KR20140002382A - 자가발전장치가 설치된 자동차용 타이어 - Google Patents

자가발전장치가 설치된 자동차용 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자가발전장치가 설치된 자동차용 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 등의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용한 자가 발전장치가 설치된 타이어에 위치고정수단을 형성해, 상기 발전장치가 정 위치에서 동작되도록 하고, 발전장치의 유동 및 오동작을 방지케 하므로서 고장 및 파손 없이 사용할 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 구성은, 타이어(10)와 휠(20)의 결합으로 내부에 공간부(30)가 형성되어, 상기 공간부(30)에서 발전장치(40)의 케이싱(41)이 휠(20) 외주연에 고정 설치되고, 상기 케이싱(41)에서 공간부(30)로 돌출되게 결합되는 받침부(46)가 포함된 운동수단(45)이 타이어 내주연과 직접 면접촉 되도록 하여, 상기 타이어(10)가 변형되면서 타이어 내주연이 받침부(46)가 포함된 운동수단(46)을 하강시켜, 상기 케이싱(41)의 발전장치(40)가 동작되면서 전류를 발생하도록 구성된 타이어(10)에 있어서;
상기 타이어(10)의 내주연에 상기 운동수단(45)의 받침부(46)와 상호 맞물리게 결합되어, 타이어(10)의 변형에 따른 운동수단(45)의 승,하강 시에도 맞물린 결합부가 분리되지 않도록 위치고정수단(60)이 더 형성된다.
상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 요철형상이 각각 형성되어 있어 이들이 상호 결합하는 것에 의하여 달성된다.
또, 상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 상호 대칭된 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)이 형성되고, 상기 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)의 결합으로 타이어 내주연에 받침부(46)가 일체 결합되는 것이다.

Description

자가발전장치가 설치된 자동차용 타이어{generator using a load weighing down a tire}
본 발명은 자가발전장치가 설치된 자동차용 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 등의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용한 자가 발전장치가 설치된 타이어에 위치고정수단을 형성해, 상기 발전장치가 정 위치에서 동작되도록 하고, 발전장치의 유동 및 오동작을 방지케 하므로서 고장 및 파손 없이 사용할 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로, 자동차등에는 도로 주행에 필요한 타이어가 필수구성으로 구비되는 것으로, 상기 타이어에 차체의 하중이 전달되는 상태에서 주행하게 되므로 타이어에 매우 큰 압력이 가해지고, 타이어의 외면과 지면이 맞닿는 부위가 타이어의 중심부를 향해 변형이 발생된다.
그리고, 최근에는 환경오염을 유발하는 내연기관의 자동차가 아닌 전기에너지로 충전된 배터리로부터 전기를 공급받아 자동차를 주행시키는 전기자동차가 생산 및 사용되고 있다.
하지만, 상기 전기자동차는 일정 용량을 갖는 배터리의 용량에 따라 그 주행 거리 및 주행시간이 결정되었으나, 차량에 탑재되는 배터리의 무게 및 부피에 따른 제한으로 많은 량의 전기에너지를 충전할 수 없는 어려움이 있었다.
또, 상기 전기자동차는 전기 충전소 등의 고정된 장소에서만 배터리를 충전할 수 있고, 충전시간이 많이 소요되어 장거리에는 차량운행이 적합하지 아니한 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적은 자동차 주행 시 자중에 의하여 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용한 자가 발전장치가 휠에 장착된 상태에서, 상기 발전장치에 조립 연결된 운동수단이 타이어 내주연에 맞닿은 위치에서 유동되거나 미끄러지지 않도록 타이어 내주연에 위치고정수단을 형성해 발전장치의 오동작 및 파손을 방지하는 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 타이어 내주연에 형성하는 위치고정수단으로 발전장치의 운동수단과 맞물리는 요철형상을 갖도록 제작된 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여,
타이어(10)와 휠(20)의 결합으로 내부에 공간부(30)가 형성되어, 상기 공간부(30)에서 발전장치(40)의 케이싱(41)이 휠(20) 외주연에 고정 설치되고, 상기 케이싱(41)에서 공간부(30)로 돌출되게 결합되는 받침부(46)가 포함된 운동수단(45)이 타이어 내주연과 직접 면접촉 되도록 하여, 상기 타이어(10)가 변형되면서 타이어 내주연이 받침부(46)가 포함된 운동수단(46)을 하강시켜, 상기 케이싱(41)의 발전장치(40)가 동작되면서 전류를 발생하도록 구성된 타이어(10)에 있어서;
상기 타이어(10)의 내주연에 상기 운동수단(45)의 받침부(46)와 상호 맞물리게 결합되어, 타이어(10)의 변형에 따른 운동수단(45)의 승,하강 시에도 맞물린 결합부가 분리되지 않도록 위치고정수단(60)이 더 형성된다.
상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 요철형상이 각각 형성되어 있어 이들이 상호 결합하는 것에 의하여 달성된다.
또, 상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 상호 대칭된 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)이 형성되고, 상기 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)의 결합으로 타이어 내주연에 받침부(46)가 일체 결합되는 것이다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 의하면, 자동차의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어가 변형되면서, 상기 타이어 내주연과 면결착된 운동수단이 정확한 동작으로 직접 하중을 전달받아 발전장치를 동작시키므로서 전류를 생산하게 된다.
따라서, 자동차가 주행하는 상황에서 타이어 내주연에 면결착된 운동수단의 오동작을 방지하고, 발전장치에서 일정하게 전류를 생산해 배터리를 충전함으로써, 전기 계통의 고장을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명인 타이어 내부에서 발전장치가 휠에 설치된 상태를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일부 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예를 도시한 사시도.
이하, 첨부된 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작동 례를 살펴보면 다음과 같다.
본 발명인 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어는, 자동차 등의 주행에 따라 지면과 접촉되는 타이어의 변형을 이용한 자가 발전장치가 설치된 타이어에 위치고정수단을 형성해, 상기 발전장치가 정 위치에서 동작되면서 일정하게 전류를 생산하여, 발전장치의 유동 및 전기계통의 오동작을 방지해 고장 및 파손 없이 사용할 수 있도록 발명된 것이다.
우선, 본 명세서 상에서 사용되는 대략적인 방향기준을 첨부된 도 1 및 도 3을 참조하여 자동차의 주행 시 자가 발전장치가 동작하는 과정을 간략하게 설명하면, 자동차의 휠(20)에는 둘레를 따라 일정너비를 갖는 휠림(wheel rim)이 형성되어, 이 휠림 외주연에 타이어(10)가 기밀되게 장착되고, 이 내부에 공기가 채워지는 공간부(30)가 형성된다.
상기 휠(20)과 타이어(10) 사이의 공간부(30)에는 타이어(10)의 변형에 따라 휠 중심부를 향해 왕복 운동하는 운동수단(45)과, 상기 운동수단(45)의 하강에 따라 전류를 생산하는 발전부를 포함한 케이싱(41)으로 구성된 발전장치(40)가 휠(20) 외주연에 설치된다.
그리고, 상기 운동수단(45)은, 타이어(10) 내주연과 맞닿는 상부 받침부(46)가 상단에 위치되어, 그 하단부에 케이싱(41) 내부로 직선 왕복운동하는 피스톤로드와 이 피스톤로드를 복귀시키는 탄성부재가 끼워진 받침대로 크게 구성된다.
상기 케이싱(41)은, 휠(20)의 외주연에 맞춰 원통형상으로 제작되며, 몸체 내부의 설치공간에 상기 운동수단(45)의 피스톤로드의 상하운동을 수평 회전되게 변환하는 래칫기어가 구비된 구동부(51)가 조립된다.
상기 구동부(51)는, 도 2에서와 같이 케이싱(41) 내부에서 베어링(B) 지지되어 회전가능하게 조립되는 것으로, 케이싱(41) 내부 중앙에서 베어링(B) 지지되어 회전하는 드럼부재(52)의 종속기어에 상기 래칫기어가 맞물리게 결합된다.
또, 상기 드럼부재(52)의 중앙에는 자성체(53)가 장착되고, 이 자성체(53)와 일정간격을 두고 케이싱(41) 내벽에 발전코일(54)을 고정설치한다.
이와 같이 구성된 발전장치(40)의 동작은, 자동차 주행에 따라 지면에 닿는 타이어(10)가 눌려져 변형되면서, 타이어 내주연에 면접촉된 받침부(46)가 포함된 운동수단(45)이 직접 하중을 전달받아 휠(20) 방향으로 수직 이동되며, 상기 운동수단(45)의 이동으로 케이싱(41)내부의 구동부(51)를 회전시켜, 상기 구동부(51)의 회전으로 드럼부재(52)가 케이싱(41) 내부에서 회전한다.
따라서, 상기 운동수단(45)의 직선운동으로 드럼부재(52)를 회전시키면, 상기 발전코일(54)과 간격을 두고 있는 자성체(53)가 같이 회전하면서, 상기 자성체(53)의 회전 이동에 따른 자계변화로 전류를 발생시키는 것으로, 상기 발전코일(54)과 자성체(53)의 자계변화에 따른 전류 발생과정은 일반적으로 널리 사용되는 방식임으로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기에서 서술한 바와 같이 타이어(10)의 내부에서 휠(20)에 장착된 발전장치(40)가 동작하기 위해서는, 타이어(10) 내주연에 밀착 고정되어 타이어의 변형 하중을 직접 전달받는 운동수단(45)의 받침부(46)가 유동되지 않도록 하는 것이 중요하다.
즉, 본 발명은 상기와 같은 타이어(10)의 변형에 따라 운동수단(45)의 동작으로 발전장치(40)에서 전류를 발생시키도록 한 구성에서, 특히 타이어(10) 내주연에 맞닿은 운동수단(45)의 받침부(46)가 내주연에서 미끄러지는 것을 방지하는데 있다.
이를 위해, 상기 타이어(10) 내주연과, 받침부(46)의 접촉면을, 상호 맞물리게 결합시켜 타이어(10)의 변형에 따른 운동수단(45)의 승,하강에도 상기 결합부가 분리되지 않도록 위치고정수단(60)을 형성한다.
상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 요철형상이 각각 형성되어 있어 이들이 상호 결합하는 것으로, 보다 구체적으로는 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 상호 대칭된 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)을 형성하고, 상기 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)의 결합으로 타이어 내주연에 받침부(46)가 일체 결합되게 한 것이다.
따라서, 타이어(10)의 내주연에 형성된 요철부에 받침부(46)의 요철부가 상호 끼워져 결합됨으로써, 자동차 주행으로 타이어가 변형되는 과정에서도 타이어(10) 내주연에 결합된 받침부(46)가 결합위치에서 이동되지 않아 상기 받침부(46)를 통해 휠(20)에 고정 설치된 발전장치(40)를 정확하게 동작시킬 수 있다.
상기의 위치고정수단(60)에 형성되는 요철부는, 본 발명에서 도시된 사각형 형상이 아닌 삼각 내지 다각 형상을 갖거나, 반원 형상으로도 성형할 수 있으며, 이와 같은 형상의 변형은 타이어(10)와 받침부(46)의 결합 면적에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
그리고, 상기 타이어(10)의 내주연에 형성된 요철부는 타이어 제작시 성형하고, 상기 타이어(10) 요철부에 결합되는 받침부(46)가 포함된 발전장치(40)는, 실시예로서 상기 발전장치(40)가 휠(20) 둘레에 맞춰 2~4 등분된 블록조립체로 구성되게 함으로써, 조립 및 생산이 용이하도록 한다.
또, 상기 받침부(46)에는, 휠(20)의 둘레 방향으로 양단부에 대칭된 조립산(46a)과 조립골(46b)을 연속 성형시켜, 타이어(10)가 변형되면서 상기 받침부(46) 외면이 서로 맞물린 상태를 갖도록 하는 것도 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 자동차의 타이어를 위주로 설명하였으나, 오토바이, 자전거 등과 같이 타이어를 이용한 운송기구가 포함되고 또한, 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 - 타이어 20 - 휠
30 - 공간부 40 - 발전장치
41 - 케이싱 45 - 운동수단
46 - 받침부 51 - 구동부
52 - 드럼부재 53 - 자성체
54 - 발전코일 60 - 위치고정수단
61 - 끼움돌기 62 - 끼움홈

Claims (3)

  1. 타이어(10)와 휠(20)의 결합으로 내부에 공간부(30)가 형성되어, 상기 공간부(30)에서 발전장치(40)의 케이싱(41)이 휠(20) 외주연에 고정 설치되고, 상기 케이싱(41)에서 공간부(30)로 돌출되게 결합되는 받침부(46)가 포함된 운동수단(45)이 타이어 내주연과 직접 면접촉 되도록 하여, 상기 타이어(10)가 변형되면서 타이어 내주연이 받침부(46)가 포함된 운동수단(46)을 하강시켜, 상기 케이싱(41)의 발전장치(40)가 동작되면서 전류를 발생하도록 구성된 타이어(10)에 있어서;
    상기 타이어(10)의 내주연에 상기 운동수단(45)의 받침부(46)와 상호 맞물리게 결합되어, 타이어(10)의 변형에 따른 운동수단(45)의 승,하강 시에도 맞물린 결합부가 분리되지 않도록 위치고정수단(60)이 더 형성됨을 특징으로 한 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 요철형상을 각각 형성하여 상호 결합함을 특징으로 한 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 위치고정수단(60)은, 타이어(10) 내주연과 받침부(46)에 상호 대칭된 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)이 형성되고, 상기 끼움돌기(61)와 끼움홈(62)의 결합으로 타이어 내주연에 받침부(46)가 일체 결합함을 특징으로 한 자가 발전장치가 설치된 자동차용 타이어.
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