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KR101811958B1 - Gyroball type generator - Google Patents

Gyroball type generator Download PDF

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Publication number
KR101811958B1
KR101811958B1 KR1020160152263A KR20160152263A KR101811958B1 KR 101811958 B1 KR101811958 B1 KR 101811958B1 KR 1020160152263 A KR1020160152263 A KR 1020160152263A KR 20160152263 A KR20160152263 A KR 20160152263A KR 101811958 B1 KR101811958 B1 KR 101811958B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
rotation
case
side electrode
charged
Prior art date
Application number
KR1020160152263A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상민
정지훈
권오성
서진교
김태훈
용형석
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
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 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020160152263A priority Critical patent/KR101811958B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101811958B1 publication Critical patent/KR101811958B1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06—Influence generators
    • F03G2730/00—

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Abstract

The present invention relates to a gyro-ball type generator. The gyro-ball type generator according to the present invention comprises: a rotation body including a rotation portion rotated about a one directional axial line, and a charge portion provided with a space along a rotation direction of the rotation portion and being negatively or positively charged; a case supporting the rotation portion to be rotatable, and coupled to cover the rotation portion so that an inner surface thereof facing the charge portion is not in contact with the charge portion; and an electrode provided in at least one of the charge portion and the case so that an electromagnetic field can be formed between the charge portion and the case. As such, the present invention is able to harvest energy by rotary power based on a gyroscope principle.

Description

자이로볼 타입 발전기{Gyroball type generator}[0001] GYROBALL TYPE GENERATOR [0002]

본 발명은 자이로볼 타입 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자이로스코프의 원리를 이용한 회전력에 의해 에너지 수확을 할 수 있도록, 구조가 개선된 자이로볼 타입 발전기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyro ball type generator, and more particularly, to a gyro ball type generator having an improved structure for energy harvesting by a rotational force using the principle of a gyroscope.

석탄 및 석유 등 화석 에너지를 이용할 수 있게 된 이후, 기술의 개발에 의해 에너지 수요가 급증하게 되면서, 화석 에너지의 고갈에 대한 염려가 증가하고 있다. 더군다나 에너지 자립도가 낮은 나라들은, 대부분의 화석 에너지를 수입에 의존하고 있어, 국가의 경제 발전에 저해요소로 작용하고 있다.Since the availability of fossil fuels such as coal and petroleum, the demand for energy has soared due to the development of technology, and there is increasing concern about exhaustion of fossil fuels. Furthermore, countries with low levels of energy independence rely on imports of most fossil energy, which is a deterrent to national economic development.

이에 따라서, 빛, 열, 진동 등의 주변 환경에서 버려지는 에너지를 수확하여, 전기 에너지로 생산 및 이용하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은, 온도, 빛, 전자기장, 마찰 등 다양한 형태로 소모되고 있는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방식으로 연구되고 있다.Accordingly, researches on energy harvesting technology, which harvests the waste energy from the surrounding environment such as light, heat, and vibration, and produces and utilizes the energy as electric energy, is actively under way. Energy harvesting technology is being studied by converting energy consumed in various forms such as temperature, light, electromagnetic field, and friction into electric energy.

이 중, 기계적인 운동에서 버려지는 에너지를 마찰전기 기반의 에너지 수확 원리를 이용하여 전기 에너지로 수확하는 기술 역시 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Among them, researches on the technology of harvesting the energy discarded in the mechanical movement by electric energy using the principle of energy harvesting based on the triboelectricity are also actively researched.

기존의 마찰전기 에너지 수확 기술은, 접촉에 의해 양전하 또는 음전하로 대전되는 물질들을 서로 마찰시킴으로써 변화되는 전위를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방식으로 연구되어 왔다.Conventional triboelectric energy harvesting techniques have been studied in such a way as to generate electrical energy using potentials that are changed by friction between materials that are positively charged or negatively charged by contact.

그러나 기존의 마찰전기 에너지 수확 장치에 있어서, 전기 에너지의 발생에는 구성들의 마찰이 필수적으로 이루어져야 하기 때문에, 각 구성들간의 접촉에 의한 마모에 매우 취약하여, 내구성이 약한 문제점이 지적되어 왔다. 즉, 마찰이 이루어져야만 전기 에너지가 생성되는데, 각 구성의 접촉 및 분리가 반복되는 경우, 발전 횟수가 시간에 따라서 접촉되는 구조의 손상으로 인한 마모를 필수적으로 고려해야 하기 때문에, 구성의 교체 등의 유지 보수의 문제점이 지적되어 왔던 것이다.However, in the conventional tractive electric energy harvesting apparatus, since the friction of the constitution must be made in the generation of electric energy, it is very vulnerable to wear due to the contact between the respective components, and the durability is weak. That is, if friction is generated, electric energy is generated. In the case where the contact and separation of each component are repeated, wear due to damage to the structure in which the number of electric power generation times is contacted with time must be considered. Therefore, The problem of remuneration has been pointed out.

또한, 근자에는 IT 기술의 비약적인 발전으로 산업에서 활용되는 제품보다는 개인 유저가 활용할 수 있는 제품들이 더욱 다양해지고 있어서, 산업에서 활용되는 에너지 수확 기술보다는 실생활에서 쉽게 이용이 가능한 제품을 활용한 에너지 수확 기술의 개발이 더욱 활발하게 요구되고 있는 실정이다. In recent years, the rapid development of IT technology has made the products available for individual users more diverse than the products used in the industry. Therefore, energy harvesting technology utilizing products that are easily available in real life rather than the energy harvesting technology used in the industry The development of such a system is required more actively.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대전체의 마모 없이도 자이로스코프 원리에 기초한 회전력에 의해 에너지 수확을 가능하게 하는 자이로볼 타입 발전기를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gyro ball type generator capable of energy harvesting by a rotational force based on a gyroscope principle without wear of the entire body.

본 발명의 다른 목적은 실생활에서 쉽게 활용되는 제품을 이용하여 에너지를 수확할 수 있게 하는 자이로불 타입 발전기를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a gyro-type generator capable of harvesting energy using a product that is easily utilized in real life.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기는, 일방향 축선을 기준으로 회전되는 회전부와, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 간격을 두고 마련되고 양전하 또는 음전하로 대전이 이루어지는 대전부를 구비하는 회전체; 상기 회전부를 회전 가능하게 지지시키고, 상기 대전부와 마주하는 내면이 그 대전부에 접촉되지 않도록 상기 회전부를 감싸는 형태로 결합되는 케이스; 및 상기 대전부와 케이스 사이에 전기장을 형성시켜 줄 수 있도록, 상기 대전부와 케이스 중 적어도 하나에 마련되는 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gyro ball type power generator comprising: a rotary part rotated on the basis of a unidirectional axis; and a charging part having a charging part provided at intervals along the rotation direction of the rotary part and charged with positive or negative charge all; A casing rotatably supporting the rotation unit and coupled to the rotation unit such that the inner surface facing the charging unit does not contact the charging unit; And an electrode provided on at least one of the charging unit and the case so as to form an electric field between the charging unit and the case.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기는, 대전부를 가지는 회전체가 정전기 유도 현상에 의한 전자의 이동이 가능하도록 케이스에 접촉되지 않고 회전됨으로써, 대전부나 회전체의 마모 없이도 자이로스코프 원리에 기초한 회전력에 의해 에너지 수확을 가능하게 하여, 제품의 내구성을 향상시켜 제품 신뢰도를 높일 수 있게 하는 장점과, 주변에서 쉽게 활용되는 자이로볼과 같은 운동기구를 이용한 구조 구현이 가능하게 됨에 따라, 사용자들이 생활 속에서도 쉽게 에너지를 수확할 수 있게 하여 휴대폰 배터리 충전 등의 용도로 활용할 수 있게 하는 장점을 기대할 수 있게 한다. In the gyro ball type power generator according to the present invention having the above-described configuration, the rotating body having the charging portion rotates without contacting the case so that electrons can be moved by the electrostatic induction phenomenon, It is possible to harvest energy by the rotational force based on the principle of scopes and to improve the durability of the product to improve the reliability of the product and to realize a structure using a fitness device such as a gyro ball , Allowing users to easily harvest energy even in their daily lives, so that they can be utilized for charging mobile phone batteries.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 분리 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예의 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예의 단면도.
도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 회전체를 회전시키기 위한 동작과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 단면도.1 is an exploded perspective view of a gyro ball type generator according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of one embodiment of the present invention.
3 is a sectional view of one embodiment of the present invention;
4 is a view for explaining an operation procedure for rotating a rotating body employed in an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of Fig.
6 is a sectional view of a gyro ball type generator according to another embodiment of the present invention.
7 is a sectional view of a gyro ball type generator according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a gyro ball type generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 사시도이며, 도 3은 본 발명 일실시예의 단면도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 회전체를 회전시키기 위한 동작과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 단면도이다.2 is a perspective view of one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a gyro ball type generator according to an embodiment of the present invention FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 4; FIG.

도 1 및 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기는, 회전체(20)와 케이스(10)와 전극(18)을 포함하여 이루어진다.1 and 2, the gyro ball type generator according to the present invention includes a rotating body 20, a case 10, and an electrode 18.

상기 회전체(20)는, XYZ축으로 이루어진 3차원 공간에서 어느 일방향 축선을 기준으로 회전되는 회전부(22)와, 상기 회전부(22)에 마련되는 대전부(24)를 구비한다. The rotating body 20 includes a rotating portion 22 rotated about a one-directional axis in a three-dimensional space formed by the X, Y, and Z axes and a charging portion 24 provided in the rotating portion 22.

여기서, 상기 대전부(24)는, 상기 회전부(22)의 회전 방향을 따라 간격을 두고 마련되고 양전하 또는 음전하로 대전이 이루어지는 것으로, 다양한 재질에 의해 구현될 수 있음은 물론이나, 본 실시예에서는 폴리머, PDMS, Teflon 등과 같이 (-)로 대전되기 쉬운 재질로 구현되었다.Here, the charging unit 24 is provided at intervals along the rotation direction of the rotation unit 22 and is charged with a positive charge or a negative charge. The charging unit 24 may be realized by various materials. However, in the present embodiment, (-), such as polymer, PDMS, and Teflon.

상기 케이스(10)는, 상기 회전체(20)의 케이스(10)에 대한 상대회전이 가능하도록, 상기 회전체(20)의 회전부(22)를 회전 가능하게 지지시키고, 상기 회전체(20)와의 마찰이 발생하지 않도록, 상기 대전부(24)와 마주하는 내면이 그 대전부(24)에 접촉되지 않는 위치에 배치된다. The case 10 rotatably supports the rotating portion 22 of the rotating body 20 so that the rotating body 20 can rotate relative to the case 10, The inner surface facing the charging section 24 is disposed at a position where the charging section 24 is not in contact with the inner surface.

상기 전극(18)은, 상기 대전부(24)와 케이스(10) 중 적어도 하나에 마련되어서 상기 대전부(24)와 케이스(10) 사이에 전하의 이동을 가능하게 하는 전기장을 형성시킨다.The electrode 18 is provided in at least one of the charging section 24 and the case 10 so as to form an electric field enabling the charge to move between the charging section 24 and the case 10. [

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기는 다음과 같은 원리에 의해 전기 에너지를 수확할 수 있게 된다.The gyro ball type generator according to the present invention having the above-described configuration can harvest electric energy by the following principle.

즉, 마찰과 같은 방법으로 상기 회전체(20)의 대전부(24)를 음전하로 대전시킨 상태에서 그 회전체(20)를 회전시키게 되면, 상기 회전체(20)의 대전부(24)와 케이스(10) 간에는 전자의 이동을 발생시키는 정전기 유도 현상이 나타나게 되고, 상기 정전기 유도에 의해 물질 내에서 이동하는 전자가 상기 대전부(24)와 케이스(10) 중 어느 하나에 마련된 전극(18)을 통해 이동함으로써 전류가 생성되고, 결국 이와 같이 생성된 전류에 의해 전기 에너지를 수확할 수 있게 된다.That is, when the rotating body 20 is rotated in the state where the charging section 24 of the rotating body 20 is negatively charged in the same manner as the friction, the charging section 24 of the rotating body 20 Electrons moving in the material due to the electrostatic induction are applied to the electrode 18 provided in either the charging unit 24 or the case 10, So that electric energy can be harvested by the current thus generated.

상술한 원리에 기초하여 에너지를 수확할 수 있게 하는 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기는, 대전부(24)를 가지는 회전체(20)가 정전기 유도 현상에 의한 전자의 이동이 가능하도록 케이스(10)에 접촉되지 않고 회전됨으로써, 대전부(24)나 회전체(20)의 마모 없이도 자이로스코프 원리에 기초한 회전력에 의해 에너지 수확을 가능하게 하여, 제품의 내구성을 향상시켜 제품 신뢰도를 높일 수 있게 하는 장점과, 주변에서 쉽게 활용되는 자이로볼과 같은 운동기구를 이용한 구조 구현이 가능하게 됨에 따라, 사용자들이 생활 속에서도 쉽게 에너지를 수확할 수 있게 하여 휴대폰 배터리 충전 등의 용도로 활용할 수 있게 하는 장점을 기대할 수 있게 한다. The gyro ball type generator according to the present invention which allows energy to be harvested based on the above-described principle is constructed so that the rotating body 20 having the charging section 24 can move the electrons by the electrostatic induction phenomenon So that energy can be harvested by the rotational force based on the principle of gyroscope without wear of the charging section 24 and the rotating body 20 so that the durability of the product can be improved and the reliability of the product can be increased As a result, it is possible to harvest the energy easily in the life of the user and to utilize it for the purpose of charging the mobile phone battery, as the structure can be implemented using the exercise device such as the gyro ball I will.

본 실시예에 채용된 케이스(10)는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 절연 가능한 재질의 기판(16)과, 상기 기판(16)의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되고, 상기 전기장을 형성시켜 주기 위한 복수의 전극(18)들을 포함하여 이루어진다.3, the case 10 employed in the present embodiment includes a substrate 16 of an insulative material and a plurality of spaced apart electrodes 16 arranged in the circumferential direction of the substrate 16, And a plurality of electrodes 18 for forming the electrodes.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 복수의 전극(18)들 중 서로 인접한 한 쌍의 전극(18)들을 연결시켜 주거나 각 전극(18)을 접지에 연결하는 방식으로 전기장을 형성시키고, 상기 각 전극(18)과 상기 회전체(20)의 대전부(24)가 서로 가깝게 위치하는 경우에는 전자가 상기 전극(18) 내에서 상기 회전체(20)의 (-)전하로 대전된 대전부(24)와 멀어지는 위치로 이동되게 하고, 반대로 상기 각 전극(18)과 대전부(24)가 서로 멀어지는 경우에는 전자가 전기적 평형을 이루기 위하여 이동되게 함에 따라, 결국 전기 에너지의 수확을 가능하게 한다. In this embodiment having such a configuration, an electric field is formed by connecting a pair of electrodes 18 adjacent to each other among the plurality of electrodes 18 or connecting each electrode 18 to a ground, When the electrode 18 and the charging section 24 of the rotating body 20 are positioned close to each other, electrons are attracted to the charging section (not shown) charged with (-) charge of the rotating body 20 in the electrode 18 And when the electrodes 18 and 24 are separated from each other, the electrons are moved to establish electrical equilibrium, thereby eventually harvesting electrical energy.

한편, 상기 기판(16)은 상기 케이스(10)와 별개로 제작된 후 상기 전극(18)들과 함께 그 케이스(10)에 결합되도록 구성되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 케이스(10) 자체에 기판(16)의 기능이 발휘되도록 구현될 수 있음은 물론이다.The substrate 16 may be formed separately from the case 10 and then coupled to the case 10 together with the electrodes 18. However, the present invention is not limited thereto, The function of the substrate 16 may be realized in the substrate 10 itself.

그리고, 상기 케이스(10)는, 상기 기판(16)과 전극(18)이 마련되어 있는 한 쌍의 커버 프레임(12)들과 그 커버 프레임(12)들에 의해 지지되는 지지 프레임(14)을 포함하여 이루어진다.The case 10 includes a pair of cover frames 12 provided with the substrate 16 and the electrodes 18 and a support frame 14 supported by the cover frames 12 .

상기 한 쌍의 커버 프레임(12)들은, 각각 대략 반구 형태로 제작되고, 서로 결합됨으로써 상기 회전체(20)를 수용시키기 위한 공간을 형성하며, 상기 공간 내에 상기 지지 프레임(14)을 지지시켜 준다. The pair of cover frames 12 are each formed in an approximately hemispherical shape and are coupled to each other to form a space for accommodating the rotating body 20 and support the support frame 14 in the space .

상기 지지 프레임(14)은, 상기 회전체(20)의 케이스(10)에 대한 회전축을 지지시켜 주는 역할을 하는 것으로, 상기 케이스(10)의 중심측 원의 원주 방향을 따라 형성된 링 형태로 이루어진다. The supporting frame 14 supports the rotating shaft of the rotating body 20 with respect to the case 10 and is formed in a ring shape along the circumferential direction of the center circle of the case 10 .

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 지지 프레임(14)에 회전체(20)를 지지시켜 놓은 상태에서, 한 쌍의 커버 프레임(12)들이 상기 지지 프레임(14)을 사이에 두고 서로 접근하면서 결합이 이루어지도록 구성됨으로써, 제품의 조립 작업의 효율을 높일 수 있는 장점을 도출한다.In this embodiment having such a configuration, in a state in which the rotating body 20 is supported on the support frame 14, the pair of cover frames 12 approach each other with the support frame 14 therebetween So that the efficiency of assembly work of the product can be enhanced.

그리고, 상기 지지 프레임(14)은, 자이로스코프의 원리를 이용한 회전력의 원활한 구현을 위하여, 상기 커버 프레임(12)에 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.The support frame 14 is preferably rotatably mounted on the cover frame 12 for smooth rotation of the support frame 14 using the principle of the gyroscope.

본 실시예에서 상기 커버 프레임(12)은, 상기 지지 프레임(14)의 원주 방향 회전이 가능하도록, 그 지지 프레임(14)이 헐겁게 삽입되게 하고 상기 원주 방향을 따라 형성된 회전홈을 포함하여 이루어진다. In the present embodiment, the cover frame 12 includes a rotation groove formed along the circumferential direction so that the support frame 14 is loosely inserted so that the support frame 14 can rotate in the circumferential direction.

즉, 상기 지지 프레임(14)이 상기 커버 프레임(12)의 회전홈에 헐겁게 삽입됨으로써, 상기 지지 프레임(14)의 커버 프레임(12)에 대한 이탈이 방지됨은 물론 상대회전이 가능하게 된다. That is, the support frame 14 is loosely inserted into the rotation groove of the cover frame 12, so that the support frame 14 can be prevented from being separated from the cover frame 12 and relatively rotated.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 지지 프레임(14)의 커버 프레임(12)에 대한 상대 회전이 원활하게 이루어지도록, 상기 커버 프레임(12)의 회전홈에는 베어링이 설치되는 것도 가능하다. Although not shown, bearings may be provided in the rotation grooves of the cover frame 12 so that the relative rotation of the support frame 14 with respect to the cover frame 12 can be smoothly performed.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기는, 사용자가 상기 케이스(10)를 파지하고 본 발명에 의한 자이로볼 타입 발전기를 회전시키는 도중 상기 케이스(10)에 상기 회전체(20)의 회전 방향과 직교하는 방향의 회전력이 인가된 경우에, 상기 지지 프레임(14)이 상기 회전체(20)와 함께 상기 커버 프레임(12)에 대해 회전되게 함으로써, 상기 직교하는 방향의 회전력에 대한 저항을 최대한 억제시킬 수 있게 하여 자이로스코프의 회전 원리에 근접한 동작 구현을 가능하게 하는 장점을 기대할 수 있게 한다.The gyro ball type generator according to an embodiment of the present invention having the above-described structure is configured such that, when the user grasps the case 10 and rotates the gyro ball type generator according to the present invention, By causing the support frame 14 to rotate with respect to the cover frame 12 together with the rotating body 20 when a rotational force in a direction orthogonal to the rotational direction of the rotating body 20 is applied, The resistance against the rotational force of the gyroscope can be suppressed as much as possible, and it is possible to expect an advantage of realizing the operation close to the rotation principle of the gyroscope.

한편, 본 실시예에 채용된 회전부(22)에는, 도 4에 도시된 와이어가 삽입되는 동력전달홈(22a)이 형성되어 있다. On the other hand, the rotating portion 22 employed in this embodiment is formed with the power transmission groove 22a into which the wire shown in Fig. 4 is inserted.

상기 동력전달홈(22a)은, 상기 회전부(22)의 외경이 가장 큰 중심 측에 원주방향을 따라 형성되고 상기 회전체(20)에 회전동력을 인가시켜 주기 위한 와이어가 삽입됨으로서, 상기 와이어에 인가된 회전력을 상기 회전체(20)에 전달시켜 줄 수 있게 한다.The power transmission groove 22a is formed along the circumferential direction on the center side having the largest outer diameter of the rotary part 22 and a wire for applying rotational power to the rotary body 20 is inserted, So that an applied rotational force can be transmitted to the rotating body 20.

상기 와이어는, 대전되는 않는 재질로 형성될 수 있음은 물론이나, 상기 동력전달홈(22a)을 통해 회전동력이 전달되게 하는 과정에서 상기 대전부(24)를 대전시킬 수 있도록, 예컨대 '폴리머'와 같이 상기 대전부(24)와 서로 다른 전하인 (+)전하로 대전될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The wire may be formed of a material that is not electrified. Alternatively, the wire may be formed of a material such as a polymer to allow the electrification unit 24 to be charged in a process of transmitting rotational power through the power transmission groove 22a. (+) Charge different from that of the charging unit 24 as shown in FIG.

그리고, 상기 대전부(24)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 상기 회전부(22)의 동력전달홈(22a)에 위치되고 상기 와이어와 접촉 및 분리되는 접촉부(24a)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.5, the charging portion 24 includes a contact portion 24a which is located in the power transmission groove 22a of the rotary portion 22 and is in contact with and separated from the wire desirable.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 사용자가 상기 회전체(20)를 회전시키기 위한 회전력을 인가하는 과정에서 상기 와이어와 대전부(24) 간의 순간적인 접촉 및 분리에 의해 상기 대전부(24)를 (-)전하로 대전시킬 수 있게 됨에 따라, 상기 대전부(24)를 대전시키기 위한 별도의 행위가 요구되지 않게 하는 효과를 도출한다.In this embodiment having such a configuration, when the user applies instantaneous contact and separation between the wire and the charging section 24 in the process of applying the rotational force for rotating the rotating body 20, the charging section 24 (-) electric charge, it is possible to obtain an effect that a separate action for charging the charging unit 24 is not required.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 단면도이다.6 is a sectional view of a gyro ball type generator according to another embodiment of the present invention.

이 도면에 도시된 실시예는, 앞에서 설명한 실시예와는 달리, 대전부(34) 서로 다른 전하로 대전되는 제1,2대전부(34a)(34b)들을 포함하여 이루어진다.The embodiment shown in this figure differs from the embodiment described above in that the charging section 34 includes first and second charging sections 34a and 34b charged with different charges.

즉, 상기 제1,2대전부(34a)(34b)들은, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 교번하여 배치되고, 각각 (+)전하와 (-)전하로 대전되기 쉬운 재질로 형성된다. That is, the first and second charging units 34a and 34b are alternately disposed along the rotation direction of the rotation unit, and are formed of materials that are easily charged with (+) charge and (-) charge, respectively.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 각 대전부(34a)(34b)들과 마주하는 전극들 사이에서 전자의 이동을 더욱 활발하게 유도할 수 있게 됨에 따라, 에너지 수확 효율을 향상시킬 수 있게 한다.The present embodiment having such a configuration can more actively induce the movement of electrons between the electrodes facing the charging sections 34a and 34b, thereby improving energy harvesting efficiency .

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자이로볼 타입 발전기의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a gyro ball type generator according to another embodiment of the present invention.

이 도면에 도시된 실시예는, 앞에서 설명한 실시예들과 달리, 대전부에도 전극부가 마련되어 있고, 케이스에도 대전부가 마련되어 있는 구조가 채택되었다.In the embodiment shown in this drawing, unlike the above-described embodiments, a structure is adopted in which an electrode portion is provided in the charging portion and a charging portion is provided in the case.

즉, 상기 대전부는, 복수의 로터측 전극부(42)들과 복수의 로터측 대전부(44)들을 포함하여 이루어지고, 상기 케이스는, 기판부와 복수의 스테이터측 전극부(52)들과 복수의 스테이터측 대전부(54)들을 포함하여 이루어지며, 앞에서 설명한 실시예와 대비되는 전극은 상기 로터측 전극부(42)들과 스테이터측 전극부(52)들로 이루어진다.That is, the charging section includes a plurality of rotor-side electrode sections 42 and a plurality of rotor-side charging sections 44, and the casing includes a substrate section, a plurality of stator-side electrode sections 52, Side electrode portions 42 and the stator-side electrode portions 52. The stator-side electrode portions 52 include a plurality of stator-side electrification portions 54, and the electrodes compared with the above-described embodiment include the rotor-side electrode portions 42 and the stator-

상기 각 로터측 전극부(42)는, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 간격을 두고 배치되고, 상기 각 로터측 대전부(44)는, 상기 각 로터측 전극부(42)에 결합되고 인접한 요소(44a)(44b)들이 서로 다른 전하로 대전되도록 구성되었다. Each of the rotor side electrode portions 42 is disposed at an interval along the rotational direction of the rotary portion and each of the rotor side electrification portions 44 is connected to each of the adjacent rotor electrode portions 42 44a and 44b are charged with different electric charges.

상기 케이스의 기판부는, 절연 가능한 재질로 이루어지고, 상기 각 스테이터측 전극부(52)는, 상기 전기장을 형성시켜 줄 수 있도록, 상기 기판부의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 각 스테이터측 대전부(54)는, 상기 각 스테이터측 전극부(52)에 결합되고, 상기 로터측 대전부(44)들 중 어느 하나와 마주하는 요소(54a)(54b)가, 그 어느 하나의 로터측 대전부(44)와 서로 다른 전하로 대전이 이루어지는 재질로 이루어진다.The stator side electrode part (52) is disposed at an interval along the circumferential direction of the substrate part so as to form the electric field, and the stator side electrode part The charging section 54 is connected to each of the stator-side electrode sections 52 and the elements 54a and 54b facing either one of the rotor-side charging sections 44 are connected to either one of the rotor- And is made of a material which is charged with different charges from the charging part 44. [

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 회전체의 케이스에 대한 상대 회전시에 서로 마주하는 부분을 서로 다른 전하로 대전되는 대전부(44)(54)들을 배치하여 두고, 각 대전부(44)(54)에 의한 정전기 유도에 따라 로터측 전극부(42) 및 스테이터측 전극부(52) 각각을 통하여 전자가 별개로 이동할 수 있게 함으로써, 에너지 수확 효율을 극대화시킬 수 있는 장점을 기대할 수 있게 한다. In this embodiment having such a configuration, the portions facing each other at the time of relative rotation with respect to the case of the rotating body are provided with the charging portions 44 and 54 charged with different electric charges, and the charging portions 44 54 can independently move electrons through the rotor-side electrode portion 42 and the stator-side electrode portion 52, thereby maximizing the energy harvesting efficiency.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It is obvious that all modifications and concrete examples which can easily be devised by those skilled in the art within the scope of technical thought are included in the scope of the present invention.

10:케이스 12:커버 프레임
14:지지 프레임 16:기판
18:전극 20:회전체
22:회전부 22a:동력전달홈
24:대전부 24a:접촉부10: Case 12: Cover frame
14: support frame 16: substrate
18: electrode 20: rotating body
22: rotation part 22a: power transmission groove
24: Charging section 24a:

Claims (8)

일방향 축선을 기준으로 회전되는 회전부와, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 간격을 두고 마련되고 양전하 또는 음전하로 대전이 이루어지는 대전부를 구비하는 회전체;
상기 회전부를 회전 가능하게 지지시키고, 상기 대전부와 마주하는 내면이 상기 대전부에 접촉되지 않도록 상기 회전부를 감싸는 형태로 결합되는 케이스; 및
상기 대전부와 케이스 사이에 전기장을 형성시켜 줄 수 있도록, 상기 대전부와 케이스 중 적어도 하나에 마련되는 전극;을 포함하여 이루어지고,
상기 회전부는, 외경이 가장 큰 중심 측에 원주방향을 따라 형성되고 상기 회전체에 회전동력을 인가시켜 주기 위한 와이어가 삽입되는 동력전달홈을 포함하고,
상기 와이어는, 상기 대전부와 서로 다른 전하로 대전되는 재질로 이루어지고,
상기 대전부는, 상기 회전부의 동력전달홈에 위치되고 상기 와이어와 접촉 및 분리되어 상기 대전부를 대전시키는 접촉부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기.A rotating body having a rotating part rotated with respect to a one-directional axis, and a charging part provided at intervals along a rotating direction of the rotating part and having a charging part charged with positive or negative charge;
A casing rotatably supporting the rotation unit and coupled to the rotation unit such that an inner surface of the rotation unit faces the charging unit so as not to contact the charging unit; And
And an electrode provided on at least one of the charging unit and the case so as to form an electric field between the charging unit and the case,
Wherein the rotating portion includes a power transmission groove formed along a circumferential direction on a side of a center having a largest outer diameter and into which a wire for applying rotational power to the rotating body is inserted ,
Wherein the wire is made of a material which is charged with different electric charge from the charging portion,
Wherein the charging unit includes a contact portion that is located in the power transmission groove of the rotating portion and contacts and separates from the wire to charge the charging portion. 제1항에 있어서,
상기 케이스는,
절연 가능한 재질의 기판; 및
상기 기판의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되고, 상기 전기장을 형성시켜 주기 위한 복수의 전극들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기.The method according to claim 1,
In this case,
A substrate of an insulating material; And
And a plurality of electrodes disposed at intervals along the circumferential direction of the substrate to form the electric field. 제2항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 회전체의 케이스에 대한 회전축을 지지시켜 주는 링 형상의 지지 프레임과, 상기 기판과 전극이 마련되는 부분으로, 서로 결합됨으로써 상기 회전체를 수용하기 위한 공간을 형성하고 상기 지지 프레임을 지지시켜 주는 한 쌍의 커버 프레임들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기.3. The method of claim 2,
In this case,
A ring-shaped support frame for supporting a rotation shaft with respect to the case of the rotating body, and a portion where the substrate and the electrode are provided, to form a space for accommodating the rotating body, And a pair of cover frames. 제3항에 있어서,
상기 지지 프레임은, 상기 회전축의 회전중심축선과 직교하는 축선을 따라 회전될 수 있도록, 상기 커버 프레임에 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기.The method of claim 3,
Wherein the support frame is rotatably installed on the cover frame so as to be able to rotate along an axis orthogonal to a rotation center axis of the rotation shaft. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 대전부는, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 교번하여 배치되고 서로 다른 전하로 대전되는 제1,2대전부들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기. The method according to claim 1,
Wherein the charging unit includes first and second charging units arranged alternately along the rotation direction of the rotation unit and charged with different electric charges. 제1항에 있어서,
상기 대전부는, 상기 회전부의 회전 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 로터측 전극부들과 상기 각 로터측 전극부에 결합되고 인접한 요소들이 서로 다른 전하로 대전되는 복수의 로터측 대전부들을 포함하여 이루어지고,
상기 케이스는,
절연 가능한 재질의 기판부와, 상기 전기장을 형성시켜 줄 수 있도록, 상기 기판부의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 스테이터측 전극부들과, 상기 각 스테이터측 전극부에 결합되고, 상기 로터측 대전부들 중 어느 하나와 마주하는 요소가, 어느 하나의 로터측 대전부와 서로 다른 전하로 대전이 이루어지는 복수의 스테이터측 대전부들을 포함하여 이루어지며,
상기 전극은, 상기 로터측 전극부들과 스테이터측 전극부들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자이로볼 타입 발전기.The method according to claim 1,
The charging unit includes a plurality of rotor-side electrode units arranged at intervals along the rotation direction of the rotary unit, and a plurality of rotor-side charging units coupled to the rotor-side electrode units and adjacent elements charged with different electric charges Lt; / RTI &
In this case,
A plurality of stator side electrode parts spaced along the circumferential direction of the substrate part so as to form the electric field; and a plurality of stator side electrode parts coupled to each of the stator side electrode parts, The element facing one of the charging portions includes a plurality of stator charging portions that are charged with different charges from any one of the rotor side charging portions,
Wherein the electrode is formed by the rotor-side electrode portions and the stator-side electrode portions.
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