KR20240076118A - 수중에서 배터리의 교체가 가능한 led 수중 랜턴 - Google Patents

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Abstract

본 발명 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴은, 방수 케이스 내부에 LED 램프 및 각종 전기회로가 구비된 LED 랜턴부; 상기 LED 랜턴부와 별도로 구비되고, LED 랜턴부와 전기적으로 접속된 상태에서 상기 LED 랜턴부에 전원을 공급하는 배터리부; 및 상기 LED 랜턴부 및 배터리부의 일측에 각각 연장된 상태로 전원 공급을 위해 끝단의 접속단자가 서로 접속 또는 분리되며, 상기 접속단자가 분리된 상태에서는 상기 접속단자에 각각 하나의 돌출형 전극 및 공기를 내포한 접속 홀의 내부에 배치된 하나의 함몰형 전극이 각각 형성되어 있음에 따라 상기 돌출형 전극과 함몰형 전극을 수중에서 서로 접속 또는 분리할 때 상기 접속 홀 내부에 내포된 공기에 의해 전류의 누설없이 상기 LED 랜턴부로부터 배터리부를 선택적으로 분리 및 접속가능한 방수 케이블;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴 {LED underwater lantern with replaceable battery underwater}
본 발명은 LED 수중 랜턴에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 수중에서 배터리의 교체가 가능함에 따라 수중에서 전원 공급이 끊김없이 이루어지고, 이에 따라 LED 램프, 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에 전원 공급이 지속적으로 이루어져 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있는 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴에 관한 것이다.
일반적으로 수중 랜턴은 수중잠수, 작업 및 수중촬영, 스쿠버다이빙을 할 때 수중에서의 시야성을 확보하기 위하여 사용되는 것으로서, LED램프와 같은 조명부 및 전원버튼이 구비된 렌턴헤드부와, 상기 렌턴헤드부의 끝단부에 결합되어 상기 조명부로 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 구성된다.
특히, 상기 배터리는 수중 작업 시 랜턴에 전원 공급이 지속적으로 이루어져야 하는 것이 중요한데, 이러한 수중 랜턴의 배터리 장착 구조에 대한 공개특허 제제2012-0027895호(이하, ‘선행문헌’이라 함)가 앞서 출원된 바 있다.
상기 선행문헌에 의하면 종래의 '수중랜턴'은, 몸체부와 발광부로 외형을 구성하고 전원부와 스위치가 전 원회로로 연결되어 이루어지는 랜턴에 있어서, 상기 몸체부는 손잡이부와 선단결합부 및 후단 결합부를 갖춘 단 일의 원통체이며, 상기 발광부는 몸체부의 선단결합부와 나사결합되는 나선부를 갖추고서 외부둘레에 굴곡홈과 회동홈이 형성됨과 동시에 선단나선부가 마련된 헤드부, 상기 헤드부내에서 굴곡홈의 형성위치에 장착되며 전원 회로가 형성된 PCB와 스프링 및 LED램프가 전원회로에 연결된 LED회로모듈, 상기 LED회로모듈외부를 보호하기 위한 LED회로모듈커버, 상기 LED회로모듈 커버내에 장착되는 반사경, 상기 커버의 전면부에 설치되는 렌즈, 상기 렌즈를 반사경 전면에 밀착시키면서 상기 헤드부의 선단나선부에 나사결합되는 렌즈커버링으로 구성되며, 상기 전원부는 배터리가 수납되며 몸체와 분리형성되는 배터리 홀더, 상기 배터리 홀더가 몸체내에 수납되면 이를 탄지하는 스프링을 갖추면서 상기 몸체부의 후단결합부에 나사결합되는 뒤뚜껑으로 구성되고, 상기 스위치는 헤드부의 굴곡홈과 회동홈의 외부 둘레에 회동가능하게 감삽되는 링형상의 링스위치이며, 상기 헤드부의 굴곡홈둘 레에 형성된 요홈에 고정장착되며 전원을 연결하는 와이어, 상기 굴곡홈내에서 미끄럼이동하도록 설치되는 원기둥 형태의 자석, 상기 자석을 수납하여 굴곡홈에서 미끄럼 이동시키기 위하여 링 스위치의 내면에 형성시킨 자석 수납홈, 상기 헤드부의 회동홈에 출몰되도록 설치되는 스토퍼, 상기 링스위치가 회전하여 스토퍼가 임시 안착되어지도록 링 스위치의 내면에 형성시킨 스토퍼 수납홈을 갖추며, 상기 발광부의 렌즈커버링의 외면에는 채색렌즈가 탈착가능하게 설치된다.
그러나, 상기 선행문헌은 몸체부와 발광부, 전원부, 스위치, 뒤뚜껑이 모두 분리되는 수중 랜턴을 제공하여 시중에서 범용적으로 사용되는 호환가능한 외부 배터리팩을 용이하게 탈착할 수 있도록 구성되어 있으나, 수중에서 배터리를 교체할 수 없다는 구조적인 한계가 있었다.
한국 공개특허 제2012-0027895호 (2012.03.22. 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 안출된 것으로, 수중에서 배터리의 교체가 가능함에 따라 수중에서 전원 공급이 끊김없이 이루어지고, 이에 따라 LED 램프, 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에 전원 공급이 지속적으로 이루어져 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있는 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일 실시예에 따라, 방수 케이스 내부에 LED 램프 및 각종 전기회로가 구비된 LED 랜턴부; 상기 LED 랜턴부와 별도로 구비되고, LED 랜턴부와 전기적으로 접속된 상태에서 상기 LED 랜턴부에 전원을 공급하는 배터리부; 및 상기 LED 랜턴부 및 배터리부의 일측에 각각 연장된 상태로 전원 공급을 위해 끝단의 접속단자가 서로 접속 또는 분리되며, 상기 접속단자가 분리된 상태에서는 상기 접속단자에 각각 하나의 돌출형 전극 및 공기를 내포한 접속 홀의 내부에 배치된 하나의 함몰형 전극이 각각 형성되어 있음에 따라 상기 돌출형 전극과 함몰형 전극을 수중에서 서로 접속 또는 분리할 때 상기 접속 홀 내부에 내포된 공기에 의해 전류의 누설없이 상기 LED 랜턴부로부터 배터리부를 선택적으로 분리 및 접속가능한 방수 케이블;을 포함하여 구성된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 접속 홀의 안쪽면에는 물의 침투를 억제하도록 표면장력을 높이기 위해 발수성 재료가 코팅된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 발수성 재료는 불소 수지 또는 실리콘 수지를 포함한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 발수성 재료는 불소계 용제, 알코올계 용매, 실리콘 오일, 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌을 포함하는 용매에 용해된 후 코팅된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 LED 랜턴부에는 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있도록 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 더 구비한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서는 LED 랜턴부의 케이스로부터 독립된 별도의 케이스에 내장되고, 방수 케이블의 일측 접속단자는 Y자 형태로 분기된 후 상기 LED 랜턴부의 케이스 및 상기 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 내장된 케이스로 각각 연결된다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 수중에서 배터리의 교체가 가능함에 따라 수중에서 전원 공급이 끊김없이 이루어지고, 이에 따라 LED 램프, 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에 전원 공급이 지속적으로 이루어져 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴을 전체적으로 보인 도면으로서, (a)는 제1 실시예도, (b)는 제2 실시예도
도 2는 본 발명에 따른 접속단자의 내부 구조를 보인 요부 확대도
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방수 케이블의 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 수중 랜턴의 구성을 보인 개략도
도 5는 본 발명에 따른 접속단자의 제조 공정을 설명하기 위한 도면
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴의 구성 및 작동 관계에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴을 전체적으로 보인 도면으로서, (a)는 제1 실시예도, (b)는 제2 실시예도이고, 도 2는 본 발명에 따른 접속단자의 내부 구조를 보인 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방수 케이블의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 수중 랜턴의 구성을 보인 개략도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명 수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴의 구성을 일 실시예에 따라 살펴보면, 본 발명은 크게 LED 랜턴부(100), 배터리부(200), 및 방수 케이블(300)로 구성된다.
먼저, LED 랜턴부(100)는 방수 케이스(101, 도 4 참조) 내부에 LED 램프(102, 도 4 참조) 및 각종 전기회로(미도시)가 구비된다.
또한, 배터리부(200)는 상기 LED 랜턴부(100)와 별도로 구비되고, LED 랜턴부(100)와 전기적으로 접속된 상태에서 상기 LED 랜턴부(100)에 전원을 공급한다.
일 실시예에 따라, 상기 배터리부(200)는 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리를 포함하는 리튬 계열의 2차전지일 수 있다.
또한, 방수 케이블(300)은 상기 LED 랜턴부(100) 및 배터리부(200)의 일측에 각각 연장된 상태로 전원 공급을 위해 끝단의 접속단자(310)가 서로 선택적으로 접속 또는 분리가능하게 구성된다.
이때, 상기 접속단자(310)가 분리된 상태에서는 상기 접속단자(310)에 각각 하나의 돌출형 전극(311) 및 공기(A, 기포)가 내포된 접속 홀(312)의 내부에 배치된 하나의 함몰형 전극(313)이 각각 형성된다. 이때, 상기 접속 홀(312)의 직경과 깊이는 기포(A)가 빠져나오지 않을 정도로 수mm 단위의 좁고 긴 홀 형상을 갖되, 상기 접속 홀(312)의 내면은 물이 잘 침투되지 못하도록 표면장력을 크게 하기 위해 매끈하게 형성함이 바람직하다.
이에 따라, 다이버 또는 수중 작업자가 상기 돌출형 전극(311)과 함몰형 전극(313)을 수중에서 접속 또는 분리함에 의해 접속 홀(312) 내부에 내포된 기포(A)는 상기 접속 홀(312) 내부로 물이 침투하지 못하게 하므로 전류의 누설없이 상기 LED 랜턴부(100)로부터 배터리부(200)를 선택적으로 분리 및 접속가능하게 구성된다.
여기서, 도 1a 및 도 4를 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 따라, 상기 LED 랜턴부(100)의 케이스(101) 내부에는 발광을 위해 LED 램프(102), 1차 집광렌즈(103) 및 2차 집광렌즈(104)가 구비되고, 케이스 외면에는 온/오프 조작을 위한 스위치부(105), 배터리 잔량 등을 디스플레이하기 위한 표시부(106) 등이 구비된다.
아울러, 상기 LED 랜턴부(100)의 케이스(101) 내부에는 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있도록 소나(Sonar) 센서(107) 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(108)가 더 구비된다.
상기 구성요소들의 동작을 간략히 살펴보면, 먼저 LED 램프(102)에서 발광된 빛은 1차 집광렌즈(103)에서 분산된 후, 2차 집광렌즈(104)에서 빛의 방향이 균일하게 정렬된다. 또한, 스위치부(105)를 조작함에 의해 상기 LED 램프(102), 소나 센서(107) 및 IMU 센서(108)의 On/Off 작동이나 제어를 수행한다.
한편, 상기 소나 센서(107)는 사용자가 원하는 경우 스위치부(105)를 조작함에 의해 작동하여 수심 깊이를 표시부(106)에 디스플레이하고, IMU 센서(108)는 GPS, 메모리, 무선통신 모듈이 구비된 형태로 다이버의 실시간 위치를 메모리에 누적 저장하여 이동경로 및 역방향 회귀경로를 산출하는 기능을 수행한다.
추가적으로, 상기 케이스(101) 내부에는 별도의 모션센서(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 상기 모션센서(미도시)에 의해 일정 시간 동안 렌턴의 조작이나 움직임이 없을 경우 긴급상황으로 자동 인식하여 SOS 모드를 작동할 수 있다.
한편, 도 1b 및 도 3을 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따라, 상기 소나 센서(107) 및 IMU 센서(108)는 LED 랜턴부(100)의 케이스(101)로부터 독립된 별도의 케이스(102)에 내장되고, Y자 형태로 분기된 방수 케이블(300Y)의 일측 접속단자(321, 도 1b 참조)가 상기 LED 랜턴부(100)의 케이스(101) 및 상기 소나 센서(107) 및 IMU 센서(108)가 내장된 케이스(102)로 각각 연결된다.
상기 제2 실시예에 따라, 필요 시 상기 Y자 형태로 분기된 방수 케이블(300Y) 중 소나 센서(107) 및 IMU 센서(108)와 연결된 접속단자(321, 도 1b 참조)를 분리함으로써 발광 기능을 전담하는 LED 램프(102)와 전원 공급을 분리할 수 있다. 이에 따라, 소나 센서(107) 및 IMU 센서(108)로의 전원 공급을 차단하여 더 오랜 시간동안 LED 램프(102)에 의해 발광이 이루어지도록 전원 공급을 조절할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라, 상기 접속 홀(312)의 안쪽면에는 물의 침투를 억제하도록 표면장력을 강화하기 위해 발수성 재료가 더 코팅될 수 있다. 이때, 상기 발수성 재료는 불소 수지 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 상기 발수성 재료는 불소계 용제, 알코올계 용매, 실리콘 오일, 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌을 포함하는 용매에 용해된 후 코팅된다. 상기 발수성 재료의 코팅 공정에 대해서는 하기 도 5의 접속단자 제조 공정에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 접속단자의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 접속단자의 제조 공정에 하기의 단계에 따라 제조될 수 있다.
(S1) 먼저, 돌출형 전극(311) 및 함몰형 전극(313)의 위치를 잡아주는 금형(미도시)을 설계하고, 상기 금형의 위아래에서 양방향으로 몰드를 동시에 주입함으로써 몰드의 주입 시 발생될 수 있는 전극(311, 313)의 치우침을 방지한다.
(S2) 이어서, 방수를 유지하기 위한 접속단자(310) 내부의 전극 등 부품을 배치하고, 함몰형 전극과 연결된 케이블의 피복을 벗김으로써 몰드의 경화 시 벗겨진 케이블의 도선이 몰드와 일체화되어 이 부분의 방수 성능이 향상될 수 있다.
(S3) 다음으로, 몰드를 주입하여 접속단자를 제조 시 몰드를 한번에 주입하여 접속단자의 형체를 제조한다.
(S4) 한편, 몰드 주입 시에는 사용 중 장력에 의한 접속단자의 손상을 방지하기 위해서 접속단자 내부에 배치된 케이블이 휘어지도록 배치함으로써 여장(餘長)을 확보한다.
(S5) 또한, 상기 접속단자(310)에는 발수성 용액 코팅 공정이 더 수행될 수 있다.
본 단계는 상기 접속단자(310), 특히 함몰형 전극(313)으로 연통되는 접속 홀(312) 내면에 발수성 용액을 코팅하여 발수 피막을 형성하는 공정이다. 이에 따라, 상기 발수 피막의 형성에 의해 수중에서 접속 홀(312)로 진입할 수 있는 물의 표면 장력이 커지게 되므로 방수 케이블(300)의 방수 성능이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 발수성 용액을 접속단자(310), 특히 함몰형 전극(313)으로 연통되는 접속 홀(312) 내면에 적하 또는 스프레이 방식에 의해 발수성 용액을 투여할 수 있다.
한편, 상기 발수성 용액이 투여되는 위치는 단자 구조에 따라 가변적으로 설정할 수 있다. 또한 발수성 용액의 적당량이나 투여 횟수에 대해서도 적절하게 설정할 수 있는데, 투여량이 많은 경우에는 여러 번에 나누어 발수성 용액을 투여하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 발수성 용액, 예를 들어 불소 수지, 실리콘 수지와 같은 물에 대해 90℃ 이상위의 접촉각을 가지는 발수성 재료를 휘발성 용매에 용해시켜 구성할 수 있다. 상기 발수성 재료를 용해시키기 위한 휘발성 용매로는, 불소계 용제, 알코올 계 용매, 실리콘 오일, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등이 사용될 수 있다.
따라서, 상기 발수성 용액을 접속 홀(312)의 안쪽면에 코팅한 후, 열처리에 의해 용매를 증발시킴으로써 발수 피막을 형성한다. 이에 따라, 상기 발수 피막은 물에 대한 표면 장력을 높여 접속 홀(312)의 방수 성능을 향상시킬 수 있다.
아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.
100 : LED 랜턴부 101, 111 : 케이스
105 : 스위치부 106 : 표시부
107 : 소나 센서 108 : IMU 센서
200 : 배터리부 300 : 방수 케이블
300Y : Y자형 방수 케이블 310, 321 : 접속단자
311 : 돌출형 전극 312 : 접속 홀
313 : 함몰형 전극

Claims (6)

  1. 방수 케이스 내부에 LED 램프 및 각종 전기회로가 구비된 LED 랜턴부;
    상기 LED 랜턴부와 별도로 구비되고, LED 랜턴부와 전기적으로 접속된 상태에서 상기 LED 랜턴부에 전원을 공급하는 배터리부; 및
    상기 LED 랜턴부 및 배터리부의 일측에 각각 연장된 상태로 전원 공급을 위해 끝단의 접속단자가 서로 접속 또는 분리되며, 상기 접속단자가 분리된 상태에서는 상기 접속단자에 각각 하나의 돌출형 전극 및 공기를 내포한 접속 홀의 내부에 배치된 하나의 함몰형 전극이 각각 형성되어 있음에 따라 상기 돌출형 전극과 함몰형 전극을 수중에서 서로 접속 또는 분리할 때 상기 접속 홀 내부에 내포된 공기에 의해 전류의 누설없이 상기 LED 랜턴부로부터 배터리부를 선택적으로 분리 및 접속가능한 방수 케이블;을 포함하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 홀의 안쪽면에는 물의 침투를 억제하도록 표면장력을 높이기 위해 발수성 재료가 코팅되는 것을 특징으로 하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발수성 재료는 불소 수지 또는 실리콘 수지를 포함하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발수성 재료는 불소계 용제, 알코올계 용매, 실리콘 오일, 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌을 포함하는 용매에 용해된 후 코팅되는 것을 특징으로 하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 랜턴부에는 다이버 또는 수중 작업자의 실시간 위치 확인 및 이동 경로를 연속적으로 파악할 수 있도록 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 더 구비하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서는 LED 랜턴부의 케이스로부터 독립된 별도의 케이스에 내장되고, 방수 케이블의 일측 접속단자는 Y자 형태로 분기된 후 상기 LED 랜턴부의 케이스 및 상기 소나(Sonar) 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 내장된 케이스로 각각 연결되는 것을 특징으로 하는,
    수중에서 배터리의 교체가 가능한 LED 수중 랜턴.
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