WO2014010821A1 - 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기 - Google Patents

휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기 Download PDF

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WO2014010821A1
WO2014010821A1 PCT/KR2013/004203 KR2013004203W WO2014010821A1 WO 2014010821 A1 WO2014010821 A1 WO 2014010821A1 KR 2013004203 W KR2013004203 W KR 2013004203W WO 2014010821 A1 WO2014010821 A1 WO 2014010821A1
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WO
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portable terminal
piezoelectric
piezoelectric body
slide
mobile terminal
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PCT/KR2013/004203
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이형규
유찬세
강형원
한승호
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전자부품연구원
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/183—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using impacting bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H02N2/186—Vibration harvesters
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    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric generator, and more particularly, to a piezoelectric generator that constantly supplies power to a mobile terminal such as a mobile phone, an MP3 player, a digital camera, and the like.
  • the piezoelectric generator may serve as an alternative for powering the portable terminal.
  • a piezoelectric generator refers to a generator using a piezoelectric material that causes a piezoelectric phenomenon in which polarization (electrical energy) is induced inside a material when mechanical energy (wind, device vibration, etc.) is applied from the outside.
  • piezoelectric generators use a cantilever or bimorph (or unimorph) structure to transmit vibration energy to one end of a piezoelectric material, thereby generating deformation (bending and bending) of the piezoelectric material. It is common to be designed. At this time, the most effective and necessary thing as a method of transferring the vibration energy to the piezoelectric body is to couple a mass of a moderate weight (usually referred to as a 'mass') to one end of the piezoelectric body.
  • a moderate weight usually referred to as a 'mass'
  • the application of the piezoelectric generator of the above structure to a portable terminal has a problem that does not match the current consumer trend of the portable terminal. This is because the mass contained in the piezoelectric generator acts as a factor for increasing the weight and volume of the portable terminal.
  • Embodiments of the present invention are to provide a piezoelectric generator that is integrally configured in the portable terminal and used for power supply without increasing the volume or weight.
  • the battery mounting portion is formed on one surface and a mobile terminal case containing the components of the mobile terminal;
  • a slide unit formed on both sides of the edge of the portable terminal case so as to be slidable in a vertical direction;
  • one end or both ends of the slide part and the battery mounting part may be disposed in a horizontal direction, and a piezoelectric generator for power supply of the portable terminal may include a piezoelectric element vibrating according to the sliding movement of the slide part.
  • the battery mounting portion is formed on one surface and a mobile terminal case containing the components of the mobile terminal;
  • a slide unit formed on at least one side of the portable terminal case so as to be slidable in a vertical direction and connected to at least some of the components of the portable terminal;
  • a piezoelectric body disposed transversely to the battery mounting unit.
  • the first connection portion for transmitting the weight of the portable terminal or the weight of the internal components of the portable terminal to the piezoelectric body It may be characterized in that it further comprises.
  • the piezoelectric body may further include a second connection part connecting the lower surface of the battery mounting part.
  • the first connection portion and the second connection portion may be characterized in that the elastic plate, elastic wire or coil spring.
  • it may further comprise an electrode formed on at least one surface of the piezoelectric body.
  • the slide unit may be formed to protrude to a predetermined size to the outer surface of the mobile terminal case.
  • the slide portion may be characterized in that the user is formed with an accessory connecting portion for connecting an accessory such as a strap (trap) or key ring.
  • an accessory connecting portion for connecting an accessory such as a strap (trap) or key ring.
  • the slide unit may be formed in the portable terminal case, and at least some of the piezoelectric elements or the components of the portable terminal may vibrate as the slide unit moves to supply power to the portable terminal through a relatively simple structure.
  • the weight of the portable terminal itself or at least some of the components of the portable terminal for the vibration of the piezoelectric material can be applied to the portable terminal without increasing the weight and volume of the portable terminal.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a piezoelectric generator for power supply of a portable terminal according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of the slide unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a piezoelectric generator for power supply of a portable terminal according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the operation of the piezoelectric generator of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a piezoelectric generator for power supply of a portable terminal according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating an accessory connection part in the piezoelectric generator shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a piezoelectric generator for power supply 100 (hereinafter referred to as a piezoelectric generator) of a portable terminal according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a slide portion 120 of FIG. Is a diagram illustrating another example.
  • portable terminal refers to mobile devices such as mobile phones, smartphones, players, digital cameras, tablet PCs, and the like, and is not limited to those listed above.
  • the piezoelectric generator 100 is formed in a portable terminal, and includes a portable terminal case 110, a slide unit 120, and a piezoelectric body 130.
  • the mobile terminal case 110 corresponds to a housing of a mobile terminal such as a conventional smartphone and the like, and is not limited to a specific type.
  • the battery mounting unit 111 is formed on one surface of the mobile terminal case 110 (usually, the battery mounting unit is formed at the rear of the mobile terminal case).
  • the battery mounting unit 111 is a place where the battery is mounted, and may be formed by creating a space having a size in which a battery can be accommodated in a predetermined space at the rear of the portable terminal case 110.
  • the shape, size, and the like of the battery mounting unit 111 are not limited.
  • Various components for driving the mobile terminal may be built in the mobile terminal case 110.
  • portable terminal components embedded in the portable terminal case 110 will be collectively referred to as "built-in components" of the portable terminal. Since the internal parts are located inside the portable terminal case 110, they are not visible from the outside.
  • the slide unit 120 is formed on both side surfaces of the edge of the mobile terminal case 110. Therefore, when the user grasps the slide unit 120 in one hand (for example, one thumb may hold the slide unit and the other finger may hold the other slide unit), the mobile terminal case 110 may move up and down. have. Meanwhile, in FIG. 1, the slide part 120 is illustrated on the right side of the edge of the mobile terminal case 110, but the same slide part 120 is formed on the left side of the edge of the mobile terminal case 110.
  • the slide unit 120 forms a slide groove 121 having a predetermined size at the edge of the mobile terminal case 110, and fits the slide bar 122 in the longitudinal direction to the slide groove 121 to slide the slide groove. It can be configured by allowing the sliding movement in the vertical direction along the (121). On the other hand, in some cases, it is also possible to be installed so that the slide bar 122 is only sliding movement without the slide groove 121.
  • the shape and size of the slide groove 121 and the slide bar 122 is not limited, and it is sufficient that the slide groove 121 and the slide bar 122 are formed to be slidable on both sides of the edge of the mobile terminal case 110.
  • the slide portion 120 may be formed so that the outer surface protrudes.
  • the slide bar 122 of the slide unit 120 in a convex shape, the slide unit 120 may be formed to protrude to the outer surface of the mobile terminal case 110 to a predetermined size.
  • the slide unit 120 since the slide unit 120 may be moved by an external force during the daily life of the user (the slide unit protrudes, the possibility of the slide unit moving due to external shock increases), so that the user does not consciously move the slide unit 120. Even if a certain size of power generation can be made at all times.
  • the slide unit 120 may be integrally formed on both side surfaces and the bottom surface of the edge of the portable terminal case 110.
  • slide grooves 121 are formed in both sides of the edge of the mobile terminal case 110 in the longitudinal direction, and the slide bar 122 is formed along the right, bottom, and left sides of the edge of the mobile terminal case 110.
  • "It is formed in the shape of the slide groove 121 can be fastened to fit so as to be movable sliding.
  • the lower portion of the slide bar 122 is placed in the mobile terminal case.
  • the lower surface of the 110 is spaced apart or close to a predetermined distance, and thus the vertical vibration of the piezoelectric body 130 connected to the slide bar 122 may occur.
  • the piezoelectric body 130 is connected to the slide part 120 and disposed in the battery mounting part 111 in the lateral direction.
  • the piezoelectric body 130 is not limited to a specific kind as long as it is a material causing a piezoelectric phenomenon.
  • PZT Pb (Ti, Zr) O 3
  • Ba 2 TiO 4 BaTiO 3, or the like may be used.
  • the piezoelectric body 130 may be formed in a thin plate shape, but is not limited thereto. However, when the piezoelectric body 130 is formed in a thin plate shape, there is an advantage that it can easily vibrate even with a small force.
  • An elastic body (not shown) may be attached to at least one surface of the piezoelectric body 130. Since the elastic body is deformed by an external force and has a property of being restored when the external force is removed, the elastic body may help the vibrating movement of the piezoelectric body 130.
  • One end or both ends of the piezoelectric body 130 may be disposed in the transverse direction by being connected to the slide unit 120.
  • the other end of the piezoelectric body 130 may be fixed to the side of the battery mounting unit 111. That is, the piezoelectric body 130 may have a form in which both ends thereof are fixed to the slide part 120 or the battery mounting part 111.
  • 1 and 2 illustrate the form in which both ends of the piezoelectric body 130 are connected to the slide part 120, but one end of the piezoelectric body 130 is connected to the slide part 120 and the other end thereof is the battery mounting part. Note that it can be fixed to the side of (111).
  • the piezoelectric body 130 Since the piezoelectric body 130 is connected to the slide part 120, the piezoelectric body 130 moves together with the sliding part of the slide part 120 to vibrate. Specifically, when the slide unit 120 slides up and down, the piezoelectric body 130 having one end or both ends connected to the slide unit 120 may vibrate in the up and down direction.
  • the piezoelectric body 130 may further include a first connector 140 connecting the upper surface of the battery mounting unit 111 or at least some of the internal components of the portable terminal to the upper surface of the piezoelectric body 130.
  • the first connection part 140 may be formed as needed. For example, in the case in which both ends of the piezoelectric body 130 are connected to the slide part 120 as shown in FIGS. 1 and 2, the first connection part 140 is formed. Should be formed.
  • the first connector 140 may rather interfere with the vibration of the piezoelectric body 130.
  • the first connection unit 140 may transmit the total weight of the portable terminal acting as an external force or the weight of at least some of the internal components of the portable terminal to the piezoelectric body 130. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the first connection unit 140 may be formed in a rod shape, but is not limited thereto. That is, the first connector 140 may be in a form capable of transmitting external force to the piezoelectric body 130 and is not limited to a specific form.
  • the first connection unit 140 When the first connection unit 140 connects the upper surface of the piezoelectric body 130 and the upper surface of the battery mounting unit 111, the total weight of the mobile terminal when the piezoelectric body 130 vibrates according to the movement of the slide unit 120.
  • the piezoelectric body 130 may act as an external force.
  • the first connector 140 may transmit the external force to the piezoelectric body 130 to vibrate the piezoelectric body 130.
  • the first connector 140 When the first connector 140 connects the upper surface of the piezoelectric body 130 with at least some of the internal parts of the portable terminal, when the piezoelectric body 130 vibrates, the weight of the internal parts of the mobile terminal is changed to the piezoelectric ( 130 may act as an external force. In this case, the first connector 140 may transmit the external force to the piezoelectric body 130.
  • the piezoelectric generator 100 may further include an electrode 160 formed on at least one surface of the piezoelectric body 130.
  • the electrode 160 may be connected to a separate lead wire (not shown) to transmit electricity generated by vibration of the piezoelectric body 130 to a power supply unit (not shown) of the portable terminal.
  • the generated electricity is changed to allow current to flow in the same direction through a stop (not shown), and smoothed by connecting a capacitor (not shown) to use it as a DC power source (not shown). It can be configured to supply a voltage by converting into a constant voltage source.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a piezoelectric generator 200 for supplying power (hereinafter, referred to as a piezoelectric generator) of a portable terminal according to a second embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric generator 200 includes a portable terminal case 210, a slide unit 220, and a piezoelectric body 230.
  • the portable terminal case 210 and the slide unit 220 are the same as those described in the above-described first embodiment, redundant description thereof will be omitted.
  • the piezoelectric element 230 is connected to the slide unit 220 and disposed in the battery mounting unit 211 in the lateral direction.
  • the difference from the first embodiment described above is that when the piezoelectric member 230 is disposed in the battery mounting unit 211, one end of the piezoelectric member 230 is connected and fixed to the slide unit 220, and the other end thereof is different from the slide unit 220. It is not connected.
  • the right end of the piezoelectric body 230 is fixed to the slide part 220, and the left end of the piezoelectric body 230 is not connected to the slide part 220.
  • the other end of the piezoelectric body 230 when the slide unit 220 slides up and down, the other end of the piezoelectric body 230, one end of which is connected to the slide unit 220, may determine the total weight of the mobile terminal or the weight of at least some of the internal parts of the mobile terminal. It can be bent and vibrated up and down by external force.
  • the piezoelectric generator 200 may further include a first connector 240.
  • the first connector 240 is connected to an upper surface of the piezoelectric body 230, an upper surface of the battery mounting unit 211, or at least some of internal components of the portable terminal.
  • the first connector 240 may transmit the elastic force to the piezoelectric body 230 by using the total weight of the portable terminal or the weight of at least some of the internal components of the portable terminal as an external force.
  • the first connection portion 240 when the first connection portion 240 connects the upper surface of the piezoelectric member 230 and the upper surface of the battery mounting portion 211, the first connection portion 240 carries the vibration when the piezoelectric member 230 vibrates according to the movement of the slide portion 220.
  • the total weight of the terminal may act as an external force on the piezoelectric body 230.
  • the first elastic part 240 may transmit the elastic force according to the external force to the piezoelectric body 230.
  • the first elastic part 240 When the first elastic part 240 connects the upper surface of the piezoelectric member 230 and at least some of the internal parts of the portable terminal, when the piezoelectric member 230 vibrates, the weight of the internal parts of the portable terminal is piezoelectric. It may act as an external force to 230. In this case, the first elastic part 240 may transmit the elastic force according to the external force to the piezoelectric member 230.
  • the piezoelectric generator 200 may further include a second connector 250.
  • the second connection part 250 may be formed by connecting the piezoelectric member 230 and the lower surface of the battery mounting part 211.
  • the second connector 250 serves to assist the vibration of the piezoelectric body 230.
  • the first connecting portion 240 and the second connecting portion 250 are fastened to the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 230, the second connecting portion 250 when the other end of the piezoelectric member 230 is lowered downward.
  • the piezoelectric body 230 rises upward again (vibration action), and at this time, since the elastic force of the second connection part 250 is applied, the vibration effect may be increased (for example, an increase in amplitude and a vibration time). Growth).
  • the first connector 240 and the second connector 250 may be formed of a member having elastic force such as an elastic wire or a coil spring, and the first connector 240 and the second connector 250 may be formed of the same material or different materials. It is also possible to form. 3, the first connection part 240 and the second connection part 250 are described as a coil spring.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an operation of the piezoelectric generator 200 of FIG. 3.
  • FIG. 4 shows that the portable terminal case 210 of FIG. 3 is not illustrated.
  • the piezoelectric member 230 is connected and disposed in the vertical direction of the slide bar 222, and one end of the first connection part 240 is connected to the upper surface of the piezoelectric member 230, and the second connection part is connected to the lower surface of the slide bar 222.
  • One end of 250 is connected.
  • the other end of the first connector 240 may be connected to the internal component C1 of the portable terminal, and the other end of the second connector 250 may be fixed to a lower surface of the portable terminal case.
  • the piezoelectric member 130 connected to the slide bar 222 vibrates in an up and down direction where an end portion not connected to the slide bar 222 is moved. Done.
  • the piezoelectric member 230 receives an external force corresponding to the weight of the internal component C1 of the portable terminal, and the elastic force of the first connector 240 and the second connector 250 is applied to increase the vibration effect. It can generate electricity of magnitude.
  • the generated electricity may be transferred to a power supply unit (not shown) through an electrode 260 and a lead wire (not shown) formed in the piezoelectric member 230.
  • the first connector 240 may be connected to the mobile terminal case 210 instead of the internal component C1 of the mobile terminal.
  • the external force acting on the piezoelectric body 230 becomes the weight of the portable terminal itself, not the weight of the built-in component C1 of the portable terminal.
  • the piezoelectric generator 200 constantly moves the slide unit 220 to charge the mobile terminal by vibrating the piezoelectric member 230 connected to the slide unit 220 and positioned in the battery mounting unit 211. You can.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a piezoelectric generator 300 for power supply (hereinafter, referred to as a piezoelectric generator) of a portable terminal according to a third embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric generator 300 includes a portable terminal case 310 in which a battery mounting unit 311 is formed on one surface and includes components of the portable terminal; A slide unit 320 formed to be slidable in at least one side of the portable terminal case 310 and connected to at least some of the components of the portable terminal; And a piezoelectric member 330 having one end or both ends fixed to the battery mounting unit 311 and disposed in the lateral direction.
  • the piezoelectric generator 300 may further include a first connection part 340 connecting the piezoelectric material 330 to at least some of the upper surface of the battery mounting part 311 or the internal parts C2 of the portable terminal. It is also possible to further include a second connection portion 350 connecting the 330 and the lower surface of the battery mounting portion 311. In relation to FIG. 5, one end of the piezoelectric body 330 is fixed to the battery mounting part 311, and the first connection part 340 and the second connection part 350 are both formed at the other end of the piezoelectric body 330.
  • the third embodiment of the present invention differs from the above-described embodiment in the piezoelectric generator 300, unlike the above-described embodiment, the slide unit 320 is not connected to the piezoelectric body 330, among the components of the mobile terminal. At least in part. For convenience of description, at least some of the components of the portable terminal will be referred to as "internal components C2".
  • the slide unit 320 is formed on at least one side of the edge of the mobile terminal case 310.
  • FIG. 5 illustrates a case in which the slide part 320 is formed on the upper right side of the edge of the mobile terminal case 310, but is not limited thereto.
  • the slide unit 320 forms a slide groove 321 of a predetermined size of the edge of the mobile terminal case 310, and fits the slide bar 322 in the longitudinal direction to the slide groove 321, the slide groove It may be configured to be movable in the vertical direction along the 321. On the other hand, in some cases, it is also possible to be installed so that only the slide bar 322 can be moved without the slide groove 321.
  • the slide unit 320 since the slide unit 320 is connected to the internal component C2, the slide unit 320 may be disposed on the upper side of the edge of the mobile terminal case 310, and the size of the internal component C2 is generally small.
  • the size of the slide bar 322 may be formed to correspond to the size.
  • the shape and size of the slide groove 321 and the slide bar 322 is not limited, and it is sufficient that the slide groove 321 and the slide bar 322 are formed to be slidable on one side of the edge of the mobile terminal case 310.
  • At least one side of the piezoelectric member 330 may be fixed to the battery mounting unit 311 and disposed in the lateral direction. That is, both sides of the piezoelectric body 330 may be fixed, and only one side may be fixed and disposed. However, FIG. 5 shows that the left side of the piezoelectric body 330 is fixed to the battery mounting part 311 and the other side is arranged to vibrate.
  • the remaining components are the same as or similar to the above-described embodiments.
  • the built-in component (C2) connected to the slide bar 322 is vibrated in the vertical direction.
  • the piezoelectric body 330 may vibrate, thereby generating electricity of a predetermined size.
  • the generated electricity may be transmitted to a power supply unit (not shown) through an electrode 360 and a lead wire (not shown) formed in the piezoelectric body 330.
  • the second connector 350 may serve to assist the vibration of the piezoelectric body 330 as in the above-described second embodiment.
  • At least a part of the slide portion described in the above-described embodiments of the present invention may be formed with an accessory connecting portion.
  • FIG. 6 is a view illustrating an accessory connection part 123 in the piezoelectric generator shown in FIG. 2.
  • the accessory connection part 123 may be formed on at least a part of the slide part 120.
  • the accessory connection part 123 corresponds to a part to which the user connects the accessory 10.
  • the accessory 10 here means all kinds of accessories 10 attached to a mobile terminal, such as a strap, a key ring, a mobile terminal cleaner, and a mobile transportation card. 6 shows that the accessory 10 is a strap.
  • the accessory connection part 123 may be formed in various shapes such as an annular shape or a clip type for attachment of the accessory 10, and is not limited to a specific shape as long as the accessory 10 may be attached thereto.
  • the user may attach the accessory 10, such as a strap or a key ring, to the accessory connection part 123.
  • the accessory 10 When the accessory 10 is moved in life, the slide unit 120 naturally moves, so that the piezoelectric body 130 connected to the slide unit 120 may vibrate.
  • the strap moves according to the movement of the user, and the slide moves according to the movement of the strap.
  • the unit 120 may move to cause vibration of the piezoelectric body 130.
  • the slide unit is formed in the portable terminal case, and at least some of the piezoelectric elements or the components of the mobile terminal vibrate as the slide unit moves to supply power to the mobile terminal through a relatively simple structure. It can be useful in case of emergency.
  • the weight of the portable terminal itself or at least some of the components of the portable terminal for the vibration of the piezoelectric material can be applied to the portable terminal without increasing the weight and volume of the portable terminal.

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Abstract

휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기는 일면에 배터리 장착부가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스; 휴대 단말기 케이스 테두리의 양측면에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 형성되는 슬라이드부; 및 슬라이드부와 일단 또는 양단이 연결되어 배터리 장착부에 횡방향으로 배치되는 것으로, 슬라이드부의 슬라이딩 이동에 따라 진동하는 압전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기
본 발명은 압전 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대 전화, MP3 플레이어, 디지털 카메라 등의 휴대 단말기에 상시적으로 전력을 공급하는 압전 발전기에 관한 것이다.
휴대 전화(특히, 스마트폰), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 태블릿 PC 등과 같은 휴대 단말기는 이제는 실생활과 떨어질래야 떨어질 수 없는 시대가 되었다. 특히, 최근 스마트폰 및 태블릿 PC의 경우에는 적극적인 사용 비중이 전세계적으로 매우 높은 수준에 있으므로, 이러한 휴대 단말기의 상시적인 전력충전장치에 대한 수요 역시 급증하고 있는 추세다.
일반적으로 사용자들은 취침 시간에 휴대 단말기를 충전하고 있지만, 최근 휴대 단말기는 라이프 스타일 전반에 광범위하게 사용될 뿐만 아니라 예전과는 다르게 매우 다양한 기능(특히, 인터넷 접속)을 가지고 있어 배터리 소모량은 이전과 비교할 수 없을 만큼 증대되었다. 따라서, 휴대 단말기의 유사시 배터리 방전은 언제든지 일어날 수 있으며, 이러한 상황은 실생활에 깊이 휴대 단말기들을 이용하고 있는 사용자들에게 큰 곤란을 줄 수 있다. 따라서, 휴대 단말기에 대한 상시적인 전력공급 장치의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
이와 같은, 휴대 단말기의 전력공급을 위하여 압전 발전기는 하나의 대안으로 작용할 수 있다. 압전 발전기란 외부에서 기계적 에너지(바람, 기기 진동 등)가 가해졌을 때, 물질 내부에 분극(전기적 에너지)이 유도되는 압전 현상을 일으키는 압전체를 이용한 발전기를 의미한다.
현재 대부분의 압전발전기는 켄틸레버(cantilever), 바이모프(내지 유니모프) 방식의 구조를 이용하여 진동에너지를 압전체의 일단에 전달하고, 이를 통하여 상기 압전체의 변형(구부러짐, 휨)을 일으켜 발전되도록 설계되는 것이 일반적이다. 이 때, 진동에너지를 압전체에 전달하는 방법으로 가장 효과적이고 필수적으로 요구되고 있는 것은 압전체의 일단에 적당한 무게의 질량체(보통 '메스'라고 한다)를 결합시키는 것이다.
그러나, 상술한 구조의 압전발전기를 휴대 단말기에 적용하는 것은 현재 휴대 단말기의 소비자 트렌드와 부합하지 않는 문제가 있었다. 왜냐하면, 상기 압전발전기에 포함되는 질량체가 휴대 단말기의 무게 및 부피를 증대시키는 요인으로 작용하기 때문이다.
현재 휴대 단말기에 대한 소비자 트렌드는 보다 작고, 보다 가볍고, 보다 얇은 기기에 맞추어져 있다. 휴대 단말기의 무게 및 부피를 증대시키지 않으면서도 상시적으로 전력 공급을 할 수 있는 압전발전기에 대한 연구가 진행되고 있는 이유다.
본 발명의 실시예들에서는 부피 또는 무게를 증대시키지 않고 휴대 단말기에 일체형으로 구성되어 전력공급용으로 사용되는 압전 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 배터리 장착부가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스; 상기 휴대 단말기 케이스 테두리의 양측면에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 형성되는 슬라이드부; 및 상기 슬라이드부와 일단 또는 양단이 연결되어 배터리 장착부에 횡방향으로 배치되는 것으로, 상기 슬라이드부의 슬라이딩 이동에 따라 진동하는 압전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 일면에 배터리 장착부가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스; 상기 휴대 단말기 케이스의 적어도 일측면에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 형성되고, 상기 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부와 연결되는 슬라이드부; 및 상기 배터리 장착부에 횡방향으로 배치되는 압전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기가 제공될 수 있다.
한편, 상기 배터리 장착부의 상부면 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부와 상기 압전체를 연결하는 것으로, 상기 휴대 단말기의 무게 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들의 무게를 상기 압전체에 전달하는 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전체와 상기 배터리 장착부의 하부면을 연결하는 제2 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 때, 상기 제1 연결부 및 제2 연결부는 탄성판, 탄성 와이어 또는 코일 스프링인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 압전체의 적어도 일면에 형성되는 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 슬라이드부는 상기 휴대 단말기 케이스의 외면으로 소정 크기로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드부의 적어도 일부에는 사용자가 스트랩(strap) 또는 열쇠고리와 같은 액세서리를 연결시킬 수 있는 액세서리 연결부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 휴대 단말기 케이스에 슬라이드부를 형성하고, 상기 슬라이드부의 이동에 따라 압전체 또는 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부가 진동함으로써 비교적 간단한 구조를 통하여 휴대 단말기에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 압전체의 진동을 위하여 휴대 단말기 자체의 무게 또는 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부를 이용함으로써 휴대 단말기의 무게 및 부피를 증대시키지 않고서도 휴대 단말기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 슬라이드부의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 압전발전기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 압전 발전기에서 액세서리 연결부를 추가적으로 도시한 도면이다.
(부호의 설명)
100,200,300: 압전 발전기
110,210,310: 휴대 단말기 케이스
111,211,311: 배터리 장착부
120,220,320: 슬라이드부
121,221,321: 슬라이드홈
122,222,322: 슬라이드바
130,230,330: 압전체
140,240,340: 제1 연결부
150,250,350: 제2 연결부
160,260,360: 전극
C1, C2: 내장 부품
123: 액세서리 연결부
10: 액세서리
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
(1) 제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기(100, 이하에서는 압전 발전기라고 칭하기로 한다)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 슬라이드부(120)의 다른 예시를 도시한 도면이다.
본 명세서에서 '휴대 단말기'는 휴대 전화, 스마트폰, 플레이어, 디지털 카메라, 태블릿 PC 등의 모바일 기기들을 의미하며, 상기 열거된 것들에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 압전 발전기(100)는 휴대 단말기에 형성되는 것으로, 휴대 단말기 케이스(110), 슬라이드부(120) 및 압전체(130)를 포함한다.
휴대 단말기 케이스(110)는 통상의 스마트폰 등과 같은 휴대 단말기의 하우징(housing)에 해당되며, 특정 종류로 한정되지 않는다. 휴대 단말기 케이스(110)의 일면에는 배터리 장착부(111)가 형성되어 있다(통상적으로 배터리 장착부는 휴대 단말기 케이스의 후면에 형성된다).
배터리 장착부(111)는 배터리가 장착되는 곳으로, 휴대 단말기 케이스(110) 후면에 일정 공간으로 배터리가 수용될 수 있는 크기의 공간을 만듦으로써 형성될 수 있다. 배터리 장착부(111)의 모양, 크기 등은 한정되지 않는다.
휴대 단말기 케이스(110)의 내부에는 휴대 단말기의 구동을 위한 각종 부품들이 내장될 수 있다. 본 명세서에서는 휴대 단말기 케이스(110)에 내장되는 휴대 단말기 부품들을 휴대 단말기의 "내장 부품들"로 통칭하기로 한다. 상기 내장 부품들은 휴대 단말기 케이스(110) 내부에 위치되므로, 외부에서는 보이지 않는다.
슬라이드부(120)는 휴대 단말기 케이스(110) 테두리의 양측면에 형성된다. 따라서 사용자가 슬라이드부(120)를 한손에 잡고(예를 들면, 엄지손가락으로 일측 슬라이드부를 잡고, 나머지 손가락으로 타측 슬라이드부를 잡을 수 있음) 상하로 흔들게 되면 휴대 단말기 케이스(110)가 상하로 움직일 수 있다. 한편, 도 1에서는 휴대 단말기 케이스(110)의 테두리 우측면에 슬라이드부(120)가 도시되어 있으나, 휴대 단말기 케이스(110)의 테두리 좌측면에도 동일한 슬라이드부(120)가 형성되어 있음을 밝혀둔다.
예를 들면, 슬라이드부(120)는 휴대 단말기 케이스(110) 테두리에 소정 크기의 슬라이드홈(121)을 형성하고, 슬라이드홈(121)에 길이 방향의 슬라이드바(122)를 끼움 체결하여 슬라이드홈(121)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 함으로써 구성될 수 있다. 한편, 경우에 따라 슬라이드홈(121)이 없이 슬라이드바(122)만 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되는 것도 가능하다.
슬라이드홈(121) 및 슬라이드바(122)의 모양 및 크기는 한정되지 않으며, 휴대 단말기 케이스(110)의 테두리 양측면에 슬라이딩 가능한 형태로 형성되면 충분하다.
한편, 슬라이드부(120)는 외면이 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 슬라이드부(120)의 슬라이드바(122)를 볼록한 형태로 형성함으로써 슬라이드부(120)가 휴대 단말기 케이스(110)의 외면으로 소정 크기로 돌출되도록 형성할 수 있다. 이 경우에는 사용자의 일상 생활 도중에 슬라이드부(120)가 외력에 의해 이동될 수 있으므로(슬라이드부가 돌출되어 있어 외부 충격에 슬라이드부가 이동할 가능성이 커짐), 사용자가 의식적으로 슬라이드부(120)를 움직이지 않아도 소정 크기의 발전이 상시적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
도 2를 참조하면, 슬라이드부(120)는 휴대 단말기 케이스(110) 테두리의 양측면 및 하부면에 일체형으로 형성될 수 있다. 구체적으로 휴대 단말기 케이스(110)의 테두리의 양측면에 길이 방향으로 슬라이드홈(121)이 형성되고, 슬라이드바(122)는 휴대 단말기 케이스(110) 테두리의 우측면, 하부면 및 좌측면을 따라 "∪"자 형태로 형성되어 슬라이드홈(121)에 슬라이딩 이동 가능하도록 끼움 체결될 수 있다.
이 경우에는, 사용자가 휴대 단말기 케이스(110)의 양측면에 형성된 슬라이드부(120)의 슬라이드바(122)를 손가락 등으로 잡은 후에 위 아래로 흔들게 되면, 슬라이드바(122)의 하부가 휴대 단말기 케이스(110)의 하부면과 소정 간격을 두고 이격 또는 근접하게 되고, 이에 따라 슬라이드바(122)와 연결된 압전체(130)의 상하 진동이 일어날 수 있다.
압전체(130)는 슬라이드부(120)와 연결되어 배터리 장착부(111)에 횡방향으로 배치된다. 압전체(130)는 압전현상을 일으키는 재료라면 특정 종류의 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면 PZT(Pb(Ti,Zr)O3), Ba2TiO4, BaTiO3 등이 사용될 수 있다.
압전체(130)는 박판 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 압전체(130)가 박판 형태로 형성되는 경우에는 작은 힘에도 쉽게 진동할 수 있다는 장점이 있다. 압전체(130)의 적어도 일면에는 탄성체(미도시)가 접착되어 있을 수 있다. 상기 탄성체는 외력에 의해 변형되었다가 외력이 제거되면 복원되는 특성이 있으므로 압전체(130)의 진동 운동을 도울 수 있다.
압전체(130)는 일단 또는 양단이 슬라이드부(120)와 연결됨으로써 횡방향으로 배치될 수 있다. 이 때, 압전체(130)의 일단이 슬라이드부(120)와 연결되어 있는 경우에는 압전체(130)의 타단이 배터리 장착부(111)의 측부에 고정되어 있을 수 있다. 즉, 압전체(130)는 슬라이드부(120) 또는 배터리 장착부(111)에 양단이 고정된 형태를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 도 1 및 도 2에서는 압전체(130)의 양단이 슬라이드부(120)와 연결되어 있는 형태를 도시하였으나, 압전체(130)의 일단이 슬라이드부(120)와 연결되고 타단이 배터리 장착부(111)의 측부에 고정될 수 있음을 밝혀둔다.
압전체(130)는 슬라이드부(120)와 연결되어 있으므로 슬라이드부(120)의 슬라이딩 이동에 따라 함께 움직여 진동하게 된다. 구체적으로는 슬라이드부(120)가 상하로 슬라이딩 이동하면, 슬라이드부(120)와 일단 또는 양단이 연결되어 있는 압전체(130)가 상하 방향으로 진동할 수 있다.
압전체(130)는 배터리 장착부(111)의 상부면 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부와 압전체(130)의 상부면을 연결하는 제1 연결부(140)를 더 포함할 수 있다. 제1 연결부(140)는 필요에 따라 형성될 수 있으며, 예를 들면 도 1 및 도 2에서와 같이 압전체(130)의 양단이 슬라이드부(120)와 연결되어 있는 형태에서는 제1 연결부(140)가 형성되어야 한다. 반면, 압전체(130)의 일단이 슬라이드부(120)와 연결되고 타단이 배터리 장착부(111)의 측부에 고정되는 경우에는 제1 연결부(140)를 형성할 필요가 없다. 왜냐하면 이 경우에 제1 연결부(140)는 오히려 압전체(130)의 진동을 방해할 수 있기 때문이다.
제1 연결부(140)는 외력으로 작용하는 휴대 단말기의 전체 중량 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부의 중량을 압전체(130)에 전달할 수 있다. 제1 연결부(140)는 도 1,2에 도시된 것과 같이, 봉형으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 연결부(140)는 외력을 압전체(130)에 전달 가능한 형태면 되고, 특정 형태로 한정되지 않는다.
제1 연결부(140)가 압전체(130)의 상부면과 배터리 장착부(111)의 상부면을 연결하는 경우에는, 슬라이드부(120) 이동에 따라 압전체(130)가 진동할 때에 휴대 단말기의 전체 중량이 압전체(130)에 외력으로 작용할 수 있다. 이 때, 제1 연결부(140)는 상기 외력을 압전체(130)에 전달하여 압전체(130)를 진동시킬 수 있다.
제1 연결부(140)가 압전체(130)의 상부면과 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부를 연결하는 경우에는, 압전체(130)가 진동할 때에 상기 휴대 단말기의 내장 부품들의 중량이 압전체(130)에 외력으로 작용할 수 있다. 이때, 제1 연결부(140)는 상기 외력을 압전체(130)에 전달할 수 있다.
압전 발전기(100)는 압전체(130)의 적어도 일면에 형성되는 전극(160)을 더 포함할 수 있다. 전극(160)은 별도의 리드선(미도시)과 연결되어 휴대 단말기의 전원부(미도시) 등에 압전체(130)의 진동으로 인해 발생한 전기를 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 발생된 전기는 정류장치(미도시)를 거쳐 동일한 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 바뀌게 되고, 이를 직류전원으로 사용하기 위하여 캐패시터(미도시)등을 연결시켜 평활시키고 정전압회로(미도시)를 통해 정전압원으로 변환시켜 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.
(2) 제2 실시예
이하, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 전술한 제1 실시예와 차이 나는 부분을 중심으로 설명하고, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기(200, 이하에서는 압전 발전기라고 칭하기로 한다)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 압전 발전기(200)는 휴대 단말기 케이스(210), 슬라이드부(220) 및 압전체(230)를 포함한다. 이 때, 휴대 단말기 케이스(210) 및 슬라이드부(220)는 전술한 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
압전체(230)는 슬라이드부(220)와 연결되어 배터리 장착부(211)에 횡방향으로 배치된다. 전술한 제1 실시예와 다른 점은 압전체(230)가 배터리 장착부(211)에 배치될 때에, 압전체(230)의 일단이 슬라이드부(220)와 연결되어 고정되고 타단은 슬라이드부(220)와 연결되지 않는다는 점이다. 이와 관련하여 도 3에서는 압전체(230)의 오른쪽 단부가 슬라이드부(220)와 연결되어 고정되고, 압전체(230)의 왼쪽 단부는 슬라이드부(220)와 연결되지 않은 형태를 도시하였다.
따라서 슬라이드부(220)가 상하로 슬라이딩 이동하면, 슬라이드부(220)와 일단이 연결되어 있는 압전체(230)의 타단이 휴대 단말기의 전체 중량 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부의 중량을 외력으로 하여 상하로 굽힘 진동할 수 있다.
압전 발전기(200)는 제1 연결부(240)를 더 포함할 수 있다. 제1 연결부(240)는 압전체(230)의 상부면과, 배터리 장착부(211)의 상부면 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부와 연결되어 형성된다.
제1 연결부(240)는 휴대 단말기의 전체 중량 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부의 중량을 외력으로 하여, 탄성력을 압전체(230)에 전달할 수 있다.
예를 들면, 제1 연결부(240)가 압전체(230)의 상부면과 배터리 장착부(211)의 상부면을 연결하는 경우에는, 슬라이드부(220) 이동에 따라 압전체(230)가 진동할 때에 휴대 단말기의 전체 중량이 압전체(230)에 외력으로 작용할 수 있다. 이 때, 제1 탄성부(240)는 상기 외력에 따른 탄성력을 압전체(230)에 전달할 수 있다.
제1 탄성부(240)가 압전체(230)의 상부면과 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부를 연결하는 경우에는, 압전체(230)가 진동할 때에 상기 휴대 단말기의 내장 부품들의 중량이 압전체(230)에 외력으로 작용할 수 있다. 이때, 제1 탄성부(240)는 상기 외력에 따른 탄성력을 압전체(230)에 전달할 수 있다.
압전 발전기(200)는 제2 연결부(250)를 더 포함할 수 있다. 제2 연결부(250)는 압전체(230)와 배터리 장착부(211)의 하부면을 연결함으로써 형성될 수 있다.
제2 연결부(250)는 압전체(230)의 진동 작용을 보조하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 압전체(230)의 상하부면에 각각 제1 연결부(240) 및 제2 연결부(250)가 체결되어 있는 경우에는, 압전체(230)의 타단이 아랫방향으로 내려갈 때에 제2 연결부(250)는 압축되고 제1 연결부(240)는 인장된다. 이후, 압전체(230)는 다시 윗 방향으로 올라가게 되는데(진동 작용), 이때 제2 연결부(250)의 탄성력을 인가받게 되므로 진동 효과가 증대될 수 있다(예를 들면, 진폭의 증대 및 진동시간 증대).
제1 연결부(240) 및 제2 연결부(250)는 탄성 와이어 또는 코일 스프링과 같은 탄성력을 갖는 부재로 형성될 수 있으며, 제1 연결부(240) 및 제2 연결부(250)는 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성되는 것도 가능하다. 관련하여, 도 3에서는 제1 연결부(240) 및 제2 연결부(250)가 코일 스프링인 경우를 중심으로 설명하였음을 밝혀둔다.
도 4는 도 3의 압전발전기(200)의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해서 도 4에서는 도 3의 휴대 단말기 케이스(210)를 도시하지 않았음을 밝혀둔다.
도 4를 참조하면, 슬라이드바(222)의 수직 방향으로 압전체(230)가 연결되어 배치되고, 압전체(230)의 상부면에는 제1 연결부(240)의 일단이 연결되고 하부면에는 제2 연결부(250)의 일단이 연결된다. 제1 연결부(240)의 타단은 휴대 단말기의 내장 부품(C1)과 연결되고, 제2 연결부(250)의 타단은 휴대 단말기 케이스 등의 하부면에 고정될 수 있다.
사용자가 휴대 단말기에 전력을 공급하기 위하여, 슬라이드바(222)를 상하로 수차례 이동시키면 슬라이드바(222)에 연결된 압전체(130)는 슬라이드바(222)에 연결되지 않은 단부가 상하 방향으로 진동하게 된다. 이 때, 압전체(230)는 휴대 단말기의 내장 부품(C1)의 중량에 해당하는 외력을 받게 되고, 제1 연결부(240) 및 제2 연결부(250)의 탄성력이 인가되어 진동 효과가 증대됨으로써 소정 크기의 전기를 발생시킬 수 있다. 발생된 전기는 압전체(230)에 형성된 전극(260) 및 리드선(미도시)을 통해 전원부(미도시)등에 전달될 수 있다.
물론 도 4에 도시되지는 않았으나, 제1 연결부(240)가 휴대 단말기의 내장 부품(C1)이 아니라 휴대 단말기 케이스(210)에 연결될 수 있다. 이 경우에는 압전체(230)에 작용하는 외력이 휴대 단말기의 내장 부품(C1)의 중량이 아닌 휴대 단말기 자체의 중량이 된다.
상술한 바와 같이, 압전 발전기(200)는 슬라이드부(220)를 상하로 움직여 슬라이드부(220)와 연결되어 배터리 장착부(211)에 위치된 압전체(230)를 진동시킴으로써 상시적으로 휴대 단말기를 충전시킬 수 있다.
(3) 제3 실시예
이하, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예와 차이 나는 부분을 중심으로 설명하고 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기(300, 이하에서는 압전 발전기라고 칭하기로 한다)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 압전 발전기(300)는 일면에 배터리 장착부(311)가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스(310); 휴대 단말기 케이스(310)의 적어도 일측면에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 형성되고, 상기 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부와 연결되는 슬라이드부(320); 및 배터리 장착부(311)에 일단 또는 양단이 고정되어 횡방향으로 배치되는 압전체(330)를 포함한다.
압전 발전기(300)는 배터리 장착부(311)의 상부면 또는 휴대 단말기의 내장 부품들(C2)들 중 적어도 일부와 압전체(330)를 연결하는 제1 연결부(340)를 더 포함할 수 있으며, 압전체(330)와 배터리 장착부(311)의 하부면을 연결하는 제2 연결부(350)를 더 포함하는 것도 가능하다. 관련하여 도 5에서는 압전체(330)가 배터리 장착부(311)에 일단이 고정되고, 압전체(330)의 타단에는 제1 연결부(340) 및 제2 연결부(350)가 모두 형성된 경우를 도시하였다.
본 발명의 제3 실시예가 전술한 실시예와 차이 나는 부분은 압전 발전기(300)에서 슬라이드부(320)가 전술한 실시예와는 달리 압전체(330)와 연결되는 것이 아니라 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부와 연결된다는 점이다. 설명의 편의상 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부를 "내장 부품(C2)"으로 칭하기로 한다.
슬라이드부(320)는 휴대 단말기 케이스(310) 테두리의 적어도 일측면에 형성된다. 이와 관련하여, 도 5에서는 휴대 단말기 케이스(310)의 테두리 우측면 상부에 슬라이드부(320)가 형성된 경우를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 슬라이드부(320)는 휴대 단말기 케이스(310) 테두리의 소정 크기의 슬라이드홈(321)을 형성하고, 슬라이드홈(321)에 길이 방향의 슬라이드바(322)를 끼움 체결하여 슬라이드홈(321)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 한편, 경우에 따라 슬라이드홈(321)이 없이 슬라이드바(322)만 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되는 것도 가능하다.
전술한 실시예와는 달리 슬라이드부(320)는 내장 부품(C2)과 연결되는 것이므로, 휴대 단말기 케이스(310)의 테두리 측면 상부에 배치될 수 있으며 내장 부품(C2)의 크기가 일반적으로 작으므로 상기 크기에 대응하도록 슬라이드바(322)의 크기를 형성할 수 있다.
슬라이드홈(321) 및 슬라이드바(322)의 모양 및 크기는 한정되지 않으며, 휴대 단말기 케이스(310)의 테두리 일측면에서 슬라이딩 가능한 형태로 형성되면 충분하다.
압전체(330)는 배터리 장착부(311)에 적어도 일측이 고정되어 횡방향으로 배치될 수 있다. 즉, 압전체(330)의 양측이 고정될 수 있으며, 일측만 고정되어 배치되는 것도 가능하다. 다만, 도 5에서는 압전체(330)의 좌측이 배터리 장착부(311)에 고정되고 타측이 진동하도록 배치된 경우를 도시하였음을 밝혀둔다.
상술한 슬라이드부(320)를 제외한 나머지 구성들은 전술한 실시예들과 동일 또는 유사하다. 본 실시예에 있어서 사용자가 휴대 단말기에 응급 전력을 공급하기 위하여 슬라이드바(322)를 상하로 수차례 이동시키면, 슬라이드바(322)에 연결된 내장 부품(C2)은 상하 방향으로 진동하게 된다.
이 때, 내장 부품(C2)의 진동에 따른 외력이 제1 연결부(340)를 통하여 압전체(330)에 인가되므로 압전체(330)가 진동 할 수 있으며 이에 따라 소정 크기의 전기를 발생시킬 수 있다. 발생된 전기는 압전체(330)에 형성된 전극(360) 및 리드선(미도시)을 통해 전원부(미도시)등에 전달될 수 있다. 한편, 제2 연결부(350)는 전술한 제2 실시예와 마찬가지로 압전체(330)의 진동 작용을 보조하는 역할을 수행할 수 있다.
(4) 액세서리 연결부
전술한 본 발명의 실시예들(제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예)에서 설명된 슬라이드부의 적어도 일부에는 액세서리 연결부가 형성될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 압전 발전기에서 액세서리 연결부(123)를 추가적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 액세서리 연결부(123)는 슬라이드부(120)의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 액세서리 연결부(123)는 사용자가 액세서리(10)를 연결시키는 부분에 해당한다. 여기에서 액세서리(10)는 스트랩(strap), 열쇠고리, 휴대 단말기 클리너, 모바일 교통카드 등 통상적으로 휴대 단말기에 부착 되는 모든 종류의 액세서리(10)를 의미한다. 관련하여 도 6에서는 액세서리(10)가 스트랩(strap)인 경우를 도시하였음을 밝혀둔다.
액세서리 연결부(123)는 액세서리(10)의 부착을 위해 고리형, 클립형 등 다양한 형태로 형성 가능하며, 액세서리(10)를 부착할 수 있는 형태라면 특정 형태로 한정되는 것은 아니다.
액세서리 연결부(123)가 슬라이드부(120)의 적어도 일부에 형성되어 있는 경우에는 사용자가 액세서리 연결부(123)에 스트랩, 열쇠고리 등과 같은 액세서리(10)를 부착시켜 다닐 수 있는데, 이 때 사용자가 일상 생활에서 액세서리(10)를 움직일 때에 자연스럽게 슬라이드부(120)가 이동함으로써 슬라이드부(120)에 연결된 압전체(130)가 진동할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 스트랩을 액세서리 연결부(123)에 연결하고 상기 스트랩의 타단을 허리띠나 가방 속 특정 부위에 걸어둘 경우에는, 사용자의 움직임에 따라 상기 스트랩이 움직이게 되고, 상기 스트랩 움직임에 따라 슬라이드부(120)가 이동하여 압전체(130)의 진동을 일으킬 수 있다.
따라서 사용자가 일부러 슬라이드부(120)를 움직여 발전시키지 않더라도, 일상 생활에서의 움직임으로도 상시적으로 발전이 가능하다는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에서는 휴대 단말기 케이스에 슬라이드부를 형성하고, 상기 슬라이드부의 이동에 따라 압전체 또는 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부가 진동함으로써 비교적 간단한 구조를 통하여 휴대 단말기에 전력을 공급할 수 있어, 유사시에 유용하게 활용할 수 있다는 장점을 갖는다.
또한, 압전체의 진동을 위하여 휴대 단말기 자체의 무게 또는 휴대 단말기의 부품들 중 적어도 일부를 이용함으로써 휴대 단말기의 무게 및 부피를 증대시키지 않고서도 휴대 단말기에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 일면에 배터리 장착부가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스;
    상기 휴대 단말기 케이스 테두리의 양측면에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 형성되는 슬라이드부; 및
    상기 슬라이드부와 일단 또는 양단이 연결되어 배터리 장착부에 횡방향으로 배치되는 것으로, 상기 슬라이드부의 슬라이딩 이동에 따라 진동하는 압전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  2. 일면에 배터리 장착부가 형성되고 휴대 단말기의 부품들을 내장하는 휴대 단말기 케이스;
    상기 휴대 단말기 케이스의 적어도 일측면에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 형성되고, 상기 휴대 단말기의 부품들 중 일부와 연결되는 슬라이드부; 및
    상기 배터리 장착부에 횡방향으로 배치되는 압전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 배터리 장착부의 상부면 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들 중 적어도 일부와 상기 압전체를 연결하는 것으로, 상기 휴대 단말기의 무게 또는 상기 휴대 단말기의 내장 부품들의 무게를 상기 압전체에 전달하는 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압전체와 상기 배터리 장착부의 하부면을 연결하는 제2 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 연결부 및 제2 연결부는 탄성판, 탄성 와이어 또는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 압전체의 적어도 일면에 형성되는 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 슬라이드부는 상기 휴대 단말기 케이스의 외면으로 소정 크기로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 슬라이드부의 적어도 일부에는 사용자가 스트랩(strap) 또는 열쇠고리와 같은 액세서리를 연결시킬 수 있는 액세서리 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 전력공급용 압전 발전기.
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