KR20120051303A - 자전거용 발전기 - Google Patents

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KR20120051303A
KR20120051303A KR1020100112682A KR20100112682A KR20120051303A KR 20120051303 A KR20120051303 A KR 20120051303A KR 1020100112682 A KR1020100112682 A KR 1020100112682A KR 20100112682 A KR20100112682 A KR 20100112682A KR 20120051303 A KR20120051303 A KR 20120051303A
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Abstract

본 발명은 자전거용 발전기에 관한 것으로서; 자전거 프레임에 고정 설치되며 내부에 공간부가 형성되는 본체와, 상기 본체의 공간부를 관통하며 전후진 가능하게 구비되는 회전축과, 상기 회전축상에 일체로 설치되는 자석수단과, 상기 본체의 공간부 내벽면에 설치되어 상기 자석수단이 회전하는 경우 유도전류가 생성하는 코일수단과, 상기 회전축의 전단부와 브레이크 레버의 사이에 연결되는 제1브레이크와이어와, 상기 회전축의 후단부와 브레이크장치의 사이에 연결되는 제2브레이크와이어와, 상기 회전축에 일체로 구비되어 제1브레이크와이어가 당겨지면 자전거 바퀴의 림에 밀착되는 밀착회전부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 자전거를 이용하는 경우 단순히 브레이크 레버를 잡아당기면 발전기가 작동되어 전기를 일으켜 사용할 수 있고, 자전거의 제동시에만 발전기를 구동함으로서 주행중 발전기 구동을 최소화할 수 있어 자전거의 전기 생산을 위한 체력소모를 최소화할 수 있다.

Description

자전거용 발전기 {generator for bicycle}
본 발명은 자전거용 발전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 자전거 브레이크 레버를 당기는 경우 발전기가 구동되어 필요한 전기를 생성하면서도 자전거의 제동에 도움을 주어 자전거의 전기 생산을 위한 체력소모를 최소화할 수 있는 자전거용 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 생활 스포츠에 사용하는 운동기구로서 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 도심지의 근거리 교통에도 매우 유익하게 사용하고 있는 교통수단이다.
이와 같은 자전거의 이용은 교통체증을 감소시키고 이에 따른 공해 방지에 효과적이어서 선진국에서는 자전거의 이용을 적극적으로 장려함은 물론 도심에는 자전거 전용도로를 만들어 환경 보호, 교통체증의 해소, 국민 건강에 매우 많은 도움을 준다.
이와 같은 자전거는 통상적으로 그 전방에 전조등이 구비되며, 최근에는 속도감지계 등과 같은 장치들을 더 구비하여 그 구성이 복잡하여 많은 양의 전력이 공급되어야 한다. 특히 야간에 자전거를 타는 경우 전조등을 켜고 운행해야 하는데, 건전지를 이용하는 경우 건전지 소모량이 많아 그 유지 비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 자전거 바퀴의 회전력을 이용하여, 전기를 발생하는 자전거 발전기를 설치하여 전조등을 점등시키게 된다.
이와 같은 자전거 발전기는 통상적으로 회전축 단부에 일체로 구비되는 밀착회전부재가 자전거 바퀴의 림에 밀착된 상태에서 바퀴가 회전하면 밀착회전부재가 회전하면서 발전기 본체의 내부 중앙에 위치하는 영구자석이 회전하면서 본체의 내벽면부 설치되는 코일 간의 전자기력의 교환을 통해 전류가 발생되는 원리를 이용한다.
그런데, 이와 같은 종래 일반적인 발전기는 밀착회전부재가 자전거의 바퀴의 림에 밀착되는 경우 저항이 심해 자전거의 이용시에 체력소모가 많아지는 문제점이 있다. 따라서, 자전거에 발전기가 설치되더라도 잘 이용하지 않게 되는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전조등이나 후미등 등과 같은 부하(load)의 구동을 위한 전기를 자전거의 핸들 일측에 설치되는 브레이크 레버를 당기는 경우에 생성하도록 하여 자전거의 전기 생산을 위한 체력소모를 최소화할 수 있는 자전거용 발전기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자전거의 제동에 도움을 주는 자전거용 발전기를 제공하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
자전거 프레임에 고정 설치되며 내부에 공간부가 형성되는 본체와, 상기 본체의 공간부를 관통하며 전후진 가능하게 구비되는 회전축과, 상기 회전축상에 일체로 설치되는 자석수단과, 상기 본체의 공간부 내벽면에 설치되어 상기 자석수단이 회전하는 경우 유도전류가 생성하는 코일수단과, 상기 회전축의 전단부와 브레이크 레버의 사이에 연결되는 제1브레이크와이어와, 상기 회전축의 후단부와 브레이크장치의 사이에 연결되는 제2브레이크와이어와, 상기 회전축에 일체로 구비되어 제1브레이크와이어가 당겨지면 자전거 바퀴의 림에 밀착되는 밀착회전부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기를 제공한다.
이때, 상기 본체의 공간부는 후방에서 전방으로 가면서 내경이 단계적으로 축소되는 계단형 공간부이고; 상기 자석수단은 상기 계단형 공간부의 형상에 대응되도록 다수의 자석이 계단형으로 구비되는 계단형 자석으로 이루어지며; 상기 코일수단은 코일이 보빈에 권취되는 것으로, 다수의 코일수단이 상기 계단형 공간부의 내벽면을 따라 다수가 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 회전축의 전후단에는 제1 및 제2볼베어링이 각각 장착되고, 상기 제1 및 제2볼베어링의 외륜은 제1 및 제2브라켓에 각각 고정되고, 상기 제1 및 제2브라켓에 제1 및 제2브레이크와이어가 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1브레이크와이어는 브레이크 레버에 연결되는 제1_1브레이크와이어와 상기 회전축의 전단부에 연결되는 제1_2브레이크와이어로 분할되며; 상기 자전거 프레임에는 제1돌출부와 제2돌출부가 'ㄴ'자 형상으로 연결되는 링크부재의 중간부분이 힌지핀에 의해 회동가능하게 힌지결합되고, 상기 제1돌출부에는 상기 제1_1브레이크와이어가 연결되고, 제2돌출부에는 제1_2브레이크와이어가 연결되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 브레이크 레버는 자전거 핸들에 고정되는 브레이크하우징에 힌지핀을 중심으로 회동가능하게 구비되며, 상기 제1브레이크와이어는 브레이크 레버의 전단부에 연결되고, 상기 브레이크하우징의 표면에는 브레이크하우징의 내부로 돌출되어 상기 전단부에 밀착가능한 걸림부를 가지는 누름부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 자전거를 이용하는 경우 단순히 브레이크 레버를 잡아당기면 발전기가 작동되어 전기를 일으켜 사용할 수 있고, 자전거의 제동시에만 발전기를 구동함으로서 주행중 발전기 구동을 최소화할 수 있어 자전거의 전기 생산을 위한 체력소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발전기가 설치된 자전거를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거용 발전기의 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거용 발전기의 상세 단면 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자전거용 발전기의 설치 상태의 요부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 자전거용 발전기의 구동 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 자전거용 발전기의 구동을 위한 브레이크 레버의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 자전거용 발전기를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 자전거 발전기(100)는 자전거 프레임(10)상에 고정 설치되며 내부에 공간부(112)가 형성되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 공간부(112)를 관통하며 전후진 가능하게 구비되는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)상에 일체로 설치되는 자석수단(130)과, 상기 본체(110)의 공간부(112) 내벽면에 설치되어 상기 자석수단(130)이 회전하는 경우 유도전류가 생성하는 코일수단(140)과, 상기 회전축(120)의 전단부와 브레이크 레버(20)의 사이에 연결되는 제1브레이크와이어(150)와, 상기 회전축(120)의 후단부와 브레이크장치(30)의 사이에 연결되는 제2브레이크와이어(160)와, 상기 회전축(120)에 일체로 구비되어 제1브레이크와이어(150)가 당겨지면 자전거 바퀴(12)의 림(12a)에 밀착되는 밀착회전부재(170)로 구성된다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 상세히 설명한다.
먼저, 상기 본체(110)는 자전거 프레임(10)상에 고정 설치되는 것으로 중앙에 전후 방향으로 공간부(112)가 형성된다. 이때, 상기 본체(110)의 공간부(112)는 후방에서 전방으로 가면서 내경이 단계적으로 축소되는 계단형 공간부(112a)이다. 그리고, 상기 본체(110)의 전단부와 후단부에는 상기 공간부(112)와 연통되는 제1 및 제2관통공(113,114)이 형성된다.
한편, 상기 본체(110)의 공간부(112)와 제1 및 제2관통공(113,114)을 관통하며 전후진이 가능하고 회전이 자유롭게 회전축(120)이 축설된다. 이와 같은 회전축(120)의 중간부에는 본체(110)의 공간부(112)에 회전가능하게 구비되는 자석수단(130)이 구비된다.
이때, 상기 자석수단(130)은 상기 본체의 계단형 공간부(112a)의 형상에 대응되도록 다수의 자석이 계단형으로 구비되는 계단형 자석(130a)으로 이루어진다.
그리고, 상기 본체(110)의 공간부(112) 내벽면에 설치되는 코일수단(140)은 후방에서 전방으로 가면서 내경이 단계적으로 축소되는 계단형 공간부(112a)에 설치된다.
이때, 상기 코일수단(140)은 코일(142)이 일정 턴수만큼 보빈(144)에 권취되는 것으로 다수의 코일수단(140)이 계단형 공간부(112a)의 내벽면을 따라 다수가 설치된다.
이와 같은 구성에 의하면 회전축(120)이 본체(110)의 전방으로 전진하기 전에는 본체(110)의 공간부(112)에 설치되는 코일수단(140)과 계단형 자석(130a)의 거리가 상대적으로 멀어 유도전류의 발생이 약하지만, 회전축(120)이 본체(110)의 전방으로 전진하면 본체(110)의 공간부(112)에 설치되는 코일수단(140)과 계단형 자석(130a)의 거리가 근접하게 되어 유도전류의 발생이 커져 대전력을 생성할 수 있게 된다.
한편, 상기 회전축(120)의 전반부에는 자전거 바퀴(12)의 림(12a)에 밀착되는 밀착회전부재(170)가 구비된다. 이와 같은 밀착회전부재(170)는 회전축(120)이 본체(110)의 전방으로 전진하는 경우 바퀴(12)의 림(12a)의 측면에 밀착되어 회전하게 되어 발전을 일으킨다.
그리고, 상기 회전축(120)의 전단과 핸들(11)의 일측에 구비되는 브레이크 레버(20)의 사이에는 제1브레이크와이어(150)가 연결되고, 상기 회전축(120)의 후단부와 브레이크장치(30)의 사이에는 제2브레이크와이어(160)가 연결된다. 이때, 상기 브레이크장치(30)는 V브레이크, 밴드 브레이크, 디스크 브레이크 등과 같은 다양한 공지(公知)의 장치들이 존재하는 것으로, 이들은 모두 일반적인 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
또한 제1 및 제2브레이크와이어(150,160)는 외부에 피복이 형성되어 브레이크케이블의 형태로 자전거에 설치함이 바람직하다.
이와 같은 제1브레이크와이어(150)와 제2브레이크와이어(160)의 사이에 회전축(120)의 전단부와 후단부를 각각 연결하여 브레이크레버(20)를 잡아당기는 경우 회전축(120)이 전진하게 되고, 브레이크레버(20)를 놓는 경우 회전축(120)이 후진하게 된다.
이 경우 상기 회전축(120)이 원활하게 회전할 수 있도록 상기 회전축(120)의 전후단에는 제1 및 제2볼베어링(122,124)이 각각 장착되고, 상기 제1 및 제2볼베어링(122,124)의 외륜(122a,124a)은 제1 및 제2브라켓(123,125)에 각각 고정된다. 그리고, 상기 제1 및 제2브라켓(123,125)에 제1 및 제2브레이크와이어(150,160)가 각각 연결된다.
이와 같은 구조에 의해 상기 제1 및 제2베어링(122,124)에 의해 제1 및 제2브레이크와이어(150,160)는 회전축(120)을 전후진 시키는 역할만을 하고, 회전축(120)은 자유롭게 회전할 수 있다.
한편, 상기 제1브레이크와이어(150)는 브레이크 레버(20)에 연결되는 제1_1브레이크와이어(152)와, 상기 회전축(120)의 전단부에 연결되는 제1_2브레이크와이어(154)로 분할된다.
그리고, 자전거 프레임(10)에는 제1돌출부(182)와 제2돌출부(184)가 'ㄴ'자 형상으로 연결되는 링크부재(180)의 중간부분이 힌지핀(181)에 의해 회동가능하게 힌지결합되고, 상기 제1돌출부(182)에는 상기 제1_1브레이크와이어(152)가 연결되고, 제2돌출부(184)에는 제1_2브레이크와이어(154)가 연결된다.
이때, 상기 링크부재(180)의 제1돌출부(182)의 길이는 제2돌출부(184)의 길이에 비해 짧게 형성된 것을 이용한다. 즉, 브레이크레버(20)를 잡아당기는 경우 제1돌출부(182)가 힌지핀(181)을 중심으로 회동하는 경우 제1돌출부(181)에 비해 상대적으로 제2돌출부(182)가 길어 제2돌출부(182)의 단부에 연결되는 제1_2브레이크와이어(154)가 많이 당겨질 수 있다. 이 경우 상기 제1_2브레이크와이어(154)를 안내하는 안내롤러(1)를 자전거 프레임상에 회전가능하게 축설하여 줌으로서 회전축(110)의 전후진이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.
이와 같은 구조에 의해 브레이크레버(20)를 미세하게 잡아당기더라도 발전기(100)의 구동이 가능하고, 브레이크장치(30)의 기능도 미세하게 조정할 수 있는 장점을 가지게 된다.
따라서, 자전거(1)를 이용하는 경우 단순히 브레이크 레버를 잡아당기면 발전기(100)의 회전축(120)이 당겨지게 되어 전기를 일으키고, 이들을 별도로 구비할 수 있는 충전지(미도시됨) 등에 충전하여 사용함으로서 안정적으로 필요 전기를 확보할 수 있다.
특히, 자전거(1)의 제동시에만 발전기(100)를 구동함으로서 주행중 발전기(100) 구동을 최소화할 수 있어 자전거(1)의 전기 생산을 위한 체력소모를 최소화할 수 있다.
한편, 도 6을 참고하면 핸들(11)에 고정되는 브레이크하우징(22)에는 브레이크 레버(20)가 힌지핀(23)을 중심으로 회동가능하게 구비되며, 제1브레이크와이어(150)는 브레이크 레버(20)의 전단부(20a)에 연결된다.
그런데, 야간에는 전조등을 켜기 위한 많은 전원이 지속적으로 공급되어야만 자전거를 이용한 주행이 가능하다. 따라서, 상기 브레이크하우징(22)의 표면에는 브레이크하우징(22)의 내부로 돌출되는 걸림부(21a)를 가지는 누름부재(21)를 구비한다.
이와 같은 누름부재(21)를 누르게 되면, 걸림부(21a)가 브레이크하우징(22)의 내부로 들어가 브레이크 레버(20)의 전단부(20a)에 밀착된다. 따라서, 브레이크 레버(20)의 회동반경이 줄어들 뿐만 아니라, 자전거 이용자가 브레이크 레버(20)를 잡아당기지 않더라도 제1브레이크와이어(150)를 일정부분 잡아당기는 상태를 유지하게 되어, 발전기(100)의 밀착회전부재(170)가 바퀴(12)의 림(12a) 측면에 밀착되어 회전하게 되며 전기를 발생시키게 된다.
즉, 발전기(100)의 지속적인 구동과 발전을 위한 이용자의 체력소모를 최소화하기 위해서는 상기 누름부재(21)를 눌러줌으로서 이를 해소할 수 있다.
물론, 발전기(100)의 기능을 사용하지 않는 경우에는 누름부재(21)를 당겨 브레이크 레버(20)의 전단부(20a)가 밀착됨을 해소하게 되면 브레이크 레버(20)의 회동반경이 다시 커지게 되어 원래의 브레이크 레버(20)의 위치로 이동하게 되고, 발전기(100)의 밀착회전부재(170)는 후진하면서 바퀴(12)의 림(12a) 측면과 분리되어 전기가 생성되지 않는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
1: 자전거 10: 자전거 프레임
100:발전기 110: 본체
120: 회전축 130: 자석수단
140: 코일수단 150: 제1브레이크와이어
160: 제2브레이크와이어 170: 밀착회전부재

Claims (5)

  1. 자전거 프레임(10)에 고정 설치되며 내부에 공간부(112)가 형성되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 공간부(112)를 관통하며 전후진 가능하게 구비되는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)상에 일체로 설치되는 자석수단(130)과, 상기 본체(110)의 공간부(112) 내벽면에 설치되어 상기 자석수단(130)이 회전하는 경우 유도전류가 생성하는 코일수단(140)과, 상기 회전축(120)의 전단부와 브레이크 레버(20)의 사이에 연결되는 제1브레이크와이어(150)와, 상기 회전축(120)의 후단부와 브레이크장치(30)의 사이에 연결되는 제2브레이크와이어(160)와, 상기 회전축(120)에 일체로 구비되어 제1브레이크와이어(150)가 당겨지면 자전거 바퀴(12)의 림(12a)에 밀착되는 밀착회전부재(170)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체(110)의 공간부(112)는 후방에서 전방으로 가면서 내경이 단계적으로 축소되는 계단형 공간부(112a)이고;
    상기 자석수단(130)은 상기 본체의 계단형 공간부(112a)의 형상에 대응되도록 다수의 자석이 계단형으로 구비되는 계단형 자석(130a)으로 이루어지며;
    상기 코일수단(140)은 코일(142)이 보빈(144)에 권취되는 것으로, 다수의 코일수단(140)이 상기 계단형 공간부(112a)의 내벽면을 따라 다수가 설치되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축(120)의 전후단에는 제1 및 제2볼베어링(122,124)이 각각 장착되고, 상기 제1 및 제2볼베어링(122,124)의 외륜(122a,124a)은 제1 및 제2브라켓(123,125)에 각각 고정되고, 상기 제1 및 제2브라켓(123,125)에 제1 및 제2브레이크와이어(150,160)가 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1브레이크와이어(150)는 상기 브레이크 레버(20)에 연결되는 제1_1브레이크와이어(152)와 상기 회전축(120)의 전단부에 연결되는 제1_2브레이크와이어(154)로 분할되며;
    상기 자전거 프레임(10)에는 제1돌출부(182)와 제2돌출부(184)가 'ㄴ'자 형상으로 연결되는 링크부재(180)의 중간부분이 힌지핀(181)에 의해 회동가능하게 힌지결합되고, 상기 제1돌출부(182)에는 상기 제1_1브레이크와이어(152)가 연결되고, 제2돌출부(184)에는 제1_2브레이크와이어(154)가 연결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 브레이크 레버(20)는 자전거 핸들(11)에 고정되는 브레이크하우징(22)에 힌지핀(23)을 중심으로 회동가능하게 구비되며, 상기 제1브레이크와이어(150)는 브레이크 레버(20)의 전단부(20a)에 연결되고, 상기 브레이크하우징(22)의 표면에는 브레이크하우징(22)의 내부로 돌출되어 상기 전단부(20a)에 밀착가능한 걸림부(21a)를 가지는 누름부재(21)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거용 발전기.
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