KR101171936B1 - 인조 반딧불이 - Google Patents

Abstract

인조 반딧불이가 제공된다. 인조 반딧불이는 날개부의 회전 운동에 의해 양력을 발생시키는 양력발생부와, 양력발생부로부터 공급되는 전기에너지에 의해 빛을 발생시키는 발광부와, 양력발생부를 지지하는 하우징을 포함한다.

인조 반딧불이, 공중 부양, 껌벅임

Description

인조 반딧불이{Artificial Firefly}

본 발명은 공중 부양하면서 껌벅이는 빛을 발생시킬 수 있는 인조 반딧불이에 관한 것이다.

반딧불이는 반딧불잇과의 딱정벌레를 통틀어 이르는 말로서, 몸에 발광기가 있어 자신의 몸에서 빛을 내어 짝을 찾는다. 반딧불이는 주로 밤에 활동하며 밤하늘에서 반짝이며 날아다닌다.

이러한 반딧불이는 공중을 날아다니며 스스로 빛을 내므로 주위 사람들의 이목을 쉽게 끌 수 있다. 따라서, 반딧불이는 장난감 등의 소재로써 좋은 예가 될 수 있다.

본 발명의 목적은 반딧불이를 모사하기 위한 것으로서, 공중에 부양되며 껌벅이는 빛을 발생시킬 수 있는 인조 반딧불이를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 날개부의 회전 운동에 의해 양력을 발생시키는 양력발생부; 양력발생부로부터 공급되는 전기에너지에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및 양력발생부를 지지하는 하우징을 포함하는 인조 반딧불이가 제공된다.

하우징은 날개부를 경유하는 공기 흐름을 형성하는 적어도 하나의 개구부를 구비할 수 있다. 하우징의 일측은 타측보다 공기 저항을 적게 받도록 일측의 중심부가 외측으로 돌출된 유선형으로 형성될 수 있다. 하우징은 내부가 보이는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.

양력발생부는, 하우징에 결합하는 축; 축에 결합하는 철심 및 철심에 감긴 코일을 구비하는 고정자; 및 날개부 및 날개부의 중심홀에 위치한 자석을 구비하며 고정자 주위를 회전하도록 설치되는 회전자를 포함할 수 있다. 축의 일단은 하우징의 일측의 중심부에 결합할 수 있다.

회전자는 제1 방향으로 회전하는 제1 회전자 및 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전하는 제2 회전자를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 회전자들은 축의 길이 방향에서 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 고정자는 제1 및 제2 회전자들에 각각 대응하여 축 상에 설치되는 제1 고정자 및 제2 고정자를 포함할 수 있다.

발광부는 축의 일단에 결합 설치될 수 있다. 발광부는 적색, 녹색, 청색, 백색, 또는 이들의 조합의 색상의 빛을 발생시키는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

인조 반딧불이는 발광부의 껌벅임 간격과 색상을 결정하는 전자회로를 더 포함할 수 있다.

인조 반딧불이는 하우징의 일측 중심부 또는 축의 일단에 결합하는 무게중심부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 날개부의 회전 운동에 의해 양력을 발생시키는 양력발생부; 양력발생부에 결합 설치되며 전원부로부터 공급되는 전기에너지에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및 양력발생부를 지지하는 하우징을 포함하는 인조 반딧불이가 제공된다.

전원부는 하우징 또는 양력발생부의 축에 결합 설치되는 1차 전지, 2차 전지, 또는 공기아연전지를 포함할 수 있다.

인조 반딧불이는 전술한 일 측면에 따른 인조 반딧불이의 구성을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 공중 부양되며 껌벅이는 빛을 발생시킬 수 있는 인조 반딧불이를 제공할 수 있다. 또한, 장난감 또는 조난신호 발생장치 등으로 사용할 수 있는 인조 반딧불이를 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들 및 후술되는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 용어 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 개략적인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 인조 반딧불이(100)는 양력발생부(110), 발광부(120), 및 하우징(130)을 구비한다. 양력발생부(110)는 인조 반딧불이(100)가 공중에 부양될 수 있도록 양력을 발생시키는 장치 또는 이를 포함한 구성부이다. 발광부(120)는 양력발생부(110) 또는 후술되는 별도의 전원부의 전기에너지를 사용하여 빛을 발생시키는 장치 또는 이를 포함한 구성부이다. 하우징(130)은 양력발생부(110)를 지지하는 장치 또는 이를 포함한 구성부이다. 본 실시예에서, 발광부(120)는 양력발생부(110)에 의해 지지될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 하우징(130)은 양력발생 부(110)와 발광부(120) 모두를 지지할 수 있다.

본 실시예에 따른 인조 반딧불이(100)는 양력발생부(110)를 보호하기 위한 하우징(130)을 구비한다. 하우징(130)의 일측(134)은 그 중심부가 외측으로 돌출된 유선형 구조를 구비한다. 또한, 하우징(130)에는 양력발생부(110)를 경유하는 공기 흐름을 형성하기 위하여 복수의 개구부들(132)이 구비된다. 복수의 개구부들(132)은 하우징(130)의 일측(134)과 상기 일측과 마주하는 타측에 각각 형성될 수 있다.

하우징(130)의 표면적에 있어서, 개구부(132)의 비율은, 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이 약 50%보다 작은 것으로 한정되지 않고, 또 다른 실시예에서 50% 또는 그 이상으로 크게 구현될 수 있다. 즉, 하우징(130)은 양력발생부(110)를 보호하고 지지하면서 양력발생부(110)로의 공기 흐름을 방해하지 않는 측면에서 최소한의 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

하우징(130)은 장치의 내부 구조가 잘 보이도록 투명한 재질로 구현될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이 하우징(130)은 내부의 양력발생부(110)가 보이는 투명도를 가진 플라스틱으로 구현될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 인조 반딧불이(100)는 공중에 부양하면서 껌벅이는 빛을 발생시키기 위해 양력발생부(110) 및 발광부(120)를 구비하는데, 이러한 양력발생부(110), 발광부(120), 및 발광부(120)에 전기에너지를 공급하는 전원부에 대하여 아래에서 예들 들어 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 인조 반딧불이에 채용가능한 개략적인 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 하우징(130)은 두 조각으로 분리되는 제1 하우징(130a) 및 제2 하우징(130b)을 구비한다. 제1 하우징(130a)은 일측 중앙부에 위치한 제1 홀(131)과 일측과 마주하는 타측에 위치한 제2 홀(133)을 구비한다. 제1 및 제2 하우징들(130a, 130b)은 공기 유동을 허용하는 적어도 하나의 개구부(132)를 각각 구비한다. 제1 홀(131)과 제2 홀(133)은 제1 하우징(130a)에 구비되거나 제1 및 제2 하우징(130a, 130b)의 결합에 의해 구비될 수 있다.

한편, 제1 홀(131)이 위치한 하우징(130)의 일측과 제2 홀(133)이 위치한 하우징(130)의 타측에 서로 마주하며 형성되는 개구부들은 하우징(130)의 일부에 의해 단절되지 않고 하우징(130)의 일측에서 타측까지 일체로 연장 형성될 수 있다.

양력발생부(110)는 축(shaft, 111), 날개부(112a, 112b), 철심(113a, 113b), 자석(114a, 114b), 및 코일(115a, 115b)을 구비한다. 본 실시예에서, 양력발생부(110)는 양력을 발생시킬 뿐만 아니라 발광부(120)에 전기를 공급하는 전원부로서 작동한다.

축(111)의 일단은 제2 홀(133)에 결합하고, 타단은 제1 홀(131)에 결합된다. 예컨대, 축(111)의 타단에 발광부(120)가 결합되는 경우, 축(111)의 타단은 발광부(120)가 제1 홀(131)을 통해 외부에 노출되도록 제1 홀(131)에 밀착될 수 있다. 그리고, 축(111)의 일단은 제2 홀(133)의 내측에 밀착되고, 하우징(130)의 외부에서 제2 홀(133)로 삽입되는 볼트 형상의 캡(117)과 나사결합될 수 있다. 축(111)은 속이 비거나 적어도 일부가 막힌 파이프 형태를 구비할 수 있다.

철심(113a, 113b)은 적어도 두 조각으로 나누어지는 링 형태를 구비하며, 축(111)의 일부분을 둘러싸도록 설치된다. 철심(113a, 113b)에는 코일(115a, 115b) 이 각각 감긴다. 코일(115a, 115b)의 감긴 수는 생성되는 전기량과 정비례하므로 이를 고려하여 임의로 선택가능하다. 본 실시예에서, 제1 철심(113a)과 제1 코일(115a)은 제1 고정자에 대응하고, 제2 철심(113b)과 제2 코일(115b)은 제2 고정자에 대응한다. 제1 및 제2 고정자들은 축(111)의 길이 방향에서 일정 간격 이격되어 설치된다.

날개부(112a, 112b)는 중심홀을 구비하며, 중심홀에 삽입되는 축(111)을 중심으로 제1 및 제2 고정자 주위를 각각 회전가능하도록 설치된다. 본 실시예에서 날개부는 제1 날개부(112a) 및 제2 날개부(112b)로 형성되고, 제1 및 제2 날개부들(112a, 112b)은 축(111)의 길이 방향에서 일정 간격 이격되도록 설치된다.

제1 날개부(112a)의 각 날개의 각도는 제1 방향으로 회전하도록 구성되며, 제2 날개부(112b)의 각 날개의 각도는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전하도록 구성된다. 각 날개부(112a, 112b)의 날개의 수량, 길이, 비틀림정도, 경사비, 표면재질, 중량, 면의 곱기, 정밀도 등은 원하는 낙하 속도나 발전 효율에 맞추어 조절될 수 있다. 각 날개부(112a, 112b)의 날개들은 바람개비 형태를 구비할 수 있다.

날개부(112a, 112b)의 각 중심부에는 자석(114a, 114b)이 구비된다. 자석(114a, 114b)은 서로 분리 설치되는 N극 및 S극의 자석을 포함한다. 자석(114a, 114b)은 날개부(112a, 112b)의 중심홀 내측에 고정 배치된다. 본 실시예에서, 제1 날개부(112a)와 제1 자석(114a)은 제1 회전자에 대응하고, 제2 날개부(112b)와 제2 자석(114b)은 제2 회전자에 대응한다. 자력의 세기는 생성되는 전기량에 정비례하 는 영향을 미치므로, 자석(114a, 114b)은 그 가격, 크기, 자력의 세기 등을 고려하여 적절한 것이 선택되어 사용될 수 있다.

전술한 양력발생부(110)의 구성에 따르면, 축(111)을 중심으로 제1 고정자 주위를 제1 방향으로 회전하는 제1 회전자와 제2 고정자 주위를 제2 방향으로 회전하는 제2 회전자에 의해 날개부(112a, 112b)의 운동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는, 제1 및 제2 날개부들(112a, 112b)의 회전 방향을 반대로 구성함으로써 각 고정자와 회전자 사이의 쇄교수를 증가시켜 생성되는 전기량을 일정 수준 증가시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 인조 반딧불이는 장치의 무게 중심을 잡기 위해 무게중심부(150)를 구비할 수 있다. 무게중심부(150)는 제1 홀(131) 주위의 하우징(130) 내측 또는 외측이나 축(111)의 일단에 결합될 수 있다. 예를 들면, 무게중심부(150)는 축(111)의 재질보다 무거운 재질의 링 형태의 부재를 축(111)의 길이 방향으로 축(111)의 일단에 결합시킴으로써 구현될 수 있다. 적절한 무게의 무게중심부(150)를 채용하면, 장치의 공중 부양시 각 날개부(112a, 112b)의 날개들의 연장 방향이 지구 중력 방향에 대하여 대략 방사상 방향을 향하여 위치될 수 있어, 장치의 공중 부양에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.

발광부(120)는 전술한 전원부 겸용 양력발생부(110)에서 공급되는 전기에너지를 사용하여 빛을 발생시킨다. 발광부(120)는 축(111)의 일단에 결합되며, 축(111)의 내부 또는 외부 표면을 따라 연장하는 도선에 전기적으로 연결된다. 발광부(120)는 적색, 녹색, 청색, 또는 백색 발광 다이오드 등으로 구현될 수 있다. 한편, 발광부(120)와 축(111)의 일단 사이에는 무게중심부(150)가 설치될 수 있다.

본 실시예에 따른 인조 반딧불이의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 서로 분리되는 제1 및 제2 하우징들(130a, 130b), 축(111) 상에 제1 및 제2 고정자들과 제1 및 제2 회전자들이 결합된 양력발생부(110), 및 발광부(120)를 준비한다. 그리고, 준비된 축(111)의 일단에 발광부(120)를 결합한다.

다음, 제1 하우징(130a)의 제1 홀(131) 내에 발광부(120)가 위치하도록 제1 홀(131)에 축(111)의 일단을 밀착시킨다. 그리고, 제2 홀(133) 내측에 축(111)의 타단을 위치시킨 후, 외부에서 제2 홀(133)에 캡(117)의 나사부를 삽입하고 캡(117)의 나사부와 축(111)의 타단에 위치한 나사부를 나사결합시켜 고정한다.

다음, 제1 및 제2 하우징들(130a, 130b)에 의해 형성되는 내부 공간에 양력발생부(110)가 위치하도록 제1 하우징(130a)과 제2 하우징(130b)을 일체로 결합시킨다. 전술한 과정을 통해, 도 1 또는 도 5에 도시한 인조 반딧불이가 제조될 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 발광부를 제어하기 위한 전자회로의 회로도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 인조 반딧불이는 전술한 양력발생부, 발광부, 및 하우징에 더하여 전자회로(300)를 더 구비할 수 있다. 전자회로(300)는 양력발생부의 축(도 2의 111 참조)이나 하우징(도 2의 130)이나 발광부(도 2의 120 참조)에 결합되어 설치될 수 있다.

전자회로(300)는 타이머(310)를 구비한다. 타이머(310)를 채용하면, 발광부 의 껌벅임 간격 또는 점멸 간격을 임의로 조절할 수 있다. 타이머(310)는 NE555 등의 타이머 IC로 구현될 수 있다. NE555는 1개의 플립플롭, 1개의 트랜지스터, 1개의 출력 스테이지, 2개의 비교기, 및 3개의 저항으로 구성된다.

또한, 전자회로(300)는 복수의 스위치들(322, 324, 326, 328)을 구비한다. 각 스위치(322, 324, 326, 328)는 적색 발광 다이오드(122), 녹색 발광 다이오드(124), 청색 발광 다이오드(126), 및 백색 발광 다이오드(128)에 각각 직렬로 연결될 수 있다. 복수의 스위치들(322, 324, 326, 328)을 채용하면, 적색, 녹색, 청색, 백색 및 이들의 조합의 색상으로부터 선택한 빛을 발생시키도록 발광부를 제어할 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서, 각 발광 다이오드(122, 124, 126, 128)에 전원을 공급하는 전원부(110a)로는 전술한 양력발생부이거나 별도의 전원부가 사용될 수 있다. 전원부로는 1차 전지, 2차 전지, 공기아연전지 등이 사용될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 전자회로(300)는 플립플롭을 이용한 논리회로 등을 구비하고, 논리회로를 통해 발광 다이오드들(122, 124, 126, 128) 중 적어도 하나를 제어하여 빛의 껌벅임에 의한 소정의 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 빛의 껌벅임을 짧게 세 번, 길게 세 번 그리고 다시 짧게 세 번 발생시킴으로써 조난 신호인 SOS를 모르스 부호 형태로 표시할 수 있다. 이 경우, 논리회로의 동작은 외부의 별도의 사용자 스위치 버튼(도시안됨)을 통해 온오프 작동되도록 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 일부분에 대한 개략적인 부분 단면도이다. 도 4는 도 2b의 축(111)의 일부분(400)에 대응한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 인조 반딧불이는 발광부(도 2의 120 참조)에 전기를 공급하는 전원부로서 1차 또는 2차 전지를 사용할 수 있다. 그 경우, 전지(110b)는 축(도 2의 111 참조)을 구성하며 서로 분리되는 제1 축(111a)과 제2 축(111b)에 있어서 예컨대 제2 축(111b)의 내부 공간에 삽입 설치될 수 있다. 이때, 전지(110b)는 제2 축(111b) 내부에 설치된 배선들(111c, 111d)에 의해 발광부에 전기적으로 연결된다.

별도의 전원부를 채용하면, 공중 부양시 뿐만 아니라 공중 부양을 하지 않을 때에도 빛의 껌벅임을 발생시킬 수 있다.

전술한 실시예들에 의하면, 인조 반딧불이를 높은 곳에서 자유낙하시거나 하늘 위로 던져 자유낙하시키는 경우 모두에서 일정 시간동안 안정적인 공중 부양을 유지하면서 빛의 껌벅임을 발생시켜 반딧불이와 같이 작동하도록 할 수 있다.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 개략적인 사시도.

도 2는 도 1의 인조 반딧불이에 채용가능한 개략적인 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 발광부를 제어하기 위한 전자회로의 회로도.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 일부분에 대한 개략적인 부분 단면도.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인조 반딧불이의 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 인조 반딧불이

110: 양력발생부 110a: 전원부

110b: 전지 111: 축

112a, 112b: 회전날개 113a, 113b: 철심

114a, 114b: 자석 115a, 115b: 코일

120: 발광부 130: 하우징

132: 개구부 134: 유선형의 하우징 일측

300: 전자회로 310: 타이머

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 인조 반딧불이의 공중 부양을 위해 날개부의 회전 운동을 통해 양력을 발생시키며, 상기 날개부의 회전에 의해 발생되는 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 양력발생부;

   상기 양력발생부 또는 상기 양력발생부에 결합 설치되는 전원부로부터 공급되는 전기에너지에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및

   내부에 위치하는 상기 양력발생부를 지지하고, 하측이 그 중심부가 외측으로 돌출된 유선형으로 이루어지며, 상기 날개부를 경유하는 공기 흐름이 형성되도록 다수의 개구부를 구비하는 하우징을 포함하는 인조 반딧불이.
4. 제3항에 있어서,

   상기 양력발생부는,

   상기 하우징에 결합하는 축;

   상기 축에 결합하는 철심 및 상기 철심에 감긴 코일을 구비하는 고정자; 및

   상기 날개부 및 상기 날개부의 중심홀에 위치한 자석을 구비하며 상기 고정자 주위를 회전하는 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조 반딧불이.
5. 제4항에 있어서,

   상기 회전자는 제1 방향으로 회전하는 제1 회전자 및 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전하는 제2 회전자를 구비하는 인조 반딧불이.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 회전자들은 상기 축의 길이 방향에서 일정 간격 이격되어 설치되는 인조 반딧불이.
7. 제6항에 있어서,

   상기 고정자는 상기 제1 및 제2 회전자들에 각각 대응하여 상기 축 상에 설치되는 제1 고정자 및 제2 고정자를 포함하는 인조 반딧불이.
8. 제4항에 있어서,

   상기 축의 일단은 상기 하우징의 일측의 중심부에 결합하는 인조 반딧불이.
9. 제8항에 있어서,

   상기 발광부는 상기 축의 일단에 설치되는 인조 반딧불이.
10. 제9항에 있어서,

    상기 발광부는 적색, 녹색, 청색, 백색, 또는 이들의 조합의 색상의 빛을 발생시키는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 인조 반딧불이.
11. 제10항에 있어서,

    상기 발광부의 껌벅임 간격과 색상을 결정하는 전자회로를 더 포함하는 인조 반딧불이.
12. 제4항에 있어서,

    상기 하우징의 일측 중심부 또는 상기 축의 일단에 결합하는 무게중심부를 더 포함하는 인조 반딧불이.
13. 제3항에 있어서,

    상기 하우징은 내부가 보이는 투명한 재질로 이루어지는 인조 반딧불이.
14. 제3항에 있어서,

    상기 전원부는 상기 하우징 또는 상기 양력발생부의 축에 결합 설치되는 1차 전지, 2차 전지, 또는 공기아연전지를 포함하는 인조 반딧불이.
15. 삭제
16. 삭제

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