KR100930458B1 - Portable Generator Using Piezofilm - Google Patents

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KR100930458B1
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정승모
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 외력 인가 시 진동되며 진동 시 전기를 발생시키는 압전필름과, 일단은 상기 압전필름에 연결되고 타단은 상기 압전필름의 진동에 관계없이 위치가 고정되도록 구성되어 상기 압전필름의 진동 방향으로 탄성력을 인가하는 코일스프링과, 상기 압전필름의 진동이 증폭되도록 상기 압전필름에 결합되는 질량체를 포함하여 구성된다.The portable generator according to the present invention includes a piezoelectric film which vibrates when an external force is applied and generates electricity when vibrating, and one end is connected to the piezoelectric film and the other end is fixed so that the position is fixed regardless of the vibration of the piezoelectric film. It comprises a coil spring for applying an elastic force in the vibration direction of the, and a mass body coupled to the piezoelectric film so that the vibration of the piezoelectric film is amplified.

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 별도의 전력이나 동력을 사용하지 아니하더라도 전기를 발생시킬 수 있고, 압전필름이 공진됨으로써 발전효율이 현저히 증가되며, 큰 충격 또는 외력이 인가되거나 진동기간이 누적되더라도 압전체가 파손되지 아니한다는 장점이 있다.The portable generator according to the present invention can generate electricity even when no separate power or power is used, and the piezoelectric film is resonated to significantly increase power generation efficiency, even when a large shock or external force is applied or a vibration period is accumulated. Has the advantage that it is not broken.

압전필름, 진동, 발전, 코일스프링, 질량체 Piezoelectric Film, Vibration, Power Generation, Coil Spring, Mass

Description

압전필름을 이용한 휴대용 발전기{Portable generator using piezoelectric film}Portable generator using piezoelectric film

본 발명은 압전 현상을 이용한 휴대용 발전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 필름구조의 압전체를 사용함으로써 파손의 우려가 감소되고 외력에 의한 진동시간 증대를 통해 발전효율이 증대되도록 구성되는 휴대용 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a portable generator using a piezoelectric phenomenon, and more particularly, to a portable generator configured to reduce the risk of damage by using a piezoelectric member of the film structure and to increase the power generation efficiency by increasing the vibration time by an external force. .

정보통신 기술의 발달에 따라 이동통신기기 또는 휴대용 단말기 등이 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 기기들은 대부분 건전지나 충전지로부터 전원을 공급받도록 구성되어 있다. 이때, 전원 공급수단으로 충전지를 사용하는 경우에는 충전지를 충전하기 위한 전력이 요구되는데, 전력선이 가까이 있다면 충전지를 충전하는데 어려움이 없으나, 산속이나 오지와 같은 장소에서는 충전지를 충전할 수 없다는 문제점이 있다.BACKGROUND ART With the development of information and communication technology, mobile communication devices or portable terminals are widely used. Such devices are configured to receive power from batteries or rechargeable batteries. At this time, when using the rechargeable battery as a power supply means is required to charge the rechargeable battery, if the power line is close to the charging is not difficult, but there is a problem that can not charge the rechargeable battery in places such as mountains or remote areas. .

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 별도의 전력선 없이도 충전지를 충전할 수 있는 발전기가 다양한 구조로 제안되고 있다. 별도의 전력을 사용하지 아니하고 전기를 발생시키는 대표적인 방법으로는 압전체를 이용하는 방법과 자석 및 코일을 이용하는 방법이 있는데, 자석 및 코일을 이용하는 방법은 자석 또는 코일을 회전시키는데 많은 힘이 요구되는바, 최근 들어서는 압전체를 이용하여 전기를 발생시키는 발전기 개발이 점차 활성화되고 있는 실정이다.In order to solve this problem, a generator capable of charging a rechargeable battery without a separate power line has been proposed in various structures. Representative methods for generating electricity without using a separate electric power include a method using a piezoelectric body and a method using a magnet and a coil. The method using a magnet and a coil requires much force to rotate a magnet or a coil. For example, development of a generator that generates electricity by using a piezoelectric material is gradually being activated.

일반적으로 압전체는 외부에서 특정 방향으로 힘을 가하면 내부에서 발생하는 응력에 대응하여 한쪽 전극에는 정(+)전하, 다른 전극에는 부(-)전하가 유기되어 양 전극 간에 전압이 발생되며, 이러한 현상을 압전 정효과라 한다. 이와 반대로, 압전체에 외부로부터 전압을 걸어주면 압전체는 기계적 왜곡현상을 일으키게 되는데, 이러한 현상을 압전 역효과라 한다.In general, when a piezoelectric force is applied in a specific direction from the outside, a positive charge is induced on one electrode and a negative charge is induced on the other electrode to generate a voltage between both electrodes. This is called the piezoelectric positive effect. On the contrary, when a voltage is applied to the piezoelectric body from the outside, the piezoelectric body causes mechanical distortion, which is called a piezoelectric adverse effect.

즉, 압전체는 기계적인 힘(응력)을 전기적 신호(전압)로, 또는 전기적 신호를 기계적인 힘으로 변환시키는 것으로 이와 같은 성질을 갖는 물질로서, 현재 세라믹을 재료로 하는 압전세라믹(piezoelectric ceramics)이 가장 많이 사용되고 있으며, 상기와 같은 압전세라믹을 이용하여 전기를 발생시키는 발전장치가 다양한 구조로 개발되고 있다.In other words, the piezoelectric material is a material having such a property by converting a mechanical force (stress) into an electrical signal (voltage) or an electrical signal into a mechanical force, and piezoelectric ceramics using ceramics as a material Most commonly used, a power generating device for generating electricity using the piezoelectric ceramics as described above has been developed in a variety of structures.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 발전장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a conventional power generation apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 발전장치의 구성을 도시하는 개략도이고, 도 2 및 도 3은 종래의 발전장치 작동을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a conventional power generation device, and FIGS. 2 and 3 are schematic views showing the operation of a conventional power generation device.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 발전장치는, 분극방향(D)이 서로 상반되도록 평행하게 위치한 평판형태의 두 압전세라믹(100)과, 상기 두 압전세라믹(100) 사이에 도포되어 서로를 접합시키는 접착제(200)와, 상기 두 압전세라믹(100)의 일 측을 동시에 고정시키는 지지대(S)와, 상기 두 압전세라믹(100)의 상, 하면에 각각 연결된 리드선(300)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional power generation apparatus includes two piezoelectric ceramics 100 having a flat plate shape disposed in parallel so that polarization directions D thereof are opposite to each other, and are bonded between the two piezoelectric ceramics 100 and bonded to each other. And a support (S) for simultaneously fixing one side of the two piezoelectric ceramics (100) and lead wires (300) connected to the upper and lower surfaces of the two piezoelectric ceramics (100). .

상기와 같이 구성되는 종래의 발전장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 압전세라믹(100)의 자유단을 하측으로 변형시키게 되면 정(+) 전압이 발생되고, 도 3에 도시된 바와 같이 압전세라믹(100)의 자유단을 상측으로 변형시키게 되면 부(-) 전압이 발생된다. 이때 종래의 발전장치는 상기 정(+) 전압과 부(-) 전압을 그대로 활용하도록 구성될 수도 있고, 별도의 정류장치를 이용하여 정(+) 전압과 부(-) 전압을 정류시킨 후 활용하도록 구성될 수도 있다.In the conventional power generation apparatus configured as described above, positive voltage is generated when the free end of the piezoelectric ceramic 100 is deformed downward as shown in FIG. 2, and the piezoelectric as shown in FIG. 3. When the free end of the ceramic 100 is deformed upward, a negative voltage is generated. In this case, the conventional power generation device may be configured to utilize the positive voltage and the negative voltage as it is, or to rectify the positive voltage and the negative voltage by using a separate stop value. It may be configured.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 발전장치는, 전압을 발생시키는 압전체가 세라믹 재질로 이루어져 있어 외부 충격에 의해 쉽게 파손될 뿐만 아니라 도 2 및 도 3과 같이 휘어짐이 반복되는 경우에도 쉽게 파손된다는 단점이 있다.However, the conventional power generation device configured as described above has a disadvantage in that the piezoelectric body generating the voltage is made of a ceramic material and not only easily broken by external impact but also easily broken when bending is repeated as shown in FIGS. 2 and 3. .

또한, 발전 효율을 증대시키기 위해서는 공진 현상을 이용하여 압전세라믹을 큰 진폭으로 장시간 운동시킬 수 있어야 하는데, 세라믹 재질은 고유진동수가 대체로 높기 때문에 발전 효율을 증대시키는데 한계가 있다는 문제점이 있다.In addition, in order to increase power generation efficiency, the piezoelectric ceramic should be able to be moved for a long time with a large amplitude by using a resonance phenomenon, and ceramic materials have a problem in that there is a limit in increasing power generation efficiency because the natural frequency is generally high.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 외부 충격이나 외력이 인가되었을 때 쉽게 파손되지 아니하며, 압전체가 용이하게 공진운동을 할 수 있도록 구성되는 휴대용 발전기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is not to be easily broken when an external shock or external force is applied, and an object of the present invention is to provide a portable generator configured to easily resonate the piezoelectric body.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 휴대용 발전기는,Portable generator according to the present invention for achieving the above object,

외력 인가 시 진동되며 진동 시 전기를 발생시키는 압전필름을 포함하여 구성된다.It is composed of a piezoelectric film that vibrates when an external force is applied and generates electricity when vibrating.

일단은 상기 압전필름에 연결되고 타단은 상기 압전필름의 진동에 관계없이 위치가 고정되도록 구성되어, 상기 압전필름의 진동 방향으로 탄성력을 인가하는 코일스프링을 더 포함한다. One end is connected to the piezoelectric film and the other end is configured to be fixed regardless of the vibration of the piezoelectric film, and further includes a coil spring for applying an elastic force in the vibration direction of the piezoelectric film.

상기 코일스프링은, 스프링상수 조절이 가능한 구조로 구성된다.The coil spring is configured of a structure capable of adjusting the spring constant.

상기 코일스프링은, 압전필름의 진폭이 가장 큰 부위에 일단이 결합된다.The coil spring, one end is coupled to the portion of the largest amplitude of the piezoelectric film.

상기 압전필름의 진동이 증폭되도록, 상기 압전필름에 결합되는 질량체를 더 포함한다.It further comprises a mass body coupled to the piezoelectric film so that the vibration of the piezoelectric film is amplified.

상기 질량체는 압전필름의 진폭이 가장 큰 부위에 결합된다.The mass is bonded to the portion of the largest amplitude of the piezoelectric film.

상기 질량체는 질량이 가감될 수 있도록 구성된다.The mass is configured such that mass can be added or subtracted.

상기 코일스프링은, 상기 질량체에 일단이 결합된다.One end of the coil spring is coupled to the mass.

상기 압전필름의 내부에 장착되는 외부프레임을 더 포함하고,Further comprising an outer frame mounted inside the piezoelectric film,

상기 압전필름은, 일단이 상기 외부프레임에 결합되며, 타단이 서로 마주보도록 둘 이상 구비된다.The piezoelectric film, one end is coupled to the outer frame, the other end is provided with two or more to face each other.

상기 각 압전필름은 타단이 하나의 질량체에 결합된다.Each piezoelectric film has the other end bonded to one mass.

상기 압전필름이 내부에 장착되는 외부프레임을 더 포함하고,The piezoelectric film further comprises an outer frame mounted therein,

상기 압전필름은, 일단이 상기 외부프레임에 결합된다.The piezoelectric film has one end coupled to the outer frame.

상기 압전필름이 내부에 장착되는 외부프레임을 더 포함하고,The piezoelectric film further comprises an outer frame mounted therein,

상기 압전필름은, 중단이 상기 외부프레임에 결합된다.The piezoelectric film has an interruption coupled to the outer frame.

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 별도의 전력이나 동력을 사용하지 아니하더라도 전기를 발생시킬 수 있고, 압전필름이 공진됨으로써 발전효율이 현저히 증가되며, 큰 충격 또는 외력이 인가되거나 진동기간이 누적되더라도 압전체가 파손되지 아니한다는 장점이 있다.The portable generator according to the present invention can generate electricity even when no separate power or power is used, and the piezoelectric film is resonated to significantly increase power generation efficiency, even when a large shock or external force is applied or a vibration period is accumulated. Has the advantage that it is not broken.

또한 본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 각종 조건에 맞춰 압전필름의 고유진동수를 적절하게 조절하여 압전필름 공진이 용이하게 유발되므로, 높은 발전효율을 유지할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the portable generator according to the present invention, by appropriately adjusting the natural frequency of the piezoelectric film according to various conditions, the piezoelectric film resonance is easily induced, there is an advantage that can maintain a high power generation efficiency.

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 압전세라믹 대신 압전필름을 사용함으로써 파손의 우려가 감소되고, 압전필름을 공진시킴으로써 발전효율을 극대화시킬 수 있다는 점에 가장 큰 특징이 있다.Portable generator according to the present invention, the use of a piezoelectric film instead of a piezoelectric ceramic, the risk of damage is reduced, by resonating the piezoelectric film has the greatest feature in that the power generation efficiency can be maximized.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 휴대용 발전기의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a portable generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 의한 휴대용 발전기의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a portable generator according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 진동 시 즉, 도 4에 도시된 화살표 방향으로 일측이 휘어짐으로써 전기를 발생시키는 압전필름(10)과, 상기 압전필름(10)의 타단이 고정 결합되는 외부프레임(20)과, 상기 압전필름(10)에서 발생되는 전기를 전달하기 위한 리드선(30)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the portable generator according to the present invention includes a piezoelectric film 10 generating electricity by vibrating one side in the direction of an arrow shown in FIG. 4, and the other end of the piezoelectric film 10. The fixed frame is configured to include an outer frame 20 and a lead wire 30 for transmitting electricity generated from the piezoelectric film 10.

상기 압전필름(10)은 불화폴리비닐리덴으로 구성되는 압전폴리머를 주된 요소로 하고, 압전폴리머의 양면에 각각 얇은 폴리우레탄층과 폴리에스터층으로 덮여 있는 복합 필름의 형태를 갖는다. 이와 같은 압전필름(10)은 음향분야 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The piezoelectric film 10 has a piezoelectric polymer composed of polyvinylidene fluoride as a main element, and has a form of a composite film covered with a thin polyurethane layer and a polyester layer on both sides of the piezoelectric polymer, respectively. The piezoelectric film 10 is widely used in various fields such as acoustics, and detailed description thereof will be omitted.

이때 본 발명에 포함되는 폴리머 계열의 압전필름(10)은 압전세라믹에 비해 유연성이나 탄성이 매우 크므로, 작은 힘에도 쉽게 휘어질 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의한 휴대용 발전기는 외부 충격이 인가되거나 압전필름의 진동이 장시간 지속되더라도 상기 압전필름이 파손되는 현상이 발생되지 아니한다는 장점이 있다.In this case, the polymer-based piezoelectric film 10 included in the present invention has a very large flexibility or elasticity as compared with the piezoelectric ceramic, and thus can be easily bent even with a small force. Therefore, the portable generator according to the present invention has an advantage that the piezoelectric film is not damaged even when an external shock is applied or the vibration of the piezoelectric film lasts for a long time.

또한, 사용자가 상기 압전필름(10)을 굽히기 위해 별도의 힘을 인가하지 아니하고 휴대용 발전기를 허리띠에 차거나 가방에 담고 보행만을 하더라도 상기 압전필름(10)은 사용자의 보행 시 발생되는 진동에 의해 굽힘 진동이 유발되어 전기를 발생시킬 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의한 휴대용 발전기를 이용하면 별도의 충전 조작 없이 각종 이동통신기기 또는 휴대용 단말기를 용이하게 지속적으로 충전시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, even if a user walks in a belt or puts a portable generator in a belt without applying a separate force to bend the piezoelectric film 10, the piezoelectric film 10 may be bent due to vibration generated when the user walks. This can be induced to generate electricity. Therefore, the use of the portable generator according to the present invention has the advantage of easily and continuously charging various mobile communication devices or portable terminals without a separate charging operation.

이때, 상기 압전필름(10)은 길고 얇을수록 작은 힘에도 쉽게 굽힘 진동이 발생될 수 있는바, 상기 압전필름(10)의 길이와 두께는 용도에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.In this case, the longer and thinner the piezoelectric film 10 can be easily generated bending vibration even a small force, the length and thickness of the piezoelectric film 10 can be freely changed depending on the application.

도 5는 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제2 실시예의 개략도이고, 도 6은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제3 실시예의 개략도이며, 도 7은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제4 실시예의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a second embodiment of a portable generator according to the present invention, FIG. 6 is a schematic diagram of a third embodiment of a portable generator according to the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram of a fourth embodiment of a portable generator according to the present invention.

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 상기 압전필름(10)의 진동 방향으로 상기 압전필름(10)에 탄성력을 인가하는 코일스프링(40)을 더 포함할 수 있다.The portable generator according to the present invention may further include a coil spring 40 for applying an elastic force to the piezoelectric film 10 in the vibration direction of the piezoelectric film 10.

상기 코일스프링(40)은, 일단은 상기 압전에 연결되고 타단은 상기 압전필름(10)의 진동에 관계없이 위치가 고정되도록 외부프레임(20)에 결합되어 있으므로, 상기 압전필름(10)의 일측이 하측으로 내려감에 따라 하측에 위치하는 코일스프링(40)은 압축되고 상측에 위치하는 코일스프링(40)은 인장된다. 상기 압전필름(10)은 일측이 일정 거리만큼 내려간 이후에는 자체 진동에 의해 다시 위로 올라가게 되는데, 상기 압전필름(10)의 일측이 올라갈 때에는 자체 진동에 의한 힘뿐만 아니라 코일스프링(40)의 탄성력까지 받게 되므로 진폭이 더욱 증대되고, 진동이 오랫동안 지속되므로, 보다 많은 양의 전기를 발전시킬 수 있게 된다는 장점이 있다.The coil spring 40, one end is connected to the piezoelectric and the other end is coupled to the outer frame 20 so that the position is fixed irrespective of the vibration of the piezoelectric film 10, one side of the piezoelectric film 10 As it descends to the lower side, the coil spring 40 located on the lower side is compressed and the coil spring 40 located on the upper side is tensioned. After the piezoelectric film 10 is lowered by a certain distance, one side of the piezoelectric film 10 is raised again by its own vibration. When one side of the piezoelectric film 10 is raised, the elastic force of the coil spring 40 as well as the force due to its own vibration. Since the amplitude is increased and the vibration lasts for a long time, it is possible to generate a larger amount of electricity.

또한, 압전필름(10)은 자체 무게 즉, 자중이 비교적 작으므로 사용자의 보행에 의해 발생되는 진동이 인가되더라도 진폭이 증가되는데 한계가 있는바, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 압전필름(10)의 끝단에는 상기 압전필름(10)보다 큰 자중의 질량체(50)가 결합될 수 있다. 이와 같이 압전필름(10)에 별도의 질량체(50)가 추가되면, 상기 압전필름(10)의 진폭이 커지고 압전필름(10)이 진동하는 시간이 길어지므로, 발전량이 증대된다는 이점이 있다. 이때 상기 질량체(50)는 각종 조건에 따라 사용자가 조절할 수 있도록 즉, 사용자가 질량을 가감시킬 수 있는 구조로 구성됨이 바람직하다.In addition, since the piezoelectric film 10 has its own weight, that is, its own weight is relatively small, the amplitude is increased even when vibration generated by the user's walking is applied, as shown in FIG. 6. At the end of the piezoelectric film 10 may be coupled to the mass body 50 of its own weight. As such, when an additional mass 50 is added to the piezoelectric film 10, the amplitude of the piezoelectric film 10 is increased and the time for the piezoelectric film 10 to vibrate becomes long, thereby generating an increase in power generation amount. At this time, the mass 50 is preferably configured in such a way that the user can adjust according to various conditions, that is, the user can add or subtract the mass.

또한, 본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 도 7에 도시된 바와 같이 압전필 름(10)의 끝단에 코일스프링(40)과 질량체(50)가 모두 구비될 수 있다.In addition, in the portable generator according to the present invention, both the coil spring 40 and the mass 50 may be provided at the end of the piezoelectric film 10.

본 발명에 의한 휴대용 발전기에 포함되는 압전필름(10)은 외팔보구조로 외부프레임(20)에 결합되는데, 외팔보의 등가 스프링 상수는 3EI/L3이므로 코일스프링(40) 상수를 k라 할 때 도 7에 도시된 전체 시스템의 총 스프링상수 keq는 다음 [식 1]과 같다.The piezoelectric film 10 included in the portable generator according to the present invention is coupled to the outer frame 20 in a cantilever structure, when considered equivalent spring constant of the cantilever is 3EI / L 3 so k for the coil spring 40 is constant even The total spring constant k eq of the entire system shown in Fig. 7 is given by Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

keq = 2k + (3EI/L3)k eq = 2k + (3EI / L 3 )

(keq : 시스템의 총 스프링상수, k : 코일스프링(40) 상수, E : 탄성률(k eq : total spring constant of the system, k: constant of coil spring (40), E: modulus of elasticity

I : 단면 2차 모멘트, L : 압전필름(10) 길이)I: cross section secondary moment, L: piezoelectric film (10) length)

또한 질량체(50)의 질량을 m이라 하면 도 7에 도시된 전체 시스템의 고유진동수 f는 Hz단위로 계산 하였을 때 다음 [식 2]와 같다.In addition, when the mass of the mass 50 is m, the natural frequency f of the entire system shown in FIG. 7 is calculated as follows in Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

f = (keq/m)1/2/(2Π)f = (k eq / m) 1/2 / (2Π)

(f : 전체 시스템의 고유진동수, keq : 시스템의 총 스프링상수, (f: natural frequency of the whole system, k eq : total spring constant of the system,

m : 질량체(50) 질량)m: mass (50) mass)

이와 같이, 도 7에 도시된 전체 시스템은 압전세라믹에 비해 고유진동수가 매우 낮으므로, 질량체(50)의 질량과 코일스프링(40)의 상수를 적절하게 조절함으로써 사용자의 보행 시 발생되는 진동에 의해 공진이 발생되도록 할 수 있다. 이때, 상기 압전필름(10)에 공진이 발생되면 압전필름(10)의 진폭이 커지고 압전필름(10)의 진동 시간이 증가되므로, 전기 발생효율이 현저히 향상된다.As such, the overall system shown in FIG. 7 has a very low natural frequency compared to piezoelectric ceramics, and according to the vibration generated when the user walks by appropriately adjusting the mass of the mass 50 and the constant of the coil spring 40. It is possible to cause resonance to occur. At this time, when the resonance occurs in the piezoelectric film 10, the amplitude of the piezoelectric film 10 is increased and the vibration time of the piezoelectric film 10 is increased, the electricity generation efficiency is significantly improved.

상기 언급한 바와 같이 각종 외부 조건에 따라 공진을 유발시킬 수 있도록, 상기 코일스프링(40)은 상기 압전필름(10)에 결합되는 개수 조절 또는 결합각도 변경 등 스프링상수 조절이 가능하도록 구성되고, 상기 질량체(50)는 사용자가 질량을 가감할 수 있는 구조로 구성됨이 바람직하다.As mentioned above, in order to cause resonance according to various external conditions, the coil spring 40 is configured to be able to adjust the spring constant such as the number adjustment or the coupling angle change coupled to the piezoelectric film 10, The mass 50 is preferably composed of a structure that allows the user to add or subtract mass.

상기 코일스프링(40)과 질량체(50)는, 탄성력 인가 및 진폭 증대 효과를 최대화시킬 수 있도록 끝단 즉, 압전필름(10)의 진폭이 가장 큰 부위에 결합됨이 바람직하다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 질량체(50)가 압전필름(10)의 끝단에 결합되면, 압전필름(10)의 끝단보다 질량체(50)의 진폭이 더 크므로, 상기 코일스프링(40)은 상기 질량체(50)에 결합됨이 더욱 바람직하다.The coil spring 40 and the mass 50 are preferably coupled to the end, that is, the portion of the largest amplitude of the piezoelectric film 10 so as to maximize the effect of applying the elastic force and the amplitude increase. In addition, when the mass 50 is coupled to the end of the piezoelectric film 10, as shown in Figure 7, the amplitude of the mass 50 is greater than the end of the piezoelectric film 10, the coil spring 40 Is more preferably bonded to the mass 50.

도 8은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제5 실시예의 개략도이고, 도 9는 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제6 실시예의 개략도이다.8 is a schematic diagram of a fifth embodiment of a portable generator according to the present invention, and FIG. 9 is a schematic diagram of a sixth embodiment of a portable generator according to the present invention.

본 발명에 의한 휴대용 발전기는, 도 8에 도시된 바와 같이 압전필름(10)의 중단이 외부프레임(20)에 결합되어 압전필름(10)의 양단이 진동하도록 구성될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 두 개의 압전필름(10)이 서로 마주보도록 즉, 일단이 상기 외부프레임(20)에 결합되고 타단이 서로 마주보도록 구성될 수도 있다.In the portable generator according to the present invention, as shown in FIG. 8, an interruption of the piezoelectric film 10 may be coupled to the outer frame 20 so that both ends of the piezoelectric film 10 may vibrate, as shown in FIG. 9. As described above, two piezoelectric films 10 may face each other, that is, one end may be coupled to the outer frame 20 and the other end may face each other.

도 8에 도시된 바와 같이 압전필름(10)의 중단이 외부프레임(20)에 결합되면, 압전필름(10)의 양단이 각각 독립적으로 진동되므로 서로 다른 크기의 전기를 발생시킬 수 있는바, 다양한 용도로 활용할 수 있다는 장점이 있다.As shown in FIG. 8, when the interruption of the piezoelectric film 10 is coupled to the outer frame 20, both ends of the piezoelectric film 10 may independently vibrate to generate electricity of different sizes. The advantage is that it can be used for purposes.

또한 도 9에 도시된 바와 같이 두 개의 압전필름(10)이 서로 마주보도록 결합되면, 도 7에 도시된 실시예보다 2배의 전기를 발생시킬 수 있다는 장점이 있다. 이때, 내부 구성의 단순화를 위해 상기 두 개의 압전필름(10)은 하나의 질량체(50)에 결합됨이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 하나의 질량체(50)에 두 개의 압전필름(10)이 결합된 경우만을 설명하고 있으나, 하나의 질량체(50)에 결합도는 압전필름(10)의 개수는 사용자의 선택에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, when the two piezoelectric films 10 are coupled to face each other, there is an advantage of generating twice as much electricity as the embodiment shown in FIG. 7. In this case, the two piezoelectric films 10 are preferably coupled to one mass 50 to simplify the internal configuration. In addition, in the present exemplary embodiment, only the case where two piezoelectric films 10 are coupled to one mass 50 is described, but the number of piezoelectric films 10 that is bonded to one mass 50 is selected by a user. Can be changed freely.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment, Comprising: It should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

도 1은 종래의 발전장치의 구성을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional power generation device.

도 2 및 도 3은 종래의 발전장치 작동을 도시하는 개략도이다.2 and 3 are schematic diagrams showing the operation of a conventional power generator.

도 4는 본 발명에 의한 휴대용 발전기의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a portable generator according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제2 실시예의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a second embodiment of a portable generator according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제3 실시예의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a third embodiment of a portable generator according to the present invention.

도 7은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제4 실시예의 개략도이다.7 is a schematic diagram of a fourth embodiment of a portable generator according to the present invention.

도 8은 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제5 실시예의 개략도이다.8 is a schematic diagram of a fifth embodiment of a portable generator according to the present invention.

도 9는 본 발명에 의한 휴대용 발전기 제6 실시예의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a sixth embodiment of a portable generator according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 압전필름 20 : 외부프레임10: piezoelectric film 20: outer frame

30 : 리드선 40 : 코일스프링30: lead wire 40: coil spring

50 : 질량체50: mass

Claims (12)

일단이 고정단이고 타단이 자유단인 외팔보 구조로 구성되어, 외력 인가 시 진동되며 진동 시 전기를 발생시키는 압전필름(10);One end is a fixed end and the other end is composed of a cantilever structure, the piezoelectric film 10 that vibrates when an external force is applied and generates electricity when vibrating; 상기 압전필름(10)의 진동이 증폭되도록, 상기 압전필름(10)에 결합되는 질량체(50);A mass body 50 coupled to the piezoelectric film 10 so that the vibration of the piezoelectric film 10 is amplified; 일단은 상기 질량체(50)에 결합되고 타단은 상기 압전필름(10)의 진동에 관계없이 위치가 고정되도록 구성되어, 상기 압전필름(10)의 진동 방향으로 탄성력을 인가하는 코일스프링(40);A coil spring 40 having one end coupled to the mass body 50 and the other end fixed to a position irrespective of the vibration of the piezoelectric film 10 to apply an elastic force in the vibration direction of the piezoelectric film 10; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.Portable generator, characterized in that configured to include. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코일스프링(40)은, 스프링상수 조절이 가능한 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The coil spring 40 is a portable generator, characterized in that the spring constant adjustment is configured in a structure capable of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코일스프링(40)은, 압전필름(10)의 진폭이 가장 큰 부위에 일단이 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The coil spring 40, the portable generator, characterized in that one end is coupled to the largest amplitude portion of the piezoelectric film (10). 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 질량체(50)는 압전필름(10)의 진폭이 가장 큰 부위에 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The mass body (50) is a portable generator, characterized in that coupled to the portion with the largest amplitude of the piezoelectric film (10). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 질량체(50)는 사용자에 의해 질량이 조절될 수 있는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The mass body (50) is a portable generator, characterized in that consisting of a structure in which the mass can be adjusted by the user. 삭제delete 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 3, 4, 6, and 7, 상기 압전필름(10)의 내부에 장착되는 외부프레임(20)을 더 포함하고,Further comprising an outer frame 20 mounted inside the piezoelectric film 10, 상기 압전필름(10)은, 일단이 상기 외부프레임(20)에 결합되며, 타단이 서로 마주보도록 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The piezoelectric film 10, one end is coupled to the outer frame 20, the other end is a portable generator, characterized in that provided with two or more. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 각 압전필름(10)은 타단이 하나의 질량체(50)에 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.Each piezoelectric film 10 is a portable generator, characterized in that the other end is coupled to one mass body (50). 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 3, 4, 6, and 7, 상기 압전필름(10)이 내부에 장착되는 외부프레임(20)을 더 포함하고,The piezoelectric film 10 further includes an outer frame 20 mounted therein, 상기 압전필름(10)은, 일단이 상기 외부프레임(20)에 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The piezoelectric film 10, the portable generator, characterized in that one end is coupled to the outer frame (20). 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 3, 4, 6, and 7, 상기 압전필름(10)이 내부에 장착되는 외부프레임(20)을 더 포함하고,The piezoelectric film 10 further includes an outer frame 20 mounted therein, 상기 압전필름(10)은, 중단이 상기 외부프레임(20)에 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 발전기.The piezoelectric film 10, the portable generator, characterized in that the interruption is coupled to the outer frame 20.
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