KR200234953Y1 - 태엽을 이용한 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태엽을 이용한 발전장치에 관한 것이다. 본 고안에 의한 발전장치는, 풀리는 방향으로 탄성복원력을 가지는 태엽(14)과, 상기 태엽을 감기 위한 핸들(12)을 구비하는 태엽부(10)와; 상기 태엽의 탄성복원력에 의하여 회전하는 출력축(22)에 연결되어 회전하는 구동기어(23); 상기 구동기어의 회전을 일정한 회전수로 감속시키기 위한 감속치차열(26); 그리고 상기 감속치차열의 최종 감속기어와 맞물려서 회전하는 기어부를 구비하는 회전자(30와, 상기 회전자의 외측에 설치되어 회전자의 회전에 의하여 권취된 코일에서 전기를 발생시키는 고정자(34)로 구성되는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 구동기어에 접촉하여 구동기어의 회전을 감속시키기 위한 브레이크를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 본 고안에 의하면, 태엽이 풀리는 힘을 이용하여 소형 발전기를 구현하고 있어서, 필요시 랜턴, 휴대용 전화기 등과 같이 비교적 저전압을 구동원으로 하는 전기기기에 사용할 수 있는 장점이 기대된다.

Description

태엽을 이용한 발전장치{Power generator using mechanical spring}

본 고안은 소형 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태엽을 이용하여 소량의 전기를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기는 널리 사용되고 있는 동력원이라고 할 수 있다. 그러나 이러한 전기는 유선상을 통해서 전달되기 때문에, 전기를 공급하는 유선상의 연결이 되어 있지 않은 지역 또는 부분에서는 전기적 직접 사용할 수 없게 된다.

이와 같이 전기를 직접적으로 사용할 수 없거나, 휴대하면서 사용해야 하는전기기기는 일반적으로 배터리를 이용하는 것이 일반적이다. 그러나 배터리는 그 정해진 동작시간으로 인하여 정해진 시간이 지나면 사용하는 것이 불가능하다. 이러한 경우에는 배터리를 교환하거나 다시 충전한 후에 사용해야 하기 때문에, 불의의 필요시에는 사용할 수가 없다. 예를 들어, 전기의 사용이 불가능한 상태에서 배터리도 없다고 가정할 때, 전등을 점등시켜야 할 필요가 있는 경우에는, 어떻게 점등시킬 수 있는 방법이 없다.

본 고안의 목적은, 태엽을 구동원으로 하여 상대적으로 소형의 발전기를 제공하는 것에 의하여, 필요시 간단한 구동으로 소용량의 전기를 편리하게 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안의 기본적인 개념을 보인 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ..... 태엽부 12 ..... 핸들

14 ..... 태엽 22 ..... 출력축

23 ..... 구동기어 24 ..... 브레이크

26 ..... 감속치차열 30 ..... 회전자

34 ..... 고정자

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 발전장치는, 풀리는 방향으로 탄성복원력을 가지는 태엽과, 상기 태엽을 감기 위한 핸들을 구비하는 태엽부와; 상기 태엽의 탄성복원력에 의하여 회전하는 출력축에 연결되어 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 회전을 일정한 회전수로 감속시키기 위한 감속치차열; 그리고 상기 감속치차열의 최종 감속기어와 맞물려서 회전하는 기어부를 구비하는 회전자와, 상기 회전자의 외측에 설치되어 회전자의 회전에 의하여 권취된 코일에서 전기를 발생시키는 고정자로 구성되는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 구동기어에 접촉하여 구동기어의 회전을 감속시키기 위한 브레이크를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 태엽이 풀리는 힘을 이용하여 소형 발전기를 구현하고 있어서, 필요시 랜턴, 휴대용 전화기 등과 같이 비교적 저전압을 구동원으로 하는 전기기기에 사용할 수 있는 장점이 기대된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서, 본 고안에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 발전장치는 태엽부(10)를 이용하고 있다. 태엽부(10)는, 통상 시계 등에서 사용되는 바와 같이 판상의 금속재질이 동심원을 가지고 감겨져 있는 태엽(14)과, 상기 태엽(14)을 감아주기 위한 핸들(12)를 적어도 포함하고 있다. 그리고 이와 같은 태엽부(10)는, 일반적으로 일정한 형상의 박스에 내장되기도 한다.

그리고 출력축(22)는, 태엽에 연결되어 태엽(14)이 풀리게 되면, 그 탄성력에 의하여 회전하는 것이다. 사용자가 상기 핸들(12)를 돌림으로써 태엽(14)을 완전히 감아놓게 되면, 상기 태엽(14)은 탄성복원력에 의하여 풀리는 방향으로 힘을 받게 되고, 이러한 힘은 출력축(22)에 연결될 것이다 그리고 상기 구동기어(23)의 일측에 접촉하도록 설치되는 브레이크(24)는, 구동기어(23)가 너무 빠른 속도로 회전하는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 예를 들면 토션스프링(24a)에 의하여 상기 구동기어(23)의 일측(예를 들면 저면 또는 상면)에 접촉하는 브레이크(24)는 마찰저항을 발생시켜서, 구동기어(23)의 회전속도를 감속시키게 된다.

상기 출력축(22)은 구동기어(23)와 연결되어 있거나, 일체로 만들어질 수 있게 된다. 그리고 상기 구동기어(23)의 외주면에 성형되는 기어부(23a)의 회전은,복수개의 기어로 구성되는 감속치차열(26)을 통하여 적절한 회전수로 감속될 것이다. 즉 상기 감속치차열(26)은 상기 구동기어(23)의 회전을 원하는 회전수로 감속시키기 위한 것이다. 그리고 상기 감속치차열(26)은 예를 들면, 소기어부(26Aa)와 대기어부(26Ab)가 일체로 구성되어 있는 것을 사용할 수 있다. 그리고 상기 기어부(23a)는, 제1감속기어(26A)의 대기어부(26Ab)와 치합되어 있고, 제1감속기어의 소기어부(26Aa)는 제2감속기어(26B)의 대기어부(26Bb)와 치합되어 있어서, 실질적으로 출력축(22)에 의하여 회전하는 구동기어(23)의 회전은, 상술한 감속기어열(26)을 거치면서 원하는 속도로 감속되게 된다.

그러나 감속치차열(26)에 대한 구성은, 도시한 바와 같은 소기어부 및 대기어부를 가지는 2단형태의 기어에 한정되는 것이 아님은 자명하다. 다른 형태의 기어를 적절하게 배열하는 것에 의하여, 감속을 위한 치차열(gear train)을 형성하는 것이 가능함은 물론이고, 감속치차열(26)에서의 기어의 배치 또는 갯수 등에 의하여 한정될 수는 없을 것이다.

그리고 상기 감속치차열(26)은, 원하는 속도로의 감속을 위하여 복수개로 구성하는 것이 가능함은 물론이고, 도시한 실시예에 있어서는 도시의 편의상 2개의 감속기어(26A,26B)를 도시하고 있다.

그리고 상기 제2감속기어(26B)를 감속치차열의 최종 감속기어라고 가정하면, 상기 제2감속기어(26B)의 소기어부(26Ba)는, 회전자(30)를 회전시킬 수 있도록 그 상부에 성형된 기어부(32)와 치합하도록 구성되어 있다.

본 고안에 의하면, 상술한 태엽부(10)에서 발생하는 동력인 회전력을 구동원으로 하여, 소형 발전기를 구동시킴으로써, 전기를 발생시키고자 하는 점에 착안하고 있다. 그리고 본 고안은, 실질적으로 휴대 가능한 소형 발전장치를 제공하고자 하는 것이어서, 상기 발전기는 실질적으로 소형의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 도시한 실시예에 있어서는 실질적으로 발전기의 개략만을 도시하고 있는데, 발전기는 영구자석을 내장한 회전자(rotor)(30)와, 상기 회전자(30)의 외측에 설치되고 발전을 위한 코일이 권취되어 있는 고정자(34)로 구성된다.

그리고 상기 회전자(30)는, 감속치차열(26)의 최종기어(26B)의 소기어부(26Ba)와 치합되어 회전하는 동력을 받기 위한 기어부(32)를 상단부에 구비하고 있다. 상기 기어부(32)를 통하여 전달되는 회전동력에 의하여, 상기 회전자(30)는 실질적으로 회전하게 될 것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 소형 발전장치의 전체적인 동작에 대하여 간단하게 살펴보기로 한다.

사용자가 핸들(12)를 돌려서 태엽(14)을 완전하게 감아 놓게 되면, 상기 태엽(14)은 그 자체의 탄성복원력에 의하여 풀리려고 하는 힘을 발생시키게 된다. 이러한 힘은 출력축(22)를 통하여 회전력으로 변하게 된다. 그리고 여기서 예를 들면 태엽부(10)는 출력축(22)를 포함하고 있을 수도 있고, 이렇게 출력축이 포함되어 있는 태엽부를 사용할 때는, 상기 출력축에 구동기어(23)를 바로 장착하여 구동기어(23)를 회전시킬 수 도 있음은 물론이다.

상기 출력축(22)의 회전에 의하여, 구동기어(23)는 회전을 시작하게 되는데, 구동기어(23)의 회전은 브레이크(24)에 의한 마찰저항으로 적절한 속도로 저속화될수 있다. 그리고 구동기어(23)의 회전은, 감속치차열(26)을 통하여 원하는 속도로 감속된 후, 최종적으로는 발전기의 회전자(30)의 기어부(32)에 전달된다.

그러면 상기 회전자(30)의 회전에 의하여 고정자(34)에 감겨져 있는 코일에서는 발전이 이루어지게 된다. 이러한 전기는, 예를 들면 전등을 밝히는데도 사용될 수 있으며, 휴대용 전화기에 연결되어 사용될 수도 있다. 이렇게 생성되는 전기의 전압은, 여러가지 조건에 따라 변하지만, 대체로 10V 내외까지의 발전이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 태엽을 이용한 회전력을 발생시키고, 이러한 회전력을 이용하여 소형 발전기를 구동시키는 것에 의하여 전기를 생성하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 자진 자에게 있어서는 여러가지 변형이 가능함은 물론이고, 이러한 변형에 의하여 본 고안이 제한될 수는 없을 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의하면, 비교적 간단하면서도 소형의 구성을 가지는 발전장치를 제공하는 것이 가능하게 된다. 이렇게 발생된 전기를 이용하여, 상대적으로 저전압으로 구동될 수 있는 랜턴, 휴대용 전화기, 기타 소형 가전제품을 구동시킬 수 있게 되는 편리함이 기대된다.

Claims (2)

1. 풀리는 방향으로 탄성복원력을 가지는 태엽과, 상기 태엽을 감기 위한 핸들을 구비하는 태엽부와;

   상기 태엽의 탄성복원력에 의하여 회전하는 출력축에 연결되어 회전하는 구동기어;

   상기 구동기어의 회전을 일정한 회전수로 감속시키기 위한 감속치차열; 그리고

   상기 감속치차열의 최종 감속기어와 맞물려서 회전하는 기어부를 구비하는 회전자와, 상기 회전자의 외측에 설치되어 회전자의 회전에 의하여 권취된 코일에서 전기를 발생시키는 고정자로 구성되는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태엽을 이용한 발전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동기어에 접촉하여 구동기어의 회전을 감속시키기 위한 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태엽을 이용한 발전장치.