KR101552114B1

KR101552114B1 - 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거

Info

Publication number: KR101552114B1
Application number: KR1020140065000A
Authority: KR
Inventors: 조규옥
Original assignee: 마노 주식회사
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-09-11

Abstract

본 발명은 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거에 관한 것으로서, 자전거의 전후 바퀴 중 어느 하나의 바퀴 양측부에 구비되어 자전거의 주행 이전에 출력을 고, 중, 저 모드로 선택하여 자전거 주행 중 전력을 생성하는 한 쌍의 발전부와, 상기 발전부의 전력 생성을 자전거 주행 중에 인가 또는 차단하며 바퀴지지프레임에 설치된 채 상기 발전부를 힌지 결합하는 회동인가고정부와, 뼈대프레임의 상측에 구비되어 상기 발전부에서 생성되는 전력을 안정적으로 충전하는 보조배터리와, 핸들 부근에 장착된 채 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 휴대폰을 포함한 휴대용 기기들의 배터리 사용량을 덜어주고, 휴대용 기기들을 거치 고정하는 거치대와, 핸들과 안장 후미 부근 또는 이들 부근 중 어느 한 부근에 장착되어 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 전후방 상황을 주시하며 모니터링하고 이를 기록하여 저장하는 블랙박스를 포함하여, 자전거 주행 전에 운전자의 간단한 조작만으로 전력의 출력 세기 모드를 결정할 수 있고, 주행하는 과정에서 보조배터리의 충전량이나 속도를 파악하며, 운전자의 간단한 조작만으로 발전기의 전력을 인가 또는 차단시킬 수 있는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거를 제공한다.

Description

전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거{The Bicycle Having Power Gerneration For Using Electric Equipment}

본 발명은 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바퀴의 동력을 통하여 전력을 발생시키되, 전력 생성의 세기를 조절하며 충전 가능한 수단들을 자전거에 구비하여 자전거의 안전적 주행과 아울러 운전자의 휴대용 기기에 안정적인 전력을 보충하여 제공 가능한 전자기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거에 대한 것이다.

일반적으로 자전거에 탑승한 운전자는 휴대폰을 포함한 전자기기를 함께 휴대한 채 주행하는 경우가 많다.

일부의 운전자들은 주행 중에 전자기기를 활용하여 이어폰이나 헤드폰을 낀 채 음악을 들으며 라이딩 하게 된다.

전자기기 중 휴대폰을 일례로 제시하여 볼 때, 휴대폰 배터리의 소모량이 많아져 장시간 휴대폰을 이용할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

설령, 휴대폰 배터리의 소모량을 방지하기 위해 휴대폰을 발전기에 연결할 수 있지만, 이 경우 발생되는 전력의 불안정으로 인하여 휴대폰 배터리의 수명이 단축될 수 있다.

한편, 발전기와 보조배터리가 구비된다 하더라도, 발전기의 발전 속도를 제어할 수 없어 보조배터리의 충전 시에 야기되는 부하를 적절히 조절할 수 없는 문제를 갖는다.

한편, 자전거와 연관된 기기의 충전이나 발전 장치로서 안출된 기술들로는, 등록특허 제10-1207770호, 등록특허 제10-1212189호, 등록특허 제10-1365157호, 등록실용신안 제20-0471185호, 공개특허 제10-2013-0119724호 등이 개시된 바 있다.

등록특허 제10-1207770호, 등록특허 제10-1212189호, 등록특허 제10-1365157호, 등록실용신안 제20-0471185호, 공개특허 제10-2013-0119724호.

전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 자전거에 탑승하여 운전을 조정하는 탑승자에게 휴대용 기기를 안정적으로 활용할 수 있는 전력을 공급하고 주행하는 자전거의 전후 상황을 모니터링하며 기록하여 예기치 못한 사고의 시시비비를 가려줄 수 있는 전자기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거를 제공하는 데에 그 목적을 두고 있다.

전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자전거의 전후 바퀴 중 어느 하나의 바퀴 양측부에 구비되어 자전거의 주행 이전에 출력을 고, 중, 저 모드로 선택하여 자전거 주행 중 전력을 생성하는 한 쌍의 발전부; 상기 발전부의 전력 생성을 자전거 주행 중에 인가 또는 차단하며 바퀴지지프레임에 설치된 채 상기 발전부를 힌지 결합하는 회동인가고정부; 뼈대프레임의 상측에 구비되어 상기 발전부에서 생성되는 전력을 안정적으로 충전하는 보조배터리; 핸들 부근에 장착된 채 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 휴대폰을 포함한 휴대용 기기들의 배터리 사용량을 덜어주고, 휴대용 기기들을 거치 고정하는 거치대; 핸들과 안장 후미 부근 또는 이들 부근 중 어느 한 부근에 장착되어 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 전후방 상황을 주시하며 모니터링하고 이를 기록하여 저장하는 블랙박스; 를 포함하여 구성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거에 있어서, 상기 발전부는 하나의 몸체로 이루어지되, 상기 몸체는, 외관을 이루며 상기 회동인가고정부에 힌지 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 일측 내부에 축설된 채 외부로 노출되어 자전거의 바퀴 내주에 형성된 휠과 접촉 또는 비접촉 방식으로 동작되는 동력회전부재와, 상기 하우징의 타측 외부에서 상기 하우징에 근접되거나 멀어지는 방식으로 움직임을 갖되, 상기 동력회전부재의 휠 접촉 또는 비접촉에 따라 전력을 생성하거나 생성하지 않는 발전기와, 상기 하우징의 외측 표면에서 돌출 연장된 제1 돌기구와 상기 발전기의 외측 표면에서 상기 제1 돌기구의 돌출 연장 방향과 동일한 방향으로 돌출 연장된 제2 돌기구에 삽입된 채, 정 역 방향 회전으로 전력을 생성하는 출력을 고, 중, 저 모드로 조절 유도하는 조절나사봉을 포함하여 구성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거인 것을 일례의 특징으로 한다.

삭제

상기 동력회전부재는, 몸체 내부에서부터 외부로 노출되는 방식으로 축설되어 회전하는 축봉과, 상기 축봉의 노출된 선단 부위에 형성되어 휠과 접촉 또는 비접촉하며 회전 또는 회전하지 않는 회전구와, 몸체 내부에 축설된 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉과 함께 회전하는 제1 주동기어, 및 상기 제1 주동기어와 일정간 간극을 유지한 채 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉과 함께 회전하는 제2 주동기어를 포함하여 구성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거인 것을 일례의 특징으로 한다.

상기 발전기는, 몸체 내부에서 외부로 노출되는 방식으로 축설되어 축설된 방향으로 정방향 또는 역방향 이동을 이루는 축봉과, 상기 축봉의 정 역 방향 이동이 유연하도록 상기 축봉의 축설 지점에 구비된부쉬와, 상기 몸체 내부에 위치한 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉의 축설된 정방향 또는 역방향 이동 시에 상기 제1 주동기어 또는 상기 제2 주동기어와 치차되어 전력 생성의 출력 세기를 결정하는 종동기어를 포함하고, 상기 종동기어는, 상기 제1 주동기어와 치차되는 소기어와, 상기 제2 주동기어와 치차되는 대기어, 및 이들(소기어와 대기어) 상호간 일체 또는 접촉되는 방식으로 고정 형성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거인 것을 일례의 특징으로 한다.

상기 조절나사봉은, 일측 단부에 형성되어 조절나사봉을 정 역 방향으로 회전하는 두부와, 타측 단부에 형성되되, 상기 제1 돌기구가 개재되어 걸림될 수 있게 일정한 간극을 유지하며 형성되어 조절나사봉의 정 역 회전 시 조절나사봉의 제자리 회전을 구현시키는 복수의 턱부를 포함하여 조절나사봉의 정 역 회전 시에 상기 하우징으로부터 상기 발전기를 근접 또는 이격시키며 전력 생성에 대한 출력 세기를 조정하게 되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거인 것을 일례의 특징으로 한다.

상기 회동인가고정부는, 바퀴지지프레임에 결합된 채, 상기 몸체의 하우징을 힌지 결합하고 있는 돌출대를 형성한 브라켓, 및 핸들에 장착되어 정 역 회전 조절로 상기 몸체를 상기 돌출대를 축 방향으로 하여 정 역 회전시켜 바퀴의 휠에 근접 또는 이격되게 하는 회전조작구를 포함하고, 상기 회전조작구에 일단이 감기거나 풀리고 타측단이 상기 몸체의 외관 일측에 결합된 채 상기 회전조작구의 정 회전 시 감기면서 상기 몸체의 발전기 부분을 상기 브라켓 방향으로 당겨 대각 방향에 위치한 상기 몸체의 회전구를 휠에 접촉 가능하게 일조하는 심선과, 상기 심선을 외부로부터 보호하도록 상기 심선의 길이에 걸쳐 심선을 감싸는 튜브와, 일단이 브라켓과 결합되고 타단이 상기 몸체의 외관 타측에 결합된 채, 상기 회전조작구의 정 회전 시 심선이 감길 때 인장되고, 상기 회전조작구의 역 회전 시 심선이 풀릴 때 자동 수축되며 상기 몸체의 회전구를 휠로부터 이격시키는 스프링을 더 포함하여 구성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거인 것을 일례의 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 본 발명은, 자전거에 탑승한 운전자로 하여금 휴대용 기기 활용에 있어 배터리 방전과 같은 현상을 방지 가능한 보조 전력을 제공할 수 있어 휴대용 기기 활용의 효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은, 주행하는 자전거를 통하여 전력의 생성 속도나 생성량을 운전자로 하여금 보조 배터리의 충전량이나 충전 속도를 수시로 확인하며 제어 가능하도록 함에 따라 배터리의 부하를 덜어줌으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있고 휴대용 기기에 보조 전력을 안정적으로 제공할 수 있다.

또한 본 발명은, 주행하는 자전거를 통하여 운전자로 하여금 발전기의 발전 속도를 임의대로 단계별 제어가 가능하고, 이러한 발전기에 대한 발전 인가나 차단을 간단한 조작만으로 구현 가능하여, 자전거와 연계한 휴대용 전자기기의 전체적인 제어의 편리함과 용이함을 운전자에게 제공할 수 있다.

아울러 본 발명은, 주행하는 자전거의 전후방 상황을 모니터링 하는 블랙박스를 통하여 예기치 못한 사고를 대비하여 책임 소재를 명확히 구분할 수 있는 변별력을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 자전거를 전체적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 발전부의 몸체를 절개 확대하여 내부 상태까지 보이기 위한 고출력 상태의 도면,
도 3은 도 1에 도시된 발전부의 몸체를 절개 확대하여 내부 상태까지 보이기 위한 저출력 상태의 도면,
도 4는 도 2,3에 도시된 발전부의 몸체가 자전거의 휠로부터 이격되어 비접촉된 채 전력의 미발생 상태를 도시한 개념도,
도 5는 도 2,3에 도시된 발전부의 몸체가 자전거의 휠에 근접되어 접촉된 채 전력의 발생 상태를 도시한 개념도,
도 6은 본 발명의 자전거 바퀴 양측에 구비된 발전부의 몸체를 도시한 도면,
도 6a는 도 6을 참고로 고출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면,
도 6b는 도 6을 참고로 중간 출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면,
도 6c는 도 6을 참고로 저출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면,
도 6d는 도 6을 참고로 출력되지 않고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면이다.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

하기에 유첨된 도면에 있어서, 도 1은 도 1은 본 발명의 자전거를 전체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 발전부의 몸체를 절개 확대하여 내부 상태까지 보이기 위한 고출력 상태의 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 발전부의 몸체를 절개 확대하여 내부 상태까지 보이기 위한 저출력 상태의 도면이고, 도 4는 도 2,3에 도시된 발전부의 몸체가 자전거의 휠로부터 이격되어 비접촉된 채 전력의 미발생 상태를 도시한 개념도이며, 도 5는 도 2,3에 도시된 발전부의 몸체가 자전거의 휠에 근접되어 접촉된 채 전력의 발생 상태를 도시한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 자전거 바퀴 양측에 구비된 발전부의 몸체를 도시한 도면이다.

한편, 도 6을 참고로 도 6a는 고출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면이고, 도 6b는 중간 출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면이며, 도 6c는 저출력을 유지하고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면이고, 도 6d는 출력되지 않고 있는 발전부의 몸체 상태를 상세히 도시한 도면이다.

즉, 도 6a는 발전부의 고출력 상태로 보조배터리에 충전하는 충전 1단계로 볼 수 있고, 도 6b는 발전부의 중간 출력 상태로 보조배터리에 충전하는 충전 2단계로 볼 수 있으며, 도 6c는 발전부의 저출력 상태로 보조배터리에 충전하는 충전 3단계로 볼 수 있고, 도 6d는 발전부의 무출력 상태로 보조배터리에 충전하지 않는 무충전 단계로 볼 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거는, 도 1에서와 같이, 전력을 생성하는 발전부(100)와, 상기 발전부(100)를 바퀴(600) 근처에 구비될 수 있게 마련된 회동인가고정부(200)와, 상기 발전부(100)를 통하여 생성된 전력을 충전하는 보조배터리(300)와, 상기 보조배터리(300)를 통하여 전력을 공급받아 휴대용 기기에 제공하며 상기 휴대용 기기를 체결 고정하는 거치대(400)와, 자전거의 전후방에 구비되어 상기 보조배터리(300)로부터 전력을 공급받아 주행하는 자전거의 전후방을 모니터링 하는 블랙박스(500)의 장치들로 구성될 수 있다.

상기 발전부(100)는 도 2와 3에 도시된 바와 같이 하나의 몸체(110)로서, 외관을 이루는 하우징(115)과 상기 하우징(115)의 일측 내부에서 축설되는 동력회전부재(120) 및 하우징(115)의 타측 외부에 구비된 발전기(130)와, 상기 발전기(130)의 정 역 이동을 가능하게 하는 조절나사봉(160)을 포함하고 있다.

즉, 상기 동력회전부재(120)는 상기 하우징(115)의 일측 내부에서 축설되어 외부로 노출된 구조를 형성하되, 축설되는 축봉(122)과 상기 축봉(122)의 노출 선단에 형성된 회전구(121)와 상기 하우징(115) 내부에 위치한 상기 축봉(122)에 일정한 간극을 유지하며 결합 고정된 제1,2 주동기어(123,124)를 더 포함한다. 상기 제1 주동기어(123)는 상기 제2 주동기어(124)에 비해 그 직경이 크고 기어이 개수도 많다.

상기 동력회전부재(120)의 축봉(122)은 하우징(115)에 축설됨에 있어, 유연한 회전 구현을 위하여 베어링에 장착된다.

한편, 상기 발전기(130)는 상기 하우징(115)의 타측 외부에 구비되되, 상기 하우징(115)의 타측 내부에 축설된 축봉(131)과 연결되고, 하우징(115) 내부에 위치한 상기 축봉(131)에 결합 고정되는 종동기어(132) 및 상기 축봉(131)의 유연한 이동을 위해 상기 축봉(131)의 축설 부위에 구비된 부쉬(131a)를 더 포함한다.

따라서, 상기 발전기(130)는 하우징(115)을 기준으로 상기 동력회전부재(120)의 측부에서 회전구(121)와 반대 방향에 위치하게 되고, 상기 발전기(130)에 구비된 축봉(131)은 하우징(115)에서 축설된 방향을 따라 정 역 이동하게 되는데, 도 2와 3의 도면에서는, 발전기(130)와 함께 축봉(131)이 하우징(115)을 기준으로 상 하 방향 이동으로 도시되었음을 참고한다.

상기 종동기어(132)는 상부에 위치한 소기어(132a)와 상기 소기어(132a) 하부에 위치한 대기어(132b)로 구성되는 바, 이들 소기어(132a) 및 대기어(132b) 상호 간 일체 또는 밀착(접촉) 형태로 고정 형성된다. 즉 상기 소기어(132a)는 상기 대기어(132b)에 비해 그 직경이 작고 기어이 수도 작다.

도 2는 발전부(100)의 몸체(110)가 고출력 상태임을 도시한 것으로서, 상기 종동기어(132)의 소기어(132a)가 상기 제1 주동기어(123)와 치차된 형태임을 알 수 있다. 상기 제1 주동기어(123)가 제2 주동기어(124)에 비해 큰 직경과 많은 기어이 개수를 형성하고, 상기 소기어(132a)는 대기어(132b)에 비해 작은 직경과 적은 기어이 개수를 형성함에 따라, 제1 주동기어(123)의 회전으로 고출력을 유지할 수 있다.

이와 같이, 발전부(100)의 몸체(110)가 고출력 상태를 유지할 수 있도록 자전거를 조종하는 운전자가 조작할 수 있는 바, 즉 하우징(115)의 외표면 측부를 따라 연장 돌출된 제1 돌기구(140)와 상기 제1 돌기구(140)와 동일한 방향으로 상기 발전기(130)의 외표면 측부에서 연장 돌출된 제2 돌기구(150) 사이에 삽입 설치된 조절나사봉(160)의 회전 조작을 통하여 가능하게 된다.

즉, 상기 조절나사봉(160)은 일단에 형성된 두부(161)와 타단에 소정의 간극을 이루며 형성된 턱부(162,162a)들로 구성되는 바, 상기 두부(161)는 제2 돌기구(150)에 위치하고, 상기 턱부(162,162a)들은 제1 돌기구(140)에 위치한다.

이때, 상기 턱부(162,162a)들 사이로 상기 제1 돌기구(140)가 개재되어 상기 턱부(162,162a)와 상기 제1 돌기구(140)의 걸림 구조를 이루게 된다. 따라서, 상기 조절나사봉(160)은 정 역 회전 시에 이동하지 않고 자체가 회전만 구현하게 된다.

따라서, 발전부(100)의 몸체(110)가 고출력 상태가 되도록 하기 위하여 운전자는 상기 조절나사봉(160)을 정 방향으로 회전하게 되면 상기 조절나사봉(160)에 나사 체결된 제2 돌기구(150)가 정 방향 이동에 따라 제2 돌기구(150)와 결합된 발전기(130) 및 축봉(131)도 함께 정 방향 이동하며 상기 축봉(131)에 결합된 종동기어(132)도 함께 정 방향으로 이동하다가 제1 주동기어(123)에 종동기어(132)의 소기어(132a)가 치차됨으로써 발전부(100)의 몸체(110)가 고출력 구현 환경으로 전환하게 된다. 여기서, 도면 2에서는 제2 돌기구(150)와 발전기(130) 및 축봉(131)과 종동기어(132)가 하우징(115)을 기준으로 상 방향 이동을 의미한다.

다시 말해, 휠(620)과 접촉되어 회전하는 회전구(121)에 의해 축봉(122)과 상기 축봉(122)에 결합된 제1 주동기어(123)가 회전하게 되고, 이때 상기 제1 주동기어(123)에 치차된 종동기어(132)의 소기어(132a)가 회전하면서 축봉(131)도 함께 회전하여 발전기(130)의 고출력 전력을 생성하게 된다.

이와 반대로, 발전부(100)의 몸체(110)가 저출력 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해서는 상기 조절나사봉(160)을 역 방향으로 회전하게 되면 상기 조절나사봉(160)에 나사 결합된 제2 돌기구(150)가 역 방향 이동에 따라 제2 돌기구(150)와 결합된 발전기(130) 및 축봉(131)도 함께 역 방향 이동하며 상기 축봉(131)에 결합된 종동기어(132)도 함께 역 방향으로 이동하다가 제2 주동기어(124)에 종동기어(132)의 대기어(132b)가 치차됨으로써 발전부(100)의 몸체(110)가 저출력 구현 환경으로 전환하게 된다. 여기서, 도면 3에서는 제2 돌기구(150)와 발전기(130) 및 축봉(131)과 종동기어(132)가 하우징(115)을 기준으로 하 방향 이동을 의미한다.

다시 말해, 휠(620)과 접촉되어 회전하는 회전구(121)에 의해 축봉(122)과 상기 축봉(122)에 결합된 제2 주동기어(124)가 회전하게 되고, 이때 상기 제2 주동기어(124)에 치차된 종동기어(132)의 대기어(132b)가 회전하면서 축봉(131)도 함께 회전하여 발전기(130)의 저출력 전력을 생성하게 된다.

한편, 상기 발전부(100)의 몸체(110)는 자전거 휠(620)의 좌우편측에서 회전될 수 있는 구조로 설치되는 바, 이를 위하여 회동인가고정부(200)가 구비된다.

상기 회동인가고정부(200)는 발전부(100)의 몸체(110)를 힌지 결합 가능하도록 돌출대(220)를 형성한 브라켓(210)과, 탄성을 제공하는 스프링(230)과, 몸체(110)를 핸들 근처에서 조작하여 회전시킬 수 있는 회전조작구(240) 및, 심선(241)과 튜브(250)로 구성될 수 있다.

도면 4와 5에서처럼, 몸체(110)의 외관이 되는 하우징(115)이 브라켓(210)의 돌출대(220)에 힌지 연결된 상태를 갖기 때문에, 몸체(110)가 자전거의 휠(620)을 기준으로 근접하여 몸체(110)의 회전구(121)가 휠(620)에 접촉할 수도 있고, 몸체(110)가 자전거의 휠(620)을 기준으로 이격하여 몸체(110)의 회전구(121)가 휠(620)로부터 비접촉될 수 있는 몸체(110)의 회전이 가능하게 된다.

즉, 상기 스프링(230)의 일측단은 하우징(115)의 일측단에 고정되고 타측단은 브라켓(210)에 고정되며, 상기 심선(241)의 일측단은 하우징(115)의 타측단에 고정되고 타측단은 자전거의 핸들 부위에 장착된 회전조작구(240)에 감기는 방식을 취한다. 이때 심선(241)의 보호를 위해 심선(241)을 튜브(250)가 감싸게 된다. 물론 상기 브라켓(210)은 바퀴지지프레임(650)에 고정 결합된다.

이러한 상기 회동인가고정부(200)의 구비로 인하여, 발전부(100)의 몸체(110)는 휠(620)을 기준으로 정 역 회전하며 휠(620)로 근접하거나 이격하는 운동 방향을 이루게 된다.

상기 발전부(100)의 몸체(110) 운동 방향에 대한 설명은 도 4와 5를 참고로 설명될 수 있는 바, 일례로 몸체(110)의 회전구(121)가 휠(620)과 비접촉되어 전력이 발생하지 않는 경우를 먼저 설명하기로 한다.

즉, 도 1을 참고로 도 4에서와 같이, 운전자는 핸들에 장착된 회전조작구(240)를 역 방향으로 회전시키면, 튜브(250) 내의 심선(241)이 상기 회전조작구(240)에서 풀리게 되고, 이때 상기 심선(241)의 풀림에 의해 스프링(230)은 수축하는 형태로 몸체(110)를 브라켓(210) 방향으로 잡아 당김에 따라, 발전부(100)의 몸체(110)가 휠(620)에서부터 이격되어 브라켓(210) 방향으로 회전하면서 몸체(110)의 회전구(121)가 회전하지 않아 몸체(110)의 발전기(130)에서 전력이 발생하지 않게 된다.

한편, 몸체(110)의 회전구(121)가 휠(620)과 접촉되어 전력이 발생하는 경우를 살펴보기로 한다. 즉, 도 1을 참고로 도 5에서와 같이, 운전자는 핸들에 장착된 회전조작구(240)를 정 방향으로 회전시키면, 튜브(250) 내의 심선(241)이 상기 회전조작구(240)에 감기게 되고, 이때 상기 심선(241)의 감김력에 의해 스프링(230)은 인장되는 형태로 몸체(110)를 휠(620) 방향으로 근접시킴에 따라, 발전부(100)의 몸체(110)가 브라켓(210)에서부터 휠(620) 방향으로 회전하면서, 몸체(110)의 회전구(121)가 휠(620)에 접촉되어 회전하고, 이로 인하여 몸체(110)의 발전기(130)에서 전력이 생성하게 된다.

한편, 도 1과 도 6을 참고로, 도 6a에서부터 도 6d에 이르기까지 발전부(100)의 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 전력 생성량 변화(고,중,저출력)를 도시하였고, 이들에 대하여 설명하기로 한다.

발전부(100)의 몸체(110)가 앞 바퀴나 뒤 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에 구비될 수도 있고, 도 1 및 도 6에서처럼 앞 바퀴(600)의 양측부에 구비될 수도 있다. 자전거의 바퀴(600)는 타이어(630)와 휠(620)과 상기 휠(620)의 중심에 지지축봉을 삽입하는 축공(610)으로 구성된다.

만일, 상기 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 전력 생성이 고출력일 경우 도 6a에서와 같이 양측에 구비된 몸체(110)들이 휠(620) 방향으로 회전된 상태로 몸체(110)들의 회전구(121)가 휠(620)에 접촉되어 회전되고 있으며, 이때 두 몸체(110) 내의 제1 주동기어(123)들에게 종동기어(132)의 소기어(132a)들이 치차되어 발전기(130)의 고출력으로 전력 생성을 이루게 된다.

만일, 상기 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 전력 생성이 중간 정도의 출력일 경우 도 6b에서와 같이 휠(620)을 기준으로 양측에 구비된 발전부(100)의 몸체(110) 중 어느 하나의 몸체(110) 내부에는 제1 주동기어(123)에 종동기어(132)의 소기어(132a)가 치차되지만, 나머지 다른 하나의 몸체(110) 내부에는 제2 주동기어(124)에 종동기어(132)의 대기어(132b)가 치차된다. 즉 이는 상술된 발전부(100)의 전력 생성이 고출력일 때와 후술되는 발전기(130)의 전력 생성이 저출력일 때의 사이에 해당되는 출력 상태이다.

만일, 상기 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 전력 생성이 저출력일 경우 도 6c에서와 같이 휠(620)을 기준으로 양측에 구비된 발전부(100)의 몸체(110)들의 회전구(121)가 휠(620)에 접촉되어 회전되고 있으며, 이때 두 몸체(110) 내의 제2 주동기어(124)들에게 종동기어(132)의 대기어(132b)들이 치차되어 발전기(130)의 저출력으로 전력 생성을 이루게 된다.

다시 말해, 제1 주동기어(123)와 제2 주동기어(124) 및 종동기어(132)의 소기어(132a) 및 대기어(132b)의 치차 조합 과정을 통하여 발전기(130)가 고, 중, 저출력 상태로 전력을 생성시킬 수 있게 된다.

만일, 상기 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 전력이 비생성될 경우 도 6d에서와 같이 휠(620)을 기준으로 양측에 구비된 발전부(100)의 몸체(110)들이 휠(620)에서 이격되고, 이로 인하여 몸체(110)들의 회전구(121)들 또한 휠(620)로부터 이격된 채 비접촉 상태를 유지하다 보니 회전구(121)가 회전하지 않아 발전기(130)의 전력이 생성되지 않는다.

도면으로 이해하기 위해서는 도 2와 3을 기반으로 도 6을 참고로 하여 도 6a에서부터 도 6d에 이르기까지 포함하여 몸체(110) 및 몸체(110) 내의 작동 원리를 파악하며 전력 생성의 고,중, 저출력 상태나 전력 비생성을 알 수 있다.

이처럼, 발전기(130)로부터 생성되는 전력은 보조배터리(300)에 충전되고, 보조배터리(300)의 충전량이나 충전 속도를 파악하면서 전력 생성의 고,중,저출력 상태를 변경하며 충전시킬 수 있음에 따라 보조배터리(300)의 부하를 줄여 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.

이러한 상기 보조배터리(300)는 자전거의 뼈대프레임(640) 상부에 장착 고정되어 상기 뼈대프레임(640)의 후방에 장착된 블랙박스(500)와 핸들에 장착된 거치대(400)와 연결되어 전력을 공급하게 되고, 이러한 공급 전력을 통하여 거치대(400)에 장착 고정된 휴대폰을 장시간 동안 사용할 수 있으며, 블랙박스(500)는 전후방의 현 상황을 실시간으로 모니터링하며 기록하게 된다.

하기에서는 본 발명에 대한 작동을 설명하기로 한다.

운전자는 자전거를 타고 주행함에 있어서 전력의 출력 생성 모드를 선택 변경한 후에 자전거를 주행시킬 수 있는 바, 일례로 몸체(110)에 구비된 발전기(130)의 출력을 고출력으로 유지하고 싶을 경우, 나사조절봉(160)을 정 방향으로 회전시킨다.

이때, 나사조절봉(160)이 턱부(162,162a)들과 제1 돌기구(140)의 걸림 구조에 의해 자체 회전만 구현되면서 상기 나사조절봉(160)에 나사 체결된 제2 돌기구(150)가 이동하게 되는데, 도면에서처럼 제2 돌기구(150)와 발전기(130) 및 축봉(131)이 몸체(110)의 하우징(115) 방향인 즉 하부에서 상부 방향으로 이동하며 하우징(115)에 근접되고, 상기 축봉(131)에 고정된 종동기어(132)의 소기어(132a)는 동력회전부재(120)의 축봉(122)에 고정된 제1 주동기어(123)와 치차됨으로써 발전기()의 고출력 모드로 전환될 수 있다.

이와 같이 발전기(130)의 고출력 모드로 전환시킨 다음, 운전자는 자전거에 탑승한 채 자전거를 주행시키게 되는데, 주행하는 과정에서 뼈대프레임(640)에 고정된 보조배터리(300)의 충전량이나 속도를 확인하고 충전이 완료되면, 발전부(100)의 몸체(110)를 바퀴(600)의 휠(620)에서 이격시켜 발전기(130)에서 생성되는 전력을 차단시키게 된다.

이를 위해, 자전거의 핸들에 장착된 회전조작구(240)를 운전자는 역 방향으로 회전시킨다. 이때 상기 회전조작구(240)에 감겨있는 심선(241)이 풀림과 동시 스프링(230)은 수축되는 형태로 발전부(100)의 몸체(110)를 휠(620) 방향에서 브라켓(210) 방향으로 잡아 당김에 따라 휠(620)과 접촉하고 있던 동력회전부재(120)의 회전구(121)가 이격되면서 더 이상 회전하지 않음으로써 동력회전부재(120)의 축봉(122) 측에 구비된 발전기(130)의 축봉(131)도 회전되지 않아 발전기(130)의 전력은 생성되지 않는다.

이로써, 보조배터리(300)의 충전 부하를 줄이고, 충전된 전력은 거치대(400)에 고정된 휴대용 기기(일례로서, 휴대폰)나 뼈대프레임(640)의 전후방에 구비된 블랙박스(500)에 안정적으로 공급되며, 특히 휴대폰의 경우 휴대폰에 부착된 배터리의 사용량을 줄일 수 있음에 따라 사용 시간을 대폭 늘릴 수 있는 장점을 갖게 된다. 또한, 블랙박스(500)가 주행하는 자전거의 전후방을 실시간으로 모니터링 하며 기록함으로써 안정적 주행을 보장할 수 있으며 예기치 못한 사고가 발생하더라도 책임 소지를 명확히 밝혀낼 수 있는 변별력을 갖출 수 있게 된다.

발전기(130)의 고출력 모드 이외의 저출력이나 이들의 중간 출력 모드에 대하여서는 상술된 내용을 토대로 해석하는 데에 무리가 없는 것으로 판단되어 그 설명을 생략하기로 하고, 발전기(130)의 전력을 발생시키기 위해서는 상술된 회전조작구(240)를 정 방향으로 운전자가 회전시키고, 이로 인하여 심선(241)이 상기 회전조작구(240)에 감김과 동시 스프링(230)은 인장되면서 발전부(100)의 몸체(110)가 브라켓(210)에서부터 휠(620) 방향으로 회전하게 된다.

이때, 몸체(110)의 동력회전부재(120)인 회전구(121)는 휠(620)과 접촉하게 되고, 주행하는 바퀴(600)의 회전력에 의해 회전구(121)가 회전되면서 동력회전부재(120)의 축봉(122) 측부에 구비된 발전기(130)의 축봉(131)도 함께 회전하게 되며, 이로 인하여 발전기(130)가 전력을 생성시키게 된다.

상술된 바와 같이 본 발명에 의한 전기 기기를 활용하기 위한 자가 발전을 갖는 자전거는, 운전자가 발전의 출력 세기를 간단한 조작만으로 결정할 수 있고, 주행 중의 보조배터리의 충전량이나 속도를 체크하며 발전의 인가나 차단을 간단한 조작으로 수행 가능하고, 전기 휴대용 기기들을 장시간 이용 가능하며 실시간 블랙박스의 모니터링을 통하여 안정적인 자전거 주행이 가능해지는 장점이 있다.

100 : 발전부
110 : 몸체 115 : 하우징
120 : 동력회전부재 121 : 회전구
122 : 축봉 123 : 제1 주동기어 124: 제2 주동기어
130 : 발전기 131 : 축봉 132 : 종동기어
132a : 소기어 132b : 대기어 140 : 제1 돌기구
150 : 제2 돌기구 160 : 조절나사봉 161 : 두부
162, 162a : 턱부
200 : 회동인가고정부 210 : 브라켓 220 : 돌출대
230 : 스프링 240 : 회전조작구 241 : 심선
250 : 튜브
300 : 보조배터리 400 : 거치대
500 : 블랙박스
600 : 바퀴 610 : 축공 620 : 휠
630 : 타이어 640 : 뼈대프레임 650 : 바퀴지지프레임

Claims

삭제
자전거의 전후 바퀴 중 어느 하나의 바퀴 양측부에 구비되어 자전거의 주행 이전에 출력을 고, 중, 저 모드로 선택하여 자전거 주행 중 전력을 생성하는 한 쌍의 발전부; 상기 발전부의 전력 생성을 자전거 주행 중에 인가 또는 차단하며 바퀴지지프레임에 설치된 채 상기 발전부를 힌지 결합하는 회동인가고정부; 뼈대프레임의 상측에 구비되어 상기 발전부에서 생성되는 전력을 안정적으로 충전하는 보조배터리; 핸들 부근에 장착된 채 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 휴대폰을 포함한 휴대용 기기들의 배터리 사용량을 덜어주고, 휴대용 기기들을 거치 고정하는 거치대; 핸들과 안장 후미 부근 또는 이들 부근 중 어느 한 부근에 장착되어 상기 보조배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 전후방 상황을 주시하며 모니터링하고 이를 기록하여 저장하는 블랙박스; 를 포함하여 구성되는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거에 있어서,
상기 발전부는,
하나의 몸체로 이루어지되,
상기 몸체는,
외관을 이루며 상기 회동인가고정부에 힌지 결합되는 하우징;
상기 하우징의 일측 내부에 축설된 채 외부로 노출되어 자전거의 바퀴 내주에 형성된 휠과 접촉 또는 비접촉 방식으로 동작되는 동력회전부재;
상기 하우징의 타측 외부에서 상기 하우징에 근접되거나 멀어지는 방식으로 움직임을 갖되, 상기 동력회전부재의 휠 접촉 또는 비접촉에 따라 전력을 생성하거나 생성하지 않는 발전기;
상기 하우징의 외측 표면에서 돌출 연장된 제1 돌기구와 상기 발전기의 외측 표면에서 상기 제1 돌기구의 돌출 연장 방향과 동일한 방향으로 돌출 연장된 제2 돌기구에 삽입된 채, 정 역 방향 회전으로 전력을 생성하는 출력을 고, 중, 저 모드로 조절 유도하는 조절나사봉;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거.
제2 항에 있어서, 상기 동력회전부재는,
몸체 내부에서부터 외부로 노출되는 방식으로 축설되어 회전하는 축봉;
상기 축봉의 노출된 선단 부위에 형성되어 휠과 접촉 또는 비접촉하며 회전 또는 회전하지 않는 회전구;
몸체 내부에 축설된 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉과 함께 회전하는 제1 주동기어; 및
상기 제1 주동기어와 일정간 간극을 유지한 채 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉과 함께 회전하는 제2 주동기어;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거.
제2 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 발전기는,
몸체 내부에서 외부로 노출되는 방식으로 축설되어 축설된 방향으로 정방향 또는 역방향 이동을 이루는 축봉;
상기 축봉의 정 역 방향 이동이 유연하도록 상기 축봉의 축설 지점에 구비된부쉬;
상기 몸체 내부에 위치한 상기 축봉에 결합 고정되어 축봉의 축설된 정방향 또는 역방향 이동 시에 상기 제1 주동기어 또는 상기 제2 주동기어와 치차되어 전력 생성의 출력 세기를 결정하는 종동기어;
를 포함하고,
상기 종동기어는,
상기 제1 주동기어와 치차되는 소기어;
상기 제2 주동기어와 치차되는 대기어; 및
이들(소기어와 대기어) 상호간 일체 또는 접촉되는 방식으로 고정 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거.
제2 항에 있어서, 상기 조절나사봉은,
일측 단부에 형성되어 조절나사봉을 정 역 방향으로 회전하는 두부;
타측 단부에 형성되되, 상기 제1 돌기구가 개재되어 걸림될 수 있게 일정한 간극을 유지하며 형성되어 조절나사봉의 정 역 회전 시 조절나사봉의 제자리 회전을 구현시키는 복수의 턱부;
를 포함하여 조절나사봉의 정 역 회전 시에 상기 하우징으로부터 상기 발전기를 근접 또는 이격시키며 전력 생성에 대한 출력 세기를 조정하게 되는 것을 특징으로 하는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거.
제2 항에 있어서, 상기 회동인가고정부는,
바퀴지지프레임에 결합된 채, 상기 몸체의 하우징을 힌지 결합하고 있는 돌출대를 형성한 브라켓; 및 핸들에 장착되어 정 역 회전 조절로 상기 몸체를 상기 돌출대를 축 방향으로 하여 정 역 회전시켜 바퀴의 휠에 근접 또는 이격되게 하는 회전조작구;를 포함하고,
상기 회전조작구에 일단이 감기거나 풀리고 타측단이 상기 몸체의 외관 일측에 결합된 채, 상기 회전조작구의 정 회전 시 감기면서 상기 몸체의 발전기 부분을 상기 브라켓 방향으로 당겨 대각 방향에 위치한 상기 몸체의 회전구를 휠에 접촉 가능하게 일조하는 심선;
상기 심선을 외부로부터 보호하도록 상기 심선의 길이에 걸쳐 심선을 감싸는 튜브;
일단이 브라켓과 결합되고 타단이 상기 몸체의 외관 타측에 결합된 채, 상기 회전조작구의 정 회전 시 심선이 감길 때 인장되고, 상기 회전조작구의 역 회전 시 심선이 풀릴 때 자동 수축되며 상기 몸체의 회전구를 휠로부터 이격시키는 스프링;
을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 기기의 활용을 위한 전기발전을 갖춘 자전거.