KR101485608B1 - 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및이를 이용한 스마트 의복 - Google Patents

전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및이를 이용한 스마트 의복 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복에 관한 것으로, 특히, 신축 가능한 선형 구조로 형성되어 신축시에 자동적으로 전원을 발전할 수 있는 전원을 생성할 수 있는 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 전원을 생성할 수 있는 선재는, 신축성을 갖는 내선; 상기 내선에 권취되는 유도코일; 상기 내선 및 상기 유도코일의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 및 상기 내선상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여, 상기 내선 또는/및 상기 유도코일의 신축시에 상기 마그네트부와 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 한다.
전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 면상체로 형성한 것을 특징으로 한다.
전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복은, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와 섬유사를 함께 엮어서 의복 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080107174
전원을 생성할 수 있는 선재, 유도코일, 마그네트부, 내선, 스마트 의복

Description

전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복 {LINE WITH POWER GENERATOR, AND ASSEMBLY GOODS USING THE SAME, AND SMART GARMENT USING THE SAME}
본 발명은 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 신축 가능한 선형 구조로 형성되어 신축시에 자동적으로 전원을 발전할 수 있는 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복에 관한 것이다.
전자 및 통신기술의 발달로 휴대폰과 같은 무선통신기기, MP3 등과 같은 전자기기의 사용인구는 폭발적으로 증가되고 있고, 토요 휴무제의 시행과, 레저문화의 발달로 야외에서 보내는 시간이 증가되고 있는 추세에 있다.
이에 따라, 야외에서 전자기기, 무선통신기기 등을 많이 사용하지만, 휴대용 배터리는 그 사용시간에 한정되어 있으므로 전원이 방전되면 다시 충전해서 사용하여야 하지만 이동중에 있거나 야외에서는 충전할 수 없으므로 필요한 전자기기나 통신기기를 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 최근에는 휴대용 자가발전기가 개발되어 비상시에 필요한 전원을 충전하여 사용할 수 있 도록 하고 있다.
자가발전기의 일 예로는 대한민국 공개특허 특2002-0026488호에 나타난 바와 같이 일정한 모양을 가진 진동자(203)와 이 진동자가 일정한 형태로 왕복운동을 할 수 있도록 부도체로 만들어진 고정축(205), 그리고 상하부에 진동자와 같은 극성을 자석으로 만들어져, 진동자와 충돌을 방지하는 고정자(204) 및 진동자의 왕복운동으로 인해 유도전류를 발생시키는 유도코일(202) 로 구성된 것이 제안되어 있다.
자가발전기의 다른 예로는 대한민국 실안신안등록 제20-0225457호에 나타난 바와 같이 핸들(202)에 조작동작에 따라 자가발전모듈(20)에서 전력을 발전하도록 구성된 것이 제안되어 있다.
전술한 일 예에 따른 자가발전기는 자석이 왕복운동 되도록 외력을 작용시켜야 하고, 다른 예에 따른 자가발전기는 레버를 반복 작동시켜야 발전이 가능하다. 즉, 종래 자가발전기는 전원의 충전이 필요한 경우 사용자가 의도적으로 정해진 조작을 수행하여야 하므로 사용이 힘들고 불편한 문제점을 갖는다.
한편, 최근에는 일상생활에서 착용되는 의류에 컴퓨터, 통신기기 등과 같은 IT기능을 부가함으로써 고도의 생활편의성을 제공하는 스마트 의류가 제안되어 있다. 이 스마트 의류는 전자기기, 무선통신기기 등의 하이테크놀로지와 의류가 결합된 것이므로, 전자기기와 무선통신기기의 사용을 위한 전원이 필요로 하게 된다.
이에 따라, 본 출원인은 스마트 의류에 적용하여 전류 또는 전기신호를 전달할 수 있도록 대한민국 특허등록 제10-0663328호에 제시된 바와 같은 신축성 도전선을 제안하게 되었다.
상기한 신축성 도전선은, 도1에 도시된 바와 같이 다수의 카본섬유사에 의해 형성된 도전선의 외부에 열 전도성 외피층이 덧씌워진 발열선(20)에 있어서, 도전선(22)이 권취되도록 발열선의 내부 중심부에 별도로 내선(26)이 구성되고, 상기 내선(26)과 도전선(22)의 외부에 덧씌워지는 외피층(24)은 신축성 절연 재질로 형성되어 발열선의 길이방향으로 작용되는 인장력에 따라 팽창 및 수축되도록 된 것이 제안되어 있다.
그리고, 도2에 도시된 바와 같이 내부에 관통홀을 갖는 선형부재로 형성된 신축성 재질의 외피층(54)과, 상기 외피층(54)의 내부 관통홀에 삽입되고 전기전도성을 갖는 고분자물질과 폴리머로 형성되어 도전성을 갖는 도전성 폴리머 수지층(52)으로 이루어진 신축성 발열선(50)이 제안되어 있다.
또한, 도3에 도시된 바와 같이 발열선(60)은 내부에 관통홀을 갖는 선형부재로 형성된 신축성 절연재질의 외피층(64)과, 이 외피층(64)의 내부에 형성되는 신축성 재질의 내선(62)으로 구성되고, 상기 내선(62)에는 직선 또는 나선 형상으로 관통홀(66a)이 형성되며 이 관통홀(66a)상에는 도전성고분자물질이 포함된 졸 형태의 도전성용액(68)이 충진되어 형성된 것 등이 제안되어 있다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이 본 출원인에 의해 제안된 신축성 도전선에 따르면 길이방향으로 신축성이 부여되어 활동성 의류, 장구 등을 제작할 수 있는 소재 등으로 활용할 수 있거나, 신축이 요구되는 케이블이나 제품의 도전선 등으로 다양하게 활용할 수 있다.
전술한 신축성 도전선에 의하면, 스마트 의류에 구비되는 컴퓨터나 통신기기 등에 전류 및 전기신호의 전달기능을 수행할 수 있지만, 컴퓨터나 통신기기의 작동을 위해서는 소요되는 많은 양의 전원을 필요로 하지만, 현재 적용할 수 있는 충전지와 같은 2차 전지로는 한계가 있고, 그 부피 또한 매우 커서 스마트 의류에 적용하기에는 현실적인 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 지속적으로 전원을 발전할 수 있는 자가발전기가 절실히 요구되고 있다.
하지만, 전술한 종래의 자가발전기는 고정자, 회전자, 케이스, 유도코일 등과 같은 기계 부품을 구비하고 있으므로 부피가 크고 비교적 무거울 뿐만 아니라 유연성을 갖고 있지 않다는 단점을 갖는다. 이에 따라 스마트 의류의 자가발전기로 적용하기에는 부피가 크고, 무거워서 설치가 곤란하고 의류의 외형상 심미감을 해치되는 문제점을 갖는다. 특히, 유연성을 갖고 있지 않으므로 착용감이 극히 불량하여 의류에 직접 적용할 수 없는 실정에 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 신축 가능한 선형 구조로 형성되어 신축시에 자동적으로 전원을 발전할 수 있도록 한 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 별도의 조작동작을 의도적으로 수행하지 않더라도 신체에 착용하고 평상적인 활동을 하게 되면, 전원을 자동적으로 발전할 수 있도록 한 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의 복을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재는, 신축성을 갖는 내선; 상기 내선에 권취되는 유도코일; 상기 내선 및 상기 유도코일의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 및 상기 내선상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여, 상기 내선 또는/및 상기 유도코일의 신축시에 상기 마그네트부와 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 내선은 중심부에 관통공이 형성되고, 상기 관통공의 내부에 상기 마그네트부가 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재는, 나선상으로 권취되는 유도코일; 상기 유도코일의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 상기 외피층상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여, 상기 유도코일 또는/및 상기 외피층의 신축시에 상기 유도코일과 상기 마그네트부와의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재는, 신축성 갖는 선형몸체의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공이 형성된 내선; 상기 관통공에 형성되는 유도코일; 및 상기 내선상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여, 상기 내선의 신축시에 상기 마그네트부와 유도코 일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재는, 신축성 갖는 선형몸체의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공이 형성된 내선; 상기 관통공에 삽입되는 유도코일; 상기 내선의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 및 상기 외피층상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여, 상기 내선 또는/및 상기 외피층의 신축시에 상기 마그네트부와 상기 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 유도코일은 도전성 선재 또는 도전성을 갖는 고분자물질과 폴리머가 혼합, 성형된 도전성 폴리머 수지선으로 구성될 수 있다.
상기 유도코일은 도전성 고분자물질이 포함된 졸 형태의 도전성용액으로 구성될 수 있다.
상기 유도코일에 접하여 전류 및/또는 전기신호의 전달을 위해 권취되는 도전성 선재를 더 포함할 수 있다.
상기 유도코일에 접하여 발열선으로서의 기능을 수행하도록 권취되는 도전성 선재를 더 포함할 수 있다.
상기 마그네트부는 N극 및 S극의 자극특성을 갖는 다수의 자석입자가 배열,구성되거나, N극 및 S극의 자극이 반복 배치되어 선형으로 구성될 수 있다.
상기 외피층은 신축성 실리콘 수지로 형성되거나, 섬유사가 엮겨져 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 면상체로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사를 함께 엮어서 면상체로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 끈 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사와 함께 엮어서 끈 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 밴드 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사를 함께 엮어서 밴드 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
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그리고, 상기 전원을 생성할 수 있는 선재는 의복의 일부 또는 전체 범위에 걸쳐서 포함되게 형성할 수 있다.
상기 전원을 생성할 수 있는 선재로부터 발전되는 전원을 DC레벨로 평활화하는 회로부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원을 생성할 수 있는 선재로부터 발전되는 전원을 DC레벨로 평활화하는 회로부; 및 상기 회로부로부터 인가되는 전원을 충전하는 충전모듈을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복은, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와 섬유사를 함께 엮어서 의복 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복은, 전술한 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와 섬유사를 의복의 일부로 엮어서 형성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재는 신축과정에서 마그네트부와 유도코일이 서로 교차되면서 전원을 발전하게 되므로 자가발전기의 구조를 현저히 간결, 단순하게 구성할 수 있다. 특히, 선형 구조로 형성되어 있으므 로 이를 엮어서 다양한 산업분야에 적용할 수 있는 발전 기능을 갖는 결합체를 구성할 수 있고, 차세대 의류로서 각광받고 있는 스마트 의류의 소재로 적용할 수 있으므로 섬유분야의 획기적인 발전을 기대할 수 있다.
그리고, 신축 가능한 구조이므로 운동성 장치나, 의류에 적용할 수 있고 별도의 조작동작을 의도적으로 수행하지 않더라도 신체에 착용하고 평상적인 활동을 하게 되면 자동적으로 전원을 발전할 수 있으므로 효용성이 뛰어나고 사용상에 편의성을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도4a 내지 도14에 의거하여 상세히 설명하고, 도4a 내지 도14에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
첨부도면, 도4a 및 도4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도로서, 도4a는 외피층을 수지에 의해 성형한 형태를 나타낸 도면이고, 도4b는 외피층을 섬유사에 의해 형성한 형태를 나타낸 도면이다.
도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(100)는, 내선(110), 유도코일(120), 외피층(130), 및 마그네트부(140)를 구비하여, 내선(110) 또는/및 유도코일(120)의 신축시에 마그네트부(140)와 유도코일(120)과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 구성된다.
내선(110)은 신축성 소재에 의해 신축성을 갖도록 선형으로 형성된다. 이러한. 내선(110)은 신축성 합성섬유, 신축성 수지 등과 같은 소재를 섬유사의 방사방법 등에 의해 형성한다.
유도코일(120)은 팽창시에 단락이 발생되지 않도록 내선(110)에 꼬여지거나 감겨지는 형태로 형성된다.(이하, 권취라 통칭한다.)
그리고, 유도코일(120)은 금, 은, 동, 등의 도전성이 뛰어난 미세 금속사나, 도전성을 갖는 고분자물질과 폴리머를 혼합하여 도전성을 갖도록 성형한 도전성 폴리머 수지선으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 도전성 폴리머 수지선에 포함되는 고분자물질은 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 중에서 하나 이상이 포함될 수 있고, 폴리머는 실리콘수지(silicone resin), 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 공중합체 중에서 선택되어 구성될 수 있다.
외피층(130)은 내선(110) 및 유도코일(120)의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된다. 이 외피층(130)은 신축성을 갖는 구조라면 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다.
예컨대, 외피층(130)은 도4a에 도시된 바와 같이 신축성 실리콘 수지를 성형하여 구성하거나, 도4b에 도시된 바와 같이 섬유사를 엮어서 형성할 수 있다.
마그네트부(140)는 내선(110)상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 것으로, 자석은 아무리 크기를 쪼개더라도 최초의 자극특성을 갖게 되므로 이러한 방식으로 쪼개어져 형성된 다수의 자석입자(141)를 배열, 구성한다. 즉, 다수의 N극 및 S극이 형성된 자석입자(141)를 외피층(130)에 순차적으로 배열함으로써 가해지는 인장력에 따른 유도코일(120) 및 외피층(130)이 신축시에 전자기유도작용이 이루어지게 된다.
삭제
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재의 제1 변형례를 나타내는 사시도로서, 이를 참조하면, 전원을 생성할 수 있는 선재(100)를 구성하는 내선(110)의 중심부에 관통공(111)이 형성되어 있고, 이 관통공(111)에는 마그네트부(140)가 삽입되는 형태로 구성된다. 이때, 마그네트부(140)는 자석입자 또는 선형자석을 삽입하여 구성한다.
전술한 바와 같은 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재의 작용을 간략하게 설명한다.
도4a에 도시된 바와 같이 구성된 전원을 생성할 수 있는 선재(100)에 길이방향 일측 또는 양측에 인장력이 작용되면, 신축성을 갖도록 형성된 내선(110) 및 외피층(130)이 신축되고, 유도코일(120) 또한 나선상으로 권취되어 있어 신축 가능한 상태에 있으므로 내선(110) 및 외피층(130)과 함께 신축된다.
이때, 내선(110), 유도코일(120), 및 외피층(130)은 물성 차이에 따른 신축정도에 차이가 있으므로 유도코일(120)과 자석입자(141)는 서로 교차되게 되고, 이때 전자기유도작용으로 유도코일(120)측에 기전력이 생성되면서 전원이 발전되게 된다.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재의 제2 변형례를 나타내는 사시도로서, 이를 참조하면, 전원을 생성할 수 있는 선재(100)는 유도코일(120)에 접하여 별도의 부가 선재(150)를 더 감아서 구성한다.
부가 선재(150)로는 전류 및 전기신호의 전달을 위해 도전성이 뛰어난 도전성 선재를 나선상으로 감아서 구성할 수 있다. 그 외에, 부가 선재(150)로는 발열선으로서의 기능을 수행하도록 저항열을 발산하는 도전성 선재를 감아서 구성할 수 있다. 이때, 저항열을 발산하는 도전성 선재로는 탄소섬유사가 선택될 수 있다.
첨부도면, 도7은 본 발명의 제2 및 제4 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도이다. 이하, 본 발명의 제2 실시예의 세부 구성 중 전술한 제1 실시예와 유사한 구성과 그 변형예들에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.
도7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(200)는, 유도코일(220), 외피층(230), 및 마그네트부(240)를 구비하여, 유도코일(220) 또는/및 외피층(230)의 신축시에 마그네트부(240)와 유도코일(220)과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 구성된다.
유도코일(220)은 중심부에 중공부(221)를 형성하도록 도전성 선재를 나선상으로 감아서 형성하고, 외피층(230)은 신축성을 갖는 소재를 유도코일(220)의 외부에 덧씌워지도록 구성하고, 마그네트부(240)는 외피층(230)상에 자석입자 또는 선형자석을 배열 형성한 것으로, 그 세부 형태는 전술한 제1 실시예와 유사하므로 구 체적인 설명을 생략한다.
이와 같은 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(200)는 제1 실시예와 비교하여 내선을 구비하고 있지 않으므로 신축성을 더욱 향상시킬 수 있고, 구조의 단순화에 따른 제조비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
첨부도면, 도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도이다.
도8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(300)는, 내선(310), 유도코일(320), 및 마그네트부(340)를 구비하여, 내선(310)의 신축시에 상기 마그네트부(340)와 유도코일(320)과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 구성된다.
내선(310)은 신축성 갖는 선형몸체(311)의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공(312)이 형성되어 있고, 상기 관통공(312)의 내부에 유도코일(320)이 삽입되어 형성된다. 마그네트부(340)는 내선(310)상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되도록 내선(310)의 내부의 매설되는 형태로 구성된다.
전술한 제3 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(300)는 내선(310)을 형성하기 위한 성형장치(미도시)에 마련된 수지의 주입로에 코일 형태로 권취한 유도코일(320)을 삽입하면서 인발과정을 시행하고 이와 동시에 자석입자를 주입하게 되면 내선(310)상에 유도코일(320)과 마그네트부(340)가 형성되면서 단일 구조의 선재로 제조할 수 있다. 이에 따르면, 구조를 더욱 단순화할 수 있고, 제조공정 또한 단순하게 되어 제조비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
첨부도면, 도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도이다.
도9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재(400)는, 내선(410), 유도코일(420), 외피층(430), 및 마그네트부(440)를 구비하되, 상기 내선(410) 또는/및 상기 외피층(430)의 신축시에 마그네트부(440)와 유도코일(420)과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 구성된다.
내선(410)은 신축성 갖는 선형몸체(411)의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공(412)이 형성되어 있고, 이 관통공(412)의 내부에 유도코일(420)이 삽입되어 있다. 외피층(430)은 내선(410)의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성되며, 이 외피층(430)상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부(440)를 구성한다.
한편, 제4 실시예에 따른 유도코일(420)은 내선(410)에 형성된 관통공(412) 내에 구성되므로 제1 실시예에서 기술된 금속사나 도전성 폴리머 수지선 외에도, 도전성 고분자물질이 포함된 졸 형태의 도전성용액으로도 구성할 수 있다.
이때, 도전성용액은 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 등으로 구성된 도전성고분자물질에 수용성 폴리아닐린용액 또는 수용성 폴리머용액이 혼합 구성될 수 있다.
첨부도면, 도10a 및 도10b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도이다.
도10a를 참조하면, 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는, 선형 구조로 형성되어 있으면서 발전 기능을 갖는 다양한 선재를 제한없이 적용하여 구성할 수 있지만, 본 실시에에서는 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400) 중에서 어느 하나를 이용하여 면상체(500)로 형성하되, 면상체(500)를 구성하는 전체 조직을 전원을 생성할 수 있는 선재로서 구성한다.
면상체(500)를 형성하는 방식으로는 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)를 뜨개질하듯이 엮는 편직방식이나, 직기에 의해 경사 내에 위사를 삽입하고 교착시키는 제직방식을 모두 이용할 수 있다. 그리고, 편직방식과 제직방식에 의해 형성되는 과정을 이하에서는 모두 "엮는다" 라는 용어로 통칭하여 기술한다.
도10b를 참조하면, 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체(500)는 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400) 중에서 어느 하나를 이용하여 면상체(600)로 형성하되, 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)와 통상의 섬유사(700)를 함께 엮어서 구성한다.
이와 같이 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)와 통상의 섬유사(700)를 혼사하여 면상체(700)를 형성할 경우, 의복이나 장신구로 형성한 상태에서 착용감을 향상시킬 수 있다.
그리고, 섬유사(700) 외에 신축성을 가지면서 도전성을 갖는 선재(미도시)가 함께 엮겨져 형성될 수도 있을 것이다. 이때, 도전성을 갖는 선재로는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허등록 제10-0663328호에 제안된 선재들이 적용될 수 있 다.
첨부도면, 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도이다.
도11을 참조하면, 본 발명에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나를 이용하여 끈(810) 형태로 형성한다.
그리고, 끈(810)은 환타조물(tubular braided fabric)과 같이 3개의 이상의 선재를 서로 교차하여 단면 구조가 원 형태를 갖도록 길게 형성한다. 이때, 끈을 구성하는 전체 조직을 전원을 생성할 수 있는 선재로서 구성하거나, 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)와 통상의 섬유사(700)를 함께 엮어서 구성한다.
첨부도면, 도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도이다.
도12를 참조하면, 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체는 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400) 중에서 어느 하나를 이용하여 밴드(820) 형태로 형성한다.
그리고, 밴드(820)는 평타조물(flat braided fabric)과 같이 3개의 이상의 선재를 서로 교차하여 단면 구조가 일자 형태를 갖도록 길게 형성한다. 이때, 밴드(820)를 구성하는 전체 조직을 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)로서 구성하거나, 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)와 통상의 섬유사(700)를 함께 엮어서 구성한다.
첨부도면, 도13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복(900)은 도13에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 어느 하나의 전원을 생성할 수 있는 선재와 섬유사를 이용하여 의복 형태로 편직 또는 제직한다.
의복의 형태는 상의, 하의, 속옷, 겉옷 등 제한없이 제조할 수 있을 것이다.
첨부도면, 도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복(900)은 도14에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 내지 제4 실시예에 나타난 어느 하나의 전원을 생성할 수 있는 선재(100,200,300,400)와 섬유사(700)를 이용하여 의복 형태로 편직 또는 제직하되 의복의 일부로 엮어서 형성한다.
예컨대, 많은 양을 전원을 발전하기 위해서는 의복의 착용상태에서 움직임이 많은 무릅, 어께, 팔굽, 등의 관절부분(910)에 전원을 생성할 수 있는 선재가 포함되도록 형성하는 것이 바람직할 것이다.
그 외에도, 도9a에 도시된 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 관절부위에 덧대는 방식으로 구성할 수 있다.
한편, 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복은 전원을 생성할 수 있는 선재로부터 발전되는 전원을 DC레벨로 평활화하는 회로부와, 이 회로부로부터 인가되는 전원을 충전하는 충전모듈을 구비한다.
충전모듈은 전원의 충전을 가능하게 하는 통상의 충전회로와 리듐이온전지와 같은 2차 전지를 구비한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재와, 이를 이용한 결합체, 및 이를 이용한 스마트 의복을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도1 내지 도3은 종래 신축성을 갖는 도전성 선재를 나타내는 도면,
도4a 및 도4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재의 제1 변형례를 나타내는 사시도,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재의 제2 변형례를 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도,
도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도,
도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 나타내는 사시도,
도10a 및 도10b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도,
도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도,
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체를 나타내는 사시도,
도13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복을 개략적으로 나타내는 사시도,
도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100,200,300,400: 전원을 생성할 수 있는 선재
110,310,410:내선
120,220,320,420:유도코일
130,230,430:외피층
140,240,340,440:마그네트부
150:부가 선재
500,600:면상체
700:섬유사
900:전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복

Claims (25)

  1. 신축성을 갖는 내선;
    상기 내선에 권취되는 유도코일;
    상기 내선 및 상기 유도코일의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 및
    상기 내선상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여,
    상기 내선 또는/및 상기 유도코일의 신축시에 상기 마그네트부와 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내선은 중심부에 관통공이 형성되고, 상기 관통공의 내부에 상기 마그네트부가 형성된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  3. 나선상으로 권취되는 유도코일;
    상기 유도코일의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층;
    상기 외피층상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여,
    상기 유도코일 또는/및 상기 외피층의 신축시에 상기 유도코일과 상기 마그네트부와의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  4. 신축성 갖는 선형몸체의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공이 형성된 내선;
    상기 관통공에 형성되는 유도코일; 및
    상기 내선상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여,
    상기 내선의 신축시에 상기 마그네트부와 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  5. 신축성 갖는 선형몸체의 내부에 나선 형상을 갖도록 관통공이 형성된 내선;
    상기 관통공에 삽입되는 유도코일;
    상기 내선의 외부에 덧씌워지고 신축성을 갖도록 형성된 외피층; 및
    상기 외피층상에 N극 및 S극이 반복적으로 형성되는 마그네트부를 구비하여,
    상기 내선 또는/및 상기 외피층의 신축시에 상기 마그네트부와 상기 유도코일과의 전자기유도작용으로 전원을 발전하도록 된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도코일은 도전성 선재 또는 도전성을 갖는 고분자물질과 폴리머가 혼합, 성형된 도전성 폴리머 수지선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 유도코일은 도전성 고분자물질이 포함된 졸 형태의 도전성용액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도코일에 접하여 전류 및/또는 전기신호의 전달을 위해 권취되는 도전성 선재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도코일에 접하여 발열선으로서의 기능을 수행하도록 권취되는 도전성 선재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네트부는 N극 및 S극의 자극특성을 갖는 다수의 자석입자가 배열,구성된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네트부는 N극 및 S극의 자극이 반복 배치되어 선형으로 구성된 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외피층은 신축성 실리콘 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외피층은 섬유사가 엮겨져 형성되는 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재.
  14. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 면상체로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  15. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사를 함께 엮어서 면상체로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  16. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 끈 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  17. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사와 함께 엮어서 끈 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  18. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재를 엮어서 밴드 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  19. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와, 섬유사를 함께 엮어서 밴드 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 결합체.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와 섬유사를 함께 엮어서 의복 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복.
  25. 상기 제1항 내지 제5항의 전원을 생성할 수 있는 선재 중에서 어느 하나의 선재와 섬유사를 의복의 일부로 엮어서 형성한 것을 특징으로 하는 전원을 생성할 수 있는 선재를 이용한 스마트 의복.
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