KR101197829B1 - Self-Generated Safety Lamp using Piezoelectric Energy Harvester - Google Patents

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KR101197829B1 KR1020110006693A KR20110006693A KR101197829B1 KR 101197829 B1 KR101197829 B1 KR 101197829B1 KR 1020110006693 A KR1020110006693 A KR 1020110006693A KR 20110006693 A KR20110006693 A KR 20110006693A KR 101197829 B1 KR101197829 B1 KR 101197829B1
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곽문규
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    • 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

Abstract

본 발명은 생활용품에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 피에조 에너지 수집장치를 이용하여 자체에서 전기를 발생시키고, 이렇게 발전된 전기를 이용하여 전구에 점등이 되게 하는 자체발전 안전등에 관한 것이다.
본 발명의 자체발전 안전등은 외부케이스(1), 발전부(2), 그리고 전구(3)로 구성되고, 정류회로(4)와 콘덴서(5)를 추가로 구비할 수 있다. 본 명의 자체발전 안전등을 자전거에 부착하거나 배낭에 부착하면 자전거 주행 또는 사람이 달릴 때 발생한 진동과 충격이 발전부(2)에 전달되고, 탄성판(22)과 질량추(23)로 구성되는 진동계가 진동을 하면서 피에조 에너지 수집장치(24)에서 전기가 자체적으로 발생하여 전구(3)에서 빛이 발생한다.
본 발명의 자체발전 안전등은 사용시에 자체적으로 전기가 발생하여 점등이 되므로, 건전지 발전기 등 외부에서 전기를 공급하는 전원장치가 필요하지 않고, 그에 따른 비용의 발생과 사용상의 불편이 없다. 본 발명의 자체발전 안전등을 자전거에 부착하고 자전거를 타거나 배낭에 부착하여 이를 착용하고 달리기를 하면, 자체발전 안전등에 자동으로 점등이 되고, 타인이 이를 식별하여 충돌사고를 방지할 수 있다.The present invention relates to household goods, and more particularly to a self-generating safety lamp to generate electricity in itself using a piezo energy collection device, and to turn on the light bulb using the electricity generated in this way.
Self-generating safety lamp of the present invention is composed of an outer case (1), the power generation unit (2), and a light bulb (3), and may further include a rectifier circuit (4) and a condenser (5). Attaching the self-generation safety light of the present invention to a bicycle or a backpack, the vibration and shock generated when the bicycle is running or a person is transmitted to the power generation unit 2, and a vibration system composed of an elastic plate 22 and a mass weight 23. While vibrating, electricity is generated in the piezo energy collecting device 24 by itself, and light is generated in the light bulb 3.
Since the self-generation safety lamp of the present invention generates electricity by itself during use, it does not need a power supply device for supplying electricity from outside such as a battery generator, and there is no inconvenience in using and generating costs accordingly. When the self-generation safety light of the present invention is attached to a bicycle and rides on a bicycle or a backpack, and wears it and runs, the self-generation safety light is automatically turned on, and others can identify it to prevent a collision accident.

Description

피에조 에너지 수집장치를 이용한 자체발전 안전등{Self-Generated Safety Lamp using Piezoelectric Energy Harvester} Self-Generated Safety Lamp using Piezoelectric Energy Harvester}

본 발명은 생활용품에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 피에조 에너지 수집장치를 이용하여 자체에서 전기를 발생시키고, 이렇게 발전된 전기를 이용하여 전구에 점등이 되게 하는 자체발전 안전등에 관한 것이다.
The present invention relates to household goods, and more particularly to a self-generating safety lamp to generate electricity in itself using a piezo energy collection device, and to turn on the light bulb using the electricity generated in this way.

최근 사람들의 생활수준의 향상과 건강에 대한 관심의 증대로 각종 레저활동을 즐기는 사람이 많아지고 있고, 야간에도 레저활동을 즐기는 사람이 많아지고 있다. 특히 야간에 자전거 타기, 조깅 등의 충돌에 의한 부상의 염려가 있는 레저활동을 할 때는 자신의 존재를 다른 사람이 식별할 수 있게 하여 충돌사고를 방지할 수 있는 안전장치가 필요하다.Recently, due to the improvement of people's living standards and the increase of interest in health, more people are enjoying various leisure activities, and more people are enjoying leisure activities at night. In particular, when leisure activities such as bicycle riding, jogging, and other injuries caused by injuries, it is necessary to have a safety device that can prevent other people from identifying their existence.

야간 레저활동에서 자신의 존재를 다른 사람에게 알리는 안전장치 중 대표적인 것이 안전등인데, 대부분의 안전등은 건전지로부터 전기를 공급받아 LED램프가 점등을 하는 것이다. 이와 같이 건전지를 사용하는 안전등의 경우 건전지 구입비용이 지속적으로 소요되고, 전지를 교환하는 것이 번거롭고, 또한 환경에 많은 부담을 주는 폐건전지가 발생하는 문제점이 있다.Safety lamps are one of the safety devices that inform others of their presence at night leisure activities. Most safety lamps are powered by batteries and the LED lamps light up. As described above, in the case of safety using a battery, a battery purchase cost is continuously required, it is cumbersome to replace the battery, and there is a problem in that a waste battery which causes a lot of burden on the environment is generated.

그리고 자전거용 안전등의 경우, 자전거 바퀴에 접촉하여 발전하는 발전기를 구비하여 이 발전기에서 발생하는 전기를 사용하는 안전등이 있는데, 이는 별도의 소형 발전기가 필요하고, 자전거의 주행을 방해하는 문제점이 있다.In the case of a safety light for a bicycle, there is a safety light that uses electricity generated from the generator by generating a generator that comes into contact with the bicycle wheel, which requires a separate small generator and has a problem of preventing the driving of the bicycle.

피에조 효과(Piezo Electric Effect, 압전효과라고도 함)는 외부에서 가해지는 힘에 의하여 재료에 압축 또는 인장 등의 변형이 발생하면 재료 내부의 전자가 어느 한쪽으로 이동하여 재료의 두 부위에 전위차가 발생하거나, 반대로 외부에서 전기가 가해지면 변형이 발생하는 현상을 의미한다. 그리고 이러한 피에조효과가 있는 재료를 통칭하여 피에조재료(Piezo Electric Material, 압전재료라고도 함)라고 하는데, 피에조재료로는 세라믹재료인 것이 많으나 최근에는 이와 같은 성질을 가진 합성수지가 개발되어 피에조필름이라는 명칭으로 시판되는 것도 있다.Piezo electric effect (also called piezoelectric effect) is when a deformation such as compression or tension occurs in a material due to an external force, the electrons inside the material move to either side, and a potential difference occurs between two parts of the material. On the contrary, the deformation occurs when electricity is applied from the outside. In addition, these piezoelectric materials are collectively called piezo electric materials (Piezo Electric Materials, also known as piezoelectric materials). Piezo materials are often ceramic materials, but recently, synthetic resins having such properties have been developed. Some are commercially available.

피에조소자(압전소자라고도 함.)는 상기와 같은 피에조재료를 판 또는 불록 형태로 제조하고, 전위차가 발생하는 두 면(하중 방향과 수직인 두 면)을 각각 전기도체(주로 금속재료)로 코팅을 하여 제작한 것으로서, 전위차가 발생한 두 면에 각각 전선 등을 연결하여 전기가 외부로 흐르게 한 것이다. 이러한 피에조재료는 진동이나 변형 또는 하중을 감지하는 센서, 라이터 가스레인지 등에서 스파크를 일으키는 점화기 등에 많이 사용되고 있다.
Piezoelectric elements (also called piezoelectric elements) are manufactured in the form of a plate or a block of the above-mentioned piezoelectric material, and coated on both sides of the potential difference (two sides perpendicular to the load direction) with electrical conductors (mainly metal materials). It is manufactured by using the wires, etc., respectively connected to the two surfaces of the potential difference is the electricity flows to the outside. Such piezo materials are widely used in igniters that cause sparks in sensors, lighter gas ranges, etc. that sense vibration, deformation, or load.

상기와 같이 종래의 야간 레저용 안전등은 건전지를 사용하거나 발전기를 사용하는 것으로서, 이에 수반되는 여러 가지 문제점이 있는바, 전지 또는 발전기를 사용하지 않고 자체에서 발전하여 빛을 발생시켜 야간 레저용 안전등으로 사용할 수 있는 자체발전 안전등이 필요하다.As described above, the conventional night leisure safety light is to use a battery or a generator, there are a number of problems accompanying this, without generating a battery or a generator to generate light by itself to generate light at night leisure There is a need for self-generating safety lights that can be used.

이와 같은 자체발전 안전등은 구조가 간단하여 고장의 염려가 없고, 크기가 작고 가벼워 사용에 불편이 없어야 한다.
Such self-generation safety light should be simple in structure, so there is no fear of breakdown, and small in size and light in use.

본 발명의 자체발전 안전등은 외부케이스(1), 발전부(2), 그리고 전구(3)로 구성되고, 교류를 직류로 변환하는 정류회로(4, Rectifier)와 전기 에너지를 저장하기 위한 콘덴서(5, Condenser, Capacitor라고도 함.)를 추가로 구비할 수 있다.Self-generating safety lamp of the present invention is composed of an outer case (1), a power generation unit (2), and a light bulb (3), a rectifier circuit (4, Rectifier) for converting AC into direct current and a capacitor for storing electrical energy ( 5, also called Condenser, Capacitor.) May be further provided.

상기와 같이 구성된 자체발전 안전등을 자전거에 부착하여 이를 타거나 배낭에 부착하여 이를 착용하고 달리기를 하면, 자전거 주행 또는 사람이 달릴 때 발생한 진동과 충격이 외부케이스(1)를 통하여 발전부(2)에 전달되고, 탄성판(22)과 질량추(23)로 구성되는 진동계가 진동을 하면서 피에조 에너지 수집장치(24)에서 전기가 발생하고, 이 전기를 이용하여 전구(3)를 점등한다.
Attaching the self-generation safety light configured as described above to the bicycle, or attaching it to a backpack and wearing it and running, the vibration and shock generated when the bicycle is running or a person runs through the outer case (1). Transmitted to the vibrating system composed of the elastic plate 22 and the mass weight 23 and vibrates, the electricity is generated in the piezo energy collecting device 24, and the electric bulb 3 is turned on by using the electricity.

본 발명의 자체발전 안전등은 사용시에 외부 충격이나 변형에 의하여 발생하는 기계적 에너지인 진동을 전기 에너지로 변환하여 자체적으로 전기를 생산하고, 이렇게 생산된 전기를 이용하여 빛을 발생시키므로, 건전지 또는 발전기 등 외부에서 전기를 공급하는 전원장치가 필요하지 않고, 그에 따른 비용의 발생과 사용상의 불편이 없다.The self-generation safety lamp of the present invention generates electricity by converting vibration, which is mechanical energy generated by external impact or deformation, into electrical energy during use, and generates light using the electricity thus produced, such as a battery or a generator. There is no need for a power supply to supply electricity from the outside, and there is no cost and inconvenience in use.

본 발명의 자체발전 안전등을 자전거에 부착하고 자전거를 타거나 배낭에 부착하여 이를 착용하고 달리기를 하면, 자체발전 안전등에 자동으로 점등이 되고, 타인이 이를 식별하여 충돌사고를 방지할 수 있다.
When the self-generation safety light of the present invention is attached to a bicycle and rides on a bicycle or a backpack, and wears it and runs, the self-generation safety light is automatically turned on, and others can identify it to prevent a collision accident.

도 1은 본 발명의 자체발전 안전등의 단면도이다.
도 2는 발전부의 구성도이다.
도 3은 발전부의 배치도이다.1 is a cross-sectional view of the self-generation safety lamp of the present invention.
2 is a configuration diagram of a power generation unit.
3 is a layout view of a power generation unit.

본 발명의 자체발전 안전등은 도 1에 도시한 바와 같이, 외부케이스(1), 발전부(2), 그리고 전구(3)로 구성되고, 정류회로(4, Rectifier)와 콘덴서(5, Condenser, Capacitor라고도 함.)를 추가로 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1, the self-generation safety lamp of the present invention includes an outer case 1, a power generation unit 2, and a light bulb 3, and includes a rectifier circuit 4, a rectifier, a capacitor 5, a condenser, Also called Capacitor.) May be further provided.

외부케이스(1)는 내부에 장착되는 발전부(2)를 수용할 수 있는 형상을 가진 상자로서, 표면에 전구(3)가 결합되는 구멍이 1개 또는 2개 이상 다수 개가 형성되어 있다. 외부케이스(1)는 내부에 장착되는 발전부(2)의 배열에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있고, 합성수지, 금속판 등의 재료로 제작할 수 있다.The outer case 1 is a box having a shape capable of accommodating the power generating unit 2 mounted therein, and has one or two or more holes in which the bulbs 3 are coupled to the surface thereof. The outer case 1 may be manufactured in various shapes according to the arrangement of the power generation unit 2 mounted therein, and may be made of a material such as a synthetic resin or a metal plate.

발전부(2)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 외부케이스(1)의 내측 벽에 고정되는 고정부(21), 고정부(21)에 한쪽 또는 양쪽 끝이 고정되는 것으로서 일정한 탄성을 가진 탄성판(22), 탄성판(22)의 한쪽 끝 또는 중앙에 부착되는 것으로서 일정한 질량(Mass)을 가진 질량추(23), 그리고 탄성판(22)의 상면 또는 하면에 접착되는 피에조 에너지 수집장치(24)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the power generation unit 2 has a fixed elasticity 21 fixed to the inner wall of the outer case 1 and fixed one or both ends to the fixed portion 21. Piezo energy collector attached to the elastic plate 22, the mass weight 23 having a constant mass (Mass) attached to one end or the center of the elastic plate 22, and the upper or lower surface of the elastic plate 22 It consists of 24.

탄성판(22)은 금속판, 합성수지판, 복합재료판 등 탄성을 가진 모든 판 형태의 재료를 이용하여 제작할 수 있다.The elastic plate 22 may be manufactured using any plate-shaped material having elasticity such as a metal plate, a synthetic resin plate, a composite material plate, and the like.

질량추(23)는 일정크기의 질량을 가진 임의의 물체이면 가능하나, 전체적 부피를 줄이기 위하여 작은 부피로 큰 질량을 갖는, 즉 밀도가 높은 금속재료인 납, 동, 철 등의 금속재료로 제작하는 것이 좋다.The mass weight 23 may be any object having a certain size of mass, but is made of a metal material such as lead, copper, iron, etc., which has a large mass in a small volume, that is, a high density metal material in order to reduce the overall volume. Good to do.

피에조 에너지 수집장치(24)는 도 2의 (d)에 도시한 바와 같이 두께가 얇은 판 형상의 피에조재료(241)의 양면을 전기가 잘 통하는 도체재료(242)로 코팅하여 제작하는데, 이와 같은 피에조 에너지 수집장치는 시판되고 있다. 이 피에조 에너지 수집장치(24)는 외부에서 가해지는 힘에 의하여 압축 또는 인장변형이 발생하면, 한쪽 면의 전자가 다른 쪽 면으로 이동하여, 상하 두면 사이에 전위차가 발생하고, 두 면을 전선(243)으로 연결하면 전기가 흐른다.The piezo energy collecting device 24 is manufactured by coating both surfaces of the thin plate-shaped piezo material 241 with the electrically conductive material 242 as shown in FIG. Piezo energy collectors are commercially available. When the compression or tensile deformation occurs due to an external force, the piezo energy collection device 24 moves electrons on one side to the other side, and a potential difference occurs between the upper and lower surfaces, and the two surfaces are connected to the electric wire ( 243), electricity flows.

최근에는 니켈, 코발트, Terfenol 또는 Galfenol 등의 자기변형 성질을 갖는 자왜물질을 판재에 일정 두께로 코팅을 하고, 코팅층의 위 또는 내부에 도체 코일을 배열하여, 상기한 피에조재료와 유사하게 코일로 전기가 흐르면 판재가 변형을 하여 초음파가 발생하고, 초음파를 가하여 판재에 미세한 변형이 일어나면 코일에 전기가 발생하여 전류가 흐르는 소자가 개발되고 있다. 본 명세서에서 피에조 에너지 수집장치란 전형적인 피에조재료를 이용한 에너지 수집장치뿐만 아니라, 재료와 구조의 종류를 불문하고 재료에 변형이 발생하면 전기가 발생하는 장치를 통칭하여 "피에조 에너지 수집장치"라 칭한다.Recently, magnetostrictive materials having magnetostrictive properties, such as nickel, cobalt, Terfenol or Galfenol, are coated on a sheet to a certain thickness, and conductor coils are arranged on or inside the coating layer, so that the coils are electricized similarly to the above-described piezo materials. When the flow of the plate is deformed to generate ultrasonic waves, and when the ultrasonic wave is applied to the minute deformation of the plate to generate electricity to the coil to generate a current flowing element. In the present specification, the piezo energy collecting device is referred to as a "piezo energy collecting device" as well as an energy collecting device using a typical piezo material, as well as a device in which electricity is generated when deformation occurs in the material regardless of the type of material and structure.

상기와 같이 탄성판(22)에 질량추(23)를 부착하면, 탄성판(22)은 스프링 역할을 하고 질량추(23)는 질량 역할을 하는 진동계가 구성된다. 이 진동계는 탄성판(22)의 스프링상수와 질량추(23)의 질량에 의하여 정해지는 일정한 고유진동수를 가지고, 외부에서 하중이 가해질 경우 진동이 발생한다. When the mass weight 23 is attached to the elastic plate 22 as described above, the elastic plate 22 serves as a spring and the mass weight 23 serves as a mass. This vibration system has a constant natural frequency determined by the spring constant of the elastic plate 22 and the mass of the mass weight 23, and vibration occurs when a load is applied from the outside.

진동계의 외부에서 가해지는 하중이 충격(Impulse)인 경우, 충격은 모든 주파수 성분을 모두 가진 하중이므로, 진동계는 그 고유진동수와 같은 충격의 주파수 성분과 공진을 하여 그 고유진동수로 계속 진동을 하게 된다. 이와 같이 진동이 발생하면, 탄성판(22)이 상하로 굽혀지면서 곡면을 이루는 변형(이하 이를 "굽힘곡률변형"이라 칭함)을 반복하게 된다.If the load applied from the outside of the vibration system is an impulse, the impact is a load having all the frequency components, and thus the vibration system resonates with the frequency components of the shock such as its natural frequency and continuously vibrates with the natural frequency. . When the vibration is generated in this way, the elastic plate 22 is bent up and down to repeat the deformation forming a curved surface (hereinafter referred to as "bending curvature deformation").

피에조 에너지 수집장치(24)는 상기 탄성판(22) 중 진동이 발생할 경우 굽힘곡률변형이 가장 크게 발생하는 부위에 부착한다. 굽힘곡률변형은 도 2의 (a)와 같이 탄성판(22)의 한쪽 끝은 고정되고 다른 한쪽 끝은 자유로운 상태인 경우(이와 같은 지지상태의 구조물을 "외팔보(Cantilever)"라 한다.)에는 고정단 부위에, 도 2의 (b)와 같이 양단이 자유롭게 회전할 수 있게 지지되는 경우(이와 같은 지지상태의 구조물을 "단순지지보"라 한다.)에는 탄성판(22)의 중간 부위에, 도 2의 (C)와 같이 양단이 모두 회전할 수 없도록 고정되어 지지되는 경우(이와 같은 지지상태의 구조물을 "양단고정보"라 한다.)에는 탄성판(22)의 중간 부위와 양단 부위에서 최대로 발생하므로, 피에조 에너지 수집장치(24)는 탄성판(22)의 이들 부위의 상면 또는 하면에 부착한다.Piezo energy collecting device 24 is attached to the portion where the bending curvature deformation occurs the most when the vibration occurs in the elastic plate (22). The bending curvature deformation is when one end of the elastic plate 22 is fixed and the other end is free (as shown in Fig. 2A) (the structure of such a supporting state is called a "cantilever"). In the fixed end portion, as shown in (b) of FIG. 2, when both ends are rotatably supported (a structure in such a supporting state is referred to as a "simple support beam"), the intermediate portion of the elastic plate 22 , If both ends are fixed to be supported so as not to rotate as shown in (C) of FIG. 2 (the structure in such a supporting state is referred to as "both height information"), the middle and both ends of the elastic plate 22 are supported. The piezo energy collecting device 24 attaches to the upper or lower surface of these portions of the elastic plate 22 as it occurs at maximum.

진동계가 진동을 하면, 탄성판(22)의 굽힘곡률변형이 최대인 부위에 부착된 피에조 에너지 수집장치(24)는 도 3의 (a)에 도시한 바와 같은 압축변형과 도 3의 (b)에 도시한 바와 같은 인장변형을 반복하여 받게 되고, 이에 따라 피에조 에너지 수집장치(24)의 양단에 연결된 전선(243)에는 교류전기가 발생하게 된다.(도면에서 +와 -의 표시는 상대적으로 피에조 에너지 수집장치(24)의 양단 전극이 바뀌는 것을 단순히 표시한 것임.)When the vibrometer vibrates, the piezo energy collecting device 24 attached to the site where the bending curvature deformation of the elastic plate 22 is the maximum is the compression deformation as shown in Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b). Tensile deformation as shown in the drawing is repeatedly received, and accordingly, alternating current is generated in the wires 243 connected to both ends of the piezo energy collecting device 24. It simply shows that the electrodes at both ends of the energy collector 24 are changed.)

상기와 같이 구성된 진동계의 고유진동수를 사람이 달리는 피치주파수(통상 사람이 달릴 때는 1분당 120 내지 189보의 피치로 달리므로 피치주파수는 2 내지 3 Hz 사이에 있다.)와 일치시키면, 진동계는 공진에 의하여 크게 진동하고, 따라서 피에조 에너지 수집장치(24)의 발전량이 많아진다. 이와 같은 고유진동수의 진동계를 가진 자체발전 안전등을 달리기용으로 사용하면 높은 광도를 가진 안전등이 된다.When the natural frequency of the vibrometer configured as described above is matched with the pitch frequency at which a person runs (normally, the pitch frequency is between 2 and 3 Hz since a person runs at a pitch of 120 to 189 steps per minute when running), the vibration system is resonant. By vibrating greatly, the amount of power generated by the piezo energy collecting device 24 increases. When the self-powered safety lamp having such a high frequency vibrometer is used for running, it becomes a safety lamp having high brightness.

상기와 같이 전기가 흐르는 전선(243)에 전구(3)를 연결하면 전구에서 빛이 발생되어 점등이 된다. 전구로는 작은 전기에도 높은 광도의 빛이 발생하는 LED전구를 사용하는 것이 좋다.When the light bulb 3 is connected to the wire 243 through which electricity flows as described above, light is generated from the light bulb and is turned on. As a light bulb, it is recommended to use an LED bulb that generates a high level of light even with small electricity.

전구(3)는 상기 피에조 에너지 수집장치(24)의 양단에 연결된 전선(243)에 직접연결할 수도 있으나, 도 1에 도시한 바와 같이 정류회로(4)와 콘덴서(5)를 거쳐 연결하면, 피에조 에너지 수집장치(24)에서 발생한 전기가 콘덴서(5)에 일단 축적이 되어 균일하게 전구(3)에 공급되므로, 피에조 에너지 수집장치(24)에서 전기가 크게 발생할 때와 약하게 발생할 때에도 전구에서 빛이 어느 정도 균일하게 발생한다.The light bulb 3 may be directly connected to a wire 243 connected to both ends of the piezo energy collecting device 24, but as shown in FIG. 1, the light bulb 3 may be connected via a rectifier circuit 4 and a condenser 5. Since electricity generated in the energy collector 24 is accumulated in the condenser 5 and uniformly supplied to the bulb 3, light is emitted from the bulb even when electricity is generated largely or weakly in the piezo energy collector 24. Occurs to some degree uniformly.

전구(3)는 외부케이스(1)의 어느 한 면에 하나만 부착할 수도 있으나, 외부케이스(1)의 어느 한 면에 여러 개를 부착할 수도 있고, 외부케이스(1)의 여러 면에 각각 하나 또는 2 이상 여러 개를 부착하여 외부케이스(1)의 여러 면에서 빛이 발생할 수 있게 할 수도 있다.One light bulb 3 may be attached to any one side of the outer case 1, but may be attached to any one side of the outer case 1, one on each side of the outer case (1) Alternatively, by attaching two or more pieces, light may be generated from various surfaces of the outer case 1.

전선(243)은 반드시 피에조 에너지 수집장치(24)의 양단에 연결하여야 하는 것은 아니고, 탄성판(22)과 고정부(21)을 모두 금속으로 제작할 경우 이들이 하나의 전선역할을 할 수 있다.The wires 243 are not necessarily connected to both ends of the piezo energy collecting device 24, and when the elastic plate 22 and the fixing portion 21 are made of metal, they may serve as one wire.

작은 부피의 자체발전 안전등으로 많은 전기를 발생시켜 전구(3)에서 밝은 빛을 발생시키려면, 하나의 외부케이스(1) 내부에 여러 개의 발전부(2)를 구비하고, 이들을 병렬로 연결하여 구성할 수 있다. 이 경우 각 발전부(2)에서 발생한 전기가 모두 합쳐서 전구(3)에 공급되므로, 전구의 밝기를 밝게 할 수 있다.In order to generate a lot of electricity with a small volume of self-generation safety light to generate a bright light from the bulb (3), it is provided with a plurality of power generation unit (2) inside one outer case (1), it is configured by connecting them in parallel can do. In this case, since all of the electricity generated from each power generation unit 2 is supplied to the light bulb 3, the brightness of the light bulb can be brightened.

만약 폭이 좁고 높이가 높은 자체발전 안전등을 구성하려면 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 외부케이스(1) 내에 다수개의 발전부(2)를 상하로 배열하고, 폭이 넓고 두께가 얇은 자체발전 안전등을 구성하려면 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 외부케이스(1) 내에 다수개의 발전부(2)를 수평으로 배열하고, 원판 형상의 자체발전 안전등을 구성하려면 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이 일정두께의 원판형 외부케이스(1) 내에 다수개의 발전부(2)를 방사상으로 배열하는 등 다양한 방법으로 발전부(2)를 배열할 수 있다.If a narrow and high self-generation safety lamp is configured, as shown in FIG. 3 (a), the plurality of power generation units 2 are arranged up and down in the outer case 1, and the width and thickness of the self To configure the power generation safety lamp, as shown in FIG. 3 (b), the plurality of power generation units 2 are horizontally arranged in the outer case 1, and to configure the disc-shaped self-generation safety lamp of FIG. 3 (C) As shown in FIG. 2, the power generating units 2 may be arranged in various ways such as radially arranging the plurality of power generating units 2 in the disc-shaped outer case 1 having a predetermined thickness.

상기와 같이 구성된 자체발전 안전등을 자전거에 부착하고 자전거를 타거나 배낭에 부착하여 이를 착용하고 달리기를 하면, 자전거 주행 또는 사람이 달릴 때 발생한 진동과 충격이 외부케이스(1)를 통하여 발전부(2)에 전달되고, 탄성판(22)과 질량추(23)로 구성되는 진동계가 진동을 하면서 피에조 에너지 수집장치(24)에서 전기가 자체적으로 발생되어 전구(3)에서 빛이 발생한다. 이와 같이 자체발전 안전등에 점등이 되면 타인이 이를 식별하여 충돌사고를 방지할 수 있다.When the self-generation safety light configured as described above is attached to the bicycle and rides on the bicycle or the backpack, and wears it and runs, the vibration and shock generated when the bicycle is running or a person runs through the outer case (1) ), The vibration system composed of the elastic plate 22 and the mass weight 23 vibrates, and electricity is generated by the piezo energy collecting device 24 so that light is generated in the light bulb 3. As such, when the self-powered safety light is turned on, others can identify it and prevent a crash.

1 : 외부케이스, 2 : 발전부, 3 : 전구, 4 : 정류회로, 5 : 콘덴서,
21 : 고정부, 22 : 탄성판, 23 : 질량추, 24 : 피에조 에너지 수집장치,
241 : 피에조재료, 242 : 도체재료, 243 : 전선1: outer case, 2: generator, 3: bulb, 4: rectifier circuit, 5: condenser,
21: fixed part, 22: elastic plate, 23: mass weight, 24: piezo energy collector,
241: piezo material, 242: conductor material, 243: electric wire

Claims (5)

외부케이스(1);
상기 외부케이스(1)의 내부에 장착되어 전기를 발생시키는 것으로서, 외부케이스(1)의 내측 벽에 고정되는 고정부(21), 상기 고정부(21)에 한쪽 끝이 고정되는 것으로서 일정한 탄성을 가진 탄성판(22), 상기 탄성판(22)의 한쪽 끝에 부착되는 것으로서 일정한 질량(Mass)을 질량추(23), 그리고 탄성판(22)의 상면 또는 하면에 접착되는 것으로서 두께가 얇은 판 형상의 피에조 에너지 수집장치(24)로 구성되는, 발전부(2);
상기 외부케이스(1)의 외면으로 돌출되게 부착되고, 상기 발전부(2)의 피에조 에너지 수집장치(24)와 전선으로 연결되는 전구(3);를 포함하고,
상기 피에조 에너지 수집장치(24)는, 두께가 얇은 판 형상의 피에조재료(241)의 양면을 도체재료(242)로 코팅하고,
상기 외부케이스(1) 내부에 2개 이상 다수 개의 발전부(2)를 구비하여 병렬로 연결하되, 다수 개의 발전부(2)를 상하로 배열하거나, 다수개의 발전부(2)를 수평으로 배열하거나, 또는 다수 개의 발전부(2)를 방사상으로 배열하는 방법 중 어느 하나의 방법으로 배열한 것을 특징으로 하는 자체발전 안전등.
Outer case 1;
It is mounted inside the outer case 1 to generate electricity, the fixed portion 21 is fixed to the inner wall of the outer case 1, one end is fixed to the fixing portion 21 as a fixed elastic It is attached to one end of the elastic plate 22, the elastic plate 22, a certain mass (Mass) is bonded to the mass weight 23, and the upper or lower surface of the elastic plate 22, the shape of a thin plate Consisting of a piezo energy collection device 24, the power generation unit 2;
And a light bulb (3) attached to the outer surface of the outer case (1) to protrude and connected to the piezo energy collecting device (24) of the power generation unit (2) by electric wires.
The piezo energy collecting device 24 is coated with a conductive material 242 on both sides of the thin plate-shaped piezo material 241,
Two or more power generating units 2 are provided in the outer case 1 and connected in parallel, and the plurality of power generating units 2 are arranged up and down, or the plurality of power generating units 2 are arranged horizontally. Or self-generating safety lamps, characterized in that arranged in any one of a method of arranging a plurality of power generation units (2) radially.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 탄성판(22)과 질량추(23)로 구성된 진동계의 고유진동수가 2 내지 3 Hz 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 자체발전 안전등.The method of claim 1,
Self-generating safety lamp, characterized in that the natural frequency of the vibration system consisting of the elastic plate 22 and the mass weight 23 is between 2 to 3 Hz.
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