KR20020007565A

KR20020007565A - 신발에 장착하여 보행력에 의하여 전기를 얻는 장치

Info

Publication number: KR20020007565A
Application number: KR1020000040916A
Authority: KR
Inventors: 송기성; 송운학
Original assignee: 송기성; 송운학
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-01-29

Abstract

본 발명은 동력발생장치가 내장된 신발착용자의 보행에 의하여 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 전기를 발생시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 신발에 동력발생장치를 장착하여 보행시 착용자의 하중이 작용하여 신발의 지면과의 착지 및 이탈의 연속반복으로 인하여 생기는 신발 본체 하부에 장착된 탄발스프링의 이완 및 수축에 따른 왕복운동을 기어 등 링크수단에 의하여 회전운동으로 변환하여 발전기의 회전자를 회전시켜 기계적 에너지를 전기에너지로 바꿔 생성하는 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 깔창(110), 중창(120), 본창(130)이 차례로 적층되고 외부덮개(104)로 덮어 씌워서 구성된 통상의 신발에 있어서, 신발(100)의 외부 덮개(140) 발등 부위의 슈즈텅(shose toungue)(141)에 감속 기어(210) 및 발전기(220 )로 이루어진 발전 출력부(200)와 신발(100) 외부덮개(140)의 외피(140a)와 내피(104b) 사이로 상기 감속 기어(210)의 일측으로 케이블(310)로 연결되고, 상기 케이블(310)은 탄발 스프링(311)으로 탄지되어 고정구(312)에 의하여 고정되어 당겨지고, 고정구(312)에 고착된 상기 케이블(310)은 발이 접촉되는 수지 재질의 깔창(110) 저부에 위치하는 상하로 대향 대치되는 상부 플레이트(121)와 하부플레이트(122)로 분리 구성된 중창(120)의 상부 플레이트(121)의 오목부(121a), 볼록부(121b)와 하부플레이트(122)의 오목부(122a), 볼록부(122b)를 관통하여 연결되고 연결된 케이블(310)은 링형 바퀴에(313)에 감겨져 감속기어(210) 일측에 연결되어 탄성을 유지하여, 신발(100) 착용자의 발디딤에 의하여 하중이 작용하여 상부 플레이트(121)의 볼록부(121b)를 가압하고 하부플레이트(122)의 오목부(122a)에 노출된 케이블(310)을 누르고 떼는 케이블(310)의 당김과 이완에 의한 상하 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 동력전달부(300)와 지면에 맞닿는 본창(130)으로 형성되는 구성이다.

Description

신발에 장착하여 보행력에 의하여 전기를 얻는 장치 {shoses generator}

종래에도 신발은 대지로 부터 충격을 완화시켜 주고 발바닥이나 발등을 외부의 위험물로 부터 보호하고 오염방지 및 방수의 역할로 발을 보호하는 기능 및 발의 보행편의성 및 운동기능의 조장(助長)기능, 패션성의 역할을 하였고 이의 개선을 위한 노력이 꾸준히 경주되어 왔다. 또한 역학 에너지, 열에너지, 화학에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 동력원으로서 수력발전, 화력발전, 원자력 발전,풍력발전, 조력 발전 등이 있으나 이는 대용량의 전기를 얻는데는 효과가 있으나 휴대폰이나 기타 장기간 여행중에 사용되는 소규모의 전력을 얻는데는 적합하지 못하였다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 신발을 신고 다니는 보행중에서도 역학에너지가 발생하여 동력원이 된다는 점에 착안하여 발상의 전환으로 신발의 구조를 개선하여 보행력에 의한 왕복운동의 역학에너지를 동력전달장치로 전달하고 회전운동으로 변환하여 발전기의 회전자를 돌려서 발전시키므로서 소규모의 전기에너지를 별도의 연료를 쓰지 않고도 생성할 수 있게 한 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도

도 2는 본 발명이 적용되는 신발을 일부 절결하여 요부를 나타낸 구성도

도 3은 도 2의 요부의 구성을 나타낸 단면도

도 4는 도 3의 작동상태를 나타낸 예시도

도 5는 본 발명이 적용된 신발의 작동상태도로서

(가)는 평상시의 탄발스프링이 수축된 상태

(나)는 보행시에 탄발스프링이 당겨져 이완된 상태

도 6은 보행시에 스프링의 이완 및 수축에 따른 왕복운동을 회전운동으로 전환하여 발전기에 전달하는 동작을 나타내는 예시도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100:신발 110:깔창 120:중창

121:상부 플레이트 121a:오목부 121b:볼록부

122:하부 플레이트 122a:오목부 122b:볼록부

130:본창 140:외부 덮개 141:슈즈텅

200:발전출력부 210:감속기어 211:입력측 기어 212:입력측 기어 샤프트

213:출력측 기어 214:출력측 기어 샤프트 220:발전기

230:전달부재 300:동력전달부 310:케이블 311:탄발스프링

312:고정구 313:링형 바퀴 314:전달부재

본 발명의 구성을 첨부 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같으며 본 발명의 핵심내용을 설명하는데 있어 관련된 공지기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하였다.

본 발명은 깔창(110), 중창(120), 본창(130)이 차례로 적층되고 외부덮개(104)로 덮어 씌워서 구성된 통상의 신발에 있어서, 신발(100)의 외부 덮개(140) 발등 부위의 슈즈텅(shose toungue)(141)에 감속 기어(210) 및 발전기(220 )로 이루어진 발전 출력부(200)와 신발(100) 외부덮개(140)의 외피(140a)와 내피(104b) 사이로 상기 감속 기어(210)의 일측으로 케이블(310)로 연결되고, 상기 케이블(310)은 탄발 스프링(311)으로 탄지되어 고정구(312)에 의하여 고정되어 당겨지고, 고정구(312)에 고착된 상기 케이블(310)은 발이 접촉되는 수지 재질의 깔창(110) 저부에 위치하는 상하로 대향 대치되는 상부 플레이트(121)와 하부플레이트(122)로 분리 구성된 중창(120)의 상부 플레이트(121)의 오목부(121a), 볼록부(121b)와 하부플레이트(122)의 오목부(122a), 볼록부(122b)를 관통하여 연결되고 연결된 케이블(310)은 링형 바퀴에(313)에 감겨져 감속기어(210) 일측에 연결되어 탄성을 유지하여, 신발(100) 착용자의 발디딤에 의하여 하중이 작용하여 상부 플레이트(121)의 볼록부(121b)를 ㄱ압하고 하부플레이트(122)의 오목부(122a)에 노출된 케이블(310)을 누르고 떼는 케이블(310)의 수축과 이완에 의한 상하 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 동력전달부(300)와 지면에 맞닿는 본창(130)으로 형성되는 구성이다.

중창(120)의 상부 플레이트(121)와 하부 플레이트(122)에 형성된 다수개의 연속된 오목부(121a)(122a)와 볼록부(121b)(122b)를 케이블(310)이 관통하여 타원의 곡선형으로 휘어지게 형성되는 것은 보행과학에 의한 관찰 결과 일반적인 신발착용자의 보행특성이 발을 앞으로 내디뎠을 때 몸의 중심선이 앞으로 기울기 때문에 중심을 잡기 위하여 앞으로 낸 발의 뒤꿈치부터 지면에 닿으면서 신발(100)의우측변에서 좌측변으로 타원을 형성하면서 점차 순차적으로 지면에 맞닿기 때문에 이에 대응시켜 발의 가압에 의한 동력전달효과를 극대화시키기 위하여 형성한 것이다.

또한 동력전달부(300)의 일측 케이블(310)에 탄발스프링(311)을 탄지시킨 것은 탄발 스프링(311)의 탄성의 수축 및 이완에 따른 동력을 얻기 위함으로서 탄발 스프링(311)이 고정구(312)에 의해 고정되어 탄성이 유지되고, 보행시 신발착용자의 신발(100)이 지면과 접촉할 때마다 하중에 의하여 가압되어 신발 중창(120) 상부 플레이트(121)의 볼록부(121b)가 하부 플레이트의 오목부(122a)로 삽입되면서 신발(100)이 들려져 있거나 신발의 미착용시인 평상시에는 탄발스프링(311)이 수축되고 케이블(310)은 이완되면서 링형 바퀴(313)에 감겨져 있던 케이블(310)이 좌우로 이동되어 감아걸기 전동이 되면서 발전출력부(200)의 톱니가 형성된 전달부재(230)에 동력이 전달된다.

본 발명의 발전출력부(200)는 상기와 같이 동력전달부(300)의 감아걸기 전동에 의하여 케이블(310)과 연결되어 외측에 톱니가 형성된 전달부재(230)가 좌우로 슬라이딩되면서 맞물려 있는 입력측 기어(211)를 회전시켜 입력측 샤프트(212 )에 의하여 감속된 회전수의 동력을 출력측 샤프트(214)에 전달함과 동시에 출력측 기어(213)를 회전시켜 슬라이딩에 의한 왕복운동을 회전운동으로 변환시키므로서 통상의 방법으로 발전기(220)에서 전선이 권취된 회전자를(rotor)(미도시함)를자기장속에서 전자력의 힘으로 정역회전시켜 기전력을 발생시키므로서 기계적 에너지를 전기에너지로 변환한다. 생성된 전류는 충전지를 이용하여 사용하거나 직접 연결하여 사용할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 신발에 장착하여 보행력에 의하여 전기를 얻는 장치의 작동과 효과를 설명하기로 한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 신발(100)을 착용한 착용자가 보행시 신발 착용자의 신발(100)이 지면에 접촉할 때마다 착용자의 하중에 의한 가압력에 의하여 중창(120) 상부 플레이트(121)의 연속적인 요철로 된 다수개의 볼록부(121b) 및 오목부(121a)가 하부 플레이트(122)의 오목부(122a) 및 볼록부(122b)에 맞물리면서 케이블(310)을 가압하면 평상시 수축되어 있던 탄발스프링(311)이 당겨져 케이블(310)이 동일방향으로 끌려지고 탄발 스프링(311)이 수축, 이완되면서 링형 바퀴(313)에 감겨져 있던 케이블(310)이 좌우로 이동되어 감아걸기 전동이 되면서 발전출력부(200)의 톱니가 형성된 전달부재(230)에 동력이 전달되며, 상기한 동력전달부(300)의 감아걸기 전동에 의하여 케이블(310)과 연결되어 톱니가 형성된 전달부재(314)가 좌우로 슬라이딩되면서 맞물려 있는 입력측 기어(211)를 회전시켜 연결된 입력측 샤프트(212)에 의하여 감속된 회전수의 동력을 출력측 샤프트(214)에 전달함과 동시에 출력측 기어(213)를 회전시켜 슬라이딩 왕복운동을 회전운동으로 변환시키므로서 통상의 방법으로 발전기에서 전선이 권취된 회전자를(rotor)(미도시함)를 자기장속에서 전자력의 힘으로 정역회전시켜 기전력을을 발생시켜서 기계적 에너지를 전기에너지로 변환시키게 된다. 역으로 보행자가 지면에 닿았던 신발(100)을 들어 올리게 되면 탄발스프링(311)이 팽창되면서 케이블(310)이 정상적인 탄성을 가지게 된다.

특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 특허가 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이므로 바람직한 실시예에 대하여만 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니함이 자명할 것이다.

이상과 같이 된 본 발명은 보행력에 의한 발전장치가 내장된 신발 착용자의 보행에 따라 역학에너지를 동력원으로 하여 동력전달장치로 전달하고 회전운동으로 변환하여 발전기의 회전자를 돌려서 발전시키므로서 소규모의 전기에너지를 별도의 연료를 쓰지 않고도 생성할 수 있으며 생성된 전류는 충전지를 이용하여 사용하거나 직접 연결하여 사용할 수 있고 소규모의 전기에너지를 별도의 연료를 쓰지 않고도 생성이 가능하므로서 원자력이나 화력발전 같은 발전에 따른 공해가 발생되지 않는 실생활에 유용한 발명이다.

Claims

깔창(110), 중창(120), 본창(130)이 차례로 적층되고 외부덮개(140)로 덮어 씌워서 구성된 통상의 신발에 있어서, 신발(100)의 외부 덮개(104) 발 등 부위의 슈즈텅(shose toungue)(141)에 감속 기어(210) 및 발전기(220 )로 이루어진 발전 출력부(200)와 신발(100) 외부덮개(104)의 외피(104a)와 내피(104b) 사이로 상기 감속 기어(210)의 일측으로 케이블(310)로 연결되고, 상기 케이블(310)은 탄발 스프링(311)으로 탄지되어 고정구(312)에 의하여 고정되어 당겨지고, 고정구(312)에 고착된 상기 케이블(310)은 발이 접촉되는 수지 재질의 깔창(110) 저부에 위치하는 상하로 대향 대치되는 상부 플레이트(121)와 하부플레이트(122)로 분리 구성된 중창(120)의 상부 플레이트(121)의 오목부(121a), 볼록부(121b)와 하부플레이트(122)의 오목부(122a), 볼록부(122b)를 관통하여 연결되고 연결된 케이블(310)은 링형 바퀴에(313)에 감겨져 감속기어(210) 일측에 연결되어 탄성을 유지하여, 신발(100) 착용자의 발디딤에 의하여 하중이 작용하여 상부 플레이트(121)의 볼록부(121b)를 가압하고 하부플레이트(122)의 오목부(122a)에 노출된 케이블(310)을 누르고 떼는데 있어서 케이블(310)이 순차적으로 당겨졌다 풀어졌다하는 상하 왕복운동을 반복하고 이를 회전운동으로 전환시키는 동력전달부(300)와 지면에 맞닿는 본창(130)으로 형성됨을 특징으로 하는 신발에 장착하여 보행력에 의하여 전기를 얻는 장치
제 1항에 있어서, 깔창(110) 저부에 위치하는 상하로 대향 대치되는 상부플레이트(121)와 하부플레이트(122)를 관통하여 연결된 케이블(310)은 타원의 곡선형으로 휘어지게 형성됨을 특징으로 하는 신발에 장착하여 보행력에 의하여 전기를 얻는 장치