KR20170042395A - 발전장치 - Google Patents

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KR20170042395A
KR20170042395A KR1020150141341A KR20150141341A KR20170042395A KR 20170042395 A KR20170042395 A KR 20170042395A KR 1020150141341 A KR1020150141341 A KR 1020150141341A KR 20150141341 A KR20150141341 A KR 20150141341A KR 20170042395 A KR20170042395 A KR 20170042395A
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이재혁
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이재혁
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Abstract

본 발명은 웨어러블 디바이스 형태의 발전장치를 개시한다. 본 발명에 의한 발전장치는 회전축(16)을 갖는 발전기(14)와, 상기 회전축(16)의 일 단부에 착설된 회전자축기어(24)를 포함하는 발전기조립체(10)와; 상부벽(30)을 갖고 상기 발전기조립체(10)를 수용하며, 내부에 수직으로 배치된 안내봉(36)과, 전면 양측에 톱니열(40, 42)을 갖는 래크(38)를 포함하고, 상기 안내봉(36)과 상기 래크(38)에 의하여 상기 발전기조립체(10)가 상하로 안내되어 상승 또는 하강 운동할 수 있도록 하는 외부케이싱(28)과; 상기 발전기조립체(10)의 전면에서 상기 회전차축기어(24)에 결합되는 구동기어(58, 60)와; 상기 각 구동기어(58, 60)에 상기 각 구동기어(58, 60)의 축선에 동축상으로 일방향 클러치(70)를 통하여 결합되고 상기 래크(38)의 톱니열(40, 42) 각각에 결합되는 일조의 피니언(64, 66)과; 상기 발전기조립체(10)를 상기 외부케이싱(28)의 상부벽(30)에 탄성적으로 매달리게 연결하는 코일스프링(44)을 포함한다. 이로써, 상기 발전기조립체(10)가 상승 또는 하강 운동함에 따라 상기 피니언(64, 66)과 상기 구동기어(58, 60)가 회전하고 상기 구동기어(58, 60)에 결합된 상기 회전차축기어(24) 및 상기 회전축(16)이 차례로 회전함으로써 상기 발전기(14)가 발전하게 된다.

Description

발전장치 {GENERATING APPARATUS}
본 발명은 발전장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 신체 일부에 착용하는 웨어러블 디바이스(wearable device)의 형태로서 신체의 움직임에 따라서 상하방향으로 작용하는 스프링의 탄성에 의하여 발전기를 회전시켜 발전이 이루어질 수 있도록 한 스프링 탄성을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
종래, 사용자의 신체 일부분에 착용하거나 휴대하여 사용자 신체의 움직임에 따라 유도되는 상하운동 또는 좌우운동에 의하여 회전자를 연속적으로 회전시킴으로써 이에 대응하여 배치된 고정자 코일을 통하여 발전된 전기를 얻을 수 있도록 한 휴대형의 소형 발전기가 알려져있다.
이러한 종래의 휴대형 소형 발전기의 예로서, 공개특허공보 제10-2003-0089875호(2003.11.28 공개) "휴대용 핸드폰 충전장치"는 부채꼴형인 섹터휠이 진자 원리로 좌우왕복운동을 하여 발생된 구동력으로 발전기를 작동시켜 전압을 발생하는 휴대용 핸드폰 충전장치를 개시한다. 또한, 공개특허공보 제10-2006-0008665호(2006.01.27 공개) "무게중심추를 이용한 소형발전기 및 그를 구비한 발광체"는 액슬에 편심부재와 무게중심추를 착설하여 무게중심추의 회전토크나 회전관성에 의한 회전력으로 발전이 이루어질 수 있도록 한 구조를 개시한다.
이들 발전장치는 중량체가 편심되게 착설된 축을 중심으로 하여 진자운동 또는 회전운동을 하도록 구성되며, 이들 장치를 휴대하거나 또는 이들 장치가 설치된 대상체의 움직임으로써 중량체가 축설된 축의 기울기가 변화되어 중량체가 중력의 영향으로 변위되는 운동에 기인한 진자운동을 이용하여 발전한다.
그러나, 일반적으로 휴대형의 발전기는 사용자의 움직임을 통하여 연속적으로 작동시킬 수 있도록 하는 운동기구가 복잡하고 원활하게 작동치 않아 발전효율이 떨어지는 문제점이 있다.
더욱이, 사용자의 신체 일부에 착용하는 웨어러블 디바이스(wearable device) 형태의 발전장치의 경우, 사용자가 휴대에 편리하도록 발전장치가 비교적 콤팩트하게 구성되고 사용자의 움직임에 따른 외부동력이 지속적으로 공급되는 것이 유리하다.
본 발명은 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 발전장치를 사용자의 신체에 착용하거나 가방 등에 휴대할 수 있는 웨어러블 디바이스의 형태로 구성하고 신체의 움직임에 따라 상하방향으로 작용하는 스프링의 탄성에 의하여 발전기를 작동시킴으로써 발전이 이루어질 수 있도록 한 스프링 탄성을 이용한 발전장치를 제공하기위한 것이다.
또한, 본 발명은 사용자가 휴대할수 있도록 발전장치를 콤팩트하게 구성하기 위하여 소형의 직류 또는 교류 발전기나 디스크형 발전장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 발전장치는 회전축을 갖는 발전기와, 상기 회전축의 일 단부에 착설된 회전자축기어를 포함하는 발전기조립체와; 상부벽을 갖고 상기 발전기조립체를 수용하며, 내부에 수직으로 배치된 안내봉과, 전면 양측에 톱니열을 갖는 래크를 포함하고, 상기 안내봉과 상기 래크에 의하여 상기 발전기조립체가 상하로 안내되어 상승 또는 하강 운동할 수 있도록 하는 외부케이싱과; 상기 발전기조립체의 전면에서 상기 회전차축기어에 결합되는 구동기어와; 상기 각 구동기어에 상기 각 구동기어의 축선에 동축상으로 일방향 클러치를 통하여 결합되고 상기 래크의 톱니열 각각에 결합되는 일조의 피니언과; 상기 발전기조립체를 상기 외부케이싱의 상부벽에 탄성적으로 매달리게 연결하는 코일스프링을 포함할 수 있고, 상기 발전기조립체가 상승 또는 하강 운동함에 따라 상기 피니언과 상기 구동기어가 회전하고 상기 구동기어에 결합된 상기 회전차축기어 및 상기 회전축이 차례로 회전함으로써 상기 발전기가 발전할 수 있다.
이때, 본 발명에 의한 발전장치는 상기 발전기조립체의 상승 또는 하강 운동시, 상기 일조의 피니언 각각은 서로 반대방향으로 회전하고, 상기 일조의 피니언 중의 하나는 상기 일방향 클러치를 통하여 상기 구동기어 중의 하나를 회전 구동하여 상기 회전자축기어를 회전시킴으로써 상기 회전자축기어에 연결된 상기 발전기의 회전축을 회전시켜 발전하되, 상기 일조의 피니언 중의 다른 하나는 상기 일방향 클러치를 통하여 상기 구동기어 중의 다른 하나에 회전력을 전달하지 않고 공회전시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발전장치는 상기 발전기조립체의 양측면에 착설된 안내관을 더 포함할 수 있고, 상기 발전기조립체가 안정되게 상승 또는 하강 운동할 수 있도록 상기 안내관에 상기 안내봉이 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발전장치는 상기 발전기조립체의 상기 케이스의 전면측 상하에 착설되어 상기 래크를 안내하는 안내채널을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발전장치는 완충스프링과 완충판을 더 포함할 수 있고, 상기 발전기조립체의 상측면 및 하측면 중의 하나 이상은 상기 완충스프링을 사이에 두고 상기 완충판과 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발전장치의 발전기는 직류 발전기 또는 교류 발전기일 수 있다.
또는, 본 발명에 의한 발전장치의 발전기는 상기 회전축의 중심에 고정 착설되고 복수의 자석이 상면에 원형으로 배열된 디스크와, 상기 디스크의 상방으로 이격되어 원형으로 배열되고 서로 직렬 연결된 복수의 고정자코일을 포함하는 디스크형 발전기일 수 있고, 상기 회전축과 상기 디스크의 회전에 따라 상기 복수의 자석이 상기 복수의 고정자코일을 여기시켜 발전할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 발전장치는 웨어러블 디바이스의 형태로 사용자의 신체부분에 착용하여 사용할 수 있거나 사용자가 휴대하여 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명은 사용자의 신체 움직임에 따라 상하작용으로 작용하는 스프링의 탄성에 의하여 발전기를 회전시킴으로써 발전이 이루어질 수 있도록 하는 것으로, 사용자의 신체 일부에 착용하는 웨어러블 디바이스의 형태로 사용할 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 발전장치는 사용자가 활동하는 동안에 가장 많은 움직임을 보이는 신체부분, 예를 들어 사용자의 다리에서 발목 부분에 착용하거나 어깨에 메거나 또는 사용자의 백팩(backpack) 등에 휴대할 수 있도록 하여 휴대전화나 랜턴과 같은 간단한 개인용 기기를 충전하는데 사용될 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 외부케이싱의 도시를 생략하고 본 발명에 의한 발전장치의 외형을 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 발전장치의 주요 구성요소를 보인 분리사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 발전장치의 평단면도이다.
도 4는 외부케이싱을 제외한 본 발명에 의한 발전장치의 상세 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선 단면도이다.
도 6은 도 5에서 보인 본 발명에 의한 발전장치가 작동하는 것을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 3의 VII-VII선 단면도로서, 본 발명에 의한 발전장치에 있어서 수직으로 고정배치된 래크와 양측의 피니언의 결합상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 3의 VIII-VIII선 단면도로서, 본 발명에 의한 발전장치에 있어서 각각 일방향 클러치를 통하여 피니언에 결합되고 회전자축에 고정된 회전자축기어에 결합된 구동기어를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9a는 본 발명에 의한 발전장치에 있어서 래크와 양측의 피니언의 결합상태를 보인 설명도이고, 도 9b와 도 9c는 본 발명에 의한 발전장치에 있어서 구동기어에 의하여 회전자축기어가 일방향으로 연속회전하는 것을 설명하는 설명도이다.
도 10은 본 발명에 의한 발전장치의 다른 실시형태를 보인 사시도이다.
도 11은 도 10에서 보인 본 발명에 의한 발전장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 해당 도면들을 참조하며 상세히 설명한다.
본 발명은 발전기조립체(10)를 기본구성요소로 하여 구성되며, 이러한 구조는 도 1 내지 도 8에 도시되어있다.
특히 도 1~2에 가장 잘 도시되어있듯이, 이러한 발전기조립체(10)는 육면체의 케이스(12)를 포함하고, 이러한 케이스(12) 내에는 발전기(14)가 수용된다. 발전기(14)는 예를 들어 직류발전기 또는 교류발전기일 수 있고, 이후 부가하여 상세히 설명되는 바와 같은 디스크형의 발전기일 수도 있다.
도 2를 참조하면, 이와 같은 발전기조립체(10)에서 발전기(14)의 회전축(16)은 그 단부가 케이스(12)의 전면으로 연장되어 이에 회전자축기어(24)가 착설된다. 그리고 이후 상세히 설명되는 바와 같이 케이스(12)의 상하운동은 안내하기 위한 안내수단으로서 케이스(12)의 양측에 수직으로 안내관(26)이 배치되어 있다.
이와 같은 발전기조립체(10)는 상하로 기다란 외부케이싱(28) 내에 수용된다. 도시된 예에서, 외부케이싱(28)은 평단면이 원형인 원통형의 형태로 도시되어 있으나, 이러한 외부케이싱(28)은 이후 상세히 설명되는 바와 같이 내부에서 상하로 작동하는데 지장이 없다면 사용자가 착용하는데 불편함이 없는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 외부케이싱(28)은 그 평단면이 원형 이외에 타원형, 사각형, 다각형의 형태를 취할 수 있을 것이다. 중요한 것은 내부에서 발전기조립체(10)가 상하로 원활하게 작동할 수 있는 기다란 통체의 형태를 취하는 것이다.
외부케이싱(28)은 상부벽(30), 하부벽(32)과, 측벽(34)으로 구성된다. 이들 중에서 어느 한 곳에는 내부공간으로의 접근이 이루어질 수 있도록 하는 접근수단(도시하지 않았음)이 구비된다.
그리고, 도 1~2에 도시하듯이, 발전기조립체(10)의 상하운동을 안내하기 위하여, 외부케이싱(28)의 내부에는 양측에 수직으로 안내봉(36)이 배치된다. 이들 안내봉(36)은 이들의 상하단부가 외부케이싱(28)의 상부벽(30)과 하부벽(32)에 각각 고정된다. 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 양측면에 배치된 안내관(26)에 이들 안내봉(36)이 삽입되어 발전기조립체(10)의 케이스(12)가 수직으로 상하운동하는 것이 안내될 수 있다.
또한, 외부케이싱(28)의 내부에서 중앙전면측에 수직으로 래크(38)가 착설된다. 이러한 래크(38)는 양측면에 톱니열(40, 42)이 형성된 형태이고 그 상하측 단부가 외부케이싱(28)의 상부벽(30)과 하부벽(32)에 각각 고정된다. 전면에서 보았을 때, 양측의 안내봉(36)에 의하여 상하운동이 안내되는 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 전방에 래크(38)가 배치된 형상이다.
외부케이싱(28)의 내부에는 상부벽(30)의 중앙으로부터 코일스프링(44)이 매달리는 형태로 착설된다. 코일스프링(44)의 상단부가 상부벽(30)에 고정된다. 그리고 코일스프링(44)의 하단부는 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 상부에 고정된다. 이러한 코일스프링(44)은 그 탄력이 평상시에 평온한 상태에서 발전기조립체(10)가 외부케이싱(28)의 중간에 놓일 수 있도록 조정되어 선택된다. 어떠한 외부의 힘이 가하여진다면 주로 발전기조립체(10)의 하중에 의하여 코일스프링(44)의 탄성이 작용하여 발전기조립체(10)의 케이스(12)는 상하로 반동하여 상하왕복운동을 하게 될 것이다.
발전기조립체(10)의 케이스(12)의 상하측에는 각 모서리에 배치된 완충스프링(46)에 의하여 완충이 이루어질 수 있도록 하는 완충판(50, 52)이 착설되어 있다. 이들 완충판(50, 52)은 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 상하운동시에 외부케이싱(28)의 상부벽(30)과 하부벽(32)에 부딪치는 것을 완충시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
발전기조립체(10)의 케이스(12)의 전면측 상하에는 수직으로 배치되는 래크(38)가 지나는 안내채널(54, 56)이 착설되어 있다. 결국, 발전기조립체(10)의 케이스(12)는 양측의 안내봉(36)과 상기 언급된 래크(38)에 의하여 상하운동이 안내된다 할 수 있다. 한편으로는, 이러한 래크(38)에 대하여 발전기조립체(10)의 케이스(12)가 정확한 수직위치에서 상하로 운동할 수 있음을 알 수 있도록 한다.
한편, 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 전면에는 그 중앙에 착설된 회전축기어(24)의 양측으로 이러한 회전축기어(24)를 교대로 회전구동시키기 위한 구동기어(58, 60)가 착설되어 회전축기어(24)에 결합된다. 도 3~4에 도시되듯이, 이러한 구동기어(58, 60)는 전면으로 직경이 큰 보스(62)가 형성되어 있다.
또한, 각 구동기어(58, 60)의 전방에는 동일축선 상에 각각 피니언(64, 66)이 착설되고 이들 피니언(64, 66)는 래크(38)의 양측 톱니열(40, 42)에 결합된다. 도 4에 잘 도시되어있듯이, 이들 피니언(64, 66)의 배면측에는 구동기어(58, 60)의 보스(62)에 각각 결합되는 축관(68)이 연장되어 있으며, 구동기어(58, 60)의 보스(62)의 외면과 피니언(64, 66)의 축관(68)의 내면 사이에 반시계방향의 회전하는 경우에만 전동이 이루어지는 일방향 클러치(70)가 각각 배치되어 있다. 따라서, 각 피니언(66, 66)은 일방향 클러치(70)를 통하여 각 구동기어(58, 60)에 결합된다. 피니언(66, 66)의 전면으로 연장된 축(72)은 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 전면중앙에 횡방향으로 착설된 지지대(74)에 축설된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 발전장치는 다음과 같이 작동한다.
발전장치의 모든 구성요소를 수용하고 있는 외부케이싱(28)은 사용자의 신체부분에서 움직임이 가장 활발한 부위에 착용되거나 사용자의 휴대품 내에 휴대된다. 이러한 외부케이싱(28)은 도시된 바와 같이 기다란 원통형의 형태이거나 상기 언급된 바와 같이 적당한 형태일 수 있다. 발전기조립체(10)는 대체로 상하운동을 통하여 발전이 이루어질 수 있도록 외부케이싱(28)의 중심축선이 수직 또는 거의 수직으로 배치되는 것이 좋다.
외부케이싱(28)이 착용되거나 휴대되어 사용자가 활동하는 동안에 사용자의 움직임이 외력이 되어 발전기조립체(10)의 하중에 작용하며, 이러한 발전기조립체(10)의 작용으로 이를 현가장치의 형태로 매달고 있는 코일스프링(44)이 신축 작용한다. 예를 들어, 발전기조립체(10)가 외부의 힘에 의하여 하측으로 향하는 경우 코일스프링(44)은 그 탄력에 반하여 늘어나고 발전기조립체(10)를 하측으로 향하게 하였던 힘이 사라지면 발전기조립체(10)는 코일스프링(44)의 탄력에 의하여 상측으로 이동한다. 이러한 발전기조립체(10)의 상하운동은 코일스프링(44)의 탄력에 의하여 상하진동의 형태로 반복하게 된다.
본 발명은 이러한 발전기조립체(10)의 반복적인 상하운동을 이용하여 발전기(14)의 회전자로부터 연장된 회전축(16)을 연속적으로 회전시킴으로써 발전이 이루어질 수 있도록 한다.
발전기조립체(10)의 반복적인 상하운동시에, 발전기조립체(10)의 케이스(12)의 전면에 착설된 피니언(64, 66)이 래크(38)의 톱니열(40, 42)을 따라 구르면서 회전하게 된다. 이때 피니언(64, 66)의 회전방향을 서로 반대이다.
한편, 도 9a, 도 9b 및 도 9c에서 보인 바와 같이. 본 발명에서 발전기조립체(10)가 하강하는 경우, 전면에서 보았을 때 래크(38)의 좌측 피니언(64)은 반시계방향으로 회전하고 우측 피니언(66)은 시계방향으로 회전한다(도 9a 참조). 발전기조립체(10)가 하강할 때, 반시계방향으로 회전하는 좌측의 피니언(64)은 그 일방향 클러치(70)를 통하여 구동기어(58)를 반시계방향으로 회전구동시킨다. 이러한 구동기어(58)는 이에 결합되어 있는 회전자축기어(24)를 시계방향으로 회전시킨다. 한편, 우측의 피니언(66)은 시계방향으로 회전하므로 반시계방향의 회전하는 경우에만 전동이 이루어지는 일방향 클러치(70)는 피니언(66)의 회전력을 구동기어(60)에 전달하지 않고 구동기어(60)가 반시계방향으로 공회전하도록 한다. 즉, 구동기어(60)는 회전자축기어(24)가 시계방향으로 회전하는 것에 따라서 반시계방향으로 회전하는 것이다.
이리하여, 회전자축기어(24)는 발전기조립체(10)의 하강시에 구동기어(58)를 통하여 회전자축기어(24)를 시계방향으로 회전시킴으로써 발전기(14)의 회전축(16)이 시계방향으로 회전하여 전력이 발생된다.
상기 언급된 바와 같이. 하강하던 발전기조립체(100가 하강한계점에 이르렸다가 코일스프링(44)의 탄력으로 다시 상승하는 경우, 래크(38)에 결합된 피니언(64, 66)이 반대방향으로 회전하게 된다.
즉, 발전기조립체(10)가 상승하는 경우, 래크(38)의 좌측 피니언(64)은 시계방향으로 회전하고 우측 피니언(66)은 반시계방향으로 회전한다. 발전기조립체(10)가 상승할 때, 반시계방향으로 회전하는 우측의 피니언(66)은 그 일방향 클러치(70)를 통하여 구동기어(60)를 반시계방향으로 회전구동시킨다. 이러한 구동기어(60)는 이에 결합되어 있는 회전자축기어(24)를 시계방향으로 회전시킨다. 이때, 좌측의 피니언(64)은 그 회전방향을 바꾸어 시계방향으로 회전하므로 일방향 클러치(70)는 피니언(64)의 회전력을 구동기어(58)에 전달하지 않고 구동기어(58)가 시계반대방향으로 공회전하도록 한다. 즉, 구동기어(58)는 회전자축기어(24)가 시계방향으로 회전하는 것에 따라서 반시계방향으로 회전하는 것이다.
이와 같이, 회전자축기어(24)는 발전기조립체(10)의 상하운동에 관계없이 구동기어(58, 60)에 의하여 교대로 시계방향으로 회전함에 따라 발전기(14)의 회전축(16)이 연속하여 시계방향으로 회전하여 연속적으로 전력이 발생된다.
즉, 상하운동하는 발전기조립체(10)는 상기 언급된 바와 같이 외부케이싱(28)의 내부에서 상부로부터 매달리는 현가장치인 코일스프링(44)의 탄력과 사용자의 움직임에 따라 가하여지는 외부의 힘에 의하여 상하반복적으로 운동하면서 발전이 이루어진다. 이러한 발전기조립체(10)는 그 케이스(12)가 양측의 안내봉(36)과 전면측의 래크에 의하여 안정된 상하운동이 이루어지고 발전기조립체(10)의 상한과 하한에서는 외부케이싱(28)의 상부벽(30)과 하부벽(32)에 강하게 부딪치는 것이 완충스프링(46)과 완충판(50, 52)에 의하여 완화될 수 있어 전체 장치의 작동에 무리가 없도록 한다.
한편, 본 발명에 의한 발전기(14)의 다른 실시형태로서, 도 10 및 도 11에 도시하듯이, 발전기(14)는 그 회전축(16)에 다수의 자석(18)이 원형으로 배열된 디스크(20)가 고정착설되고 이에 대응하여 고정자코일(22)이 원형으로 배열된 구조를 갖는 디스크형 발전기로 구성될 수 있다. 이와 같은 발전기(14)에서 자석(18)이 배열된 디스크(20)가 회전자이고 고정자코일(22)이 고정자이다. 이러한 디스크형 발전기(14)와 유사한 구조의 발전기로서, 현재 출원중인 본 출원인의 특허출원 제10-2015-49392호(2015. 4. 8 출원) "발전기"와 특허출원 제10-2015-76365호(2015. 5. 29 출원) "발전기"에 기재되어있다. 그러나, 본 발명과는 달리, 이들 두 출원에서는 복수의 자석(18)을 디스크(20)의 편심 위치에 배열하여 디스크(20)의 관성 모멘트를 증가시켜 회전력을 더 지속할 수 있도록 하지만, 본 발명에서는 이렇게 복수의 자석(18)을 디스크(20)의 편심 위치에 배열할 필요가 없다.
이때, 상기 영구자석(18)은 복수로 되고 극성이 교번하도록 배열될 수 있다. 또한, 영구자석(18)은 통상적으로 널리 사용되는 알니코(alnico) 자석류, 소결 페라이트 자석류, 또는 니오듐(Nd) 등의 희토류 자석류를 포함한 모든 공지된 영구자석으로 될 수 있다.
그리고, 상기 고정자코일(22)은 복수로 되고 동상의 유도전류가 발생하는 고정자코일들(22)은 서로 직렬 연결되어 발생한 유도전류를 수집하여 발전된다.
이에 따라, 상기 디스크형 발전기(14)는 상기 디스크(20)의 진자운동 또는 회전운동에 따라 상기 영구자석(18)이 상기 고정자코일(22)에 작용하여 유도전류를 발생함으로써 발전한다. 즉, 상기 디스크형 발전기(14)는 회전자축기어(24)가 발전기조립체(10)의 상하운동에 따라 구동기어(58, 60)에 의하여 교대로 시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 발전기 구성요소인 디스크(20)가 연속하여 시계방향으로 회전하여 디스크(20)에 배치된 자석(18)이 고정자코일(22)을 여기시킴으로써 연속적으로 전력을 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 예들은 단순히 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 발전기조립체, 12: 케이스, 14: 발전기, 16: 회전축, 18: 자석, 20: 디스크, 22: 고정자코일, 24; 회전차축기어, 26: 안내관, 28: 외부케이싱, 30: 상부벽, 32: 하부벽, 34: 측벽, 36; 안내봉, 38: 래크, 40, 42: 톱니열, 44: 46; 완충스프링, 50, 52: 완충판, 54, 56; 안내채널, 58, 60: 구동기어, 62: 보스, 64, 66: 피니언, 68: 축관, 70: 일방향 클러치, 72: 축, 74: 지지대.

Claims (9)

  1. 회전축(16)을 갖는 발전기(14)와, 상기 회전축(16)의 일 단부에 착설된 회전자축기어(24)를 포함하는 발전기조립체(10)와;
    상부벽(30)을 갖고 상기 발전기조립체(10)를 수용하며, 내부에 수직으로 배치된 안내봉(36)과, 전면 양측에 톱니열(40, 42)을 갖는 래크(38)를 포함하고, 상기 안내봉(36)과 상기 래크(38)에 의하여 상기 발전기조립체(10)가 상하로 안내되어 상승 또는 하강 운동할 수 있도록 하는 외부케이싱(28)과;
    상기 발전기조립체(10)의 전면에서 상기 회전차축기어(24)에 결합되는 구동기어(58, 60)와;
    상기 각 구동기어(58, 60)에 상기 각 구동기어(58, 60)의 축선에 동축상으로 일방향 클러치(70)를 통하여 결합되고 상기 래크(38)의 톱니열(40, 42) 각각에 결합되는 일조의 피니언(64, 66)과;
    상기 발전기조립체(10)를 상기 외부케이싱(28)의 상부벽(30)에 탄성적으로 매달리게 연결하는 코일스프링(44)을 포함하고, 상기 발전기조립체(10)가 상승 또는 하강 운동함에 따라 상기 피니언(64, 66)과 상기 구동기어(58, 60)가 회전하고 상기 구동기어(58, 60)에 결합된 상기 회전차축기어(24) 및 상기 회전축(16)이 차례로 회전함으로써 상기 발전기(14)가 발전하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전기조립체(10)의 상승 또는 하강 운동시,
    상기 일조의 피니언(64, 66) 각각은 서로 반대방향으로 회전하고,
    상기 일조의 피니언(64, 66) 중의 하나는 상기 일방향 클러치(70)를 통하여 상기 구동기어(58, 60) 중의 하나를 회전 구동하여 상기 회전자축기어(24)를 회전시킴으로써 상기 회전자축기어(24)에 연결된 상기 발전기(14)의 회전축(16)을 회전시켜 발전하되,
    상기 일조의 피니언(64, 66) 중의 다른 하나는 상기 일방향 클러치(70)를 통하여 상기 구동기어(58, 60) 중의 다른 하나에 회전력을 전달하지 않고 공회전시키는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전기조립체(10)의 양측면에 착설된 안내관(26)을 더 포함하고, 상기 발전기조립체(10)가 안정되게 상승 또는 하강 운동할 수 있도록 상기 안내관(26)에 상기 안내봉(36)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발전기조립체(10)의 상기 케이스(12)의 전면측 상하에 착설되어 상기 래크(38)를 안내하는 안내채널(54, 56)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    완충스프링(46)과 완충판(50, 52)을 더 포함하고, 상기 발전기조립체(10)의 상측면 및 하측면 중의 하나 이상은 상기 완충스프링(46)을 사이에 두고 상기 완충판(50, 52)과 연결되는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발전기(14)는 직류 발전기 또는 교류 발전기인 것을 특징으로 하는 발전장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발전기(14)는
    상기 회전축(16)의 중심에 고정 착설되고 복수의 자석(18)이 상면에 원형으로 배열된 디스크(20)와;
    상기 디스크(20)의 상방으로 이격되어 원형으로 배열되고 서로 직렬 연결된 복수의 고정자코일(22)을 포함하는 디스크형 발전기이고, 상기 회전축(16)과 상기 디스크(20)의 회전에 따라 상기 복수의 자석(18)이 상기 복수의 고정자코일(22)을 여기시켜 발전하는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발전장치는 웨어러블 디바이스의 형태로 사용자의 신체부분에 착용하여 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 발전장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발전장치는 사용자가 휴대하여 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 발전장치.
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