WO2015190714A1 - 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치 - Google Patents

과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치 Download PDF

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WO2015190714A1
WO2015190714A1 PCT/KR2015/004908 KR2015004908W WO2015190714A1 WO 2015190714 A1 WO2015190714 A1 WO 2015190714A1 KR 2015004908 W KR2015004908 W KR 2015004908W WO 2015190714 A1 WO2015190714 A1 WO 2015190714A1
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energy transfer
energy generation
energy
lever
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PCT/KR2015/004908
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김일호
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삼성씨엔에스(주)
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention relates to a technology for energizing external force transmitted from a vehicle by using a speed bump, and in particular, by rotating and driving a concentric coil and a magnet by using a force transmitted from a plurality of pressing plates installed on the speed bump.
  • the present invention relates to an energy generating device using a speed bump to generate power energy.
  • the speed bumps in Seoul may be a better alternative in terms of cost and safety than any other methods such as manpower or traffic lights. It is.
  • the average vehicle speed at the point where the speed bumps are densely installed is significantly reduced from about 25.4 km in the area where the speed bumps are insufficient at about 16 km per hour.
  • These speed bumps are determined in consideration of the proper passage speed and are generally designed to be about 75 mm.
  • the speed bumps as described above are generally installed in the form of a fixed structure.
  • the speed bumps are generally used to generate power using energy of a vehicle passing through the speed bumps.
  • Branch speed bumps are known as follows.
  • Korean Patent No. 10-0878898 it is easy to selectively apply to a road composed of a plurality of lanes, and it is possible to continuously generate voltage generated continuously and stably to generate a generation voltage in a general road scene. It provides a speed bump structure having a power generation function that can be actually applied to.
  • Patent Document 1 KR10-0878898 B
  • the present invention is to solve the above problems, the speed bumps to generate power energy by rotating the concentric coils and magnets in the opposite direction by using the force transmitted from a plurality of pressure plates installed on the speed bumps. It is an object to provide a used energy generation device.
  • Energy generation device 100 includes a speed bump (2); A plurality of pressing plates 10 and 10 ′ disposed on the speed bumps 2 to move upward and downward; A plurality of energy transfer levers 20 and 30 connected to the plurality of pressing plates 10 and 10 ', respectively; A plurality of drive gears 40 and 50 connected to the plurality of energy transfer levers 20 and 30; A plurality of driven gear modules 60 and 70 engaged with the plurality of drive gears 40 and 50; A first power generator (81) connected to one of the driven gear modules (60, 70); And a second power generator 83 rotatably disposed to surround the first power generator 81, wherein the first power generator 81 and the second power generator 83 are in opposite directions. Rotational drive is characterized in that.
  • the first power generator 81 may be a coil, and the second power generator 83 may be a magnetic force.
  • connection bracket 15 for receiving the pressing hole 12, the connection bracket 15 is connected to the energy transfer lever (20, 30).
  • the energy generation device 100 further includes elastic bodies 25 and 35 disposed at lower ends of the energy transfer levers 20 and 30, and one side of the energy transfer levers 20 and 30 is the pressing plates 10 and 10.
  • the lever shafts 22 and 32 disposed on the other side of the energy transfer levers 20 and 30 rise with the elastic bodies 25 and 35 as supporting points.
  • the driven gear module (60, 70) is a latch gear (61, 71), the shaft (63, 73) fastened through the center of the latch gear (61, 71), and the ends of the shaft (63, 73) It may be desirable to include flywheels 65 and 75 coupled to each other.
  • the drive gears 40 and 50 are claw gears.
  • the plurality of pressing plates 10 and 10 ′ and the connecting bracket 15 block unnecessary loads and vibrations transmitted from the vehicle wheels to the plurality of energy transfer levers 20 and 30 through the speed bumps 2. It may be desirable to perform a stopbar function.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an energy generation device using a speed bump according to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing an energy transfer relationship between a first pressing plate installed on a speed bump and a first ratchet gear connected to a coil;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an energy transfer relationship between a second pressing plate installed on a speed bump and a second ratchet gear connected to a magnet.
  • the expression of the speed bump is to have a concave-convex shape protruding from the road, and refers to a structure capable of receiving an external force from a running vehicle wheel.
  • the energy generation device 100 using the speed bumps may include a speed bump 2 installed on the road 1 and a plurality of pressing plates disposed on the speed bumps 2 so as to be movable up and down ( 10, 10 '), the energy transmission levers 20 and 30 connected to the plurality of pressing plates 10 and 10', respectively, the drive gears 40 and 50 connected to the energy transfer levers 20 and 30, and the drive gears ( 40, 50 in the form of enclosing the first gear 81, the first power generator 81 connected to one of the driven gear module (60, 70), the driven gear module (60, 70) And a second generator 83 disposed rotatably.
  • the driven gear module 60, 70 includes a first driven gear module 60 connected to the first drive gear 40 and a second driven gear module 70 connected to the second drive gear 50.
  • the first driven gear module 60 is coupled to the first latch gear 61, the first shaft 63 fastened through the center of the first latch gear 61, and the end of the first shaft 63.
  • a first flywheel 65 The second driven gear module 70 is coupled to the second latch gear 71, the second shaft 73 fastened through the center of the second latch gear 71, and the end of the second shaft 73.
  • a second flywheel 75 The first and second flywheels 65 and 75 increase the rotational driving time of the shafts 63 and 73 by using the flywheel inertia at the pressure applied to the pressure plates 10 and 10 'at the wheel of the vehicle.
  • the first power generator 81 is rotatably connected to the first shaft 63 of the first driven gear module 60, and the bearing structure 85 is coupled to both ends thereof.
  • the bearing structure 85 is fixed on a separate support frame.
  • the first power generator 81 may be in the form of a coil.
  • the second power generator 83 is rotatably connected to the second shaft 73 of the second driven gear module 70. Meanwhile, an additional '77'-shaped connecting member 77 may be disposed between the second generator 83 and the second shaft 73.
  • the second power generator 83 may be a magnetic force body.
  • the energy generation device 100 may be configured to generate power by using the speed bump 2 disposed on a single lane, and may be generated through speed bumps installed on a plurality of lanes as well as a single lane. have.
  • a structure such as a connecting rod 11, a pressing hole 12, and a connecting bracket 15 is disposed and operated between the plurality of pressing plates 10 and 10 ′ and the energy transfer levers 20 and 30.
  • the energy generation device 100 includes a connecting rod 11 extending downward from the lower center portion of the pressing plates 10 and 10 ', a pressing hole 12 coupled to the end of the connecting rod 11, and the It further comprises a connecting bracket 15 in which a groove for receiving the pressing hole 12 is formed.
  • the pressing hole 12 coupled through the connecting rod 11 also receives an external force and moves downward to connect the connecting bracket 15.
  • the wheel of the vehicle may not necessarily apply a force only in the downward direction in the course of passing the pressing plates 10 and 10 ', the shape of the pressing hole 12 and the pressing hole 12 provided with an external force
  • the shape of the groove of the connecting connecting bracket 15 may be preferably formed in a spherical shape.
  • the coupling structure of the pressing plates 10 and 10' and the connecting bracket 15 performs a stop bar function. That is, the load and vibration applied from the vehicle wheels are transferred to the energy transfer levers 20 and 30 through a coupling structure leading to the pressing plates 10 and 10 ', the connecting rod 11, the pressing holes 12, and the connecting bracket 15. The left end of the movement to transmit the movement only in the up and down direction, and do not have an unnecessary effect in the other direction. Through this, the energy transfer levers 20 and 30 may perform a smooth seesaw motion based on the elastic bodies 25 and 35.
  • the first lever shaft 22 disposed on the other side of the first energy transfer lever 20 and the first drive gear shaft 42 of the first drive gear 40 are rotatably coupled in a concentric state.
  • the first elastic body 25 is disposed so that the first energy transfer lever 20 is close to the first lever shaft 22.
  • the first elastic body 25 is disposed at a position corresponding to the support point of the lever.
  • the first elastic body 25 may change the direction of the force. That is, when one side of the first energy transfer lever 20 descends, the first lever shaft 22, which is the other side of the first energy transfer lever 20, rises with the first elastic body 25 as a supporting point.
  • the first elastic body 25 supported by the fixing plate 27 has rigidity and elasticity that can be sufficiently supported by an external force applied to the first energy transfer lever 20.
  • the first drive gear 40 may be in the form of a claw gear in one embodiment, wherein the teeth 44 of the claw gear are driven in rotation with the teeth 62 of the first latch gear 61. That is, since the first drive gear 40 is driven to rotate in the clockwise direction when the first drive gear shaft 42 is raised, as a result, the first latch gear 61 is also driven to rotate in the clockwise direction.
  • the coupling form of the first drive gear 40 and the first latch gear 61 may also be made of a coupling structure of the rack and pinion.
  • the second lever shaft 32 disposed on the other side of the second energy transfer lever 30 and the first drive gear shaft 52 of the second drive gear 50 are rotatably coupled in a concentric state.
  • the second elastic body 35 is disposed so that the second energy transfer lever 30 is close to the second lever shaft 32.
  • the second elastic body 35 is disposed at a position corresponding to the support point of the lever.
  • the second elastic body 35 may change the direction of the force. That is, when one side of the second energy transfer lever 30 descends, the second lever shaft 32, which is the other side of the second energy transfer lever 30, rises with the second elastic body 25 as a supporting point.
  • the second elastic body 35 supported by the fixing plate 37 has rigidity and elasticity that can be sufficiently supported by an external force applied to the second energy transfer lever 30.
  • the second drive gear 50 may be in the form of a claw gear as an embodiment similar to the first drive gear 40, wherein the tooth 54 of the claw gear is the tooth 72 of the second latch gear 71. Drive in rotation with meshing with. That is, when the second drive gear shaft 52 is raised, the second drive gear 50 is driven to rotate in the counterclockwise direction, and as a result, the second latch gear 71 is also driven to rotate in the counterclockwise direction.
  • the coupling form of the second drive gear 50 and the second latch gear 71 may be made of a coupling structure of the rack and pinion.
  • both wheels press one end of the first and second energy transfer levers 20 and 30 by pressing the pair of pressing plates 10 and 10 ′.
  • the first and second lever shafts 22 and 32 disposed at the other ends of the first and second energy transfer levers 20 and 30 together with the lowering of one end of the first and second energy transfer levers 20 and 30 are provided. 2
  • the elastic bodies 25 and 35 are raised as support points.
  • the elevation of the first lever shaft 22 and the first drive gear shaft 42 causes the first latch gear 61 to rotate in a clockwise direction, thereby driving the first power generating body 81 to rotate in a clockwise direction. .
  • the rise of the second lever shaft 32 and the second drive gear shaft 52 causes the second latch gear 71 to rotate counterclockwise, and as a result, the second power generator 83 is driven to rotate counterclockwise. Let's do it.
  • the first and second power generating bodies 81 and 83 enable twice the power generation through one power generating device through the half-duplex rotation driving in the opposite direction to each other. That is, in general, the conventional generator is a rotor and the rotor of the stator, only the rotor, the present invention, the first and second generators 81, 83 to achieve a structure in which all the rotation drive.
  • Power generated through the rotation of the first and second power generating bodies 81 and 83 may be stored in a separate charging device through terminals 86 and 87 formed in the second shaft 73, respectively.
  • the inventors of the present invention the energy generation device using the speed bump, the coil and the magnet of the power generation unit connected to the plurality of pressure plates separately when the single vehicle driving the road presses a plurality of pressure plates installed on the speed bump The rotational drive in the direction to double the power generation efficiency.

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Abstract

본 발명에 따른 에너지 발전 장치(100)는 과속 방지턱(2), 상기 과속 방지턱(2) 상에서 상하 이동 가능하게 배치되는 복수의 누름판(10,10'), 상기 복수의 누름판(10,10')에 각각 연결되는 복수의 에너지 전달 레버(20,30), 상기 복수의 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 복수의 구동 기어(40,50), 상기 복수의 구동 기어(40,50)에 맞물리는 형태의 복수의 피동 기어 모듈(60,70), 상기 피동 기어 모듈(60,70) 중 하나에 연결되는 제1 발전체(81), 및 상기 제1 발전체(81)를 감싸는 형태로 회전 가능하게 배치되는 제2 발전체(83)를 포함하며, 상기 제1 발전체(81)와 제2 발전체(83)는 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 것을 특징으로 한다.

Description

과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치
본 발명은 과속방지턱을 이용하여 차량으로부터 전달되는 외력을 에너지화하는 기술에 관한 것이며, 구체적으로는 과속방지턱에 설치된 복수의 누름판으로부터 전달되는 힘을 이용하여 동심을 이루는 코일 및 자석을 회전 구동하게 함으로써 전력 에너지를 생성하게 하는 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치에 대한 것이다.
국내에 운행 중인 2억대 가량의 차량은 도로의 포장율 증가를 야기하고, 자동차의 성능 향상으로 인한 과속으로 차량 사고는 날로 급증하고 있다. 학교 주변, 주택가, 또는 민가 주변에는 차량이 과속을 하지 못하도록 요철 형태의 과속 방지턱이 사용되고 있는 실정이다.
차량 사고 방지를 위한 서울시의 과속방지턱 조사를 보아도 인력이나 신호등 어떠한 방법보다도 비용과 안전 면에서 과속방지턱이 좋은 대안일 수 있으나, 이는 반대로 과속방지턱으로 인한 에너지 낭비 가중과 공해도 더욱 심하게 발생한다는 것을 예정하는 것이다.
예를 들어, 과속방지턱이 촘촘하게 설치된 지점의 평균 차량 속도는 시속 약 16km 정도로 과속방지턱이 부족한 지역에서의 약 25.4km보다 현저히 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 과속 방지턱은 적정 통행 속도를 고려하여 그 높이가 결정되는데 일반적으로는 75밀리미터 정도로 설계된다.
상기 과속방지턱의 이점을 감안하여 도로, 톨게이트 및 주차장 등에서 속도를 줄이거나 차량 정지를 위하여 바닥에 미끄럼 방지턱이나 정지목 시설을 하고는 있으나 한편으로는 비용 증가를 야기한다는 문제점이 있게 된다.
상기한 바와 같은 과속 방지턱은 고정 구조물 형태로 설치되는 것이 일반적인데, 이러한 과속 방지턱을 통행하는 차량의 에너지를 사용하여 발전을 하고 생성된 전기에너지를 사용하여 신호등이나 표시 기능을 할 수 있는 발전기능을 가지는 과속 방지턱이 하기와 같이 공지된 바 있다.
등록특허 제10-0878898호를 참조하면, 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 선택적용하기가 용이하고 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하여 일반적인 도로 현장에 실제로 적용할 수 있는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조를 제공한다.
그러나, 위 종래기술은 과속 방지턱에 설치된 누름판에 가해진 하중을 회전력으로 효율적으로 전환하여 전력을 최대한 이끌어내야 하는 데에 있어서는 한계가 여전히 있다는 문제가 있었다. 즉, 복수의 레버, 복수의 기어, 스프링 등을 이용하여 기계적으로 발전 효율을 높이거나 전압을 일정하게 하고자 한다는 점에 있어서는 향상된 점이 있지만, 다른 전력 시설이 미비한 지역에 설치된 과속 방지턱을 이용하여 충분한 전력을 도출하게 한다는 데에는 문제가 있었다.
(특허문헌 1) KR10-0878898 B
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 과속방지턱에 설치된 복수의 누름판으로부터 전달되는 힘을 이용하여 동심을 이루는 코일 및 자석을 반대 방향으로 회전 구동하게 함으로써 전력 에너지를 생성하게 하는 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명에 따른 에너지 발전 장치(100)는 과속 방지턱(2); 상기 과속 방지턱(2) 상에서 상하 이동 가능하게 배치되는 복수의 누름판(10,10'); 상기 복수의 누름판(10,10')에 각각 연결되는 복수의 에너지 전달 레버(20,30); 상기 복수의 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 복수의 구동 기어(40,50); 상기 복수의 구동 기어(40,50)에 맞물리는 형태의 복수의 피동 기어 모듈(60,70); 상기 피동 기어 모듈(60,70) 중 하나에 연결되는 제1 발전체(81); 및 상기 제1 발전체(81)를 감싸는 형태로 회전 가능하게 배치되는 제2 발전체(83);를 포함하며, 상기 제1 발전체(81)와 제2 발전체(83)는 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 발전체(81)는 코일이고, 상기 제2 발전체(83)는 자력체인 것이 바람직할 수 있다.
상기 에너지 발전 장치(100)는, 상기 복수의 누름판(10,10')의 중심 하단으로부터 연장되는 연결 로드(11), 상기 연결 로드(11)의 끝단에 결합되는 누름구(12), 및 상기 누름구(12)를 수용하는 연결 브라켓(15)을 포함하며, 상기 연결 브라켓(15)은 상기 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 에너지 발전 장치(100)는 상기 에너지 전달 레버(20,30)의 하단부에 배치되는 탄성체(25,35)를 더 포함하며, 상기 에너지 전달 레버(20,30)의 일측이 누름판(10,10')에 의해 하강하는 경우에 상기 에너지 전달 레버(20,30)의 타측에 배치되는 레버축(22,32)은 상기 탄성체(25,35)를 지지점으로 하여 상승하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 피동 기어 모듈(60,70)은 렛치 기어(61,71), 상기 렛치 기어(61,71)의 중심을 관통하여 체결되는 샤프트(63,73), 및 상기 샤프트(63,73)의 끝단에 결합되는 플라이휠(65,75)을 각각 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 레버축(22,32)과 상기 레버축(22,32)에 연결되는 상기 구동 기어(40,50)의 상승은 상기 발전체(81,83)에 각각 연결되는 한쌍의 렛치 기어(61,71)를 서로 다른 방향으로 회전하게 하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 구동 기어(40,50)는 발톱 기어인 것이 바람직할 수 있다.
상기 복수의 누름판(10,10') 및 상기 연결 브라켓(15)은 상기 과속 방지턱(2)을 통해 차량 바퀴로부터 상기 복수의 에너지 전달 레버(20,30)에 전달되는 불필요한 하중 및 진동을 차단하는 스톱바 기능을 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치는 도로를 운행하는 단일 차량이 상기 과속방지턱에 설치된 복수의 누름판을 가압하는 경우에 상기 복수의 누름판에 개별적으로 연결된 발전부의 코일 및 자석이 반대 방향으로 회전 구동하는 과정을 통해 발전 효율을 2배로 증가하게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치의 개념도,
도 2는 과속방지턱에 설치된 누름판, 에너지 전달 레버 및 연결 브라켓 간의 관계를 나타내는 도면,
도 3은 과속방지턱에 설치된 제1 누름판 및 코일에 연결되는 제1 라쳇기어 간의 에너지 전달 관계를 나타내는 도면, 및
도 4는 과속방지턱에 설치된 제2 누름판 및 자석에 연결되는 제2 라쳇기어 간의 에너지 전달 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하 설명에서 '과속 방지턱'의 표현은 도로 상으로부터 돌출된 요철 형상을 갖는 것으로서, 주행하는 차량 바퀴로부터 외력을 전달받을 수 있는 구조물을 의미하는 것으로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치(100)는 도로(1) 상에 설치되는 과속 방지턱(2), 과속 방지턱(2) 상에서 상하 이동 가능하게 배치되는 복수의 누름판(10,10'), 복수의 누름판(10,10')에 각각 연결되는 에너지 전달 레버(20,30), 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 구동 기어(40,50), 구동 기어(40,50)에 맞물리는 형태의 피동 기어 모듈(60,70), 피동 기어 모듈(60,70) 중 하나에 연결되는 제1 발전체(81), 제1 발전체(81)를 감싸는 형태로 회전 가능하게 배치되는 제2 발전체(83)를 포함한다.
상기 피동 기어 모듈(60,70)은 제1 구동 기어(40)에 연결되는 제1 피동 기어 모듈(60) 및 제2 구동 기어(50)에 연결되는 제2 피동 기어 모듈(70)을 포함한다. 제1 피동 기어 모듈(60)은 제1 렛치 기어(61), 제1 렛치 기어(61)의 중심을 관통하여 체결되는 제1 샤프트(63), 및 제1 샤프트(63)의 끝단에 결합되는 제1 플라이휠(65)을 포함한다. 제2 피동 기어 모듈(70)은 제2 렛치 기어(71), 제2 렛치 기어(71)의 중심을 관통하여 체결되는 제2 샤프트(73), 및 제2 샤프트(73)의 끝단에 결합되는 제2 플라이휠(75)을 포함한다. 제1,2 플라이휠(65,75)은 차량의 바퀴에서 누름판(10,10')에 가해지는 순간의 압력을 플라이휠 관성을 이용하여 샤프트(63,73)의 회전 구동 시간을 증가하게 하는 것이다
제1 발전체(81)는 제1 피동 기어 모듈(60)의 제1 샤프트(63)에 회전 가능하게 연결되며, 그 양단에 베어링 구조체(85)가 결합된다. 베어링 구조체(85)는 별도의 지지 프레임 상에 고정된다. 제1 발전체(81)는 코일의 형태일 수 있다.
제2 발전체(83)는 제2 피동 기어 모듈(70)의 제2 샤프트(73)에 회전 가능하게 연결된다. 한편, 제2 발전체(83)와 제2 샤프트(73) 사이에는 추가적으로 'ㄷ' 형상의 연결체(77)가 배치될 수 있다. 제2 발전체(83)는 자력체일 수 있다.
에너지 발전 장치(100)는 일예로서 단일 차선 상에 배치되는 과속 방지턱(2)을 이용하여 발전이 가능한 형태일 수 있으며, 한편 단일 차선 뿐만 아니라 복수의 차선 상에 설치된 과속 방지턱을 통해서도 발전이 가능할 수 있다.
도 2에서는 누름판(10,10')을 포함한 과속 방지턱(2)의 단면을 나타낸다.
복수의 누름판(10,10')과 에너지 전달 레버(20,30) 사이는 연결 로드(11), 누름구(12), 및 연결 브라켓(15) 등의 구조물이 배치되어 작동된다. 구체적으로는, 에너지 발전 장치(100)는 누름판(10,10')의 하단 중앙부에서 하부로 연장되는 연결 로드(11), 연결 로드(11)의 끝단에 결합되는 누름구(12), 및 상기 누름구(12)를 수용하는 홈이 형성되는 연결 브라켓(15)을 추가로 포함한다.
차량이 운행하는 과정에서 과속 방지턱(2) 상의 누름판(10,10')을 가압하면 연결 로드(11)를 통해 결합된 누름구(12)도 외력을 제공받아 하부 방향으로 운동하면서 연결 브라켓(15)을 가압하게 된다. 여기에서, 차량의 바퀴가 누름판(10,10')을 지나가는 과정에서 반드시 하부 방향으로만 힘을 가하는 것이 아닐 수 있으므로, 외력을 제공받는 누름구(12)의 형상 및 상기 누름구(12)를 감싸는 연결 브라켓(15)의 홈의 형상은 구 형상으로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.
여기에서, 차량 바퀴가 누름판(10,10')을 가압할 때, 상기 누름판(10,10')과 연결 브라켓(15)의 결합 구조는 스톱바 기능을 수행하게 된다. 즉, 차량 바퀴로부터 가해지는 하중 및 진동은 누름판(10,10'), 연결 로드(11), 누름구(12) 및 연결 브라켓(15)으로 이어지는 결합 구조를 통해 에너지 전달 레버(20,30)의 좌측단에 상하 방향으로만 운동을 전달하게 하고, 다른 방향으로는 불필요한 영향을 가하지 않게 한다. 이를 통해, 에너지 전달 레버(20,30)는 탄성체(25,35)를 기준으로 하여 원활한 시소 운동이 이루어질 수 있게 된다.
이하, 도 3을 참조하여 과속 방지턱(2)에 설치된 제1 누름판(10)을 가압하는 경우의 작동 구조를 살핀다. 차량의 바퀴가 제1 누름판(10)을 가압하면 연결 브라켓(15)과 함께 제1 에너지 전달 레버(20)의 일측이 동시에 하부 방향으로 눌려지게 된다.
제1 에너지 전달 레버(20)의 타측에 배치되는 제1 레버축(22) 및 제1 구동 기어(40)의 제1 구동 기어축(42)은 동심을 이룬 상태에서 회전가능하게 결합된다. 제1 에너지 전달 레버(20)는 제1 레버축(22)에 근접하도록 제1 탄성체(25)가 배치된다. 제1 탄성체(25)는 지렛대의 지지점에 해당하는 위치에 배치된다.
*여기에서, 제1 누름판(10)에 연결되는 제1 에너지 전달 레버(20)의 일측이 하부로 이동시에, 제1 탄성체(25)를 기준으로 하여 제1 에너지 전달 레버(20)의 타측에 배치되는 제1 레버축(22)이 상부로 이동한다.
상기와 같이 제1 탄성체(25)는 제1 에너지 전달 레버(20)의 일측에 힘이 가해지는 경우에 힘의 방향을 전환할 수 있게 한다. 즉, 제1 에너지 전달 레버(20)의 일측이 하강하는 경우에 제1 에너지 전달 레버(20)의 타측인 제1 레버축(22)은 제1 탄성체(25)를 지지점으로 하여 상승하게 된다.
고정판(27)에 의해 지지되는 제1 탄성체(25)는 제1 에너지 전달 레버(20)에 가해지는 외력으로부터 충분히 지탱할 수 있는 강성을 가지는 동시에 탄성을 지닌다.
제1 구동 기어(40)는 일 실시예로서 발톱 기어의 형상일 수 있는데, 상기 발톱 기어의 치형(44)이 제1 렛치 기어(61)의 치형(62)과 맞물린 상태에서 회전 구동한다. 즉, 제1 구동 기어축(42)이 상승하는 경우에 제1 구동 기어(40)는 시계 방향으로 회전 구동하게 되므로, 결과적으로 제1 렛치 기어(61)도 시계 방향으로 회전 구동한다.
한편, 제1 구동 기어(40) 및 제1 렛치 기어(61)의 결합 형태는 랙과 피니언의 결합 구조로도 이루어질 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 과속 방지턱(2)에 설치된 제2 누름판(10')을 가압하는 경우의 작동 구조를 살핀다. 차량의 바퀴가 제2 누름판(10')을 가압하면 연결 브라켓(15)과 함께 제2 에너지 전달 레버(30)의 일측이 동시에 하부 방향으로 눌려지게 된다.
제2 에너지 전달 레버(30)의 타측에 배치되는 제2 레버축(32) 및 제2 구동 기어(50)의 제1 구동 기어축(52)은 동심을 이룬 상태에서 회전가능하게 결합된다. 제2 에너지 전달 레버(30)는 제2 레버축(32)에 근접하도록 제2 탄성체(35)가 배치된다. 제2 탄성체(35)는 제1 탄성체(25)와 마찬가지로 지렛대의 지지점에 해당하는 위치에 배치된다.
여기에서, 제2 누름판(10')에 연결되는 제2 에너지 전달 레버(30)의 일측이 하부로 이동시에, 제2 탄성체(35)를 기준으로 하여 제2 에너지 전달 레버(20)의 타측에 배치되는 제2 레버축(32)이 상부로 이동한다.
상기와 같이 제2 탄성체(35)는 제2 에너지 전달 레버(30)의 일측에 힘이 가해지는 경우에 힘의 방향을 전환할 수 있게 한다. 즉, 제2 에너지 전달 레버(30)의 일측이 하강하는 경우에 제2 에너지 전달 레버(30)의 타측인 제2 레버축(32)은 제2 탄성체(25)를 지지점으로 하여 상승하게 된다.
고정판(37)에 의해 지지되는 제2 탄성체(35)는 제2 에너지 전달 레버(30)에 가해지는 외력으로부터 충분히 지탱할 수 있는 강성을 가지는 동시에 탄성을 지닌다.
제2 구동 기어(50)는 제1 구동 기어(40)와 유사하게 실시예로서 발톱 기어의 형상일 수 있는데, 상기 발톱 기어의 치형(54)이 제2 렛치 기어(71)의 치형(72)과 맞물린 상태에서 회전 구동한다. 즉, 제2 구동 기어축(52)이 상승하는 경우에 제2 구동 기어(50)는 반시계 방향으로 회전 구동하게 되므로, 결과적으로 제2 렛치 기어(71)도 반시계 방향으로 회전 구동한다.
한편, 제2 구동 기어(50) 및 제2 렛치 기어(71)의 결합 형태는 랙과 피니언의 결합 구조로도 이루어질 수 있다.
이상, 도 1 내지 도 4를 다시 참조하여 본 발명에 따른 에너지 발전 장치(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
단일 차량이 과속방지턱(2)을 지나는 경우에 양측 바퀴는 한쌍의 누름판(10,10')을 가압함으로써 제1,2 에너지 전달 레버(20,30)의 일단을 누르게 된다. 제1,2 에너지 전달 레버(20,30)의 일단의 하강과 함께 제1,2 에너지 전달 레버(20,30)의 타단에 배치되는 제1,2 레버축(22,32)이 제1,2 탄성체(25,35)를 지지점으로 하여 상승한다.
제1 레버축(22)과 제1 구동 기어축(42)의 상승은 제1 렛치 기어(61)를 시계 방향으로 회전하게 함으로써 결과적으로 제1 발전체(81)를 시계 방향으로 회전 구동하게 한다. 제2 레버축(32)과 제2 구동 기어축(52)의 상승은 제2 렛치 기어(71)를 반시계 방향으로 회전하게 함으로써 결과적으로 제2 발전체(83)를 반시계 방향으로 회전 구동하게 한다. 이렇듯이 제1,2 발전체(81,83)는 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 반양회전을 통해서 1대의 발전장치를 통해서 2배의 발전을 가능하게 한다. 즉, 일반적으로 종래의 발전기는 회전자와 고정자 중 회전자만 회전 구동하는데, 본 발명은 제1,2 발전체(81,83)가 모두 회전 구동하는 구조를 이루게 한다.
상기 제1,2 발전체(81,83)의 회전을 통해 생산되는 전력은 제2 샤프트(73)에 각각 형성되는 단자들(86,87)을 통해 별도의 충전 장치에 저장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 과속방지턱을 이용한 에너지 발전 장치는 도로를 운행하는 단일 차량이 상기 과속방지턱에 설치된 복수의 누름판을 가압하는 경우에 상기 복수의 누름판에 개별적으로 연결된 발전부의 코일 및 자석이 반대 방향으로 회전 구동하는 과정을 통해 발전 효율을 2배로 증가하게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 과속 방지턱(2);
    상기 과속 방지턱(2) 상에서 상하 이동 가능하게 배치되는 복수의 누름판(10,10');
    상기 복수의 누름판(10,10')에 각각 연결되는 복수의 에너지 전달 레버(20,30);
    상기 복수의 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 복수의 구동 기어(40,50);
    상기 복수의 구동 기어(40,50)에 맞물리는 형태의 복수의 피동 기어 모듈(60,70);
    상기 피동 기어 모듈(60,70) 중 하나에 연결되는 제1 발전체(81); 및
    상기 제1 발전체(81)를 감싸는 형태로 회전 가능하게 배치되는 제2 발전체(83);를 포함하며,
    상기 제1 발전체(81)와 제2 발전체(83)는 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발전체(81)는 코일이고, 상기 제2 발전체(83)는 자력체인 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 발전 장치(100)는,
    상기 복수의 누름판(10,10')의 중심 하단으로부터 연장되는 연결 로드(11), 상기 연결 로드(11)의 끝단에 결합되는 누름구(12), 및 상기 누름구(12)를 수용하는 연결 브라켓(15)을 포함하며, 상기 연결 브라켓(15)은 상기 에너지 전달 레버(20,30)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 발전 장치(100)는
    상기 에너지 전달 레버(20,30)의 하단부에 배치되는 탄성체(25,35)를 더 포함하며,
    상기 에너지 전달 레버(20,30)의 일측이 누름판(10,10')에 의해 하강하는 경우에 상기 에너지 전달 레버(20,30)의 타측에 배치되는 레버축(22,32)은 상기 탄성체(25,35)를 지지점으로 하여 상승하는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피동 기어 모듈(60,70)은 렛치 기어(61,71), 상기 렛치 기어(61,71)의 중심을 관통하여 체결되는 샤프트(63,73), 및 상기 샤프트(63,73)의 끝단에 결합되는 플라이휠(65,75)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레버축(22,32)과 상기 레버축(22,32)에 연결되는 상기 구동 기어(40,50)의 상승은 상기 발전체(81,83)에 각각 연결되는 한쌍의 렛치 기어(61,71)를 서로 다른 방향으로 회전하게 하는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 기어(40,50)는 발톱 기어인 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 누름판(10,10') 및 상기 연결 브라켓(15)은 상기 과속 방지턱(2)을 통해 차량 바퀴로부터 상기 복수의 에너지 전달 레버(20,30)에 전달되는 불필요한 하중 및 진동을 차단하는 스톱바 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    에너지 발전 장치(100).
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