KR101428390B1

KR101428390B1 - 자가발전장치

Info

Publication number: KR101428390B1
Application number: KR1020130056334A
Authority: KR
Inventors: 송경섭
Original assignee: 송경섭
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2014-08-14

Abstract

자가발전장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치는, 가압력을 발생시키는 상부 가압모듈; 및 상기 상부 가압모듈의 하부에서 상기 상부 가압모듈과 연결되며, 상기 상부 가압모듈의 가압 동작 시 일부분이 회전되면서 내부의 발전기를 통해 전기를 생산하는 하부 발전모듈을 포함한다.

Description

자가발전장치{SELF POWER GENERATOR}

본 발명은, 자가발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종전의 복잡한 구조에서 벗어나 콤팩트한 구조를 가지고 유기적인 기구적 메커니즘을 통해 자가 발전을 수행하여 전기를 생산해 낼 수 있는 자가발전장치에 관한 것이다.

최근, 화석연료의 고갈과 환경오염 문제에 직면하여 자연환경에서 손쉽게 얻을 수 있는 다양한 에너지원을 찾는 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

특히, 진동, 압력, 빛, 열, 전자파 등 우리 주변에서 흔히 버려지는 미소 에너지를 효과적으로 포집하여 현실화 가능한 에너지원으로 활용하는 개념이 큰 주목을 받고 있다.

또한 최근의 전자회로 기술의 발전에 의해 마이크로 와트대의 저 전력으로 동작가능한 집적회로의 상용화에 따라 미소 에너지원으로도 전자부품과 회로시스템 동작이 가능하게 되어 구현의 까다로움과 많은 제작비용에도 불구하고 전체적인 비용 면에서 이득이 되므로 교통 인프라, 무선 의료장비, 타이어 압력감지, 빌딩 자동화 시스템, 무선 센서노드와 같은 원격 모니터링 시스템에 다양한 에너지 포집기술이 적용되고 있다.

그 중 가장 활발히 연구되어 왔던 압전소자는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 에너지 변환기로서, 무기물 및 유기물을 포함하는 많은 수의 재료가 압전 현상을 일으키는 재료로 알려져 있으며, 현재 PZT계 세라믹이 실용적인 용도로 널리 활용 되고 있는 재료이다.

이는 기계적 진동에너지와 전기에너지 사이의 가역성과 반영구적 수명 등의 특성으로 인해 각종 센서 및 액추에이터, 에너지 포집 등 다양한 응용분야로 적용되는 추세에 있으나, 높은 제작비용과 복잡한 제작공정 및 잘 깨어지는 문제로 인해 환경발전 시스템을 구성하는데 까다로운 단점이 있어 가공이 편리하고 내구성이 좋은 새로운 대체 소재개발 및 적용연구가 진행되고 있다.

최근, 태양전지, 압전소자, 열전소자 등을 이용한 환경발전 시스템에서 최대 출력을 얻기 위해 다양한 알고리즘이 제시되어 적용되고 있으나, 대부분 전압 및 전류의 검출값에 그 기반을 두거나 복잡한 연산을 담당하는 CPU를 채택하므로 회로 자체의 전력 부담이 커지게 되어 마이크로 전력 에너지 포집시스템 설계에는 적합하지 않다.

다시 말해, 수 내지 수백 마이크로 와트(㎼) 단위의 미소 전력만을 발생하는 에너지 포집시스템에서는 가급적 추가적인 검출회로와 복잡한 연산회로부를 제거하여 전력손실을 줄이는 회로 설계가 필요하다.

또한 이러한 환경발전 시스템에서 발전된 전기에너지는 ㎼~㎽급의 미소 전력이고 간헐적이므로 전력 연속성을 보장하고 실제 활용을 위해서는 재충전 배터리나 슈퍼 커패시터에 에너지를 축적해야 한다.

그러나 이러한 에너지 축적 셀에 환경발전 시스템의 출력을 직접 연결하면 원하는 최대전력 발생을 보장할 수 없을 뿐만 아니라 에너지 포집 자체가 불가능해 질 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 환경발전 시스템과 축전지 사이에 여러 가지 DC-DC 컨버터를 연결하여 최대전력 발생을 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.

하지만, 회로 자체의 손실과 부하효과로 인해 만족할 만한 성능을 얻지 못하는 실정이며, 자가발전장치에 적용하기 위한 마이크로 에너지 포집시스템에서는 특히, 회로의 간소화와 회로손실 최소화 및 최대전력 발생을 위한 회로설계가 필수적이다.

한편, 발전기로부터 생산된 전기는 전력케이블을 매개로 비교적 큰 사용전력이 요구되는 가정용 및 산업용 장치나 제품에 공급되어 에너지원으로 사용되고 있지만, 소규모의 가전제품이나 휴대용 단말기 등과 같이 휴대성이나 활동성이 요구되는 대부분의 물품은 1차 전지나 리듐이온 전지와 같은 2차 전지를 구비하여 전원으로 사용하고 있다.

하지만, 배터리는 한정된 사용시간으로 인해 전원이 방전되면 다시 충전해서 사용하여야 하고, 이동 중에 있거나 야외에서는 충전할 수 없으므로 방전시에는 해당 제품을 사용할 수 없게 된다.

이에, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 최근에는 다양한 자가발전장치가 개발되어 비상시에 필요한 전원을 사용할 수 있도록 하고 있으며, 그 예가 대한민국특허청 등록번호 제10-0890917호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0089355호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2004-0009655호 등에 널리 공지되어 있다.

공지된 기술들 중 일부는 예컨대, 압전소자에 의한 발전 원리를 이용한 것들인데, 이와 같은 기술들의 경우, 복잡한 구조를 갖는데 반해 발전 효율은 오히려 낮은 문제점이 있으므로 이러한 점을 감안한 구조보완이 요구된다.

대한민국특허청 등록번호 제10-0890917호 대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0089355호 대한민국특허청 출원번호 제10-2004-0009655호

본 발명의 목적은, 종전의 복잡한 구조에서 벗어나 콤팩트한 구조를 가지고 유기적인 기구적 메커니즘을 통해 자가 발전을 수행하여 전기를 생산해 낼 수 있는 자가발전장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 가압력을 발생시키는 상부 가압모듈; 및 상기 상부 가압모듈의 하부에서 상기 상부 가압모듈과 연결되며, 상기 상부 가압모듈의 가압 동작 시 일부분이 회전되면서 내부의 발전기를 통해 전기를 생산하는 하부 발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전장치에 의해 달성된다.

상기 상부 가압모듈은, 상부의 외관을 형성하는 상부 가압 하우징; 및 상기 상부 가압 하우징의 내부에 배치되며, 상기 상부 가압 하우징을 가압할 때 회전되는 상부 회전 기어체를 포함할 수 있다.

상기 상부 가압모듈은, 상기 상부 가압 하우징과 상기 상부 회전 기어체 사이에 배치되어 상기 상부 회전 기어체를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 회전 기어체는, 내벽에 돌기부가 형성되는 기어체 지지부; 및 단부에 제1 기어가 형성되며, 상기 돌기부가 삽입되어 이동되는 나선형의 돌기홈부가 측면에 형성되는 상부 회전 기어를 포함할 수 있다.

상기 하부 발전모듈은, 저면을 형성하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 연결되어 위치 고정되는 고정 하우징; 상기 베이스 플레이트와 상기 고정 하우징 사이에서 회전 가능하게 배치되며, 내부에 상기 발전기가 배치되는 회전링; 상기 제1 기어와 선택적으로 기어 맞물림되는 제2 기어가 형성되는 헤드부는 상기 고정 하우징의 상부로 노출되고, 상기 헤드부와 연결되는 축부는 상기 회전링의 내부를 경유하여 상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 결합되는 하부 회전 기어; 및 상기 하부 회전 기어에 연결되며, 상기 하부 회전 기어의 회전 시 상기 하부 회전 기어와 함께 탄성적으로 감기다가 그 탄성한계를 넘어설 때 탄성적으로 풀리면서 상기 회전링을 강제로 회전시키는 회전링 강제 회전유도 태엽을 포함할 수 있다.

상기 회전링 강제 회전유도 태엽의 단부에는 태엽 헤드가 형성되며, 상기 태엽 헤드는 평상 시 상기 고정 하우징의 내벽에 형성되는 헤드홈부에 수용되어 있다가 그 탄성한계를 넘어설 때 상기 헤드홈부로부터 이탈되어 상기 회전링에 형성되는 링 기어에 접촉되어 상기 링 기어를 강제 회전시킬 수 있다.

상기 하부 회전 기어의 축부는 상기 베이스 플레이트에 베어링 결합될 수 있다.

상기 베이스 플레이트의 내부에는 플레이트 기어가 형성되며, 상기 하부 회전 기어의 축부에는 상기 플레이트 기어에 끼워져서 상기 하부 회전 기어의 역회전을 저지시키는 역회전 저지플립이 결합될 수 있다.

상기 상부 가압모듈과 상기 하부 발전모듈 사이에 배치되어 상기 하부 발전모듈 쪽으로 가압된 상기 상부 가압모듈을 원위치 복귀시키는 탄성모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 자가발전장치는 계단 내에 설치되거나 신발 내에 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 종전의 복잡한 구조에서 벗어나 콤팩트한 구조를 가지고 유기적인 기구적 메커니즘을 통해 자가 발전을 수행하여 전기를 생산해 낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치가 계단에 적용된 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치의 단면 구조도이다.
도 3은 도 2의 동작도이다.
도 4는 도 2의 상부 가압모듈의 확대도이다.
도 5는 도 2의 하부 발전모듈의 확대도이다.
도 6은 상부 회전 기어체 영역의 사시도이다.
도 7은 회전링의 확대 사시도이다.
도 8은 베이스 플레이트의 확대 사시도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치가 계단에 적용된 예를 도시한 도면이다.

본 실시예의 자가발전장치(100)는 종전의 복잡한 구조에서 벗어나 콤팩트한 구조를 가지고 유기적인 기구적 메커니즘을 통해 자가 발전을 수행하여 전기를 생산해 낼 수 있도록 한 것이다.

따라서 본 실시예의 자가발전장치(100)는 도 1처럼 계단 내에 설치될 수 있는데, 이러한 경우, 계단을 오르내리다 보면 자가발전장치(100)를 통해 일정량의 전기를 생산해낼 수 있다.

이렇게 생산된 전기는 계단 벽면의 등기구의 동작을 온(on)시키는 동력원이 될 수 있다.

물론, 본 실시예의 자가발전장치(100)는 도 1처럼 계단이 아닌, 예컨대 신발에 적용될 수도 있다.

본 실시예의 자가발전장치(100)가 신발 내에 적용되면, 신발을 신고 걸을 때마다 일정량의 전기가 생산될 수 있는데, 이러한 전기는 신발 내의 보온장치와 연결되어 추운 겨울철에 신발을 보온시키는 동력원이 될 수도 있을 것이다.

물론, 계단이나 신발 외에도 본 실시예의 자가발전장치(100)는 전기를 필요로 하는 곳에 다양하게 적용될 수 있을 것이다.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 실시예의 자가발전장치(100)의 구조에 상세히 알아본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전장치의 단면 구조도, 도 3은 도 2의 동작도, 도 4는 도 2의 상부 가압모듈의 확대도, 도 5는 도 2의 하부 발전모듈의 확대도, 도 6은 상부 회전 기어체 영역의 사시도, 도 7은 회전링의 확대 사시도, 그리고 도 8은 베이스 플레이트의 확대 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 자가발전장치(100)는 가압력을 발생시키는 상부 가압모듈(200)과, 상부 가압모듈(200)의 하부에서 상부 가압모듈(200)과 연결되며, 상부 가압모듈(200)의 가압 동작 시 일부분이 회전되면서 내부의 발전기(G)를 통해 전기를 생산하는 하부 발전모듈(300)을 포함한다.

상부 가압모듈(200)과 하부 발전모듈(300) 사이에는 탄성모듈(400)이 더 배치된다.

탄성모듈(400)은 상부 가압모듈(200)과 하부 발전모듈(300) 사이에 배치되어 도 3처럼 하부 발전모듈(300) 쪽으로 가압된 상부 가압모듈(200)을 도 2처럼 원위치 복귀시키는 역할을 한다.

우선, 상부 가압모듈(200)에 대해 살펴본다. 상부 가압모듈(200)은 자가발전장치(100)는 가압력을 발생시키는 부분이다.

이러한 상부 가압모듈(200)은 상부의 외관을 형성하는 상부 가압 하우징(210)과, 상부 가압 하우징(210)의 내부에 배치되며, 상부 가압 하우징(210)을 가압할 때 회전되는 상부 회전 기어체(220)를 포함한다.

상부 가압 하우징(210)과 상부 회전 기어체(220) 사이에는 상부 회전 기어체(220)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(250)가 마련된다. 본 실시예에서 탄성부재(250)는 비틀림 코일 압축스프링으로 적용된다.

한편, 상부 회전 기어체(220)는 내벽에 돌기부(231)가 형성되는 기어체 지지부(230)와, 단부에 제1 기어(241)가 형성되며, 돌기부(231)가 삽입되어 이동되는 나선형의 돌기홈부(242)가 측면에 형성되는 상부 회전 기어(240)를 포함한다. 돌기부(231)와 나선형의 돌기홈부(242)는 한 쌍씩 형성될 수 있다.

상부 회전 기어(240)는 그 상부의 헤드부(240a)로 인해 기어체 지지부(230) 내에서 임으로 이탈되지 않는다.

이에, 도 2에서 도 3처럼 상부 가압 하우징(210)을 밟아 화살표 방향으로 가압하면 상부 회전 기어체(220)의 상부 회전 기어(240)가 하향 이동하게 되는데, 이때 탄성부재(250)가 상부 가압 하우징(210)을 탄성적으로 가압하고 있는 상태이고 계속되는 하향 가압력이 가해지는 상태이기 때문에, 기어체 지지부(230)의 돌기부(231)가 상부 회전 기어(240)의 나선형의 돌기홈부(242)를 따라 이동되는 과정에서 상부 회전 기어(240)는 자연스럽게 회전되면서 하향 이동될 수 있다.

다시 말해, 앞서 기술한 것처럼 기어체 지지부(230)의 돌기부(231)가 나선형으로 형성된 상부 회전 기어(240)의 돌기홈부(242)를 따라 강제로 이동되어야 하기 때문에 상부 회전 기어(240)의 회전을 유도할 수 있게 되는 것이다.

결과적으로 도 2에서 도 3처럼 상부 가압 하우징(210)을 밟아 화살표 방향으로 가압하면 상부 회전 기어체(220)의 상부 회전 기어(240)의 하향 회전 운동을 유도해낼 수 있다.

다음으로, 하부 발전모듈(300)에 대해 살펴본다. 하부 발전모듈(300)은 상부 가압모듈(200)의 가압 동작 시 일부분이 회전되면서 내부의 발전기(G)를 통해 전기를 생산하는 부분이다.

다시 말해, 상부 가압모듈(200) 쪽에서 제공되는 회전 운동을 받아서 내부의 발전기(G)를 가동시킴으로써 전기를 생산하는 역할을 하부 발전모듈(300)이 담당한다.

참고로, 발전기(G)는 내부에 전기코일이 감긴 회전자와 영구자석의 고정자의 상호 작용에 기인하여 전기를 생산하는 장치로서, 이는 일반적인 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.

하부 발전모듈(300)은 베이스 플레이트(310), 고정 하우징(320), 회전링(330), 하부 회전 기어(340), 그리고 회전링 강제 회전유도 태엽(350)을 포함한다.

베이스 플레이트(310)는 저면을 형성하는 부분이다. 베이스 플레이트(310)는 회전되는 부분은 아니다.

고정 하우징(320)은 베이스 플레이트(310)에 연결된다. 고정 하우징(320)이 베이스 플레이트(310)에 연결되기 때문에 고정 하우징(320) 역시 위치 고정된다.

회전링(330)은 베이스 플레이트(310) 및 고정 하우징(320)과 달리 회전되는 구조체이다.

즉 회전링(330)은 베이스 플레이트(310) 및 고정 하우징(320) 사이에서 회전 가능하게 배치되는 구조체로서, 그 내부에는 발전기(G)가 배치된다.

이처럼 회전링(330)이 회전됨으로써 예컨대, 발전기(G)의 회전자를 회전링(330)이 회전시키게 되면 고정자와의 상호 작용에 의해 전기가 생산될 수 있다.

회전링(330)의 내부에는 하부 회전 기어(340)의 축부(343)가 통과되는 축공(330a)이 형성된다.

하부 회전 기어(340)는 상부 회전 기어(240)의 제1 기어(241)와 선택적으로 기어 맞물림되는 제2 기어(341)가 형성되는 헤드부(342)와, 헤드부(342)에 연결되는 축부(343)를 구비한다.

이때, 헤드부(342)는 고정 하우징(320)의 노출되게 배치되고, 축부(343)는 회전링(330)의 내부를 경유하여 베이스 플레이트(310)에 회전 가능하게 결합된다. 축부(343)의 단부는 베이스 플레이트(310)에 베어링(B) 결합된다.

따라서 위치 고정된 베이스 플레이트(310) 상에서도 하부 회전 기어(340)가 회전되는 데에는 아무런 문제가 없다.

한편, 회전링 강제 회전유도 태엽(350)은 하부 회전 기어(340)에 연결되며, 하부 회전 기어(340)의 회전 시 하부 회전 기어(340)와 함께 탄성적으로 감기다가 그 탄성한계를 넘어설 때 탄성적으로 풀리면서 회전링(330)을 강제로 회전시키는 역할을 한다.

이러한 회전링 강제 회전유도 태엽(350)의 단부에는 태엽 헤드(351)가 형성되는데, 이 태엽 헤드(351)는 평상 시 고정 하우징(320)의 내벽에 형성되는 헤드홈부(321)에 수용되어 있다가 그 탄성한계를 넘어설 때 헤드홈부(321)로부터 이탈되어 회전링(330)에 형성되는 링 기어(331)에 접촉되어 링 기어(331)를 강제 회전시킨다.

즉 통상의 태엽 구조를 갖는 회전링 강제 회전유도 태엽(350)은 하부 회전 기어(340)의 헤드부(342) 영역에 대략 수회 감긴 상태를 취하는데, 그 단부의 태엽 헤드(351)가 고정 하우징(320)의 내벽에 형성되는 헤드홈부(321)에 수용되어 있기 때문에 하부 회전 기어(340)가 회전되면 회전링 강제 회전유도 태엽(350)은 하부 회전 기어(340)를 따라서 회전되면서 꼬이게 되나 회전링 강제 회전유도 태엽(350)의 탄성한계를 넘어서게 되면 그 힘에 의해 태엽 헤드(351)가 고정 하우징(320)의 헤드홈부(321)로부터 임으로 이탈된 후에 회전링(330)에 형성되는 링 기어(331)에 접촉되어 링 기어(331)를 강제 회전시킨다.

링 기어(331)는 기어 형태로 마련되기 때문에 고정 하우징(320)의 헤드홈부(321)에서 풀린 태엽 헤드(351)는 어느 한 링 기어(331)에 접촉되어 링 기어(331)를 회전시킴으로써 결과적으로 회전링(330)을 회전시키게 되는데, 이때는 회전링 강제 회전유도 태엽(350)이 강한 탄성력으로 링 기어(331)를 잡아채면서 회전링(330)을 회전시키는 형태가 되기 때문에 회전링(330)은 강하게 회전될 수 있게 되어 전기 생산 시 전혀 차질이 빚어지지 않도록 한다.

한편, 도 3에서 도 2처럼 하부 발전모듈(300)에서 상부 가압모듈(200)이 이격된 경우, 상부 가압모듈(200)에 의해서 일 방향으로 회전되던 하부 회전 기어(340)가 임으로 역회전되면 아니된다. 만약, 하부 회전 기어(340)가 임으로 역회전되면 회전링 강제 회전유도 태엽(350)이 풀리기 때문에 아니된다.

이러한 현상을 저지시키기 위하여 베이스 플레이트(310)의 내부에는 플레이트 기어(311)가 형성되며, 하부 회전 기어(340)의 축부(343)에는 플레이트 기어(311)에 끼워져서 하부 회전 기어(340)의 역회전을 저지시키는 역회전 저지플립(345)이 결합된다.

역회전 저지플립(345)은 힌지 형태로서 그 일단부가 회동 가능하게 하부 회전 기어(340)의 축부(343)에 외팔보 형태로 결합된다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예의 자가발전장치(100)의 작용을 설명한다.

도 2에서 도 3처럼 상부 가압 하우징(210)을 밟아 화살표 방향으로 가압한다.

그러면, 상부 회전 기어체(220)의 상부 회전 기어(240)가 하향 이동하게 되는데, 이때 탄성부재(250)가 상부 가압 하우징(210)을 탄성적으로 가압하고 있는 상태이고 계속되는 하향 가압력이 가해지는 상태이기 때문에, 기어체 지지부(230)의 돌기부(231)가 상부 회전 기어(240)의 나선형의 돌기홈부(242)를 따라 이동되는 과정에서 상부 회전 기어(240)는 자연스럽게 회전되면서 하향 이동될 수 있다.

즉 기어체 지지부(230)의 돌기부(231)가 나선형으로 형성된 상부 회전 기어(240)의 돌기홈부(242)를 따라 강제로 이동되어야 하기 때문에 상부 회전 기어(240)의 회전을 유도할 수 있게 되는 것이다.

결과적으로, 도 2에서 도 3처럼 상부 가압 하우징(210)을 밟아 화살표 방향으로 가압하면 하향되던 상부 회전 기어(240)의 제1 기어(241)가 하부 회전 기어(340)의 제2 기어(341)에 맞물려 하부 회전 기어(340)를 회전시키게 된다.

한편, 하부 회전 기어(340)가 회전되면, 그 헤드부(342) 영역에 대략 수회 감긴 상태를 취하는 회전링 강제 회전유도 태엽(350) 역시, 하부 회전 기어(340)와 함께 회전되면서 꼬아진다.

이때는 회전링 강제 회전유도 태엽(350)의 단부에 형성되는 태엽 헤드(351)가 고정 하우징(320)의 내벽에 형성되는 헤드홈부(321)에 수용되어 있기 때문에 하부 회전 기어(340)가 회전되면 회전링 강제 회전유도 태엽(350)은 하부 회전 기어(340)를 따라서 회전되면서 꼬이게 되는 것이다.

하지만, 꼬아지던 회전링 강제 회전유도 태엽(350)이 그 탄성한계를 넘어서게 되면 그 힘에 의해 태엽 헤드(351)가 고정 하우징(320)의 헤드홈부(321)로부터 임으로 이탈되며, 이후에 회전링(330)에 형성되는 링 기어(331)에 접촉되어 링 기어(331)를 강제 회전시킨다. 이때는 회전링 강제 회전유도 태엽(350)이 강한 탄성력으로 링 기어(331)를 잡아채면서 회전링(330)을 회전시키는 형태가 되기 때문에 회전링(330)은 강하게 회전될 수 있다.

이와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예의 자가발전장치(100)에 따르면, 종전의 복잡한 구조에서 벗어나 콤팩트한 구조를 가지고 유기적인 기구적 메커니즘을 통해 자가 발전을 수행하여 전기를 생산해 낼 수 있게 되다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 자가발전장치 200 : 상부 가압모듈
210 : 상부 가압 하우징 220 : 상부 회전 기어체
230 : 기어체 지지부 231 : 돌기부
240 : 상부 회전 기어 241 : 제1 기어
242 : 돌기홈부 250 : 탄성부재
300 : 하부 발전모듈 310 : 베이스 플레이트
311 : 플레이트 기어 320 : 고정 하우징
321 : 헤드홈부 330 : 회전링
331 : 링 기어 340 : 하부 회전 기어
341 : 제2 기어 342 : 헤드부
343 : 축부 345 : 역회전 저지플립
350 : 회전링 강제 회전유도 태엽 351 : 태엽 헤드
400 : 탄성모듈

Claims

가압력을 발생시키는 상부 가압모듈;
상기 상부 가압모듈의 하부에서 상기 상부 가압모듈과 연결되며, 상기 상부 가압모듈의 가압 동작 시 일부분이 회전되면서 내부의 발전기를 통해 전기를 생산하는 하부 발전모듈;
상기 상부 가압모듈의 상부의 외관을 형성하는 상부 가압 하우징;
상기 상부 가압 하우징의 내부에 배치되며, 상기 상부 가압 하우징을 가압할 때 회전되는 상부 회전 기어체;
상기 상부 회전 기어체의 내벽에 돌기부가 형성되는 기어체 지지부;
단부에 제1 기어가 형성되며, 상기 돌기부가 삽입되어 이동하는 나선형의 돌기홈부가 측면에 형성되는 상부 회전 기어;
상기 하부 발전모듈의 저면을 형성하는 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트와 연결되어 위치 고정되는 고정 하우징;
상기 베이스 플레이트와 상기 고정 하우징 사이에서 회전 가능하게 배치되며, 내부에 상기 발전기가 배치되는 회전링;
상기 제1 기어와 선택적으로 기어 맞물림되는 제2 기어가 형성되는 헤드부는 상기 고정 하우징의 상부로 노출되고, 상기 헤드부와 연결되는 축부는 상기 회전링의 내부를 경유하여 상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 결합되는 하부 회전 기어; 및
상기 하부 회전 기어에 연결되며, 상기 하부 회전 기어의 회전 시 상기 하부 회전 기어와 함께 탄성적으로 감기다가 그 탄성한계를 넘어설 때 탄성적으로 풀리면서 상기 회전링을 강제로 회전시키는 회전링 강제 회전유도 태엽을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상부 가압모듈은,
상기 상부 가압 하우징과 상기 상부 회전 기어체 사이에 배치되어 상기 상부 회전 기어체를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 회전링 강제 회전유도 태엽의 단부에는 태엽 헤드가 형성되며,
상기 태엽 헤드는 평상 시 상기 고정 하우징의 내벽에 형성되는 헤드홈부에 수용되어 있다가 그 탄성한계를 넘어설 때 상기 헤드홈부로부터 이탈되어 상기 회전링에 형성되는 링 기어에 접촉되어 상기 링 기어를 강제 회전시키는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 하부 회전 기어의 축부는 상기 베이스 플레이트에 베어링 결합되는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 내부에는 플레이트 기어가 형성되며,
상기 하부 회전 기어의 축부에는 상기 플레이트 기어에 끼워져서 상기 하부 회전 기어의 역회전을 저지시키는 역회전 저지플립이 결합되는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 가압모듈과 상기 하부 발전모듈 사이에 배치되어 상기 하부 발전모듈 쪽으로 가압된 상기 상부 가압모듈을 원위치 복귀시키는 탄성모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.
제1항에 있어서,
상기 자가발전장치는 계단 내에 설치되거나 신발 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 자가발전장치.