KR200310744Y1 - 쏠라 냉음극형광램프 슬림표지병 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양전지를 이용한 자체 충전형 도로 표지병에 관한 것으로, 도로위로 돌출되는 채광창 전체가 발광을 하도록하여 표지병의 인식력을 높이고, 냉음극형광램프(이하 CCFL)를 사용하여 채광창 전체를 고르게 밝히며, 지면위로의 표지병 돌출부 높이를 20mm이하로 제작하여, 차량의 타이어가 표지병과 충돌 시 표지병 자체충격 및 차량의 충격을 최소화 하는데 있다.

이러한 목적을 위해, 태양전지의 충전을 위한 채광창의 면적을 최대화하고, 채광창 두께 또한 CCFL의 발광빛이 채광창 전체로 쉽게 확산되도록 일정 높이를 갖게하여, 채광창 전체가 발광하도록 하였고, 발광시 채광창 전체를 고르게 밝히기 위하여 CCFL의 광원을 빛의 전반사 원리로 사용하였으며, 외부충격으로부터 표지병 및 내부 부품을 보호하고, 표지병 전체 높이를 축소하기 위하여, 태양전지을 제외한 모든 부품(CCFL, 배터리, 제어회로등)을 지면 아래의 외관하우징의 지지부안에 설치하여 지면위로의 돌출부위를 낮추도록 하였다.

따라서, 표지병의 채광창을 전체적으로 발광시키기 때문에, 약간의 돌출만으로도 어느 위치에서나 표지병의 인지력을 높일 수 있고, 중요부품들을 표지병의 지지부내의 공간에 위치하도록 하여, 표지병의 돌출 높이를 최소화했기 때문에, 충돌에 의한 부품파손에 대해 안전성을 배가시켰고, 주행중인 차량의 타이어와 충돌하더라도, 표지병이나 차체에 큰 충격을 주지 않는다.

Description

쏠라 냉음극형광램프 슬림표지병{Solar CCFL Slim Type Pavement Marker}

본 고안은 태양전지를 이용한 자체 충전형 도로 표지병에 관한 것으로, 더욱 상세히는 지면위로 돌출되는 태양전지 채광창 상부 전체가 발광을 하도록하여, 주행차선에서만 주로 인식되던 발광표지병을 어느 위치에서나 인식하기 쉽게 하였고, 설치후 지면위로의 돌출부 높이를 20mm이하로 하여, 도로청소차나 제설장비등에 영향을 미치지 않도록하고, 주행차량 통과시 타이어와의 충돌시에도 표지병 및 차량에 충격을 최소화하는데 주안점을 둔 것이다.

일반적으로, 태양전지를 이용한 발광성 표지병들은, 차선 분리용으로 사용되고 있는데, 특히 발광성 표지병들은 반사빛이 없어도 자체의 발광으로, 차선을 인식하기 용이하여 안전 운전을 할 수 있도록 하는데 도움을 주고 있다.

종래의 발광표지병의 구성을 살펴보면, 크게 지면위로 나타나는 지면돌출부와 지면에 삽입되어 표지병을 지지해주는 지지부로 구성된다. 대부분의 발광표지병들은 지지부 내에 축전지를 구성하고, 지면돌출부 내에 회로를 삽입, 그 위에 태양전지을 부착하고, 태양전지 위로 고강도 합성수지 재료의 채광창을 조립하고, 주행차선 양측방향으로 각 2개조씩 LED를 삽입하며, LED의 발광빛을 확산시키는 커버를 갖추게 된다.

이러한 발광표지병들은 지면돌출부 내에 태양전지는 상부에, 양측에 LED, 내부에는 회로 및 축전지를 구성하기 때문에, 지면상층부의 전체 높이가 25~30mm 이상으로 제작이 되었다. 지면상층부의 높이가 높기 때문에 차량과 충돌시, 표지병은 물론, 차량에도 커다란 충격을 주어, 외부에 노출된 케이스나 채광창, LED커버 등을 파손시킬 뿐만 아니라, 내부의 발광회로 등이 파손되어 발광 불능으로 만들고 수명이 단축되어 경제성이 없었다.

태양전지을 구비한 도로 표지병의 상대적 우수성, 즉, 다른 도로 표지병에 비해 양호한 식별성, 저렴한 유지비용에도 불구하고, 위와 같은 극심한 파손 및 손상의 우려로 인해 광범위한 사용이 제한을 받았다.

본 고안은 지면위로 돌출되는 태양전지 채광창의 전체가 고르게 발광을 하도록하여, LED의 발광 약 10ø2개의 발광체보다 인식률을 높이고, 지면위로의 돌출부 높이를 20mm이하로 제작하여, 차량주행에 영향을 미치치 않도록 하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 태양전지의 충전에 쓰이는 채광창을 고강도의 합성수지 재료를 사용하여, 외관하우징의 내부 전체를 차지하게 제작하여 채광창내에서 난반사를 일으키기 쉽도록 하고, 채광창 전체를 균일하게 밝히기 위해 CCFL을 사용하여 발광토록 하고, 지지부의 공간을 충분히 크게 하여, 태양전지와 CCFL을 제외한 각종 회로소자를 지지부에 내장, 설치하여, 내부 부속품에 대한 파손의 위험요소를 줄이고 외부온도의 변화에 강하도록 하였다.

도 1은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 동작 원리 전체 계통도

도 2는 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 사시도

도 3은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 평면도

도 4는 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 측단면도

도 5는 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 정단면도

도 6은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 비교도

도 7은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외관하우징 11 : 채광창

12 : 지지부 13 : 채광창수용공간

14 : 태양전지수용공간 15 : CCFL지지대

2 : 냉음극형광램프(CCFL) 3 : 태양전지

4 : 축전지 5 : 제어회로기판

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 사시도이고, 도 3은 본 고안의 도로표지병을 위에서 본 평면도이고, 도 4는 본 고안의 도로표지병을 측면에서 바라본 절단면도이며, 도 5는 본 고안의 도로표지병을 정면에서 바라본 절단면도이다.

먼저 본 고안의 구성을 살펴보게 되면,

합금체로 이루어진 외관하우징(1)의 상부에는 채광창을 삽입시킬 수용공간이 구비되고, 상기 외관하우징(1)의 하부에는 노면에 매립, 설치될 수 있도록 지지부 (12)가 외관하우징(1)과 일체형으로 연장 형성된다.

그러한 지지부(12)는 상기한 외관하우징(1)의 채광창수용공간(13) 중앙에서 지지부(12)의 하부까지 축전지(4), 회로(5) 및 CCFL(2)이 들어갈 삽입홈이 형성된다.

외관하우징(1)의 형상은 위에서 보면, 원형에서 중심을 기준으로 상하연장선을 긋고, 원과 접하는 선과 인접한 원과 접하는 선을 서로 직선으로 연결하여, 그 직선에 맞게 절단하고, 중심선을 기준으로 대응하는 측도 마찬가지로 일직선으로 절단하는 형상으로 구성된다. 측면에서 볼때는 수용공간의 상부 끝부분에서 외관하우징의 외곽부까지 하향곡선으로 형성된다.

채광창(11)은 측면에 일정 높이를 갖는 볼록렌즈의 타입의 타원형 형상이며, 하부는 일직선으로 절단되고, 외관하우징(1)의 위에서 본 형상과 같이 원형에서 좌우양측을 일직선으로 절단한 형상으로 하부의 안쪽으로는 태양전지(3)를 안착시킬 태양전지수용공간(14)이 형성, 제작된다. 태양전지수용공간(14)은 채광창을 아래쪽에 봤을때 태양전지가 삽입될 만큼의 공간을 가진 사각형이며, 채광창의 둥근쪽의 변은 채광창(11)의 하부와 90°의 직각이 되게 형성되고, 채광창의 일직선쪽의 변은 채광창(11)의 하부와 90°에서 45°의 각도를 주어 CCFL(2)의 발광빛을 효율적으로 채광창(11) 상부로 확산되어 보내지도록 설계하였다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 고안의 조립과정을 상세히 설명하면,

먼저 태양전지(3)를 채광창(11) 하부 태양전지수용공간(14)에 실리콘을 이용하여 부착, 고정시킨다. 이때 실리콘은 외부의 충격으로 부터 태양전지(3)를 보호하기 위하여 연질의 것을 사용하게 된다.

이렇게 부착된 태양전지(3)를 도선으로 제어회로기판(5)과 연결하고, 이 제어회로기판과 축전지(4)를 도선으로 연결한 후, 축전지(4)는 외관하우징(1)의 하부 지지부의 내측에 안착하게 되는데, 지지부(12)의 내부와 축전지(4)의 사이에는 충진물을 삽입하여, 충격 및 온도변화로 부터 축전지(4)를 보호하도록 한다. 이렇게 안착된 축전지(4) 상부에 제어회로기판(5)을 부착시킨다.

축전지(4)와 제어회로기판(5)을 지지부(12)의 내부에 안착시킨 후, 회로기판과 CCFL(2)을 도선으로 연결하고, CCFL(2)을 제어회로기판(5)내의 CCFL지지대(15)에 삽입한다. 후에 태양전지(3)가 부착된 채광창(11)을 외관하우징(1)의 채광창수용공간(13)에 접착제를 사용하여 삽입시키면 모든 조립과정을 끝나게 된다.

다음으로 상기와 같이 조립된 본 고안의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 태양빛이 조사되면 채광창(11)을 통해 들어온 태양빛을 태양전지(3)로 흡수하고, 태양전지(3)는 흡수된 태양빛을 전기에너지로 변환시켜 축전지(4)에 충전하게 된다.

이때 태양전지(3)에서 발생한 전기에너지는 축전지(4)에 단시간에 충전할 수 있도록, 충전효율을 높이기 위해, 축전지(4)의 정격사용전압보다 20%이상의 높은 전압을 발생시키도록 한다.

상기와 같이 충전된 축전지(4)는 태양빛이 존재하는 낮시간에 충전하고, 밤시간에는 충전된 에너지로 제어회로(5)를 동작시켜 CCFL(2)을 발광할 수 있도록 하여, 낮과 밤시간을 자동적으로 구별 하도록 한다. 즉, 태양전지(3)와 축전지(4)의 전위차로 낮과 밤에 따라 동작을 달리하게 된다.

그러므로, 태양전지(3)에서 전압이 발생하지 않으면, 축전지(4)에서 에너지를 방출하여 회로와 CCFL(2)에 전류가 공급되어 CCFL(2)이 점등하게 되고, 태양전지(3)에서 전압이 발생하면, CCFL(2)로 공급되는 전압이 차단되어 CCFL(2)의 점등을 중지하게 된다.

이와같이 밤이 되거나 흐린날, 눈, 비가 오는 날에 태양빛이 소멸하게 되면, 태양전지의 전기에너지 발생능력이 떨어져 전압이 발생하지 않으므로, 축전지에 충전된 에너지에 의해 CCFL(2)이 점등하게 되는 것이다.

따라서, 태양빛이 있는 동안에 태양전지(3)에서 전기에너지를 발생시켜 축전지에 충전한 후, 태양빛이 소멸되면 축전지(4)에서 발생하는 전기에너지를 CCFL(2)에 공급하여 점등시키는 일련의 과정을 연속적으로 수행하게 되는 것이다.

다음으로 상기와 같이 점등된 CCFL의 빛은 채광창하부 태양전지수용공간(14)의 측면을 통해 발산되고, 채광창(11)의 측면과 외관하우징(1)의 채광창수용공간 (13) 내측에 반사되어, 채광창(11) 상부의 중심부로 확산되어, 채광창(11) 전체가 빛을 발하게 됨으로써, 어느 방향에서나 운전자의 시야에 CCFL(2)의 빛이 들어와 안전운행에 도움을 주게 되는 것이다.

다음으로, 이와같이 조립된 표지병의 설치 과정을 보면,

설치할 위치에 지지부가 완전 삽입할 만큼의 홈을 뚫고, 홈안에 불순물을 제거한 후, 도로용 접착제를 홈안에 채운 후, 표지병의 하부면에 접착제를 바르고 지지부를 홈안으로 삽입한다. 후에 위에서 힘을 가해 표지병의 하부면과 설치면이 밀착하도록 하면 된다.

이렇게 고정시킨 표지병의 양쪽 둥근측은 양쪽 차량의 진행방향을 향해 맞추고 측면의 일직선 절단면은 도로상의 표시선과 평행하게 하여 고정시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 자체 발광표지병은 주요 부품을 지면아래에 위치시키기 때문에 기존의 30mm 이상 돌출된 표지병들에 비해 20mm 이내의슬림형으로 제작할 수 있어, 주행차량의 타이어에 의한 부품들이 받는 충격을 최소화시켜, 도로 표지병의 외부에 노출된 외관하우징이 채광창 등의 파손 방지와 내부 발광회로 등의 손상을 방지하여 발광 표지병의 문제점이었던 발광 불능을 예방하도록 하였다.

채광창하부의 태양전지수용공간의 측면으로 부터 빛이 올라와 지면상층부 채광창 전체를 발광시킴으로 운전자들의 식별성을 강화시켜, 어느 방향에서든 빛을 확인할 수 있게 하여 우천, 안개, 눈의 적설 시, 야간 운행시, 지면상층부의 채광창 전체가 발광함으로 가시거리 확보와 차량 유도기능에 의한 안전성의 극대화와 함께, 눈부심이 없고, CCFL을 사용하여 채광창 전체가 균등한 밝기로 점멸, 점등 방식의 표지병을 여러대 설치했을때의 눈의 혼란성이 없고, 태양 에너지를 이용함으로써 유지 보수 및 관리 기간을 늘려 경비를 절감하여 경제적이다.

Claims (1)

1. 태양전지, 축전지, CCFL을 구성으로 하여 자체 충방전이 되는 태양전지 슬림형 표지병에 있어서, 지면아래 매설될 지지부의 내부에 태양전지를 제외한 모든 부품들(CCFL, 제어회로, 축전지 등)을 삽입하여, 지면돌출부에는 외관하우징의 채광창 공정부안에 채광창이 삽입되어져 지면돌출부의 높이를 20mm이내로 제작하도록하고, 채광창을 발광창으로 사용하도록하여, 낮시간에는 태양전지를 충전하는 채광창으로, 밤시간에는 CCFL의 발광 빛을 받아 발광창 전체를 발광시키는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림형 표지병.