KR101292195B1 - 이동통신단말기의 배터리 충전장치 - Google Patents
이동통신단말기의 배터리 충전장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 압전소자를 이용하여 배터리를 충전할 수 있도록 한 이동통신단말기의 배터리 충전장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이동통신단말기의 배터리 충전장치는, 내부에 빈 공간이 형성되어 있으며, 이동통신단말기에 탈착 가능하게 장착되는 충전케이스와; 상기 충전케이스의 외면에 상기 공간 내부로 연통되게 형성된 복수개의 관통공과; 상기 충전케이스의 공간 내에서 상기 관통공과 대응하는 위치에 설치되며, 일단이 충전케이스에 연결되고 타단이 자유로운 상태의 외팔보 구조로 설치되어 상기 관통공을 통해 유입된 소음에 의해 진동하는 진동바아와; 상기 충전케이스의 내측에서 상기 진동바아의 진동에 의한 충격에 의해 기전력을 발생시키는 압전소자와; 상기 충전케이스에 대해 진동바아의 자유단을 탄성적으로 지지하여 상기 압전소자 방향으로 진동바아에 탄성력을 가하는 스프링과; 상기 압전소자와 전기적으로 연결되며, 휴대단말기의 충전용 단자와 접속되는 컨넥팅단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 이동통신단말기의 배터리 충전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신단말기에 장착되는 케이스에 소리에 의해 진동하는 진동바아와, 상기 진동바아의 진동에 의해 전기에너지를 생성하는 압전소자를 구성하여 배터리를 충전할 수 있도록 한 이동통신단말기의 배터리 충전장치에 관한 것이다.
최근 통신수단의 발달로 많은 사람들이 핸드폰이나 스마트폰과 같은 이동통신단말기를 사용하고 있으며, 상기 이동통신단말기의 배면에는 배터리를 교체하여 사용을 할 수 있게 되어 있다.
따라서, 대다수의 사람들은 고가의 보조 배터리를 별도로 더 구비하여 이동통신단말기과 별도로 휴대하면서 현재 이동통신단말기에 장착된 배터리를 다 사용하였을 때 보조 배터리로 교체하여 이동통신단말기를 계속해서 사용하거나, 이동통신단말기에 결합되어 있는 상태로 외부기기인 충전기나, 차량에 설치하여 사용을 하는 충전기 및 핸즈프리에 수시로 결합시켜 배터리들을 충전시켜 사용을 하고 있다.
그러나, 상기와 같이 보조적으로 사용되는 배터리는 휴대하기가 불편하여 대다수의 사람들은 그냥 이동통신단말기에 결합되어 있는 배터리만으로 사용을 하고 있는데, 이 경우 이동통신단말기의 잦은 사용에 따라 배터리가 다 소모되었을 경우에 다시 배터리를 충전시키기까지는 이동통신단말기를 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 이동통신단말기에 장착되는 케이스에 소리에 의해 진동하는 진동바아와, 상기 진동바아의 진동에 의해 전기에너지를 생성하는 압전소자를 구성하여 소리에 의해 배터리를 충전할 수 있도록 한 이동통신단말기의 배터리 충전장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신단말기의 배터리 충전장치는, 내부에 빈 공간이 형성되어 있으며, 이동통신단말기에 탈착 가능하게 장착되는 충전케이스와; 상기 충전케이스의 외면에 상기 공간 내부로 연통되게 형성된 복수개의 관통공과; 상기 충전케이스의 공간 내에서 상기 관통공과 대응하는 위치에 설치되며, 일단이 충전케이스에 연결되고 타단이 자유로운 상태의 외팔보 구조로 설치되어 상기 관통공을 통해 유입된 소음에 의해 진동하는 진동바아와; 상기 충전케이스의 내측에서 상기 진동바아의 진동에 의한 충격에 의해 기전력을 발생시키는 압전소자와; 상기 충전케이스에 대해 진동바아의 자유단을 탄성적으로 지지하여 상기 압전소자 방향으로 진동바아에 탄성력을 가하는 스프링과; 상기 압전소자와 전기적으로 연결되며, 휴대단말기의 충전용 단자와 접속되는 컨넥팅단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 충전장치는 소리에 의해 복수개의 진동바아가 진동하면서 압전소자들에 충격을 가하여 배터리를 충전시키게 되므로 별도의 충전기를 소지하거나 외부 전원 없이도 용이하게 배터리를 충전할 수 있다.
특히, 본 발명의 배터리 충전장치는 진동바아가 스프링에 의해 압전소자 방향으로 탄성력을 받고 있으므로 진동시 충격력이 배가되어 압전소자에서 발생하는 기전력의 크기를 대폭 증가시킬 수 있기 때문에 충전 효율을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 이동통신단말기에 별도로 장착되는 보호케이스의 기능도 겸하게 되므로, 별도의 보호케이스를 마련하지 않고, 본 발명의 배터리 충전장치를 보호케이스로서 항시적으로 장착하고 있다가 필요할 때마다 컨넥팅 단자를 이동통신단말기에 접속시켜 배터리 충전을 수행할 수도 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신단말기의 배터리 충전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 충전장치의 요부 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전장치의 요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 배터리 충전장치의 요부 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전장치의 요부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동통신단말기의 배터리 충전장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신단말기의 배터리 충전장치를 나타낸 것으로, 이 실시예의 배터리 충전장치(100)는 내부에 빈 공간(111)이 형성되어 있으며, 이동통신단말기(1)의 배면에 탈착 가능하게 장착되는 충전케이스(110)와; 상기 충전케이스(110)의 외면에 상기 공간(111) 내부로 연통되게 형성된 복수개(이 실시예에서 4개)의 관통공(112)과; 상기 충전케이스(110)의 공간(111) 내에서 상기 각각의 관통공(112)들과 대응하는 위치에 설치되며, 일단이 충전케이스(110)에 연결되고 타단이 자유로운 상태로 되어 상기 관통공(112)을 통해 유입된 소음에 의해 진동하는 복수개의 진동바아(120)와; 상기 충전케이스(110)의 내측에서 상기 진동바아(120)의 진동에 의한 충격에 의해 기전력을 발생시키는 복수개의 압전소자(130)와; 상기 충전케이스(110)에 대해 진동바아(120)의 자유단을 탄성적으로 지지하여 상기 압전소자(130) 방향으로 진동바아(120)에 탄성력을 가하는 복수개의 스프링(140)과; 상기 압전소자(130)와 전기적으로 연결되며, 이동통신단말기(1)의 충전용 단자(2)와 접속되는 컨넥팅단자(150)를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 충전케이스(110)는 전방면이 개방된 사각박스 형태로 이루어지며, 이동통신단말기(1)에 꼭 맞게 장착될 수 있도록 이동통신단말기(1)의 측면부에 끼워지는 플랜지(113)를 구비한다. 상기 충전케이스(110)의 배면에는 소정의 공간(111)이 형성된다.
상기 충전케이스(110)의 외면에 형성된 관통공(112)들은 집음 성능을 향상시키기 위하여 내측에서 외측으로 갈수록 직경이 커지는 콘(cone) 형태로 된 것이 바람직하다.
상기 진동바아(120)는 상기 관통공(112)을 통해 충전케이스(110) 내부 공간(111)으로 유입된 음파에 의해 진동하면서 압전소자(130)에 충격을 가하는 구성요소로, 작은 소리에도 쉽게 진동할 수 있도록 일단이 충전케이스(110) 내부에 돌출된 마운트부(122)에 고정되고 타단이 자유로운 외팔보(cantilever) 구조로 이루어지며, 얇고 가벼운 알루미늄 등의 금속재로 만들어진다.
상기 진동바아(120)의 진동시 관성을 증가시킴으로써 충격력과 진동 시간을 증가시킬 수 있도록 하기 위하여 진동바아(120)의 자유단에 웨이트부재(121)가 추가로 장착될 수 있다.
상기 스프링(140)은 충전케이스(110)의 내측 방향, 즉 압전소자(130) 방향으로 탄성력을 가하는 압축코일스프링 또는 판스프링 등을 이용하여 구성할 수 있다. 상기 스프링(140)은 압전소자(130) 방향으로 탄성력을 제공함으로써 진동바아(120)가 소리에 의해 진동할 때 진동바아(120)가 압전소자(130)에 가하는 충격량을 증가시키고, 이로써 압전소자(130)에서 발생하는 기전력을 증가시켜 효율성을 극대화시키는 작용을 하게 된다.
한편, 상기 압전소자(130)는 압력이나 충격에 의하여 기전력을 발생시키는 반도체 소자를 말한다. 압전현상이란 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 결정판의 양단에 외력에 비례하는 양, 음의 전하가 나타나는 현상을 의미한다. 한 장의 결정판에 나타나는 기전력은 미약하지만 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 증대된다. 또 결정판은 종류 및 질량에 따라 고유진동수를 가지고, 상기 결정판에 가해지는 기계적 진동 또는 전기적 진동이 상기 고유진동수와 일치하면 공진이 일어남에 따라 더욱 강한 기전력을 발생시킨다. 여기서, 공진현상이란 외부에서 전달되는 강제진동의 진동수가 구조나 물질의 고유진동수와 같거나 근사할 경우 진동이 증폭되는 현상이다.
상기 압전소자를 형성하는 결정의 종류로는 수정, 전기석, 로셸염 등이 있고, 근래에는 티탄산바륨, 인산이수소암모늄, 타르타르산에틸렌디아민 등의 인공결정도 압전성이 뛰어나다는 점이 밝혀지고 있다.
본 발명에 따른 압전소자(130)는 이와 같이 충격이나 압력에 의하여 기전력을 발생시킬 수 있는 모든 형태의 반도체 소자를 의미하며, 진동바아(120)와의 충격력을 효율적으로 사용하기 위하여 진동바아(120)로부터 일정한 거리만큼 이격된 위치에 설치된다.
상기 압전소자(130)들은 전선 또는 회로배선에 의해 상기 컨넥팅단자(150)와 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서 상기 컨넥팅단자(150)는 전선에 의해 연결되며, 상기 충전케이스(110)의 측면 플랜지(113)에 형성된 단자삽입구(114)를 통해 이동통신단말기의 충전용 단자(2)에 접속된다.
한편, 이 실시예에서 상기 진동바아(120)는 충전케이스(110) 내부의 마운트부(122)에 고정되지만, 도 3에 변형예로 나타낸 것과 같이 진동바아(120)의 일단부를 마운트부(122)에 힌지축(125)으로 연결하여 음파에 의해 진동바아(120)가 상기 힌지축(125)을 중심으로 회전하면서 진동하여 압전소자(130)에 충격을 가하게 할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 충전장치(100)는 다음과 같이 작용한다.
먼저, 충전케이스(110)의 개방된 전방면을 통해 이동통신단말기(1)를 삽입하면 충전케이스(110)의 플랜지(113)가 이동통신단말기(1)의 측면에 밀착되면서 충전케이스(110)와 이동통신단말기(1)가 상호 결합된다.
그리고, 상기 컨넥팅단자(150)를 충전케이스(110) 측면의 단자삽입구(114)를 통해 이동통신단말기(1)의 충전용 단자(2)에 접속시킨다.
이 상태에서 소음이 발생하게 되면, 소음에 의한 음파가 상기 관통공(112)을 통해 충전케이스(110) 내부 공간으로 유입되어 외팔보 구조로 설치되어 있는 진동바아(120)를 진동시키게 된다. 이 때, 상기 진동바아(120)의 자유단이 스프링(140)에 의해 지지되어 있으므로 진동바아(120)의 진동시 스프링(140)의 탄성력에 의해 진동바아(120)가 압전소자(130)와 강하게 부딪히면서 압전소자(130)에서 발생하는 기전력의 크기를 증가시키게 된다.
상기 압전소자(130)에서 발생한 전류는 상기 컨넥팅단자(150)를 통해 이동통신단말기(1)로 흘러가 배터리(미도시)를 충전시키게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 배터리 충전장치는 소리에 의해 복수개의 진동바아(120)가 진동하면서 압전소자(130)에 충격을 가하여 배터리(미도시)를 충전시키게 되는데, 특히 진동바아(120)가 스프링(140)에 의해 압전소자(130) 방향으로 탄성력을 받고 있으므로 진동시 충격력이 배가되어 압전소자(130)에서 발생하는 기전력의 크기를 대폭 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 충전장치는 이동통신단말기(1)에 별도로 장착되는 보호케이스의 기능도 겸하게 되므로, 별도의 보호케이스를 마련하지 않고, 본 발명의 배터리 충전장치를 보호케이스로서 항시적으로 장착하고 있다가 필요할 때마다 컨넥팅단자(150)를 이동통신단말기(1)의 충전용 단자(2)에 접속시켜 배터리 충전을 수행할 수도 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
1 : 이동통신단말기 2 : 충전용 단자
100 : 배터리 충전장치 110 : 충전케이스
111 : 공간 112 : 관통공
120 : 진동바아 122 : 마운트부
125 : 힌지축 130 : 압전소자
140 : 스프링 150 : 컨넥팅 단자
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140 : 스프링 150 : 컨넥팅 단자
Claims (4)
- 내부에 빈 공간(111)이 형성되어 있으며, 이동통신단말기(1)에 탈착 가능하게 장착되고, 일측면부에 이동통신단말기의 충전용 단자(2)와 연통되는 단자삽입구(114)가 관통되게 형성되어 있는 충전케이스(110)와;
상기 충전케이스(110)의 외면에 상기 공간(111) 내부로 연통되게 형성된 복수개의 관통공(112)과;
상기 충전케이스(110)의 공간(111) 내에서 상기 관통공(112)과 대응하는 위치에 설치되며, 일단이 충전케이스(110)에 힌지축(125)을 매개로 회전이 가능하게 연결되고 타단이 자유로운 상태의 외팔보 구조로 설치되어 상기 관통공(112)을 통해 유입된 소음에 의해 진동하는 진동바아(120)와;
상기 충전케이스(110)의 내측에서 상기 진동바아(120)의 자유로운 끝단부와 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 진동바아(120)의 진동에 의한 충격에 의해 기전력을 발생시키는 압전소자(130)와;
상기 충전케이스(110)에 대해 진동바아(120)의 자유단을 탄성적으로 지지하여 상기 압전소자(130) 방향으로 진동바아(120)에 탄성력을 가하는 스프링(140)과;
상기 압전소자(130)와 전기적으로 연결되며, 상기 충전케이스(110)의 외측에서 충전케이스(110)의 단자삽입구(114)를 통해서 이동통신단말기(1)의 충전용 단자(2)와 접속되는 컨넥팅단자(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전장치. - 제1항에 있어서, 상기 관통공(112)은 내측에서 외측으로 갈수록 직경이 커지는 콘(cone) 형태로 된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 진동바아(120)의 자유단에 장착되어 상기 진동바아(120)의 진동시 관성을 증가시키는 웨이트부재(121)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 배터리 충전장치.
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