(57)【要約】通常の電気供給が不可な軍事作戦、難民村、地震などによる災難、船舶の非常事態、野外活動などの非常時に、小型で且つ高効率で自家発電を実現してバッテリーに充電することができ、様々なスマートモジュールと結合して使用可能な携帯用自家発電装置に関し、本体と、前記本体内において、直線往復動するラックギヤ部材と、前記本体内に設けられ、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材と、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって回転する回転部材と、前記回転部材の回転によって発電する発電部材とを含む構成を設けることにより、ユーザが片手又は両手で、ラックギヤ部材の引張動作を繰返すことによって、長時間の間、発電を持続的に行うことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにより自家発電を行う携帯用自家発電装置であって、
本体と、
前記本体内において、ユーザにより直線往復動するラックギヤ部材と、
前記本体内に設けられ、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材と、
前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって回転する回転部材と、
前記回転部材の回転によって発電する発電部材とを含み、
前記本体の上部には、前記ラックギヤ部材の出入りのための第１の開口部及び第２の開口部が設けられ、
前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれは、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって、順次正転又は逆転することを特徴とする携帯用自家発電装置。
【請求項２】
前記ラックギヤ部材は、
前記本体内に設けられ、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれを正転又は逆転させるラックギヤ部と、
前記本体の外部に設けられ、ユーザが前記ラックギヤ部を直線往復動させる取手部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項３】
更に、前記ラックギヤ部材が前記本体内から離脱することを防止するため、前記ラックギヤ部材に設けられた係止部を含むことを特徴とする請求項２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項４】
前記ラックギヤ部と前記取手部は、ヒンジによって結合されることを特徴とする請求項２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項５】
前記ラックギヤ部は、第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部とからなり、前記第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部は、第２のヒンジによって連結されることを特徴とする請求項４に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項６】
前記多数のピニオンギヤ部材は、一列に設けられることを特徴とする請求項２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項７】
前記多数のピニオンギヤ部材は、複数の列に設けられることを特徴とする請求項２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項８】
前記ラックギヤ部は、前記ラックギヤ部材の上下又は左右方向において一対に設けられ、
前記一対のラックギヤ部のそれぞれには、多数のピニオンギヤ部材が結合することを特徴とする請求項７に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項９】
前記ラックギヤ部材は、
第１の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第１のラックギヤ部材と、
第２の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第２のラックギヤ部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１０】
前記本体の下部には、ユーザが自家発電を行う際に支持する支持部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１１】
前記回転部材は、前記ピニオンギヤ部材の左右又は上下にそれぞれ嵌合する第１の回転部材と第２の回転部材とからなり、前記第１の回転部材は、反時計回りに回転し、前記第２の回転部材は、時計回りに回転することを特徴とする請求項１に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１２】
前記第１の回転部材は、
前記ピニオンギヤ部材の一側に装着された第１のロックプレートと、
その内部に第１のクラッチギヤを備え、前記ピニオンギヤ部材の逆転によって、前記発電部材を一方向に回転させる第１のフライホイールと、
前記第１のロックプレートに装着され、前記第１のフライホイールを回転させる第１のロック部材とを含み、
前記第２の回転部材は、
前記ピニオンギヤ部材の他側に装着された第２のロックプレートと、
その内部に第２のクラッチギヤを備え、前記ピニオンギヤ部材の正転によって、前記発電部材を一方向に回転させる第２のフライホイールと、
前記第２のロックプレートに装着され、前記第２のフライホイールを回転させる第２のロック部材とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１３】
前記発電部材は、前記第１のフライホイールと前記第２のフライホイールに結合して、一方向に回転するギヤ部を含むことを特徴とする請求項１２に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１４】
ユーザによって自家発電を行う携帯用自家発電装置であって、
本体と、
前記本体内において、ユーザにより直線往復動するラックギヤ部材と、
前記本体内に設けられ、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材と、
前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって回転する回転部材と、
前記回転部材の回転によって発電する発電部材と、
回転ユニットとを含み、
前記ラックギヤ部材は、前記本体内に設けられ、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれを正転又は逆転させるラックギヤ部を含み、
前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれは、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって順次正転又は逆転し、
前記ラックギヤ部は、前記回転ユニットに巻き取られた状態で維持され、
前記ラックギヤ部には、前記多数のピニオンギヤ部材のギヤ歯と噛合するギヤ溝が設けられることを特徴とする携帯用自家発電装置。
【請求項１５】
前記回転ユニットは、
前記本体内で回転可能に装着され、前記ラックギヤ部が巻き取られた状態を維持し、ラックギヤ部の引張と巻取によって回転可能なリールと、
ばね鋼からなり、前記ラックギヤ部を前記リールに巻き取られた状態に維持するスパイラルバネと、
前記リールに嵌合され、前記スパイラルバネを内蔵するバネカバー部とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の携帯用自家発電装置。
【請求項１６】
前記発電部材は、
前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれの内周面に設けられた固定子と、
前記ピニオンギヤ部材内に挿入され、前記固定子と離隔して設けられ、前記ピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって、一方向のみに回転する回転子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯用自家発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックギヤ部材とピニオンギヤ部材を用いた携帯用自家発電装置に関し、特に、通常の電気供給が不可な軍事作戦、難民村、地震などによる災難、船舶の非常事態、野外活動などの非常時に、小型で且つ高効率で自家発電を実現してバッテリーに充電することができ、様々なスマートモジュールと結合して使用可能な携帯用自家発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気は、産業社会の主要エネルギー源として利用しているが、化石エネルギーの枯渇により、近年は、太陽光発電、風力発電、潮力発電など、様々な代替発電施設に投資と開発が急速に行われている。一方、発電施設で生産された電気は、電力ケーブルを介して、家庭用及び産業用装置や製品に供給されてエネルギー源として使用されているが、小規模の家電製品や生活用品のように携帯性又は活動性が求められる殆どの製品は、１次電池や２次電池のようなバッテリーを備えて、電源として使用している。 
【０００３】
また、社会が高度化することにつれ、様々な電子機器が開発され、その使用人口が益々拡がっている傾向であり、近年は、スマートフォンなどのような携帯用電子機器の活用が増大している。そして、釣り、山登りなどのように野外で行うレジャー文化の発達によって、野外で生活する時間が増加しており、予備バッテリーを備えて使用している。
【０００４】
ところが、バッテリーは、その使用時間に限界があり、電源が放電すると、再度充電して使用しなければならないが、移動中にあるか、野外では充電することができないという問題があった。また、バッテリーが放電し、通常の電気供給が不可な軍事作戦、難民村、地震などによる災難、船舶の非常事態など救助要請のための通信、照明のための電気機器、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノート型パソコンなどを作動することができないという問題があった。
【０００５】
このため、近年は、軍事作戦、釣り、山登りなどのように野外で活動する間に使われる各種の電子機器に消耗する電気エネルギーを、自家発電により獲得して、非常時に必要な電源を使用できるようにした携帯用自家発電装置が提案されて使用している。従来の携帯用自家発電装置において、電気エネルギーを生成するためには、所定の操作(レバーの回転運動)などのような別の動作を具現しなければならないため、使用が不便であり、時間が多くかかることに対して獲得可能なエネルギーの量は極少量に過ぎず、実電気機器に適用することができないという問題点があった。
【０００６】
このような問題を解決するための技術の一例が、下記の文献などに開示されている。
【０００７】
例えば、韓国公開特許第２００９−００６２０９０号公報(２００９．６．１７．公開、特許文献１)には、図１に示しているように、動力発生手段で発生した動力により往復動するピストンロッド１１を備えたリニア発電装置において、前記ピストンロッド１１に設けられたアクチュエータ１と、前記アクチュエータ１を取り囲むように設けられ、内壁に永久磁石２１とコイル２２が設けられたステータ２とを含み、前記アクチュエータ１の長さは、ピストンロッド１１がある１方向に十分移動した状態で、その端部が２つの永久磁石のうち、いずれか１つの永久磁石のコイル２２に向けた端部に至らない長さを有する携帯用小型発電装置について開示している。
【０００８】
また、韓国公開特許第２０１７−００１８７０２号公報(２０１７．２．２０．公開、特許文献２)には、ラックと、前記ラックと  合配置され、内周面にステータが設けられたピニオンと、前記ピニオン内に挿入され、前記ステータと離隔配置されるロータと、前記ラックが１方向に直線移動される際に生成される前記ピニオンの回転力を用いて、前記ロータを１方向に回転させる第１のロータ回転ユニットと、前記ラックが他方向に直線移動される際に生成される前記ピニオンの逆転力を用いて、前記ロータを前記１方向に回転させる第２のロータ回転ユニットとを含む発電装置について開示している。
【０００９】
一方、本発明者が特許出願して登録を受けた韓国登録特許第１０−１５９６４３０号公報(２０１６．２．１６．登録、特許文献３)には、外力により正方向と逆方向に交互回転される駆動軸と、前記駆動軸の正方向回転力のみを発電軸に伝達する正方向動力伝達部と、前記駆動軸の逆方向回転力のみを発電軸に伝達する逆方向動力伝達部と、前記発電軸の１方向回転力を用いて発電する発電機とを含み、前記駆動軸にはプーリが軸結合され、前記駆動軸のプーリに巻き取られたワイヤが交互に往復動されることにつれ、前記駆動軸が正方向と逆方向に交互回転する自家発電装置について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許第２００９−００６２０９０号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２０１７−００１８７０２号公報
【特許文献３】韓国登録特許第１０−１５９６４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献１に開示された技術では、動力発生手段で発生した動力により往復動するピストンロッドについて開示されているが、動力発生手段が何らの構成により、動力を発生するかについての具体的な記載がなく、ピストンロッドの往復動を行う構成及び作動に関する記載も不明であるという問題がある。
【００１２】
また、前記特許文献２に開示された技術では、路面から自動車を介して車体に伝達される振動を用いて、電気を生成する発電装置であるが、屋外における携帯性に乏しく、ユーザが携帯して持ち歩きながら、必要な場合、発電が容易でないという問題点があった。
【００１３】
一方、前記特許文献３に開示された技術では、長時間の繰返し使用により、部品が破損する虞があり、プーリに巻き取られたワイヤの状態が緩んだ場合、作動が不可であるという問題があるだけでなく、ワイヤの引張りにより発電を行うが、巻戻しのエネルギーを利用することができないという問題があった。また、前記特許文献３に開示された技術では、ワイヤの作動により、ワイヤを支持するための多数の部品が必要であるという問題もあった。
【００１４】
本発明の目的は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、軍事作戦、難民村、地震などによる災難、船舶の非常事態、釣り、山登りなどのように、野外において、ユーザが片手又は両手を用いて、長時間持続的に発電を行って、バッテリーに充電することができる携帯用自家発電装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、多数のピニオンギヤ部材を設けることによって、いずれか１つのピニオンギヤ部材が破損しても、続けて発電が行える携帯用自家発電装置を提供することである。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、部品の構成を単純化し、小型に制作して、高効率の発電を実現することができる携帯用自家発電装置を提供することである。
【００１７】
更に、本発明の目的は、１つのピニオンギヤ部材に、第１の回転部材及び第２の回転部材をそれぞれ設けることにより、いずれか一方に障害が生じても、続けて発電が行える携帯用自家発電装置を提供することである。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、第１の回転部材と第２の回転部材を互いに同一の部品で設計及び製作することにより、発電装置の製造コストを低減する携帯用自家発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明による携帯用自家発電装置は、ユーザにより自家発電を行う携帯用自家発電装置であって、本体と、前記本体内において、ユーザにより直線往復動するラックギヤ部材と、前記本体内に設けられ、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材と、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって回転する回転部材と、前記回転部材の回転によって発電する発電部材とを含み、前記本体の上部には、前記ラックギヤ部材の出入りのための第１の開口部及び第２の開口部が設けられ、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれは、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって、順次正転又は逆転することを特徴とする。
【００２０】
前記ラックギヤ部材は、前記本体内に設けられ、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれを正転又は逆転させるラックギヤ部と、前記本体の外部に設けられ、ユーザが前記ラックギヤ部を直線往復動させる取手部とを含む。
【００２１】
更に、前記ラックギヤ部材が前記本体内から離脱することを防止するため、前記ラックギヤ部材に設けられた係止部を含む。
【００２２】
前記ラックギヤ部と前記取手部は、ヒンジによって結合される。
【００２３】
前記ラックギヤ部は、第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部とからなり、前記第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部は、第２のヒンジによって連結される。
【００２４】
前記多数のピニオンギヤ部材は、一列に設けられる。
【００２５】
前記多数のピニオンギヤ部材は、複数の列に設けられる。
【００２６】
前記ラックギヤ部は、前記ラックギヤ部材の上下又は左右方向において一対に設けられ、前記一対のラックギヤ部のそれぞれには、多数のピニオンギヤ部材が結合する。
【００２７】
前記ラックギヤ部材は、第１の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第１のラックギヤ部材と、第２の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第２のラックギヤ部材とを備える。
【００２８】
前記本体の下部には、ユーザが自家発電を行う際に支持する支持部が設けられる。
【００２９】
前記回転部材は、前記ピニオンギヤ部材の左右又は上下にそれぞれ嵌合する第１の回転部材と第２の回転部材とからなり、前記第１の回転部材は、反時計回りに回転し、前記第２の回転部材は、時計回りに回転する。
【００３０】
前記第１の回転部材は、前記ピニオンギヤ部材の一側に装着された第１のロックプレートと、
その内部に第１のクラッチギヤを備え、前記ピニオンギヤ部材の逆転によって、前記発電部材を一方向に回転させる第１のフライホイールと、前記第１のロックプレートに装着され、前記第１のフライホイールを回転させる第１のロック部材とを含み、前記第２の回転部材は、前記ピニオンギヤ部材の他側に装着された第２のロックプレートと、
その内部に第２のクラッチギヤを備え、前記ピニオンギヤ部材の正転によって、前記発電部材を一方向に回転させる第２のフライホイールと、前記第２のロックプレートに装着され、前記第２のフライホイールを回転させる第２のロック部材とを含む。
【００３１】
前記発電部材は、前記第１のフライホイールと前記第２のフライホイールに結合して、一方向に回転するギヤ部を含む。
【００３２】
また、前記目的を達成するために、本発明による携帯用自家発電装置は、ユーザによって自家発電を行う携帯用自家発電装置であって、本体と、前記本体内において、ユーザにより直線往復動するラックギヤ部材と、前記本体内に設けられ、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材と、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって回転する回転部材と、前記回転部材の回転によって発電する発電部材と、回転ユニットとを含み、前記ラックギヤ部材は、前記本体内に設けられ、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれを正転又は逆転させるラックギヤ部を含み、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれは、前記ラックギヤ部材の直線往復動によって順次正転又は逆転し、前記ラックギヤ部は、前記回転ユニットに巻き取られた状態で維持され、前記ラックギヤ部には、前記多数のピニオンギヤ部材のギヤ歯と噛合するギヤ溝が設けられることを特徴とする。
【００３３】
前記回転ユニットは、前記本体内で回転可能に装着され、前記ラックギヤ部が巻き取られた状態を維持し、ラックギヤ部の引張と巻取によって回転可能なリールと、ばね鋼からなり、前記ラックギヤ部を前記リールに巻き取られた状態に維持するスパイラルバネと、前記リールに嵌合され、前記スパイラルバネを内蔵するバネカバー部とを含む。
【００３４】
前記発電部材は、前記多数のピニオンギヤ部材のそれぞれの内周面に設けられた固定子と、
前記ピニオンギヤ部材内に挿入され、前記固定子と離隔して設けられ、前記ピニオンギヤ部材の正転又は逆転によって、一方向のみに回転する回転子とを含む。
【発明の効果】
【００３５】
上述したように、本発明による携帯用自家発電装置によると、直線往復動するラックギヤ部材と、前記ラックギヤ部材に結合され、前記ラックギヤ部材の直線往復動により、正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材とを設けて、ユーザが片手又は両手でラックギヤ部材の引張り動作を繰返すことによって、比較的楽な状態で長時間の間、高い効率と多量の発電を持続的に行うことができる。
【００３６】
また、本発明による携帯用自家発電装置によると、ラックギヤ部材の往復動の全部を発電に適用することができるので、発電効率を向上させることができる。
【００３７】
更に、本発明による携帯用自家発電装置によると、第１のフライホイールと前記第２のフライホイールの内部空間に、ロックプレートとロック部材が収容される構成を設けることによって、携帯用自家発電装置を小型化することができる。
【００３８】
なお、本発明による携帯用自家発電装置によると、多数のピニオンギヤ部材を設けることによって、長時間使用時、いずれか一方のピニオンギヤ部材が破損しても、他方のピニオンギヤ部材を用いて、自家発電を続けて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、従来の携帯用小型発電装置の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１による携帯用自家発電装置の外観斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１による携帯用自家発電装置の概念図である。
【図４】図４は、図３における携帯用自家発電装置の作動説明図である。
【図５】図５は、図３におけるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す平面図である。
【図６】図６は、図３におけるラックギヤ部材に設けられた係止部の作動を示す図である。
【図７】図７は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例２による本体の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例３において、ラックギヤ部材の構成を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例４において、ラックギヤ部材の構成を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置において、ピニオンギヤ部材、回転部材、及び発電部材の結合関係を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置の分解斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例６による携帯用自家発電装置において、第１のフライホイールのリングギヤの状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例７によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例８によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例８によるラックギヤ部材の他の例を示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例９によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６における携帯用自家発電装置の外観斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施例１０による携帯用自家発電装置の構成図である。
【図１９】図１９は、本発明の携帯用自家発電装置の使用状態の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、図１６における携帯用自家発電装置の変形例の斜視図である。
【図２１】図２１は、図１６における携帯用自家発電装置の更なる変形例の斜視図である。
【図２２】図２２は、本発明による携帯用自家発電装置の外観の変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の前記及びその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面により、明確になるだろう。
【００４１】
本発明による携帯用自家発電装置のそれぞれの構成及び動作に関する説明において、ピニオンギヤ部材の左右又は上下にそれぞれ設けられた第１の回転部材及び第２の回転部材について、一対の回転部材として説明することがある。
【００４２】
また、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材は、互いに独立して作動し、第１の回転部材と第２の回転部材が互いに同一部品として製作されるので、第１の回転部材と第２の回転部材は、単に、回転部材として説明される。また、第１の回転部材と第２の回転部材のそれぞれの構成要素に関する説明では、同一の符号を付して説明することもできる。
【００４３】
以下、本発明による携帯用自家発電装置の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００４４】
図２は、本発明の実施例１による携帯用自家発電装置の外観斜視図であり、図３は、本発明の実施例１による携帯用自家発電装置の概念図であり、図４は、図３における携帯用自家発電装置の作動説明図であり、図５は、図３におけるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す平面図である。
【００４５】
本発明の実施例１による携帯用自家発電装置においては、図２及び図３に示しているように、本体１００と、前記本体１００内で直線往復動するラックギヤ部材２００と、前記本体１００内に設けられ、前記ラックギヤ部材２００に結合され、前記ラックギヤ部材２００の直線往復動により、正転及び逆転する多数のピニオンギヤ部材３００とを含み、前記多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれは、前記ラックギヤ部材２００の直線往復動によって、順次正転又は逆転する。
【００４６】
前記本体１００は、図２に示しているように、円筒状からなり、前記本体１００の上部には、ラックギヤ部材２００の出入りのための第１の開口部１１０が設けられ、下部には、ユーザが自家発電を行うに際して、両足で支持するための一対の支持部１２０が設けられる。また、この本体１００は、金属製又はエンジニアリングプラスチックであるポリカーボネートからなる。一方、図２では、本体１００が円筒状からなる構成を示しているが、これに限定されるものではなく、四角状、五角状などの多面体からなってもよい。図２に示しているように、円筒状からなる本体１００の内径は、ピニオンギヤ部材の外径に沿って変更可能であり、特定の大きさに限定されるものではない。
【００４７】
また、図２では、使用に際して、両足で支持するための支持部１２０を設けた構造を示しているが、一方の手でラックギヤ部材２００を作動させ、他方の手で本体１００を把持する構造としてもよい。このような把持のために、本体１００の略中央部には、把持のための形状、例えば、指の形状を設けることもできる。一方、前記本体１００内には、ラックギヤ部材２００の直線運動時、ラックギヤ部材２００が運動経路から離脱することを防止するため、ラックギヤ部材２００の長手方向に沿って、ガイド部が設けられる。
【００４８】
前記ラックギヤ部材２００は、図４に示しているように、多数のピニオンギヤ部材３００をそれぞれ正転又は逆転させるように、ピニオンギヤ部材３００のギヤ歯と噛合する歯が設けられたラックギヤ部２１０と、ユーザが手でラックギヤ部２１０を直線運動するための取手部２２０とを備える。前記取手部２２０の端部には、図２に示しているように、ユーザの指を引っ掛けて取手部２２０を把持するための掛止溝２２１が設けられる。
【００４９】
そこで、図４(ａ)に示しているように、取手部２２０を引くことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００から引出され、これにより、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が、時計回りに回転することになる。また、図４(ｂ)に示しているように、取手部２２０を押すことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００内に挿入され、これにより多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が、反時計回りに回転することになる。
【００５０】
前記ラックギヤ部２１０に形成されたネジ歯の個数は限定されず、その幅は、図５に示しているように、ピニオンギヤのネジ歯の幅よりも小さく設けてもよい。
【００５１】
前記多数のピニオンギヤ部材３００は、図３において、３つのピニオンギヤ部材が一列に設けられた構造を示しているが、これに限定されるものではなく、４つ以上でもよい。それぞれのピニオンギヤ部材は、シャフトにより、本体１００内の両側壁に回転可能に支持される。このため、本体１００内の両側壁には、多数のピニオンギヤ部材３００に対応するシャフト挿入孔が設けられる。
【００５２】
一方、前記ラックギヤ部材２００及びピニオンギヤ部材も、前記本体１００と同一材質の金属製又はエンジニアリングプラスチックのポリカーボネートからなる。
【００５３】
ついで、前記ラックギヤ部材２００の構造について、図６を参考して説明する。
【００５４】
図６は、図３におけるラックギヤ部材に設けられた係止部の作動を示す図である。
【００５５】
本発明による携帯用自家発電装置において、ラックギヤ部材２００は、図６に示しているように、ラックギヤ部２１０が本体１００から引出される際、本体１００内からラックギヤ部２１０が離脱することを防止するために、前記ラックギヤ部２１０の上部に係止部２３０が設けられる。このような係止部２３０の形状は、特定するものではなく、本体１１０の第１の開口部１１０を通過できないものであれば、十分である。また、図６においては、ラックギヤ部２１０の端部が３番目のピニオンギヤ部材に位置するように、係止部２３０の位置を示したが、これに限定されるものではなく、ラックギヤ部２１０のネジ歯がピニオンギヤ部材のネジ歯と分離されない程度の位置に設けてもよい。
【実施例２】
【００５６】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例２を、図７を参照して説明する。また、実施例２において、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付し、その繰返し説明は、省略する。
【００５７】
図７は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例２による本体１００の構成を示す図である。
【００５８】
前述したように、本発明による携帯用自家発電装置の実施例１では、本体１００に第１の開口部１１０を設けて、ラックギヤ部材２００が、図４に示しているように、右方向にのみ引出及び挿入される構造を示したが、実施例２では、図７に示しているように、本体１００の左側に第２の開口部１３０を更に設けることで、本体１００の左右方向に引出及び挿入することができる。
【００５９】
すなわち、本体１００に第１の開口部１１０と、この第１の開口部１１０に対向する位置に第２の開口部１３０を設けることによって、図７(ａ)に示しているように、取手部２２０を引くことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００の第１の開口部１１０を介して右側から引出され、これによって、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が時計回りに回転することになる。また、図７(ｂ)に示しているように、取手部２２０を押すことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００内に挿入され、続けて行って、ラックギヤ部２１０が本体１００の第２の開口部１３０を介して左側から引出され、それに伴い、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が反時計回りに回転することになる。
【００６０】
そこで、図７に示している実施例２では、図４に示している実施例１と比較して、多数のピニオンギヤ部材３００の回転量を増して、発電量を増加することができる。
【実施例３】
【００６１】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例３を、図８を参照して説明する。また、実施例３においても、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付し、その繰返し説明は、省略する。
【００６２】
図８は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例３において、ラックギヤ部材の構成を説明するための図である。
【００６３】
前述した実施例１及び２における携帯用自家発電装置は、ラックギヤ部材２００を図２に示しているように、本体１００から取手部２２０が長く突出した状態を示しているが、実施例３では、保管及び移動の利便性のために、図８(ａ)のように、前記ラックギヤ部２１０と取手部２２０が第１のヒンジ２２２によって結合した構造で設けられる。この第１のヒンジ２２２を設けることによって、本体１００の保管又は移動の利便性のために、図８(ｂ)のように、取手部２２０を折り曲げることができる。また、取手部２２０には、図２に示した構造と比較して、ユーザの把持をより確実にするために、図８(ｃ)のように、取手２２３が設けられる。
【００６４】
また、前記第１のヒンジ２２２の構造は、特定するものではなく、図８(ａ)に示しているような状態で、ラックギヤ部材２００が水平状態を維持し作動できるものであれば、十分である。
【実施例４】
【００６５】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例４を、図９を参照して説明する。また、実施例４においても、実施例１及び実施例２と同一の部分には、同一の符号を付し、その繰返し説明は、省略する。
【００６６】
図９は、本発明による携帯用自家発電装置の実施例４において、ラックギヤ部材の構成を説明するための図である。
【００６７】
この実施例４による携帯用自家発電装置の本体１００では、図９(ａ)及び(ｂ)のように、本体１００の右側に第１の開口部１１０を設け、本体１００の左側に第２の開口部１３０を設け、前記ラックギヤ部２１０と取手部が第１のヒンジ２２２によって結合され、ラックギヤ部２１０が、第２のヒンジ２２５により延在した構造を設けている。
【００６８】
すなわち、ラックギヤ部２１０が第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部とからなり、第１のラックギヤ部と第２のラックギヤ部が、第２のヒンジ２２５によって連結した構造を設けることによって、本体１００の左右方向に引出及び挿入が可能であり、図９に示している実施例４では、図７に示している実施例２と比較して、多数のピニオンギヤ部材３００の回転量を更に増加することができる。そこで、この実施例４では、実施例１と比較して、多数のピニオンギヤ部材３００の回転量を増して、発電量を増加することができる。
【００６９】
また、実施例４では、図９(ｃ)のように、第１のヒンジ２２２及び第２のヒンジ２２５を設けることによって、本体１００の保管又は移動の利便性のために、図９(ｃ)のように、第１のラックギヤ部と取手部２２０を折り曲げることができる。また、取手部には、図８(ｃ)のような取手２２３を設けてもよい。
【００７０】
また、前記第２のヒンジ２２５の構造も、第１のヒンジ２２２のように特定するものではなく、図９(ａ)に示しているような状態で、ラックギヤ部材２００が水平状態を維持し作動できるものであれば、十分である。 
【実施例５】
【００７１】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例５を、図１０及び図１１を参照して説明する。また、実施例５においても、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付し、その繰返し説明は、省略する。
【００７２】
図１０は、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置において、ピニオンギヤ部材、回転部材、及び発電部材の結合関係を説明するための図であり、図１１は、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置の分解斜視図である。
【００７３】
本発明の実施例５による携帯用自家発電装置においては、図１０及び図１１に示しているように、前記多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれに設けられ、それぞれのピニオンギヤ部材の正転又は逆転で回転する回転部材４００と、前記回転部材４００の回転により発電する発電部材５００とを更に含む。前記回転部材４００も、金属製又はエンジニアリングプラスチックのポリカーボネートからなる。
【００７４】
また、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置におけるピニオンギヤ部材３００は、図１１のように、円板状からなり、円板状の周部分には、ギヤ歯に該当するギヤ部３１０が設けられ、この円板状の両側には、多数の突起３２０が設けられ、中央部には、シャフト３３０が回転可能に貫通する貫通口３０１が設けられる。
【００７５】
前記回転部材４００は、前記ピニオンギヤ部材の左右又は上下にそれぞれ嵌合する第１の回転部材と第２の回転部材とからなる。前記第１の回転部材は、反時計回りに回転し、前記第２の回転部材は、時計回りに回転する。
【００７６】
前記第１の回転部材は、図１０及び図１１に示しているように、前記ピニオンギヤ部材の一側に装着された第１のロックプレート４１０と、その内部に第１のクラッチギヤ４３１を備え、前記ピニオンギヤ部材の逆転(反時計回り回転)によって、前記発電部材５００を一方向に回転させる第１のフライホイール４３０と、前記第１のロックプレート４１０に装着され、前記第１のフライホイール４３０を回転させる第１のロック部材４２０とを含み、前記第２の回転部材は、前記ピニオンギヤ部材の他側に装着された第２のロックプレート４１０’と、その内部に第２のクラッチギヤ４３１’を備え、前記ピニオンギヤ部材の正転(時計回り回転)によって、前記発電部材を一方向に回転させる第２のフライホイール４３０’と、前記第２のロックプレート４１０’に装着され、前記第２のフライホイール４３０’を回転させる第２のロック部材４２０’とを含む。 図１１に示しているように、ピニオンギヤ部材３００の正転及び逆転によって、第１の回転部材と第２の回転部材がそれぞれ回転するように、第１のロック部材４２０と第２のロック部材４２０’は、互いに反対方向に配置され、第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’のギヤ方向も互いに反対に設けられる。
【００７７】
前記第１及び第２のロックプレート４１０、４１０'は、図１１に示しているように、略楕円状の平板からなり、平板の周辺部には、前記多数の突起３２０に対応して、多数の突起３２０に嵌合する多数の孔４１１が設けられ、中央部には、シャフト３３０が貫通する挿入口４１２が設けられる。また、前記挿入口４１２の周囲には、円筒状に突出して、ロック部材４２０の回転を支持する支持段差が設けられ、支持段差の周囲には、ロック部材４２０が嵌合する一対の突起４１３が設けられる。前記一対の突起４１３のそれぞれは、段差をもって２段に形成される。また、図１１では、多数の突起３２０及び多数の孔４１１が、約９０度間隔で４つ設けられた構造として示されているが、これに限定されるものではなく、ロックプレート４１０がピニオンギヤ部材に固定可能なものであれば、２つ又は３つ設けてもよい。
【００７８】
前記第１及び第２のロック部材４２０、４２０'は、図１１に示しているように、一対からなり、第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’のそれぞれの歯に噛合する爪部４２１と、前記一対の突起４１３にそれぞれ嵌合する孔４２３と、円筒状の支持段差に対応して、半円弧状からなる円弧部４２２とを備える。前記孔４２３は、２段で形成された突起４１３に対応して、内部に２段で形成されることで、ロックプレート４１０とロック部材４２０の嵌合状態を強固に維持する。前記爪部４２１は、図１１に示しているように、第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’に十分な回転力を伝達するために、段差をもって形成される。
【００７９】
前記第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’は、図１１に示しているように、円板４３２の形状からなり、円板４３２の中心には、シャフト３３０が挿入される孔４３３が設けられる。また、前記第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’の各々の内側には、空間部が形成され、その空間部の中央部分から周辺部分に向けて、例えば８個の歯からなる第１のクラッチギヤ４３１及び第２のクラッチギヤ４３１’が設けられる。それぞれの歯は、１方向に向かって傾斜し、例えば６０〜８０度の角度で突出した形で行われる。一方、図１１に示しているように、第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’のギヤ方向は、互いに逆に設けられる。すなわち、前記第１のクラッチギヤ４３１のギヤ方向は、反時計回りに回転するように設けられ、前記第２のクラッチギヤ４３１’のギヤ方向は、時計回りに回転するように設けられる。
【００８０】
また、空間部の外周には、リングギヤ４３４が設けられている。上述した第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’は、図１０から分かるように、ピニオンギヤ部材３００の径よりも大きく設けられる。そこで、第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’の回転により、発電部材５００が回転する場合、ピニオンギヤ部材３００と発電部材５００の接触を防止することができる。
【００８１】
一方、図１０では、説明の便宜上、ラック部材及びラックプレートがフライホイールの外部で結合した状態を示しているが、前記ラック部材及びラックプレートは、フライホイールの内部空間部に設けられる。
【００８２】
シャフト３３０は、例えばステンレス鋼からなり、図１１に示しているように、周囲に亘って、一対の環状溝３３１が設けられ、この一対の環状溝３３１の間にピニオンギヤ部材が位置し、一対の環状溝３３１にそれぞれ、Ｅリング３３２が嵌められることで、ピニオンギヤ部材の回転時のズレを防止する。
【００８３】
上述したように、本発明による携帯用自家発電装置においては、図１０に示しているように、ピニオンギヤ部材にロックプレート及びロック部材が嵌合され、このロックプレートとロック部材が、フライホイールの内部空間部に設けられるので、携帯用自家発電装置を小型化することができる。
【００８４】
前記発電部材５００は、図１０に示しているように、前記回転部材４００と噛合されたギヤ部５１０と、モータ５２０と、このギヤ部５１０の回転力をモータ５２０に伝達する回転軸５３０と、モータ５２０を本体１００に装着するためのモータブラケットとを含む。前記ギヤ部５１０は、第１のフライホイール４３０と第２のフライホイール４３０’の外周に設けられたリングギヤ４３４と噛合するようになり、第１のフライホイール４３０と第２のフライホイール４３０’の回転でギヤ部５１０が回転して、モータ５２０における発電が行われるようにする。互いに噛合するリングギヤ４３４とギヤ部５１０のギヤ比は特定しないが、発電を容易にするために、できるだけ、大きな値を持つように設けるのが望ましい。
【００８５】
一方、本発明による携帯用自家発電装置においては、前記ギヤ部５１０を一方向に回転するために、前記第１のフライホイール４３０とギヤ部５１０の間に、アイドルギヤ６００が噛み合わされる。すなわち、第１のフライホイール４３０の回転力は、アイドルギヤ６００を介してギヤ部５１０に伝達される。このアイドルギヤ６００は、本体１００内に、軸により回転可能に保持される。図１０に示しているように、第１のフライホイール４３０の下部に、アイドルギヤ６００が設けられるため、第１のフライホイール４３０の外径は、第２のフライホイール４３０’の外径よりも小さく設けられる。
【００８６】
ついで、ラックギヤ部材２００、ピニオンギヤ部材３００、及び回転部材４００の結合関係について説明する。
【００８７】
本発明による携帯用自家発電装置の組立は、まず、ピニオンギヤ部材３００をシャフト３３０に挿入し、フライホイール本体にフライホイール支持体を嵌合し、一対の環状溝３３１にそれぞれ、Ｅリング３３２が嵌合することによって、ピニオンギヤ部材の回転時のズレを防止する。
【００８８】
ついで、第１及び第２のロックプレート４１０、４１０'の挿入口４１２を介してシャフト３３０に挿入し、ピニオンギヤ部材３００の両側に設けられた多数の突起３２０に、第１及び第２のロックプレート４１０、４１０’の多数の孔４１１を嵌合する。
【００８９】
ついで、一対に設けられた第１及び第２のロック部材４２０、４２０’の孔４２３を、第１及び第２のロックプレート４１０、４１０’に設けられた一対の突起４１３にそれぞれ嵌合する。
【００９０】
続けて、シャフト３３０に、第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’の孔４３３を挿入し、第１及び第２のロック部材４２０、４２０’が第１のクラッチギヤ４３１及び第２のクラッチギヤ４３１’に位置するようにアライメントする。
【００９１】
以降、第１のフライホイール４３０のリングギヤ４３４を介したアイドルギヤ６００と、第２のフライホイール４３０’のリングギヤにギヤ部５１０とを噛合させ、ピニオンギヤ部材３００の上部にラックギヤ部２１０を位置することによって、図１０のように、本発明による自家発電装置が完成する。
【００９２】
ついで、上述したラックギヤ部材２００の直線往復動によって、ピニオンギヤ部材３００、回転部材４００、及び発電部材５００の回転について、図４及び図１０を参照して説明する。
【００９３】
本発明による携帯用自家発電装置では、図１０に示しているように、第１のフライホイール４３０と第２のフライホイール４３０’の第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’がそれぞれ、ロック部材４２０と噛合した状態を維持する。すなわち、一方向に向かって傾斜して形成された第１のクラッチギヤ４３１と第２のクラッチギヤ４３１’のそれぞれの歯に、ロック部材４２０の爪部４２１の隅部が噛合した状態を維持し、第１のフライホイール４３０と第２のフライホイール４３０’のリングギヤ４３４とギヤ部５１０とが噛合した状態を維持する。
【００９４】
例えば、図４(ａ)のように、ユーザが取手部２２０を引くことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００から引出され、それに伴い、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材３００が、時計回りに回転することになる。
【００９５】
そこで、ピニオンギヤ部材３００に結合した第１及び第２のロックプレート４１０、４１０’、並びに第１及び第２のロック部材４２０、４２０’が時計回りに回転する。
【００９６】
すなわち、第１及び第２のロック部材４２０、４２０’が時計回りに回転することになると、第１のクラッチギヤ４３１のそれぞれの歯において、第１のロック部材４２０の爪部４２１が緩む状態となって、第１のフライホイール４３０は、回転しなくなり、第２のロック部材４２０’の爪部４２１が噛合した第２のクラッチギヤ４３１’は、時計回りに回転することになる。そこで、ユーザが取手部２２０を引くことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００から引出されると、本発明による第２のフライホイール４３０’は、一方向、例えば図１０のような状態で時計回りにのみ回転することになり、ギヤ部５１０は、反時計回りに回転することになる。
【００９７】
また、図４(ｂ)のように、取手部２２０を押すことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００内に挿入され、これに伴い、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が、反時計回りに回転することになる。
【００９８】
すなわち、第１及び第２のロック部材４２０、４２０’が反時計回りに回転することになると、第２のクラッチギヤ４３１’のそれぞれの歯において、第２のロック部材４２０’の爪部４２１が緩む状態となって、第２のフライホイール４３０’は回転しなくなり、第１のロック部材４２０の爪部４２１が噛合した第１のクラッチギヤ４３１は、反時計回りに回転することになる。そこで、ユーザが取手部２２０を押すことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００から挿入されると、本発明による第１のフライホイール４３０は、１方向、例えば図１０のような状態で反時計回りのみに回転することになり、これによって、アイドルギヤ６００は、時計回りに回転し、ギヤ部５１０は、反時計回りに回転することになる。
【００９９】
上述したように、本発明の実施例５による携帯用自家発電装置では、ラックギヤ部材２００の往復動によって、第１のフライホイール４３０が反時計回りに回転し、第２のフライホイール４３０’が時計回りに回転しても、発電部材５００に設けられたギヤ部５１０は、１方向、すなわち、反時計回りにのみ連続して回転して、続けて発電を行うことができる。
【実施例６】
【０１００】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例６を、図１２を参照して説明する。また、実施例６において、実施例５と同一の部分には、同一の符号を付し、その繰返し説明は、省略する。
【０１０１】
図１２は、本発明の実施例６による携帯用自家発電装置において、第１のフライホイールのリングギヤ状態を示す図である。
【０１０２】
前記実施例５では、第１のクラッチギヤ４３１のそれぞれの歯において、第１のロック部材４２０の爪部４２１が緩んだ状態で、第１のフライホイール４３０が回転せず、第２のロック部材４２０’の爪部４２１が噛合した第２のフライホイール４３０’の第２のクラッチギヤ４３１’は、時計回りに回転するようになる構成を示しているが、実施例６では、第２のフライホイール４３０’の回転に際して、アイドルギヤ６００による第１のフライホイール４３０の回転を防止するために、リングギヤ４３４が、実施例５に比べて、第１のクラッチギヤ４３１の１/２部分にのみ設けられる。
【０１０３】
そこで、第２のフライホイール４３０’の時計回り回転によって、発電のために、ギヤ部５１０が反時計回りに回転し、ギヤ部５１０の回転によって、アイドルギヤ６００が時計回りに回転する。アイドルギヤ６００の時計回りの回転力が、第１のフライホイール４３０に伝達される。しかし、第１のフライホイール４３０は、この反時計回りに回転することになる。このように、第１のフライホイール４３０に伝達された回転力は、リングギヤ４３４が設けられていない部分に伝達されるので、第１のフライホイール４３０は、回転しないことになる。
【０１０４】
また、取手部２２０を押すことによって、ラックギヤ部２１０が本体１００内に挿入され、これにより、多数のピニオンギヤ部材３００のそれぞれのピニオンギヤ部材が、反時計回りに回転することになる。つまり、第１及び第２のロック部材４２０、４２０’が反時計回りに回転することになると、第２のクラッチギヤ４３１’のそれぞれの歯において、第２のロック部材４２０’の爪部４２１が緩む状態となって、第２のフライホイール４３０’は回転しなくなり、第１のロック部材４２０の爪部４２１が噛合した第１のクラッチギヤ４３１は、反時計回りに回転し、第１のフライホイール４３０に設けられたリングギヤ４３４の回転力が、アイドルギヤ６００に伝達されるので、アイドルギヤ６００は、時計回りに回転し、ギヤ部５１０は、反時計回りに回転することになる。
【実施例７】
【０１０５】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例７を、図１３を参照して説明する。また、実施例７においても、実施例１〜４と同一の部分には、同一の符号を与し、その繰返し説明は、省略する。
【０１０６】
図１３は、本発明の実施例７によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す図である。
【０１０７】
前記実施例１〜４では、本体１００内に多数のピニオンギヤ部材３００が一列に設けられ、この多数のピニオンギヤ部材３００がラックギヤ部材２００の直線往復動によって、正転及び逆転する構造であるが、実施例７では、多数のピニオンギヤ部材３００が複数の列に設けられている。
【０１０８】
また、ラックギヤ部材２００には、図１３に示しているように、ラックギヤ部２１０が上下方向で一対に設けられ、この一対のラックギヤ部２１０の上部及び下部にそれぞれ、多数のピニオンギヤ部材３００が結合した構造である。
【０１０９】
そこで、本体１００からラックギヤ部２１０が引出される場合、上部に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００は、反時計回りに回転しながら発電を行い、下部に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００は、時計回りに回転しながら発電を行うことになり、本体１００にラックギヤ部２１０が挿入される場合、上部に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００は、時計回りに回転しながら発電を行い、下部に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００は、反時計回りに回転しながら発電を行うことになる。
【０１１０】
上述したような構造を有する実施例７においては、前記実施例１〜４に示されている携帯用自家発電装置よりも、発電の効率性を増大することができる。
【０１１１】
また、前記説明では、ラックギヤ部２１０が上下方向において一対に設けられ、一対のラックギヤ部のそれぞれに、多数のピニオンギヤ部材３００が結合した構造を示したが、これに限定されるものではなく、一対のラックギヤ部が左右方向に設けられ、この一対のラックギヤ部のそれぞれに、多数のピニオンギヤ部材３００が結合した構造を適用することもできる。
【０１１２】
なお、図１３に示された構造では、本体１００に第１の開口部１１０が設けられた構造として説明したが、これに限定されるものではなく、図７に示しているように、本体１００に第１の開口部１１０及び第２の開口部１３０が設けられた構造、又は、図９に示しているように、ラックギヤ部材２００において、第１のヒンジ２２２と第２のヒンジ２２５を設けた構造にも適用可能である。
【実施例８】
【０１１３】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例８を、図１４及び図１５を参照して説明する。また、実施例８においても、実施例１〜４と同一の部分には、同一の符号を与し、その繰返し説明は、省略する。
【０１１４】
図１４は、本発明の実施例８によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す平面図であり、図１５は、本発明の実施例８によるラックギヤ部材の他の例を示す平面図である。
【０１１５】
前記実施例１では、本体１００内に、多数のピニオンギヤ部材３００が一列に設けられ、この多数のピニオンギヤ部材３００が、ラックギヤ部材２００の直線往復動によって正転及び逆転する構造であるが、実施例８では、多数のピニオンギヤ部材３００が複数の列に設けられている。図１４では、多数のピニオンギヤ部材３００が２列に設けられた構造を示しているが、これに限定されるものではなく、３列以上でもよい。
【０１１６】
また、図１５に示しているように、２列に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００に対して、それぞれの列に対して、ラックギヤ部材２００が分離して作動するように、ラックギヤ部２１０の部分にスリット２７０を設けた構造を適用することもできる。すなわち、図１２に示しているように、第１のフライホイール４３０及び第２のフライホイール４３０’が設けられた構造に対して、スリット２７０が形成されたラックギヤ部材２００を適用することにより、それぞれのピニオンギヤ部材３００が実施例１と同様に作動することができる。
【実施例９】
【０１１７】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例９を、図１６及び図１７を参照して説明する。また、実施例９においても、実施例１〜４と同一の部分には、同一の符号を与し、その繰返し説明は、省略する。
【０１１８】
図１６は、本発明の実施例９によるラックギヤ部材と多数のピニオンギヤ部材の配置状態を示す図であり、図１７は、図１６における携帯用自家発電装置の外観斜視図である。
【０１１９】
前記実施例７及び８では、２列に設けられた多数のピニオンギヤ部材３００を、１つのラックギヤ部材２００で作動させる構造を示しているが、実施例９では、図１６及び図１７に示しているように、２つのラックギヤ部材で作動することもできる。
【０１２０】
すなわち、ラックギヤ部材２００が、第１の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第１のラックギヤ部材２５０と、第２の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第２のラックギヤ部材２６０として設けることもできる。
【０１２１】
図１６及び図１７に示しているように、第１のラックギヤ部材２５０と第２のラックギヤ部材２６０とを設けることによって、ユーザが両手を用いて、より効率的な発電を行うことができる。
【実施例１０】
【０１２２】
ついで、本発明による携帯用自家発電装置の実施例１０を、図１８を参照して説明する。また、実施例１０においても、実施例１〜４と同一の部分には、同一の符号を与し、その繰返し説明は、省略する。
【０１２３】
図１８は、本発明の実施例１０による携帯用自家発電装置の構成図である。
【０１２４】
実施例１０では、ラックギヤ部材として、図１８(ａ)に示しているように、本体１００内における回転ユニット７００によって、ラックギヤ部７１０の巻取状態を維持した構造を設けている。
【０１２５】
前記回転ユニット７００は、本体１００内で回転可能に装着され、図１８(ｂ)のように、ラックギヤ部７１０の巻取状態を維持し、ラックギヤ部７１０の引張と巻取により回転可能なリール７２０と、ばね鋼からなり，例えば８〜１２回程度巻かれたばね状態を維持するスパイラルバネ７３０と、前記リール７２０に嵌合され、前記スパイラルバネ７３０を内装するバネカバー部７４０とを含む。
【０１２６】
前記ラックギヤ部７１０の材質は金属材からなるが、リール７２０での巻きと緩みを行える機能を備えるものであれば十分であり、特定の材質に限定されるものではない。ラックギヤ部７１０の一端は、リール７２０に固定され、ラックギヤ部７１０の他端は、図１８(ａ)のように、リング７５０に固定され、ラックギヤ部７１０の引張状態は、前記スパイラルバネ７３０の弾力によって制御される。
【０１２７】
前記ラックギヤ部７１０には、図１８(ｃ)のように、ピニオンギヤ部材３００のギヤ歯と噛合するギヤ溝７１１が設けられる。
【０１２８】
前記リール７２０は、図１８(ｂ)のように、ラックギヤ部７１０を巻取状態に維持するために、糸巻き形状からなり、該リール７２０の中央部には、バネカバー部７４０を内蔵するための収容部７２１が設けられ、リール７２０の内側には、バネカバー部７４０が嵌合される多数の突出部７２２が設けられる。
【０１２９】
前記スパイラルバネ７３０は、ばね鋼からなり、例えば８〜１２回程度巻かれたばね状態を維持し、前記スパイラルバネの外側一端７３１は、前記バネカバー部７４０に形成された挿入口７４２に挿入され、スパイラルバネ７３０の内側一端７３２は、前記本体１００に設けられたばねホルダに挿入される。前記スパイラルバネ７３０が巻かれた状態に維持され、これに対応して、ラックギヤ部７１０も、リール７２０に巻かれた状態に維持される。そこで、ユーザによるラックギヤ部７１０の引張が、スパイラルバネ７３０の緩み条件に対応して制限され、スパイラルバネ７３０の戻し力によって、ラックギヤ部７１０がリール７２０に巻き取られる状態に戻る。
【０１３０】
前記バネカバー部７４０は、スパイラルバネ７３０を内部に保持するために、中空の円筒状からなり、このバネカバー部７４０の外側には、多数の突出部７２２との嵌合のため、多数の突出部７２２に対応して、多数の溝７４１が形成され、周部には、前記スパイラルバネ７３０の外側一端７３１が挿入される挿入口７４２と、この挿入口７４２を介して挿入された内周一端が安着する安着部７４３とが設けられる。そこで、スパイラルバネ７３０の外側一端７３１が挿入口７４２を介して安着部７４３に安着した状態で、リール７２０の収容部７２１に嵌合し、スパイラルバネ７３０の外側一端７３１がバネカバー部７４０から離脱することを防止することができる。
【０１３１】
そこで、実施例１０では、図１８(ａ)のような状態で、ユーザがリング７５０を引くことによって、ギヤ溝７１１がピニオンギヤ部材３００のギヤ歯と噛合して、それぞれのピニオンギヤ部材を時計回りに回転させて発電を行い、ユーザがリング７５０の引張を中止すると、スパイラルバネ７３０の戻し力により、ピニオンギヤ部材が反時計回りに回転して、発電を連続して行うことができる。
【実施例１１】
【０１３２】
以下に、本発明による携帯用自家発電装置の実施例１１を説明する。
【０１３３】
前記実施例５における携帯用自家発電装置では、モータ５２０の回転をギヤ部５１０の回転により行う構造として説明したが、実施例１１では、固定子と回転子を適用する。
【０１３４】
すなわち、本発明に適用されるそれぞれのピニオンギヤ部材３００に、回転部材として、例えば、前記特許文献２に開示された技術を適用することができる。本発明によるピニオンギヤ部材３００の内周面に固定子を設け、ピニオンギヤ部材３００内に挿入され、固定子と離隔して回転子を設ける。また、ラックギヤ部材２００が一方向に直線移動される際に生成されるピニオンギヤ部材３００の回転力を用いて、回転子を一方向に回転させる第１の回転ユニットと、前記ラックギヤ部材２００が他方向に直線移動される際に生成されるピニオンギヤ部材３００の逆転力を用いて、前記回転子を前記一方向に回転させる第２の回転ユニットとを設けることによって、多数のピニオンギヤ部材３００を同時に作動させる構造を設けることもできる。
【０１３５】
上述したように構成された携帯用自家発電装置の使用例を、図１９を参照して説明する。
【０１３６】
図１９は、本発明の携帯用自家発電装置の使用状態の一例を示す図である。
【０１３７】
図１９に示しているように、本体１００を立てて、一対の支持部１２０をユーザの足で支持し、ラックギヤ部材２００を上下に直線往復動させることにより、多数のピニオンギヤ部材３００が正転及び逆転を繰返し実行し、それによりギヤ部５１０が回転して、発電を続けて行う。
【０１３８】
前記発電部材５００により発電された電気が、本体内に設けられたバッテリー(図示せず)に充電される。また、本体１００には、バッテリーと接続されたＵＳＢ端子が装着され、このＵＳＢ端子を介して連結された電気機器、例えば、スマートフォン、ノート型パソコン、軍用又は非常用の通信機器、電灯装置、又はカイロ及び電気バーナーのような発熱装置に電力を供給することができる。
【０１３９】
以上、本発明者によりされた発明を、前記実施例を参照して具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能であることは、言うまでもない。
【０１４０】
つまり、前記実施例９では、図１６に示しているように、ラックギヤ部材２００が、第１の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第１のラックギヤ部材２５０と、第２の列の多数のピニオンギヤ部材に対応して設けられた第２のラックギヤ部材２６０として設けられ、第１のラックギヤ部材２５０と第２のラックギヤ部材２６０をそれぞれ両手で作動させる構造として示したが、図２０に示しているように、愛１のラックギヤ部材２５０と第２のラックギヤ部材２６０が取手２２０により連結された構造を適用することもできる。
【０１４１】
また、図１６における第１のラックギヤ部材２５０と第２のラックギヤ部材２６０のそれぞれに、図８のような取手２２３の構造を適用することもできる。
【０１４２】
また、図２では、本体１００の下部に、ユーザが自家発電を行う際に両足で支持するための一対の支持部１２０を示したが、これに限定されるものではなく、図２２に示しているように、一対の取手部２２０とベルト形状の締結部材１９０とを設けて使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明による携帯用自家発電装置を使用することにより、通常の電気供給ができない軍事作戦、難民村、地震等による災害、船舶の非常事態、野外活動等の非常時に、ユーザが片手又は両手でラックギヤ部材の引張動作を繰り返すことによって、長時間の間、発電を継続的に行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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