KR200316229Y1 - 쏠라셀을 이용한 표지병 - Google Patents

Abstract

본 고안은 쏠라셀을 전원으로한 자체충전 표지병에 관한 것으로, 외관의 형상을 원통형으로 제작하여 부품에 대한 안정성을 높였으며, 표지병상부의 채광창부분 전체를 LED의 확산빛으로 발광시켜 모든 방향에서 쉽게 인지할 수 있도록하는 것에 주안점을 둔 고안이다.

이와같은 목적으로 본 고안은 금속제의 원통형 외관안에 투명한 고강도 합성수지계열의 화합물로 제작한 채광창 전체를 삽입하는 방식으로 제작됨에 있어, 외관형상을 원통형으로 하였고, 부품의 안정성을 위해 모든 부품들을 외관내부의 하부에 배치하여 지면보다 낮게 부품들을 구성되는데 주안점을 두며, LED의 확산빛을 이용하여 채광창 전체를 균등하게 발광시키도록 하였다.

본 고안은 모든 부품들을 표지병의 하부 공간에 위치하도록 하기 때문에 부품이 파손에 대한 안전성을 배가시켰고, 채광창을 전체적으로 발광시키기 때문에, 지면과 같은 높이거나, 약간의 돌출만으로도 양 방향에서만 불빛이 보이던 것에 비해, 측면전체(360°방향)와 표지병의 위에서도 발광빛을 볼 수 있으며, 매립설치시에 표지병의 돌출 부위를 지면과 동일한 높이 또는 원하는 높이대로 매설할 수 있어, 주행중인 차량의 바퀴와 충돌로부터의 안정성을 배가시키도록 하였다.

Description

쏠라셀을 이용한 표지병{Solar Pavement Marker}

본 고안은 자동차의 안전주행을 위해 설치되는 도로 표지병에 있어서, 주로 도로의 중앙선이나 도로외곽 등에 고정되며, 주간에 태양 빛을 쏠라셀을 이용하여 전류를 발생시켜 축전지에 저장하였다가, 조도가 낮은 밤 시간에 저장된 전류를 이용하여 CCFL를 발광시켜 표지병의 채광창 전체를 발광토록하는 쏠라셀을 이용한 표지병에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 도로 표지병은, 주로 반사물질을 이용하여, 원거리나 곡선 도로를 식별할 수 있도록 도로의 중앙선이나 도로외곽에 설치되었으나, 식별력을 강화하기 위하여 쏠라를 이용한 자체발광 표지병들이 개발되고 있다.

종래의 발광 표지병의 구성을 살펴보면, 크게 지면위로 나타나는 지면돌출부와 표지병을 지지해주는 매립고정부로 나뉘어지고, 옆에서 볼때 'T'자의 형태를 취한다.

대부분의 발광표지병들은 지면돌출부 내에 축전지를 구성하고 회로를 삽입, 상부에 쏠라셀을 구성한다. 쏠라셀 위로는 태양빛을 받기 위한 채광창을 조립하고, 주행차선 방향양측으로 지면돌출부의 측면에 각 2개조씩 LED를 삽입하며, LED의 발광빛을 확산시키는 커버를 갖추게 된다.

그러나 이러한 도로 표지병들은 LED, 회로, 쏠라셀 등이 지면돌출부에 구성되기 때문에, 표지병의 지면돌출부가 지면에서 25mm~30mm 이상 돌출되어 있어서 주행차량의 타이어에 의한 충격 등과 같은 매우 큰 충격의 위험에 항상 노출되어 있다. 이러한 충격은 도로 표지병의 외부에 노출된 케이스나 채광창 등을 파손시킬 뿐만 아니라, 내부의 발광회로 등을 손상시킴으로써 발광 불능으로 만들기도 한다.

본 고안은 앞서 상술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것이다.

본 고안은 지면의 상층부를 지면과의 높이가 20mm 이내로 자유롭게 매설할 수 있도록 제작되며, 지면돌출부위를 유선형으로 제작하여 주행바퀴의 충격에 따른 위험 요소를 줄였고, 쏠라셀을 이용한 표지병의 지면상층부에 들어가던 쏠라셀과 발광원 및 각종 회로소자를 지면매립부에 내장 설치하도록 하여, 내부 부속품에 대한 파손의 위험요소 또한 줄이도록 하였다.

또한 주행방향에서만 볼수 있던 발광원의 불빛을 채광창 아래에서 채광창 위쪽을 향해 쏘아주어 지면상층부 채광창 전체를 발광시켜 식별력을 극대화시키도록 한다.

도 1은 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 동작 원리 계통도

도 2는 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 사시도

도 3은 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 분해도

도 4는 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 평면도

도 5는 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 절단면도

도 6은 본 고안의 쏠라 이용한 표지병의 제어 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외관하우징 11 : 채광창

12 : 쏠라셀 삽입공간 13 : LED 삽입공간

14 : 채광창 삽입공간 2 : LED

21 : LED 고정기판 3 : 쏠라셀

4 : 축전지(2차 전지) 5 : 제어회로

이하 본 고안에 따른 구성및 작용을 첨부한 도면을 토대로하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 매립형 표지병이 조립완료된 그림으로 전체적인 외관을 나타내는 사시도이고, 도3은 본 고안에 따른 매립형 표지병의 분해를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 고안에 따른 매립형 표지병을 위에서 바라본 평면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 매립형 표지병을 절단한 절단면도를 표현한 것이다.

채광창(11)의 구성은 고강도 합성수지계열의 화합물로 제작되며, 형태는 원통형으로 하부는 뚫려 있고, 상부의 외측은 중앙이 볼록한 형태로 중심으로 부터 외곽으로 완만하게 둥근하향곡선으로 제작되며, 채광창(11) 내측의 상단부에는 쏠라셀(3)이 고정될 쏠라셀 삽입공간(12)이 있고, 쏠라셀 삽입공간(12)은 쏠라셀(3)의 대각선 길이만큼의 지름을 가지게 된다.

채광창(11) 내측의 하단부에는 LED 삽입공간(13)이 구비되어 있어, 일측으로 3개씩 LED의 발광부위가 채광창에 삽입되도록 LED삽입공(15)이 형성되어있다.

쏠라셀(3)는 제어회로기판(5)의 상단부에 구성됨에 있어서, 쏠라셀(3)간 서로 인접하여 배열을 시키고, 쏠라셀(3) 사이를 리본으로써 직렬 접속시킨다. 접속 후 쏠라셀(3)의 양극(+극, -극)을 제어회로부와 연결한다. 후에 에폭시나, 실리콘등을 쏠라셀(3)의 표면을 2mm의 일정두께를 유지하여 코팅한다.

각종 회로는 제어회로기판의 하단부에 구성된다.

채광창(11)의 내측에는 반사물질을 도포하거나, 스테인레스 합금이나 알루미늄 합금등의 반사율이 높은 재료등의 반사체를 부착하여 LED(2)의 발광빛을 효과적으로 채광창(11) 상부로 유도하도록 한다.

외관하우징(1)은 채광창(11)이 삽입될 부분으로, 채광창(11) 및 다른 부품들을 보호해야하므로 금속재의 합금체로 이루워지고, 형태는 채광창(11)과 마찬가지로 원통형으로 제작하여 윗면은 뚫려 있고, 밑면은 막힌 형태로 제작한다.

다음으로 이렇게 제작된 부품들을 이용하여 표지병의 조립설명을 하면,

채광창(11)의 안쪽에 제어회로기판(5)을 고정하게 되는데, 채광창(11)을 꺼꾸로하여, 실리콘접착제를 채광창(11)의 쏠라셀 삽입공간(12)안에 바른후 제어회로기판(5)의 윗면인 쏠라셀(3)과 쏠라셀 삽입공간(12)의 면에 밀착되게 고정시킨다.

실리콘접착제가 굳어 제어회로기판(5)이 고정이 되면, 전선으로 제어회로기판(5)과 축전지(4)를 전선으로 연결을 시킨다.

축전지(4)의 밑면을 LED고정기판(21)의 중앙에 접착제를 이용하여 고정시키고, LED고정기판(21)위의 LED(2)를 채광창(11)의 하단부에 있는 LED삽입공간(13)에 삽입되게하여 고정시킨다.

이렇게 조립된 채광창(11)을 외관하우징(1)의 안쪽에 삽입하면 모든 조립은 끝이나게 된다.

상기와 같이 구성된 매립형표지병의 동작과정을 설명하면,

먼저 낮시간에 태양빛이 채광창(11)에 조사되면, 태양빛을 쏠라셀(3)이 흡수하게되고, 쏠라셀(3)은 흡수된 태양빛에 의해 전류를 발생시키게 된다. 이렇게 발생한 전류는 축전지(4)에 충전되게 된다.

이때 쏠라셀(3)에서 발생한 전류가 효과적으로 축전지(4)에 충전될 수 있도록 충전효율을 높이기 위해, 쏠라셀(3)에서 발생하는 전압이 축전지(4)의 정격사용전압보다 20%이상의 높은 전압을 발생시키도록 한다.

밤이 되거나 흐린날, 눈, 비가 오는 날에 태양빛이 소멸하게 되어 쏠라셀(3)에서 전류가 발생하지 않으면, 축전지(4)에서 에너지를 방출하여 제어회로(5)와 LED(2)에 전류가 공급되어 LED(2)가 점등하게 되고, 다시 쏠라셀(3)에서 전류가 발생하면, LED(2)로 공급되는 전압이 차단되어 LED(2)의 점등을 중지하게 된다.

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

다음으로, 이와같이 조립된 표지병의 설치 과정을 보면,

설치할 위치에 외관하우징 전체가 완전 삽입할 만큼의 홈을 뚫게 되는데, 이때 깊이는 사용자의 편의에 따라 다르게 한다. 홈안에 불순물을 제거한 후, 접착제를 홈안에 채운 후, 본 고안의 제품을 삽입한다. 후에 위에서 힘을 가해 표지병의 전체가 홈에 밀착되도록 하면된다.

도 4의 평면도처럼 매립형표지병을 위에서 보게되면 채광창및 외관하우징은 원형을 이루고 있음으로 일정한 방향을 요구하지 않게 된다.

위를 살펴본 바와 같이, 본 고안은 태양 빛이 있는 낮 시간동안 빛을 받아 축전지에 충전한 후, 축전지에 저장해 둔 전기에너지를 이용하여 야간에 LED를 발광시켜 채광창 전체를 발광시키는 쏠라를 이용한 표지병에 관한 것이다.

상기 고안은 표지병 지면상층부 채광창 전체를 발광시킴으로 어느 방향에서든 빛을 확인할 수 있게 하여 식별력을 강화시켰고, 기존의 LED 직접 조명방식의 단점인 강한 자극성의 불빛보다는 자극이 없으면서 발광면적의 크기를 확대하여 자연스럽게 인지도를 높였다.

충전과 방전에 필요한 모든 부품들을 표지병의 내부, 지면아래에 구성함으로써 지면과 같은 높이거나 원하는 높이로 설치가 가능하게 제작되어, 도로상의 돌출로 인한 피해를 막을 수 있게 되었다. 특히 제설차나 청소차 등에 파손될 우려의 원인을 제거하였다.

이에 우천, 안개, 눈이 적설 시, 야간 운행시 지면상층부 채광창 전체를 발광함에 의한 가시거리 확보와 차량 유도기능에 의한 안전성의 극대화와 함께, 태양 에너지를 이용함으로써 유지 보수 및 관리 기간을 늘려 경비를 절감하였고, LED의 긴수명으로 발광원의 교체나 폐기물처리로 한 환경오염의 염려가 없고, 반영구적인 수명으로 부품 교체로 인한 불편과 비용을 절감할 수 있어 경제적이다.

Claims (2)

1. 하부가 막힌 원통형의 외관하우징의 상부로부터, 외관하우징의 내측면과 채광창의 외측면이 밀착되어, 외관하우징의 내부로 채광창이 삽입되는 형태로, 채광창 또한 원통형으로 하부는 뚫려 있고, 상부의 외측은 중앙이 볼록한 형태로 중심으로부터 외곽으로 완만하게 둥근하향곡선 형태로 제작되며, 채광창의 하단부 내측에는 LED삽입공간을 구비하여 LED가 표지병 전체의 외관에서 하단부에 장착되고, 축전지는 외관하우징의 하단에 접착제를 사용하여 고정시키고, 쏠라셀은 채광창의 내측 상단에 접착제로 고정, 제어회로를 쏠라셀의 하단에 접착제로 고정시킨 후, 축전지와 회로, 쏠라셀과 회로, LED와 회로를 각각 도선으로 연결하는 형태로 구성되어, 전체적인 표지병의 외관은 상부가 둥근 라운드형태로 된 원통형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 표지병
2. LED는 채광창의 하단부 LED삽입공간에 삽입되며, LED가 발광시 채광창의 하단부에서부터 채광창의 측면의 내측과 외측에 반사되는데, 유리와 같은 투명한 공간내부를 지나는 빛은 직각이하의 각도에서는 대부분이 진행방향으로 반사를 일으키며 진행한다는 전반사의 원리에 의해, 채광창의 하단부에서 발광한 LED의 빛이 채광창 상층부까지 확산되어 채광창 전체를 밝히는 것을 특징으로 하는 표지병.