KR20140064516A - 진동을 이용한 자가발전장치 - Google Patents

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KR20140064516A
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Abstract

본 발명은 사용자의 보행에 따른 인체의 진동이나 자전거 주행에 따른 자전거 몸체의 진동 등 발전을 위한 운동이 아닌 다양한 운동 시의 힘을 이용해 자석을 일정 구간 내에서 유동시키는 동시에 이러한 자석의 자기장 내에 코일 권취형의 도전성 물체를 위치시켜 도전성 물체의 자속 변화에 따라 생성되는 코일의 유도기전력으로 충전 및 외부 기기에 전원 공급을 할 수 있는 진동을 이용한 자가발전장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 진동을 이용한 자가발전장치는, 소정의 구간을 따라 왕복 이동하는 자석 및 상기 자석의 자기장 내에 고정 설치되어 상기 자석의 이동에 따라 자속에 변화가 발생되는 도전성의 고정바 그리고 상기 고정바에 권취되어 상기 고정바의 자속 변화에 따라 유도기전력이 발생되는 코일을 포함하는 자가발전부와, 상기 코일과 전기적으로 접속되어 상기 코일의 유도기전력을 통해 충전되는 충전부와, 상기 충전부에 전기적으로 접속되어 외부 기기의 접속 시 상기 충전부의 전원을 해당 기기에 공급하는 외부 전원공급부를 포함하여 구성된다.

Description

진동을 이용한 자가발전장치{Self power generating apparatus using vibration}
본 발명은 진동을 이용한 자가발전장치에 관한 것으로서, 특히 사용자의 보행에 따른 인체의 진동이나 자전거 주행에 따른 자전거 몸체의 진동 등 발전을 위한 운동이 아닌 다양한 운동 시의 힘을 이용해 자석을 일정 구간 내에서 유동시키는 동시에 이러한 자석의 자기장 내에 코일 권취형의 도전성 물체를 위치시켜 도전성 물체의 자속 변화에 따라 생성되는 코일의 유도기전력으로 충전 및 외부 기기에 전원 공급을 할 수 있는 진동을 이용한 자가발전장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라서 휴대용 전자 장치가 개발되어 상용화되고 있다. 특히, 최근에는 단순히 전화를 걸거나 받고, SMS 메시지를 송수신하는 휴대 전화의 개념을 탈피하여, WIFI 망이나 이동통신망을 통해서 인터넷 접속이 가능하고, 프로그램을 설치하여 다양한 어플리케이션 프로그램을 실행할 수 있는 스마트폰이 급속도로 보급되고 있으며, 이에 더하여 휴대형의 테블릿 PC도 그 사용 인구가 급격히 확산되는 추세이다.
스마트폰을 예로 부연 설명하면, 스마트폰은 인터넷에 접속하여 지도를 검색하거나, 실시간으로 뉴스 등을 검색할 수 있고, 증권 프로그램을 설치하여 실시간 거래가 가능한 장점들로 인하여, 사용자수가 급속히 증가하는 추세이다.
또한 스마트폰은 빠른 속도로 기술 개발이 이루어지면서 고성능화되어, 간단한 통화와 문자 메시지 전송뿐만 아니라, 각종 오피스 프로그램을 설치하여 사용자가 워드 작업등을 수행할 수도 있다.
한편 상기와 같은 스마트폰 및 테블릿 PC는 휴대용 기기이므로 주기적인 충전이 필수적이고, 또한 해당 기기들의 고성능화에 따라 배터리의 소모되는 시간 역시 계속 빨라지는 추세이다.
그러나, 스마트폰, 테블릿 PC 등 휴대형 정보통신기기의 배터리 방전 시 외부 전원이 없는 환경에서도 해당 정보통신기기에 전원 공급을 할 수 있는 수단이 현재 제공되지 못하는 실정이다. 이에 더하여 자체 발전 기능을 통해 전기에너지를 생성하여 스마트폰, 태블릿 PC, LED 등에 전원 공급을 할 수 있으면서도 비교적 간단한 소형 구조로 이루어져 휴대형으로 사용 가능한 발전장치가 현재 제공되지 못하는 상황이다.
한국공개특허 제2011-0112891(2011.10.14),“그린 안전 복합기능 자전거” 한국공개특허 제2008-0102543(2008.11.26), “비접촉식 자전거용 발전기”
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용자의 보행에 따른 인체의 진동이나 자전거 주행에 따른 자전거 몸체의 진동 등 발전을 위한 운동이 아닌 다양한 운동 시의 힘을 이용해 자석을 일정 구간 내에서 유동시키는 동시에 이러한 자석의 자기장 내에 코일 권취형의 도전성 물체를 위치시켜 도전성 물체의 자속 변화에 따라 생성되는 코일의 유도기전력으로 충전 및 외부 기기에 전원 공급을 할 수 있는 진동을 이용한 자가발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 사용자가 의복이나 가방 등에 휴대 후 보행하는 과정 또는 자전거에 장착 후 자전거 주행을 하는 과정 등 발전을 위한 운동과는 전혀 무관한 운동을 하는 과정에서 그 진동을 통해 자연스럽게 발전 작용이 이루어지면서 전기에너지를 충전하고 이렇게 충전된 전기에너지를 휴대용 정보통신기기가 자전거의 LED 조명 등에 공급할 수 있도록 하는 진동을 이용한 자가발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진동을 이용한 자가발전장치는, 소정의 구간을 따라 왕복 이동하는 자석 및 상기 자석의 자기장 내에 고정 설치되어 상기 자석의 이동에 따라 자속에 변화가 발생되는 도전성의 고정바 그리고 상기 고정바에 권취되어 상기 고정바의 자속 변화에 따라 유도기전력이 발생되는 코일을 포함하는 자가발전부와, 상기 코일과 전기적으로 접속되어 상기 코일의 유도기전력을 통해 충전되는 충전부와, 상기 충전부에 전기적으로 접속되어 외부 기기의 접속 시 상기 충전부의 전원을 해당 기기에 공급하는 외부 전원공급부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 자석은 막대자석의 형태로 이루어져 직선 구간의 왕복 이동을 하며, 상기 고정바는 상기 막대자석 형태의 자석과 나란하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전부는 상기 코일과 전기적으로 접속되는 동시에 상기 외부 전원공급부와 전기적으로 접속되는 충전회로 및 상기 충전회로와 외부 전원공급부 간 접속라인에 병렬 접속되어 상기 코일의 유도기전력을 충전하는 충전지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자가발전부는 상기 자석과 대향되는 위치에 설치되고 상기 자석과 마주한 면의 반대쪽 일면에 구름 동작의 안내를 위한 안내홈이 형성되는 구름면과, 상기 구름면의 안내홈에 거치되어 상기 안내홈을 따라 구름 동작하는 구름부재와, 상기 구름부재의 일면에 그 일단이 상기 구름부재의 구름 동작과 간섭되지 않도록 회전 가능하게 결합되고 그 타단이 상기 구름면을 관통하여 상기 자석의 일면에 고정되며, 상기 구름부재를 중심으로 양측에 서로 대칭되는 형태로 각각 설치되는 한 쌍의 와이어를 포함하며, 상기 구름부재의 구름 방향에 따라 상기 한 쌍의 와이어가 각각 밀리거나 당겨지면서 상기 자석의 직선 이동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구름면은 상기 와이어의 삽입 및 이동을 위한 와이어홀이 형성되는 동시에 상기 와이어홀의 주변에 와이어 가이드관의 일단이 고정되어 상기 와이어 가이드관의 내측을 통해 상기 와이어의 이동을 안내하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 진동을 이용한 자가발전장치는 상기 구름면을 포함하는 상태로 상기 자가발전부와 충전부 및 외부 전원공급부를 수밀 상태로 내장하는 휴대용의 케이스를 더 포함하며, 상기 외부 전원공급부의 외부 기기 접속을 위한 출력단자 일부가 상기 케이스로부터 외부에 노출된 상태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스의 내부 양 측면에 길이 방향의 양단이 각각 고정되는 크로스바가 설치되어 상기 크로스바를 매개로 상기 고정바가 막대자석 형태의 상기 자석과 나란하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 전원공급부는 외부 기기와의 접속을 위한 USB포트를 포함하여 상기 USB포트의 외부 노출을 위한 접속홀이 상기 케이스에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 진동을 이용한 자가발전장치는 상기 구름면을 포함하는 상태로 상기 자가발전부 및 그 유도기전력의 충전을 위한 충전회로 그리고 상기 충전회로에 접속된 제1 충전단자를 내장하는 휴대용의 제1 케이스와, 상기 제1 충전단자에 탈착 가능하게 접속되는 제2 충전단자와 상기 제2 충전단자와 접속되는 충전회로와 상기 충전회로와 접속되어 충전되는 충전지 및 상기 충전지와 접속되어 외부 기기의 접속 시 상기 충전지의 전원을 해당 기기에 공급하는 방전포트를 내장하여 상기 제1 케이스에 탈착 가능하게 결합되는 휴대용의 제2 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자가발전부는 상기 구름면과 그 내면 사이의 공간에 상기 구름부재를 수용하는 상태로 상기 구름면에 탈착 가능하게 결합되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정바는 자성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자의 보행에 따른 인체의 진동이나 자전거 주행에 따른 자전거 몸체의 진동 등 발전을 위한 운동이 아닌 다양한 운동 시의 힘을 이용해 자석을 일정 구간 내에서 유동시키는 동시에 이러한 자석의 자기장 내에 코일 권취형의 도전성 물체를 위치시켜 도전성 물체의 자속 변화에 따라 생성되는 코일의 유도기전력으로 충전 및 외부 기기에 전원 공급을 할 수 있게 된다.
예를 들어 사용자가 의복이나 가방 등에 본 발명의 자가발전장치를 휴대 후 보행하거나, 본 발명의 자가발전장치를 자전거에 장착 후 자전거 주행을 하는 과정 등 발전을 위한 운동과는 전혀 무관한 운동을 하는 과정에서 자가발전장치를 통해 자연스럽게 발전 작용이 이루어지고, 사용자는 이렇게 자가발전장치에 충전된 전기에너지를 필요시 스마트폰이나 테블릿 PC 등 휴대용 정보통신기기 또는 자전거의 LED 조명 등에 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 발전 작용을 개략적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 구성을 보인 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 외형을 보인 사시도
도 4는 도 3에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 내부 구성을 보인 단면도
도 5는 도 3,4에 따른 진동을 이용한 자가발전장치를 통해 스마트폰에 전원을 공급하는 예를 보인 도면
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 단면도
도 7은 도 6의 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 외형을 보인 사시도
도 8은 도 6의 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 전기적 구성을 보인 블록도
도 9는 도 6 내지 도 8에 따른 진동을 이용한 자가발전장치를 통해 자전거의 LED 조명에 전원을 공급하는 예를 보인 도면
도 10은 도 9에 따른 자전거에서 도 6 내지 도 8에 따른 진동을 이용한 자가발전장치와 통상의 풍력 발전 방식의 자가발전장치가 하이브리드 형태로 사용되는 예를 보인 블록도
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 발전 작용을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치(100: 이하, “자가발전장치”라 약칭 함)는 소정 구간을 따라 왕복 이동되는 자석(111)의 자기장 범위 내에 도전성의 고정바(112)가 설치되고, 자석(111)의 이동에 따라 고정바(112)의 자속이 변화되면서 고정바(112)에 권취된 코일(113)에 유도기전력이 발생되는 형태이다.
도면을 참조하여 부연 설명하면, 자석(111)은 막대자석의 형태로 이루어져 직선 구간의 왕복 이동을 하는 것으로서, 도면에서 화살표 A 및 화살표 B는 자석(111)의 직선구간의 이동 방향을 나타낸 것이다. 그리고 자석(111)의 이동은 자가발전장치(100) 전체의 유동 과정에서 함께 연동하여 불규칙적인 유동을 하는 방식이다. 이에 대해서는 후술되는 도 3 및 도 4를 참조한 구체적인 실시예에서 더 설명키로 한다.
고정바(112)는 막대 형태의 자석(111)과 나란한 상태로 설치되되, 자석(111)의 자기장 범위 내에 위치하며, 이러한 고정바(112)에 코일(113)이 권취된다. 여기서 고정바(112)는 자성을 갖는 구성일 수 있다. 일 예로 고정바(112)는 영구자석으로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 구성을 보인 블록도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치(100)는 자가발전부(110), 충전부(120), 외부 전원공급부(130)로 크게 구분된다.
자가발전부(110)는 소정의 구간을 따라 왕복 이동하는 자석(111) 및 자석(111)의 자기장 내에 고정 설치되어 자석(111)의 이동에 따라 자속에 변화가 발생되는 도전성의 고정바(112) 그리고 고정바(112)에 권취되어 고정바(112)의 자속 변화에 따라 유도기전력이 발생되는 코일(113)을 포함하여 구성된다. 즉, 도 1을 참조하여 설명한 내용이 자가발전부(110)의 구성에 해당된다.
충전부(120)는 자가발전부(110)의 코일(113)과 전기적으로 접속되어 코일(113)의 유도기전력을 통해 충전된다. 이와 같은 충전부(120)는 코일(113)과 접속되는 동시에 외부 전원공급부(130)와 접속되는 충전회로(121) 그리고 충전회로(121)와 외부 전원공급부(130) 간 접속라인에 병렬 접속되어 코일(113)의 유도기전력을 충전하는 충전지(122)를 포함하여 구성된다.
외부 전원공급부(130)는 충전부(120)에 전기적으로 접속되어 외부 기기의 접속 시 충전부(120)의 전원을 해당 외부 기기에 공급한다. 여기서 외부 기기는 스마트폰이나 LED 램프 등 그 동작을 위해 전원을 필요로 하는 모든 기기를 포함하는 개념이다.
다음은 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치의 구체적인 예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 외형을 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 내부 구성을 보인 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치(100)는 자가발전부(110), 충전부(120), 외부 전원공급부(130)를 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도 2를 참조한 설명에서도 언급한 바 있다. 그리고 자가발전부(110)는 상술한 자석(111), 고정바(112), 코일(113) 이외에 구름면(114a), 구름부재(115), 한 쌍의 와이어(116,117)를 더 포함하여 구성된다. 또한 자가발전부(110)는 자가발전장치(100)의 휴대 및 자가발전장치 구성들의 보호를 위한 케이스(114) 및 구름부재(115)를 안내홈(114b)에 더 안정적으로 위치시키기 위한 커버(119)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
자가발전부(110)의 자석(111) 및 고정바(112) 그리고 코일(113)의 기본 구성 및 작용에 대해서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하였는바, 이하의 설명에서는 구름면(114a), 구름부재(115), 한 쌍의 와이어(116,117) 그리고 케이스(114) 및 커버(119)를 중심으로 설명한다.
구름면(114a)은 자석(111)과 대향되는 위치에 설치되고, 이와 같은 구름면(114a)에 구름부재(115)의 안내를 위한 안내홈(114b)이 형성되는 것으로서, 즉 구름면(114a)의 양면 중 자석(111)과 마주한 면의 반대쪽 일면에 구름부재(115)의 구름 안내를 위한 안내홈(114b)이 형성된다.
구름부재(115)는 구름면(114a)의 안내홈(114b)에 거치되어 안내홈(114b)을 따라 구름 동작하는 것으로서, 본 실시예에서는 이와 같은 구름부재(115)가 휠 형태인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 구름부재(115)는 구름면(114a)의 안내홈(114b)을 따라 구름 동작할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 일 예로 구름부재(115)는 구 형태일 수 있다.
한 쌍의 와이어(116,117)는 구름부재(115)를 중심으로 양측에 각각 설치되며, 이때 한 쌍의 구름부재(115)는 구름부재(115)를 중심으로 서로 대칭되는 배치 상태인 것을 제외하면 동일한 구성이다. 따라서 한 쪽 와이어의 구성에 대해 설명하며, 다른 한 쪽 와이어는 설명되는 와이어와 동일한 구성에 해당된다.
와이어(116)는, 그 일단이 구름부재(115)의 구름 동작과 간섭되지 않도록 구름부재(115)의 일면에 회전 가능하게 결합되고 그 타단이 구름면(114a)을 관통하여 막대형 자석(111)의 길이 방향 일단에 고정된다. 그리고 본 실시예에서는 와이어(116)의 일단이 구름부재(115)에 링크 연결 형태로 결합되어 구름부재(115)의 회전 시 간섭을 발생하지 않는 형태인 것을 예로 하였고, 또한 이러한 링크 연결 방식은 다양한 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것에 해당하는바, 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.
이와 같은 구름면(114a)과 구름부재(115) 및 한 쌍의 와이어(116,117)의 구성에 의해서, 구름부재(115)의 구름 방향에 따라 한 쌍의 와이어(116,117)가 밀리거나 당겨지면서 자석(111)의 직선 이동이 이루어진다. 도면의 화살표 A와 B는 구름부재(115)의 구름방향을 나타낸 것이다.
그리고 구름면(114a)에는 와이어(116,117)의 삽입 및 이동을 위한 와이어홀(114c)이 형성되며, 구름면(114a)의 와이어홀(114c) 주변에 와이어 가이드관(114d)의 일단이 고정된다. 즉, 와이어 가이드관(114d)은 그 내측으로 통과되는 와이어(116,117)의 이동을 안내하며, 이에 따라 와이어 가이드관(114d)은 구름면(114a)의 양면 중 안내홈(114b)을 갖는 일면의 반대쪽 일면에 구비된다.
그리고 케이스(114)가 이와 같은 구름면(114a)을 포함하는 형태일 수 있다. 즉, 케이스(114)는 그 일면이 구름면(114a)을 형성하는 것으로서, 도면을 참조하여 부연 설명하면, 케이스(114)의 상면이 구름면(114a)을 형성한다.
이와 같은 케이스(114)는 자가발전부(110)와 충전부(120) 및 외부 전원공급부(130)를 수밀 상태로 내장하며, 자가발전장치(100)에 휴대성을 부여하는 기능을 한다.
즉, 케이스(114)의 내측에서 고정바(112)가 구름면(114a) 하부에 고정 설치되며, 여기서 본 실시예에서는 케이스(114)의 내부 양 측면에 길이 방향의 양단을 각각 고정하는 크로스바(118)가 설치되어 이러한 크로스바(118)를 매개로 고정바(112)가 막대자석 형태의 자석(111)과 나란하게 설치되는 것을 예로 하였다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 고정바(112)는 막대자석 형태의 자석(111)과 나란하게 고정 배치되는 조건을 만족하는 범위 내에서 케이스(114) 내에 다양한 형태로 고정 설치될 수 있다.
그리고 케이스(114) 내측에 충전부(120) 및 외부 전원공급부(130)가 각각 설치되는 것으로서, 여기서 외부 전원공급부(130)는 USB포트(131)를 포함하여 형성될 수 있고, 이에 따라 케이스(114)에는 USB포트(131)의 외부 노출을 위한 접속홀(132)이 형성된다. 그리고 접속홀(132) 주변에는 수밀 기능의 패킹(133)이 설치될 수 있다.
그리고 케이스(114)의 상부, 다시 말해 구름면(114a)에 커버(119)가 탈착 가능하게 결합되는 것으로서, 이와 같은 커버(119)는 그 내면과 구름면(114a)의 사이에 구름부재(115)를 수용하는 상태로 구름면(114a)에 결합된다. 이때 커버(119)는 구름면(114a)에 결합된 상태를 기준으로, 그 내면과 구름부재(115) 상단과의 사이에 직접 접촉되지 않을 정도의 갭을 형성한 상태로 설치되며, 이러한 커버(119)에 의해 구름부재(115)는 구름면(114a)의 안내홈(114b)에 보다 안정적인 거치 상태를 유지하면서 구름 동작할 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 4를 참조한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치(100)는, 사용자의 보행에 따른 인체의 진동이나 자전거 주행에 따른 자전거 몸체의 진동 등 발전을 위한 운동이 아닌 다양한 운동 시의 힘을 이용해 자석을 일정 구간 내에서 유동시키는 동시에 이러한 자석의 자기장 내에 코일 권취형의 도전성 물체를 위치시켜 도전성 물체의 자속 변화에 따라 생성되는 코일의 유도기전력으로 충전 및 외부 기기에 전원 공급을 할 수 있게 한다.
예를 들면, 사용자가 의복이나 가방 등에 자가발전장치(100)를 휴대 후 보행하거나, 자가발전장치를 자전거에 장착 후 자전거 주행을 하는 과정 등 발전을 위한 운동과는 전혀 무관한 운동을 하는 과정에서 자가발전장치(100)를 통해 자연스럽게 발전 작용이 이루어지고, 사용자는 이렇게 자가발전장치(100)에 충전된 전기에너지를 필요시 스마트폰이나 테블릿 PC 등 휴대용 정보통신기기 또는 자전거의 LED 조명 등에 공급할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치(100)가 스마트폰의 배터리에 전원을 공급하는 상태를 예시한 것이다.
다음은 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치(200)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 단면도이고, 도 7은 도 6의 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 외형을 보인 사시도이며, 도 8은 도 6의 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치의 전기적 구성을 보인 블록도이다.
설명에 앞서, 본 실시예에 따른 진동을 이용한 자가발전장치(200: 이하 “자가발전장치”라 함)는 도 2 내지 도 5의 실시예에 따른 자가발전장치(100)와 비교하여 충전지(223) 및 충전지(223)와 접속되는 방전포트(225)가 별도의 제2 케이스(220)에 내장되고, 이러한 제2 케이스(220)가 자가발전부(110)를 내장하는 제1 케이스(210)와 탈착 가능하게 결합되는 점에 가장 큰 차이점이 있는바, 이하의 설명에서 이를 중심으로 설명하며, 또한 도 2 내지 도 5의 실시예에 따른 자가발전장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하는 동시에 상세한 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 자가발전장치(200)는 자가발전부(110) 및 자가발전부(110)의 코일(113)과 접속되는 충전회로(215) 그리고 충전회로(215)와 접속되는 제1 충전단자(216)를 내장하는 휴대용의 제1 케이스(210), 그리고 이러한 제2 케이스(210)에 탈착 가능하게 결합되는 휴대용의 제2 케이스(220)로 크게 구분된다. 여기서 제1 충전단자(216)에는 이어서 설명되는 제2 케이스(220)의 제2 충전단자(221)가 전기적으로 접속될 수 있고, 이와 달리 LED 조명이나 스마트폰 등 전원을 공급받기 위한 외부 기기의 전원단자가 접속될 수도 있다.
제2 케이스(220)에는 제1 충전단자(216)에 탈착 가능하게 접속되는 제2 충전단자(221)와 제2 충전단자(221)에 접속되는 충전회로(222)와 충전회로(222)에 접속되어 충전되는 충전지(223) 및 충전지(223)에 접속되어 외부 기기의 접속 시 충전지(223)의 전원을 해당 기기에 공급하는 방전포트(225)가 내장된다. 여기서 본 실시예는 충전지(223)가 제2 케이스(220)에 고정 상태로 내장되는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 케이스는 소정 영역이 개폐 가능한 형태로 이루어져 그 내측에 충전지를 분리 가능한 상태로 수납하는 것일 수 있다.
도 9은 도 6 내지 도 8의 실시예에 따른 자가발전장치(200)가 자전거(300)에 장착되어 해당 자전거의 LED 램프(310)에 전원을 공급하는 상태를 나타낸 것이다.
이러한 도 9에서 자전거(300)에는 기존의 일반적인 풍력 발전형 자가발전장치(400)가 함께 장착될 수 있으며, 이에 따라 자전거(300)의 LED 램프(310)에는 두 발전장치(200,400)의 전원이 하이브리드 방식으로 공급되는 것일 수 있다.
도 10의 블록도는 자전거(300)의 LED 램프(310)에 본 발명에 따른 자가발전장치(100, 200) 및 풍력 발전형 자가발전장치(400)를 통해 전원 공급이 이루어지는 구조를 예시한 것이다. 그리고 본 실시예에서는 풍력 발전형 자가발전장치(400)에서 생성되는 전기에너지가 본 발명의 실시예에 따른 자가발전장치(200)의 충전지(222)에 충전되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 풍력 발전형 자가발전장치가 별도의 충전지를 포함하는 형태일 수 있다. 또한 자가발전장치(200)의 방전포트(225)가 USB포트인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 진동을 이용한 자가발전장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 정신이 있다고 할 것이다.
100,200 : 자가발전장치 110 : 자가발전부
111 : 자석 112 : 고정바
113 : 코일 114 : 케이스
114a : 구름면 114b : 안내홈
114c : 와이어홀 114d : 와이어 가이드관
115 : 구름부재 116,117 : 와이어
118 : 크로스바 119 : 커버
120 : 충전부 121 : 충전회로
122 : 충전지 130 : 외부 전원공급부
131 : USB포트 132 : 접속홀
133 : 패킹 210 : 제1 케이스
220 : 제2 케이스 300: 자전거
310 : LED 램프 400 : 풍력 발전형 자가발전장치

Claims (11)

  1. 소정의 구간을 따라 왕복 이동하는 자석 및 상기 자석의 자기장 내에 고정 설치되어 상기 자석의 이동에 따라 자속에 변화가 발생되는 도전성의 고정바 그리고 상기 고정바에 권취되어 상기 고정바의 자속 변화에 따라 유도기전력이 발생되는 코일을 포함하는 자가발전부;
    상기 코일과 전기적으로 접속되어 상기 코일의 유도기전력을 통해 충전되는 충전부;
    상기 충전부에 전기적으로 접속되어 외부 기기의 접속 시 상기 충전부의 전원을 해당 기기에 공급하는 외부 전원공급부를 포함하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석은 막대자석의 형태로 이루어져 직선 구간의 왕복 이동을 하며, 상기 고정바는 상기 막대자석 형태의 자석과 나란하게 설치되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 코일과 전기적으로 접속되는 동시에 상기 외부 전원공급부와 전기적으로 접속되는 충전회로 및 상기 충전회로와 외부 전원공급부 간 접속라인에 병렬 접속되어 상기 코일의 유도기전력을 충전하는 충전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자가발전부는
    상기 자석과 대향되는 위치에 설치되고 상기 자석과 마주한 면의 반대쪽 일면에 구름 동작의 안내를 위한 안내홈이 형성되는 구름면;
    상기 구름면의 안내홈에 거치되어 상기 안내홈을 따라 구름 동작하는 구름부재;
    상기 구름부재의 일면에 그 일단이 상기 구름부재의 구름 동작과 간섭되지 않도록 회전 가능하게 결합되고 그 타단이 상기 구름면을 관통하여 상기 자석의 일면에 고정되며, 상기 구름부재를 중심으로 양측에 서로 대칭되는 형태로 각각 설치되는 한 쌍의 와이어를 포함하며,
    상기 구름부재의 구름 방향에 따라 상기 한 쌍의 와이어가 각각 밀리거나 당겨지면서 상기 자석의 직선 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구름면은 상기 와이어의 삽입 및 이동을 위한 와이어홀이 형성되는 동시에 상기 와이어홀의 주변에 와이어 가이드관의 일단이 고정되어 상기 와이어 가이드관의 내측을 통해 상기 와이어의 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 구름면을 포함하는 상태로 상기 자가발전부와 충전부 및 외부 전원공급부를 수밀 상태로 내장하는 휴대용의 케이스를 더 포함하며, 상기 외부 전원공급부의 외부 기기 접속을 위한 출력단자 일부가 상기 케이스로부터 외부에 노출된 상태인 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 케이스의 내부 양 측면에 길이 방향의 양단이 각각 고정되는 크로스바가 설치되어 상기 크로스바를 매개로 상기 고정바가 막대자석 형태의 상기 자석과 나란하게 설치되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 외부 전원공급부는 외부 기기와의 접속을 위한 USB포트를 포함하여 상기 USB포트의 외부 노출을 위한 접속홀이 상기 케이스에 형성되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  9. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 구름면을 포함하는 상태로 상기 자가발전부 및 그 유도기전력의 충전을 위한 충전회로 그리고 상기 충전회로에 접속된 제1 충전단자를 내장하는 휴대용의 제1 케이스;
    상기 제1 충전단자에 탈착 가능하게 접속되는 제2 충전단자와 상기 제2 충전단자와 접속되는 충전회로와 상기 충전회로와 접속되어 충전되는 충전지 및 상기 충전지와 접속되어 외부 기기의 접속 시 상기 충전지의 전원을 해당 기기에 공급하는 방전포트를 내장하여 상기 제1 케이스에 탈착 가능하게 결합되는 휴대용의 제2 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  10. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 자가발전부는 상기 구름면과 그 내면 사이의 공간에 상기 구름부재를 수용하는 상태로 상기 구름면에 탈착 가능하게 결합되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정바는 자성을 갖는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 자가발전장치.
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