KR20080080756A - 휴대용 자가발전 손전등 - Google Patents

휴대용 자가발전 손전등 Download PDF

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KR20080080756A
KR20080080756A KR1020070020862A KR20070020862A KR20080080756A KR 20080080756 A KR20080080756 A KR 20080080756A KR 1020070020862 A KR1020070020862 A KR 1020070020862A KR 20070020862 A KR20070020862 A KR 20070020862A KR 20080080756 A KR20080080756 A KR 20080080756A
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주식회사 클립스텍
조동현
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Abstract

본 발명은 자연에너지와 사용자의 간단한 조작에 의해 생성되는 에너지를 이용하여 점등시킬 수 있는 휴대용 자가발전 손전등에 관한 것이다.
본 발명의 휴대용 자가발전 손전등은, 사용자의 조작신호에 따라 전원이 온/오프 되면서 점멸되는 램프가 케이스상에 구비된 휴대용 손전등에 있어서, 상기 케이스의 내부에 설치되어 램프와 전기적으로 접속되는 충전지; 상기 케이스의 외면상에 설치되어 태양광에 의해 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 태양전지판; 사용자의 조작력에 의해 구동되어 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 자가발전장치; 및 상기 케이스상에 외부 상용전원을 수전 받도록 설치되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 충전용 연결구를 포함한다.
이에 의해, 태양광과 사용자의 간편한 조작에 의해 생성되는 전기에너지를 이용함으로써, 별도의 유지비용이 요구되지 않고 환경오염을 유발시키지도 않으면서 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
휴대용, 태양전지판, 자가발전, 태엽장치

Description

휴대용 자가발전 손전등{PORTABLE FLASHLIGHT HAVING SELFGENERATING SYSTEM}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등을 개략적으로 나타내는 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등의 자가발전장치의 일예를 나타내는 사시도,
도3은 도2의 A부 확대 단면도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등의 자가발전장치의 다른 예를 나타내는 사시도,
도5는 도4의 B부 확대분리 사시도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 손전등 110: 케이스
120: 램프 130: 충전지
140: 태양전지판 150: 충전용 연결구
160: 반사판 170: 렌즈
200: 자가발전장치 210,252: 마그네트부재
220,260: 구동부재 230,280: PCB기판
240: 수납함 250: 발전기 몸체
270: 태엽장치 271: 연결축
272: 태엽하우징 273: 원웨이 베어링
274: 태엽스프링 275: 태엽구동부
275a: 당김줄 275b: 손잡이 링
본 발명은 휴대용 자가발전 손전등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 자연에너지와 사용자의 간단한 조작에 의해 생성되는 에너지를 이용하여 점등시킬 수 있는 휴대용 자가발전 손전등에 관한 것이다.
일반적으로 등산, 낚시 등의 레저활동이나 작업현장에서 야간 조명용으로 주로 사용되고, 정전시와 같은 비상시에 시야를 확보하기 위해 사용되는 손전등은, 그 전원으로서 일회용 건전지나 충전식 건전지를 사용한다.
일회용 건전지나 충전식 건전지는 사용할 수 있는 수명이 정해져 있고, 장기간 방치하거나 온도변화, 화학반응과 같은 외부 조건에 따라 쉽게 방전되므로, 비상시에 손전등을 사용하고자 할 경우 건전지의 방전으로 인해 사용할 수 없는 문제점이 자주 발생되는 것이 현실이다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서는 늘 여분의 건전지를 준비하거나 충전된 상태가 유지되도록 관리하여야 하므로 사용이 번거롭고 불편한 문제점이 있다.
특히, 일회용 건전지의 경우 사용시마다 구매하여야 하므로 별도의 유지비용이 요구되고, 사용 완료된 건전지를 폐기할 경우 환경을 오염시키는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 태양광과 사용자의 간편한 조작에 의해 생성되는 전기에너지를 이용함으로써, 별도의 유지비용이 요구되지 않고 환경오염을 유발시키지도 않으면서 편리하게 사용할 수 있도록 한 휴대용 자가발전 손전등을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 휴대용 자가발전 손전등은 사용자의 조작신호에 따라 전원이 온/오프 되면서 점멸되는 램프가 케이스상에 구비된 휴대용 손전등에 있어서, 상기 케이스의 내부에 설치되어 램프와 전기적으로 접속되는 충전지; 상기 케이스의 외면상에 설치되어 태양광에 의해 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 태양전지판; 사용자의 조작력에 의해 구동되어 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 자가발전장치; 및 상기 케이스상에 외부 상용전원을 수전 받도록 설치되 고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 충전용 연결구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 휴대용 자가발전 손전등에서, 상기 자가발전장치는 N극 및 S극이 환봉 형상을 갖도록 반복 착자되게 형성되어 상기 케이스의 내부에 설치되는 마그네트부재; 상기 마그네트부재의 외주면상에 삽입되어 승강되고 원통형 코어의 내측에 권선이 소정 수로 권취된 구동부재; 및 상기 구동부재의 승강작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 상기 충전지 및 상기 램프와 접속되는 PCB기판을 포함할 수 있다.
상기 구동부재와 PCB기판은 상기 구동부재가 승강되더라도 발전 전원의 전달이 가능하도록 코일 형태의 신축가능한 연결 케이블에 의해 서로 접속될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 휴대용 자가발전 손전등에서, 상기 자가발전장치는 상기 케이스의 내부에 설치되고 내주면상에 N극 및 S극이 반복 착자되게 마그네트부재가 설치된 발전기 몸체; 상기 발전기 몸체의 내부에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 코어와, 상기 코어의 외주면상에 소정 수로 권취되는 권선이 구비된 구동부재; 상기 구동부재에 결합되어 회전력을 인가시키도록 구성되는 태엽장치; 및 상기 구동부재의 회전작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 상기 충전지 및 상기 램프와 접속되는 PCB기판을 포함할 수 있다.
상기 태엽장치는 구동부재를 회전시키도록 그 상면상에 입설되는 연결축; 상기 연결축상에 삽입되어 고정되는 태엽하우징; 상기 태엽하우징의 내부에 삽입되어 상기 연결축의 정회전 방향으로 회전이 차단되도록 설치되는 원웨이 베어링; 상기 원웨이 베어링의 외주면상에 내측이 결합되는 태엽스프링, 및 상기 태엽스프링의 외측 단부에 일단이 접속된 당김줄의 타단에 손잡이 링이 결합된 태엽구동부를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등(100)은, 소정 형상을 갖도록 형성된 케이스(110)의 내부에 램프(120), 충전지(130), 태양전지판(140), 충전용 연결구(150), 및 자가발전장치(200)가 구비된다.
케이스(110)는 소정 형상을 갖는 몸체의 내부에 소정 크기의 수용공간이 형성되고, 몸체의 외부에는 사용자가 잡은 상태에서 쉽게 미끄러지거나 이탈되지 않도록 손잡이부가 형성되며, 손잡이부와 접하여 사용자가 램프를 온/오프 시키기 위한 조작스위치(180)가 구성된다.
램프(120)는 통상의 손전등용 전구나, 발광소자(LED) 등으로 구성될 수 있는데, 바람직하게는 복수 개의 고휘도 백색 LED로 구성되고, 램프(120)의 설치부에는 분산되는 빛을 집광시키는 반사판(160)과, 렌즈(170)가 구성된다.
충전지(130)는 케이스(110)의 내부에 설치되고, 램프(120)와 전기적으로 접속되어 충전된 전원을 공급하는 구성으로, 본 실시예에서는 니켈수소전지가 적용되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류 및 형태를 갖는 충전지가 적용될 수 있을 것이다.
태양전지판(140)은 태양광을 인가받아 전기에너지로 변환시키는 구성으로, 태양광을 용이하게 흡수할 수 있도록 케이스(110)의 외면상에 설치되어 충전지(130) 및 램프(120)와 전기적으로 접속되고, 태양전지판(140)에 의해 생성된 전류 및 전압은 DC-DC 변환부에 의해 승압되어 충전지(130)로 인가된다.
충전용 연결구(150)는 외부의 상용전원을 인가받아 충전지(130)에 충전하기 위해 설치되는 구성으로, 케이스(110)의 소정 위치에 설치되어 충전지(130) 및 램프(120)와 전기적으로 접속된다.
자가발전장치(200)는 사용자의 조작력에 의해 구동되어 전기에너지가 생성되고 생성된 전기에너지가 충전지(130) 및 램프(120)에 인가되도록 전기적으로 접속된다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등의 자가발전장치의 일예를 나타내는 사시도이고, 도3은 도2의 A부 확대 단면도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 자가발전장치(200)는 마그네트부재(210), 구동부재(220), 및 PCB기판(230)이 구비된 것으로, 손전등(100)의 케이스(110)에 종방향 또는 횡방향으로 마그네트부재(210)가 설치되고, 이 마그네트부재(210)에 승강되게 구동부재(220)가 설치되어 사용자가 손전등(100)을 요동시키게 되면 구동부재(220)가 마그네트부재(210)상에 상하로 움직이면서 발전하게 된다.
마그네트부재(210)는 환봉 형상을 갖도록 N극 및 S극이 반복 착자되어 케이스(110)의 내부에 설치되고, 구동부재(220)는 마그네트부재(210)의 외주면상에 삽 입되는 원통형 코어(222)의 내측에 권선(224)이 소정 수로 권취되어 구성된다.
PCB기판(230)은 구동부재(220)의 승강작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 충전지(130) 및 램프(120)와 전기적으로 접속된다.
구동부재(220)와 PCB기판(230) 사이에는 구동부재(220)가 마그네트부재(210)상에서 상하로 승강되더라도 발전 전원의 전달이 가능하도록 코일 형태의 신축가능한 연결 케이블(226)이 설치되어 전기적으로 접속된다.
그리고, 마그네트부재(210), 구동부재(220), 및 PCB기판(230)은 손전등(100)의 케이스(110) 내부에 별도의 수납함이 없이 직접 설치될 수도 있지만, 바람직하게는 별도의 수납함(240)내에 각각 내장된 상태에서 일체로 장착된다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등의 자가발전장치의 다른 예를 나타내는 사시도이고, 도5는 도4의 B부 확대분리 사시도이다.
도4 및 도5를 참조하면, 자가발전장치(200)는 발전기 몸체(250), 구동부재(260), 태엽장치(270), 및 PCB기판(280)이 구비된다.
발전기 몸체(250)는 대략 원통 형상으로 형성되어 그 하측이 케이스(110)의 내부에 설치되고 내주면상에 N극 및 S극이 반복 착자되게 구성된 마그네트부재(252)가 설치되는 것으로, 마그네트부재(252)는 N극 및 S극의 배열이 경사지게 착자되도록 함으로써 구동부재(260)의 토오크를 적절하게 확보할 수 있다.
구동부재(260)는 발전기 몸체(250)의 내부에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 원기둥 형상의 코어(262)와, 코어(262)의 외주면상에 소정 수로 권취되는 권 선(264)으로 이루어진다.
태엽장치(270)는 구동부재(260)를 회전시키도록 구동부재(260)의 상면상에 입설되는 연결축(271), 연결축(271)상에 삽입되어 고정되는 태엽하우징(272), 태엽하우징(272)의 내부에 삽입되는 연결축(271)상에 설치되는 원웨이 베어링(273), 원웨이 베어링(273)의 외주면상에 결합되는 태엽스프링(274), 및 태엽스프링(274)의 외측 단부에 결합되는 태엽구동부(275)가 구성된다.
태엽하우징(272)은 원통 형상으로 형성되어 연결축(271)상에 삽입된 상태에서 용접 또는 나사결합 방식에 의해 연결축상에 고정된다.
원웨이 베어링(273,One-way bearing)은 일방향으로만 회전되는 통상의 기계요소로서, 본 실시예에서는 연결축(271)의 정회전 방향(태엽구동부(275)의 당김 방향)으로 회전이 차단되도록 설치된다.
즉, 태엽구동부(275)의 당김 동작시에 원웨이 베어링이 회전되지 않게 되면서 그 당김력이 연결축(271)상에 전달되어 구동부재(260)를 회전시키게 되고, 태엽구동부(275)에 외력을 해제할 경우 태엽스프링(274)의 탄성력에 의해 태엽구동부(275)가 케이스(110) 내부로 삽입되어 원위치 되도록 하는 작용의 수행이 가능하게 된다.
태엽구동부(275)는 태엽스프링(274)의 외측 단부에 일단이 접속되고 타단이 케이스(110)상에서 삽탈되도록 설치되는 소정 길이의 당김줄(275a)과, 이 당김줄(275a)의 타측 단부에 결합되는 손잡이 링(275b)으로 구성된다.
PCB기판(280)은 구동부재(260)의 회전작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평 활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 충전지(130) 및 램프(120)와 접속되는 구성으로, 케이스(110)의 소정 위치에 설치된다.
한편, 도4의 미설명부호 265 및 266은 구동부재(260)을 회전 가능하게 지지하는 베어링이고, 267들은 발전기 몸체(250)을 조립 또는 체결하기 위한 체결부재이며, 268은 구동부재(260)에 의해 생성된 발전 전원을 PCB기판(280)으로 전달하기 위한 연결 케이블이다.
이하 본 발명에 따른 휴대용 자가발전 손전등의 작용을 설명한다.
도1을 참조하면, 상기와 같이 구성된 휴대용 자가발전 손전등을 가정과 같은 실내에서 사용하고자 하는 경우에는 가정에 공급되는 교류전원을 어댑터로 충전용 연결구(150)와 접속시켜 충전지(130)에 충전시킨 후 조작스위치(180)를 작동시키면서 사용할 수 있다.
등산, 낚시 등과 같이 상용전원을 공급받을 수 없는 야외활동시에는 태양전지판(140)에 조사되는 태양광에 의해 생성되는 전기에너지가 충전지(130)에 충전되므로 램프(120)의 전원으로 사용할 수 있다.
상용전원이나 태양광을 이용할 수 없는 야간이나 우천시와 같은 야외활동시에는 사용자가 자가발전장치(200)를 조작시켜 충전지(130)에 전원을 충전시키면서 손전등을 사용할 수 있다.
즉, 도2에 도시된 바와 같은 구조로 자가발전장치(200)가 구비된 경우에는 사용자가 손전등(100)을 상하로 흔들어 요동시키게 되면 구동부재(220)가 마그네트부재(210)상에서 승강된다.
이때, 마그네트부재(210)와의 상호작용에 의해 구동부재(220)측에 발전 전원이 발생되어 연결 케이블(226)을 통해 PCB기판(230)에 인가되는데, 이와 같이 인가된 발전 전원은 PCB기판(230)상에서 평활화 및 DC레벨로 형성되어 이와 접속된 충전지(130)에 인가되어 충전되므로 램프(120)의 전원으로 사용할 수 있게 된다.
한편, 도4에 도시된 바와 같은 구조로 자가발전장치(200)가 구비된 경우에는, 사용자가 손잡이 링(275b)에 손가락을 삽입하여 케이스(110)의 외측으로 외력을 인가시키게 되면 당김줄(275a)이 당겨지게 되고, 이와 접속된 태엽스프링(274)에 당김력이 작용된다.
이때, 태엽스프링(274)의 내측이 원웨이 베어링(273)에 고정되어 당김방향으로 회전이 차단되게 결합되어 있으므로, 어느 정도 압축되다가 원웨이 베어링(273)에 회전력을 인가시키게 되고, 이 원웨이 베어링(273)에 인가된 회전력은 연결축(271)상으로 전달되므로 구동부재(260)을 회전시키게 된다.
구동부재(260)가 회전되면 발전기 몸체(250)에 설치된 마그네트부재(252)와의 상호작용에 의해 구동부재(260)측에 발전 전원이 발생되어 연결 케이블(268)을 통해 PCB기판(280)에 인가되고, 인가된 발전 전원은 PCB기판(280)상에서 평활화 및 DC레벨로 형성되어 이와 접속된 충전지(130)에 충전된다.
사용자가 당김줄(275a)에 인가시키던 외력을 해제하게 되면 압축되어 있던 태엽스프링(274)이 팽창되면서 탄성력에 의해 원웨이 베어링(273)을 회전시키게 되므로 당김줄(275a)이 내측으로 당겨져 원위치 되는데, 이와 같은 당김줄(275a)의 반복적인 인출 및 인입동작에 의해 구동부재(260)를 회전시켜 전원을 발생시키게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 휴대용 자가발전 손전등을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 자가발전 손전등은 태양광과 사용자의 간편한 조작에 의해 생성되는 전기에너지와, 상용전원을 충전하여 램프를 점등시킬 수 있으므로, 사용 전원에 구애받지 않고 언제 어디서나 편리하게 사용할 수 있다.
그리고, 소모성 건전지를 사용하지 않으므로 유지비용이 절감되고, 폐건전지에 따른 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 사용자의 조작신호에 따라 전원이 온/오프 되면서 점멸되는 램프가 케이스상에 구비된 휴대용 손전등에 있어서,
    상기 케이스의 내부에 설치되어 램프와 전기적으로 접속되는 충전지;
    상기 케이스의 외면상에 설치되어 태양광에 의해 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 태양전지판;
    사용자의 조작력에 의해 구동되어 전기에너지가 생성되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 자가발전장치; 및
    상기 케이스상에 외부 상용전원을 수전 받도록 설치되고 상기 충전지 및 상기 램프와 전기적으로 접속되는 충전용 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전 손전등.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자가발전장치는 N극 및 S극이 환봉 형상을 갖도록 반복 착자되게 형성되어 상기 케이스의 내부에 설치되는 마그네트부재;
    상기 마그네트부재의 외주면상에 삽입되어 승강되고 원통형 코어의 내측에 권선이 소정 수로 권취된 구동부재; 및
    상기 구동부재의 승강작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨 로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 상기 충전지 및 상기 램프와 접속되는 PCB기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전 손전등.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부재와 PCB기판은 상기 구동부재가 승강되더라도 발전 전원의 전달이 가능하도록 코일 형태의 신축가능한 연결 케이블에 의해 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전 손전등.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자가발전장치는 상기 케이스의 내부에 설치되고 내주면상에 N극 및 S극이 반복 착자되게 마그네트부재가 설치된 발전기 몸체;
    상기 발전기 몸체의 내부에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 코어와, 상기 코어의 외주면상에 소정 수로 권취되는 권선이 구비된 구동부재;
    상기 구동부재에 결합되어 회전력을 인가시키도록 구성되는 태엽장치; 및
    상기 구동부재의 회전작용에 의해 출력되는 발전 전원을 평활화하여 DC레벨로 형성하기 위한 회로가 설계되고 출력단이 상기 충전지 및 상기 램프와 접속되는 PCB기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전 손전등.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 태엽장치는 구동부재를 회전시키도록 그 상면상에 입설되는 연결축;
    상기 연결축상에 삽입되어 고정되는 태엽하우징;
    상기 태엽하우징의 내부에 삽입되어 상기 연결축의 정회전 방향으로 회전이 차단되도록 설치되는 원웨이 베어링;
    상기 원웨이 베어링의 외주면상에 내측이 결합되는 태엽스프링, 및
    상기 태엽스프링의 외측 단부에 일단이 접속된 당김줄의 타단에 손잡이 링이 결합된 태엽구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가발전 손전등.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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