KR101550172B1 - A Generator for a Bike - Google Patents
A Generator for a Bike Download PDFInfo
- Publication number
- KR101550172B1 KR101550172B1 KR1020150032700A KR20150032700A KR101550172B1 KR 101550172 B1 KR101550172 B1 KR 101550172B1 KR 1020150032700 A KR1020150032700 A KR 1020150032700A KR 20150032700 A KR20150032700 A KR 20150032700A KR 101550172 B1 KR101550172 B1 KR 101550172B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rotating body
- rim
- magnet
- eddy current
- rotating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
- B62J6/06—Arrangement of lighting dynamos or drives therefor
- B62J6/08—Tyre drives
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
- H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
-
- B62J2099/004—
-
- B62J2300/004—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 자전거용 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모든 종류의 자전거 바퀴의 림(Rim)에 적용할 수 있는 자전거용 발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bicycle generator, and more particularly, to a bicycle generator that can be applied to rims of all kinds of bicycle wheels.
와전류란 금속도체 중에서 자속이 변화할 때 발생하는 기전력에 의해 금속도체 상에 흐르는 소용돌이 모양의 전류를 말한다. 와전류에 의한 전력 손실을 와전류손 이라고 하며, 열손실로 되어 금속도체의 온도를 상승시키기도 한다. 이러한 와전류에 의해 생기는 힘은 전력량계나 전동차에서 전기 브레이크에 이용하고 있다.Eddy current refers to a swirl current flowing on a metal conductor due to an electromotive force generated when the magnetic flux changes in the metal conductor. The power loss due to the eddy current is called an eddy current, and the temperature of the metal conductor is raised by heat loss. The force generated by this eddy current is used in electric brakes in electric power meters and electric trains.
강자성체(ferromagnetic substance, 强磁性體)란, 외부에서 강한 자기장을 걸어주었을 때 그 자기장의 방향으로 강하게 자화된 뒤 외부 자기장이 사라져도 자화가 남아 있는 물질을 말한다. 이런 경우 물질을 이루는 각각의 원자가 하나의 자석과 같다. 철(Fe)은 대표적인 강자성체이다.A ferromagnetic substance (ferromagnetic substance) refers to a substance that is strongly magnetized in the direction of its magnetic field when a strong magnetic field is applied from the outside, and remains magnetized even when the external magnetic field disappears. In this case, each atom of matter is like a magnet. Iron (Fe) is a typical ferromagnetic substance.
비 자성체(non-magnetic material, non-magnetic substance, 非磁性體)는 자성이 약한 물질 또는 전혀 자성을 갖지 않는 물질을 이른다. 후술할 상자성 물질을 포함한다. 비투자율은 1에 가까운 값이며, 자계에 의해 거의 힘을 받지 않는다.Non-magnetic material (non-magnetic substance) refers to a substance with a weak magnetic property or a material with no magnetic property at all. And includes a paramagnetic material to be described later. The relative magnetic permeability is close to 1 and is hardly affected by the magnetic field.
상자성체(paramagnetic substance, 常磁性體)는 자기장(磁氣場) 안에 넣으면 자기장 방향으로 자화(磁化)하고, 자기장이 제거되면 자화하지 않는 물질이다. 알루미늄이나 주석, 백금, 이리듐 등이 이에 속한다. 자화되는 크기는 주위의 자기장의 크기에 비례하며, 자화되는 정도는 자화율로 표현한다. 자화율은 온도에 반비례하여 커지는데 이를 큐리의 법칙(Curie's Law)이라고 한다.A paramagnetic substance is a substance that magnetizes in the direction of a magnetic field when it is placed in a magnetic field and does not magnetize when the magnetic field is removed. These include aluminum, tin, platinum, and iridium. The magnitude of magnetization is proportional to the magnitude of the surrounding magnetic field, and the degree of magnetization is expressed by the magnetic susceptibility. The magnetic susceptibility is inversely proportional to temperature, which is called Curie's Law.
한편 종래에는 알루미늄 재질의 자전거 림 가까이에 로터를 설치하고 로터 주변에 자석들을 부착하되 N극과 S극이 번갈아 배치되도록 함으로써, 자전거 림을 회전시킬 때 로터 주변의 자석의 자속에 의해 자전거 림 상에 와전류가 발생하고, 이러한 와전류에 의해 발생하는 자기작용에 의해 다시 로터 주변의 자석이 이끌리도록 함으로써 림을 회전시킴에 따라 무접촉 방식으로 로터를 회전시키고, 이렇게 와전류를 발생시키는 데에 사용된 로터 주변의 자석이 회전하는 점을 이용하여, 자석 주변에 코일권선을 둠으로써, 코일권선에 전류가 유도되도록 하는 발전기가 개발되었다.Conventionally, a rotor is installed near a bicycle rim of an aluminum material, and magnets are attached to the periphery of the rotor so that the N pole and the S pole are arranged alternately. By rotating the bicycle rim, The rotor is rotated in a non-contact manner as the rim is rotated by allowing the magnet around the rotor to be attracted by the magnetic action generated by the eddy current, and the rotor around the rotor used to generate the eddy current A generator that induces a current in the coil winding is developed by using a point at which the magnet of the rotor is rotated to place a coil winding around the magnet.
그러나 이러한 종래의 비접촉식 발전기는 다음과 같은 문제가 있었다.However, such conventional non-contact type generators have the following problems.
첫째, 알루미늄 재질의 자전거 림은 가늘고 긴 림 부재를 원형으로 휘어서 접합하는 과정을 거치기 때문에, 림 제작 과정에서 접합된 부분이 강자성체인 철로 이루어져 있게 되는바, 로터 주변의 자석이 이러한 림의 철 부분에 이끌려 림에 달라붙고 떨어지는 현상을 반복하는 문제점이 있다. 이는 자석과 림을 모두 손상시키고, 로터의 균일한 회전속도를 깨뜨려 발전 효율을 급격히 떨어뜨리며, 소음이 크게 발생하는 등의 문제가 있다.First, the aluminum bicycle rim is formed by joining the elongated rim members by bending the circular rim members, so that the joints in the rim making process are made of ferromagnetic iron, There is a problem that the phenomenon of sticking and dropping on the draw is repeated. This damages both the magnet and the rim, disrupts the uniform rotation speed of the rotor, sharply reduces the power generation efficiency, and causes a problem such as a large noise.
둘째, 이러한 종래의 비접촉식 발전기는 강자성체 재질인 철을 포함하여 만들어진 림에는 사용할 수 없다. 왜냐하면 와전류를 유도하기 위해 로터 주변에 설치한 자석이 림에 끌려 달라 붙어버리기 때문이다.Second, such conventional non-contact type generators can not be used for rims made of ferromagnetic material. This is because the magnets installed around the rotor are attracted to the rim in order to induce eddy currents.
셋째, 이러한 종래의 비접촉식 발전기는 비금속 재질인 카본으로 만들어진 림에도 사용할 수 없다. 왜냐하면 카본재질의 림에는 와전류가 발생하지 않기 때문이다.Third, such conventional non-contact type generators can not be used for rims made of non-metallic carbon. This is because there is no eddy current in the carbon rim.
넷째, 와전류를 유도하기 위해 로터에 부착된 자석을 통해 기전력이 유도되며 부하를 구동하여 부하전류에 의한 제동력이 작용하므로, 발전 과정에서 손실된 에너지 이상으로 회전력의 손실을 가져오게 되는 슬립 현상(로터의 속도가 림의 속도를 크게 따라가지 못하는 현상)이 발생한다.Fourth, in order to induce an eddy current, an electromotive force is induced through a magnet attached to a rotor, and a braking force due to a load current is applied by driving a load. Thus, a slip phenomenon The speed of the rim can not keep up with the speed of the rim).
다섯째, 와전류를 유도하기 위해 로터에 부착된 자석을 이용하여 전류를 유도하기 때문에, 로터에 부착된 자석이 림에 가까이 배치되어야 하고, 이것이 공간적 제약으로 작용하게 되어, 발전에 필요한 자로의 형성을 유도하기 위해 사용되는 코어를 사용할 수 없게 된다. 즉 로터 주변의 공간적 제약으로 인해 코어를 설치할 수 없고, 이로 인해 로터에 부착된 자석에 의해 형성되는 자로는 코어가 없으므로 공기 중에서 크게 손실되므로, 충분한 발전량을 내지 못한다. 게다가 와전류 원리에 의하면 저속으로 림이 회전할 때에는 거의 와전류가 발생하지 않게 되어 로터 자체의 회전 속도도 크게 떨어지는바, 거기에 발전 효율까지 극히 낮다면 저속에서는 거의 기전력을 유도할 수 없게 된다.
Fifth, since a current is induced by using a magnet attached to the rotor in order to induce an eddy current, a magnet attached to the rotor must be disposed close to the rim, and this acts as a spatial limitation, The cores used to do so will not be available. In other words, the core can not be installed due to the spatial restriction around the rotor, and therefore, the magnet formed by the magnet attached to the rotor does not have a core, and thus is largely lost in the air. Further, according to the eddy current principle, almost no eddy current is generated when the rim rotates at a low speed, and the rotational speed of the rotor itself is greatly reduced. If the power generation efficiency is extremely low, the electromotive force can not be induced at low speed.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 모든 종류의 림에 사용 가능하고, 발전 효율이 충분히 나올 수 있는 구조의 자전거용 발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a generator for a bicycle which can be used for all kinds of rims and has a sufficient power generation efficiency.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 모든 종류의 림에 사용 가능한 회전체를 제공하고, 와전류 유도용 자석과 발전용 자석을 별개로 구성한 구조의 자전거용 발전기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a generator for a bicycle which is provided with a rotatable body usable in all types of rims, and which has a magnet for induction induction and a magnet for power generation separately.
구체적으로 본 발명은, 회전하는 자전거의 림(10)에 대해 상대적으로 고정된 위치에 설치되는 발전기(20)에 사용되는 회전체로서, 상기 회전체에는 상기 림(10)에 인접하거나 접하여 배치되되, 외주면을 따라 와전류 유도용 자석(35)이 설치되고, 상기 회전체(30)의 중심에 발전부(60)의 회전축(62)의 일측 단부가 고정되는 회전체를 제공한다.More specifically, the present invention relates to a rotating body for use in a generator (20) installed at a relatively fixed position relative to a rim (10) of a rotating bicycle, the rotating body being disposed adjacent to or in contact with the rim And an eddy
상기 회전체(30)의 외주면의 적어도 일부가 상기 유도용 자석(35)의 외주면보다 더 외측에 배치될 수 있다.At least a part of the outer circumferential surface of the rotating
상기 회전체(30)의 측면은 상기 림(10)의 경사면에 대응하여 경사진 형태일 수 있다.The side surface of the rotating
상기 회전체(30)에 수용되는 와전류 유도용 자석(35)은 복수 개 구비되되, 회전체(30)의 외주면을 향하는 극성이 번갈아 배치되도록 설치될 수 있다.A plurality of eddy
상기 회전체(30)에 수용되는 와전류 유도용 자석(35)은 회전체(30)의 외부로부터 회전체(30)에 끼워진 형태이거나, 회전체(30) 내부에 매립된 형태여서, 상기 회전체(30)의 측면이 상기 와전류 유도용 자석(35)의 외측면을 커버하는 형태가 될 수 있다.The eddy
상기 와전류 유도용 자석(35)과, 상기 와전류 유도용 자석(35)을 수용하기 위해 회전체(30)의 외주에 형성된 자석수용부(33)의 형상은 각진 형태여서 회전체 내부에서 와전류 유도용 자석이 회전 유동하는 것이 방지되도록 할 수 있다.The shape of the
상기 회전체(30)의 중심에는 회전체보다 상대적으로 강성(rigidity)이 높은 재질의 중심체(37)가 설치되고, 상기 중심체(37)의 중심에는 상기 회전축(62)이 끼워지는 회전축 수용부(39)가 형성될 수 있고, 상기 중심체(37)의 외주면에는 복수의 요철구조가 형성되고, 상기 회전체(30)의 중심에 형성된 중심체수용부(31)는 이러한 중심체와 대응하는 형상을 하며, 상기 중심체와 중심체수용부의 대응하는 요철구조가 서로 맞물려 중심체와 회전체가 일체로 회전하도록 할 수 있다.
A
또한 본 발명은 회전하는 자전거의 림(10)에 대해 상대적으로 고정된 위치에 설치되는 발전기(20)로서, 상기 림(10)에 인접하거나 접하여 배치되되, 외주면을 따라 와전류 유도용 자석(35)이 설치된 회전체(30); 상기 회전체(30)의 중심에 일측 단부가 고정되는 회전축(62); 및 상기 회전축(62)의 타측 단부에 배치되는 발전부(60);를 포함하는 발전기를 제공한다.The present invention also relates to a generator (20) installed at a relatively fixed position relative to a rim (10) of a rotating bicycle, wherein the generator (20) is disposed adjacent to or in contact with the rim (10) A rotating body (30) provided with the rotor; A rotating shaft (62) having one end fixed to the center of the rotating body (30); And a power generating unit (60) disposed at the other end of the rotating shaft (62).
상기 발전부(60)는, 상기 림(10)에 대해 상대적으로 고정된 위치에 설치되는 케이스(70); 상기 케이스(70)의 내부에 고정된 코어(66); 상기 코어(66)에 감긴 코일(68); 및 상기 코어와 코일에 의해 둘러싸인 공간에 배치되는 회전축에 설치되는 발전용 자석(64)을 포함할 수 있다.
The power generating unit (60) includes a case (70) installed at a position relatively fixed with respect to the rim (10); A
또한 본 발명은 자전거의 림의 종류에 따라 각각 대응하는 설치방법을 제공하는데, 회전체의 축과 바퀴의 축이 서로 실질적으로 수직을 이루도록 발전기를 배치하는 단계, 회전체가 림 방향으로 향하고 발전부가 허브 방향으로 향하도록 발전기를 배치하는 단계, 및 회전체의 측면이 림의 측면과 인접하거나 접하도록 발전기를 고정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of installing a generator according to the type of a rim of a bicycle, the method comprising the steps of: arranging a generator such that an axis of the rotor and a shaft of the wheel are substantially perpendicular to each other; Disposing the generator so as to face the hub direction, and fixing the generator such that the side surface of the rotor is adjacent to or in contact with the side surface of the rim.
강자성체이거나 상자성체 재질의 림으로 이루어진 바퀴를 포함하는 자전거에 설치할 때에는 상기 회전체의 측면과 림의 사이가 1 ~ 10 mm 일 수 있다.When installed on a bicycle comprising a wheel made of a ferromagnetic material or a rim of a paramagnetic material, the distance between the side surface of the rotating body and the rim may be 1 to 10 mm.
와전류가 발생하지 않는 비금속 재질의 림으로 이루어진 바퀴를 포함하는 자전거에 설치할 때에는 상기 회전체의 측면 상부와 상기 림의 측면 하부가 서로 접촉하도록 발전기를 고정할 수 있다.
When the bicycle is mounted on a bicycle including a wheel made of a non-metallic rim that does not generate an eddy current, the generator can be fixed such that the upper side of the rotating body and the lower side of the rim are in contact with each other.
본 발명에 의하면, 어떠한 종류의 림을 사용한 자전거에 설치하더라도 발전을 효율적으로 할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to efficiently generate power even when installed on a bicycle using any kind of rim.
즉 강자성체로 이루어진 림의 경우에는 자석의 인력에 의해 회전체를 회전시킬 수 있고, 상자성체로 이루어진 림의 경우에는 상자성체에서 발생하는 와전류를 이용하여 회전체를 회전시킬 수 있으며, 전기와 자기에 대해 자화되거나 통전되지 않는 재질의 림의 경우에는 반접촉식으로 회전체를 회전시킬 수 있기 때문에, 시중에 유통되는 철제 림, 알루미늄 림, 카본 림에 대해 모두 설치 가능하다.That is, in the case of the rim made of the ferromagnetic material, the rotating body can be rotated by the attractive force of the magnet. In the case of the rim made of the paramagnetic body, the rotating body can be rotated using eddy currents generated in the paramagnetic body. In the case of a rim of a material which is not electrically energized, the rotating body can be rotated in a semi-contact manner, so that it is possible to install all of the iron rims, aluminum rims and carbon rims circulating in the market.
또한 본 발명에 의하면 알루미늄 림을 사용할 때 발생하는 자석의 림 탈착 현상에 의한 문제점을 일시에 해결할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to solve the problem caused by the rim desorption phenomenon of the magnet generated when the aluminum rim is used.
또한 본 발명에 의하면 회전체의 경사면 형태에 의해 발전기가 바퀴의 와이어 스포크와 간섭되는 일을 미연에 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the generator from interfering with the wire spoke of the wheel due to the shape of the inclined surface of the rotating body.
또한 본 발명에 의하면 회전체가 충격흡수율과 내마모성 및 구름마찰계수가 높아 비접촉 방식과 반접촉 방식 및 접촉방식으로 모두 사용 가능하면서도 강성인 높은 중심체를 가지고 있어 고속 회전시에도 편심 회전 등의 문제가 발생하지 않는 이점이 있다.Further, according to the present invention, since the rotating body has high impact absorption rate, abrasion resistance and rolling friction coefficient, it can be used both in noncontact type, semi-contact type and contact type, and has a high rigidity center body, There is an advantage.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1은 본 발명의 발전기가 자전거의 림에 가까이 또는 이와 접촉하여 설치된 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 발전기에 사용되는 회전체의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 발전기의 발전부의 부분 생략 사시도,
도 4는 본 발명의 발전기의 측면도, 그리고
도 5는 도 4의 A-A 단면도이다.
1 is a perspective view showing a state where a generator of the present invention is installed close to or in contact with a rim of a bicycle,
2 is an exploded perspective view of a rotating body used in the generator of the present invention,
3 is a perspective view of a power generating portion of a generator according to the present invention,
4 is a side view of the generator of the present invention, and
5 is a cross-sectional view taken along the line AA of Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
도 1은 본 발명의 발전기가 자전거의 림에 가까이 또는 이와 접촉하여 설치된 상태를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 발전기에 사용되는 회전체의 분해사시도, 도 3은 본 발명의 발전기의 발전부의 부분 생략 사시도, 도 4는 본 발명의 발전기의 측면도, 그리고 도 5는 도 4의 A-A 단면도이다.
FIG. 1 is a perspective view showing a state where a generator of the present invention is installed close to or in contact with a rim of a bicycle, FIG. 2 is an exploded perspective view of a rotating body used in the generator of the present invention, Fig. 4 is a side view of the generator of the present invention, and Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of Fig.
[발전기의 설치 형태와 위치][Generator installation type and location]
본 발명의 발전기(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 자전거 바퀴의 림(10)에 가까이 또는 이와 접하도록 자전거 프레임 상에 설치된다. 즉 발전기는 자전거 프레임 상에 고정되어 있고, 자전거 바퀴의 림(10)은 자전거 바퀴가 회전할 때 발전기(20)와 인접한 상태에서 또는 발전기와 접한 상태에서 회전하게 된다. 도면 상 발전기(20)의 윗부분에는 후술할 회전체(30)가, 아랫부분에는 후술할 발전부(60)가 배치된다. The
회전체(30)의 회전축은 자전거 바퀴의 축과 실질적으로 수직을 이루도록 한다. 즉 회전체의 측면의 회전의 원주 방향과, 회전체와 마주하는 림의 측면의 회전의 원주 방향이 서로 일치하도록 하는 것이다.
The rotational axis of the
[회전체의 구조와 회전 원리][Structure and rotation principle of rotating body]
자전거 바퀴의 림(10)과 인접하거나 접하는 것은 발전기(20)의 회전체(30) 부분이다. 도 2를 참조하면, 자전거의 회전체(30)는 외형이 실질적으로 원뿔대의 구조를 가진다. 즉 회전체의 단면도는 사다리꼴이 된다. 하지만 회전체의 측면이 반드시 원뿔대의 측면 형상과 동일할 필요는 없다. 즉 본 발명이 측면 형상에 원주방향 또는 상하방향으로 요철이 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.It is the portion of the
회전체가 원뿔대, 즉 단면형상이 사다리꼴이 되도록 형성한 이유는 자전거 바퀴의 림이 바퀴의 중심인 허브 쪽으로 갈수록 점점 좁아지는 형태이기 때문이다. 즉 바퀴의 림이 경사져 있는 만큼 이러한 림과 마주하는 회전체의 측면이 이러한 림의 경사와 대응하도록 경사지게 함으로써, 이러한 회전체의 하부에 설치되는 발전부(60)가 자전거 바퀴의 와이어 스포크로부터 멀리 설치될 수 있도록 하기 위함이다(도 4 참조).This is because the rim of the bicycle wheel becomes gradually narrower toward the hub, which is the center of the wheel, because the truncated cone is formed to have a trapezoidal cross-sectional shape. That is, as the rim of the wheel is inclined, the side surface of the rotating body facing the rim is inclined so as to correspond to the inclination of the rim, so that the
하지만 회전체의 형태가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 림의 형태와 자석 수납 방법에 따라 원기둥, 다각기둥, 다각뿔대 형태를 가질 수도 있다.However, the shape of the rotating body is not necessarily limited thereto, and it may have a cylindrical shape, a polygonal columnar shape, or a polygonal prism shape depending on the shape of the rim and the method of storing the magnet.
회전체(30)는 합성수지 계열의 재질로서 특히 또한 형상유지가 어느 정도 가능하면서도 충격흡수율이 좋고 내마모성과 구름마찰계수가 큰 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 가령 타이어와 같은 재질이 이에 해당할 수 있다. 또한 경도는 약하지만 실리콘 계열 역시 사용될 수 있다.It is preferable that the rotating
회전체의 둘레에는 도시된 바와 같이 방사상으로 등 간격 자석수용부(33)가 형성되어 있고, 자석수용부(33)에는 각각 와전류 유도용 자석(35)이 수용된다. 와전류 유도용 자석(35)은 복수 개가 각각 자석수용부(33)에 수용되는데, 각 자석이 회전체의 측면으로 향하는 방향에 N극과 S극이 번갈아 배치되도록 수용된다. 이렇게 N극과 S극이 번갈아 배치되어야 림에 와전류가 발생하였을 때 회전체 역시 잘 회전할 수 있게 된다. 상기 자석은 네오디움 자석일 수 있고 설치 환경 등 여러 가지 요인을 검토하여 6개 내지 20개 정도로 구성할 수 있다. 상기 와전류 유도용 자석(35)은 회전체 제작 후 자석수용부(33)에 끼워질 수도 있고, 인서트 사출 방식으로 자석수용부(33)에 일체로 끼워진 형태로 제작될 수도 있다. 상기 자석수용부(33)와 와전류 유도용 자석(35)은 도 2에 도시된 바와 같이 각진 구조로 되어 있어 한 번 끼워지면 회전하지 않고 그 자리를 그대로 유지하도록 한다. 특히 도시된 바와 같이 사다리꼴 기둥 형태와 같이 비대칭 형태로 자석수용부(33)와 와전류 유도용 자석(35)을 제작하면, 와전류 유도용 자석(35)이 자석수용부(33) 내에서 헛도는 현상을 방지할 수 있다.As shown in the figure, an equal-interval
회전체의 회전 중심에는 경질의 중심체(37)가 끼워진다. 회전체(30)의 중심에는 중심체(37)와 대응하는 형상의 중심체수용부(31)가 형성되어 있다. 중심체(37)의 외면과 중심체수용부(31)의 내면에는 각각 요철이 형성되어 회전체(30)와 중심체(37)가 서로 헛도는 현상을 방지한다. 회전체의 회전 중심에는 상대적으로 경질의 중심체(37)를 끼워 상대적으로 연성인 회전체의 회전을 지지한다. 회전체가 모두 연성의 재질로 이루어진 경우보다 회전체의 중심에 경질의 중심체를 구성하는 경우 회전체가 탄성 변형하더라도 회전이 출렁거리는 요인을 크게 줄일 수 있다.A rigid
중심체(37)의 회전 중심에는 후술할 회전축(62)이 축설되는 회전축 수용부(39)가 형성되어 있다. 따라서 회전체가 회전하면 중심체와 회전축이 일체로 거동하며 회전하게 된다.The rotation center of the
회전체(30)는 회전축(62)을 중심으로 회전하게 된다. The rotating
본 발명에 따르면, 자전거 바퀴의 림 재질이 강자성체인 철로 제작된 경우, 회전체(30)의 와전류 유도용 자석(35)과 림(10) 사이에 인력이 작용하게 되고, 림이 회전함에 따라 이러한 인력에 의해 와전류 유도용 자석이 이끌리며 회전체(30) 역시 회전하게 되어 회전체의 회전을 유도할 수 있다. 물론 회전체(30) 내의 와전류 유도용 자석(35)의 인력에 의해 회전체가 림에 접촉하는 경우가 발생할 수도 있으나, 이러한 경우에도 회전체의 표면은 내마모성과 구름마찰력이 큰 재질로 되어 있어 림의 회전과 함께 잘 회전할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 발전기 및 회전체 구조에 의할 경우, 철로 제작된 림에 비접촉식 및/또는 접촉식으로 발전기를 사용할 수 있다. 이는 자석의 인력을 이용하기 때문에 비접촉 방식으로서 에너지 손실이 적고, 자석의 인력에 의해 회전체의 표면이 림의 표면에 닿더라도 이는 강한 접촉이 아닌 반 접촉식이어서 기존의 완전 접촉식 발전기보다 에너지손실이 훨씬 적다. 즉 인력방식은 반접촉방식과 병행하여 적용 가능하다. 인력방식에 의할 때 회전체와 림의 거리를 1 ~ 10 mm 일 수 있다.According to the present invention, when the rim material of the bicycle wheel is made of iron having a ferromagnetic material, attraction is exerted between the eddy
한편 자전거 바퀴의 림 재질이 상자성체인 알루미늄으로 제작된 경우, 림이 회전함에 따라 회전체(30)의 와전류 유도용 자석(35)의 자속이 림(10) 표면에 와전류를 유도하고, 이러한 와전류가 다시 자력으로 작용하여 와전류 유도용 자석(35)을 잡아당김으로써 림(10)이 회전함에 따라 회전체(30) 역시 비접촉 방식으로 회전하게 된다. 이 때 림(10)의 원주를 따라 일 개소(접합부위)에 강자성체가 존재하여 회전체(30) 내의 와전류 유도용 자석(35)이 림에 부딪히는 경우가 발생할 수 있으나, 이 때에도 와전류 유도용 자석(35)은 회전체(30)의 내부에 수용된 상태이기 때문에 구름마찰력이 있는 회전체(30)의 측면이 림에 부딪쳐 림의 회전력을 전달받게 됨으로써, 회전체의 회전력이 상실되지 않는다. 이로서 전술한 종래의 비접촉식 발전기에서 발생한 문제점이 일거에 해결된다. 따라서 본 발명의 발전기 및 회전체 구조에 의할 경우, 알루미늄과 같은 상자성체로 제작된 림에 비접촉식으로 발전기를 사용할 수 있다. 이는 비접촉 방식이므로 기존의 완전접촉식 발전기보다 에너지손실이 훨씬 적다. 와전류 방식에 의할 때 회전체와 림의 거리를 1 ~ 10 mm 일 수 있다.When the rim material of the bicycle wheel is made of aluminum, the magnetic flux of the eddy
또한 자전거 바퀴의 림 재질이 와전류도 유도되지 않는 카본과 같은 재질로 제작된 경우에는 회전체(30)의 측면이 림의 측면과 반 접촉 상태로 회전하도록 한다. 이 때에는 회전체의 측면 상부가 림의 측면 하부가 접촉하도록 설치한다. 따라서 본 발명의 발전기 및 회전체 구조에 의할 경우, 카본과 같이 강자성체도 상자성체도 아닌 재질로 제작된 림에 반접촉식으로 발전기를 사용할 수 있게 되므로, 어떠한 종류의 림에도 본 발명의 회전체를 이용하여 반 접촉식 또는 비접촉식으로 회전체를 회전시킬 수 있게 된다.
Also, when the rim material of the bicycle wheel is made of a material such as carbon which is not induce eddy current, the side surface of the
[발전부의 구조][Structure of Power Generation Section]
다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 발전부(60)에 대해 상세히 살펴본다.Next, the
회전체(30)의 중심에 고정되는 회전축(62)은 발전부(60)까지 연장된다. 발전부(60)는 자전거의 프레임 등에 고정되는 케이스(70)와, 상기 케이스(70) 내부에 고정되는 코어(66)를 포함한다. 일례로 케이스(70)는 원통형일 수 있고, 케이스 내부의 코어 역시 도 5에 도시된 바와 같이 외면은 원통형이고 내면은 등간격으로 내향 돌부가 형성된 형태이다. 코어(66)에는 코일(68)이 감겨 있다.The rotating
발전부는 자전거에 의해 연동되는 회전운동에너지에 기초해서 구동되므로 소형 경량화로 높은 출력을 달성해야 한다.Since the power generation section is driven based on the rotational kinetic energy interlocked by the bicycle, it is necessary to achieve a high output by reducing the size and weight.
코어(66)는 직경이 20 ~ 50 mm 정도로 이루어질 수 있고, 코일묶음은 2개 내지 12개 정도 구비할 수 있다. 코어의 높이는 20 ~ 50 mm 정도로 이루어진다.The core 66 may have a diameter of about 20 to 50 mm, and the coil bundle may have about 2 to 12 coil bundles. The height of the core is about 20 to 50 mm.
코일(68)의 직경은 0.15 ~ 0.4 mm 정도이다. 이들 케이스, 코어, 코일은 고정되어 있다.The diameter of the
코어(66)와 코일(68)에 의해 둘러싸이는 공간에는 회전축(62)이 배치되고, 회전한다. 회전축(62)에는 도시된 바와 같이 발전용 자석(62)이 축설되어 회전축의 회전과 함께 회전한다. 발전용 자석(62)은 네오디움 자석을 사용할 수 있고, 자석 극수는 2극 내지 8극으로 설정할 수 있다. A rotating
발전기의 형태는 자석 극수와 코일묶음의 수에 따라 단상 내지 3상으로 구성할 수 있다.The shape of the generator can consist of single-phase or three-phase depending on the number of magnetic poles and the number of coil bundles.
본 발명에 의하면 와전류를 유도하기 위해 회전체에 설치되는 자석(35)과, 기전력을 유도하기 위해 회전축(62)에 설치되는 자석(64)이 별도로 구성되어 있으므로, 발전부를 구성함에 있어서 코어에 전기자코일을 설치할 수 있으므로 자로가 형성되기 때문에 종래의 비접촉 발전기에 비해 월등한 발전 효율을 가진다.
According to the present invention, the magnet (35) provided in the rotating body and the magnet (64) provided in the rotating shaft (62) for inducing the electromotive force are separately formed in order to induce the eddy current. Since a coil can be installed, a magnetic path is formed, so that the power generation efficiency is superior to that of a conventional non-contact generator.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious that it can be done. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the effects of the present invention are not explicitly described and described, but it is needless to say that the effects that can be predicted by the configurations should also be recognized.
10: 림
20: 발전기
30: 회전체
31: 중심체수용부
33: 자석수용부
35: 와전류 유도용 자석
37: 중심체
39: 회전축 수용부
60: 발전부
62: 회전축
64: 발전용 자석
66: 코어
68: 코일
70: 케이스10: rim
20: generator
30: rotating body
31:
33: Magnet accommodating portion
35: Eddy current induction magnet
37: centromere
39:
60:
62:
64: Power generating magnet
66: Core
68: Coil
70: Case
Claims (8)
상기 림(10)에 인접하거나 접하여 배치되되, 외주면을 따라 와전류 유도용 자석(35)이 설치된 회전체(30);
상기 회전체(30)의 중심에 일측 단부가 고정되는 회전축(62); 및
상기 회전축(62)의 타측 단부에 배치되는 발전부(60);를 포함하되,
상기 회전체(30)의 외주면의 적어도 일부가 상기 유도용 자석(35)의 외주면보다 더 외측에 배치되고,
적어도 상기 유도용 자석(35)의 외주면보다 더 외측에 배치되는 상기 회전체의 외주면 부분은,
상기 림과 접할 때에는 림과 구름마찰을 하여 림의 운동에너지가 회전체에 전달될 수 있고, 상기 림과 충돌할 때에는 와전류 유도용 자석(35)이 직접 림에 충돌하는 것을 방지함과 함께 충격에 의해 탄성변형되며 충격에너지를 흡수하는 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기.
A generator (20) installed at a relatively fixed position relative to a rim (10) of a rotating bicycle,
A rotating body 30 disposed adjacent to or in contact with the rim 10 and having an electromagnetism induction magnet 35 along an outer circumferential surface thereof;
A rotating shaft (62) having one end fixed to the center of the rotating body (30); And
And a power generating unit (60) disposed at the other end of the rotating shaft (62)
At least a part of the outer circumferential surface of the rotating body (30) is disposed on the outer side of the outer circumferential surface of the induction magnet (35)
At least the outer circumferential surface portion of the rotating body disposed on the outer side of the outer circumferential surface of the induction magnet (35)
When contact with the rim, kinetic energy of the rim can be transmitted to the rotating body by friction between the rim and the rim, and when the rim collides with the rim, the eddy current induction magnet 35 is prevented from directly colliding with the rim, And a material which is elastically deformed and absorbs impact energy.
상기 회전체(30)의 측면은 상기 림(10)의 경사면에 대응하여 경사진 형태인 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein a side surface of the rotating body (30) is inclined corresponding to an inclined surface of the rim (10).
상기 회전체(30)에 수용되는 와전류 유도용 자석(35)은 복수 개 구비되되, 회전체(30)의 외주면을 향하는 극성이 번갈아 배치되도록 회전체에 설치되는 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein a plurality of eddy current induction magnets (35) accommodated in the rotating body (30) are provided, and the polarity of the magnets facing the outer peripheral surface of the rotating body (30) is alternately arranged.
상기 회전체(30)에 수용되는 와전류 유도용 자석(35)은 회전체(30)의 외부로부터 회전체(30)에 끼워진 형태이거나 회전체(30) 내부에 매립된 형태이어서,
상기 회전체(30)의 측면이 상기 와전류 유도용 자석(35)의 외측면을 커버하는 형태가 되는 발전기.
The method according to claim 1,
The eddy current induction magnet 35 accommodated in the rotating body 30 is inserted into the rotating body 30 from the outside of the rotating body 30 or embedded in the rotating body 30,
Wherein a side surface of the rotating body (30) is shaped to cover an outer surface of the eddy current induction magnet (35).
상기 와전류 유도용 자석(35)과, 상기 와전류 유도용 자석(35)을 수용하기 위해 회전체(30)의 외주에 형성된 자석수용부(33)의 형상은 각진 형태여서 회전체 내부에서 와전류 유도용 자석이 회전 유동하는 것이 방지되는 발전기.
The method according to claim 1,
The shape of the magnet accommodating portion 33 formed on the outer periphery of the rotating body 30 to accommodate the eddy current induction magnet 35 and the eddy current induction magnet 35 is angular, Wherein the magnet is prevented from rotating.
상기 회전체(30)의 중심에는 회전체보다 상대적으로 강성(rigidity)이 높은 재질의 중심체(37)가 설치되고, 상기 회전축(62)은 상기 중심체(37)의 중심에 고정되는 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein a central body (37) having a relatively high rigidity is provided at the center of the rotating body (30) and the rotating shaft (62) is fixed to the center of the center body (37).
상기 중심체(37)의 외주면에는 복수의 요철구조가 형성되고, 상기 회전체(30)의 중심에 형성된 중심체수용부(31)는 이러한 중심체와 대응하는 형상을 하며,
상기 중심체와 중심체수용부의 대응하는 요철구조가 서로 맞물려 중심체와 회전체가 일체로 회전하는 발전기.
The method of claim 6,
A plurality of concavo-convex structures are formed on the outer circumferential surface of the central body 37. The central body accommodating portion 31 formed in the center of the rotary body 30 has a shape corresponding to the central body,
Wherein the central body and the rotating body are integrally rotated by engaging the corresponding concave-convex structures of the center body and the center body accommodating portion.
상기 중심체는 폴리카보네이트 재질로 이루어지는 발전기.The method of claim 7,
Wherein the core body is made of a polycarbonate material.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150032700A KR101550172B1 (en) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | A Generator for a Bike |
PCT/KR2016/002054 WO2016144035A1 (en) | 2015-03-09 | 2016-03-02 | Generator for bicycle, and battery module attachable/detachable to/from generator |
US15/315,262 US10913506B2 (en) | 2015-03-09 | 2016-03-02 | Generator for bicycle, and battery module attachable/detachable to/from generator |
TW105106871A TW201633667A (en) | 2015-03-09 | 2016-03-07 | A generator for a bike and a snap-fit battery module thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150032700A KR101550172B1 (en) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | A Generator for a Bike |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101550172B1 true KR101550172B1 (en) | 2015-09-03 |
Family
ID=54247260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150032700A KR101550172B1 (en) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | A Generator for a Bike |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101550172B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101789657B1 (en) * | 2015-12-10 | 2017-10-25 | 전갈렙 | A bycycle mounted with antitheft device |
KR20200002445A (en) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 주식회사 위드어스 | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same |
KR20200030515A (en) | 2020-03-04 | 2020-03-20 | 주식회사 위드어스 | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same |
RU201774U1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-01-12 | Надир Харунович Нутфуллин | GENERATOR FOR BIKE |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140085914A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Sunrising Eco-Friendly Technology Co., Ltd. | Contactless Generator, Component Therein and Application Thereof |
-
2015
- 2015-03-09 KR KR1020150032700A patent/KR101550172B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140085914A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Sunrising Eco-Friendly Technology Co., Ltd. | Contactless Generator, Component Therein and Application Thereof |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101789657B1 (en) * | 2015-12-10 | 2017-10-25 | 전갈렙 | A bycycle mounted with antitheft device |
KR20200002445A (en) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 주식회사 위드어스 | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same |
KR20200030515A (en) | 2020-03-04 | 2020-03-20 | 주식회사 위드어스 | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same |
RU201774U1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-01-12 | Надир Харунович Нутфуллин | GENERATOR FOR BIKE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101550172B1 (en) | A Generator for a Bike | |
TWI625920B (en) | Axial gap motor | |
JP2005304292A (en) | Process for manufacturing rotor unit for motor, rotor unit for motor, and motor | |
JP5878582B2 (en) | In-tire power generator | |
US8760025B2 (en) | Interior permanent magnet machine having off axis centered arc geometry | |
AU2017354953B2 (en) | Magnet motor with electromagnetic drive | |
JPWO2012105656A1 (en) | Permanent magnet embedded rotary electric machine for vehicles | |
JP6416791B2 (en) | Moving part with magnet for permanent magnet synchronous machine | |
CN102064616A (en) | Generator for a bicycle wheel | |
TW201633667A (en) | A generator for a bike and a snap-fit battery module thereof | |
JP2019534679A5 (en) | ||
KR101825714B1 (en) | A Rotor for Generator | |
KR20160114879A (en) | Rotor, motor including the same, and manufacturing mathod for the same | |
JP2024047599A (en) | Magnetization device and magnetization method | |
KR102087430B1 (en) | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same | |
JP2011229309A (en) | Power generator in tire | |
JP5058044B2 (en) | Permanent magnet motor | |
KR101758463B1 (en) | A Generator for a Bike and a Snap-Fit Battery Module thereof | |
JP6316350B2 (en) | Permanent magnet motor | |
JP2013118762A (en) | Rotary electric machine and wheel | |
KR20200030515A (en) | A Rotor for a Bicycle Generator and a Generator Using the Same | |
TWI385899B (en) | Rotor structure for permanent-magnet machines and manufacture method thereof | |
US20190341827A1 (en) | Method and Apparatus to Drive a Rotor and Generate Electrical Power | |
JP2005076792A5 (en) | ||
JP5646871B2 (en) | In-tire power generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180806 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190828 Year of fee payment: 5 |
|
R401 | Registration of restoration |