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機械式懐中電灯は、使用者の筋力によって発生する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は不要です。さまざまな動作機構を使用するタイプがいくつかあります。ハンドルを握る、クランクを回す、懐中電灯自体を振るなど、さまざまな動作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、エネルギーを蓄えるために使用される技術によっても区別できます。バネ、[ 1 ]フライホイール、電池、またはコンデンサです。
機械式懐中電灯は常に使用可能な状態にあるため、停電やその他の緊急事態に備えて非常用ライトとして保管されることが多い。また、通常の懐中電灯のように電池の寿命に制約されないため、別荘や山小屋、その他の僻地にも備え付けられている。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資源の浪費が激しく、重金属や有害化学物質を含み、それらが最終的に環境に放出されるため、機械式懐中電灯は環境に優しい技術と考えられている。
機械で動く最初の携帯用照明は、 1800 年代に炭鉱で使われた「スチールミル」でした。これらのランプは、クランク機構で高速回転する鋼鉄製の円盤で構成されていました。円盤に火打ち石を押し付けると、火花が飛び散り、薄暗い光が出ました。[ 2 ]これらのミルは、爆発性のメタンガスの危険性があるためろうそくの点灯が危険な炭鉱でのみ使用されました。メタンガスに引火する可能性のある非常に高温の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。 [ 3 ]これらのミルは使いにくく、多くの場合、少年が操作し、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。これらのミルの初期のものの 1 つは、18 世紀のスペディングミルでした。[ 4 ]スペディング家は、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人として長い関係がありました。[ 2 ]
1815年に、はるかに扱いやすいデービーランプとジョーディーランプが導入された後、製鉄所は人気を失った。製鉄所のアイデアは、タバコライターとフェロセリウムフリントの技術の発展に基づいて、1946年に復活した。8つのフリントを備えたバネ巻きランプが、海上での緊急信号用に提案された。[ 5 ]
ダイノトーチ（またはスクイーズ懐中電灯）では、フライホイールによってエネルギーが生成されます。ユーザーはハンドルを繰り返し握ることで、懐中電灯内部のフライホイールを回転させます。このフライホイールは小型の発電機/ダイナモに接続されており、白熱電球または発光ダイオードに電流を供給します。L字型のハンドルにはギアラックがあり、これが白いステップアップギアを回転させ、さら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（レバーが停止して元の位置に戻った後に空転できるようにするため）と濃い灰色の磁石が取り付けられています。磁石は銅製の巻線を回転する際に電流を誘導します。巻線からの電流が白熱電球のフィラメントを流れ、光を発します。L字型のバネが、ハンドルを握るたびに元の位置に戻します。
懐中電灯は使用中、常にハンドルを握って作動させる必要があり、握るたびにフライホイールが発電機を回転させ、ライトを点灯させ続ける。ハンドルを握った時だけ発電するため、スイッチは不要である。ダイノライトは第二次世界大戦中、ドイツ国防軍兵士に支給された。家庭への電力供給が不安定だったため、戦時中のヨーロッパでは広く普及した。
プルコードを使ったバージョンは第一次世界大戦で使用された。[ 6 ]
直線誘導式懐中電灯（ファラデー懐中電灯、シェイク懐中電灯とも呼ばれる）は、懐中電灯を縦方向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直線型発電機を備えています。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。直線型発電機は、振るとソレノイド（銅線のコイル）の中心を往復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誘導法則によりワイヤーのループに電流が誘導され、整流器やその他の回路を通してコンデンサが充電されます。
最良の設計では、充電式バッテリーの代わりにスーパーキャパシタを使用しています。これは、スーパーキャパシタの方がバッテリーよりも動作寿命が長いためです。これにより、白熱電球のように切れることのない長寿命の発光ダイオードと相まって、懐中電灯の寿命が長くなり、便利な非常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エネルギーをあまり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10～15秒間ユニットを振ることで、デバイスを連続して使用できます。これは、おもちゃ、または他の懐中電灯の緊急バックアップと見なされることがよくあります。[ 7 ]
米国では2002年にダイレクトマーケティングキャンペーンから販売が開始されました。こ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非充電式リチウム電池を内蔵しています。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」が磁石ではなかったり、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ことが多いため、最終的には役に立たなくなります。[ 7 ] [ 8 ]
手回し式懐中電灯は、懐中電灯本体の手回しクランクで回転する発電機によって充電され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30分から60分ほど点灯します。ダイナモ式懐中電灯や一部のシェイク式懐中電灯のように、使用中に常にクランクを回し続ける必要がないという利点があります。しかし、内蔵の充電式バッテリーはいずれ消耗するため、非常用ライトとしては信頼性に劣る場合があります。使用されているリチウムイオン電池は、通常約500回の充電が可能です。
フリープレイ・エナジー社が製造した別の「ゼンマイ式懐中電灯」では、電池ではなく、平らな螺旋状に巻かれた主ゼンマイにエネルギーが機械的に蓄えられます。所有者はクランクを回してゼンマイを巻き上げます。そして、ライトを点灯させる（機械式ブレーキを解除する）と、ゼンマイがほどけて発電機が回転し、ライトを点灯させる電力を供給します。もともと発展途上国での使用を想定して考案されたこの設計の目的は、電池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でした。2012年までにオリジナル設計は製造中止となりましたが、LEDを使用した小型の手回し式モデルは引き続き入手可能でした。
機械式懐中電灯の中には、単なる光源としての機能以外にも、様々な機能や特徴を備えているものがあります。非常用ライトとして販売されているモデルには、路上の緊急事態を示す赤色または黄色の点滅ライト、サイレン、AM / FMラジオ、天気予報ラジオ、短波ラジオなどのラジオ機能など、緊急時に使用することを目的とした追加機能が搭載されています。また、 ACアダプター、ソーラーパネル、車のシガ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を備えている場合もあります。
手回し式懐中電灯には、ラジオなどの機能が搭載されていることが多い。人気の機能の一つは、コンセントがない場所で携帯電話を充電できる5ボルトのUSB充電ポートだ。これらの機器の品質と長期的な信頼性は、軍用規格に準拠した高信頼性の緊急用機器から、使い捨てで修理不可能なものまで、非常に幅広い。
