KR20210128588A - Energy harvesting apparatus for road - Google Patents

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Abstract

An energy harvesting apparatus for a road using electromagnetic induction is disclosed. According to the present invention, the energy harvesting apparatus for a road comprises: an upper plate unit which moves downward by an external force; a coil unit on which a coil is wound, wherein a through-hole is formed in the coil unit; a core unit arranged while penetrating the through-hole and configured to rotate by the external force in a clockwise or counterclockwise direction; an external transfer unit connected to the upper plate unit and configured to transfer the external force to the core unit; a support unit configured to support the core unit; and a magnetic unit configured to contact the core unit. A magnetic force direction of the core unit magnetized in contact with the magnet unit by rotating in the clockwise direction is a direction opposite to a magnetic force direction of the core unit magnetized in contact with the magnet unit by rotating in the counterclockwise direction.

Description

도로용 에너지 하베스팅 장치{ENERGY HARVESTING APPARATUS FOR ROAD} Energy harvesting device for road

본 발명은 도로용 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기 유도를 이용하는 도로용 에너지 하베스팅 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a road energy harvesting device, and more particularly, to a road energy harvesting device using electromagnetic induction.

근래에는 에너지 자원의 부족에 따라 다양한 에너지 생산 방법들이 연구되고 있는데, 특히, 최근에는 에너지 하베스팅(energy harvesting)이라는 개념으로 일상 생활에서 버려지는 에너지를 회수하는 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, various energy production methods are being studied according to the shortage of energy resources. In particular, recently, research on a system for recovering energy wasted in daily life under the concept of energy harvesting is being actively conducted.

에너지 하베스팅 기술은 진동, 빛, 열, 전자파 등 일상 생활에서 버려지는 에너지를 모아 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 기술을 의미하며, 매우 다양한 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. Energy harvesting technology refers to a technology that collects energy wasted in daily life, such as vibration, light, heat, and electromagnetic waves, and converts it into usable electrical energy, and active research is being conducted in various fields.

이러한 에너지 하베스팅 기술의 한 종류로서, 전자기 유도를 이용한 기술이 개발되고 있으며, 전자기 유도에 기반한 에너지 하베스팅 기술을 이용하는 다양한 어플리케이션에 관한 연구가 이루어지고 있다. 그 중 하나가 도로용 에너지 하베스팅 장치이다.As one type of such energy harvesting technology, a technology using electromagnetic induction is being developed, and various applications using the electromagnetic induction-based energy harvesting technology are being studied. One of them is a road energy harvesting device.

도로용 에너지 하베스팅 장치는, 도로를 주행하는 차량에 의해 인가되는 외력을 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1958685호가 있다.A road energy harvesting device is a device that converts an external force applied by a vehicle traveling on a road into electrical energy, and there is a related prior document in Korean Patent Registration No. 10-1958685.

본 발명은 보다 향상된 하베스팅 효율을 나타내는 도로용 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an energy harvesting apparatus for a road that exhibits more improved harvesting efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외력에 의해 하부 방향으로 이동하는 상판부; 코일이 권선되며, 관통홀이 형성된 코일부; 상기 관통홀을 관통한 상태로 배치되며, 상기 외력에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 코어부; 상기 상판부와 연결되어, 상기 외력을 상기 코어부로 전달하는 외력 전달부; 상기 코어부를 지지하는 지지부; 및 상기 코어부와 접촉하는 자석부를 포함하며, 상기 시계 방향으로 회전해 상기 자석부에 접촉하여 자화된 상기 코어부의 자기력 방향은, 상기 반시계 방향으로 회전해 상기 자석부에 접촉하여 자화된 상기 코어부의 자기력 방향과 반대 방향인 도로용 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the upper plate portion moving in the lower direction by an external force; a coil part on which a coil is wound, and a through-hole is formed; a core part disposed through the through hole and rotating in a clockwise or counterclockwise direction by the external force; an external force transmitting part connected to the upper plate part and transmitting the external force to the core part; a support part for supporting the core part; and a magnet part in contact with the core part, wherein the direction of the magnetic force of the core part magnetized in contact with the magnet part by rotating in the clockwise direction is the core magnetized in contact with the magnet part by rotating in the counterclockwise direction. An energy harvesting device for a road in a direction opposite to the negative magnetic force is provided.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외력 및 탄성체에 의해 상하 운동하는 상판부; 코일이 권선되며, 관통홀이 형성된 코일부; 상기 관통홀을 관통한 상태로 배치되며, 상기 외력에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 코어부; 상기 외력을 상기 코어부로 전달하는 외력 전달부; 상기 코어부를 지지하는 지지부; 상기 탄성체에 의해 상기 상판부가 상부 방향으로 이동하는 경우, 제1극이 상기 코어부의 일단에 접촉하는 제1영구 자석; 및 상기 외력에 의해 상기 상판부가 상기 하부 방향으로 이동하는 경우, 제1극이 상기 코어부의 타단에 접촉하는 제2영구 자석을 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the upper plate portion that moves up and down by an external force and an elastic body; a coil part on which a coil is wound, and a through-hole is formed; a core part disposed through the through hole and rotating in a clockwise or counterclockwise direction by the external force; an external force transmitting unit transmitting the external force to the core unit; a support part for supporting the core part; a first permanent magnet having a first pole in contact with one end of the core part when the upper plate part moves upward by the elastic body; and a second permanent magnet having a first pole in contact with the other end of the core part when the upper plate part moves in the lower direction by the external force.

본 발명의 일실시예에 따르면, 왕복 운동하는 자석의 이동 변위가 고려될 필요없이 코일의 권선 길이가 길어지도록 설계할 수 있으며, 자화된 강자성체의 일단 및 타단이 코일이 권선된 영역의 외부에 배치됨으로써, 발전 효율이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the winding length of the coil can be designed to be long without considering the movement displacement of the reciprocating magnet, and one end and the other end of the magnetized ferromagnetic material are disposed outside the area where the coil is wound. By doing so, the power generation efficiency can be improved.

도 1은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치의 일반적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코어부의 자기력 방향의 변화를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a general structure of an energy harvesting device using electromagnetic induction.
2 and 3 are diagrams for explaining an energy harvesting apparatus for a road according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are views for explaining a change in the magnetic force direction of the core part according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치의 일반적인 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a general structure of an energy harvesting device using electromagnetic induction.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치는 일반적으로, 코일(120)이 권선된 프레임(110)의 관통홀을 자석(130)이 왕복 운동할 수 있는 구조로 이루어진다. 이 때, 보다 많은 전기 에너지가 생성되기 위해서는, 코일의 권선 길이(L2)가 길고, 왕복 운동하는 자석(130)의 이동 변위(L1)가 코일의 권선 길이(L2)보다 커야 하며, 자석의 운동 방향이 변하는 지점(131, 132)이 코일이 권선된 영역의 외부에 있어야 한다.As shown in FIG. 1 , an energy harvesting apparatus using electromagnetic induction generally has a structure in which a magnet 130 can reciprocate through a through hole of a frame 110 on which a coil 120 is wound. At this time, in order to generate more electrical energy, the winding length L2 of the coil must be long, the displacement L1 of the reciprocating magnet 130 must be greater than the winding length L2 of the coil, and the movement of the magnet The direction change points 131 and 132 should be outside the area where the coil is wound.

하지만, 도로용 에너지 하베스팅 장치의 경우, 도로가 파손되지 않는 이상 차량의 하중에 의한 도로의 이동 변위가 클 수는 없기 때문에, 왕복 운동하는 자석의 이동 변위 역시 커질 수 없다. 따라서, 자석을 직접 코일에 통과시켜 에너지를 생성하는 도로용 에너지 하베스팅 장치는 발전 효율이 높지 않다.However, in the case of an energy harvesting device for a road, since the displacement of the road due to the load of the vehicle cannot be large unless the road is damaged, the displacement of the reciprocating magnet cannot be increased either. Accordingly, the energy harvesting device for road that generates energy by passing the magnet directly through the coil does not have high power generation efficiency.

이에 본 발명은, 권선된 코일 내부에 배치된 강자성체를 자화시켜 에너지를 생성하는 도로용 에너지 하베스팅 장치를 제안한다. 본 발명의 일실시예는 권선된 코일 내부에 배치된 강자성체의 회전 방향에 따라서, 자기력의 방향이 달라지도록 강자성체를 자화시켜 에너지를 하베스팅한다. Accordingly, the present invention proposes an energy harvesting device for roads that generates energy by magnetizing a ferromagnetic material disposed inside a wound coil. An embodiment of the present invention harvests energy by magnetizing the ferromagnetic material so that the direction of the magnetic force changes according to the rotation direction of the ferromagnetic material disposed inside the wound coil.

본 발명의 일실시예에 따르면, 왕복 운동하는 자석의 이동 변위가 고려될 필요없이 코일의 권선 길이가 길어지도록 설계할 수 있으며, 강자성체의 일단 및 타단이 코일이 권선된 영역의 외부에 배치됨으로써, 발전 효율이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the winding length of the coil can be designed to become longer without considering the displacement of the reciprocating magnet, and one end and the other end of the ferromagnetic material are disposed outside the area where the coil is wound, Power generation efficiency can be improved.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are diagrams for explaining an energy harvesting apparatus for a road according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치는, 상판부(210), 코일부(220), 코어부(230), 외력 전달부, 지지부(250) 및 자석부를 포함한다.2 and 3 , the energy harvesting apparatus for road according to an embodiment of the present invention includes an upper plate part 210 , a coil part 220 , a core part 230 , an external force transmission part, and a support part 250 . and a magnet part.

상판부(210)는 외력에 의해 하부 방향으로 이동한다. 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치가 매설된 도로 위를 차량 등이 이동할 경우, 상판부(210)는 자동차의 하중이나 도로의 진동 등에 의해 하부 방향, 즉 하판부(271) 방향으로 이동할 수 있다.The upper plate part 210 moves in the lower direction by an external force. When a vehicle or the like moves on a road in which the energy harvesting device for road according to an embodiment of the present invention is buried, the upper plate 210 moves downward due to the load of the vehicle or vibration of the road, that is, the lower plate 271 direction. can move to

상판부(210)와 측벽(272, 273) 사이에는 탄성체(274, 275)가 배치될 수 있으며, 상판부(210)는 외력 및 탄성체(274, 275)에 의해 상하 운동할 수 있다. 상판부(210)는 외력이 인가될 경우, 하부 방향으로 이동하며, 외력이 사라진 경우 탄성체(274, 275)의 탄성력에 의해 상부 방향으로 이동할 수 있다.Elastic bodies 274 and 275 may be disposed between the top plate part 210 and the side walls 272 and 273 , and the top plate part 210 may move up and down by an external force and the elastic bodies 274 and 275 . When an external force is applied, the upper plate part 210 moves in a downward direction, and when the external force disappears, the upper plate part 210 may move in an upward direction by the elastic force of the elastic bodies 274 and 275 .

코일(221)이 권선되는 코일부(220)는, 관통홀이 형성된 원통형의 모양일 수 있다. 코일부(220)는 코일이 권선되는 원통형의 프레임과, 프레임의 일단 및 타단으로부터 연장되는 고정벽(222, 223)을 포함할 수 있다. 고정벽(222, 223)은, 코일(221)이 코일부(220)로부터 이탈하는 것을 방지하며, 후술되는 자석 고정부(280)가 고정될 수 있는 장소를 제공한다.The coil unit 220 on which the coil 221 is wound may have a cylindrical shape in which a through hole is formed. The coil unit 220 may include a cylindrical frame in which a coil is wound, and fixed walls 222 and 223 extending from one end and the other end of the frame. The fixing walls 222 and 223 prevent the coil 221 from being separated from the coil unit 220 and provide a place where the magnet fixing unit 280, which will be described later, can be fixed.

코어부(230)는 코일부(220)의 관통홀을 관통한 상태로 배치된다. 즉, 코어부(230)의 길이는 코일부(220)의 높이(L3)보다 길며, 코어부(230)의 일단 및 타단은 모두 코일부(220)의 외부에 위치한다. 그리고 코어부(230)는 외력에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하며, 후술되는 자석부에 의해 자화될 수 있도록 강자성체로 이루어질 수 있다. The core part 230 is disposed to pass through the through hole of the coil part 220 . That is, the length of the core part 230 is longer than the height L3 of the coil part 220 , and both one end and the other end of the core part 230 are located outside the coil part 220 . In addition, the core part 230 rotates clockwise or counterclockwise by an external force, and may be made of a ferromagnetic material so as to be magnetized by a magnet part to be described later.

외력 전달부는 상판부(210)와 연결되어, 외력을 코어부(230)로 전달하며, 실시예에 따라서, 제1 및 제2기둥부(241, 242), 연결부(243)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2기둥부(241, 242)는 상판부(210)로부터 하부 방향으로 연장되며, 제2기둥부(242)는 제1기둥부(241)로부터 미리 설정된 거리만큼 이격된다.The external force transmitting unit is connected to the upper plate unit 210 to transmit the external force to the core unit 230 , and may include first and second pillar units 241 and 242 and a connection unit 243 according to an embodiment. The first and second pillars 241 and 242 extend downward from the upper plate 210 , and the second pillar 242 is spaced apart from the first pillar 241 by a preset distance.

연결부(243)는 상판부(210)의 상하 운동에 따라 상하 운동하며, 코어부(230)의 일단이 연결부(243)에 결합됨으로써, 연결부(243)의 상하 운동에 따라서 코어부(230)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. The connection part 243 moves up and down according to the vertical movement of the upper plate part 210 , and one end of the core part 230 is coupled to the connection part 243 , so that the core part 230 is rotated according to the vertical movement of the connection part 243 . It can be rotated clockwise or counterclockwise.

연결부(243)의 상하 운동에 따라서 코어부(230)가 회전 운동할 수 있도록, 연결부(243)는 원통형의 형상일 수 있으며, 코어부(230)의 일단에는 연결부(243)가 삽입될 수 있는 결합부(231)가 형성될 수 있다. 결합부(231)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일부가 개방된 링형이거나, 또는 폐곡선으로만 이루어진 링형일 수 있다. In order for the core part 230 to rotate according to the vertical movement of the connection part 243, the connection part 243 may have a cylindrical shape, and the connection part 243 may be inserted into one end of the core part 230. A coupling portion 231 may be formed. As shown in FIG. 3 , the coupling part 231 may have a ring shape with a part open or a ring shape with only a closed curve.

그리고 연결부(243)의 상하 운동에 따라서 코어부(230)가 원활히 회전 운동할 수 있도록, 결합부(231)의 지름은 연결부(243)의 지름보다 크도록 설계될 수 있다. 이 때, 결합부(231)와 연결부(243) 사이의 유격에 의해 코어부(230)가 최초 결합 위치로부터 이탈될 수 있다. 이 경우 후술되는 지지부(250)가 코어부(230)를 지지하기 어려운 상황이 발생할 수 있으므로, 연결부(243)는, 코어부(230)가 연결부(243)의 길이 방향으로 이동하는 것을 차단하며, 연결부(243)의 외주면으로부터 돌출되어 형성된 돌출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the diameter of the coupling part 231 may be designed to be larger than the diameter of the connection part 243 so that the core part 230 can rotate smoothly according to the vertical movement of the connection part 243 . At this time, the core part 230 may be separated from the initial coupling position by the clearance between the coupling part 231 and the connection part 243 . In this case, since a situation may occur in which it is difficult for the support part 250 to be described later to support the core part 230, the connection part 243 blocks the core part 230 from moving in the longitudinal direction of the connection part 243, It may further include a protrusion formed to protrude from the outer circumferential surface of the connection part 243 .

코어부(230)를 지지하는 지지부(250)는 코일부(220)의 관통홀에 배치될 수 있으며, 지지부(250)에 의해 코어부(230)는 시소와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 지지부(250)는 일실시예로서, 관통홀이 형성된 코일부의 내주면(224)에 배치될 수 있으며, 코어부(230)의 회전에 따른 마찰을 줄이기 위해 코어부(230)와 접촉하는 지지부(250)의 접촉면은 곡면 형상일 수 있다.The support part 250 supporting the core part 230 may be disposed in the through hole of the coil part 220 , and the core part 230 rotates in a clockwise or counterclockwise direction like a seesaw by the support part 250 . can do. The support part 250 may be disposed on the inner circumferential surface 224 of the coil part in which the through-hole is formed, and the support part 250 is in contact with the core part 230 in order to reduce friction caused by the rotation of the core part 230 as an embodiment. 250) may have a curved shape.

또는 일실시예로서, 지지부(250)는 코일부(220)의 내주면으로부터 연장되며, 코어부(230)에 형성된 제1홈에 삽입되는 제1연장부, 제1연장부와 대칭되는 위치에서 코일부(220)의 내주면으로부터 연장되며, 코어부(230)에 형성된 제2홈에 삽입되는 제2연장부를 포함할 수 있다. Or, as an embodiment, the support part 250 extends from the inner peripheral surface of the coil part 220, and the first extension part inserted into the first groove formed in the core part 230, the nose at a position symmetrical with the first extension part. It may include a second extension portion extending from the inner peripheral surface of the portion 220 and inserted into the second groove formed in the core portion (230).

자석부는 코어부(230)와 접촉하며, 코어부를 자화시킨다. 코어부(230)가 시계 방향으로 회전해 자석부에 접촉하여 자화된 경우와, 코어부(230)가 반시계 방향으로 회전해 자석부에 접촉하여 자화된 경우의 코어부(230)의 자기력 방향은 서로 반대 방향이 된다.The magnet part contacts the core part 230 and magnetizes the core part. The magnetic force direction of the core part 230 when the core part 230 rotates clockwise and comes into contact with the magnet and is magnetized, and when the core part 230 rotates counterclockwise and is magnetized by contacting the magnet part. are opposite to each other.

자석부는 일실시예로서, 제1 내지 제4영구 자석(261 내지 264)을 포함할 수 있다. 제1 및 제3영구 자석(261, 263)은 코일부(220)에 배치된 자석 고정부(270)에 결합되며, 제2 및 제4영구 자석(262, 264) 각각은 제1 및 제3영구 자석(261, 263)과 마주보는 상태로, 코일부(220)가 고정된 하판부(271)에 배치된다. 자석 고정부(270)는, 길이 방향이 관통홀의 관통 방향, 즉 코일부의 높이 방향(L3)과 평행하도록 코일부의 고정벽(221, 222)에 배치된다. 영구 자석이 결합되는 자석 고정부(270) 및 하판부(271)는 비자성체로 이루어질 수 있다.As an embodiment, the magnet unit may include first to fourth permanent magnets 261 to 264 . The first and third permanent magnets 261 and 263 are coupled to the magnet fixing unit 270 disposed on the coil unit 220 , and the second and fourth permanent magnets 262 and 264 are first and third respectively. In a state facing the permanent magnets 261 and 263 , the coil part 220 is disposed on the fixed lower plate part 271 . The magnet fixing part 270 is disposed on the fixing walls 221 and 222 of the coil part so that the longitudinal direction thereof is parallel to the penetration direction of the through hole, that is, the height direction L3 of the coil part. The magnet fixing part 270 and the lower plate part 271 to which the permanent magnet is coupled may be made of a non-magnetic material.

코어부(230)가 시계 방향으로 회전할 경우, 제1영구 자석(261)의 제1극이, 코어부(230)의 일단과 접촉하며, 제2영구 자석(262)의 제2극이 코어부(230)의 타단과 접촉한다. 그리고 코어부(230)가 반시계 방향으로 회전할 경우, 제3영구 자석(263)의 제1극이 코어부(230)의 타단과 접촉하며, 제4영구 자석(264)의 제2극이 코어부(230)의 일단과 접촉한다. 여기서, 제1극은 S극, 제2극은 N극일 수 있다.When the core part 230 rotates clockwise, the first pole of the first permanent magnet 261 is in contact with one end of the core part 230 , and the second pole of the second permanent magnet 262 is the core It is in contact with the other end of the part 230 . And when the core part 230 rotates counterclockwise, the first pole of the third permanent magnet 263 is in contact with the other end of the core part 230 , and the second pole of the fourth permanent magnet 264 is It contacts one end of the core part 230 . Here, the first pole may be an S pole, and the second pole may be an N pole.

따라서, 코어부(230)의 회전 방향에 따라서, 자화된 코어부(230)의 자기력 방향이 서로 반대 방향이 될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따르면, 코어부(230)가 코일이 권선된 코일부(220)의 관통홀을 관통한 상태로, 코일부(230)의 자기력 방향이 변화하기 때문에, 전자기 유도에 의해 전기 에너지가 생성될 수 있다.Therefore, depending on the rotation direction of the core part 230, the magnetic force directions of the magnetized core part 230 may be opposite to each other, and according to an embodiment of the present invention, the core part 230 has a coil wound. Since the direction of the magnetic force of the coil unit 230 is changed while passing through the through hole of the coil unit 220 , electrical energy may be generated by electromagnetic induction.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 코어부(230)의 회전 변위가 적더라도, 서로 마주보는 자석 사이의 이격거리를 줄이면 코어부(230)가 자석부와 충분히 접촉하여 자화될 수 있기 때문에, 외력에 의한 상판부(210)의 이동 변위가 적더라도 발전 효율이 높아질 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, even if the rotational displacement of the core part 230 is small, if the separation distance between the magnets facing each other is reduced, the core part 230 can be sufficiently in contact with the magnet part to be magnetized, Even if the movement displacement of the upper plate part 210 due to an external force is small, the power generation efficiency may be increased.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 코어부의 자기력 방향의 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 설명의 편의를 위해 코어부와 자석부만이 도시된다. 그리고 도 4 및 도 5에서는 링형의 결합부가 이용되며, 지지부로서 제1 및 제2연장부가 이용되는 실시예가 도시된다.4 and 5 are views for explaining a change in the magnetic force direction of the core part according to an embodiment of the present invention, and only the core part and the magnet part are shown for convenience of description. 4 and 5 show an embodiment in which a ring-shaped coupling part is used and first and second extension parts are used as a support part.

도 4는 탄성체에 의해 코어부가 시계 방향으로 회전하여 제1 및 제2영구 자석에 접촉된 상태를 도시하며, 도 5는 외력에 의해 코어부가 반시계 방향으로 회전하여, 제3 및 제4영구 자석에 접촉된 상태를 나타낸다.4 shows a state in which the core part is rotated clockwise by the elastic body and is in contact with the first and second permanent magnets, and FIG. 5 is the core part rotated counterclockwise by an external force, and the third and fourth permanent magnets indicates the state of contact.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 탄성체의 탄성력이 작용하면 코어부(230)가 회전축(400)을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 이 때 회전축(400)은, 코어부(230)를 지지하는 제1 및 제2연장부가 될 수 있다. 시계 방향의 회전에 의해 코어부(230)의 일단은 제1영구 자석(261)의 S극에 접촉하고, 코어부(230)의 타단은 제2영구 자석(262)의 N극에 접촉한다.As shown in FIG. 4( a ), when the elastic force of the elastic body acts in the direction of the arrow, the core part 230 rotates clockwise about the rotation shaft 400 . In this case, the rotation shaft 400 may be the first and second extension parts supporting the core part 230 . Due to the clockwise rotation, one end of the core part 230 is in contact with the S pole of the first permanent magnet 261 , and the other end of the core part 230 is in contact with the N pole of the second permanent magnet 262 .

따라서, 코어부(230)는 도 4(b)와 같이 극성이 나타나도록 자화될 수 있다.Accordingly, the core part 230 may be magnetized to have a polarity as shown in FIG. 4(b) .

이후 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 외력이 인가되면, 코어부(230)는 회전축(400)을 중심으로 반시계 방향으로 회전한다. 반시계 방향의 회전에 의해 코어부(230)의 일단은 제4영구 자석(264)의 N극에 접촉하고, 코어부(230)의 타단은 제3영구 자석(263)의 S극에 접촉한다.Thereafter, as shown in FIG. 5A , when an external force is applied in the direction of the arrow, the core part 230 rotates counterclockwise around the rotation shaft 400 . By counterclockwise rotation, one end of the core part 230 is in contact with the N pole of the fourth permanent magnet 264 , and the other end of the core part 230 is in contact with the S pole of the third permanent magnet 263 . .

따라서, 코어부(230)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 도 4(b)와는 반대의 극성이 나타나도록 자화될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5(b) , the core part 230 may be magnetized to have a polarity opposite to that of FIG. 4(b).

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 코어부의 회전 방향에 따라서, 자화된 코어부의 자기력 방향이 반대 방향으로 변화함을 알 수 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, it can be seen that the magnetic force direction of the magnetized core part changes in the opposite direction according to the rotation direction of the core part.

한편, 실시예에 따라서, 제1 내지 제4영구 자석(261 내지 264) 중 제1 및 제3영구 자석(261, 263)은 제거되거나, 또는 제2 및 제4영구 자석(262, 264)은 제거된 형태로 도로용 에너지 하베스팅 장치가 구현될 수 있다. 즉, 제1 및 제3영구 자석(261, 263)과 제2 및 제4영구 자석(262, 264) 중 어느 한쌍의 영구 자석이 선택적으로 이용될 수 있다. 이 경우에도 코어부(230)는 도 4 및 도 5에서 설명되는 바와 같이 자화될 수 있다.Meanwhile, according to the embodiment, the first and third permanent magnets 261 and 263 among the first to fourth permanent magnets 261 to 264 are removed, or the second and fourth permanent magnets 262 and 264 are The energy harvesting device for the road can be implemented in the removed form. That is, any pair of permanent magnets among the first and third permanent magnets 261 and 263 and the second and fourth permanent magnets 262 and 264 may be selectively used. Even in this case, the core part 230 may be magnetized as described with reference to FIGS. 4 and 5 .

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims to be described later, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .

Claims (12)

외력에 의해 하부 방향으로 이동하는 상판부;
코일이 권선되며, 관통홀이 형성된 코일부;
상기 관통홀을 관통한 상태로 배치되며, 상기 외력에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 코어부;
상기 상판부와 연결되어, 상기 외력을 상기 코어부로 전달하는 외력 전달부;
상기 코어부를 지지하는 지지부; 및
상기 코어부와 접촉하는 자석부를 포함하며,
상기 시계 방향으로 회전해 상기 자석부에 접촉하여 자화된 상기 코어부의 자기력 방향은,
상기 반시계 방향으로 회전해 상기 자석부에 접촉하여 자화된 상기 코어부의 자기력 방향과 반대 방향인
도로용 에너지 하베스팅 장치.
an upper plate that moves downward by an external force;
a coil part on which a coil is wound, and a through-hole is formed;
a core part disposed through the through hole and rotating in a clockwise or counterclockwise direction by the external force;
an external force transmitting part connected to the upper plate part and transmitting the external force to the core part;
a support part for supporting the core part; and
It includes a magnet part in contact with the core part,
The magnetic force direction of the core part magnetized in contact with the magnet part by rotating in the clockwise direction is,
The direction opposite to the direction of the magnetic force of the core part magnetized in contact with the magnet part by rotating in the counterclockwise direction.
Energy harvesting device for road use.
 제 1항에 있어서,
상기 자석부는
상기 코어부가 시계 방향으로 회전할 경우, 제1극이 상기 코어부의 일단과 접촉하는 제1영구 자석;
상기 코어부가 시계 방향으로 회전할 경우, 제2극이 상기 코어부의 타단과 접촉하는 제2영구 자석;
상기 코어부가 반시계 방향으로 회전할 경우, 제1극이 상기 코어부의 타단과 접촉하는 제3영구 자석; 및
상기 코어부가 반시계 방향으로 회전할 경우, 제2극이 상기 코어부의 일단과 접촉하는 제4영구 자석
을 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 1,
The magnet part
a first permanent magnet having a first pole in contact with one end of the core part when the core part rotates clockwise;
a second permanent magnet having a second pole in contact with the other end of the core part when the core part rotates clockwise;
a third permanent magnet having a first pole in contact with the other end of the core part when the core part rotates counterclockwise; and
When the core part rotates counterclockwise, a fourth permanent magnet having a second pole in contact with one end of the core part
Road energy harvesting device comprising a.
 제 2항에 있어서,
상기 제1 및 제3영구 자석은
상기 코일부에 배치된 자석 고정부에 결합되며,
상기 제2 및 제4영구 자석 각각은
상기 제1 및 제3영구 자석과 마주보는 상태로, 상기 코일부가 고정된 하판부에 배치되는
도로용 에너지 하베스팅 장치.
3. The method of claim 2,
The first and third permanent magnets are
coupled to the magnet fixing unit disposed in the coil unit,
Each of the second and fourth permanent magnets
In a state facing the first and third permanent magnets, the coil unit is disposed on the lower plate portion to which it is fixed.
Energy harvesting device for road use.
 제 3항에 있어서,
상기 코일부는
상기 코일이 권선되는 프레임의 일단 및 타단으로부터 연장되는 고정벽을 포함하며,
상기 고정벽에 배치된 상기 자석 고정부는
길이 방향이, 상기 관통홀의 관통 방향과 평행하도록 배치되는
도로용 에너지 하베스팅 장치.
4. The method of claim 3,
The coil part
and a fixed wall extending from one end and the other end of the frame on which the coil is wound,
The magnet fixing portion disposed on the fixing wall
The longitudinal direction is arranged to be parallel to the penetrating direction of the through hole.
Energy harvesting device for road use.
 제 3항에 있어서,
상기 자석 고정부 및 상기 하판부는
비자성체로 이루어지는
도로용 에너지 하베스팅 장치.
4. The method of claim 3,
The magnet fixing part and the lower plate part
made of non-magnetic
Energy harvesting device for road use.
 제 1항에 있어서,
상기 외력 전달부는
상기 상판부로부터 상기 하부 방향으로 연장되는 제1기둥부;
상기 제1기둥부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되며, 상기 상판부로부터 상기 하부 방향으로 연장되는 제2기둥부; 및
상기 제1 및 제2기둥부의 일단을 연결하는 연결부
를 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 1,
The external force transmission unit
a first pillar portion extending in the lower direction from the upper plate portion;
a second pillar portion spaced apart from the first pillar portion by a predetermined distance and extending in the lower direction from the upper plate portion; and
A connection part connecting one end of the first and second pillar parts
Road energy harvesting device comprising a.
 제 6항에 있어서,
상기 코어부는
일단이 상기 연결부에 결합되며, 상기 연결부의 상하 운동에 따라서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는
도로용 에너지 하베스팅 장치.
7. The method of claim 6,
the core part
One end is coupled to the connection part, and rotates clockwise or counterclockwise according to the vertical movement of the connection part.
Energy harvesting device for road use.
 제 7항에 있어서,
원통형의 상기 연결부는
상기 코어부의 일단에 형성된 결합부에 삽입되며,
상기 결합부는
링형 또는 일부가 개방된 링형인
도로용 에너지 하베스팅 장치.
8. The method of claim 7,
The cylindrical connection part
It is inserted into the coupling part formed at one end of the core part,
the coupling part
Ring type or partly open ring type
Energy harvesting device for road use.
 제 6항에 있어서,
상기 연결부는
상기 코어부가 상기 연결부의 길이 방향으로 이동하는 것을 차단하며, 외주면으로부터 돌출된 돌출부
를 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
7. The method of claim 6,
the connection part
A protrusion protruding from the outer circumferential surface, which blocks the core part from moving in the longitudinal direction of the connection part.
Road energy harvesting device comprising a.
 제 1항에 있어서,
상기 지지부는
상기 코일부의 내주면에 배치되며, 상기 코어부와 접촉하는 접촉면이 곡면 형상인
도로용 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 1,
the support
It is disposed on the inner circumferential surface of the coil part, and a contact surface in contact with the core part has a curved shape.
Energy harvesting device for road use.
 외력 및 탄성체에 의해 상하 운동하는 상판부;
코일이 권선되며, 관통홀이 형성된 코일부;
상기 관통홀을 관통한 상태로 배치되며, 상기 외력에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 코어부;
상기 외력을 상기 코어부로 전달하는 외력 전달부;
상기 코어부를 지지하는 지지부;
상기 탄성체에 의해 상기 상판부가 상부 방향으로 이동하는 경우, 제1극이 상기 코어부의 일단에 접촉하는 제1영구 자석; 및
상기 외력에 의해 상기 상판부가 상기 하부 방향으로 이동하는 경우, 제1극이 상기 코어부의 타단에 접촉하는 제2영구 자석
을 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
an upper plate that moves up and down by external force and an elastic body;
a coil part on which a coil is wound, and a through-hole is formed;
a core part disposed through the through hole and rotating in a clockwise or counterclockwise direction by the external force;
an external force transmitting unit transmitting the external force to the core unit;
a support part for supporting the core part;
a first permanent magnet having a first pole in contact with one end of the core part when the upper plate part moves upward by the elastic body; and
When the upper plate part moves in the downward direction by the external force, a second permanent magnet having a first pole in contact with the other end of the core part
Road energy harvesting device comprising a.
 제 11항에 있어서,
상기 지지부는
상기 코일부의 내주면으로부터 연장되며, 상기 코어부에 형성된 제1홈에 삽입되는 제1연장부; 및
제1연장부와 대칭되는 위치에서 상기 코일부의 내주면으로부터 연장되며, 상기 코어부에 형성된 제2홈에 삽입되는 제2연장부
를 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
12. The method of claim 11,
the support
a first extension portion extending from an inner circumferential surface of the coil portion and inserted into a first groove formed in the core portion; and
A second extension portion extending from an inner circumferential surface of the coil portion at a position symmetrical to the first extension portion and inserted into a second groove formed in the core portion
Road energy harvesting device comprising a.
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