KR101366831B1 - 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈에 관한 것으로, 운동기기에 있어서 소정의 길이를 가지며 외력에 의해서 회전하는 회전샤프트, 원통 형상으로 형성되며 일측이 상기 회전샤프트와 연결된 케이스, 상기 케이스 내부에서 상기 회전샤프트에 연결되며 외력에 의해 일부가 회전하여 전력을 발생시키는 발전부, 원판 형태로 형성되어 상기 케이스 내부에 배치되며 상기 발전부에 의해서 발전된 전력을 변환 및 공급하는 전력변환공급부 및 상기 케이스 내부에서 상기 전력변환공급부로부터 전력을 공급받아 상기 회전샤프트에 회전에 대한 저항력을 제공하는 부하제공부를 포함하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈이 개시된다.

Description

자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈{Integrated Generator Module for Self-Generated Exercising Machine}

본 발명은 일체형 발전모듈에 관한 것으로서, 내부에 발전기, 속도센서, 부하저항 및 전원변환기 등을 일체형으로 구성된 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈에 관한 것이다.

근래에 건강에 대한 관심이 높아지면서 아파트 단지나 야외의 공원 등에 다양한 체육시설이 설치되는 곳이 많아지고 있다. 이러한 체육시설은 성인 뿐만 아니라 어린이 또는 노약자들도 사용할 수 있으므로 안전성이 보장되어야 한다.

또한, 사람들의 건강에 대한 관심이 높아지면서 야외 공원들이 많이 조성되고 체육시설 및 산책로들이 설치되고 있으며, 특히 체육시설은 사람들이 공원을 많이 찾게 되면서 다양한 체육시설들을 원하고 있다.

이와 같이 공원 등에 찾아오는 사람들이 증가하며 그에 맞는 다양한 체육시설들이 개발되어 사람들의 편의에 부합하는 시설들이 많이 개발되어 왔다.

특히, 사용자의 운동에 의해서 발생되는 전력을 활용하여 다양한 편의를 제공하는 장치들이 많이 개발되었으며 이를 통해서 놀이와 같이 즐길 수 있는 시스템들도 개발되었다.

하지만, 이러한 시스템을 적용하기 위해서 운동기기 내부에 발전모듈, 센서, 전력변환기 및 부하저항 등의 설치가 필요하였으며, 이와 같이 다양한 부속을 설치함에 있어 운동기기의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 운동기기에 설치되는 발전모듈에 발전기, 전력변환기 및 부하저항 등을 일체로 형성하여 내부에 모두 구비하여 설치 및 교체가 용이한 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈을 제공함에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 운동기기에 있어서, 소정의 길이를 가지며 외력에 의해서 회전하는 회전샤프트, 원통 형상으로 형성되며 일측이 상기 회전샤프트와 연결된 케이스, 상기 케이스 내부에서 상기 회전샤프트에 연결되며 외력에 의해 일부가 회전하여 전력을 발생시키는 발전부, 원판 형태로 형성되어 상기 케이스 내부에 배치되며 상기 발전부에 의해서 발전된 전력을 변환 및 공급하는 전력변환공급부 및 상기 케이스 내부에서 상기 전력변환공급부로부터 전력을 공급받아 상기 회전샤프트에 회전에 대한 저항력을 제공하는 부하제공부를 포함한다.

또한, 상기 케이스는 상기 회전샤프트와 연결되며 상기 운동기기와 고정 결합되는 고정가이드 및 상기 고정가이드를 축으로 하여 이를 감싸며 회전 가능하게 결합되어 외력에 의해서 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 하우징을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 발전부는 원판형태로 형성되어 중심부가 상기 고정가이드에 결합되며 중심부로부터 동일한 거리에 둘레를 따라서 코일이 배치된 고정판; 및

상기 고정가이드의 축 방향을 따라 상기 고정판과 인접하게 배치되며 상기 코일과 마주보는 위치에 제 1자석이 배치되어 외력에 의해서 회전하는 제 1회전판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1회전판은 상기 하우징과 고정 결합되어 상기 회전샤프트의 연장선을 중심으로 함께 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 부하제공부는 상기 하우징 내부에 배치되며 제 2자석을 구비하여 외력에 의해 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 제 2회전판 및 중심이 상기 고정가이드와 결합되며 상기 제 2회전판과 인접하게 배치되어 상기 전력변환공급부로부터 전력을 공급받아 자기장을 형성하여 상기 제 2회전판의 회전에 대한 부하를 제공하는 부하저항판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2회전판은 상기 하우징과 고정 결합되어 고정가이드를 중심으로 함께 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 케이스 내부에 구비되며 외력에 의해서 회전하는 상기 회전샤프트의 회전속도를 측정하는 속도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 운동기기에 부착되며 상기 발전부에 의해서 생산된 전력을 공급받아 사용자에게 운동정보를 제공하는 별도의 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

운동기기에 설치되는 케이스 내부에 회전을 통해 전력을 발생시키는 발전부, 발생된 전력을 변환하여 공급하는 전력변환공급부 및 전력을 이용하여 회전에 대한 부하를 제공하는 부하제공부를 구비하여 일체로 형성되도록 함으로써, 운동기기에 설치 및 교체가 용이하며 구성이 단순해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 발전모듈이 운동기기에 연결된 상태를 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 일체형 발전모듈이 결합된 개략적인 구성을 나타낸 사시도;
도 3은 도 2의 일체형 발전모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 분해사시도;
도 4는 도 2의 일체형 발전모듈의 구성을 나타낸 단면도;
도 5는 도 2의 일체형 발전모듈에서 외력에 의해서 회전샤프트가 회전하는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 도 2의 일체형 발전모듈에서 외력에 의해 발전부가 회전하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 7은 도 2의 일체형 발전모듈에서 외력에 의해 부하제공부가 회전하는 상태를 나타낸 도면이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 일체형 발전모듈 및 이를 구비한 운동기기에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 발전모듈이 운동기기에 연결된 상태를 나타낸 도면이고 도 2는 도 1의 일체형 발전모듈이 결합된 개략적인 구성을 나타낸 사시도이며 도 3은 도 2의 일체형 발전모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 발전모듈(10)은 회전형태의 운동력을 사용하는 운동기기(20)에서 부착되어 사용자의 동작에 의해서 회전하며 발전하며, 별도의 디스플레이부(600)를 구비함으로써 발생된 전력을 이용하여 사용자의 운동정보 및 이외의 정보를 사용자에게 표시하도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 일체형 발전모듈(10)은 자전거형 운동기기에 설치되며 디스플레이부(600)도 함께 설치된다. 그리고 사용자의 운동에 의해서 일체형 발전모듈(10)은 동작하여 전력을 발생시키며 사용자의 운동정보를 함께 상기 디스플레이부(600)에 표시한다.

여기서, 상기 일체형 발전모듈(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 운동기기(20)의 외부에 구비되어 별도의 동력전달수단을 통해 동력이 전달될 수도 있으며, 상기 운동기기(20)에 직접 구비되어 사용자에 의한 외력이 전달될 수도 있다.

도 2를 참조하여 상기 일체형 발전모듈(10)에 대해서 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 일체형 발전모듈(10)은 크게 케이스(100), 회전샤프트(200), 발전부(300), 전력변환공급부(400) 및 부하제공부(500)로 구성된다.

상기 케이스(100)는 도시된 바와 같이 외관은 원통형상을 가지도록 형성되어 있으며 고정가이드(120) 및 하우징(110)으로 구성된다.

상기 고정가이드(120)는 소정의 길이를 가지며 양측이 상기 운동기기(20) 또는 별도의 지지프레임(F)에 결합되도록 구성되며 상기 하우징(110) 내부에 구비된다.

상기 하우징(110)은 원판형태로 형성된 한 쌍의 제 1측면(112) 및 제 2측면(114)을 가지며, 이를 포함하여 전체가 원통형상을 가지도록 형성된다. 이와 같이 상기 케이스(100)는 원통형상을 가지도록 형성되어 상기 제 1측면(112)의 중심부와 상기 제 2측면(114)의 중심부 각각이 상기 고정가이드(120)에 회전 가능하게 결합되며 외력에 의해서 상기 고정가이드(120)를 중심으로 회전을 한다.

상기 회전샤프트(200)는 소정의 길이를 가지며 상기 제 1측면(112) 또는 상기 제 2측면(114)의 중심부에 연결되어 상기 고정가이드(120)를 축으로 하여 사용자에 의한 외력에 의해서 상기 하우징(110)과 함께 회전을 하도록 구성된다. 이때, 상기 고정가이드(120)는 회전을 하지 않으며 본 실시예에서 상기 회전샤프트(200)의 회전축 방향과 상기 고정가이드(120)의 중심축 방향은 일치하도록 구성되어있다.

본 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전샤프트(200)는 상기 제 1측면(112)의 중심부에 결합되어 외력에 의해서 회전하도록 구성된다. 도 3을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 회전샤프트(200)는 상기 고정가이드(120)와 동일한 축을 가지며 상기 고정가이드(120)로부터 회전 가능하게 결합되며 이와 동시에 상기 제 1측면(112)에 고정 결합되어 외력에 의해서 회전하는 경우 상기 제 1측면(112)과 함께 회전을 한다. 여기서, 상기 회전샤프트(200)는 상기 고정가이드(120)의 일측에 연결될 수도 있고 상기 고정가이드(120)의 중심에 삽입되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 회전샤프트(200)는 일측에 별도의 풀리(210)가 형성되어 사용자에 의한 회전력을 별도로 전달 받을 수 있도록 형성될 수 있으며, 이와 달리 도면에 도시되지는 않았지만 별도의 상기 풀리(210)를 구비하지 않고 상기 회전샤프트(200)가 직접 발판에 연결되어 회전할 수도 있다.

이와 같이, 도 2를 참조하여 전체적인 외관에 대해서 살펴보면 상기 케이스(100)는 상기 고정가이드(120) 및 상기 하우징(110)으로 구성되며, 상기 고정가이드(120)는 소정의 길이를 가지고 양측부가 상기 지지프레임(F) 또는 상기 운동기기(20)에 결합되어 상기 하우징(110) 내부에 구비된다. 그리고 상기 하우징(110)은 원판 형태의 상기 제 1측면(112) 및 상기 제 2측면(114)을 가지며 원동형상으로 형성되고, 상기 제 1측면(112)의 중심부 및 상기 제 2측면(114)의 중심부가 상기 고정가이드(120)에 회전 가능하게 결합된다.

상기 회전샤프트(200)는 상기 고정가이드(120)에 회전 가능하게 결합됨과 동시에 상기 제 1측면(112)과 고정 결합되어 외력에 의해 상기 제 1측면(112)과 함께 회전을 한다.

상기 발전부(300)는 크게 고정판(320) 및 제 1회전판(310)으로 구성되며, 상기 케이스(100) 내부에서 상기 회전샤프트(200)에 연결되며 외력에 의해서 일부가 회전하여 전력을 발전시킨다.

상기 고정판(320)은 상기 하우징(110) 내부에 구비되며 얇은 플레이트 형상을 가지고 상기 고정가이드(120)에 결합된다. 본 실시예에서 상기 고정판(320)은 상기 하우징(110)의 형상에 대응하도록 원판형상으로 형성되며 중심부가 상기 고정가이드(120)에 고정 결합되어 있다. 또한, 일면에 둘레를 따라 코일(322)이 배치되며 본 실시예 에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1측면(112) 방향에 복수 개로 구성된 상기 코일(322)의 다발이 중심부로부터 동일한 거리만큼 이격된 위치에 둘레를 따라서 배치되어 있다.

상기 제 1회전판(310)은 상기 고정가이드(120)의 축 방향을 따라 상기 고정판(320)과 인접하게 배치되며 상기 코일(322)과 마주보는 위치에 제 1자석(312)이 배치되어 외력에 의해서 회전한다.

본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 고정판(320)과 유사한 형상을 가지도록 형성되지만 중심부가 상기 고정가이드(120)와 회전 가능하게 결합되며 상기 제 1측면(112)과 인접하게 배치되며 둘레에 따른 적어도 일부가 상기 하우징(110)에 결합된다.

이와 같이 상기 발전부(300)는 상기 고정판(320)과 상기 제 1회전판(310)으로 구성되어 사용자의 외력에 의해서 전력을 발생시키며 보다 자세한 내용은 도 6을 참조하여 후술한다.

상기 전력변환공급부(400)는 상기 발전부(300)에 의해서 발전된 전력을 변환시켜 다른 곳으로 공급하는 장치로써 상기 하우징(110) 내부에 배치되어 상기 고정가이드(120)에 결합된다. 여기서, 상기 전력변환공급부(400)는 일반적인 PCB기판 형태로 형성될 수 있으며 상기 하우징(110)의 형상에 대응하도록 형성되며 중심부가 상기 고정가이드(120)에 고정 결합된다.

상기 부하제공부(500)는 상기 하우징(110) 내부에서 상기 전력변환공급부(400)로부터 전력을 공급받아 상기 회전샤프트(200)에 회전에 대한 저항력을 제공하며 크게 제 2회전판(520) 및 부하저항판(510)으로 구성된다.

상기 제 2회전판(520)은 상기 하우징(110) 내부에 배치되며 일면에 제 2자석(522)을 구비하여 외력에 의해 상기 회전샤프트(200)와 함께 회전한다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 2회전판(520)은 상술한 제 1회전판(310)과 유사하게 원판 형상으로 형성되어 중심부가 상기 고정가이드(120)에 회전 가능하게 결합되며 외력의 의해 상기 회전샤프트(200)와 함께 회전을 한다.

여기서, 상기 제 2회전판(520)은 상기 고정가이드(120)의 길이방향을 따라서 상기 부하저항판(510)을 기준으로 상기 제 1회전판(310)과 대향하는 위치에 배치된다. 즉, 상기 제 2회전판(520)은 상기 제 2측면(114)과 인접하게 배치된다.

그리고 상기 제 2회전판(520)은 둘레를 따라서 자력을 가지는 복수 개의 제 2자석(522)이 구비되며 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 2자석(522)은 상기 전력변환공급부(400) 방향으로 배치된다.

상기 부하저항판(510)은 상기 하우징(110) 내부에서 상기 제 2회전판(520) 및 상기 전력변환공급부(400) 사이에 배치되며 중심부가 상기 고정가이드(120)와 고정 결합되어 배치되며 상기 제 2회전판(520)과 인접하게 배치된다.

그리고 상기 부하저항판(510)은 상기 전력변환공급부(400)로부터 전력을 공급받아 상기 제 2자석(522)과 자기장을 형성하여 상기 제 2회전판(520)의 회전에 대한 부하를 제공한다. 여기서, 상기 부하저항판(510)에 공급되는 전력에 따라 상기 제 2회전판(520)에 작용하는 회전에 대한 저항력의 세기가 조절된다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 부하저항판(510)도 얇은 플레이트형상을 가지도록 형성되어 상기 고정가이드(120)에 결합된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자가발전 운동기기(20)용 일체형 발전모듈(10)에서 각각의 구성요소들이 배치된다. 그래서 외력에 의해 상기 회전샤프트(200)가 회전하는 경우, 상기 하우징(110) 및 상기 제 1회전판(310) 및 상기 제 2회전판(520) 등이 회전을 하여 전력을 생산함과 동시에 상기 하우징(110)의 회전에 대한 저항력을 조절할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1회전판(310)과 상기 제 1측면(112) 사이에 배치되어 상기 제 1자석(312)에 의한 자력이 외부로 작용하지 않도록 차폐하는 자력차폐판(116)이 구비된다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 제 2회전판(520)과 상기 제 2측면(114) 사이에도 상기 제 2자석(522)에 의한 자력을 차폐하는 상기 자력차폐판(116)이 구비된다.

이와 같이 상기 자력차폐판(116)이 구비됨으로써 상기 제 1자석(312) 및 상기 제 2자석(522)에 의해서 상기 제 1회전판(310) 및 상기 제 2회전판(520)이 회전하는데 있어서 외부적인 요인이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도면에 표시되지는 않았지만 이와 별도로 상기 하우징(110) 내부에 구비되며 외력에 의해서 회전하는 상기 회전샤프트(200)의 회전속도를 측정하는 속도센서(미도시) 및 사용자의 운동정보를 표시하는 별도의 디스플레이부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 속도센서는 상기 하우징(110) 내부에서 상기 회전샤프트(200)와 연결되며 상기 회전샤프트(200)가 외력에 의해서 회전하는 속도를 측정하도록 구성되며, 측정된 결과를 상기 디스플레이부(600)로 표시할 수도 있다.

상기 디스플레이부(600)는 상기 운동기기(20)에 부착되며 상기 발전부(300)에 의해서 생산된 전력을 공급받아 사용자에게 운동정보를 제공하도록 구성된다. 본 실시예에서 상기 디스플레이부(600)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 운동기기(20)상에서 사용자의 정면에 위치하며 사용자의 운동량 및 운동속도 등을 표시할 수 있다. 또한, 이와 별도로 추가적인 프로그램을 구비하여 속도센서와 연동되며 사용자가 운동과 함께 게임을 즐기도록 할 수 있다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 케이스(100) 내부에 구비된 구성요소들의 결합 및 배치상태와 동작에 대해서 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 2의 일체형 발전모듈(10)의 구성을 나타낸 단면도이고 도 5는 도 2의 일체형 발전모듈(10)에서 외력에 의해서 회전샤프트(200)가 회전하는 상태를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 케이스(100)는 상기 고정가이드(120)와 상기 하우징(110)으로 구성되며 상기 고정가이드(120)는 소정의 길이를 가지며 상기 하우징(110)에 의해서 길이방향을 따라 감싸지도록 배치된다.

그리고 좌측 끝단부가 상기 회전샤프트(200)와 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 제 1측면(112) 및 상기 제 2측면(114)은 상기 고정가이드(120)를 중심 축으로 하여 회전 가능하게 결합되어 있다. 이때, 상기 제 1측면(112)은 상기 회전샤프트(200)와 결합되어 상기 회전샤프트(200)의 움직임에 따라서 함께 회전하도록 구성된다.

그리고 단면상 좌측에 위치한 상기 제 1측면(112)은 상기 제 1회전판(310)과 결합되어 있으며 상기 제 1회전판(310)은 우측 방향의 면에 둘레를 따라서 상기 제 1자석(312)이 배치된다. 그래서 상기 제 1측면(112)이 외력에 의해서 회전하는 경우, 상기 제 1회전판(310)은 함께 회전하며 상기 제 1자석(312)도 같이 회전을 한다.

그리고 상기 고정판(320)은 상기 고정가이드(120)상에서 상기 제 1회전판(310)과 인접하게 배치되며 상기 제 1자석(312)과 마주보도록 배치된 상기 코일(322)을 구비한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정판(320)은 상기 제 1회전판(310)의 우측에 배치되며 좌측의 면에 복수 개의 상기 코일(322)이 둘레를 따라서 배치된다. 이때, 상기 고정판(320)은 상기 고정가이드(120)에 결합되어 있기 때문에 회전을 하지 않도록 구성된다.

그리고 상기 고정판(320)의 우측에 상기 전력변환공급부(400)가 배치되며 상기 전력변환공급부(400)도 상기 고정가이드(120)에 결합되어 회전하지 않으며 상기 발전부(300)에 의해서 발생된 전력을 변환하여 상기 디스플레이부(600) 및 상기 부하제공부(500)에 공급한다.

상기 제 2회전판(520)은 상기 제 2측면(114)의 좌측에 결합되며 중심부가 상기 고정가이드(120)와 회전 가능하게 결합되고 좌측의 면에 상기 제 2자석(522)이 둘레를 따라서 배치된다. 또한, 상기 제 2회전판(520)과 상기 제 2측면(114) 사이에 상기 자력차폐판(116)을 구비하여 상기 제 2자석(522)의 자력이 외부에 작용하는 것을 방지한다.

상기 부하저항판(510)은 상기 고정가이드(120)의 길이방향을 따라서 상기 제 2회전판(520)과 상기 전력변환공급부(400) 사이에 배치되며, 중심부가 상기 고정가이드(120)에 고정 결합되고 전력을 공급받아 상기 제 2회전판(520)의 회전에 대한 저항력을 제공한다.

이와 같이 구성됨으로써, 외력에 의해서 상기 회전샤프트(200)가 회전하는 경우, 상기 고정가이드(120)를 중심으로 상기 제 1측면(112) 및 상기 제 2측면(114)과 함께 상기 하우징(110)이 회전하고, 이에 따라서 상기 제 1회전판(310)과 상기 제 2회전판(520)이 회전한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 중앙에 위치한 상기 고정판(320), 상기 전력변환공급부(400) 및 상기 부하저항판(510)은 상기 고정가이드(120)와 함께 회전하기 않고 양측이 회전하도록 구성된다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자가발전 운동기기(20)용 일체형 발전모듈(10)이 외력에 의해서 동작하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 2의 일체형 발전모듈(10)에서 외력에 의해 발전부(300)가 회전하는 상태를 나타낸 도면이며 도 7은 도 2의 일체형 발전모듈(10)에서 외력에 의해 부하제공부(500)가 회전하는 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6을 살펴보면 상기 발전부(300)가 외력에 의해서 회전함에 따라 상기 제 1회전판(310)이 회전을 한다. 이때, 상기 제 1회전판(310)은 상기 제 1측면(112)과 결합되어 함께 회전을 하며 상기 고정판(320)은 상기 고정가이드(120)에 결합되어 있기 때문에 회전을 하지 않는다.

이와 같이 상기 회전판이 회전함에 따라 상기 제 1자석(312)은 함께 회전을 하며 상기 고정판(320)이 회전하지 않음에 따라 상기 코일(322)은 회전을 하지 않는다. 여기서, 상기 고정판(320)과 상기 회전판은 동일한 중심축을 가지 있으며 서로 대면되도록 인접하게 배치되어 있기 때문에 상기 제 1자석(312)과 상기 코일(322)은 서로 교차되며 이에 따라 전력이 발생하게 된다.

이와 같이, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 발전부(300)는 전력을 생산하게 되어 상기 전력변환공급부(400)로 전달하게 된다.

본 실시예에서 상기 제 1자석(312)과 상기 코일(322)의 위치가 서로 바뀌도록 구성되더라도 본 발명을 설명함에 있어 동일하게 볼 수 있다.

이어서, 도 7을 살펴보면 도 7은 상기 부하제공부(500)의 동작상태를 나타낸 것으로써, 사용자의 외력에 의해서 상기 하우징(110)이 회전을 하면 상기 제 2측면(114)과 결합된 상기 제 2회전판(520)이 상기 고정가이드(120)를 축으로 하여 회전을 한다. 이때, 상기 고정가이드(120)는 회전을 하지 않으며 상기 부하저항판(510)도 상기 고정가이드(120)에 결합되어 있기 때문에 회전을 하지 않는다.

여기서, 상기 부하저항판(510)은 상기 발전부(300)로부터 발생된 전력을 공급받아 자기장을 발생시키며 이에 따라 상기 제 2자석(522)을 가지는 상기 제 2회전판(520)은 발생된 자기장에 의해서 회전에 대한 저항을 받게 된다. 이와 같이, 상기 부하저항판(510)에 의해서 상기 제 2회전판(520)이 회전에 대한 저항력을 가지게 되고 이에 따라 저항력이 사용자에게 전달되며, 상기 부하저항판(510)에 공급되는 전력을 조절하여 사용자가 원하는 수준의 저항력으로 선택할 수 있다.
즉, 사용자가 회전샤프트(200)를 회전시키는 외력의 크기에 따라 회전샤프트(200)에 작용하는 저항력의 세기가 조절되며, 이에 대응하여 사용자가 회전샤프트(200)에 가하는 외력의 크기를 가감시킬 수 있다.
예를 들어, 사용자가 회전샤프트(200)에 외력을 가하여 회전시키는 경우 회전에 따른 회전샤프트(200)에 최초 100의 저항이 발생한다고 가정하면, 지속적으로 회전샤프트(200)가 회전함으로써 부하제공부(500)에 의해 회전샤프트(200)의 회전에 따른 부하가 100이상으로 증가하게 되고 이에 따라 사용자는 최초에 회전샤프트(200)에 가한 외력 보다 더 큰 외력을 가하여 회전샤프트(200)를 지속적으로 회전시키며 운동을 할 수 있다.

이와 같이, 상기 부하저항판(510)에 의해서 자기장이 형성됨으로써 상기 제 2자석(522)이 구비된 상기 제 2회전판(520)의 회전에 대한 저항력을 제공할 수 있다.

도 6 및 도 7의 내용에 대해서 보다 상세하게 살펴보면, 사용자로부터의 외력에 의해서 상기 회전샤프트(200)가 회전하는 경우 상기 하우징(110)도 함께 회전하고 이에 따라 상기 제 1측면(112) 및 상기 제 1회전판(310)은 상기 고정가이드(120)를 축으로 하여 상기 하우징(110)과 함께 회전한다.

그리고 상기 하우징(110)이 회전함에 따라서 상기 제 2측면(114) 및 상기 제 2회전판(520)도 함께 회전한다.

이와 같이 상기 제 1회전판(310)과 상기 제 2회전판(520)이 회전을 하면, 상기 제 1회전판(310)은 상기 고정가이드(120)에 의해서 회전하지 않는 상기 고정판(320)에 의해서 전력을 생산한다. 그리고 상기 제 2회전판(520)은 회전하지 않는 상기 부하저항판(510)에 의해서 자기장이 발생하며 회전에 대한 저항력을 가지게 된다.

즉, 상기 회전샤프트(200)가 회전함에 따라 상기 발전부(300)에서 전력을 발생시킴과 동시에 상기 부하제공부(500)에 의해서 회전에 대한 저항력이 발생한다. 또한, 발생된 전력을 활용하여 상기 디스플레이부(600)를 통해서 사용자의 운동정보 및 이외의 정보를 표시할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 케이스 110: 하우징
112: 제 1측면 114: 제 2측면
120: 고정가이드 200: 회전샤프트
300: 발전부 310: 제 1회전판
320: 고정판 400: 전력변환공급부
500: 부하제공부 510: 부하저항판
520: 제 2회전판 600: 디스플레이부

Claims (8)

1. 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈에 있어서,
   소정의 길이를 가지며 외력에 의해서 회전하는 회전샤프트;
   상기 회전샤프트와 연결되며 별도의 운동기기와 고정 결합되는 고정가이드 및 원통 형상으로 상기 고정가이드를 축으로 하여 이를 감싸며 회전 가능하게 결합되어 외력에 의해서 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 하우징을 포함하는 케이스;
   상기 케이스 내부에서 상기 회전샤프트에 연결되며 외력에 의해 일부가 회전하여 전력을 발생시키는 발전부;
   원판 형태로 형성되어 상기 케이스 내부에 배치되며 상기 발전부에 의해서 발전된 전력을 변환 및 공급하는 전력변환공급부; 및
   상기 하우징 내부에 배치되며 제 2자석을 구비하여 외력에 의해 상기 회전샤프트와 함께 회전하는 제 2회전판 및 중심이 상기 고정가이드와 결합되며 상기 제 2회전판과 인접하게 배치되어 상기 전력변환공급부로부터 전력을 공급받아 자기장을 형성하여 상기 제 2회전판의 회전에 대한 부하를 제공하는 부하저항판을 포함하는 부하제공부; 를 포함하며,
   상기 부하제공부는 상기 전력변환공급부로부터 공급받는 전력의 세기에 따라서 발생하는 자기장의 세기가 조절되는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 발전부는,
   원판형태로 형성되어 중심부가 상기 고정가이드에 결합되며 중심부로부터 동일한 거리에 둘레를 따라서 코일이 배치된 고정판; 및
   상기 고정가이드의 축 방향을 따라 상기 고정판과 인접하게 배치되며 상기 코일과 마주보는 위치에 제 1자석이 배치되어 외력에 의해서 회전하는 제 1회전판;
   을 포함하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1회전판은,
   상기 하우징과 고정 결합되어 상기 회전샤프트의 연장선을 중심으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2회전판은,
   상기 하우징과 고정 결합되어 고정가이드를 중심으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 케이스 내부에 구비되며 외력에 의해서 회전하는 상기 회전샤프트의 회전속도를 측정하는 속도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 운동기기에 부착되며 상기 발전부에 의해서 생산된 전력을 공급받아 사용자에게 운동정보를 제공하는 별도의 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 운동기기용 일체형 발전모듈.
   

Images