KR20140062463A - 무접촉 자전거 발전기, 차량 조명시스템 및 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 바퀴의 림(1)에 설치되고, 적어도 하나의 자석(3)을 갖추며 상기 림(1)과의 자기작용에 의해 움직이는 적어도 하나의 가동식 로터(2)와, 상기 로터(2)와 같이 움직이는 자석(3)에 의해 전류가 유도되는 적어도 하나의 코일권선(7)을 갖춘 무접촉 자전거 발전기에 관한 것이다. 림(1)과 로터(2)의 축방향이 서로 다르며, 로터(2)는 연속적인 원형 경로를 형성하는 림(1)의 와전류를 기초로 자기장(6a,6b)을 일으키는데, 림(1)과 로터(2) 사이의 연속적인 상대운동에 의해 자기장(6a,6b)은 방향이 서로 반대이고 또한 서로 방향이 반대인 와전류들이 림에 유도되며, 로터(2)가 이렇게 형성된 와전류에 의해 림(1)과 함께 움직이면서 전류를 생성한다.

Description

무접촉 자전거 발전기, 차량 조명시스템 및 자전거{DEVICE FOR CONTACTLESS CURRENT GENERATION, IN PARTICULAR BICYCLE DYNAMO, VEHICLE LIGHTING SYSTEM AND BICYCLE}

본 발명은 자전거 바퀴의 림에 설치되는 무접촉 자전거 발전기에 관한 것으로, 구체적으로는 적어도 하나의 자석을 갖추며 림과의 자기작용에 의해 움직이는 적어도 하나의 가동식 로터와, 이 로터와 같이 움직이는 자석에 의해 전류가 유도되는 적어도 하나의 코일권선을 갖춘 무접촉 자전거 발전기에 관한 것인데, 이 발전기는 림과 로터의 축방향이 서로 다르며, 로터는 연속적인 원형 경로를 형성하는 림의 와전류를 기초로 자기장을 일으키는데, 이런 자기장들은 림과 로터 사이의 연속적인 상대운동에 의해 방향이 서로 반대이고 또한 서로 방향이 반대인 와전류들이 림에 유도되며, 로터가 이렇게 형성된 와전류에 의해 림과 함께 움직이면서 전류를 생성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 이런 발전기를 갖춘 차량 조명시스템과 자전거에 관한 것이기도 하다.

자전거 램프의 발전기의 종류는 아주 다양하다. 예컨대, 타이어의 측면을 따라 마찰바퀴가 돌아가는 측벽 발전기나 롤러 발전기가 있다. 이런 종류의 발전기의 단점은 효율이 낮고, 타이어와의 높은 접촉압력으로 인해 제동효과가 일어나며, 진흙이나 물웅덩이나 눈을 통과할 때 소음이 많이 난다는 것이다.

이를 해결하는 것으로 허브 발전기가 있다.

허브 발전기는 바퀴의 허브에 직접 설치되고 대개 기어를 구비한다. 이런 발전기는 날씨에 많이 좌우되고 충분한 전력은 공급하지만, 특히 스포츠용에 문제가 되는 중량이 많이 나가는 문제가 있으며, 허브를 교체해야만 업그레이드할 수 있어 비용이 많이 든다.

고전적인 무접점 발전기는 바큇살에 추가로 자석이나 자석링을 달아 고정 코일에 전압을 유도한다. 이런 발전기는 무접점 방식이어서 소음이 없으며 제동효과도 거의 없다. 적절한 전력을 공급하려면, 바큇살에 많은 자석들을 추가로 수동으로 설치해야 하고, 이때문에 스포츠용에는 부적절하다.

또, 바퀴 포크나 프레임에 부착된 요소 내부의 자석이 움직이고, (림이나 바큇살에) 설치된 자석이나 금속이 상기 요소를 지날 때 자기작용을 일으키는 발전기도 개발되었다. 움직이도록 된 자석이 인접 코일에 전류를 유도한다. 이런 종류의 발전기는 모두 바퀴에 자석이나 금속 요소를 추가로 설치해야 한다는 문제가 있다(예; WO 2001/033,700A1).

본 발명은 간단하고 저렴하게 제작할 수 있으면서도 바퀴에 자석이나 금속요소를 추가로 설치할 필요가 없는 자전거 발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 림과 로터의 축방향이 서로 다르며, 로터는 연속적인 원형 경로를 형성하는 림의 와전류를 기초로 자기장을 일으키는데, 이런 자기장들은 림과 로터 사이의 연속적인 상대운동에 의해 방향이 서로 반대이고 또한 서로 방향이 반대인 와전류들이 림에 유도되며, 로터가 이렇게 형성된 와전류에 의해 림과 함께 움직이면서 전류를 생성하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 도전요소로서 기어휠과 같은 바퀴 림을 갖는데, 이 림은 영구자석이나 전자석을 갖춘 로터와 자기결합하여 단시간에 자화된다. 작동위치에서, 로터와 림의 간격을 작게 하면 로터의 자석에 의한 자기장에 의해 회전운동하는 (금속제) 림에 충분히 큰 와전류가 유도된다. 자석을 사용할 경우, 림과의 간격을 4mm 이상으로 쉽게 유지할 수 있다.

상자성체인 림에 유도되는 와전류에 의해 임시로 생성된 자기장은 2개의 요소인 림과 로터 사이의 (와전류 기어로서의) 자기기어를 일으키는데 필요하다. 림의 와전류에 의한 가열의 영향은 무시할 정도인데, 이는 림이 회전하면서 냉각되기 때문이다.

와전류 때문에 생기는 열손실도 무시할 정도인데, 이는 임시 자기기어링과의 무접점 전력전송의 장점이 훨씬 더 크기 때문이다.

본 발명의 장치는 접촉이 없기 때문에 조용하다. 자기결합이라 마찰이 없기 때문에 눈, 얼음, 먼지 또는 비 때문에 생기는 문제도 없다. 로터를 박스로 감싸기가 쉬워, 눈이나 진흙 등과 무관하게 완벽한 발전을 할 수 있다.

로터는 자석을 여러개, 구체적으로는 6개 이상의 자석을 갖는 것이 좋다. 이런 자석에서 생긴 자기장은 림의 와전류 자기장과 어느정도 간섭하는 것으로 로터 둘레에 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다.

예컨대, 로터는 에너지 축적기의 힘을 거슬러 피봇하거나 움직일 수 있다. 이와 관련해, 로터의 자기장은 최적의 발전에 유용하다. 로터는 축에 대해 회전하도록 설치되고 회전축에 대해 방사상으로 N/S극이 배치되도록 자석들을 배열한다. 특히, 회전축에 직각으로 배열된 자석들의 N-S 방향은 일치되어야 한다.

림에 가장 가까운 자석의 자속선이 작동위치에서 림을 침투하면서 림에 와전류를 유도한다. 이런 와전류가 자기장을 일으키고, 이런 자기장은 바퀴의 회전방향을 향하면서 자석을 글어당기므로, 림의 회전방향으로 자석에 힘이 작용하여, 자석 링의 회전운동을 일으킨다.

로터의 인접 자석들의 극성이 반대인 경우, 자기장을 유도하는 와전류의 극성이 서로 반대되어 효과가 보강된다. 그 결과, 림의 회전방향으로 앞에 있는 자기장이 없어져 림과 로터가 와전류 기어의 기어휠처럼 잘 결합된다.

자전거 바퀴의 림이 알루미늄이나 스틸과 같은 금속이나 도전 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다. 연속적인 원형 경로를 형성하면서 일체로 이루어진 바퀴는 여러 자전거에 당연히 존재하는 것이므로, 본 발명의 장치를 개선된 자전거 발전기로 쉽게 사용할 수 있다. 본 발명의 장치는 코일의 케이블에 적절히 연결된다.

자기장 강도를 750~1100 kA/m, 바람직하게는 850~1000 kA/m으로 보강하는데 네오디뮴 영구자석을 사용하는 것이 좋다. 이런 자석들은 작은 크기에도 충분히 강력하다. 예컨대, 변의 길이가 2cm 미만인 소형 막대자석들을 6각형 금속 캐리어에 배치하면, 로터가 총 6개의 자석을 구비한다. 네유디뮴 자석의 변 길이는 20x10x5 mm 정도이다. 알류미늄 바퀴가 회전할 때 폐회로내에서 와전류형 자기장을 일으켜 전압과 전류를 생산하려면, 로터의 자석 링을 림의 측면부에 가깝게, 예컨대 4~10 mm 간격으로 배치하는 것이 좋다. 본 발명의 장치는 이런 목적에 맞는 체결구를 갖는다.

불연속적인 금속요소나 자석들의 자기인력에 의한 불연속적인 토크가 일어나는 종래의 기술에 비해, 본 발명에 의하면 자석링이 회전할 때 자석링과 로터에 연속적인 토크가 가해진다. 또한, 트랜스미션 요소로서 기존의 바퀴 림을 사용하여 전력 생산성이 높아져 간단한 구조로도 상당히 큰 토크를 일으킬 수 있다.

예컨대, 최대 에너지가 306 kJ/㎥이고 두께가 5mm(사이즈: 20x10x5 mm)인 네오디뮴 영구자석 6개로 이루어진 영구자석 링 2개를 림 양쪽에 배치한 상태에서 알루미늄 바퀴의 속도가 20 km/h이면 3W의 전력이 생산된다.바퀴의 회전속도와, 림의 회전축에서 떨어진 "가상의" 로터의 원주에 대한 림의 원주의 비로부터 자석 링의 회전속도가 유도된다. 자기장의 강도, 바퀴와의 간격 및 바퀴의 회전속도에 좌우되는 미끄럼율에 의해 로터의 회전속도는 더 낮아질 수 있다.

금속으로 이루어진 캐리어의 원주변에 등간격으로 로터의 자석들을 배열하면 와전류가 더 잘 형성될 수 있다.

본 발명에서는 로터로 구동되는 발전기의 일부에 권선을 배치한다. 로터가 자석을 회전시키면서 전류를 생산한다.

본 발명에서는 로터에 코일권선이 완전히 감기고, 특히 코일권선과 로터가 하나의 박스 안에 밀봉된다는 점에서 특히 유리하다. 본 발명의 장치는 마찰손실이 적어 종래의 발전기에 비해 효율이 아주 높으면서도 구조가 간단하고 소형이다. 특히, 권선이 하나의 도체로 형성되지만, 다른 종류의 권선도 사용할 수 있다. 도체의 일부분들을 서로 각이 진 권선들로 만들고, 양 권선을 모두 로터에 감을 수 있다.

360도로 감긴 권선은 회전축에 나란한 평면을 형성한다. 본 발명의 장치는 비교적 소형이고 림 가까이 배치할 수 있으며, 회전축과 코일면이 림의 평면에 거의 평행하다. 본 발명은 자전거 림이 아닌 다른 차량의 바퀴의 도전 원형 부분에도 적용할 수 있다.

본 발명은 커패시터나 배터리와 같은 에너지 저장기를 포함하고, 이때문에 작동중에 전기에너지를 저장했다가 나중에 이를 전송할 수 있다.

본 발명의 코일권선에 조명수단을 연결하면 차량이나 자동차의 조명시스템을 구현할 수 있으며, 이런 차량 조명시스템도 앞에서나 뒤에서 설명하는 장점들을 갖는다.

본 발명의 장치는 코일을 둘러싸는 장치의 하우징(박스)에 조명수단을 배치할 때 특히 소형화를 구현하고 에너지효율을 구현할 수 있는데, 이때 조명수단의 전원은 짧은 케이블로 구현할 수 있어 손실이 작다. 조명수단을 하우징(박스)에 일체화하거나, 조명수단을 여러 위치에서 캐리어를 통해 장치에 연결할 수 있다.

특히, 발전기, 전원 및 광원으로 이루어진 전체 장치를 박스로 완전히 감싸서 외부환경으로부터 완벽히 보호할 수 있다.

바람직하게, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 조명수단이 2개로서 도전 방향이 서로 다른 별도의 회로에 배열되고, 이들 회로에 교대로 AC w전류가 공급되며, 이 전류는 로터에 의해 코일권선에 유도된다. 회전하는 로터에 의해 코일권선에 유도되는 교류전류는 전진 방향으로 분리된 2개의 회로를 제공하는데 이용된다. 조명수단으로서의 다이오드들이 서로 반대 방향을 갖는 것이 효과적이다.

AC 전류의 주파수는 로터의 회전속도에 좌우되고, 로터의 회전속도는 회전할 수 있는 자기기어의 2 부분의 비율에 의해 좌우된다. 원주길이 2m의 바퀴와 원주길이 6~8cm의 자석링의 회전비를 1:40으로 하면 사람의 눈으로 느낄 수 있는 20Hz보다 상당히 높은 AC 주파수를 얻을 수 있다.

로터의 유효반경은 로터와 림의 간격 외에도 로터의 원주의 반경으로부터 구해진다. 주파수 범위는 50~150 Hz가 바람직하다. 이 경우, 회전하는 자석 링과 로터의 변화하는 자기장에 의해 충분한 AC 전압이 공급되어, 빛을 낼 수 있다. 하류측에 발전기를 사용할 때 생기는 추가 마찰손실도 피할 수 있다.

자석들을 짝수개로 배열하고, 자석의 N-S 극들을 림의 회전축에 직교하는 축선상에 놓으면 높은 효율을 얻을 수 있다.

회로를 2개가 아닌 하나만 이용할 수도 있다. 또, 본 발명의 자동차 조명시스템이나 장치는 정류기를 가질 수 있고, 이 정류기는 코일권선의 하류에 배치되어 코일권선에 생긴 전류를 정류한다. 본 발명에 따른 차량 조명시스템은 캐리어를 구비하고, 이 캐리어를 통해 로터와 림 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이런 간격 조절은 로터의 캐리어를 움직여 이루어진다. 로터의 림 사이의 간격을 조절해 유도전압을 바꿔 광출력을 선택적으로 조절할 수 있다.

이상과 같은 목적은 위에서 설명하거나 앞으로 후술할 차량 조명시스템을 갖춘 자전거에 의해 해결될 수 있다.

본 발명의 장치를 자전거에 부착하는 방법은 여러가지 있다. 발전기를 자전거의 포크나 브레이크에 설치하면, 제동할 때 림에 로터가 접근함으로써 코일권선에 유도되는 전류가 증가된다. 로터를 림에 접근시켜 로터의 유효 원주를 줄이면, 기어비의 변화에 맞춰 로터의 회전속도가 증가하고, 2개 회전요소인 림과 로터 사이의 미끄럼율도 낮아져, 전력과 광출력도 높아진다. 적색 브레이크 등을 자전거의 뒷바퀴의 광원으로 사용하면, 자전거 속도가 느려질 때 브레이크등을 켤 수 있다.

본 발명의 발전기는 브레이크슈의 브레이크패드에 설치될 수도 있다. 본 발명의 발전기는 브레이크슈의 표면이나 내부에 위치하고, 브레이크패드를 교체할 때도 그 위치를 유지할 수 있다. 특히 브레이크슈 안에 배치하면, 제동할 때의 조명 시스템의 작동에 유리하다. 자전거는 브레이크슈를 갖추고 있으며, 브레이크슈는 본 발영의 발전을 위한 핵심 부품이며, 기존의 브레이크 장치의 브레이크슈를 쉽게 대체할 수 있다. 또, 본 발명의 발전기를 V-브레이크나 캔틸레버 브레이크(cantilever brake)의 베이스에 부착할 수도 있다.

일반적으로, 자전거의 림의 양쪽에 로터를 배치하고, 코일권선에 전류를 유도할 수도 있다. 이렇게 하면, 시스템의 결합을 개선하기도 하는 자석들을 이용해 림에 유도되는 와전류를 보강할 수 있다. 유도되는 와전류와 림의 자기장이 고속회전에서 증폭되고, 고속회전에서 미끄럼율도 크게 감소된다.

본 발명의 장치를 기존의 자전거 포크의 브레이크 부분에 편자 형태로 부착할 수 있어, 2개의 로터들을 림 양쪽에 배치하면 효과를 보강할 수 있다. 편자 형태는 충격에 강하므로, 타이어 위에 전구를 단단히 고정할 수 있다.

본 발명의 자전거에 2개의 대응 조명시스템을 설치하되, 약한 자석들은 후미등에 사용한다.

제동 동작중에 작동되는 본 발명의 조명 시스템은 전기적으로 연결되는 앞뒤 브레이크 양쪽의 발전기를 구비할 수 있다. 자전거가 천천히 가속될 때와는 달리 브레이크를 밟아 생긴 전류는 급격히 증폭되어 후미등 회로로 전송된다. 이를 위해 비교기나 트랜지스터와 같은 간단한 스위치 회로를 사용할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 비접촉이라 정숙하고, 내후성이 강하며, 마찰이 적어 에너지 효율이 높은 전기공급은 가능하면서도 추가 요소를 설치할 필요가 없다는 점에서 기존의 자전거 발전기에 비해 훨씬 유리하다. 본 발명은 림에 직접 닿지 않게 작은 간격을 두고 림 옆에 자석 링을 배치하여 기존의 자전거 발전기를 쉽게 대체할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발전기의 사시도;
도 2는 도 1의 로터의 확대도;
도 3은 본 발명의 다른 예의 부분 확대도;
도 4는 도 1의 부분 확대도;
도 5는 본 발명의 기본 개념을 보여주는 사시도;
도 6은 본 발명의 다른 예의 사시도;
도 7은 본 발명을 자전거에 적용한 예를 보여주는 사시도;
도 8은 본 발명에 따른 장치의 일부분의 사시도;
도 9는 본 발명의 장치의 다른 일부분의 사시도;
도 10은 본 발명의 장치의 또다른 일부분의 사시도.

도 1에 도시된 림(1)은 로터(2)와 결합한다. 이를 위해, 림(1)의 측면부(1.1)는 원형 경로를 이룬다. 림(1)은 알루미늄과 같은 도체이다. 로터(2)의 캐리어(2.1)의 원주변을 따라 다수의 자석들이 배열되는데, 이에 대해서는 뒤에 자세히 설명한다. 캐리어(2.1)는 축(2a)에 회전할 수 있도록 설치된다. 림이 4a 방향으로 회전하면 자석이 달린 로터(2)는 4b 방향으로 회전한다. 와전류 마그네틱 기어로 작용하는 로터(2)의 외부를 박스(6)로 완전히 감싸, 민감한 가동부가 외부로 노출되지 않도록 한다. 축(2a)과 림의 축(1a)은 직교한다.

로터(2)는 림(1)에 대해 자기장을 기초로 와전류를 일으키는 위치에 있다. 코일과, 코일에 유도된 전류로 작동되는 램프는 설명의 편의상 도시하지 않는다.

도 2는 박스(6)를 생략한 상태의 도 1의 부분 사시도이다. 로터(2)는 림(1)의 측면부(1.1)와 좁은 간격(3.1)을 두고 분리된다. 로터의 자석(3)의 N극(2b)과 S극(2c; 해칭선으로 표시됨)이 교대로 배열되어 있어, 바퀴나 림이 4a 방향으로 회전하면 자석이 달린 로터(2)는 4b 방향으로 회전한다. 화살표(5)는 림(1)의 측면부(1.1)에 가장 가까운 자석(3)에서 시작하는 자속선의 방향이다.

도 3의 실시예에서는 캐리어(2.1)의 원주를 따라 짝수개의 자석(3)이 간격을 두고 배열되어 있다. 측면부(1.1)에 직접 작용하는 자기장은 자석들 사이의 간격에 의해 방해받지 않는다.

도 4의 실시예에서는 림(1)의 측면부(1.1)에 간격을 두고 나란하게 코일권선(7)이 배치되어 있다. 박스(6)는 축(2a)을 지지하는 역할을 한다.

도 5의 실시예에서는 림(1)이 누워서 V1 방향으로 움직이고, 로터(2)에 달린 자석(3)은 N극과 S극이 서로 교대로 배열된채 간격을 두고 측면부(1.1)에 대해 접선 방향으로 움직인다. 림(1)에 가장 가까운 자석의 자기장은 4a, 4b 방향으로 림을 침투하면서 서로 반대되는 와전류(5a,5b)를 일으키고, 이런 와전류가 자기장(6a,6b)을 발생시킨다. 림의 회전방향으로 앞쪽에 위치한 자기장(6a)은 자석(3)을 끌어당기고 뒷쪽에 위치한 자기장(6b)은 자석(3)을 밀쳐내므로, V2 방향의 힘이 자석(3)에 가해진다. 이때문에, 로터(2)가 V3 방향으로 회전한다. 인접 자석들의 극성이 반대이어서 회전방향으로 반발하거나 끌어당기기 때문에 이런 운동이 강해진다.

도 6에서는 2개의 로터(2,2.5)가 서로 자기작용하도록 배열되어있다. 로터의 2개의 자기장이 합쳐져 증폭된 자기장 중앙에 림이 위치하므로, 림과 로터의 간격을 더 벌릴 수 있다. 양쪽 로터가 회전축이 평행하고 구조가 동일한 것이 이상적인데, 특히 직경과 자석 크기와 수가 같은 것이 좋다. 코일 권선(7)에 유도된 전류를 이용해 램프(10)를 작동시킨다.

도 11의 실시예에서는 자전거(11)의 램프(10)를 림(1) 양쪽에 배치된 2개의 장치로 작동시킨다. 광원은 브레이크 아암의 브래킷(15)에 배치되지만, 로터와 코일권선을 감싸는 박스(6)는 포크(14)에 고정한다.

도 8은 최적화된 로터의 부분사시도이다. 단면이 6각형인 캐리어(2.1)의 6변에 총 6개의 막대자석(3)을 배치한다. 캐리어의 원주변에 자석들이 간격을 두고 배치되어, 자속선들이 서로 간섭하지 않는다. 캐리어의 회전축에 직교하는 선상에 배치된 자석쌍의 N-S극 방향이 서로 동일하므로, 코일권선에 유도된 전압이 최대로 된다.

자석과 코일권선의 최소 간격은 보통 0.5mm이다. 도 4와 같은 싱글 권선에서 직경 0.5mm의 구리선 코일을 60회 감아 코일의 총 길이를 거의 6m로 하면20km/h의 속도에서 0.4A-3V의 전류가 생긴다. 즉, 1.2W의 전력이 생기고 제동전력은 거의 2W로 된다. 제동전력은 종래에 비해 크게 낮아 거의 무시할만하다. 동시에, 에너지 수율은 아주 높다. 고효율 LED를 사용할 경우, 140 루멘 이상의 빛을 내는 전력을 공급할 수 있는데, 이는 독일의 도로교통법의 최소 조건을 몇배 넘는 값이다.

이런 최소조건을 넘는 발광조건의 소형 램프에 필요한 자기강도를 전술한 실시예보다 더 약한 자기강도를 갖는 자석을 이용해 구할 수 있는데, 구체적으로는 자기강도가 860kA/m 내지 950kA/m 이면 된다. 약 600g의 접착력을 갖고 크기 10x10x1 mm의 직육면체형 자석을 사용해, 20km/h의 속도에서 구한 0.1A의 전류와 2V의 전압은 위 조건을 충분히 만족한다.

필요조건이 더 낮은 후미등의 경우, 5x4x1mm 크기의 네오디뮴 자석은 350g의 접착력을 내고 적당한 코일을 사용해 0.5A-0.5V를 낼 수 있어, 충분히 사용할 수 있다. 이때문에, 직경 0.2mm 또는 0.3mm 정도의 가느다란 코일도 충분한 효과를 낼 수 있는데, 이는 코일의 내부저항이 커져 더 높은 전압을 얻을 수 있기 때문이다.

브레이크를 작동시켰을 때 후미등이나 헤드라이트에 빛이 들어오게 하는 것은 자석시스템의 미끄럼율과 기어비에 달려있다. 어느 정도까지는 림 간격이 변할 때 로터가 작을수록 가속도가 커진다. 예컨대, 반경 4mm의 로터에서 림 간격이 5mm에서 1mm로 작아지면 로터의 유효 반경은 9mm에서 5mm로 작아지고 로터의 유효 원주길이도 56mm에서 31mm로 작아질 수 있다. 이렇게 되면 회전속도와 생산 전류를 거의 2배로 할 수 있다. 그러나, 반경 15mm의 로터를 이용하는 헤드라이트의 경우, 로터와 림 간격이 5mm에서 1mm로 줄어들면 유효 반경은 20mm에서 16mm로 줄어든다. 따라서, 이 경우에는 제동할 때의 변화율이 현저하게 작아지고 빛의 강도에서 작은 차이가 관찰된다.

도 9는 로터가 들어있는 박스(6)만 도시된 장치의 사시도이다. 이 박스(6)는 브레이크슈(12)에 배치되고, 브레이크슈는 브레이크패드(13)를 지지한다. 전술한 바와 같이, 자전거 램프는 제동할 때 빛을 낸다.

도 10은 도 9의 실시예의 변형례로서, 박스(6) 부분이 브레이크슈(12)의 일부분의 내부에 배치된다.

Claims (22)

1. 자전거 바퀴의 림(1)에 설치되고, 적어도 하나의 자석(3)을 갖추며 상기 림(1)과의 자기작용에 의해 움직이는 적어도 하나의 가동식 로터(2)와, 상기 로터(2)와 같이 움직이는 자석(3)에 의해 전류가 유도되는 적어도 하나의 코일권선(7)을 갖춘 무접촉 자전거 발전기에 있어서:
   상기 림(1)과 로터(2)의 축방향이 서로 다르며, 상기 로터(2)는 연속적인 원형 경로를 형성하는 림(1)의 와전류를 기초로 자기장(6a,6b)을 일으키는데, 림(1)과 로터(2) 사이의 연속적인 상대운동에 의해 상기 자기장(6a,6b)은 방향이 서로 반대이고 또한 서로 방향이 반대인 와전류들이 림에 유도되며, 상기 로터(2)가 이렇게 형성된 와전류에 의해 림(1)과 함께 움직이면서 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 림이 알루미늄이나 스틸을 포함한 금속이나, 도전 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로터(2)가 6개 이상의 자석(3)을 갖는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
4. 제3항에 있어서, 상기 자석(3)이 로터(2)의 원주변을 따라 극이 교대로 위치하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 로터(2)가 회전할 수 있고, 상기 자석(3)은 N-S극 방향이 회전축을 중심으로 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
6. 제5항에 있어서, 상기 자석(5)이 캐리어(2.1)의 원주변을 따라 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 하나에 있어서, 2개의 로터(2,2.5)가 림의 양쪽에 서로 자기력을 보완하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 코일권선이 로터(2)에 의해 구동되는 발전기의 일부분인 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
9. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 코일권선이 로터(2)를 완전히 감싸고, 코일권선과 로터(2)가 모두 박스(6) 안에 수용되는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
10. 제9항에 있어서, 상기 코일권선들이 서로 각도를 이루고, 코일권선이 모두 로터를 감싸는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 하나에 있어서, 커패시터나 배터리에 에너지를 저장하도록 함으로써, 작동중에는 전기에너지를 저장했다가 추후 이 에너지를 방출할 수 있는 것을 특징으로 하는 자전거 발전기.
12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 하나에 따른 자전거 발전기와, 코일권선(7)에 연결된 적어도 하나의 램프(10)를 포함하는 자전거를 포함한 차량 조명시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 램프(10)가 코일권선(7)이 들어있는 박스(6)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량 조명시스템.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 램프(10)가 2개이며 각각 다이오드를 포함하며 도전 방향이 서로 다른 별도의 회로에 배열되어, 코일권선(7)내의 로터(2)에서 유도된 AC 전류가 램프에 교대로 공급되는 것을 특징으로 하는 차량 조명시스템.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 코일권선(7)의 전류를 정류하는 정류기가 코일권선(7)의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 조명시스템.
16. 제12항 내지 제15항 중의 어느 하나에 있어서, 차량 내부의 로터의 캐리어를 움직여 로터(2)와 림(1)의 간격을 바꿀 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 조명시스템.
17. 제12항 내지 제16항 중의 어느 하나에 따른 차량 조명시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거.
18. 제17항에 있어서, 발전기가 자전거의 포크(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 자전거.
19. 제18항에 있어서, 발전기가 자전거의 브레이크에 배치되고, 자전거를 제동할 때 로터(2)와 림(1)이 접근하여 코일권선(7)에 유도되는 전류가 증가하여 램프의 광출력이 증폭되는 것을 특징으로 하는 자전거.
20. 제19항에 있어서, 발전기가 브레이크슈(12)의 브레이크패드(13)에 설치되는 것을 특징으로 하는 자전거.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 발전기가 브레이크슈(12)의 표면이나 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 자전거.
22. 제17항에 있어서, 발전기가 V-브레이크나 캔틸레버 브레이크(cantilever brake)의 베이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 자전거.
    

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