一實施例構造包括：一第一線圈、一管狀元件、一導引桿、一第二線圈和一磁性組件；第一線圈纏繞於管狀元件之外側，第二線圈纏繞於導引桿，導引桿設於管狀元件的軸心，且第二線圈和第一線圈之間具有一間隔；磁性組件包含數個同軸排列的環型異方性磁鐵和數個非導磁性墊圈，這些環型磁鐵和非導磁性墊圈彼此交錯排列，磁性組件介於第一線圈和第二線圈之間並可沿著導引桿的軸向移動；透過前述的構造提供一種具有較佳之發電效率的往復式發電器。

在本新型住復式發電器的一實施例構造，其中的磁性組件的數個環型異方性磁鐵係為軸向磁鐵，其中任二個相鄰的環型異方性磁鐵以彼此互斥的方式同軸排列。

在本新型住復式發電器的一實施例構造，其中的磁性組件的數個環型異方性磁鐵係為徑向磁鐵，其中任二個相鄰的環型異方性磁 鐵的內徑環形表面(或外徑環形表面)的磁極互不相同。

有關本新型的其他功效及實施方式的詳細內容，將配合圖式說明如下。

10‧‧‧第一線圈

20‧‧‧管狀元件

21a‧‧‧第一端蓋

21b‧‧‧第二端蓋

22a‧‧‧第一定位柱

22b‧‧‧第二定位柱

23‧‧‧第一隔板

30‧‧‧導引桿

31a‧‧‧第一定位孔

31b‧‧‧第二定位孔

32‧‧‧第二隔板

40‧‧‧第二線圈

50‧‧‧磁性組件

51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h‧‧‧環型異方性磁鐵

52a、52b、52c、52d、52e、52f、52g、52h、52i‧‧‧非導磁性墊圈

61a‧‧‧第一阻尼元件

61b‧‧‧第二阻尼元件

第1圖，為本新型往復式發電器的一實施例構造圖，顯示往復式發電器的外觀構造。

第2圖，為第1圖之實施例構造的零件分解圖。

第3圖，為第1圖之實施例構造在A-A位置的構造斷面圖，顯示第一線圈、第二線圈，以及磁性組件中各個環型異方性磁鐵之磁極方向的第一種配置方式。

第4圖，為本新型往復式發電器的另一種實施例的構造斷面圖，顯示第一線圈、第二線圈，以及磁性組件中各個環型異方性磁鐵之磁極方向的第二種配置方式。

第5~7圖，為本新型往復式發電器的動作示意圖，顯示磁性組件和第一線圈及第二線圈在不同之相對位置處所對應的輸出電流波形圖。

請參閱第1圖及第2圖，本新型往復式發電器的一實施例構造，包括：一第一線圈10、一管狀元件20、一導引桿30、一第二線圈40和一磁性組件50。

管狀元件20和導引桿30係由非導磁性材料(例如塑膠)製成，第一線圈10係由數圈纏繞於管狀元件20之外側的導電性材料(如具有電絕緣膜的銅導線)所構成，第二線圈40係由數圈纏繞於導引桿30的導電材料(如具有電絕緣膜的銅導線)所構成，管狀元件20具有數個在軸向方向間隔排列的第一隔板23可以將第一線圈10分隔為數個區段，導引桿30的徑向外側表面具有數個在軸向方向間隔排列的第二隔板32可以將第二線圈40分隔為數個區段，其中第一隔板23和第二隔板32的位置互相對應。

導引桿30設於管狀元件20的軸心，且第二線圈40和第一線圈10之間具有一間隔(見「第3圖」)，其中管狀元件20的軸向兩端分別設置有一第一端蓋21a和一第二端蓋21b，第一端蓋21a和第二端蓋21b具有相同的構造，第一端蓋21a的中央具有一朝向第二端蓋21b突出的第一定位柱22a，第二端蓋21b的中央具有一朝向第一端蓋21a突出的第二定位柱22b，導引桿30的軸向兩端分別具有一第一定位孔31a和一第二定位孔31b，第一定位孔31a可以和第一定位柱22a對接耦合，第二定位孔31b可以和第二定位柱22b對接耦合，藉此將導引桿30固定於管狀元件20的軸心的位置，並且令第二線圈40和第一線圈10之間具有一間隔。

磁性組件50包含數個同軸排列的環型異方性磁鐵51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h和數個非導磁性墊圈52a、52b、52c、52d、52e、52f、52g、52h、52i，非導磁性墊圈52a~52i是由非導磁性的材料(例如塑膠)製成，這些環型異方性磁鐵51a~51h和非導磁性墊圈52a~52i彼此交錯排列，磁性組件50介於第一線圈10和第二線圈40之間 並可沿著導引桿30的軸向移動。

在本新型的一實施例中，在導引桿30的軸向兩端分別設置有一第一阻尼元件61a和一第二阻尼元件61b，第一阻尼元件61a和第二阻尼元件61b可以在磁性組件50移動至導引桿30之軸向兩端位置時提供緩衝的效果，避免磁性組件50和第一端蓋21a及第二端蓋21b碰撞，並促使磁性組件50較容易反向朝導引桿30的軸向的另一端移動；其中第一阻尼元件61a和第二阻尼元件61b的一種實施方式是採用可以和磁性組件50產生磁性互斥的磁鐵(如第3圖所示)，第一阻尼元件61a和第二阻尼元件61b的另一種實施方式則是採用非導磁性的彈性元件(如橡膠)。

在本新型住復式發電器的一實施例構造，其中的磁性組件的數個環型異方性磁鐵係為軸向磁鐵，如第3圖所示的一種實施方式，其中任二個相鄰的環型異方性磁鐵以彼此互斥的方式同軸排列，例如環型異方性磁鐵51a和相鄰的環型異方性磁鐵51b彼此相鄰的一端皆為相同磁性的磁極S(亦可為相同磁性的磁極N)。

在本新型住復式發電器的一實施例構造，其中的磁性組件的數個環型異方性磁鐵係為徑向磁鐵，如第4圖所示的一種實施方式，其中任二個相鄰的環型異方性磁鐵的內徑環形表面(或外徑環形表面)的磁極互不相同，例如環型異方性磁鐵51a的內徑環形表面的磁極為S(外徑環形表面的磁極為N)，而和環型異方性磁鐵51a相鄰的環型異方性磁鐵51b的內徑環形表面的磁極為N(外徑環形表面的磁極為S)。

數個環型異方性磁鐵51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h藉由前述兩種不同的磁極排列方式，可以獲得較強的強度；對於由 第一隔板23分隔的一個區段的第一線圈10，以及由第二隔板32所分隔的一個區段的第二線圈40，在磁性組件50的任二個相鄰的環型異方性磁鐵51a、51b、51c、51d每次通過時都可以藉由磁感應產生一次完整的交流電(如第5~7圖所示)，由於第一線圈10和第二線圈40都可以藉由磁感應發電，進而提供一種具有較佳之發電效率的往復式發電器。

雖然本新型已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本新型之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

10‧‧‧第一線圈

20‧‧‧管狀元件

21a‧‧‧第一端蓋

21b‧‧‧第二端蓋

22a‧‧‧第一定位柱

23‧‧‧第一隔板

30‧‧‧導引桿

31b‧‧‧第二定位孔

32‧‧‧第二隔板

40‧‧‧第二線圈

50‧‧‧磁性組件

51a、51b、51c、51d、51e‧‧‧環型異方性磁鐵

52a、52b、52c、52d、52e‧‧‧非導磁性墊圈

61a‧‧‧第一阻尼元件

61b‧‧‧第二阻尼元件

Claims (8)

1. 一種往復式發電器，包括：一第一線圈、一管狀元件、一導引桿、一第二線圈和一磁性組件；管狀元件和該導引桿係由非導磁性材料製成，該第一線圈纏繞於該管狀元件之外側，該第二線圈纏繞於該導引桿，該導引桿設於該管狀元件的軸心，且該第二線圈和該第一線圈之間具有一間隔；該磁性組件包含數個同軸排列的環型異方性磁鐵和數個非導磁性墊圈，該些環型磁鐵和該些非導磁性墊圈彼此交錯排列，該磁性組件介於該第一線圈和該第二線圈之間並可沿著該導引桿的軸向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之往復式發電器，其中該管狀元件具有數個在軸向方向間隔排列的一第一隔板可以將該第一線圈分隔為數個區段，該導引桿的徑向外側表面具有數個在軸向方向間隔排列的一第二隔板可以將該第二線圈分隔為數個區段，其中該第一隔板和該第二隔板的位置互相對應。
3. 如申請專利範圍第1項所述之往復式發電器，其中該管狀元件的軸向兩端分別設置有一第一端蓋和一第二端蓋，該第一端蓋的中央具有一朝向該第二端蓋突出的一第一定位柱，該第二端蓋的中央具有一朝向該第一端蓋突出的一第二定位柱，該導引桿的軸向兩端分別具有一第一定位孔和一第二定位孔，該第一定位孔可以和該第一定位柱對接耦合，該第二定位孔可以和該第二定位柱對接耦合。
4. 如申請專利範圍第3項所述之往復式發電器，其中該導引桿的軸向兩端分別設置有一第一阻尼元件和一第二阻尼元件，該第一阻尼元件和該第二阻尼元件可以在該磁性組件移動至該導引桿之軸向兩端位置時提供 緩衝的效果。
5. 如申請專利範圍第4項所述之往復式發電器，其中該第一阻尼元件和該第二阻尼元件是可以和該磁性組件產生磁性互斥的磁鐵。
6. 如申請專利範圍第4項所述之往復式發電器，其中該第一阻尼元件和該第二阻尼元件是非導磁性的彈性元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之往復式發電器，其中該磁性組件的數個該環型異方性磁鐵係為軸向磁鐵，其中任二個相鄰的該環型異方性磁鐵以彼此互斥的方式同軸排列。
8. 如申請專利範圍第1項所述之往復式發電器，其中該磁性組件的數個該環型異方性磁鐵係為徑向磁鐵，其中任二個相鄰的該環型異方性磁鐵的內徑環形表面的磁極互不相同。