KR100388261B1 - 자가발전기를 이용한 발광막대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응원용, 야간 신호용, 놀이용 등으로 사용할 수 있는 자가발전기를 이용한 발광막대에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대는, 일단부에는 고정축이 형성되어 있고 타단부에는 사용자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부가 형성된 프레임, 축공이 형성되어 있어 상기 고정축에 체결되어 회전하며 발광다이오드가 내설된 발광회전체 및 자성체와 코일로 이루어져 상기 고정축에는 상기 자성체가 브래킷으로 체결되고 상기 축공 부위에는 상기 코일이 코일보빈에 감겨 체결되며, 상기 코일보빈으로부터 인출된 상기 코일 양단부는 상기 발광다이오드의 양단부와 연결되어 있어 상기 발광회전체가 상기 고정축을 중심으로 회전시 유도전류가 발생되어 상기 발광다이오드를 점멸시키는 자가발전기를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 사용자의 간단한 조작으로부터 전원을 얻고 발광다이오드를 점멸시켜 조명효과를 나타낼 수 있는 효과가 있다.

Description

자가발전기를 이용한 발광막대{Lighting stick using a generator}

본 발명은 자가발전기를 이용한 발광막대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 막대를 손으로 파지하거나 팔을 흔드는 등의 운동으로부터 회전력을 얻고 이를 자가발전기를 통해 유도전류를 발생시켜 발광효과를 얻음으로써 응원용, 야간 신호용, 놀이용 등으로 사용할 수 있는 자가발전기를 이용한 발광막대에 관한 것이다.

일반적으로, 야간이나 어두운 실내에서 조명효과를 얻는 기구로서 운동경기장, 콘서트장, 야간도로 등 유희를 위해서 또는 식별을 용이하게 하기 위해서 사용되는 기구는 여러 가지가 있다고 하겠으나, 그 중에서도 사용자가 손으로 가볍게 파지하여 사용되는 것으로 발광막대가 있다.

발광막대는, 통상 야광봉이나 신호봉이라고도 일컬어지며 형광물질을 도포하거나 별도로 전지(電池)를 구비하여 조명효과를 얻는 것이 대부분이다.

그러나, 형광물질을 도포하여 조명효과를 얻는 발광막대는 외부의 빛을 수용해야 만이 조명효과가 나타나는 것이므로 그 효과가 제한적이고 일시적인 문제점이 있다 함은 자명한 사실이며, 더욱이 형광물질을 도포한 발광막대는 일회용으로 사용되는 것이 대부분이어서 사용후 무분별하게 버려져 항상 쓰레기 처리문제를 유발하고 있다.

그리고, 설령 반영구적인 조명효과를 얻기 위해 특수한 형광물질을 채택하여 사용한다 하더라도 비교적 단순한 용도에 고비용의 형광물질을 채택하는 것이 적합한 것이라고 보기에는 어려운 것이 대부분이라 할 것이다.

또한, 전지를 구비하여 조명효과를 얻는 발광막대는 전원공급이 확실하므로 여러 가지 조명기구에 따라 다양한 조명효과를 얻을 수 있다는 장점은 있겠으나 일정한 전원공급을 위해 전지를 자주 교체해주어야 한다는 단점이 수반되고, 통상적으로 사용되는 전지는 수은 등 중금속 성분을 함유하고 있어 잦은 교체로 버려지는 쓰레기로 인해 환경문제를 유발하는요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은, 사용자가 조명효과를 나타내는 막대를 손으로 파지하거나 팔로흔들게 되는 것에 착안하여, 형광물질을 사용하거나 별도로 전지를 구비하지 않아도 자가발전으로 전원을 얻어냄으로써 조명효과를 얻을 수 있는 자가발전기를 이용한 발광막대를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대를 나타낸 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대를 나타낸 부분 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 프레임의 내부를 설명하기 위한 부분 생략도이다.

도 6은 도 4에 도시된 래칫기어와 폴기어를 나타낸 사시도이다.

도 7은 도 1, 도 4에 도시된 자가발전기를 나타낸 사시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 프레임 2: 고정축

3: 손잡이부 4: 와셔

5: 볼트 9: 피니언(pinion)

10: 폴(pawl) 11: 폴기어

12: 래칫(ratchet) 13: 래칫기어

14: 기어 15: 힌지부

16: 가동손잡이부 18: 원호형기어

19: 레버 20: 발광회전체

21: 발광다이오드 22: 베어링

23: 축공 24: 돌출부

25: 브래킷 26: 트리거

27: 돌기부 29: 키

31: 자성체 32: 코일

33: 코일보빈 34: 요크

35: 이빨

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대는, 일단부에는 고정축이 형성되어 있고 타단부에는 사용자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부가 형성된 프레임, 축공이 형성되어 있어 상기 고정축에 체결되어 회전하며 발광다이오드가 내설된 발광회전체, 및 자성체와 코일로 이루어져 상기 고정축에는 상기 자성체가 브래킷으로 체결되고 상기 축공 부위에는 상기 코일이 코일보빈에 감겨 체결되며, 상기 코일보빈으로부터 인출된 상기 코일 양단부는 상기발광다이오드의 양단부와 연결되어 있어 상기 발광회전체가 상기 고정축을 중심으로 회전 시 유도전류가 발생되어 상기 발광다이오드를 점멸시키는 자가발전기를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발광회전체는 일측이 상대적으로 긴 회전체로 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 발광회전체는 상기 축공의 일단부에 외주면이 기어의 형상을 한 돌출부가 형성되어 있고, 상기 프레임의 내부에는 일단부가 고정되어 회전될 수 있는 힌지부가 형성되어 있고 타단부는 상기 프레임으로부터 노출되는 가동손잡이부가형성되어 있으며, 상부에는 스프링이 체결되고 일측면에는 원호형기어가 형성되어 있어 상기 힌지부를 중심으로 부채꼴형상의 궤도를 그리며 왕복구동하는 레버, 2단으로 구성되어 있어 일단면은 피니언이 형성되어 상기 원호형기어와 맞물려 있고 타단면은 폴이 형성되어 상기 레버의 구동에 의해 회전 구동하는 폴기어, 외주면은 기어가 형성되어 있고 내주면은 래칫이 형성되어 있으며 상기 내주면 래칫이 상기 폴을 외부에서 감싸고 있어 상기 폴기어의 회전구동에 의해 일방향 회전 구동만을 하는 래칫기어, 및 상기 래칫기어의 외주면과 상기 돌출부의 외주면에 맞물려 있어 상기 래칫기어의 일방향 회전구동을 상기 돌출부에 전달하는 하나 이상의 기어가 구비되어 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대를 나타낸 부분 단면도이다.

본 발명에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대는, 발광회전체(20)가 프레임(1)의 일단부에 볼트(5)로 체결된 고정축(2)으로 축공(23)을 통해 삽입되어 회전하도록 구성되어 있다.

우선, 발광회전체(20)에는 조명효과를 나타내는 발광다이오드(21)와 유도전류가 발생되는 코일(32)이 내설되어 있다. 물론 도 1에서는 발광다이오드(21)가 발광회전체(20)의 내부에 간략히 원으로 도시되어 있으나 코일(32)의 양단부를 복수발광다이오드(21)의 양단부와 PCB(Printed Circuit Board) 등으로 연결되도록 하여,복수의 발광다이오드(21)가 코일(32)에서 발생되는 유도전류를 수용하도록 해야 함은 당업자에게 있어 당연하다 할 것이다.

그리고, 고정축(2)의 외주면과 브래킷(25)의 내주면에는 키홈이 형성되어 있어 먼저 고정축(2)의 키홈에 키(29)가 삽입되고, 다음으로 외주면에 자성체(31)가 장착된 브래킷(25)이 내주면의 키홈을 통해 삽입되도록 하여 자성체(31)가 고정축(2)에 고정되도록 한 상태가 도 1에 도시된 것이다.

물론, 발광회전체(20)와 고정축(2) 사이에는 베어링(22)이 삽입되어 발광회전체

(20)의 회전을 원활히 할 수 있도록 하고, 발광회전체(20)와 베어링(22)이 고정축

(2)에서 이탈되지 않도록 도면상 좌측에 도시된 와셔(4)와 볼트(5)로 고정한다.

결국, 발광회전체(20)에 내설된 코일(32)은 자가발전기의 회전자 역할을 수행하도록 하고 고정축(2)에 고정된 자성체(31)는 자가발전기의 고정자 역할을 수행하도록 하여, 코일(32)과 자성체(31)의 상대적인 회전구동이 유도전류를 발생시켜 발광다이오드(21)를 점멸토록 한 구성인 것이다.

특히, 도 1에서는 발광회전체(20)의 일측이 상대적으로 긴 회전체로 이루어진 상태가 도시되어 있다. 이는 사용자가 손잡이부(3)를 파지하고 흔들게 될 때 발광회전체(20)가 회전관성에 의해 회전하도록 하여 코일(32)에 유도전류가 발생되도록 한 구성이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대를 나타낸 부분 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 프레임의 내부를 설명하기 위한 부분 생략도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 자가발전기를 이용한 발광막대는 레버(19)를 이용하여 발광회전체(20)를 회전시키고 그 회전력으로 유도전류를 발생시킴으로써 조명효과를 얻기 위한 구성이다.

우선, 발광회전체(20)는 도 1에서와 비교하여 볼 때 축공(23)의 일단부에 외주면이 기어의 형상을 한 돌출부(24)가 돌출되어 있는 것이 다르고 그 이외의 구성은 같다.

그리고, 발광회전체(20)가 고정축(2)에 축공(23)을 통해 삽입되고 자성체(31)가 브래킷(25)에 의해 고정축(2)에 고정되는 구조도 역시 같다. 다만 회전관성을 유도하기 위해 발광회전체(20)의 일측은 상대적으로 긴 형상을 갖출 필요는 없다.

그러나, 프레임(1)은 그 내부에 발광회전체(20)를 회전시키기 위하여 래칫기어

(13), 폴기어(11), 및 레버(19)를 구비한 것이 특징이다.

폴기어(11)와 래칫기어(13)에 관한 보다 상세한 구조는 첨부된 도 7에 도시되어 있다.

레버(19)는, 일단부는 힌지부(15)가 형성되어 있어 프레임(1)의 소정부에 고정되어 회전가능하고, 타단부는 프레임(1)으로부터 노출되어 사용자가 작동시킬 수 있는 가동손잡이부(16)가 형성되어 있으며, 상부에는 돌기부(27)가 형성되어 있어 스프링(17) 일단부와 접촉하고, 일측면에는 원호형기어(18)가 형성되어 있어 폴기어(10)의 피니언(9)과 맞물린다.

그리고, 풀기어(11)는 2단으로 구성되어 있으며 일단면은 피니언(9)이 형성되어 있고 타단면는 풀(10)이 형성되어 있다.

또한, 래칫기어(13)는 외주면에 기어가 형성되고 내주면에 래칫(12)이 형성되어 있다. 내주면 래칫(12)은 폴기어(11)의 외주면 폴(10)을 외부에서 감싸고 있고 외주면 기어는 발광회전체의 돌출부(24)와 하나 이상의 기어(14)에 의해 맞물려있다.

이때, 래칫기어(13)는 래칫(12)과 폴(10)의 메카니즘에 의하여 폴기어(11)가 도면상 시계방향으로 회전할 때에만 회전되고 폴기어(11)가 반시계방향으로 회전할 때에는 회전되지 않으므로, 폴기어(11)의 회전구동에 의해 일방향 회전만을 하게된다.

물론, 폴기어(11)의 폴(10)은 오므라들었다 펴졌다 할 수 있도록 탄력적인 재질을 채택하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 폴기어(11)와 래칫기어(13)는, 만약 발광회전체(20)가 레버(19)의 회전으로 일단 회전한 후 스프링(7)의 탄성 복원력에 의해 레버(19)가 복원되어 발광회전체(20)가 다시 역회전하게 되면, 발광회전체(20)가 회전관성에 의해 갑자기 역회전하기가 어려워 원활한 회전이 지속적으로 유지될 수 없으므로, 발광회전체(20)를 일방향 회전만 가능하도록 하여 유도전류 발생이 보다 용이해지도록 한 구성인 것이다.

여기서, 래칫기어(13)의 회전력을 발광회전체(20)에 전달하기 위한 하나 이상의 기어(14)는 도 3에 구애받지 않고 프레임(1)의 전장 등에 따라 가변적으로 그 구성을 달리할 수 있다 함은 당업자에게 있어 당연한 것이다.

다만, 자가발전기의 유도전류 발생량을 증대시키기 위하여 래칫기어(13)와 맞물리는 기어의 잇수는 최종적으로 돌출부(24)와 맞물리는 기어의 잇수보다 크게 하여 래칫기어(13)의 회전수보다 발광회전체(20)의 회전수가 더 크도록 하는 것이바람직하다 할 것이다.

도 5에 도시된 기어는 일 예로 단수가 두 개인 이단기어를 채택하여 상술한 바와 같이 발광회전체(20)가 래칫기어(13)의 회전수보다 더 큰 회전수로 회전되도록 한 상태를 도시하고 있다.

레버(19)의 구동은, 사용자가 손잡이부(3)와 가동손잡이부(16)를 파지한 채 움켜쥐는 등의 방식으로 구동 가능하며, 스프링(17) 양단부가 레버(19)의 돌기부(27)와 프레임(1)의 소정부에 체결되어 있으므로, 사용자가 레버(19)를 움켜쥔 이후에는 스프링(17)의 탄성 복원력에 의해 다시 복원되는 방식으로 부채꼴 형상의 궤도를 그리며 왕복 구동하는 것이다.

도 6은 도 1, 및 도 4에 도시된 자가발전기를 나타낸 사시도이다.

덧붙여, 본 발명에 따른 자가발전기를 이용한 발광막대에 채택할 수 있는 가장 바람직한 자가발전기의 구성을 도 6을 통해 설명한다.

도 1, 및 도 4에 단면으로 도시된 자가발전기는 도 6에 도시된 바와 같이 고정축에 고정되어 자가발전기의 고정자로 작용하는 자성체(31)와 발광회전체에 고정되어 자가발전기의 회전자로 작용하는 코일(32)로 구성된다.

물론, 코일(32)은 코일보빈(33)에 감겨있고 코일보빈(33)은 양측에서 한쌍의 요크(34)에 의해 둘러싸여 상술한 발광회전체에 결합된다.

그리고, 한쌍의 요크(34) 각각에 형성된 이빨(35)은 서로 접하지 않고 맞물리도록 되어 있어, 자성체(31)로부터 발생되는 자장에 의해 이빨수 만큼의 자극이 형성되도록 한 구성이다.

따라서, 본 발명에 의하면 조명효과가 제한적이고 일시적인 형광 물질을 도포하거나 잦은 교체를 요하는 전지를 별도로 구비하지 않아도, 사용자의 간단한 조작으로부터 전원을 얻고 발광다이오드를 점멸시켜 조명효과를 나타낼 수 있는 효과가 있다.

또한, 자가발전 방식의 본 발명은 반영구적이고 환경친화적이며 발광회전체의 다양한 형상과 발광다이오드의 다양한 내설구조로 여러 가지 조명효과를 나타낼 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 일단부에는 고정축이 형성되어 있고 타단부에는 사용자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부가 형성된 프레임;

   축공이 형성되어 있어 상기 고정축에 체결되어 회전하며 발광다이오드가 내설된 발광회전체; 및

   자성체와 코일로 이루어져 상기 고정축에는 상기 자성체가 브래킷으로 체결되고 상기 축공 부위에는 상기 코일이 코일보빈에 감겨 체결되며, 상기 코일보빈으로부터 인출된 상기 코일 양단부는 상기 발광다이오드의 양단부와 연결되어 있어 상기 발광회전체가 상기 고정축을 중심으로 회전시 유도전류가 발생되어 상기 발광다이오드를 점멸시키는 자가발전기;

   를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전기를 이용한 발광막대.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광회전체는 회전관성을 유도하기 위하여 일측이 상대적으로 긴 회전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 자가발전기를 이용한 발광막대.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광회전체는,

   상기 축공의 일단부에 외주면이 기어의 형상을 한 돌출부가 형성되어 있고,

   상기 프레임의 내부에는,

   일단부는 고정되어 회전할 수 있는 힌지부가 형성되어 있고 타단부는 상기 프레임으로부터 노출되는 가동손잡이부가 형성되어 있으며, 상부에는 스프링이 체결되고 일측면에는 원호형기어가 형성되어 있어 상기 힌지부를 중심으로 부채꼴 형상의 궤도를 그리며 왕복구동하는 레버;

   2단으로 구성되어 있어 일단면은 피니언이 형성되어 상기 원호형기어와 맞물려 있고, 타단면은 폴이 형성되어 상기 레버의 구동에 의해 회전 구동하는 폴기어;

   외주면은 기어가 형성되어 있고 내주면은 래칫이 형성되어 있으며, 상기 내주면 래칫이 상기 폴을 외부에서 감싸고 있어상기 폴기어의 회전구동에 의해 일방향 회전 구동만을 하는 래칫기어; 및

   상기 래칫기어의 외주면과 상기 돌출부의 외주면에 맞물려 있어 상기 래칫기어의 일방향 회전구동을 상기 돌출부에 전달하는 하나 이상의 기어;

   가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 자가발전기를 이용한 발광막대.