KR100878898B1 - 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조 - Google Patents

Abstract

발전기능을 가지는 과속방지턱 구조가 개시된다. 본 발명에 따른 과속 방지턱 구조는 각각은 통과 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판과, 상기 구름판 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버와, 일단이 상기 제1 레버의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버와, 상기 구름판을 상부로 밀어올리는 스프링, 및 상기 제2 레버의 타단과 원웨이 클러치 방식으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부와 서로 클러치 결합되어 이루어지는 복수 개의 과속 방지턱부와; 상기 발전기 구동축에 끼워지며 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼과; 상기 발전기 구동축의 일측에 결합되는 제1 기어; 및 상기 제1 기어와 결합되는 제2 기어의 회전에 의하여 전기를 발전하는 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 과속 방지턱 구조는 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 선택 적용하기가 용이하고 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하여 일반적인 도로 현장에 실제로 적용할 수 있다.

과속 방지턱, 전압 유지, 복수 개 차로

Description

발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조{Speed bump structure having generating of electricity}

본 발명은 발전기능을 가지는 과속방지턱에 관한 것으로 더 상세하게는 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 선택 적용하기가 용이하고 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하여 일반적인 도로 현장에 실제로 적용할 수 있는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조에 관한 것이다.

학교 주변, 주택가, 또는 민가 주변에는 차량이 과속을 하지 못하도록 요철 형태의 과속 방지턱이 사용되고 있다. 이러한 과속 방지턱은 적정 통행 속도를 고려하여 그 높이가 결정되는데 일반적으로는 75밀리미터 정도로 설계된다. 이러한 과속 방지턱은 고정 구조물 형태로 설치되는 것이 일반적인데 그러한 과속 방지턱을 통행하는 차량의 에너지를 사용하여 발전을 하고 생성된 전기에너지를 사용하여 신호등이나 표시 기능을 할 수 있는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱이 공지된 바 있다.

예컨데, 대한민국 실용신안 등록 제20-0353305호에는 자가 발전식 도로용 표 시등이 개시되어 있다. 상기 등록 실용신안은 내측면에 세로방향으로 형성된 가이드홈을 갖추고 상방으로 개구된 공간부를 이루며, 도로에 매설되는 지지함과; 상기 지지함의 상방 개구부에 고정되어 상기 가이드홈과 맞물리는 슬라이더를 매개로 상하유동이 가능하면서 도로상에 돌출되되, 상면은 차량통행이 용이한 곡면형상을 이루며 다수의 투광부가 형성되어진 돌출턱과; 상기 공간부에 탑재되어 돌출턱을 탄발지지하는 완충부와; 일단이 회동축을 매개로 상기 돌출턱과 회동가능하게 고정되는 연접봉과, 연접봉의 타단이 크랭크핀을 매개로 편중되게 고정되어 연접봉의 상하이동에 따라 일방향으로 회전되는 크랭크암과, 일단이 크랭크암과 연동되어 동방향으로 회전되되 크랭크암이 정지되어도 동방향 회전이 계속되는 크랭크축과, 크랭크축이 중심으로 관통고정되어 크랭크축의 회전을 원활히 하는 플라이흴로 된 동력변환부와; 상기 크랭크축의 타단에 연동되어 회전력 및 회전속도를 변환하는 기어와; 상기 기어와 연동되어 기어로부터 출력되는 회전력을 통해 발전하는 발전기로 된 다수의 과속방지턱과: 다수의 상기 과속방지턱을 상호 연결하여 일체로 하고, 각 과속방지턱으로부터 발전된 전기가 흐르는 전선을 도로의 포장재로부터 보호하는 관부가 포함된 연결부재와: 다수의 상기 과속방지턱에 각각 탑재된 발전기들로부터 유입되는 발전전기를 필요한 전압으로 변환/안정화하는 변압기와, 변환된 전기를 받아 하기 충전지를 충전하는 충전기 및, 충전지가 탑재되며; 상기 지지함 들로부터 발전된 전기가 통하는 전선을 도로의 포장재로부터 보호하는 다수의 전선관이 더 구비된 단자함: 및, 상기 단자함으로부터 유입된 전기로 구동되는 표시기구:으로 이루어진다.

하지만, 상기와 같은 자가 발전식 도로용 표시등 구조는 발전기가 연결되어 이루어진 과속 방지턱이 다수 개가 구비되고 각각의 과속 방지턱으로 부터 생성된 전기를 전선을 통해 취합한다는 형태로 이루어져 있으나 각각의 과속 방지턱에서 생성되는 전압은 순간적으로 발생하는 것으로 그와 같이 순간적으로 발생하는 전압을 사용하여 충전기를 충전하기는 용이하지 않다. 즉, 순간적으로 생성된 전기를 저장하기 위해서는 충전지만으로는 실효성이 없고 콘덴서와 같은 정전용량의 장치가 필요할 것인데 이러한 콘덴서는 매우 고가이므로 실제 현장에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 자가 발전식 도로용 표시등 구조는 크랭크와 크랭크의 회전력을 사용한 발전기 구조만을 개시하고 있는데 이러한 구조에서는 다양한 중량과 속도의 자동차가 통과할 때 정확하게 회전 사이클을 형성하지 않아 실제적으로 안정적인 전력 공급이 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개 특허 제10-2004-27580호에는 구름식 자가발전장치가 개시되어 있다. 상기 공개 특허에 따르면 일정크기의 수용 공간을 갖으며 그 상단이 개구된 상태에서 계단이나 과속방지턱에 매입되는 하우징; 상기 계단이나 과속방지턱의 상판과 같이 일정넓이로 형성되어 하우징의 개구부를 커버한 상태로 승·하강 되는 구름판; 상기 구름판과 하우징의 바닥면 사이에 형성되어 구름 작용에 의한 구름판의 승·하강이 안내되도록 적어도 하나 이상 형성되는 가이드수단; 상기 각 가이드수단의 외면에 설치되어 일정한 탄성력으로 구름판을 지지/복원하도록 형성되는 탄성스프링; 일정길이의 바 형상으로서 그 일측면 적소에 랙기어가 형성된 상 태로 상기 구름판의 중앙 하면에 고정되는 가동바; 상기 하우징의 중앙에 고정되어 상기 가동바가 구름판을 따라 승·하강 시 그 하단을 지지하도록 형성되는 지지구; 상기 가동바의 일측에 설치되어 그 랙기어와 치합된 상태로 회전되는 피니언기어가 회전축에 결합된 발전기: 및 상기 발전기로부터 발생된 전기를 충전하고 충전된 전기를 공급하도록 형성되는 충전기; 로 이루어져, 사람이나 자동차의 통행이 많은 계단 또는 과속 방지턱과 같은 구름판 하단에 소정의 발전장치를 설치함으로서, 구름판의 상하운동을 이용해서 전기를 발전시키고 이를 충전하여 사용하도록 한다.

상기와 같은 종래의 구름식 자가 발전 장치는 하나의 회전 사이클이 이루어지지 않아도 발전이 가능하도록 랙과 피니언 구조를 이용하고 있고 자동차 통행시 압력이 인가되는 것을 전기 에너지로 변환하고 있으나 이러한 구조에서는 위의 대한민국 실용신안 등록 제20-0353305호를 참조하여 설명한 바와 같이 차량이 과속 방지턱을 통과하는 순간에 간헐적으로 생성되는 전압을 사용하여 전기 전자 부품을 동작시킨다는 것이 용이하지 않고 충전지는 연속적이고 안정적인 전압에 의하여만 정상적으로 충전이 된다는 점을 감안하면 콘덴서와 같은 정전용량이 필요할 것인데 이는 매우 고가이므로 실제 현장에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 간헐적이고 순간적으로 전기가 발생되므로 차량 소통이 빈번하지 않은 곳에는 적용하기가 어렵다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 선택 적용하기가 용이하고 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하여 일반적인 도로 현장에 실제로 적용할 수 있는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조는,

각각은 통과 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판과, 상기 구름판 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버와, 일단이 상기 제1 레버의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버와, 상기 구름판을 상부로 밀어올리는 스프링, 및 상기 제2 레버의 타단과 원웨이 클러치 방식으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부와 서로 클러치 결합되어 이루어지는 복수 개의 과속 방지턱부와;

상기 발전기 구동축에 끼워지며 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼과;

상기 발전기 구동축의 일측에 결합되는 제1 기어; 및

상기 제1 기어와 결합되는 제2 기어의 회전에 의하여 전기를 발전하는 발전 부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과속 방지턱 구조물은 상기 복수 개의 과속 방지턱 사이에 결합되며 발전기 구동축을 지지하는 베어링 지지대;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 발전 기능을 구비하는 과속 방지턱 구조는 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하고 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 그 차로 수에 맞게 선택 적용하는 것이 용이한 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조를 제공한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물의 구조를 사시도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물은 발전 기능을 수행하는 복수 개의 과속 방지턱(10, 10')을 구비한다. 하나의 과속 방지턱(10)은 통과 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판(100)과, 상기 구름판(100) 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버(102)와, 일단이 상기 제1 레버(102)의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버(104)와, 상기 구름판(100)을 상부로 밀어올리는 스프링(106), 및 상기 제2 레버(104)의 타단과 원웨이 클러치 방식(110)으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축(112)으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부(10')와 서로 클러치 결합된다.

또한, 상기 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물은 상기 발전기 구동축(112)에 끼워지며 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼(120)을 구비한다. 또한, 상기 과속 방지턱 구조물은 상기 발전기 구동축(112)의 일측에 결합되는 제1 기어(122), 및 상기 제1 기어(122)와 결합되는 제2 기어(124)의 회전에 의하여 전기를 발전하는 발전부(130)를 구비한다. 상기 제1 기어(122)와 제2 기어(124)의 기어비는 50: 1 ~ 200: 1 정도가 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물은 복수 개의 차선에 적용하는 경우에 하중을 보다 건실하게 유지할 수 있도록 상기 복수 개의 과속 방지턱(10. 10') 사이에 결합되며 발전기 구동축(112)을 지지하는 베어링 지지대(114)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 위 실시예에서는 발전부(130)만을 도시하였으나 발전부(130)에서 생성되는 전기를 충전하는 충전지(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

도 2에는 도 1의 원웨이 클러치 방식의 일종인 라쳇트 기어를 적용한 일예를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 2를 참조하면, 레버와 축을 연결하는 원웨이 클러치 방식의 일종인 라쳇트 기어를 나타내었다. 라쳇트 기어는 외부 커버(200)에 구비되는 치차 걸이(202)와 회전축에 구비되는 치차(204)로 구성될 수 있다. 이러한 원웨이 클러치 구조는 자전거의 뒷바퀴에 동력을 전달하기 위한 원웨이 클러치 베어링 형태로 구현되는 것도 가능하며 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.

도 3에는 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물을 도로에 설치한 일예를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 차선에 각각 발전 기능을 구비하는 과속 방지턱(30, 30')이 구비되며 과속 방지턱(30)은 통과 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판(300)과, 상기 구름판(300) 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버(302)와, 일단이 상기 제1 레버(302)의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버(304)와, 상기 구름판(300)을 상부로 밀어올리는 스프링(306), 및 상기 제2 레버(304)의 타단과 원웨이 클러치 방식으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부(30')와 서로 클러치 결합된다. 또한, 상기 구름판(300)의 저면에는 소음 방지판(301)이 구비되는 것이 보다 바람직하다.

도 3에 도시한 과속 방지턱 구조는 1차선과 2차선의 바닥에 매설된 것을 예로써 나타내었으며 필요에 따라서는 보다 많은 차선에 매설되도록 하는 것도 가능하다. 예컨대 1차선 또는 2차선의 어느 한 차선을 주행하는 차량의 하중에 의하여 발전기 구동축이 일방향으로 회전하게 되는데 이때 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼(320)에 의하여 차량이 통과하지 않는 경우에도 일정 시간 회전을 유지할 수 있게 된다. 또한, 발전기 구동축에 연결된 제1 기어(322)가 회전하고 제1 기어(322)에 맞물린 제2 기어(324)에 의하여 발전기(330)는 전기를 발전하게 된다.

도 4에는 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물에 적용되는 라쳇트 기어 방식의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 4를 참조하면, 통과 차량의 하중에 의하여 구름판(400)이 승하강하고, 과, 상기 구름판(300) 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버(402)가 수직 왕복 운동을 하게 된다. 이러한 수직 왕복 운동은 상기 제1 레버(402)의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버(404)에 의하여 원웨이 클러치(410)로 전달되어 일방향의 회전력으로 변환된다. 이때, 스프링(406)은 상기 구름판(400)을 상부로 밀어올려 복원력을 제공한다.

도 5에는 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물의 작용 효과를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 과속 방지턱 구조물은 예컨대 왕복 4차선에 적용될 수 있다. 즉, 도면에서 좌측으로 주행하는 차선에 매설되는 과속 방지턱 구조(50, 50')와 우측으로 주행하는 차선에 매설되는 과속 방지턱 구조(52, 52')으로 구분될 수 있다. 이와 같이 왕복 4차선에 적용되면 통행 시간에 따라 어느 한쪽 방향으로의 통행량이 빈번하고 반대쪽 차선은 통행량이 매우 적은 경우에도 통행량이 빈번한 측의 과속 방지턱 구조에 의하여 발전이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 발전기 구동축에 끼워지며 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼에 의하여 회전 관성을 가지기 때문에 어느 정도의 차량 통행만 보장된다면 일정한 전압을 발전하는 것이 가능하고 그것에 의하여 충전기(미도시)를 충전하거나 전압을 사용하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 발전 기능을 구비하는 과속 방지턱 구조는 순간적으로 발생되는 전압을 지속적으로 유지하도록 하여 연속적이고 안정적으로 발전 전압을 생성하는 것이 가능하고 복수 개의 차로로 이루어진 도로에 그 차로 수에 맞게 선택 적용하는 것이 용이한 과속 방지턱 구조를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물의 구조를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 라쳇트 기어 방식의 일예를 설명하기 위한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물을 도로에 설치한 일예를 설명하기 위한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물에 적용되는 라쳇트 기어 방식의 동작을 설명하기 위한 도면, 및

도 5는 본 발명에 따른 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물의 작용 효과를 설명하기 위한 도면.

Claims (2)

1. 각각은 통과 차량의 하중에 의하여 승하강되는 구름판과, 상기 구름판 저면과 일단이 힌지 결합되는 제1 레버와, 일단이 상기 제1 레버의 타단과 힌지 결합되는 제2 레버와, 상기 구름판을 상부로 밀어올리는 스프링, 및 상기 제2 레버의 타단과 원웨이 클러치 방식으로 결합되어 단방향으로 회전하는 발전기 구동축으로 이루어지며, 인접한 과속 방지턱부와 서로 클러치 결합되어 이루어지는 복수 개의 과속 방지턱부;

   상기 발전기 구동축에 끼워지며 회전 관성을 가지도록 일정한 중량을 가지는 공회전 드럼;

   상기 발전기 구동축의 일측에 결합되는 제1 기어; 및

   상기 제1 기어와 결합되는 제2 기어의 회전에 의하여 전기를 발전하는 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수 개의 과속 방지턱 사이에 결합되며 발전기 구동축을 지지하는 베어링 지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 가지는 과속 방지턱 구조물.

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