KR200318085Y1 - 태양전지 냉음극형광 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, 채광창을 제작함에 있어서 채광창의 중앙을 보강하여, 채광창이 받는 충격을 분산시키는 역할을 하면서 CCFL에서 발광한 빛의 이동통로로 이용하고자 함이다.

이러한 목적을 위해, 태양전지의 충전을 위한 반구형의 채광창 중앙부에 일정두께의 보강부를 구성하고, 태양전지를 2등분하여 각각 태양전지삽입홈에 끼워 넣도록 한다. 서로 떨어져 있는 태양전지판은 태양전지 연결리본을 채광창 중앙의 CCFL접합부 사이로 통과시켜 연결한다.

표지병의 채광창 중앙을 보강시킴으로써 채광창 파손에 의한 위험요소를 줄였고, 채광창을 기존의 제품들보다 넓게 제작이 가능하여 CCFL발광시 보다 넓은 면적으로 발광토록 할 수 있도록 하였다. 채광창을 전체적으로 발광시키기 때문에, 약간의 돌출만으로도 어느 위치에서나 표지병의 인지력을 높일 수 있고, 중요부품들을 표지병의 지지부내의 공간에 위치하도록 하여, 표지병의 돌출 높이를 최소화할 수 있다.

Description

태양전지 냉음극형광 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 하도록하기위해 채광창의 넓이를 보다 크게 하였기 때문에, 채광창의 충격에 의한 파손에 대비하여 채광창 중앙을 보강하여 외관하우징과 접하도록하고, 보강부위의 중앙에 CCFL을 접합시켜서 발광빛이 채광창 전체를 밝힐 수 있도록 하는데 있다.

일반적으로, 태양전지를 이용한 발광성 표지병들은, 차선 분리용으로 사용되고 있는데, 특히 발광성 표지병들은 반사빛이 없어도 자체의 발광으로, 차선을 인식하기 용이하게 하여 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, 주행 차선 양측방향으로 각 2개조씩 LED를 삽입하며, LED의 발광빛을 확산시키는 커버를 갖추게 된다.

지면돌출부 상부 내에는 태양전지를, 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. 발광빛도 양쪽 차선 쪽으로만 향해 있어서 측면에서나 굴곡이 심한 도로에서는 표지병을 정확히 인지하기에 어려움이 많았다.

본 고안은 지면위로 돌출되는 태양전지 채광창의 전체가 고르게 발광을 하도록하면서, 채광창을 충격으로부터 안전하게 보호하고, 발광한 CCFL의 빛이 보다 효과적으로 채광창 상부로 확산되도록 하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 태양전지의 충전에 쓰이는 채광창을 고강도의 합성수지 재료를 사용하여 제작하며, 외관하우징의 내부 전체를 차지할 만큼의 두께와 크기로 제작하여 채광창내에서 난반사를 일으키기 쉽도록 하고, 태양전지가 들어갈 홈의 중앙에 보강부위를 구성하여 충격으로부터의 안전성을 높였고, CCFL의 불빛이 그 보강부위를 타고 채광창 전체로 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 채광창분해도(횡형)

도 7은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 채광창분해도(종형)

도 8은 본 고안의 태양전지 슬림형 표지병의 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외관하우징 11 : 발광창 12 : 축전지수용공간

13 : 채광창수용공간 14 : 태양전지수용공간

2 : 냉음극형광램프(CCFL) 21 : CCFL지지대 22 : CCFL접합부

3 : 태양전지 31 : 태양전지연결리본 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 절단면도이고, 도 6과 도 7은 본 고안의 도로표지병중 채광창의 배면사시도이다.

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 지면매립부가 외관하우징(1)과 일체형으로 연장 형성된다.

그러한 지면매립부는 상기한 외관하우징(1)의 채광창수용공간(13) 중앙에서 지면매립부의 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 제작된다.

채광창(11)의 하부안쪽으로는 태양전지(3)를 안착시킬 태양전지수용공간(14)이 형성, 제작되게 되는데, 채광창(11)을 아래쪽에서 봤을 때 태양전지(3)가 삽입될 만큼의 공간을 가진 사각형의 홈을 가지게 되며, 태양전지(3)를 2분한 크기의 홈을 채광창(11)의 직선 절단부의 양중앙을 대칭으로 양쪽에 사각형의 홈을 만들게 된다. 양쪽 홈의 중앙에는 CCFL(2)의 직경의 2배 넓이만큼의 CCFL접합부(22)를 형성하여, 태양전지(3)를 양쪽으로 양분하게 된다. CCFL접합부(22)는 중심으로 부터 태양전지(3)를 서로 연결하는 태양전지연결리본(31)이 지나갈 만큼의 홈을 구성하면 채광창(11)의 제작은 끝이 나게 된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 고안의 조립과정을 상세히 설명하면,

먼저 태양전지(3)를 채광창(11) 하부에 있는 태양전지수용공간(14) 양쪽에 실리콘을 이용하여 부착, 고정시킨다. 고정시킨 후 한쪽 태양전지(3)에 연결되어 있는 태양전지연결리본(31)을 다른쪽 태양전지(3)에 연결한다. 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. 이렇게안착된 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(21)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.

상기와 같이 점등된 CCFL(2)의 빛은 채광창(11)하부의 CCFL 접합부(22)를 통해서 채광창의 상부쪽으로 발산되게 되고, 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 지면매립부를 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 채광창 중앙을 보강함으로써 충격으로부터의 안정성을 높였고, CCFL의 발광빛을 보다 효과적으로 채광창상부까지 확산시키도록 하였다.

채광창하부의 CCFL접합부로부터 빛이 올라와 지면상층부 채광창 전체를 발광시킴으로 운전자들의 식별성을 한층 더 높였으며, 어느 방향에서든 빛을 확인할 수 있게 하여 우천, 안개, 적설등과 야간 운행시 안전성을 극대화시켰다.

이러한 안정성과 함께, 운전자의 시야를 향해 직접 발광하지 않으므로 눈부심이 없고, CCFL을 사용하여 채광창 전체가 균등한 밝기로 발광하므로, 점멸, 점등 방식의 표지병을 여러대 설치했을 때의 눈의 혼란함이 없고, 태양 에너지를 이용함으로써 유지 보수 및 관리 기간을 늘려 경비를 절감하여 경제적이다.

Claims (2)

1. 채광창을 제작시, 채광창내에 쏠라셀이 삽입되는 공간은 채광창의 밑면에서 채광창의 윗면 즉, 채광창의 외부노출면을 향해 함몰되는데, 이러한 쏠라셀 삽입공간의 중앙에 보강부위를 구성하여, 채광창이 받는 충격을 분산시키도록하는 것을 특징으로 하는 태양전지 이용한 CCFL 표지병.
2. 제 1항에 있어서,

   쏠라셀 삽입공간의 중앙에 있는 보강부위에 CCFL을 접합하여, CCFL의 발광시 발광빛이 보강부위를 통해 채광창 전체로 확산되도록하는 것을 특징으로 하는 태양전지 이용한 CCFL 표지병.