KR101315140B1 - Electric generators using piezoelectric materials - Google Patents

Electric generators using piezoelectric materials Download PDF

Info

Publication number
KR101315140B1
KR101315140B1 KR1020110067594A KR20110067594A KR101315140B1 KR 101315140 B1 KR101315140 B1 KR 101315140B1 KR 1020110067594 A KR1020110067594 A KR 1020110067594A KR 20110067594 A KR20110067594 A KR 20110067594A KR 101315140 B1 KR101315140 B1 KR 101315140B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diaphragm
circuit board
printed circuit
rotating plate
piezoelectric generator
Prior art date
Application number
KR1020110067594A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130005912A (en
Inventor
황경환
Original Assignee
황경환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 황경환 filed Critical 황경환
Priority to KR1020110067594A priority Critical patent/KR101315140B1/en
Publication of KR20130005912A publication Critical patent/KR20130005912A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101315140B1 publication Critical patent/KR101315140B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

본 발명은 케이스, 케이스를 관통하고 있는 회전축, 한 쌍의 회전판 철편과 한 쌍의 회전판 철편 사이에 개재된 자석이 조를 이루어 일정한 간격으로 가장자리 부분에 배치되어 있고, 회전축에 결합된 회전판, 중앙에 형성된 홀에 회전축이 관통하고 있고, 지지대에 의해 지지되어 회전판의 상층에 형성된 인쇄회로기판, 및 인쇄회로기판에 수직으로 기립되어 배열되고 회전판이 회전하면 전기를 발생시키는 복수의 전기 발생부를 포함하는 것을 특징으로 압전체 발전기에 관한 것이다.According to the present invention, a magnet interposed between a case, a rotating shaft penetrating the case, a pair of rotating plate iron pieces and a pair of rotating plate iron pieces is disposed at edge portions at regular intervals, and a rotating plate coupled to the rotating shaft, in the center A rotating shaft passing through the formed hole, the printed circuit board being supported by the support and formed on the upper layer of the rotating plate, and a plurality of electricity generating units standing up perpendicularly to the printed circuit board and generating electricity when the rotating plate rotates. The present invention relates to a piezoelectric generator.

Description

압전체 발전기{ELECTRIC GENERATORS USING PIEZOELECTRIC MATERIALS}Piezoelectric Generators {ELECTRIC GENERATORS USING PIEZOELECTRIC MATERIALS}

본 발명은 압전체 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적층구조로 조립된 복수의 압전소자를 원형으로 배열하여 높은 전압과 전류를 발생시켜 발전기로 사용하기 위한 압전체 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric generator, and more particularly, to a piezoelectric generator for generating a high voltage and a current by arranging a plurality of piezoelectric elements assembled in a stacked structure in a circular shape for use as a generator.

종래의 압전체 발전기는 높은 전압을 발생시키지만, 전류량이 미약하여 발전기로 사용하기에는 전력이 부족하다는 문제점이 있었다.Conventional piezoelectric generators generate a high voltage, but there is a problem that the power is insufficient to be used as a generator because the amount of current is weak.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 적층구조로 조립된 복수의 압전소자를 원형으로 배열하여 높은 전압과 전류를 발생시켜 발전기로 사용하기 위한 압전체 발전기를 제공하는 것이다.The present invention to solve the above problems, to provide a piezoelectric generator for generating a high voltage and current by using a plurality of piezoelectric elements assembled in a laminated structure in a circular arrangement for use as a generator.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압전체 발전기는 원판구조로 이루어진 하부 케이스와 원통형 구조로 이루어져 하부 케이스의 가장자리 부분에 결합되는 측면 케이스 그리고, 측면 케이스의 상단에 하부 케이스와 동일한 구조의 상부 케이스로 구성되는 케이스, 하부 케이스의 중앙을 관통하여 외부로 노출된 하부 회전축과 상부 케이스의 중앙을 관통하여 외부로 노출된 상부 회전축 그리고 하부 회전축과 상부 회전축을 연결하는 중앙 회전축으로 구성되는 회전축, 한 쌍의 회전판 철편과 한 쌍의 회전판 철편 사이에 개재된 자석이 조를 이루어 일정한 간격으로 가장자리 부분에 배치되어 있고, 회전축에 결합된 회전판, 중앙에 형성된 홀에 회전축이 관통하고 있고, 지지대에 의해 지지되어 회전판의 상층에 형성된 인쇄회로기판, 및 인쇄회로기판의 진동판 스토퍼 홀에 삽입되는 돌출 철편부가 형성된 진동판 철편과 진동판 철편에 부착된 압전체 그리고, `ㄱ`자 형상으로 이루어져 일단이 진동판 철편과 결합되고, 타단이 인쇄 회로기판과 결합되는 진동판(530)으로 구성된 전기 발생부를 포함하여, 진동판 철편과 자석 사이의 자력에 의해 진동판이 진동함에 따라 압전체에서 전기가 발생하는 것을 특징으로 한다.The piezoelectric generator according to the present invention for achieving the above object is composed of a lower case made of a disc structure and a cylindrical structure of the side case coupled to the edge of the lower case, and the upper case of the same structure as the lower case on the top of the side case Case consisting of, a rotary shaft consisting of a lower rotary shaft penetrated through the center of the lower case to the outside and the upper rotary shaft penetrated to the outside through the center of the upper case and a central rotary shaft connecting the lower rotary shaft and the upper rotary shaft, a pair The magnets interposed between the rotating plate iron piece and the pair of rotating plate iron pieces are arranged at the edge portion at regular intervals, and the rotating plate is coupled to the rotating shaft, and the rotating shaft penetrates the hole formed in the center and is supported by the support. Printed circuit board formed on the upper layer of the rotating plate, and phosphorus The diaphragm plate formed with the protruding iron piece inserted into the diaphragm stopper hole of the circuit board, the piezoelectric body attached to the diaphragm plate, and the 'a` shape, one end of which is combined with the diaphragm iron piece and the other end of which is combined with the printed circuit board 530. Including an electric generator consisting of a), characterized in that electricity is generated in the piezoelectric body as the diaphragm vibrates by the magnetic force between the diaphragm iron and the magnet.

본 발명에 따른 압전체 발전기는 비 접촉식 회전방식으로 자력의 힘을 이용하여 작은 힘으로도 전기를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.The piezoelectric generator according to the present invention has the effect of generating electricity even with a small force by using the force of the magnetic force in a non-contact rotation method.

또한, 본 발명에 따른 압전체 발전기는 부하에 따라 발전기를 움직이는 물리적 에너지가 변화하여 부하가 많이 걸리면 물리적 에너지 소비도 증가하지만, 부하의 변동에 영향이 없다.In addition, the piezoelectric generator according to the present invention increases the physical energy consumption when the load increases due to the change in the physical energy moving the generator according to the load, but does not affect the load variation.

또한, 본 발명에 따른 압전 발전기는 가벼워 설치가 용이하고 구조가 간단하여 양산이 쉬운 효과가 있다.In addition, the piezoelectric generator according to the present invention is light and easy to install and has a simple structure and easy mass production.

도 1은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 압전체 발전기의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 회전판을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 압전체 발전기의 회로기판을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 압전체 발전기의 전기 발생부를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 복층구조 단면도, 및
도 7은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 자석과 진동판 철편의 대응위치를 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view of a piezoelectric generator according to the present invention;
2 is a cross-sectional view of a piezoelectric generator according to the present invention;
3 is a view showing a rotating plate of the piezoelectric generator according to the present invention;
4 is a view illustrating a circuit board of a piezoelectric generator according to the present invention;
5 is a view showing an electric generator of the piezoelectric generator according to the present invention;
6 is a sectional view of a multilayer structure of a piezoelectric generator according to the present invention; and
7 is a view showing a corresponding position of the magnet and the diaphragm iron piece of the piezoelectric generator according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 분해 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 압전체 발전기의 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a piezoelectric generator according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric generator according to the present invention.

도 1 및 도2에 도시된 바와 같이 케이스(100), 회전축(200), 회전판(300), 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)(400) 및 전기 발생부(500)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the case 100 includes a case 100, a rotating shaft 200, a rotating plate 300, a printed circuit board (PCB) 400, and an electricity generator 500.

상기 케이스(100)는 원판구조를 가지는 하부 케이스(110), 원통 구조로 이루어져 상기 하부 케이스(100)의 가장자리 부분에 나사결합된 측면 케이스(120), 상기 하부 케이스(110)와 마찬가지로 동일한 원판구조로 이루어져 가장자리 부분이 상기 측면 케이스(120)의 상단에 나사결합된 상부 케이스(130)로 구성된다.The case 100 includes a lower case 110 having a disc structure, a cylindrical structure, and the same case structure as that of the side case 120 screwed to an edge of the lower case 100 and the lower case 110. The edge portion is composed of an upper case 130 screwed to the top of the side case 120.

한편, 상기 회전축(200)은 상기 하부 케이스(110)의 중앙을 관통하여 외부로 노출된 하부 회전축(210), 상기 상부 케이스(130)의 중앙을 관통하여 외부로 노출된 상부 회전축(230), 및 상기 하부 회전축(210)과 상기 상부 회전축(230) 사이에 개재되어 상기 하부 회전축(210)과 상기 상부 회전축(230)을 연결하는 중앙 회전축(220)으로 구성된다.On the other hand, the rotary shaft 200 penetrated through the center of the lower case 110, the lower rotary shaft 210, the upper rotary shaft 230 exposed to the outside through the center of the upper case 130, And a central rotation shaft 220 interposed between the lower rotation shaft 210 and the upper rotation shaft 230 to connect the lower rotation shaft 210 and the upper rotation shaft 230.

상기 하부 회전축(210)은 제1 세로방향 축(211)과 제1 가로방향 축(212)을 포함하여 상기 제1 세로방향 축(211)이 제1 가로방향 축(212)을 지지하도록 그 단면이 T자 구조로 이루어져 있다.The lower axis of rotation 210 includes a first longitudinal axis 211 and a first transverse axis 212 so that the first longitudinal axis 211 supports the first transverse axis 212. It consists of a T-shaped structure.

그리고 상기 상부 회전축(230)은 제2 세로방향 축(231)과 제2 가로방향 축(232)을 포함하여, 상기 제2 가로방향 축(232)이 상기 제2 세로방향 축(231)을 지지하도록 그 단면이 뒤집어 진 T자 구조로 이루어져 있다.The upper rotary shaft 230 includes a second longitudinal axis 231 and a second horizontal axis 232, so that the second horizontal axis 232 supports the second longitudinal axis 231. The T-shaped structure is turned upside down so that it is inverted.

이때, 상기 하부 회전축(210)의 상기 제1 세로방향 축(211)이 상기 하부 케이스(110)에 개재된 하부 베어링(111)을 관통하여 외부로 노출되게 배치되고, 상기 제1 가로방향 축(212)이 상기 케이스(100)의 내부에 배치된다.In this case, the first longitudinal shaft 211 of the lower rotating shaft 210 is disposed to pass through the lower bearing 111 interposed in the lower case 110 to be exposed to the outside, and the first horizontal shaft ( 212 is disposed inside the case 100.

또한, 상기 상부 회전축(230)의 상기 제2 세로방향 축(231)이 상기 상부 케이스(130)에 개재된 상부 베어링(131)을 관통하여 외부로 노출되게 배치되고, 상기 제2 가로방향 축(232)이 상기 케이스(100)의 내부에 배치된다.In addition, the second longitudinal shaft 231 of the upper rotary shaft 230 is disposed to be exposed to the outside through the upper bearing 131 interposed in the upper case 130, the second horizontal shaft ( 232 is disposed inside the case 100.

이때, 상기 하부케이스(110)의 중앙과 상기 상부 케이스(130)의 중앙에는 각각 하부 베어링(111)과 상부 베어링(131)이 소정의 깊이만큼 삽입되어 개재됨에 따라, 상기 하부 회전축(210)과 상부 회전축(230)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the lower bearing 111 and the upper bearing 131 are inserted into the center of the lower case 110 and the center of the upper case 130 by a predetermined depth, respectively, so that the lower rotating shaft 210 and It is preferable to make the rotation of the upper rotary shaft 230 smoothly.

도 3에 도시된 바와 같이 원형으로 이루어진 상기 회전판(300)은 한 쌍의 회전판 철편(310)과 한 쌍의 회전판 철편(310) 사이에 위치된 자석(320)이 하나의 조를 이루고, 복수의 상기 조가 가장자리 부분에 일정한 간격으로 배치되어 있다.As shown in FIG. 3, the rotating plate 300 having a circular shape includes a pair of rotating plate iron pieces 310 and a pair of rotating plate iron pieces 310 formed of a pair of magnets 320, and a plurality of rotating plate 300 pieces. The jaws are arranged at regular intervals at the edges.

도 3은 본 발명에 따른 압전체 발전기의 회전판을 도시한 도면이다.3 is a view showing a rotating plate of the piezoelectric generator according to the present invention.

상술한 회전판(300)은 바닥면에 상기 제1 가로방향 축(212)이 접촉된 상태에서 상기 회전판(300)의 중앙 부분에 형성된 복수의 구멍으로 제1 축 결합나사(221)를 끼워 조임으로써 상기 하부 회전축(210)과 결합하여, 상기 회전축(210)이 회전함에 따라 함께 회전하게 된다.The rotating plate 300 is fastened by inserting the first shaft coupling screw 221 into a plurality of holes formed in the central portion of the rotating plate 300 in a state where the first horizontal shaft 212 is in contact with the bottom surface. In combination with the lower rotary shaft 210, as the rotary shaft 210 rotates to rotate together.

상기 제1 축 결합나사(221)는 상기 중앙축(220), 회전판(300) 및 상기 하부 회전축(210)을 일체로 결합한다.The first shaft coupling screw 221 integrally couples the central shaft 220, the rotating plate 300, and the lower rotating shaft 210.

원형으로 이루어진 상기 인쇄회로기판(400)은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에 형성된 홀(H)로 상기 중앙축(220)이 관통하고, 가장자리 부분이 지지대(700)에 의해 지지되어, 상기 회전판(300)의 상부에 비접촉상태로 상기 케이스(100)에 내장된다.As shown in FIG. 2, the printed circuit board 400 having a circular shape has a central hole 220 penetrated by a hole H formed at the center thereof, and an edge portion thereof is supported by the support member 700. It is embedded in the case 100 in a non-contact state on the top of the 300.

상시 인쇄회로기판(400)이 상기 케이스(100)에 내장된 후, 상기 상부 회전축(230)의 제2 세로방향 축(231)은 언급한 바와 같이 상부 케이스(130)에 개재된 상부 베어링(131)을 관통하여 외부로 노출되고, 상기 제2 가로방향 축(232)은 상기 중앙축(220)의 상단에 제2 축 결합나사(233)에 의해 결합된다.After the printed circuit board 400 is embedded in the case 100, the second longitudinal axis 231 of the upper rotation shaft 230 is the upper bearing 131 interposed in the upper case 130 as mentioned. ) And exposed to the outside, the second horizontal shaft 232 is coupled to the upper end of the central shaft 220 by a second shaft coupling screw 233.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 회로기판(400)상에는 복수의 진동판 스토퍼 홀(410)이 일정한 반경을 가지고 방사형으로 형성되고, 생성되는 전기를 정류시키는 정류기(420)가 상기 진동판 스토퍼 홀(410)보다 큰 반경을 가지고 역시 방사형으로 형성되고, 생성된 전기가 수집되는 공통 전극(430)이 가장자리 일부분에 형성되며, 복수의 전기 발생부(500)가 결합되기 위한 결합홈(440)이 상기 홀(H)과 가장자리부부에 집중되어 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, a plurality of diaphragm stopper holes 410 are radially formed on the circuit board 400 with a predetermined radius, and a rectifier 420 for rectifying the generated electricity includes the diaphragm stopper holes 410. It is also radially formed with a larger radius, and a common electrode 430 is formed at the edge portion to collect the generated electricity, the coupling groove 440 for coupling the plurality of electricity generating unit 500 is the hole ( It is formed concentrated on H) and the edge part.

상기 전기 발생부(500)는 도 5에 도시되 바와 같이, 사각의 판 형상으로 이루어져, 상기 인쇄회로기판(400)에 관통삽입되는 돌출 철편부(511)가 형성된 진동판 철편(510)과 상기 진동판 철편(510)의 일면 또는 양면에 부착되어 형성되는 압전체(520) 및 `ㄱ`자 형상으로 이루어져 상기 진동판 철편(510)의 좌·우측에 대칭되게 용접결합된 진동판(530)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the electricity generating unit 500 has a rectangular plate shape, and the diaphragm iron piece 510 and the diaphragm having the protruding iron piece 511 inserted therethrough are inserted into the printed circuit board 400. It includes a piezoelectric body 520 formed on one side or both sides of the iron piece 510 and a diaphragm 530 symmetrically welded to the left and right sides of the diaphragm iron piece 510.

상술한 구성을 가진 상기 전기 발생부(500)는 상기 진동판(530)의 타단이 상기 인쇄회로기판(400)의 결합홈(440)에 끼워져 수직으로 기립된 상태로 결합 되는데, 이때 상기 인쇄회로기판(400)에 형성된 진동판 스토퍼 홀(410)에 돌출 철편부(511)가 삽입 결합되어 과대진동을 방지한다.The electric generator 500 having the above-described configuration is coupled to the other end of the diaphragm 530 in a vertically standing state by being fitted into the coupling groove 440 of the printed circuit board 400, wherein the printed circuit board Protruding iron piece portion 511 is inserted into the diaphragm stopper hole 410 formed in the 400 to prevent excessive vibration.

또한, 상기 전기 발생부(500)가 상기 인쇄회로기판(400)에 결합된 후, 수직으로 기립된 상태를 유지하고 과대진동을 방지할 수 있도록 상기 인쇄회로기판(400)의 테두리 부분에 원형의 링 구조로 이루어진 진동판 가이드(600)가 더 결합되는 것이 바람직하다.In addition, after the electricity generating unit 500 is coupled to the printed circuit board 400, a circular shape is formed at the edge of the printed circuit board 400 so as to maintain the vertical standing state and prevent excessive vibration. It is preferable that the diaphragm guide 600 made of a ring structure is further coupled.

도 2에서 상기 전기 발생부(500)가 상기 인쇄회로기판(400)에 장착되고, 하부의 상기 회전판(300)이 회전함에 따라 상기 진동판 철편(510)이 상기 회전판(300)의 가장자리에 위치한 자석(320)의 자력에 의해 좌측과 우측으로 움직여, 상기 진동판(530)을 진동시키게 된다.In FIG. 2, the electricity generating unit 500 is mounted on the printed circuit board 400, and the diaphragm iron piece 510 is located at an edge of the rotating plate 300 as the rotating plate 300 rotates. By moving the left and right by the magnetic force of 320, the diaphragm 530 is vibrated.

또한, 상기 회전판(300)은 가장자리에 위치한 자석(320)이 자력으로 인한 인력(引力)에 의해 상기 인쇄회로기판(400)에 장착된 상기 전기 발생부(500)의 진동판 철편(510)에 끌려감에 따라 회전하게 된다.In addition, the rotating plate 300 is attracted to the diaphragm iron plate 510 of the electricity generating unit 500 mounted on the printed circuit board 400 by the attraction force due to magnetic force of the magnet 320 located at the edge. It rotates as it goes.

이때, 상기 회전판(300)의 자석(320)과 상부에 배치된 인쇄회로기판(400)의 진동판 철편(510)이 서로 대응되는 위치에 규칙적으로 배열되는 것이 아니라, 불규칙적으로 어긋나게 배치되어 회전력을 유도하게 된다.In this case, the magnet 320 of the rotating plate 300 and the diaphragm 510 of the printed circuit board 400 disposed above are not regularly arranged at positions corresponding to each other, but are irregularly arranged to induce rotational force. Done.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, ①위치에서는 진동판 철편(510)이 자석(320)의 중앙에 위치하여 자력이 상쇄되지만, ③의 위치에서 진동판 철편(510)과 자석(320)이 소정의 거리만큼 이격되어 있어 자력에 의한 인력으로 자석(320)이 고정된 상태의 진동판 철편(510) 쪽으로 끌리게 됨에 따라 회전판(300)이 회전하게 된다.That is, as shown in FIG. 7, the diaphragm iron piece 510 is located at the center of the magnet 320 at the position ① and the magnetic force is canceled, but at the position ③, the diaphragm iron piece 510 and the magnet 320 are predetermined. The rotating plate 300 is rotated as the magnet 320 is attracted to the diaphragm iron plate 510 in a fixed state by being spaced apart by a distance.

상기 회전판(300)이 회전하여 ③위치에서 진동판 철편(510)이 자석(320)의 중앙에 위치하게 되면, ②위치의 진동판 철편(510)과 ①위치의 자석(320) 사이에 인력이 작용하여, ①위치의 자석(320)이 ②위치의 진동판 철편(510)의 중앙에 위치하게 되는데, 위와 같은 과정이 계속적으로 이루어져 비록 미약하지만 상기 회전판(300)이 자체적으로 회전할 수 있는 동력을 가지게 된다.When the rotating plate 300 is rotated and the diaphragm iron piece 510 is positioned at the center of the magnet 320 at the ③ position, the attraction force acts between the diaphragm iron plate 510 at the ② position and the magnet 320 at the ① position. , The magnet 320 at the position ① is located at the center of the diaphragm 510 of the position ②, although the above process is made continuously, although the weak plate has the power to rotate itself. .

상기 회전판(300)이 이와 같은 동력을 가질 수 있는 것은 언급한 바와 같이, 상기 회전판(300)의 자석(320)과 상부에 배치된 인쇄회로기판(400)의 진동판 철편(510)이 불규칙적으로 어긋나게 배치되어 있기 때문이다.As mentioned above, the rotating plate 300 may have such power, such that the magnet 320 of the rotating plate 300 and the diaphragm iron plate 510 of the printed circuit board 400 disposed above are irregularly deviated. Because it is arranged.

위와 같이 자체적으로도 상기 회전판(300)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이에 자력에 의한 회전력이 발생하여 동력의 손실을 최소화할 수 있다.As described above, the rotational force generated by the magnetic force between the rotating plate 300 and the printed circuit board 400 can be minimized to minimize the loss of power.

이때, 상기 진동판(530)은 상기 진동판 철편(510)의 움직임에 따른 진동을 증폭시키기 위해 활 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the diaphragm 530 is preferably formed in the shape of a bow to amplify the vibration caused by the movement of the diaphragm 510.

한편, 상기 압전체(520)는 상기 진동판(530)이 좌·우로 휘는 동작을 반복적으로 수행하여 진동함에 따라 전기를 발생시키게 된다.On the other hand, the piezoelectric body 520 generates electricity as the vibration plate 530 repeatedly vibrates left and right.

즉, 상기 진동판 철편(510)이 좌측으로 움직이면 상기 진동판(530)도 좌측으로 휘게 되고, 상지 진동판 철편(510)이 중앙에 있으면 상기 진동판(530)은 탄성력에 의해 원래의 상태로 복구되며, 상기 진동판 철편(510)이 우측으로 움직이면 상기 진동판(530)은 우측으로 휘게 된다.That is, when the diaphragm iron plate 510 is moved to the left side, the diaphragm 530 is also bent to the left side. When the upper diaphragm iron plate 510 is at the center, the diaphragm 530 is restored to its original state by an elastic force. When the diaphragm 510 moves to the right, the diaphragm 530 is bent to the right.

상술한 바와 같이 반복적으로 상기 진동판(530)이 진동함에 따라 진동판(530)과 연결된 진동판 철편(510)의 압전체(520)에서 싸이파 형태의 교류전기가 발생한다.As described above, as the diaphragm 530 vibrates repeatedly, an alternating current electric wave of a wave form is generated in the piezoelectric body 520 of the diaphragm 510 connected to the diaphragm 530.

예를 들어, 상기 진동판(530)이 원래의 상태로 복구되어 무진동 상태에 있을 때 기준전위를`0`이라고 하면, 상기 진동판(530)이 우측으로 휘어 진동하면 상기 압전체(520)`+`전기가 발생하고, 상기 진동판(530)도 좌측으로 휘어 진동하면 `-`전기가 발생하여 상술한 바와 같은 싸인파 형태의 교류전기가 발생한다.For example, if the reference potential is '0' when the diaphragm 530 is restored to its original state and is in the non-vibration state, the piezoelectric element 520 `+` electricity when the diaphragm 530 is bent to the right and vibrates. When the vibration plate 530 also bends and vibrates to the left side, the `-` electricity is generated to generate the sine wave type AC electricity as described above.

상술한 바와 같이 진동판(530)의 진동에 따라 상기 압전체(520)에서 발생한 전기는 상기 압전체(520)와 상기 인쇄회로기판(400) 사이에 연결된 전선(540)을 통해 전달되어 상기 인쇄회로기판(400)의 공통 전극(430)에 수렴된다.As described above, the electricity generated from the piezoelectric body 520 according to the vibration of the diaphragm 530 is transferred through the wire 540 connected between the piezoelectric body 520 and the printed circuit board 400 to allow the printed circuit board ( Converging to the common electrode 430 of 400.

한편, 전력량은 도 6에 도시된 바와 같이 상술한 구성을 상기 케이스(100) 내부에 복층으로 배치하여 증가시킬 수도 있다. On the other hand, the amount of power may be increased by arranging the above-described configuration in multiple layers inside the case 100 as shown in FIG.

즉, 상기 케이스(100) 내부에 상술할 바와 같이 상기 회전축(200)을 중심으로 복수의 상기 회전판(300)과 상기 인쇄회로기판(400)을 복층구조로 적층하여 생성되는 전기의 양을 조절할 수 있다.That is, the amount of electricity generated by stacking the plurality of rotating plates 300 and the printed circuit board 400 in a multilayer structure with respect to the rotating shaft 200 as described above in the case 100 may be adjusted. have.

이상과 같은, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

100 : 케이스 110 : 하부 케이스
111 : 하부 베어링 120 : 측면 케이스 130 : 상부 케이스 131 : 상부 베어링
200 : 회전축 210 : 하부 회전축
211 : 제1 세로방향 축 212 : 제1 가로방향 축
220 : 중앙 회전축 221 : 제1 축 결합나사
230 : 상부 회전축 231 : 제2 세로방향 축 232 : 제2 가로방향 축 233 : 제2 축 결합나사
300 : 회전판 310 : 회전판 철편
320 : 자석 400 : 인쇄회로기판
410 : 진동판 스토퍼 홀 420 : 정류기
430 : 공통전극 440 : 결합홈
500 : 전기 발생부 510 : 진동판 철편
511 : 돌출 철편부 520 : 압전체
530 : 진동판 540 : 전선
600 : 진동판 가이드 700 : 지지대100: Case 110: Lower case
111: lower bearing 120: side case 130: upper case 131: upper bearing
200: rotating shaft 210: lower rotating shaft
211: first longitudinal axis 212: first horizontal axis
220: center rotation shaft 221: first shaft coupling screw
230: upper rotating shaft 231: second longitudinal axis 232: second horizontal axis 233: second axis coupling screw
300: rotating plate 310: rotating plate iron piece
320: magnet 400: printed circuit board
410: diaphragm stopper hole 420: rectifier
430: common electrode 440: coupling groove
500: electricity generating unit 510: diaphragm iron
511: protruding iron piece 520: piezoelectric body
530: diaphragm 540: electric wire
600: diaphragm guide 700: support

Claims (9)

케이스(100);
상기 케이스(100)를 관통하고 있는 회전축(200);
한 쌍의 회전판 철편(310)과 상기 한 쌍의 회전판 철편(310) 사이에 개재된 자석(320)이 조를 이루어 일정한 간격으로 가장자리 부분에 배치되어 상기 회전축(200)에 결합된 회전판(300);
중앙에 형성된 홀(H)에 상기 회전축(200)이 관통하고 있고, 지지대(700)에 의해 지지되어 상기 회전판(300)의 상층에 형성된 인쇄회로기판(400); 및
상기 인쇄회로기판(400)에 수직으로 기립되어 상기 회전판(300)이 회전하면 전기를 발생시키는 복수의 전기 발생부(500);를 포함하되,
상기 전기 발생부(500)는
상기 인쇄회로기판(400)의 진동판 스토퍼 홀(410)에 삽입되는 돌출 철편부(511)가 형성된 진동판 철편(510);
상기 진동판 철편(510)에 부착된 압전체(520); 및
`ㄱ`자 형상으로 이루어져 일단이 상기 진동판 철편(510)과 결합되고, 타단이 상기 인쇄 회로기판(400)과 결합되는 진동판(530);를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기.A case 100;
A rotating shaft 200 passing through the case 100;
The magnet 320 interposed between the pair of rotating plate iron pieces 310 and the pair of rotating plate iron pieces 310 is disposed on the edge portion at regular intervals to form a pair of rotating plate 300 coupled to the rotating shaft 200 ;
A printed circuit board 400 penetrating through the hole H formed at the center thereof and supported by the support 700 to be formed on an upper layer of the rotating plate 300; And
And a plurality of electricity generating units 500 that stand vertically to the printed circuit board 400 to generate electricity when the rotating plate 300 rotates.
The electricity generator 500
A diaphragm iron piece 510 having a protruding iron piece 511 inserted into the diaphragm stopper hole 410 of the printed circuit board 400;
A piezoelectric body 520 attached to the diaphragm iron plate 510; And
Piezoelectric generator characterized in that it comprises a; 'shape made of a shape one end is coupled to the diaphragm iron plate (510), the other end is coupled to the printed circuit board 400. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 진동판 철편(510)과 상기 자석(320) 사이의 자력에 의해 상기 진동판(530)이 진동함에 따라 상기 압전체(520)에서 전기가 발생하는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기.The method of claim 1,
The piezoelectric generator, characterized in that electricity is generated in the piezoelectric body (520) as the diaphragm (530) vibrates by a magnetic force between the diaphragm iron plate (510) and the magnet (320). 제 1항에 있어서,
상기 자석(320)과 상기 진동판 철편(510)이 불규칙적으로 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기.The method of claim 1,
Piezoelectric generator, characterized in that the magnet 320 and the diaphragm iron plate (510) is arranged so as to correspond irregularly. 제 1항에 있어서,
`ㄱ`자 형상으로 이루어진 상기 진동판(530)의 가로방향은 활 모양으로 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기. The method of claim 1,
Piezoelectric generator characterized in that the horizontal direction of the diaphragm 530 made of a 'b' shape is curved in a bow shape. 제 1항에 있어서,
복수의 상기 회전판(300)과 상기 전기 발생부(500)가 형성된 복수의 인쇄회로기판(400)이 복층구조를 이루는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기. The method of claim 1,
Piezoelectric generator, characterized in that the plurality of the rotating plate 300 and the plurality of printed circuit board 400 is formed with a plurality of electrical generators 500 form a multi-layer structure. 제 1항에 있어서,
상기 전기 발생부(500)가 결합된 상기 인쇄회로기판(400)의 가장자리 부분에 링 구조의 진동판 가이드(600)가 결합되는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기. The method of claim 1,
Piezoelectric generator, characterized in that the diaphragm guide 600 of the ring structure is coupled to the edge portion of the printed circuit board 400 coupled to the electricity generating unit 500. 제 1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판(400)상에는 정류기(420)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기.The method of claim 1,
Rectifier 420 is formed on the printed circuit board 400, characterized in that the piezoelectric generator. 제 1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판(400)상에는 공통전극(430)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전체 발전기 The method of claim 1,
Piezoelectric generator, characterized in that the common electrode 430 is formed on the printed circuit board 400
KR1020110067594A 2011-07-08 2011-07-08 Electric generators using piezoelectric materials KR101315140B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110067594A KR101315140B1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Electric generators using piezoelectric materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110067594A KR101315140B1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Electric generators using piezoelectric materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130005912A KR20130005912A (en) 2013-01-16
KR101315140B1 true KR101315140B1 (en) 2013-10-08

Family

ID=47837101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110067594A KR101315140B1 (en) 2011-07-08 2011-07-08 Electric generators using piezoelectric materials

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101315140B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101500359B1 (en) * 2013-07-02 2015-03-10 현대자동차 주식회사 Piezoelectric power generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000069744A (en) 1998-08-24 2000-03-03 Zushi Yoshitaka Actuating method and generator using the same
KR20100036524A (en) * 2008-09-30 2010-04-08 한국기계연구원 Piezoelectric generator using wind power
KR20100070846A (en) * 2008-12-18 2010-06-28 한국전자통신연구원 Hybrid power generater and method for manufacturing the same
KR20100090432A (en) * 2009-02-06 2010-08-16 (주)아이블포토닉스 Wireless self power generator and charging apparatus by using piezoelectric material with magnetic material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000069744A (en) 1998-08-24 2000-03-03 Zushi Yoshitaka Actuating method and generator using the same
KR20100036524A (en) * 2008-09-30 2010-04-08 한국기계연구원 Piezoelectric generator using wind power
KR20100070846A (en) * 2008-12-18 2010-06-28 한국전자통신연구원 Hybrid power generater and method for manufacturing the same
KR20100090432A (en) * 2009-02-06 2010-08-16 (주)아이블포토닉스 Wireless self power generator and charging apparatus by using piezoelectric material with magnetic material

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130005912A (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Rational structure optimized hybrid nanogenerator for highly efficient water wave energy harvesting
JP5800707B2 (en) Power generation device and power generation apparatus equipped with the same
US7573143B2 (en) Generator utilizing fluid-induced oscillations
JP2008259264A (en) Oscillation power generating set
CN206340592U (en) It is a kind of to distinguish the battery bracket and battery module of both positive and negative polarity
WO2012001565A3 (en) Inductive power supply system
JP2009011149A (en) Energy converter
US9570969B1 (en) Electrical generator
CA2707177A1 (en) Generator utilizing fluid-induced oscillations
CN105490579A (en) Multi-layer linked folding friction generator
EP2624434A4 (en) Vibration power generation element and vibration power generation device provided with same
CN104953785A (en) Energy harvester
KR101315140B1 (en) Electric generators using piezoelectric materials
JP2012070535A (en) Thin vibration power generation device
CN206223290U (en) A kind of vibration experiments device
CN204906158U (en) Energy gatherer
ITVR20120210A1 (en) SUPPORT DEVICE FOR CONTAINERS IN FILLING MACHINES FOR POWDER OR SIMILAR PRODUCTS
CN102535294A (en) Electricity-generating floor tile
CN108809039A (en) A kind of electromagnetic type T-type beam vibration energy collecting device based on rigid and fixible connecting structure
CN204206608U (en) A kind of FPC plate
US20200059168A1 (en) Capacitive alternator
KR20120124157A (en) Generator using a magnet
JP2013005708A (en) Electric power generator
JP5876179B2 (en) Power generator
JP6062081B2 (en) Power generator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee