KR20020038669A - 리모콘용 자가발전 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가발전을 위한 다단 기어와 내부 발전기가 일체로 형성되어 리모콘의 부피를 줄이고, 이용자가 조작하는 회전손잡이의 양방향 회전이 가능하도록 된 리모콘용 자가발전 전원공급장치에 대한 것으로서, 이는 회전손잡이를 물리력으로 회전시켜 리모콘의 동작전원을 공급하는 전원공급장치에 있어서, 상기 회전손잡이의 양방향 회전시 소정 증속비에 따라 회전되는 다단 기어가 구비된 증속부와, 상기 증속부와 일체로 접속되어 상기 증속부의 기어 회전력에 따른 운동에너지를 교류전류로 변환하는 교류 발전부와, 상기 교류 발전부로부터 유입되는 교류전류를 직류전류로 변환하도록 브릿지 회로로가 구비된 정류부와, 상기 정류부로부터 유입되는 직류전류를 충전하는 전해콘덴서가 구비된 충전부 및, 상기 충전부에 충전된 전기에너지를 리모콘의 동작전원으로 공급하는 방전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

리모콘용 자가발전 전원공급장치{Independent electric power apparatus for remote controller}

본 발명은 리모콘의 자가발전 전원공급장치에 대한 것으로서, 특히 자가발전을 위한 다단 기어와 내부 발전기가 일체로 형성되어 리모콘의 부피를 줄이고, 이용자가 조작하는 회전손잡이의 양방향 회전이 가능하도록 된 리모콘용 자가발전 전원공급장치에 대한 것이다.

일반적으로 텔레비젼, 비디오 등의 전기기기에는 이용자의 조작편의를 위한 원격제어용 리모콘이 제공되고 있다. 이러한 리모콘에는 통상적으로 동작전원을 공급하기 위한 소형 건전지가 1개 내지 2개 요구되며, 건전지의 충전전류가 모두 소모된 경우 이용자가 일일히 새로운 건전지로 교체하여야 하는 불편함이 있었다. 또한 리모콘의 이용확대에 따라 버려지는 폐건전지의 양은 기하급수적으로 증가되고 있으며, 이는 환경오염을 유발시키는 원인중 하나이다.

따라서 최근에는 상기한 문제점을 해결하고자 건전지를 사용하지 않는 자가발전 리모콘이 개발되어 그 이용이 확산되고 있는 추세이다.

도 1은 종래 자가발전 리모콘(10)의 외관 구성을 나타낸 사시도이다.

도 1에서 참조번호 11은 리모콘(10)을 통해 구동되는 소정 전기기기의 제어를 위한 적외선 신호를 송출하는 적외선 센서이고, 12는 전기기기의 구동조작을 위한 각종 기능키가 구비된 키패널이며, 13은 이용자가 회전손잡이(J1)를 일방향으로 회전시켜 발생되는 운동에너지를 직류전류로 변환하여 리모콘(10)의 동작전원으로 공급하는 자가발전 전원공급장치이다.

도 2은 도 1에 도시된 종래 자가발전 전원공급장치(13)의 내부 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 2에서 참조번호 131은 도 1의 회전손잡이(J1)의 일방향 회전에 따라 소정 증속비로 회전되는 다단 기어(도시되지 않음)가 구비된 증속부이고, 132는 상기 증속부(131)의 회전력에 따른 운동에너지를 직류전류로 변환하는 직류 발전기(도시되지 않음)가 구비된 발전부이고, 133은 상기 발전부(132)로부터 유입되는 직류전류를 충전하는 전해콘덴서가 구비된 충전부이며, 134는 상기 충전부(133)에 충전된 전기에너지를 리모콘(10)의 동작전원으로 공급하는 방전부이다.

상기한 구성에 의하면, 이용자가 리모콘(10)에 설치된 회전손잡이(J1)를 지정된 방향으로 회전시킴에 따라 증속부(131)는 소정 증속비로 회전력(운동에너지)를 발생시키게 되고, 발전부(132)는 이를 전기에너지로 변환하여 충전부(132)를 충전시키며, 충전된 전기에너지는 방전부(134)을 통해 리모콘(10)의 동작전원으로 공급되게 된다.

그러나 상기한 구성으로 된 종래 자가발전 전원공급장치(13)의 경우 다단 기어가 설치된 증속부(131)가 회전손잡이(J1)의 하단에 설치되고, 리모콘(10)의 내측 길이방향(L1)으로 발전부(132)와 충전부(133) 및 방전부(134)가 연이어 설치되기 때문에 리모콘(10)의 부피가 커짐은 물론 생산단가가 높아지는 문제점이 있었다.

또한 도 1의 회전손잡이(J1)가 시계방향 또는 반시계방향의 일방향 회전만 가능함에 따라 이용에 불편함이 있음은 물론 기기조작이 미숙한 아동 등이 지정된 회전방향의 반대방향으로 억지로 돌리는 경우 리모콘(10)이 파손될 위험이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 자가발전을 위한 다단 기어와 내부 발전기가 일체로 형성되어 리모콘의 부피를 줄이고, 이용자가 조작하는 회전손잡이의 양방향 회전이 가능하여 편의성이 향상된 리모콘용 자가발전 전원공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자가발전 리모콘(10)의 외관 구성을 나타낸 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 종래 자가발전 전원공급장치(13)의 내부 구성을 나타낸 블록구성도.

도 3은 본 발명이 적용된 자가발전 리모콘(20)의 외관 구성을 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리모콘용 자가발전 전원공급장치(21)의 내구 구성을 나타낸 블록구성도.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 증속부(211)의 다단 기어 구성을 설명하기 위한 전개도.

도 6은 도 5a 및 도 5b에 도시된 다단 기어의 접속구조를 나타낸 조립상태도.

도 7은 도 4에 도시된 교류 발전부(212)의 내부 구성을 나타낸 단면도.

도 8은 증속부(211)와 교류 발전부(212)의 접속구조를 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명이 적용된 자가발전 리모콘(30)의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10, 20, 30 : 자가발전 리모콘, 11 : 적외선 센서,

12 : 키패널, 13, 21 : 자가발전 전원공급장치,

131, 211 : 증속부, 132 : 발전부,

133 : 충전부, 134 : 방전부,

212 : 교류 발전부, 213 : 정류부,

1~5 : 제1 내지 제5 기어, 6 : 원통형 돌기,

7 : 자극치, 8 : 고정자 권선,

J1 : 회전손잡이, M1 : 영구자석,

ZD1, ZD2 : 제너 다이오드, SD1, SD2 : 쇼트키 다이오드.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리모콘용 자가발전 전원공급장치는 회전손잡이를 물리력으로 회전시켜 리모콘의 동작전원을 공급하는 전원공급장치에 있어서, 상기 회전손잡이의 양방향 회전시 소정 증속비에 따라 회전되는 다단 기어가 구비된 증속부와, 상기 증속부와 일체로 접속되어 상기 증속부의 기어 회전력에 따른 운동에너지를 교류전류로 변환하는 교류 발전부와, 상기 교류 발전부로부터 유입되는 교류전류를 직류전류로 변환하도록 브릿지 회로가 구비된 정류부와, 상기 정류부로부터 유입되는 직류전류를 충전하는 전해콘덴서가 구비된 충전부 및, 상기 충전부에 충전된 전기에너지를 리모콘의 동작전원으로 공급하는 방전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 증속부는 상기 교류 발전부의 회전자인 영구자석의 중앙부 삽입공에 기어축이 고정되게 삽입된 제1 기어와, 상기 제1 기어에 그 상부 기어가 맞물리는 제2 기어와, 상기 제2 기어의 하부 기어에 그 상부 기어가 맞물리는 제3 기어와, 상기 제3 기어의 하부 기어에 그 하부 기어가 맞물리는 제4 기어와, 상기 제4 기어의 상단 기어에 맞물리고 그 기어축에 고정된 원통형 돌기가 상기 회전손잡이에 고정되게 접속된 제5 기어를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 교류 발전부는 상기 증속부의 기어축에 고정되게 접속된 회전자인 영구자석과, 상기 영구자석의 회전시 자극을 유기하도록 각 방위에 설치된 자극치 및, 상기 자극치로부터 유기된 자극에 따라 교류전류를 발생시키는 고정자 권선을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명이 적용된 자가발전 리모콘(20)의 외관 구성을 나타낸 평면도로서, 도 1에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호(부호)를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3에서 참조번호 21은 회전손잡이(J1)를 양방향으로 회전시켜 발생되는 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 리모콘(20)의 동작전원으로 공급하는 본 발명에 따른 리모콘용 자가발전 전원공급장치로서, 이는 후술할 증속부와 교류 발전부가 일체로 형성되어 길이방향(L2)의 점유용적을 줄이고, 회전손잡이(J1)의 양방향 회전에 따른 운동에너지를 직류전원으로 변환하도록 구성된 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리모콘용 자가발전 전원공급장치(21)의 내구 구성을 나타낸 블록구성도로서, 도 2에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호(부호)를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4에서 참조번호 211은 회전손잡이(J1)의 양방향 회전시 소정 증속비에 따라 회전되는 다단 기어가 구비된 증속부이고, 212는 상기 증속부(211)의 기어 회전력에 따른 운동에너지를 교류전류로 변환하는 교류 발전부이다.

도 4에서 참조번호 213은 상기 교류 발전부(212)로부터 유입되는 교류전류를 직류전류로 변환하고, 충전부(134)의 과충전을 방지하도록 된 브릿지 회로가 구비된 정류부이다.

상기 정류부(213)는 교류 발전부(212)로부터 교류전류가 직접 유입되는 상단 경로에는 충전부(134)의 과충전을 방지하도록 제1 및 제2 제너 다이오드(Zener Diode)(ZD1, ZD2)가 접속되고, 그 하단 경로에는 저전압을 구동을 위해 예컨대, 0.3V 도통전압을 갖는 위한 제1 및 제2 쇼트키 다이오드(Schottky)(SD1, SD2)가 접속되어 구성되며, 상기 정류부(213)를 일반적인 브릿지 회로로 구성하는 것도 가능하다.

그리고 도 4에서 상기 교류 발전부(212)와 정류부(213) 사이에는 교류 발전부(212)의 미소시간 전력변화에 대해서도 정류부(213)의 안정동작을 보장하도록 소정의 저항성 소자(Rs)가 직렬접속된다.

이하 상기 증속부(211)와 교류 발전부(212)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 증속부(211)의 다단 기어 구성을 설명하기 위한 전개도이고, 도 6은 도 5a 및 도 5b에 도시된 다단 기어의 접속구조를 나타낸 조립상태도이다.

상기 증속부(211)는 교류 발전부(212)의 회전자인 영구자석(M1)의 중앙부 삽입공(I1)에 기어축(A1)이 고정되게 삽입된 제1 기어(1)와, 상기 제1 기어(1)에 그 상부 기어(2a)가 맞물리는 제2 기어(2)와, 상기 제2 기어(2)의 하부 기어(2b)에 그 상부 기어(3a)가 맞물리는 제3 기어(3)와, 상기 제3 기어(3)의 하부 기어(3b)에 그 하부 기어(4b)가 맞물리는 제4 기어(4)와, 상기 제4 기어(4)의 상부 기어(4a)에 맞물리고 기어축에 고정된 원통형 돌기(6)가 회전손잡이(J1)의 도시되지 않은 축에 고정되게 접속된 제5 기어(5)를 구비하여 구성된다.

그리고 상기 제1 내지 제5 기어(1~5)의 증속비는 리모콘(20)의 전력소모량을 감안하여 적절히 가감하여 설계하게 된다.

도 7은 도 4에 도시된 교류 발전부(212)의 구성을 나타낸 단면도로서, 이는회전자인 영구자석(M1)과, 회전되는 영구자석(M1)을 통해 자극(磁極)을 유기하도록 각 방위에 설치된 자극치(7)와, 상기 자극치(7)로부터 유기된 자극에 따라 교류전류를 발생시키는 고정자 권선(8)을 구비하여 구성된다.

도 8은 상기 증속부(211)와 교류 발전부(212)의 접속구조를 나타낸 단면도로서, 도 8에 도시된 것처럼 원통형 하우징(H1)의 상단부에는 증속부(211)가 격납되고, 하단부에는 증속부(211)의 제1 기어(1)와 고정되게 접속된 교류 발전부(212)가 격납된다. 그리고 원통형 하우징(H1)의 상단부와 하단부 사이에는 증속부(211)와 교류 발전부(212)의 접속을 위한 관통공(9)이 중앙에 형성된 원형의 차단벽(10)이 설치된다.

이하 상기한 구성으로 된 본 발명의 동작을 설명하기로 한다.

리모콘(20)의 동작전원을 충전하고자 하는 이용자는 회전손잡이(J1)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 되고, 증속부(211)는 제5 기어(5) 부터 제1 기어(1)의 순서로 소정 증속비에 따라 증속된 회전력을 발전부(212)로 공급하게 된다. 본 실시예에서 예컨대, 상기 제1 기어(1)는 5 배의 증속비를 가지고, 제2 내지 제4 기어(2, 3, 4)는 각각 2 배의 증속비를 가지게 된다.

따라서 회전손잡이(J1)와 동축으로 회전되는 제5 기어(5)가 1 회전하는 경우 제1 기어(1)는회전하여 회전손잡이(J1) 일회전당 40 배 증속된 회전력을 발전부(212)로 공급하게 된다.

이때 도 7에 도시된 발전부(212)의 영구자석(M1)은 제1 기어(1)와 동일한 비율로 회전되고, 회전되는 영구자석(M1)을 통해 자극치(7)는 자극을 유기하며, 고정자 권선(8)에는 교류전류가 발생되어 정류부(213)로 흐르게 된다.

그리고 정류부(213)는 발전부(212)로부터 유입된 교류전류를 직류전류로 변환하여 충전부(134)를 충전시키게 되고, 충전부(134)의 충전에너지는 리모콘(20)의 구동시 방전부(135)를 통해 리모콘 내부 회로(도시되지 않음)로 공급되게 된다.

한편 충전부(134)가 과충전된 경우 정류부(213)내 제너 다이오드(ZD1, ZD2)는 충전부(134)로의 교류전류 유입을 차단하여 리모콘(20)의 내부 회로를 보호하게 된다.

그리고 본 출원인의 실험에 의하면, 이용자가 회전손잡이(J1)를 30 회 정도 회전시키면, 본 전원공급장치는 완충 상태에 도달되고(초기 충전시), 이후 일주일에 10 회 정도 회전시키는 것만으로도 이용자는 별도의 건전지 없이도 리모콘을 원할하게 이용할 수 있게 된다.

한편 도 9는 본 발명이 적용된 자가발전 리모콘(30)의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 이는 본 발명에 따른 자가발전 전원공급장치(21)를 리모콘(30)의 배면에 설치한 예를 나타낸 것이다. 종래 일반적인 리모콘의 건전지가 격납되는 위치에 본 발명에 따른 자가발전 전원공급장치(21)를 도 9와 같이 위치시킴으로써 자가발전 리모콘의 부피를 더욱 축소시키는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 자가발전을 위한 다단 기어가 설치된 증속부와 발전부를 일체로 형성하여 그 점유용적을 줄이고, 리모콘 외부에 장착된 회전손잡이의 양방향 회전이 가능하여 이용자의 편의성을 향상시킨 리모콘용자가발전 전원공급장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 리모콘의 동작전원으로 건전지가 요구되지 않는 환경친화적인 제품을 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 회전손잡이를 물리력으로 회전시켜 리모콘의 동작전원을 공급하는 전원공급장치에 있어서,

   상기 회전손잡이의 양방향 회전시 소정 증속비에 따라 회전되는 다단 기어가 구비된 증속부,

   상기 증속부와 일체로 접속되어 상기 증속부의 기어 회전력에 따른 운동에너지를 교류전류로 변환하는 교류 발전부,

   상기 교류 발전부로부터 유입되는 교류전류를 직류전류로 변환하도록 브릿지 회로가 구비된 정류부,

   상기 정류부로부터 유입되는 직류전류를 충전하는 전해콘덴서가 구비된 충전부 및,

   상기 충전부에 충전된 전기에너지를 리모콘의 동작전원으로 공급하는 방전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리모콘용 자가발전 전원공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 증속부는 상기 교류 발전부의 회전자인 영구자석의 중앙부 삽입공에 기어축이 고정되게 삽입된 제1 기어,

   상기 제1 기어에 그 상부 기어가 맞물리는 제2 기어,

   상기 제2 기어의 하부 기어에 그 상부 기어가 맞물리는 제3 기어,

   상기 제3 기어의 하부 기어에 그 하부 기어가 맞물리는 제4 기어,

   상기 제4 기어의 상단 기어에 맞물리고 그 기어축에 고정된 원통형 돌기가 상기 회전손잡이에 고정되게 접속된 제5 기어를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 리모콘용 자가발전 전원공급장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 교류 발전부는 상기 증속부의 기어축에 고정되게 접속된 회전자인 영구자석,

   상기 영구자석의 회전시 자극을 유기하도록 각 방위에 설치된 자극치 및,

   상기 자극치로부터 유기된 자극에 따라 교류전류를 발생시키는 고정자 권선을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 리모콘용 자가발전 전원공급장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 정류부는 상기 교류 발전부로부터 교류전류가 직접 유입되는 상단 경로에는 제1 및 제2 제너 다이오드가 접속되고, 그 하단 경로에는 0.7V 이하의 도통전압을 갖는 위한 제1 및 제2 쇼트키 다이오드가 접속되어 구성된 것을 특징으로 하는 리모콘용 자가발전 전원공급장치.