KR20130136861A - 태엽 구동식 휴대용 소형발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태엽을 이용하여 구동시킴으로써 구동이 보다 용이할 뿐만 아니라, 소형화되어 휴대가 용이한 태엽 구동식 휴대용 소형발전기에 관한 것이다.
본 발명은 축 방향으로 이동하지 못하게 지지하는 강구를 구비하여 안정적인 상태에서 회전이 이루어질 뿐만 작동하는 동안에도 잡음이 발생되지 않게 하였으며, 휴대가 용이하도록 일측에 걸고리를 구비한 휴대용 소형발전기이다.

Description

태엽 구동식 휴대용 소형발전기{Portable Small-Sized Electric Generator of Sprial Spring Driving Type}

본 발명은 휴대용 소형발전기에 관한 것으로, 상세하게는 태엽을 이용하여 구동시킴으로써 구동이 보다 용이할 뿐만 아니라, 소형화되어 휴대가 용이한 태엽 구동식 휴대용 소형발전기에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 축 방향으로 이동하지 못하게 지지하는 강구를 구비하여 안정적인 상태에서 회전이 이루어질 뿐만 아니라 작동하는 동안에도 잡음이 발생되지 않게 하였으며, 휴대가 용이하도록 일 측에 걸 고리를 구비한 휴대용 소형발전기에 관한 것이다.

전기, 전자 기술의 발달과 더불어 최근에는 휴대전화, 스마트폰, 휴대용 오디오장치(i-pad 등), 카메라 등 휴대가 용이한 소형의 전자기기의 개발 및 이용이 급증하고 있다. 이러한 휴대용 전자기기는 전원을 공급하여야 작동할 수 있는 것으로 수시로 배터리의 교환하거나 충전시켜야 한다.

그러나 장시간의 출장이나 야외 활동 중에는 배터리의 충전이 용이하지 못하여 이들 휴대용 전자기기를 사용할 수 없는 문제가 있다. 이에 따라 편의점 등에는 배터리를 충전할 수 있는 수단을 구비하여 휴대용 전자기기의 배터리를 충전시킬 수 있게 한 것이 있으나 이는 장소에 제한을 받음으로 원활한 배터리의 충전이 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

이러한 단점을 개선하기 위해 다양한 휴대용 발전기 개발되고 있으며, 그 일예로 특허문헌 1내지 3이 있다. 특허문헌 1은 웜기어를 이용하여 구성된 발전기로 웜기어와 웜휠이 서로 수직으로 만나도록 구성되어 있어 구동장치가 차지하는 공간이 넓어짐으로 휴대하기에 불편할 정도로 지나치게 부피가 커지는 단점이 있고, 특허문헌 2는 직선 운동하는 발전기로 이렇게 구성할 경우에도 직선운동 거리의 확보를 위해 길이가 길어지고 자석들의 운동량이 적어 충분한 양의 전기를 발생시킬 수 없는 문제가 있으며, 특허문헌 3은 발전기의 일 측부에 복수의 래칫기어를 설치하여 발전기를 구성하는 회전자를 회전시킬 수 있게 구성하였으나 이 또한 발전기와 구동수단이 분리되어 구성됨으로써 많은 공간을 차지하여 휴대하기에 번거로운 문제가 있었다.

1. 대한민국 공개특허 제2009-0021721호 2. 대한민국 공개특허 제2006-0066183호 3. 대한민국 등록실용신안 제0310481호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 구조가 간단하여 소형화가 가능하고, 태엽을 감는 핸들의 조작만으로 발전기를 작동시킬 조작이 용이한 태엽 구동식 휴대용 소형발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이 본 발명은 태엽을 발전기를 구성하는 고정자와 회전자의 중앙에 설치하여 전체크기를 축소시켰으며 회전자와 하우징 사이에 강구를 구비하여 안정적인 상태에서 회전자의 회전이 이루어질 뿐만 아니라 회전자가 회전하는 동안에도 잡음이 발생되지 않게 한 휴대용 소형발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 목적을 이루기 위한 태엽 구동식 휴대용 발전기는 원형 고리 형상으로 코어와 코일이 배열되고 하우징의 내부에 고정된 고정자; 상기 고정자의 외주면을 감싸도록 원형 고리 형상으로 코어와 자석이 배열되고, 중앙에 회전축이 설치된 회전자; 일측 단부는 상기 고정자나 하우징 중 어느 하나에 고정되고, 타측단부는 상기 회전자의 회전축에 연결된 태엽스프링 ; 상기 태엽스프링을 감아 긴장된 상태가 되게 하는 태엽핸들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발전기는 손으로 파지하였을 때 미끄러지지 않게 하기 위해 하우징의 외주면에 미끄러짐을 방지용 마찰돌기를 더 형성할 수 있고, 하우징의 일측에는 탄성을 갖는 걸고리를 설치하여 사용자가 혁대 등에 걸어 착용할 수 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 회전자가 흔들리지 않고 안정적으로 회전할 수 있도록 상기 회전자와 고정자의 대향면 및 하우징과 회전자의 대향면에는 강구를 더 설치할 수 있다.

또한, 태엽이 감기는 동안 회전자가 회전되지 못하게 제동시키기 위한 제동수단을 더 구비할 수 있다.

본 발명은 고정자의 내부에 태엽을 둠으로써 공간을 줄여 소형이면서도 작은구동에도 충분한 출력을 얻을 수 있게 한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각 구성요소들 사이의 대향되는 면에 강구를 설치하여 접촉면이 점 접촉이 되게 하여 구동시 접촉면이 넓어짐에 의해 발생되는 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 하우징의 외주면에 마찰돌기를 형성하여 작동시 미끄러지지 않게 하였으며, 걸고리를 탈착 가능하게 설치하여 휴대를 용이하게 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 태엽 구동식 휴대용 소형발전기의 일예의 분해 단면도
도 2는 본 발명에 따른 태엽 구동식 휴대용 소형발전기의 사용 상태의 종단면도
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 소형발전기의 일예의 일측 하우징을 분리한 상태의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 휴대용 소형발전기의 일예의 분해 사시도
도 5는 본 발명에 따른 휴대용 소형발전기의 다른 일예를 일측 하우징을 분리한 상태에서 도시한 정면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 휴대가 소형화하여 휴대가 용이하고, 작동 시 접촉 소음을 줄인 휴대용 소형 발전기를 제공하기 위한 것으로서, 원형 고리 형상의 고정자(2); 상기 고정자의 외주면을 감싸도록 원형 고리 형상의 회전자(1); 상기 고정자의 중앙에 설치된 태엽스프링(3); 및 상기 태엽스프링을 긴장된 상태로 감아주는 태엽핸들(4)을 포함한다.

상기 고정자(2)는 도 1내지 도 5에 도시한 바와 같이 하우징(10)의 내부에 고정되어 있으며, 통상의 발전기를 구성하는 고정자와 동일 유사하게 고정자코어(22)와, 고정자코어에 감긴 코일(23)을 포함한다. 상기 고정자코어(22)는 도시한 바와 같이 고정자브라켓(21)에 고정되어 있고 고정자브라켓(21)을 고정나사 등으로 하우징에 고정시킨다. 상기 고정자브라켓(21)의 중앙에는 회전자의 중앙에 설치된 회전축(14)이 관통하는 구멍이 형성되어 있다.

상기 회전자(1)는 고정자의 외경보다 큰 내경을 갖는 고리 형상으로 이루어지고, 통상의 발전기를 구성하는 회전자와 동일 유사하게 회전자코어(12)와, 회전자코어들 사이에 설치된 자석(13)을 구비하고 있으며, 회전자코어(12)는 원판(11)에 고정되어 있고 상기 원판(11)의 중앙에 상기한 회전축(14)이 고정되어 있다.

상기 회전자(1)를 회전시켜 자속의 변화를 주어 전기를 발생시키기 위해 상기 태엽스프링(3)이 구비되어 있고, 상기 태엽스프링(3)을 감아 긴장된 상태가 되게 하기 위하여 상기 태엽핸들(4)을 구비하고 있다.

상기 태엽스프링(3)은 통상적으로 시계 등에 설치되는 회전축을 중심으로 나선형으로 굽혀진 판스프링으로 일측 단부는 회전자(2)의 회전축에 고정되고, 타측 단부는 고정자나 하우징의 일측에 고정되어 있으며, 태엽핸들을 돌려 태엽이 충분히 감겨 긴장된 상태에서 놓아주면 회전축이 회전하고 이에 따라 회전자(2)가 회전하여 고정자의 코일에 흐르는 자속에 변화를 주어 전기가 발생하게 되는 것이다.

물론, 고정자(2)는 고정된 상태를 유지하고 있고, 고정된 고정자를 관통한 회전축(14)이 원활하게 회전할 수 있도록 고정자 중앙의 관통구멍에는 베어링(24)이 설치되어 있으며, 베어링(24)은 베어링고정판(25)에 의해 고정자의 고정브라켓(21)에 고정된다.

상기 태엽핸들을 돌려 태엽을 감는 동안 태엽스프링의 탄성에 의해 사용자에게 과도한 부담을 주므로 이를 방지하기 위해 태엽이 감기는 동안에는 회전자가 회전되지 못하게 제동시키는 스토퍼(4)를 더 구비할 수 있으며 스토퍼(4)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 하우징의 일측을 관통하여 내측 단부가 회전자에 접촉되거나 회전자에 형성된 홈에 끼워져 회전자가 회전하지 못하게 한다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 태엽이 감겨지는 동안 회전자가 역 회전되지 못하게 제동시키는 라쳇(42)를 더 구비할 수 있으며, 이 라쳇(42)은 스프링(41)에 의해 탄성적으로 지지되게 설치되어 있으며, 일측에 라쳇을 해제하기 위한 버튼이나 손잡이(미도시)가 더 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 발전기는 구동수단을 작동시킴에 의해 내부의 회전자(1)가 회전하며, 이때 회전자(1)가 다른 구성요소와 접촉되면 접촉 소음이 발생하게 된다. 따라서 가능한 구성요소 사이의 접촉 면적을 좁게 하는 것이 바람직하며 이를 위해 상기 회전자와 고정자의 대향면 및 하우징과 회전자의 대향면에는 강구(5)를 설치하였다. 즉, 강구(5)의 첨부가 구성요소들과 접촉된 상태에서 구동이 이루어지므로 접촉 소음이 감소하게 되는 것이다.,

그 밖에 각 구성요소들 사이에는 와셔(WASHER)나 스페이서(SPACER)등이 설치될 수 있고 구성요소들 사이를 결합하기 위한 수단으로 볼트나 나사가 사용될 수 있다. 또한, 하우징(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 양분하여 구성할 수 있고 하우징의 내부 일측에는 코일에 유도된 전기를 변환하기 위한 정류회로와 직류전압평활회로로 콘덴서나 리액터 등의 전장품이 설치되는 전장품수용공간(10e)이 형성되어 있다.

또한, 상기 하우징(10)의 외주면에는 미끄러짐을 방지하기 위한 마찰돌기(10b)가 형성하여 파지하고 작동시킬 때 손이 미끄러지지 않게 하였고, 일측에는 탄성을 갖는 걸고리(6)를 더 설치하여 사용자가 옷이나 혁대 등에 걸어 휴대할 수 있게 하였다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야할 것이다.

1 : 회전자 2 : 고정자
3 : 태엽스프링 4: 스토퍼
5 : 강구 6 : 걸고리
10 : 케이스 10e : 전장품수용공간
10b : 마찰돌기 10c : 가이드부
10d : 스토핑홀 10f : 스토퍼보관홈
11 : 원판 12 : 회전자코어
13 : 자석 14 : 회전축
21 : 고정브라켓 22 : 고정자코어
23 : 코일 24 : 베어링
25 : 베어링고정판 31 : 태엽핸들

Claims (6)

1. 원형 고리 형상으로 코어와 코일이 배열되고 하우징의 내부에 고정된 고정자;
   상기 고정자의 외주면을 감싸도록 원형 고리 형상으로 코어와 자석이 배열되고, 중앙에 회전축이 설치된 회전자;
   일측 단부는 상기 고정자나 하우징 중 어느 하나에 고정되고, 타측단부는 상기 회전자의 회전축에 연결된 태엽스프링 ;
   상기 태엽스프링을 감아 긴장된 상태가 되게 하는 태엽핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 외주면에는 미끄러짐을 방지하기 위한 마찰돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 일측에는 탄성을 갖는 걸고리가 더 설치된 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.
4. 제1항내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 상기 회전자와 고정자의 대향면 및 하우징과 회전자의 대향면에는 강구가 설치되는 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.
5. 제4항에 있어서, 상기 태엽이 감겨지는 동안 회전자가 회전되지 못하게 제동시키는 스토퍼가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.
6. 제4항에 있어서, 상기 태엽이 감겨지는 동안 회전자가 회전되지 못하게 제동시키는 라쳇이 스프링에 의해 탄성적으로 지지되게 설치되는 것을 특징으로 하는 태엽 구동식 휴대용 소형발전기.

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