WO2015137707A1 - 발전장치가 구비된 모바일 케이스 - Google Patents

발전장치가 구비된 모바일 케이스 Download PDF

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WO2015137707A1
WO2015137707A1 PCT/KR2015/002308 KR2015002308W WO2015137707A1 WO 2015137707 A1 WO2015137707 A1 WO 2015137707A1 KR 2015002308 W KR2015002308 W KR 2015002308W WO 2015137707 A1 WO2015137707 A1 WO 2015137707A1
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WO
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vibration
conductive plate
power generation
piezoelectric element
mobile
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/002308
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English (en)
French (fr)
Inventor
김상우
이효수
이해중
최명식
구슬이
정하국
Original Assignee
한국생산기술연구원
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45C—PURSES; LUGGAGE; HAND CARRIED BAGS
    • A45C11/00—Receptacles for purposes not provided for in groups A45C1/00-A45C9/00
    • 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
    • H02N2/186—Vibration harvesters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45C—PURSES; LUGGAGE; HAND CARRIED BAGS
    • A45C11/00—Receptacles for purposes not provided for in groups A45C1/00-A45C9/00
    • A45C2011/002—Receptacles for purposes not provided for in groups A45C1/00-A45C9/00 for portable handheld communication devices, e.g. mobile phone, pager, beeper, PDA, smart phone

Definitions

  • the present invention relates to a mobile case provided with a power generation device, and more particularly, the power generation device is provided inside to directly or indirectly charge a battery of a mobile device by generating power using an external force such as an impact pressure applied from the outside.
  • the present invention relates to a mobile case provided with a power generation device for protecting a mobile electronic device such as a mobile phone and a tablet PC.
  • the mobile phone user has a spare battery, and when the battery capacity of the mobile phone runs out, the battery is replaced. However, there is a problem that the user feels troublesome to carry the battery all the time.
  • the mobile phone can be charged using the adapter instead of the battery, there is a problem that the battery can not be charged if there is no power supply between frequent outdoor activities or mobile.
  • Conventional mobile cases such as mobile phone cases are generally made of polymer material, and most of them perform only a shock-proof function and a design function that promotes the customer's willingness to purchase, and are not equipped with a function of serving as a secondary battery of the mobile phone. When exhausted, there is a problem that can not solve the problem.
  • the present invention is to solve the conventional problem, the power generation device is provided inside to generate power by using an external force, such as the impact pressure applied from the outside to charge the battery of the mobile device directly or indirectly at the same time mobile phones, tablets
  • An object of the present invention is to provide a mobile case equipped with a power generation device for protecting a mobile electronic device such as a PC.
  • Mobile case equipped with a power generation device for achieving the object of the present invention as described above is provided with a cover portion surrounding the mobile device, a housing extending in the cover portion and forming a space therein, the inside of the housing, A power generation device for generating power by an external force applied from the first power generation device is provided on one side of the power generation device to increase the vibration caused by the external force to increase power generation efficiency, and to be spaced apart from the power generation device And a second vibration assistance device for inducing a movement of the first vibration assistance device.
  • the first vibration assistance device and the second vibration assistance device may be made of a magnet.
  • first vibration assistance device and the second vibration assistance device may be formed of different electrodes.
  • one surface of the second vibration assisting device may include a vibration inducing member for amplifying the vibration by the external force applied from the outside and transmitting it to the second vibration assisting device.
  • the power generation apparatus may include a support pillar protruding from one surface of the housing, a first lower conductive plate provided on an upper end of the support pillar, and a piezoelectric element module provided on an upper surface of the first lower conductive plate.
  • the first lower conductive plate may have a cantilever shape having one end portion fixed to an upper end of the support pillar, and the first vibration assist device may be provided at the other end portion of the lower conductive plate.
  • the piezoelectric element module may include a first piezoelectric element protruding from an upper surface of the first lower conductive plate, a first upper conductive plate provided on an upper surface of the first piezoelectric element, and an upper surface of the first upper conductive plate. It may include a first insulating plate.
  • the piezoelectric element module may include a first piezoelectric element protruding from an upper surface of the first lower conductive plate, a first upper conductive plate provided on an upper surface of the first piezoelectric element, and an upper surface of the first upper conductive plate.
  • the first insulating plate is formed, the second lower conductive plate on the upper surface of the first insulating plate, the second piezoelectric element protruding on the upper surface of the second lower conductive plate, the second upper conductive plate provided on the upper surface of the second piezoelectric element And a second insulating plate provided on an upper surface of the second upper conductive plate.
  • Mobile case provided with the power generation device of the present invention has the following effects.
  • the mobile case vibrates by an external force applied from the outside, and thus the piezoelectric element module vibrates to generate power, thereby directly or indirectly charging the battery of the mobile device.
  • the vibration assisting device and the vibration inducing member promote and increase vibration by external force, thereby producing a relatively large power even with a small movement of the mobile case.
  • the charging using the power generation device is easy through the vibration generated during the walking or jogging of the user or the vibration generated during the driving of the vehicle.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a mobile case with a power generation device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view illustrating an enlarged portion M of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a modification of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a mobile case provided with a power generation device according to a second embodiment of the present invention.
  • the mobile case 10 including the power generation device according to the present invention includes a cover part 100, a housing 200, a power generation device 300, and a first vibration assistance device 400.
  • the second vibration assistance device 500 is configured.
  • the cover part 100 is a device that wraps at least a part of the rear and side surfaces of a mobile device such as a mobile phone or a tablet PC, and prevents the mobile device from being damaged by a strong impact applied to the floor or from the outside.
  • the cover part 100 is made of a case similar to the case commonly used in the art, preferably a mobile device case that surrounds the entire back of the mobile device will not be described in detail.
  • the housing 200 extends on the rear side or one side of the cover part 100 and is a device that provides a space in which the power generation device 300 can be inserted.
  • the housing 200 and the internal space 210 may be formed in various sizes according to the size of the mobile device, the power generation capacity of the power generator 300 or the battery capacity of the mobile device.
  • the housing 200 may be configured to have an area corresponding to the cover part 100, and the inner space 210 of the housing 200 may be formed to have a height of about 5 mm and a length of about 10 cm or more.
  • the inner space 210 of the housing 200 is preferably formed on the rear surface of the cover part 100 because the height is very small compared to the width.
  • the cover part 100 may be provided on one side of the cover part 100 instead of the rear side of the cover part 100, which may be freely used by the user.
  • the generator 300 is an inner surface of the housing 200, for example, as shown in FIG. 1, is provided on the inner lower surface of the housing 200 to generate power by an impact pressure caused by external force generated from the outside. to be.
  • the generator 300 may be any device as long as it is a device capable of producing electric power by an external force generated from the outside. However, the generator 300 may be preferably used as follows.
  • the generator 300 includes a support pillar 311, a first lower conductive plate 312, and a piezoelectric element module 313.
  • the support pillar 311 is provided to protrude upward from one side of the inner wall surface of the housing 200, preferably, the lower surface.
  • the support pillar 311 may be formed in any shape as long as the column shape, the size of the support pillar 311 may be variously changed to correspond to the size of the inner height of the housing 200.
  • the support pillar 311 is made of a height of about 2mm to 3mm and a diameter of about 1mm.
  • the first lower conductive plate 312 is seated on the upper end of the support pillar 311 is coupled to the upper end of the support pillar 311 in the cantilever shape.
  • the first lower conductive plate 312 is formed in a plate shape, such a conductive plate is commonly used in the art as a detailed description thereof will be omitted.
  • the piezoelectric element module 313 is provided on the upper surface of the first lower conductive plate 312 to generate an electromotive force by pressure or shock.
  • Piezoelectric phenomenon refers to a phenomenon in which a positive and negative charge proportional to an external force appears at both ends of a crystal plate when pressure is applied in a certain direction in a certain crystal plate.
  • the electromotive force appearing in one crystal plate is weak, the amount of electromotive force increases when the multiple sheets are overlapped while the metal foil is inserted.
  • having a natural frequency according to the type and mass of the crystal plate if the mechanical vibration or electrical vibration applied to the crystal plate coincides with the natural frequency, resonance occurs to generate more powerful electromotive force.
  • the resonance phenomenon refers to a phenomenon in which the vibration is amplified when the frequency of forced vibration transmitted from the outside is the same as or similar to the natural frequency of the structure or material.
  • FIG. 2 is an enlarged view enlarging M portion of FIG. 1.
  • the piezoelectric element module 313 includes a first piezoelectric element 314, a first upper conductive plate 315, and a first insulating plate 316.
  • the first piezoelectric element 314 may be any device as long as it can generate an electromotive force by an impact pressure caused by an external force applied from the outside. It is preferable to use crystal, tourmaline or Rochelle salt as the kind of crystal forming the first piezoelectric element 314. In recent years, artificial crystals such as barium titanate, ammonium dihydrogen phosphate or ethylene diamine tartrate also have excellent piezoelectricity. As it turns out, it is being used as a piezoelectric element.
  • the first piezoelectric element 314 may use any type of semiconductor element capable of generating electromotive force by impact or pressure, and is spaced apart by a predetermined distance to efficiently use the impact force with the diaphragm. Is installed on.
  • the six first piezoelectric element 314 when the six first piezoelectric element 314 is charged for about 3 minutes, it can produce an AC voltage of 200W of 1.6V, so it can produce enough power to use and charge small electronic devices such as mobile phones. Can be.
  • the piezoelectric element module 313 will be described in more detail as follows.
  • the piezoelectric element module 313 includes a plurality of first piezoelectric elements 314 formed upwardly from an upper surface of the first lower conductive plate 312, and a plate-shaped first provided to contact upper surfaces of the first piezoelectric elements 314. It is provided to contact the upper surface of the upper conductive plate 315 and the first upper conductive plate 315, it is configured to be coupled to the first insulating plate 316 formed in a size corresponding to the first upper conductive plate 315. .
  • Wires 600 are respectively connected to the first lower conductive plate 312 and the first upper conductive plate 315, and each wire 600 is configured to be connected to a main battery of the mobile device or a charging terminal of the mobile device. .
  • the power generator 300 centers on the support pillar 311. Vibrate and generate power. The generated power is transferred to the main body battery of the mobile device through the wire 600 and the charging terminal.
  • the piezoelectric element module 313 may include a multilayer piezoelectric element module 313 stacked in a plurality of layers.
  • the piezoelectric element module 313 having a multilayer structure will be described in more detail as follows.
  • the piezoelectric element module 313 having a multilayer structure is configured to overlap and be stacked in the same configuration as the piezoelectric element module 313 described above.
  • the piezoelectric element module 313 having a multilayer structure has a plate shape in contact with the upper surfaces of the plurality of first piezoelectric elements 314 and the first piezoelectric elements 314 formed upward from the upper surface of the first lower conductive plate 312.
  • One layer piezoelectric element module 313 in contact with the top surface of the first upper conductive plate 315 and the first upper conductive plate 315 and including a first heat conducting plate formed of the same size as the first upper conductive plate 315. ).
  • the piezoelectric element module 313 of the second layer is provided on the piezoelectric element module 313 of one layer having the above-described configuration. This will be described in more detail as follows.
  • the piezoelectric element module 313 of the two layers includes a plurality of second piezoelectric elements 318 formed upward from the second lower conductive plate 317 and the second lower conductive plate 317 in contact with the top surface of the first insulating plate 316. ), And formed in the same size as the second upper conductive plate 319 and in contact with the upper surface of the plate-shaped second upper conductive plate 319 and the second upper conductive plate 319 in contact with the upper surfaces of the second piezoelectric elements 318.
  • a second insulating plate 320 is included.
  • the piezoelectric element module 313 when the piezoelectric element module 313 is formed in a multilayer structure, it is possible to produce relatively increased power compared to the piezoelectric element module 313 formed as a single layer.
  • the piezoelectric element module 313 has a multilayer structure in which three or more layers are stacked according to a usage state such as the power consumption of the mobile device to be used, the size of the housing 200, and the like. ) Can also be used.
  • the first vibration assistance device 400 is provided on one side of the power generator 300, preferably on the other end of the power generator 300 facing the support pillar 311, and thus the strength of vibration according to the impact pressure caused by external force. And an apparatus for increasing power efficiency by increasing vibration time.
  • the first vibration assistance device 400 may be made of a magnet, and as shown in FIG. 1, may be provided only on one side of the top and bottom surfaces of the power generator 300, and the top surface of the power generator 300. It may be provided both on the lower surface. If the first vibration assistance device 400 is provided on both the upper and lower surfaces of the power generator 300, the pair of magnets may be configured to have the same electrode.
  • the second vibration assisting device 500 is spaced apart from the power generating device 300 by a predetermined interval and moves up and down independently of the power generating device 300 and induces the up and down movement of the first vibration auxiliary device 400.
  • the second vibration assisting device 500 may be formed of a magnet like the first vibration assisting device 400, and is configured to have a different electrode from the first vibration assisting device 400.
  • the second vibration assistance device 500 is made of S poles that generate attraction force with the first vibration aid device 400.
  • At least one surface of the upper and lower portions of the second vibration assistance device 500 is provided with a vibration induction member 510 coupled to the inner surface of the housing 200.
  • the vibration induction member 510 is made of an elastic material such as a coil spring to repeat compression and tension by an external force applied from the outside, and to promote and increase the up and down movement of the second vibration assistance device 500. It is a device that extends the duration of the up and down movement of the two vibration auxiliary apparatus (500).
  • the vibration induction member 510 is represented by a coil spring, but any device may be used as long as the device can promote and increase the movement of the second vibration assistance device 500.
  • the first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500 have been described as being composed of magnets having different polarities, but the first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500 are described.
  • first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500 are composed of magnets having the same polarity to each other to utilize the repulsive force of the first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500. It may be.
  • the first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500 are composed of weights of metal, wood, and wood having a predetermined weight instead of magnets, and the first vibration assisting device 400. ) And the second vibration assisting device 500 by the flexible flexible material connecting portion, the first vibration assisting device 400 moves along the movement of the second vibration assisting device 500, and finally the power generator 300. It may be made of a configuration that can exercise.
  • the first vibration assisting device 400 and the second vibration assisting device 500 may be formed in various configurations, which may be selectively used by a user's selection.
  • the power generator 300 is primarily external force. Due to the vibration caused by the vibration in the vertical direction, the piezoelectric element module 313 generates power.
  • the second vibration assisting device 500 Apart from the up and down movement of the power generator 300, the second vibration assisting device 500 repeatedly moves up and down by the elasticity of the vibration induction member 510. At this time, since the second vibration assisting device 500 and the first vibration assisting device 400 are composed of magnets having different polarities from each other, the first vibration assisting device in the direction of movement of the second vibration assisting device 500 by the attraction force. As the device 400 continuously moves along and increases the movement of the power generator 300, the amount of exercise and the exercise time of the power generator 300 increase, thereby further improving the power generation efficiency of the power generator 300.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a mobile case provided with a power generation device according to a second embodiment of the present invention.
  • the mobile case 10 equipped with the power generation apparatus according to the second embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the first embodiment described above as a whole.
  • the mobile case 10 provided with the power generator 300 according to the second embodiment may allow the power generator 300 to face the inner top and bottom surfaces of the housing 200. Consists of pairs.
  • the mobile case 10 including the power generation device 300 according to the second embodiment is formed in the same configuration as the first embodiment as described above, except that the power generation device 300 is formed in a pair, the respective configurations Detailed description thereof will be omitted.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스는 모바일 장치를 감싸는 커버부, 상기 커버부에 연장 형성되며 내부에 공간을 형성하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되고, 외부에서 인가되는 외력에 의해 전력을 발생시키는 발전장치, 상기 발전장치의 일측에 구비되어 상기 외력에 의한 진동을 증가시켜 전력 발생효율을 증가시키기 위한 제1진동보조장치, 및 상기 발전장치와 이격되도록 구비되어 제1진동보조장치의 운동을 유도하는 제2진동보조장치를 포함한다.

Description

발전장치가 구비된 모바일 케이스
본 발명은 발전장치가 구비된 모바일 케이스 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전장치가 내부에 구비되어 외부에서 가해지는 충격압력 등과 같은 외력을 이용하여 전력을 발생시켜 모바일 장치의 배터리를 직, 간접적으로 충전하는 동시에 핸드폰, 태블릿 PC 등과 같은 모바일 전자 기기를 보호하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스에 관한 것이다.
현재 많은 사람들이 핸드폰을 사용하고 있으며, 핸드폰 중 스마트폰의 경우에는 통화뿐 아니라, 웹 서핑, 음악 감상 또는 게임 등을 수행할 수 있다.
이러한 웹 서핑, 음악 감상 또는 게임 등을 통한 핸드폰의 빈번한 사용은 핸드폰 배터리 용량을 단시간에 소모시키며, 핸드폰 배터리 용량이 전부 소모되었을 경우에는 배터리를 다시 충전시키기까지 핸드폰의 사용이 불가능하다.
따라서 핸드폰 사용자는 별도의 예비 배터리를 소지하여, 핸드폰 배터리 용량이 소진되면 배터리를 교체 후 사용한다. 하지만, 배터리를 항상 소지하기에는 사용자가 번거로움을 느끼는 문제점이 있다.
또한, 배터리 대신 자동차 등에서도 어댑터를 이용하여 핸드폰을 충전할 수 있지만, 빈번한 야외활동 또는 이동 간에 전원장치가 없는 경우에는 배터리 충전이 불가능한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 핸드폰과 일체로 구비될 수 있는 자동 충전장치가 요구된다. 하지만, 이러한 충전장치를 핸드폰에 내장하게 되면 핸드폰의 부피가 커지는 등의 문제점이 발생할 수 있으므로, 이를 대체할 수 있는 장치로 핸드폰 케이스가 있다.
종래 핸드폰 케이스 등의 모바일 케이스는 일반적으로 폴리머 재질이며, 대부분 충격방지 기능과 고객의 구매의욕을 촉진시키는 디자인 기능만을 수행할 뿐, 핸드폰의 보조 배터리 역할을 수행하는 기능이 구비되어 있지 않아, 핸드폰 배터리 소진 시 대응 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 발전장치가 내부에 구비되어 외부에서 가해지는 충격압력 등과 같은 외력을 이용하여 전력을 발생시켜 모바일 장치의 배터리를 직, 간접적으로 충전하는 동시에 핸드폰, 태블릿 PC 등과 같은 모바일 전자 기기를 보호하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 발전장치가 구비된 모바일 케이스는 모바일 장치를 감싸는 커버부, 상기 커버부에 연장 형성되며 내부에 공간을 형성하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되고, 외부에서 인가되는 외력에 의해 전력을 발생시키는 발전장치, 상기 발전장치의 일측에 구비되어 상기 외력에 의한 진동을 증가시켜 전력 발생효율을 증가시키기 위한 제1진동보조장치, 및 상기 발전장치와 이격되도록 구비되어 제1진동보조장치의 운동을 유도하는 제2진동보조장치를 포함한다.
이때, 상기 제1진동보조장치 및 상기 제2진동보조장치는 자석으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1진동보조장치 및 상기 제2진동보조장치는 상호 다른 전극으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2진동보조장치의 일면에는 외부에서 인가되는 상기 외력에 의한 진동을 증폭시켜 상기 제2진동보조장치에 전달하기 위한 진동유도부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발전장치는, 상기 하우징의 일면에 돌출 형성되는 지지기둥, 상기 지지기둥의 상단에 구비되는 제1하부전도판 및 상기 제1하부전도판의 상면에 구비되는 압전소자모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1하부전도판은 일측 종단부가 상기 지지기둥의 상단에 고정된 외팔보 형상으로 구비되고, 상기 제1진동보조장치는 상기 하부전도판의 타측 종단부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 압전소자모듈은, 상기 제1하부전도판의 상면에 돌출 형성된 제1압전소자, 상기 제1압전소자의 상면에 구비되는 제1상부전도판 및 상기 제1상부전도판의 상면에 구비되는 제1절연플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압전소자모듈은, 상기 제1하부전도판의 상면에 돌출된 제1압전소자, 상기 제1압전소자의 상면에 구비되는 제1상부전도판, 상기 제1상부전도판의 상면에 구비되는 제1절연플레이트, 상기 제1절연플레이트의 상면에 제2하부전도판, 상기 제2하부전도판의 상면에 돌출되는 제2압전소자, 상기 제2압전소자 상면에 구비되는 제2상부전도판 및 상기 제2상부전도판 상면에 구비되는 제2절연플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 발전장치가 구비된 모바일 케이스는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 외부에서 인가되는 외력에 의해 모바일 케이스가 진동하고, 이에 따라 압전소자모듈이 진동함으로써 전력이 발생되어 모바일 기기의 배터리를 직, 간접적으로 충전할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 진동보조장치 및 진동유도부재가 외력에 의한 진동을 촉진 및 증가하여 모바일 케이스의 작은 움직임에도 상대적으로 큰 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 복층 압전소자모듈 구조를 통해 단층으로 형성된 압전소자모듈과 비교하여 상대적으로 증가된 전력을 생산할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 사용자가 임의로 모바일 케이스를 진동시켜 외압을 발생하지 않더라도, 사용자의 보행 또는 조깅 시 발생하는 진동 또는 차량 탑승 시 차량의 운행 시 발생하는 진동을 통해서도 발전장치를 이용한 충전이 용이한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스의 단면도;
도 2는 도 1의 M부분을 확대한 확대도;
도 3은 도 2의 변형예를 나타내는 확대도; 및
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스의 단면도이다. 본 발명에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 커버부(100), 하우징(200), 발전장치(300), 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)로 구성된다.
커버부(100)는 휴대폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 모바일 장치의 후면 및 측면 중 적어도 일부를 감싸, 모바일 장치가 바닥에 떨어지거나 외부에서 가해지는 강한 충격에 의해 파손되는 것을 방지하는 장치이다. 이러한 커버부(100)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 케이스, 바람직하게는 모바일 장치의 후면을 전체적으로 감싸는 모바일 장치 케이스와 유사한 구성으로 이루어지기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
하우징(200)은 커버부(100)의 후면 또는 일측면에 연장 형성되고, 내부에 발전장치(300)가 삽입될 수 있는 공간을 제공하는 장치이다. 이러한 하우징(200) 및 내부공간(210)은 모바일 기기의 크기, 발전장치(300)의 발전용량 또는 모바일 기기의 배터리 용량 등에 따라 다양한 크기로 형성될 수 있다.
일예로, 하우징(200)은 커버부(100)와 대응되는 면적을 갖도록 구성되고, 하우징(200)의 내부공간(210)은 약 5mm의 높이, 약 10cm 이상의 길이로 형성될 수 있다. 이와 같이, 하우징(200)의 내부공간(210)은 높이가 폭에 비해 매우 작기 때문에 커버부(100)의 후면에 형성되는 것이 바람직하다.
하지만, 커버부(100)의 형상 및 크기 등을 고려하여 커버부(100)의 후면이 아닌 측면 일측에 구비될 수도 있으며, 이는 사용자가 자유롭게 선택적으로 사용할 수 있다.
발전장치(300)는 하우징(200)의 내부 일면, 일예로 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(200)의 내부 하면에 구비되어 외부에서 발생하는 외력에 의한 충격 압력에 의해 전력을 발생시키는 장치이다. 이러한 발전장치(300)는 외부에서 발생하는 외력에 의해 전력을 생산할 수 있는 장치라면 어떻나 장치를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 다음과 같은 발전장치(300)를 사용하는 것이 좋다.
발전장치(300)는 지지기둥(311), 제1하부전도판(312) 및 압전소자모듈(313)로 구성된다.
지지기둥(311)은 하우징(200)의 내측 벽면 일측, 바람직하게는 하면에서 상방으로 돌출되도록 구비된다. 이때, 지지기둥(311)은 기둥형상이라면 어떠한 형상으로 이루어져도 무방하고, 하우징(200)의 내부고간의 크기에 대응되도록 그 크기를 다양하게 변경할 수 있다. 일예로, 하우징(200)의 내부공간(210)의 크기가 전술한 크기로 형성되면 지지기둥(311)은 약 2mm 내지 3mm의 높이와 약 1mm의 직경으로 이루어진다.
제1하부전도판(312)은 일측종단부가 지지기둥(311)의 상단에 안착되어 외팔보 형상으로 지지기둥(311)의 상단에 결합된다. 이러한 제1하부전도판(312)은 플레이트 형상으로 이루어지고, 이와 같은 전도판은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
압전소자모듈(313)은 제1하부전도판(312)의 상면에 구비되어 압력이나 충격에 의해 기전력을 발생시키는 장치이다.
압전현상은 어떤 종류의 결정판으로 일정한 방향에서 압력이 가해지면 외력에 비례하는 양, 음의 전하가 결정판의 양단에 나타나는 현상을 의미한다.
한 장의 결정판에 나타나는 기전력은 미약하지만, 금속박을 삽입하면서 여러 장을 중첩하는 경우에는 기전력의 양이 증대된다. 또한, 결정판의 종류 및 질량에 따라 고유진동수를 가지고, 결정판에 가해지는 기계적 진동 또는 전기적 진동이 고유진동수와 일치하면 공진이 발생하여 더욱 강력한 기전력을 발생시킨다.
여기서 공진현상이란 외부에서 전달되는 강제진동의 진동수가 구조물 또는 물질의 고유진동수와 같거나 유사한 경우 진동이 증폭되는 현상을 의미한다.
도 2는 도 1의 M부분을 확대한 확대도이다. 압전소자모듈(313)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1압전소자(314), 제1상부전도판(315) 및 제1절연플레이트(316)로 구성된다.
제1압전소자(314)는 외부에서 인가되는 외력에 의한 충격 압력에 의해 기전력을 발생시킬 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. 제1압전소자(314)를 형성하는 결정의 종류로는 수정, 전기석 또는 로셸염 등을 사용하는 것이 바람직하고, 근래에는 티탄산바륨, 인산이수소암모늄 또는 타르타르산에틸렌디아민 등의 인공결정도 압전성이 뛰어나다는 점이 밝혀지면서 압전소자로 사용되고 있다.
제1압전소자(314)는 전술한 바와 같이, 충격이나 압력에 의하여 기전력을 발생시킬 수 있는 모든 형태의 반도체 소자를 사용할 수 있으며, 진동판과의 충격력을 효율적으로 사용하기 위하여 일정한 거리만큼 이격된 위치에 설치된다.
일예로, 6개의 제1압전소자(314)를 사용하여 약 3분간 충전했을 경우, 1.6V의 교류전압 200W를 생산해낼 수 있으므로 핸드폰과 같은 소형 전자기기를 충분히 사용 및 충전할 수 있는 전력을 생산할 수 있다.
압전소자모듈(313)을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
압전소자모듈(313)은 제1하부전도판(312)의 상면에서 상방으로 형성된 복수의 제1압전소자(314), 제1압전소자(314)의 상면에 접하도록 구비되는 플레이트 형태의 제1상부전도판(315) 및 제1상부전도판(315)의 상면에 접하도록 구비되고, 제1상부전도판(315)과 대응되는 크기로 형성되는 제1절연플레이트(316)가 결합되도록 구성된다.
제1하부전도판(312) 및 제1상부전도판(315)에는 각각 전선(600)이 연결되며, 각각의 전선(600)은 모바일 장치의 본체 배터리 또는 모바일 장치의 충전단자에 연결되도록 구성된다.
전술한 구성으로 이루어진 압전소자모듈(313)은 사용자의 움직임, 차량의 진동 등과 같이 외부에서 인가되는 외력에 의해 모바일 케이스(10)가 진동할 때 발전장치(300)가 지지기둥(311)을 중심으로 진동하며 전력을 발생한다. 이렇게 발생된 전력은 전선(600) 및 충전단자를 통해 모바일 기기의 본체 배터리로 전달된다.
도 3은 도 2의 변형예를 나타내는 확대도이다. 본 발명에 따른 압전소자모듈(313)은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 층으로 적층된 복층 압전소자모듈(313)로 구성될 수 있다.
복층구조로 구성된 압전소자모듈(313)을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
복층구조로 구성된 압전소자모듈(313)은 전술한 압전소자모듈(313)과 동일한 구성으로 중첩되어 적층되도록 구성된다.
즉, 복층 구조의 압전소자모듈(313)은 제1하부전도판(312)의 상면에서 상방으로 형성된 복수의 제1압전소자(314), 제1압전소자(314)의 상면에 접하는 플레이트 형태의 제1상부전도판(315), 제1상부전도판(315)의 상면에 접하며 제1상부전도판(315)과 같은 크기로 형성되는 제1전열플레이트를 포함하는 1층의 압전소자모듈(313)을 포함한다.
전술한 구성으로 이루어진 1층의 압전소자모듈(313) 상에 제2층의 압전소자모듈(313)이 구비된다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
2층의 압전소자모듈(313)은 제1절연플레이트(316)의 상면에 접하는 제2하부전도판(317), 제2하부전도판(317)에서 상방으로 형성된 복수의 제2압전소자(318), 제2압전소자(318)들의 상면에 접하는 플레이트 형태의 제2상부전도판(319) 및 제2상부전도판(319)의 상면에 접하며 제2상부전도판(319)과 같은 크기로 형성되는 제2절연플레이트(320)를 포함한다.
이와 같이, 압전소자모듈(313)을 복층 구조로 형성하면 단층으로 형성된 압전소자모듈(313)에 비해 상대적으로 증가된 전력을 생산할 수 있다. 전술한 구성 및 도면에는 2층의 복층 구조로 설명하였지만, 사용하고자 하는 모바일 장치의 전력사용량, 하우징(200)의 크기 등과 같은 사용상태에 따라서 3층 이상을 적층시킨 복층 구조로 압전소자모듈(313)을 사용할 수도 있다.
제1진동보조장치(400)는 발전장치(300)의 일측, 바람직하게는 지지기둥(311)과 대향되는 발전장치(300)의 타측 종단부에 구비되어 외력에 의한 충격압력에 따른 진동의 강도 및 진동 시간을 증가시켜 전력 효율을 증가시키는 장치이다. 이러한 제1진동보조장치(400)는 자석으로 이루어질 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 발전장치(300)의 상면 및 하면 중 어느 일측면에만 구비될 수도 있고, 발전장치(300)의 상면 및 하면에 모두 구비될 수 있다. 만약, 제1진동보조장치(400)가 발전장치(300)의 상면 및 하면에 모두 구비되는 경우에는 한 쌍의 자석은 동일한 전극을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
제2진동보조장치(500)는 발전장치(300)와 소정간격 이격되어 발전장치(300)와는 별도로 독립적으로 상, 하 방향으로 이동하며 제1진동보조장치(400)의 상, 항 이동을 유도하는 장치이다. 이러한 제2진동보조장치(500)는 제1진동보조장치(400)와 마찬가지로 자석으로 구성될 수 있으며, 제1진동보조장치(400)와 다른 전극을 갖도록 구성된다.
즉, 제1진동보조장치(400)가 N극으로 이루어지면 제2진동보조장치(500)는 제1진동보조장치(400)와 인력을 발생시키는 S극으로 이루어진다.
제2진동보조장치(500)의 상부 및 하부 중 적어도 어느 일면에는 하우징(200)의 내면과 결합되는 진동유도부재(510)가 구비된다. 이러한 진동유도부재(510)는 코일스프링 등과 같은 탄성 재질로 구비되어 외부에서 인가되는 외력에 의해 압축 및 인장을 반복하며 제2진동보조장치(500)의 상, 하 운동을 촉진 및 증대시키고, 제2진동보조장치(500)의 상, 하 운동의 지속시간을 연장하는 장치이다. 도면 및 상세한 설명에서는 진동유도부재(510)를 코일 스프링으로 표시하고 있으나, 제2진동보조장치(500)의 운동을 촉진 및 증대시킬 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다.
전술한 구성에서는 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)가 각각 다른 극성을 갖는 자석으로 구성되도록 설명하였지만, 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500) 중 어느 하나는 자석으로 이루어지고, 다른 하나는 자성체로 이루어져도 무방하다.
또한, 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)는 상호 동일한 극성을 갖는 자석으로 구성되어 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)의 척력을 이용할 수도 있다.
다른 실시예로, 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)는 자석이 아닌 소정 무게를 갖는 금속, 목재, 나무 재질의 무게추로 구성되고, 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)를 유연한 플렉시블 재질의 연결부를 통해 연결하여 제2진동보조장치(500)의 운동을 따라 제1진동보조장치(400)가 운동하여 최종적으로 발전장치(300)를 운동시킬 수 있는 구성으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 제1진동보조장치(400) 및 제2진동보조장치(500)는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며, 이는 사용자의 선택에 의해 선택적으로 사용될 수 있다.
전술한 구성으로 이루어진 발전장치가 구비된 모바일 케이스(10)의 사용양태를 설명하면 다음과 같다.
모바일 케이스(10)를 소지한 사용자가 보행 또는 조깅을 하거나, 차량에 탑승 또는 사용자가 모바일 케이스(10)를 흔들어서 모바일 케이스(10)에 진동을 발생하게 되면 1차적으로 발전장치(300)가 외력에 의한 진동에 의해 상, 하 방향으로 흔들리며 압전소자모듈(313)을 통해 전력을 발생한다.
발전장치(300)의 상, 하 운동과는 별도로 제2진동보조장치(500)가 진동유도부재(510)의 탄성에 의해 상, 하로 반복 운동하게 된다. 이때, 제2진동보조장치(500) 및 제1진동보조장치(400)는 상호 다른 극성을 갖는 자석으로 구성되어 있기 때문에 인력에 의해 제2진동보조장치(500)의 운동 방향으로 제1진동보조장치(400)가 따라 지속적으로 운동하며 발전장치(300)의 운동을 보다 증대시킴으로써 발전장치(300)의 운동량 및 운동시간이 증가함으로써 발전장치(300)의 발전효율을 보다 향상시킨다.
제2실시예
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스의 단면도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 발전장치가 구비된 모바일 케이스(10)는 전체적으로 전술한 제1실시예와 유사한 구성으로 이루어진다. 하지만, 제2실시예에 따른 발전장치(300)가 구비된 모바일 케이스(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 발전장치(300)가 하우징(200)의 내측 상면 및 하면에 상호 대향되도록 한 쌍으로 구성된다.
제2실시예에 따른 발전장치(300)가 구비된 모바일 케이스(10)는 발전장치(300)가 한 쌍으로 구성되는 것 외에는 전체적으로 전술한 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어지기 때문에 각각의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 모바일 장치를 감싸는 커버부;
    상기 커버부에 연장 형성되며 내부에 공간을 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되고, 외부에서 인가되는 외력에 의해 전력을 발생시키는 발전장치;
    상기 발전장치의 일측에 구비되어 상기 외력에 의한 진동을 증가시켜 전력 발생효율을 증가시키기 위한 제1진동보조장치; 및
    상기 발전장치와 이격되도록 구비되어 제1진동보조장치의 운동을 유도하는 제2진동보조장치;
    를 포함하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1진동보조장치 및 상기 제2진동보조장치는 자석으로 이루어진 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1진동보조장치 및 상기 제2진동보조장치는 상호 다른 전극을 갖는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2진동보조장치의 일면에는 외부에서 인가되는 상기 외력에 의한 진동을 증폭시켜 상기 제2진동보조장치에 전달하기 위한 진동유도부재를 포함하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발전장치는,
    상기 하우징의 일면에 돌출 형성되는 지지기둥;
    상기 지지기둥의 상단에 구비되는 제1하부전도판; 및
    상기 제1하부전도판의 상면에 구비되는 압전소자모듈;
    을 포함하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1하부전도판은 일측 종단부가 상기 지지기둥의 상단에 고정된 외팔보 형상으로 구비되고,
    상기 제1진동보조장치는 상기 하부전도판의 타측 종단부에 구비되는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 압전소자모듈은,
    상기 제1하부전도판의 상면에 돌출 형성된 제1압전소자;
    상기 제1압전소자의 상면에 구비되는 제1상부전도판; 및
    상기 제1상부전도판의 상면에 구비되는 제1절연플레이트;
    를 포함하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 압전소자모듈은,
    상기 제1하부전도판의 상면에 돌출된 제1압전소자;
    상기 제1압전소자의 상면에 구비되는 제1상부전도판;
    상기 제1상부전도판의 상면에 구비되는 제1절연플레이트;
    상기 제1절연플레이트의 상면에 제2하부전도판;
    상기 제2하부전도판의 상면에 돌출되는 제2압전소자;
    상기 제2압전소자 상면에 구비되는 제2상부전도판; 및
    상기 제2상부전도판 상면에 구비되는 제2절연플레이트;
    를 포함하는 발전장치가 구비된 모바일 케이스.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110039864A (ko) * 2009-10-12 2011-04-20 서울대학교산학협력단 에너지 하베스터
US20120323522A1 (en) * 2010-02-09 2012-12-20 Nokia Corporation Method and an Apparatus for Monitoring an Characteristic of an Object in Mechaninal Contact with a Mobile Terminal
KR20130068867A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 동아대학교 산학협력단 이동통신단말기의 배터리 충전장치
JP2013187928A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Toyota Central R&D Labs Inc 振動発電装置
CN103354434A (zh) * 2013-07-02 2013-10-16 天津大学 双稳压电悬臂梁振动能量采集器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110039864A (ko) * 2009-10-12 2011-04-20 서울대학교산학협력단 에너지 하베스터
US20120323522A1 (en) * 2010-02-09 2012-12-20 Nokia Corporation Method and an Apparatus for Monitoring an Characteristic of an Object in Mechaninal Contact with a Mobile Terminal
KR20130068867A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 동아대학교 산학협력단 이동통신단말기의 배터리 충전장치
JP2013187928A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Toyota Central R&D Labs Inc 振動発電装置
CN103354434A (zh) * 2013-07-02 2013-10-16 天津大学 双稳压电悬臂梁振动能量采集器

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