KR101282696B1 - 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주차시 자동차 실내로 유입되는 태양광 및 태양열을 차단함과 동시에 발전전력을 생성할 수 있는 자동차용 복층유리에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 일정간격을 두고 적층되어 그 사이에 중공부를 갖는 내부유리와 외부유리, 상기 중공부에 삽입 설치되는 전동식 차양을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리를 제공한다.

Description

발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리 {Duplex glass for vehicle}

본 발명은 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주차시 자동차 실내로 유입되는 태양광 및 태양열을 차단함과 동시에 발전전력을 생성할 수 있는 자동차용 복층유리에 관한 것이다.

오늘날 널리 사용되고 있는 내연기관 자동차가 19 세기말에 증기자동차의 뒤를 이어 실용화된 이후, 자동차는 사람들이 가장 많이 이용하는 교통수단의 하나로 발전을 거듭해 왔다.

이러한 자동차의 발전은 안전성과 편의성 그리고 내구성 등 모든 면에서 발전해왔지만 아직도 해결하지 못한 부분이 있는 것도 사실이다.

예를 들어, 직사광선이 내리쬐는 무더운 여름날 옥외에 장시간 주차하는 자동차의 경우 태양복사열에 의해 자동차의 실내온도가 고온으로 상승하는 것을 막을 수 있는 획기적인 해결방법을 찾지 못한 것도 그중 하나라 할 수 있다.

이렇게 태양복사열에 의해 높은 온도까지 상승하게 되는 자동차 실내는 태양광이 직접 투과되는 유리창 부근뿐만 아니라, 태양광이 직접 조사되지 않는 다른 부위까지 온실효과 및 반복되는 열복사(복사전열)에 의해 자동차의 실내온도가 상승하게 된다.

특히, 주차하는 시간이 오래될수록 자동차 실내로 입사되는 태양에너지의 양이 많아져서 상당히 높은 고온의 상태까지 올라가게 되는데 이러한 고온상태가 오랫동안 유지되면 문제가 발생할 수 있다.

또한, 운전자가 주차된 자동차를 운행하고자 차량에 탑승할 때, 자동차의 문을 여는 순간 자동차의 실내에 갇혀있던 고온의 열기가 운전자에게 확산되어 불쾌감을 주게 된다.

한편, 근래에 들어 많은 자동차에 옆 창문 상단에 태양광을 차단하고, 비가 들이치는 것을 방지하기 위한 선바이저(Sun Visor)가 설치되고 있다.

여기서, 상기 선바이저란 반투명 또는 불투명의 합성수지로 제작된 것으로서, 자동차 옆 창문 상단에 부착되어 태양광이 바로 얼굴을 비추지 못하도록 빛을 차단시켜주며, 우천시 창문을 약간 열었을 경우, 자동차 내부로 비가 유입되지 못하도록 하는 역할을 수행한다.

이러한, 종래의 선바이저는 유입되는 빗물을 차단시키며, 태양광의 제한적 차단을 수행할 수 있지만, 입사되는 태양광에 의한 자동차 내부온도의 상승을 억제시키기 위한 기능은 발휘하지 못하였다.

또한, 여름철에 주차된 자동차의 내부온도를 냉각시키기 위해서 운전자는 차량에 탑승한 초기에 에어컨을 세게 가동시키게 되는데 이에 에어컨 부하가 크게 상승되고 연료소모가 가중된다는 문제점이 있었다.

또한, 에어컨 가동으로 자동차의 내부온도를 냉각시키기 위해서는 일정 시간이 소요되어야 하며, 이러한 불편함은 운전자 및 탑승자에게 불쾌감을 유발시키는 요인으로 작용한다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 내부 및 외부유리 사이에 발전가능한 전동식 차양을 삽입 설치하여, 주차시 자동차 실내로 유입되는 태양열을 차단함과 동시에 입사되는 태양광을 이용하여 발전전력을 생성할 수 있는 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일정간격을 두고 적층되어 그 사이에 중공부를 갖는 내부유리와 외부유리, 상기 중공부에 삽입 설치되는 전동식 차양을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리를 제공한다.

바람직하게, 상기 전동식 차양은 감김 및 풀림 가능한 유연 태양전지로 이루어진 차양막이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전동식 차양은 내부유리와 외부유리 사이의 중공부에 상하 또는 좌우 양편으로 각각 배치되어 장착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전동식 차양은 상기 중공부를 따라 전개가능한 차양막, 이 차양막을 감아주고 풀어줄 수 있는 회전봉, 이 회전봉을 회전 작동시킬 수 있는 구동수단 및 상기 회전봉의 좌우 양단을 회전가능하게 지지하여 중공부 일측에 고정해줄 수 있는 지지부재로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 복층유리를 사용함에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

1. 주차시 자동차 실내에 유입되는 태양광 및 태양열을 차단하여 차량 실내 온도의 상승을 억제하고, 이에 에어컨 부하를 감소시켜 냉방 연비를 향상시킬 수 있다.

2. 중공형의 복층유리 구조를 통해 단열 및 차음 기능이 증대되어 외부로부터 차량 실내로의 열, 소음 전달을 감소시킬 수 있다.

3. 자동차에 조사되는 태양광을 이용하여 생성한 발전전력으로 주차시에도 환기팬을 구동시켜 차량 실내 온도의 상승을 방지할 수 있고, 배터리를 충전시켜 장기 주차시 방전을 방지할 수 있으며, 또한 차량 액세서리 전원으로 사용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 복층유리의 종단면 구조를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 복층유리의 전동식 차양의 작동상태를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 복층유리를 윈드쉴드 글래스에 적용한 경우, 도 1 및 2에서 전동식 차양의 작동에 따른 차양막의 전개상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 복층유리를 차량의 각종 유리재 구성요소에 적용하여 장착한 상태를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명에 따른 전동식 차양에 구비된 유연 태양전지의 출력을 활용하는 자동차의 전력 변환 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차용 복층유리는 일정간격을 두고 적층되어 그 사이에 중공부(7)를 갖는 내부유리(1)와 외부유리(2), 상기 중공부(7)에 삽입 설치되는 전동식 차양(3)으로 구성된다.

상기 내부유리(1)와 외부유리(2)는 각기 소정 형상을 갖는 판상의 유리부재로 구성되고, 서로 일정간격을 두고 나란하게 배치되어 구성됨으로써 그 사이에 소정 공간의 중공부(7)를 갖게 된다.

참고로, 상기 내부유리(1)와 외부유리(2)는 서로 위치가 바뀔 수 있으며, 내부유리(1)와 외부유리(2)를 구성하는 각각의 유리부재는 단판유리 또는 접합 필름이 부착된 접합유리를 사용할 수 있다.

중공형의 복층구조를 형성하게 되는 내부 및 외부유리(1,2)는 그 사이에 삽입된 전동식 차양(3), 특히 차양막(4)을 보호하는 역할을 하여 전동식 차양(3)의 내구성을 향상시키게 된다.

그리고, 상기 중공부(7)에는 차량 실내에서 운전자의 조작에 의해 작동되는 차양 및 발전 겸용의 전동식 차양(3)이 설치된다.

상기 전동식 차양(3)은 내부 및 외부유리(1,2) 사이에 중공부(7)를 따라 전개가능한 차양막(4)과, 이 차양막(4)을 감아주고 풀어줄 수 있는 회전봉(5)과, 이 회전봉(5)을 회전 작동시킬 수 있는 구동수단(미도시) 및 상기 회전봉(5)의 좌우 양단을 회전가능하게 지지하여 중공부(7) 일측에 고정해줄 수 있는 지지부재(6)를 포함하여 구성된다.

이러한 전동식 차양(3)은 내부유리(1)와 외부유리(2) 사이의 중공부(7)에 단일 구성되어 장착되거나, 또는 도 1과 같이 상기 중공부(7)에 상하 양편 또는 좌우 양편으로 각각 배치되어 장착될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았지만 전동식 차양(3)이 상기 중공부(7)에 단일 구성되는 경우, 회전봉(5)에 차양막(4)이 완전히 감긴 상태의 두께가 도 2의 경우에 비해 상대적으로 증가하게 되고 이에 자동차 유리의 두께가 증가하게 되므로, 본 발명에 따른 복층유리의 두께 축소를 위해 상기 전동식 차양(3)은 상하 또는 좌우 양편으로 각기 배치되어 한 쌍으로 구성됨이 바람직하다.

이러한 본 발명의 복층유리는 전동식 차양(3)에 의해 내부 및 외부유리(1,2) 사이의 간격을 일정하게 유지하게 되는데, 상기 전동식 차양(3)이 양편으로 배치되어 장착됨에 따라 내부유리(1)와 외부유리(2) 사이에 간격(중공부) 유지가 용이하게 되는 이점이 있다.

여기서, 상기 차양막(4)은 일편 가장자리가 회전봉(5)에 길이방향을 따라 부착 고정되며, 상기 회전봉(5)의 회전 동작에 의해 회전봉(5)에 감김 및 풀림 가능한 필름형상의 유연 태양전지로서 구성된다.

상기 차양막(4), 즉 유연 태양전지는 예컨대 고탄성의 플라스틱 필름 또는 금속 포일 소재로 이루어진 플렉시블(Flexible)한 유연 기판 위에 광전 소재를 코팅하여 제작한 것으로, 회전봉(5)에서 풀림되어 펼쳐질 때 유연 기판의 탄성력에 의해 구겨짐이나 접힘 없이 중공부(7)에서 평평하게 펼쳐지며, 이에 전동식 차양(3)이 중공부(7)의 좌우 양편 또는 하부에 배치되는 경우에도 중공부(7)를 따라 완전히 전개되어 펼쳐짐으로써 발전효율의 저감 없이 차양 및 발전이 가능하게 된다.

다시 말해, 본 발명에서 상기 차양막(4)은 태양광을 전기에너지로 변환하여 발전전력을 생성할 수 있는 구성요소로서, 주차시 또는 운전자의 조작에 의해 선택적으로 전개되어, 선쉐이드의 역할을 함과 동시에 입사되는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 발전기 기능을 할 수 있다.

또한, 상기 지지부재(6)는 내부 및 외부유리(1,2) 사이에 장착되어 회전봉(5)의 좌우 양단을 회전가능하게 지지할 수 있는 베어링으로 구성될 수 있다.

상기 구동수단은 일반적인 전기모터로 구성될 수 있고, 차양막(4)과 전기적으로 연결되어 전력을 공급받을 수 있으며, 이에 따라 전동식 차양(3)을 구동하는데 있어 초기 구동을 제외하고 추가적인 전력소모가 필요 없게 된다.

또한, 상기 차양막(4)은 발생된 전력을 출력하는 리드선을 연결 구성하여 차량 배터리와 전기적으로 연결되어 배터리를 충전시키거나 또는 각종 액세서리(공기청정기, 네비게이션, 시트열선 등등)와 전기적으로 연결되어 보조 전원의 역할을 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 복층유리는 차량의 윈드쉴드 글래스(프론트 글래스, A), 리어 글래스(B), 사이드 글래스(C) 및 선루프 글래스(D) 등의 유리재 구성요소로 채택되어 적용될 수 있으며(도 4 참조), 보통 주행 시에는 도 1과 같이 차양막(4)이 회전봉(5)에 완전히 감긴 상태로 시인성을 확보하여 주행하게 되나 필요에 따라(예컨대, 배터리 외에 별도의 추가 전력이 필요한 경우 등) 도 2의 좌측 도면과 같이 차양막(4)을 상하 양편(또는 좌우 양편)으로 약간만 전개하여 발전전력을 생성하고 태양광을 차단할 수 있다.

예를 들어, 윈드쉴드 글래스로서 채택되어 사용되는 경우, 전동식 차양(3)은 윈드쉴드 글래스가 설치되는 차체 부위를 은폐하여 미관을 향상시키는 기존의 흑색 세라믹 코팅을 대체할 수 있으며, 주행 시 도 2의 좌측 도면과 같이 상단부(예컨대, 쉐이드 밴드(shade-band))까지 차양막(4)을 전개시켜 발전전력을 생성할 수 있다.

그리고, 주차 시에는 도 2의 우측 도면과 같이 전동식 차양(3)의 차양막(4)을 완전히 전개시켜 중공부(7)를 따라 펼쳐지게 하여 자동차 실내에 유입되는 태양광 및 태양열을 차단함과 동시에 발전전력을 생성할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 자동차용 복층유리는 차량에 장착되는 유리재 구성요소로서 채택됨에 따라 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

1. 주차시 자동차 실내에 유입되는 태양광 및 태양열을 차단하여 자동차의 내부온도 상승을 억제함으로써 에어컨 부하를 감소시켜 냉방 연비를 향상시킬 수 있으며, 또한 탑승객을 은폐시켜주어 프라이버시를 보호할 수 있고 편안한 휴식을 유도할 수 있다.

2. 내부 및 외부유리로 이루어진 중공형의 복층유리 구조를 통해 단열 및 차음 기능이 증대되어 외부로부터 차량 실내로의 열, 소음 전달을 감소시킬 수 있고 김서림 현상을 방지할 수 있으며, 이에 특히 난방 부하가 큰 전기자동차(EV, Electric Vehicle)와 수소연료전지차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle) 등에 유용하다.

3. 차양막이 유연 태양전지로 구성됨으로 자동차에 조사되는 태양광으로부터 생성한 발전전력을 이용하여 주차 시에도 환기팬을 구동시켜 차량 실내 온도 및 스티어링 휠의 온도 상승을 방지할 수 있으며, 또한 차량 배터리를 충전시키고 차량 액세서리의 보조 전원으로 사용할 수 있다. 이에 장기 주차시 배터리의 방전을 방지하고 주행시 알터네이터의 부하 감소 및 연비 향상이 가능하다.

한편, 도 5를 참조하여 상기 전동식 차양을 이용한 발전과 관련하여 유연 태양전지의 출력을 활용하는 자동차의 전력 변환 제어 시스템을 살펴보면, 윈드쉴드 글래스, 리어 글래스, 사이드 글래스 및 선루프 글래스 중 본 발명의 자동차용 복층유리가 적용된 유리재 구성요소로부터 전력이 생성되면 차량 제어기는 이를 감지하여 각종 부하로 전력을 분배한다.

상기 제어기는 DC-DC 컨버터로서 기능하여 차양막(유연 태양전지)에서 출력되는 발전전력을 분배하고자 하는 각 부하(예를 들어 블로워 모터, 배터리, 알터네이터 및 각종 액세서리 등)의 전원에 맞게 컨버팅하고, 태양의 고도와 강도 및 유연 태양전지의 온도에 따라 각 부하로 공급하는 출력을 제어하며, 또한 주차, 주행, 실내외 온도 조건을 고려하여 부하별로 공급하는 전원을 제어한다.

1 : 내부유리
2 : 외부유리
3 : 전동식 차양
4 : 차양막
5 : 회전봉
6 : 지지부재
7 : 중공부

Claims (5)

1. 서로 일정간격을 두고 나란하게 배치되면서 그 사이에 소정 공간의 중공부를 가지는 내부 유리 및 외부 유리;
   상기 내부 유리 및 내부 유리 사이에 중공부를 따라 전개가능한 차양막과, 상기 차양막을 감아주고 풀어줄 수 있는 회전봉과, 상기 회전봉을 회전 작동시킬 수 있는 구동수단과, 상기 회전봉의 좌우 양단을 회전가능하게 지지하여 중공부 일측에 고정되는 지지부재로 구성되는 전동식 차양;
   을 포함하고,
   상기 전동식 차양은 중공부에 상하 양편 또는 좌우 양편에 배치되어 장착되면서 내부 유리와 외부 유리 사이의 간격을 유지해주게 되고, 상기 전동식 차양의 차양막은 플라스틱 필름 또는 유연 기판으로 이루어져 회전봉에서 풀려질 때 중공부에서 평평하게 펼쳐지게 되며,
   주행 시 발전전력을 생성할 수 있음과 더불어 주차 시 태양열 차단 및 발전전력을 생성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 발전형 차양을 갖는 자동차용 복층유리.
   
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5. 청구항 1의 복층유리를 유리재 구성요소로 채택한 것을 특징으로 하는 자동차.
   

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