KR20120068365A - Compact generator for road - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로용 소형발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로상에 설치되어 과속방지턱의 기능을 수행하면서 통과되는 차량의 하중을 이용하여 신호등이나 가로등의 사용에 필요한 전기를 효율적으로 발전가능한 도로용 소형발전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a small power generating apparatus for a road, and more particularly, a road capable of efficiently generating electricity required for the use of a traffic light or a street light by using a load of a vehicle that is installed on a road and performs a function of a speed bump. It relates to a small power generator for.
화석 에너지의 고갈과 기후온난화는 지구상에 존재하는 모든 생명체에게 큰 위협이 되고 있으며, 이에 대처하기 위한 인류의 노력은 모든 방면에 걸쳐 다양하게 이루어지고 있다. 특히 온실가스 배출기여도 면에서 가장 앞서는 에너지부문의 노력은 더욱더 그 중요성이 커져 가고 있으며 친환경적 신 재생에너지 개발과 보급의 확대는 시급한 당면과제이다.
The depletion of fossil energy and climate warming pose a major threat to all living things on Earth, and human efforts to cope with it are diversified in all directions. In particular, efforts in the energy sector, which are at the forefront of greenhouse gas emission contributions, are becoming more and more important, and the expansion and development of eco-friendly renewable energy is an urgent task.
한편, 전기를 생산하는 장소와 생산된 전기를 사용하는 장소가 멀리 떨어져 있으면 전기를 저장하거나 이동시키는데 많은 전력의 손실이 발생하게 되므로, 필요로 하는 장소에서 필요로 하는 시점에 곧바로 전기를 생산할 수 있게 되면 손실되는 전기를 조금이라도 아껴서 필요 없는 전기의 낭비를 막을 수 있게 된다. 따라서 전기 공급이 어려운 원격지에는 발전장치를 설치하여 필요한 시점에 필요로 하는 양만큼의 전기를 공급받게 하는 것이 더 경제적일 수 있다.
On the other hand, if the place where the electricity is produced and the place using the generated electricity are far apart, a lot of power is lost to store or move the electricity, so that the electricity can be produced immediately at the time of need. If you do, you can save a little of the electricity lost to prevent unnecessary waste of electricity. Therefore, it may be more economical to install a generator in a remote area where electricity supply is difficult, so that the required amount of electricity is supplied when needed.
특히, 최근에는 녹색성장의 일환으로 전구식 신호등을 전부 LED신호등으로 교체하고 있으며, 이로 인해 예전에는 100[W/등]의 전력이 필요했던 신호등이 현재에는 14[W/등]의 전력만 있으면 충분히 작동가능하게 되어 있다. 이처럼 사용되는 전력이 작아지면서 소형발전시스템도 충분히 경쟁력을 갖출 수 있게 되었다.
In particular, recently, as part of the green growth, all of the light bulbs have been replaced with LED lights, which means that if the signal light that previously required 100 [W / light] of power is only 14 [W / light] of power, It is fully operable. As the power used becomes smaller, the compact power generation system can be sufficiently competitive.
이와 관련하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록실용신안 제0445559호에서는 맨홀에 수납 설치되는 케이스와, 주행 차량에 의해 승강운동하는 승강부재, 승강부재를 탄지하는 복수의 스프링, 복수의 랙과 이에 치합되는 피니언 및 래칫기구 등을 포함하여 이루어지는 "도로에 설치되는 전기발전장치"가 개시되어 있다.In this regard, as shown in Fig. 1, Korean Utility Model Model No. 0445559 includes a case housed in a manhole, a lifting member lifting and lowering by a traveling vehicle, a plurality of springs supporting the lifting member, and a plurality of racks. And the "electric generator installed on the road" comprising a pinion, a ratchet mechanism and the like to be engaged therewith is disclosed.
그러나, 상기 장치는 주행차량에 의해 승강부재의 하강시에만 발전이 이루어지도록 구성되어 있어서 발전량이 부족한 단점이 있으며, 이를 보완하기 위한 별도의 구성이 더 구비되어야 함으로 인해 그 구조가 복잡하게 되는 문제가 있었다.
However, the device is configured to generate power only when the elevating member is lowered by the traveling vehicle, and thus has a disadvantage in that the amount of power generation is insufficient. Therefore, the structure becomes complicated because a separate configuration must be further provided to compensate for this. there was.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 도로상에 설치되어 과속방지턱의 기능을 수행하면서 통과되는 차량의 하중을 이용하여 신호등이나 가로등의 사용에 필요한 전기를 효율적으로 발전가능한 도로용 소형발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the problems described above, the road is installed on the road to perform the function of the speed bumps while using the load of the vehicle passing through the road capable of efficiently generating electricity for the use of traffic lights or street lights It is an object of the present invention to provide a small power generation device for use.
또한, 도로를 통과하는 차량에 의한 하중의 작용 및 제거 시에 모두 발전이 가능하여 충분한 발전량을 얻을 수 있는 도로용 소형발전장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a compact power generation apparatus for a road that is capable of generating power at both the action and removal of a load by a vehicle passing through the road, thereby obtaining a sufficient power generation amount.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 도로용 소형발전장치는, 하중 유무에 따라 승강되는 상부케이스와, 고정된 하부케이스로 이루어지는 하우징;과 상기 상부케이스의 저면에 고정설치되어, 하중에 의해 하강된 상기 상부케이스를 하중 제거시에 상승시키는 복원스프링; 상기 상부케이스의 승강운동을 회전운동으로 변경하여 모터축으로 회전력을 전달시키는 동력전달부; 및 상기 동력전달부와 체결되어, 상기 모터축으로 일 방향 회전력만을 전달시키는 클러치부;를 포함하여 이루어지며, 상기 상부케이스의 상승 및 하강시에 모두 발전이 이루어짐을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the compact power generation apparatus for a road according to the present invention includes: a housing formed of an upper case which is elevated according to the presence or absence of a load, and a fixed lower case; Restoring spring to raise the lowered upper case when removing the load; A power transmission unit for transmitting a rotational force to a motor shaft by changing a lifting motion of the upper case to a rotational motion; And a clutch unit coupled to the power transmission unit and transmitting only one direction rotational force to the motor shaft, wherein the power generation is performed both when the upper case is raised and lowered.
이때, 상기 동력전달부는, 상기 상부케이스의 저면에 고정설치되는 제1랙기어 및 제2랙기어와, 상기 제1,2랙기어와 각각 치합되고 상기 하부케이스의 양 측단부에 회전가능하게 설치되는 축 상에 체결되는 제1피니언기어와 제2피니언기어 및, 상기 축 및 모터축과 체결되는 증속기를 포함하여 이루어지며, 상기 제1,2랙기어는 상기 축을 사이에 두고 대향되게 설치되는 것이 바람직하다.
In this case, the power transmission unit is meshed with the first rack gear and the second rack gear fixed to the bottom of the upper case, and the first and second rack gear, respectively, and installed rotatably at both side ends of the lower case. It comprises a first pinion gear and a second pinion gear that is fastened on the shaft, and a speed increaser that is fastened to the shaft and the motor shaft, wherein the first and second rack gears are installed to face each other with the shaft interposed therebetween. desirable.
또한, 상기 클러치부는, 상기 축 상에 회전가능하게 체결되는 제1,2피니언기어의 측 단부에 각각 형성되는 래칫과 일 방향으로만 치합되고 상기 축과는 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되는 제1래칫기어 및 제2래칫기어와, 상기 제1,2래칫기어를 상기 제1,2피니언기어 쪽으로 각각 가압하는 지지스프링으로 이루어지며, 상기 제1,2래칫기어와 상기 제1,2피니언기어는 상기 축 상에서 서로 같은 방향으로 치합되는 것이 바람직하다.
In addition, the clutch portion is first engaged with the ratchet formed in the side ends of the first and second pinion gears rotatably fastened on the shaft in only one direction and slidably engaged in the axial direction with the shaft. The ratchet gear and the second ratchet gear, and the support spring for pressing the first and second ratchet gear toward the first and second pinion gear, respectively, wherein the first and second ratchet gear and the first and second pinion gear are It is preferable to engage in the same direction with each other on the axis.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 도로상에 설치되어 과속방지턱의 기능을 수행하면서, 통과되는 차량의 하중을 이용하여 신호등이나 가로등의 사용에 필요한 전기를 효율적으로 발전가능한 장점이 있다.
According to one embodiment of the present invention as described above, first, while being installed on the road to perform the function of the speed bump, there is an advantage that can efficiently generate electricity required for the use of traffic lights or street lights by using the load of the vehicle passing through have.
둘째, 랙기어와 피니언기어 및 래칫기어를 각각 한 쌍씩 구비함으로써, 도로를 통과하는 차량의 하중에 의한 상부케이스의 하강시 뿐만 아니라 복원스프링에 의한 상승시에도 모두 발전이 가능하여 충분한 발전량을 얻을 수 있는 장점이 있다.
Second, by providing a pair of rack gears, pinion gears and ratchet gears, the power generation can be obtained both at the time when the upper case is lowered by the load of the vehicle passing through the road as well as when it is raised by the restoring spring. There is an advantage.
도 1은 종래기술인 도로에 설치되는 전기발전장치의 단면구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치의 단면구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2피니언기어 및 제1,2래칫기어의 체결상태도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2피니언기어와 제1,2래칫기어 및 증속기가 체결되는 축의 정면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측 단부에 래칫이 형성된 피니언기어의 사시도 및 정면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 래칫기어의 사시도 및 정면도이다.1 is a cross-sectional configuration diagram of an electric power generator installed on a road of the prior art,
2 is a perspective view of a compact power generation apparatus for a road according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a compact power generation apparatus for a road according to an embodiment of the present invention;
4 is a fastening state diagram of the first and second pinion gear and the first and second ratchet gear according to an embodiment of the present invention;
5 is a front view of a shaft to which the first and second pinion gears and the first and second ratchet gears and the speed increaser are fastened according to an embodiment of the present invention;
6 is a perspective view and a front view of a pinion gear having a ratchet formed at a side end portion according to an embodiment of the present invention;
7 is a perspective view and a front view of the ratchet gear in accordance with an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which are intended to describe in detail enough to be able to easily carry out the invention by those skilled in the art to which the present invention belongs, This does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치(100)의 사시도 및 단면구성도이다.2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view of a small
본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치(100)는 하우징(10)과, 복원스프링(20), 동력전달부(30) 및, 클러치부(40)를 포함하여 이루어진다.
The compact
상기 하우징(10)은 승강되는 상부케이스(11)와 도로의 하부에 매설되어 고정설치되는 하부케이스(12)로 이루어진다. 상기 상부케이스(11)는 도로의 지면 상에 설치되어 통과되는 차량에 의해 하중이 작용하면 하강하고, 차량의 하중이 제거되면 후술되는 복원스프링(20)에 의해 상승한다. 이때 상부케이스(11)는 하부케이스(12)의 외측면을 따라 승강되며, 상부케이스(11)와 하부케이스(12)의 측 단부에는 내측 또는 외측으로 돌출되는 걸림턱(13)이 형성됨으로써 상부케이스(11)가 하부케이스(12)와 분리되지 않도록 한다.
The
상기 복원스프링(20)은 상부케이스(11)와 하부케이스(12)에 각 단부가 탄성지지되며, 상부케이스(11) 상에서 차량의 하중이 제거될 때 하강된 상부케이스(11)를 원래대로 상승시키는 역할을 한다. 이러한 복원스프링(20)의 개수와 배치는 당업자수준에서 자유롭게 변경가능하다. 또한 하부케이스(12)에는 격벽(15)이 구비되어 복원스프링(20)이 안정적으로 수납될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
The restoring
상기 동력전달부(30)는 전술한 상부케이스(11)의 승강운동을 회전운동으로 바꾸어 모터축(2)으로 회전력을 전달시키는 역할을 한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치(100)의 동력전달부(30)는 제1,2랙기어(31,33)와 이에 치합되는 제1,2피니언기어(32,34) 및 증속기(36)를 포함하여 이루어진다.The
상기 제1,2랙기어(31,33)는 상부케이스(11)의 저면에 고정브라켓(14)을 이용하여 고정설치되고, 상기 제1,2피니언기어(32,34)는 하부케이스(12)의 양 측단부에 베어링(37)을 이용하여 회전가능하게 설치되는 축(35) 상에 체결되어 전술한 제1,2랙기어(31,33)와 치합된다. 따라서 제1,2랙기어(31,33)의 승강운동을 축(35)의 회전운동으로 변경시키게 된다. 또한, 축(35)과 모터축(2) 간에는 모터축(2)의 회전속도를 증가시킬 수 있도록 증속기(36)가 부가설치된다. 증속기(36)는 도시된 바와 같이 기어 비를 달리하는 한 쌍의 스퍼기어로 구성될 수도 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고 기 공지된 다양한 수단이 채용될 수 있다.The first and
한편, 상기 제1,2랙기어(31,33)는 축(35)을 사이에 두고 대향하면서 설치됨으로써, 하중의 작용에 의한 상부케이스(11)의 하강시 뿐만 아니라 복원스프링(20)에 의한 상승시에도 랙기어와 피니언기어의 치합을 통해 축(35)에 회전력을 전달시킬 수 있도록 한다. 이때 동력전달부(30)에는 별도의 클러치부(40)를 더 구비함으로써 랙기어의 상승 및 하강시에 축(35)을 일 방향으로만 회전되도록 하여 랙기어의 승?하강시 모두 발전이 이루어지게 한다. 따라서, 종래의 발전장치보다 발전량을 보다 증가시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
Meanwhile, the first and
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2피니언기어(32,34) 및 제1,2래칫기어(42,43)의 체결상태도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1,2피니언기어(32,34)와 제1,2래칫기어(42,43) 및 증속기(36)가 체결되는 축(35)의 정면도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측 단부에 래칫(41)이 형성된 피니언기어(32,34)의 사시도 및 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 래칫기어(42,43)의 사시도 및 정면도이다.4 is a fastening state diagram of the first and
본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 소형발전장치(100)의 클러치부(40)는 제1,2래칫기어(42,43)와 지지스프링(44)으로 이루어진다.The
상기 제1,2래칫기어(42,43)는 제1,2피니언기어(32,34)와 일 방향으로만 각각 치합되도록 하며, 특히 축(35) 상에서 서로 동일한 방향으로 치합이 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해서 제1,2피니언기어(32,34)의 측 단부에는 제1,2래칫기어(42,43)와 치합되는 래칫(rachet)(41)이 형성되도록 하며, 제1,2피니언기어(32,34)는 축(35) 상에서 회전가능하게 체결되도록 한다. 또한 제1,2래칫기어(42,43)와 축(35)은 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되도록 제1,2래칫기어(42,43)의 내주연 및 축(35)의 외주연 상에 각각 축방향으로 평행한 치형이 형성되도록 한다. The first and
상기 지지스프링(44)은 제1,2래칫기어(42,43)를 제1,2피니언기어(32,34) 방향으로 가압하여 원활하게 치합이 이루어질 수 있도록 제1,2래칫기어(42,43)의 측 단부에 탄성지지된다.The
이로써, 상부케이스(11)에 하중이 작용되어 제1,2랙기어(31,33)가 하강운동을 할 때에는 제1랙기어(31)-제1피니언기어(32)-제1래칫기어(42)를 통해 축(35)으로 회전력을 전달시키게 되지만, 제2피니언기어(34)와 제2래칫기어(43)는 서로 치합이 이루어지지 않으므로 제2랙기어(33)의 하강운동으로는 축(35)에 회전력을 발생시키지 않는다. 반면에 상부케이스(11)로의 하중이 제거되면 복원스프링(20)의 작용에 의해 제1,2랙기어(31,33)가 상승하게 되고, 이때에는 제2랙기어(33)-제2피니언기어(34)-제2래칫기어(43)를 통해 축(35)으로 회전력이 전달되지만 제1피니언기어(32)와 제1래칫기어(42)는 치합이 이루어지지 않아서 축(35)으로 회전력을 전달시키지 않게 된다. 따라서 상부케이스(11)의 승?하강시 모두 발전이 가능하게 되는 유리한 효과가 있다.
Thus, when the load is applied to the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 도로용 소형발전장치(100)는 도로상에 설치되어 과속방지턱의 기능을 수행하면서 통과되는 차량의 하중을 이용하여 신호등이나 가로등의 사용에 필요한 전기를 효율적으로 발전가능한 장점이 있고, 랙기어(31,33)와 피니언기어(32,34) 및 래칫기어(42,43)를 각각 한 쌍씩 구비함으로써 차량의 하중에 의한 상부케이스(11)의 하강시 뿐만 아니라 복원스프링(20)에 의한 상승시에도 모두 발전이 가능하여 충분한 발전량을 얻을 수 있는 장점이 있다.
As described above, the
100 : 도로용 소형발전장치 1 : 모터
2 : 모터축 10 : 하우징
11 : 상부케이스 12 : 하부케이스
13 : 걸림턱 14 : 고정브라켓
15 : 격벽 20 : 복원스프링
30 : 동력전달부 31 : 제1랙기어
32 : 제1피니언기어 33 : 제2랙기어
34 : 제2피니언기어 35 : 축
36 : 증속기 37 : 베어링
40 : 클러치부 41 : 래칫
42 : 제1래칫기어 43 : 제2래칫기어
44 : 지지스프링100: small power generator for the road 1: motor
2: motor shaft 10: housing
11: upper case 12: lower case
13: engaging jaw 14: fixing bracket
15: bulkhead 20: restoring spring
30: power transmission unit 31: first rack gear
32: 1st pinion gear 33: 2nd rack gear
34: second pinion gear 35: shaft
36
40: clutch portion 41: ratchet
42: first ratchet gear 43: second ratchet gear
44: support spring
Claims (3)
상기 상부케이스의 저면에 고정설치되어, 하중에 의해 하강된 상기 상부케이스를 하중 제거시에 상승시키는 복원스프링;
상기 상부케이스의 승강운동을 회전운동으로 변경하여 모터축으로 회전력을 전달시키는 동력전달부; 및
상기 동력전달부와 체결되어, 상기 모터축으로 일 방향 회전력만을 전달시키는 클러치부;를 포함하여 이루어지며,
상기 상부케이스의 상승 및 하강시에 모두 발전이 이루어짐을 특징으로 하는 도로용 소형발전장치.
A housing consisting of an upper case and a lower case fixed according to a load;
A restoring spring fixed to the bottom of the upper case and configured to lift the upper case lowered by the load when the load is removed;
A power transmission unit for transmitting a rotational force to a motor shaft by changing a lifting motion of the upper case to a rotational motion; And
And a clutch unit coupled to the power transmission unit to transmit only one direction rotational force to the motor shaft.
Small power generation device for the road, characterized in that the power generation is made both during the rise and fall of the upper case.
상기 동력전달부는,
상기 상부케이스의 저면에 고정설치되는 제1랙기어 및 제2랙기어와, 상기 제1,2랙기어와 각각 치합되고 상기 하부케이스의 양 측단부에 회전가능하게 설치되는 축 상에 체결되는 제1피니언기어와 제2피니언기어 및, 상기 축 및 모터축과 체결되는 증속기를 포함하여 이루어지며,
상기 제1,2랙기어는 상기 축을 사이에 두고 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 도로용 소형발전장치.
The method of claim 1,
The power transmission unit includes:
A first rack gear and a second rack gear fixed to the bottom of the upper case, and first and second rack gears respectively engaged with the first and second rack gears and fastened on shafts rotatably installed at both side ends of the lower case. It comprises a first pinion gear and a second pinion gear, and an increaser coupled to the shaft and the motor shaft,
The first and second rack gear is a small power generating apparatus for the road, characterized in that installed opposite the shaft.
상기 클러치부는,
상기 축 상에 회전가능하게 체결되는 제1,2피니언기어의 측 단부에 각각 형성되는 래칫과 일 방향으로만 치합되고 상기 축과는 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되는 제1래칫기어 및 제2래칫기어와, 상기 제1,2래칫기어를 상기 제1,2피니언기어 쪽으로 각각 가압하는 지지스프링으로 이루어지며,
상기 제1,2래칫기어와 상기 제1,2피니언기어는 상기 축 상에서 서로 같은 방향으로 치합되는 것을 특징으로 하는 도로용 소형발전장치.The method of claim 2,
The clutch unit,
The first ratchet gear and the second ratchet meshed only in one direction with the ratchet respectively formed at the side ends of the first and second pinion gears rotatably fastened on the shaft, and slidably engaged with the shaft in the axial direction. A gear and a support spring for pressing the first and second ratchet gears toward the first and second pinion gears, respectively.
And the first and second ratchet gears and the first and second pinion gears are engaged with each other in the same direction on the shaft.
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