KR102065887B1

KR102065887B1 - 태양광 모사 장치

Info

Publication number: KR102065887B1
Application number: KR1020190080066A
Authority: KR
Inventors: 이상엽; 오홍석; 송성환
Original assignee: 주식회사 테스트원
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-01-13

Abstract

본 발명의 태양광 모사 장치는 태양의 일출부터 일몰까지의 광 변화를 모사할 수 있도록 램프의 3차원 이동이 이루어지지도록, 태양광 시뮬레이션 공간을 이루는 프레임부; 상기 프레임부의 상면에 구비되어 태양광을 모사하는 광을 생성하는 광원부; 상기 광원부의 높이를 조절하는 승강부; 및 상기 프레임부를 이동 시키는 프레임 이동부를 포함한다.

Description

태양광 모사 장치{SOLAR SIMULATION DEVICE}

본 발명은 태양광 모사 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 복수개의 램프의 위치를 이동시키는 프레임을 통해 태양의 일출부터 일몰까지의 광 변화를 모사하는 장치에 관한 것이다.

솔라 시뮬레이터(solar simulator)는 매우 다양한 애플리케이션에서 사용된다. 예를 들어, 페인트, 스테인(stain), 외부 코팅 및 왁스 등을 포함하는 다양한 보호 코팅의 내광 특성을 테스트하는데 사용된다. 또한, 솔라 시뮬레이터는 다양한 의료 연구 애플리케이션에 사용될 수 있다. 예를 들어, 솔라 시뮬레이터는 피부암과 관련된 연구, 광생물학적 애플리케이션, 광독성, 광 알레르기 검사, 뿐만 아니라 다양한 다른 의료 애플리케이션에서 자주 사용된다. 게다가, 솔라 시뮬레이션은 다양한 화장품, 자외선 차단제(sun block), 로션 및 옷 등의 자외선 차단 지수(sun protection factor)(이하 SPF라 함)를 판정하기 위해 일반적으로 사용된다. 전형적으로, SPF 테스팅은 포유류의 피부에 적용된 자외선 차단 재료가 있을 경우와 없는 경우의 홍반 반응을 검사한다.

일반적으로, 이와 같은 솔라 시뮬레이터는 태양광에 대응되는 광을 조사하는 광원이 3차원 이동하는 구성을 가지지 않으며, 태양이 뜨고 지는 것을 모사하여 광량을 자동으로 조절하는 구성을 포함하지 않아 사실성 있게 테스트 하는데 한계가 있었다.

또한, MIL STD 810G Method 505.6 Procedure I, 2 에 부합하도록 시간대별 태양광의 조사량의 변화를 모사해야 하므로, 이를 구현하기 위해서는 새로운 방식의 태양광 모사 장치에 대한 개발 필요성이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제10-2016-0063350호 한국공개특허 제10-2017-0098522호

본 발명은 태양의 일출부터 일몰까지의 광 변화를 모사하할 수 있도록 램프의 3차원 이동이 이루어지는 태양광 모사 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 목적을 실현하기 위한 태양광 모사 장치는, 태양광 시뮬레이션 공간을 이루는 프레임부; 상기 프레임부의 상면에 구비되어 태양광을 모사하는 광을 생성하는 광원부; 상기 광원부의 높이를 조절하는 승강부; 및 상기 프레임부를 이동 시키는 프레임 이동부를 포함한다.

이때, 상기 프레임부는, 프레임부가 육면체 형상을 가지도록 모서리 부분에 각각 배치되는 4개의 수직 프레임; 및 상기 수직 프레임의 상측 단부를 연결하는 4개의 수평 프레임을 포함할 수 있다.

이때, 상기 광원부는, 상기 프레임부의 상면 형태에 대응되도록 정사각형을 이루는 테두리 프레임; 상기 테두리 프레임의 어느 한 변의 중심과, 마주보는 변의 중심을 연결하는 제1 레일 프레임; 상기 제1 레일 프레임과 직교하는 형태로 배치되는 제2 레일 프레임; 상기 테두리 프레임의 어느 한 꼭지점과 그 대각선 방향의 꼭지점을 연결하는 제1 대각 레일 프레임; 상기 제1 대각 레일 프레임과 직교하는 형태로 배치되는 제2 대각 레일 프레임; 및 상기 제1 레일 프레임, 상기 제2 레일 프레임, 상기 제1 대각 레일 프레임 및 상기 제2 대각 레일 프레임에 각각 배치되는 복수의 램프를 포함할 수 있다.

이때, 상기 승강부는, 장봉형의 수나사로서 상기 수평 프레임의 중심 부분에서 하측을 향하도록 배치되는 승강 스크류; 상기 승강 스크류를 회전 시키는 모터 모듈; 및 상기 모터 모듈과 상기 승강 스크류 사이에 배치되어 상기 모터 모듈의 회전력을 상기 승강 스크류로 전달하는 기어 모듈을 포함할 수 있다.

이때, 상기 광원부는, 상기 수나사에 대응되는 암나사를 포함하여, 상기 승강 스크류의 회전 방향에 따라 상기 광원부가 상승 또는 하강하도록 구동하는 암나사 모듈을 더 포함하고, 상기 암나사 모듈은 상기 테두리 프레임에 배치될 수 있다.

이때, 상기 광원부는, 상기 제1 레일 프레임 및 상기 제2 레일 프레임의 교차점과, 상기 제1 대각 레일 프레임 및 상기 제2 대각 레일 프레의 교차점이 동일하도록 형성되고, 상기 교차점에 배치되는 제1 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제2 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제3 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제4 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제5 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 대각 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제6 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 대각 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제7 램프; 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 대각 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제8 램프; 및 상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 대각 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제9 램프를 포함하고, 상기 제2 램프 내지 상기 제9 램프는 각각 배치되는 레일에서 슬라이드 될 수 있다.

또한, 상기 프레임부는, 어느 한 수평 프레임과, 맞은편에 배치되는 수평 프레임을 연결하는 제1 보조 프레임; 및 상기 제1 보조 프레임과 직교하도록 배치되는 제2 보조 프레임을 더 포함하고, 상기 제1 보조 프레임은 나란해 배치되는 한 쌍의 프레임으로 이루어지고, 상기 모터 모듈은, 상기 제1 보조 프레임과 상기 제2 보조 프레임이 교차하는 지점에 배치되고, 상기 승강 스크류는, 상기 제1 보조 프레임의 양단에 각각 배치되어 4개가 구비되고, 상기 기어 모듈은, 상기 모터 모듈과, 4개의 상기 승강 스크류를 연결하도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 기어 모듈은, 상기 모터 모듈의 회전축을 상기 승강 스크류 까지 연장하는 연장 축; 및 상기 연장 축의 회전이 상기 승강 스크류에 인가되도록 회전 방향을 전환시키는 베벨 기어를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 램프의 발광면에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위한 에어 커텐을 더 포함하고, 상기 에어 커텐은, 상기 제1 램프 내지 상기 제9 램프의 발광면에 각각 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 태양광 모사 장치에 의하면,

첫째, 램프 부재를 복수로 구비하여 태양광에 대응되는 광을 사실적으로 모사할 수 있다.

둘째, 복수의 램프 부재가 조사하는 개별 또는 총합의 광량을 감지하므로, 효과적인 태양광 모사가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모사 장치의 사이도이다.
도 2는 다른 각도에서 바라본 태양광 모사 장치의 사이도이다.
도 3은 도 1의 태양광 모사 장치의 상면도이다.
도 4는 모터 모듈의 실물 사진이다.
도 5는 베벨 기어의 실물 사진이다.
도 6은 도 1의 태양광 모사 장치의 정면도이다.
도 7은 도 1의 태양광 모사 장치의 측면도이다.
도 8은 에어커튼의 일실시 형태이다.
도 9는 램프에 에어커튼이 배치되는 하나의 실시 형태를 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모사 장치의 실물 사진이다.
도 11은 태양광 모사 장치의 측면 실물 사진이다.
도 12는 제1 레일 프레임의 사시도 및 측면도이다.
도 13은 제1 레일 프레임의 단면도 및 상면도이다.
도 14는 본 발명의 광원부를 올려다본 실물 사진이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모사 장치의 사이도이다.도 2는 다른 각도에서 바라본 태양광 모사 장치의 사이도이다. 도 3은 도 1의 태양광 모사 장치의 상면도이다. 도 4는 도 1의 태양광 모사 장치의 측면도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모사 장치의 실물 사진이고, 도 11은 태양광 모사 장치의 측면 실물 사진이다.

도 1 내지 도 4, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 모사 장치(1000)는 프레임부(100), 광원부(200), 승강부(300), 프레임 이동부(400), 에어 커텐(500), 광 감지부(600) 및 시료 거치부(700)를 포함한다.

프레임부(100)는 태양광 시뮬레이션 공간을 이루는 뼈대로서, 도시된 실시예에 따르면 직육면체 형태를 가진다. 그러나 프레임부(100)의 형태가 직육면체에 한정되는 것은 아니며, 그 형태는 실시자에 따라 적절하게 변형될 수 있다.

프레임부(100)는 육면체 형상을 가지도록 모서리 부분에 각각 배치되는 4개의 수직 프레임(110a, 110b, 110c, 110d) 및 수직 프레임(110a, 110b, 110c, 110d)의 상측 단부를 연결하는 4개의 수평 프레임(120a, 120b, 120c, 120d)을 포함한다.

즉, 4개의 수직 프레임(110a, 110b, 110c, 110d)은 기둥을 역할을 하고 4개의 수평 프레임(120a, 120b, 120c, 120d)은 보 역할을 하도록 배치된다.

실시자에 따라 프레임부(100)의 구조 강화를 위해 보조 프레임을 더 구비할 수있다.

본 실시예에서 프레임부(100)는 어느 한 수평 프레임(120b)와 맞은 편에 배치되는 수평 프레임(120d)을 연결하는 제1 보조 프레임(130a, 130b)과, 제1 보조 프레임(130a, 130b)과 직교하도록 배치되는 제2 보조 프레임(140)을 더 구비하고 있다.

별도의 식별부호로 표시하지 않았으나, 4개의 수직 프레임(110a, 110b, 110c, 110d) 사이에도 보조 프레임이 구비되어 있다.

도시하지는 않았으나, 실시 형태에 따라 프레임부(100)를 이루는 6면 가운데 바닥면에 해당하는 시료 거치부(700)를 제외한 나머지 다섯 면은 별도의 탈부착 가능한 막음 부재의 결합에 의해 폐쇠 공간을 형성할 수도 있다.

광원부(200)는 프레임부(100)의 상면에 구비되어 태양광을 모사하는 광을 생성한다.

구체적으로, 광원부(200)는 테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d), 제1 레일 프레임(220a, 220b), 제2 레일 프레임(230a, 230b), 제1 대각 레일 프레임(240a, 240b), 제2 대각 레일 프레임(250a, 250b) 및 복수의 램프(L1 ~ L9)를 포함한다.

테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d)은 프레임부(100)의 사면 형태에 대응되는 사각형 형태를 이룬다. 테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d)은 프레임부(100)의 내부 공간에서 복수의 램프(L1~ L9)를 승강시키는 프레임이다.

테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d)은 수평 프레임(120a, 120b, 120c, 120d) 내측에 배치되는 것이므로 그 길이는 4개의 수평 프레임(120a, 120b, 120c, 120d)보다는 짧은 길이로 형성해야 한다.

제1 레일 프레임(220a, 220b)은 테두리 프레임의 어느 한 변(210a)의 중심과, 마주보는 변(210c)의 중심을 연결한다. 제2 레일 프레임(230a, 230b)은 제1 레일 프레임(220a, 220b)과 직교하는 형태로 배치된다. 즉, 제1 레일 프레임(220a, 220b)과 제2 레일 프레임(230a, 230b)은 십자 형태로 배치되낟.

여기서, 제1 레일 프레임을 식별부호 220a, 220b로 나누어 표기하였는데, 이는 제2 레일 프레임과 교차되는 부분에서 구조상의 이유로 두 개의 부재로 분할되는 형태로 실시되기 때문에다. 제2 레일 프레임, 제1 대각 레일 프레임 및 제2 대각 레일 프레임도 같은 이유로 두개의 식별부호로 표기한다.

제1 대각 레일 프레임(240a, 240b)은 테두리 프레임의 어느 한 꼭지점과, 그 대각선 방향의 꼭지점을 연결한다.

제2 대각 레일 프레임(250a, 240b)은 제1 대각 레일 프레임(240a, 240b)과 교차되는 형태(즉, 테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d)이 정사각형태로 실시되는 경우 직교하는 형태)로 배치된다.

전체적으로 보면, 제1 레일 프레임(220a, 220b)과, 제2 레일 프레임(230a, 230b)은 + 형태로 교차되고, 제1 대각 레일 프레임(240a, 240b)과 제2 대각 레일 프레임(250a, 240b)은 x 형태로 교차된다. 교차점은 중첩되는 형태이다.(비교하자면, 영국의 국기 형태를 가진다.)

실시 형태에 따라 광원부(200)는 최소 9개의 램프가 구비된다. 교차점에 제1 램프(L1)이 구비되고, 교차점을 기준으로하여 제1 레일 프레임의 좌측부분(220a)에 배치되는 제2 램프(L2), 교차점을 기준으로 하여 제1 레일 프레임의 우측부분(220b)에 배치되는 제3 램프(L3), 교차점을 기준으로 하여 제2 레일 프레임의 좌측부분(230a)에 배치되는 제4 램프(L4), 교차점을 기준으로 하여 제2 레일 프레임의 우측부분(230b)에 배치되는 제5 램프(L5), 교차점을 기준으로 하여 제1 대각 레일 프레임의 좌측부분(240a)에 배치되는 제6 램프(L6), 교차점을 기준으로 하여 제1 대각 레일 프레임의 우측부분(240b)에 배치되는 제7 램프(L7), 교차점을 기준으로 하여 제2 대각 레일 프레임의 좌측부분(250a)에 배치되는 제8 램프(L8) 및 교차점을 기준으로 하여 제2 대각 레일 프레임의 우측부분(250b)에 배치되는 제9 램프(L9)가 구비될 수 있다.

제1 램프(L1)는 교차점에 고정된 것이나, 제2 램프(L2) 내지 제9 램프(L9)는 각각 배치된 레일에서 일정거리 슬라이드 되도록 구비된다. 일출부터 일몰까지의 태양의 고도 및 움직임을 재현하기 시뮬레이션 조건에 따라 제2 램프(L2) 내지 제9 램프(L9)의 위치가 조절된다. 또한, 테두리 프레임(210a, 210b, 210c, 210d)이 승강부(300)에 의해 승강되므로 태양의 고도의 변화를 효과적으로 재현할 수 있다.

레일에서 램프가 슬라이드 되는 구조에 대해서는 도 12 및 도 13에 대한 설명에서 상세히 설명하기로 한다.

승강부(300)는 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d), 모터 모듈(320) 및 기어 모듈(330)을 포함한다.

승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)는 장봉형의 수나사로서 각각 수평 프레임(120b, 120d)의 중심 부분에서 하측을 향하도록 배치된다.

모터 모듈(320)은 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)를 회전시킨다.

기어 모듈(330)은 모터 모듈(320)과 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d) 사이에 배치되어 모터 모듈(320)의 회전력을 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)로 전달한다.

본 발명에서 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)는 좌측에 한쌍(310a, 310b) 우측에 한쌍(310c, 310d) 총 4개가 배치되나, 이는 실시 형태 가운데 하나일 뿐으로서, 승강 스크류의 개수 및 배치 위치는 실시자에 따라 적절하게 변형될 수 있다.

모터 모듈(320)은 제1 보조 프레임(130a, 130b)과 제2 보조 프레임(140)이 직교하는 부분에 배치된다. 즉, 프레임부(100)의 상면 중심 부분에 위치한다.

본 실시예에서 제1 보조 프레임(130a, 130b)은 도시된 바와 같이 2개가 일정 간격을 두고 나란하게 배치된다. 수평 프레임(120d)와 수평 프레임(120b) 사이에 배치되어 보 역할을 한다.

도 4는 모터 모듈의 실물 사진이다. 도 4에서 설명되는 바와 같이, 모터 모듈(320)은 서보 모터(321) 및 감속 기어(322)를 포함한다. 감속 기어(322)는 양 방향으로 연장축(331)과 연결되며, 서보 모터(322)의 회전력을 전달한다.

도 5는 베벨 기어의 실물 사진이다. 베벨 기어(332)는 연장축(331)의 회전 각을 변환하여 승강 스크류(310a, 310b)로 각각 전달한다. 좌측 부분에 배치되는 베벨 기어 및 승강 스크류(310c, 310d)도 동일한 것이므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

서보 모터(321)의 회전 방향에 따라 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)가 회전/역회전 한다.

광원부(200)는 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)의 나사산을 따라 상승 또는 하강하여 태양 고도의 변화를 효과적으로 시뮬레이션 할 수 있다.

광원부(200)는 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)의 나사산과 맞물리는 암나사 모듈(260)을 구비한다. 본 실시형태에서는 승강 스크류가 좌측에 한쌍(310c, 310d), 우측에 한쌍(310a, 310b) 배치된다. 암나사 모듈(260) 또한 이에 대응되도록 좌측 및 우측에 각각 배치된다.

암나사 모듈(260)은 나사산과 대응되는 암나사산을 구비한다. 암나사 모듈(260) 테두리 프레임(210)에 고정되어, 테두리 프레임(210)이 승강되게 한다.

본 실시 형태에 따르면 하나의 서보 모터(321)의 제어를 통해 4개의 승강 스크류(310a, 310b, 310c, 310d)가 동일하게 제어 되므로 광원부(200) 높이 조절을 위한 제어프로그래밍을 간소화 할 수 있다.

프레임 이동부(400)는 프레임(100)을 이동시킨다.

본 실시형태는 프레임(100)이 시료 거치부(700)에 고정되는 형태로서, 프레임 이동부(400)는 시료 거치대(700)를 직접 이동시키는 형태로 프레임(100)을 이동시킨다.

프레임 이동부(400)는 구동 모터(410), 구동 스크류(412), 지지 레일(440), 암나사부재(411), 롤러(451) 및 이동 레일(452)을 포함한다.

구동 모터(410)는 제어 조건에 따라 구동되어, 구동축에 연결된 구동 스크류(412)를 회전시킨다. 구동 스크류(412)는 장봉형 수나사이며, 이에 끼워진 암나사부재(411)는 구동 스크류(412)의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진 이동된다. 암나사부재(411)는 브라켓 부재(420)에 고정되어 있으며, 따라서 브라켓 부재(420)와 연결된 시료 거치대(700)가 전진 또는 후진 이동하게 된다.

지지 레일(440)은 브라켓 부재(420)가 직선 운동을 하도록 가이드한다.

시료 거치대(700)의 하단에는 롤러(451)과 레일(452)이 배치되어, 브라켓 부재(420)에 의해 시료 거치대(700)가 수월하게 이동할 수 있도록 한다.

시료 거치대(700)는 승강 가능한 테이블(A)을 구비할 수 있다.

광 감지부(600)는 광원부(200)에서 조사되는 모사 태양광의 밝기를 측정하는 센서를 포함한다.

제어부(미도시)는 광 감지부(600)에서 측정된 광도를 기초로 하여 각 램프(L1~ L9)의 출력을 제어한다.

한편, 시뮬레이션 조건 내지 사용되는 시료에 따라 증발된 수분이 램프의 발광면에 응결될 수 있다. 응결된 수분으로 인하여 조사 광량에 차이가 발생될 수 있다. 에어 커텐(500)은 램프의 발광면에 공기를 송풍하여 수분과 같은 이물질이 부착되는 것을 방지한다.

도 8은 에어커튼의 일실시 형태이고, 도 9는 램프에 에어커튼이 배치되는 하나의 실시 형태를 설명한다.

도시된 바와 같이, 에어 커텐(500)은 램프(L1 ~ L9)의 발광면(S)에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해 각 램프마다 부착된다.

에어 커텐(500)은 공기를 공급하는 공급관(510) 및 분사노즐(520)을 포함한다. 분사노즐(520)은 1mm ~ 2mm 간격으로 형성된 분사 슬릿(521)을 단부에 구비한다. 분사 슬릿(521)의 간격은 에어 커텐(500)의 크기 및 공급되는 공기의 압력에 따라 변경될 수 있다.

분사 슬릿(521)을 통해 분사노즐(520) 내부의 압축 공기 압축 상태를 유지하는 상태로 분사되므로(즉, 분사공기가 분산되는 것을 방지하여 직진성을 높일 수 있음) 에어 커텐(500)의 크기를 줄일 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 에어 커텐(500)은 각 램프(L1 ~ L9)의 발광면(S)을 향하도록 배치되며 공기 분사를 통해, 발광면(S)에 시료로부터 방출된 습기가 응결되는 것을 방지할 수 있다. 도시된 바에 의하면 에어 커텐(500)은 두 개가 램프의 좌우 대칭되는 위치에 배치되어 있으나, 이는 실시 가능한 형태가운데 하나일 뿐으로서, 램프의 특성에 따라 에어 커텐(500)의 사용 개수 및 배치 위치는 조절될 수 있다.

도 12는 제1 레일 프레임의 사시도 및 측면도이고, 도 13은 제1 레일 프레임의 단면도 및 상면도이고, 도 14는 본 발명의 광원부를 올려다본 실물 사진이다.

본 발명에서 제2 레일 프레임(230a, 230b), 제1 대각 레일 프레임(240a, 240b), 제2 대각 레일 프레임(250a, 250b)은 모두 제1 레일 프레임(220)과 동일한 구조를 가지므로, 간결한 설명을 위해 제1 레일 프레임(220)에 대해서만 설명하기로 한다. 또한, 교차점에 고정되는 제1 램프(L1)를 제외하고 각 레일 프레임에 배치되는 제2 램프(L2) 내지 제9 램프(L9)는 동일한 것이므로 식별부호 L로 설명하기로 한다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 제1 레일 프레임(220)은 한 쌍의 프레임(221, 222), 연결 부재(223), 레일(224), 슬라이드 가이드(225), 램프 홀더(226), 스크류 고정부재(227), 슬라이드 스크류(B), 슬라이드 모터(M) 및 암나사 부재(T)를 포함한다.

한 쌍의 프레임(221, 222)은 사각형 단면을 가지는 막대 형태로서, 각각 제1 레일 프레임(220)의 좌측 및 우측 뼈대를 이룬다. 한 쌍의 프레임(221, 222)은 알루미늄을 압출하여 형성된 바(Bar)를 사용할 수 있다.

연결 부재(223)는 한 쌍의 프레임(221, 222) 사이에 배치되며, 한 쌍의 프레임(221, 222)을 평행하게 고정시킨다. 도시에 따르면 연결 부재(223)가 한 개 사용되는 것으로 도시되어 있으나, 제1 레일 프레임(220)의 길이에 따라 연결 부재(223)는 일정 간격으로 복수가 사용될 수 있다.

레일(224)은 각각 한 쌍의 프레임(221, 222)의 하측 면에 길이 방향으로 배치되는 레일이다.

슬라이드 가이드(225)는 레일(224)을 따라 왕복 가능하도록 레일(224)에 끼워지는 형태를 가진다. 도시에 따르면, 슬라이드 가이드(225) 및 레일(224)은 각각 맞물리는 요철(凹凸) 형태를 가지는 것으로 되어 있으나, 이는 실시 가능한 형태 가운데 하나일 뿐으로서, 레일(224)을 따라 왕복 가능한 형태라면 어느 것이던 레일(224) 및 슬라이드 가이드(225)로 사용될 수 있다.

램프 홀더(226)는 램프(L)가 수용되는 케이스로서, 상면이 슬라이드 가이드(225)와 결합된다. 도시된 바에 따르면 램프(L)는 발열의 해소를 위해 복수의 연결봉(C)을 통해 램프 홀더(226)와 연결된다. 따라서 램프(L)이 레일(L)을 따라 이동될 수 있다.

스크류 고정부재(227), 슬라이드 스크류(B), 슬라이드 모터(M) 및 암나사 부재(T)는 램프(L)의 정밀한 위치 조절을 위한 것이다.

슬라이드 스크류(B)는 장본형의 수나사로서 나사산을 구비한다. 스크류 고정부재(227)는 한 쌍의 프레임(221, 222) 사이에 배치되는 것으로서, 슬라이드 스크류(B)의 양단을 회전 가능하도록 고정한다. 스크류 고정부재(227) 슬라이드 스크류(B)는 한 쌍의 프레임(221, 222) 사이에 배치된다.

슬라이드 모터(M)은 슬라이드 스크류(B)에(즉, 축방향)에 직접 연결되어 슬라이드 스크류(B)를 제어에 따라 회전시킨다.

암나사 부재(T)는 슬라이드 스크류(B)의 나사산에 맞물리는 암나사를 포함하며, 램프 홀더(226)의 상면에 고정된다. 따라서, 슬라이드 스크류(B)의 회전 방향에 따라 램프 홀더(226)가 레일(224)을 따라 전진하거나 후진하여 램프(L)의 위치를 변화시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙력된 기술자는 아래의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000 : 태양광 모사 장치
100 : 프레임부 200 : 광원부
300 : 승강부 400 : 프레임 이동부
500 : 에어 커텐 600 : 광 감지부
700 : 시료 거치부

Claims

태양광 시뮬레이션 공간을 이루는 프레임부;
상기 프레임부의 상면에 구비되어 태양광을 모사하는 광을 생성하는 광원부;
상기 광원부의 높이를 조절하는 승강부; 및
상기 프레임부를 이동 시키는 프레임 이동부를 포함하되,
상기 프레임부는,
프레임부가 모서리 부분에 각각 배치되는 복수개의 수직 프레임; 및
상기 수직 프레임의 상측 단부를 연결하는 복수개의 수평 프레임을 포함하고,
상기 광원부는,
상기 프레임부의 상면 형태에 대응되도록 정사각형을 이루는 테두리 프레임;
상기 테두리 프레임의 어느 한 변의 중심과, 마주보는 변의 중심을 연결하는 제1 레일 프레임;
상기 제1 레일 프레임과 직교하는 형태로 배치되는 제2 레일 프레임;
상기 테두리 프레임의 어느 한 꼭지점과 그 대각선 방향의 꼭지점을 연결하는 제1 대각 레일 프레임;
상기 제1 대각 레일 프레임과 교차하는 형태로 배치되는 제2 대각 레일 프레임; 및
상기 제1 레일 프레임, 상기 제2 레일 프레임, 상기 제1 대각 레일 프레임 및 상기 제2 대각 레일 프레임에 각각 배치되는 복수의 램프를 포함하고,
상기 승강부는,
장봉형의 수나사로서 상기 수평 프레임의 중심 부분에서 하측을 향하도록 배치되는 승강 스크류;
상기 승강 스크류를 회전 시키는 모터 모듈; 및
상기 모터 모듈과 상기 승강 스크류 사이에 배치되어 상기 모터 모듈의 회전력을 상기 승강 스크류로 전달하는 기어 모듈을 포함하고,
상기 광원부는,
상기 수나사에 대응되는 암나사를 포함하여, 상기 승강 스크류의 회전 방향에 따라 상기 광원부가 상승 또는 하강하도록 구동하는 암나사 모듈을 더 포함하고, 상기 암나사 모듈은 상기 테두리 프레임에 배치되고,
상기 광원부는,
상기 제1 레일 프레임 및 상기 제2 레일 프레임의 교차점과, 상기 제1 대각 레일 프레임 및 상기 제2 대각 레일 프레의 교차점이 동일하도록 형성되고,
상기 교차점에 배치되는 제1 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제2 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제3 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제4 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제5 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 대각 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제6 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제1 대각 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제7 램프;
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 대각 레일 프레임의 좌측부에 배치되는 제8 램프; 및
상기 교차점을 기준으로 하여 상기 제2 대각 레일 프레임의 우측부에 배치되는 제9 램프를 포함하고,
상기 제2 램프 내지 상기 제9 램프는 각각 배치되는 레일에서 슬라이드 되고,
상기 프레임부는,
어느 한 수평 프레임과, 맞은편에 배치되는 수평 프레임을 연결하는 제1 보조 프레임; 및
상기 제1 보조 프레임과 직교하도록 배치되는 제2 보조 프레임을 더 포함하고,
상기 제1 보조 프레임은 나란해 배치되는 한 쌍의 프레임으로 이루어지고,
상기 모터 모듈은,
상기 제1 보조 프레임과 상기 제2 보조 프레임이 교차하는 지점에 배치되고,
상기 승강 스크류는,
상기 제1 보조 프레임의 양단에 각각 배치되어 4개가 구비되고,
상기 기어 모듈은,
상기 모터 모듈과, 4개의 상기 승강 스크류를 연결하도록 배치되는 태양광 모사 장치.
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삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 기어 모듈은,
상기 모터 모듈의 회전축을 상기 승강 스크류 까지 연장하는 연장 축; 및
상기 연장 축의 회전이 상기 승강 스크류에 인가되도록 회전 방향을 전환시키는 베벨 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 램프의 발광면에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위한 에어 커텐을 더 포함하고,
상기 에어 커텐은,
상기 제1 램프 내지 상기 제9 램프의 발광면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 모사 장치.