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機械式懐中電灯（英: Mechanically powered torch）は、使用者の筋力によって発電された電気で動く懐中電灯であり、電池の交換や電源からの充電を必要としません。異なる動作メカニズムを使用するいくつかのタイプがあります。ハンドルを握る、クランクを巻く、懐中電灯自体を振るなど、さまざまな動きを使用して必要な電力を生成します。これらの懐中電灯は、エネルギーを蓄積するために使用される技術によっても区別されます。スプリング、 [ 1] 、フライホイール、バッテリー、またはコンデンサです。
機械式懐中電灯はいつでも使用できるため、停電やその他の緊急事態に備えて非常灯として保管されることがよくあります。また、通常の懐中電灯のように電池の寿命に制限されないため、別荘、小屋、その他の遠隔地にも保管されています。通常の懐中電灯で使用される使い捨て電池は、生成されるエネルギー量に対して使用される資源の点で無駄であり、環境に最終的に影響を与える重金属や有毒化学物質も含まれているため、これらはグリーンテクノロジーと見なされています。
ダイノトーチ
ダイノトーチ、ダイナモ トーチ、スクイーズ フラッシュライトは、フライホイールを介してエネルギーを生成する懐中電灯またはポケット トーチです。ユーザーはハンドルを繰り返し握って、小型発電機/ダイナモに接続された懐中電灯内のフライホイールを回転させ、白熱電球または発光ダイオードに電流を供給します。懐中電灯は使用中に継続的にポンプで電力を供給する必要があり、握る合間にフライホイールが発電機を回転させてライトを連続的に点灯させます。ハンドルを握ったときにのみ電力が生成されるため、スイッチは不要です。ダイノ ライトは、第二次世界大戦中にドイツ国防軍兵士に支給されました。家庭への電力供給が不安定だったため、戦時中はヨーロッパで人気がありました。「スクイーズ フラッシュライト」に加えて、アメリカの兵士はこのようなライトを「スクイージー フラッシュライト」または「スクイージー フラッシュライト」と呼ぶことが多かったです。[要出典]
第一次世界大戦では、引き紐を使ったバージョンが使用された。[2]
写真は内部機構を示しています。L 字型のハンドルにはギアラックがあり、白いステップアップ ギアを回転させます。次に、フライホイールを回転させます。フライホイールには、遠心クラッチ (レバーの移動が停止してから戻った後にフリーホイールを可能にするため) と、左下にある濃い灰色の磁石の両方が取り付けられています。磁石は、右下にある赤い銅の巻き線の周りを回転するときに電流を誘導します。銅の巻き線からの電流は白熱電球(図示せず) のフィラメントに流れ、光を発します。L 字型のスプリングが、各噛み合いの後にハンドルを元の位置に戻します。
シェイク型デザイン
リニア誘導懐中電灯、ファラデー懐中電灯、または「シェイク懐中電灯」は、別の種類の機械的に駆動する懐中電灯です。2002年に ダイレクト マーケティングキャンペーンが開始され、米国で販売されています。
この設計には、懐中電灯を縦に振ると充電式バッテリーと同様に機能するスーパーキャパシタを充電するリニア電気ジェネレータが含まれています。バッテリーまたはコンデンサは、白色LEDランプに電力を供給します。リニア ジェネレータは、振られるとソレノイド(銅線のコイル)の中心を前後に移動するスライド式希土類磁石で構成されています。磁石がスライドするたびに、ファラデーの電磁誘導の法則によってワイヤのループに電流が誘導され、整流器やその他の回路を通じてコンデンサが充電されます。
最も優れた設計では、充電式バッテリーの代わりにスーパーキャパシタが使用されています。これは、バッテリーよりも動作寿命が長いためです。これと、白熱電球のように切れない長寿命の発光ダイオードにより、懐中電灯の寿命が長くなり、便利な緊急用ライトになります。現在の多くのモデルの欠点は、スーパーキャパシタはリチウムイオン電池に比べて多くのエネルギーを蓄えることができず、1回の充電での動作時間が制限されることです。ほとんどの設計では、ライトを約30秒間激しく振ると最大5分間点灯しますが、宣伝されている時間には、2〜3分後にLEDの出力が低下することは含まれていません。必要に応じて2〜3分ごとにユニットを10〜15秒間振ると、デバイスを継続的に使用できます。これは、おもちゃ、または他の懐中電灯の緊急用バックアップとして見られることがよくあります。[3]
これらの懐中電灯の偽造品が販売されており、そのほとんどはコインサイズの充電不可能なリチウム電池を隠しています。高価なスーパーキャパシタは内部部品から省略されています。これらの偽造品の中には、「磁石」が磁石でなかったり、コイルが接続されていなかったりして、デバイスを振っても電気が発生しないものもあります。これらの偽造懐中電灯は、内部の電池を充電または交換できず、ケースが永久的に接着されているため、最終的には役に立たなくなります。[3] [4]
クランク駆動設計
もう一つの一般的なタイプは、手回し式またはクランク式懐中電灯で、懐中電灯のクランクを回して発電機を回して充電するバッテリーで点灯します。1 分間クランクを回すと、通常約 30 分から 60 分間点灯します。このタイプの懐中電灯には、ダイノ トーチや一部のシェイク 懐中電灯のように使用中に継続的にポンプする必要がないという利点があります。ただし、内蔵の充電式バッテリーはいずれ消耗するため、非常灯としては信頼性が低い場合があります。使用されるリチウムイオン セルの定格充電回数は通常約 500 回です。
フリープレイ エナジーが製造した「時計仕掛けのトーチ」の代替デザインでは、エネルギーはバッテリーではなく、平らならせん巻きのメインスプリングに機械的に蓄えられます。所有者はクランクを回してスプリングを巻き上げます。次に、ライトがオンになると (機械式ブレーキを解除して)、スプリングがほどけて発電機が回転し、ライトを作動させる電力が供給されます。このデザインは、もともと発展途上国での使用を目的に考案されたもので、バッテリーへの依存を回避または軽減することで、信頼性と耐用年数を向上させることが目的でした。2012 年までに元のデザインは製造されなくなりましたが、LED を使用した更新された小型の手回し式モデルはまだ販売されていました。
その他の機能
機械式懐中電灯の中には、単なる光源以上の機能や特徴を備えたものもあります。非常灯として販売されているモデルには、道路脇での緊急事態に備えた赤色または黄色の点滅ライト、サイレン、AM / FM、天気予報、短波 ラジオなどのラジオなど、緊急時に使用するための追加機能が備わっています。また、 ACアダプター、太陽電池、車の シガーライターソケットに差し込むコードなど、バッテリーを充電するための代替手段が含まれている場合もあります。
手回し式の懐中電灯には、ラジオなどの機能が付いていることがよくあります。人気の機能の 1 つは、コンセントがないときに携帯電話を充電するための 5 ボルトUSB充電ポートです。これらのデバイスの品質と長期的な信頼性は、信頼性の高い軍用規格の緊急用機器から、修理不可能な使い捨ての 1 回限りの使用の製品まで、多岐にわたります。
「製鉄所」
最初の機械式ポータブル照明は、1800 年代に炭鉱で使用された「スチール ミル」でした。これらのランプは、クランク機構によって高速で回転するスチール ディスクで構成されていました。ディスクにフリントを押し付けると、火花が散り、薄暗い照明が生まれました。 [5]これらのミルは、爆発性の可燃性ガスの危険性があるため、ろうそくで火をつけるのは危険な炭鉱でのみ使用されました。可燃性ガスに引火する可能性のある非常に熱い火花が発生しないように、火花を注意深く観察する必要がありました。 [6]これらのミルは使いにくく、少年が操作することが多かったため、その唯一の仕事は、鉱夫のグループに明かりを提供することでした。これらのミルの最初の 1 つは、18 世紀のスペッディング ミルです。[7]スペッディング家は、ウェストモーランドのローザー家とホワイトヘブン炭鉱の代理店として長年関係がありました。[5]
1815年に、はるかに扱いやすいデイビーランプとジョーディーランプが導入されて以来、製鉄所は人気がなくなった。製鉄所のアイデアは、ライターとフェロセリウムフリントの開発された技術に基づいて、1946年に復活した。海上での緊急信号用に、8つのフリントを備えたバネ巻きランプが提案された。[8]
参照
- 人力機器
- GravityLight、機械式および重力式ランプ
- ソーラー懐中電灯
参考文献
- ^ 「小型ダイナモが新型電池不要の懐中電灯を作動」『ポピュラーサイエンス』114 (2)。ニューヨーク：ポピュラーサイエンス出版：1929年2月74日。 2012年1月30日閲覧。
- ^ ab 「ドイツの懐中電灯にはダイナモが内蔵されている」。ポピュラーメカニクス。32 ( 4 )。シカゴ：ポピュラーメカニクス社：804 1919年12月。 2012年6月13日閲覧。
- ^ ab Griffin, Grant E. (2010 年 7 月 5 日)。「Shake Flashlights with Fake Components」。EE Times。2015年 7 月 24 日閲覧。
- ^ 「振って充電する懐中電灯は偽物」。ElectronicsWeekly.com。Metropolis Media Publishing。2007年12月21日。 2015年7月24日閲覧。
- ^ ab カルビン、ロニー (2000)。「石炭」。アラステア・キャメロン (編)。レイクランド鉱山の遺産。カンブリア・アメニティ・トラスト鉱山史協会。p. 60。ISBN 0-9539477-0-X。
- ^ N. ウッド、「ニューキャッスル炭鉱の作業」、機械技術者協会紀要: 1858、209ページ
- ^ スペッディング製鉄所の例はホワイトヘブン博物館で見ることができます。
- ^ 「機械式フラッシュランプ」。ポピュラーサイエンス。1946年12月。119ページ。