KR20020082140A

KR20020082140A - 진동 에너지의 전력 변환 장치

Info

Publication number: KR20020082140A
Application number: KR1020020021784A
Authority: KR
Inventors: 다케우치게사토시
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2002-04-20
Publication date: 2002-10-30
Also published as: US7009315B2; US20020172060A1; KR100496621B1; JP2002320369A; DE10217562A1

Abstract

진동 에너지의 전력 변환 장치는, 전력 발생 코일(14)로 전원의 진동이 전달된 다음, 나선형 압축 스프링(26)(28)을 통해 자석(20)으로 전달되므로, 관성에 의한 자석(20)과 전력 발생 코일(14) 사이의 상대 이동을 유발하여, 자기장의 변화가 발생한다. 기전력이 전자기 유도에 의해 발생되므로, 전선 물질(18)로 전류가 흐르게 된다. 특히, 전력 발생의 에너지로서 전원의 진동을 이용하여 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다. 전력 발생에 의한 전기 에너지의 획득은 또한 진동의 완화를 유도할 수도 있다.

Description

진동 에너지의 전력 변환 장치{APPARATUS FOR CONVERTING VIBRATION ENERGY INTO ELECTRIC POWER}

본 발명은, 전력장치가 작동할 때 발생된 진동 에너지를 전기적으로 변환하는 진동 에너지의 전력 변환 장치에 관한 것이다.

종래, 여러 종류의 에너지 변환 전력 발전기가 고려되고 있다.

예컨대, 풍력 발전장치는, 문자 그대로, 풍력을 이용한 전력 발전 방법이며, 프로펠러형, 다리에우스형(Darrieus type), 및 패들형과 같은 풍차 형태가 효율적인 전력 발생을 위해 고안되었다.

화력 발전, 원자력 발전 등은 대규모 전력 발생 분야에 주류가 되고 있다.

한편, 소규모이기는 하지만 광에너지를 직접 전력으로 사용하기 위해 변환하는 태양 전지가 계산기의 전원으로 사용되고 있다.

또한, 이동용 모터를 구동하는데 사용되는 연료 전지를 장착하는 전기 자동차는, 가솔린 차량과 달리 이동 중에 배기 가스의 배출이 없고, 고효율의 장점을 갖고 있다. 태양 전지를 전기 자동차에 결합한 태양열 자동차가 개발중이다.

실제의 태양열 자동차는, 차량에 탑재된 축전지에 충전되는 전력을 발생하기 위해서 대략 1000W 용량의 전력 발생용 태양 전지를 별도로 구비하여, 이동할 수 있다.

차량, 특히 비교적 낮은 전력으로 구동되는 전기 구동식 카트(전기 휠체어와 골프 카트 등)는 전기모터를 작동하여 이동용 휠을 구동한다. 전기 휠체어와 골프카트가 전기 구동식 카트의 실시예로 사용되지만, 본 발명에서 저속 차량에 한정하는 것이 아니며 전기 모터를 이용한 이들 차량은 단지 본원에 예시라는 것에 주의하라. 이처럼, 전기 자동차, 태양열 자동차 등은 왕복운동기관 또는 디젤기관을 갖는 차량으로 대체될 수 있다.

이들 차량은 흔히 이동 중에 진동을 경험할 수 있다. 이 진동은 승객에게 불편을 느끼고 하며, 완충기와 코일 스프링 등의 감쇠장치에 의해 곧 감쇠된다.

그러나, 이 진동은 에너지의 일 종류이며, 이 감쇠는 에너지의 비효율적 사용을 유발할 수 있다.

전기 모터를 구동하는 에너지로서, 차량과 같은 전력 장치의 구동으로 발생된 진동 에너지의 사용은 이루어지고 있지 않다.

이런 사실의 관점에서, 본 발명의 목적은, 전력을 발생하기 위해서 전력 장치의 구동으로 발생된 진동을 진동 에너지로 사용하여, 진동 감쇠에 적합한 에너지를 효율적으로 사용하게 하는 진동 에너지의 전력 변환 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 전력 장치 작동시 발생한 진동 에너지를 전기적으로 변환하는 진동 에너지의 전력 변환 장치를 제공한다. 이 장치는, 전력 장치 작동시 발생한 진동이 전달되는 적어도 하나의 막대 자석 유니트, 막대 자석 유니트 둘레에 나선형으로 권취된 코일 유니트, 비진동 동안 코일 유니트의 나선형으로 중립 위치에 자석 유니트를 유지하고 진동 동안 코일 유니트로의 진동 전달을 감쇠하기 위해, 자석 유니트와 코일 유니트 사이에 위치된 감쇠 유니트, 및 전력 장치에 발생한 진동이 코일 유니트의 나선형 축을 따라 자석 유니트를 왕복 이동시킬 때 발생된 자기장의 변화에 의해 코일 유니트의 권선으로 흐르는 전류를 포착하기 위한 전선 유니트를 포함한다.

본 발명에 의하면, 전력 장치가 작동하지 않을 때, 코일 유니트와 자석 유니트 사이에 아무런 상대 이동이 발생하지 않으며, 자기장이 변화하지 않으므로, 전선 유니트의 권선으로 전류가 흐르지 않는다. 일단 전력 장치가 구동되면, 전력 장치에 발생된 진동이 코일 유니트와 자석 유니트를 상대적으로 이동하도록 한다. 자석 유니트가 감쇠 유니트에 의해 코일 유니트에 관해서 유지되기 때문에 관성의 법칙에 의한 진동에 관해서 지연이 발생하기 때문이다.

코일 유니트와 자석 유니트 사이의 상대 이동은 자기장의 변화을 유발하므로, 전자기 유도에 의한 전선 유니트의 권선으로 전류가 흐르게 된다. 전류의 흐름은 다른 전기부가 구동되도록 한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 감쇠 유니트는 스프링-매스(spring-mass) 시스템의 원리에 따라 코일 유니트에 관해서 자석 유니트를 유지한다. 이는 진동에 관해서 효율적인 전력 발생 능력을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 자석 유니트는, 일 교차부가 내부에 형성된 관통공을 갖고 타 교차부가 관통공을 통해 삽입되는 십자가 형태로 교차한다. 이는 전력 발생에 기여하는 진동의 방향을 증대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 변환 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 변형예에 따른 전력 변환 장치의 개략도이다.

도 3은 정류 회로의 회로도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 변환 장치의 개략도이다.

도 5는 제2 실시예에 따라 한 쌍의 자석이 연결된 상태를 도시하는 사시도이다.

도 6은 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따라 발생된 전력을 충전하기 위한 접속의 블록선도로서 (A)는 직렬 접속이고 (B)는 병렬 접속이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전력 변환 장치12 : 부착물

14 : 전력 발생 코일16 : 철심

18 : 전선 물질20 : 자석

22 : 플랜지26, 28 : 압축 스프링

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 변환 장치(10)를 도시한다. 이 전력 변환 장치(10)는 부착물(12)을 통해 베이스(지지부)(도시 생략)에 고정되어 있다.

전력 발생 코일(14)은 부착물(12)에 부착되어 있다. 전력 발생 코일(14)은 원통형 철심(16)과 전선 물질(18)로 형성되며, 이 전선 물질(18)은 철심(16)의 외주에 나선형으로 권취되어 있다. 전선 물질(18)은 철심(16)에 관해서 동일 방향으로 권취되어 있다.

마찰 계수를 감소하기 위해 베어링(도시 생략)을 통해 철심(16)의 내주에 원통형 막대자석(20)이 삽입되어 있다. 자석(20)은 마찰 계수가 거의 0인 철심(16)에 관해서 축방향으로 미끄럼 이동할 수 있다.

자석(20)은 일단이 N극이고 타단이 S극인 영구자석이다. 전력 발생 코일(14)에 관해서 상대적 위치의 변화가 없으면, 자기장에 아무런 현상이 발생하지 않는다. 그러나, 자석(20)이 축방향으로 이동할 때, 자기장이 변화하며, 자기장의 변화는 소위 전자석 유도에 의한 기전력을 발생하여, 전류가 전선 물질(18)로 흐르도록 한다. 전력을 DC 모터 또는 스텝핑 모터의 구동원에 공급하는데 전선 물질(18)의 단자(도시 생략)가 사용될 수도 있으며, 또 전력원의 충전 장치에 연결될 수도 있다.

(전력 발생 효과)

자석(20)은 양 단부에 디스크형 플랜지(22)(24)를 구비하고 있다. 나선형 압축 스프링(26)이 도 1의 상부 플랜지(22)와 전력 발생 코일(14)의 상단면 사이에 형성되어 있다. 전력 발생 코일(14)이 부착물(12)에 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(26)은 도 1에서 플랜지(22)를 위로 상승하도록 가압한다.

한편, 나선형 압축 스프링(28)은 도 1의 하부 플랜지(24)와 전력 발생 코일(14)의 하단면 사이에 형성되어 있다. 전력 발생 코일(14)이 부착물(12)에 의해 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(28)은 도 1에서 플랜지(24)를 아래로 밀어내도록 가압한다.

한 쌍의 나선형 압축 스프링(26)(28)은 실제로 동일한 가압력을 가지므로, 종방향으로 자석(20)의 중앙은 축방향으로 전력 발생 코일(14)의 중앙 위치에 중립적으로 유지된다. 엄격히 말해, 나선형 압축 스프링(26)(28)의 가압력은 자석(20)의 무게(질량)을 고려하여 결정된다.

부착물(12)이 고정되는 베이스는 전력 장치(도시 생략)를 구성하는 부재이다. 전력 장치가 작동을 시작할 때, 진동이 부착물(12)을 통해 전력 발생 코일(14)로 전달된다.

또, 자석(20)은 한 쌍의 나선형 압축 스프링(26)(28) 사이에 유지되기 때문에, 관성의 법칙에 의해 자석(20)과 전력 발생 코일(14) 사이에 상대 이동이 발생한다. 이 상대 이동은 전력 발생 효과와 등가이므로, 전류가 전선 물질(18)로 흐르게 되며, 전선 물질(18)의 양 단부는 전기 모터를 구동하기 위해서 다른 구동 장치(예컨대, 전기 모터 등)에 연결되어 있다.

이제 제1 실시예의 효과를 설명한다.

전력 장치가 작동하지 않을 때, 부착물(12)을 통해 전력 발생 코일(14)로 진동이 전달되지 않으며, 전력 발생 코일(14)과 자석(20) 사이의 상대 위치 변화가 없다. 이는 자기장에 아무런 변화를 발생하지 않으므로, 전류가 전선 물질(18)로 흐르지 않게 된다.

전력 장치가 작동을 시작할 때, 전력 장치에 진동이 발생된다. 이 진동은 부착물(12)을 통해 전력 발생 코일(14)로 전달된다. 전력 장치의 진동이 불균일하게 발생하면, 예컨대, 액츄에이터의 주기적 작동에 따라 진동의 진폭이 크면, 일부 손실을 대비하여 진동을 완화하기 위해 진동 전달 장치에 버퍼 등이 구비될 수도 있다.

진동이 전력 발생 코일(14)로 전달될 때, 진동은 한 쌍의 나선형 압축 스프링(26)(28)을 통해 자석(20)으로 전달된다. 이는 관성의 법칙에 따라 자석(20)과 전력 발생 코일(14) 사이의 상대 이동을 유발한다. 상대 이동에서, 자석(20)은 철심(16)의 내주에 관해서 미끄럼 이동되지만, 마찰 계수를 거의 O으로 하는 베어링 등이 사용되기 때문에 매끄럽게 미끄럼 이동한다.

전력 발생 코일(14)과 자석(20) 사이의 상대 이동은 자기장 변화를 유발한다. 자기장의 변화는 전자기 유도에 의한 기전력을 발생시키므로, 전류가 전선 물질(18)로 흐르게 된다.

전선 물질(18)을, 예컨대 전기모터에 연결함으로써, 전류가 전기모터를 구동할 수 있다.

한 쌍의 나선형 압축 스프링(26)(28)이 제1 실시예에서 자석(20)을 유지하는 감쇠 유니트로 사용되지만, 도 2에 도시한 바와 같이, 수지 거품(resin foam) 등으로 이루어지는 완충부재(30)로 채워진 케이싱(32)이 플랜지(22)(24)와 전력 발생 코일(14)의 상단면과 하단면 사이에 구비될 수도 있다.

진동에 의해 발생한 전기에너지는 교류이며, 직류로 변환될 수도 있다. 도 3은 진동에 의해 발생된 전력을 정류하는 정류회로(34)를 도시한다.

제1 다이오드(36)의 아노드측은 전력 발생 코일(14) 둘레에 권취된 전선 물질(18)의 일 단부에 연결되어 있다. 제1 다이오드(36)의 캐소드측은 일 전극(38)에 연결되어 있다. 제2 다이오드(40)의 캐소드측은 전선 물질(18)의 타단에 연결되어 있다. 제2 다이오드(40)의 아노드측은 다른 전극(42)에 연결되어 있다.

제3 다이오드(44)의 캐소드측은 전력 발생 코일(14)과 제1 다이오드(36) 사이에 연결된다. 제3 다이오드(44)의 아노드측은 제2 다이오드(40)와 전극(42) 사이에 연결되어 있다.

제4 다이오드(46)의 아노드측은 전력 발생 코일(14)과 제2 다이오드(40) 사이에 연결되어 있다. 제4 다이오드(46)의 캐소드측은 제1 다이오드(36)와 전극(38) 사이에 연결되어 있다.

이는 정류된 직류가 한 쌍의 전극(38)(42)(전극(38)은 +이지만 전극(42)은 -이다) 사이를 흐르도록 한다.

이와 같이 정류된 전류는 DC 모터 또는 스텝핑 모터의 구동원, 또는 이들 부품을 제어하는 제어장치에 대한 전력 공급으로 사용될 수 있다. 전력원으로 충전장치가 피드백될 수도 있다. 전해 콘덴서가 한 쌍의 전극(38)(42) 사이에 구비될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 제1 실시예에서, 전원의 진동은 전력 발생 코일(14)로 전달된 다음, 나선형 압축 스프링(26)(28)을 통해 자석(20)으로 전달되어, 관성에 의해 자석(20)과 전력 발생 코일(14) 사이의 상대적인 이동을 발생하여, 자기장의 변화가 발생한다. 이와 같이 전자기 유도에 의해 기전력이 발생되어, 전류가 전선 물질(18)로 흐르게 된다. 특히, 전력 발생 에너지원으로서 전원의 진동을 이용하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다. 전력 발생에 의한 전기에너지의 획득은 또한 진동의 완화를 유도할 수도 있다.

(제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예를 지금부터 설명한다. 도 4는 제2 실시예에 따른 전력 변환 장치(50)를 도시한다. 전력 변환 장치(50)는 부착물을 통해 베이스(지지부)에 고정되어 있다(이들 양자는 도시하지 않음).

전력 발생 코일(52)이 부착물에 부착되어 있다. 전력 발생 코일(52)은 원통형 단면의 철심(54)과 전선 물질(56)로 형성된다.

철심(54)은 네 개의 파이프(54A)(54B)(54C)(54D) 각각의 일 단부를 일 지점에 연결하여, 그 통로들이 서로에 대해 흐름 소통하도록 구성된다. 이처럼, 합류점에서의 통로가 십자형으로 형성되어 있다.

전선 물질(56)은 철심(54)의 파이프(54A)(54B)(54C)(54D) 각각의 외주에 나선형으로 권취되어 있다. 전선 물질(56)은 파이프(54A)(54B)(54C)(54D) 각각에 별개로 구비될 수도 있고, 또는 연속한 단일 전선 물질(56)이 동일한 권취로 균일하게 권취될 수도 있다.

마찰 계수를 감소하기 위해서, 베어링(도시 생략)이 철심(54)을 구성하는 파이프(54A)(54B)(54C)(54D) 각각의 내주에 구비되어 있다.

제1 원통형 막대자석(58)이 철심(54)을 구성하는 네 개의 파이프(54A)(54B) (54C)(54D) 중, 도 4의 수직방향으로 일렬로 연속적으로 연결되어 있는 파이프(54A)(54B)의 베어링을 통해 삽입되어 있다. 제1 자석(58)은 거의 0의 마찰계수를 갖는 파이프(54A)(54B)에 관해서 축방향으로 미끄럼 이동가능하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 길다란 구멍(60)이 축방향으로 제1 자석(58)의 중앙부에 형성되어 있다. 길다란 구멍(60)은 네 개의 파이프(54A)(54B)(54C)(54D)의 연결점에 위치하고 있다.

제2 원통형 막대자석(62)이 철심(54)을 구성하는 네 개의 파이프(54A)(54B) (54C)(54D) 중, 도 4의 수평방향으로 일렬로 연속적으로 연결되어 있는 파이프(54C)(54D)의 베어링을 통해 삽입되어 있다. 제2 자석(62)은 거의 0의 마찰계수를 갖는 파이프(54C)(54D)에 관해서 (도 4에서 수평방향) 축방향으로 미끄럼 이동가능하다.

한 쌍의 평행한 정접(tangent)으로부터 축방향으로 연장하기 위해서 컷아웃부(64)가 제2 자석(62)의 중앙부에 축방향으로 형성되어 있다. 컷아웃부(64)는 길다란 구멍(60)을 통해 삽입되어, 제1 자석(58)과의 간섭을 방지한다.

이는 제1 자석(58)이 도 4에서 수직방향으로 미끄럼 이동하도록 하며, 제2 자석(62)이 도 4에서 수평방향으로 미끄럼 이동하도록 한다. 양 자석의 이동은 이동 상호간에 간섭 없이 독립적일 수 있다.

제1 자석(58)과 제2 자석(62) 각각은 일단이 N극이고 타단이 S극인 영구자석이다. 전력 발생 코일(52)에 관해서 상대 위치 관계의 변화가 없으면, 자기장에 아무런 현상이 발생하지 않는다. 그러나, 자석이 축방향으로 이동할 때, 자기장이 변화하며, 자기장의 변화는 소위 전자기 유도에 의한 기전력을 발생하므로, 전류가 전선 물질(56)로 흐르도록 한다(전력 발생 효과).

제1 자석(58) 및 제2 자석(62)이 양 단부의 디스크형 플랜지(64)(66), 및 (68)(70)에 각각 구비되어 있다.

나선형 압축 스프링(72)이 도 4의 상부 플랜지(64)와 전력 발생 코일(52)의 상단면 사이에 형성되어 있다. 전력 발생 코일(52)이 부착물에 의해 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(72)은 도 4에서 플랜지(64)를 위로 상승하도록 가압한다.

한편, 나선형 압축 스프링(74)은 도 4에서 하부 플랜지와 전력 발생 코일(52)의 하단면 사이에 형성되어 있다. 전력 발생 코일(52)은 부착물에 의해 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(74)은 도 4에서 플랜지(66)를 아래로 밀어 내도록 가압한다.

나선형 압축 스프링(76)은 도 4에서 좌측 플랜지(68)와 전력 발생 코일(52)의 좌단면 사이에 추가로 형성되어 있다. 전력 발생 코일(52)이 부착물에 의해 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(76)은 도 4에서 플랜지(68)를 좌측으로 가압되도록 한다.

나선형 압축 스프링(78)은 도 4에서 우측 플랜지(70)와 전력 발생 코일(52)의 우단면 사이에 추가로 형성되어 있다. 전력 발생 코일(52)이 부착물에 의해 고정되기 때문에, 나선형 압축 스프링(78)은 도 4에서 플랜지(70)가 우측으로 가압되도록 한다.

직선 형태로 서로 대향하는 두 쌍의 나선형 압축 스프링(72, 74)(76, 78)은 거의 동일한 가압력을 가지므로, 각각의 종방향에서 제1 자석(58)과 제2 자석(62)의 중앙은 그 축방향으로 전력 발생 코일(52)의 중앙 위치에 중립적으로 유지된다. 엄격히 말해, 도 4에서 수직방향 위치 관계의 한 쌍의 나선형 압축 스프링(72)(74) 가압력은 제1 자석(58)의 무게(질량)을 고려하여 결정된다.

부착물이 고정되는 베이스는 전력 장치(도시 생략)를 구성하는 부재이다. 전력 장치가 작동을 시작할 때, 진동이 부착물을 통해 전력 발생 코일(52)로 전달된다.

그리고, 제1 자석(58)과 제2 자석(62)이 두 쌍의 나선형 압축 스프링(72, 74)(76, 78)으로 유지되기 때문에, 관성의 법칙에 의해 이들과 전력 발생 코일(52) 사이에 상대 이동이 발생한다. 이 상대 이동은 전력 발생 효과와 등가이므로, 전류가 전선 물질(56)로 흐르도록 하며, 전선 물질(56)의 양 단부는 전기모터를 구동하기 위해 다른 구동 장치(예컨대, 전기 모터 등)에 연결되어 있다.

제2 실시예의 효과를 이제 설명한다. 전력 장치가 작동하지 않을 때, 부착물을 통해 전력 발생 코일(52)로 아무런 진동이 전달되지 않으며, 전력 발생 코일(52)과, 제1 자석(58) 및 제2 자석(62) 사이의 상대 위치의 변화가 없다. 이는 자기장의 아무런 변화를 유발하지 않으므로, 전류가 전선 물질(56)로 흐르지 않는다.

전력 장치가 동작을 시작할 때, 전력 장치에서 진동이 발생한다. 이 진동은 부착물을 통해 전력 발생 코일(52)로 전달된다.

전력 장치의 진동이 불균일하게 발생하면, 예컨대, 액츄에이터의 주기적 작동에 따른 진동의 진폭이 크면, 일부 손실을 대비하여 진동을 완화하기 위해 진동 전달 장치에 버퍼 등이 구비될 수도 있다.

진동이 전력 발생 코일(52)로 전달될 때, 진동은 두 쌍의 나선형 압축 스프링(72, 74)(76, 78)을 통해 제1 자석(58)으로 전달된다. 이는 관성의 법칙에 의해 제1 자석(58) 및 제2 자석(62)과, 전력 발생 코일(52) 사이의 상대 이동을 유발한다. 상대 이동에서, 자석은 철심(54)의 내주에 관해서 미끄럼 이동되는데, 이는 마찰 계수를 거의 O으로 하는 베어링 등이 사용되기 때문에 매끄럽게 미끄럼 이동하기 때문이다.

전력 발생 코일(52)과 제1 자석(58) 또는 제2 자석(62) 사이의 상대 이동은 자기장 변화를 유발한다. 자기장의 변화는 전자기 유도에 의한 기전력을 발생시키므로, 전류가 전선 물질(56)로 흐르게 된다. 전선 물질(56)을, 예컨대 전기모터에 연결함으로써, 전류가 전기모터를 구동할 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 일 방향 진동 보다 양 방향 진동이 전력 발생을 위해사용될 수 있으므로, 전력 발생 효율을 증대한다.

일 차원 진동이 제1 실시예에서 사용되었고, 이차원 진동(양 방향)이 제2 실시예에서 사용되었지만, 삼차원 진동(세 방향)이 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 차량 이동 동안 전후, 수직방향, 및 수평방향으로 진동할 수 있는 전원은 삼차원 진동을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 일 방향으로 진동하는 전력 발생 장치(10)(제1 실시예)가 양 방향으로 진동하는 전력 발생 장치(50)와 결합될 수도 있다.

제2 실시예에서, 두 쌍의 나선형 압축 스프링(72, 74)(76, 78)이 전력 발생 코일(52)에 관해서 제1 자석(58)과 제2 자석(62)을 유지하는 감쇠 유니트로 사용되지만, 제1 실시예에서와 같이, 수지 거품 등으로 이루어지는 완충부재로 채워진 케이싱이 플랜지(64, 66, 68, 70)와, 전력 발생 코일(52)의 상단면, 하단면, 좌단면, 및 우단면 사이에 구비될 수도 있다(도 2 참조).

전술한 정류회로(도 3 참조)가 또한 제2 실시예에서 실행될 수도 있다.

발생된 전력이 제1 실시예와 제2 실시예에서 전기모터 등의 구동력으로 실시간으로 사용되지만, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이 직렬로 접속되는 충전기(80, 82, 84, ...)에 충전될 수도 있다. 또한, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이 병렬로 접속되는 충전기(86, 88, 90, ...)에 충전될 수도 있다.

제1 및 제2 실시예에서, 관성의 법칙에 따라 자석과 전력 발생 코일 사이의 상대 이동은 자기장 변화를 발생하므로, 전자기 유도에 의한 기전력을 발생하지만, 압전기 장치가 부가될 수도 있고 또는 충격에 의한 기전력을 발생하기 위해서 자석과 전력 발생 코일 사이의 상대 이동 동안 충격을 인가할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전력 장치의 구동에 의해 발생된 진동이 전력을 발생하기 위한 진동에너지로 사용되므로, 진동 감쇠에 적합한 에너지의 효율적 이용을 도모할 수 있으므로 바람직하다.

Claims

전력 장치 작동시 발생한 진동 에너지를 전기적으로 변환하는 진동 에너지의 전력 변환 장치에 있어서,

전력 장치 작동시 발생한 진동이 전달되는 적어도 하나의 막대 자석 유니트,

상기 막대 자석 유니트 둘레에 나선형으로 권취된 코일 유니트,

비진동 동안 코일 유니트의 나선형으로 중립 위치에 자석 유니트를 유지하고 진동 동안 코일 유니트로의 진동 전달을 감쇠하기 위해, 자석 유니트와 코일 유니트 사이에 위치된 감쇠 유니트, 및

전력 장치에 발생한 진동이 코일 유니트의 나선형 축을 따라 자석 유니트를 왕복 이동시킬 때 발생된 자기장의 변화에 의해 코일 유니트의 권선으로 흐르는 전류를 포착하기 위한 전선 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 에너지의 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,

상기 감쇠 유니트는 스프링-매스(spring-mass) 시스템의 원리에 따라 코일 유니트에 관해서 자석 유니트를 유지하는 것을 특징으로 하는 진동 에너지의 전력 변환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 자석 유니트는, 일 교차부가 내부에 형성된 관통공을 갖고 타 교차부가 관통공을 통해 삽입되는 십자가 형태로 교차하는 것을 특징으로 하는 진동 에너지의 전력 변환 장치.