KR200295632Y1 - 자전거용 발전기 - Google Patents

Abstract

자가발전에 의한 유도전류로 발광이 가능한 자전거용 발전기에 대하여 개시한다. 이는 소정의 내부공간(40)을 형성하는 발전기몸체(100)와, 내부공간(40)에 회전 가능하게 지지되고 중력의 영향을 받는 추(5)가 부착되어 있는 대기어조립체(3)와, 내부공간(40)에 회전 가능하도록 지지되고 대기어조립체(3)에 맞붙어 회전하는 소기어(10)와, 소기어(10)와 같이 회전하도록 소기어(10)에 고정 부착된 링형영구자석(20)과, 링형영구자석(20)의 외주를 따라 원주방향으로 비접촉상태로 발전기몸체(100)에 고정 부착되는 전기자코일조립체(50)와, 링형영구자석(20)과 전기자코일조립체(50)와의 상대회전운동으로 발생된 유도전류를 이용 발광되는 발광소자(60)를 구비한다. 이와 같은 자전거용 발전기는 자전거휠에 고정 부착되어 휠과 함께 회전시 영구자석과 전기자코일조립체와의 상대회전운동으로 유도전류를 발생 이를 이용함으로써 발광소자를 발광토록 함으로써 배터리의 채용 없이 장기간 이용을 가능하게 함으로써 사용자 및 타인에게 흥미를 유발시키며, 자전거의 위치확인이 용이하여 야간 자전거의 안전에 도움을 준다.

Description

자전거용 발전기 {A generator for bicycle}

본 고안은 자전거의 휠축에 고정 부착된 발전기가 자전거의 휠과 함께 회전하면서 유도된 전류를 이용 발광이 가능하도록 한 자전거용 발전기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발전기 내부에 회전 가능하도록 지지되어 있는 중력의 영향을 받는 추가 부착되어 있는 큰 반경을 가지는 원형의 대기어조립체가 발전기와 상대회전운동을 하게 되고 대기어조립체와 맞붙어 회전하는 소기어가 발전기몸체와 더 많은 상대회전운동을 하게 함으로써 소기어와 같이 회전하는 링형영구자석과 발전기 몸체에 부착되어 있는 전기자코일조립체와의 상대회전운동을 이용 자전거 휠에 간단하게 부착이 가능하고 또한 저속에서도 안정적으로 유도전류를 일으키게 하여 발광이 가능하도록 한 것이다.

일반적으로 종전에 고안되었던 자전거에 부착하는 발광용 발전기를 보면 자석부를 회전시키기 위한 장치가 발전기 외부로 노출되어야 하여 방수등의 문제점이 있었고 또 자전거의 휠 등에 안정적이면서도 쉽게 부착하는 데 어려움이 있었고 저속에서는 발광이 발생하기 힘들었다. 또한 최근에 야간 안전용으로 나온 점등장치 중 배터리를 장착하는 형태도 있으나 이는 단순히 배터리의 전원을 이용한 단순한 점등에 지나지 않고 수시로 배터리를 교체하여주어야 하고 배터리의 무게 및 수명 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 종래의 문제점 및 제 결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자전거의 휠축에 간단한 과정으로 부착하고 또 소형으로 가능하게 하면서도 발광효과를 극대화하고 주요 부품을 발전기 내부에 모두 내장함으로써 내구성을 극대화하고 배터리의 채용 없이도 장기간 발광효과를 가능하게 하고 외관상으로도 미려함을 주는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안 발전기를 나타낸 단면도,

도 2는 본 고안 발전기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,

도 3은 도 1과 도 2의 주요 부품만을 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 고안 발전기의 작동원리를 나타낸 도면,

도 5은 본 고안 발전기의 부착방법을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 . . . 대기어하부 2 . . . 대기어상부

3 . . . 대기어조립체 5 . . . 추

10 . . . 소기어 20 . . . 링형영구자석

50 . . . 전기자코일조립체 60 . . . 발광소자

101 . . . 하부몸체 102 . . . 상부몸체

상기 목적을 달성하는 본 고안 자전거용 발전기는 소정의 내부공간을 형성하는 발전기몸체와,

상기 내부공간에 회전 가능하도록 지지되고 상부기어부와 하부기어부로 나뉘어지는 대기어조립체와,

상기 대기어조립체의 하부기어부에 중력의 영향을 받도록 부착되는 추와,

상기 대기어조립체에 비해 작은 반경을 가지고 상기 대기어조립체에 맞붙어 상기 발전기몸체의 내부공간에 회전 가능하도록 지지되는 소기어와, 상기 소기어와 같이 회전하도록 상기 소기어에 고정 부착되는 링형영구자석과,

상기 링형영구자석의 외주로 원주방향을 따라 비접촉상태로 상기 발전기 몸체에 고정 부착되어 상기 링형영구자석과의 상대운동으로 유도전류를 발생시키는 전기자코일조립체와,

상기 발생된 유도전류에 의하여 출력되는 출력수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 출력수단은 상기 전기자코일조립체와 전기적으로 연결되어 발광하는 발광소자이다.

상기 본 고안의 특징에 의하면, 본 고안 자전거용 발전기는 휠축에 고정부착된 발전기가 회전시 대기어와 소기어의 반경차를 이용 소기어를 상대적으로 더 빠른 회전운동을 일으키게 하고 소기어에 부착된 링형영구자석과 발전기몸체의 전기자코일조립체와의 상대회전운동을 이용 효율적으로 유도전류를 발생시키고 이를 이용하여 발광이 발생토록 함으로써 배터리의 교체없이 이용을 가능하게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 자전거용 발전기를 나타낸 도 1과 도 2 및 도 3을 참조하면, 이는 소정의 내부공간(40)을 형성하는 발전기몸체(100)와, 이 발전기몸체(100)의 내부공간(40)에 회전 가능하게 지지되는 대기어조립체(3)와, 대기어조립체(3)에 맞붙어 내부공간(40)에 회전 가능하게 지지되는 소기어(10)와, 소기어(10)와 같이 회전하도록 소기어(10)에 고정 부착되는 자극이 교대로 배치되는 링형영구자석(20)과, 링형영구자석(20)과의 상대회전운동으로 유도전류를 발생시키는 발전기몸체(100)에 고정 부착되는 전기자코일조립체(50)와, 발생된 유도전류에 의하여 출력되는 출력수단을 구비한다.

상기 발전기몸체(100)의 내부공간(40)에는 대기어조립체(3)가 위치의 이탈이 없이 일정하게 회전 가능하도록 대기어조립체(3)의 둘레를 따라서 대기어조립체(3)에 요홈(3a)이 형성되어 있고 발전기몸체에는 돌기(101a)가 형성되어 있다. 물론 이 때 대기어조립체에 돌기를 형성하고 발전기몸체에 요홈이 형성되도록 할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 대기어조립체에 장착된 추에 미치는 중력이 돌기(3a)와 요홈(101a)의 마찰력을 무시할 수 있도록 추의 무게를 조절하면 본 고안이 이루고자 하는 효과에는 문제가 없지만 대기어조립체(3)와 발전기몸체(100)가 접하는 부분은 베어링이 개재됨이 바람직하다.

상기 소기어(10)에는 발전기몸체(100)의 내부공간(40)에서 회전가능하도록돌기(10a)가 형성되어 있고 발전기몸체(100)에는 소기어(10)가 회전 가능하게 지지되도록 요홈(102b)이 형성되어 있다.

상기 발전기몸체(100)는 상부몸체(102)와 하부몸체(101)로 이루어지고 상부몸체(102)와 하부몸체(101)는 나사결합 또는 억지끼움 등으로 결합된다.

또한 상기 상부몸체(102)는 다시 좌부몸체(102m)와 우부몸체(102n)로 이루어지고 좌부몸체(102m)와 우부몸체(102n)사이에 상기 발광소자(60) 및 전기자코일조립체(50)가 고정 부착되도록 한다.

상기 발광소자(60)의 광원을 방출하기 위하여 발전기몸체(100)의 발광소자(60)가 삽입된 부분은 투명우레탄(103) 등을 사용한다.

상기 대기어조립체(3)는 상부기어부(2)와 하부기어부(1)로 이루어지고 하부기어부(1)에는 중력의 영향을 받도록 추(5)가 부착되어 있다.

상기 추(5)는 나사결합 또는 억지끼움 등으로 하부기어부(2)에 고정 부착되고 또한 상기 상부기어부(2)와 하부기어부(1)도 나사결합 또는 억지끼움등으로 결합된다.

상기 소기어(10)와 링형영구자석(20)은 억지끼움 등으로 결합되고 상기 링형영구자석(20)은 N극과 S극이 교대로 배열 형성되어 있다.

상기 전기자코일조립체(50)는 도 1에서와 같은 형태의 링형영구자석(20)의 외주로 비접촉상태로 포위하여 발전기몸체(100)에 부착되어 회전하는 링형의 전기자코일조립체일 수 있고 또는 도 2와 같은 막대형의 전기자코일조립체일 수도 있다.

상기 전기자코일조립체 및 발광소자들을 전기적으로 연결하는 방법 등은 이미 당업자에게 명백한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

이와 같은 발전기(100)는 사용자가 발전기(100)의 휠축에 고정 부착하면, 작동원리를 나타낸 도 4에서와 같이 자전거 휠이 회전함과 동시에 휠축에 부착된 발전기몸체(100)도 함께 회전하게 되고 이 때 내부공간(40)에 회전가능하도록 지지되고 하부기어부(1)에 추(5)가 부착된 대기어조립체(3)는 추(5)에 미치는 중력의 영향으로 상대적으로 외부에서 보아 계속 정지한 상태가 된다. 물론 추(5)가 부착되지 않은 대기어조립체(3)인 경우에도 대기어조립체(3)를 일정한 무게를 가지게 하고 또한 발전기몸체(100)의 내부공간(40)에 이상적으로 회전 가능하게 지지한다면 회전시 일정한 관성으로 어느 정도의 발전기몸체(100)와 상대회전이 일어날 수는 있으나 추(5)를 부착함으로써 더욱 효율적이고도 안정적으로 상대회전을 일으킬 수 있게 된다.

이 경우 내부공간(40)에 회전 가능하게 지지되고 대기어조립체(3)와 맞붙어 회전하는 소기어(10)는 대기어조립체(3)와 반경의 차이로 인하여 더 빠르게 회전운동을 하게 되고 소기어(10)에 회전 가능하도록 고정 부착된 링형영구자석(20)은 소기어(10)와 같은 속도로 회전하게 된다.

이 경우 링형영구자석(20)과 발전기몸체(100)에 부착된 전기자코일조립체(50)는 서로 상대회전운동을 하여 유도전류가 발생하게 되고 발생된 유도전류는 발광소자(60)를 발광시키게 된다.

이 때 전기자코일조립체(50)와 전기자코일조립체(50)에 전기적으로 연결되어유도된 전류를 이용 발광하는 발광소자는 물론 설계사항에 따라서 적절한 수로 발전기 몸체에 설치될 수 있다.

도 5는 자전거의 휠축에 발전기를 부착하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 5(a)를 보면 자전거의 바퀴살 사이로 상부기어부(2)를 끼운 상부몸체(102)를 넣고 휠축을 중앙으로 하여 하부기어부(1)를 상부기어부(2)에 연결부착하고 하부몸체(101)를 상부몸체(102)에 결합시키는 방법을 도시한 것이다. 도 5(b)는 휠에 장착한 발전기를 나타낸 단면도이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 상기 실시예에 한정하지 아니하고 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있음은 두 말할 것도 없다. 예컨대 도 5(c)와 같이 발전기의 발광하는 곳을 자전거의 타이어의 폭보다 넓게 함으로써 자전거가 운행시 측면은 물론 앞이나 뒤에서도 광원을 볼 수 있도록 할 수도 있음을 나타내는 도면이며 도 5(d)는 상기 하부몸체(101)를 소기어(10), 링형영구자석(20), 전기자코일조립체(50), 발광소자(60)를 구비한 상부몸체(102)를 사용함으로써 또 하나의 발광부를 갖는 발전기 형태로 할 수도 있음을 나타내는 도면이다.

나아가 본 고안의 경우는 자전거에만 적용 가능한 것이 아니고 휠축에 부착이 가능한 곳이라면 어디라도 적용이 가능함은 두 말할 필요도 없다.

본 고안 자전거용 발전기는 배터리의 장착이 없이 자전거가 저속으로 운행중이라도 효율적인 발광을 가능하게 하고 특히 손쉽게 장착이 가능하면서도 발전기의주요 부품을 외부에 노출시키지 않음으로써 내구성도 좋게 하며 작고 간단한 구조로써 외관상의 미려함도 준다.

Claims (3)

1. 소정의 내부공간을 가지는 발전기몸체와,

   상기 내부공간에 회전 가능하도록 지지되고 상부기어부와 하부기어부로 나뉘어지는 대기어조립체와,

   상기 대기어조립체에 비하여 작은 반경을 가지고 상기 대기어조립체에 맞붙어 상기 내부공간에 회전가능하도록 지지되는 소기어와,

   상기 소기어와 같이 회전운동을 하도록 상기 소기어에 고정 부착되는 링형 영구자석과,

   상기 링형영구자석의 외주로 비접촉상태로 원주방향으로 상기 발전기몸체에 고정 부착되어 상기 링형영구자석과의 상대운동으로 유도전류를 발생시키는 전기자코일조립체와,

   상기 발생된 유도전류를 이용 출력되는 출력수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 대기어조립체는 상기 하부기어부에 중력의 영향을 받는 추를 부착함을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 출력수단은 상기 전기자코일조립체와 전기적으로 연결되어 발광하는 발광소자인 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.