KR20110037258A

KR20110037258A - 도로용 발전장치

Info

Publication number: KR20110037258A
Application number: KR1020090094622A
Authority: KR
Inventors: 이영철
Original assignee: 주식회사 퓨쳐캐스트
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-13
Also published as: KR101041558B1

Abstract

본 발명은 과속방지턱에 인접한 도로에 설치되어 발전하는 도로용 발전장치에 관한 것이다.

본 발명의 도로용 발전장치는, 도로를 가로질러서 다단으로 설치된 발판을 차량이 통과하면, 발판의 하부에 위치된 회전축상에서 구동 스프로켓이 회전하면서 발전기로부터 전력을 생산한다. 본 발명은 상기 발판과 구동 스프로켓을 연결하기 위하여 발판의 하부측으로부터 돌출하는 제1 가동대와, 상기 제1 가동대의 하단이 끼워지도록 상단에는 복수의 롤러 쌍이 회전가능하도록 장착되고, 상기 롤러 쌍의 사이에는 오목홈을 형성한 제2 가동대가 구비된다. 또한 본 발명은 어느 하나의 발판이 차량에 의해서 눌리워지면, 구동 스프로켓간의 체인 연결과 종동 스프로켓 간의 체인 연결을 통해서 발전기 축을 회전시켜서 전력을 생산하도록 구성된 것이다

본 발명에 의하면 과속방지턱을 넘어오는 차량의 감속된 상태에서 다단계에 걸쳐서 차량이 발판을 이동하면서 발판을 하강시킴으로써 차량 중량의 운동에너지를 전기에너지로 쉽고 용이하게 지속적으로 전환시킬 수 있음으로써 안정적으로 발전할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

과속방지턱, 도로용 발전장치, 발판, 발전기, 축전설비

Description

도로용 발전장치{ELECTRIC GENERATING APPARATUS ON THE ROAD}

본 발명은 과속방지턱에 인접한 도로에 설치되어 발전하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 과속방지턱을 넘어오는 차량의 감속된 상태에서 차량 중량의 운동에너지를 전기에너지로 쉽게 지속적으로 전환시켜 안정적으로 발전할 수 있도록 된 도로용 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 주택가나 학교와 같은 서행도로에는 차량의 과속을 방지하기 위한 과속방지턱이 설치되어 있다.

이와 같은 도로상의 과속방지턱을 넘어가는 차량의 중량 및 운동에너지를 이용하여 발전하기 위한 종래의 발전 시스템이 개시되어 있다.

예를 들면, 등록실용신안공보 제20-0353304호의 "도로용 과속방지턱"은 과속방지턱의 내측면에 세로방향으로 형성된 가이드홈을 갖추고 상방으로 개구된 공간부를 이루며, 도로에 매설되는 지지함을 구비하고, 그 내부에는 상하이동에 따라 일방향으로 회전되는 크랭크암과, 크랭크축 및 플라이휠 등을 구비하고, 과속방지턱의 상하운동에 따라서 전기를 생성하는 발전기와 충전기를 구비한 구조이다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 지지함의 내부 구조가 복잡하고, 하나의 과 속방지턱을 이용하여 발전하게 되므로 발전 용량이 작아서 실용화되기 곤란하다.

그리고 다른 종래의 기술로는 공개특허공보 제10-2008-0081886호의 "발전기능을 가지는 과속방지턱 구조"가 제시되어 있다.

이와 같은 종래의 기술은 과속방지턱을 통과하는 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판과, 구름판 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버와, 일단이 상기 제1 레버의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버와, 상기 구름판을 상부로 밀어올리는 스프링, 및 상기 제2 레버의 타단과 원웨이 클러치 방식으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부와 서로 클러치 결합되어 이루어지는 복수 개의 과속 방지턱부를 갖는다. 그리고 발전기 구동축에 끼워지며 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼과 상기 발전기 구동축의 일측에 결합되는 제1 기어 및 상기 제1 기어와 결합되는 제2 기어의 회전에 의하여 전기를 발전하는 발전부를 포함하는 구조이다.

그러나 이와 같은 종래의 발전시스템 구조도 그 구조가 복잡하고, 실용적이지 못하여 현장적용이 어려운 문제점이 있다.

또 다른 종래의 기술로는 등록실용신안공보 제20-0445559호의 "도로에 설치되는 전기발전장치"가 제시되어 있다.

이와 같은 종래 기술의 전기발생장치(1)는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 차량(2)의 주행이 빈번한 도로(3)의 노면에 형성되는 일정깊이의 맨홀에 수납 설치되는 케이스(5)를 구비한다.

그리고 상기 케이스(5) 상부에 설치되어 주행 차량에 의해 승강운동하는 승 강부재(6)와, 승강부재(6)를 탄지하는 복수의 스프링(7)(8)를 갖추며, 상기 승강부재(6)의 저부면에 고정되는 복수의 랙(9)(10)과, 상기 랙(9)(10)에 각각 치합되는 피니언(11)(12)과, 스퍼어 기어(13)(14) 및, 래칫(ratchet)기구(15)(16)를 갖는다. 또한 전기발전기(17)(18)의 스퍼어기어(19)(20)와, 전기발전기(17)(18)의 출력단자에 접속되는 축전기(21)(22)와, 축전기(21)(22)로부터 부하(23)로 공급되는 전기에너지를 제어하는 제어기(24)등을 포함하는 구조로 이루어진 것이어서 과속방지턱을 겸하면서 전기생산이 가능하도록 구성된 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 구조도 과속방지턱 자체를 이용하는 것으로서, 하나의 과속방지턱을 이용하여 발전하게 되므로 발전 용량이 작아서 실용화하기 곤란하고, 구조적으로 견고하지 못하여 실용적이지 못하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 기존의 과속방지턱을 그대로 두고, 과속방지턱을 넘어오는 차량의 감속된 상태에서 다단계에 걸쳐서 차량 중량의 운동에너지를 전기에너지로 용이하고, 지속적으로 전환시킬 수 있음으로써 안정적으로 발전할 수 있도록 된 도로용 발전장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 도로용 발전장치는, 도로를 가로질러서 형성된 구멍 내에 배치된 샤프트 상에서 회전가능하도록 장착되고, 스 프링에 의해서 도로로부터 경사 돌출하도록 지지되는 발판; 상기 발판의 샤프트 하부측 공간내에서 발판의 하부측으로부터 돌출하는 제1 가동대를 구비하고, 상기 제1 가동대의 하단이 끼워지도록 상단에는 복수의 롤러 쌍이 회전가능하도록 장착되고, 상기 롤러 쌍의 사이에는 오목홈을 형성한 제2 가동대가 갖춰진 연결부; 상기 연결부의 하부측에서 상기 샤프트에 나란하게 배치된 회전축을 구비하고, 상기 회전축상에는 회전가능하도록 구동 스프로켓이 장착되며, 상기 구동 스프로켓의 측방에는 연결부의 제2 가동대 하단이 연결되어 상기 발판의 상하 회전작동에 따라서 구동 스프로켓이 회전축상에서 원주방향으로 회전하는 구동부; 상기 회전축과 구동 스프로켓의 사이에서 구동 스프로켓의 원주방향으로 일방향 회전시 회전축을 동시에 회전시키고, 그 반대방향으로의 회전시에는 회전축상에서 구동 스프로켓이 공회전하도록 구동 스프로켓의 회전력을 회전축의 한쪽 회전방향으로만 전달하는 래칫(ratchet)으로 이루어진 일방향 회전부; 및 상기 회전축의 회전력을 전달받아서 회전하는 발전기 축을 구비하여 전기를 생산하는 발전기를 구비하고, 상기 발전기로부터 생성된 전력을 축전하는 축전설비를 갖는 발전부;를 포함하여 차량의 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 구조이다. 따라서 본 발명은 차량 중량의 운동에너지를 전기에너지로 쉽고 용이하게 전환시켜서 안정적으로 발전할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 발판은 샤프트에 회전가능하도록 장착되고, 스프링은 샤프트에 끼워진 코일 스프링으로 이루어지며, 그 일단은 샤프트에 고정되고, 타단은 발판의 하부면에 고정되어 발판이 도로 상부측으로 경사 돌출하 도록 탄력지지하는 구조이다. 이를 통하여 본 발명은 차량이 발판을 통과하는 경우, 스프링에 의한 완충효과를 얻을 수 있으며, 차량이 발판을 통과한 다음에는 스프링에 의해서 발판이 도로 상부측으로 상승되어 복귀되므로 다음 차량에 의한 가압작동에 대비할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 발판은 도로를 가로질러서 형성된 다수의 구멍 내에서 다수의 샤프트 상에서 각각 회전가능하도록 다수 장착되고, 상기 연결부와 구동부는 각각 발판에 대응하여 그 하부에 다수 배치되며, 상기 회전축에는 각각 구동 스프로켓에 일체로 연결되어 회전하는 종동 스프로켓을 포함하며, 상기 회전축의 구동 스프로켓은 각각 인접한 회전축의 구동 스프로켓에 체인으로 동력 전달이 가능하게 연결되고, 상기 회전축의 종동 스프로켓은 각각 인접한 회전축의 종동 스프로켓에 체인으로 동력 전달이 가능하게 연결되어 어느 하나의 발판이 차량에 의해서 눌리워지면, 상기 구동 스프로켓간의 체인 연결과 종동 스프로켓 간의 체인 연결을 통해서 전체 회전축의 동시 회전이 이루어지고, 그 중 하나의 회전축으로부터 발전기 축에 회전력이 전달되어 전력을 생산하도록 구성된 것이다.

따라서 본 발명은 차량이 도로를 통행하는 과정에서 다수의 발판들이 단계적으로 차례차례 눌리워지고, 발판이 눌리워질 때마다 발전기 축이 회전되어 발전이 이루어지므로, 다단계에 걸친 발전작업이 가능하여 발전 용량을 증대시킬 수 있다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 연결부는 구동부의 회전축 양측에 각각 형성되고, 회전축 상에서 구동 스프로켓을 중심으로 종동 스프로켓의 반대편에 위치된 것이다. 이와 같이 본 발명은 차량의 이동으로 발판이 눌리워지게 되면 연결 부가 회전축의 양단에 마련된 구동 스프로켓을 회전시키게 되므로 보다 안정되고 큰 힘으로 회전축을 회전시킬 수 있게 되어 발전 효율을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 회전축은 그 중앙에서 회전하는 출력 스프로켓을 구비하고, 상기 출력 스프로켓은 회전축의 하부 공간에 나란하게 배치된 발전기 축의 스프로켓에 회전력을 전달하도록 연결되어 발전할 수 있다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 회전축의 출력 스프로켓과 발전기 축의 스프로켓 사이에는 증속부를 추가 포함하고, 상기 증속부는 상기 회전축의 하부에 배치된 구동축에 장착된 제1 증속 스프로켓과 제2 증속 스프로켓을 구비하며, 상기 회전축의 출력 스프로켓은 체인을 통하여 제1 증속 스프로켓에 연결되고, 상기 제2 증속 스프로켓은 체인을 통하여 발전기 축의 스프로켓에 연결되며, 제2 증속 스프로켓의 직경은 제1 증속 스프로켓의 직경보다 크게 형성된 것이다. 따라서 회전축의 회전수보다도 발전기 축의 회전수를 크게 할 수 있어서 더욱더 발전 효율을 높일 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 기존의 과속방지턱을 그대로 두고, 과속방지턱에 근접하여 발판이 설치되며, 과속방지턱을 넘어오는 차량의 감속된 상태에서 다단계에 걸쳐서 차량이 발판을 이동하면서 하강시킴으로써 차량 중량의 운동에너지를 전기에너지로 쉽고 용이하게 지속적으로 전환시킬 수 있고, 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 도로용 발전장치(100)는 도 2 및 도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같이, 도로(105) 상에 장착되어 차량(V)의 운동에너지를 전기에너지로 전환시켜 발전할 수 있는 장치이다.

본 발명에 따른 도로용 발전장치(100)는 도로(105)를 가로질러서 형성된 구멍(112) 내에 배치된 발판(110)을 구비하는데, 이와 같은 발판(110)은 구멍(112) 내의 샤프트(114) 상에서 회전가능하도록 장착되며, 스프링(120)에 의해서 도로(105)로부터 경사 돌출하도록 지지되는 구조이다.

그리고 상기 발판(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 슬리브(미 도시)를 통하여 샤프트(114)에 회전가능하도록 장착되고, 스프링(120)은 샤프트(114)에 끼워진 코일 스프링(coil spring)으로 이루어지는데, 상기 스프링(120)은 그 일단(122a)이 샤프트(114)에 고정되고, 타단(122b)은 발판(110)의 하부면에 고정되어 발판(110)이 도로(105) 상부측으로 경사 돌출하도록 탄력지지되는 구조이다.

또한 본 발명에 따른 도로용 발전장치(100)는 상기 발판(110)의 샤프트(114) 하부측 공간내에 연결부(130)를 구비하는데, 이와 같은 연결부(130)는 발판(110)의 상하 회전운동을 좌우 회전운동으로 변환시킨다.

이와 같은 연결부(130)는 상기 발판(110)의 끝단 하부측으로부터 돌출하는 직선형의 제1 가동대(132)를 구비하고, 상기 제1 가동대(132)의 하단이 상부에 끼워지도록 그 하부에는 제2 가동대(134)를 구비한다.

이와 같은 연결부(130)는 이후에 설명되는 구동부(150)의 회전축(160) 양측에 각각 형성되고, 회전축(160) 상에서 구동 스프로켓(152)을 중심으로 종동 스프로켓(220)의 반대편에 위치된다.

이와 같은 제2 가동대(134)는 그 상단에 복수의 롤러(136a)(136b) 쌍이 회전가능하도록 장착되고, 상기 롤러(136a)(136b) 쌍의 사이에는 오목홈(138)을 형성한 구조로서, 이와 같은 오목홈(138)으로 제1 가동대(132)의 하단이 삽입된다. 상기 제1 가동대(132)와 제2 가동대(134)는 상하로 배치되어 있고, 이와 같은 구조가 도 4에 도시되어 있다.

즉 상기 제1 가동대(132)는 그 상단이 발판(110)의 끝단 하부에 고정되어 발판(110)이 샤프트(114) 상에서 상하로 회전하면, 제1 가동대(132)는 샤프트(114)의 하부에서 좌우로 회전된다.

이러한 제1 가동대(132)에 결합하는 제2 가동대(134)는 상단에 오목홈(138)과 롤러(136a)(136b)들이 형성되고, 그 하단은 이후에 설명되는 구동부(150)의 구동 스프로켓(152)에 연결된 것으로서, 제1 가동대(132)에 연동하여 좌우로 회전되며, 결과적으로 구동부(150)의 구동 스프로켓(152)이 회전축(160) 상에서 좌우로 회전하는 것이다.

이와 같은 구동 스프로켓(152)은 구동부(150)의 회전축(160)에 구비된 것인데, 상기 구동부(150)는 연결부(130)의 하부측에서 상기 샤프트(114)에 나란하게 배치되고 양단은 베어링(162)을 통하여 회전가능하도록 지지된 회전축(160)을 구비하며, 상기 회전축(160) 상에는 회전가능하도록 구동 스프로켓(152)이 장착되고, 상기 구동 스프로켓(152)의 측방에는 제2 가동대(134)의 하단이 고정되어 상기 발판(110)의 상하 회전작동에 따라서 구동 스프로켓(152)이 회전축(160) 상에서 원주방향으로 회전하게 된다.

그리고 이와 같은 구동부(150)의 회전축(160)과 구동 스프로켓(152)의 사이에는 구동 스프로켓(152)의 회전력을 회전축(160)의 한쪽 회전방향으로만 전달하기 위한 일방향 회전부(170)를 구비하는데, 이와 같은 일방향 회전부(170)는 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 구동 스프로켓(152)의 원주방향으로 일방향 회전시 회전축(160)을 동시에 회전시키고, 그 반대방향으로의 회전시에는 회전축(160) 상에서 구동 스프로켓(152)이 공회전(idling)하도록 구동 스프로켓(152)의 회전력을 회전축(160)의 한쪽 회전방향으로만 전달하는 래칫(ratchet)의 구조로 이루어진다.

이와 같은 래칫의 구조는 일반적인 것으로서, 회전축(160)에는 기어(166)가 고정되고, 구동 스프로켓(152)의 측면에는 걸림구(164)가 돌출되어 있다. 이와 같은 기어(166)는 그 치차에 각각 직각면(166a)과 경사면(166b)을 형성한 것으로서, 직각면(166a)에 걸림구(164)의 끝단이 위치되면 구동 스프로켓(152)의 회전시에 회전축(160)을 회전시키게 되고, 경사면(166b)에 걸림구(164)의 끝단이 위치되면 구동 스프로켓(152)의 반대방향 회전시에는 걸림구(164)가 경사면(166b)을 타고 넘어서 공회전한다.

따라서 이와 같은 일방향 회전부(170)는 구동 스프로켓(152)의 일방향 회전시, 회전축(160)을 동시에 회전시키고, 그 반대방향으로의 회전시에는 회전축(160)상에서 구동 스프로켓(152)이 공회전하도록 하여 회전축(160)을 회전시키지 않는 다.

또한 본 발명에 따른 도로용 발전장치(100)는 상기와 같은 회전축(160)의 회전력을 전달받아서 전력을 생산하는 발전부(180)를 구비하는데, 이와 같은 발전부(180)는 상기 회전축(160)의 회전에 따라서 전력을 생산하는 발전기(182)를 구비하고, 상기 발전기(182)는 그 발전기 축(184)이 회전축(160)의 중앙에서 회전하는 출력 스프로켓(186)에 동력전달이 가능하도록 연결된다.

그리고 발전기(182)의 외면에는 물, 기름, 먼지 등의 각종 이물질로부터 발전기(182)를 보호하는 커버(182a)가 씌워진다.

또한 상기 회전축(160)의 출력 스프로켓(186)과 발전기 축(184)의 스프로켓(184a) 사이에는 증속부(190)가 배치되는데, 이와 같은 증속부(190)는 상기 회전축(160)의 하부에 배치된 구동축(192)에 장착된 제1 증속 스프로켓(194)과 제2 증속 스프로켓(196)을 구비하며, 상기 회전축(160)의 출력 스프로켓(186)은 체인(198)을 통하여 제1 증속 스프로켓(194)에 연결되고, 상기 제2 증속 스프로켓(196)은 체인(200)을 통하여 발전기 축(184)의 스프로켓(184a)에 연결된다.

여기서, 상기 제2 증속 스프로켓(196)의 직경은 제1 증속 스프로켓(194)의 직경보다 크게 형성된 구조이다. 따라서 이와 같은 증속부(190)를 통하여 회전축(160)의 회전수보다도 발전기 축(184)의 회전수를 크게 할 수 있어서 더욱 더 발전 효율을 높일 수 있게 된다. 그리고 이와 같은 발전기(182)에는 축전설비(210)가 전선(212)을 통하여 연결되어 발전기(182)로부터 생성된 전력을 축전하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 도로용 발전장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 도로(105)의 과속방지턱(107)의 후방측에 인접하여 설치되며, 이러한 과속방지턱(107)을 통과한 차량(V)은 과속방지턱(107)을 통과하는 과정에서 주행 속도가 크게 저하되어 발판(110)에 큰 충격을 주지 않고, 정숙한 상태로 발판(110)을 타고 넘어간다.

이와 같은 과정에서 도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량(V)에 의해서 발판(110)이 눌리워지면, 발판(110)이 하부측으로 회전하면서 연결부(130)의 제1 가동대(132)를 좌우로 회전시키고, 제2 가동대(134)를 통하여 구동 스프로켓(152)을 일방향으로 회전시킨다.

따라서, 발판(110)이 눌리워지면 연결부(130)의 제1 가동대(132)와 제2 가동대(134)를 통하여 회전축(160)상에서 구동 스프로켓(152)이 회전하며, 구동 스프로켓(152)의 회전에 따라서 일방향 회전부(170)의 래칫을 통하여 회전축(160)을 동시에 회전시킨다.

이와 같은 회전축(160)의 회전은 그 중앙에 배치된 출력 스프로켓(186)을 회전시키고, 체인(198)과 증속부(190)를 통하여 발전기 축(184)을 회전시킴으로써 발전기(182)에서는 전력을 생산하며, 축전설비(210)에 전력을 축전시킨다.

이와 같은 축전 과정이 이루어진 다음, 차량(V)이 발판(110)을 넘어가게 되면 스프링(120)의 탄성 복원력으로 발판(110)이 들리게 되며, 이 과정에서 연결부(130)의 제1 가동대(132)는 반대 방향으로 회전하고, 제2 가동대(134)를 통하여 구동 스프로켓(152)을 회전축(160) 상에서 반대방향으로 회전시킨다.

이와 같은 경우, 구동 스프로켓(152)의 반대방향 회전에도 불구하고, 회전 축(160)은 반대방향으로 회전하지 않으며, 이는 일방향 회전부(170)의 걸림구(164)가 회전축(160)의 기어(166)를 타고 넘어가서 회전축(160)을 역회전시키지는 않는다.

한편 본 발명은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다단계의 연동 구조로 이루어질 수 있다.

이와 같은 구조에서는 본 발명은 상기 발판(110)이 도로(105)를 가로질러서 형성된 다수의 구멍(112) 내에 다수의 샤프트(114) 상에서 각각 회전가능하도록 다수 나란하게 장착된다. 또한 상기 연결부(130)와 구동부(150)는 각각 발판(110)에 대응하여 그 하부에 다수 배치된다.

그리고, 상기 회전축(160)에는 구동 스프로켓(152)에 연동하여 회전하는 종동 스프로켓(220)이 일체로 고정되는데, 상기 회전축(160)의 구동 스프로켓(152)은 각각 인접한 회전축(160)의 구동 스프로켓(152)에 체인(222)으로 동력 전달이 가능하게 연결되고, 상기 회전축(160)의 종동 스프로켓(220)은 각각 인접한 회전축(160)의 종동 스프로켓(220)에 체인(224)으로 동력 전달이 가능하게 연결된다.

따라서 이와 같은 다단계 연동 구조에서는 어느 하나의 발판(110)이 차량(V)에 의해서 눌리워지면, 해당 발판(110)에 연결부(130)를 통하여 결합된 구동 스프로켓(152)이 회전하면서 체인(222)을 통하여 인접한 회전축(160)의 구동 스프로켓(152)을 회전시키고, 이는 인접한 회전축(160)을 동시에 회전시키면서, 종동 스프로켓(220)의 체인(224) 연결을 통해서 또 다른 인접한 회전축(160)의 종동 스프로켓(220)을 회전시키고, 이와 같은 종동 스프로켓(220)의 회전을 통하여 해당 회 전축(160)을 회전시켜 전체 회전축(160)이 동시에 회전하도록 한다.

따라서 어느 하나의 발판(110)이 차량(V)에 의해서 눌리워지면 인접한 구동 스프로켓(152) 간의 체인(222) 연결과, 종동 스프로켓(220) 간의 체인(224) 연결을 통해서 모든 회전축(160)이 동시에 회전되고, 그 중 하나의 회전축(160)에 마련된 출력 스프로켓(186)을 통하여 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 발전기 축(184)을 회전시켜서 전력을 생산할 수 있다.

이와 같은 구조를 통하여 본 발명은 차량(V)이 도로(105)를 통행하는 과정에서 다수의 발판(110)들이 단계적으로 차례차례 눌리워지고, 발판(110)이 눌리워질 때마다 발전기 축(184)이 회전되어 발전이 이루어지므로 다단계에 걸친 발전작업이 가능하여 발전 용량을 크게 증대시킬 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 기존의 과속방지턱(107)을 그대로 두고, 과속방지턱(107)에 근접하여 발판(110)이 설치되어 있기 때문에 발판(110)에 가해지는 차량(V)의 충격이 감소되어 발판(110) 및 구성 부품의 파손을 방지할 수 있고, 이러한 과속방지턱(107)을 넘어오는 차량(V)의 속도가 감속된 상태에서 차량(V)이 발판(110)을 이동하면서 하강시키고, 이와 같은 하강 회전 동작에 연동하여 발전기 축(184)이 회전하기 때문에 차량(V) 중량의 운동에너지를 전기에너지로 쉽고 용이하게 전환시킬 수 있음으로써 안정적으로 발전할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 다단계 연동구조를 통하면 다수의 발판(110)을 차량(V)이 차례로 통과하는 과정에서 발판(110)이 차례차례 눌리워질때 마다 회전축(160)을 통하여 발전기 축(184)을 회전시킬 수 있음으로써 더욱 안정적이고 지속적으로 전력 을 생산할 수 있게 된다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1a는 종래의 기술에 따른 전기발생장치를 도시한 단면도이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 종래의 기술에 따른 전기발생장치의 요부 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 도로용 발전장치가 도로의 과속방지턱 후방에 설치된 상태를 도시한 설명도이다.

도 3a는 본 발명에 따른 도로용 발전장치가 도로의 하부에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시된 본 발명에 따른 도로용 발전장치의 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 도로용 발전장치에 구비된 발판과 연결부 및 구동부의 상세 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 도로용 발전장치에 구비된 구동부와 일방향 회전부의 상세 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 도로용 발전장치의 다단계 연동구조를 도시한 단면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 도로용 발전장치의 다단계 연동구조를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... 종래 기술의 전기발생장치 2..... 차량

3..... 도로 5..... 케이스

6..... 승강부재 7,8..... 스프링

9,10... 랙 11.12..... 피니언

13,14.... 스퍼어 기어 15,16.... 래칫(ratchet)기구

17,18.... 전기발전기 19,20.... 스퍼어기어

21,22.... 축전기 23..... 부하

24..... 제어기 100.... 도로용 발전장치

105..... 도로 107.... 과속방지턱

110..... 발판 112..... 구멍

114..... 샤프트 120..... 스프링

122a.... 스프링 일단 122b.... 스프링 타단

130..... 연결부 132.... 제1 가동대

134..... 제2 가동대 136a,136b.... 롤러

138.... 오목홈 150.... 구동부

152.... 구동 스프로켓 160..... 회전축

162..... 베어링 164..... 걸림구

166.... 기어 166a.... 직각면

166b..... 경사면 170..... 일방향 회전부

180..... 발전부 182..... 발전기

182a.... 커버 184..... 발전기 축

184a.... 발전기 축 스프로켓 186..... 출력 스프로켓

190.... 증속부 192..... 구동축

194.... 제1 증속 스프로켓 196..... 제2 증속 스프로켓

198,200,222,224.... 체인 210.... 축전설비

212.... 전선 220.... 종동 스프로켓

V..... 차량

Claims

차량의 운동에너지를 전기에너지로 전환시켜 발전할 수 있도록 된 장치에 있어서,

도로(105)를 가로질러서 형성된 구멍(112) 내에 배치된 샤프트(114) 상에서 회전가능하도록 장착되고, 스프링(120)에 의해서 도로(105)로부터 경사 돌출하도록 지지되는 발판(110);

상기 발판(110)의 샤프트(114) 하부측 공간내에서 발판(110)의 하부측으로부터 돌출하는 제1 가동대(132)를 구비하고, 상기 제1 가동대(132)의 하단이 끼워지도록 상단에는 복수의 롤러(136a)(136b) 쌍이 회전가능하도록 장착되고, 상기 롤러(136a)(136b) 쌍의 사이에는 오목홈(138)을 형성한 제2 가동대(134)가 갖춰진 연결부(130);

상기 연결부(130)의 하부측에서 상기 샤프트(114)에 나란하게 배치된 회전축(160)을 구비하고, 상기 회전축(160) 상에는 회전가능하도록 구동 스프로켓(152)이 장착되며, 상기 구동 스프로켓(152)의 측방에는 연결부(130)의 제2 가동대(134) 하단이 연결되어 상기 발판(110)의 상하 회전작동에 따라서 구동 스프로켓(152)이 회전축(160) 상에서 원주방향으로 회전하는 구동부(150);

상기 회전축(160)과 구동 스프로켓(152)의 사이에서 구동 스프로켓(152)의 원주방향으로 일방향 회전시 회전축(160)을 동시에 회전시키고, 그 반대방향으로의 회전시에는 회전축(160) 상에서 구동 스프로켓(152)이 공회전하도록 구동 스프로 켓(152)의 회전력을 회전축(160)의 한쪽 회전방향으로만 전달하는 래칫(ratchet)으로 이루어진 일방향 회전부(170); 및

상기 회전축(160)의 회전력을 전달받아서 회전하는 발전기 축(184)을 구비하여 전기를 생산하는 발전기(182)를 구비하고, 상기 발전기(182)로부터 생성된 전력을 축전하는 축전설비(210)를 갖는 발전부(180);를 포함하여 차량(V)의 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).
제1항에 있어서, 상기 발판(110)은 샤프트(114)에 회전가능하도록 장착되고, 스프링(120)은 샤프트(114)에 끼워진 코일 스프링(coil spring)으로 이루어지며, 그 일단은 샤프트(114)에 고정되고, 타단은 발판(110)의 하부면에 고정되어 발판(110)이 도로(105) 상부측으로 경사 돌출하도록 탄력지지하는 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).
제1항에 있어서, 상기 발판(110)은 도로(105)를 가로질러서 형성된 다수의 구멍(112) 내에서 다수의 샤프트(114) 상에서 각각 회전가능하도록 다수 장착되고, 상기 연결부(130)와 구동부(150)는 각각 발판(110)에 대응하여 그 하부에 다수 배치되며, 상기 회전축(160)에는 각각 구동 스프로켓(152)에 일체로 연결되어 회전하는 종동 스프로켓(220)을 포함하며, 상기 회전축(160)의 구동 스프로켓(152)은 각각 인접한 회전축(160)의 구동 스프로켓(152)에 체인(222)으로 동력 전달이 가능하게 연결되고, 상기 회전축(160)의 종동 스프로켓(220)은 각각 인접한 회전축(160) 의 종동 스프로켓(220)에 체인(224)으로 동력 전달이 가능하게 연결되어 어느 하나의 발판(110)이 차량(V)에 의해서 눌리워지면, 상기 구동 스프로켓(152)간의 체인(222) 연결과 종동 스프로켓(220) 간의 체인(224) 연결을 통해서 전체 회전축(160)의 동시 회전이 이루어지고, 그 중 하나의 회전축(160)으로부터 발전기 축(184)에 회전력이 전달되어 전력을 생산하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).
제3항에 있어서, 상기 연결부(130)는 구동부(150)의 회전축(160) 양측에 각각 형성되고, 회전축(160) 상에서 구동 스프로켓(152)을 중심으로 종동 스프로켓(220)의 반대편에 위치된 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).
제3항에 있어서, 상기 회전축(160)은 그 중앙에서 회전하는 출력 스프로켓(186)을 구비하고, 상기 출력 스프로켓(186)은 회전축(160)의 하부 공간에 나란하게 배치된 발전기 축(184)의 스프로켓(184a)에 회전력을 전달하도록 연결되어 발전하는 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).
제5항에 있어서, 상기 회전축(160)의 출력 스프로켓(186)과 발전기 축(184)의 스프로켓(184a) 사이에는 증속부(190)를 추가 포함하고, 상기 증속부(190)는 상기 회전축(160)의 하부에 배치된 구동축(192)에 장착된 제1 증속 스프로켓(194)과 제2 증속 스프로켓(196)을 구비하며, 상기 회전축(160)의 출력 스프로켓(186)은 체 인(198)을 통하여 제1 증속 스프로켓(194)에 연결되고, 상기 제2 증속 스프로켓(196)은 체인(200)을 통하여 발전기 축(184)의 스프로켓(184)에 연결되며, 제2 증속 스프로켓(196)의 직경은 제1 증속 스프로켓(194)의 직경보다 크게 형성된 것임을 특징으로 하는 도로용 발전장치(100).