KR100901088B1 - Generating device and vibrating generation assembly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동형 기기의 진동에 의해 슬라이딩되어 전기 에너지가 발생되게 하는 슬라이딩부와, 상기 슬라이딩부의 중량을 조절하기 위한 중량부를 장착할 수 있는 장착부를 포함하여 구성되는 발전 디바이스 및 이를 구비하는 진동형 발전 어셈블리를 제공한다.The present invention provides a power generation device comprising a sliding part sliding by vibration of a vibrating device to generate electrical energy, and a mounting part for mounting a weight part for adjusting the weight of the sliding part, and a vibrating power generation assembly having the same. To provide.

Description

발전 디바이스 및 이를 구비하는 진동형 발전 어셈블리{GENERATING DEVICE AND VIBRATING GENERATION ASSEMBLY}GENERATION DEVICE AND VIBRATING GENERATION ASSEMBLY}

본 발명은 장착 대상물의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 디바이스 및 이를 구비하는 발전 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation device for converting vibration energy of a mounting object into electrical energy and a power generation assembly having the same.

유비쿼터스 센서 네트워크, wearable 컴퓨터, 능동형 RFID와 같은 소형 이동형 기기들은 휴대의 편의성에 비해, 주기적인 배터리의 교체가 필요하다. 자동차의 타이어 공기압 측정 장치나 교량, 댐, 송유관 등의 균열을 진단하는 장치들 역시 그들의 설치 위치가 유선을 통한 전력 공급에 적합하지 않기에, 필요한 전원의 획득은 배터리에 의존할 수밖에 없다. Small mobile devices, such as ubiquitous sensor networks, wearable computers, and active RFID, require periodic battery replacement for convenience of portability. Devices for diagnosing cracks in automobile tire pressure gauges, bridges, dams, oil pipelines, etc. also have to rely on batteries to obtain the necessary power supply because their installation location is not suitable for wired power supply.

이 경우 배터리에 의한 공급 전력량에 한계가 있기 때문에, 기기의 지속적인 작동을 위해서는 주기적인 교체가 필수적이다. 그러나, 이는 접근의 어려움과 교체의 번거로움으로 인해 널리 확산 되지 못하고 있는 현실이다. In this case, since the amount of power supplied by the battery is limited, periodic replacement is essential for continuous operation of the device. However, this is a reality that is not widely spread due to the difficulty of access and the hassle of replacement.

이러한 현실을 반영하여, 최근에는 외부로부터의 전기적인 에너지의 공급 없이, 주변의 진동, 주기적인 움직임, 회전운동 등의 기계적 에너지를 수확하여 전기에너지로 변환 및 축적하는 시스템이 연구되고 있다. Reflecting such a reality, recently, a system for harvesting and converting mechanical energy such as vibration, periodic movement, rotational movement, and the like into electric energy without supplying electric energy from the outside has been studied.

상기 시스템에서, 주변의 진동이나 주기적인 움직임의 경우 대부분 100Hz이하의 저주파 영역 대의 진동이며, 이러한 에너지를 수확하여 전기에너지를 발전하는데 있어서 공진 현상을 이용할 경우 효율을 극대화할 수 있다. In the system, most of the surrounding vibrations or periodic movements are vibrations in the low frequency region of 100 Hz or less, and the efficiency can be maximized when the resonance phenomenon is used to generate such energy to generate electrical energy.

따라서 소형 이동형 또는 진동형 기기에 장착이 가능하면서 저주파 영역에서 공진을 일으키기 위해서는, 충분한 중량 갖으면서도 부피를 최소화하는 구조로 시스템을 설계해야 한다. Therefore, in order to be mounted in a small mobile or vibration type device and to generate resonance in the low frequency region, the system must be designed with a structure that minimizes volume while having sufficient weight.

본 발명은 주변의 진동에 공진하기 위하여 발전 디바이스의 진동하는 부분의 중량을 용이하게 가변할 수 있게 하는 것을 일 목적으로 한다. It is an object of the present invention to be able to easily vary the weight of a vibrating portion of a power generation device in order to resonate with ambient vibrations.

본 발명의 다른 일 목적은 발전 디바이스의 부피를 최소화하면서도 상기 진동하는 부분에 요구되는 중량의 증대를 달성하는 것이다.Another object of the invention is to achieve an increase in the weight required for the vibrating portion while minimizing the volume of the power generation device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 디바이스는 진동형 기기에 결합 되는 베이스와 상기 베이스를 감싸면서 슬라이딩 가능하게 결합 되는 슬라이딩부를 포함한다. In order to achieve the above object, the power generation device according to an embodiment of the present invention includes a base coupled to the vibrating device and a sliding portion that is slidably coupled surrounding the base.

상기 베이스와 슬라이딩부 사이를 연결하는 가이드부는 상기 진동형 기기의 진동 시에 상기 슬라이딩이 상기 베이스의 축선과 교차하는 방향으로 일어나도록 가이드 한다. 또한, 상기 베이스와 슬라이딩부 사이에 형성되는 발전부는 상기 슬라이딩부의 슬라이딩에 의해 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 슬라이딩부에는 장착부가 형성되고, 상기 장착부는 상기 슬라이딩부의 중량을 조절하기 위한 중량부가 장착되게 한다.The guide portion connecting between the base and the sliding portion guides the sliding to occur in a direction crossing the axis of the base when the vibrating device vibrates. In addition, the power generation unit formed between the base and the sliding portion generates electrical energy by sliding the sliding portion. A mounting part is formed in the sliding part, and the mounting part allows a weight part for adjusting the weight of the sliding part to be mounted.

상기 발전부는 상기 슬라이딩부와 베이스에 각각 형성되는 충격전달부 및 그에 의해 충격을 전달받아 변형되면서 전기 에너지를 발생시키는 압전소자일 수 있다. 나아가, 상기 발전부는 서로 간의 거리의 근접 여부에 따라 유도 전기를 발생시키는 자석과 코일일 수도 있다. The power generation unit may be a piezoelectric element which generates electric energy while being deformed by receiving an impact transmission unit and a shock formed by the sliding unit and the base, respectively. Further, the power generation unit may be a magnet and a coil for generating induction electricity depending on whether the distance between each other.

상기 장착부는 상기 중량부가 결합되기 위한 구성으로서, 예를 들어 상기 중량부가 나사 결합 되기 위한 나사홀일 수 있다. 여기서, 상기 중량부는 상기 발전 디바이스를 이루는 구성요소로서, 예를 들어 정류 회로, 축전 회로, 2차 전지 및 센서들 중 적어도 하나일 수 있다.The mounting portion is a configuration for coupling the weight portion, for example, the weight portion may be a screw hole for screwing. Here, the weight part may be at least one of, for example, a rectifier circuit, a power storage circuit, a secondary battery, and sensors as a component of the power generation device.

본 발명의 다른 일 실시예에 다른 진동형 발전 어셈블리는 동력원과, 상기 동력원에 의해 구동되어 진동을 유발하는 진동형 기기와, 상기 베이스가 상기 진동형 기기에 장착되어 상기 진동의 발생 시 전기 에너지를 발생시키는 위와 같은 발전 디바이스를 포함하다.Vibration-generating assembly according to another embodiment of the present invention is a power source, a vibration-type device driven by the power source to cause vibration, and the base is mounted to the vibration-type device to generate electrical energy when the vibration is generated and Same power generation device.

본 발명의 일 실시예에 따른 발전 디바이스는 슬라이딩부에 형성되는 장착부를 구비하기에, 상기 장착부에 상기 슬라이딩부의 중량 증대를 위한 중량부가 용이하게 장착될 수 있다.Since the power generation device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a mounting portion formed on the sliding portion, a weight portion for increasing the weight of the sliding portion may be easily mounted on the mounting portion.

또한, 본 발명은 상기 중량부로서 발전 디바이스를 이루는 구성요소가 채용됨에 따라, 상기 구성요소에 의해 상기 슬라이딩부의 중량이 증대될 수 있게 된다. 이는 상기 슬라이딩부의 중량 증대를 위하여 별도의 요소를 추가로 채용되지 않아도 되게 하기에, 발전 디바이스의 공진을 위한 중량의 증대가 발전 디바이스의 소형화에 지장을 주지 않게 된다.In addition, according to the present invention, as the weight part employs a component constituting the power generation device, the weight of the sliding part can be increased by the component. This makes it unnecessary to additionally employ a separate element for increasing the weight of the sliding portion, so that the increase in weight for resonance of the power generation device does not interfere with the miniaturization of the power generation device.

본 발명의 다른 실시예에 따른 진동형 발전 어셈블리는 위와 같은 발전 디바이스를 구비함에 따라, 발전 성능이 우수하면서도 부피의 소형화가 가능하게 된다. Vibration-type power generation assembly according to another embodiment of the present invention is provided with the above-described power generation device, it is possible to miniaturize the volume while excellent power generation performance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전 디바이스 및 이를 구비하는 진동형 발전 어셈블리에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a power generation device and a vibrating power generation assembly having the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 디바이스(1000)의 일 측을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 발전 디바이스(1000)의 타 측을 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing one side of the power generation device 1000 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the other side of the power generation device 1000 of FIG.

이들 도면들을 참조하면, 상기 발전 디바이스(1000)는 베이스(100), 슬라이딩부(200), 가이드부(300), 발전부(400) 및 장착부(500)를 포함한다.Referring to these drawings, the power generation device 1000 includes a base 100, a sliding part 200, a guide part 300, a power generation part 400, and a mounting part 500.

베이스(100)는 이동형 기기 또는 진동형 기기에 발전 디바이스(1000)가 장착되게 하는 부분이다. 도 2에 예시된 바와 같이, 베이스(100)는 축선 방향(A)을 따라 연장하는 형태로서 복수 개의 부재들로 구성될 수 있다. 상기 부재들은 발전 디바이스(1000)를 이동형 기기에 장착된 채로 지지한다는 점에서 지지대(110)라 칭해질 수 있다. The base 100 is a portion that allows the power generation device 1000 to be mounted on a mobile device or a vibration device. As illustrated in FIG. 2, the base 100 may be formed of a plurality of members in a form extending along the axial direction A. FIG. The members may be referred to as supports 110 in that they support the power generation device 1000 while being mounted in a mobile device.

지지대(110)에는 연결대(120)가 결합될 수 있다. 연결대(120) 각 지지대(110)에 결합 되도록 2 개의 부재들로 형성될 수 있다. 연결대(120)들 사이의 이격 정도에 따라 지지대(110)들 사이의 간격이 조절되며, 연결대(120)들은 충격전달부(410)에 의해 결합 된다. The support 110 may be coupled to the support 110. Connecting rod 120 may be formed of two members to be coupled to each support (110). The spacing between the supports 110 is adjusted according to the distance between the connecting rods 120, the connecting rods 120 are coupled by the shock transmitting unit 410.

슬라이딩부(200)는 베이스(100)를 감싸도록 배치되는 중공 형태의 부재이다. 이를 위하여, 슬라이딩부(200)는 제1 바(210) 및 제2 바(220)를 포함한다. 나아가, 제3 및 제4의 바 등을 가질 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 상기 제1 및 제2 바들(210 및 220) 사이의 연결은 LM 가이드(320)에 의해 이루어지도록 할 수도 있다.The sliding part 200 is a hollow member disposed to surround the base 100. To this end, the sliding part 200 includes a first bar 210 and a second bar 220. Furthermore, although the third and fourth bars may be provided, the connection between the first and second bars 210 and 220 may be made by the LM guide 320 as in the present embodiment.

가이드부(300)는 베이스(100)와 슬라이딩부(200)를 슬라이딩 가능하게 연결 한다. 슬라이딩부(200)의 슬라이딩은 베이스(100)가 결합된 진동형 기기의 진동에 의한 것으로서, 가이드부(300)가 연장하는 방향인 슬라이딩 방향(S)을 따라 이루어진다. The guide part 300 slidably connects the base 100 and the sliding part 200. Sliding of the sliding part 200 is caused by the vibration of the vibration-type device to which the base 100 is coupled, and is made along the sliding direction S, which is a direction in which the guide part 300 extends.

작은 진동에도 슬라이딩부(200)의 슬라이딩이 원활하게 이루어지도록 하기 위하여, 가이드부(300)는 슬라이딩 시의 마찰을 최소화할 수 있는 것으로 채용되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 본 실시예에서는 가이드부(300)로서, LM 가이드(320) 및 베어링(310)을 채용하고 있다. In order to smoothly slide the sliding part 200 even with a small vibration, the guide part 300 is preferably employed to minimize the friction during the sliding. For this purpose, in this embodiment, the LM guide 320 and the bearing 310 are employed as the guide portion 300.

베어링(310)은 베이스(100)의 지지대와 결합하며, LM 가이드(320)는 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 결합된 채로 베어링(310)과 슬라이딩 가능하게 연결된다.The bearing 310 is coupled to the support of the base 100, and the LM guide 320 is slidably connected to the bearing 310 while being coupled to the first and second bars 210 and 220.

상기 슬라이딩부(200)의 슬라이딩 방향(S)은 베이스(100)의 축선 방향(A)과는 교차 또는 수직한 방향이 된다. 타이어 휠 등과 같은 회전형 기기에 지지대(110)의 자유단이 결합되는 경우에, 원심력의 방향은 축선 방향(A)과 일치하게 된다. 이 경우, 위 축선 방향(A)과 교차 또는 수직한 슬라이딩 방향(S)으로 슬라이딩부(200)가 슬라이딩 됨에 따라, 슬라이딩부(200)에 가해지는 중력 및 위와 같은 방향의 불일치에 의하여, 원심력에 의해 슬라이딩부(200)의 슬라이딩이 정지되는 일이 없게 된다. The sliding direction S of the sliding part 200 is a direction crossing or perpendicular to the axial direction A of the base 100. When the free end of the support 110 is coupled to a rotary device such as a tire wheel, the direction of the centrifugal force coincides with the axial direction A. In this case, as the sliding part 200 is slid in the sliding direction S intersecting or perpendicular to the upper axis direction A, due to the gravity applied to the sliding part 200 and the inconsistency between the above directions, the centrifugal force is applied. As a result, the sliding of the sliding part 200 is not stopped.

발전부(400)는 진동형 기기의 진동에 의해 이루어지는 슬라이딩부(200)의 슬라이딩에 의해 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 발전부(400)는, 발전 효율을 높이고 슬라이딩부(200)의 슬라이딩 진동의 편향을 방지하기 위하여, 슬라이딩 방향(S)을 따라 쌍을 이루도록 대응되게 배치되는 것이 바람직하다.The power generation unit 400 generates electrical energy by sliding the sliding unit 200 formed by the vibration of the vibration type device. The power generation unit 400 is preferably disposed to correspond to the pair along the sliding direction (S) in order to increase the power generation efficiency and to prevent the sliding vibration of the sliding unit 200.

발전부(400)는 본 도면들에 예시된 바와 같이, 충격전달부(410)와 압전소자를 포함할 수 있다. 충격전달부(410)는 연결대(120)에 장착되고, 압전소자는 빔의 형태로서 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 장착되는 압전빔(420)일 수 있다. The power generation unit 400 may include an impact transmission unit 410 and a piezoelectric element, as illustrated in the drawings. The shock transmitting unit 410 may be mounted on the connecting rod 120, and the piezoelectric element may be a piezoelectric beam 420 mounted on the first and second bars 210 and 220 in the form of a beam.

압전소자에 있어서, 일반적으로 작은 힘에 대하여 멤브레인 타입이 빔타입 보단 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 효율이 높다. 그러나, 본 발명과 같이 충격전달부(410)가 충분한 힘으로 압전소자를 가압할 수 있는 경우에는, 멤브레인 타입의 압전빔(420)을 이용하는 것이 유리하다.In piezoelectric elements, the membrane type generally has a higher efficiency of converting mechanical energy into electrical energy than the beam type for a small force. However, in the case where the impact transmitting unit 410 can press the piezoelectric element with a sufficient force as in the present invention, it is advantageous to use the piezoelectric beam 420 of the membrane type.

압전빔(420)의 원활한 변형을 위하여, 제1 및 제2 바들(210 및 220)에는 리세스된(recessed) 형태의 진동 영역(430)이 형성될 수 있다.In order to smoothly deform the piezoelectric beam 420, a vibration region 430 having a recessed shape may be formed in the first and second bars 210 and 220.

이상과 달리, 발전부(400)는 자석과 코일을 채용하여 구성될 수도 있다. 이러한 경우에는, 충격전달부(410)를 제거하고서 연결대(120)에 자석을 부착하고{또는 충격전달부(410)에 자석을 부착하고}, 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 압전빔(420) 대신에 코일을 감는 방식을 채택하면 될 것이다. Unlike the above, the generator 400 may be configured by employing a magnet and a coil. In such a case, the magnet is attached to the connecting rod 120 (or the magnet is attached to the shock transmitting unit 410) by removing the shock transmitting unit 410, and the piezoelectric body of the first and second bars 210 and 220. Instead of the beam 420, a coil winding method may be employed.

장착부(500)는 중량부(610)가 장착되게 하여 슬라이딩부(200)의 중량을 증대시킬 수 있게 한다. 이를 위하여, 장착부(500)는 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 형성되는 나사홀일 수 있다. 이 경우, 중량부(610)에도 역시 나사홀(620)이 형성된다면, 상기 홀들을 통해서 스크류(630)가 삽입되어, 중량부(610)가 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 장착될 수 있다. The mounting part 500 allows the weight part 610 to be mounted to increase the weight of the sliding part 200. To this end, the mounting part 500 may be a screw hole formed in the first and second bars 210 and 220. In this case, if the screw hole 620 is also formed in the weight part 610, the screw 630 is inserted through the holes, so that the weight part 610 is mounted on the first and second bars 210 and 220. Can be.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따른 장착부(500')는 제1 및/또는 제2 바들(210 및 220)에 형성되는 후크(hook)일 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 중 량부(610)가 상기 후크들(500')에 의해 스냅핏(snap-fit) 방식으로 간단하게 체결될 수도 있다.Alternatively, the mounting part 500 ′ according to another embodiment of the present invention may be a hook formed on the first and / or second bars 210 and 220. As illustrated in FIG. 3, the weight portion 610 may be simply fastened in a snap-fit manner by the hooks 500 ′.

중량부(610)는 발전 디바이스(1000)를 이루는 구성요소로서, 예를 들어, 정류 회로, 축전 회로, 2차 전지 및 센서들 중 적어도 하나일 수 있다. 다시 말하자면, 진동형 기기로부터의 비교적 낮은 주파수 영역의 진동 에너지를 공진시키기 위해 슬라이딩부(200)에 인가되어야 할 추가적인 중량은 별도의 부재가 아닌 발전 디바이스(1000)를 이루는 구성요소 자체가 되는 것이다. 그 결과로, 상기와 같은 중량 증대가 발전 디바이스(1000)의 전체적인 부피의 증가를 가져오지는 않게 된다. 나아가, 발전 디바이스(1000)가 사용되는 환경에서 함께 사용되는 다른 구성요소가 중량부(610)로서 사용될 수도 있다. The weight part 610 is a component constituting the power generation device 1000, and may be, for example, at least one of a rectifier circuit, a power storage circuit, a secondary battery, and sensors. In other words, the additional weight to be applied to the sliding portion 200 in order to resonate the vibration energy of the relatively low frequency region from the vibrating device is not the separate member but the component constituting the power generation device 1000. As a result, such weight gain does not result in an increase in the overall volume of the power generation device 1000. Furthermore, other components used together in an environment in which the power generation device 1000 is used may be used as the weight portion 610.

이제, 도 4 내지 도 6을 참조하여 발전 디바이스(1000)의 작동 방식에 대하여 설명한다. Now, the operation of the power generation device 1000 will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4 내지 도 6은 슬라이딩부(200)의 베이스(100)에 대한 상대 슬라이딩 위치들을 보인 사시도들이다.4 to 6 are perspective views showing relative sliding positions with respect to the base 100 of the sliding part 200.

도 4을 참조하면, 최초 상태에서 슬라이딩부(200)는 베이스(100)가 중앙에 오는 상태로 배치될 수 있다. 베이스(100)는 슬라이딩부(200)의 제1 및 제2 바들(210 및 220)과 가이드부(300)에 의해 감싸진다. Referring to FIG. 4, in the initial state, the sliding part 200 may be disposed in a state in which the base 100 comes to the center. The base 100 is wrapped by the first and second bars 210 and 220 and the guide part 300 of the sliding part 200.

도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 진동형 기기의 진동에 의해 슬라이딩부(200)가 진동(슬라이딩)함에 따라, 슬라이딩부(200)는 가이드부(300)에 의해 가이드 되면서 제1 또는 제2 바(210 또는 220)가 베이스(100)에 인접하도록 슬라이딩된다. As shown in FIG. 5 or 6, as the sliding part 200 vibrates (slids) due to the vibration of the vibration type device, the sliding part 200 is guided by the guide part 300 while being first or second. The bar 210 or 220 is slid to adjoin the base 100.

슬라이딩부(200)의 슬라이딩에 의하여, 제1 및 제2 바들(210 및 220)에 장착된 압전빔(420)들은 교대로 베이스(100)에 장착된 충격전달부(410)와 충돌하게 된다. By sliding of the sliding part 200, the piezoelectric beams 420 mounted on the first and second bars 210 and 220 alternately collide with the impact transmitting part 410 mounted on the base 100.

상기 충돌에 의해, 압전빔(420)은 변형되고 또한 진동하면서 전기 에너지를 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 전기 에너지는 2차 전지 등에 축전 되어, 센서 등의 작동을 위한 전원이 된다. The collision causes the piezoelectric beam 420 to deform and vibrate to generate electrical energy. The electrical energy generated in this way is stored in a secondary battery or the like, and becomes a power source for operation of a sensor or the like.

이때, 상기 압전빔(420)의 진동이 보다 원활하게, 다시 말해서 압전빔(420)이 외부의 진동과 공진하도록 하기 위하여, 슬라이딩부(200)의 장착부(500)에 중량부(610)를 장착하여 주파수 매칭을 달성할 수 있다. At this time, in order for the vibration of the piezoelectric beam 420 to be smoother, that is, the piezoelectric beam 420 to resonate with the external vibration, the weight part 610 is mounted on the mounting part 500 of the sliding part 200. Frequency matching can be achieved.

발전부(400)가 코일과 자석으로 형성된 경우에는, 상기 슬라이딩부(200)의 슬라이딩에 의해 자석이 코일에 대하여 상대적인 거리 이동을 하게 됨에 따라 자속밀도가 변화한다. 이러한 자속밀도의 변화에 의해 유도 전기가 발생 되고, 상기 유도전기는 2차 전지 등에 축전 되어 역시 전원으로서 기능 하게 된다. When the power generator 400 is formed of a coil and a magnet, the magnetic flux density changes as the magnet moves relative to the coil by sliding the sliding part 200. Induction electricity is generated by the change of the magnetic flux density, and the induction electricity is stored in a secondary battery or the like and also functions as a power source.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 어셈블리(5000)를 설명하기 위한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a power generation assembly 5000 according to another embodiment of the present invention.

본 도면을 참조하면, 발전 어셈블리(5000)는 앞서 설명한 발전 디바이스(1000)가 장착된 이동형 또는 진동형 기기(2000)를 포함한다. 진동형 기기(2000)는 사용자나 동력원(3000)에 의해 이동되거나 진동하게 된다. 상기 이동 역시 진동을 유발함에 따라, 진동형 기기(2000)는 이동형 기기라고도 칭해질 수 있 다. Referring to this figure, the power generation assembly 5000 includes a mobile or vibration type device 2000 on which the power generation device 1000 described above is mounted. The vibrating device 2000 may be moved or vibrated by the user or the power source 3000. As the movement also causes vibration, the vibration device 2000 may also be referred to as a mobile device.

상기 동력원(3000)에 의해 진동형 기기(2000)가 진동을 하게 되면, 그러한 진동은 발전 디바이스(1000)의 슬라이딩부(200)가 가이드부(300)에 의해 가이드된 채로 슬라이딩되게 한다. 상기 슬라이딩은 발전부(400, 이상 도 1 참조)에 의해 전기 에너지가 발생 되게 한다. When the vibratory device 2000 vibrates by the power source 3000, the vibration causes the sliding part 200 of the power generation device 1000 to slide while being guided by the guide part 300. The sliding causes electrical energy to be generated by the power generation unit 400 (see FIG. 1 above).

상기 동력원(3000)으로는 자동차의 엔진을 예로 들 수 있고, 상기 진동형 기기(2000)는 자동차에 회전 가능하게 결합된 타이어 휠일 수 있다. 타이어 휠에 결합된 발전 디바이스(1000)는 자동차의 주행 중에 앞서와 같은 원리에 의해 자체적으로 전기 에너지를 발생시켜, 진동형 기기(2000) 등에 대한 각종 값의 센싱(sensing) 등을 위한 기기(센서)의 전원을 공급하도록 사용될 수 있게 된다. The power source 3000 may be an engine of an automobile, for example, and the vibration type device 2000 may be a tire wheel rotatably coupled to an automobile. The power generation device 1000 coupled to the tire wheel generates electric energy by itself based on the same principle as described above while driving a vehicle, and thus is a device (sensor) for sensing various values of the vibration type device 2000 and the like. It can be used to supply power.

상기와 같은 발전 디바이스 및 이를 구비하는 진동형 발전 어셈블리는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. Such a power generation device and a vibratory power generation assembly having the same are not limited to the configuration and manner of operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 디바이스의 일 측을 보인 사시도이고, 1 is a perspective view showing one side of a power generation device according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 발전 디바이스의 타 측을 보인 사시도이며,2 is a perspective view showing the other side of the power generation device of FIG.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장착부를 가지는 발전 디바이스의 사시도이고,3 is a perspective view of a power generation device having a mounting portion according to another embodiment of the present invention,

도 4 내지 도 6은 슬라이딩부의 베이스에 대한 상대 슬라이딩 위치들을 보인 사시도들이며,4 to 6 are perspective views showing the relative sliding positions with respect to the base of the sliding portion,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 어셈블리를 설명하기 위한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a power generation assembly according to another embodiment of the present invention.

Claims (11)

진동형 기기에 결합 되는 베이스;A base coupled to the vibratory device; 상기 베이스를 감싸면서 슬라이딩 가능하게 결합 되는 슬라이딩부;A sliding part that is slidably coupled to surround the base; 상기 베이스와 슬라이딩부 사이를 연결하여, 상기 진동형 기기의 진동 시에 상기 슬라이딩이 상기 베이스의 축선과 교차하는 방향으로 일어나도록 안내하는 가이드부;A guide part connected between the base and the sliding part to guide the sliding to occur in a direction crossing the axis of the base when the vibration type device vibrates; 상기 베이스와 슬라이딩부 사이에 형성되어, 상기 슬라이딩부의 슬라이딩에 의해 전기 에너지를 발생시키는 발전부; 및A power generation unit formed between the base and the sliding unit to generate electrical energy by sliding the sliding unit; And 상기 슬라이딩부에 형성되어, 상기 슬라이딩부의 중량을 조절하기 위한 중량부가 장착되게 하는 장착부를 포함하는 발전 디바이스.And a mounting portion formed on the sliding portion to mount a weight portion for adjusting the weight of the sliding portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가이드부는,The guide unit, 상기 슬라이딩부와 베이스 중 어느 하나에 장착되는 베어링; 및A bearing mounted to one of the sliding part and the base; And 상기 슬라이딩부와 베이스 중 다른 하나에 장착되며, 상기 베어링에 슬라이딩 가능하게 연결되는 LM 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스. And an LM guide mounted on the other one of the sliding part and the base and slidably connected to the bearing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발전부는,The power generation unit, 상기 슬라이딩부와 베이스 중 하나에 장착되는 충격전달부; 및An impact transmitting unit mounted to one of the sliding unit and the base; And 상기 슬라이딩부와 베이스 중 다른 하나에 장착되어, 상기 슬라이딩시 상기 충격전달부에 의해 가압되어 진동하는 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And a piezoelectric element mounted on the other one of the sliding part and the base and pressed and vibrated by the shock transmitting part during the sliding. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 압전소자는 상기 슬라이딩부에 장착되는 압전빔이고,The piezoelectric element is a piezoelectric beam mounted on the sliding part, 상기 압전빔의 중앙부는 상기 슬라이딩부의 표면에서 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And the center portion of the piezoelectric beam is spaced apart from the surface of the sliding portion. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 압전빔의 중앙부에 대응하는 부분에는 리세스된 형태의 진동 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And a recessed vibration region is formed in a portion corresponding to the center portion of the piezoelectric beam. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발전부는,The power generation unit, 상기 슬라이딩부와 베이스 중 하나에 장착되는 자석; 및A magnet mounted to one of the sliding part and the base; And 상기 슬라이딩부와 베이스 중 다른 하나에 장착되어, 상기 슬라이딩시 상기 자석과의 거리 변화에 의해 유도 전기를 발생시키는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And a coil mounted on the other one of the sliding part and the base, the coil generating the induced electricity by the distance change of the magnet during the sliding. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 발전부는 상기 슬라이딩부의 슬라이딩 방향을 따라 대응되는 한 쌍으로 배열되는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.The power generating device, characterized in that arranged in a pair corresponding to the sliding direction of the sliding portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장착부는 상기 중량부가 나사 결합되기 위한 나사홀인 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And the mounting portion is a screw hole for screwing the weight portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중량부는,The weight part, 상기 발전 디바이스를 이루는 구성요소인 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.And a component constituting the power generating device. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 중량부는 정류 회로, 축전 회로, 2차 전지 및 센서들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 디바이스.The weight part includes at least one of a rectifier circuit, a power storage circuit, a secondary battery and sensors. 동력원;Power source; 상기 동력원에 의해 구동되어 진동을 유발하는 진동형 기기; 및A vibration type device driven by the power source to cause vibration; And 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르며, 상기 베이스가 상기 진동형 기기에 장착되어 상기 진동의 발생 시 전기 에너지를 발생시키는 발전 디바이스를 포함하는 진동형 발전 어셈블리.The vibratory power generation assembly according to any one of claims 1 to 10, wherein the base includes a power generation device mounted to the vibratory device to generate electrical energy upon generation of the vibration.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03277186A (en) * 1990-03-26 1991-12-09 Koganei Ltd Linear ultrasonic motor and slide table employing linear ultrasonic motor
JP2001231272A (en) 2000-02-17 2001-08-24 Usc Corp Piezoelectric generator
JP2003209980A (en) 2001-11-12 2003-07-25 Jigyo Sozo Kenkyusho:Kk Oscillatory generator
KR20060055419A (en) * 2005-12-20 2006-05-23 김종수 The generator for road

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03277186A (en) * 1990-03-26 1991-12-09 Koganei Ltd Linear ultrasonic motor and slide table employing linear ultrasonic motor
JP2001231272A (en) 2000-02-17 2001-08-24 Usc Corp Piezoelectric generator
JP2003209980A (en) 2001-11-12 2003-07-25 Jigyo Sozo Kenkyusho:Kk Oscillatory generator
KR20060055419A (en) * 2005-12-20 2006-05-23 김종수 The generator for road

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