KR20160074068A - 에너지 하베스터 - Google Patents

에너지 하베스터 Download PDF

Info

Publication number
KR20160074068A
KR20160074068A KR1020140182853A KR20140182853A KR20160074068A KR 20160074068 A KR20160074068 A KR 20160074068A KR 1020140182853 A KR1020140182853 A KR 1020140182853A KR 20140182853 A KR20140182853 A KR 20140182853A KR 20160074068 A KR20160074068 A KR 20160074068A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic body
flange
energy harvester
insulator
housing
Prior art date
Application number
KR1020140182853A
Other languages
English (en)
Inventor
양진태
박종흠
임형진
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020140182853A priority Critical patent/KR20160074068A/ko
Publication of KR20160074068A publication Critical patent/KR20160074068A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/181—Circuits; Control arrangements or methods
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/183—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using impacting bodies

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

본 발명은 전력을 발생시킬 수 있는 에너지 하베스터에 관한 것으로, 자성체와, 상기 자성체와 이격되어 상기 자성체의 주위를 권취하는 코일과, 상기 자성체에 형성된 플랜지 및 상기 플랜지에 의해 가압되는 압전소자를 포함한다.

Description

에너지 하베스터{ENERGY HARVESTER}
본 발명은 전력을 발생시킬 수 있는 에너지 하베스터에 관한 것이다.
전기·전자 기술의 발달과 더불어 저전력 싱글 프로세서 기술과 VLSI(Very Large Scale Integration)기술 등이 발달함에 따라, 다양한 전자 장치들이 소형화되고 있으며, 이러한 장치들이 저전력 상황에서 작동하는 것이 가능하게 되었다.
특히, 스마트폰, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 태블릿 PC 등과 같은 휴대형 전자 기기의 개발은 무선 및 MEMS 기술을 이용한 저전력 전자기술의 발달과 더불어 가속화되어 왔다.
일반적으로 휴대형 전자 기기들은 배터리를 통해 구동을 위한 전력을 공급하는데, 이러한 배터리는 그 작동 수명이 짧다는 단점을 지닌다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로 주변의 에너지원으로부터 전력을 생산 공급하는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 방법이 개발되어 왔다. 에너지 하베스팅 방법 중 널리 알려진 것으로는 태양 전지(solar cell)를 이용하여 태양 에너지로부터 전력을 생산하는 방법, 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용하여 열에너지로부터 전력을 발생시키는 방법, 그리고 전자기 유도 현상(Faraday effect) 또는 압전 현상(piezoelectric effect)이나 자왜현상(magnetostriction effect)을 이용하여 진동 에너지로부터 전력을 생산하는 방법 등이 있다.
최근에는 상기와 같은 에너지 하베스팅 방법을 이용하여 휴대형 전자 기기의 상시적인 전력충전을 위한 에너지 하베스터의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2012-0063937호
본 발명의 목적은 넓은 진동 주파수 대역에 걸쳐 전력을 생산할 수 있고, 전력의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 에너지 하베스터를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스터는 진동하는 자성체와 자성체를 감싸는 코일을 통해 전력을 생산함과 함께, 자성체에 형성된 플랜지와 플랜지의 가압에 의해 전력이 생성되는 압전소자를 포함하는 에너지 하베스터가 제공됨에 의해 달성된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스터는 넓은 진동 주파수 대역에 걸쳐 전력을 생산할 수 있고, 전력의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 횡단면도.
도 3은 도 1의 자석부재의 다른 형태를 도시한 단면도.
도 4는 도 1의 플랜지와 플레이트의 다른 형태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
아울러, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 횡단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 하베스터는 자성체(110), 코일(130), 플랜지(150) 및 압전소자(180)를 포함한다.
상기 자성체(110)는 자성을 가진 것으로, 진동에 의해 자성체(110)의 주위를 권취하는 코일(130)에 기전력을 발생시킬 수 있다.
여기서, 상기 자성체(110)는 N35(자성 등급)의 자성을 가지며, 희토류 자석 계열(NdFeB)의 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 자성체(110)는 훼라이트(Ferrite) 계열의 물질 또는 알니코(Alnico) 계열 물질로 형성될 수 있다.
이때, 상기 자성체(110)은 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 다만, 상기 자성체(110)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 사각 기둥, 오각 기둥 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에너지 하베스터는, 상기 자성체(110)의 측면을 감싸는 절연체(120)를 더 포함할 수 있으며, 상기 자성체(110)가 수용되는 하우징(160)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연체(120)는 비자성 재질로 형성될 수 있으며, 수지 성형 등을 통해 내부에 공간이 형성되어 자성체(110)가 내부를 따라 진동할 수 있는 원통 형태로 형성될 수 있다. 다만, 상기 절연체(120)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 평면 형상이 사각형 또는 오각형 등의 다양한 형태를 가지며, 내부에 공간이 형성된 형태라면 어떠한 형태도 무방하다.
또한, 상기 절연체(120)는 하우징(160)의 내부에 형성되는 것으로, 하우징(160)의 중심축 상에 형성될 수 있으며, 하우징(160)의 내측 상면 및 내측 하면에서 하우징(160)의 중심부를 향해 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 각각의 상기 절연체(120)는 하우징(160)의 중심부에서 서로 이격되어 연통되지 않도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 절연체(120)는 자성체(110)의 상부측 일부와 하부측 일부만 수용되고, 중앙부의 일부가 절연체(120)의 외부로 노출될 수 있다. 이때, 노출된 부분에는 플랜지(150)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연체(120)의 직경은 자성체(110)가 회전하여 상하가 반전되지 않도록 자성체(110)의 대각 길이보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 자성체(110)는 절연체(120)의 내부에 수용되어 내부를 따라 상하로 진동할 수 있으며, 자성체(110)가 절연체(120)의 외부로 탈락 되거나, 자성체(110)가 회전되어 상하가 반전되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 절연체(120)에는 코일(130)이 권취될 수 있다.
여기서, 상기 코일(130)은 절연체(120)의 외주면을 따라 권취될 수 있으며, 절연체(120)를 사이에 개재하고, 자성체(110)의 측면에 권취되는 형태로 구비될 수 있다.
이때, 상기 코일(130)은 전도성을 갖는 금속재질로 형성될 수 있고, 하우징(160)의 내측 상하부에 각각 형성된 절연체(120)에 각각 권취될 수 있으며, 권취된 코일(130)은 직렬 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 자성체(110)가 절연체(120)의 내부를 따라 상하로 진동하게 되면, 코일(130)에는 유도 기전력이 발생하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 에너지 하베스터는 자성체(110)의 일단에 이격되어 구비되는 제1자석부재(140a)와 자성체(110)의 타단에 이격되어 구비되는 제2자석부재(140b)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1자석부재(140a)와 제2자석부재(140b)는 절연체(120)의 양단 내부에 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1자석부재(140a)와 제2자석부재(140b)는 N35(자성 등급)의 자성을 가지며, 희토류 자석 계열(NdFeB)의 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 제1자석부재(140a)와 제2자석부재(140b)는 훼라이트(Ferrite) 계열의 물질 또는 알니코(Alnico) 계열 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1자석부재(140a)는 자성체(110)의 일단 극성과 동일한 극성이 마주하도록 형성되고, 제2자석부재(140b)는 자성체(110)의 타단 극성과 동일한 극성이 마주하도록 형성될 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 자성체(110)의 상부 극성이 N극이고, 하부 극성이 S극일 경우, 절연체(120)의 상단에 구비되는 제1자석부재(140a)는 자성체(110)의 상부 극성과 대응되는 N극이 하부를 향하도록 구비되고, 절연체(120)의 하단에 구비되는 제2자석부재(140b)는 자성체(110)의 하부 극성과 대응되는 S극이 상부를 향하도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 자성체(110)는 동일한 극성끼리 마주하도록 구비된 제1자석부재(140a)와 제2자석부재(140b)에 의해 자기 부양될 수 있으며, 외력에 의해 상하로 진동할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1자석부재(140a)와 제2자석부재(140b) 중 적어도 하나는 외력에 의해 절연체(120)의 내부로 이동가능하게 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 제1자석부재(140a)의 직경은 절연체(120)의 직경에 비해 작게 형성되어 절연체(120)의 내부를 따라 이동가능하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1자석부재(140a)의 상부에는 하우징(160)의 외부로 돌출되는 돌출부(141)가 형성될 수 있고, 제1자석부재(140a)의 측면에는 하우징(160)의 내측 상면에 지지되는 지지판(142)이 형성되어 제1자석부재(140a)가 하우징(160)의 외부로 분리되는 것을 방지하게 된다.
즉, 상기 돌출부(141)를 통해 외력이 전달되면, 제1자석부재(140a)가 절연체(120)의 내부를 따라 하부로 이동됨과 함께, 제1자석부재(140a)와 자성체(110) 간의 척력에 의해 자성체(110)도 절연체(120)의 내부를 따라 하부로 이동되게 된다.
그리고, 상기 제1자석부재(140a)가 자성체(110)와의 척력에 따른 반발력으로 원래 위치로 복귀하면 자성체(110)는 제2자석부재(140b)와의 척력에 의해 상부로 이동되게 된다.
이와 같은 구동을 통해, 상기 자성체(110)는 절연체(120)의 내부를 따라 상하로 진동하게 되고, 코일(130)에는 유도 기전력이 발생하게 된다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자성체(110)에는 플랜지(150)가 형성될 수 있다.
상기 플랜지(150)는 자성체(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 플랜지(150)는 자성체(110)의 외주면을 따라 형성될 수 있으며, 평면 형상이 자성체(110)의 평면 형상과 대응되어 형성될 수 있다. 예컨대, 원형 또는 다각 형상일 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 플랜지(150)가 압전소자(180)를 가압할 수 있도록 자성체(110)에 형성되는 것이라면 어떠한 형태로 형성되어도 무방하다. 예컨대, 상기 플랜지(150)는 자성체(110)의 외주면을 따라 비스듬하게 형성될 수도 있다.
또한, 상기 플랜지(150)는 자성체(110)의 외주면을 따라 자성체(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 복수개가 형성될 수도 있다. 이때, 복수의 플랜지(150)는 자성체(110)의 외주면을 따라 동일평면상에 방사형으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 하우징(160)은 자성체(110)가 수용되는 것으로, 내부에 절연체(120)가 구비되고, 절연체(120)의 내부에는 자성체(110)가 상하로 진동할 수 있도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(160)은 비자성 재질로 형성될 수 있으며, 수지 성형 등을 통해 내부에 공간이 형성된 원통 형태로 형성될 수 있다.
다만, 상기 하우징(160)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 하우징(160)의 형상은 절연체(120)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 평면 형상이 사각형 또는 오각형을 갖는 다각통 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징(160)은 내측면을 따라 형성된 복수의 플레이트(170)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 상기 플레이트(170)는 하우징(160)의 내측면에 하우징(160)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 자성체(110)의 상하 진동에 따라 플랜지(150)와 접촉되어 가압되도록 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 플레이트(170)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 동일평면상에 복수개가 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예의 도 2에서는 4개의 플레이트(170)가 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 플레이트(170)의 수는 설계자의 설계에 따라 변경가능하다. 이때, 상기 플레이트(170)가 동일평면상에 5개 이상이 형성되는 경우, 방사형으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 플레이트(170)는 플랜지(150)의 상부와 하부 중 하나 이상에 위치하도록 하우징(160)의 내측면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 플레이트(170)는 플랜지(150)의 상부 또는 하부에 형성되거나, 플랜지(150)의 상부와 하부 모두에 형성될 수 있다.
다만, 보다 많은 수의 플레이트(170)를 형성하기 위해서는 플랜지(150)의 상부와 하부 모두에 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 상기 플레이트(170)는, 제1플레이트(170a)와 하우징(160)의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 서로 대응되도록 형성된 제2플레이트(170b)로 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1플레이트(170a)와 제2플레이트(170b)는 플랜지(150)의 상부 및 하부에 위치하도록 하우징(160)의 내부 측면에 이격되어 적층된 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 플랜지(150)의 상부에 제1플레이트(170a)가 위치하고, 플랜지(150)의 하부에 제2플레이트(170a)가 위치하도록 하우징(160)의 내부 측면에 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 자성체(110)가 상하부로 진동하는 경우, 플랜지(150)는 제1플레이트(170a)와 제2플레이트(170a)에 모두 접촉되게 된다.
한편, 상기 플레이트(170)의 적어도 일면에는 압전소자(180)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 압전소자(180)는 플랜지(150)에 의해 가압되어 전력이 생성될 수 있다. 이때, 플랜지(150)에 의한 가압은 플랜지(150)가 압전소자(180)를 직접 접촉되어 가압하는 경우와, 직접 접촉되어 가압하지 않고 간접적으로 가압하는 경우도 포함될 수 있다.
상기 압전소자(180)는 변형이 발생되면 전력이 생성되는 것으로, 압전현상을 일으키는 재료라면 특정 종류의 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면 PZT(Pb(Ti,Zr)O3), Ba2TiO4, BaTiO3 등이 사용될 수 있다.
이때, 상기 압전소자(180)는 박판 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것이다. 다만, 상기 압전소자(180)가 박판 형태로 형성되는 경우에는 작은 힘에도 쉽게 변형될 수 있다는 장점이 있다.
이러한 상기 압전소자(180)는 플랜지(150)에 의해 가압되어 전력이 생성될 수 있도록 플랜지(150)에 대향되는 플레이트(170a, 170b)의 일면에 구비되거나, 플레이트(170a, 170b)의 상면 및 하면에 모두 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 압전소자(180)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 플랜지(150)의 상부에 형성된 제1플레이트(170a)의 하면에 구비되고, 플랜지(150)의 하부에 형성된 제2플레이트(170a)의 상면에 각각 구비될 수 있다.
즉, 상기 플랜지(150)는 압전소자(180)와 접촉되어 직접 가압할 수 있다.
이에 따라, 상기 플랜지(150)의 직접 가압으로 인해 압전소자(180)가 변형될 수 있으며, 변형되는 압전소자(180)에서는 전력이 생성되게 된다.
또한, 상기 플레이트(170a, 170b)는 상부 및 하부로 휘어지는 탄성재질로 형성될 수 있다.
이때, 상기 압전소자(180)는 플랜지(150)와 직접 접촉하지 않는 면에 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 플랜지(150)가 상하로 진동함에 따라 플레이트(170a, 170b)가 플랜지(150)의 가압에 의해 상하로 휘어지게 된다. 이에 따라, 플랜지(150)와 직접 접촉하지 않는 면에 형성된 압전소자(180)도 플레이트(170a, 170b)의 변형에 따라 함께 변형되게 되므로, 용이하게 전력을 생성할 수 있게 된다.
한편, 상기 압전소자(180)가 플레이트(170a, 170b)의 양면에 형성되는 경우에도 플레이트(170a, 170b)가 플랜지(150)의 가압으로 인해 상하로 변형됨에 따라 플레이트(170a, 170b) 양면에 형성된 압전소자(180)도 변형되게 되므로, 용이하게 전력을 생성할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 에너지 하베스터는 외력에 의해 자성체(110)가 절연체(120)의 내부를 따라 진동하게 되면, 절연체(120)의 외주면에 권취된 코일(130)에 유도 기전력이 발생하게 된다.
또한, 상기 자성체(110)가 절연체(120)의 내부를 따라 상하로 진동함에 따라 플랜지(150)도 상하로 진동하여, 플랜지(150)의 상하부에 배치된 플레이트(170a, 170b)를 가압하게 된다.
이때, 상기 플레이트(170a, 170b)가 플랜지(150)의 가압에 의해 상하로 진동함에 따라, 플레이트(170a, 170b)에 구비된 압전소자(180)는 전력을 생성하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 에너지 하베스터는 전자기 유도에 따른 전력과 압전 효과에 따른 전력을 동시에 생산할 수 있으므로, 넓은 진동 주파수 대역에 걸쳐 전력을 생산할 수 있다. 또한, 한번에 많은 압전소자(180)를 통해 전력을 생성할 수 있으므로, 전력의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 플랜지(150)와 플레이트(170)의 다른 형태를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지(150)는 복수개가 형성될 수 있으며, 복수의 플랜지(150)에 대응되어 플레이트(170) 및 압전소자(180)도 복수개가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 플랜지(150)는 자성체(110)의 외주면에 길이방향으로 일정간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 상기 플랜지(150)에 대응되어 플랜지(150)의 상하부에 위치하도록 하우징(160)의 내부 측면에 복수의 플레이트(170)가 형성될 수 있으며, 복수의 플레이트(170)의 상하부에 복수의 압전소자(180)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 에너지 하베스터는 복수의 압전소자(180)를 동시에 변형시켜 보다 많은 전력을 생성할 수 있으므로, 전력의 생산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 에너지 하베스터를 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 에너지 하베스터는 자석부재(140)를 제외한 나머지 구성은 제1실시예와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 에너지 하베스터는 자성체(110)의 일단에 이격되어 구비되는 제1지지부(240a)와 자성체(110)의 타단에 이격되어 구비되는 제2지지부(240b)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1지지부(240a)와 제2지지부(240b)는 자성체(110)가 하우징(160)의 외부로 탈락되는 것을 방지하는 것으로, 비자성 재질로 형성될 수 있으며, 수지 성형 등을 통해 형성될 수 있다.
한편, 상기 자성체(110)와 제1지지부(240a)를 탄성 지지하는 제1탄성부재(241a) 및 자성체(110)와 제2지지부(240b)를 탄성 지지하는 제2탄성부재(241b)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1탄성부재(241a)는 자성체(110)의 일단과 제1지지부(240a) 사이에 구비되어 자성체(110)와 제1지지부(240a) 사이를 탄성 지지할 수 있다.
또한, 상기 제2탄성부재(241b)는 자성체(110)의 타단과 제2지지부(240b) 사이에 구비되어 자성체(110)와 제2지지부(240b) 사이를 탄성 지지할 수 있다.
이때, 상기 제1탄성부재(241a)와 제2탄성부재(241b)는 비자성 재질로 형성된 스프링일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 비자성 재질로 형성되어 탄성력을 제공할 수 있는 것이라면 어떠한 것도 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 에너지 하베스터에 외력이 가해지는 경우, 탄성부재(241a, 241b)의 탄성력에 의해 자성체(110)가 절연체(120)의 내부를 따라 상하로 진동하게 된다.
한편, 상기 제1지지부(240a)와 제2지지부(240b) 중 적어도 하나는 외력에 의해 절연체(120)의 내부로 이동가능하게 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 제1지지부(240a)의 직경은 절연체(120)의 직경에 비해 작게 형성되어 절연체(120)의 내부를 따라 이동가능게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1지지부(240a)의 상부에는 하우징(160)의 외부로 돌출되는 돌출부(242)가 형성될 수 있고, 제1지지부(240a)의 측면에는 하우징(160)의 내측 상면에 지지되는 지지판(243)이 형성되어 제1지지부(240a)가 하우징(160)의 외측으로 분리되는 것을 방지하게 된다.
이때, 상기 돌출부(242)를 통해 외력이 전달되면, 제1지지부(240a)가 절연체(120)의 내부를 따라 하부로 이동됨과 함께, 탄성부재(241)의 탄성력에 의해 자성체(110)도 절연체(120)의 내부를 따라 하부로 이동되게 된다.
그리고, 상기 제1지지부(240a)가 탄성부재(241)의 반발력으로 원래 위치로 복귀하면 자성체(110)도 탄성부재(241)의 반발력으로 인해 상부로 이동되게 된다.
본 명세서에서 ‘연결된다’ 또는 ‘연결하는’등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 ‘포함한다’ 또는 ‘포함하는’으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 자성체 120 : 절연체
130 : 코일 140a, 140b : 자석부재
150 : 플랜지 160 : 하우징
170a, 170b : 플레이트 180 : 압전소자

Claims (13)

  1. 자성체;
    상기 자성체와 이격되어 상기 자성체의 주위를 권취하는 코일;
    상기 자성체에 형성된 플랜지; 및
    상기 플랜지에 의해 가압되는 압전소자;
    를 포함하는 에너지 하베스터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성체의 측면을 감싸고, 상기 코일이 권취되는 절연체를 더 포함하는 에너지 하베스터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지는
    상기 자성체의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성되는 에너지 하베스터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플랜지는
    상기 자성체의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되는 에너지 하베스터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자성체가 수용되는 하우징을 더 포함하는 에너지 하베스터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징은
    내측면을 따라 형성된 복수의 플레이트를 더 포함하는 에너지 하베스터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압전소자는
    상기 플레이트의 적어도 일면에 구비되는 에너지 하베스터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 플레이트는
    상기 플랜지의 상부와 하부 중 하나 이상에 위치하도록 상기 하우징에 형성되는 에너지 하베스터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 플레이트는 탄성재질로 형성되는 에너지 하베스터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자성체의 일단에 이격되어 구비되고, 상기 자성체의 일단 극성과 동일한 극성이 상기 자성체의 일단과 마주하도록 형성되는 제1자석부재; 및
    상기 자성체의 타단에 이격되어 구비되고, 상기 자성체의 타단 극성과 동일한 극성이 상기 자성체의 타단과 마주하도록 형성되는 제2자석부재;
    를 더 포함하는 에너지 하베스터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1자석부재와 제2자석부재 중 적어도 하나는 외력에 의해 이동가능하게 구비되는 에너지 하베스터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자성체의 일단에 이격되어 구비되는 제1지지부;
    상기 자성체의 타단에 이격되어 구비되는 제2지지부;
    상기 제1지지부와 상기 자성체를 탄성 지지하는 제1탄성부재; 및
    상기 제2지지부와 상기 자성체를 탄성 지지하는 제2탄성부재;
    를 더 포함하는 에너지 하베스터.
  13. 제12항에 있어서,
    상지 제1지지부와 제2지지부 중 적어도 하나는 외력에 의해 이동가능하게 구비되는 에너지 하베스터.
KR1020140182853A 2014-12-18 2014-12-18 에너지 하베스터 KR20160074068A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140182853A KR20160074068A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 에너지 하베스터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140182853A KR20160074068A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 에너지 하베스터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160074068A true KR20160074068A (ko) 2016-06-28

Family

ID=56366064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140182853A KR20160074068A (ko) 2014-12-18 2014-12-18 에너지 하베스터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160074068A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106887973A (zh) * 2017-04-05 2017-06-23 南京邮电大学 一种基于磁力作用的平行复合梁压电‑电磁俘能装置
KR101861255B1 (ko) * 2017-01-03 2018-05-25 광운대학교 산학협력단 자석 스프링을 이용한 전자기 에너지 하베스터
CN109150012A (zh) * 2018-10-18 2019-01-04 山东理工大学 一种基于风致振动的压电-电磁复合发电机
KR102433261B1 (ko) * 2021-07-07 2022-08-18 주식회사 휴젝트 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터 및 에너지 하베스터를 이용하는 발광 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110065241A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 실버레이 주식회사 고효율 자가발전장치
JP2011166894A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Onkyo Corp 振動発電機
KR20120063937A (ko) 2010-12-08 2012-06-18 국방과학연구소 에너지 하베스터 및 휴대형 전자 기기
KR20140020200A (ko) * 2012-08-06 2014-02-18 한양대학교 산학협력단 부력을 이용한 압전 하베스팅 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110065241A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 실버레이 주식회사 고효율 자가발전장치
JP2011166894A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Onkyo Corp 振動発電機
KR20120063937A (ko) 2010-12-08 2012-06-18 국방과학연구소 에너지 하베스터 및 휴대형 전자 기기
KR20140020200A (ko) * 2012-08-06 2014-02-18 한양대학교 산학협력단 부력을 이용한 압전 하베스팅 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101861255B1 (ko) * 2017-01-03 2018-05-25 광운대학교 산학협력단 자석 스프링을 이용한 전자기 에너지 하베스터
CN106887973A (zh) * 2017-04-05 2017-06-23 南京邮电大学 一种基于磁力作用的平行复合梁压电‑电磁俘能装置
CN109150012A (zh) * 2018-10-18 2019-01-04 山东理工大学 一种基于风致振动的压电-电磁复合发电机
KR102433261B1 (ko) * 2021-07-07 2022-08-18 주식회사 휴젝트 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터 및 에너지 하베스터를 이용하는 발광 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naifar et al. Survey of electromagnetic and magnetoelectric vibration energy harvesters for low frequency excitation
US7948124B1 (en) Electro-magnetic kinetic energy harvesting device using increased magnetic edge area
JP6036143B2 (ja) 発電装置
US10158278B2 (en) Vibration motor
KR20160074068A (ko) 에너지 하베스터
WO2017100747A1 (en) System for inductive wireless power transfer for portable devices
US20150086066A1 (en) Electro-acoustic transducer
US10893367B2 (en) Loudspeaker unit with multiple drive units
US20140273714A1 (en) Devices and methods for pairing inductively-coupled devices
JP2012200093A (ja) 振動発電機
US10340781B2 (en) Linear motor
KR101861255B1 (ko) 자석 스프링을 이용한 전자기 에너지 하베스터
KR20170063825A (ko) 유도성 전력 전달 시스템용 송신기
WO2016140794A1 (en) Method and apparatus for wireless power transmission utilizing two-dimensional or three-dimensional arrays of magneto-mechanical oscillators
JP2012165561A (ja) 多次元振動発電機
KR100926186B1 (ko) 진동 에너지를 이용한 모듈형 발전기 및 상기 모듈형 발전기를 이용한 발전방법
KR101172706B1 (ko) 에너지 하베스터 및 휴대형 전자 기기
KR101354158B1 (ko) 진동형 전자기식 에너지 하베스터
CN105811805A (zh) 一种基于列车转向架轨道振动能收集的微型发电机
CN110557000B (zh) 振动发电机装置和鸣响装置
US20130135071A1 (en) System and method for focusing magnetic fields
KR101025562B1 (ko) 소리 또는 진동에너지를 이용한 발전모듈과 발전방법
US20170019010A1 (en) Linear vibrating motor
KR102195849B1 (ko) 자기장을 이용하는 에너지 하베스팅 장치
CN113890300A (zh) 基于非对称-双平面弹簧的宽范围振动能量收集器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application