KR101160417B1 - 자전거 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 발전 시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 바퀴휠(10)과, 상기 바퀴휠(10)의 축(12)을 중심으로 원통형상으로 형성되는 통부(20)와, 상기 통부(20)의 상면과 하면 중 어느 일측에 상기 통부와 이격되는 원판부(30)와, 상기 통부(20)에 상기 축(12)을 중심으로 일정한 거리에 상기 축(12)과 평행하게 다수개로 배열되는 코일자석부(40)와, 상기 코일자석부(40)에 대응되는 상기 원판부(30)의 위치에 N극과 S극의 자석이 순차적으로 배열되는 영구자석부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

자전거 발전 시스템{A Bicycle Generating System}

본 발명은 자전거 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거에 전기공급을 원활하게 할 수 있도록 전기를 생산하는 자전거 발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자전거의 경우 패달을 밟는 운동에너지를 이용하여 바퀴를 회전시키고, 그 바퀴 위에 얹혀진 안장에 앉아 무게 중심을 잡고 이동할 수 있게 고안된 이동수단이다. 따라서 야간의 경우는 별도의 헤드라이트를 비추고 이동해야만 하는 경우도 있고, 다른 보행자나 자전거 운행자와 간섭을 피하기 위해서 경고등의 형태로 깜빡이를 비추어야만 하는 경우가 많다.

특히 요즘과 같이 자전거도로가 많아진 이때에, 많은 보행자와 자전거 운행자는 동일한 도로를 이용하여 산책을 즐기고 있다. 또한 요즈음의 경우 야간에 자전거를 타는 경우가 많은 지금은 건전지를 이용한 헤드라이트를 자전거의 핸들 부분에 부착하고, 운행하는 경우가 많다. 따라서 사실상 그에 따른 건전지 소모량도 많으며, 그 비용도 많이 발생된다.

이를 해결하기 위한 수단으로 종래에는 어쩔 수 없이 회전해야만 하는 바퀴의 회전력을 이용하여, 전기를 생산하고 그 전기를 이용하여 헤드라이트를 비추는 형태의 발전기가 개발된지 오래다. 즉, 도시된 도 1에서처럼, 발전기의 회전접촉부(2)를 자전거의 바퀴휠에 밀착시키고, 그 바퀴가 회전하면 회전접촉부(2)도 회전하면서 그 내부의 영구자석과 코일 간의 전자기력의 교환을 통해 전류를 생산하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

자전거의 바퀴휠에 밀착된 발전기의 경우, 바퀴휠과의 마찰에 의한 소음과, 마모에 따른 오작동 및 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 하나의 전자석에 의해 자전거의 헤드라이트를 구동시킬 정도의 동력정도만 생산하여 자전거에 설치되는 다른 전기장치 등을 구동시키지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오작동이 없고 내구성이 높은 자전거 발전 시스템을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 높은 전력을 생산할 수 있는 자전거 발전 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 자전거 발전 시스템은, 바퀴휠(10)과, 상기 바퀴휠(10)의 축(12)을 중심으로 원통형상으로 형성되는 통부(20), 상기 통부(20)의 상면과 하면 중 어느 일측에 상기 통부와 이격되는 원판부(30)와, 상기 통부(20)에 상기 축(12)을 중심으로 일정한 거리에 상기 축(12)과 평행하게 다수개로 배열되는 코일자석부(40)와, 상기 코일자석부(40)에 대응되는 상기 원판부(30)의 위치에 N극과 S극의 자석이 순차적으로 배열되는 영구자석부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 의한 자전거 발전 시스템에서는 다음과 같은 효과가 있다.

발전 시스템이 자전거의 바퀴휠의 중앙의 허브 내부에 설치되어, 내구성이 높아 안정적으로 전력을 생산해내는 효과가 있다.

그리고, 원통형상의 허브 내부에 상면과 하면을 관통하도록 여러개의 전자석이 마련되고, 각각의 전자석의 말단에 영구자석을 대응되도록 하여 최소의 공간에 최대의 전력이 발생할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자전거 발전 시스템을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템을 구성하는 통부와 코일자석부를 보인 분해도.
도 4는 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템을 구성하는 통부와 코일자석부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템을 구성하는 원판부를 보인 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템의 구성의 기능을 간략하게 보인 개략도.
도 7은 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템의 일실시 예에 따른 자전거의 전기장치 구성을 나타낸 도면.

이하, 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명인 자전거 발전 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 바퀴휠(10)과, 상기 바퀴휠(10)의 축(12)을 중심으로 원통형상으로 형성되는 통부(20)와, 상기 통부(20)의 상면과 하면 중 어느 일측에 상기 통부와 이격되는 원판부(30)와, 상기 통부(20)에 상기 축(12)을 중심으로 일정한 거리에 상기 축(12)과 평행하게 다수개로 배열되는 코일자석부(40)와, 상기 코일자석부(40)에 대응되는 상기 원판부(30)의 위치에 N극과 S극의 자석이 순차적으로 배열되는 영구자석부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템이 마련되는 자전거가 마련된다. 상기 자전거에 바퀴휠(10)이 마련된다. 상기 바퀴휠(10)은 자전거에 일반적으로 2개가 마련되며, 여기서의 바퀴휠은 앞바퀴휠이 될수도 있고, 뒷바퀴휠이 될 수 있다.

상기 바퀴휠(10)에는 통부(20)가 마련된다. 상기 통부(20)는 상기 축(12)을 중심으로 원통형상으로 형성되며, 내부에 코일자석부(40)가 마련된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 통부(20) 내부에는 원통의 몸체(22)가 마련되고, 상기 몸체(20) 내부에 상기 코일자석부(40)가 마련된다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코일자석부(40)와 원통의 몸체(22)를 일체로 만들어 조립을 용이하게 하기 위함이다.

그리고, 상기 코일자석부(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 통부(20)를 상면(20a)과 하면(20b)을 관통하는 바(42)에 코일(44)이 감겨지도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 바에 감겨진 코일의 수가 많으면 많을 수록 생산되는 전류의 양은 커진다.

그리고, 상기 코일자석부(40)는 상기 축(12)을 중심으로 일정거리 이격되도록 구성된다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축(12)을 중심으로 일정한 거리의 반지름으로 하는 원호 상에 여러개의 코일자석부(40)가 설치될 수 있다.

상기 축(12)을 중심으로 한 반지름이 작을수록 상기 코일자석부(40)의 코일(44)이 감겨진 바(42)의 개수 및 코일(44)의 감겨진 횟수가 작아지고, 상기 반지름이 커질수록 상기 코일자석부(40)의 코일(44)이 감겨진 바(42)의 개수 및 코일(44)의 감겨진 횟수가 커질 수 있다. 따라서, 상기 반지름이 최대로 큰 것 즉 상기 통부(20)의 가장자리에 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 코일(44)이 감겨진 바(42)의 양단은 상기 통부(20)의 상하면을 관통하여 외부로 노출되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 아래에서 설명될 원판부(30)의 영구자석부(50)에 대응되도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 통부(20)의 상하면 중 어느 한쪽 이상에는 원판부(30)가 이격되도록 형성된다. 상기 원판부(30)는 상기 통부(20)의 상하면에 이격되도록 형성되며, 상기 통부(20)의 상하면과 대응되는 크기로 형성된다.

상기 원판부(30)에는 영구자석부(50)가 마련된다. 상기 영구자석부(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통부(20)의 코일자석부(40)의 각각의 바(42)의 일단에 대응되는 상기 원판부(30)의 위치에 형성된다.

또한, 상기 영구자석부(50)의 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 영구자석은 N극과 S극이 교대로 형성된다. 이는 상기 코일자석부(40)와 함께 전류를 생산하도록 하기 위함이다.

한편, 상기 원판부(30)는 상기 통부(20)의 상하면 양쪽에 모두 구비될 수 있다. 이는 상기 코일자석부(40)에서 생산하는 전류의 양을 더욱 많도록 하기 위함이다. 다만, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 통부(20)의 상면에 위치하는 영구자석과, 상기 통부(20)의 하면에 위치하는 영구자석은 서로 다른 극을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 원판부(30)와 상기 통부(20) 중 어느 하나는 상기 바퀴휠(10)의 축(12)과 함께 회전하도록 구성된다. 상기 원판부(30)나 상기 통부(20) 중 하나는 고정되고 나머지 하나만 상기 축(12)과 바퀴휠(10)의 축(12)과 함께 회전하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 원판부(30)와 상기 통부(20)는 서로 상대적인 회전이 이루어져, 상기 원판부(30)와 상기 통부(20) 사이로 이물질이 유입될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 원판부(30)와 상기 통부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 원판부(30)의 가장자리에는 상기 통부(20)의 상하면 방향으로 리브(32)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 리브(32)에 대응되도록 상기 통부(20)의 상하면에는 홈(24)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 리브(32)가 상기 홈(24)에 맞물려져 외부의 이물질이 상기 원판부(30)와 상기 통부(20) 사이로 유입되는 것을 방지시키게 된다. 또한, 상기 바퀴휠(10)의 축(12)을 지지하는 자전거 프레임에 상기 원판부(30)와 통부(20)로 이물질이 유입되지 않도록 케이스(미도시)가 더 마련될 수 있다.

또한, 상기 코일자석부(40)에서 생산된 전류를 수용하는 회로부(60)가 마련된다. 상기 회로부(60)는 상기 전류를 자전거에 구비되는 각종 전기장치로 공급하는 것을 제어하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전류 중 남는 전류를 충전하는 충전부(70)가 더 마련될 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자전거 발전 시스템의 작용을 상세하게 설명한다.

사용자가 자전거를 타고 페달을 구동하면, 자전거가 이동하면서 바퀴휠(10)이 회전을 시작하게 된다. 이때, 상기 바퀴휠(10)의 축(12)에 원판부(30)가 일체로 형성되어 상기 통부(20)는 고정되고, 상기 원판부(30)가 회전한다고 가정하면, 상기 바퀴휠(10)과 함께 상기 원판부(30)도 회전하게 된다.

그러면, 상기 코일자석부(40)에서 전류가 생성되고, 상기 전류는 회로부(60)로 전송된다. 상기 회로부(60)는 도 7에 도시된 바와 같이, 자전거에 장착되는 각종 전기장치 즉 헤드라이트(72), 후미등(74), 속도계(76), 휴대폰 충전장치(미도시) 등으로 전류를 공급하게 된다. 또한, 잉여의 전류는 충전부(70)에서 충전하여 바퀴휠(10)이 회전하지 않는 상태에도 전기장치에 전류를 공급할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10: 바퀴휠 12: 축
20: 통부 22: 몸체
24: 홈 30: 원판부
32: 리브 40: 코일자석부
50: 영구자석부 60: 회로부
70: 충전부

Claims (5)

1. 삭제
2. 바퀴휠;
   상기 바퀴휠의 축을 중심으로 원통형상으로 형성되는 통부;
   상기 통부의 상면과 하면에 상기 통부와 이격되는 원판부;
   원기둥형상으로 형성되어, 상기 통부에 상기 축을 중심으로 일정한 거리에 상기 축과 평행하게 다수개로 배열되는 코일자석부; 그리고,
   상기 코일자석부에 대응되는 상기 원판부의 위치에 N극과 S극의 자석이 순차적으로 배열되는 영구자석부;를 포함하고,
   상기 원판부의 가장자리에는 상기 통부 방향으로 돌출된 리브가 형성되고,
   상기 통부에는 상기 리브에 대응되는 홈이 형성되며,
   상기 통부 내부에 마련되고, 상기 축을 중심으로 각각의 단면이 반원형상인 기둥이 한 쌍으로 결합되어 전체적으로 원통형상으로 형성되는 한 쌍의 몸체;
   상기 한 쌍의 몸체를 관통하여 체결시키는 볼트;를 더 포함하고,
   상기 코일자석부는 상기 몸체 및 통부를 관통하여 단부가 외부로 노출되며, 상기 원판부의 영구자석부에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전 시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 코일자석부에서 발생되는 전기를 제어하는 제어부와,
   상기 전기를 충전하는 충전부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전 시스템.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 통부와 상기 원판부 중 어느 하나는 상기 축을 중심으로 상기 바퀴휠과 함께 회전가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전 시스템.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 통부의 상면에 대응되는 상기 원판부의 영구자석부와, 상기 통부의 하면에 대응되는 상기 원판부의 영구자석부가 서로 다른 극을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 자전거 발전 시스템.
   
   

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