KR20020031698A - 도립진자 발전기 및 이를 채용하는 자가발전 신호봉 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 도립진자 발전기는, 질량을 가진 물체가 결합되어 있으며 일단이 회동축이 되어 이를 중심으로 회동을 하게 되는 회동봉; 상기 회동봉에 결합되어 회동봉이 외력으로 인해 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있도록 하는 탄성체; 및 상기 회동봉의 회동으로 인해 상대운동을 하게 됨으로써 유도기전력을 발생시키는 코일과 영구자석을 포함한다.

또한, 본 발명의 자가발전 신호봉은, 케이스; 상기 케이스에 수납되는 자가발전기; 상기 자가발전기에 포함되는 코일에 발생하는 유도기전력을 승압,정류하는 전원조정회로; 상기 전원조정회로를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터; 및 상기 캐패시터에 축적된 전기를 공급받아 발광을 하게 되는 적어도 하나 이상의 발광램프를 포함한다.

Description

도립진자 발전기 및 이를 채용하는 자가발전 신호봉{Inverted Pendulum Generator and Signal Light Stick adopting the same}

본 발명은 자가발전기와 이를 전원으로 하는 신호봉에 관한 것으로서, 구체적으로는 도립진자의 진동을 통해 영구자석과 코일을 상대운동시킴으로써 상기 코일에 기전력을 유도하는 도립진자 발전기와, 상기 도립진자 발전기와 같은 자가발전기를 전원으로 사용하여 램프를 발광시키는 신호봉에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대용 전자기기들은 전원으로 1차전지나 2차전지를 사용하는데 1차전지의 경우, 방전이 다 되버리면 다시 구입해야 한다는 점에서 번거롭고 경제적이지 못한 단점이 있고, 특히 제대로 수거가 이루어지지 않을 경우 환경오염을 야기할 위험이 큰 것이 사실이다. 또, 2차전지의 경우 방전이 다 되면 별도의 전원으로부터 충전을 해야 하므로 별도의 충전기와 예비전지가 필요하고 충전회로가 전자기기에 내장되어 있더라도 충전하는 시간 동안은 휴대할 수 없는 단점이 있다.

물론, 상기와 같은 문제점의 대안으로 태양전지나 인위적인 구동으로 발전을 일으키는 여러 형태의 자가발전기들이 채용되었지만 이 또한 효율이 너무 낮거나 발전기를 의도적으로 구동해야 한다는 점에서 매우 번거롭다는 단점이 있었다.

특히, 교통정리시에 일반적으로 사용되는 신호봉의 경우 기존의 제품들은 대부분 1차전지를 사용하고 있는데, LED 6개를 발광램프로 사용하는 제품의 경우 전지 수명이 보통 150 ~ 350시간으로, 그 수명이 매우 짧은 문제점이 있었고 사용자가 이를 흔들면서 사용함에도 불구하고 그 기계적 운동을 전기에너지로서 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미세한 외력에도

민감하게 진동을 하는 도립진자를 채용해 휴대가 가능한 고효율의 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 도립진자 발전기와 같은, 휴대가 가능한 자가발전기를 내장하여 휴대 또는 동작시의 움직임이나 진동만으로도 발전을 하여 효과적으로 발광이 이루어질 수 있도록 하는 자가발전 신호봉을 제공하는 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제1 실시예를 도시한 절개사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.

도 3은 본 도립진자 발전기를 구성하는 도립진자에 작용하는 힘을 분석한 자유물체도.

도 4는 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제2 실시예를 도시한 절개사시도.

도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 자가발전 신호봉을 도시한 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제1 실시예를 도시한 측단면도.

도 8은 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제2 실시예를 도시한 측단면도.

도 9는 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제3 실시예를 도시한 측단면도이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10: 하우징 11: 회동봉 13,35b: 코일

14,35d: 탄성체 15,35c: 가동마그네트 17: 전원조정회로

18: 캐패시터 30: 케이스 34,35,40: 발전기

36: 발광램프 37: 구동회로 38: 스위치

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제1 실시예는, 그 외주면에는 코일이 권선되어 있고 그 내부에는 중공이 형성되어 있는 보빈(Bobbin); 일단이 회동축이 되어, 이를 중심으로 회동을 하게 되는 회동봉; 상기 회동봉에 결합되어 상기 회동봉이 진동할 수 있게 하는 탄성체; 및 상기 회동봉에 결합되어 회동봉의 진동시 상기 보빈의 내부에서 코일에 대해 상대운동을 하게되는 가동마그네트를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제2 실시예는, 질량을 가진 추가 결합되어 있는 구조로서 일단이 회동축이 되어 회동을 하게 되는 회동봉; 상기 회동봉에 결합되어 상기 회동봉이 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있게 하는 탄성체; 및 상기 회동봉의 회동축에 연결됨으로써 상기 회동축의 회전력을 전달받아 발전을 하게 되는 발전기를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 자가발전기가 내장된 신호봉은, 케이스; 상기 케이스에 수납되는 자가발전기; 상기 자가발전기에 포함되는 코일에 발생하는 유도기전력을 승압,정류하는 전원조정회로; 상기 전원조정회로를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터(Capacitor); 및 상기 캐패시터에 축적된 전기를 공급받아 발광을 하게 되는 적어도 하나 이상의 발광램프를 포함한다.

본 자가발전 신호봉의 제1 실시예와 제2 실시예에 따르면, 자가발전기로서 상기 도립진자 발전기를 채용하여 미세한 움직임에도 고효율의 발전이 이루어지도록 하고 이를 통해 발광램프를 효과적으로 발광시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제3 실시예에 따르면, 자가발전기로서 그 외주면에는 코일이 권선되어 있고 그 내부에는 중공이 형성되어 있는 보빈; 상기 보빈에 수납되어 슬라이딩(Sliding)을 하게 되는 가동마그네트 및 상기 가동마그네트와 결합을 이루는 탄성체를 포함하는 발전기가 채용될 수 있다.

상기 설명한 자가발전 신호봉의 실시예들에 있어서, 일 실시예에 서로 다른 종류의 자가발전기를 함께 채용할 수 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제1 실시예를 도시하고 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 도립진자 발전기는 회동봉(11), 보빈(12),탄성체 (14) 및 가동마그네트(15)를 포함한다.

회동봉(11)의 일단은 상기 하우징(10)의 바닥면에 회동이 가능하도록 결합되어 회동중심이 되는 회동축(11a)을 구성하게 되는데, 바람직하게 상기 회동축(11a)에는 베어링이 구비되어 마찰저항을 최소화할 수 있다.

가동마그네트(15)는 상기 회동봉(11)의 타단에 결합되어 후술하는 보빈(12)의 내부에서 슬라이딩을 하게 되는 영구자석으로서 도립진자에 있어서 추의 기능을 하는 동시에 보빈(12)에 권선된 코일(13)과 상대운동을 함으로써 상기 코일(13)에 유도기전력이 발생하도록 하는 역할을 한다. 바람직하게 상기 가동마그네트(15)는 복수개가 구비됨으로써 발전용량을 더욱 높일 수 있다. 본 도면에서는 상기 가동마그네트(15)가 회동봉(11)의 상단에 설치되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 그 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

보빈(12)은 그 외주면에 코일(13)이 권선되어 있고 그 내부에는 중공이 형성된 구조를 하고 있다. 상기 보빈(12)의 형태는 상기 가동마그네트(15)의 운동을 고려해서 바람직하게 부채꼴의 호의 모양을 하고 있는 원통형으로 구성할 수 있는데 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.

탄성체(14)는 일단이 상기 하우징(10)의 내측면에 고정되고 타단은 상기 회동봉(11)에 결합되어, 상기 회동봉(11)의 회동시 복원력을 부여하여 진동에 따라 회동봉(11)의 회동운동을 촉진한다. 본 실시예에서는 상기 탄성체(14)가 상기 회동봉(11) 길이의 약 1/2 되는 지점에 위치하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 회동봉(11)의 진동수나 보빈(12)의 형태와 위치등을 고려해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

본 도립진자 발전기는 전원조정회로(17)와 캐패시터(18)를 추가로 구비함으로써 전력원으로서 더욱 적합한 장치가 될 수 있는데, 전원조정회로(17)는 상기 코일(13)에 유도되는 유도기전력을 승압 및 정류하는 기능을 가지며 캐패시터(18)는 상기 전원조정회로(17)를 거친 유도전류를 충전하는 역할을 한다. 여기서, 상기 캐패시터(18)에는 외부 부하로의 방전을 위해 출력단자(18a)가 구비될 수 있다. 바람직하게, 상기 캐패시터(18)로는 환경오염의 위험이 적고 충전용량이 기존의 콘덴서(Condenser)에 비해 약 1,000 ∼ 100,000배 정도 큰 것으로 알려져 있는 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor: EDLC)가 채용될 수 있는데이에 한정되는 것은 아니고 당업자의 기술수준에서 다양하게 적용될 수 있다.

상기와 같은 구성요소들을 포함하는 본 도립진자 발전기는, 가동마그네트(15)의 질량중심이 지지점의 상부에 위치하게 되어 동역학적으로 매우 불안정한 구조를 갖게 되고, 이로 인해 아주 작은 외란(disturbance)에도 하부 평형점으로 이동하려는 성질을 갖게 된다.

본 발명은 도립진자의 상기와 같은 민감한 운동성을 이용한 것인데, 도 3은 본 도립진자 발전기를 구성하는 도립진자에 작용하는 힘을 분석한 자유물체도를 도시하고 있다. 여기서, m은 가동마그네트의 질량,은 도립진자의 지지점인 회전축(11a)으로부터 상기 가동마그네트(15)의 설치위치까지의 수직방향 길이, a는 상기 회전축(11a)으로부터 상기 가동마그네트(15)의 설치위치까지의 수평방향 길이, k는 상기 탄성체(14)의 강성계수, θ는 상기 회동봉(11)의 회전각도, 그리고 g는 중력가속도를 각각 나타낸다.

외부 마찰저항을 무시하고 회동봉(11) 길이의 1/2 지점에 탄성체(14)가 설치될 경우, 도 3의 자유물체도를 통해 분석한 도립진자의 운동방정식은 다음과 같이 나타내어진다.

상기 회동봉(11)의 회전각이 비교적 작다고 가정했을 때 상기 수학식 1은 아래의 식으로 근사화시킬 수 있다.

여기서, θ의 계수는 유효강성계수를 나타내는데, 이 유효강성계수가 음수가

되면 상기 수학식 2의 해는 이론상으로 무한대로 발산을 하게 된다. 비록, 실제로는 공기를 비롯하여 회동축(11a)에서의 마찰저항등으로 인해 감쇠(Damping)가 일어나지만 외부에서 작은 외력이라도 또 가해지면 이에 민감하게 다시 진동을 하게 된다. 본 발명에 있어서, 상기 가동마그네트(15)와 동일한 자극으로 대향하며 보빈(12)의 양측에 고정마그네트(16)를 설치하여 반발력을 부여할 수 있는데, 상기 반발력으로 인해 유효강성계수가 음의 값을 가지게 된다.

본 발명의 도립진자 발전기는 상기와 같이 도립진자를 구성하여 고효율의 발전을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라, 코일과 자기장의 상대운동에 있어서 유도기전력은 상대속도에 비례하는 점에 착안하여, 상기 회동봉(11)이 수직으로 직립되어 있을 때 상기 가동마그네트(15)의 중심점이 상기 코일(13) 권선부의 중심과 일치하도록 설계하여 상기 코일(13) 권선부의 중심에서 상기 가동마그네트(15)의 운동 속도가 최대가 되도록 하고 이로써 더욱 발전효율을 높이는 것이 가능해진다.

상기와 같은 구조의 도립진자 발전기를 사용자가 휴대를 하고 움직일 경우, 탄성체(14)로 인해 회동봉(11)이 진동을 하게 되고 상기 회동봉(11)에 부착된 가동마그네트(15)가 보빈(12)에 권선된 코일(13)에 대해 상대운동을 하게 됨으로써 상기 코일(13)에 유도전류가 흐르게 된다. 상기 유도전류는 다시 전원조정회로(17)에서 승압 및 정류를 거쳐 캐패시터(18)에 충전이 된 후, 출력단자(18a)를 통해 외부부하로 방전된다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 도립진자 발전기의 제2 실시예를 도시하고 있다. 여기서 도 2의 참조부호와 동일한 부호를 가지는 구성요소는 동일한 구조와 기능을 가지게 된다. 도면을 참조하면, 본 실시예의 도립진자 발전기에 구비된 회동봉(11)의 일단에는 추(21)가 결합된다. 또한, 이 회동봉(11)의 회동중심이 되는 타단에는 회전축(22)이 결합되어 회동봉의 회동운동에 상응하여 회전하게 된다. 본 도면에서는 상기 추(21)가 회동봉(11)의 상단에 설치되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 그 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

회전축(22)은 회동봉(11)과 일체를 이루며 하우징(10) 내부에 설치되는데, 바람직하게 회전시에 마찰 저항을 최소화할 수 있도록 그 양단에 베어링(25)이 구비될 수 있다. 상기 회전축(22)은 추(21)가 결합되어 있는 상기 회동봉(11)이 외력을 받아 회동을 할 때 이에 연동하여 회전을 하게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 도립진자 발전기는 상기 회전축(22)의 회전력을 전달받아 발전을 하는 발전기(26)를 포함한다. 상기 발전기(26)로는 회전자와 고정자를 포함하는 통상의 발전기가 채용되며 회전자와 고정자가 상대운동을 하게 됨으로써 유도기전력이 발생하게 된다. 바람직하게, 상기 발전기(26)로서 정류자와 브러쉬를 더 포함하는 직류발전기를 채용하게 되면 정류회로를 구비하지 않아도 되므로 정류회로로 인한 전력손실을 막을 수 있게 된다.

상기 회전축(22)의 회전력을 발전기(26)의 축으로 전달함에 있어서, 상기 회전축(22)과 발전기(26)축 사이에 기어(24)를 개재시키면 상기 발전기(26)를 구성하는 회전자의 회전속도를 높이는 것이 가능해진다.

상기 회전축(22)과 발전기(26)축 사이에는 회전축(22)의 회전력을 발전기(26)축으로 선택적으로 전달하는 클러치 수단(23)이 구비되는데, 바람직하게, 상기 클러치 수단(23)으로는 본 출원인이 기 출원한 대한민국 특허출원 제 2000-46439호(자가발전기를 이용한 지시등)에 개시된 클러치가 채용될 수 있다.

상기와 같은 구성요소들을 포함하는 본 발명의 도립진자 발전기는, 외력이 가해졌을 때 회동봉(11)이 회동을 하게 되고 이에 연동하여 회전축(22)이 회전하게 되며 상기 회전축(22)의 회전력은 클러치 수단(23)과 연결되어 있는 기어(24)를 통해 발전기(26)의 축에 전달되어 발전이 이루어지게 되는데, 바람직하게 기어(24)와 클러치 수단(23)을 비롯한 발전기(26)를 회전축(22)의 양측에 각각 구비하게 되면 회동봉(11)이 어느 방향으로 회동하더라도 발전기(26)에 상기 회전축(22)의 회전력을 전달하는 것이 가능해진다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 도립진자 발전기와 같은 자가발전기가 내장된 자가발전 신호봉을 도시하고 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 자가발전 신호봉은 케이스(30),발전기(34) 및 발광램프(36)를 포함한다.

케이스(30)는 본 발명에 따른 신호봉의 손잡이가 되는 손잡이부(31)와 신호광(光)을 발하는 표시부(32)를 포함한다. 상기 케이스(30)의 내부에는 후술하는 발전기(34),전원조정회로(17),캐패시터(18) 및 구동회로(37)가 수납되고, 그 외측면에는 스위치(38)를 비롯한 조작버튼이 구비될 수 있다.

특히, 상기 표시부(32)의 내부에는 후술하는 발광램프(36)가 수납되는데, 바람직하게 이 표시부(32)는 상기 발광램프(36)의 빛이 외부로 조사될 수 있도록 통상의 신호봉에 사용되고 있는 적색의 반투명 창으로 형성될 수 있다.

발전기(34)로는 상기 설명한 도립진자 발전기의 제1 실시예가 적어도 하나 이상 채용되어, 상기 케이스(30)의 내부에 수납된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 도립진자 발전기가 설치될 때, 바람직하게 케이스(30) 내부의 상측에는 상기 가동마그네트(도 2의 15)가 수평방향의 움직임에 민감하게 진동할 수 있도록 가동마그네트(15)의 질량중심이 회동축(11a)의 상부에 위치하도록 설치될 수 있고, 하측에는 수직방향의 움직임에 민감하게 진동하도록 가동마그네트(15)의 질량중심이 회동축(11a)과 수평을 이루도록 설치될 수 있는데, 상기 발전기(34)의 갯수나 설치하는 위치는 본 도면에 의해 한정되지 않으며 필요에 따라 얼마든지 변형이 가능하다.

발광램프(36)는 바람직하게 전력소모가 적은 LED(발광다이오드)가 채용되며, 상기 발광램프(36)를 지지하기 위해 지지대(33)가 구비될 수 있다.

본 자가발전 신호봉에는 상기 발광램프(36)를 점멸시키는 구동회로(37)가 더 포함될 수 있는데, 상기 발광램프(36)를 점멸함으로써 더욱 효과적으로 신호를 보낼 수 있게 된다.

상기와 같은 구성요소들을 포함하는 본 발명의 자가발전 신호봉은, 사용자가 본 신호봉의 손잡이를 파지(把持)한 채 움직일 경우, 코일(13)에 대해서 가동마그네트(15)가 상대운동을 하며 진동함으로써 상기 코일(13)에 유도기전력이 발생하게 되고, 전원조정회로(17)를 거친 유도전류를 캐패시터(18)에 충전했다가발광램프(36)에 방전을 함으로써 신호봉으로서의 기능을 하게 된다. 특히 신호봉은, 손잡이를 파지한 채 동체를 흔들면서 사용하기 때문에 자연스럽게 본 자가발전 신호봉에 내장된 발전기에 진동을 가해줄 수 있고, 이로써 별도의 전원장치를 구비하지 않고도 효과적으로 발광램프를 발광시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자가발전 신호봉의 측단면도를 나타내고 있다. 여기서, 도 7의 참조부호와 동일한 부호를 가지는 구성요소는 동일한 구조와 기능을 가지게 된다. 도면을 참조하면, 본 발명의 자가발전 신호봉은, 발전기(40)로서 도 4 및 도 5에 도시된 도립진자 발전기가 적어도 하나 이상 채용되어 케이스(30)의 내부에 수납이 된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 발전기(40)가 설치될 때, 바람직하게 케이스(30) 내부의 상측에는 회동봉(11)에 결합되어 있는 추(21)가 수평방향의 움직임에 민감하게 진동할 수 있도록 추(21)의 질량중심이 회전축(22)의 상부에 위치하도록 설치될 수 있고, 하측에는 수직방향의 움직임에 민감하게 진동하도록 추(21)의 질량중심이 회전축(22)과 수평을 이루도록 설치될 수 있는데, 발전기(40)의 갯수나 설치하는 위치는 본 도면에 의해 한정되지 않으며 필요에 따라 얼마든지 변형이 가능하다.

사용자가 본 자가발전 신호봉의 손잡이를 파지한 상태로 움직이거나 신호봉을 흔들 경우, 추(21)와 탄성체(14)가 결합되어 있는 회동봉(11)이 진동을 하게 되고 이에 연동하여 상기 회동봉(11)의 회전축(22)과 연결이 되어 있는 기어(24)가 회전하게 되며 상기 기어(24)의 회전력은 발전기(26)의 축으로 전달되어 유도기전력이 발생하게 된다. 상기 유도기전력은 다시 승압회로(39)를 거친후 캐패시터(18)에 충전이 되고 스위치(38)를 켰을 때 발광램프(36)로 방전됨으로써 상기 발광램프(36)가 발광을 하게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제3 실시예의 측단면도를 나타내고 있다. 여기서, 도 8의 참조부호와 동일한 부호를 가지는 구성요소는 동일한 구조와 기능을 가지게 된다. 도면을 참조하면, 본 발명의 자가발전 신호봉은, 자가발전기로서 보빈(35a),가동마그네트(35c) 및 탄성체(35d)를 포함하는 발전기(35)가 채용될 수 있다.

상기 보빈(35a)은 내부에 중공이 형성되어 있고, 그 외주면에 코일(35b)이 권선되어 있는 구조로서 상기 케이스(30)의 내부에 설치가 된다.

상기 가동마그네트(35c)는 상기 보빈(35a)의 내부에서 슬라이딩이 이루어지는 영구자석으로서 바람직하게, 복수개가 구비됨으로써 발전용량을 더욱 높일 수 있다.

상기 탄성체(35d)는 상기 가동마그네트(35c)의 양측면을 지지하며 상기 보빈 (35a)의 내부에 구비될 수 있는데, 상기 가동마그네트(35c)가 외력에 의해 움직였을 때 복원력을 부여하여 진동이 일어나도록 한다.

상기와 같은 구성요소들을 포함하는 발전기(35)를 케이스(30)의 내부에 수납할 때, 케이스(30) 내부의 상측에는 탄성체(35d)에 의해 지지되는 가동마그네트(35c)가 수평방향으로 진동하도록 설치하고, 하측에는 수직방향으로 진동하도록 설치하는것이 바람직한데, 상기 설명한 본 발명에 따른 자가발전 신호봉의 제1 실시예나 제2 실시예와 마찬가지로, 수납되는 발전기의 갯수나 위치는 필요에 따라 얼마든지 다양하게 변형될 수 있다.

본 실시예에 따른 자가발전 신호봉은, 사용자가 신호봉의 손잡이를 파지한 채 움직일 경우, 코일(35b)에 대해서 가동마그네트(35c)가 상대운동을 하며 진동함으로써 상기 코일(35b)에 유도기전력이 발생하게 되고, 전원조정회로(17)에서 승압,정류과정을 거친 유도전류를 캐패시터(18)에 충전했다가 발광램프(36)에 방전을 함으로써 신호봉으로서의 기능을 하게 된다.

본 발명에 따른 도립진자 발전기는, 아주 작은 외란에도 민감하게 진동을 하며 발전이 이루어지므로 휴대용 전자기기에 채용되어 고효율의 전원장치로 사용될 수 있다.

또한, 발전기가 내장되어 있는 본 발명의 자가발전 신호봉은, 별도의 1차전지, 혹은 2차전지가 없어도 발광램프를 효과적으로 발광시킬 수 있으므로 매우 경제적일 뿐만 아니라, 폐건전지가 발생하지 않으므로 환경오염의 문제가 생기지 않고, 흔들면서 사용하는 동안 자연스럽게 발전이 이루어지므로 발전기를 의도적으로 구동할 필요가 없는 장점이 있다.

Claims (13)

1. 그 외주면에는 코일(13)이 권선되어 있고 그 내부에는 중공이 형성되어 있는 보빈(12);

   일단이 회동가능하게 결합된 회동봉(11);

   상기 회동봉(11)에 결합되어 상기 회동봉(11)이 외력으로 인해 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있도록 하는 탄성체(14); 및

   상기 회동봉(11)의 타단에 결합되어 회동봉(11)의 진동시 상기 보빈(12)의 내부에서 슬라이딩운동을 하여 상기 코일(13)에 대해 상대운동을 함으로써 상기 코일(13)에 유도전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 가동마그네트(15)를 포함하는 도립진자 발전기.
2. 제 1항에 있어서, 코일(13)에 발생하는 유도기전력을 승압,정류하는 전원조정회로(17); 및

   상기 전원조정회로(17)를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터(18)를 더 포함하는 도립진자 발전기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가동마그네트(15)와 동일한 자극으로 대향하며 보빈 (12)의 양측에 설치되는 고정마그네트(16)를 더 포함하는 도립진자 발전기.
4. 제 1항에 있어서, 회동봉(11)이 수직으로 직립되어 있을 때, 상기 가동마그네트(15)는 그 중심점이 코일(13) 권선부의 중심과 일치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도립진자 발전기.
5. 일단이 회동가능하게 결합된 회동봉(11);

   상기 회동봉(11)의 타단에 결합되는 추(21);

   상기 회동봉(11)의 일단에 결합되어 회동봉(11)의 회동에 연동하여 회전을 하는 회전축(22);

   상기 회전축(22)으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 발전기(26); 및

   상기 회동봉(11)에 결합되어 회동봉(11)이 외력으로 인해 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있도록 하는 탄성체(14)를 포함하는 도립진자 발전기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 발전기(26)를 구성하는 회전자의 회전속도를 높일 수 있도록 상기 회전축(22)과 발전기(26)축 사이에 구비되는 기어(24)를 더 포함하는 도립진자 발전기.
7. 제 5항에 있어서, 상기 회전축(22)의 회전력을 상기 발전기(26)로 선택적으로 전달하는 클러치 수단(23)을 더 포함하는 도립진자 발전기.
8. 케이스(30);

   상기 케이스(30)에 수납되며 그 외주면에는 코일(13)이 권선되어 있고 그 내부에는 중공이 형성되어 있는 보빈(12)과, 상기 케이스(30)에 수납되며 일단이 회동가능하게 결합된 회동봉(11)과, 상기 회동봉(11)에 결합되어 상기 회동봉(11)이 외력에 의해 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있도록 하는 탄성체(14)와, 상기 회동봉(11)의 타단에 결합되어 회동봉(11)의 진동시 상기 보빈(12)의 내부에서 슬라이딩운동을 하여 상기 코일(13)에 대해 상대운동을 함으로써 상기 코일(13)에 유도전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 가동마그네트(15)와, 상기 가동마그네트(15)와 동일한 자극으로 대향하며 보빈(12)의 양측에 설치되는 고정마그네트 (16)를 가지는 적어도 하나 이상의 발전기;

   상기 발전기의 코일(13)에 발생하는 유도기전력을 승압,정류하는 전원조정회로(17);

   상기 전원조정회로(17)를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터(18); 및

   상기 캐패시터(18)에 축적된 전기를 공급받아 발광을 하게 되는 적어도 하나 이상의 발광램프(36)를 포함하는 자가발전 신호봉.
9. 제 8항에 있어서, 상기 발광램프(36)를 점멸시키는 구동회로(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 신호봉.
10. 케이스(30);

    상기 케이스(30)에 수납되며 일단이 회동가능하게 결합된 회동봉(11)과, 상기 회동봉(11)의 타단에 결합되는 추(21)와, 상기 회동봉(11)의 일단에 결합되어 회동봉(11)의 회동에 연동하여 회전을 하는 회전축(22)과, 상기 회전축(22)으로부터 회전력을 전달받아 발전을 하는 발전기(26)와, 상기 회동봉(11)에 결합되어 회동봉(11)이 외력으로 인해 회동할 때 복원력을 부여하여 진동할 수 있도록 하는 탄성체(14)와, 상기 발전기(26)를 구성하는 회전자의 회전속도를 높일 수 있도록 상기 회전축(22)과 발전기(26)축 사이에 구비되는 기어(24)와, 상기 회전축(22)의 회전력을 상기 발전기(26)에 선택적으로 전달하는 클러치 수단(23)을 가지는 적어도 하나 이상의 발전기;

    상기 발전기(26)에 유도되는 유도기전력을 승압하는 승압회로(39);

    상기 승압회로(39)를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터(18); 및

    상기 캐패시터(18)에 축적된 전기를 공급받아 발광을 하게 되는 적어도 하나 이상의 발광램프(36)를 포함하는 자가발전 신호봉.
11. 제 10항에 있어서, 상기 발광램프(36)를 점멸시키는 구동회로(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 신호봉.
12. 케이스(30);

    그 내부에는 중공이 형성되어 있고, 그 외주면에는 코일(35b)이 권선되어 있는 구조로서 상기 케이스(30)에 수납되는 보빈(35a);

    상기 보빈(35a)의 중공에 슬라이딩 가능하도록 수납되는 적어도 하나 이상의가동마그네트(35c); 및

    상기 가동마그네트(35c)와 결합하여, 외력으로 인해 상기 가동마그네트(35c)가 움직였을 때 복원력을 부여하여 상기 코일(35b)에 대해서 상기 가동마그네트(35c)가 진동할 수 있도록 하는 탄성체(35d);

    상기 코일(35b)에 발생하는 유도기전력을 승압,정류하는 전원조정회로(17);

    상기 전원조정회로(17)를 거친 유도전류를 충전하는 캐패시터(18); 및

    상기 캐패시터(18)에 축적된 전기를 공급받아 발광을 하게 되는 적어도 하나 이상의 발광램프(36)를 포함하는 자가발전 신호봉.
13. 제 12항에 있어서, 상기 발광램프(36)를 점멸시키는 구동회로(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전 신호봉.