KR20150053118A

KR20150053118A - 차량용 휠 발전장치

Info

Publication number: KR20150053118A
Application number: KR1020130134919A
Authority: KR
Inventors: 김국진
Original assignee: 김국진
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-15

Abstract

본 발명은 차량의 구동력에 의하여 회전하는 휠의 회전력을 전기에너지로 발전시키는 차량용 휠 발전장치에 관한 것으로, 파이프 형상의 고정축; 원통 형상으로 상기 고정축 외주연에 일정 간격으로 고정 결합되고, 양측면에 일정 간격으로 복수의 코일이 장착된 복수의 고정체; 원통 형상으로 상기 고정축과 고정체에 각각 일정 간격을 두고 결합되고, 일측면 또는 양측면에 상기 코일에 대응하여 일정 간격으로 복수의 마그네트가 장착된 복수의 회전체, 및 상기 고정축과 회전체 사이에 설치된 베어링을 포함하고, 상기 회전체가 회전함에 따라 회전체에 장착된 마그네트와 고정체에 장착된 코일 사이의 자기 유도에 의하여 코일에 기전력이 발생되도록 하여 발전하는 것이다. 본 발명은 차량의 운행 중에 차량의 종동 휠 또는 보조 휠로서 휠 발전장치에 장착된 마그네트와 코일의 자기 유도에 의하여 발생된 기전력으로 발전하여 보조배터리를 충전시킬 수 있도록 함으로써, 유효한 예비전력을 발생 및 저장할 수 있어 차량의 보조 전력으로 활용할 수 있고, 보조배터리에 충전된 전원으로 차량의 주 배터리를 충전시키거나 시동전원으로 사용할 수 있으며, 차량에 설치된 각종 전기장치를 구동시킬 수 있는 전원으로 공급할 수 있어 차량의 운용에 편의를 극대화시킨 것이다.

Description

차량용 휠 발전장치{Generator of Wheel for Vehicle}

본 발명은 차량용 휠 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 구동력에 의하여 회전하는 휠의 회전력을 전기에너지로 발전시키는 차량용 휠 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 기동 중에 엔진으로부터 동력을 전달받아 배터리를 충전하는 발전기가 내장되어 있다. 그리고 배터리는 충전된 전원을 차량의 시동을 위하여 시동전원을 공급하거나 차량에 장착된 각종 전기장치의 작동을 위한 전원을 공급한다. 그러나 배터리는 장시간동안 차량을 운행하지 않거나 동절기에 방전으로 인하여 정상적으로 전원을 공급하지 못하는 경우가 있었다. 이로 인하여 차량의 시동을 걸지 못하는 문제가 있었다. 또한, 차량에 장착된 각종 전기장치, 특히 에어컨 등의 사용으로 배터리로부터 소모되는 전기량은 많아진다. 따라서 차량에 따라 규정된 용량의 배터리를 사용하고 있지만, 배터리의 충전과 방전 회수가 많아지면 배터리의 내구성에 문제가 발생될 수 있다.

따라서 차량용 배터리는 차량에 설치된 각종 전기장치뿐만 아니라 시거 잭을 통해서 다른 전기장치의 사용이 늘면서 차량용 배터리의 규정 용량을 상회하는 경우가 많아 배터리의 수명을 단축시키는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1127736호(2012.03.22.공고, 인휠모터 차륜구조체)

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 차량의 운행 중에 차량의 종동 휠이나 별도의 보조 휠을 통하여 전기에너지를 발생시킬 수 있도록 하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 휠 발전장치로 전기를 발전시켜 차량용 배터리와는 별도의 보조배터리를 충전시킬 수 있도록 하기 위한 것이 목적이다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 파이프 형상의 고정축; 원통 형상으로 상기 고정축 외주연에 일정 간격으로 고정 결합되고, 양측면에 일정 간격으로 복수의 코일이 장착된 복수의 고정체; 원통 형상으로 상기 고정축과 고정체에 각각 일정 간격을 두고 결합되고, 일측면 또는 양측면에 상기 코일에 대응하여 일정 간격으로 복수의 마그네트가 장착된 복수의 회전체, 및 상기 고정축과 회전체 사이에 설치된 베어링을 포함하고, 상기 회전체가 회전함에 따라 회전체에 장착된 마그네트와 고정체에 장착된 코일 사이의 자기 유도에 의하여 코일에 기전력이 발생되도록 하여 발전하는 차량용 휠 발전장치를 제공하기 위한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 고정축 단부에 각각 연결되어 휠을 고정 지지하는 지지부재와, 상기 복수의 회전체 중에서 바깥쪽 회전체에 각각 베어링을 고정 지지하는 커버와, 상기 각 코일에 연결되어 코일에서 발생된 유도 기전력을 고정축 내부를 통해 배선되는 케이블과, 상기 복수의 회전체 외주연에 바닥면과 마찰을 일으키도록 장착되는 마찰부재와, 상기 케이블을 통해 발전된 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 AC/DC 변환기와, 상기 AC/DC변환기에서 변환된 직류전원을 보조배터리에 충전시키는 충전기, 및 상기 충전기에서 공급된 직류전원으로 충전되고 차량에 주배터리의 충전전원이나 차량에 보조전원을 공급하는 보조배터리를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 차량의 종동 휠이거나 차량에 설치된 보조 휠에 적용되는 차량용 휠 발전장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량의 운행 중에 차량의 종동 휠 또는 보조 휠로서 휠 발전장치에 장착된 마그네트와 코일의 자기 유도에 의하여 발생된 기전력으로 발전하여 보조배터리를 충전시킬 수 있도록 함으로써, 유효한 예비전력을 발생 및 저장할 수 있어 차량의 보조 전력으로 활용할 수 있고, 보조배터리에 충전된 전원으로 차량의 주 배터리를 충전시키거나 시동전원으로 사용할 수 있으며, 차량에 설치된 각종 전기장치를 구동시킬 수 있는 전원으로 공급할 수 있어 차량의 운용에 편의를 극대화시킨 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로서, 차량용 휠 발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 휠 발전장치를 나타낸 분리사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 휠 발전장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 휠 발전장치에서 발생된 전기에너지를 보조배터리에 충전하는 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

이하 본 발명의 따른 실시 예에 따른 차량용 휠 발전장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 복수의 회전체(20)가 결합되어 있고, 회전체(20) 양측에 지지부재(40, 41)가 결합되어 있다. 회전체(20) 외주연에는 타이어 등의 마찰부재(50)가 장착된다. 지지부재(40, 41)에 축 결합된 회전체(20)는 마찰부재(50)가 지면에 마찰되면서 회전될 때에 회전되는 구조로 이루어져 있다.

도 2 및 도 3에서, 복수의 회전체(20)는 대략 원통 형상이다. 좌측 회전체(21)와 우측의 회전체(24) 사이에 복수의 내부 회전체(22, 23)가 결합된다. 좌측 회전체(21)는 좌측면의 직경이 크게 확개된 형상이고 좌측 회전체(21) 측면에 커버(33)가 결합된다. 좌측 회전체(21)의 우측면에는 요부가 형성되고, 요부에는 복수의 마그네트(Magnet, 영구자석)(26)가 장착된다. 마그네트(26)는 일정 간격을 두고 원형으로 장착된다. 또한, 우측 회전체(24)는 우측면의 직경이 크게 확개된 형상이고 우측 회전체(24) 측면에 커버(34)가 결합된다. 우측 회전체(24)의 좌측면에는 요부가 형성되고, 요부에는 복수의 마그네트(26)가 장착된다. 마그네트(26)는 일정 간격을 두고 원형으로 장착된다. 더욱이 좌측 회전체(21)와 우측 회전체(24) 사이에 복수의 내부 회전체(22, 23)가 결합된다. 내부 회전체(22, 23)는 좌측 및 우측에 요부가 각각 형성되고, 요부에는 복수의 마그네트(26)가 각각 장착된다. 마그네트(26)는 일정 간격을 두고 원형으로 장착된다. 좌측 회전체(21)와 복수의 내부 회전체(22, 23), 그리고 우측 회전체(24)는 각각 일체 결합될 수 있는 구조로 이루어진 것이 좋다.

좌측 회전체(21)와 내부 회전체(22, 23)가 결합되면서 각 요부에 의하여 형성된 공간부, 내부 회전체(22, 223)가 결합되면서 각 요부에 의하여 형성된 공간부, 그리고 내부 회전체(21)와 우측 회전체(24)가 결합되면서 각 요부에 의하여 형성된 공간부 각각에는 고정체(12)가 일정 간격을 두고 설치된다. 즉 파이프 형상의 고정축(10)에 고정체(12)가 고정 결합된다. 고정체(12)는 원통 형상으로 고정축(10) 외주연에 일정 간격으로 고정 결합되는 것으로, 양측면에 일정 간격으로 복수의 코일(17)이 각각 장착된다. 고정체(2)로서 제1고정체(13)는 좌측 회전체(21)와 제1내부 회전체(22) 사이에 설치되고, 제2고정체(14)는 제1내부 회전체(22) 및 제2내부 회전체(23) 사이에 설치되며, 제3고정체(15)는 제2내부 회전체(23)와 우측 회전체(24) 사이에 설치된다. 내부 회전체의 설치 개수에 따라 고정체의 설치 개수도 달라질 것이다.

고정축(10) 양단부는 베어링(30, 31) 내측에 각각 고정된다. 제1베어링(30)의 외주연에는 좌측 회전체(21)이 고정되고, 제2베어링(31)의 외주연에는 우측 회전체(24)이 고정된다. 따라서 제1베어링(30)과 제2베어링(31)의 구름운동에 의하여 고정축(10)에 고정된 좌측 회전체(21)와 우측 회전체(24) 사이에 각각 결합된 내부 회전체(22, 23)가 회전되는 구조로 이루어져 있다. 그러나 고정체(20), 즉 제1고정체(21) 내지 제3고정체(23)는 고정축(10) 외주연에 고정 설치되어 회전되지 않는다.

각 커버(33, 34)에는 고정축(10)과 동일한 축에 지지부재(40, 41)가 연결되어 결합된다. 지지부재(40, 41)는 발전장치(1)가 설치된 휠 전체를 차량 일측에 고정 지지하는 것이다.

따라서 복수의 회전체(20) 외주연에 장착된 마찰부재(50)가 지면과 마찰을 일으켜 회전체(20)가 회전함에 따라 회전체(20)에 장착된 마그네트(26)와 고정체(12)에 장착된 코일(17) 사이의 자기 유도에 의하여 코일(17)에 기전력이 발생되도록 하여 발전하는 것이다.

더욱이 고정축(10) 내에는 각 코일(17)과 접속된 케이블(36)이 배선되어 인출된다. 케이블(36)은 각 코일(17)에서 유도된 기전력을 전송하는 것이다.

도 4에서, 케이블(36)을 통해 전송된 기전력은 교류전원(AC)이므로 AC/DC컨버터(60)를 거쳐 정류된 후 직류전원(DC)으로 충전기(62)를 거쳐 보조배터리(64)를 충전시킬 수 있도록 구성된다. 보조배터리(64)는 충전기(62)에서 공급된 직류전원으로 충전되고 차량에 주배터리의 충전전원이나 차량에 보조전원을 공급하는 기능을 한다.

본 발명에서 차량용 휠 발전장치는 차량의 종동 휠, 즉 전륜 구동하는 차량의 경우에는 후륜이거나 또는 후륜 구동하는 차량의 경우에는 전륜이 될 수 있을 것이다. 더욱이 전륜이나 후륜 구동하는 차량이거나 4륜 구동하는 차량의 경우에는 차량의 별도로 휠 발전장치(1)가 설치된 보조 휠이 적용될 수 있을 것이다.

이와 같이 본 발명의 차량용 휠 발전장치는 차량이 주행되는 동안 지면 위에 놓인 마찰부재(50)의 마찰에 의하여 회전체(20)가 회전되면, 회전체(20)에 장착된 마그네트(26)가 고정체(12)에 장착된 코일(17)에 자기 유도에 의한 기전력이 발생되도록 한다. 이때, 마그네트(26)와 코일(17) 사이는 일정 간격으로 이격되어 있다.

각 코일(17)에서 발생된 기전력은 케이블(36)을 통해 AC/DC컨버터(60)를 거쳐 정류된 다음 충전기(62)로 인가되고, 충전기(62)는 인가된 직류전원을 보조배터리(64)로 공급하여 보조배터리(64)에 충전전원이 충전되도록 한다. 이때, 케이블(36)을 통해 공급되는 교류전원을 정류하지 않고 교류전원을 사용하는 차량 내부의 편의사양 등에 공급되도록 할 수 있을 것이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1: 휠 발전장치 2: 차량 10: 고정축 12-15: 고정체 17: 코일 20: 회전체 21: 좌측 회전체 22, 23: 내부 회전체 24: 우측 회전체 26: 마그네트 30, 31: 베어링 33, 34: 커버 36: 케이블 40, 41: 지지부재 50: 마찰부재 60: AC/DC컨버터 62: 충전기 64: 보조배터리

Claims

파이프 형상의 고정축;
원통 형상으로 상기 고정축 외주연에 일정 간격으로 고정 결합되고, 양측면에 일정 간격으로 복수의 코일이 장착된 복수의 고정체;
원통 형상으로 상기 고정축과 고정체에 각각 일정 간격을 두고 결합되고, 일측면 또는 양측면에 상기 코일에 대응하여 일정 간격으로 복수의 마그네트가 장착된 복수의 회전체, 및
상기 고정축과 회전체 사이에 설치된 베어링을 포함하고,
상기 회전체가 회전함에 따라 회전체에 장착된 마그네트와 고정체에 장착된 코일 사이의 자기 유도에 의하여 코일에 기전력이 발생되도록 하여 발전하는 차량용 휠 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 고정축 단부에 각각 연결되어 휠을 고정 지지하는 지지부재와,
상기 복수의 회전체 중에서 바깥쪽 회전체에 각각 베어링을 고정 지지하는 커버와,
상기 각 코일에 연결되어 코일에서 발생된 유도 기전력을 고정축 내부를 통해 배선되는 케이블과,
상기 복수의 회전체 외주연에 바닥면과 마찰을 일으키도록 장착되는 마찰부재와,
상기 케이블을 통해 발전된 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 AC/DC 변환기와,
상기 AC/DC변환기에서 변환된 직류전원을 보조배터리에 충전시키는 충전기, 및
상기 충전기에서 공급된 직류전원으로 충전되고 차량에 주배터리의 충전전원이나 차량에 보조전원을 공급하는 보조배터리를 더 포함하는 차량용 휠 발전장치.
제1항의 차량용 휠 발전장치는 차량의 종동 휠이거나 차량에 설치된 보조 휠에 적용되는 차량용 휠 발전장치.