(57)【要約】【課題】磁気誘導により回転子を回転させて発電することができる非接触式発電装置を提供する。【解決手段】本発明の非接触式発電装置は、特定方向に向かうように、該特定方向が０度から６０度の範囲内に限定される複数の磁極を設置する磁性モジュールと、前記磁性モジュールに直接または間接に結合されて連動する、または、磁気誘導によって前記磁性モジュールと連動する、発電モジュールと、を有し、その内、前記磁性モジュールは、外部の回転部材に対応するように間隔をおいて取り付けられ、該磁性モジュールの軸と該回転部材の軸との間の角度は、３０度より小さいであり、且つ、該磁性モジュールは、回転部材の回転によって磁気誘導で回転しながら発電モジュールを連動して発電させるものである。【選択図】図４
2014073076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に向かうように、該特定方向が０度から６０度の範囲内に限定される複数の磁極を設置する磁性モジュールと、
前記磁性モジュールに直接または間接に結合されて連動する、または、磁気誘導によって前記磁性モジュールと連動する、発電モジュールと、を有し、
その内、前記磁性モジュールは、外部の回転部材に対応するように間隔をおいて取り付けられ、該磁性モジュールの軸と該回転部材の軸との間の角度は、３０度より小さいであり、且つ、該磁性モジュールは、回転部材の回転によって磁気誘導で回転しながら発電モジュールを連動して発電させるとことを特徴とする非接触式発電装置。
【請求項２】
さらに、前記磁性モジュール及び発電モジュールの一部または全部を収納するための収容部材と、対称点を備える位置きめ部材と、を有し、
その内、前記磁性モジュールは、複数の磁性部材を備え、これらの磁性部材は、位置きめ部材に取り付けられると共に、該対称点に対してそれぞれ間隔をおいて配列され、または、該対称点に対してそれぞれ隣接するように配列され、また、これらの磁性部材の着磁方向はそれぞれ、同じ側に向かうと共に、前記回転部材の軸との間の角度が３０度より小さいことを特徴とする請求項１に記載の非接触式発電装置。
【請求項３】
前記磁性モジュールは、偶数の磁性部材を備え、且つ隣り合う２つの磁性部材は、交互に異なる磁極となるように配置され、
前記発電モジュールは、伝動軸を備え、該伝動軸を介して磁性モジュールまたは位置きめ部材に直接または間接に取り付けられ、
前記磁性モジュール及び発電モジュールは、自転車のディスクブレーキのブラケット、シートステイ、フォークの何れか１つに取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触式発電装置。
【請求項４】
特定方向に向かうように、該特定方向が０度から６０度の範囲内に限定される複数の磁極を設置する磁性モジュールと、該磁性モジュールに直接または間接に結合されて連動する、または、磁気誘導によって該磁性モジュールと連動する発電モジュールとを有すると共に、該磁性モジュールが外部の回転部材に対応するように間隔をおいて取り付けられ、該磁性モジュールの軸と該回転部材の軸との間の角度が３０度より小さいであり、且つ、該磁性モジュールが回転部材の回転によって回転しながら発電モジュールを連動して発電させる非接触式発電装置と、
前記発電モジュールと電気接続する発光モジュールと、を有することを特徴とする自転車用非接触式発光装置。
【請求項５】
前記磁性モジュールは、偶数の磁性部材を備え、少なくとも１つの磁性部材の着磁方向が該自転車の金属リムまたはディスクブレーキのディスクに向かうように、該金属リムと間隔をおいて取り付けられ、且つ隣り合う２つの磁性部材は、交互に異なる磁極となるように配置され、
前記発電モジュールは、伝動軸を備え、該伝動軸を介して磁性モジュールに直接または間接に取り付けられ、
前記発光モジュールは、少なくとも２つの逆並列に接続する発光ダイオードまたは有機発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項４に記載の自転車用非接触式発光装置。
【請求項６】
複数の磁性部材を備え、これらの磁性部材がそれぞれ対称点に対して点対称に配列され、これらの磁性部材の磁極が特定方向に向かうように、所定の範囲に限定され、また、隣り合う２つの磁性部材の磁極が交互に異なるように配置されることを特徴とする磁気誘導式回転子部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に磁気誘導により回転子を回転させて発電することができる非接触式発電装置に関するにものである。
【背景技術】
【０００２】
一般な発電機は、機械的エネルギーから電気エネルギーを得るものであるが、既存の自転車用の発電機は、バッテリを使用しなく、接触型のダイナモやハブダイナモなどをよく使用している。そのダイナモを使用する時、ダイナモをタイヤやリムと接触するように自転車に取り付け、タイヤやリムの回転によってダイナモを回転させると、ダイナモが発電することができる。一方、そのハブダイナモを使用する時、ハブダイナモを自転車のハブに取り付け、ハブの回転によってハブダイナモが発電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾実用新案第Ｍ３０３１６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、既存のダイナモは、自転車のタイヤまたはリムと接触して発電することができるが、リムやタイヤなどからの摩擦抵抗があって、ベタルが重く感じるので、体力に負担になった。さらに、既存のハブダイナモは、ハブに取り付けられたので、リムやタイヤなどからの摩擦抵抗がないが、取り付け方が複雑でメンテナンスする手間もかかることから、コストが高いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る非接触式発電装置は、特定方向に向かうように、該特定方向が０度から６０度の範囲内に限定される複数の磁極を設置する磁性モジュールと、
前記磁性モジュールに直接または間接に結合されて連動する、または、磁気誘導によって前記磁性モジュールと連動する、発電モジュールと、を有し、
その内、前記磁性モジュールは、外部の回転部材に対応するように間隔をおいて取り付けられ、該磁性モジュールの軸と該回転部材の軸との間の角度は、３０度より小さいであり、且つ、該磁性モジュールは、回転部材の回転によって磁気誘導で回転しながら発電モジュールを連動して発電させると者である。
【０００６】
かかる非接触式発電装置において、さらに、前記磁性モジュール及び発電モジュールの一部または全部を収納するための収容部材と、対称点を備える位置きめ部材と、を有し、
その内、前記磁性モジュールは、複数の磁性部材を備え、これらの磁性部材は、位置きめ部材に取り付けられると共に、該対称点に対してそれぞれ間隔をおいて配列され、または、該対称点に対してそれぞれ隣接するように配列され、また、これらの磁性部材の着磁方向はそれぞれ、同じ側に向かうと共に、前記回転部材の軸との間の角度が３０度より小さいことが好ましい。
【０００７】
かかる非接触式発電装置において、前記磁性モジュールは、偶数の磁性部材を備え、且つ隣り合う２つの磁性部材は、交互に異なる磁極となるように配置され、
前記発電モジュールは、伝動軸を備え、該伝動軸を介して磁性モジュールまたは位置きめ部材に直接または間接に取り付けられ、
前記磁性モジュール及び発電モジュールは、自転車のディスクブレーキのブラケット、シートステイ、フォークの何れか１つに取り付けられることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る自転車用非接触式発光装置は、特定方向に向かうように、該特定方向が０度から６０度の範囲内に限定される複数の磁極を設置する磁性モジュールと、該磁性モジュールに直接または間接に結合されて連動する、または、磁気誘導によって該磁性モジュールと連動する発電モジュールとを有すると共に、該磁性モジュールが外部の回転部材に対応するように間隔をおいて取り付けられ、該磁性モジュールの軸と該回転部材の軸との間の角度が３０度より小さいであり、且つ、該磁性モジュールが回転部材の回転によって回転しながら発電モジュールを連動して発電させる非接触式発電装置と、
前記発電モジュールと電気接続する発光モジュールと、を有するものである。
【０００９】
かかる自転車用非接触式発光装置において、前記磁性モジュールは、偶数の磁性部材を備え、少なくとも１つの磁性部材の着磁方向が該自転車の金属リムまたはディスクブレーキのディスクに向かうように、該金属リムと間隔をおいて取り付けられ、且つ隣り合う２つの磁性部材は、交互に異なる磁極となるように配置され、
前記発電モジュールは、伝動軸を備え、該伝動軸を介して磁性モジュールに直接または間接に取り付けられ、
前記発光モジュールは、少なくとも２つの逆並列に接続する発光ダイオードまたは有機発光ダイオードを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明に係る磁気誘導式回転子部材は、複数の磁性部材を備え、これらの磁性部材がそれぞれ対称点に対して点対称に配列され、これらの磁性部材の磁極が特定方向に向かうように、所定の範囲に限定され、また、隣り合う２つの磁性部材の磁極が交互に異なるように配置されるものである。
【発明の効果】
【００１１】
上述したように、本発明に係る非接触式発電装置は、以下の利点を有する。
１．接触不要な発電装置：本発明の発電装置は、自転車のリムに対応するように間隔をおいて取り付けられることから、リムと接触しないため、摩擦抵抗がかからなく、既存のベタルが重くなるという問題点を解決すると共に、照明ライトや点滅ライトに電力を提供することができる。
２．取り付けが自由：本発明の発電装置は、自転車のリムやディスクブレーキなどの回転部材に対応するように取り付けられればよいので、ハブに取り付けることが不要で、取り付け方が簡単になり、コストも安くなる。
３．外部の電子装置と接続可能：収容部材に発電モジュールと電気接続するコネクタが取り付けられてもよいことから、該コネクタによって外部の発光装置や二次電池などの電子装置と電気接続することができ、バッテリを充電することも可能である。
４．ワンセットの設計：磁性モジュール及び発電モジュールをワンセットにすることから、磁性モジュール及び発電モジュールを自転車のディスクブレーキのブラケットやクランプなどの部材に一体に設けられてもよく、ディスクブレーキの回転により、磁気誘導で磁性モジュールを回転させて、発電モジュールが発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る非接触式発電装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る非接触式発電装置の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る非接触式発電装置における位置きめ部材及び発電モジュールの部分断面斜視図である。
【図４】本発明に係る非接触式発電装置をリムと対応するように取り付けた状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る非接触式発電装置を自転車のリムと対応するように取り付けた状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る非接触式発電装置における収容部材と結合部材の分解斜視図である。
【図７】本発明に係る非接触式発電装置における位置きめ部材の正面図である。
【図８】本発明に係る非接触式発電装置における他の位置きめ部材の正面図である。
【図９】本発明に係る非接触式発電装置におけるもう一つの位置きめ部材の正面図である。
【図１０】本発明に係る非接触式発電装置におけるタイプが異なる位置きめ部材の正面図である。
【図１１】本発明に係る非接触式発電装置におけるもう一つタイプが異なる位置きめ部材の正面図である。
【図１２】本発明に係る非接触式発電装置における収容部材と結合部材をディスクブレーキに取り付ける状態を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明に係る非接触式発電装置における収容部材と結合部材をディスクブレーキに取り付けた状態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、下記実施例は、本発明の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、本発明に係る非接触式発電装置における第一実施例は、収容部材１０と、磁性モジュール２０と、位置きめ部材３０と、発電モジュール４０とを有する。該収容部材１０は、内部に収容空間が形成され、シェルや、ケース、フレームなどのものであってもよく、すなわち、内部に収容空間があれば、如何なる形にしてもよい。
本実施例における収容部材１０は、内部の収容空間に磁性モジュール２０、位置きめ部材３０、発電モジュール４０を収納し、ケース１２及びキャップ１４を備え、該ケース１２は、円筒状を呈し、一側に開口が形成され、該キャップ１４は、この開口をカバーするように、着脱可能に該ケース１２に取り付けられる。また、該収容部材１０は、プラスチックや、複合材料、ゴム、植物材質製品（木または竹）などの非磁性材料からなることが好ましい。
【００１５】
前記磁性モジュール２０は、特定方向且つ所定の範囲内に向かって複数の磁極（Ｎ極またはＳ極）を設置する磁気誘導式回転子部材である。ここでの特定方向及び所定の範囲内とは、各磁極の着磁方向を所定の角度且つその範囲内に設定するということである。本実施例における磁性モジュール２０の各磁極の着磁方向は、０度から６０度の範囲内に設定されてもよく、０度から３０度の範囲内に設定されてもよい。
【００１６】
前記磁性モジュール２０は、複数の磁性部材からなってもよく、着磁方向が特定方向に向かっている多極着磁の１つの磁性部材からなってもよい。その内、磁性モジュール２０は、複数の磁極を有すれば、少なくとも２つの磁性部材を備え、これらの磁性部材が１つの対称点に対して点対称に配列され、他の実施例においては、４つ乃至１０個の偶数個の磁性部材からなってもよく、１０個以上の偶数個の磁性部材からなってもよい。
【００１７】
図２及び図３に示すように、本実施例における磁性モジュール２０は、４つの磁性部材を備え、これらの磁性部材は、対称点に対してそれぞれ間隔をおいて配列されてもよく、対称点に対してそれぞれ隣接するように配列されてもよい。さらに、該磁性モジュール２０の隣り合う２つの磁性部材は、交互に異なる磁極となるように配置される（図３の如く）。各磁性部材の形は、円柱状（図面の如く）または多角形柱状にしてもよく、例えば、四角形や、六角形、扇形、三角形、台形などの柱にしてもよい。
【００１８】
前記位置きめ部材３０は、磁性モジュール２０を位置決める容器であり、プラスチックや、複合材料、ゴム、植物材質製品（木または竹）などからなることが好ましい。本実施例における位置きめ部材３０は、ベース３２と、該ベース３２に形成された複数の嵌合凹部３３と、中心または適当な位置に設けられた対称点３５とを備える。これらの嵌合凹部３３はそれぞれ、対称点３５に対して間隔をおいて点対称に配列され、或いは、対称点３５に対して隣接するように点対称に配列される。また、それらの嵌合凹部３３の形が磁性モジュール２０の磁性部材の形と対応するように設けられ、このため、磁性部材が嵌合凹部３３に嵌合され、磁性モジュール２０を位置きめ部材３０に位置決めることができる。
【００１９】
前記発電モジュール４０は、直接に位置きめ部材３０或いは磁性モジュール２０と結合して磁性モジュール２０と連動してもよく、または、間接に位置きめ部材３０或いは磁性モジュール２０と結合して磁性モジュール２０と連動してもよく、または、磁気誘導によって磁性モジュール２０と連動してもよい。
【００２０】
その内、図２に示すように、一つの例において、その発電モジュール４０は、伝動軸４２を備える発電機であり、この伝動軸４２を介して位置きめ部材３０或いは磁性モジュール２０に直接或いは間接に取り付けられる。本実施例における発電モジュール４０は、伝動軸４２が位置きめ部材３０の対称点３５に挿設されることによって、位置きめ部材３０及び磁性モジュール２０と連動する。これによれば、位置きめ部材３０が回転すると、伝動軸４２により発電モジュール４０を連動させて発電することができる。
【００２１】
もう一つの例において、発電モジュール４０は、変速機（例えば、ギアボックスなど、図に示せず）を介して間接に磁性モジュール２０或いは位置きめ部材３０に取り付けられて連動することができる。この構造によれば、変速機は、位置きめ部材３０の回転速度を受けて高速回転に変換しながら伝動軸４２を回転させると、発電モジュール４０を高速に回転して発電すると共に、発電効率を高める。
【００２２】
また、磁気誘導により連動する例においては、発電モジュール４０は、磁性モジュール２０の回転により発生した変動磁場の方向に向かっている箇所に、該磁性モジュール２０と間隔をおいて配置されるコイルまたは電磁誘導式発電機である。この構造によれば、磁性モジュール２０が回転する時、その変動磁場によって、発電モジュール４０が電流を生じて発電することができる。
【００２３】
図４及び図５に示すように、本実施例に係る非接触式発電装置を使用する時、非接触式発電装置は、ある回転部材（例えば、自転車８０の金属リム８２）の一側に間隔をおいて設置される。また、磁性モジュール２０は、少なくとも１つの磁極が該回転部材に対応するように取り付けられ、いわゆる、磁性モジュール２０が自転車８０の金属リム８２に対応するように取り付けられる。且つ、磁性モジュール２０の軸方向と金属リム８２の軸方向との間の角度は、３０度より小さい範囲内に設定することが好ましい。本実施例において、磁性モジュール２０の軸方向が金属リム８２の軸方向と平行するように、磁性モジュール２０を設置することから、磁性モジュール２０の軸方向と金属リム８２の軸方向との間の角度は、０度である（図４の如く）。
【００２４】
本実施例における磁性モジュール２０は、少なくとも１つの磁極が金属リム８２に対応するように、金属リム８２と間隔をおいて取り付けられるが、該磁性モジュール２０と金属リム８２との間隔距離は、それらの着磁力によって設定され、例えば、着磁力が大きければ、この間隔距離を長くしてもよく、着磁力が小さければ、この間隔距離を短くしてもよい。
【００２５】
上述したように、本実施例に係る非接触式発電装置が自転車８０の金属リム８２と間隔をおいて取り付けられると、金属リム８２の回転によってその磁気誘導区域Ａも回転するので（図４の如く）、その磁気誘導区域Ａが回転しながら磁性モジュール２０と磁気誘導を行い、磁性モジュール２０も回転しになる。また、発電モジュール４０が磁性モジュール２０と連動することから、磁性モジュール２０の回転により発電モジュール４０が電力を発生することができる。
【００２６】
また、発電モジュール４０が発光モジュール５０と電気接続するように取り付けられれば、その発電モジュール４０から発生した電力を発光モジュール５０に供給することができる。この発光モジュール５０は、発光ダイオードや、有機発光ダイオード、無極性の発光部材などの発光素子からなってもよく、２つの逆並列に接続した発光ダイオード或いは有機発光ダイオードからなってもよい。尚、該発光モジュール５０が収容部材１０の内部に取り付けられる場合に、その収容部材１０における発光モジュール５０の発光方向に対応する箇所に、透光性を備えることが好ましい。
【００２７】
図６に示すように、前記収容部材１０は、さらに装着部材１６が設けられ、自転車８０と結合するための結合部材が該装着部材１６に取り付けられることによって、該収容部材１０を自転車８０に装着することができる。この結合部材は、調整部６２と、装着部６４と、固定部６６とを備え、該調整部６２は、摺動可能に装着部材１６に取り付けられ、細長状の貫通孔が形成され、該装着部６４は、自転車８０のフォーク及びシートステイに環設され、調整可能に自転車８０のフォーク及びシートステイに締め付け、該固定部６６は、調整部６２の貫通孔を通って装着部材１６に螺合される。
【００２８】
また、図１２の結合部材は、図６の結合部材と異なるタイプであり、一体成形な装着部６４を備え、該装着部６４の一部の外面にレールが設けられ、該レールに細長状の貫通孔が形成され、該レールを介して収容部材１０の装着部材１６に摺動可能に取り付けられ、ボルトが該装着部６４の貫通孔を通って装着部材１６に螺合される。さらに、装着部６４の他端がディスクブレーキ８４のブラケット８４２及びクランプ８４４に装着されてもよく、図１３に示すように、自転車８０のフォークやシートステイ８６などの固定リング８５に装着されてもよい。
【００２９】
図７乃至図１１に示すように、他の実施例であり、これらの実施例における、磁性モジュール２０は、複数の磁性部材を備えてもよく、位置きめ部材３０は、対称点３５に対して複数の嵌合凹部３３が対称するように形成されてもよい。
【００３０】
図８に示すように、前記位置きめ部材３０における複数の嵌合凹部３３がベース３２に間隔をおいて配列される。図９に示すように、前記位置きめ部材３０における複数の嵌合凹部３３がベース３２に隣接するように配列される。図１０に示すように、位置きめ部材３０のベース３２は、複数の磁性部材を収納するために、外周面に磁性部材にあっている複数の凹部が隣接するように形成される多角形のブロックである。図１１に示すように、位置きめ部材３０のベース３２は、複数の磁性部材を収納するために、外周面に複数の弧状の凹部が間隔をおいて形成される。図１０及び図１１に示した位置きめ部材３０の端面の面積は、図９に示した複数の磁性部材が隣接するように配列された位置きめ部材３０の端面の面積より小さいであるので、小型化にすることができる。上述したように、磁性モジュール２０の磁性部材はそれぞれ、ベース３２の嵌合凹部３３または凹部に嵌合されて、位置きめ部材３０にしっかりと装着することができる。
【００３１】
本発明に係る非接触式発電装置における収容部材１０にさらに、発電モジュール４０と電気接続するコネクタが設けられ（図に示せず）、該コネクタによって外部の電子装置（例えば、発光装置や二次電池）と接続することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明では、自転車に、発電に伴う負荷を意識することのない発電モジュールを、簡単かつ確実に、低コストで取り付けることができ、自転車の照明ライトや点滅ライト、さらには、外部電子装置に対して電流、電圧、電力を供給することができるようになる点で利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００３３】
１０      収容部材
１２      ケース
１４      キャップ
１６      装着部材
２０      磁性モジュール
３０      位置きめ部材
３２      ベース
３３      嵌合凹部
３５      対称点
４０      発電モジュール
４２      伝動軸
５０      発光モジュール
６２      調整部
６４      装着部
６６      固定部
８０      自転車
８２      リム
８４      ディスクブレーキ
８４２    ブラケット
８４４    クランプ
【図１】
2014073076.tif 000003
【図２】
2014073076.tif 000004
【図３】
2014073076.tif 000005
【図４】
2014073076.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014073076.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014073076.tif 000011
【図１０】
2014073076.tif 000012
【図１１】
2014073076.tif 000013
【図１２】
2014073076.tif 000014
【図１３】
2014073076.tif 000015