KR200375824Y1 - 발광휠 - Google Patents

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KR200375824Y1
KR200375824Y1 KR20-2004-0032739U KR20040032739U KR200375824Y1 KR 200375824 Y1 KR200375824 Y1 KR 200375824Y1 KR 20040032739 U KR20040032739 U KR 20040032739U KR 200375824 Y1 KR200375824 Y1 KR 200375824Y1
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Abstract

본 고안은 휠의 회전력에 의해 발전된 전력을 이용 발광소자를 점등하고 동시에 발광소자로부터 중심으로 방사되는 빛을 반사시켜 시각적인 즐거움과 흥미를 유발하고 야간운전 중 안전사고를 예방할 수 있으며, 중심에 위치한 반사체에 의해 휠 전체에서 반사가 이루어지도록 한 발광휠에 관한 것으로, 허브(23)에 설치되는 회전판(30)과, 이 회전판(30)의 회전중심으로부터 편심된 발전기(40)와, 휠축(25)에 고정되는 선기어(50)와, 회전판(30)의 회전력에 의해 선기어(50) 주위를 공전하면서 동시에 자전하여 발전기(40)의 회전자를 회전시키는 유성기어(60)와, 림(21)의 내주면에서 중심을 향해 설치되고 발전기(40)로부터 발생된 전력을 공급받아 발광하는 복수의 발광소자(LEDr)(LEDb)와, 회전판(30)과 림(21) 사이를 가로지르도록 설치되어 발전기(40)로부터 발생되는 전력을 발광소자(LEDr)(LEDb)로 공급하기 위한 도선(Wn)(Wp)을 통과시키기 위한 전력공급관(70)과, 허브(23)에 설치되어 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심을 향해 방사되는 빛을 방사상으로 반사시키는 반사체(80)로 구성된 것이다.

Description

발광휠{Light Emitting Display Wheel}
본 고안은 발광휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠의 회전력을 이용 자체에서 발전하고 그 전력을 이용 발광소자를 점등하는 동시에 발광소자로부터 중심으로 방사되는 빛을 방사상으로 반사시켜 휠 전체에 걸쳐 빛이 반사되도록 하여 시각적인 즐거움과 흥미를 유발하고 야간운전 중 안전사고를 예방할 수 있도록 한 발광휠에 관한 것이다.
일반적으로 자전거에는 야간의 안전운행을 위해 휠의 스포크에 리플렉터를 설치하고 있으나 외부로부터의 빛을 반사할 뿐 자체에서 빛을 발광하지는 않기 때문에 식별력이 떨어지는 단점을 갖고 있었다.
한편, 인라인스케이트의 휠에 발전기와 다색의 발광소자를 설치하여 휠의 회전력에 의해 발광소자를 점등시키는 것이 제품화되어 있으나 인라인스케이트에 적용되는 휠은 비교적 직경이 작기 때문에 베어링이 설치된 허브 위에 우레탄과 같은 투명한 재질의 타이어가 곧바로 결합되는 솔리드형태의 구조여서 발전기와 발광소자의 설치가 용이하고 방수와 내부 소자의 보호가 용이하지만 자전거 휠은 인라인스케이트 휠에 비해 직경이 크기 때문에 허브와 림 사이의 거리가 멀어 그 사이를 가느다란 와이어 형태의 스포크로 지지하는 노출된 구조로 되어 있어서 발전과 발광이 난해하고 운행중 휠을 향해 튀는 빗물이나 이물질로부터의 보호에 특별한 고안이 필요하여 개발이 쉽지 않았다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 휠의 회전력에 의해 자체에서 발전된 전력을 이용 발광할 수 있도록 하여 흥미와 시각적인 즐거움을 제공할 수 있고, 야간 식별력을 향상시켜 안전운행을 돕고, 스포크 형태의 휠에 설치와 장착이 가능한 구조이며, 휠 전체에 걸쳐 발광하는 효과를 얻을 수 있는 발광휠을 제공함에 있다.
이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 허브에 설치되는 회전판과, 이 회전판의 회전중심으로부터 편심된 발전기와, 휠축에 고정되는 선기어와, 회전판의 회전력에 의해 선기어 주위를 공전하면서 동시에 자전하여 발전기의 회전자를 회전시키는 유성기어와, 림의 내주면에서 중심을 향해 설치되고 발전기로부터 발생된 전력을 공급받아 발광하는 복수의 발광소자와, 회전판과 림 사이를 가로지르도록 설치되어 발전기로부터 발생되는 전력을 발광소자로 공급하기 위한 도선을 통과시키기 위한 전력공급관과, 허브에 설치되어 발광소자로부터 중심을 향해 방사되는 빛을 방사상으로 반사시키는 반사체로 구성하여 발광휠이 제공된다.
이하 본 고안에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부도면 도1 내지 도10에 도시된 바와 같이 고정된 휠축(25)에는 선기어(50)를 설치하고, 타이어(20)의 회전력에 의해 회전하는 허브(23)에는 회전판(30)를 설치하며, 회전자에 유성기어(60)가 연결된 발전기(40)를 회전판(30)의 회전중심으로부터 편심되게 설치하여 회전판(30)의 회전력에 의해 유성기어(60)가 선기어(50) 주위를 공전하면서 동시에 자전하면서 발전기(40)의 회전자를 회전시켜 전력을 발생시키도록 구성하였다.
즉, 타이어(20)로부터 림(21)과 스포크(22)를 통해 허브(23)로 전달되는 회전력에 의해 회전판(30)이 회전하고, 이 회전판(30)의 회전에 의해 발전기(40)와 유성기어(60)가 선기어(50) 주위를 공전하면서 유성기어(60)가 자전하여 발전기(40)의 회전자를 회전시켜 발전하도록 하였으며, 여기서 발전기(40)는 직류발전기 또는 교류발전기 모두 사용가능하다.
상기 선기어(50)는 그 중심에 부시(52)가 인서트되고, 외측에는 접시형태의 투명커버(54)가 일체로 형성되며, 허브(23)에 형성된 수나사부(25d)(25e)에 끼워져 링너트(31)에 의해 고정되도록 구성하였다.
상기 회전판(30)은 예컨대, 투명한 재질로 성형하여 빛이 투과되어 보일 수 있도록 구성할 수 있으며, 무색투명 또는 유색의 투명한 재질로 구성할 수 있다.
또한, 상기 발전기(40)로부터 발생된 전력을 공급받아 발광하는 복수의 발광소자(LEDr)(LEDb)를 림(21)의 내주면에서 중심을 향해 발광하도록 설치하였으며, 이 발광소자(LEDr)(LEDb)는 예컨대, 고휘도 발광다이오드로 구성할 수 있으며, 서로 다른 색(예, 적색과 블루)으로 발광하는 발광다이오드를 등각도로 중간 중간 배치하여 고속회전시 잔상에 의해 혼색되어 보이도록 하였다.
또, 발전기(40)로부터 발생된 전력을 발광소자(LEDr)(LEDb)로 공급하기 위해 전력공급관(70)을 회전판(30)과 림(21) 사이를 가로지르도록 양단을 회전판(30)과 림(21)에 각각 고정하고, 발전기(40)로부터 인출된 도선(Wn)(Wp)을 그 중심으로 통과시켜 림(21)에 설치된 발광소자(LEDr)(LEDb)의 리드에 각각 접속하였으며, 전력공급관(70)을 회전판(30)에 고정하기 위해 회전판(30)에 관통구멍을 형성하고, 전력공급관(70)의 일측단을 절곡한 후 그 관통구멍에 끼워서 고정하였다.
또한, 발전기(40)로부터 인출된 도선(Wn)(Wp)은 회전력에 의해 움직이는 것을 방지하기 위해 회전판(30)의 표면에 고정하여 두는 것이 안전하며, 예를 들어 에폭시 접착제를 이용해서 도선(Wn)(Wp)을 회전판(30)의 표면에 접착하면 작업도 용이할 뿐만 아니라 접착강도 향상에도 좋으며, 다른 방안으로는 태핑스크류와 "U"자 모양의 고정편을 이용해서 고정할 수도 있다.
그리고, 반사체(80)를 허브(23)의 외주면에 설치하여 상기 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심을 향해 방사되는 빛을 다시 방사상으로 반사시켜 발광휠(100)의 중심에서도 빛이 발생되는 것처럼 보일 수 있도록 하여 시각적인 즐거움을 더욱 향상시키고 발광휠(100) 전체가 발광하는 것처럼 보일 수 있도록 하였다.
상기 반사체(80)는 예컨대, 첨부도면 도7에 도시된 바와 같이 가로방향으로 2분할 된 도넛형태로 구성할 수 있으며, 그 분할면(84a)(84b)을 허브(23)를 사이에 두고 맞대어 접착하도록 구성할 수 있으며, 내부가 빈틈없이 채워진 솔리드형태 또는 속이 빈 중공체 형태로 구성할 수 있다.
또한, 상기 반사체(80)의 반사면(81)은 첨부도면 도8에 도시된 바와 같이 다각형의 형태를 이루도록 구성하여 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심의 반사체(80)를 향해 방사되는 빛이 일정한 각도로 반사되도록 구성할 수 있다.
또, 상기 반사체(80)의 반사면(81)은 첨부도면 도9에 도시된 바와 같이 불규칙한 형태로 구성하여 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심의 반사체(80)를 향해 방사되는 빛이 난반사되도록 구성할 수 있으며, 반사체(80) 전체를 투명체로 구성하여 반짝임이 증폭되도록 할 수 있다.
상기 반사체(80)의 반사면(81)을 크롬도금 또는 니켈도금과 같은 유광도금하거나 반사면(81)에 유광도료를 입혀 반사율을 향상시킬 수 있다.
한편, 첨부도면 도10에 도시된 바와 같이 휠축(25)의 양단에 형성된 수나사부(25d)(25e)를 포크(10)(12)의 하단부에 형성한 "U"자 형태의 홈(10g)에 끼워져 고정너트(24a)(24b)에 의해 결합되도록 구성하였으며, 이 휠축(25)이 포크(10)(12)에 결합된 상태에서 축의 직각방향으로 빠지는 것을 방지하기 위해 절곡편(90a)(92a)이 형성된 멈춤와셔(90)(92)를 고정너트(24a)(24b)와 포크(10)(12) 사이에 개제시키고, 이 멈춤와셔(90)(92)에 형성된 절곡편(90a)(92a)을 끼워 걸기 위한 걸림구멍(10a)(12a)을 포크(10)(12)에 형성하였다.
즉, 본 고안에 따른 발광휠(100)은 예컨대, 자전거나와 같은 2륜구동차에 적용될 수 있으며, 일반적인 자전거의 포크의 하단부를 "U"자 형으로 구성되면, 기존의 휠을 분리한 후 본 고안 발광휠(100)을 끼우는 것으로 장착이 가능하게 된다.
도면 중 미설명 부호 29는 타이어(20)에 공기를 주입하거나 타이어(20) 안의 공기를 배출하기 위한 타이어밸브를 나타낸 것이며, 26a와 26b는 로크너트를 나타낸 것이다.
이하 본 고안에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도1 내지 도10에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 발광휠(100)을 자전거의 포크(10)(12)에 설치하는 과정은 포크(10)(12)의 하단부에 형성된 홈(10g)에 휠축(25)의 양단에 형성된 수나사부(25d)(25e)를 축의 직각방향으로 끼운 다음 멈춤와셔(90)(92)를 휠축(25)의 수나사부(25d)(25e)에 끼우면서 이 멈춤와셔(90)(92)에 형성된 절곡편(90a)(92a)이 포크(10)(12)에 형성된 걸림구멍(10a)(12a)에 걸리도록 한 후 고정너트(24a)(24b)를 휠축(25)의 수나사부(25d)(25e)에 나사결합하여 조이게 되면, 휠축(25)이 포크(10)(12)에 고정되면서 발광휠(100) 전체가 포크(10)(12)에 결합된다.
이때 멈춤와셔(90)(92)에 형성된 절곡편(90a)(92a)이 포크(10)(12)에 형성된 걸림구멍(10a)(12a)에 걸린 상태로 있기 때문에 고정너트(24a)(24b)를 휠축(25)의 수나사부(25d)(25e)로부터 풀지 않는 이상 휠축(25)이 포크(10)(12)로부터 빠질 수 없게 된다.
한편, 본 고안에 따른 발광휠(100)이 포크(10)(12)에 설치된 상태에서 자전거를 주행시키게 되면, 타이어(20)가 노면에서 구르는 동시에 이 타이어(20)와 함께 림(21)을 비롯하여 발광소자(LEDr)(LEDb), 전력공급관(70), 도선(Wn)(Wp), 스포크(22), 허브(23), 반사체(80), 회전판(30), 발전기(40), 유성기어(60) 등이 모두 함께 회전하게 되며, 이와는 상대적으로 포크(10)(12)에 결합되어 있는 휠축(25)과 선기어(50)는 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다. 이때 회전판(30)에 편심 설치된 유성기어(60)가 선기어(50) 주위를 공전하면서 동시에 자전하여 발전기(40)의 회전자를 회전시키게 된다.
이 과정에서 발전기(40)로부터 발생된 전력은 전력공급관(70)을 통과하고 있는 도선(Wn)(Wp)을 통해 발광소자(LEDr)(LEDb)로 전송되어 발광소자(LEDr)(LEDb)가 점등하게 된다.
또, 유성기어(60)의 잇수를 선기어(50)의 잇수보다 훨씬 많게 하면, 유성기어(60)의 회전속도는 타이어(20)의 속도보다 더 빠르게 가속되어 회전에너지로부터 전기에너지로 변환하는 전력변환효율을 향상시키는 작용을 하게 되며, 동시에 선기어(50)와 유성기어(60)의 높은 기어비는 느린 주행속도에서도 발광소자(LEDr)(LEDb)의 점등이 가능하도록 하게 된다.
그리고, 발전기(40)가 직류발전기이고 발광소자(LEDr)(LEDb)가 발광다이오드로 구성된 경우 발광소자(LEDr)(LEDb)의 해당극성에 맞도록 접속하면 점등이 가능하게 되며, 발전기(40)가 교류발전기이고 발광소자(LEDr)(LEDb)가 발광다이오드로 구성된 경우에는 극성에 관계없이 발광소자(LEDr)(LEDb)에 접속하더라도 발광다이오드의 특성상 교류를 반파정류하여 순방향으로 전류가 흐를 때 점등하게 된다.
한편, 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심을 향해 방사되는 빛은 허브(23)에 설치된 반사체(80)에 의해 방사상으로 반사되어 마치 반사체(80)도 빛을 발하는 것처럼 보이게 되며, 발광휠(100)이 고속으로 회전하는 경우 잔상현상에 의해 림(21)의 내주면에서 링형태의 혼색된 빛을 볼 수 있게 되고, 반사체(80)로부터 반사되는 빛은 허브(23)와 림(21) 사이를 연결하고 있는 스포크(22)에서도 일부 반사되어 발광휠(100) 전체가 현란하게 빛나게 된다.
이때 반사체(80)의 반사면(81)이 첨부도면 도8와 같이 다각형의 형태로 구성된 경우에는 빛의 반사각도가 일정하여 정형화된 반사효과를 얻을 수 있으며, 첨부도면 도9와 같이 반사체(80)의 반사면(81)이 불규칙한 경우 난반사되는 효과를 얻을 수 있고, 반사체(80)의 표면이 유광도금되거나 유광도료가 도포된 경우에는 반사율을 향상시킬 수 있게 된다.
또, 선기어(50)를 덮고 있는 접시형태의 투명커버(54)는 빗물이나 노면상의 이물질로부터 발전기(40)와 선기어(50) 및 유성기어(60)를 보호하는 작용을 하게 되며, 동시에 투명체이기 때문에 반사체(80)로부터 반사되는 빛을 측면으로 투과시키는 작용도 하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 휠의 회전력에 의해 자체에서 발전하여 발광할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 사용자나 타인에게 흥미와 시각적인 즐거움을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 고휘도 발광다이오드로 이루어지는 발광소자에 의해 야간 식별력이 크게 향상되어 안전운행에 도움을 줄 수 있고, 허브에 설치된 다양한 형태의 반사체에 의해 중심으로 방사되는 빛을 방사상으로 반사시켜 발광휠 전체에 걸쳐 발광하는 효과를 얻을 수 있으며, 투명커버에 의해 발전기 및 선기어, 유성기어를 보호할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 고안에 따른 발광휠을 보인 사시도
도 2는 본 고안에 따른 발광휠을 보인 측면도
도 3은 본 고안에 따른 발광휠을 보인 분해사시도
도 4는 본 고안에 따른 발광휠을 보인 정면도
도 5는 본 고안에 따른 발광휠의 동작을 설명하기 위한 개략적인 도면
도 6은 본 고안에 따른 요부를 확대하여 보인 분해사시도
도 7은 본 고안에 따른 반사체의 일예를 보인 사시도
도 8은 본 고안에 따른 반사체의 다른 예를 보인 측면도
도 9는 본 고안에 따른 반사체의 또 다른 예를 보인 측면도
도 10은 본 고안에 따른 휠축의 고정 구조를 보인 분해사시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
10,12 : 포크 10a,12a : 걸림구멍
20 : 타이어 21 : 림
22 : 스포크 23 : 허브
24a,24b : 고정너트 25 : 휠축
30 : 회전판 40 : 발전기
50 : 선기어 52 : 부시
54 : 투명커버 60 : 유성기어
70 : 전력공급관 80 : 반사체
81 : 반사면 84a,84b : 분할면
90,92 : 멈춤와셔 90a,92a : 절곡편
LEDr,LEDb : 발광소자 Wn,Wp : 도선

Claims (8)

  1. 타이어(20)로부터 림(21)과 스포크(22)를 통해 허브(23)로 전달되는 회전력에 의해 회전하도록 허브(23)에 설치되는 회전판(30)과;
    상기 회전판(30)의 회전중심으로부터 편심 설치된 발전기(40)와;
    고정너트(24a)(24b)에 의해 양단이 포크(10)(12)에 결합되어 있는 휠축(25)에 고정되는 선기어(50)와;
    상기 선기어(50)에 맞물린 상태로 발전기(40)의 회전자에 설치되어 회전판(30)의 회전력에 의해 선기어(50) 주위를 공전하면서 동시에 자전하여 발전기(40)의 회전자를 회전시키는 유성기어(60)와;
    상기 림(21)의 내주면에서 중심을 향해 설치되어 상기 발전기(40)로부터 발생된 전력을 공급받아 발광하는 복수의 발광소자(LEDr)(LEDb)와;
    상기 회전판(30)과 림(21) 사이를 가로지르도록 설치되어 발전기(40)로부터 발생되는 전력을 발광소자(LEDr)(LEDb)로 공급하기 위한 도선(Wn)(Wp)을 통과시키기 위한 전력공급관(70)과;
    상기 허브(23)의 외주면에 설치되어 발광소자(LEDr)(LEDb)로부터 중심을 향해 방사되는 빛을 방사상으로 반사시키는 반사체(80)로 구성한 것을 특징으로 하는 발광휠.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사체(80)의 반사면(81)은 다각형의 형태를 이루도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광휠.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사체(80)의 반사면(81)은 불규칙한 형태로 구성하여 난반사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광휠.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사체(80)는 가로방향으로 2분할 된 도넛형태이며, 그 분할면(84a)(84b)을 허브(23)를 사이에 두고 맞대어 접착하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광휠.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사체(80)의 반사면(81)에 유광 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 발광휠.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 회전판(30)은 빛을 투과하는 투명체인 것을 특징으로 하는 발광휠.
  7. 제 1 항에 있어서, 선기어(50)는 그 중심에 부시(52)가 인서트되고, 외측에는 접시형태의 투명커버(54)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 발광휠.
  8. 제 1 항에 있어서, 절곡편(90a)(92a)이 형성된 멈춤와셔(90)(92)를 상기 고정너트(24a)(24b)와 포크(10)(12) 사이에 추가로 개제시키고, 이 멈춤와셔(90)(92)에 형성된 절곡편(90a)(92a)을 끼워 걸기 위한 걸림구멍(10a)(12a)을 포크(10)(12)에 형성하여 멈춤와셔(90)(92)에 의해 휠축(25)이 포크(10)(12)로부터 빠지는 것을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발광휠.
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