KR101966376B1 - 자전거용 발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자전거용 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거 안장의 하부에 구비되어 자전거를 타고 이동할 때 탑승자의 움직임에 따라 승강 진동하면서 자석 또는 유도코일의 왕복 이동에 따른 전자기 유도 현상 또는 압전판의 진동에 따른 압력변화에 의한 압전효과를 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 한 자전거용 발전장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자전거용 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거 안장의 하부에 구비되어 자전거를 타고 이동할 때 탑승자의 움직임에 따라 승강 진동하면서 자석 또는 유도코일의 왕복 이동에 따른 전자기 유도 현상 또는 압전판의 진동에 따른 압력변화에 의한 압전효과를 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 한 자전거용 발전장치에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈에 따른 문제로 인해 신,재생에너지에 대한 관심이 커지고 있으며, '에너지 하베스팅(Energy Harvesting)' 기술에 관한 관심도 증가하고 있다.
신,재생 에너지는 화석연료를 사용하지 않고 에너지를 생산하는 점에서 매우 중요하지만, 자연을 이용하는 신,재생에너지는 지리적, 환경적, 경제적 제약으로 인해 생산에 한계가 있다. 이에 따라, 자연환경을 이용하는 신,재생 에너지와는 별개로 미시적 에너지를 이용하는 기술이 필요하다.
에너지 하베스팅 기술은 일상 생활 속에서 일어나는 현상이나 버려지는 에너지를 모아 에너지 생산에 활용하는 것으로, 조깅을 하면서 스마트 폰을 충전하거나 체열을 전력으로 변환하는 기술 등이 에너지 하베스팅 기술에 속한다.
구체적으로, 에너지 하베스팅은 일상에서 버려지는 에너지(Energy)를 수확(Harvest)하여 전기 에너지로 저장하는 것을 의미한다. 통상적으로, 에너지는 항상 100% 쓰이지 못하고 많은 양이 버려지게 되는데, 에너지 하베스팅 기술은 버려지는 일상 속 에너지를 재활용하는 친환경적인 미래 기술이다. 예를 들어, 집안의 형광등에서는 열 에너지가 나오고 우리가 걸어 다닐 때에는 바닥을 누르는 압력 에너지가 생기게 되지만, 이러한 에너지는 활용하지 못하고 있다. 이렇게 사용하지 못하고 소모되는 에너지를 모아서 활용할 방법을 찾는 것이 에너지 하베스팅 기술이며, 에너지 하베스팅의 주요 에너지원으로는 진동이나 사람의 움직임, 빛, 열 등이 있으며, 주로 전기에너지로 변환하여 사용가능하다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 이미 미국과 유럽에서 빠르게 확산되고 있다.
이러한 에너지 하베스팅 기술은 사람이 움직일 때 몸에서 발생하는 체온이나 정전기, 운동 에너지 등을 이용하는 신체 에너지 하베스팅과, 대형 회전기나 구조물에서 발생하는 진동이나 충격에너지를 이용하여 전기를 생산하는 진동 에너지 하베스팅, 온도차에 의해 열이 이동할 때 발생하는 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 열에너지 하베스팅, 특정 물질에 일정한 압력을 가했을 때 압전 효과를 이용하여 전류를 생산하는 중력 에너지 하베스팅, 우리 주변을 떠도는 전자파 에너지를 활용하는 전자파 에너지 하베스팅 등으로 구분되고 있다.
이와 관련하여 우리나라에서도 다양한 형태의 에너지 하베스팅 기술이 개발되고 있으며, 대표적인 것이 도로 표지병 등 도로에 설치되는 구조물에 전기 생산시설을 부가하여 전기를 생산하는 것이다.
한편, 최근 레저 활동의 일환으로 자전거를 타는 사람이 증가하고 있다. 이러한 자전거는 다리를 이용하여 페달을 돌려줌으로써 바퀴를 회전시켜 이동할 수 있도록 하는 근거리 이동수단으로 운동 효과와 더불어 주변 풍광을 감상할 수 있는 장점이 있다.
그런데, 자전거는 주간에만 타는 것이 아니라 야간에도 타는 경우가 많기 때문에 안전 운전을 위하여 자전거의 전방에 헤드라이트가 설치되어 있고, 자전거의 후방에도 후미등이 설치되어 운행 위치를 표시하고 있다. 상기한 자전거의 헤드라이트와 후미등은 전기를 사용하는 장치로서, 이들 장치에 전기를 공급하기 위하여 자전거에는 전기를 생산하는 장치가 구비되어 있다. 구체적으로, 대부분의 자전거는 앞바퀴의 타이어와 연결된 발전기를 회전시켜 전기를 생산하고 있다.
그러나, 타이어를 이용하여 발전기를 회전시키는 경우 발전기 자체가 부하로 작용하여 자전거의 운행에 힘이 드는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 타이어를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 생산하지 않고 안장의 움직임이나 안장에 작용하는 압력을 이용하여 전기를 생산하는 방법이 연구되고 있다.
참고로, 공개특허 제10-2009-0039876호에는 자전거를 타면서 페달을 돌릴 경우 엉덩이와 안장이 좌우로 움직이는 힘을 이용하여 안장스프링과 연결된 래크기어를 통해 회전력으로 변환하여 플라이휠과 소형 발전기를 회전시킴으로써 전기를 생산하고 생산된 전기를 충전지에 저장하여 전방헤드라이트와 야간후미등, 핸드폰 중전기 등에 전원을 공급할 수 있도록 하는 자전거 안장 자가발전기를 개시하고 있다.
그러나, 상기한 선출원특허는 안장이 좌우로 움직이는 힘을 회전력으로 변환시켜 소형발전기를 회전시키도록 하고 있어 에너지 변환 과정에서 손실이 크게 발생할 뿐만 아니라 안장의 상하 운동에 따른 에너지를 활용하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 공개특허 제10-2009-0096395호에는 사람이 앉을 수 있는 안장부 내에는 충격 흡수용 압축스프링이 설치되고, 스프링에 작용하는 압축력이 스프링 상단과 하단에 설치된 나노 압전소자에 전달되도록 함으로써, 나노 압전소자 내부에서 발생하는 전위차에 의해서 전기가 발생하여 축전지에 저장되도록 한, 인체하중과 압전소자를 이용한 발전 자전거를 개시하고 있습니다.
그러나, 상기한 선출원특허 역시 나노압전소자에 작용하는 압력변화를 이용하고 있을 뿐 안장의 상하 운동에 따른 에너지를 할용하지 못하는 문제점이 있다.
또, 공개특허 제10-2011-0060559호에는 자전거에 구비된 안장의 상면을 형성하는 것으로서 탄성이 있는 재료로 제작된 안장판 및 일정 폭과 길이를 가진 합성수지 필름인 백업필름과 피에조필름, 연결단자 및 전선으로 구성되어 안장판의 상면에 부착되는 발전판을 포함하며, 피에조필름을 이용하여 자체적으로 전기를 발생하고 이 전기를 사용하는 피에조필름을 이용한 발전안장을 구비한 자전거를 개시하고 있다.
그러나, 상기한 선출원특허는 안장에 작용하는 하중을 이용하여 전기를 생산하고 있을 뿐 안장의 상하 운동에 따른 에너지를 활용하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 자전거용 발전장치는 자전거를 타고 이동하는 도중 사용자의 하중 및 노면 상황에 따라 상하로 이동되는 안장을 이용하여 자석을 왕복이동시키면서 전기를 생산하거나 압전판의 진동을이용하여 전기를 생산할 수 있도록 함으로써 야간 시야의 확보 및 위치 표시와 같이 자전거의 야간 운행시 안전운행이 필요한 전기를 자체 생산할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
또한, 자전거에서 사용하는 전기의 생산을 위하여 부하를 추가하지 않고도 자전거의 운행만으로도 충분한 양의 전기를 생산할 수 있도록 하는 것을 다른 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자전거용 발전장치는, 안장이 연결되는 자전거 프레임의 상단 내측에 수용되는 외부하우징과; 안장을 탄성지지하는 안장스프링의 내측에 구비되어 안장에 연결되는 안장축과; 안장스프링을 지지하도록 외부하우징의 상단에 구비되는 고정판과; 외부하우징의 내부에 수용되어 안장축과 함께 승강 및 진동되는 내부하우징과; 고정판 및 내부하우징의 이탈을 방지하도록 자전거 프레임의 상단에 구비된 이탈방지부재와; 외부하우징의 바닥면에 구비되어 내부하우징을 탄성지지하는 복수개의 스프링부재와; 내부하우징의 하부측에 구비되며 자석부재와 유도코일을 이용하여 전기를 생산하는 왕복형 발전부;를 포함하고,
왕복형 발전부는, 내부하우징을 탄성지지하는 스프링부재의 내측에 배치되도록 외부하우징의 바닥면에 설치되고 전기를 생산하는 유도코일이 구비된 복수개의 제1유도발전기와, 내부하우징의 승강 이동에 따라 상하 방향으로 이동하면서 제1유도발전기의 유도코일 사이로 삽입 또는 이탈하면서 전자기 유도에 의해 유도코일에서 유도전류가 발생되도록 하는 복수개의 가동자석을 포함할 수 있다.
또한, 내부하우징을 탄성지지하는 스프링부재의 내측에 가동자석을 지지하는 내측스프링이 더 구비될 수 있다.
또한, 왕복형 발전부는, 안장축의 하단에 구비되는 자석부재 및 외부하우징의 바닥면 중앙에 설치되며 전기를 생산하는 유도코일이 구비되어 내측으로 출몰하는 자석부재에 의한 전자기 유도에 의해 발생하는 유도전류를 이용하여 전기를 생산하는 제2유도발전기를 더 포함할 수 있다.
또한, 안장축은 안장의 하부에 연결되는 대직경의 상단부와, 안장스프링의 내측에 수용되며 하단에 자석부재가 일체로 형성된 소직경의 하단부와, 안장스프링의 상단을 지지하며 상단부와 하단부를 구획하는 스프링시트를 포함할 수 있다.
또한, 내부하우징의 내측에 진동과 자기장을 이용하여 전기를 생산하는 압전 발전부가 구비되고, 압전 발전부를 구성하는 컨틸레버형의 압전판에 안장축의 자석부재가 통과하는 삽입공이 형성될 수 있다.
또한, 압전판에는 복수개의 통공이 형성될 수 있다.
또한, 압전판의 자유단 끝부분에 중량체가 설치되고, 중량체는 상하 진동시 공기의 유동이 원활해지도록 폭방향 중심으로부터 가장자리 방향으로 갈수록 낮아지는 만곡면이 좌우 및 상하 대칭으로 형성될 수 있다.
또한, 압전판과의 발전 간섭이 방지되도록 자석부재의 외측 일부에 부도체가 구비될 수 있다.
또한, 자석부재 및 가동자석은 네오디뮴 자석으로 형성될 수 있다.
본 발명의 자전거용 발전장치는, 자전거 안장의 하부에 구비되어 사용자의 움직임에 따라 안장이 상하로 움직일 때 안장의 승강 이동 및 안장스프링에 의한 진동을 이용하여 자석을 유도코일 내부에서 상하로 승강시키면서 전기를 생산하게 되므로 자전거의 조명 및 신호 표시를 위한 전력을 충분히 생산할 수 있게 되어 별도의 축전지를 사용할 필요가 없어지게 된다.
또한, 왕복형 발전부를 구성할 때 내측스프링을 이용하여 상하로 왕복 이동하는 가동자석을 탄성 지지하게 되므로 자석부재의 손상이 방지되고 진동이 가중되어 압전 발전부에 의한 전기 생산이 계속 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 왕복형 발전부를 이중으로 구성하여 하나의 진동원을 이용하여 2개소에서 발전이 이루어지도록 함으로써 발전 효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 상하로 진동하는 내부하우징에 압전판을 설치함으로써 내부하우징의 상하 진동에 따라 압전판에 작용하는 압력의 변화를 이용하여 전기를 생산할 수 있게 되고, 압전판에 통공을 형성하여 진동시 공기저항을 감소시켜 잔진동을 유지시키고 재료 사용량을 줄여 제조원가를 낮출 수 있게 된다.
또한, 왕복형 발전부에 압전 발전부를 부가함으로써 하나의 진동원을 이용하여 2가지 방식의 발전을 동시에 수행함으로써 발전 효율을 높일 수 있다.
또한, 자석부재에 의한 압전 발전부의 발전 간섭을 차단하여 발전 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 자전거를 나타낸 참고도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 요부 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전 발전부를 나타낸 부분 절개 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전판의 작동 형태를 나타낸 참고도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 요부 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전 발전부를 나타낸 부분 절개 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전판의 작동 형태를 나타낸 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 외관을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 요부 확대 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전 발전부를 나타낸 부분 절개 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자전거용 발전장치의 압전판의 작동 형태를 나타낸 참고도이다.
본 발명에 따른 자전거용 발전장치는 안장축의 움직임을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 도 2 내지 7에 도시된 바와 같이, 외부하우징(10)과, 내부하우징(20), 왕복형 발전부(30) 및 안장축(50)을 포함하여 이루어진다.
외부하우징(10)은 안장(55)이 연결되는 자전거 프레임(60)의 상단 내측에 수용되어 고정되는 것으로, 내부하우징(20)과 왕복형 발전부(30)와 함께 모듈형으로 구성될 수 있다. 그리고, 외부하우징(10)의 상단에는 안장스프링(54)을 지지하기 위한 고정판(15)이 구비되며, 고정판(15)의 이탈을 방지하기 위하여 자전거 프레임(60)의 상단에는 이탈방지부재(65)가 구비된다. 이때, 이탈방지부재(65)는 자전거 프레임(60)의 상단에 나사체결 방식으로 결합되는 것이 바람직하다.
내부하우징(20)은 외부하우징(10)의 내부에 수용되어 안장축(50)과 함께 승강 및 진동하는 것으로, 외부하우징(10)의 바닥면에 구비된 복수개의 스프링부재(23)에 의해 탄성지지되도록 구성된다. 그리고, 내부하우징(20)의 하단에는 승강판(21)이 착탈 가능하게 결합되며, 승강판(21)에는 안장축(50)의 자석부재(34)가 고정됨과 아울러 복수개의 가동자석(32)이 하부에 설치된다. 또, 내부하우징(20)은 고정판(15)의 하부에 위치되어 고정판(15)과는 무관하게 상하 이동하게 된다.
안장축(50)은 안장(55)을 탄성지지하는 안장스프링(54)의 내측에 구비되어 안장(55)에 연결되는 것이다. 이러한 안장축(50)은 도 3에 도시된 바와 같이, 안장(55)의 하부에 연결되는 대직경의 상단부(51)와, 안장스프링(54)의 내측에 수용되며 하단에 자석부재(34)가 일체로 형성된 소직경의 하단부(52)와, 안장스프링(54)의 상단을 지지하며 상단부(51)와 하단부(52)를 구획하는 스프링시트(53)를 포함한다.
왕복형 발전부(30)는 내부하우징(10)의 하부측에 구비되며 자석부재와 유도코일을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 도 4 내지 5에 도시된 바와 같이, 내부하우징(20)을 탄성지지하는 스프링부재(23)의 내측에 배치되도록 외부하우징(10)의 바닥면에 설치되고 전기를 생산하는 유도코일이 구비된 복수개의 제1유도발전기(31)와, 내부하우징(20)의 승강 이동에 따라 상하 방향으로 이동하면서 제1유도발전기(31)의 유도코일 사이로 삽입 또는 이탈하면서 전자기 유도에 의해 유도코일에서 유도전류가 발생되도록 하는 복수개의 가동자석(32)과, 내부하우징(20)을 탄성지지하는 스프링부재(23)의 내측에 설치되어 가동자석(32)을 지지하는 내측스프링(33)을 포함한다. 이에 따라 제1유도발전기(31)의 유도코일 내부에서 승강 이동하는 가동자석(32)에 의한 전자기 유도 현상에 의해 유도전류가 흐르게 되므로, 제1유도발전기(31)를 통해 전기를 생산할 수 있게 된다.
또, 왕복형 발전부(30)는, 안장축(40)의 하단에 구비되는 자석부재(34) 및 외부하우징(10)의 바닥면 중앙에 설치되며 전기를 생산하는 유도코일이 구비되어 내측으로 출몰하는 자석부재(34)에 의한 전자기 유도에 의해 발생하는 유도전류를 이용하여 전기를 생산하는 제2유도발전기(35)를 더 포함할 수도 있다. 따라서, 제2유도발전기의 유도코일 내부에서 승강 이동하는 자석부재(34)에 의한 전자기 유도 현상에 의해 유도전류가 흐르게 되므로, 제2유도발전기(35)를 통해서도 전기를 생산할 수 있게 된다.
여기서, 자석부재(34) 및 가동자석(32)은 네오디뮴 자석으로 형성되는 것이 바람직하다. 네오디뮴 자석은 자력의 세기가 강할 뿐만 아니라 보자력이 우수하여 발전용으로 사용하기에 적합하다.
그리고, 도 6과 7에 도시된 바와 같이, 내부하우징(20)의 내측에 진동과 자기장을 이용하여 전기를 생산하는 압전 발전부(40)가 더 구비될 수 있다. 이때, 압전 발전부(40)를 구성하는 컨틸레버형의 압전판(41)에 안장축(50)의 자석부재(34)가 통과하는 삽입공(42)이 형성되어야 하는 것은 당연하다. 그리고, 압전판(41)에는 복수개의 통공(43)이 형성되는 것이 바람직하며, 압전판(41)의 자유단 끝부분에 중량체(44)가 설치되는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 중량체(44)는 상하 진동시 공기의 유동이 원활해지도록 폭방향 중심으로부터 가장자리 방향으로 갈수록 낮아지는 만곡면이 좌우 및 상하 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 압전판(51)과의 발전 간섭이 방지되도록 자석부재(34)의 외측 일부에 부도체가 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 자전거용 발전장치를 이용하여 전기를 생산하는 것에 대하여 설명하면 다음과 같다.
사용자가 자전거에 탑승한 상태로 자전거를 운행하게 되면, 사용자의 움직임이나 노면 상황에 따라 안장(55)이 상하로 이동한다. 즉, 사용자의 체중이 그대로 안장(55)에 작용하면 안장이 하강하고 사용자의 움직임에 의해 안장(55)에 작용하는 하중이 감소하면 안장스프링(54)의 탄성에 의해 안장(55)이 상향 이동됨으로써, 안장(55)에 연결된 안장축(50)이 인장스프링(54)에 의해 상승과 하강을 반복하는 진동 운동을 하게 되는 것이다. 그리고, 안장축(50)에 구비된 자석부재(34)가 내부하우징(20)의 승강판(21)에 고정되어 있고 승강판(21)이 복수의 스프링부재(23)에 의해 탄성지지되고 있으므로, 내부하우징(20)과 승강판(21) 역시 안장축(50)과 함께 상승과 하강을 반복하는 진동 운동을 하게 된다.
따라서, 인장축(50)에 구비된 자석부재(34)가 외부하우징(10)에 구비된 제2유도발전기(35)의 유도코일 내부에서 승강함에 따라 제2유도발전기(35)의 유도코일에 유도전류가 흐르게 되고, 승강판(21)의 하부에 구비된 복수의 가동자석(32)이 외부하우징(10)에 구비된 제1유도발전기(31)의 유도코일 내부에서 승강하면서 제1유도발전기(31)의 유도코일에 유도전류가 흐르게 된다. 즉, 제1유도발전기(31)와 제2유도발전기(35)에서 각각 전기가 생산되는 것이다.
그리고, 스프링부재(23)의 내측에 구비된 내측스프링(33)은 가동자석(32)이 외부하우징(10)의 바닥면에 충돌하지 않도록 함과 아울러 가동자석(32)의 상하 진동을 강화시켜 진동에 의한 발전이 계속 이루어지도록 한다.
한편, 내부하우징(10)의 상하 진동에 따라 내부하우징(20)에 구비된 압전판(41)도 상하 방향으로 이동하면서 진동하게 된다. 압전판(41)이 진동하게 되면 압전판(41)에 작용하는 압력이 변화하게 되므로, 압전효과가 작용하여 압전판(41)에서 전기가 생성된다. 따라서, 압전형 발전부(40)를 통한 전기의 생산이 가능하게 된다. 이때, 압전판(41)에 형성된 복수의 통공(43)은 압전판(40)이 진동할 때 공기 저항을 감소시킴으로써 잔진동이 계속 유지되도록 함은 물론 압전판(41)의 제작에 필요한 재료를 절감하여 제조원가를 낮추는 역할을 한다. 그리고, 압전판(41)에 구비된 중량체(44)는 폭방향 중심으로부터 가장자리 방향으로 갈수록 낮아지는 만곡면이 좌우 및 상하 대칭으로 형성되어 압전판(41)의 상하 진동시 공기가 중량체(44)의 만곡면을 타고 중량체(44)의 중간 부분에 양측 단부로 흐르게 함으로써 공기 저항을 줄이게 된다.
이상에서는 왕복형 발전부 및 압전 발전부를 통해 전기를 생산하는 것에 대하여 설명하였으나, 이들에 의해 생산된 전기는 자전거에 구비된 배터리 등의 에너지 저장시스템에 저장함으로써 야간에도 안정적으로 전기를 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 배터리 등의 에너지 저장시스템에 저장된 전력을 다른 에너지 저장 시스템에 저장하여 다른 분야에서 사용할 수 있도록 할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 외부하우징 15 : 고정판
20 : 내부하우징 21 : 승강판
23 : 스프링부재 30 : 왕복형 발전부
31 : 제1유도발전기 32 : 가동자석
33 : 내측스프링 34 : 자석부재
35 : 제2유도발전기 40 : 압전형 발전부
41 : 압전판 42 : 삽입공
43 : 통공 44 : 중량체
50 : 안장축 51 : 대경부
52 : 소경부 53 : 스프링시트
54 : 안장스프링 55 : 안장
60 : 자전거 프레임 65 : 이탈방지부재
20 : 내부하우징 21 : 승강판
23 : 스프링부재 30 : 왕복형 발전부
31 : 제1유도발전기 32 : 가동자석
33 : 내측스프링 34 : 자석부재
35 : 제2유도발전기 40 : 압전형 발전부
41 : 압전판 42 : 삽입공
43 : 통공 44 : 중량체
50 : 안장축 51 : 대경부
52 : 소경부 53 : 스프링시트
54 : 안장스프링 55 : 안장
60 : 자전거 프레임 65 : 이탈방지부재
Claims (5)
- 안장이 연결되는 자전거 프레임의 상단 내측에 수용되는 외부하우징과;
안장을 탄성지지하는 안장스프링의 내측에 구비되어 안장에 연결되는 안장축과;
안장스프링을 지지하도록 외부하우징의 상단에 구비되는 고정판과;
외부하우징의 내부에 수용되어 안장축과 함께 승강 및 진동되는 내부하우징과;
고정판 및 내부하우징의 이탈을 방지하도록 자전거 프레임의 상단에 구비된 이탈방지부재와;
외부하우징의 바닥면에 구비되어 내부하우징을 탄성지지하는 복수개의 스프링부재와;
내부하우징의 하부측에 구비되며 자석부재와 유도코일을 이용하여 전기를 생산하는 왕복형 발전부;를 포함하고,
왕복형 발전부는,
내부하우징을 탄성지지하는 스프링부재의 내측에 배치되도록 외부하우징의 바닥면에 설치되고 전기를 생산하는 유도코일이 구비된 복수개의 제1유도발전기와,
내부하우징의 승강 이동에 따라 상하 방향으로 이동하면서 제1유도발전기의 유도코일 사이로 삽입 또는 이탈하면서 전자기 유도에 의해 유도코일에서 유도전류가 발생되도록 하는 복수개의 가동자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,
내부하우징을 탄성지지하는 스프링부재의 내측에 가동자석을 지지하는 내측스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전장치.
- 제1항에 있어서,
왕복형 발전부는,
안장축의 하단에 구비되는 자석부재 및,
외부하우징의 바닥면 중앙에 설치되며 전기를 생산하는 유도코일이 구비되어 내측으로 출몰하는 자석부재에 의한 전자기 유도에 의해 발생하는 유도전류를 이용하여 전기를 생산하는 제2유도발전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,
안장축은 안장의 하부에 연결되는 대직경의 상단부와, 안장스프링의 내측에 수용되며 하단에 자석부재가 일체로 형성된 소직경의 하단부와, 안장스프링의 상단을 지지하며 상단부와 하단부를 구획하는 스프링시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,
내부하우징의 내측에 진동과 자기장을 이용하여 전기를 생산하는 압전 발전부가 구비되고,
압전 발전부를 구성하는 컨틸레버형의 압전판에 안장축의 자석부재가 통과하는 삽입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전장치.
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| KR1020190026795A KR101966376B1 (ko) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 자전거용 발전장치 |
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| KR101966376B1 true KR101966376B1 (ko) | 2019-04-05 |
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