KR20110065919A - 압전 발전기 - Google Patents
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Abstract
압전체를 이용하여 전기를 발생시키는 압전 발전기는 그 중심에 형성된 관통 홀을 갖는 탄성 기판, 상기 탄성 기판은 상기 관통 홀로부터 상기 탄성 기판의 바깥 선단을 향해 형성된 둘 이상의 슬릿들을 가지며, 상기 관통 홀 및 상기 둘 이상의 슬릿들에 의해 하나 이상의 외팔보가 형성되며; 및 상기 하나 이상의 외팔보 상부에 형성되는 압전체 층을 포함한다.
발전기, 압전, 외팔보
Description
본 발명은 압전체를 이용하여 전기를 발생시키는 압전 발전기에 관한 것이다.
도 1은 압전체를 사용하여 발전하는 압전 발전기의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
압전 발전기는 외부의 기계적 에너지(바람, 기기의 진동, 인간의 동작 등)를 받아서 직접 전기를 발생시키는 압전체를 이용하는 발전기이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압전 발전기의 압전체는 탄력성이 부족하다. 따라서, 외부의 힘에 의해 압전체가 변형될 때의 파손을 방지하기 위해, 탄성이 양호한 폴리머 또는 금속(알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 스틸 등) 기판 일 표면 또는 양 표면에 압전체를 접합시켜, 유니모프(Unimorph) 또는 바이모프(Bimorph) 형태로 일체화시켜 사용한다. 이와 같이 제작된 압전-금속(폴리머) 접합체에 주기적 진동을 일으키도록 외부의 힘을 인가하면, 상기 압전체로부터 교류 전기가 발생하게 된다.
도 2는 종래의 압전 발전기의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2의 압전 발전기(10)는 외팔보(12: Cantilever) 형태이다. 압전 발전 기(10)의 탄성 지지 기판(12) 즉 외팔보(12)는 그 한쪽이 고정하고 반대편 끝단에 메스(15: Mass)를 장착한 후, 끝단에 외부의 힘이 인가되면, 외팔보(12) 상하부에 고정된 압전체(13, 14) 예컨대, PZT-5H가 변형을 일으켜 전기를 발생시킨다. 그러나, 도 2에 도시된 외팔보 압전 발전기(10)는 끝단에서 힘을 받아 진동하면 지렛대 원리에 따라, 고정된 쪽은 가장 큰 힘을 받고 반대편은 가장 적은 힘을 받게 되므로 그 길이 방향으로 불균일한 변형으로 전기량의 발생이 작아지게 된다. 이러한 힘의 불균형 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나가 경사진(Tapered) 외팔보를 사용하는 것이다.
도 3은 종래의 경사진 외팔보 압전 발전기(20)를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 압전 발전기(20)는 경사진 외팔보(25)를 이용한다. 압전체 층(24)은 상하 전극들(23, 22)와 함께 외팔보(25)의 상부에 형성된다. 경사진 외팔보(25)는 그 길이 방향의 종단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 되어, 종단에서 힘을 받을 때에도 외팔보(25) 전체에 균일하게 변형이 발생되어, 결국 압전체의 면적당 발전량을 향상시킨다.
그러나, 상술한 경사진 외팔보(25)를 사용하는 압전 발전기는 기계적 강도를 고려한 균일한 변형으로 발전량에 있어서는 그 효과는 있을 수 있으나, 공간의 활용 관점에서는 문제가 있다. 즉, 경사진 외팔보(25)를 갖는 상기 압전 발전기(20)는 외팔보(25)의 경사에 의해 일반 직사각형 외팔보의 면적보다 작고, 그 결과 그 상부에 형성되는 발전의 주체인 압전체(24)가 차지하는 면적이 작아지는 단점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제한된 공간에서 최대의 발전량을 확보할 수 있는 압전 발전기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 압전 발전기는 그 중심에 형성된 관통 홀을 갖는 탄성 기판, 상기 탄성 기판은 상기 관통 홀로부터 상기 탄성 기판의 바깥 선단을 향해 형성된 둘 이상의 슬릿들을 가지며, 상기 관통 홀 및 상기 둘 이상의 슬릿들에 의해 하나 이상의 외팔보가 형성되며; 및 상기 하나 이상의 외팔보 상부에 형성되는 압전체 층을 포함한다.
실시 예에 따라서는, 상기 하나의 외팔보 각각의 하부에 형성되는 압전체 층을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 탄성 기판이 n각 형상 또는 원 형상이며, 상기 n은 3 이상의 정수이다.
또한 바람직하게는, 상기 기판의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나이다.
본 발명의 제 2 관점에 따른 압전 발전기는 링 형상의 베이스; 고정 선단과 자유 선단을 가지며, 상기 고정 선단이 상기 베이스의 내측 변에 탄력적으로 고정되며, 상기 자유 선단의 폭이 상기 고정 선단의 폭보다 작게 테이퍼된 적어도 하나 의 외팔보; 및 상기 적어도 하나의 외팔보 각각의 상부에 형성되는 적어도 하나의 압전 층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 베이스는 n각 형상을 가지며, 상기 n은 3 이상의 정수이다.
실시 예에 따라서는, 상기 베이스는 내측 변들을 가지며, 상기 내측 변들 중 적어도 하나에 적어도 하나의 외팔보가 고정된다.
실시 예에 따라서는, 상기 베이스는 내측 변들을 가지며, 상기 내측 변들 각각에 적어도 하나의 외팔보가 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 외팔보 각각의 하부에 형성되는 압전 층을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 외팔보가 둘 이상인 경우, 상기 둘 이상의 외팔보는 상기 베이스의 중심을 수직으로 관통하는 중심 축에 대해 상호 대칭된다.
또한 바람직하게는, 상기 베이스는 그 중심에 관통 홀을 가지며, 상기 관통 홀은 상기 적어도 하나의 외팔보의 자유 선단들에 의해 형성된다. 상기 적어도 하나의 외팔보는 상호 이격된다.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 외팔보는 상기 베이스와 일체로 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 베이스의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나이다.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 외팔보의 재료는 상기 베이스와 동 일하다.
본 발명의 제 3 관점에 따른 압전 발전기는 그 표면에 톱니 형상의 슬릿이 형성되는 탄성 기판, 상기 탄성 기판은 슬릿에 의해 다수의 외팔보들이 형성되며, 상기 다수의 외팔보들은 상호 상기 슬릿의 연장 방향에 따라 나란히 엇갈려서 배열되며; 및 상기 다수의 외팔보들 각각의 상부에 형성되는 다수의 압전체 층들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 다수의 외팔보들 각각의 하부에 형성되는 다수의 압전 층들을 더 포함한다.
실시 예에 따라서는, 상기 탄성 기판은 사각 형상을 가지며, 상기 탄성 기판의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나이다.
본 발명에 의하면, 외팔보 형태의 유니모프 또는 바이모프 형태의 경사진 압전 발전기를 제작하는데 있어서, 하나의 평면상에 사각형이나 원형의 공간에서 다수의 외팔보가 구성되어 동일한 공간(부피)에서 압전체가 차지하는 부피를 최대한 확보할 수 있게 한다. 이는 한 개의 경사진 외팔보를 구성하였을 때보다 가공상의 재료 손실이 적은 장점이 있다. 또한, 동일한 공간에서 단일의 외팔보를 갖는 압전 발전기를 구성하는 것보다 공정상 쉽게 일체화할 수 있으므로 제작이 용이하고 공간 활용이 컴펙트하여 발전 밀도를 높이는데 유리하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 압전 발전기를 보다 상세히 설 명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압전 발전기를 나타낸 도면이고, 도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 발전기(30)는 베이스(31) 및 적어도 하나의 외팔보(38)를 포함한다. 상기 베이스(31) 및 상기 적어도 하나의 외팔보(38)는 일체로 형성된다.
상기 베이스(31)는 대략적으로 링 형상을 갖는 베이스(31)를 포함한다. 상기 베이스(31)에는 본 실시 예에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 8개의 외팔보(38)들이 결합된다. 그리고, 상기 외팔보들(38) 각각의 상부에는 압전체 층 또는 소자(36: 이하, 압전체 층이라 함)들이 형성 또는 부착된다.
당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 상기 압전체 층(36)의 상부 및 하부에는 상부 전극(37) 및 하부 전극(35)이 각각 형성된다. 그러나, 이하의 본 상세한 설명에서는, 본 발명의 보다 명료한 이해를 위해, 상기 상하부 전극들(35 및 37)을 , 압전체 층(36)과는 별도로 지칭하지 않으며, 도면 부호 32를 사용하여, 그 전체로서 압전체 층(32)이라 하며, 도 4를 제외한 모든 첨부 도면들에서 상기 압전체 층(32)의 구체적인 구조는 나타내지는 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 압전체 층(32)의 구성 또는 성분에 의해 제한되지 않음에 주목할 필요가 있다.
상기 외팔보들(38) 각각은 도 5에 도시된 바와 같이, 고정 선단과 자유 선단을 가지며, 상기 고정 선단이 상기 베이스(31)의 내측 변에 탄력적으로 고정된다. 상기 자유 선단의 폭은 상기 고정 선단의 폭보다 작다.
실시 예에 따라서는, 상기 베이스(31)는 n(n=3, 4, 5, ...,) 각형의 링 형상이다. 본 실시 예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 대략적으로 사각 링의 형상이다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(31)는 4개의 내측 변들을 가지며, 상기 4개의 내측 변들 중 적어도 하나(본 실시 예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 내측 변들 모두)에 상기 외팔보(38)들이 형성 및 고정된다. 실시 예에 따라서는, 상기 4개의 내측 변들 각각에 적어도 하나의 외팔보(38)가 형성 및 고정될 수 있다. 본 실시 예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 각 변에 2개의 외팔보들(38)이 설치된다. 상기 외팔보들(34)은 상기 베이스(31)의 중심을 수직으로 관통하는 중심 축에 대해 상호 대칭된다. 상기 베이스(31))의 중심에 형성되는 관통 홀(33)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외팔보(38)들의 자유 선단들에 의해 형성된다. 상기 적어도 하나의 외팔보(38)들은 상호 이격된다. 상기 베이스(31) 및 상기 외팔보(38)의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나이다. 상기 압전체 층(36)은 당업자에게 알려진 바와 같이, 다양한 재료들 예컨대, PZT-5H가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명이 압전체의 재료에 의해 제한되지 않음을 당업자라면 이해할 것이다.
이하, 상술한 압전 발전기(30)의 제조 과정을 도 6 및 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 금속 또는 폴리머 기판을 사용하여 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(31) 및 외팔보(38)들을 동시에 형성한다. 예컨대, 레이저나 드릴과 같은 장비를 이용하여 상기 기판에 관통 홀 및 상기 슬릿들(34)을 형성한다. 실시 예에 따라서는, 상기 기판이 폴리머인 경우,상기 슬릿들은 압출 또는 사출 성형으로 제작할 수 있다.
이어, 상기 슬릿이 형성된 기판에 대응하는 형태를 갖는 압전체를 준비한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저나 칼날을 사용하여 관통 홀 및 슬릿들을 형성한 후 소결을 거쳐 상기 압전체 층(32)을 제작한다. 실시 예에 따라서는, 슬릿을 형성하기 전에 소결까지 진행한 다음 양 표면들에 전극들을 형성하고 분극(poling)의 전 또는 후에 레이저로 가공하여 제작할 수도 있다.
그리고, 상기 베이스(31) 및 외팔부들(38)이 일체로 형성된 상기 기판의 한 면 또는 양면에 상기 제작된 압전체 층(32)을 접착하여 도 5에 도시된 바와 같은, 유니모프 또는 바이모프 형태의 압전 발전기(30)를 완성한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 압전 발전기(30')를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 4 및 도 5의 제 1 실시 예와는 다르게, 사각형의 금속 또는 폴리머 기판을 절단, 압출 또는 사출 가공하여 한 모서리가 잘린 직삼각형 형상의 외팔보(38') 및 베이스(31')를 일체로 제작한다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 압전체 층들(32')을 상기 직삼각형 형태의 외팔보(38')에 대응하게 제작하여 준비한다.
이어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 준비된 베이스(31') 및 외팔보(38') 상에 상기 준비된 압전체 층들(32')을 부착하여 압전 발전기(30')를 완성한다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 4개의 외팔보를 갖는 압전 발전기(40)를 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 압전 발전기(40)는 외팔보 및 그 상부의 압전체 층의 수를 제외하고는 도 5에 도시된 압전 발전기와 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 도 11에 도시된 압전 발전기(40)의 자세한 설명은 생략한다.
도 12는 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기(30)의 응용 예를 나타낸 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 단일의 사각 기판에 도 5에 도시된 압전 발전기들(30)을 다수 개 형성할 수 있다. 이러한 압전 발전기(30)들의 어레이(50)는 그 사용 용도에 따라, 배열 수를 증가시키거나 감소시킬 수 있으며, 그 제작 크기를 축소 또는 확장하여 제작할 수도 있다. 이는 외부에서 전달되는 힘의 크기에 따라 대응되는 구조물의 역학 강도력을 고려하여 크기가 제한되어 있을 때 이에 맞는 구조물을 한 개 또는 여러 개를 배열하여 구성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압전 발전기(60)를 도시한 도면으로서, 압전 발전기(60)는 그 형상이 원형이라는 점을 제외하고는, 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기(30)와 동일한 구조를 갖는다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압전 발전기(80)를 도시한 도면으로서, 압전 발전기(80)는 그 형상이 육각형이라는 점을 제외하고는, 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기(30)와 동일한 구조를 갖는다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 압전 발전기(90)를 도시한 도면으로 서, 압전 발전기(90)는 그 형상이 팔각형이라는 점을 제외하고는, 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기(30)와 동일한 구조를 갖는다.
도 16은 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 압전 발전기(70)를 도시한 도면이다. 도 17은 도 16에 도시된 슬릿(73)이 형성된 탄성 기판(71)을 도시한 도면이고, 도 18은 도 16에 도시된 슬릿(73)이 형성된 압전체 층(72)을 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 압전 발전기(70)는 상술한 다른 실시 예들과 같이, 탄성 기판(71: 본 실시 예에서는 사각 형상) 상에 형성된다.
상기 사각 형상의 탄성 기판(71)에 도 15에 도시된 바와 같이, 톱니 형상의 슬릿(73)을 형성하고, 상기 톱니 형사의 슬릿(73)에 의해 상기 탄성 기판(71)에 일체로 다수의 외팔보들(74)을 형성한다. 상기 다수의 외팔보들은 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿(73)의 진행 방향에 따라 상호 나란히 엇갈려서 배열된다.
이어, 상기 슬릿(73)이 형성된 탄성 기판(71)의 상기 다수의 외팔보들에 대응하게 압전체 층(72)용 압전 기판에 슬릿을 형성하여 압전체 층(72)을 준비한 후, 준비된 압전체 층(72)을 상기 탄성 기판(71)의 전면 및/또는 후면에 부착하여 압전 발전기(70)를 완성한다. 상기 탄성 기판(71)의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나를 사용할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 압전 발전기는 그 외팔보들이 하나의 다양한 형태에 들어있고 주변 테두리(베이스)는 고정되며, 그 중심부는 외부의 힘에 의해 굴곡 변 형이 일어나도록 구조를 갖는다. 일반적인 압전 발전기에서 외팔보의 끝단에 적당한 질량(Mass)를 달아서 압전 발전을 시키는 방식이 본 발명에서도 그대로 적용된다. 또한, 본 발명은 외팔보들의 끝단이 중심부에 몰려있어 질량을 설치하기에도 제조상 수월한 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
도 1은 압전체를 이용한 발전의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 외팔보 압전 발전기의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 경사진 외팔보 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압전 발전기를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 압전 발전기에서 기판 및 압전체 층의 결합 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 기판 및 외팔보들을 도시한 도면이다.
도 7은 도 도 4 및 도 5에 도시된 외팔보들 상부에 형성되는 압전체 층을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 압전 발전기를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 4개의 외팔보를 갖는 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 12는 도 4 및 도 5에 도시된 압전 발전기의 응용 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 16는 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 압전 발전기를 도시한 도면이다.
도 17는 도 16에 도시된 외팔보를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 16에 도시된 압전 층을 도시한 도면이다.
Claims (20)
- 그 중심에 형성된 관통 홀을 갖는 탄성 기판, 상기 탄성 기판은 상기 관통 홀로부터 상기 탄성 기판의 바깥 선단을 향해 형성된 둘 이상의 슬릿들을 가지며, 상기 관통 홀 및 상기 둘 이상의 슬릿들에 의해 하나 이상의 외팔보가 형성되며; 및상기 하나 이상의 외팔보 상부에 형성되는 압전체 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 외팔보 각각의 하부에 형성되는 압전체 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 기판이 n각 형상 또는 원 형상이며, 상기 n은 3 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 링 형상의 베이스;고정 선단과 자유 선단을 가지며, 상기 고정 선단이 상기 베이스의 내측 변에 탄력적으로 고정되며, 상기 자유 선단의 폭이 상기 고정 선단의 폭보다 작게 테이퍼된 적어도 하나의 외팔보; 및상기 적어도 하나의 외팔보 각각의 상부에 형성되는 적어도 하나의 압전 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항에 있어서, 상기 베이스는 n각 형상을 가지며, 상기 n은 3 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 베이스는 내측 변들을 가지며, 상기 내측 변들 중 적어도 하나에 적어도 하나의 외팔보가 고정되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 베이스는 내측 변들을 가지며, 상기 내측 변들 각각에 적어도 하나의 외팔보가 고정되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보 각각의 하부에 형성되는 압전 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보가 둘 이상인 경우, 상기 둘 이상의 외팔보는 상기 베이스의 중심을 수직으로 관통하는 중심 축에 대해 상호 대칭인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 베이스는 그 중심에 관통 홀을 가지며, 상기 관통 홀은 상기 적어도 하나의 외팔보의 자유 선단들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보는 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보는 상기 베이스와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 베이스의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 14 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보의 재료는 상기 베이스와 동일한 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 14 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외팔보는 상기 베이스와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 그 표면에 톱니 형상의 슬릿이 형성되는 탄성 기판, 상기 탄성 기판은 슬릿에 의해 다수의 외팔보들이 형성되며, 상기 다수의 외팔보들은 상호 상기 슬릿의 연장 방향에 따라 나란히 엇갈려서 배열되며; 및상기 다수의 외팔보들 각각의 상부에 형성되는 다수의 압전체 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 다수의 외팔보들 각각의 하부에 형성되는 다수의 압전 층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 탄성 기판은 사각 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
- 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 기판의 재료는 폴리머, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인레스, 및 스틸 중 하나인 것을 특징으로 하는 압전 발전기.
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN104009669A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-08-27 | 大连理工大学 | 一种分块悬臂梁结构的压电地板装置 |
| CN105958865A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 南京邮电大学 | 基于等腰梯形悬臂梁的压电-电磁俘能装置 |
| CN107303805A (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-31 | 现代自动车株式会社 | 主动悬置的结构 |
| CN109150011A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-04 | 南京邮电大学 | 超声激励的三层交联网方型压电能量收集器 |
| CN111637319A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-09-08 | 湖北文理学院 | 一种节能降噪家用电器底座 |
| JP2022173466A (ja) * | 2019-12-25 | 2022-11-18 | 株式会社デンソー | 圧電素子、圧電装置 |
-
2009
- 2009-12-10 KR KR1020090122612A patent/KR101094470B1/ko active IP Right Grant
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104009669A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-08-27 | 大连理工大学 | 一种分块悬臂梁结构的压电地板装置 |
| CN107303805A (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-31 | 现代自动车株式会社 | 主动悬置的结构 |
| CN107303805B (zh) * | 2016-04-19 | 2021-05-18 | 现代自动车株式会社 | 主动悬置的结构 |
| CN105958865A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 南京邮电大学 | 基于等腰梯形悬臂梁的压电-电磁俘能装置 |
| CN109150011A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-04 | 南京邮电大学 | 超声激励的三层交联网方型压电能量收集器 |
| CN109150011B (zh) * | 2018-08-09 | 2019-11-05 | 南京邮电大学 | 超声激励的三层交联网方型压电能量收集器 |
| JP2022173466A (ja) * | 2019-12-25 | 2022-11-18 | 株式会社デンソー | 圧電素子、圧電装置 |
| CN111637319A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-09-08 | 湖北文理学院 | 一种节能降噪家用电器底座 |
| CN111637319B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-10-25 | 湖北文理学院 | 一种节能降噪家用电器底座 |
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