KR200404734Y1 - 발전기를 구비한 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거형 운동기구에 관한 것으로, 자전거 본체와 페달에서 발생한 힘을 전달하는 구동기어와 체인으로 상기 구동기어의 회전력을 전달받는 연동기어와 발전기 및 축전지를 포함하여 이루어진 운동용 자전거 있어서, 상기 연동기어와 일측의 동일 축선상에 장착되며 일면에 구성된 자석이 부착된 원형판과 상기 원형판과 동일 축선상에 위치고 회전하지 않는 거치대에 부착되며, 원형판의 자석과 중심축이 평형이되도록 배치된 코일과 상기 연동기어와 일측의 동일 축선상에 장착되며 연동하는 대기어와 상기 대기어에 링크된 제1소기어에서 구동력을 전달받는 보조발전기와 상기 보조발전기에서 생성된 전기를 저장하는 보조축전지와 상기 보조축전지에서 공급받는 전류를 상기 코일로 공급하는 트렌지스터 무접점 발진 전자회로와 상기 대기어에 링크된 제2소기어에서 구동력을 전달받는 주발전기 및 상기 주발전기에서 생성된 전기를 저장하는 주축전지를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 보다 효율적으로 전력을 충전하는 효과가 있다.

Description

발전기를 구비한 운동기구{Sports instrument equipped with electric generator}

본 고안은 기존의 운동기구 보다 효율적으로 전기를 충전하도록 안출된 것으로, 운동시에 발생되는 에너지를 전기에너지, 운동에너지로 차례로 변환하여 보다 효율적으로 전기를 충전시킬 수 있는 발전기를 구비한 운동기구에 관한 것이다.

기존의 전기를 발생시키도록 하는 운동기구들은 단순히 자전거 운동기구에 발전기 및 충전기를 장착해 놓은 형태로서, 운동 효과 및 토크를 증대시키기 위하여 연결풀리나 기어 또는 소정의 중량을 가지는 디스크를 설치하는 정도였다.

그러므로, 이러한 기존의 운동기구들은 페달을 밟는 속도에만 의존하므로 충전효율이 좋지 못한 것이 사실이다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전효율을 극대화하며, 기존의 방법보다 적은 운동량으로 더 좋은 충전효율을 얻을 수 있는 발전기를 구비한 운동기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 자전거 본체(10)와 페달(16)에서 발생한 힘을 전달하는 구동기어(13)와 체인(15)으로 상기 구동기어(13)의 회전력을 전달받는 연동기어(14)와 발전기 및 축전지를 포함하여 이루어진 운동용 자전거 있어서, 상기 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 장착되며 일면에 구성된 자석(28)이 부착된 원형판(17)과 상기 원형판(17)과 동일 축선상에 위치하고 회전하지 않는 거치대(29)에 부착되며, 원형판(17)의 자석(28)과 중심축이 평행이되도록 배치된 코일(27)과 상기 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 장착되며 연동하는 대기어(19)와 상기 대기어(19)에 링크된 제1소기어(20)에서 구동력을 전달받는 보조발전기(21)와 상기 보조발전기(21)에서 생성된 전기를 저장하는 보조축전지(22)와 상기 보조축전지(22)에서 공급받는 전류를 상기 코일(27)로 공급하는 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)와 상기 대기어(19)에 링크된 제2소기어(24)에서 구동력을 전달받는 주발전기(25) 및 상기 주발전기(25)에서 생성된 전기를 저장하는 주축전지(26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다

또한, 상기 자석(28)은 짝 수개로 구성되며 같은 극이 서로 마주보도록 배치되고, 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 웨이트 디스크(18)가 설치되는 것을 더 포함하며, 상기 원형판(17)은 비자성체이다.

이하, 첨부된 도면을 근거로 본 고안을 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 1 은 본 고안의 발전기를 구비한 운동기구의 측면도이고, 도 2 는 본 고안의 발전기를 구비한 운동기구의 평면도이다. 도 1 과 도 2 에서 보이는 바와 같이, 통상의 페달(16)이 부착된 구동기어(13)로와 체인(15)으로 연결된 연동기어(14)의 동일 축선상에는, 보조발전기(21) 및 주발전기(24)에 각각 연결된 제1소기어(20) 및 제2소기어(24)와 링크되어 있는 대기어(19)가 일 측으로 설치되고, 원판 형상으로 소정의 무게를 가지는 웨이트 디스크(18)가 설치며, 타 측에는 원판 형상으로 다 수개 자석(28)이 부착된 원형판(17)이 설치되고, 상기 원형판(17)에 설치된 자석(28)과 소정의 거리를 두도록 거치대(29)에 부착된 다 수개의 코일(27)이 설치된다. 상기 코일(27)은 중심축이 자석(28)과 평행이되도록 설치하며, 자석(28)과 코일(27)은 각각 짝 수 개로 구성되는 것이 바람직 하지만 두 개 이상인 경우면 작동이 가능하다.

상기 보조발전기(21)는 보조축전지(22)와 연결되어 있으며 보조축전지(22)는 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)와 연결되어 있고 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)는 각각의 코일(27)과 연결되어 있다. 상기 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)는 보조축전지(22)에서 충전된 전기를 공급받아 각각의 코일(27)에 전기를 공급하여 자석(28)와 코일(27)이 무접점 발진(즉, 전기를 공급받아서 주변에 자기장을 형성하는 코일(27)과 자석(28)의 자력으로 인해 원형판(17)에 회전력 발생:연동기어의 회전 방향과 동일)을 이룰 수 있도록 제작되었다. 트렌지스터 무접점 발진전자회로(23)의 내부 구조는 코일(27) 주변에 자기장을 형성하도록, 전류를 공급하는 통상적인 회로 구조로 되어 있음으로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 주발전기(24)는 주축전지(25)와 연결이 되어 있다.

이하, 본 고안의 작동 원리에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 페달(16)을 밟아서 구동기어(13)를 회전시키면, 연동기어(14)와 함께 대기어(19), 웨이트 디스크(18) 및 자석(28)이 부착된 원형판(17)이 회전을 한다. 대기어(19)가 회전함에 제1소기어(20)와 제2소기어(24)가 회전을 하면 보조발전기(21) 및 주발전기(24)가 회전을 하며 각각 보조축전지(22)와 주축전지(26)에 충전이 시작된다. 상기 보조축전지(22)는 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)로 충전된 전기의 전부 또는 일부를 공급하며 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)는 코일에 적정한 전압으로 전기를 흘려보내 코일(27)이 주변에 자기장을 발생시키도록 한다. 상기 코일(27)은 전기가 공급되면 자기장이 발생되어 원형판(17)에 부착된 자석(28)의 자력과 무접점 발진이 되어, 원형판(17)과 연동하는 연동기어(14)가 회전하는 방향으로 회전력을 증대시킨다. 즉, 페달(16)을 밟는 사용자는 무접점 발진이 시작되면 적은 힘으로 충전지를 충전시킴으로, 충전효율을 높일 수 있는 것이다.

물론, 자석(28)과 코일(27)의 배치를 반대로 하거나 트렌지스터 무접점 발진전자회로(23)를 조작하여 회전력을 연동기어(14)의 회전방향과 반대로 발생시킨다면, 충전효율은 떨어져도 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.

한편, 상기 원형판(17)은 비자성체의 재질로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 무접점 발진은 보조축전지(22)에 일정량의 전기가 충전이되야 발진되므로 구동기어(13)가 저속보다 고속으로 회전할 때에 보다 높은 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 고안은 도 3a, 3b, 3c 에서 보여지는 바와 같이 자석(28)의 수를 기본을 도 3a 와 같이 4 개로 하고 도 3b 와 3c 와 같이 필요에 따라서 다르게 배치할 수 있으며 코일(27)의 갯수 또한 늘려서 설치할 수 있다. 그리고, 자석(28)의 배치는 도면에서 보이는 바와 같이 같은 극끼리 마주보도록 배치하여 다극 효과를 발생하도록 하는 것이 바람직하다

한편, 연동기어(14)와 연동하는 웨이트 디스크(18)는 기존의 발전기가 구비된 운동기구에서 사용되던 용도대로, 기어의 회전으로 발생되는 토크를 일정 속도로 감속 및 증대되도록 하는 역활을 한다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 고안의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 고안의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

상술한 바와 같은 본 고안의 발전기를 구비한 운동기구는 기존의 고안들 보다 적은 힘으로 사용자가 운동을 하므로 투입되는 힘에 비하여 효율적으로 전기를 충전할 수 있다. 또한 자석(28)과 코일(27)의 배치를 반대로 하거나 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23)를 조작하여 회전력을 연동기어(14)의 회전방향과 반대로 발생시킨다면, 사용자의 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.

도 1 은 본 고안의 발전기를 구비한 운동기구의 측면도,

도 2 는 본 고안의 발전기를 구비한 운동기구의 평면도,

도 3a, 3b, 3c 는 본 고안의 각각의 다른 실시예들을 나타내는 참고도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

13; 구동기어 14; 연동기어

17; 원형판 18; 웨이트 디스크

26; 주축전지

Claims (5)

1. 자전거 본체(10);와 페달(16)에서 발생한 힘을 전달하는 구동기어(13);와 체인(15)으로 상기 구동기어(13)의 회전력을 전달받는 연동기어(14)와 발전기 및 축전지를 포함하여 이루어진 운동용 자전거 있어서,

   상기 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 장착되며 일면에 구성된 자석(28)이 부착된 원형판(17);과

   상기 원형판(17)과 동일 축선상에 위치고 회전하지 않는 거치대(29)에 부착되며, 원형판(17)의 자석(28)과 중심축이 평행이되도록 배치된 코일(27);과

   상기 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 장착되며 연동하는 대기어(19);와

   상기 대기어(19)에 링크된 제1소기어(21)에서 구동력을 전달받는 보조발전기(21);와

   상기 보조발전기(21)에서 생성된 전기를 저장하는 보조축전지(22);와

   상기 보조축전지(22)에서 공급받는 전류를 상기 코일로 공급하는 트렌지스터 무접점 발진 전자회로(23);와

   상기 대기어(19)에 링크된 제2소기어(24)에서 구동력을 전달받는 주발전기(25); 및

   상기 주발전기(25)에서 생성된 전기를 저장하는 주축전지(26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기를 구비한 운동기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자석(28)은 짝 수개로 구성되는 것을 특징으로 하는 발전기를 구비한 운동기구.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 자석(28)은 같은 극이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발전기를 구비한 운동기구.
4. 제 1 항에 있어서, 연동기어(14)와 일측의 동일 축선상에 웨이트 디스크(18)가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기를 구비한 운동기구.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 원형판(17)은 비자성체인 것을 특징으로 하는 발전기를 구비한 운동기구.