KR200263365Y1 - Wheel, equipped with wheelmotor combined with a dynamo, for bicycle - Google Patents
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Abstract
본 고안은 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴에 관한 것으로, 페달에 의해 회전하는 바퀴의 동일한 반경의 위치에는 일정한 간격을 두고 n개의 자석을 부착하여 같이 회전하도록 하고, 상기 n개의 자석과 접하는 위치의 커버에는 n쌍의 코일을 부착하여 자전거가 회전하는 중에 자석의 회전에 따라 코일에서 발생되는 기전력에 의한 발전이 행하여져 별도의 배터리에 충전시키도록 하는 한편, 높은 곳을 오르거나 하여 힘이 드는 경우에는 상기 배터리에 충전된 전원을 방전시키면서 코일에 의해 자석이 원활히 회전하여 페달을 밟는 힘을 줄일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a wheel for a bicycle with a combined wheel motor generator, and to attach the n magnets at regular intervals at the same radius position of the wheel that is rotated by the pedal to rotate together, the contact with the n magnets The cover of the position is equipped with n pairs of coils to generate electricity by the electromotive force generated by the coils as the magnet rotates while the bicycle is rotating so that it can be charged in a separate battery, In this case, the magnet rotates smoothly by the coil while discharging the power charged in the battery so as to reduce the pedal step force.
Description
본 고안은 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴에 관한 것으로, 특히 중앙에 전선이 삽입되는 고정축을 중심으로 회전축이 회전하도록 하고 상기 고정축에는 외주면에 일정한 간격을 두고 n개의 코일을 부착한 고정판을 형성하며 상기 회전축에는 상기 n개 코일과 접하는 위치에 n개의 자석을 고정시킨 회전판을 형성하여 자전거가 회전하는 중에 자석의 회전에 따라 코일에서 발생되는 기전력에 의한 발전이 행하여져 배터리에 충전시키도록 하거나 배터리에 충전된 전원을 방전시키면서 코일에 의해 자석이 원활히 회전하여 페달을 밟는 힘을 줄일 수 있도록 한 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴에 관한 것이다.The present invention relates to a wheel for a bicycle equipped with a generator wheel motor, and in particular, to rotate the rotating shaft around a fixed shaft in which the electric wire is inserted in the center and a fixed plate attached to the fixed shaft with n coils at regular intervals on the outer peripheral surface And a rotating plate having n magnets fixed to a position in contact with the n coils on the rotating shaft to generate electricity by electromotive force generated in the coils according to the rotation of the magnet while the bicycle rotates, thereby charging the battery. The present invention relates to a bicycle wheel equipped with a generator-driven wheel motor that allows the magnet to rotate smoothly by a coil while reducing power to be pedaled while discharging the power charged in the battery.
일반적으로 차량이나 자전거와 같이 회전력을 발생하는 장치에는 회전력을 이용하여 전기를 발생하여 충전기에 충전하는 중에 램프를 점등시키거나 필요한 전원으로 사용할 수 있도록 하고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.In general, it is well known that a device that generates rotational force, such as a vehicle or a bicycle, generates electricity using the rotational force to turn on a lamp or use it as a necessary power while charging a charger.
그리고 상기의 충전기에 충전된 전원을 이용하여 내부의 램프 등에 전원으로 사용하는 동시에 필요한 경우에는 보조전원으로 하여 회전력을 증진시키도록 사용하려는 시도가 있다.In addition, there is an attempt to use the power charged in the charger as an internal lamp or the like and use it as an auxiliary power source if necessary to increase rotational power.
종래의 보조 전력장치는 내연기관인 엔진,The conventional auxiliary power device is an engine that is an internal combustion engine,
상기의 엔진에 기계적으로 연결되어 엔진의 기계적인 동력에너지를 전기적인 에너지로 변환시키기 위한 발전기,A generator mechanically connected to the engine to convert mechanical power energy of the engine into electrical energy;
상기 발전기의 출력을 제어하기 위한 발전기 콘트롤러,Generator controller for controlling the output of the generator,
상기의 발전기 콘트롤러로부터 제어된 전원을 공급받아 자동차의 구동계에 동력을 발생시키기 위한 전동기,Electric motor for generating power to the drive system of the vehicle by receiving the power controlled from the generator controller,
상기의 발전기에서 발생된 전기에너지 중 여분의 전기에너지를 저장하였다가 다시 방전시켜 필요한 전기에너지를 공급하기 위한 축전지들로 구성하였다.Of the electrical energy generated in the generator of the excess electrical energy is stored and discharged again was composed of storage batteries for supplying the necessary electrical energy.
그리고 상기의 엔진은 일반적인 가솔린 자동차의 내연기관과 동일하며 하이브리드 방식의 전기자동차에 탑재하도록 소형으로 제작하였다.In addition, the engine is the same as the internal combustion engine of a general gasoline vehicle, and manufactured to be compact to be mounted on a hybrid electric vehicle.
상기의 발전기는 영구자석형 발전기로서 그 대략적인 구조는 발전기 고정자의 소정위치에 고정되어 설치된 전기자코일, 상기 전기자 코일과 소정간격 이격되어 회전이 가능하도록 설치된 영구자석을 취부한 회전자로 구성함으로써 영구자석 회전자가 회전하게 되면 상기 전기자 코일과 상기 영구자석 회전자 사이에 플레밍의 오른손 법칙에 의한 기전력이 유기되도록 하였다.The generator is a permanent magnet generator, the approximate structure of which consists of an armature coil fixedly fixed to a predetermined position of the generator stator, a permanent magnet is installed by the rotor installed so as to be rotated spaced apart from the armature coil for a permanent When the magnet rotor rotates, the electromotive force by Fleming's right hand law is induced between the armature coil and the permanent magnet rotor.
상기의 발전기 콘트롤러는 축전지의 잔존용량부족으로 내연기관인 엔진이 구동되면 발전기로부터 전력이 출력될 때 3상 교류상태로 출력되는 전원의 정류는 물론 전압 및 전류의 크기를 제어하도록 하였다.The generator controller is to control the magnitude of the voltage and current, as well as the rectification of the power output in the three-phase AC state when the power is output from the generator when the engine of the internal combustion engine is driven due to the remaining capacity of the battery.
상기의 전동기는 크게 나누어 직류모터와 교류모터로 구별되고, 직류모터는 고정자부에서 발생하는 자장을 제어하는 데에 있어서 정류자에 의한 기계적 스위칭을 사용하며 회전수의 상한이 내연기관의 상용회전수상한에 가깝기 때문에 시판차량의 개조에 적합하며, 교류모터는 브러시가 없고 구조가 간단하며 가격이 싸고 내구성이 좋은 특징이 있으며 이는 전동기에 보자력이 높은 히토류 자석을 사용하여 인버터에 의해 회전자장을 만들어 회전시키는 영구자석식 브러시리스모터의 전동기를 이용할 수 있으며, 이는 브러시가 없기 때문에 회전수의 상한이 높고, 보자력이 높기 때문에 전기, 힘 변환효율도 높다.The above-mentioned electric motor is largely divided into a DC motor and an AC motor, and the DC motor uses mechanical switching by a commutator in controlling a magnetic field generated in the stator part, and the upper limit of the number of revolutions is the upper limit of the commercial rotation limit of the internal combustion engine. As it is close, it is suitable for the remodeling of commercial vehicles, and the AC motor has no features of brushless, simple structure, inexpensive and durable. It uses a high magnetic coercive force magnet to make a rotating magnetic field by an inverter. Electric motors of permanent magnet brushless motors can be used, and the upper limit of rotational speed is high because there is no brush, and the coercive force is high, so the electric and force conversion efficiency is high.
상기의 구동계는 전동기의 출력이 작기 때문에 가솔린차와 마찬가지로 변속기에 의해 필요한 동력을 확보하고 있으며, 대출력의 전동기를 채용하여 변속기 없이 전체 속도영역을 커버하여 경량화, 저손실화를 꾀하려는 방법도 정착되고 있으며, 각 차륜의 휠 내에 전동기를 장착하여 고효율화를 꾀하도록 하였다.Since the drive system has a small output of the electric motor, it secures the necessary power by the transmission like a gasoline car, and adopts a high-power motor to cover the entire speed range without a transmission, thereby reducing the weight and reducing the loss. In addition, an electric motor is mounted in each wheel to achieve high efficiency.
상기의 축전지는 발전기에서 발생된 여분의 전류를 충전하고 필요시 방전하게되는데, 이는 저전압 용량의 다수개의 배터리를 직렬로 연결시켜 사용하도록 하였다.The battery charges the excess current generated by the generator and discharges it when necessary, which is used to connect a plurality of batteries of low voltage capacity in series.
그러나 상기와 같은 종래의 보조 전력장치에 의하여서는 회전력을 이용하여 전류를 발생하기 위한 발전기와 축전지에 충전된 전류를 회전력으로 변환시키는 전동기가 각각 별도로 구성되어 있으므로 구조가 복잡하며 부피가 커져 자동차나 자전거 등의 기기에 설치할 때 설치면적이 커지게 되는 등의 문제점이 있었다.However, according to the conventional auxiliary power device as described above, a generator for generating a current using the rotational force and an electric motor for converting the electric current charged in the battery into the rotational force are configured separately, so that the structure is complicated and the volume is large, such as a car or a bicycle. There was a problem such that the installation area is increased when installed in the device.
본 고안은 종래와 같은 문제점을 해소하기 위함은 물론, 본 출원인의 선출원인 특허출원 제 2000-71741호(발전기 경용 휠모터)의 회전효율을 향상시키도록 창안한 것으로, 중앙에 전선이 삽입되는 고정축을 중심으로 회전축이 회전하도록 하고 상기 고정축에는 외주면에 일정한 간격을 두고 n개의 코일을 부착한 고정판을 형성하며 상기 회전축에는 상기 n개 코일과 접하는 위치에 n개의 자석을 고정시킨 회전판을 형성하여 자전거가 회전하는 중에 자석의 회전에 따라 코일에서 발생되는기전력에 의한 발전이 행하여져 배터리에 충전시키도록 하거나 배터리에 충전된 전원을 방전시키면서 코일에 의해 자석이 원활히 회전하여 페달을 밟는 힘을 줄일 수 있도록 한 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems as described above, as well as to improve the rotational efficiency of the patent application No. 2000-71741 (generator wheel motor) of the applicant of the present applicant, the fixed wire is inserted in the center The rotating shaft rotates around the axis, and the fixed shaft forms a fixed plate attached with n coils at regular intervals on the outer circumferential surface, and the rotating shaft forms a rotating plate fixing n magnets in contact with the n coils. As the magnet rotates during the rotation, electric power is generated by the electromotive force generated in the coil to charge the battery, or the magnet rotates smoothly by the coil to reduce the pedal step force while discharging the power charged in the battery. It is to provide a bicycle wheel with a generator wheel motor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴는 페달에 의해 회전하는 바퀴의 동일한 반경의 위치에는 일정한 간격을 두고 n개의 자석을 부착하여 같이 회전하도록 하고, 상기 n개의 자석과 접하는 위치의 커버에는 n쌍의 코일을 부착한다.Bicycle wheels with a generator combined wheel motor of the present invention for achieving the above object is attached to n magnets at regular intervals at the same radius position of the wheel to rotate by a pedal to rotate together, the n N pairs of coils are attached to the cover in contact with the magnet.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 정면도.1 is a front view of a wheel for a bicycle with a generator wheel motor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of a wheel for a bicycle with a generator combined wheel motor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 고안의 전류를 충, 방전시키기 위한 구성을 나타낸 회로도.Figure 3 is a circuit diagram showing a configuration for charging and discharging the current of the present invention.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 단면도.4 is a cross-sectional view of a wheel for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 단면도.5 is a cross-sectional view of a wheel for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 정면도.6 is a front view of a wheel for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 단면도.7 is a cross-sectional view of a wheel for a bicycle according to another embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1, 21 : 고정축 2, 22 : 종공1, 21: fixed shaft 2, 22: end hole
4, 44, 45 : 고정판 5, 32, 46, 47, 54, 55 : 코일4, 44, 45: fixing plate 5, 32, 46, 47, 54, 55: coil
6, 24, 41, : 회전축 7, 26, 27 : 회전판6, 24, 41,: rotating shaft 7, 26, 27: rotating plate
8, 28, 29, 43, 52 : 자석 42, 51 : 바퀴8, 28, 29, 43, 52: magnet 42, 51: wheel
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 정면도이고, 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 단면도이며, 도 3은 본 고안의 전류를 충전시키거나 방전시키기 위한 구성을 나타낸 회로도이고, 도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 다면도이며, 도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 단면도이며, 도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 정면도이고, 도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 자전거용 바퀴의 단면도이다.1 is a front view of a bicycle wheel with a generator combined wheel motor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a bicycle wheel with a generator combined wheel motor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a circuit diagram showing a configuration for charging or discharging the current of the present invention, Figure 4 is a side view of the wheel for a bicycle according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is another embodiment of the present invention 6 is a cross-sectional view of a bicycle wheel according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a bicycle wheel according to another embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2는 전체적인 구성을 도시한 것으로서,1 and 2 show the overall configuration,
중앙의 중공(2)을 통하여 전선(3)이 삽입되는 고정축(1)을 중심으로 회전축(6)이 회전하도록 하고,The rotation shaft 6 is rotated about a fixed shaft 1 into which the wire 3 is inserted through the hollow 2 in the center,
상기 고정축(1)에는 외주면에 일정한 간격을 두고 n개의 코일(5)을 부착한 고정판(4)을 형성하고,The fixed shaft (1) is formed with a fixed plate (4) to which n coils (5) are attached at regular intervals on the outer circumferential surface,
도면에 도시하지 않은 자전거의 페달에 의해 회전하는 상기 회전축(6)에는 상기 n개 코일(5)과 접하는 위치에 n개의 자석(8)을 고정시킨 회전판(7)을 형성하여 구성한 것이다.The rotating shaft 6 which is rotated by the pedal of the bicycle which is not shown in the figure is formed by forming the rotating plate 7 which fixed the n magnets 8 in the position which contact | connects the said n coils 5.
상기의 회전판(7)은 도면에 도시하지 않은 페달에 의해 회전할 때 바퀴(20)와 같이 회전한다.The rotary plate 7 rotates like the wheels 20 when rotated by a pedal (not shown).
도 3은 본 고안의 동작을 위한 회로구성을 도시한 것으로서,3 shows a circuit configuration for the operation of the present invention,
n개의 자석(8)이 외주면에 부착된 상기 회전판(7)의 일측에 설치한 홀센서(9)를 통하여 위치와 속도를 검출하는 콘트롤러(10)는 제 1 모터 드라이버(11)의 트랜지스터(TR1)로 제어신호를 출력하여 회전판(7)의 자석(8)의 'S'극이 정방향으로 권선된 코일의 반발력을 받도록 하거나, 제 2 모터 드라이버(12)의 트랜지스터(TR2)로 제어신호를 출력하여 회전판(7)의 자석(8)의 'N'극이 역방향으로 권선된 코일의 반발력을 받아 회전하도록 하고,The controller 10 which detects the position and the speed through the Hall sensor 9 provided on one side of the rotating plate 7 having the n magnets 8 attached to the outer circumferential surface of the transistor TR1 of the first motor driver 11. Outputs a control signal so that the 'S' pole of the magnet 8 of the rotating plate 7 receives the repulsive force of the coil wound in the forward direction, or outputs the control signal to the transistor TR2 of the second motor driver 12. The 'N' pole of the magnet 8 of the rotating plate 7 rotates in response to the repulsive force of the coil wound in the reverse direction,
상기 n개의 코일(5)은 각각 정방향으로 권선된 코일과 역방향으로 권선된 코일을 각각 직렬로 결합하여 트랜지스터(TR1)가 온되면 이를 통하여 정방향으로 인가되는 전류에 의해 정, 역방향으로 권선된 코일(5)에 의해 자석(8)의 'N'극과 'S'극이 모두 밀리는 반발력으로 회전력을 일으키도록 하며 트랜지스터(TR2)가 온되면 이를 통하여 역방향으로 인가되는 전류에 의해 정, 역방향으로 권선된 코일(5)에 의해 자석(8)의 'S'극과 'N'극이 밀리는 반발력으로 회전력을 일으키도록 하고,Each of the n coils 5 is coupled to a coil wound in a forward direction and a coil wound in a reverse direction, respectively, so that when the transistor TR1 is turned on, the coil wound in the forward and reverse directions by a current applied in the forward direction through the transistor TR1 ( 5) causes the 'N' pole and the 'S' pole of the magnet 8 to be rotated to generate a rotational force. When the transistor TR2 is turned on, it is wound in the forward and reverse directions by the current applied in the reverse direction. The coil 5 causes the 'S' and 'N' poles of the magnet 8 to be pushed to generate a rotational force,
상기의 콘트롤러(10)는 제 1 발전 드라이버(13)의 트랜지스터(TR3)로 제어신호를 출력하여 회전판(7)의 자석(8)의 'S'극에 의한 충전전류가 정방향으로 권선된 코일을 경유하여 브리지 다이오드(BD)의 정류기(15)를 거쳐 충전기(16)에 의해 배터리(17)에 충전되도록 하거나, 제 2 발전 드라이버(14)의 트랜지스터(TR4)로 제어신호를 출력하여 회전판(7)의 자석(8)의 'N'극에 의한 충전전류가 역방향으로 권선된 코일을 경유하여 브리지 다이오드(BD)의 정류기(15)를 거쳐 충전기(16)에 의해 배터리(17)에 충전되도록 하고,The controller 10 outputs a control signal to the transistor TR3 of the first power generation driver 13 to output a coil in which the charging current by the 'S' pole of the magnet 8 of the rotating plate 7 is wound in the forward direction. The battery 17 is charged by the charger 16 via the rectifier 15 of the bridge diode BD via the rectifier 15, or by outputting a control signal to the transistor TR4 of the second power generating driver 14, the rotating plate 7 The charging current by the 'N' pole of the magnet 8 of the (8) is charged to the battery 17 by the charger 16 via the rectifier 15 of the bridge diode BD via the coil wound in the reverse direction. ,
상기 콘트롤러(10)는 사용자가 변환스위치(18)를 온시키거나 오프시키는 상태에 의하여 상기의 제 1 및 제 2 모터 드라이버(11)(12)에 의해 회전판(7)을 회전시키는 모드를 인식하거나, 제 1 및 제 2 발전 드라이버(13)(14)를 통하여 상기의 회전판(7)에서 발생되는 전류를 충전기(16)의 배터리(17)에 충전하도록 한다.The controller 10 recognizes a mode in which the rotating plate 7 is rotated by the first and second motor drivers 11 and 12 by the user turning on or off the changeover switch 18. The first and second power generation drivers 13 and 14 allow the battery 17 of the charger 16 to charge the current generated by the rotating plate 7.
상기의 콘트롤러(10)는 배터리(17)에 충전된 전류가 정전압 IC(19)를 통하여 정격으로 공급되는 전원에 의해 정상적으로 내부의 동작을 제어하도록 한다.The controller 10 allows the current charged in the battery 17 to be normally controlled by the power supplied at the rated voltage through the constant voltage IC 19.
이와 같이 구성한 본 고안의 자동상태를 상세히 기술하면 다음과 같다,When described in detail the automatic state of the present invention configured as described above,
중앙의 중공(2)을 통하여 전선(3)의 삽입이 가능한 고정축(1)을 중심으로 회전축(6)이 회전하는 중에 자석과 코일에 의해 발전을 일으키거나 회전력을 발생시키도록 한 것으로서,As the rotating shaft 6 rotates about the fixed shaft 1 which can insert the electric wire 3 through the hollow 2 in the center, it is to generate electric power or generate a rotational force by the magnet and the coil,
외주면에 일정한 간격을 두고 n개의 자석(8)을 부착한 회전판(7)은 회전축(6)에 연결된 자전거의 페달과 같이 회전하도록 한다.The rotating plate 7 having n magnets 8 attached to the outer circumferential surface at regular intervals rotates like a pedal of a bicycle connected to the rotating shaft 6.
상기 회전축(6)의 내부에 삽입된 고정축(1)에는 상기 n개의 자석(8)과 접하는 위치에 n개의 코일(5)을 고정시키면서 전선(3)을 통하여 콘트롤러(10)의 제어를 받는 모터 드라이버(11)(12)나 발전 드라이버(13)(14)에 접속되도록 하여 전류를 충전하거나 방전전류에 의한 회전력을 얻을 수 있도록 한다.The fixed shaft 1 inserted into the rotating shaft 6 receives the control of the controller 10 through the electric wire 3 while fixing the n coils 5 in contact with the n magnets 8. It is connected to the motor driver 11, 12 or the power generation driver 13, 14 so that the electric current can be charged or the rotational force by the discharge current can be obtained.
사용자가 회전판(7)을 포함하는 회전수단을 정방향이나 역방향으로 회전시킴에 따라 콘트롤러(10)에서 홀센서(9)를 통하여 회전의 위치와 속도를 검출하도록 한다.As the user rotates the rotating means including the rotating plate 7 in the forward or reverse direction, the controller 10 detects the position and speed of the rotation through the Hall sensor 9.
사용자가 회전판(7)을 포함하는 회전수단이 정상적으로 회전하는 상태에서는 회전력으로 발전을 하여 전류를 충전기(16)의 배터리(17)에 충전시킬 수 있다.In a state in which the rotating means including the rotating plate 7 rotates normally by the user, the user may generate power by rotating force to charge the battery 17 of the charger 16.
즉, n개의 자석(8)이 외주면에 부착된 상기 회전판(7)의 상기 n 번째 역방향으로 권선된 코일과 첫번째 정방향으로 권선된 코일의 사이에 설치한 홀센서(9)를 통하여 위치와 회전속도를 검출하는 콘트롤러(10)는 회전판(7)의 자석(8)의 'S'극이나 'N'극이 코일(5)의 정방향으로 권선된 코일 또는 역방향으로 권선된 코일과 작용하도록 한다.That is, the position and the rotational speed are provided through the Hall sensor 9 provided between the coil wound in the nth reverse direction and the coil wound in the first forward direction of the rotating plate 7 with n magnets 8 attached to the outer circumferential surface. The controller 10 detects the 'S' pole or 'N' pole of the magnet 8 of the rotating plate 7 so as to act with the coil wound in the forward direction of the coil 5 or the coil wound in the reverse direction.
회전판(7)이 회전하는 상태에서 홀센서(9)를 통해 자석(8)의 'S'극을 인식한 경우에는 상기의 콘트롤러(10)에서 제 1 발전 드라이버(13)의 트랜지스터(TR3)로 'L'의 제어신호를 출력하여 오프되도록 하면서 제 2 발전 드라이버(14)의 트랜지스터(TR4)로 'H'의 제어신호를 출력하여 온되도록 한다.When the 'S' pole of the magnet 8 is recognized through the Hall sensor 9 while the rotating plate 7 is rotated, the controller 10 moves from the controller 10 to the transistor TR3 of the first power generation driver 13. The control signal of 'L' is output to be turned off while the control signal of 'H' is output to the transistor TR4 of the second power generation driver 14 to be turned on.
그 상태에는 상기의 코일(5)과 극성이 대칭을 이루도록 견고하게 부착하여 그 힘이 코일(5)에 가장 많이 미치는 n개의 자석(8)이 회전판(7)과 함께 회전하는 중에 자석(8)의 'S'극에서 정방향으로 권선된 코일들에 전기가 유기되어 전류가 브리지 다이오드(BD)의 정류기(15)를 거쳐 충전기(16)에 의해 배터리(17)에 충전되도록 한다.In this state, the magnet 8 is firmly attached so that the polarity of the coil 5 is symmetrical and the n magnets 8 having the greatest force on the coil 5 rotate together with the rotating plate 7. Electricity is induced in the coils wound in the forward direction at the 'S' pole, so that the current is charged to the battery 17 by the charger 16 via the rectifier 15 of the bridge diode BD.
회전판(7)이 계속 회전하는 상태에서 홀센서(9)를 통해 자석(8)의 'N'극을 인식한 경우에는 상기의 콘트롤러(10)에서 제 2 발전 드라이버(14)의 트랜지스터(TR4)로 'L'의 제어신호를 출력하여 오프되도록 하면서 제 1 발전 드라이버(13)의 트랜지스터(TR3)로 'H'의 제어신호를 출력하여 온되도록 한다.When the 'N' pole of the magnet 8 is recognized through the Hall sensor 9 while the rotating plate 7 continues to rotate, the controller 10 of the second power generation driver 14 of the transistor TR4 of the second power generation driver 14 is recognized. The control signal of 'L' is turned off by outputting the control signal of 'H' to the transistor TR3 of the first power generation driver 13 while being turned off by outputting the control signal of 'L'.
그 상태에는 상기의 코일(5)과 극성이 대칭을 이루도록 견고하게 부착된 n개의 자석(8)의 'N'극에서 역방향으로 권선된 코일들에 전기가 유기되도록 하여 전류가 브리지 다이오드(BD)의 정류기(15)를 거쳐 충전기(16)에 의해 배터리(17)에 충전되도록 한다.In this state, electricity is induced to the coils wound in the reverse direction at the 'N' poles of the n magnets 8 firmly attached so that the polarity of the coil 5 is symmetrical, so that the current is bridged diode BD. The battery 17 is charged by the charger 16 via the rectifier 15 of.
한편, 회전판(7)이 회전하는 중에 오르막에 이르거나 회전력이 떨어진 경우에는 충전기(16)의 배터리(17)에 충전된 전류로 회전력을 향상시키도록 한다.On the other hand, when the rotating plate 7 reaches the uphill or the rotational force is reduced while rotating the rotational force to improve the torque by the current charged in the battery 17 of the charger (16).
상기의 콘트롤러(10)에서 제 1 모터 드라이버(11)의 트랜지스터(TR1)나 제 2 모터 드라이버(12)의 트랜지스터(TR2)로 제어신호를 출력하면서 회전판(7)의 회전력이 양호해지도록 한다.The controller 10 outputs a control signal to the transistor TR1 of the first motor driver 11 or the transistor TR2 of the second motor driver 12 to improve the rotational force of the rotating plate 7.
즉, 콘트롤러(10)에서 회전판(7)이 회전하는 상태에서 홀센서(9)를 통해 자석(8)의 'S'극을 인식한 경우에는 제 1 모터 드라이버(11)의 트랜지스터(TR1)로 'L'의 제어신호를 출력하여 온되도록 하면서 제 2 모터 드라이버(12)의 트랜지스터(TR2)로 'H'의 제어신호를 출력하여 오프되도록 한다.That is, when the controller 10 recognizes the 'S' pole of the magnet 8 through the Hall sensor 9 while the rotating plate 7 rotates, the controller 10 moves to the transistor TR1 of the first motor driver 11. The control signal of 'L' is turned on by outputting the control signal of 'H' to the transistor TR2 of the second motor driver 12 while being turned on.
그러므로 제 1 모터 드라이버(11)의 트랜지스터(TR1)를 통한 전류에 의해 정방향으로 권선된 코일들이 유기되면서 극성이 대칭을 이루는 자석(8)의 'N'극을 밀어주는 반발력이 작용하도록 하여 회전하는 방향으로 계속 회전하도록 한다.Therefore, the coils wound in the forward direction by the current through the transistor TR1 of the first motor driver 11 are rotated to induce a repulsive force that pushes the 'N' pole of the magnet 8 having a symmetrical polarity. Keep rotating in the direction.
이때에는 역방향으로 권선된 코일들에 의해 자석(8)의 'S'극을 밀어주는 반발력이 작용하여 회전하는 방향으로 계속 회전하도록 한다.At this time, the repulsive force that pushes the 'S' pole of the magnet 8 by the coils wound in the reverse direction to continue to rotate in the direction of rotation.
그리고 회전판(7)이 회전하는 상태에서 콘트롤러(10)가 홀센서(9)를 통해 자석(8)의 'N'극을 인식한 경우에는 제 2 모터 드라이버(12)의 트랜지스터(TR2)로 'L'의 제어신호를 출력하여 온되도록 하면서 제 1 모터 드라이버(11)의 트랜지스터(TR1)로 'H'의 제어신호를 출력하여 오프되도록 하여 전류의 흐르는 방향이 달라지도록 한다.When the controller 10 recognizes the 'N' pole of the magnet 8 through the Hall sensor 9 while the rotating plate 7 rotates, the controller 10 moves to the transistor TR2 of the second motor driver 12. While outputting the control signal of L 'is turned on by outputting the control signal of' H 'to the transistor TR1 of the first motor driver 11 so as to turn off so that the direction of current flow.
그러므로 제 2 모터 드라이버(12)의 트랜지스터(TR2)를 통해 역방향으로 흐르는 전류에 의해 정방향으로 권선된 코일들이 유기되면서 극성이 대칭을 이루는 자석(8)의 'S'극을 밀어주는 반발력이 작용하도록 하여 회전하는 방향으로 계속 회전하도록 한다.Therefore, the coils wound in the forward direction are induced by the current flowing in the reverse direction through the transistor TR2 of the second motor driver 12, and the repulsive force that pushes the 'S' pole of the magnet 8 having the symmetrical polarity acts. Continue to rotate in the direction of rotation.
또한, 역방향으로 권선된 코일들이 유기되면서 극성이 대칭을 이루는 자석(8)의 'S'극을 밀어주는 반발력이 작용하도록 하여 회전하는 방향으로 계속 회전하도록 한다.In addition, the coils wound in the reverse direction are induced, and the repulsive force for pushing the 'S' pole of the magnet 8 having the symmetry of the polarity is acted to continue to rotate in the direction of rotation.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따라 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 구성을 도시한 것으로서,4 is a view showing the configuration of a wheel for a bicycle with a generator wheel motor according to another embodiment of the present invention,
중앙의 중공(22)을 통하여 전선(23)의 삽입이 가능한 고정축(21)을 중심으로 회전축(24)이 회전하도록 하고,The rotary shaft 24 is rotated about a fixed shaft 21 that can be inserted into the wire 23 through the hollow 22 in the center,
상기 회전축(24)에 결합되어 도면에 도시하지 않은 페달에 의해 회전하는 바퀴(25)에는 외주면에 일정한 간격을 두고 n쌍의 자석(28)(29)을 부착한 회전판(26)(27)을 일체로 형성하여 같이 회전하도록 하고,The wheel 25, which is coupled to the rotary shaft 24 and rotated by a pedal not shown in the drawing, includes a rotary plate 26 and 27 having n pairs of magnets 28 and 29 at regular intervals on an outer circumferential surface thereof. Formed integrally to rotate together,
상기 회전판(26)(27) 사이의 공간(30)에는 상기 n쌍의 자석(28)(29)과 접하는 위치에 n개의 코일(32)을 고정시키면서 상기의 전선(23)과 연결하여 구성함으로써 바퀴(25)에 n쌍의 자석(28)(29)을 부착한 회전판(26)(27)을 일체로 형성하면서 사이의 공간(30)에 n개의 코일(32)을 고정시켜 발전 밑 방전이 효율적으로 이루어지도록 한다.In the space 30 between the rotating plate 26, 27 by connecting to the electric wire 23 while fixing the n coils 32 in a position in contact with the n pair of magnets (28, 29) While the rotary plates 26 and 27 having the pair of magnets 28 and 29 attached to the wheel 25 are integrally formed, the n coils 32 are fixed in the spaces 30 therebetween, Make it efficient.
여기서 베어링(24a)은 회전축(24)의 회전을 원활하게 한다.Here, the bearing 24a smoothly rotates the rotation shaft 24.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 구성을 도시한 것으로서,5 is a view showing the configuration of a wheel for a bicycle with a generator wheel motor according to another embodiment of the present invention,
회전축(41)에 결합되어 도면에 도시하지 않은 페달에 의해 회전하는 바퀴(42)에는 일정한 간격을 두고 n개의 자석(43)을 부착하여 같이 회전하도록 하고,To the wheels 42 coupled to the rotating shaft 41 and rotated by a pedal not shown in the drawings, n magnets 43 are attached at regular intervals to rotate together,
상기 n개의 자석(43)과 접하는 위치에 n쌍의 코일(46)(47)이 부착된 고정판(44)(45)을 별도의 지지장치에 의해 도면에 도시하지 않은 자전거의 본체에 고정시키면서 전선과 연결하여 구성함으로써 바퀴(42)에 부착된 n개의 자석(43)이 회전하는 상태에 따라 고정판(44)(45)에 부착한 n쌍의 코일(46)(47)을 통하여 발전이 이루어지도록 하거나 배터리에 충전된 전원을 방전시킬 때 바퀴(42)가 적은 힘으로 회전시킬 수 있도록 한다.Fixing plates 44 and 45 having n pairs of coils 46 and 47 attached to the n magnets 43 in contact with the magnets 43 are fixed to the main body of the bicycle not shown in the drawing by a separate support device. In this case, the power is generated through the pair of n coils 46 and 47 attached to the fixed plates 44 and 45 according to the state in which the n magnets 43 attached to the wheels 42 rotate. Or to discharge the power charged in the battery so that the wheels 42 to rotate with little force.
도 6 및 도 7은 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴의 구성을 도시한 것으로서,6 and 7 illustrate the configuration of a wheel for a bicycle with a generator wheel motor according to another embodiment of the present invention,
도면에 도시하지 않은 페달에 의해 회전하는 바퀴(51)의 동일한 반경의 위치에는 일정한 간격을 두고 n개의 자석(52)을 부착하여 같이 회전하도록 하고,At the same radius position of the wheel 51 rotated by a pedal not shown in the drawings, n magnets 52 are attached at regular intervals to rotate together,
상기 n개의 자석(52)과 접하는 위치의 커버(53)에는 n쌍의 코일(54)(55)을 부착하여 도면에 도시하지 않은 전선과 연결하여 구성함으로써 바퀴(51)에 부착된 n개의 자석(52)이 회전하는 상태에 따라 커버(53)에 부착한 n쌍의 코일(54)(55)을 통하여 발전이 이루어지도록 하거나 배터리에 충전된 전원을 방전시킬 때 바퀴(51)가 적은 힘으로 회전시킬 수 있도록 한다.The n magnets attached to the wheels 51 are formed by attaching n pairs of coils 54 and 55 to the cover 53 in contact with the n magnets 52 so as to be connected to a wire (not shown). According to the state in which the 52 is rotated, when the power is generated through the n pairs of coils 54 and 55 attached to the cover 53 or when the power charged in the battery is discharged, the wheel 51 has a small force. Allow it to rotate.
본 고안은 고정축과 회전판, 회전축과 고정부위를 이용하여 설치하면서 회전시에는 발전이 행하여지고, 방전시에는 보조 회전력을 얻을 수 있도록 하는 기술에 그 특징이 있는 것으로서 다양한 장착방법을 일일이 기술하지 않았다고 하여 그 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is characterized by the fact that the power generation is performed during rotation while installing by using a fixed shaft and a rotating plate, a rotating shaft and a fixed part, and that the auxiliary rotational force is obtained when discharging. The range is not limited.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 발전기 겸용 휠모터를 부착한 자전거용 바퀴는 중앙의 중공을 통하여 전선이 삽입되는 고정축을 중심으로 회전축이 회전하도록 하고,As described above, the wheels for bicycles with the generator-generated wheel motor of the present invention allow the rotating shaft to rotate about the fixed shaft into which the electric wire is inserted through the hollow in the center,
상기 고정축에는 외주면에 일정한 간격을 두고 n개의 코일을 부착한 고정판을 형성하고,In the fixed shaft to form a fixed plate to which n coils are attached at regular intervals on the outer peripheral surface,
자전거의 페달에 의해 회전하는 회전축에는 상기 n개 코일과 접하는 위치에n개의 자석을 고정시킨 회전판을 형성하여 자전거가 회전하는 중에 자석의 회전에 따라 코일에서 발생되는 기전력에 의한 발전이 행하여져 별도의 배터리에 충전시키도록 하는 한편, 높은 곳을 오르거나 하여 힘이 드는 경우에는 상기 배터리에 충전된 전원을 방전시키면서 코일에 의해 자석이 원활히 회전하여 페달을 밟는 힘을 줄일 수 있는 이점이 있다.On the rotating shaft rotated by the pedal of the bicycle to form a rotating plate fixed to the n magnets in contact with the n coils to generate power by the electromotive force generated by the coils in accordance with the rotation of the magnet during the rotation of the bicycle is a separate battery In the meantime, when the electric power is charged by climbing a high place, the magnet is smoothly rotated by the coil while discharging the power charged in the battery, thereby reducing the pedal step force.
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