KR200235223Y1 - 충전장치를 가진 후레쉬 - Google Patents

Abstract

본 고안은 충전용 밧데리 또는 충전용 밧데리가 결합된 후레쉬 몸체에 발전기(16)를 결합하여 가동함에 의해 충전용 밧데리를 충전하는 후레쉬에 관한 것으로서, 상기 후레쉬 몸체의 일측에 힌지 결합된 레버(14)와, 상기 레버를 상기 후레쉬 몸체와 함께 손으로 쥐는 동작에 따라 상기 발전기의 회전자에 회전력을 전달하는 동력전달수단(18)과, 손을 펴서 상기 레버를 놓을 시에 이 레버를 원위치시키는 제1복원수단(20)을 구비하고, 상기 레버(14)에는 지압돌기(14a)가 형성되어 있으므로, 후레쉬를 들고 다니면서 간단히 발전할 수 있으며 손의 파지력을 기를 수 있고, 충전하면서 손바닥에 지압효과를 주어 건강을 증진할 수 있다.

Description

충전장치를 가진 후레쉬{a flashlight with a charging unit}

본 고안은 충전장치를 가진 후레쉬에 관한 것이다.

가정용, 산업용, 군용 및 야외용 후레쉬 등에는 램프에 전원을 공급하는 밧데리(건전지)가 결합되어 있는데, 밧데리가 완전 방전되면 교체하거나, 충전가능한 밧데리일 경우에는 충전기로 충전하여 재사용하게 된다.

그런데, 충전가능한 밧데리가 완전히 방전되면, 밧데리를 후레쉬의 몸체에서 분리하여 별도의 충전기에서 재충전한 후, 재충전된 밧데리를 몸체에 결합하는 불편함이 있었으므로, 몸체에 충전장치가 결합된 후레쉬가 개시되어 있다.

도1 및 도2는 종래 충전장치가 결합된 후레쉬를 나타내는 사시도이다. 도시한 바와 같이, 몸체(1)(1')의 일단에는 램프(2)(2')가 결합되고, 몸체(1)(1')의 소정 위치에는 스위치(3)(3')가 결합되며, 몸체(1)(1')의 타단에는 충전용 밧데리(도시안됨)가 수용되는 수용부(도시안됨)를 덮는 커버(4)(4')가 결합되어 있다. 그리고, 몸체(1)(1')의 내부에는 충전장치(도시안됨)가 내장되어 있는데, 상기 충전장치에 전원을 공급하도록 몸체(1)(1')에는 충전전원 플러그(5)(5')가 돌출형성되어있다.

이와 같이 구성된 종래 충전장치가 결합된 후레쉬에서 램프(2)(2')의 불빛이 희미해지거나 불빛이 나오지 않으면, 충전전원 플러그(5)(5')를 전원에 연결된 콘세트에 끼워 밧데리를 충전시키게 된다.

이와 같은 종래 충전장치가 결합된 후레쉬는 충전하기 위해서 전원이 필요하므로, 대개 야외로 장기간 나가거나 장기간 여행 등을 하는 경우에는 보조 밧데리를 준비하게 된다.

그런데. 종래 후레쉬에서 보조 밧데리를 준비하는 것에도 한계가 있고, 보조 밧데리를 분실하는 등의 비상시에는 후레쉬를 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 충전이 필요할 경우에 전원이 단전된 경우 등 비상사태에서는 종래 충전장치가 결합된 후레쉬를 사용할 수가 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 후레쉬를 들고 다니면서 간단히 발전할 수 있으며 손의 파지력을 기를 수 있는 후레쉬를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 충전하면서 손바닥에 지압효과를 주어 건강을 증진하는 후레쉬를 제공하는 데 있다.

도1은 종래 충전장치가 결합된 후레쉬를 나타내는 사시도,

도2는 종래 충전장치가 결합된 후레쉬의 다른 예를 나타내는 사시도,

도3은 본 고안의 실시예에 의한 충전장치가 결합된 후레쉬를 나타내는 입면도,

도4는 도3의 발전기의 구성도,

도5는 발전기의 개념도,

도6는 도4의 발전기의 회전자의 단면도,

도7은 도4의 발전기의 회전자의 다른 예를 나타내는 단면도,

도8는 도3의 동력전달수단을 나타내는 구성도,

도9은 도8을 측면에서 바라본 동력전달수단 및 레버의 구성도,

도10은 본 고안이 적용된 랜턴형 후레쉬의 입면도,

도11은 본 고안에서 동력전달수단의 다른 예를 나타내는 구성도,

도12는 본 고안에서 동력전달수단의 또 다른 예를 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 후레쉬 몸체 14 : 레버

14a : 지압용 돌기 16 : 발전기

18 : 동력전달수단 20 : 제1복원수단

22 : 전압조절기 24 : 회전자

50 : 고정기어체 60 : 이동기어체

64 : 제2복원수단

본 고안에 의한 충전장치를 가진 후레쉬는, 충전용 밧데리 또는 충전용 밧데리가 결합된 후레쉬 몸체에 발전기를 결합하여 가동함에 의해 충전용 밧데리를 충전하는 후레쉬에 있어서, 상기 후레쉬 몸체의 일측에 힌지 결합된 레버와, 상기 레버를 상기 후레쉬 몸체와 함께 손으로 쥐는 동작에 따라 상기 발전기의 회전자에 회전력을 전달하는 동력전달수단과, 손을 펴서 상기 레버를 놓을 시에 이 레버를 원위치시키는 제1복원수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 레버에는 손바닥을 지압하는 다수의 지압용 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 동력전달수단은, 상기 레버의 단부에 구비된 랙과, 상기 발전기의 회전자축에 고정된 종동기어와, 상기 종동기어에 물리는 기어를 구비하며 후레쉬 몸체에 고정되어 회전하는 고정기어체와, 상기 레버의 가동에 따라 상기 고정기어체에 물리어 회전하거나 상기 고정기어체에서 떨어지는 기어를 구비한 이동기어체로 이루어져 있다.

상기 이동기어체는, 이 이동기어체의 회전축을 안내하는 장공이 형성된 가이드부재와, 사용자가 상기 레버에서 손을 뗄 경우에 이동기어체의 기어와 고정기어체의 기어의 물림을 해제하도록 이동기어를 원위치시키는 제2복원수단을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

상기 후레쉬 몸체에는 상기 레버의 작동속도에 따라 상이한 전압을 일정하게 유기시키는 전압조절기가 부착되어 있다.

이하, 본 고안의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안이 적용되는 후레쉬는 몸체와, 상기 몸체에 결합된 충전용 밧데리로 구성된다. 그리고, 발전기는 충전용 밧데리에 내장되거나 후레쉬 몸체에 내장된다.

도3는 충전용 밧데리(도시안됨)가 내장되어 본 고안이 적용된 간이형 후레쉬를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 후레쉬 몸체(12)의 일측 모서리에는 레버(14)가 힌지핀(15)에 의해 힌지결합되어 후레쉬 몸체의 길이방향 측으로 뻗어 있고, 상기 충전용 밧데리에 전기를 공급하는 발전기(16)가 후레쉬 몸체(12)내에 결합되며, 상기 발전기(16)의 일측에는 상기 레버(14)를 손으로 쥐는 동작에 따라 발전기의 회전자에 회전력을 전달하는 동력전달수단(18)이 결합되고, 상기 레버(14)의 힌지부에는 손을 펴서 레버(14)를 놓을 시에 이 레버를 원위치시키는 제1복원수단(20)이 결합되어 있다. 그리고, 상기 후레쉬 몸체(12)에는 상기 레버(14)의 작동속도에 따라 상이한 전압을 일정하게 유기시키는 전압조절기(22)가 부착되어 있다.

상기 후레쉬 몸체(12)의 후단부에는 사용하지 않을 시에 상기 레버(14)에 걸도록 걸이구(23)가 결합되어 있다.

상기 레버(14)의 손잡이부에는 사용자가 레버를 쥐고 누를 때 손바닥을 지압하는 다수의 지압용 돌기(14a)가 형성되어 있고, 손잡이부의 후단에는 상기 걸이구(21)를 걸도록 걸이홈(14b)이 형성되어 있다. 상기 걸이홈은 걸림턱으로 대치될 수도 있다.

상기 발전기(16)는 전자유도작용을 이용하여 기계에너지를 전기에너지로 변화시키는 장치로서, 도체가 자계내에서 회전운동을 할 때에 전력을 일으키는 원리를 이용한 것이다. 막대자석이 정지한 코일 속을 출입할 때 검류계에 전류가 유기되는 것도 전력을 발생시키는 원리이다. 전류는 자석이 운동하는 동안만 나타나며 운동이 없을 때에는 전류가 생기지 않는다. 자석을 고정하고 코일을 운동시켜도 같은 결과를 얻는다. 즉, 자석과 코일의 상대운동이 필요한 것이다.

도4에 도시한 바와 같이, 본 고안의 실시예에서는 회전자(24)에 영구자석(26)이 결합되고, 고정자(28)에 코일(30)이 결합된 구조이다. 회전자 축(32)은 그 양단이 베어링(34)(34')에 의해 지지되어 있고, 회전자 축(32)의 일단부에는 후술하는 종동기어가 결합되어 있다. 상기 베어링은 구름 베어링이나 미끄럼 베어링등이 사용될 수 있고, 상기 종동기어 외에 기어장치 등이 결합될 수도 있다.

상기 발전기(16)는 영구자석의 재질이나 공극의 간격 등으로 효율을 높일 수 있고, 길이가 길면 많은 발전량을 얻을 수 있다.

발전원리를 설명하면, 도5(도면에서는 회전자에 코일이 감긴 형태이지만 발전원리는 같음)에 도시한 바와 같이, 회전자의 상대운동의 방향에 따라 유도전류의 방향도 변한다. 또 운동이 빨라지면 전류세기도 증가한다. 또 운동이 빨라지면 전류세기도 변한다. 이는 다음의 페러데이 법칙으로 표현된다.

φ= BA

ε= - N(dφ/dt)

여기서,

φ: 자기력선 속(Weber, 웨버)

B : 자기장(T, 테슬라)

A : 자기장이 지나는 면적(m²)

ε: 유도된 기전력(V, 볼트)

dφ: 자속의 변화량

dt : 시간(s)

N : 코일의 감은 횟수

상기 식에서 나타낸 바와 같이, 유도기전력의 크기는 코일 속을 지나는 자기력선 속의 시간적 변화율에 비례하고 코일의 감은 횟수에 비례한다. 그러므로 전류의 크기를 증가하기 위해서는 회전하는 속도를 증가시키거나 코일의 감은 횟수를 증가하면 된다. 즉, 자기장 내에서 움직이는 구리 도선의 수가 많으면 많을수록 보다 큰 전압을 유도할 수 있다.

그리고, 시간당 자속의 양의 변화를 크게 하면 유도기전력의 크기가 커지는 데, 길이의 회전자는 시간당 끊는 자속의 수가 증가하게 되어, 큰 유도기전력을 얻을 수 있게 된다.

발전기에서 발전되는 에너지는 교류 또는 직류로 발생시킬 수가 있는데, 발전기의 형태에 따라 다르다. 도5에 도시한 바와 같이 고정자에 영구자석을 부착하고 회전자에 브러시를 사용한 경우 직류를 얻을 수 있다. 본 실시예와 같이 회전자에 영구자석을 결합하고 고정자에 코일이 감긴 구조에서는 코일에서 유기되는 전압은 교류형태가 된다.

도6는 회전자의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 축(32)이 끼워진 원통(36)의 외측에는 한쌍의 영구자석(38)(38')이 서로 반대방향에 결합되어 2극을 이루고 있다. 도7에 도시한 바와 같이, 두 쌍의 영구자석(40)(40')(42)(42')이 90도를 이루며 원통(36')에 결합되어 4극을 이룬 구조로 될 수도 있다.

상기 영구자석의 재질은 페라이트나 회토류계(알리코 또는 네오디움)로 되어 있다.

상기 동력전달수단(18)은, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 상기 레버(14)의 단부에서 후레쉬 몸체측을 향해 돌출된 랙(44)과, 상기 발전기(16)의 회전자 축(32)에 고정된 종동기어(46)와, 상기 종동기어(46)에 물리는 제1고정기어(51)를 구비하며 후레쉬 몸체에 고정되어 회전하는 고정기어체(50)와, 상기 레버(14)의 가동에 따라 상기 고정기어체(50)에 물리어 회전하거나 상기 고정기어체(50)에서 떨어지는 제1이동기어(61)를 구비한 이동기어체(60)로 이루어져 있다.

상기 랙(44)은 대체로 상기 레버(14)의 길이로 된 곡률반경을 가진 호를 이루고 있고, 그 내면에 기어 잇빨이 형성되어 있다.

상기 종동기어(46)는 베벨기어로 되어 있다.

상기 고정기어체(50)는 지지대(52)(52)에 끼워진 지지베어링(도시안됨)에 의해 지지되는 축(53)의 단부에 상기 제1고정기어(51)가 고정되고, 상기 지지베어링사이에 상기 제1이동기어(61)에 물리는 제2고정기어(54)가 결합된 구조로 되어 있다. 상기 제1고정기어(51)는 상기 종동기어(46)에 물리는 베벨기어로 되어 있다.

상기 이동기어체(60)는, 이 이동기어체의 회전축(62)을 안내하는 장공(63a)이 형성된 가이드부재(63)(63')와, 사용자가 상기 레버(14)에서 손을 뗄 경우에 이동기어체의 제1이동기어(61)와 고정기어체의 제2고정기어(54)의 물림을 해제하도록 이동기어를 원위치시키는 제2복원수단(64)을 포함하고 있다. 상기 회전축(62)에는상기 랙(44)에 물리는 제2이동기어(65)가 고정되어 있다.

상기 제2복원수단(64)은 상기 회전축(62)과 상기 가이드부재(63)(63')에 그 양단이 걸린 인장스프링으로 되어 있으며, 상기 가이드부재(63)(63')에 각각 하나씩 걸려 있다. 상기 가이드부재(63)(63')는 소정간격으로 이격되어 있고, 그 사이에 상기 제1, 제2이동기어(61)(65)가 위치하고 있다.

상기 제1복원수단(20)은 상기 레버(14)가 힌지결합된 힌지핀(15)에 외삽된 비틀림(토션)스프링으로 되어 있다.

상기 전압조절기(22)는 레버(14)를 요동시키는 속도의 전 범위에 걸쳐 부하나 속도에 관계없이 발전기의 전압을 일정하게 유지시키며, 레귤레이터라고도 한다. 즉, 레버(14)의 요동속도가 다르기 때문에 발전기에 유기되는 전압은 순간마다 다르는데, 전압조절기는 이러한 현상을 보상해 준다. 전압조절기는 부착하지 않을 수도 있으나, 부하조건에 따라 그 부착여부가 결정된다. 회전자의 회전속도가 광범위한 속도변화 및 큰 폭의 전기 부하변화에서는 발전기의 전압을 자동으로 조절하는 방법이 필요해진다. 이러한 전압조절은 전기장치들을 과전압으로부터 보호하고 배터리의 과충전을 막아 주고 보호하는 작용을 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 의한 충전장치를 가진 후레쉬에서, 도9에 도시한 바와 같이, 레버(14)를 손으로 쥐고 A방향으로 누르면, 랙(44)이 제2이동기어(65)를 미는 한편 회전하여 하게 되어, 이동기어체(60)가 점선에서 좌측으로 이동하여 그 제1이동기어(61)가 제2고정기어(54)에 물리면서 랙(44)의 직선에 가까운 운동이 이동기어체(60) 및 고정기어체(50)의 회전운동을 야기한다. 그리고,제1고정기어(51)에 물린 종동기어(46)가 회전하여 회전자(24)가 회전함에 의해 유도기전력이 발생된다. 이러한 유도기전력에 의한 전류는 전압조절기(22)를 거쳐 충전용 밧데리로 흘러 충전된다.

즉, 파지력에 의한 압력 에너지는 기어 작용에 의해 회전 운동 에너지로 변환되고, 이 회전 운동 에너지에 의해 발전기에서 발전 에너지(교류 전기)가 발생하며, 상기 교류 전기는 직류 전기로 변환되거나 전압/전류 안정화 회로를 거쳐 밧데리 충전회로(밧데리 종류에 따라 보호 회로 첨가 가능)에 의해 밧데리로 충전된다.

한편, 레버(14)를 누르고 있던 손을 펴면, 제1복원수단(20)에 의해 레버(14)가 원위치함과 동시에 제2복원수단(64)에 의해 이동기어체(60)의 제1이동기어(61)가 고정기어체(50)의 제2고정기어(54)에서 떨어진다. 따라서, 레버(14)의 복귀시에 회전자는 회전되지 않는다.

이와 같은 레버(14)의 동작을 사용자는 후레쉬를 손에 쥐고 다니면서 수시로 할 수 있다. 이때, 레버(14)에 형성된 지압용 돌기(14a)는 사용자의 손바닥을 지압하므로 지압효과를 준다. 그리고, 수시로 손을 쥐었다 폈다 하므로 파지력을 높일 수 있다.

후레쉬를 보관하고 싶을 시에는 몸체(12)에 결합된 걸이구(23)를 레버(14)의 걸이홈(14b)에 끼워, 레버(14)를 후레쉬 몸체(12)에 밀착시켜 보관한다.

본 실시예에서는 후레쉬의 뒷측 즉, 레버의 뒷측에 동력전달수단이 결합되고, 레버의 앞측 힌지핀에 제1복원수단이 결합되어 있으나, 동력전달수단이 레버의 앞측에 결합되고 레버의 중간부에 제1복원수단(이 경우에는 압축스프링)을 결합하는 구조로 이루어 질 수도 있다.

도10은 본 고안이 적용된 랜턴형 후레쉬의 입면도이다. 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 몸체(112)의 상측에 형성된 손잡이(113)의 하측에 레버(114)가 결합된 구성이다. 힌지핀(115), 발전기(116), 동력전달수단(118), 제1복원수단(120), 전압조절기(122) 등의 구성은 도3의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다.

도11은 본 고안에서 동력전달수단의 다른 예를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 동력전달수단(218)은, 두개의 가이드부재(263)(263')가 다수의 축(262)(262') 및 종동축(253)에 의해 소정의 간격을 두고 설치되고, 상기 두개의 가이드부재(263)(263') 사이에는 회전속도를 증가시키기 위해 상기 축 및 종동축에 다수의 기어가 결합되어, 랙(244)에 의한 구동력이 상기 종동축(253)에 전달되어 발전기(216)가 작동되는 구조로 되어 있다.

상기 축(262)(262')에는 각각 2개씩의 기어(266, 267) (268, 269)가 결합되고, 상기 종동축(253)에는 하나의 종동기어(270)가 결합되어 있음과 동시에 발전기(216)가 그 단부에 결합되어 있다. 상기 축 및 기어의 수를 많이 할수록 종동축의 회전속도를 더욱 크게 할 수 있다. 그리고, 랙(244)을 반대방향으로 이동시킬 때에는 축(262)이 회전하지 않도록 상기 기어(266)에는 공지의 역회전방지구(도시안됨)가 내장되어 있다.

한편, 레버(14)의 누름동작에 대해 그 발전기의 회전축의 회전속도를 높이도록 유성기어를 가진 동력전달수단을 채용할 수도 있다. 도12는 유성기어를 가진 동력전달수단의 개략도이다.

도12에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 동력전달수단(318)은, 레버(14)의 단부에 결합된 랙(344)과, 그 일단에는 상기 랙(344)에 기어결합되는 제1기어(366)가 돌출결합되고 그 타단에는 발전기(316)가 결합된 유성기어박스(360)로 되어 있다. 상기 유성기어박스(360)에는 랙(344)을 반대방향으로 이동시킬 때에는 발전기의 축이 회전하지 않도록 공지의 역회전방지구(도시안됨)가 내장되어 있다. 상기 유성기어박스(360)는 다양한 기어열 및 기어쌍을 가진 공지의 구조이므로 설명을 생략한다.

본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않으며 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 고안에 의한 충전장치를 가진 후레쉬에 의하면, 후레쉬를 들고 다니면서 간단히 발전할 수 있으며 손의 파지력을 기를 수 있고, 충전하면서 손바닥에 지압효과를 주어 건강을 증진할 수 있다.

Claims (4)

1. 충전용 밧데리 또는 충전용 밧데리가 결합된 후레쉬 몸체에 발전기를 결합하여 가동함에 의해 충전용 밧데리를 충전하는 후레쉬에 있어서,

   상기 후레쉬 몸체의 일측에 힌지 결합된 레버와,

   상기 레버를 상기 후레쉬 몸체와 함께 손으로 쥐는 동작에 따라 상기 발전기의 회전자에 회전력을 전달하는 동력전달수단과,

   손을 펴서 상기 레버를 놓을 시에 이 레버를 원위치시키는 제1복원수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 충전장치를 가진 후레쉬.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레버에는 손바닥을 지압하는 다수의 지압용 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충전장치를 가진 후레쉬.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 동력전달수단은,

   상기 레버의 단부에 구비된 랙과,

   상기 발전기의 회전자축에 고정된 종동기어와,

   상기 종동기어에 물리는 기어를 구비하며 후레쉬 몸체에 고정되어 회전하는 고정기어체와,

   상기 레버의 가동에 따라 상기 고정기어체에 물리어 회전하거나 상기 고정기어체에서 떨어지는 기어를 구비한 이동기어체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 충전장치를 가진 후레쉬.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 후레쉬 몸체에는 상기 레버의 작동속도에 따라 상이한 전압을 일정하게 유기시키는 전압조절기가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 충전장치를 가진 후레쉬.