KR101802828B1 - Shoes including piezoelectric energy harvesting unit - Google Patents

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KR101802828B1
KR101802828B1 KR1020160126518A KR20160126518A KR101802828B1 KR 101802828 B1 KR101802828 B1 KR 101802828B1 KR 1020160126518 A KR1020160126518 A KR 1020160126518A KR 20160126518 A KR20160126518 A KR 20160126518A KR 101802828 B1 KR101802828 B1 KR 101802828B1
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piezoelectric element
foot
piezoelectric
piezoelectric power
generating unit
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KR1020160126518A
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Inventor
이원구
김기수
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경희대학교 산학협력단
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    • A43B3/38—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements with power sources
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    • Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a shoe comprises: a body covering the foot; a sole provided on the lower part of the body; and a piezoelectric power generation unit provided on one side of the body and including a piezoelectric element converting deformation of the body into electric energy. The piezoelectric power generation unit is coupled to one side and the other side of a shoe lace provided on the upper one side of the body so the piezoelectric element is deformed when a wearer walks.

Description

압전 발전 유닛을 포함하는 신발{Shoes including piezoelectric energy harvesting unit}A footwear including a piezoelectric power generating unit (e.g., piezoelectric energy harvesting unit)

아래의 실시예들은 압전 발전 유닛을 포함하는 신발에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 걸을 때 신발에 가해지는 힘에 의해 신발의 형상이 변화하는 것을 유연성 압전소자를 이용하여 압전 발전할 수 있도록 구성된 신발에 관한 것이다.The following embodiments relate to a shoe including a piezoelectric power generation unit, and more particularly, to a shoe configured to be able to generate piezoelectric power by using a flexible piezoelectric element, in which the shape of a shoe is changed by a force applied to the shoe .

에너지 하베스팅 기술은 압전소자를 이용하여 주변의 진동이나 충격으로부터 전기 에너지를 얻는 것이다.Energy harvesting technology uses piezoelectric elements to obtain electrical energy from surrounding vibrations and impacts.

여기서, 압전소자를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 압전소자에 기계적 변형이 인가될 경우, 전기 에너지가 발생하는 효과를 이용하여 주위의 버려지는 힘, 압력, 진동 등의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 주는 것을 말한다.Here, the energy harvesting technique using a piezoelectric element converts energy, such as abandoned force, pressure, and vibration, into electrical energy by utilizing the effect of generating electrical energy when mechanical deformation is applied to the piezoelectric element It says.

신발을 신고 걷는 경우에 신발에 지속적으로 압력이 가해지게 된다. 이와 같이 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 기술은 다수가 개시되어 있다. 이중 대다수는 신발의 밑창에 가해지는 압력을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 기술에 집중되어 있다.When you walk in shoes, you are constantly under pressure. Many techniques for producing electrical energy using the pressure applied to the shoe are disclosed. The majority of them are focused on the technology of producing electrical energy using the pressure exerted on the sole of a shoe.

미국등록특허 US 6,188,324 B1(2000.3.22)US Patent 6,188,324 B1 (March 22, 2000)

본 발명의 실시예들은 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 압전 발전될 수 있는 신발을 제공한다.Embodiments of the present invention provide shoes that can be piezoelectric-powered using the pressure exerted on the shoe when walking.

본 발명의 실시예들은 걸을 때 신발 끈에 가해지는 압력을 이용하여 압전 발전될 수 있는 신발을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a shoe that can be piezoelectric-powered using the pressure applied to a shoelace when walking.

본 발명의 일 실시예에 따른 신발은, 발을 감싸는 몸체, 상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창 및 상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛을 포함하고, 상기 압전 발전 유닛은 상기 몸체의 상부 일측에 제공되는 신발 끈의 일측과 타측에 결합되어, 걸을 때 상기 압전소자가 변형되도록 구성된다.A shoe according to an embodiment of the present invention includes a body for wrapping a foot, a sole provided at a lower portion of the body, and a piezoelectric element provided at one side of the body and including a piezoelectric element for transforming deformation of the body into electric energy The piezoelectric power generation unit is coupled to one side and the other side of a shoelace provided on one side of the body, and is configured to deform the piezoelectric element when it is walked.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may be provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may have a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함할 수 있다.And an energy storage unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit.

본 발명의 다른 실시예에 따른 신발은, 발을 감싸는 몸체, 상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창 및 상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체부의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛을 포함하고, 상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 몸체 내측에서 상기 부피 조절부를 덮도록 마련된 가림부를 포함하고, 상기 압전 소자는 상기 부피 조절부의 양측에 각각 연결되어, 걸을 때 상기 압전소자가 변형되도록 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a shoe comprising a body for enclosing a foot, a sole provided at a lower portion of the body, and a piezoelectric element provided at one side of the body to transform a deformation of the body into electrical energy The body includes a foot in / out portion having a top surface opened to allow a foot to come in and out, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot in / out portion, and a covering portion provided inside the body to cover the volume adjusting portion And the piezoelectric element is connected to both sides of the volume adjusting part so that the piezoelectric element is deformed when it is walked.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may have a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may be provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함할 수 있다.And an energy storage unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신발은, 발을 감싸는 몸체, 상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창 및 상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체부의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전 발전 유닛을 포함하고, 상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 몸체 내측에서 상기 부피 조절부를 덮도록 마련된 가림부를 포함하고, 상기 압전 발전 유닛은 상기 몸체의 상부 일측에 제공되는 신발 끈의 일측과 타측에 결합된 제1 압전소자와, 상기 부피 조절부의 양측에 각각 연결된 제2 압전소자를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a shoe comprising: a body surrounding a foot; a sole provided at a lower portion of the body; and a piezoelectric power generation unit provided at one side of the body to transform deformation of the body into electrical energy, The body includes a foot-in / out portion whose upper surface is opened to allow a foot to be inserted, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot-in / out portion, and a covering portion provided to cover the volume adjusting portion from the inside of the body, The power generation unit includes a first piezoelectric element coupled to one side and the other side of a shoelace provided on one side of the body, and a second piezoelectric element connected to both sides of the volume control unit.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may have a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공될 수 있다.The piezoelectric power generating unit may be provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element.

상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함할 수 있다.And an energy storage unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신발은, 발을 감싸는 몸체, 상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창 및 상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛;을 포함하고, 상기 압전 발전 유닛은 상기 몸체의 상부 일측에 제공되는 신발 끈의 일측과 타측에 결합되어, 걸을 때 상기 압전소자가 변형되도록 구성되고, 상기 압전소자는 일측에 유연성 기판이 결합되고, 타측에 고무 재질로 보호부가 형성된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a shoe comprising a body for enclosing a foot, a sole provided at a lower portion of the body, and a piezoelectric element provided at one side of the body to deform deformation of the body into electric energy. Wherein the piezoelectric power generating unit is configured to be coupled to one side and the other side of a shoelace provided on one side of an upper portion of the body so that the piezoelectric element is deformed when it is walked, , And a protective portion is formed of a rubber material on the other side.

본 발명의 실시예들에 따르면 걸을 때 신발 끈에 가해지는 압력을 이용하여 압전 발전되는 신발이 제공 될 수 있다.According to embodiments of the present invention, a shoe that is piezoelectric-powered by using a pressure applied to a shoelace when walking can be provided.

본 발명의 실시예들에 따르면 유연성 압전소자를 이용하여 신발 끈에 가해지는 압력을 전기 에너지로 변형시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, the pressure applied to the shoelace string can be transformed into electric energy by using the flexible piezoelectric element.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 발전 유닛이 설치된 신발을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 압전 발전 유닛을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 발전 유닛이 설치된 신발을 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 신발을 신고 걷는 경우에 압전 발전 유닛의 변화를 보여주는 도면이다. 1 is a perspective view showing a shoe provided with a piezoelectric power generating unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the piezoelectric power generating unit of FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view showing a shoe provided with a piezoelectric power generation unit according to another embodiment of the present invention.
Fig. 4 and Fig. 5 are views showing the change of the piezoelectric power generating unit when the shoe shown in Fig. 1 is worn.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 발전 유닛이 설치된 신발을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 압전 발전 유닛을 확대하여 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing a shoe provided with a piezoelectric power generating unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the piezoelectric power generating unit of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신발(1)은 밑창(10), 몸체(20), 그리고 압전 발전 유닛(30)을 포함한다.1 and 2, a shoe 1 according to an embodiment of the present invention includes a sole 10, a body 20, and a piezoelectric power generating unit 30.

몸체(20)는 발을 감싸도록 제공될 수 있다. 몸체(20)는 상부 일측에 발 출입부(21)가 형성될 수 있다. 발 출입부(21)는 개구로 형성되어 발이 몸체(20) 내측으로 출입할 수 있도록 구성될 수 있다. The body 20 may be provided to enclose the foot. The body 20 may have a foot-in / out portion 21 formed at one side thereof. The foot-in / out portion 21 may be formed as an opening so that the foot can go in and out of the body 20.

몸체(20)는 상부 일측에 부피 조절부(22)가 형성될 수 있다. 부피 조절부(22)는 발 출입부(21)의 일측으로부터 신발(1)의 전방으로 연장된 개구로 형성될 수 있다. 부피 조절부(22)는 발 출입부(21)로부터 연장된 면을 따라 절개면(23)이 형성될 수 있다. The body 20 may have a volume adjusting portion 22 formed on one side thereof. The volume adjusting section 22 may be formed as an opening extending forward from the one side of the foot-in / out section 21 to the front of the shoe 1. The volume adjusting portion 22 may be formed with a cut-out surface 23 along a surface extending from the foot-

부피 조절부(22)는 사용자마다 상이한 발 사이즈에 맞춰 몸체(20) 내부 부피를 조절할 수 있도록 마련될 수 있다. 부피 조절부(22)는 신발 끈(24)으로 둘러싸여 몸체(20) 내부 부피를 조절하도록 구성될 수 있다. 신발 끈(24)은 절개면(23)을 따라 일정간격으로 형성된 신발 끈 홀(25)에 고정될 수 있다.The volume adjusting unit 22 may be provided to adjust the inner volume of the body 20 in accordance with different foot sizes for each user. The volume adjusting portion 22 may be configured to adjust the internal volume of the body 20 surrounded by the shoelace. The shoelace straps 24 may be fixed to the shoelace hole 25 formed at regular intervals along the cut surface 23.

몸체(20)는 부피 조절부(22)를 개폐하는 가림부(26)를 더 포함할 수 있다. 가림부(26)는 몸체(20) 내측에서 부피 조절부(22)의 개구를 덮을 수 있도록 마련될 수 있다. 가림부(26)는 부피 조절부(22)를 따라 연장된 형상으로 마련될 수 있다. The body 20 may further include a blocking portion 26 for opening and closing the volume adjusting portion 22. [ The covering portion 26 may be provided on the inside of the body 20 so as to cover the opening of the volume adjusting portion 22. [ The blocking portion 26 may be provided in a shape extending along the volume adjusting portion 22.

밑창(10)은 몸체(20)의 저면에 결합될 수 있다. 밑창(10)은 저면이 바닥과 마주하고, 상면은 몸체(20)와 결합되어 발과 마주하도록 구성될 수 있다.The sole 10 may be coupled to the bottom surface of the body 20. The sole 10 may be configured such that the bottom surface faces the bottom and the top surface engages with the body 20 to face the foot.

본 발명의 일 실시예에 따른 압전 발전 유닛(30)은 걸을 때 신발(1)이 받는 힘을 전기 에너지로 변형시킬 수 있다. The piezoelectric power generating unit 30 according to an embodiment of the present invention can transform the force received by the shoe 1 into electric energy when the user is walking.

압전 발전 유닛(30)은 압전소자(31)를 포함할 수 있다. 압전 발전 유닛(30)은 걸을 때 신발(1)에 전달되는 힘으로 인하여 신발(1)과 함께 압전소자(31)가 변형되는 것을 이용하여 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.The piezoelectric power generating unit 30 may include a piezoelectric element 31. [ The piezoelectric power generating unit 30 can generate electric energy by using the deformation of the piezoelectric element 31 together with the shoe 1 due to the force transmitted to the shoe 1 when the foot is walked.

압전소자(31)는 발전량이 우수한 세라믹(ceramic) 압전소자를 비롯하여 물리적 유연성이 뛰어나 폴리머(polymer)나 폴리머와 세라믹이 혼합된 하이브리드 압전소자가 사용될 수 있다. The piezoelectric element 31 may be a hybrid piezoelectric element in which a polymer or a polymer and ceramic are mixed because it is excellent in physical flexibility as well as a ceramic piezoelectric element having excellent power generation.

일 예에 의하면, 압전소자(31)는 신발 끈(24)의 제1 부분과 제1 부분으로부터 일정간격 이격된 제2 부분에 결합될 수 있다. 이러한 경우에 압전소자(31)는 사람이 걸을 때 몸체(20)가 받는 힘이 신발 끈(24)으로 전달되어 신발 끈(24)과 함께 변형되면서 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.According to one example, the piezoelectric element 31 can be coupled to the first portion of the shoelace 24 and the second portion that is spaced apart from the first portion by a certain distance. In this case, the piezoelectric element 31 is able to generate electric energy as the force received by the body 20 when the person is walking is transmitted to the shoelace strap 24 and is deformed together with the shoelace strap 24.

압전 발전 유닛(30)은 유연성 기판(32)을 더 포함할 수 있다. 유연성 기판(32)은 압전소자(31)의 일측에 결합될 수 있다. 유연성 기판(32)은 압전소자(31)에 결합되어 압전 발전 유닛(30)이 유연성을 가지도록 구성될 수 있다.The piezoelectric power generating unit 30 may further include a flexible substrate 32. The flexible substrate 32 may be coupled to one side of the piezoelectric element 31. The flexible substrate 32 is coupled to the piezoelectric element 31 so that the piezoelectric power generation unit 30 can be configured to have flexibility.

압전 발전 유닛(30)은 보호부(33)를 더 포함할 수 있다. 보호부(33)는 압전소자(31)의 일측에 결합될 수 있다. 보호부(33)는 유연성 기판(32)이 결합된 압전소자(31)의 타측에 결합될 수 있다. 보호부(33)는 압전소자(31)의 파손을 방지할 수 있도록 마련될 수 있다. 보호부(33)는 고무 재질로 제공될 수 있다.The piezoelectric power generation unit 30 may further include a protection unit 33. [ The protective portion 33 may be coupled to one side of the piezoelectric element 31. [ The protective portion 33 may be coupled to the other side of the piezoelectric element 31 to which the flexible substrate 32 is coupled. The protective portion 33 may be provided to prevent the piezoelectric element 31 from being damaged. The protection portion 33 may be provided of a rubber material.

압전 발전 유닛(30)은 설명의 편의를 위하여 외부에서 보이는 형태로 도시하였으나, 이와 달리 외부에서 보이지 않는 위치에 마련될 수도 있다. 예를 들어, 가림부(26)의 내측에 위치하고, 신발 끈(24)과 결합되는 일부 부분만 외부로 돌출되도록 제공될 수 있다.Although the piezoelectric power generation unit 30 is shown as being viewed from the outside for convenience of explanation, it may be provided at a position not visible from the outside. For example, only a part of the shoelace fitting portion 26, which is located inside the covering portion 26 and is engaged with the shoelace fitting 24, may be provided so as to project outwardly.

신발(1)은 에너지 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 에너지 저장부(미도시)는 압전 발전 유닛(30)과 전기적으로 연결되어, 압전 발전 유닛(30)에서 발생된 전기에너지를 저장할 수 있도록 구성될 수 있다. 에너지 저장부(미도시)는 몸체(20)의 내측이나 밑창(10) 내측과 같이 외부에서 보이지 않는 위치에 마련될 수 있다.The shoe 1 may further include an energy storage unit (not shown). The energy storage unit (not shown) may be configured to be electrically connected to the piezoelectric power generation unit 30 to store the electric energy generated in the piezoelectric power generation unit 30. The energy storage unit (not shown) may be provided at an inner portion of the body 20 or an inner portion of the sole 10 that is not visible from the outside.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 발전 유닛이 설치된 신발을 보여주는 사시도이다. 3 is a perspective view showing a shoe provided with a piezoelectric power generation unit according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 압전 발전 유닛(30)은 도 1의 압전 발전 유닛(30)과 동일한 구성을 가지지만, 몸체(20)에 설치되는 위치가 상이하게 구성될 수 있다. 이하에서는 도 1의 압전 발전 유닛(30)과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.3, the piezoelectric power generation unit 30 has the same configuration as that of the piezoelectric power generation unit 30 of FIG. 1, but may be provided at different positions on the body 20. FIG. Hereinafter, description of the same components as those of the piezoelectric power generating unit 30 of Fig. 1 will be omitted, and differences will be mainly described.

압전 발전 유닛(30)은 걸을 때 마주하는 절개면(23)의 상대적 거리 변화에 따라 압전소자(31)가 변형하도록 구성될 수 있다. 구체적으로 압전소자(31)는 절개면(23)의 일측과, 그에 마주하는 절개면의 타측에 각각 결합될 수 있다. 압전소자(31)는 걸을 때 부피 조절부(22)의 형상이 변화되면서 절개면(23)의 상대적 거리가 변화하게 되고, 이로 인하여 압전소자(31)의 변형이 발생될 수 있다. 이와 달리, 압전소자(31)는 마주하는 신발 끈 구명(25)에 각각 결합될 수도 있다.The piezoelectric power generating unit 30 can be configured so that the piezoelectric element 31 is deformed in accordance with a change in the relative distance of the cut-out surface 23 that faces when it is walked. Specifically, the piezoelectric element 31 can be coupled to one side of the cut surface 23 and the other side of the cut surface facing the cut surface 23, respectively. The relative distance of the cut-off surface 23 is changed while the shape of the volume adjusting portion 22 is changed when the piezoelectric element 31 is being walked. As a result, deformation of the piezoelectric element 31 may occur. Alternatively, the piezoelectric elements 31 may be respectively coupled to the facing shoe straps 25.

압전 발전 유닛(30)은 설명의 편의를 위하여 외부에서 보이는 형태로 도시하였으나, 이와 달리 외부에서 보이지 않는 위치에 마련될 수도 있다. 예를 들어, 가림부(26)의 내측에 위치하고, 신발 끈(24)과 결합되는 일부 부분만 외부로 돌출되도록 제공될 수 있다.Although the piezoelectric power generation unit 30 is shown as being viewed from the outside for convenience of explanation, it may be provided at a position not visible from the outside. For example, only a part of the shoelace fitting portion 26, which is located inside the covering portion 26 and is engaged with the shoelace fitting 24, may be provided so as to project outwardly.

도시되지 않았지만, 압전 발전 유닛은 복수개로 제공될 수 있다. 압전 발전 유닛은 신발 끈(24)의 일측과 타측에 결합되는 제1 압전소자와, 절개면(23)의 일측과 타측에 결합되는 제2 압전소자를 포함할 수도 있다. 이로 인하여, 하나의 신발(1)에서 발생되는 전기 에너지의 양을 향상시킬 수 있다.Although not shown, a plurality of piezoelectric power generation units may be provided. The piezoelectric power generation unit may include a first piezoelectric element coupled to one side and the other side of the shoelace 24 and a second piezoelectric element coupled to one side and the other side of the cut surface 23. [ Thus, the amount of electric energy generated in one shoe 1 can be improved.

도 4 및 도 5는 도 1의 신발을 신고 걷는 경우에 압전 발전 유닛의 변화를 보여주는 도면이다. Fig. 4 and Fig. 5 are views showing the change of the piezoelectric power generating unit when the shoe shown in Fig. 1 is worn.

도 4 및 도 5를 참조하면, 사람이 신발(1)을 신고 움직이는 경우에 신발에 결합된 압전 발전 유닛(30)의 변화를 볼 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 신발(1)이 땅에 지지되는 경우에는 사람의 체중 등이 발을 통해 전달되어 부피 조절부(22)의 간격이 멀어지도록 몸체(20)의 형태가 변화되면서 압전소자(31)가 늘어나게 된다. Referring to Figs. 4 and 5, a change in the piezoelectric power generation unit 30 coupled to the shoe can be seen when a person moves around the shoe 1. 4, when the shoe 1 is supported on the ground, the shape of the body 20 is changed so that the weight of the human body is transmitted through the foot and the distance between the volume adjusting portions 22 is changed, The element 31 is stretched.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 신발(1)이 지면으로부터 이격된 경우에는 발을 통해 몸체(20)로 전달되는 힘이 줄어들어 부피 조절부(22)의 간격이 좁아지도록 몸체(20)의 형태가 변형될 수 있다. 이와 함께 압전소자(31)도 길이 방향으로 줄어들도록 변형될 수 있다.5, when the shoe 1 is separated from the ground, the force transmitted to the body 20 through the foot is reduced so that the distance between the shoe 1 and the body 20 is reduced, The shape may be deformed. At the same time, the piezoelectric element 31 can be deformed so as to be reduced in the longitudinal direction.

이러한 압전소자(31)의 변형을 통해 전기에너지가 지속적으로 발생될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 압전 발전 유닛(30)은 신발(1)의 상부에 배치되는 신발 끈(24)이나 부피 조절부(23)의 형상 변화를 이용하므로 압전소자(31)의 파손을 방지하면서 지속적으로 전기 에너지를 생성할 수 있다.Electrical energy can be continuously generated through the deformation of the piezoelectric element 31. The piezoelectric power generation unit 30 according to the embodiment of the present invention utilizes the shape change of the shoelace fitting 24 and the volume adjusting portion 23 disposed on the upper portion of the shoe 1 to prevent breakage of the piezoelectric element 31 And generate electrical energy continuously.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

1 : 신발
10 : 밑창
20 : 몸체
30 : 압전 발전 유닛
31 : 압전소자
32 : 유연성 기판
33 : 보호부
40 : 에너지 저장부1: Shoes
10: Outsole
20: Body
30: Piezoelectric power generation unit
31: piezoelectric element
32: flexible substrate
33: Protection section
40: Energy storage unit

Claims (13)

발을 감싸는 몸체;
상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창; 및
상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛;을 포함하고,
상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 발 출입부로부터 상기 부피 조절부의 연장된 면을 따라 형성되는 절개면을 포함하고,
상기 압전 발전 유닛은 상기 절개면의 일측과 그에 마주하는 절개면의 타측에 결합되어, 걸을 때 마주하는 절개면의 상대적 거리 변화에 따라 상기 압전소자가 변형되도록 구성되는 신발.Body surrounding the feet;
A sole provided at a lower portion of the body; And
And a piezoelectric element provided on one side of the body to transform the deformation of the body into electrical energy,
The body includes a foot-in / out portion having a top surface opened to allow a foot to come in and out, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot-in / out portion, and an incision formed along an extended surface of the foot- ≪ / RTI >
Wherein the piezoelectric power generating unit is configured to be coupled to one side of the cut-out surface and the other side of the cut-out surface facing the cut-out surface, so that the piezoelectric element is deformed according to a change in the relative distance of the cut- 제1항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공되는 신발.The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric power generating unit is provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element. 제1항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성된 신발.The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric power generation unit has a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element. 제1항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함하는 신발.The method according to claim 1,
And an energy storing unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit. 발을 감싸는 몸체;
상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창; 및
상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛;을 포함하고,
상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 몸체 내측에서 상기 부피 조절부를 덮도록 마련된 가림부를 포함하고,
상기 압전 소자는 상기 부피 조절부의 양측에 각각 연결되어, 걸을 때 부피 조절부의 간격의 변화에 따라 상기 압전소자가 변형되도록 구성되는 신발.Body surrounding the feet;
A sole provided at a lower portion of the body; And
And a piezoelectric element provided on one side of the body to transform the deformation of the body into electrical energy,
The body includes a foot in / out portion having a top surface opened to allow a foot to come in and out, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot in / out portion, and a covering portion provided inside the body to cover the volume adjusting portion,
Wherein the piezoelectric element is connected to both sides of the volume adjusting part so that the piezoelectric element is deformed in accordance with a change in the interval of the volume adjusting part when the device is in a walking state. 제5항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성된 신발.6. The method of claim 5,
Wherein the piezoelectric power generation unit has a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element. 제5항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공되는 신발.6. The method of claim 5,
Wherein the piezoelectric power generating unit is provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element. 제5항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함하는 신발.6. The method of claim 5,
And an energy storing unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit. 발을 감싸는 몸체;
상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창; 및
상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전 발전 유닛;을 포함하고,
상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 발 출입부로부터 상기 부피 조절부의 연장된 면을 따라 형성되는 절개면을 포함하고,
상기 압전 발전 유닛은 상기 몸체의 상부 일측에 제공되는 신발 끈의 일측과 타측에 결합된 제1 압전소자와, 상기 절개면의 일측과 그에 마주하는 절개면의 타측에 결합된 제2 압전소자를 포함하는 신발.Body surrounding the feet;
A sole provided at a lower portion of the body; And
And a piezoelectric power generation unit provided at one side of the body to transform the deformation of the body into electric energy,
The body includes a foot-in / out portion having a top surface opened to allow a foot to come in and out, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot-in / out portion, and an incision formed along an extended surface of the foot- ≪ / RTI >
The piezoelectric power generation unit includes a first piezoelectric element coupled to one side and the other side of a shoelace provided on one side of the body, and a second piezoelectric element coupled to one side of the cut-off surface and the other side of the cut- Shoes. 제9항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 고무 재질로 보호부가 형성된 신발.10. The method of claim 9,
Wherein the piezoelectric power generation unit has a protective portion formed of a rubber material on one side of the piezoelectric element. 제9항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛은 상기 압전 소자의 일측에 유연성 기판이 결합되어 제공되는 신발.10. The method of claim 9,
Wherein the piezoelectric power generating unit is provided with a flexible substrate coupled to one side of the piezoelectric element. 제9항에 있어서,
상기 압전 발전 유닛에서 생성된 전기 에너지가 저장되는 에너지 저장부;를 더 포함하는 신발.10. The method of claim 9,
And an energy storing unit for storing electric energy generated in the piezoelectric power generating unit. 발을 감싸는 몸체;
상기 몸체의 하부에 마련되는 밑창; 및
상기 몸체 일측에 제공되어 상기 몸체의 변형을 전기 에너지로 변형시키는 압전소자를 포함하는 압전 발전 유닛;을 포함하고,
상기 몸체는 발이 출입되도록 상면 일부가 개방된 발 출입부와, 상기 발 출입부 일측으로부터 전방으로 연장되어 개방된 부피 조절부와, 상기 발 출입부로부터 상기 부피 조절부의 연장된 면을 따라 형성되는 절개면을 포함하고,
상기 압전 발전 유닛은 상기 절개면의 일측과 그에 마주하는 절개면의 타측에 결합되어, 걸을 때 마주하는 절개면의 상대적 거리 변화에 따라 상기 압전소자가 변형되도록 구성되고,
상기 압전소자는 일측에 유연성 기판이 결합되고, 타측에 고무 재질로 보호부가 형성된 신발.Body surrounding the feet;
A sole provided at a lower portion of the body; And
And a piezoelectric element provided on one side of the body to transform the deformation of the body into electrical energy,
The body includes a foot-in / out portion having a top surface opened to allow a foot to come in and out, a volume adjusting portion extending forward from a side of the foot-in / out portion, and an incision formed along an extended surface of the foot- ≪ / RTI >
The piezoelectric power generating unit is configured to be coupled to one side of the incision surface and the other side of the incision surface facing the incision surface so that the piezoelectric element is deformed according to a change in the relative distance of the incision surface facing the incision surface,
Wherein the piezoelectric element has a flexible substrate bonded to one side thereof and a protective portion formed of a rubber material on the other side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001204507A (en) 2000-01-31 2001-07-31 Usc Corp Luminescent shoe
US20160095377A1 (en) 2014-10-02 2016-04-07 Adidas Ag Flat weft-knitted upper for sports shoes
KR101654296B1 (en) * 2015-03-12 2016-09-05 (주)엘라켐 Ultrasonography probe with piezoelectric element

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