KR20190000411A - 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템에 관한 것으로, 전원공급을 위한 충전배터리를 구비한 전기전동차와, 상기 전기전동차에 고정설치되는 설치함과, 상기 설치함에 내설되어 독립적으로 발전을 이룸으로써 충전배터리로 전기를 공급하는 독립전원발전기(90)를 포함하여 이루어지되, 상기 독립전원발전기는, 구동축; 복수 개의 자석홈을 형성하여 서로 마주하여 배치되는 한 쌍의 자석판과, 내부에 자석을 구비하여 자석판의 자석홈에 각각 결합설치되는 자석커버와, 각각의 자석판에 결합된 상태로 구동축에 결합되어 상기 자석판을 구동축에 고정설치하는 자석허브를 구성한 로터; 상기 로터의 외측 방향으로 이격 배치되도록 베어링을 통해 상기 구동축의 양측에 각각 회동 가능하게 결합되어 전기전동차에 고정설치되는 외부케이스; 한 쌍으로 이루어진 외부케이스의 가장자리에 연결설치되어 간격을 조절하게 하는 간격볼트; 상기 간격볼트를 통해 로터와 외부케이스의 사이에 각각 고정설치되도록 한 쌍으로 구성되되, 상기 구동축이 끼워지는 관통홀을 정 중앙에 형성하고, 상기 관통홀의 외측으로는 자석홈에 대응되는 코일홈을 형성하여 상기 코일홈에 전기전동차에 구성된 충전배터리와 전기적으로 연결되는 코일을 결합구성하는 코일판; 슬라이드홀을 형성하여 상기 외부케이스의 외측에 고정설치되는 조절판; 복수 개의 구동자석이 결합되는 구동판과, 상기 구동판에 결합된 상태로 구동축에 결합되어 상기 구동판을 구동축에 고정설치하는 구동허브를 구성한 구동부; 상기 조절판에 설치되어 구동판에 결합된 구동자석을 인식하는 리드스위치;를 포함하여 이루어져, 상기 리드스위치의 전기신호시 구동부에 연결되어 있는 로터의 회전구동을 이룸으로써, 자석과 코일 간의 전기적인 반응을 통해 독립전원발전기를 가동시키고, 상기 코일에서 발생된 전기를 이용하여 전기전동차에 구비된 충전배터리의 충전을 이루도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템{Electronic vehicles charging system using independent power generator}

본 발명은 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 외부의 충전시설을 이용하지 않고도 자가충전하여 전기전동차량을 지속적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 충전배터리의 충전에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 설치함을 통해 기존에 구축되어 있는 전기전동차량에 설치하여 사용할 수 있어 새로 개발되는 신규 차량은 물론, 기존의 차량에도 손쉽게 적용하여 사용할 수 있고, 높은 발전효율로 인해 장거리 운행이도 충전배터리의 사용전력이 부족한 현상을 방지할 수 있음과 더불어, 전기전동차의 시공시 자동으로 가동되는 독립전원발전기에 의해 사용자의 편의성을 높일 수 있으며, 충전배터리의 과충전과 수명저하를 방지하고, 소음저감은 물론 파손을 예방하여 반영구적인 사용을 유도하여 제작과 유지보수를 편리하게 이룰 수 있는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는데, 가솔린과 디젤은 인간에게 유해한 물질을 발생하여 대기오염을 일으킬 뿐만 아니라 원유의 고갈로 인하여 각 산업계에서는 대체에너지 개발을 서두르고 있으며 이에 대한 대안으로 전기차를 개발하여 운행하고 있다.

하지만 전기차의 경우 현재 충전에 소요되는 시간이 가솔린과 디젤차량 보다 많이 소요되어 운행에 지장을 초래하고 있고 있을 뿐만 아니라, 충전인프라 또한 부족하여 전기차를 상용화하는데 많은 어려움이 있으며, 충전에 따른 주행 가능한 거리가 제한되기 때문에 사용상의 불편함도 제기되는 문제가 있었다.

현재 이에 대한 해결책으로 배터리와 연료를 같이 사용하는 하이브리드 자동차가 제공되어 사용하고 있으나, 하이브리드 자동차 경우에도 주행시 연료를 소모하여 대기오염을 일으키는 배기가스 배출을 억제 할 수 없고, 전기모터로 구성된 차에 비해 가격이 비싸고 차체가 무거워지는 문제점이 발생 한다.

따라서 근래에 들어서는 한국공개특허 제2012-0139558호와 같은 배선전로를 이용한 이동형 전기자동차 충전시스템 및 그 운용방법이 개발되기도 하였다.

한국공개특허 제2012-0139558호와 같은 "배선전로를 이용한 이동형 전기자동차 충전시스템 및 그 운용방법" - 한국전력공사

그러나 전술한 종래의 "배선전로를 이용한 이동형 전기자동차 충전시스템 및 그 운용방법"은 배전선로를 통해 전기차의 충전을 이루도록 되어 있기 때문에 전선주가 설치되지 않은 곳에서는 활용이 불가능한 문제가 있었을 뿐만 아니라, 충전시간이 길어 차량이 많은 과밀지역에서는 활용하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 자가발전을 이루는 독립전원발전기를 통해 전기전동차량의 충전배터리의 충전을 지속적으로 이룰 수 있도록 함으로써 외부의 충전시설을 이용하지 않고도 전기전동차량을 지속적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 충전배터리의 충전에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 설치함을 통해 기존에 구축되어 있는 전기전동차량에 설치하여 사용할 수 있어 새로 개발되는 신규 차량은 물론, 기존의 차량에도 손쉽게 적용하여 사용할 수 있는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 독립전원발전기가 자석이 구비된 로터의 양측으로 코일판을 각각 형성하고 있는 것에 의해 자석의 구동에 따른 발전 효율을 높임으로써 장거리 운행에도 충전배터리의 사용전력이 부족한 현상을 방지할 수 있으며, 전기전동차의 시동시 독립전원발전기가 자동으로 가동되도록 되어 있어 사용자의 편의성이 높아지는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공하려는 목적이 있다.

아울러 본 발명은 충전배터리의 전력이 설정 값 이상으로 충전되어 있을 때에는 전기전동차의 시동시에도 독립전원발전기가 가동되지 않도록 함으로써 충전배터리의 과충전을 방지함과 더불어, 잦은 충전에 의한 수명저하를 막을 수 있는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더불어 본 발명은 전기적인 반응을 일으키는 자석과 코일이 서로 이격되어 있는 것으로 인해 마찰에 의한 마모가 발생하지 않음은 물론, 소음저감 및 파손을 예방할 수 있으며, 구조가 간단하여 제작과 유지보수가 편리한 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공하려는 목적이 있다.

그리고 본 발명은 외부케이스의 고정홈에 대응되도록 조절판에 형성된 슬라이드홀을 통해 상기 조절판의 위치를 조절하여 리드스위치와 구동자석이 일치하도록 조정함으로써 로터의 원활한 회전을 유도하여 전기를 용이하게 발생시킬 수 있는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원공급을 위한 충전배터리를 구비한 전기전동차와, 상기 전기전동차에 고정설치되는 설치함과, 상기 설치함에 내설되어 독립적으로 발전을 이룸으로써 충전배터리로 전기를 공급하는 독립전원발전기를 포함하여 이루어지되, 상기 독립전원발전기는, 구동축; 복수 개의 자석홈을 형성하여 서로 마주하여 배치되는 한 쌍의 자석판과, 내부에 자석을 구비하여 자석판의 자석홈에 각각 결합설치되는 자석커버와, 각각의 자석판에 결합된 상태로 구동축에 결합되어 상기 자석판을 구동축에 고정설치하는 자석허브를 구성한 로터; 상기 로터의 외측 방향으로 이격 배치되도록 베어링을 통해 상기 구동축의 양측에 각각 회동 가능하게 결합되어 전기전동차에 고정설치되는 외부케이스; 한 쌍으로 이루어진 외부케이스의 가장자리에 연결설치되어 간격을 조절하게 하는 간격볼트; 상기 간격볼트를 통해 로터와 외부케이스의 사이에 각각 고정설치되도록 한 쌍으로 구성되되, 상기 구동축이 끼워지는 관통홀을 정 중앙에 형성하고, 상기 관통홀의 외측으로는 자석홈에 대응되는 코일홈을 형성하여 상기 코일홈에 전기전동차에 구성된 충전배터리와 전기적으로 연결되는 코일을 결합구성하는 코일판; 슬라이드홀을 형성하여 상기 외부케이스의 외측에 고정설치되는 조절판; 복수 개의 구동자석이 결합되는 구동판과, 상기 구동판에 결합된 상태로 구동축에 결합되어 상기 구동판을 구동축에 고정설치하는 구동허브를 구성한 구동부; 상기 조절판에 설치되어 구동판에 결합된 구동자석을 인식하는 리드스위치;를 포함하여 이루어져, 상기 리드스위치의 전기신호시 구동부에 연결되어 있는 로터의 회전구동을 이룸으로써, 자석과 코일 간의 전기적인 반응을 통해 독립전원발전기를 가동시키고, 상기 코일에서 발생된 전기를 이용하여 전기전동차에 구비된 충전배터리의 충전을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템을 제공한다.

본 발명의 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템은 자가발전을 이루는 독립전원발전기를 통해 전기전동차량의 충전배터리의 충전을 지속적으로 이룰 수 있으므로 외부의 충전시설을 이용하지 않고도 전기전동차량을 지속적으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라, 충전배터리의 충전에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 설치함을 통해 기존에 구축되어 있는 전기전동차량에 설치하여 사용할 수 있어 새로 개발되는 신규 차량은 물론, 기존의 차량에도 손쉽게 적용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 독립전원발전기가 자석이 구비된 로터의 양측으로 코일판을 각각 형성하고 있는 것에 의해 자석의 구동에 따른 발전 효율이 높으므로 장거리 운행에도 충전배터리의 사용전력이 부족한 현상을 방지할 수 있으며, 전기전동차의 시동시 독립전원발전기가 자동으로 가동되도록 되어 있어 사용자의 편의성이 높아지는 장점을 가진다.

아울러 본 발명은 충전배터리의 전력이 설정 값 이상으로 충전되어 있을 때에는 전기전동차의 시동시에도 독립전원발전기가 가동되지 않도록 할 수 있으므로 충전배터리의 과충전이 방지됨과 더불어, 잦은 충전에 의한 수명저하를 막을 수 있는 장점이 있다.

더불어 본 발명은 전기적인 반응을 일으키는 자석과 코일이 서로 이격되어 있는 것으로 인해 마찰에 의한 마모가 발생하지 않음은 물론, 소음저감 및 파손을 예방할 수 있으며, 구조가 간단하여 제작과 유지보수가 편리한 장점이 있다.

그리고 본 발명은 외부케이스의 고정홈에 대응되도록 조절판에 형성된 슬라이드홀을 통해 상기 조절판의 위치를 조절하여 리드스위치와 구동자석이 일치하도록 조정할 수 있으므로 로터의 원활한 회전을 유도하여 전기를 용이하게 발생시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 충전배터리를 구비한 전기전동차량에 독립전원발전기가 설치된 상태를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 전기전동차의 시동시 충전배터리의 전원 충전량에 따라 독립전원발전기가 가동되어 충전배터리 및 배터리의 충전이 이루어지는 작동상태를 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 독립전원발전기를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 독립전원발전기를 분리하여 도시한 분해사시도.
도 5는 본 발명의 설치함에 설치된 독립전원발전기를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 구동축과 로터를 부분 분리하여 도시한 분해사시도.
도 7은 본 발명의 외부케이스와 조절판과 구동부를 부분 분리하여 도시한 분해사시도.
도 8은 본 발명의 코일판을 부분 분리하여 도시한 사시도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 전원공급을 위한 충전배터리(1)를 구비한 전기전동차(3)와, 상기 전기전동차(3)에 고정설치되는 설치함(5)과, 상기 설치함(5)에 내설되어 독립적으로 발전을 이룸으로써 충전배터리(1)로 전기를 공급하는 독립전원발전기(90)를 포함하여 이루어짐으로써 외부전원을 이용한 전기전동차(3)의 충전배터리(1) 충전 없이도 사용전력의 부족함 없이 지속적인 주행을 이룰 수 있는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템(100)에 관한 것이다.,

여기서 상기 전기전동차(3)은 통상적인 전기 충전을 통해 주행을 하는 전기차로서, 승용차, 승합차, 트럭, 버스 등에 한정되는 것이 아니라, 골프장에서 이용하는 카트나, 오토바이, 전동휠 및 전동 휠체어와 같이 전기를 충전할 수 있는 충전배터리(1)를 구비한 탈것이라면 어떠한 종류의 것이든 적용될 수 있을 것이며, 상기 충전배터리(1)는 적용되는 탈것의 종류에 따라 적절한 위치에 구비된다.

그리고 상기 독립전원발전기(90)는 구동축(10)과, 로터(20)와, 외부케이스(30)와, 간격볼트(40))와, 코일판(50)과, 조절판(60)과, 구동부(70)와, 리드스위치(80)를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에서는 독립전원발전기(90)와 연결된 제어스위치를 별도로 구비함으로써 상기 독립전원발전기(90)를 개별 가동시킬 수 있는데, 이외에도 상기 전기전동차(3)의 시동시 독립전원발전기(90)를 가동시키는 리드스위치(80)의 전기신호가 발생 되도록 할 수도 있을 것이며, 보다 바람직하게는 상기 2가지의 것이 동시에 적용되도록 하는 것이 좋다.

아울러 상기와 같이 전기전동차(3)의 시동시 독립전원발전기(90)를 가동시키는 리드스위치(80)의 전기신호가 자동으로 발생 되도록 하였을 때에는, 상기 전기전동차(3)에 구비된 충전배터리(1)의 과충전 파손 방지 및 잦은 충전에 따른 수명저하를 방지할 수 있는 수단이 더 포함되어 구성되는 것이 바람직한데, 이는, 상기 독립전원발전기(90)에 전기전동차(3)에 구비된 충전배터리(1)의 전원 충전량을 감지하는 감지센서(90a)를 더 포함하여 구성하는 것을 통해 용이하게 이룰 수 있다.

즉, 전기전동차(3)의 시동시 감지센서(90a)를 통해 감지된 충전배터리(1)의 전원 충전량이 설정 값 이하로 감지될 때에만, 독립전원발전기(90)를 가동시키는 리드스위치(80)로 배터리(81)의 전원이 인가되도록 함으로써 리드스위치(80)의 전기신호가 발생 되게 할 수 있는 것이며, 이때 상기 설정 값은 장시간 정차시 전기전동차(3)가 충분한 대기전력을 가지게 할 수 있게 함과 동시에, 과충전 및 잦은 충전에 의한 충전배터리(1)의 파손이나 수명저하를 방지할 수 있도록 상기 충전배터리(1)의 전원 충전량이 40% ~ 50% 정도로 감지되는 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 설치함(5)은 통상의 구조물에 설치되는 함체와 동일한 구성으로서, 일측에 개폐를 위한 개폐구(미도시)가 구성되어 내부의 수용공간(미도시)에 독립전원발전기(90)를 고정설치할 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 설치함(5)은 전기전동차(3)의 일측에 설치될 수 있으나, 트렁크가 구성된 전기차와 같은 종류의 것에는 설치함(5)이 외부에서 보이지 않을 수 있도록 트렁크에 설치되어 보관되는 것이 바람직하며, 이러한 설치함(5)은 종래에 공지된 구성의 것을 사용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 독립전원발전기(90)는 상술한 바와 같이 외부에서 공급되는 전원 없이도 독립적으로 자가발전을 이룸으로써 상기 전기전동차(3)에 구비된 충전배터리(1)로 전기를 공급하여 충전을 이루게 하는 구성으로서, 설치함(3)의 내부에 설치되어 진다.

이하에서는 구동축(10)과, 로터(20)와, 외부케이스(30)와, 간격볼트(40)와, 코일판(50)과, 조절판(60)과, 구동부(70)와, 리드스위치(80)를 포함하여 이루어진 독립전원발전기(90)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 구동축(10)은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성된 외부케이스(30)의 내주에 베어링(31)을 통해 회동 가능하게 결합됨으로써, 구동부(70)에 의한 구동력을 전달받았을 시 제자리에서 회동하는 구성으로, 통상의 축으로 이루어진다.

둘째, 로터(20)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 구동축(10)에 고정결합되어 구동축(10)과 연동되어 회동하는 구성으로, 한 쌍의 자석판(21)이 서로 밀착 설치 즉, 2개의 자석판(21)이 서로 밀착되어 한 조로 이루어진다.

그리고 한 쌍으로 이루어진 자석판(21)이 서로 마주하는 면에는 자석(m)을 설치하기 위한 자석홈(21a)이 복수 구성되는데, 복수 구성되는 자석홈(21a)은 용이한 자가발전을 위하여 등 간격으로 이격되어 원형상으로 배치되어야 하며, 원활한 자가발전을 위하여 최소 4개 이상으로 형성되는 것이 바람직하고, 6개 ~ 8개로 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 자석판(21)의 자석홈(21a)에 끼워지는 자석(m)은 자석커버(22)에 의해 감싸여져 보호되는 것을 특징으로 하는데, 상기 자석커버(22)에 감싸여진 자석(m)을 자석홈(21a)에 용이하게 끼워넣을 수 있도록, 각각의 자석홈(21a)에는 서로 대향되는 방향으로 자석홈(21a)의 직경보다 큰 거치홈(21aa)이 더 포함되어 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 자석(m)을 용이하게 감싸기 위하여 자석커버(22)의 외주면에 형성되는 거치테두리(22a)를 거치홈(21aa)에 안착시켜 보이지 않게 할 수 있으므로, 한 쌍의 자석판(21)이 서로 밀착되어 있을 시 자석판(21)들의 사이에는 자석커버(22)에 감싸여진 자석(m)에 의한 틈이 생기지 않게 된다.

아울러 상기 자석커버(22)는 일체형으로 제작되어 자석(m)을 감쌀 수 있게 제작될 수도 있으나, 보다 쉽고 편리한 제작을 위하여, 내부에 감싸여지는 자석(m)을 일측과 타측에서 각각 감쌀 수 있도록 서로 대칭되는 형태로 분할형성되어 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 구성은 통상의 모자와 같은 형태로 용이하게 제작할 수 있을 것이다.

또한, 상기 로터(20)에는 각각의 자석판(21)의 외측방향에 각각 배치되어 자석판(21)을 구동축(10)에 고정설치하는 자석허브(23)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

이는, 상기 자석판(21)과 자석허브(23)를 통상의 볼트결합을 통해 결합하여 일체화한 다음, 통상의 무드볼트 또는 핀을 이용하여 상기 자석허브(23)를 구동축(10)에 견고하게 고정설치하는 것으로 용이하게 이룰 수 있을 것인데, 상기와 같은 자석판(21)과 자석허브(23)는 분리 제작하지 않고도 일체로 제작하여 구성할 수도 있을 것이며, 이에 따르면, 상기 구동축(10)의 회전력이 자석허브(23)를 통해 자석판(21)으로 전해지게 되므로, 상기 자석판(21)이 구동축(10)을 중심으로 회동하여 복수 개의 자석홈(21a)에 각각 결합된 자석(m)들이 회전 운동하는 작용이 이루어진다.

셋째, 외부케이스(30)는 도 3 내지 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 로터(20)의 외측 방향으로 이격 배치되도록 베어링(31)을 통해 상기 구동축(10)의 양측에 각각 회동 가능하게 결합되는 구성으로, 상기 설치함(5)에 내부에 설치되며, 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 외부케이스(30)는 설치함(5)의 내부에 안착시켜 배치되게 하는 것만으로도 설치를 완료할 수 있으나, 외부의 충격으로부터 보다 안전하게 보호될 수 있도록 설치함(5)의 내부에 고정되어 설치되는 것이 바람직하며, 이를 위하여, 상기 외부케이스(30) 자체가 설치함(5)에 고정설치되거나, 받침대(35)를 추가로 결합 구성함으로써 설치함(5)의 측면 또는 바닥면에 고정설치되어야 한다.

그리고 상기 외부케이스(30)의 내부에는 조절판(60)을 설치하기 위한 고정홈(34)이 형성되는 것이 바람직한데, 상기 고정홈(34)은 등 간격으로 이격되어 원형상으로 배치되는 복수 개로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 여기서 상기 고정홈(34)은 외부케이스(30)의 외측면에 고정설치되는 조절판(60)의 위치를 용이하게 변경하여 배치할 수 있게 하기 위하여 구성으로, 홈이 아닌 홀로 형성되어도 무방하다.

아울러 상기 외부케이스(30)의 모서리에 인접한 가장자리 부분에는 결합홀(32)이 각각 더 포함되어 형성되는데, 상기 결합홀(32)은 간격볼트(40)의 결합을 통해 한 쌍으로 구성되는 외부케이스(30) 간의 간격조절 및 상기 로터(20)와 외부케이스(30) 사이에 배치되는 코일판(50)의 간격 조절을 위해 형성된다.

넷째, 간격볼트(40)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 이루어진 외부케이스(30)의 가장자리에 연결설치되어 간격을 조절하게 하는 구성으로, 상술한 바와 같이 외부케이스(30) 간의 간격 조절을 이룰 수 있음은 물론, 도 5에 도시된 바와 같이 간격볼트(40)에 끼워진 각각의 코일판(50)의 양측에 너트(n)를 추가로 결합하는 것을 통해 상기 코일판(50)의 간격 조절을 이룰 수도 있으며, 이와 같은 외부케이스(30) 및 코일판(50)의 간격 조절은 상기 간격볼트(40)의 형상 및 볼트와 너트(n)들의 결합 위치에 따라 결정되어 진다.

다섯째, 코일판(50)은 도 3 내지 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 간격볼트(40)를 통해 로터(20)와 외부케이스(30)의 사이에 각각 고정설치되도록 한 쌍으로 설치되는 구성으로, 로터(20)에 구성되어 구동축(10)과 같이 회동하는 자석(m)과 코일판(50)에 구성되는 코일(c)과의 전기적인 반응을 통해 전력을 발생시키는 작용을 하며, 간격볼트(40)를 통한 외부케이스(30)와의 연결설치를 위해 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 상기 코일판(50)의 모서리에 인접한 부분의 가장자리에는 간격볼트(40)가 결합되거나 끼워지는 끼움홀(50a)이 외부케이스(30)의 결합홀(32)에 대응되게 구성된다.

아울러 상기 코일판(50)의 정 중앙에는 구동축(10)이 끼워지는 관통홀(55)이 형성되는데, 상기 관통홀(55)은 구동축(10)을 외부케이스(30)에 회동 가능하게 베어링(31)결합시 상기 코일판(50)에 의해 간섭되지 않게 하기 위한 구성이다.

또한, 각각의 코일판(50)에는 관통홀(55)의 외측으로 자석판(21)의 자석홈(21a)에 대응되는 코일홈(51)이 서로 마주보도록 형성되는데, 상기 코일홈(51)에는 전기전동차(3)에 구비되는 충전배터리(1)와 전기적으로 연결되는 코일(c)이 결합구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 코일판(50)의 코일홈(51)에 결합되는 코일(c)의 양측에는 코일보호부(53)가 각각 더 포함되어 구성됨으로써 코일(c)을 안전하게 보호할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 이때 각각의 코일보호부(53)에는 중공형상의 고정부(52)가 서로 대향되도록 더 포함되어 구성됨으로써 상기 고정부(52)가 코일(c)의 내부에 결합되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 양측에 코일보호부(53)가 각각 결합된 코일(c)은 볼트와 너트와 같은 통상의 결합수단(57)을 통해 코일홈(51)에 결합되어 구성되어야 하는데, 이를 위하여 상기 코일홈(51)의 중앙에는 결합수단(57)을 체결하기 위한 체결홀(51a)이 관통되어 형성된다.

더불어, 상기 코일보호부(53)에 구성된 고정부(52)에는 일부가 절개된 간격홈(52a)이 등 간격으로 더 포함 구성된 것이 바람직한데, 여기서 상기 간격홈(52a)은 코일보호부(53)의 고정부(52)가 코일(c)에 내부에 끼워질 때에 상기 코일(c)의 크기에 따라서 탄력적으로 가변될 수 있게 함으로써 다양한 크기의 코일(c)을 코일보호부(53)에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하는 작용을 한다.

그리고 상기 로터(20)를 중심으로 하여 각각의 코일판(50)의 코일홈(51)에 각각 결합되는 코일(c)은 서로 마주보는 코일(c)끼리 연결되도록 설치하여도 무방하다.

또한, 상술한 바와 같이 결합수단(57)을 통해서 코일보호부(53)가 양측에 결합된 코일(c)을 코일홈(51)에 결합시킬 때에는, 용이한 결합설치를 위하여 상기 외부케이스(30)에 코일판(50)의 코일홈(51)에 대응되는 외부홀(33)이 더 포함되게 구성하는 것이 바람직하며, 이와 같이 외부홀(33)이 형성되게 되면, 상기 코일판(50)을 외부케이스(30)에 밀착시킨다 하더라도 코일(c)을 코일홈(51)에 결합시키는 결합수단(57)이 외부홀(33)에 끼워지게 되어 간섭되지 않으므로 독립전원발전기(90)를 더욱 컴팩트하게 제작할 수 있게 된다.

여섯째, 조절판(60)은 도 3 내지 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외부케이스(30)의 외측에 고정설치되는 구성으로, 구동축(10)에 간섭되지 않도록 정 중앙에는 관통홀을 형성하고 있으며, 상기 외부케이스(30)의 고정홈(34)에 대응되는 슬라이드홀(61)을 등 간격으로 구성하여 원 형상으로 배치되어 진다.

여기서 상기 슬라이드홀(61)은 통상의 볼트와 같은 체결수단(63)을 통해 조절판(60)을 외부케이스(30)에 고정시키기 위한 구성으로 원주를 따라 타원형상으로 길게 형성됨으로써 조절판(60)의 회전 위치를 용이하게 변경할 수 있도록 하는 작용을 하며, 상기 조절판(60)에는 리드스위치(80)를 설치하기 위한 통상의 결합홈(65)이 더 포함되어 구성된다.

일곱째, 구동부(70)는 도 3 내지 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 구동축(10)을 회동시켜 로터(20)에 구성된 자석(m)과 코일판(50)에 구성된 코일(c) 간의 전기적인 반응을 통해 전기 발전이 이루어지게 하는 구성으로, 복수 개의 구동자석(71a)이 원 형태로 배치되도록 등 간격으로 결합되는 구동판(71)과, 상기 구동판(71)에 결합된 상태로 구동축(10)에 결합되어 상기 구동판(71)을 구동축(10)에 고정설치하는 구동허브(72)를 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 구동자석(71a)을 구동판(71)에 결합하기 위하여 상기 구동판(71)에는 구동자석(71a)이 끼워지는 자석홀(71b)이 등 간격으로 형성되어 원 형태로 배치되는 되는데, 상기 자석홀(71b)은 구동부(70)의 용이한 구동을 위하여 4개 이상으로 형성되는 것이 바람직하며, 특히 6 ~ 8개로 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 여기서 상기 구동자석(71a)이 끼워지는 자석홀(71b)이 등 간격으로 이격되어 설치되는 것은 리드스위치(80)에서 발생되는 전기신호를 전달받아 구동되게 하는 타임슬롯을 형성하기 위함이다.

아울러 상기 구동판(71)과 구동허브(72)는 통상의 볼트결합을 통해 결합하여 일체화 한 다음, 통상의 무드볼트나 핀을 이용하여 상기 구동허브(72)를 구동축(10)에 견고하게 고정설치하는 것으로 상기 구동축(10)이 구동부(70)와 연동되게 할 수 있는데, 상기와 같이 구동판(71)과 구동허브(72)를 분리 제작하지 않고도 일체로 제작하여 구성할 수도 있을 것이다.

여덟째, 리드스위치(80)는 도 2 내지 도 5 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 조절판(60)에 구성된 결합홈(65)에 결합설치되어 구동부(70)의 구동자석(71a)으로 전기신호를 송신하는 구성으로, 통상의 배터리(81) 특히 9V 배터리가 연결되어 설치됨으로써 상기 배터리(81)로부터 전원을 인가받아 구동자석(71a)으로 전기신호를 송신하는 작용을 하며, 상기 리드스위치(80)로 배터리(81)의 전원을 인가하기 위한 통상의 제어스위치가 더 포함되어 구성될 수도 있다.

여기서 상기 배터리(81)는 충전형으로 이루어져 리드스위치(80)에 일체로 형성되거나, 외부케이스(30)에 추가 결합되는 받침대(35) 등에 고정설치되는 것이 바람직한데, 상기 배터리(81)는 코일(c)에 전기적으로 연결설치됨으로써 상기 코일(c)에서 발생되는 전기 충전으로 반영구적인 사용이 가능하도록 하는 것이 더욱 바람직하며, 배터리(81)에 전원 충전 양이 충분할 경우에는 상기 배터리(81)로 전기의 공급이 이루어지지 않도록 전기회로를 세팅함으로써 상기 배터리(81)에 과부하게 생기지 않게 하는 것이 좋다.

그리고 상기 리드스위치(80)는 구동판(71)에 구성된 구동자석(71a)의 위치와 일치하였을 때에만 신호 전달이 이루어져 구동부(70)의 회전작동이 이루어지므로, 조절판(60)에 구성된 슬라이드홀(61)을 이용하여 상기 조절판(60)에 결합된 리드스위치(80)와 구동판(71)의 구동자석(71a)이 일치되도록 해야 한다.

한편, 본 발명에서는 독립전원발전기(90)가 자석(m)이 구비된 로터(20)의 양측으로 코일(c)이 구비된 코일판(60)을 각각 형성하여 발전효율이 높으므로, 독립전원발전기(90)의 발전 전원만으로 충전배터리(1)의 전원 충전을 충분히 이룰 수 있으며, 이를 통해 전기전동차(3)를 이용한 장거리 주행에서도 충전배터리(1)의 전력이 부족한 현상이 방지되어 유저가 전기전동차(3)를 편리하게 이용할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 독립전원발전기(90)가 내설된 설치함(5)을 전기전동차량의 트렁크 등에 고정 설치한 다음, 독립전원발전기(90)에 구성된 각각의 코일(c)과 연결된 전선(미도시)을 안전하게 처리하여 전기전동차(3)의 충전배터리(1)와 연결되도록 설치하여 구성함으로써 본 발명의 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량의 충전시스템(100)의 세팅을 완료한다.

이와 같은 상태에서 제어스위치를 조작하거나, 전기전동차(3)의 시동을 걸면, 독립전원발전기(90) 가동되는데, 이는, 배터리(81)의 전원이 리드스위치(80)로 인가되는 것에 의해 상기 리드스위치(80)에서 전기신호가 발생되어 이루어진다.

상기와 같이 리드스위치(80)에서 전기신호가 발생되면, 상기 리드스위치(80)와 일치해 있는 구동자석(71a)에 의해 구동부(70)가 회전구동되고, 이와 같은 구동부(70)의 회전구동에 의해 구동축(10)과, 상기 구동축(10)에 결합되어 있는 로터(20)가 동시에 회전하게 하게 되며, 이로 인해 상기 로터(20)의 자석판(21)에 결합되어 있는 각각의 자석(m)들과 코일판(70)에 결합되어 있는 각각의 코일(c) 간의 전기적인 반응이 일어나면서 발전 즉, 전기가 발생되게 된다.

따라서, 상기 코일(c)에서 발생되는 전기는 코일(c)과 전기적으로 연결되어 있는 전기전동차(3)의 충전배터리(1)와, 리드스위치(80)에 전원을 인가시키는 배터리(81)로 각각 공급되어 유저가 외부에서의 전원 충전 없이도 전기전동차(3)를 자가 충전하여 편리하게 사용할 수 있으며, 충전된 배터리(81)를 이용한 독립전원발전기(70)의 반영구적인 사용을 할 수 있게 된다.

그러므로 상술한 바와 같이 본 발명의 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템(100)을 이용하면, 독립전원발전기(90)의 자가발전을 통해 외부에서의 전원공급 없이도 전기를 지속적으로 공급받게 할 수 있으므로 장거리 운행시에도 전력부족에 의한 불편함을 방지할 수 있음은 더불어, 자가 발전을 통한 충전비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 전기전동차(3)의 충전시에도 충전배터리(1)의 전력이 설정 값 이상으로 충전되어 있을 때에는 독립전원발전기(70)의 가동이 이루어지지도 않도록 제어할 수 있으므로 충전배터리(1)의 과충전에 의한 파손방지는 물론, 잦은 충전에 의한 충전배터리(1)의 수명저하도 막을 수 있는 작용효과를 가지며, 설치함(5)을 통해 기존에 생산된 차에도 적용 가능하므로 새로 생산되는 신규 모델의 전기전동차(3)는 물론, 기존 모델의 전기전동차(3)에도 튜닝 없이 손쉽게 적용하여 사용할 수 있는 장점도 있다.

아울러 전기발생에 필요한 자석(m)과 코일(c)을 각각 보호하여 상기 자석(m)과 코일(c)이 외부환경으로 인해 파손되거나 성능이 저하되는 문제를 사천에 차단할 수 있으므로 반영구적인 사용을 유도하여 전기전동차(3) 유저에게 높은 경제성과 편리성을 제공할 수 있고, 조절판(60)에 형성된 슬라이드홀(61)을 통해 상기 조절판(60)의 위치를 조절하여 구동자석(71a)에 의한 구동부(70)의 구동이 리드스위치(80)의 전기신호를 쉽게 인식하게 할 수 있으므로 로터(20)의 원활한 회전이 유도되어 전기를 용이하게 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

더불어 상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 것이다.

1 : 충전배터리 3 : 전기전동차 5 : 설치함
10 : 구동축
20 : 로터 21 : 자석판 21a : 자석홈 21aa : 거치홈 m : 자석 22 : 자석커버 22a : 거치테두리 23 : 자석허브
30 : 외부케이스 31 : 베어링 32 : 결합홀 33 : 외부홀 34 : 고정홈 35 : 받침대
40 : 간격볼트 n : 너트
50 : 코일판 50a : 끼움홀 51 : 코일홈 51a : 체결홀 52 : 고정부 52a : 간격홈 53 : 코일보호부 55 : 관통홀 57 : 결합수단
60 : 조절판 61 : 슬라이드홀 63 : 체결수단 65 : 결합홈
70 : 구동부 71 : 구동판 71a : 구동자석 71b : 자석홀 72 : 구동허브
80 : 리드스위치 81 : 배터리
90 : 독립전원발전기 90a : 감지센서
100 : 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템

Claims (5)

1. 전원공급을 위한 충전배터리(1)를 구비한 전기전동차(3)와, 상기 전기전동차(3)에 고정설치되는 설치함(5)과, 상기 설치함(5)에 내설되어 독립적으로 발전을 이룸으로써 충전배터리(1)로 전기를 공급하는 독립전원발전기(90)를 포함하여 이루어지되,
   상기 독립전원발전기(90)는,
   구동축(10);
   복수 개의 자석홈(21a)을 형성하여 서로 마주하여 배치되는 한 쌍의 자석판(21)과, 내부에 자석(m)을 구비하여 자석판(21)의 자석홈(21a)에 각각 결합설치되는 자석커버(22)와, 각각의 자석판(21)에 결합된 상태로 구동축(10)에 결합되어 상기 자석판(21)을 구동축(10)에 고정설치하는 자석허브(23)를 구성한 로터(20);
   상기 로터(20)의 외측 방향으로 이격 배치되도록 베어링(31)을 통해 상기 구동축(10)의 양측에 각각 회동 가능하게 결합되어 전기전동차(3)에 고정설치되는 외부케이스(30);
   한 쌍으로 이루어진 외부케이스(30)의 가장자리에 연결설치되어 간격을 조절하게 하는 간격볼트(40);
   상기 간격볼트(40)를 통해 로터(20)와 외부케이스(30)의 사이에 각각 고정설치되도록 한 쌍으로 구성되되, 상기 구동축(10)이 끼워지는 관통홀(55)을 정 중앙에 형성하고, 상기 관통홀(55)의 외측으로는 자석홈(21a)에 대응되는 코일홈(51)을 형성하여 상기 코일홈(51)에 전기전동차(3)에 구성된 충전배터리(1)와 전기적으로 연결되는 코일(c)을 결합구성하는 코일판(50);
   슬라이드홀(61)을 형성하여 상기 외부케이스(30)의 외측에 고정설치되는 조절판(60);
   복수 개의 구동자석(71a)이 결합되는 구동판(71)과, 상기 구동판(71)에 결합된 상태로 구동축(10)에 결합되어 상기 구동판(71)을 구동축(10)에 고정설치하는 구동허브(72)를 구성한 구동부(70);
   상기 조절판(60)에 설치되어 구동판(71)에 결합된 구동자석(71a)을 인식하는 리드스위치(80);를 포함하여 이루어져,
   상기 리드스위치(80)의 전기신호시 구동부(70)에 연결되어 있는 로터(20)의 회전구동을 이룸으로써, 자석(m)과 코일(c) 간의 전기적인 반응을 통해 독립전원발전기(90)를 가동시키고, 상기 코일(c)에서 발생된 전기를 이용하여 전기전동차(3)에 구비된 충전배터리(1)의 충전을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 독립전원발전기(90)를 가동시키는 리드스위치(80)의 전기신호는 전기전동차(3)의 시동시 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 독립전원발전기(90)에는 전기전동차(3)의 충전배터리(1)의 전원 충전량을 감지하는 감지센서(90a)가 더 포함 구성되어,
   상기 전기전동차(3)의 시동시, 감지센서(90a)에 의한 충전배터리(1)의 전원 충전량이 설정 값 이하로 감지될 때에만 독립전원발전기(90)를 가동시키는 리드스위치(80)의 전기신호가 발생 되는 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 로터(20)에 한 쌍으로 구성된 자석판(21)의 자석홈(21a)에는 자석커버(22)를 거치하기 위한 거치홈(21aa)이 서로 대향되도록 더 포함되어 형성되고,
   상기 자석커버(22)의 외주에는 거치홈(21aa)에 끼워지는 거치테두리(22a)가 더 포함 구성되어 한 쌍의 자석판(21)이 서로 밀착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 코일판(50)의 코일홈(51)에 결합되는 코일(c)의 양측에는 코일보호부(53)가 각각 더 포함되어 구성되되,
   각각의 코일보호부(53)에는 코일(c)의 내부에 결합되는 고정부(52)가 서로 마주하도록 중공형으로 구성되어 상기 코일보호부(53)가 결합된 코일(c)이 결합수단(57)을 통해 코일홈(51)에 결합구성되며,
   상기 고정부(52)에는 절개된 간격홈(52a)이 등 간격으로 더 포함 구성된 것을 특징으로 하는 독립전원형 발전기를 이용한 전기전동차량 충전시스템.

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