KR101058373B1 - 태양광을 이용한 다용도 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

태양광을 이용한 다용도 ｌｅｄ 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공원이나 산책로 또는 도로가에서 야간에 차량 또는 보행자의 통행을 안내하기 위한 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반구형상으로 내부에 LED와 솔라셀이 장착되는 조명장치부와; 일측이 상기 조명장치부 저면 중앙에 결합되는 제 1 스프링과, 일측이 상기 조명장치부 저면 일측에 결합되는 복수개의 제 2 스프링과, 상기 제 2 스프링의 타측에 결합되고 중앙이 개구되어 상기 제 1 스프링이 관통되는 지지용 케이스와, 상기 제 1 스프링의 타측에 결합되고 상기 조명장치부와 전기적으로 연결되어 전력을 공급하는 축전지가 탑재되는 전력공급부를 포함하여 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 태양광을 전원공급원으로 사용하여 전원공급이 용이하고, 배터리 교체가 필요치 않아 유지비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 조명장치를 지주의 상단 및 지표면에 설치 가능하여 다용도로 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 클램프 장착부를 통해 다양한 지주의 형상에 결합 가능하여 조명장치의 사용범위가 넓은 효과가 있다.
또한, 조명장치를 지표면에 매립시 조명장치부가 스프링에 의해 탄성을 가져 외력에 의해 파손이 방지되고 유지보수 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

태양광을 이용한 다용도 ＬＥＤ 조명장치{Multipurpose LED lighting device using solar light}
본 발명은 공원이나 산책로 또는 도로가에서 야간에 차량 또는 보행자의 통행을 안내하기 위한 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 전원공급원으로 사용하고 다양한 형상의 지주에 결합가능하며 지주의 상단 및 지표면에 설치할 수 있는 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 공원이나 산책로 또는 도로가에는 야간에 차량 또는 보행자의 통행을 안내하기 위한 조명장치가 설치된다.
공원이나 산책로에 주로 사용되는 조명등은 지면에 지주를 다수개 설치하고 지주의 상부에 조명장치가 내장된 지주캡을 씌워 야간에 보행자를 위한 안내등으로 사용된다.
이러한 지주의 상부에 설치되는 지주캡은 각 지주의 형상에 알맞은 지주캡이 설치되어함으로 다양한 지주의 형상에 적용하기 힘든 문제점이 발생된다.
그리고 도로가에 주로 사용되는 조명등은 지표면에 조명장치를 매설하여 야간에 차량의 통행을 위한 유도등으로 사용된다. 이러한 유도등은 차량의 통행에 의해 파손의 우려가 높으며, 파손시 제대로된 유도등의 역할을 수행할 수 없게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 유도등이 제안된 바 있으며 이를 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 종래 도로에 매설되어 사용되는 유도등의 단면 구조를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 종래의 도로에 매설되는 유도등은 지표면에 매립되는 하우징(100)과, 하우징(100) 내부에 전원공급을 위한 배터리(200)와, 배터리(200)의 전원을 인가받아 야간에 조명을 점등하는 발광부(300)와, 탄성재질의 합성수지로써 하우징(100)의 상부에 결합되고 지표면에 노출되는 상부캡(400)으로 이루어진다.
이러한 종래의 유도등은 차량이 상부캡(400)을 통과할때 상부캡(400)의 탄성력에 의해 파손이 방지된다. 그러나 종래의 유도등은 발광부(300)가 지표면 저부에 위치되고, 장기간 사용시 상부캡(400)의 스크래치 등과 같은 마모로 인해 상부캡(400)을 통해 외부로 발광되는 빛이 약해 일정 밝기의 조광이 확보되기 어렵고 그에 따라 운전자가 유도등을 인식하기 힘든 문제점이 발생한다.
또한, 이러한 조명장치는 통행로나 주행로의 전 길이에 일정한 간격으로 다수개 설치되어야 한다. 그래서 각 조명장치마다 전원공급라인을 별도로 설치하여야 하는 번거로움이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리를 장착하여 일정기간 사용하고 다시 재충전하는 방식을 사용하기도 하나 이 또한, 매번 배터리를 교체해야하는 문제점이 발생한다.
따라서, 이러한 종래 보행자 또는 차량의 통행을 안내하기 위한 조명장치의 불합리한 점을 극복하고 전원공급이 용이하고, 다양한 형상의 지주에 결합가능하고, 파손의 염려가 없이 지주의 상단 및 지표면에 설치할 수 있는 조명장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광을 전력공급원으로 사용하여 전원공급이 용이한 조명장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 지주의 상단 및 지표면에 설치할 수 있는 다용도의 조명장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 형상의 지주에 결합가능한 조명장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 지표면에 매립되어 차량의 통행에 따른 조명장치의 파손을 방지하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 반구형상으로 내부에 LED와 솔라셀이 장착되는 조명장치부와; 일측이 상기 조명장치부 저면 중앙에 결합되는 제 1 스프링과, 일측이 상기 조명장치부 저면 일측에 결합되는 복수개의 제 2 스프링과, 상기 제 2 스프링의 타측에 결합되고 중앙이 개구되어 상기 제 1 스프링이 관통되는 지지용 케이스와, 상기 제 1 스프링의 타측에 결합되고 상기 조명장치부와 전기적으로 연결되어 전력을 공급하는 축전지가 탑재되는 전력공급부를 포함하여 제공된다.
여기서 상기 조명장치부는 반구형상으로 투명한 탄성재질로 이루어지는 상부캡을 가지는 조명 하우징과, 상기 조명 하우징의 내측 저면에 결합되는 PCB 기판과, 상기 PCB 기판 상측에 위치하고 중앙이 개구되는 솔라셀보드와, 일측이 상기 PCB 기판 중앙에 결합되어 상기 PCB 기판의 전기신호가 전달되는 연결봉과, 상기 연결봉의 타측에 결합되고 상기 연결봉의 길이방향을 따라 전방향으로 LED가 설치되는 LED 모듈을 포함하여 제공된다.
그리고 상기 지지용 케이스는 중앙의 개구면에 상측으로 이물질방지턱이 형성되고, 상면 중앙에서 외측으로는 경사면이 형성되고, 상기 지지용 케이스의 하부 일측에는 복수개의 유출구가 형성된다.
그리고 상기 제 1 스프링은 상기 제 2 스프링보다 탄성계수가 더 크다.
또한, 상기 전력공급부 내부에는 외부의 열기를 차단하는 열차단재가 설치된다.
그리고 상기 지지용 케이스 하부에는 클램프 장착부가 더 포함되되, 상기 클램프 장착부는 상기 지지용 케이스 하부에 결합되는 결합 플레이트와, 상기 결합 플레이트의 저면에 설치되고 내주면에 탄성부재가 결합되는 클램프 몸체와, 상기 클램프 몸체 일측에 형성되는 볼트 조임부를 포함하여 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 태양광을 전원공급원으로 사용하여 전원공급이 용이하고, 배터리 교체가 필요치 않아 유지비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 조명장치를 지주의 상단 및 지표면에 설치 가능하여 다용도로 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 클램프 장착부를 통해 다양한 지주의 형상에 결합 가능하여 조명장치의 사용범위가 넓은 효과가 있다.
또한, 조명장치를 지표면에 매립시 조명장치부가 스프링에 의해 탄성을 가져 외력에 의해 파손이 방지되고 유지보수 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래 도로에 매설되어 사용되는 유도등의 단면 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치가 지표면에 설치된 상태의 단면도이다.
도 5는 측면에서 외력이 작용하여 조명장치부가 기울어진 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 상부에서 외력이 작용하여 조명장치부가 지표면 아래로 이동된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치가 지주에 결합된 상태의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 클램프 장치부의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 클램프 장치부에 결합되는 지주를 나타낸 분해사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치의 분해사시도이고 도 4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치가 지표면에 설치된 상태의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명 장치는 내부에 LED와 솔라셀이 장착되는 조명장치부(10)와, 일측이 조명장치부(10)의 저면 중앙에 결합되는 제 1 스프링(20)과, 일측이 조명장치부(10)의 저면 일측에 결합되는 복수개의 제 2 스프링(30)과, 제 2 스프링(30)의 타측에 결합되고 중앙이 개구되어 제 1 스프링(20)이 관통되는 지지용 케이스(40)와, 제 1 스프링(20)의 타측에 결합되는 전력공급부(50)를 포함한다.
조명장치부(10)는 조명 하우징(11)과, 조명 하우징(11) 내부에 설치되는 PCB 기판(12), 솔라셀보드(13), 연결봉(14), LED 모듈(15)을 포함한다.
조명 하우징(11)은 투명한 탄성재질로 이루어지는 반구형상으로서 LED 모듈(15)의 발열을 고려하여 저면에 방열핀이 설치되거나, 통기구가 형성될 수도 있다.
PCB 기판(12)은 조명 하우징(11) 내측 하단에 결합된다.
솔라셀보드(13)는 PCB 기판(12) 상면에 설치되어 PCB 기판과 전기적으로 연결되고 중앙에 개구가 형성된다. 여기서 PCB 기판(12)은 솔라셀보드(13) 아래 음영진 공간에 위치되어 외부열로부터 기판이 보호된다.
연결봉(14)은 전기신호를 LED 모듈(15)에 전달하기 위해 일측이 솔라셀보드(13)에 형성된 개구를 관통하여 PCB 기판(12)에 결합되고 타측은 LED 모듈(15)이 결합된다.
LED 모듈(15)은 연결봉(14)의 길이방향을 따라 전방향으로 다수개의 LED가 설치된다. 이는 가시성을 높여 전방향에서 조명의 위치를 확인할 수 있게 하기 위함이다.
제 1 스프링(20)은 일측이 조명 하우징(11)의 저면 중앙에 형성된 결합돌기(16a)에 끼움결합되고 타측은 전력공급부(50)의 일측에 형성된 결합돌기(55)에 끼움결합된다.
제 2 스프링(30)은 일측이 조명 하우징(11)의 저면 중앙에서 외측으로 일정 간격을 두고 형성되는 결합돌기(16b)에 끼움결합되고 타측은 지지용 케이스(40)의 상면 일측에 형성되는 결합돌기(44)에 끼움결합된다.
제 2 스프링(30)은 제 1 스프링(20)보다 탄성계수가 낮다. 이는 후술될 동작관계에서 자세히 설명하도록 한다.
지지용 케이스(40)는 조명 하우징(11)보다 큰 원주를 가지고 내측 중앙이 개구되어 제 1 스프링(20)이 관통된다. 그리고 지지용 케이스(40)의 개구면을 따라 상측으로 이물질방지턱(41)이 형성되고, 지지용 케이스(40)의 상면 중앙에서 외측으로 하방으로 경사진 경사면(42)이 형성되어 이물질이 중앙의 개구면을 따라 이물질방지턱(41)에 의해 케이스 내부로 유입되지 않고 경사면(42)을 따라 하부로 흘러내리도록 한다. 또한, 지지용 케이스(40)의 하부 일측에는 복수개의 유출구(43)가 형성되어 케이스 내부로 유입되는 이물질이 유출구(43)를 통해 외부로 배출되도록 한다.
전력공급부(50)는 축전지 케이스(52)와, 축전지 케이스(52) 내부에 탑재되는 축전지(51)와, 일측이 축전지(51)와 연결되는 전력공급라인(54)을 포함한다. 전력공급라인(54)의 타측은 PCB 기판(12)와 연결되어 축전지(51)의 전력이 PCB 기판(12)에 전달되고 솔라셀보드(13)에서 생성되는 전기에너지가 PCB 기판(12)을 통해 축전지(51)에 공급된다.
또한, 축전지 케이스(52) 내부에는 열차단재(53)가 설치되어 외부의 열기를 차단하여 축전지(51)를 장기간 사용할 수 있도록 한다.
또한, 축전지 케이스(52) 내부에는 별도의 비상용 배터리를 탑재하여 주간에 짙은 안개 또는 우천 등의 기상악화로 인해 축전지(51)에 원할한 전기에너지가 공급되지 않을때에 비상용 배터리를 통해 LED 모듈(15)에 전력을 공급하여 안정적으로 작동되게 할 수도 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 조명장치는 야간에 도로나 산책로 등의 통행로를 따라 다수개 연속적으로 설치되어 유도등의 역할을 수행하게 된다. 이러한 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치는 별도의 전원을 사용하지 않고 주간에 조명장치부(10)에 설치된 솔라셀에 태양광을 집광시켜 전기 에너지로 변환시킨 후 전력공급라인(54)을 통해 축전기에 전기 에너지가 저장된다. 축전지(51)에 저장되는 전기 에너지는 다시 야간에 LED 모듈(15)에 공급되어 조명장치가 점등된다.
이때에, 조명장치부(10)에는 광센서가 포함될 수 있다. 광센서에 의해 주변의 밝기를 판단하고 LED 모듈(15)에 공급되는 전력을 공급 및 차단하여 조명장치를 점멸함이 바람직하다.
본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치는 도로 등의 지표면에 설치되거나 휀스 지주의 상단에 설치되어 다양한 용도로 사용될 수 있다.
아래에서는 본 발명에 따른 조명장치가 지표면에 설치되는 구조 및 작동관계에 대해 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 먼저 통행로에 조명장치를 매립하기 위해 통행로를 따라 지표면을 통공하여 조명장치를 삽입한다.
이때 통공된 내주면과 지표면이 닿는 모서리에는 보호링 구조체(70)가 결합됨이 바람직하다. 여기서 보호링 구조체(70) 내주면에는 탄성재질로 이루어진 충격방지부재(71)가 결합되어 조명장치부(10)가 외력에 의해 좌우로 이동되어 조명 하우징(11)이 모서리 부분에 충돌되는 것을 방지한다.
그리고 LED 모듈(15)은 지표면보다 높은 상부에 위치하도록 설치되고 전방향에 노출되어 종래의 유도등보다 가시성이 높으며, 솔라셀보드(13) 또한 지표면과 동일하거나 지표면 상부에 설치되어 집광이 용이하게 한다.
이러한 조명장치부(10)의 높이 조절은 다른 높이를 가지는 제 1, 2 스프링의 교체로 용이하게 조절할 수 있다.
도 5는 측면에서 외력이 작용하여 조명장치부(10)가 기울어진 상태를 나타낸 도면으로, 도면을 참조하면 일반적인 외력은 차량 바퀴가 조명장치의 상부를 통과하면서 가해진다.
먼저 차량 바퀴가 지표면 상부로 노출된 조명 하우징(11)의 측면으로 진입하게 되면, 조명 하우징(11)에 외력이 가해짐과 동시에 제 1, 2 스프링에 외력이 전달된다. 이때, 제 1 스프링(20)보다 더 작은 탄성계수를 가지는 제 2 스프링(30)이 먼저 변형되어 조명장치부(10)가 측면으로 기울어지게 된다.
도 6은 상부에서 외력이 작용하여 조명장치부(10)가 지표면 아래로 이동된 상태를 나타낸 도면으로, 도 6은 차량 바퀴가 도 5에서와 같이 조명 하우징(11)의 측면을 지나 조명 하우징(11) 상부에 위치된 상태이다.
도면을 참조하면, 조명 하우징(11) 상부에 외력이 가해지면 제 1,2 스프링에 외력이 전달되어 스프링이 변형된다. 이때, 상부에 가해지는 외력은 제 1, 2 스프링에 동일한 크기로 작용된다. 탄성계수가 낮은 제 2 스프링(30)이 먼저 변형된 후 탄성계수가 높은 제 1 스프링(20)이 외력에 의해 하방으로 압축되어 조명 하우징(11)이 하부로 이동된다.
상기와 같이 측면에서 제공되는 외력 즉, 차량 바퀴가 조명 하우징(11)의 측면을 지나갈 때, 지표면 외부로 노출되는 조명 하우징(11)은 먼저 제 2 스프링(30)이 변형되어 외력이 가해지는 방향으로 기울어지게 되고, 차량 바퀴가 조명 하우징(11) 상부를 통과시에는 제 2 스프링(30)이 변형된 후 탄성이 큰 제 1 스프링(20)이 변형되어 조명 하우징(11)이 지표면 아래로 이동된다.
이는 제 2 스프링(30)에서 먼저 외력에 대응하고 난 후 탄성이 큰 제 1 스프링(20)이 외력에 대응되어 완충효과가 뛰어나 조명 하우징(11)에 충격을 감소시키게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치가 지주에 결합된 상태의 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 클램프 장치부의 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 클램프 장치부에 결합되는 지주를 나타낸 분해사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 다용도 LED 조명장치는 다양한 형상의 지주에 결합되기 위한 클램프 장착부(60)가 더 포함된다.
클램프 장착부(60)는 지지용 케이스(40) 하부 또는 축전지 케이스(52) 하부에 결합되는 결합 플레이트(61)와, 결합 플레이트(61)의 저면에 설치되고 지주를 수용하는 클램프 몸체(62)와, 클램프 몸체(62)에 돌출형성되는 조임날개부(62a)와, 클램프 몸체(62) 일측에 형성되는 볼트 조임부(64)를 포함한다. 클램프 몸체(62) 내주면에는 탄성부재(63)가 결합되어 내부에 수용되는 지주의 외면을 밀착지지 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 조명장치가 휀스 지주의 상단에 설치되는 구조 및 작동관계에 대해 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 먼저 지주를 힌지결합되는 클램프 몸체(62) 내부에 수용하고 조임날개부(62a)에 설치되는 볼트를 지주의 크기에 맞도록 단단하게 조여 지주의 외면을 클램핑한다. 이때, 클램프 몸체(62) 내주면에는 탄성부재(63)가 결합되어 굴곡진 형상의 지주가 감싸면서 밀착지지된다.
그리고 볼트조임부(64)에 설치되는 볼트를 조여 다시 지주의 외면에 밀착고정시킨다.
상기와 같은 클램프 장착부(60)를 사용하여 다양한 형상을 가지는 지주에 적용 가능하게 된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : 조명장치부 11 : 조명 하우징
12 : PCB 기판 13 : 솔라셀보드
14 : 연결봉 15 : LED 모듈
20 : 제 1 스프링 30 : 제 2 스프링
40 : 지지용 케이스 41 : 이물질방지턱
42 : 경사면 43 : 유출구
50 : 전력공급부 51 : 축전지
52 : 축전지 케이스 53 : 열차단재
54 : 전력공급라인 60 : 클램프 장착부
61 : 결합 플레이트 62 : 클램프 몸체
62a : 조임날개부 63 : 탄성부재
64 : 볼트조임부 70 : 보호링 구조체
71 : 충격방지부재 16a, 16b, 44, 55 : 결합돌기

Claims (6)

  1. 반구형상으로 투명한 탄성재질로 이루어지는 상부캡을 가지는 조명 하우징과, 상기 조명 하우징의 내측 저면에 결합되는 PCB 기판과, 상기 PCB 기판 상측에 위치하고 중앙이 개구되는 솔라셀보드와, 일측이 상기 PCB 기판 중앙에 결합되어 상기 PCB 기판의 전기신호가 전달되는 연결봉과, 상기 연결봉의 타측에 결합되고 상기 연결봉의 길이방향을 따라 전방향으로 LED가 설치되는 LED 모듈을 포함하는 조명장치부와;
    일측이 상기 조명장치부 저면 중앙에 결합되는 제 1 스프링과;
    일측이 상기 조명장치부 저면 일측에 결합되는 복수개의 제 2 스프링과;
    상기 제 2 스프링의 타측에 결합되고 중앙이 개구되어 상기 제 1 스프링이 관통되며, 중앙의 개구면에 상측으로 이물질방지턱이 형성되고, 상면 중앙에서 외측으로는 경사면이 형성되고, 상기 지지용 케이스의 하부 일측에는 복수개의 유출구가 형성되는 지지용 케이스와;
    상기 제 1 스프링의 타측에 결합되고 상기 조명장치부와 전기적으로 연결되어 전력을 공급하는 축전지가 탑재되고 내부에 외부의 열기를 차단하는 열차단재가 설치되는 전력공급부를; 포함하되,
    상기 제 1 스프링은 상기 제 2 스프링보다 탄성계수가 더 큰 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 다용도 LED 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지용 케이스 하부에는 클램프 장착부가 더 포함되되,
    상기 클램프 장착부는
    상기 지지용 케이스 하부에 결합되는 결합 플레이트와,
    상기 결합 플레이트의 저면에 설치되고 내주면에 탄성부재가 결합되는 클램프 몸체와,
    상기 클램프 몸체 일측에 형성되는 볼트 조임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 다용도 LED 조명 장치.
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