KR101023222B1

KR101023222B1 - 자가발전기가 구비된 운동기구

Info

Publication number: KR101023222B1
Application number: KR1020080135673A
Authority: KR
Inventors: 양성식
Original assignee: 천복기계 (주)
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2011-03-22
Also published as: KR20100077660A

Abstract

본 발명은 자가발전기가 구비된 운동기구에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 운동기구(예를 들어, 어깨 돌리기 운동, 회전식 줄 당기기 운동, 허리 돌리기 운동 등 회전식 운동을 수행할 수 있는 운동기구)의 일측에 설치되어 회전력을 부여받아 전기를 발생시키는 자가발전기를 구비함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

자가발전기, 회전식 운동기구, 어깨 돌리기 운동, 회전식 줄 당기기 운동, 허리 돌리기 운동, 충전수단, 회전자, 고정자.

Description

자가발전기가 구비된 운동기구{SPORTING APPARATUS WHICH HAVING A INDEPENDENT ELECTRICITY GENERATOR}

본 발명은 자가발전기가 구비된 운동기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 운동기구의 일측에 설치되어 회전력을 부여받아 전기를 발생시키는 자가발전기를 구비함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원으로 사용할 수 있도록 한 자가발전기가 구비된 운동기구에 관한 것이다.

일반적으로, 운동기구(예를 들어, 어깨 돌리기 운동, 회전식 줄 당기기 운동 또는 허리 돌리기 운동 등을 수행할 수 있는 운동기구)들은 신체의 일부를 단련시켜 건강을 증진시킬 수 있도록 한 것이다.

최근에 들어, 이러한 운동기구는 기본적인 운동을 하는 것 뿐만 아니라 다양한 기능이 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 운동기구의 일측에 설치되어 회전력을 부여받아 전기를 발생시키는 자가발전기를 구비함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에 너지원으로 사용할 수 있도록 한 자가발전기가 구비된 운동기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 회전축을 중심으로 하여 회전 운동을 수행하는 구동부를 갖는 운동수단과, 상기 구동부의 회전운동여부에 따라 같이 구동되게 설치되어 전기를 발생하는 전기발생수단 및 상기 전기발전수단과 전기적으로 연결되고, 상기 전기발전수단에서 발생된 전기를 외부로 출력할 수 있게 외부기기와 접속하기 위한 커넥터(Connector)를 갖는 전기회로부를 포함하는 자가발전기가 구비된 운동기구에 의해 달성된다.

상기 전기발전수단은, 외주연에 자석부재들이 동일극끼리 마주보게 하면서 회전반경을 따라 일정간격으로 이격배치된 회전자와, 상기 자석부재들 사이에 위치되게 하면서 상기 회전자에 설치되어 좌우측의 극성과 같은 동일한 극성으로 자화되는 강자성체들과, 상기 자석부재들 및 강자성체들과의 전기적 상호작용을 하는 코일을 감은 채로 상기 회전자를 감싸도록 설치되는 고정자로 구성될 수 있다.

상기 전기회로부에는, 상기 전기발전수단과 연결되어 상기 전기발전수단에서 발생하는 전기를 모아 충전하는 충전수단이 더 구비될 수 있다.

상기 전기회로부에는, 상기 전기발전수단으로부터 발생된 전기를 정류하는 정류부(Rectification)가 더 구비될 수 있다.

상기 전기회로부에는, 상기 전기발전수단의 부하(Load)정도를 조절하는 제어수단이 더 구비될 수 있다.

상기 운동수단은, 어깨 돌리기 운동, 회전식 줄 당기기 운동 또는 허리 돌리기 운동 방식 중 어느 하나에 의해 구동될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자가발전기가 구비된 운동기구에 의하면, 운동기구의 일측에 설치되어 회전력을 부여받아 전기를 발생시키는 자가발전기를 구비함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원으로 사용하는 효과를 창출할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 운동기구의 일실시예인 회전식 어깨 돌리기 운동기구를 정면에서 보아 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 "A'부분 확대도이고, 도 4는 도 3에서 전기발전수단만을 분리하여 확대 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 "B"부분 확대도이다.

본 발명에 따른 자가발전기가 구비된 운동기구에 의하면, 회전운동을 수행하는 운동수단(102)과, 전기를 발생시키는 전기발전수단(100)과, 전기발전수단(100)에 전기적으로 연결된 전기회로부(120)로 구성된다.

운동수단(102)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 핸들(202)을 돌려가며 어깨 운동을 수행하는 회전식 어깨 돌리기 운동기구(200a)의 기체(機體, 210)에 설치될 수 있다. 운동수단(102)에는 회전축(101a)을 중심으로 회전운동을 수행하는 구동부(102a)가 구비된다.

전기발전수단(100)은 구동부(102a)의 회전운동여부에 따라 같이 구동되게 설치되어 전기를 발생시키는 역할을 수행한다. 전기발전수단(100)은 회전자(101)와, 강자성체(103)들과, 고정자(104)와, 자석부재(105)들로 이루어진다. 이러한, 전기발전수단(100)은 본 출원인에 의해 특허출원된 제10-2007-0030827호에 상세하게 기재되어 있음을 밝혀둔다.

회전자(101)는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 고정자(104)의 내부에 위치되게 설치된다. 회전자(101)의 외주연에는 다수개의 자석부재(105)가 배치되고, 그 자석부재(105)들 사이에는 자석부재(105)들로 인해 자화(磁化)되어 새로운 자극을 형성하는 강자성체(103)들이 설치된다. 자석부재(105)들은 동일한 극성끼리 서로 마주 보도록 일정 간격을 두고 배치되며, 강자성체(103)들은 좌우측의 극성과 동일한 극성으로 자화되어 새로운 자극을 형성한다.

강자성체(103)들은 자석부재(105)들의 N극 또는 S극의 영향을 받아 해당 극성과 동일한 극성으로 자화되어 새로운 자극을 형성하게 된다. 강자성체(103)들 사이에 자석부재(10들을 배치할 때에, 이미 S극으로 자화된 강자성체(103)와 N극으로 자화된 강자성체(103)에 의해서 반발력(척력)이 발생하지만, 그 반발력이 자석들 사이에서 발생하는 반발력보다 작기 때문에 조립하는데 큰 힘이 들지 않는다. 이에 의해, 동일한 극이 서로 마주 보도록 자석 자체를 조립하는 것은 거의 불가능하지만 강자성체(103)들을 매개로 하면 조립이 가능하고, 조립 후 극상에서의 자석밀도가 올라가기 때문에 저속에서도 큰 전압을 얻을 수 있게 된다.

회전자(101)는 회전축(101a)을 중심으로 하여 좌우 반복회전되거나 일방향으 로 회전하는 등 다양한 방식으로 회전되는 운동수단(102)에 의해 회전을 수행하면서 전기를 발생시키게 된다.

고정자(104)는 자석부재(105)들 및 강자성체(103)들과의 전기적 상호작용에 의해 전기를 발생시킬 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 고정자(104)에는 코일(미도시)이 감겨지게 된다. 고정자(104)는 자기유도철심을 사용하여 코일을 감을 수도 있다.

고정자(104)는 회전자(101)의 회전으로 자화된 강자성체(103)들 및 자석부재(105)들과의 전기적 상호작용으로 렌쯔법칙과 플레밍의 법칙에 따라 코일에 전기를 발생시킨다.

이러한 본 발명은, 자석부재의 숫자가 극수가 되는 종래와는 달리 자석의 2개의 극이 모두 극수가 되므로, 자석 숫자에 대하여 2배의 극수가 만들어지기 때문에, 주파수가 2배로 커져 발전 용량을 크게 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 자속을 키우고자 할 때에는 자석의 숫자를 늘려서 회전자 슬롯에 강제 삽입하여 즉, 회전자의 길이를 길게 하면 자속이 증가하므로 발전 용량을 쉽게 증가시킬 수도 있다. 본 발명에 의하면, 외부의 충격에 의해서 자석의 감자현상이 발생하더라도 자극(즉, 자화된 강자성체)에서 보호가 되므로 자석 자체의 감자효과는 적어지게 된다.

아울러, 강자성체(103)들 사이에 자석부재(105)를 배치하지 않아도 이미 자석 숫자에 대하여 2배의 극수가 만들어져 있기 때문에, 상기와 같은 동일한 효과가 달성될 수 있다.

충전수단(110)은 전기발전수단(100)과 연결되어 전기발전수단(100)에서 발생 하는 전기를 모아 충전하고, 그 충전된 전기를 사용자가 사용하고자 하는 전자기기 - 전기밥솥, 다리미, 드라이어 등 - 의 에너지원으로 공급하는 역할을 수행한다. 충전수단(110)의 일측에는 충전된 전기를 외부로 출력할 수 있도록 접속되게 하는 커넥터(Connector, 110a)가 더 구비될 수 있다.

전기회로부(120)는 전기발전수단(100)과 충전수단(110)을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 전기회로부(120)에는 제어수단(130)을 더 구비하여 전기발전수단(100)의 부하(Load)정도를 조절할 수도 있다.

전기회로부(120)에는 전기발전수단(100)으로부터 발생된 전기를 정류하는 정류부(Rectification, 140)를 더 구비할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 운동기구의 다른 실시예인 회전식 줄 당기기 운동기구에 전기발전수단이 장착된 상태를 정면에서 보아 도시한 구성도이고, 도 7은 도 6의 "C"부분 확대도이다.

운동수단(102)은, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 반복적으로 줄을 당기면서 운동을 수행하는 회전식 줄 당기기 운동기구(200c)에 구비될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 전기발전수단(100), 운동수단(102), 전기회로부(120), 충전수단(110), 제어수단(130) 및 정류부(140)의 구성 및 역할은, 상기한 회전식 어깨 돌리기 운동기구(200a)에서 살펴본 바와 동일하다.

도 8은 본 발명에 따른 운동기구의 또 다른 실시예인 허리 돌리기 운동기구를 일측에서 보아 도시한 구성도이고, 도 9는 도 8의 평면도로서 전기발전수단을 보이게 하여 도시한 도면이다.

운동수단(100)은, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 발판역할을 하는 운동수단(102)에 올라서서 왕복비틀림 운동을 통해 허리운동을 수행하는 허리 돌리기 운동기구(200d)에 구비되는 등 회전이 가능한 다양한 운동기구에 설치될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 전기발전수단(100), 운동수단(102), 전기회로부(120), 충전수단(110), 제어수단(130) 및 정류부(140)의 구성 및 역할은, 상기한 회전식 어깨 돌리기 운동기구(200a)에서 살펴본 바와 동일하다.

상기한 본 발명에 따른 자가발전기가 구비된 각 운동기구(200a, 200c, 200d)에 의하면, 기본적으로 운동을 수행함과 아울러 전기를 발생시켜 다양한 전자기기에 에너지원으로 공급할 수 있도록 하는 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 실시가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 운동기구의 일실시예인 회전식 어깨 돌리기 운동기구를 정면에서 보아 도시한 구성도,

도 2는 도 1의 측면도,

도 3은 도 1의 "A'부분 확대도,

도 4는 도 3에서 전기발전수단만을 분리하여 확대 도시한 도면,

도 5는 도 4의 "B"부분 확대도,

도 6은 본 발명에 따른 운동기구의 다른 실시예인 회전식 줄 당기기 운동기구에 전기발전수단이 장착된 상태를 정면에서 보아 도시한 구성도,

도 7은 도 6의 "C"부분 확대도,

도 8은 본 발명에 따른 운동기구의 또 다른 실시예인 허리 돌리기 운동기구를 일측에서 보아 도시한 구성도,

도 9는 도 8의 평면도로서 전기발전수단을 보이게 하여 도시한 도면이다.

** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 전기발전수단, 101 : 회전자,

101a : 회전축, 102 : 운동수단,

102a : 구동부, 103 : 강자성체,

104 : 고정자, 105 : 자석부재,

110 : 충전수단, 110a : 커넥터(Connector),

120 : 전기회로부, 130 : 제어수단,

140 : 정류부(Rectification), 200a, 200c, 200d : 운동기구,

202 : 핸들, 210 : 기체(機體).

Claims

회전축을 중심으로 하여 회전 운동을 수행하는 구동부를 갖는 운동수단;

상기 구동부의 회전운동여부에 따라 같이 구동되게 설치되어 전기를 발생하는 전기발전수단; 및

상기 전기발전수단과 전기적으로 연결되고, 상기 전기발전수단에서 발생된 전기를 외부로 출력할 수 있게 외부기기와 접속하기 위한 커넥터(Connector)를 갖는 전기회로부를 포함하는 자가발전기가 구비된 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 전기발전수단은,

외주연에 자석부재들이 동일극끼리 마주보게 하면서 회전반경을 따라 일정간격으로 이격배치된 회전자와, 상기 자석부재들 사이에 위치되게 하면서 상기 회전자에 설치되어 좌우측의 극성과 같은 동일한 극성으로 자화되는 강자성체들과, 상기 자석부재들 및 강자성체들과의 전기적 상호작용을 하는 코일을 감은 채로 상기 회전자를 감싸도록 설치되는 고정자로 구성됨을 특징으로 하는 자가발전기가 구비된 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 전기회로부에는,

상기 전기발전수단과 연결되어 상기 전기발전수단에서 발생하는 전기를 모아 충전하는 충전수단이 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전기가 구비된 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 전기회로부에는,

상기 전기발전수단으로부터 발생된 전기를 정류하는 정류부(Rectification)가 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전기가 구비된 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 전기회로부에는,

상기 전기발전수단의 부하(Load)정도를 조절하는 제어수단이 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전기가 구비된 운동기구.
제1항에 있어서, 상기 운동수단은,

어깨 돌리기 운동, 회전식 줄 당기기 운동 또는 허리 돌리기 운동 방식 중 어느 하나에 의해 구동됨을 특징으로 하는 자가발전기가 구비된 운동기구.