KR20120134790A - 회전형 자가발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전형 자가발전장치에 관한 것으로, 특히, 전기를 발전하기 위해서 인위적으로 조작하거나 별도의 구동부재를 조작하지 않더라도 발전할 수 있고, 구름동작을 통해 회전휠, 유희도구 또는 놀이기구로 활용하면서 전기를 발전할 수 있는 회전형 자가발전장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 회전형 자가발전장치는, 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되는 본체와, 상기 본체에 설치되어 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되면서 자극이 변화되는 진동자를 구비한 전원발생부; 및 상기 진동자가 요동되도록 자력을 인가하는 자석구동부재를 구비하되, 외곽에 배치되어 회전동작을 수행하고 내부에 공간부를 갖는 회전체를 더 구비하고, 상기 전원발생부와 상기 자석구동부재는 상기 회전체 내측에 서로 이격, 배치되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 전원발생부를 작동시키는 구동자석부재가 하나의 모듈로 구성되어 있고, 구름동작을 수행하게 되면 인위적으로 구동자석부재를 조작하지 않더라도 구동자석부재가 움직이게 되므로 편리하고 간편하게 발전할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치는 구기 종목의 공이나 놀이기구나 유희기구의 볼, 인라인스케이트와 같은 스포츠 용품의 휠, 운반용 대차의 바퀴 등으로 적용할 경우 해당 용품을 적절하게 사용하면서도 전원을 발전, 충전할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 회전형 자가발전장치에 램프를 설치할 경우, 충전되는 전원에 의해 점멸되도록 함으로써 특별하고 독특한 외관을 구성할 수 있고 미감을 연출할 수 있으므로 상품성을 향상시킬 수 있다.

Description

회전형 자가발전장치 {ROTATION DRIVING TYPE POWER GENERATOR}

본 발명은 회전형 자가발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기를 발전하기 위해서 인위적으로 조작하거나 별도의 구동부재를 조작하지 않더라도 발전할 수 있고, 구름동작을 통해 회전휠, 유희도구 또는 놀이기구로 활용하면서 전기를 발전할 수 있는 회전형 자가발전장치에 관한 것이다.

에너지자원의 고갈로 인해 태양광발전, 풍력발전, 조력발전, 등 다양한 대체 발전시설에 투자와 개발이 급속하게 진행되고 있다. 그리고, 이러한 발전시설로부터 생산된 전기는 전력케이블을 매개로 비교적 큰 사용전력이 요구되는 가정용 및 산업용 장치나 제품에 공급되어 에너지원으로 사용되고 있지만, 소규모의 가전제품이나, 생활용품과 같이 휴대성이나 활동성이 요구되는 대부분의 제품은 1차전지나 리듐이온전지와 같은 2차전지와 같은 배터리를 구비하여 전원으로 사용하고 있다.

하지만, 배터리는 그 사용시간에 한정되어 있으므로 전원이 방전되면 다시 충전해서 사용하여야 하지만 이동 중에 있거나 야외에서는 충전할 수 없으므로 방전시에는 해당 제품을 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 최근에는 다양한 자가 발전장치가 개발되어 비상시에 필요한 전원을 충전하여 사용할 수 있도록 하고 있다.

이러한, 자가 발전장치의 일 예로서 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0890917호에는 베이스와, 이 베이스에 돌출되게 다수 개로 형성된 압전소자, 압전소자의 양면에 형성된 전극, 압전소자를 서로 연결시키는 연결진동판을 구비한 진동형 미소 발전소자가 개시되어 있다.

이와 같이 압전소자를 이용하여 전기를 생성하는 발전장치는 비교적 부피가 작아 공간적 제한을 받는 물품이나 장치에 적용하여 소규모의 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 장점은 있지만, 압전소자의 가격이 매우 비싸고, 압전소자로부터 생성되는 전기량은 매우 작아서 전기를 필요로 하는 휴대기기나 장치 등의 소비전력을 고려할 때 에너지원이나 충전전원으로 사용한다는 것은 비효율적이어서 현실적인 적용이 불가능한 실정이다.

이러한, 종래 자가 발전장치의 문제점을 종합적으로 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2009-011192호로 출원한 자가 발전장치를 개발하게 되었다.

상기한 자가 발전장치는 도1에 도시된 바와 같이 발전몸체(1), 이 발전몸체(1)에 설치되는 적어도 하나 이상의 전원발생부(2), 및 전기가 생성되도록 전원발생부(2)를 구동시키는 구동자석부재(3)를 구비한다.

전원발생부(2)는 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일(22)이 권취되고 내부에 수용공간(211)이 형성된 케이스(21)와, 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되면서 자극이 변화되는 진동자(23)을 구비한다. 특히, 전원발생부(2)는 종래 발전기에서 회전자와 유사한 역할을 수행하는 부분을 별도의 출력축이 없고 N극 및 S극이 형성된 자석으로 이루어진 무축방식의 진동자(23)로 구성한 것이다.

이러한 형태의 전원발생부(2)는, 구조가 간결, 단순하고 충격과 같은 외력에 대해 강성이 뛰어난 영구자석을 이용한 것이므로 충분한 내충격성과 내구성을 갖는 자가 발전장치를 구현할 수 있었다. 또한 무축방식의 진동자가 내장된 전원발생부를 이용하여 전력을 생산하므로 압전소자를 이용한 자가 발전장치에 비해 고출력의 전기를 생성할 수 있고, 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.

하지만, 도1에 도시된 종래 자가 발전장치는 전원발생부(2)에서 전자기유도작용을 수행하기 위해서 별도로 구동자석부재(3)를 구동시켜야 하는 단점이 있다. 다시 말해서 종래 전원발생부(2)에서 전기를 발생시키기 위해서는 진동자(23)의 자극의 변화를 위해 구동자석부재(3)를 흔들어 주어야 하는 인위적인 동작을 요구하고 있다.

이러한 이유로 인해, 사용자는 이용에 불편함을 느끼게 되고 사용을 기피하게 되므로 자가발전기로서 실효성이 낮은 한계점을 가지고 있다. 또한, 종래의 자가 발전기는 전원을 발전하는 용도 외에는 전혀 다른 기능을 수행할 수 없으므로 활용도가 낮은 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 전기를 발전하기 위해서 인위적으로 조작하거나 별도의 구동부재를 조작하지 않더라도 발전할 수 있도록 한 회전형 자가발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 구름동작을 통해 회전휠, 유희도구 또는 놀이기구로 활용하면서 전기를 발전할 수 있도록 한 회전형 자가발전장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전형 자가발전장치는, 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되는 본체와, 상기 본체에 설치되어 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되면서 자극이 변화되는 진동자를 구비한 전원발생부; 및 상기 진동자가 요동되도록 자력을 인가하는 자석구동부재를 구비하되, 외곽에 배치되어 회전동작을 수행하고 내부에 공간부를 갖는 회전체를 더 구비하고, 상기 전원발생부와 상기 자석구동부재는 상기 회전체 내측에 서로 이격, 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전체는 구 형상의 구체, 원통 형상의 원통체, 링 형상 또는 원판 형상의 휠 중에서 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 회전체의 공간부에 적어도 하나 이상의 상기 전원발생부가 삽입, 설치되되 상기 전원발생부의 둘레에 이격공간을 갖도록 배치되고, 상기 자석구동부재는 상기 이격공간에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 회전체의 내부에 수용, 설치되고, 중공부를 갖는 내부 회전체가 구비될 수 있다.

한편, 상기 회전체가 원통체로 구성되는 경우, 상기 내부 회전체는 상기 회전체와의 사이에 상기 이격공간이 형성되도록 원통형으로 형성되고, 상기 이격공간에 복수의 소공간부가 형성되도록 상기 회전체의 내주면 또는 상기 본체의 외주면에 복수의 격벽이 돌출되고, 상기 소공간부 마다 상기 구동자석부재가 배치되고, 상기 소공간부와 대응하는 상기 내부 회전체의 내부 공간에 상기 전원발생부가 배치될 수 있다.

그리고, 상기 회전체가 휠로 구성되는 경우, 상기 휠은 원판형 몸체에 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재가 이격되어 교차되게 설치되는 접속홈이 형성될 수 있다.

상기 회전체가 휠로 구성되는 경우, 상기 휠은 최외곽측에 바닥면에 접촉되는 접촉부와, 상기 접촉부의 내주연에 끼워지고 원판형 몸체의 중앙에 축삽입홀이 관통되며, 상기 축삽입홀의 둘레에 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재가 이격, 설치되는 접속홈이 형성된 휠구조체를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 접속홈은 상기 전원발생부가 설치되는 전원접속홈부와, 상기 구동자석부재의 수용을 위해 상기 전원접속홈부와 연통되게 상기 접촉부를 향해 형성되는 자석수용홈부로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 회전체는 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재의 설치와 유지보수가 가능하도록 분리 가능하게 구성되고, 상기 회전체의 일부분에 고비중 소재로 형성된 고중량부가 형성되거나, 상기 회전체의 일부분에 고비중 소재로 형성된 무게추가 설치될 수 있다.

상기 구동자석부재는 상기 이격공간상에서 이동되도록 삽입되거나, 상기 회전체에 고정, 설치될 수 있다.

한편, 상기 전원발생부로부터 출력되는 발전전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로부; 및 상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원을 충전할 수 있도록 2차전지를 포함하는 충전모듈를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 전원발생부로부터 생성된 전원에 의해 점등되는 램프가 구비될 수 있다.

아울러, 상기 전원발생부 또는 상기 자석구동부재는 상기 회전체에 접속되는 회전 지지축을 매개로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치에 의하면, 전원발생부를 작동시키는 구동자석부재가 하나의 모듈로 구성되어 있고, 구름동작을 수행하게 되면 인위적으로 구동자석부재를 조작하지 않더라도 구동자석부재가 움직이게 되므로 편리하고 간편하게 발전할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치는 구기 종목의 공이나 놀이기구나 유희기구의 볼, 인라인스케이트와 같은 스포츠 용품의 휠, 운반용 대차의 바퀴 등으로 적용할 경우 해당 용품을 적절하게 사용하면서도 전원을 발전, 충전할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 회전형 자가발전장치에 램프를 설치할 경우, 충전되는 전원에 의해 점멸되도록 함으로써 특별하고 독특한 외관을 구성할 수 있고 미감을 연출할 수 있으므로 상품성을 향상시킬 수 있다.

도1은 종래 자가 발전장치를 설명하기 위한 도면,
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치의 기술적 사상을 나타낸 개략적인 단면도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 개략적인 단면도,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 분리 사시도,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구동자석부재의 설치예를 나타낸 부분 단면도,
도6a 및 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 회전체의 변형예를 나타낸 도면,
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 분리 사시도,
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 제1 변형예를 나타낸 분리사시도,
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 제2 변형예를 나타낸 분리사시도,
도10은 도9의 조립된 상태를 나타내는 단면도,
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 사시도,
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 단면도,
도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구체적인 형태를 도시한 분리 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도14에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도14에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

첨부도면, 도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치의 기술적 사상을 나타낸 개략적인 단면도, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 개략적인 단면도, 도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 분리 사시도, 도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구동자석부재의 설치예를 나타낸 부분 단면도이다.

도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치는 전원발생부(10), 자석구동부재(20), 및 외곽에 배치되어 회전동작을 수행하고 내부에 공간부(31)를 구비한 회전체(30)를 더 구비하고, 전원발생부(10)와 자석구동부재(20)는 회전체(30) 내측에 서로 이격, 배치된다.

전원발생부(10)는 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일(12)이 권취되는 본체(11)와, 이 본체(11)에 설치되어 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되는 진동자(13)를 구비한다.

본체(11)는 구 형상의 구체로 형성되고, 그 외주면 또는 내주면에 유도코일(12)이 권취되거나 유도코일(12)이 권취된 보빈이 외주면 또는 내주면에 설치된다. 이때, 본체(11)는 설치와 유지보수가 가능하도록 분리 가능하게 구성되는 것이 바람직하고, 유도코일(12)은 진동자(13)의 요동시 손상되지 않도록 보호필름(미도시)이나 보호커버(미도시)의 내부에 유도코일(12)이 위치하도록 제작하여 설치한다. 그리고, 유도코일(12)이 본체(11)의 외주면에 권취되는 경우에 본체(11)의 외주면상에 유도코일 권취홈(미도시)이 요입되고, 유도코일의 외표면에는 보호층이 형성되는 것이 바람직하다.

진동자(13)는 본체(11)의 수용공간 내부에 설치되어 자석구동부재(20)의 이동시에 자극이 변화되면서 유도코일(12)에 기전력이 발생되도록 하는 구성으로 N극 및 S극을 갖는 볼 또는 원판 형상의 영구자석으로 형성되어 있다.

회전체(30)는 도4에 도시된 바와 같이 본체(11)의 둘레에 이격공간을 갖도록 배치되는 구성으로, 본체(11) 보다 큰 외경을 갖는 구 형상의 구체로 형성되고, 전원발생부(10) 및 구동자석부재(20)의 설치와 유지보수가 가능하도록 분리 가능하게 구성되어 있다.

한편, 자석구동부재(20)는 자력을 인가하여 진동자(13)를 요동시키는 구성으로, 본체(11)와 회전체(30)의 사이에 형성되는 이격공간에 위치하도록 설치되고, N극 및 S극을 갖는 볼 형상의 영구자석으로 형성되어 있다.

그리고, 자석구동부재(20)는 도2에 도시된 바와 같이 한 개의 영구자석을 설치할 수도 있지만, 도3에 도시된 바와 같이 진동자의 요동 횟수를 증가시켜 발전효율을 향상시킬 수 있도록 복수 개의 영구자석을 설치할 수 있다. 이와 같이 영구자석을 복수 개로 구성할 경우 N, S 자극이 서로 반발력이 작용되게 배치되도록 영구자석을 짝수로 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 영구자석은 도5에 도시된 바와 같이 회전되지 않도록 회전체(30)의 내주면에 매입 등의 방식으로 고정될 수 있다. 그 외에도 회전체(30)의 내주면에 가이드 리브(미도시)를 돌출, 형성하고 영구자석에 홈(미도시)을 형성하여 가이드 리브에 영구자석을 끼워 넣는 방식으로 설치할 수 있다.

한편, 회전형 자가발전장치는 전원발생부(10)로부터 출력되는 발전전원을 정류하는 회로부(미도시)와, 이 회로부로부터 인가되는 전원을 충전할 수 있도록 충전모듈(미도시)을 구비할 수 있다.

예컨대, 회로부는 진동자의 불규칙적인 회전 및 요동을 고려하여 출력되는 반대극성의 전압을 정류하도록 브릿지 다이오드를 구성하고, 2차전지에 충전하기 위해 저항과 컨덴서를 이용한 지연회로를 갖는 형태로 구성할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고, 충전모듈(미도시)은 2차전지(축전지)와 충전회로(미도시)를 갖는 통상의 모듈을 적용하여 구성할 수 있다.

그리고, 회전형 자가발전장치는 놀이기구나 유희기구로 활용할 수 있도록 전원발생부(10)와 전기적으로 연결되어 발광되는 램프(미도시)를 본체(11) 등에 설치할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치는 도2b에 도시된 바와 같이 회전체(30)의 내부에 설치되는 전원발생부(10)의 일정한 위치 유지를 위한 회전 지지축(18)을 구비할 수 있다. 그리고, 회전 지지축(18)은 자석구동부재를 회전체(30)에 회전 가능하게 지지하도록 구성하거나 후술되는 다른 실시예에 나타난 내부 회전체(40,50)를 회전체(30)에 회전 가능하게 지지하도록 구성할 수 있을 것이다.

전술한 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 작용을 간략하게 설명한다.

사용자가 회전형 자가발전장치를 휴대한 상태에서 발전하고자 하는 경우 공을 굴리듯이 회전형 자가발전장치를 바닥면에 굴리게 되면 회전체(30)는 바닥면에 접촉되어 구름동작을 수행하고 내부에 수용된 자석구동부재(20)와 전원발생부(10)는 중량 차이나 마찰력의 작용유무 등으로 인해 서로 다른 속도로 움직이게 된다.

이와 같이 자석구동부재(20)와 전원발생부(10)가 별개로 움직이게 되면, 자석구동부재(20)가 전원발생부(10)의 내부에 수용된 진동자(13)를 요동시키게 되고, 진동자의 요동과정에서 자극이 변화되므로 유도코일(12)에는 전자기유도작용으로 기전력이 생성되면서 전원을 발전하게 된다.

첨부도면, 도6a 및 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 회전체의 변형예를 나타낸 도면으로서, 이해를 돕기 위해 회전체의 부분 단면만을 도시한다.

도6a 및 도6b를 참조하면, 회전체(30)는 회전형 자가발전장치를 던지거나 굴리는 상태에서 그 회전동작이 급변하게 이루어지고 반복적인 요동이 가능하도록 도6a에 도시된 바와 같이 회전체(30)의 일부분을 비중이 큰 고비중 소재의 고중량부(31)로 형성할 수 있다. 그리고, 도6b에 도시된 바와 같이 회전체(30)의 일부분에 비중이 큰 고비중 소재로 형성된 무게추(32)를 설치하여 구성할 수 있다.

첨부도면, 도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 분리 사시도로서, 이하의 제2 실시예 내지 제4 실시예에서는 제1 실시예와 동일, 유사한 구성에 관해서는 구체적인 설명을 생략한다.

도7을 참조하면, 본 발명에 따른 회전형 자가발전장치는 유도코일(12)이 설치된 본체(11)와 진동자(13)를 구비한 전원발생부(10), 자석구동부재(20), 및 내부에 전원발생부(10) 및 자석구동부재(20)가 수용되는 회전체(30)를 구비하되, 회전체(30)는 원통 형상의 원통체로 구성되어 있다.

원통체는 일측으로 개구부가 형성된 원통몸체(33)와 이 원통몸체(33)의 개구부에 결합되는 커버(34)로 구성된 것으로, 원통몸체(33)에 형성된 공간부에 전원발생부(10)가 삽입되고 이 전원발생부(10)의 외주면에 자석구동부재(20)가 위치하도록 삽입된 상태에서 커버(34)가 결합된다.

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 제1 변형예를 나타낸 분리사시도이다.

도8을 참조하면, 회전형 자가발전장치는 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하나의 회전체(30)에 복수의 전원발생부(10)가 설치되고, 회전체(30)의 외주면에 하나의 구동자석부재(20)가 설치된 것으로, 구동자석부재(20)의 움직임으로 특정 전원발생부가 발전하게 되면 내부의 진동자(13)가 인접하는 전원발생부(10)의 진동자(13)를 자력에 의해 순차적으로 요동시키게 되므로 도미노 현상과 유사한 형태로 모든 전원발생부(10)가 연속적으로 전기를 생성할 수 있다.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 제2 변형예를 나타낸 분리사시도, 도10은 도9의 조립된 상태를 나타내는 단면도이다.

도9 및 도10에 도시된 바와 같이 회전형 자가발전장치는 발전효율을 향상시킬 수 있도록 원통체로 형성된 하나의 회전체(30)에 복수의 전원발생부(10)가 구성되되 회전체(30)의 내부에 공간부가 형성된 내부 회전체(40)가 더 구비되어 있고, 각 전원발생부(10)와 대응하도록 구동자석부재(20)가 배치되어 있다.

그리고, 회전형 자가발전장치는 구동자석부재(20)가 자력에 의해 서로 붙지 않도록 회전체(30)와 내부 회전체(40)의 사이에 형성된 이격공간을 구획하여 복수의 소공간부를 형성하도록 복수의 격벽(41)이 구성되어 있다. 이때, 격벽(41)은 도9에 나타난 바와 같이 내부 회전체(40)의 외주면에 형성될 수 있지만, 회전체(30)의 내주면에도 형성할 수 있을 것이다.

도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 사시도, 도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 나타낸 단면도이다.

제3 실시예에 따른 회전형 자가발전장치는 도11에 도시된 바와 같이 유도코일(12)이 설치된 본체(11)와 진동자(13)를 구비한 전원발생부(10), 자석구동부재(20), 및 내부에 전원발생부(10) 및 자석구동부재(20)가 수용되는 회전체(30)를 구비하되, 회전체(30)는 링 형상 또는 원판 형상의 휠(Wheel)로 구성되어 있다.

이러한, 휠 형태의 회전체(30) 구조로서 가장 간단한 형태는 원판형 몸체(미도시)의 둘레에 전원발생부(10) 및 구동자석부재(20)가 교차되게 설치되도록 접속홈(미도시)이 형성된 바퀴 형상으로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 도11에 도시된 바와 같이 인라인 스케이트와 같은 운동용품의 휠이나 운반용 대차의 휠로 적용할 수 있도록 구성한 것을 중심으로 설명한다.

회전체(30)는 도12에 도시된 바와 같이 최외곽측에 바닥면과 접촉되고, 고무, 우레탄 등의 소재에 의해 링 형상으로 형성된 접촉부(35)와, 이 접촉부(35)의 내주연에 결합되는 휠구조체(36)로 이루어진다. 휠구조체(36)는 접촉부(35)에 끼워지는 원판형 몸체의 중앙에 축삽입홀(36a)이 관통되고, 축삽입홀(36a)의 둘레에 전원발생부(10) 및 구동자석부재(20)가 이격, 설치되는 접속홈(36b)이 형성되어 있다.

상기 접속홈(36b)은 전원발생부(10)의 설치를 위한 전원접속홈부(36c)와, 구동자석부재(20)의 수용을 위해 전원접속홈부(36c)와 연통되게 접촉부(35)를 향해 형성되는 자석수용홈부(36d)로 구성되어 있다.

도11의 미설명부호 37은 휠구조체(36)의 중앙에 형성되어 접촉부(35)의 하중을 지지하는 기능과, 회전체(30)의 전체 외관을 향상시키고 중량을 줄이는 기능을 수행하는 지지 스포크이고, 38은 축삽입홀(36a)에 끼워지는 베어링이다.

도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치의 구체적인 형태를 도시한 분리 사시도로서, 도13의 도면부호 10은 도14의 도면부호 10과 유사한 전원발생부로서, 그 세부형태에 대한 단면부 도시를 생략하고 간략하게 도시한다.

도13을 참조하면, 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치는 유도코일(12)이 설치된 본체(11)와 진동자(13)를 구비한 전원발생부(10), 진동자(13)를 요동시키는 자석구동부재(20), 외곽에 배치되어 회전동작을 수행하고 내부에 공간부를 구비한 회전체(30), 및 회전체(30)의 내부에 수용, 설치되고 내부에 공간부가 형성된 내부 회전체(50)를 구비한다.

그리고, 전원발생부(10)와 자석구동부재(20)는 서로 위치가 변화될 경우 전자기유도작용을 수행할 수 있도록 이격, 배치된다면 회전체(30), 내부 회전체(50), 및 이격공간 중에서 제한 없이 선택하여 구성할 수 있다. 예컨대, 도13에 도시된 바와 같이 회전체(30)의 둘레에 복수의 전원발생부(10)를 설치하고, 내부 회전체(50)에 N극 및 S극이 반복 배치된 형태로 자석구동부재(20)를 구성한다.

한편, 제4 실시예에 따른 회전형 자가발전장치는 도14에 도시된 바와 같이 회전체(30)와 내부 회전체(50)가 구체로 형성된 것으로, 회전체(30)의 구형몸체에 복수의 체결공(39)이 관통, 형성되어 전원발생부(10)가 체결, 설치되도록 되어 있고, 내부 회전체(50)의 구형몸체에 복수의 자석구동부재(20)가 설치되어 있다.

그리고, 전원발생부(10)는 유도코일(12)이 권취된 본체(11)와, 이 본체(11)의 내부에 진동자(13)가 설치된 형태로서, 본체(11)의 외주면 일부에 회전체(30)의 체결공(39)에 체결될 수 있도록 나사부(15)가 형성되어 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전형 자가발전장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10:전원발생부 11;본체
12:유도코일 13;진동자
15:나사부 18:회전지지축
20:자석구동부재 30:회전체
31:고중량부 32:무게추
33:원통몸체 35:접촉부
36:휠구조체 39:체결공
40,50:내부 회전체

Claims (13)

1. 전자기유도작용으로 기전력이 생성되는 유도코일이 권취되는 본체와, 상기 본체에 설치되어 외부로부터 인가되는 자력에 의해 요동되면서 자극이 변화되는 진동자를 구비한 전원발생부; 및
   상기 진동자가 요동되도록 자력을 인가하는 자석구동부재를 구비하되,
   외곽에 배치되어 회전동작을 수행하고 내부에 공간부를 갖는 회전체를 더 구비하고,
   상기 전원발생부와 상기 자석구동부재는 상기 회전체 내측에 서로 이격, 배치되는 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전체는 구 형상의 구체, 원통 형상의 원통체, 링 형상 또는 원판 형상의 휠 중에서 어느 하나의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전체의 공간부에 적어도 하나 이상의 상기 전원발생부가 삽입, 설치되되 상기 전원발생부의 둘레에 이격공간을 갖도록 배치되고,
   상기 자석구동부재는 상기 이격공간에 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전체의 내부에 수용, 설치되고, 중공부를 갖는 내부 회전체가 구비된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전체가 원통체로 구성되는 경우, 상기 내부 회전체는 상기 회전체와의 사이에 상기 이격공간이 형성되도록 원통형으로 형성되고, 상기 이격공간에 복수의 소공간부가 형성되도록 상기 회전체의 내주면 또는 상기 본체의 외주면에 복수의 격벽이 돌출되고,
   상기 소공간부 마다 상기 구동자석부재가 배치되고, 상기 소공간부와 대응하는 상기 내부 회전체의 내부 공간에 상기 전원발생부가 배치된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 회전체가 휠로 구성되는 경우, 상기 휠은 원판형 몸체에 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재가 이격되어 교차되게 설치되는 접속홈이 형성된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 회전체가 휠로 구성되는 경우, 상기 휠은 최외곽측에 바닥면에 접촉되는 접촉부와, 상기 접촉부의 내주연에 끼워지고 원판형 몸체의 중앙에 축삽입홀이 관통되며, 상기 축삽입홀의 둘레에 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재가 이격, 설치되는 접속홈이 형성된 휠구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 접속홈은 상기 전원발생부가 설치되는 전원접속홈부와, 상기 구동자석부재의 수용을 위해 상기 전원접속홈부와 연통되게 상기 접촉부를 향해 형성되는 자석수용홈부로 구성된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
9. 제2에 있어서,
   상기 회전체는 상기 전원발생부 및 상기 구동자석부재의 설치와 유지보수가 가능하도록 분리 가능하게 구성되고,
   상기 회전체의 일부분에 고비중 소재로 형성된 고중량부가 형성되거나, 상기 회전체의 일부분에 고비중 소재로 형성된 무게추가 설치된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
10. 제3항에 있어서,
    상기 구동자석부재는 상기 이격공간상에서 이동되도록 삽입되거나, 상기 회전체에 고정, 설치되는 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원발생부로부터 출력되는 발전전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로부; 및
    상기 회로부와 전기적으로 접속되어 인가되는 전원을 충전할 수 있도록 2차전지를 포함하는 충전모듈를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원발생부로부터 생성된 전원에 의해 점등되는 램프가 구비된 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원발생부 또는 상기 자석구동부재는 상기 회전체에 접속되는 회전 지지축을 매개로 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 회전형 자가발전장치.

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