KR101256167B1 - 자가 발전식 발광 지팡이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보행 또는 등산시 이용할 수 있는 발광 지팡이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전 소자를 이용한 자가 발전 방식으로 광원에 전원을 공급하여 야간에 시인성을 높일 뿐 아니라 안전성과 사용자 편의성을 증대시킬 수 있는 자가 발전식 발광 지팡이에 관한 것이다.
본 발명의 자가 발전식 발광 지팡이는 손잡이와, 손잡이의 하부에 결합되는 지지대와, 지지대의 하단에 설치되는 탭과, 탭의 내부에 설치되며 상기 지지대를 통해 가해지는 하중에 의해 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1발전부로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 광원과, 상기 배터리로부터 상기 광원으로 전원을 인가 및 차단시키기 위한 스위치를 포함하는 발광수단을 구비한다.

Description

자가 발전식 발광 지팡이{luminous stick of self generating type}
본 발명은 보행 또는 등산시 이용할 수 있는 발광 지팡이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전 소자를 이용한 자가 발전 방식으로 광원에 전원을 공급하여 야간에 시인성을 높일 뿐 아니라 안전성과 사용자 편의성을 증대시킬 수 있는 자가 발전식 발광 지팡이에 관한 것이다.
일반적으로, 지팡이는 노약자, 지체가 부자유한 사람, 어두운 시간에의 야간 외출시, 먼길의 도보여행, 또는 새벽 조기등산 이나 장시간에 걸친 장거리 산행, 그 외의 산책이나 도보운동 등을 행할 때 주로 사용되는 일종의 보행보조기구이다.
종래에도 많은 종류의 지팡이가 상품화되고 있으나 상기의 지팡이 대부분은 손잡이의 하부에 길이가 조절되는 스틱이 결합 되는 단순한 구조이거나 간혹 여러 가지 기능을 부가시킨 다목적 지팡이도 제안된바 있으나 조명기능이 없어서 노인이나 장애자가 일반 지팡이를 사용할 경우 야간에 주위의(자동차나 오토바이 등)시선을 끌지 못하는 시인성이 떨어져 종종 사고를 야기하는 경우가 발생하였다.
또한, 야간 보행의 경우는 전방 장애물(구덩이, 튀어나온 턱 등)의 식별이 어려워 이 역시 안전사고를 유발케 하였다.
또한, 안전한 보행을 위해 많은 등산객들이 지팡이를 사용하는데, 노면이 고르지 못해 항상 위험이 많은 등산로 같은 곳에서 새벽 또는 야간 등산시에도 안전사고가 문제된다.
한 손으로는 지팡이를 사용하면서 보행시 전등을 이용하게 되면 노면을 보행자세가 흐트러져 몸의 균형을 잃고, 노약자들에게는 전등의 무게가 부담되는 문제점이 있다.
이를 위해 대한민국 등록실용신안공보 제 0413605호에는 조명 기능을 구비한 지팡이용 손잡이 구조가 개시되어 있다.
하지만, 상기 개시된 지팡이용 손잡이에는 전원으로 건전지를 사용하고 있어 자주 건전지를 교환해야한다는 점, 폐건전지에 따른 환경오염이 발생한다는 점이 문제된다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 압전 소자를 이용하여 광원에 전원을 공급함으로써 자가 발전이 가능한 발광 지팡이를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 발전식 발광 지팡이는 손잡이와; 상기 손잡이의 하부에 결합되는 지지대와; 상기 지지대의 하단에 설치되는 탭과; 상기 탭의 내부에 설치되며 상기 지지대를 통해 가해지는 하중에 의해 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1발전부로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 광원과, 상기 배터리로부터 상기 광원으로 전원을 인가 및 차단시키기 위한 스위치를 포함하는 발광수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1발전부는 상기 탭에 매설되며 상부가 개방되고 제 1압전소자가 설치된 케이스와, 상기 지지대의 하단에 형성되어 상기 케이스의 내부로 연장되는 연결봉과, 상기 케이스의 상부에 결합되며 상기 연결봉이 관통하는 관통홀이 형성된 커버와, 상기 관통홀보다 더 큰 직경으로 형성되어 상기 연결봉의 하부에 나사결합되고 상기 지지대를 통해 하중이 가해지면 하강하여 상기 제 1압전소자를 가압하는 가압부와, 상기 케이스 내부에 설치되어 상기 지지대에 가해지는 하중이 감소되면 상기 가압부에 탄성력을 가해 상기 가압부를 상승시키는 용수철과, 상기 커버의 하부에 설치되어 상기 용수철에 의해 상기 가압부의 상승시 상기 가압부에 의해 가압되는 제 2압전소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광수단은 상기 제 1발전부와 함께 상기 배터리에 전기를 충전시키기 위해 상기 탭에 설치되며 상기 탭의 흔들림에 의해 전기를 발생시키는 제 2발전부를 더 구비하고, 상기 제 2발전부는 상기 제 1발전부의 하부에 배치되도록 상기 탭에 매설되고 내부가 빈 원통형의 하우징과, 상기 하우징의 상부에 나사결합되어 상기 하우징의 내부공간을 밀폐시키는 캡과, 상기 하우징의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에는 코일이 권선된 제 1코일관과, 상기 제 1코일관과 직각으로 교차하도록 상기 하우징의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에 코일이 권선된 제 2코일관과, 상기 제 1 및 제 2코일관을 지지하기 위해 일측이 상기 하우징의 바닥에 고정되고 타측은 상기 제 1 및 제 2코일관에 결합되는 다수의 고정바들과, 상기 제 1코일관 및 상기 제 2코일관의 슬라이딩 홀에 각각 삽입되어 상기 탭의 흔들림에 따라 상기 슬라이딩 홀 내에서 슬라이딩 이동될 수 있게 설치되는 제 1 및 제 2영구자석과, 상기 제 1 및 제 2영구자석의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2스토퍼들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 압전 소자를 이용하여 보행시 발전이 가능하므로 자가 발전에 의해 광원에 전원을 공급할 수 있는 발광 지팡이를 제공할 수 있다.
이러한 발광 지팡이는 야간에 시인성을 높일 뿐 아니라 안전성과 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 지팡이를 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 3은 도 1의 요부를 발췌한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 지팡이를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 자가 발전식 발광 지팡이에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 발광 지팡이는 크게 손잡이(10)와, 지지대(20)와, 탭(30)과, 발광수단을 구비한다.
손잡이(10)는 뼈대를 이루는 프레임에 연성의 고무가 피복된 구조를 갖는다. 바람직하게 손잡이(10)에는 혈액순환촉진을 위한 지압용 돌기가 다수 형성될 수 있다. 손잡이(10)는 지팡이의 용도에 따라 다양한 형상과 구조로 변경될 수 있음은 물론이다.
지지대(20)는 손잡이(10)의 하부에 형성된다. 지지대(20)는 사용자의 신체에 따라 적절한 길이로 조절될 수 있다. 지지대(20)는 수지, 금속, 목재 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 일 예로 일정한 강도를 가지면서 가벼운 알루미늄 합금 재질을 이용할 수 있다.
지지대(20)는 내부가 빈 파이프 구조를 갖는다. 지지대(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 길이가 가변되는 구조를 가질 수 있다.
지지대(20)의 하단에는 탭(30)이 설치된다. 탭(30)은 탄성변형이 가능한 경질의 고무소재로 형성될 수 있다. 탭(30)은 보행시 지면과 접촉되는 부분으로, 지지대(20)에 가해지는 충격을 완화시키는 역할을 한다.
발광수단은 전기를 발생시키는 제 1발전부(40)와, 제 1발전부(40)로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리(미도시)와, 배터리(40)와 연결되어 전원을 공급받는 광원(60)과, 배터리로부터 상기 광원(60)으로 전원을 인가 및 차단시키기 위한 스위치(65)를 구비한다.
제 1발전부(40)는 지지대(20)를 통해 가해지는 하중에 의해 전기를 발생시킨다. 이러한 제 1발전부(40)는 탭(30)에 설치된다.
구체적으로 제 1발전부(40)는 탭(30)의 상부측에 매설되며 상부가 개방되고 제 1압전소자(49)가 설치된 케이스(47)와, 지지대(20)의 하단에 형성되어 케이스(41)의 내부로 연장되는 연결봉(50)과, 케이스(41)의 상부에 결합되며 연결봉(50)이 관통하는 관통홀이 형성된 커버(43)와, 상기 관통홀보다 더 큰 직경으로 형성되어 연결봉(50)의 하부에 나사결합되는 가압부(51)와, 케이스(41) 내부에 설치되어 지지대(20)에 가해지는 하중이 감소되면 가압부(51)에 탄성력을 가해 가압부(51)를 상승시키는 용수철(53)과, 커버(43)의 하부에 설치되는 제 2압전소자(55)를 구비한다.
케이스(41)는 상부가 개방된 원통형의 구조를 갖는다. 이러한 케이스(41)는 탭(30)의 내부에 매설된다. 케이스(41)의 바닥에는 장착부(47)가 형성되고, 장착부(47)에는 제 1압전소자(49)가 설치된다. 케이스(41)의 개방된 상부에는 커버(43)가 결합된다. 커버(43)는 나사(45)에 의해 케이스(41)에 고정된다. 케이스(43)의 하부에는 제 2압전소자가 설치된다.
커버(43)의 중앙에 형성된 관통홀에는 연결봉(50)이 관통한다. 연결봉(50)의 상부에는 나사산이 형성되어 지지대(20)의 하단에 마련된 나사홈에 나사결합된다. 연결봉(50)의 하부에도 나사산이 형성되어 가압부(51)에 나사결합된다. 가압부(51)는 연결봉(50)과 연동하여 상하로 이동한다. 케이스(41) 내부에 설치된 용수철(53)은 가압부(51)의 하부에 배치된다. 용수철(53)의 하부는 케이스(41) 바닥에 고정된다. 그리고 용수철(53)의 상부는 가압부(51)와 접촉한다.
본 발명의 지팡이를 이용하여 보행시 탭(30)이 지면에 접촉되면 보행자의 하중은 지지대(20)에 가해진다. 지지대(20)에 하중이 가해지면 지지대(20)와 함께 연결봉(50)은 하강하게 되고, 이때 용수철(53)은 압축되면서 지면을 통해 전달되는 충격을 흡수할 수 있다. 용수철(53)의 압축과 함께 가압부(51)가 하강하면서 제 1압전소자(49)를 가압하게 되고 그에 따라 제 1압전소자(49)에서 전기가 발생된다. 이때 발생된 전기는 배터리에 충전된다.
그리고 지지대(20)에 가해지는 하중이 감소되면 용수철(53)의 탄성력에 의해 가압부(51)가 상승한다. 가압부(51)는 상승하여 커버(43)의 하부에 설치된 제 2압전소자(55)를 가압한다. 이에 따라 제 2압전소자(55)는 전기를 발생시킨다.
이와 같이 본 발명에 적용된 제 1발전부(40)는 가압부(51)의 상하에 각각 압전소자(49)(55)를 설치하여 가압부(51)의 상하 이동시마다 전기를 발생하도록 구성된다.
배터리는 지지대(20)의 내부에 설치될 수 있다. 이와 달리 배터리는 손잡이 (10)또는 탭(30)의 내부에 설치될 수 있음은 물론이다. 도시되지 않았지만 배터리는 제 1 및 제 2압전소자(49)(55)와 전기적으로 연결된다.
그리고 광원(60)은 낮은 전류로 구동이 가능한 발광다이오드를 이용하는 것이 바람직하다. 광원(60)은 탭(30)의 내부에 하나 또는 2 이상이 매설될 수 있다. 이와 달리 광원(60)은 지지대(20) 또는 손잡이(10)에 설치될 수 있다. 손잡이(10)에 설치된 스위치(65)를 조작하여 배터리로부터 광원(60)으로 전원을 인가하여 야간 시인성을 향상시키고 보행시 안전사고를 방지할 수 있다. 스위치(65)는 손잡이 (10) 외에도 지지대(20)에 설치될 수 있다. 상기 스위치(65)는 배터리로부터 광원(60)으로 인가되는 전원을 차단 또는 연결시키기 위해 배터리 및 광원(60)과 전기적으로 연결됨은 물론이다.
한편, 본 발명의 발광 지팡이는 상술한 제 1발전부(40)와 함께 제 2발전부(70)를 더 구비한다. 물론, 제 1발전부(40)만 단독으로 설치될 수 있으나 발전용량을 높이기 위해서 제 2발전부(70)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
제 2발전부(70)는 탭(30)의 흔들림에 의해 전기를 발생시킨다. 일 예로 제 2발전부(70)는 탭(30)에 매설되고 내부가 빈 원통형의 하우징(71)과, 하우징(71)의 상부에 나사결합되어 하우징(71)의 내부공간을 밀폐시키는 캡(73)과, 하우징(71)의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에는 코일이 권선된 제 1코일관(75)과, 상기 제 1코일관(75)과 직각으로 교차하도록 상기 하우징(71)의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에 코일이 권선된 제 2코일관(81)과, 상기 제 1 및 제 2코일관(75)(81)을 지지하기 위해 일측이 상기 하우징(71)의 바닥에 고정되고 타측은 상기 제 1 및 제 2코일관(75)(81)에 결합되는 다수의 고정바들(90)과, 상기 제 1코일관(75) 및 상기 제 2코일관(81)의 슬라이딩 홀에 각각 삽입되어 상기 탭(30)의 흔들림에 따라 상기 슬라이딩 홀 내에서 슬라이딩 이동될 수 있게 설치되는 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)과, 상기 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2스토퍼들(79)(85)을 구비한다.
상술한 바와 같이 제 1 및 제 2코일관(75)(81)은 내부에는 슬라이딩 홀이 각각 형성되어 있고 외측에는 코일이 권선되어 있다. 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)은 제 1 및 제 2코일관(75)(81)의 슬라이딩 홀 내에서 슬라이딩이 가능하게 대응되는 형상으로 형성된 것을 적용한다. 또한 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)의 길이는 제 1 및 제 2코일관(75)(81) 보다 길게 형성되고, 양단에는 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)이 제 1 및 제 2코일관(75)(81)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 제 1 및 제 2스토퍼(79)(85)가 각각 형성된다. 제 1스토퍼(79)는 제 1영구자석(77)의 양단에, 제 2스토퍼(85)는 제 2영구자석(83)의 양단에 각각 설치된다.
상술한 구조의 제 2발전부(70)는 보행시 탭(30)의 흔들림에 의해 탭(30) 내부에 설치된 제 1 및 제 2코일관(75)(81)이 어느 한 방향으로 기울어지면 기울어지는 방향으로 제 1 및 제 2영구자석(77)(83)이 미끄러지면서 자계를 변화시켜 제 1 및 제 2코일관(75)(81)에 권선된 코일을 통해 기전력을 발생시킨다. 도시되지 않았지만 제 2발전부(70)는 배터리와 전기적으로 연결되어 제 2발전부(70)에서 발생된 전기를 배터리에 충전시킬 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예를 도 4에 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 발광 지팡이는 지지대(100)의 길이를 변화시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 지지대(100)는 손잡이(10)의 하부에 결합된 고정파이프(101)와, 고정파이프(101)의 내부에 일부가 수용되어 상하로 슬라이딩 이동할 수 있는 승강파이프(105)와, 승강파이프(105)의 이동을 제한하는 고정수단으로 이루어진다.
고정파이프(101)는 일정 간격으로 다수의 고정홀들(103)이 상하 방향으로 형성된다. 그리고 고정수단으로 승강파이프(105)에 설치된 결합돌기(107)가 이용될 수 있다. 결합돌기(107)는 상기 고정홀들(103) 중 어느 하나의 고정홀에 삽입되어 승강파이프(105)를 특정 위치에 고정시킨다. 결합돌기(107)는 단부가 반구형으로 형성된다. 결합돌기(107)는 승강파이프(105) 내부에 설치된 스프링(미도시)에 의해 지지된다. 따라서 결합돌기(107)를 승강파이프(105) 바깥에서 안쪽으로 외력을 가하면 결합돌기(107)가 승강파이프(105) 내측으로 이동하고, 외력을 제거하면 스프링의 탄성력에 의해 승강파이프(105)의 바깥으로 돌출되는 구조이다. 승강파이프(105)를 상하로 이동시키면서 결합돌기(107)가 결합하는 고정홀(103)의 위치를 바꿔 지지대(100)의 상하 길이를 변화시킬 수 있다.
한편, 상술한 지지대 외에 다른 구성요소는 도 1의 실시예와 동일하다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 손잡이 20: 지지대
30: 탭 40: 제 1발전부
41: 케이스 49: 제 1압전소자
55: 제 2압전소자 60: 광원
70: 제 2발전부

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 손잡이와;
    상기 손잡이의 하부에 결합되는 지지대와;
    상기 지지대의 하단에 설치되는 탭과;
    상기 탭의 내부에 설치되며 상기 지지대를 통해 가해지는 하중에 의해 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1발전부로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 광원과, 상기 배터리로부터 상기 광원으로 전원을 인가 및 차단시키기 위한 스위치를 포함하는 발광수단;을 구비하고,
    상기 제 1발전부는 상기 탭에 매설되며 상부가 개방되고 제 1압전소자가 설치된 케이스와, 상기 지지대의 하단에 형성되어 상기 케이스의 내부로 연장되는 연결봉과, 상기 케이스의 상부에 결합되며 상기 연결봉이 관통하는 관통홀이 형성된 커버와, 상기 관통홀보다 더 큰 직경으로 형성되어 상기 연결봉의 하부에 나사결합되고 상기 지지대를 통해 하중이 가해지면 하강하여 상기 제 1압전소자를 가압하는 가압부와, 상기 케이스 내부에 설치되어 상기 지지대에 가해지는 하중이 감소되면 상기 가압부에 탄성력을 가해 상기 가압부를 상승시키는 용수철과, 상기 커버의 하부에 설치되어 상기 용수철에 의해 상기 가압부의 상승시 상기 가압부에 의해 가압되는 제 2압전소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전식 발광 지팡이.
  3. 손잡이와;
    상기 손잡이의 하부에 결합되는 지지대와;
    상기 지지대의 하단에 설치되는 탭과;
    상기 탭의 내부에 설치되며 상기 지지대를 통해 가해지는 하중에 의해 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1발전부로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 광원과, 상기 배터리로부터 상기 광원으로 전원을 인가 및 차단시키기 위한 스위치를 포함하는 발광수단;을 구비하고,
    상기 발광수단은 상기 제 1발전부와 함께 상기 배터리에 전기를 충전시키기 위해 상기 탭에 설치되며 상기 탭의 흔들림에 의해 전기를 발생시키는 제 2발전부를 더 구비하고,
    상기 제 2발전부는 상기 제 1발전부의 하부에 배치되도록 상기 탭에 매설되고 내부가 빈 원통형의 하우징과, 상기 하우징의 상부에 나사결합되어 상기 하우징의 내부공간을 밀폐시키는 캡과, 상기 하우징의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에는 코일이 권선된 제 1코일관과, 상기 제 1코일관과 직각으로 교차하도록 상기 하우징의 내부공간에 수평하게 형성되고 내부에 슬라이딩 홀이 형성되며 외주면에 코일이 권선된 제 2코일관과, 상기 제 1 및 제 2코일관을 지지하기 위해 일측이 상기 하우징의 바닥에 고정되고 타측은 상기 제 1 및 제 2코일관에 결합되는 다수의 고정바들과, 상기 제 1코일관 및 상기 제 2코일관의 슬라이딩 홀에 각각 삽입되어 상기 탭의 흔들림에 따라 상기 슬라이딩 홀 내에서 슬라이딩 이동될 수 있게 설치되는 제 1 및 제 2영구자석과, 상기 제 1 및 제 2영구자석의 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2스토퍼들을 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전식 발광 지팡이.
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