KR101486811B1

KR101486811B1 - 타이어의 변형을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR101486811B1
Application number: KR20130140676A
Authority: KR
Inventors: 김경하
Original assignee: 김경하
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-01-29

Abstract

본 발명은 자중에 의한 타이어의 변형을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어가 지면에 접촉되어 주행에 따른 타이어의 변형을 이용해 발전장치를 동작시켜 전기를 생산할 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은, 운송수단의 하중을 지지하며, 지면과 맞닿는 부위가 중심부를 향해 변형되는 타이어(12)와;
상기 타이어(12)의 결합으로 휠 림(21) 외경면과 타이어(12) 내부에 공간부(25)가 형성되며, 상기 휠 림(21) 폭을 따라 관통홀(22)을 성형하고, 이 관통홀(22)이 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속 배열한 휠(20)과;
상기 공간부(25)에서 타이어(12) 내면과 맞닿는 받침부(31)를 갖고, 이 받침부(31) 하부에 일체 성형된 피스톤(32)이 구비되어, 피스톤로드(33)가 상기 휠 림(21)의 관통홀(22)에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고, 상기 피스톤로드(33)의 하단에 회전볼(34)이 구비된 운동수단(30)과;
상기 휠 림(21)의 외경면을 따라 설치되어 내부에 삽입된 피스톤(32)을 지지하면서 복원시키는 리턴스프링(41)이 구비된 고정하우징(40)과;
상기 휠 림(21)의 내경면을 따라 구동공간(51)이 형성되게 결합하며, 측면 일부에결합구멍(52)이 형성된 드럼커버(50)와;
상기 드럼커버(50)의 구동공간(51)에 위치되며, 드럼커버(50) 내벽에 고정 설치한 베어링(61)이 일면에 끼워져 지지되며, 다른 일면에 상기 피스톤로드(33)의 회전볼(34)이 맞닿는 래칫기어(62)가 성형되고, 다른 일측면으로 구동기어(63)가 성형된 드럼부재(60)와;
상기 운송수단의 차체 프레임(11)에 고정되고, 내측에 구비된 종속기어(71) 일단부가 상기 드럼커버(50)의 결합구멍(52)으로 삽입되어 구동기어(63)에 결합되며, 상기 드럼부재(60)의 회전에 따라 종속기어(71)가 회전하는 발전기(70)로 구성되어 달성한다.
또, 드럼부재(60)의 래칫기어(62)는 좌, 우면에 기어산과 기어골의 위치가 서로 반대되게 각각 성형하고, 상기 드럼부재(60)의 좌, 우 래칫기어(62) 위치에 맞춰 휠 림(21)의 둘레를 따라 형성된 관통홀(22)의 위치도 좌, 우 위치에 맞춰 순서적으로 형성시키게 한다.

Description

타이어의 변형을 이용한 발전장치{generator using a load weighing down a tire}

본 발명은 타이어의 변형을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차등과 같은 운송수단의 운행시 회동되는 타이어가 지면에 접촉될때 발생되는 타이어의 변형을 이용하여 발전장치를 동작시켜 전기를 생산할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 자동차와 오토바이 및 자전거 등의 운송수단에는 도로 주행에 필요한 타이어가 필수구성으로 구비되는 것으로, 상기 타이어는 차체의 하중이 지지된 상태에서 주행하게 되므로 타이어에 매우 큰 압력이 가해지고, 지면과 맞닿는 부위가 중심부를 향해 변형이 발생된다.

그리고, 최근에는 운송수단의 동력원으로 환경오염을 유발하는 내연기관을 이용한 동력장치가 아닌 전기에너지로 충전된 배터리로부터 전기를 공급받아 동력장치를 작동시키는 전기 자동차 및 전기 자전거가 생산 및 사용되고 있다.

하지만, 상기 전기 동력장치는 일정 용량을 갖는 배터리에 따라 운송수단의 주행 거리 및 사용에 제한이 발생되어 왔으나, 운송수단에 수용되는 배터리의 무게 및 부피에 따른 제한으로 많은 량의 전기에너지를 충전할 수 없는 어려움이 있었다.

또, 상기 전기 동력장치를 사용하는 운송수단은 전기 충전소 등의 고정된 장소에서만 배터리를 충전하게 되어, 장거리의 차량운행이 불가능한 구조적인 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해소하기 위한 종래 기술을 살펴보면, 대한민국 등록 특허공보 제 10-0946647호는, 타이어의 변형을 이용하여 피스톤을 슬라이딩 안내하면서, 바퀴의 림에 고정된 발전기구동수단에서 전기를 생산하는 구성을 하고 있다.

또, 대한민국 공개 특허공보 제 2002-0059284호는, 타이어의 내부에 다수개의 격실을 형성해 타이어 변형시 주입된 유체가 분사되면서 베인이 타이어회전방향과 반대방향으로 회전하면서 발전이 이루어지도록 구성되어 있다.

또한, 대한민국 공개 특허공보 제 2006-0062242호는, 바퀴의 연결지지판에 고정된 영구자석과, 연철과 연철을 감은 코일이 바퀴와 축에 부착된 상태에서, 바퀴가 회전할 시에 영구자석이 지나가는 횟수에 따라 연철부분의 자기장 변화가 달라져 연철에 감긴 코일에 유도기전력이 발생되도록 구성되어 있다.

그리고, 대한민국 공개 특허공보 제 2011-0047902호는, 유체를 격리 수용하는 격실이 형성된 타이어에 변형이 발생되면, 격실 내부에서 분출되는 유체로 구동기어를 타이어와 반대로 회전시켜, 이 회전력으로 발전기에서 전기를 생산하는 구성을 갖고 있었다.

하지만, 상기와 같은 기술구성 모두는 타이어의 변형을 이용해 발전되는 구성을 갖고 있으나, 지속적인 전압 내지는 전류를 얻지 못하게 되었던 것으로 평가되고, 내부 유체의 흐름을 이용한 기술도 상기 유체의 하중 및 밀폐에 따른 문제점이 있었다.

따라서 본 출원인은 대한민국 등록 특허공보 제 10-1189723호에서와 같이 타이어의 변형을 이용해 운동수단을 이동시켜 구동부를 회전시킴으로써, 자성체가 마련되어 상기 구동부와 결합된 드럼부재가 회전하면서 지속적으로 전압 내지는 전류를 생산하면서도, 제작 및 설치가 용이한 기술을 제안한 바 있었다.

그러나, 상기 기술은 휠 림의 폭이 넓은 자동차에서 주로 적용되는 것으로서, 휠 림의 폭이 좁은 자전거에서는 설치 및 작업에 문제점이 발생되었다.

대한민국 등록 특허공보 제 10-0946647호 - 타이어 변형을 이용한 충전용 발전기어셈블리(등록일자 2010년 03월 03일). 대한민국 공개 특허공보 제 2002-0059284호 - 타이어에 가해지는 차체의 하중을 이용한 동력발생장치(공개일자 2002년 07월 12일). 대한민국 공개 특허공보 제 2006-0062242호 - 바퀴의 회전운동에 의해 전기를 발생시키는 고효율의 전기발생장치기술(공개일자 2006년 06월 12일). 대한민국 공개 특허공보 제 2011-0047902호 - 타이어에 가해지는 하중을 이용한 발전장치(공개일자 2011년 05월 09일). 대한민국 등록 특허공보 제 10-1189723호 - 타이어 변형을 이용한 발전장치(등록일자 2012년 10월 04일).

본 발명의 목적은, 운송수단의 주행 시 자중에 의하여 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용해 상기 타이어 내부에서 왕복 운동하는 피스톤 로드의 동작으로, 드럼부재를 회전시켜 이 드럼부재와 기어 결합된 발전부의 동작으로 전기가 생산되게 하는 타이어의 변형을 이용한 발전장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 타이어가 장착되는 휠 내경에 드럼부재가 포함된 고정커버를 결합하며, 상기 타이어와 근접된 운송수단의 차체 프레임에 드럼부재와 기어 결합하는 발전부를 장착한 타이어의 변형을 이용한 발전장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 운송수단의 진행방향에 따른 휠 회전방향과 반대방향으로 드럼부재를 회전시켜, 상기 발전부의 전기 생산률과 효율을 증대시키도록 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여,

운송수단의 하중을 지지하며, 지면과 맞닿는 부위가 중심부를 향해 변형되는 타이어(12)와;

상기 타이어(12)의 결합으로 휠 림(21) 외경면과 타이어(12) 내부에 공간부(25)가 형성되며, 상기 휠 림(21) 폭을 따라 관통홀(22)을 성형하고, 상기 관통홀(22)이 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속 배열한 휠(20)과;

상기 공간부(25)에서 상기 타이어(12) 내면과 맞닿는 받침부(31)를 갖고, 이 받침부(31) 하부에 일체 성형된 피스톤(32)이 구비되어, 피스톤로드(33)가 상기 휠 림(21)의 관통홀(22)에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고, 상기 피스톤로드(33)의 하단에 회전볼(34)이 구비된 운동수단(30)과;

상기 휠 림(21)의 외경면을 따라 설치되어 내부에 삽입된 피스톤(32)을 지지하면서 복원시키는 리턴스프링(41)이 구비된 고정하우징(40)과;

상기 휠 림(21)의 내경면을 따라 구동공간(51)이 형성되게 결합하며, 측면 일부에 결합구멍(52)이 형성된 드럼커버(50)와;

상기 드럼커버(50)의 구동공간(51)에 위치되며, 드럼커버(50) 내벽에 고정 설치한 베어링(61)의 일면과 일측면이 지지되며, 다른 일면에 상기 피스톤로드(33)의 회전볼(34)이 맞닿는 래칫기어(62)가 성형되고, 다른 일측면으로 구동기어(63)가 성형된 드럼부재(60)와;

상기 운송수단의 차체 프레임(11)에 고정되고, 내측에 구비된 종속기어(71) 일단부가 상기 드럼커버(50)의 결합구멍(52)으로 삽입되어 구동기어(63)에 결합되며, 상기 드럼부재(60)의 회전에 따라 종속기어(71)가 회전하는 발전기(70)로 구성되어 달성한다.

또, 드럼부재(60)의 래칫기어(62)는 좌, 우면에 기어산과 기어골의 위치가 서로 반대되게 각각 성형하고, 상기 드럼부재(60)의 좌, 우 래칫기어(62) 위치에 맞춰 휠 림(21)의 둘레를 따라 형성된 관통홀(22)의 위치도 좌, 우 위치에 맞춰 순서적으로 형성시키게 한다.

또한, 상기 휠 림(21)의 폭을 따라 한 쌍의 관통홀(22)을 형성하고, 상기 각각의 관통홀(22)에 운동수단(30)과 고정하우징(40)이 결합되며, 상기 드럼커버(50)의 내부에는 외측면에 구동기어(63)가 각각 형성된 한 쌍의 드럼부재(60)가 구비되어, 상기 드럼부재(60)의 구동기어(63)가 휠 림(21)의 양측 외부에서 차체 프레임(11)에 고정된 한 쌍의 발전기(70)의 종속기어(71)와 각각 기어 결합되게 한다.

그리고, 운동수단(30)의 받침부(31)는 휠 림(21)의 폭 방향으로 형성되어 타이어(12) 내면에 밀착 고정되며, 운동수단(30)의 받침부(31)외면과 타이어(12) 내면에는, 요철부(31a)(12a)가 더 형성되어, 상기 요철부(31a)(12a)의 결합으로 받침부(31)가 타이어(12) 내면에서 미끄러짐을 방지되게 한다.

또, 타이어(12)와 휠(20)의 결합으로 형성된 공간부(25)에, 운동수단(30)과 고정하우징(40)에 간섭을 주지 않는 연질의 튜브(미 도시)가 더 내장 설치하게 된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 의하면, 운송수단의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용해 운동수단이 동작되어 발전기에서 전류가 생산되면서 배터리를 충전할 수 있다.

따라서, 운송수단 중에서 특히 자전거의 주행에 따라 전기를 생산시켜 배터리를 충전하게 됨으로써, 배터리의 무게 및 부피에 따른 제한을 해소하고, 장거리 운행도 가능해 상품성이 증대되는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 타이어의 사시도.
도 2는 본 발명의 요부확대 사시도.
도 3a는 본 발명이 적용된 타이어의 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명인 드럼부재의 단면 사시도.

이하, 첨부된 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작동 례를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명인 타이어의 변형을 이용한 발전장치는, 운송수단에서 특히 자전거등의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어의 변형에 따른 운동수단의 직선운동으로 발전기를 동작시켜 전기를 생산할 수 있도록 발명한 것이다.

우선, 본 발명을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 운송수단의 휠(20)에는 둘레를 따라 일정너비를 갖는 휠림(wheel rim)이 형성되어, 이 휠 림(21) 외주면에 타이어(12)를 기밀이 유지되게 장착하고 내부에는 공기가 채워지는 공간부(25)가 구비된다.

그리고, 상기 휠 림(21) 외경면과 타이어(12) 사이의 공간부(25)에는 타이어(12)의 변형에 따라 휠 중심부를 향해 왕복 운동하는 운동수단(30)이 설치되고, 휠 림(21) 내경에 드럼부재(60)가 포함된 드럼커버(50)가 장착된다.

여기에서, 상기 자전거등에 사용되는 휠(20)에는 중앙 허브(27)와 연결되는 보강대(28)가 연속적으로 결합되어 휠(20)의 강도를 보강하게 되며, 상기 중앙 허브(27)는 운송수단의 차체 프레임(11)에 회전가능하게 결합 된다.

또, 상기 중앙 허브(27)와 휠(20) 사이에서 연속적으로 결합된 보강대(28)는, 드럼커버(50)를 관통해 휠 림(21) 내경면에 고정결합된 것으로, 상기 휠(20)이 회전되어도 드럼커버(50)는 회전되지 않도록 조립한다.

또한, 상기 차체 프레임(11)에는 발전기(70)가 고정 장착된 상태에서, 상기 발전기(70)를 작동시키는 종속기어(71)가 휠 방향으로 돌출되어, 드럼커버(50)의 내부에 구비된 드럼부재(60)와 연결된다.

상기와 같은 결합 구성을 상세히 설명하면, 타이어(12)는 고무재질을 갖고 성형되어, 운송수단의 하중을 지지하며 지면과 맞닿는 부위가 변형된다.

상기 타이어(12)는 휠(20) 외주면에 형성된 휠 림(21)에 결합되며, 상기 타이어(12)의 결합으로 휠 림(21) 외경면과 타이어(12) 내부에 공간부(25)가 형성되게 한다.

또, 상기 휠(20)에는, 휠 림(21) 폭을 따라 관통홀(22)을 성형하고, 이 관통홀(22)이 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속 배열되게 형성하고, 휠 림(21) 내경과 중앙 허브(27)가 연결되는 보강대(28)가 연속적으로 결합되어 휠(20)의 전체 강도를 보강하면서 차체 프레임(11)과 연결한다.

그리고, 상기 휠 림(21)과 타이어(12)의 결합으로 형성된 공간부(25)에는 타이어의 변형에 따라 직선 왕복이동하는 운동수단(30)이 휠 림(21)의 결합된다.

상기 운동수단(30)의 구성은, 공간부(25)에서 타이어(12) 내면과 맞닿는 받침부(31)를 갖고, 이 받침부(31) 하부에 일체 성형된 피스톤(32)이 구비되어, 피스톤로드(33)가 상기 휠 림(21)의 관통홀(22)에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고, 상기 피스톤로드(33)의 하단에 회전볼(34)이 구비되게 한다.

또한, 상기 휠 림(21)의 관통홀(22)을 맞춰 외경면에는 고정하우징(40)이 설치되며, 이 고정하우징(40) 내부에 리턴스프링(41)이 구비되어 내부에 삽입된 피스톤(32)을 지지하면서 복원시키도록 한다.

그리고, 상기 휠 림(21)의 내경면을 따라 구동공간(51)이 형성되게 드럼커버(50)가 결합되며, 이 드럼커버(50)는 휠(20)의 회전에 간섭받지 않도록 결합면에 볼을 구비시켜 조립하고, 측면 일부에는 결합구멍(52)이 형성된다.

또, 상기 드럼커버(50)의 구동공간(51) 내부에 위치하는 드럼부재(60)는, 드럼커버(50) 내벽에 고정 설치한 베어링(61)이 일면에 끼워져 지지되며, 다른 일면에 상기 피스톤로드(33)의 회전볼(34)이 맞닿는 래칫기어(62)가 성형되고, 일측면으로 구동기어(63)가 성형된다.

따라서, 상기 드럼부재(60)는 드럼커버(50)의 베어링(61)에 일면이 회전가능하게 지지된 상태에서, 다른 일면의 래칫기어(62)에 피스톤로드(33)의 회전볼(34)이 맞닿아 지지되고, 일측면의 구동기어(63)에는 차체프레임(11)에 고정된 발전기(70)의 내측에 돌출된 종속기어(71)가 맞물려져 상기 드럼부재(60)의 회전에 따라 종속기어(71)가 연동회전하면서 발전기에서 전기를 생산하게 된다.

본 발명의 작동상태를 하나의 실시예로 설명하면, 상기 드럼부재(60)의 래칫기어(62)는 좌, 우면에 기어산과 기어골의 위치가 서로 반대되게 각각 성형하고, 상기 드럼부재(60)의 좌, 우 래칫기어(62) 위치에 맞춰 휠 림(21)의 둘레를 따라 형성된 관통홀(22)의 위치도 좌, 우 위치에 맞춰 순서적으로 형성시키게 한다.

즉, 상기 드럼부재(60)의 일면 좌,우측에 성형된 래칫기어(62)는, 좌측과 우측의 기어산과 기어골 위치가 서로 반대되게 성형하여, 좌,우측의 래칫기어(62) 형상이 상호 엇갈리게 형성하고, 상기 좌,우 위치에 맞춰 관통홀(22)이 휠 림(21)을 따라 형성된다.

따라서, 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속적으로 배치 결합된 운동수단(30)은, 회전볼(34)이 상기 좌, 우측의 래칫기어(62)에 순서적으로 맞닿게 위치되어, 피스톤로드(33)의 이동에 따라 드럼부재(60)가 드럼커버(50)에 베어링(61) 지지된 상태에서 회전하게 된다.

하나의 예로서, 상기 운동수단(30)이 휠 림(21)을 따라 연속 배치된 상태에서, 하나의 운동수단(30)이 드럼부재(60) 좌측의 래칫기어(62)와 맞물리게 하고, 이 운동수단(30)의 다음 순서인 운동수단(30)은, 드럼부재(60) 우측의 래칫기어(62)에 맞물리게 한 것이다.

이는, 타이어 변형에 따라 피스톤로드(33) 하단의 회전볼(34)이 래칫기어(62)의 면을 따라 이동하는데, 이 피스톤로드(33)를 갖는 운동수단(30)이 다음 순서인 운동수단(30)의 피스톤로드(33)와 간섭되지 않으면서 연속적으로 래칫기어(62)를 부드럽게 회전시키기 위한 것이다.

그리고, 상기 휠 림(21)의 폭이 큰 경우에는, 상기 휠 림(21)을 따라 한 쌍의 관통홀(22)을 형성하고, 상기 각각의 관통홀(22)에 운동수단(30)과 고정하우징(40)을 결합하는 것도 본 발명의 실시예이다.

또, 상기 드럼커버(50)의 내부에는 외측면에 구동기어(63)가 각각 형성된 한 쌍의 드럼부재(60)를 구비시켜, 상기 드럼부재(60)의 구동기어(63)가 휠 림(21)의 양측 외부에서 차체 프레임(11)에 고정된 한 쌍의 발전기(70)의 종속기어(71)와 각각 기어 결합되게 한다.

즉, 상기의 실시예는 휠 림(21)의 폭이 큰 경우에, 받침부(31)의 양측으로 한쌍의 운동수단(30)과 상기 운동수단(30)과 연결되는 드럼부재(60) 및 발전기(70)를 각각 구비하여, 타이어(12) 변형에 따른 전기생산량을 더 향상시킬 수 있게 된다.

또, 상기 휠 림(21)에 설치되는 고정하우징(40)에는, 내부에 실링부재(미도시)를 포함시켜, 상기 고정하우징(40) 내부로 관통 삽입된 피스톤(32)과 피스톤로드(33)를 지지하면서도, 상기 관통홀(22) 및 결합 틈새의 기밀을 유지해 타이어(12) 내부의 공기압력 손실을 방지하게 된다.

또한, 타이어(12)와 휠(20)의 결합으로 형성된 공간부(25)에, 운동수단(30)과 고정하우징(40)에 간섭을 주지 않는 연질의 튜브가 더 내장 설치되어 충격 및 진동을 감소시키게 하는 것도 본 발명에 포함된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 실시예를 첨부된 도면과 함께 자세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 3에서와 같이 휠 림(21)과 타이어(12)의 공간부(25)에서 휠 림(21) 외경에 구비된 고정하우징(40)에 운동수단(30)의 피스톤(32)이 지지된 상태로 장착된다.

상기 운동수단(30)은 상부 받침부(31)가 타이어(12) 내경면에 맞닿은 상태이며, 타이어 변형시 상기 받침부(31)도 변형 방향으로 이동되면서, 이 받침부(31)와 일체 성형된 피스톤(32)이 고정하우징(40) 내부를 따라 슬라이드 이동된다.

이때, 상기 피스톤(32)의 다른 일단에 형성된 피스톤로드(33)도 관통홀(22)을 따라 이동하게 되고, 상기 피스톤로드(33) 하단의 회전볼(34)은 드럼부재(60)의 래칫기어(62)와 맞닿은 상태이므로, 상기 래칫기어(62)를 밀어 드럼부재(60)는 회전하게 된다.

상기 피스톤로드(33) 하단에 구비되는 회전볼(34)은, 피스톤로드(33)의 상,하 이동에 따라 래칫기어(62)의 기어산에서 기어골을 따라 캠방식으로 밀면서 이동하도록 구성된다.

그리고, 하중에 따라 타이어가 변형되면서 이동된 피스톤(32)은, 타이어에 가해지는 하중이 해소되면서 리턴스프링(41) 및 실링부재 또는 튜브의 공기압력과 회전 원심력에 따라 피스톤(32)을 신속히 초기 위치로 복귀시키게 하며, 이에 따라 회전볼(34)도 래칫기어(62)의 기어산 보다 높은 위치에 놓여지게 된다.

이와 같은 운동수단(30)은 자전거등의 전진 주행에 따라 타이어(12)가 회전운동을 하기 때문에 대략 5~10˚ 정도의 전방경사를 갖고 왕복 운동하도록 설치되는 것이 타이어(12)변형에 따라 운동수단(30)에 전달되는 하중의 전달이 용이하다.

그리고, 상기 래칫기어(62)는, 일반적으로 정방향 하중을 전달하고, 역방향 이동시 하중전달이 되지 않도록 하여 역회전을 방지하는 것으로, 이와 같은 역회전 방지 구성의 래칫 조립체는 널리 이용되고 있으므로 본 발명에서의 래칫기어(62)에 대한 자세한 설명은 생략한다.

그리고, 상기 드럼부재(60)는 드럼커버(50)의 내벽을 따라 고정 설치된 베어링(61)의 일면이 끼워져 지지된 상태로 결합되어, 상기 운동수단(30)의 이동으로 드럼부재(60)가 정위치에서 용이하게 회전된다.

또, 상기 드럼부재(60)의 다른 일측면에 형성된 구동기어(63)는, 상기 드럼부재(60)를 감싸는 드럼커버(50)의 측면 일부에 형성된 결합구멍(52)을 통해 노출되어, 차체 프레임(11)에 장착된 발전기(70)의 종속기어(71)가 상기 드럼커버(50)의 결합구멍(52)으로 삽입되어 구동기어(63)에 결합되게 한다.

따라서, 상기 드럼부재(60)의 회전에 따라 구동기어(63)와 맞물린 종속기어(71)가 연동되어 회전하면서, 발전기(70)를 동작시켜 전기를 생산하게 된다.

상기 발전기(70)는 일반적으로 널리 사용하고 있는 것으로, 하나의 작동예로서 상기 종속기어(71)와 축연결된 자성체의 회전으로 발전코일과 자계변화가 발생되면서 전류를 생산시켜 배터리(미도시)를 충전하는 방식을 갖게 된다.

여기에서 본 발명의 드럼부재(60)는 도 4 및 도 5에서와 같이 좌,우 양측으로 래칫기어(62)를 엇갈리게 구비하고, 좌측 운동수단(30)의 피스톤로드(33)가 좌측 래칫기어(62)에 위치되면, 다음 우측에 위치한 운동수단(30)의 피스톤로드(33)가 우측 래칫기어(62)에 위치되게 반복 설치하여 드럼부재(60)에 가해지는 하중전달이 용이하면서, 복귀 시 래칫기어(62)와 피스톤로드(33)의 간섭을 방지한다.

즉, 하나의 예로서 운동수단(30)의 홀수번째 피스톤로드(33)는 좌측 래칫기어(62)에 위치되고, 짝수번째 피스톤로드(33)는 우측 래칫기어(62)에 위치되게 하여, 상기 좌,우측의 피스톤로드(33)가 순서적으로 하강되면서 좌,우측 래칫기어(62)를 순서적으로 밀어 드럼부재(60)를 회전시키도록 하중을 전달하고, 복귀 시에는 신속히 래칫기어(62)에서 이탈 가능하게 된다.

그리고, 상기 운동수단(30)에 구비되는 받침부(31)는 피스톤(32)에 일체형상으로 성형되는 것으로, 휠 림(21)의 둘레 방향 양단부에 대칭된 조립산(31b)과 조립골(31c)을 연속 성형해 받침부(31) 외면이 서로 맞물린 최소 직경 상태에서는 원형 형상을 갖고 결합되고, 서로 이격된 상태에서는 타이어(12)의 내면에 각각 접촉되어 진다.

이때, 상기 받침부(31)의 외면과 타이어(12)의 내면에는 요철형상을 더 형성하여, 차량 주행시 타이어(12)와 접촉되는 받침부(31)가 이탈 및 유동되는 것을 방지할 수 있게 하는 것이 좋다.

이때, 상기 타이어(12) 내면과, 상기 받침부(31)의 외면에 요철부(12a)(31a)를 더 형성해, 상기 요철부(12a)(31a)의 결합으로 받침부(31)가 타이어(12) 내면에서 차량 주행시에도 미끄러짐을 방지하도록 하여 받침부(31)가 정위치에서 왕복 직선운동을 수행할 수 있게 한다.

또, 상기 운동수단(30)은 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속 배열 설치하며, 받침부(31)가 타이어(12)의 내면을 전체적으로 지지할 수 있도록 구획지게 장착되도록 하여, 타이어(12) 파손 등에 따른 공기압력이 떨어진 상태에서도 운동수단(30)이 타이어(12)를 받쳐주어 자동차의 비상 주행이 가능하도록 하였다.

즉, 정상적인 운송수단 주행 중에는 타이어(12)의 공기압력으로 변형이 이루어져 운동수단(30)이 슬라이드 이동하면서 발전장치를 통해 배터리를 충전하게 되지만, 타이어(12) 파손 시에는 공기압력의 부족으로 운동수단(30)이 이동거리 만큼 하강된 상태에서 다수개의 받침부(31)가 최소 직경을 갖는 원형의 형상으로 결합된 상태로 타이어 내면을 지지하여 차량의 응급 주행이 가능한 것이다.

이를 위해, 상기 받침부(31)의 조립산(31b)과 조립골(31c)은, 피스톤(32)이 하강된 최소 직경상태에서는 산과 골이 서로 맞물려 전체적으로 원형 형상을 갖도록 함으로써, 타이어(12) 내부압력 저하 시에도 내면 전체를 받쳐 주게 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 자전거의 타이어를 위주로 설명하였으나, 오토바이, 자동차 등과 같이 타이어를 이용한 운송기구가 포함되고 또한, 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

11 - 프레임 12 - 타이어
20 - 휠 21 - 휠 림
22 - 관통홀 25 - 공간부
30 - 운동수단 31 - 받침부
32 - 피스톤 33 - 피스톤로드
34 - 회전볼 40 - 고정하우징
41 - 리턴스프링 50 - 드럼커버
51 - 구동공간 52 - 결합구멍
60 - 드럼부재 61 - 베어링
62 - 래칫기어 63 - 구동기어
70 - 발전기 71 - 종속기어

Claims

운송수단의 하중을 지지하며, 지면과 맞닿는 부위가 중심부를 향해 변형되는 타이어(12)와;
상기 타이어(12)의 결합으로 휠 림(21) 외경면과 타이어(12) 내부에 공간부(25)가 형성되며, 상기 휠 림(21) 폭을 따라 관통홀(22)을 성형하고, 이 관통홀(22)이 휠 림(21)의 둘레를 따라 연속 배열한 휠(20)과;
상기 공간부(25)에서 상기 타이어(12) 내면과 맞닿는 받침부(31)를 갖고, 이 받침부(31) 하부에 일체 성형된 피스톤(32)이 구비되어, 피스톤로드(33)가 상기 휠 림(21)의 관통홀(22)에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고, 상기 피스톤로드(33)의 하단에 회전볼(34)이 구비된 운동수단(30)과;
상기 휠 림(21)의 외경면을 따라 설치되어 내부에 삽입된 피스톤(32)을 지지하면서 복원시키는 리턴스프링(41)이 구비된 고정하우징(40)과;
상기 휠 림(21)의 내경면을 따라 구동공간(51)이 형성되게 결합하며, 측면 일부에결합구멍(52)이 형성된 드럼커버(50)와;
상기 드럼커버(50)의 구동공간(51)에 위치되며, 드럼커버(50) 내벽에 고정 설치한 베어링(61)이 일면에 끼워져 일측면이 지지되며, 다른 일면에 상기 피스톤로드(33)의 회전볼(34)이 맞닿는 래칫기어(62)가 성형되고, 다른 일측면으로 구동기어(63)가 성형된 드럼부재(60)와;
상기 운송수단의 차체 프레임(11)에 고정되고, 내측에 구비된 종속기어(71) 일단부가 상기 드럼커버(50)의 결합구멍(52)으로 삽입되어 구동기어(63)에 결합되며, 상기 드럼부재(60)의 회전에 따라 종속기어(71)가 회전하는 발전기(70)로 구성됨을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 1에 있어서, 드럼부재(60)의 래칫기어(62)는 좌, 우면에 기어산과 기어골의 위치가 서로 반대되게 각각 성형함을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 2에 있어서, 드럼부재(60)의 좌, 우 래칫기어(62) 위치에 맞춰 휠 림(21)의 둘레를 따라 형성된 관통홀(22)의 위치도 좌, 우 위치에 맞춰 순서적으로 형성시킨 것을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 휠 림(21)의 폭을 따라 한 쌍의 관통홀(22)을 형성하고, 상기 각각의 관통홀(22)에 운동수단(30)과 고정하우징(40)이 결합되며, 상기 드럼커버(50)의 내부에는 외측면에 구동기어(63)가 각각 형성된 한 쌍의 드럼부재(60)가 구비되어, 상기 드럼부재(60)의 구동기어(63)가 휠 림(21)의 양측 외부에서 차체 프레임(11)에 고정된 한 쌍의 발전기(70)의 종속기어(71)와 각각 기어 결합됨을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 1에 있어서, 운동수단(30)의 받침부(31)는 휠 림(21)의 폭 방향으로 형성되어 타이어(12) 내면에 밀착 고정됨을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 5에 있어서, 운동수단(30)의 받침부(31)외면과 타이어(12) 내면에는, 요철부(31a)(12a)가 더 형성되어, 상기 요철부(31a)(12a)의 결합으로 받침부(31)가 타이어(12) 내면에서 미끄러짐을 방지되게 함을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 1에 있어서, 타이어(12)와 휠(20)의 결합으로 형성된 공간부(25)에, 운동수단(30)과 고정하우징(40)에 간섭을 주지 않는 연질의 튜브가 더 내장 설치됨을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 운동수단(30)의 받침부(31)는 휠 림(21)의 둘레 방향으로 양 단부에 대칭된 조립산(31b)과 조립골(31c)이 연속 성형되어, 상기 받침부(31)를 연속 결합하면 상기 받침부(31)의 조립산(31b)에 다른 받침부(31)의 조립골(31c)이 서로 맞물리면서 원형의 형상을 갖고 타이어(12) 내면에 맞닿게 한 것을 특징으로 한 타이어의 변형을 이용한 발전장치.