KR101389404B1 - 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바퀴의 회전력을 이용한 자체 발전에 의해 공급되는 전원으로부터 문자 내지 기호들로 구성된 특정 광고문구에 조명을 제공하도록 함은 물론 차선거리, 차간거리를 센싱하도록 구성된 휠캡장치에 관한 것이다.

Description

바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치{Tire-wheel cap for sensing and advertising using Turning Force of the Wheel }

본 발명은 바퀴의 회전력을 이용한 자체 발전에 의해 공급되는 전원으로부터 문자 내지 기호들로 구성된 특정 광고문구에 조명을 제공하도록 함은 물론 차선거리, 차간거리를 센싱하도록 구성된 휠캡장치에 관한 것이다.

최근에는 산업이 발달하고 경제적으로 윤택해짐에 따라 차량의 품위를 유지하려는 욕망이 고급차를 중심으로 확산되고 있으며, 차량의 종류나 브랜드를 소비자에게 시간과 공간을 초월하여 차량의 운행과 동시에 부각시킬 필요성이 대두되었다.

일 예로, 종래에는 차량의 휠 내측에 장착되는 휠캡에 자사의 브랜드를 알리는 로고 또는 광고 등의 문구를 인쇄하고, 상기 휠캡이 회전되지 않도록 구성하는 등 상기 휠캡을 광고 매체로 활용하는 차량의 휠캡을 이용한 광고장치가 개시되었다.

그러나, 지금까지 자동차 휠캡을 이용한 광고장치는 차량의 주행 중에도 로고 및 광고 문구가 표시되어 있는 휠캡 부분이 회전되지 않도록 하여 광고 문구를 육안으로 확인 가능하도록 구성되어 있지만, 회전하지 않는 휠캡에서 로고 및 광고 문구가 표시된 부분의 식별이 주간에는 가능하나 야간에는 식별되지 않을 뿐만 아니라, 자체 전력 공급 능력과 조명 조절 기능을 구비하지 않아 색깔의 변화가 없는 단순한 인쇄와 단조로운 표현 등으로 소비자로 하여금 싫증을 유발할 수 있는 표시방법으로 로고 혹은 광고의 효과를 매우 저하시키는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래 자체 발전이 가능한 휠캡용 광고장치가 개시되었다. 종래 자체 발전이 가능한 휠캡용 광고장치는 회전하는 휠로부터 회전력을 전달받아 발전될 수 있는 발전수단이 내장되어 있으며, 이러한 발전수단을 통해 발광되는 광원을 통해 휩캡에 표시되는 로고 및 광고문구를 야간에도 식별 가능하게 하였다.

그러나, 종래의 발전 수단은 일반적인 회전자와 고정자로 이루어진 발전장치로 구성됨에 따라 영구 자석과 에나멜선이 감긴 적층 규소강판을 이용하여 회전하게 되는데, 적층 규소강판에 형성된 톱니모양의 슬롯 때문에 영구 자석에 끌리는 부분과 그렇지 않은 부분으로 인해 톱니를 타고 넘는 듯한 코깅 토크 현상으로 원활한 회전이 이루어지기 어려웠다. 더구나, 약한 회전력에서는 로터의 회전속도가 느려 충전지의 충전개시전압에 도달하지 못하여 발전기의 가동 효율이 낮아지게 되고 결과적으로는 조명을 발광시키기 위한 발전량을 생산하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 따라 종래 자체 발전이 가능한 휠캡용 광고장치는 발전 수단에서 발생되는 전압을 승압하기 위한 배전압 회로를 추가로 구성해야되며, 충전량이 적고 충전시간이 많이 소요되는 등의 충전효율이 저하되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래 휠캡용 광고장치는 유지 보수 내지 광고문구의 변경 등을 위해 광고장치를 분해함에 있어서도 그 구조가 복잡하여 장시간이 소요되는 등 어려움이 있었다.

뿐만 아니라, 종래 휠캡용 광고장치는 단순히 광고에만 그치고, 발전수단을 이용한 타 용도로의 접근을 제시한 기술은 제시되고 있지 않다. 한편 종래 기술로서 대한민국 특허등록 제513523호의 경우 원거리용 레이더 센서와 근거리용 초음파 센서를 각각 사용함으로써 차간 거리 제어 영역을 확장할 수 있도록 하는 기술이 제시되고 있으나, 상기에서 언급한 바와 같이 휠캡용 광고장치와 연동되는 기술에 대해서는 아직까지 제시되고 있지 않은 실정이다.

특허등록 제513523호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 주행 차량의 휠로부터 회전력을 전달받아 자체 발전이 이루어지되 회전 부하를 절감하여 발전 효율을 향상시킬 수 있는 코어리스 발전기를 이용한 차량의 휠캡용 광고장치를 제공하되, 자체 발전에 의해 광고는 물론 차선거리, 차간거리를 감지할 수 있도록 하는 다목적의 휩캡장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치는 차량의 휠에 탈, 부착되며 중심부에 중공부가 형성된 휠캡부와; 상기 휠캡부 내측면에 결합되며 그 둘레를 따라 복수의 이격부재가 형성된 제1회전판과, 상기 이격부재에 결합되어 상기 제1회전판으로부터 이격 설치되며 그 중심부에 베어링을 통해 고정축이 직교하도록 장착된 제2회전판으로 구성되어 상기 휠캡부와 연동하는 회전부와; 상기 제1회전판 및 제2회전판 사이의 공간에 배치되고 그 중심부에 상기 고정축이 연결됨과 더불어 무게추가 구비되어 정지 상태를 유지하는 정지부와; 상기 회전부와 정지부 간의 상호 회전작용에 의해 전력을 생산하도록 구성된 발전수단과; 상기 정지부에 내장되고 상기 발전수단으로부터 출력되는 전원을 축전 및 제어하며 상기 정지부 상에 전원을 공급하기 위한 하나 이상의 접속콘넥터가 구성된 제어부; 및 상기 중공부를 통해 상기 정지부에 구비되며, 외측에 보호판과 상기 보호판의 배면에 결합되어 상기 제어부의 접속콘넥터로부터 공급되는 전원과 전기적으로 연결되는 센싱모듈이 포함되는 작동판을 포함하는 작동부;로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 센싱모듈은, 도로에 하방향으로 레이저를 조사하되, 동일각도로 조사거리를 달리하는 복수의 차선조사부와, 대상객체로 횡방향으로 레이저를 조사하는 복수의 대상객체조사부와, 반사되는 복수의 레이저를 수신하는 레이저수신부와, 수신부에 수신된 레이저를 이용하여 차선을 식별하여 차선거리를 도출하고, 대상객체를 인식하여 대상객체거리를 도출하는 분석부와, 분석부로부터의 데이터를 송신하는 통신부로 구성됨을 특징으로 한다.

한편 상기 발전수단은, 비자성체의 디스크 형 원판으로 상기 정지부에 일체로 결합되며 그 둘레를 따라 소정 간격으로 복수의 코일뭉치가 에폭시를 포함한 결합부재를 통해 고정 및 지지되도록 구성된 고정자; 및 비자성체의 디스크 형 원판으로 상기 정지부를 향하도록 상기 제1회전판 및 제2회전판의 각 내측면에 결합되며, 그 둘레를 따라 상기 고정자의 각 코일뭉치와 대향하도록 영구자석이 배치되되 인접하는 타 영구자석과 서로 다른 극성을 갖도록 영구자석이 교대로 배치되도록 구성된 한 쌍의 회전자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치는 바퀴의 회전력을 동력원으로 하여 차선거리, 차간거리를 센싱 및 통신이 가능하도록 하며, 이와 더불어 광고가 가능하도록 함으로써 친환경, 친에너지적인 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치는 휠캡에 센싱모듈을 구성함에 따라 차선거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치는 임계차선 및 차간거리 미만의 경우만 통신부를 통해 데이터를 송출하도록 함으로써 효율적인 에너지분배가 가능한 장점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치를 나타내는 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 일 구성인 센싱모듈의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 발전수단과 광원 및 센싱모듈의 작동상태도.
도 5는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 센싱모듈의 작동상태를 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 차량의 휠캡용 광고장치가 휠에 장착되는 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈부착수단을 나타내는 도면.

이하 본 발명의 실시예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 일 구성인 센싱모듈의 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 발전수단과 광원 및 센싱모듈의 작동상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치에 있어 센싱모듈의 작동상태를 나타내는 개략도이고, 도 6은 본 발명의 다른 차량의 휠캡용 광고장치가 휠에 장착되는 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈부착수단을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치(이하 "휠캡장치"라함)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 휠캡 구조로 차량의 휠(1)에 탈, 부착되도록 구성되며, 코어리스 발전 방식을 따른 자체 발전에 의해 공급되는 전원으로부터 문자 내지 기호들로 구성된 특정 광고문구에 조명을 제공할 수 있게 구성됨은 물론, 자체발전에 의해 공급되는 전원으로부터 차선거리 및 대상객체거리가 센싱되도록 하는 휩캡장치에 관한 것이다.

구체적으로, 도 1a 등을 참조하여 설명하며, 본 발명 휠캡장치는 휠캡부(10), 회전부(20), 정지부(30), 발전수단(40), 제어부(50) 및 작동부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 휩캡부(10)는 차량의 휠(1)에 탈, 부착되는 휠캡 구조로서 차종별 휠캡 사이즈와 동일하게 제작되며 그 외주면을 따라 복수의 장착돌기(110)가 형성되어 차량의 휠캡홀(미도시)에 장착된다. 이때 상기 장착돌기(110)는 탄성력을 갖는 재질로 상기 휠캡홀의 직경보다 상대적으로 외측에 장착될 수 있도록 구성되어 회전하는 휠(1)로부터 분리되는 것을 방지하고 견고하게 고정될 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 휠캡부(10)는 그 중심부에 중공부(100)가 형성되어 있는데, 이하에서 설명하는 작동부(60)가 상기 중공부(100)를 통해 정지부(30)에 삽입 장착될 경우 간섭이 없도록 상기 작동부(60)보다 상대적으로 큰 직경을 갖도록 구성되어 있다.

상기 회전부(20)는 한 쌍의 회전판(21, 22)이 서로 이격되도록 구성되어 있는데, 이는 이하에서 설명하는 코어리스 발전 방식을 적용하기 위함으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 휠캡부(10)의 내측면에 결합되며 그 둘레를 따라 복수의 이격부재(210)가 형성된 제1회전판(21)과, 상기 이격부재(210)에 결합되어 상기 제1회전판(21)으로부터 이격 설치되는 제2회전판(22)으로 구성되어 있다.

이때, 상기 제2회전판(22)의 중심부에는 베어링(220)이 결합되어 있으며, 상기 베어링(220)에는 상기 제2회전판(22)과 직교하며 회전부(20)로부터 정지상태를 유지하는 고정축(230)이 고정 및 지지되어 있다.

이러한 회전부(20)의 제1회전판(21) 및 제2회전판(22)은 서로 이격 설치됨에 따라 양 회전판(21, 22) 사이에는 소정의 공간(23)이 마련된다. 그리고, 상기 회전부(20)는 앞서 설명한 바와 같이 볼트 등을 포함한 결합수단을 통해 상기 휠캡부(10)에 결합됨으로써 상기 휠캡부(10)와 연동된다. 즉, 차량의 휠(1)이 회전함에 따라 상기 휠캡부(10)는 물론 회전부(20)는 휠(1)과 함께 회전하게 되는 것이다.

한편, 상기 정지부(30)는 상기 회전부(20)의 양 회전판(21, 22) 사이의 공간(23)에 배치되도록 구성되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 정지부(30)의 중심부에는 상기 베어링(220)을 통해 지지되어 있는 고정축(230)이 연결되어 상기 양 회전판(21, 22)과 접촉되지 않게 공간(23) 상에 배치됨으로써 회동하는 상기 회전부(20)로부터 직접적인 영향을 받지 않게 된다. 이에 더하여 상기 정지부(30)는 그 하부에 차량의 회전력으로부터 대항할 수 있는 중량을 가지는 무게추(300)가 구비되어 상기 회전부(20)의 회동에도 무게 중심을 하부측으로 작용하게 하여 정지 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

여기서 상기 베어링(220)은 볼 베어링 내지 유체 베어링 등을 포함한 다양한 베어링 구조가 적용될 수 있는 바, 본 발명의 도면에서 제시하고 있는 볼 베어링에 한정되는 것은 아니며 회동하는 상기 회전부(20)로부터 상기 고정축(230)이 정지 상태를 유지할 수 있는 구조를 갖는 어떠한 부재를 사용하여도 무방하다.

상기 발전수단(40)은 회동하는 상기 회전부(20)와 정지상태를 유지하고 있는 상기 정지부(30) 간의 상호작용에 의해 기전력을 발생시키는 등 자체 발전에 따른 전원을 생산하도록 구성되어 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 발전수단(40)은 종래 휠캡용 광고장치와 대비하여 상대적으로 향상된 발전 효율을 제공할 수 있는 코어리스 발전 방식을 적용하여 구성될 수 있는 바, 상기 발전수단(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전부(20)에 결합된 회전자(42)와 정지부(30)에 결합된 고정자(41)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 고정자(41)는 자력에 영향을 받지 않는 비자성체로 이루어진 디스크 형 원판으로 상기 정지부(30)에 결합될 수 있는데 바람직하게는 상기 정지부(30)와 일체로 형성됨이 타당하다. 그리고 디스크 형 원판의 둘레를 따라 소정 간격으로 코일이 권선된 복수의 코일뭉치(410)가 고정 배치되는데, 이때의 각 코일뭉치(410)는 결합부재를 통해 상기 고정자(41)의 원판 일면에 고정 및 지지될 수 있다.

상기 결합부재는 종래 철심 코어를 대체하기 위한 것으로 종래 철심 코어와 같은 기계적인 특성을 갖추어야 하므로 고강도이면서 열에 강한 특성을 갖는 에폭시를 적용하는 것이 타당하다.

상기 회전자(42)는 상기 고정자(41)와 마찬가지로 비자성체의 디스크 형 원판으로 구성되는데 앞서 설명한 고정축(230) 등이 통과될 수 있도록 링 형상으로 구성될 수 있다.

이러한 회전자(42)는 한 쌍으로 구성되어 있으며, 각 회전자(42)는 상기 고정자(41)가 결합된 정지부(30)를 향하도록 상기 제1회전판(21) 및 제2회전판(22)의 내측면에 각각 결합되어 있어 상기 회전부(20)가 회동함에 따라 연동되어 함께 회동하게 된다. 그리고 상기 회전자(42)는 원판의 둘레를 따라 상기 고정자(41)의 각 코일뭉치(410)와 대향하도록 영구자석(420)이 배치되어 있는데 인접하는 타 영구자석(420)과 서로 다른 극성을 갖도록 영구자석(420)이 교대로 배치되도록 구성되어 있다.

이때, 상기 영구자석(420)은 일반적인 페라이트(Ferrite) 자석이 사용될 수 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 자력이 강한 네오디뮴(Neodymium) 자석 또는 사마륨(Sm)-코발트(Co)자석 등과 같은 희토류(rare earth metal) 자석을 사용하여 더욱 향상된 발전 효율을 기대할 수 있게 된다.

3상 유도 발전기의 코어리스 발전 방식을 적용한 상기 발전수단(40)은 철심 코어가 불필요함으로 철심 코어에 의한 코깅 토크 현상에서 발생되는 손실을 제거함과 더불어 회전자(42)의 회전 부하를 절감하여 더욱 향상된 발전 효율을 제공할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 상기 고정자(41)의 코어가 없고 고자력을 제공하는 희토류 자석을 사용함에 따라 시동 속도가 낮아도 발전이 이루어질 수 있으며 비교적 큰 공극을 형성할 수 있게 되어 코어리스(Coreless)형으로 제작 가능하여 코일의 권선 체적 밀도를 상대적으로 높게 설계할 수 있으며, 회전자(42)와 고정자(41)가 디스크 형태로 제작되어 소형화 및 경량화가 가능해 진다.

이처럼, 두 개의 회전자(42)를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전수단(40)의 구조로 인해 영구자석(420)의 수가 증가되고 도체의 양측면을 동시에 이용할 수 있어 보다 효율적인 발전이 이루어질 수 있게 되며, 특히, 영구자석(420)이 배치된 두 개의 회전자(42)는 디스크 형태로서 팬의 역할을 하게 되므로 고정자(41)의 권선에서 발생되는 열의 방출을 용이하게 하여 같은 용량의 권선에 비해 더 많은 전류를 흘릴 수가 있게 된다.

상술한 발전수단(40)은 이하에서 설명하는 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 발전수단(40)으로부터 생산되는 전원은 제어부(50)로 전달되며, 전달된 전원은 제어부(50)에 의해 축전 및 제어되어 작동부(60)로 공급되는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제어부(50)는 도 1a 등에 도시된 바와 같이 상기 정지부(30) 상에서 PCB 기판에 실장된 형태로 제시되고 있으나, 이에 한정되지 않으며 다른 예로써 모듈화로 제작되어 외부에 노출되지 않도록 상기 정지부(30) 내부에 매입 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 제어부(50)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 정지부(30) 상에 내장되도록 구성될 수 있는데, 상기 작동부(60)가 정지부(30)에 탈, 부착됨에 따라 별도의 전원 공급라인이 형성되도록 구성된다. 그 일 예로써, 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 제어부(50)는 상기 정지부(30) 상에 전원을 공급하기 위한 하나 이상의 접속콘넥터(500)가 형성되어 있다. 상기 접속콘넥터(500)는 이하에서 설명하는 작동부(60)의 접속핀(650)과 전기적 접속을 제공하기 위한 것으로, 제어부(50)의 전원을 상기 접속핀(650)을 통해 작동부(60)로 전달하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 제어부(50)는 도면에 도시된 바 없으나, 전원모듈과 충전모듈 및 스위칭모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전원모듈은 상기 발전수단(40)에서 생산되는 3상 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환시키며 정전압 소자가 내장되어 상기 작동부(60)로 정전압 공급을 제공할 수 있게 된다. 상기 충전모듈은 상기 전원모듈에서 변환되는 직류 전원을 충전함과 더불어 과전압 및 과전류를 보호하기 위한 보호회로가 내장되어 있다.

그리고 상기 스위칭모듈은 실질적으로 작동부(60)로 조명 효과를 제공하기 위한 광원(231)을 제어하는 것으로, 외부 밝기에 따라 상기 광원(231)이 점멸되도록 조도센서가 내장되어 있다. 이러한 스위칭모듈은 기설정된 조도량에 따라 밝으면 상기 충전모듈을 통해 계속 충전하도록 하며 어두우면 상기 광원(231)을 점등시키도록 구성된다.

이때, 상기 제어부(50)는 상기 충전모듈에서 전원의 미충전 시 어두운 곳이더라도 광원(231)을 점등시키지 않고 계속 충전을 진행시키며, 반대로 과충전의 유지 시에는 외부 밝기에 무방하게 광원(231)을 점등시키도록 구성되어 있다

뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제어부(50)는 상기 작동부(60)가 정지부(30)로 탈, 부착됨에 따라 이를 감지하기 위한 인식모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 인식모듈은 상기 접속콘넥터(500)와 연계되어 상기 작동부(60)가 장착 또는 분리됨을 인식하도록 구성될 수 있음은 물론 별도의 센서를 장착하여 상기 작동부(60)의 장착 또는 분리를 인식하도록 구성될 수 있다. 상기 인식모듈에 따라 상기 제어부(50)는 상기 작동부(60)가 접속되어 있을 경우에만 전원을 공급하며 작동부(60)의 분리 시 이를 감지하여 상기 접속콘넥터(500)로 전원이 공급되는 것을 차단하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 인식모듈은 상기 광원(231)의 경우도 상기 접속콘넥터(500)와 연계되어 고정축(230)이 장착 또는 분리됨을 인식하도록 구성될 수 있음은 물론 별도의 센서를 장착하여 상기 고정축(230)의 장착 또는 분리를 인식하도록 구성될 수 있다. 상기 인식모듈에 따라 상기 제어부(50)는 상기 고정축(230)이 접속되어 있을 경우에만 전원을 공급하며 고정축(230)의 분리 시 이를 감지하여 상기 접속콘넥터(500)로 전원이 공급되는 것을 차단하도록 구성되어 있어 고정축(230)의 장착 또는 분리에 따라 광원(231)으로 전원의 공급이 on/off되도록 하는 것이다.

한편, 상기 작동부(60)는 정지부(30)에 탈, 부착되는 구조를 가지며, 정지부(30)에 부착되는 경우 상기 제어부(50)와 전기적 접속이 이루어지도록 구성된다.

이러한 작동부(60)는 앞서 설명한 휠캡부(10)의 중공부(100)를 통해 상기 정지부(30)에 탈, 부착되는데, 탈부착수단(600)이 구비되어 부착 시에는 정지부(30)에 고정되어 정지부(30)로부터의 이탈을 방지할 수 있게 되고, 반대로 탈착 시에는 용이하게 상기 정지부(30)로부터 분리될 수 있도록 구성된다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 탈부착수단(600)은, 상기 정지부(30)의 일면에 상기 작동부(60)를 향하도록 장착되며 그 내측면에는 걸림홈(611)이 형성된 걸림부재(610)와, 상기 작동부(60)의 외측면에서 유동 가능하도록 장착되는 가압부재(620)와, 상기 가압부재(620)의 측면에 구비되어 상기 가압부재(620)로 복원력을 제공하는 스프링(630) 및 상기 가압부재(620)에 장착되되 상기 작동부(60)를 관통하여 상기 정지부(30)를 향하도록 구성되며 그 끝단에는 상기 걸림홈(611)에 대응하는 형상의 걸림돌기(641)가 형성된 고정부재(640)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 작동부(60)의 외측에 형성된 가압부재(620)를 가압하게 되면 상기 고정부재(640)가 어느 일 방향으로 유동하게 되고, 상기 걸림홈(611)에 걸려있는 걸림돌기(641)는 상기 고정부재(640)가 유동됨으로써 상기 걸림홈(611)으로부터 분리되는 것이며 이러한 작동 과정을 통해 상기 작동부(60)는 상기 정지부(30)로부터 분리될 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 작동부(60)는 상술한 탈부착수단(600)에 의해 용이하게 분리됨으로써 유지 보수의 편의성을 제공하는 한편 작동부(60)만의 교체가 가능하여 다양한 광고문구를 표현할 수 있게 됨은 물론 센싱모듈의 교체가 용이한 장점이 있게 되는 것이다.

또한, 상기 작동부(60)는 그 외측면으로 차선거리 및 대상객체거리를 감지하기 위한 레이저를 조사하도록 함과 동시에 광고문구를 표출하되 광원(231)이 내장되어 있어 상기 광고문구로 조명을 제공하여 야간에도 광고문구의 식별이 가능하게 되고 배면에는 상술한 제어부(50)의 접속콘넥터(500)와의 전기적 접속을 하기 위한 하나 이상의 접속핀(650)이 구성되어 있다. 상기 접속핀(650)은 상기 접속콘넥터(500)와 대응하는 위치에 형성됨으로써 작동부(60)의 부착 시 안정적으로 접속핀(650)이 접속콘넥터(500)에 삽입될 수 있도록 되어 있으며, 접속핀(650)이 접속콘넥터(500)에 접속되는 경우 상기 제어부(50)로부터 전원을 공급받게 되는 것이다.

이러한 작동부(60)는 도 1a에 도시된 바와 같이 보호판(61)과 상기 보호판(61)의 배면에 위치하는 작동판(62)이 결합된 형태로 구성될 수 있다.

상기 보호판(61)은 광고를 하기 위한 특정 인쇄물 또는 기호 내지 문자로 조합된 광고문구가 각인된 형태를 가지며 배면에 위치하는 작동판(62)(광원(231))으로부터 조명을 제공받음과 동시에 레이저가 조사될 수 있도록 반투명 또는 투명 재질로 구성될 수 있다. 상기 보호판(61)은 광고문구 등이 각인되어 광고가 외부로 현시되도록 하는 기능을 하는 외에 상기 작동판(62)에 구비된 차선조사부(681), 대상객체조사부(682) 등의 구성을 보호하기 위한 기능을 한다. 즉 본 발명의 휠캡장치가 외부로 노출됨에 따라 외부타격 등에 의해 작동판(62)에 충격이 가는 경우 차선조사부(681), 대상객체조사부(682) 등의 구성이 제대로 작동되지 않게 되는 것을 방지하고자 함이다. 이러한 기능에 기해 상기 보호판(61)은 내충격성 등이 강한 강화유리 등이 사용됨이 타당하다.

상기 작동판(62)에는 센싱모듈(680)이 구성되는 바, 상기 센싱모듈(680)은 차선거리 및 대상객체거리를 감지하기 위한 구성에 해당한다.

여기서 차선거리라 함은 본 발명의 휠캡장치가 장착된 차량으로부터 근거리의 차선과 차량간의 거리를 말하는 것으로 이러한 차선거리 감지에 의해 운전자는 차선위반을 제어하게 되는 것이다.

또한, 대상객체거리라 함은 본 발명의 휠캡장치가 장착된 차량으로부터 측방향으로 근거리의 대상객체와 차량간의 거리를 말하는 것으로, 대상객체라함은 인접차량, 구조물 등이 해당될 수 있다. 이렇게 운전자는 대상객체거리를 감지함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이다.

도 3에서 보는 바와 같이 상기 센싱모듈(680)은 차선조사부(681), 제 1수신부(683), 차선거리 분석부(684) 및 제 1통신부(685)로 구성되는 유닛과 대상객체조사부(682), 제 2수신부(686), 대상객체거리 분석부(687) 및 제 2통신부(688)로 구성되는 유닛으로 구성됨에 특징이 있다.

우선 상기 차선조사부(681)는 도로에 하방향으로 레이저를 조사하되, 동일각도로 조사거리를 달리하며 복수로 구성됨에 특징이 있다. 즉 도 5에서 보는 바와 같이 복수의 차선조사부(681)에 의해 도로에 레이저(R1)가 조사되도록 하는 바, 도로와 θ각도가 형성되도록 복수의 차선조사부(681)가 레이저를 조사함에 의해 반사되는 레이저로부터 그 세기를 분석하여 차선과 차량(C1)간의 거리를 감지하도록 하는 것이다. 상기 차선조사부(681)는 도 1a에서 보는 바와 같이 상기 작동판(62)의 일측에 반달형상으로 일정유격을 형성하며 구성될 수 있다. 이와 같이 상기 차선조사부(681)가 상기 작동판(62)의 가장자리 부분에 구성되는 것은 이하에서 설명할 광원(231)과의 간섭을 줄이기 위함이다.

상기 제 1수신부(683)는 도로에서 반사되어 되돌아오는 레이저를 수신하는 구성에 해당한다. 이렇게 레이저수신부(683)는 상기 차선조사부(681)로부터 도로에 조사된 복수의 레이저를 수신하는 구성으로 단순히 수신만 하는 것이 아니라 수신한 레이저를 주파수에 기초하여 식별하는 기능도 하게 된다.

상기 제 1수신부(683)는 도로에서 반사되는 레이저를 수광하며, 수광한 레이저에 섞여 있는 DC 성분의 신호를 제거하고, 각각의 레이저 주파수 대역별로 필터링을 하게 되는 것이다. 여기서 DC 성분이라함은 광원(231)으로부터 간섭, 주변 차량의 헤드 라이트 등 노이즈 성분을 의미한다.

또한, 상기 제 1수신부(683)는 상기 차선조사부(681)로부터 조사되는 각각의 레이저에 대한 데이터에 기해 수신되는 레이저를 각각 식별하게 된다.

상기 차선거리 분석부(685)는 상기 제 1수신부(683)로부터 노이즈가 제거되고, 식별이 된 레이저에 대한 데이터에 기초하여 차선조사부(681)로부터 조사된 레이저와 도로에서 반사된 레이저 간의 세기차이를 인식하여 차선을 감지하고, 차선으로부터 차량 사이의 거리를 판별하는 기능을 하는 것이다. 즉 도로는 아스팔트, 콘크리트 등으로 포장되어 있으며, 포장되어 있는 도로 위에 다양한 종류의 백색 또는 황색의 차선이 표시되어 있는 바, 레이저를 도로로 조사하는 경우 차선이 표시되어 있지 않은 도로보다 차선이 표시되어 있는 도로에서 강한 세기로 레이저가 반사되는 것이며, 상기 차선거리 분석부(685)는 이렇게 세기차이를 유발한 레이저를 검색하여 이러한 레이저가 조사된 위치 등을 도출함으로써 차선을 인식하게 되고, 차선인식에 의해 차량과의 차선거리가 도출되도록 하는 것이다.

이에 차선거리가 도출되는 경우 상기 제 1통신부(686)는 근거리 통신을 통하여 디스플레이부(690)로 차선거리에 대한 데이터를 송신하게 되는 것이며, 운전자는 디스플레이부(690)를 통해 운전 중인 차량과 근접한 차선 간의 거리를 인지하게 되는 것이며, 이러한 차선거리 데이터에 기해 운전자는 차량을 제어하게 되는 것이다.

한편 상기 차선거리 분석부(685)는, 임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우만 차선거리에 대한 데이터를 제 1통신부(685)를 통해 송출하도록 하며, 제 1통신부(686)는 임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우만 상기 발전수단(40)으로부터 전력을 공급받도록 함으로써 통신에 따른 전력소비를 최소화 하도록 하는 것이다. 이를 상세히 설명하면 도 4에서 보는 바와 같이 상기 발전수단(40)으로부터 전원이 상기 정지부(30)로 공급되며, 상기 정지부(30)와 작동부(60)가 전기적으로 연결되되, 구체적으로 상기 정지부(30)로 공급되는 전원은 차선조사부(681), 제 1수신부(683), 차선거리 분석부(684) 및 제 1통신부(685)로 공급이 되는 것이다. 이 경우 제 1통신부(685)의 경우는 근거리 통신에 소요되는 전원이 타 구성에 비해 크므로 계속적으로 상기 정지부(30)로 공급되는 발전수단(40)의 전원이 차선조사부(681), 제 1수신부(683), 차선거리 분석부(684) 및 제 1통신부(685)로 공급되는 경우 제 1통신부(685)의 부하로 타 구성에 전원이 제대로 공급되지 않거나 고장을 유발할 수 있게 된다. 이에 본 발명에서는 상기 정지부(30)로 공급되는 발전수단(40)의 전원이 차선조사부(681), 제 1수신부(683), 차선거리 분석부(684)로 계속적으로 공급하되, 제 1통신부(685)로는 상기 차선거리 분석부(684)가 임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우만 전원(J1)이 공급되도록 하여 상기 제 1통신부(685)가 임계차선거리 미만의 차선거리에 대한 데이터만을 송출하도록 함으로써 전원공급의 부하문제를 해결하고자 하는 것이다. 여기서 임계차선거리라 함은 운전자가 기 설정한 차선거리를 말하는 것이다.

한편 상기 센싱모듈(680)에는 대상객체조사부(682)가 복수로 구성되는 바, 상기 대상객체조사부(682)는 도로에 평행한 방향(횡방향)으로 레이저를 각각 조사하도록 하는 것이다. 즉 도 5에서 보는 바와 같이 복수의 대상객체조사부(682)에 의해 도로와 평행한 방향으로 레이저(R2)가 조사되도록 하는 바, 복수의 대상객체조사부(682)가 레이저를 조사함에 의해 반사되는 레이저로부터 시간, 속도의 함수를 이용하여 대상객체와 거리를 감지하도록 하는 것이다. 도 5에서는 본 발명의 휠캡장치가 장착된 차량(C1)과 인접한 차량(C1)간의 거리를 측정하는 예가 도시된 것이다. 상기 대상객체조사부(682)는 도 1a에서 보는 바와 같이 상기 작동판(62)의 일측에 반달형상으로 일정유격을 형성하며 구성될 수 있다. 이와 같이 상기 대상객체조사부(682)가 상기 작동판(62)의 가장자리 부분에 구성되는 것은 이하에서 설명할 광원(231)과의 간섭을 줄이기 위함이다. 또한, 상기 대상객체조사부(682)는 상기 차선조사부(681)와 간섭을 방지하기 위해 상기 작동판(62)을 반으로 구획하여 일측에는 상기 차선조사부(681)가 구성되고, 타측에는 상기 대상객체조사부(682)가 구성되도록 함이 타당하다.

상기 제 2수신부(686)의 경우 상기 대상객체조사부(682)로부터 조사된 레이저가 대상객체에서 반사되어 되돌아오는 레이저를 수신하는 구성에 해당한다. 이경우도 제 2수신부(686)는 상기 대상객체조사부(682)로부터 대상객체에 조사된 복수의 레이저를 수신하는 구성으로 단순히 수신만 하는 것이 아니라 수신한 레이저를 주파수에 기초하여 식별하는 기능도 하게 된다. 상기 제 2수신부(686)는 대상객체에서 반사되는 레이저를 수광하며, 수광한 레이저에 섞여 있는 DC 성분의 신호를 제거하고, 각각의 레이저를 필터링을 하게 되는 것이다. 여기서 DC 성분이라함은 광원(231)으로부터 간섭, 주변 차량의 헤드 라이트 등 노이즈 성분을 의미한다.

또한, 상기 제 2수신부(686)는 상기 대상객체조사부(682)로부터 조사되는 각각의 레이저에 대한 데이터에 기해 수신되는 레이저를 각각 식별하게 된다.

상기 대상객체거리 분석부(687)는 상기 제 2수신부(686)로부터 노이즈가 제거되고, 식별이 된 레이저에 대한 데이터에 기초하여 대상객체조사부(682)로부터 조사된 레이저와 대상객체로부터 반사된 레이저의 도달시간을 인식하여 차량과 대상객체 간의 거리를 판별하는 기능을 하는 것이다. 이 경우 상기 대상객체조사부(682)로부터 조사된 레이저 중 일부가 공기 중의 이물질 등에 의해 산란, 반사가 될 수 있어 유효데이터값으로 차용하지 못하는 경우가 있으므로 상기 대상객체거리 분석부(685)는 복수의 대상객체조사부(682)로부터 조사된 레이저로부터 반사된 레이저에 대한 데이터에 기초한 각각의 대상객체거리 값으로부터 평균값 도출방식으로 무효데이터를 식별하고, 무효데이터를 제한 대상객체거리 값으로부터 실질 대상객체거리를 도출하도록 하는 것이다.

이에 대상객체거리가 도출되는 경우 상기 제 2통신부(688)는 근거리 통신을 통하여 디스플레이부(690)로 대상객체거리에 대한 데이터를 송신하게 되는 것이며, 운전자는 디스플레이부(690)를 통해 운전중인 차량과 근접한 차량 간의 거리를 인지하게 되는 것이며, 이러한 대상객체거리 데이터에 기해 운전자는 차량을 제어하게 되는 것이다.

한편 상기 대상객체거리 분석부(686)는, 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우만 대상객체거리에 대한 데이터를 제 2통신부(688)를 통해 송출하도록 하며, 제 2통신부(688)는 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우만 상기 발전수단(40)으로부터 전력을 공급받도록 함으로써 통신에 따른 전력소비를 최소화 하도록 하는 것이다. 이를 상세히 설명하면 도 4에서 보는 바와 같이 상기 발전수단(40)으로부터 전원이 상기 정지부(30)로 공급되며, 상기 정지부(30)와 작동부(60)가 전기적으로 연결되되, 구체적으로 상기 정지부(30)로 공급되는 전원은 대상객체조사부(682), 제 2수신부(686), 대상객체거리 분석부(687) 및 제 2통신부(688)로 공급이 되는 것이다. 이 경우 제 2통신부(688)는 근거리 통신에 소요되는 전원이 타 구성에 비해 크므로 계속적으로 상기 정지부(30)로 공급되는 발전수단(40)의 전원이 대상객체조사부(682), 제 2수신부(686), 대상객체거리 분석부(687) 및 제 2통신부(688)로 공급되는 경우 제 2통신부(688)의 부하로 타 구성에 전원이 제대로 공급되지 않거나 고장을 유발할 수 있게 된다. 이에 본 발명에서는 상기 정지부(30)로 공급되는 발전수단(40)의 전원이 대상객체조사부(682), 제 2수신부(686), 대상객체거리 분석부(687)로 계속적으로 공급하되, 제 2통신부(688)로는 상기 대상객체거리 분석부(686)가 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우만 전원(J2)이 공급되도록 하여 상기 제 2통신부(688)가 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리에 대한 데이터만을 송출하도록 함으로써 전원공급의 부하문제를 해결하고자 하는 것이다. 여기서 임계대상객체거리라 함은 운전자가 기 설정한 대상객체거리를 말하는 것이다.

한편 상술한 작동판(62)은 상기 정지부(30)가 보다 안정적으로 지지될 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 상기 정지부(30)를 지지하기 위한 상기 고정축(230)은 상기 작동부(60)를 향하도록 연장되어 있으며, 상기 작동부(60)의 작동판(62)은 중심부에 상기 연장된 고정축(230)의 일측이 삽입되도록 지지홀(670)이 형성되도록 구성됨으로써, 상기 작동부(60)가 부착되는 경우, 상기 고정축(230)을 축방향으로 지지하여 편심이 작용하는 것을 방지하게 되고 이러한 고정축(230)에 따라 상기 정지부(30)는 안정적으로 양 회전판(21, 22) 사이의 공간(23)에 위치하게 되는 것이다. 또한, 상기 고정축(230)의 끝단에는 광원(231)이 구성되어 상기 지지홀(670)에 내재됨으로써 상기 광원(231)을 통해 상기 보호판(61)으로 빛이 발현되도록 구성되는 것이 타당하다. 이 경우 상기 정지부(30)는 도면에 도시된 바는 없으나, 상기 정지판(30)과 전기적 연결이 가능하도록 하여 상기 발전수단(40)으로부터 상기 광원(231)으로 전기가 전달되도록 구성되는 것이 타당하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 휠
10 : 휠캡부 20 : 회전부
21 : 제1회전판 22 : 제2회전판
30 : 정지부 40 : 발전수단
41 : 고정자 42 : 회전자
50 : 제어부 60 : 작동부
61 : 보호판 62 : 작동판

Claims (8)

1. 삭제
2. 차량의 휠에 탈, 부착되며 중심부에 중공부가 형성된 휠캡부와;
   상기 휠캡부 내측면에 결합되며 그 둘레를 따라 복수의 이격부재가 형성된 제1회전판과, 상기 이격부재에 결합되어 상기 제1회전판으로부터 이격 설치되며 그 중심부에 베어링을 통해 고정축이 직교하도록 장착된 제2회전판으로 구성되어 상기 휠캡부와 연동하는 회전부와;
   상기 제1회전판 및 제2회전판 사이의 공간에 배치되고 그 중심부에 상기 고정축이 연결됨과 더불어 무게추가 구비되어 정지 상태를 유지하는 정지부와;
   상기 회전부와 정지부 간의 상호 회전작용에 의해 전력을 생산하도록 구성된 발전수단과;
   상기 정지부에 내장되고 상기 발전수단으로부터 출력되는 전원을 축전 및 제어하며 상기 정지부 상에 전원을 공급하기 위한 하나 이상의 접속콘넥터가 구성된 제어부; 및
   상기 중공부를 통해 상기 정지부에 구비되며, 외측에 보호판과 상기 보호판의 배면에 결합되어 상기 제어부의 접속콘넥터로부터 공급되는 전원과 전기적으로 연결되는 센싱모듈이 포함되는 작동판으로 구성된 작동부;로 구성되되,
   상기 센싱모듈은,
   도로에 하방향으로 레이저를 조사하되, 동일각도로 조사거리를 달리하는 복수의 차선조사부와, 도로로부터 반사되는 복수의 레이저를 수신하는 제 1수신부와, 제 1수신부에 수신된 레이저를 이용하여 차선을 식별하여 차선거리를 도출하는 차선거리 분석부와, 상기 차선거리 분석부로부터의 데이터를 송신하는 제 1통신부로 구성됨을 특징으로 하는 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치.
   
3. 차량의 휠에 탈, 부착되며 중심부에 중공부가 형성된 휠캡부와;
   상기 휠캡부 내측면에 결합되며 그 둘레를 따라 복수의 이격부재가 형성된 제1회전판과, 상기 이격부재에 결합되어 상기 제1회전판으로부터 이격 설치되며 그 중심부에 베어링을 통해 고정축이 직교하도록 장착된 제2회전판으로 구성되어 상기 휠캡부와 연동하는 회전부와;
   상기 제1회전판 및 제2회전판 사이의 공간에 배치되고 그 중심부에 상기 고정축이 연결됨과 더불어 무게추가 구비되어 정지 상태를 유지하는 정지부와;
   상기 회전부와 정지부 간의 상호 회전작용에 의해 전력을 생산하도록 구성된 발전수단과;
   상기 정지부에 내장되고 상기 발전수단으로부터 출력되는 전원을 축전 및 제어하며 상기 정지부 상에 전원을 공급하기 위한 하나 이상의 접속콘넥터가 구성된 제어부; 및
   상기 중공부를 통해 상기 정지부에 구비되며, 외측에 보호판과 상기 보호판의 배면에 결합되어 상기 제어부의 접속콘넥터로부터 공급되는 전원과 전기적으로 연결되는 센싱모듈이 포함되는 작동판으로 구성된 작동부;로 구성되되,
   상기 센싱모듈은,
   대상객체로 횡방향으로 레이저를 조사하는 복수의 대상객체조사부와, 대상객체로부터 반사되는 복수의 레이저를 수신하는 제 2수신부와, 제 2수신부에 수신된 레이저를 이용하여 대상객체를 인식하여 대상객체거리를 도출하는 대상객체거리 분석부와, 상기 대상객체거리 분석부로부터의 데이터를 송신하는 제 2통신부로 구성됨을 특징으로 하는 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 차선거리 분석부는,
   임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우 차선거리에 대한 데이터를 제 1통신부로 전송하며, 제 1통신부는 임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우만 상기 발전수단과 전기적 연결이 되도록 하여, 상기 제 1통신부는 임계차선거리 미만의 차선거리가 도출되는 경우만 차선거리에 대한 데이터를 송출하도록 하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 대상객체거리 분석부는,
   임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우 대상객체거리에 대한 데이터를 제 2통신부로 전송하며, 제 2통신부는 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우만 상기 발전수단과 전기적 연결이 되도록 하여, 상기 제 2통신부는 임계대상객체거리 미만의 대상객체거리가 도출되는 경우만 대상객체거리에 대한 데이터를 송출하도록 하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 회전력에 의해 센싱 및 광고가 가능한 휠캡장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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