KR20020057683A - The keyboard having power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력발생소자가 구비된 키보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴퓨터나 핸드폰 등 이동 정보통신기기의 키보드 하단 소정부에 압력과 열 등의 물리력이 가해짐에 따라 전력을 발생시키는 소자를 제공하고 그 전력발생소자로부터 발생된 전류를 충전시킬 수 있도록 하여 키보드를 조작할 때 발생된 전류로 본체 전원이 충전될 수 있도록 한 전력발생소자가 구비된 키보드에 관한 것이다.The present invention relates to a keyboard having a power generating device, and more particularly, to provide a device for generating electric power when a physical force such as pressure and heat is applied to a predetermined lower portion of a keyboard of a mobile information communication device such as a computer or a mobile phone. The present invention relates to a keyboard having a power generation device capable of charging the current generated from the power generation device so that the main body power can be charged with the current generated when the keyboard is operated.
주지된 바와 같이, 컴퓨터의 등장으로 인하여 과학기술의 수준이 진일보함과 동시에 차후 개발되는 장치 및 기구들이 컴퓨터 기술에 기반하여 연구 개발되고 있다.As is well known, due to the advent of computers, the level of science and technology is being advanced, and devices and apparatuses to be developed later are being researched and developed based on computer technology.
현재, 컴퓨터는 연구소 등에 국한되지 않고 각 개인이 그 컴퓨터를 소유함과 동시에 컴퓨터를 다루게 되었으며, 컴퓨터를 이용하여 실시간으로 소망하는 정보를 송/수신할 수 있게 되었다.Currently, computers are not limited to laboratories and the like, and each individual owns the computer and handles the computer at the same time. The computer can transmit and receive the desired information in real time.
물론, 대부분의 업무는 컴퓨터가 없이는 불가능하게 될 정도로 컴퓨터는 실생활에 뿌리를 내리고 있다. 따라서, 빈번하게 이동하면서 업무를 수행해야하는 경우에는 노트북 컴퓨터와 무선통신 단말기를 이용하여 이동중에 업무를 수행할 수있게 되었다.Of course, computers are rooted in real life so that most tasks are impossible without them. Therefore, when it is necessary to carry out work while moving frequently, it is possible to perform work on the move by using a notebook computer and a wireless communication terminal.
하지만, 상기 컴퓨터의 보급대수가 기하급수적으로 증가되고, 특히 노트북 컴퓨터와 같이 배터리를 구동원으로 하는 컴퓨터의 경우에는 전원공급 문제가 심각한 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.However, the supply of computers has increased exponentially, especially in the case of a computer powered by a battery such as a notebook computer, the power supply problem is a serious problem.
데스크탑 컴퓨터의 경우에 그 컴퓨터에 유선으로 전원을 공급하는 별도의 전원장치가 구비되어 있으며, 노트북 컴퓨터의 경우에는 그 컴퓨터 내부에 배터리를 장착하여 그 배터리로부터 전원을 공급받아 구동되게 된다.In the case of a desktop computer, a separate power supply device is provided for supplying power to the computer by wire. In the case of a notebook computer, a battery is mounted inside the computer to be powered by the battery.
그러나, 노트북 컴퓨터의 경우에는 배터리의 충전용량에 한계가 있으므로 일정시간 컴퓨터를 사용하게 되면 다시 그 배터리를 충전시켜야 한다는 문제점이 있다.However, in the case of a notebook computer has a limit on the battery's charge capacity, there is a problem that you need to charge the battery again when using the computer for a certain time.
그리고, 일반 개인용 PC인 데스크탑 컴퓨터의 경우에도 사용자가 컴퓨터를 조작할 때 키보드로 전달되는 사용자의 손가락 힘은 단지 본체 CPU측으로 명령신호 및 감지신호를 주기 위한 것에 불과한 것이고, 별도의 구동원으로 이용되지는 않는 실정이다.In addition, even in the case of a desktop computer which is a general personal PC, the user's finger force transmitted to the keyboard when the user operates the computer is merely to give a command signal and a detection signal to the main body CPU, and is not used as a separate driving source. It is not true.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 각종 전자기기의 키보드에 압전 및 열전소자를 구비하여 사용자가 키보드를 조작하게 되면 그 키보드로부터 발생되는 압력과 사용자 손가락으로부터 전도되는 열량에 의해 전압이 발생될 수 있도록 하는 전력발생소자가 구비된 키보드를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described state of the art, and includes a piezoelectric element and a thermoelectric element in a keyboard of various electronic devices. It is an object of the present invention to provide a keyboard with a power generating element that can generate a voltage.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 외형을 나타내는 외부사시도이다.1 is an external perspective view showing the external appearance of a keyboard with a power generating device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드를 나타내는 분리사시도이다.2 is an exploded perspective view showing a keyboard equipped with a power generating device according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 키보드가 결합된 상태를 나타내는 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view illustrating a state in which the keyboard of FIG. 2 is coupled.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자의 전기적인 접속상태를 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing an electrical connection state of the power generating device according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view of a keyboard with a power generating device according to a second embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
8a∼8n:키, 12:인쇄회로기판,8a to 8n: key, 12: printed circuit board,
12a:키접점, 14:고무패드,12a: key contact, 14: rubber pad,
16:압전소자, 18:유동봉,16: piezoelectric element, 18: floating rod,
20:압압부, 22:압전소자,20: piezoelectric part, 22: piezoelectric element,
26:지지보드, 28:키캡,26: support board, 28: keycap,
32:하우징, 34:역류방지다이오드,32: housing, 34: backflow prevention diode,
36:레지스터, 37:전압-전류 컨버터,36: register, 37: voltage-to-current converter,
38:충전부, 42:열전소자.38: charging part, 42: thermoelectric element.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따르면 키 접점이 그 상면에 구비된 인쇄회로기판이 키보드 하우징의 저면에 부착되고, 그 상면에 고무패드가 밀착되며, 상기 키보드 하우징의 내측벽에 양단이 결합된 지지보드의 가이드를 통해 상하향으로 이동가능하게 개재된 유동봉이 제공되며, 그 유동봉과 결합된 키캡으로 구성된 키보드에 있어서, 상기 고무패드의 돌출부 가장자리에 원띠형의 압전소자가 구비되고, 상기 유동봉의 외주면에 압전소자가 결합되며, 상기 압전소자로부터의 리드선과 역류방지 다이오드의 일단이 접속되고, 상기 역류방지 다이오드의 타단과 레지스터의 일단이 접속되며, 상기 레지스터의 타단과 전압-전류 컨버터의 일단이 접속되고, 상기 전압-전류 컨버터의 타단과 충전부가 접속되어 상기 압전소자로부터 발생된 전력이 충전될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전력발생소자가 구비된 키보드가 제공된다.In order to achieve the above object, according to a first embodiment of the present invention, a printed circuit board having a key contact provided on an upper surface thereof is attached to a bottom surface of a keyboard housing, and a rubber pad adheres to the upper surface of the keyboard housing. In the keyboard which is provided to be moved up and down through the guide of the support board coupled to both ends on the inner wall of the, the keyboard consisting of a keycap coupled to the flow bar, the piezoelectric element of the circular shape on the edge of the protrusion of the rubber pad And a piezoelectric element coupled to an outer circumferential surface of the flow rod, one end of the lead wire and the backflow prevention diode from the piezoelectric element are connected, the other end of the backflow prevention diode and one end of the resistor are connected, and the other end of the resistor. One end of the voltage-current converter is connected, and the other end of the voltage-current converter and the charging unit are connected to the piezoelectric body. A keyboard having a power generating element, characterized in that the so that the power generated from a person to be charged is provided.
바람직하게 본 발명의 제 2실시예에 따르면, 키 접점이 그 상면에 구비된 인쇄회로기판이 키보드 하우징의 저면에 부착되고, 그 상면에 고무패드가 밀착되며, 상기 키보드 하우징의 내측벽에 양단이 결합된 지지보드의 가이드를 통해 상하향으로 이동가능하게 개재된 유동봉이 제공되며, 그 유동봉과 결합된 키캡으로 구성된 키보드에 있어서, 상기 키캡의 내부 저면에 열전소자가 입설되며, 그 상면에 밀착된 접합부를 매개하여 열전소자가 구비되고, 상기 열전소자로부터의 리드선과 역류방지 다이오드의 일단이 접속되고, 상기 역류방지 다이오드의 타단과 레지스터의 일단이 접속되며, 상기 레지스터의 타단과 전압-전류 컨버터의 일단이 접속되며,상기 전압-전류 컨버터의 타단과 충전부가 접속되어 상기 열전소자로부터 발생된 전력이 충전될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전력발생소자가 구비된 키보드가 제공된다.Preferably, according to the second embodiment of the present invention, a printed circuit board having a key contact provided on an upper surface thereof is attached to a bottom surface of the keyboard housing, a rubber pad adheres to the upper surface thereof, and both ends of the inner wall of the keyboard housing are attached. A floating rod is provided to be movable upward and downward through the guide of the coupled support board. In the keyboard consisting of a keycap coupled to the floating rod, a thermoelectric element is placed on an inner bottom of the keycap, and a bonding part adhered to the upper surface. A thermoelectric element is provided through the device, a lead wire from the thermoelectric element and one end of the backflow prevention diode are connected, the other end of the backflow prevention diode and one end of the resistor are connected, and the other end of the resistor and one end of the voltage-current converter. Is connected, and the other end of the voltage-current converter and the charging unit may be connected to charge power generated from the thermoelectric element. A power generating element, characterized in that the keyboard provided to is provided.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 외형을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the external appearance of a keyboard with a power generating device according to a first embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 사각의 노트북 컴퓨터(2)가 도시되어 있으며, 상기 노트북 컴퓨터(2)는 다수의 반도체 소자 및 배터리, CPU, 메모리 등으로 구성된 본체(4)가 그 하부에 제공되며, 상기 본체(4)와 소정의 힌지로 결합되어 그 축을 기준으로 일정각 회동되는 LCD지지부(6)로 구성된다.Referring to this, a rectangular notebook computer 2 is shown. The notebook computer 2 is provided with a main body 4 composed of a plurality of semiconductor elements and a battery, a CPU, a memory, and the like, below the main body ( 4) and the LCD support unit 6 is coupled to a predetermined hinge and rotated about an axis.
상기 본체(4)의 상면에는 다수의 키패드(8)가 제공되며 그 상면에 다수의 키(8a∼8n)가 배열되고, 상기 LCD지지부(6)의 일면에는 상기 배터리로부터의 전압에 의해 디스플레이되는 LCD(10)가 결합된다.A plurality of keypads 8 are provided on an upper surface of the main body 4, and a plurality of keys 8a to 8n are arranged on an upper surface thereof, and one surface of the LCD support 6 is displayed by a voltage from the battery. LCD 10 is coupled.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 요부를 나타내는 분리사시도이며, 도 3은 도 2의 키보드가 결합된 상태를 나타내는 측단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the main portion of the keyboard with a power generating device according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a side cross-sectional view showing a state in which the keyboard of Figure 2 is coupled.
이를 참조하면, 상기 본체(4)의 내부 저면에는 CPU, 메모리, 프로세서와 결합되는 인쇄회로기판(12)이 장착되고, 그 인쇄회로기판(12)의 상면에는 상기 키(8a∼8n)의 조작에 따라 신호를 발생시키는 접점(12a)이 형성된다.Referring to this, a printed circuit board 12 coupled to a CPU, a memory, and a processor is mounted on an inner bottom of the main body 4, and the keys 8a to 8n are operated on an upper surface of the printed circuit board 12. As a result, a contact 12a for generating a signal is formed.
상기 인쇄회로기판(12)의 상면에는 고무패드(14)가 덧씌워지고, 상기 고무패드(14)는 그 상면이 돌출된 돌출부(14a)를 갖는다.A rubber pad 14 is overlaid on the upper surface of the printed circuit board 12, and the rubber pad 14 has a protrusion 14a on which the upper surface protrudes.
또한, 상기 고무패드의 돌출부(14a)의 외주면에는 링형상으로 이루어진 압전소자(16)가 제공되며 상기 압전소자(16)의 일단으로부터 리드선(도시는 생략)이 인출되게 된다.In addition, a piezoelectric element 16 having a ring shape is provided on the outer circumferential surface of the protrusion 14a of the rubber pad, and lead wires (not shown) are drawn out from one end of the piezoelectric element 16.
한편, 원통형상으로 구성된 유동봉(18)이 상기 고무패드(14)의 상측에 제공되는 바, 상기 유동봉(18)은 그 상면에 +자형의 홈(18a)이 형성되어 있으며, 그 하단에는 상기 유동봉(18)의 직경보다 작은 직경의 압압부(20)가 그 하측으로 돌출 형성되고, 상기 유동봉(18)의 외주면에는 압전소자(22)가 상기 압전소자(16)와 대응되게 결합된다.On the other hand, a flow rod 18 having a cylindrical shape is provided on the upper side of the rubber pad 14, the flow rod 18 is formed with a + -shaped groove 18a on the upper surface, the bottom of the flow rod A piezoelectric portion 20 having a diameter smaller than the diameter of 18 is formed to protrude downward, and the piezoelectric element 22 is coupled to the piezoelectric element 16 on the outer circumferential surface of the flow rod 18.
그리고, 상기 유동봉(18)의 하측에는 그 유동봉(18)에 탄성을 제공하기 위한 완충스프링(24)이 결합된다.And, the lower side of the flow rod 18 is coupled to the buffer spring 24 for providing elasticity to the flow rod 18.
상기 유동봉(18)의 상측에는 상기 본체(4)의 하우징(32; 도3참조)에 그 일측이 결합되어 상기 키(8a∼8n)를 지지하는 지지보드(26)가 구비되고, 그 지지보드(26)의 상면은 원띠형의 가이드(26a)가 형성된다.On the upper side of the flow bar 18 is provided with a support board 26, one side of which is coupled to the housing 32 (see Fig. 3) of the main body 4 to support the keys 8a to 8n. On the upper surface of 26, a circular guide 26a is formed.
또한, 상기 가이드(26a)의 원형홈을 통과하여 상기 유동봉(18)의 +자형홈(18a)에 결합될 수 있도록 그 하부에 +자형의 돌기(30)가 형성된 키캡(28)이 제공된다.In addition, a keycap 28 having a + -shaped protrusion 30 formed thereon is provided at the lower portion thereof so as to pass through the circular groove of the guide 26a to be coupled to the + -shaped groove 18a of the flow rod 18.
한편, 상기 압전소자(16,22)는 일반적으로 자화부재로 구성되어 그 외부로부터 일정압력이 가해지게 되면 분극화된 압전소자(16,22) 자체에 고전압이 유기되게 된다.On the other hand, the piezoelectric elements 16 and 22 are generally composed of magnetization members, and when a predetermined pressure is applied from the outside thereof, a high voltage is induced in the polarized piezoelectric elements 16 and 22 itself.
또한, 상기 압전소자(16,22)에 유기된 고전압은 그 내부에 형성된 양극판(도시생략)과 음극판(도시생략)을 통해 외부단자로 유기되게 되는 바, 일반적인 압전소자의 경우에는 유기되는 전압치가 가압되는 압축력과 소자의 두께에 비례하며, 단면적에 반비례하게 된다.In addition, the high voltage induced in the piezoelectric elements 16 and 22 is induced to the external terminals through the positive electrode plate (not shown) and the negative electrode plate (not shown) formed therein. It is proportional to the compressive force being pressed and the thickness of the device, and is inversely proportional to the cross-sectional area.
예컨대, 200∼500kg/Cm2의 압전소자를 사용하게 되면 10∼20KV의 전압이 유기되게 되는 것이 일반적이다.For example, when a piezoelectric element of 200 to 500 kg / Cm 2 is used, a voltage of 10 to 20 KV is generally induced.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전력발생소자의 전기적인 접속상태를 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing an electrical connection state of the power generating device according to the first embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 16,22는 상기 키(8a∼8n)의 하부측과 인쇄회로기판(12)의 상면에 구비되어 키(8a∼8n)의 타격에 의해 전압이 발생되는 압전소자를 나타내며, 상기 압전소자는 적어도 하나 이상의 키(8a∼8n)의 하부측에 제공되어 압전소자군을 형성한다.Referring to this, 16 and 22 represent piezoelectric elements provided on the lower side of the keys 8a to 8n and the upper surface of the printed circuit board 12 to generate a voltage by striking the keys 8a to 8n. Piezoelectric elements are provided on the lower side of at least one key 8a to 8n to form a piezoelectric element group.
또한, 34는 상기 압전소자(16,22)으로부터 발생되는 전류의 역류를 방지하기 위한 역류방지 다이오드를 나타내고, 36은 상기 역류방지 다이오드(34)로부터 인가된 전압을 일정전압으로 필터링하기 위한 레지스터를 나타낸다.34 denotes a non-return diode for preventing the reverse flow of current generated from the piezoelectric elements 16 and 22, and 36 denotes a resistor for filtering the voltage applied from the non-return diode 34 to a constant voltage. Indicates.
37은 상기 레지스터(36)를 매개하여 인가된 소정치의 전압을 전류로 변환시키기 위한 전압-전류 컨버터를 나타내는 바, 상기 압전소자(16,22)로부터 발생된 대전압을 대전류로 변환시킬 수 있게 된다. 예컨대, 상기 전압-전류 컨버터(37)는 전계효과트랜지스터(FET), 연산증폭기, 정전압발생트랜지스터 등을 이용하여 구성함이 가능하다.37 represents a voltage-to-current converter for converting a predetermined voltage applied to the current through the resistor 36, so that the large voltage generated from the piezoelectric elements 16 and 22 can be converted into a large current. do. For example, the voltage-current converter 37 may be configured using a field effect transistor (FET), an operational amplifier, a constant voltage generating transistor, or the like.
한편, 38은 상기 레지스터(36)로부터 출력된 전압을 저장하기 위한 충전부를 나타내는 바, 상기 충전부(38)는 커패시터가 일반적으로 사용된다. 40은 접지단자를 나타낸다.On the other hand, 38 represents a charging unit for storing the voltage output from the resistor 36, the charging unit 38 is a capacitor is generally used. 40 represents a ground terminal.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view of a keyboard with a power generating device according to a second embodiment of the present invention.
도 5에서 도 3과 중복되는 참조부호에 대한 설명은 생략한다.In FIG. 5, a description of a reference numeral overlapping with FIG. 3 will be omitted.
이를 참조하면, 상기 키캡(28)의 내부에는 열전소자(42)가 구비되어 있는 바, 상기 열전소자(42)는 열전기(熱電氣)를 발생시킨다. 이때, 열전기란 종류가 서로 다른 두 금 속의 접합부에 온도차가 있을 때 발생되는 전기인 데, 열전도도의 차이가 큰 금속일수록 그 효과는 배가된다.Referring to this, a thermoelectric element 42 is provided inside the keycap 28, and the thermoelectric element 42 generates a thermoelectric. In this case, the thermoelectric is electricity generated when there is a temperature difference at the junction of two metals of different types, and the effect is doubled as the metal having a large difference in thermal conductivity.
일반적으로, 평상시 인간의 신체중 손가락의 끝단은 평균체온보다 상승되어 있는 상태가 되며, 사용자가 키보드의 키를 조작할 때 사용자의 손가락은 상기 키캡(28)의 상면에 놓여지게 된다.In general, the end of the finger in the human body is usually in a state that is higher than the average body temperature, the user's finger is placed on the upper surface of the key cap 28 when the user operates the keys of the keyboard.
이때 손가락의 끝단과 접하게 되는 상기 키캡(28)의 상면에 열전도도가 높은 금속으로 이루어진 열전소자(42a)를 배치시키고, 상기 키캡(28)의 내부 저면에는 열전도도가 낮은 금속으로 이루어진 열전소자(42b)를 배치시키면 그 사이의 접합부(42c)에서는 상기 열전소자(42a,42b)들의 온도차에 의해 소정 전압이 발생되게 된다.At this time, a thermoelectric element 42a made of a metal having high thermal conductivity is disposed on an upper surface of the keycap 28 which is in contact with the end of the finger, and a thermoelectric element made of a metal having low thermal conductivity is disposed on an inner bottom of the keycap 28. When 42b is disposed, a predetermined voltage is generated at the junction portion 42c therebetween by the temperature difference between the thermoelectric elements 42a and 42b.
또한, 상기 접합부(42c)에서 발생된 전압은 리드선(도시는 생략)을 매개하여도 4에 도시된 것과 동일한 회로를 통해 충전되는 바, 상기 열전소자(42)로부터 발생된 전압은 상기 역류방지 다이오드(34)로 제공되며, 상기 역류방지 다이오드(34)의 출력전압은 상기 레지스터(36)로 제공되고, 상기 레지스터(36)의 출력전압 상기 전압-전류 컨버터(37)를 매개로하여 상기 충전부(38)측으로 제공되어 충전되게 된다.In addition, the voltage generated at the junction 42c is charged through the same circuit as shown in FIG. 4 through a lead wire (not shown), and the voltage generated from the thermoelectric element 42 is the backflow prevention diode. (34), the output voltage of the non-return diode (34) is provided to the resistor (36), the output voltage of the resistor (36) via the voltage-current converter 37 through the charging unit ( 38) is provided to be charged.
상기한 구성의 본 발명의 제 1, 2실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드의 조립방법과 그 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a method of assembling and its operation of the keyboard with power generating elements according to the first and second embodiments of the present invention having the above-described configuration will be described in detail.
이하, 상기 압전소자(16,22)가 전력발생소자로 구비된 키보드의 조립방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of assembling a keyboard including the piezoelectric elements 16 and 22 as a power generating element will be described.
먼저, 상기 키보드 하우징(32)의 내측면에 키 접점(12a)을 갖는 인쇄회로기판(12)이 결합되고 그 상측에 고무패드(14)가 밀착된다. 그 고무패드(14)의 상측으로 원형링형상의 압전소자(16)를 부착한다.First, a printed circuit board 12 having a key contact 12a is coupled to an inner surface of the keyboard housing 32, and a rubber pad 14 is in close contact therewith. A circular ring-shaped piezoelectric element 16 is attached to the upper side of the rubber pad 14.
그리고, 상기 키캡(28)의 상하 유동에 대응하여 이동되는 유동봉(18)의 측면에 압전소자(22)를 결합시키고, 상기 유동봉(18)을 지지보드(26) 가이드(26a)의 중앙홈을 통해 삽입시킨다.Then, the piezoelectric element 22 is coupled to the side surface of the flow bar 18 which is moved corresponding to the up and down flow of the keycap 28, and the flow bar 18 is connected to the center groove of the support board 26 guide 26a. Insert it through.
그런 다음, 상기 지지보드(26)의 양측면을 상기 하우징(32)의 내측벽에 고정시키고, 상기 키캡(28)의 하단에 형성된 상기 +자형 돌기(30)를 상기 유동봉(18)의 상면에 형성된 +자형 홈(18a)에 요입시킨다.Then, both sides of the support board 26 is fixed to the inner wall of the housing 32, the + -shaped projection 30 formed on the lower end of the key cap 28 formed on the upper surface of the flow rod 18 It feeds into the + -shaped groove 18a.
이하, 상기한 조립방법에 의해 조립된 전력발생소자가 구비된 키보드의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the keyboard with a power generating element assembled by the above-described assembly method will be described.
일반적으로, 사용자가 상기 키캡(28)에 손가락을 위치시키고 일회 타격을 가하면 상기 키캡(28)은 그 하부측으로 이동되게 되며 이때, 상기 키캡(28)과 결합된 상기 유동봉(18)도 그 하측으로 이동되게 된다.In general, when a user places a finger on the keycap 28 and applies a single stroke, the keycap 28 is moved to the lower side thereof, and the floating rod 18 coupled with the keycap 28 is also lowered therefrom. Will be moved.
이때, 상기 유동봉(18)의 내측홈에 입설된 상기 완충스프링(24)에 의해 상기 유동봉(18)은 일정한 탄성으로 하향 이동되며 상기 유동봉(18)의 하단 압압부(20)가 상기 접점(12a)을 때리게 된다.At this time, the flow rod 18 is moved downward by a constant elasticity by the buffer spring 24 placed in the inner groove of the flow rod 18, the lower pressing portion 20 of the flow rod 18 is the contact 12a Hit).
상기한 키(8a∼8n)의 타격시 그 타격력이 사용자에게 직접적으로 전달되어 관절에 무리가 가는 것을 방지하기 위해 상기 인쇄회로기판(12)의 상면에는 고무패드(14)가 밀착되어 있다.The rubber pad 14 is in close contact with the upper surface of the printed circuit board 12 in order to prevent the hitting force of the keys 8a to 8n when the striking force is directly transmitted to the user.
이때, 상기 고무패드(14)의 소정부에는 상기 접점(12a)에 맞춰 원형의 돌출부(14a)가 구비되는 바, 상기 돌출부(14a)의 가장자리에 압전소자(16)를 위치시키고, 상기 유동봉(18)의 외주면에 압전소자(22)를 위치시킨다.At this time, the predetermined portion of the rubber pad 14 is provided with a circular protrusion 14a in accordance with the contact 12a, the piezoelectric element 16 is positioned on the edge of the protrusion 14a, the flow rod ( The piezoelectric element 22 is positioned on the outer circumferential surface of 18).
그러면, 상기 키(8a∼8n)의 타격에 의해 유동봉(18)이 하향으로 이동되면서 그 외주면에 돌출 결합된 상기 압전소자(22)가 상기 고무패드(14)상에 위치된 압전소자(16)측에 일정 압력을 가하게 됨으로 인해 압전소자(16,22)로부터 소정의 전압이 발생되게 된다.Then, the piezoelectric element 16 in which the piezoelectric element 22 protrudingly coupled to the outer circumferential surface of the flow rod 18 is moved downward by the striking of the keys 8a to 8n and is positioned on the rubber pad 14. Since a predetermined pressure is applied to the side, a predetermined voltage is generated from the piezoelectric elements 16 and 22.
이에, 상기 압전소자(16,22)로부터 발생된 전압은 리드선(도시생략)을 매개하여 상기 역류방지 다이오드(34)로 투입되고, 상기 역류방지 다이오드(34)로부터 출력된 전압은 상기 레지스터(36)측으로 인가되어 소망하는 전압으로 필터링된다.Accordingly, the voltage generated from the piezoelectric elements 16 and 22 is input to the backflow prevention diode 34 via a lead wire (not shown), and the voltage output from the backflow prevention diode 34 is the resistor 36. Is filtered to the desired voltage.
상기 레지스터(36)로부터 출력된 정전압은 상기 전압-전류 컨버터(37)로 인가되므로 인해 대전압이 대전류로 변환되고, 변환된 전류가 상기 충전부(38)에 충전되게 된다.Since the constant voltage output from the resistor 36 is applied to the voltage-current converter 37, a large voltage is converted into a large current, and the converted current is charged in the charging unit 38.
이때, 상기 압전소자(16,22)는 적어도 하나 이상의 키(8a∼8n)에 제공되게 되므로 사용자가 상기 키(8a∼8n)를 조작할 때 지속적으로 상기 충전부(38)에는 소정의 전류가 충전될 수 있게 된다.At this time, since the piezoelectric elements 16 and 22 are provided to at least one key 8a to 8n, a predetermined current is charged in the charging unit 38 continuously when a user operates the keys 8a to 8n. It becomes possible.
한편, 상기 열전소자(42)는 상기 키캡(28)의 내측에 입설되며, 열전도도가 적은 금속으로 이루어진 열전소자(42b)가 상기 키캡(28)의 저면에 배설되고 그 상면에 접합부(42c)가 밀착 설치되고, 상기 접합부(42c)의 상면에 열전도도가 큰 금속으로 이루어진 열전소자(42a)가 위치된다.On the other hand, the thermoelectric element 42 is placed inside the keycap 28, the thermoelectric element 42b made of a metal with little thermal conductivity is disposed on the bottom surface of the keycap 28 and the junction 42c on the upper surface Is installed in close contact with each other, and a thermoelectric element 42a made of a metal having high thermal conductivity is positioned on the upper surface of the junction portion 42c.
상기한 구성으로 이루어진 열전소자(42)는 사용자가 손가락을 열전도도가 큰 금속으로 이루어진 상기 열전소자(42a)에 위치시키고 키보드를 조작하게 되므로 상기 열전소자(42a)(42b)사이에서 온도차가 발생되고 그 온도차에 의해 상기 접합부(42c)에서는 소정의 전압이 발생되게 된다.In the thermoelectric element 42 having the above-described configuration, a temperature difference occurs between the thermoelectric elements 42a and 42b because a user places a finger on the thermoelectric element 42a made of a metal having high thermal conductivity and operates a keyboard. Due to the temperature difference, a predetermined voltage is generated at the junction portion 42c.
그러면, 상기 열전소자(42)로부터 발생된 전압은 리드선(도시생략)을 매개하여 상기 역류방지 다이오드(34)로 투입되고, 상기 역류방지 다이오드(34)로부터 출력된 전압은 상기 레지스터(36)측으로 인가되어 소망하는 전압으로 필터링된다.Then, the voltage generated from the thermoelectric element 42 is input to the backflow prevention diode 34 via a lead wire (not shown), and the voltage output from the backflow prevention diode 34 is directed to the resistor 36 side. It is applied and filtered to the desired voltage.
상기 레지스터(36)로부터 출력된 정전압은 상기 전압-전류 컨버터(37)로 인가되므로 인해 대전압이 대전류로 변환되고, 변환된 전류가 상기 충전부(38)에 충전되게 된다.Since the constant voltage output from the resistor 36 is applied to the voltage-current converter 37, a large voltage is converted into a large current, and the converted current is charged in the charging unit 38.
이때, 상기 압전소자(42)는 적어도 하나 이상의 키(8a∼8n)에 제공되게 되므로 사용자가 상기 키(8a∼8n)를 조작할 때 지속적으로 상기 충전부(38)에는 소정의 전력이 충전될 수 있게 된다.In this case, since the piezoelectric element 42 is provided to at least one or more of the keys 8a to 8n, a predetermined power may be continuously charged to the charging unit 38 when the user operates the keys 8a to 8n. Will be.
한편, 본 발명의 제 1 및 제 2실시예에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고 그 기술적 범위내에서 다양하게 변경됨이 충분히 가능하다.On the other hand, the keyboard with the power generating device according to the first and second embodiments of the present invention is not limited only to the above embodiment, it is possible to be variously changed within the technical scope.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력발생소자가 구비된 키보드에 의하면 키보드의 키를 타격하게 되면 그 타격력에 의해 전압이 발생되며, 또한 키보드에 사용자의 손가락을 위치시키면 키캡 내부에 구비된 열전도도가 서로 상이한 금속의 온도차에 의해 소정전압이 발생되므로 컴퓨터를 사용할 때 절전효과를 갖으며 특히, 노트북의 경우에는 배터리의 용량에 한계가 있으므로 그 절전효과가 보다 크게 된다.As described above, according to the keyboard equipped with the power generating device according to the present invention, when hitting a key of the keyboard, a voltage is generated by the hitting force, and when the user's finger is placed on the keyboard, the thermal conductivity is provided inside the keycap. Since a predetermined voltage is generated due to the temperature difference between the different metals, the computer has a power saving effect when using a computer. In particular, a notebook has a limited capacity of the battery, and thus the power saving effect is greater.
Claims (3)
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