KR20100134920A - Structure of power generator operating on wheel hub and recharger for bicycle application - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 종래의 자전거 바퀴 바깥부분에 접촉함으로써 회전하는 헤드라이트용 발전기의 경우 자전거의 타이어에 물려있어 큰 저항을 바퀴에 전달함으로써 자전거의 속도를 저하하며 발전효율이 저조한 것을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이를 위해 자전거와 같은 인력 구동형 이동수단의 바퀴 축 허브에 적용하기 위한 충전장치를 겸비한 발전기의 구조에 관한 것이다. The present invention is proposed in order to solve the low speed and low power generation efficiency of the bicycle by transmitting a large resistance to the wheel of the bicycle in the case of the headlight generator that rotates by contacting the outside of the conventional bicycle wheel to the wheel as To this end, the present invention relates to a structure of a generator having a charging device for applying to a wheel shaft hub of a manpower driven vehicle such as a bicycle.
자전거용 발전기는 자전거의 바퀴의 회전력을 전기에너지로 변환하는 장치로써 종래의 자전거용 발전기는 바퀴 외각의 타이어부분에 원통형 회전자를 접촉시킴으로써 발전기를 회전시켜 발전하는 방식으로 주로 야간용 헤드라이트에 전기에너지를 공급한다. 종래의 자전거용 발전기가 바퀴의 타이어 부분에 원통형 회전자를 접촉시킴으로써 발전하는 방식으로 바퀴에 접촉한 회전자에 의한 마찰로 인해 큰 저항을 발생시키고 이에 따라 자전거의 속도를 급격히 저하시킨다. 또한 발전기 내부의 코일 및 전자석 그리고 고정자석의 크기가 작아 기계적으로 소모되는 에너지 대비 제한적인 소량의 발전만이 가능하다. Bicycle generator is a device that converts the rotational force of the wheel of the bicycle into electrical energy. In the conventional bicycle generator is a way to generate power by rotating the generator by contacting the cylindrical rotor to the tire portion of the outer shell of the wheel is mainly used for night headlight Supply energy. Conventional bicycle generators generate large resistance due to friction by the rotor in contact with the wheels in a manner that is developed by contacting the cylindrical rotor with the tire portion of the wheels, thereby rapidly reducing the speed of the bicycle. In addition, the coil, electromagnet and stator magnet inside the generator is small in size, so that only a small amount of power generation is possible compared to the energy consumed mechanically.
따라서, 본 발명은 종래에 자전거 바퀴의 타이어 부분에 접촉하여 전기를 발생시키는 헤드라이트용 발전기의 단점을 해결하기 위해 자전거의 바퀴 허브에 부착하여 허브를 축으로 자전거 바퀴살에 연결하도록 고안된 걸쇠에 의해 바퀴가 회전하는 회전력에 의한 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기 및 발전기에서 출력되는 전류를 정류하고 변압하여 최종 단에서 배터리에 충전하여 주간에 주행하는 동안 충전을 하면서 야간에 헤드라이트를 켜거나 핸드폰 등의 전기기기의 충전용으로 사용 가능한 발전 및 충전 설비의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention is conventionally attached to the wheel hub of the bicycle to solve the shortcomings of the headlight generator for generating electricity by contacting the tire portion of the bicycle wheel wheel by a latch designed to connect the hub to the bicycle wheel with the shaft The generator converts the mechanical energy due to the rotating torque into electrical energy, and rectifies and transforms the current output from the generator to charge the battery in the final stage. Its purpose is to provide a structure of power generation and charging equipment that can be used for charging electrical equipment.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 자전거 타이어와 발전기 회전자의 마찰에 의한 에너지 손실을 막기 위해 발전기의 회전자 연결을 종래의 타이어나 브레이크패드가 아닌 자전거 바퀴 허브에 있는 바퀴살에 연결하여 회전자를 구동하고 상기의 회전자의 회전에 의해 내부의 전자석 코일이 인접한 고정자 주위를 회전함으로써 전류가 생성된다. 상기와 같이 생성된 전류는 정류기와 변압기를 거쳐 최종 단의 충전기 모듈로 전달되고 상기의 충전기 모듈에서 일정한 량의 전기에너지가 자전거의 주행중에 배터리에 저장된다. 상기의 자전거 바퀴의 허브에 설비하여 바퀴살에 회전자를 연결함으로써 직접적인 기계적 저항 요소를 최소화할 수 있으며 주행성능에 큰 영향 없이 전기에너지를 생성하여 수집할 수 있다. 상기의 자전거 바퀴 허브에 적용한 발전기 모듈에 바퀴살과 접촉하여 회전자를 회전시키는 걸쇠의 연결을 조절함으로써 주행중 원치 않을 경우에는 걸쇠의 연결을 해지하여 발전을 중지할 수 있다. The present invention according to one aspect to achieve the above object, in order to prevent energy loss due to friction of the bicycle tire and the generator rotor, the connection of the rotor of the generator wheels in the bicycle wheel hub instead of conventional tires or brake pads The current is generated by driving the rotor in connection with and rotating the rotor around the adjacent stator by the rotation of the rotor. The current generated as described above is transmitted to the charger module of the final stage through the rectifier and the transformer, and a certain amount of electric energy is stored in the battery while the bicycle is running. By installing the rotor to the wheel of the bicycle wheel, the direct mechanical resistance element can be minimized and the electrical energy can be generated and collected without significantly affecting the driving performance. By controlling the connection of the latch to rotate the rotor in contact with the wheels to the generator module applied to the bicycle wheel hub, if you do not want to drive the connection can be discontinued to stop the power generation.
상기한 구성을 포함하는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다. According to the present invention including the above-described configuration, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명에 의하면, 상기의 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비는 그 구조가 단순하고 단순히 자전거 바퀴 축에 연결함으로써 동작하므로 그 설치 및 유지보수가 용이하다.First, according to the present invention, the generator and charging device for connecting the bicycle wheel hub is simple in structure and operates by simply connecting to the bicycle wheel shaft, the installation and maintenance is easy.
둘째, 본 발명에 의하면, 상기의 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비는 주간에 주행중 발전기에서 발생한 전류를 저장하여 핸드폰 등의 배터리 충전용이나 야간의 헤드라이트로 사용할 수 있으므로 그 응용영역이 다양하다.Second, according to the present invention, the generator and the charging device for connecting the bicycle wheel hub can store the current generated from the generator during driving during the day can be used as a battery for charging a cell phone or night headlights, the application area is various .
셋째, 본 발명에 의하면, 상기의 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비는 바퀴의 허브 축의 외각이나 바퀴 축의 내부에 설비하여 바퀴살에 연결하여 회전자를 회전시키므로 종래의 발전기에 비해 마찰에 따른 저항을 최소화하면서 최대의 전기를 생산할 수 있다.Third, according to the present invention, the generator and charging equipment for the bicycle wheel hub connection is installed on the outside of the hub shaft or the wheel shaft of the wheel connected to the wheel to rotate the rotor, so that the resistance to friction compared to the conventional generator Maximum electricity can be produced with minimal
실시예1Example 1
도 1은 본 발명에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 구조를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a generator and charging equipment for connecting a bicycle wheel hub according to the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전 기 및 충전장비의 발전기의 기본구조를 도시하고 있다. 즉 발전기 본체는 내경 및 외경에 고정자석이 혹은 내경이나 외경 하나에 고정자석이 있으며 이 사이를 철심을 감은 회전자가 회전하게 되어 발전을 하게 된다. 일반적으로 발전기의 용량의 크기는 외경의 반경의 제곱 승에 비례하여 증가하는 반면 다른 철심의 감은 횟수나 회전수에는 선형적으로 비례하므로 외경의 크기가 큰 것이 발전용량이 크다. 따라서 본 발명의 경우 자전거의 허브 축에 발전기의 회전축을 만듦으로써 최대 유효 외경크기를 달성함과 동시에 자전거 바퀴에 인접한 영역에 경량의 재료를 이용하여 얇게 고정자 및 회전자 코일을 구성함으로써 무게를 작게 하고 이에 따른 주행성능의 저하를 최소한으로 한다. 소규모 발전기에서 사용하는 브러시 타입이 사용가능하며 회전자가 회전함에 따라 자전거의 허브 축 둘레에 브러시 접촉 전극을 형성함으로써 발전기에서 생성된 전류를 외부로 유도하게 된다. 상기와 같이 외부로 유도된 전류는 정류기 및 변압기를 거쳐 충전기로 전달되어 내부 충전 배터리를 충전하게 된다. 이렇게 충전된 배터리는 야간 주행시 헤드라이트 전원으로 사용되며, 필요시 핸드폰등의 일정 전압이 요구되는 기기의 이동 충전 거치대 역할을 하게 된다. 1 to 4, there is shown a basic structure of the generator of the bicycle wheel hub connection generator and the charging equipment according to the present invention. In other words, the generator body has a fixed magnet in the inner diameter and the outer diameter or a fixed magnet in the inner diameter or the outer diameter, and the rotor wound around the iron core rotates to generate power. In general, the capacity of the generator increases in proportion to the square multiplied by the radius of the outer diameter, while the winding size of other iron cores is linearly proportional to the number of turns or the number of revolutions, so the larger the outer diameter, the larger the power generation capacity. Therefore, in the case of the present invention to achieve the maximum effective outer diameter size by making the rotation axis of the generator on the hub shaft of the bicycle and at the same time by using a lightweight material in the area adjacent to the bicycle wheel to make a thinner stator and rotor coil to reduce the weight This minimizes the deterioration in running performance. The brush type used in small generators is available, and as the rotor rotates, brush contact electrodes are formed around the hub axis of the bicycle to induce current generated in the generator to the outside. As described above, the current induced to the outside is transferred to the charger through the rectifier and the transformer to charge the internal rechargeable battery. The charged battery is used as a headlight power when driving at night, and serves as a mobile charging cradle for a device requiring a certain voltage such as a mobile phone when necessary.
이하에서는 전술한 본 발명에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 기본 구성을 토대로 발전기 및 충전장비의 가장 바람직한 실시 예들을 구체적으로 설명한다. 또한, 전술한 본 발명에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 기본 구성에 적용된 구조와 그리고 그 구조에 따른 동작방법들은 이하에서 설명되는 실시 예들에 모두 적용 가능하다. 또한, 도면들에 있어서, 발전기 의 크기 및 외경 그리고 외경에 설비된 고정자의 모양이나 크기 그리고 허브 축에 대한 회전자의 크기 및 브러시의 크기 그리고 정류기 및 변압기 그리고 충전기 등의 크기 및 단순성은 설명의 편의와 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 허브 축에 설비된 발전기의 크기 및 두께 및 고정자나 하우징 부품의 재료 등은 자전거 바퀴의 운동을 최대한 방해하지 않는 범위에서 최대의 발전효율을 달성하는 재료 및 두께 그리고 크기여야 한다.Hereinafter will be described in detail the most preferred embodiments of the generator and charging equipment based on the basic configuration of the generator and charging equipment for the bicycle wheel hub connection according to the present invention described above. In addition, the structure applied to the basic configuration of the generator and the charging device for connecting the bicycle wheel hub according to the present invention described above, and the operation method according to the structure is applicable to all embodiments described below. In addition, in the drawings, the size and outer diameter of the generator, the shape and size of the stator installed in the outer diameter, the size of the rotor with respect to the hub shaft, the size of the brush and the size and simplicity of the rectifier, transformer and charger, etc. It is exaggerated for the sake of clarity and clarity, and the size and thickness of the generator mounted on the hub axle and the material of the stator or the housing parts are the materials and the thickness that achieve the maximum power generation efficiency without sacrificing the movement of the bicycle wheel as much as possible. It must be size.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 기본 구성을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the generator and charging equipment for connecting the bicycle wheel hub according to the first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 허브 축에 연결된 모습을 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a state connected to the hub shaft of the bicycle wheel hub connection generator and charging equipment according to the first embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명의 실시예1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 자전거 바퀴 지지용 프레임과의 상대적 배치를 도시한 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the relative arrangement of the bicycle wheel support frame of the generator and charging equipment for connecting the bicycle wheel hub according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 발전기 내부의 회전자 코일과 회전자 코일 내경 및 외경에 위치한 고정자를 도시한 단면도. Figure 4 is a cross-sectional view showing the stator located in the rotor coil and the rotor coil inner diameter and outer diameter of the generator inside the generator and charging equipment for bicycle wheel hub connection according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 도 1에 도시한 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비가 자전거 바퀴 에 인접한 좌측의 허브 축에 설비된 것을 도시한 단면도. 5 is a cross-sectional view showing that the generator and charging equipment for the bicycle wheel hub connection shown in Figure 1 is installed on the hub shaft on the left adjacent to the bicycle wheel.
도 6은 도 1에 도시한 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비가 자전거 바퀴 중앙에 허브 축을 따라 설비된 것을 도시한 단면도. Figure 6 is a cross-sectional view of the generator and charging equipment for the bicycle wheel hub connection shown in Figure 1 is installed along the hub axis in the center of the bicycle wheel.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비의 자전거 앞바퀴에 연결된 모습을 도시한 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view showing a state connected to the front wheel of the bicycle wheel hub connection generator and charging equipment according to the first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 자전거 바퀴 허브 연결용 발전기 및 충전장비 발전기로부터 충전장치에 이르는 연결을 도시한 흐름도.8 is a flow chart showing a connection from the generator and charging equipment generator for connecting the bicycle wheel hub according to the first embodiment of the present invention to the charging device.
도 9는 도 4에 도시한 발전기 내부의 회전자 및 고정자 그리고 외부 하우징 부품의 또 다른 형태를 보여주는 단면도.9 is a cross-sectional view showing another form of the rotor and stator and the outer housing part inside the generator shown in FIG.
도 10은 도 4에 도시한 발전기 내부의 회전자 및 고정자 그리고 외부 하우징 부품의 또 다른 형태를 보여주는 단면도.10 is a cross-sectional view showing another form of the rotor and stator and the outer housing part inside the generator shown in FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 발전기 회전자 코일100: generator rotor coil
101 : 발전기 외경의 고정자 S극101: stator S pole of generator outer diameter
102 : 발전기 외경의 고정자 N극102: Stator N pole of generator outer diameter
102 : 발전기 외경의 고정자102: stator of the outer diameter of the generator
103 : 발전기 내경의 고정자 S극103: stator S pole of the generator inner diameter
104 : 발전기 내경의 고정자 N극104: Stator N pole of generator inner diameter
105 : 부러시 전극 접촉용 원형 전극105: circular electrode for contacting the broken electrode
106, 107, 114 : 발전기 하우징 덮개106, 107, 114: generator housing cover
108 : 회전자 코일 프레임108: rotor coil frame
109 : 발전기 외장 덮개109: generator outer cover
110 : 자전거 바퀴 살 연결용 걸쇠110: Bicycle wheel flesh hook
111 : 자전거 허브 축111: Bicycle Hub Axes
112 : 자전거 바퀴112: Bicycle Wheels
113 : 자전거 바퀴 살113: Buy Bike Wheels
115 : 정류기115: rectifier
116 : 변압기116: transformer
117 : 충전기 장치117: Charger Device
118 : 자전거 바퀴 지지용 프레임118: bicycle wheel support frame
119 : 발전기에서 생성된 전류 유도용 전선119: current induction wire generated from the generator
120 : 자전거 상부 프레임120: bicycle upper frame
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090053282A KR20100134920A (en) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Structure of power generator operating on wheel hub and recharger for bicycle application |
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| KR1020090053282A KR20100134920A (en) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Structure of power generator operating on wheel hub and recharger for bicycle application |
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|---|---|
| KR20100134920A true KR20100134920A (en) | 2010-12-24 |
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Family Applications (1)
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| KR1020090053282A KR20100134920A (en) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Structure of power generator operating on wheel hub and recharger for bicycle application |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20100134920A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101285823B1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-07-12 | 성삼경 | The generator which the rotation developes the magnetic field system |
-
2009
- 2009-06-16 KR KR1020090053282A patent/KR20100134920A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101285823B1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-07-12 | 성삼경 | The generator which the rotation developes the magnetic field system |
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