KR20100020691A

KR20100020691A - 과속방지턱

Info

Publication number: KR20100020691A
Application number: KR1020080079403A
Authority: KR
Inventors: 유제빈
Original assignee: 주식회사 석문이엔지
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2010-02-23

Abstract

과속방지턱이 개시된다. 수용공간을 구비하고 상면에 관통공이 형성되어 있는 하우징과, 하우징의 전방 및 후방에 각각 위치하는 전방경사부 및 후방경사부와, 전방경사부 및 후방경사부와 각각 결합하며 하우징의 상부에 위치하는 커버와, 커버의 하면에 결합되고 관통공을 통해서 상기 하우징의 수용공간으로 이동할 수 있는 랙기어와, 하우징의 수용공간에 위치하고 랙기어와 치합하는 피니언기어가 회전축에 결합된 발전장치와, 하우징과 커버 사이에 위치하면서 커버를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 과속방지턱은 차량이 속도를 줄일 수 있는 본래의 기능 이외에도 전력을 생산할 수 있다.

과속방지턱, 전력, 감속

Description

과속방지턱{SPEED BUMP}

본 발명은 과속방지턱에 관한 것으로, 특히 전력 생산이 가능한 과속방지턱에 관한 것이다.

과속방지턱은 주택가나 어린이 보호구역 등과 같은 일정 도로 구간에 설치되어 통행차량의 과속주행을 방지하고 일정구역에 차량의 진입을 억제하기 위한 수단으로 사용되고 있다. 그리고 과속방지턱은 과속의 방지라는 본래 기능 이외에도 교통량 감소, 보행자 공간 확보, 도로 경관 개선 및 노상주차 억제 등과 같은 부수적인 기능도 갖는다. 이와 같은 과속방지턱의 기능으로 인해 최근에는 아파트 단지 등과 같은 주택가 또는 초등학교 부근의 스쿨 존(school zone)에 과속방지턱의 설치가 확대되는 추세에 있다.

그리고 국제유가의 상승으로 인해 석유를 대체할 수 있는 에너지 개발 필요성이 날로 높아지고 있다. 따라서 최근에는 생활 속에서 발생하는 에너지를 이용하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어, 자전거 램프에 전원을 공급하기 위해서 자전거 바퀴의 림(rim)에 발전기를 접촉하여 전력을 생산하거나 또는 휴대용 전화기에 발전장치를 구비하여 보행시 발생하는 진동에 의해 배터리를 충전하 기 위한 시도가 진행되고 있으며, 도로에 설치되는 과속방지턱을 이용하여 에너지를 생산하기 위한 시도도 진행되고 있다.

본 발명은 차량의 통행으로 인해 가해지는 가압력을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 과속방지턱을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 과속방지턱은, 수용공간을 구비하고 상면에 관통공이 형성되어 있는 하우징과, 하우징의 전방 및 후방에 각각 위치하는 전방경사부 및 후방경사부와, 전방경사부 및 후방경사부와 각각 결합하며 하우징의 상부에 위치하는 커버와, 커버의 하면에 결합되고 관통공을 통해서 상기 하우징의 수용공간으로 이동할 수 있는 랙기어와, 하우징의 수용공간에 위치하고 랙기어와 치합하는 피니언기어가 회전축에 결합된 발전장치와, 하우징과 커버 사이에 위치하면서 커버를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 하우징은 차량의 하중에 대해 그 형상을 유지하여 내부에 위치하는 발전장치 등이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

하우징의 수용공간의 높이는 랙기어가 수용공간에서 이동할 수 있는 길이에 비해 크게 형성되어 랙기어의 이동을 원활하게 하고 랙기어의 손상을 방지할 수 있다.

탄성부재는 커버의 하면 및 하우징의 상면에 각각 고정되어 커버의 좌우이동을 억제할 수 있다. 이로 인해 랙기어가 피니언기어로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있어서 전력을 효율적으로 생산할 수 있게 된다.

전방경사부 및 후방경사부는 호형상의 곡면을 갖고 곡면의 단부는 하우징의 상면과 직접 연결될 수 있으며, 전방경사부 또는 후방경사부 중 적어도 하나는 하우징에 비해 높게 형성될 수 있다.

랙기어는 2개 이상의 면에 형성된 기어투스(gear tooth)를 구비하고, 기어투스와 치합하는 피니언기어를 구비하는 발전장치가 하우징의 내부에 복수 개 수용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 과속방지턱은, 경사면을 갖는 전방경사부 및 후방경사부와, 전방경사부 및 후방경사부 중 적어도 어느 하나에 삽입되고, 차량으로부터 가해지는 가압력에 의해 전력을 생산하는 압전소자와, 압전소자로부터 생성된 전력을 충전하는 충전장치를 포함한다.

본 발명에 다른 측면에 따른 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 전방경사부 또는 후방경사부 중에서 적어도 어느 하나는, 전방경사부 또는 후방경사부의 다른 부분과 상이한 형태의 경사면 또는 평면을 구비할 수 있다. 그리고 압전소자는 그 표면이 외부로 노출될 수 있다.

압전소자는 차량으로부터 가해지는 가압력과 가압력의 해소 과정에서 구형파 전압을 생성하고, 압전소자와 충전부 사이에는 구형파 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부가 추가로 포함될 수 있다.

압전소자는 차량의 트레드(tread)에 대응하여 과속방지턱의 길이 방향 좌우에 설치될 수 있다. 그리고 전방경사부 및 후방경사부는 탄성력을 가진 소재에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 과속방지턱은, 경사면을 갖는 전방경사부 및 후방경사부와, 전방경사부 또는 후방경사부 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되고 차량 바퀴와의 접촉으로 인해 회전하는 회전부재와, 회전부재와 연결되어 회전부재로부터 제공되는 회전력을 이용하여 전력을 생산하는 발전장치를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 후방경사부는 전방경사부에 비해 길게 형성되고, 회전부재는 후방경사부로부터 돌출될 수 있다.

회전부재는 후방경사부로부터만 돌출될 수 있고, 이때 전방경사부에는 차량으로부터 가해지는 가압력에 의해 전력을 생산하는 압전소자가 삽입되고, 압전소자로부터 생성된 전력을 충전하는 충전장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 충전장치는 회전부재에 의해 생성된 전력을 충전할 수 있다.

회전부재는 차량의 트레드(tread)에 대응하여 과속방지턱의 길이 방향 좌우에 설치될 수 있다. 또한, 회전부재는 차량의 좌우 바퀴 중 어느 하나에만 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고 회전부재의 표면은 고무로 형성될 수 있다.

본 발명은 차량의 통행으로 인해 가해지는 가압력을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 과속방지턱을 제공할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 과속방지턱(100, 200, 300)에 대해서 구체적으로 설명하고자 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과속방지턱(100)의 단면도로서, 도 1은 과속방지턱(100)이 차량(도시하지 않음)에 의해 가압되기 전의 상태를 나타내고 도 2는 과속방지턱(100)이 차량에 의해 가압된 상태를 나타낸다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 과속방지턱(100)은 전방경사부(120), 후방경사부(122), 하우징(124), 탄성부재(126), 랙기어(128) 및 피니언기어(130a)를 구비한 발전장치(130), 충전장치(132) 그리고 커버(134)를 포함한다. 이와 같은 구성을 포함하는 과속방지턱(100)은 차량이 과속방지턱(100)을 통과하는 경우 차량의 하중 등에 의해 가하지는 가압력으로 인해 랙기어(128)가 하강 이동하고 랙기어(128)와 치합하고 있는 피니언기어(130a)가 회전하면서 발전장치(130)에서 전력을 생산할 수 있다.

전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 일정한 곡면을 갖고 하우징(124)의 전방과 후방에 각각 위치한다. 여기서 전방이란 차량의 바퀴(도시하지 않음)에 먼저 접촉하는 부분을 의미할 수 있고 후방이란 차량의 바퀴에 상대적으로 나중에 접촉하는 부분을 의미할 수 있다. 전방경사부(120)는 노면에서 일정 높이로 돌출되어 차량의 바퀴와 충돌하면서 차량의 주행속도를 감속할 수 있다.

전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 일정한 곡면을 갖는데, 도 1 및 도 2에서는 그 곡면이 호형상을 갖고 하우징(124)의 전방 및 후방에 상호 대칭되게 배치되어 있다. 그리고 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)의 호형상의 곡면의 단부는 하우징(124)의 단부와 직접 연결되어 있다.

그리고 전방경사부(120)의 높이는 하우징(124)의 높이에 비해 다소 높게 형성될 수 있다. 이로 인해 전방경사부(120)를 통과한 차량의 바퀴(W)는 하우징(124)의 상부로 이동하면서 전방경사부(120)와 하우징(124)의 높이 차이에 의해서 더 큰 가압력을 전달할 수 있게 된다. 또한, 후방경사부(122)의 높이도 하우징(124)에 비 해 다소 높게 형성될 수 있다. 이로 인해 하우징(124)의 상부를 통과한 차량은 하우징(124)과 후방경사부(122)의 높이 차이로부터 발생하는 단턱에 의해서 그 주행속도가 2차적으로 감속된다. 물론, 후방경사부(122)와 하우징(124) 간의 높이 차이를 작게 해서 차량에 가해지는 충격을 줄일 수도 있다.

도 1 및 도 2에서는 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)가 상호 동일한 형상을 갖는 것으로 도시하였지만, 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 상이한 형상을 갖도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전방경사부(120)는 하우징(128)에 비해 다소 높게 형성되고 후방경사부(122)는 하우징(124)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서는 전방경사부(120)및 후방경사부(122)가 호형상을 갖는 것으로 도시하였지만, 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 이와 다르게 형성될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 하우징(124)과 동일한 높이를 갖고 직사각형 또는 정삼각형의 횡단면을 갖도록 형성될 수 있다.

본 실시 예에 따른 과속방지턱(100)의 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 노면에 콘크리트 등을 이용하여 형성될 수 있지만, 노면으로부터 분해가 가능한 플라스틱 등에 의해 형성될 수도 있다. 플라스틱에 의해 형성된 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)는 나사 등에 의해서 도로의 노면에 고정될 수 있다.

하우징(124)은 전방경사부(120) 및 후방경사부(122) 사이에 위치하고, 일정한 크기의 수용공간을 가져서 그 내부에 발전장치(130) 및 충전장치(132)를 구비한다. 하우징(124)은 강성(剛性)을 가져서 차량의 하중에 의해 가해지는 가압력에 의 해서도 그 형상이 변형되지 않기 때문에 발전장치(130) 및 충전장치(132)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하우징(124)은 그 수용공간으로 인해 일정한 높이를 갖기 때문에 전방경사부(120)를 통과한 차량이 급격하게 떨어지는 것을 방지하여 충격을 줄이는 한편, 랙기어(128)가 수용공간의 내부에서 이동할 수 있는 공간을 제공한다.

하우징(124)의 전면은 전방경사부(120)와 접하고 있고 후면은 후방경사부(122)와 접하고 있다. 그리고 하우징(124)의 상면(124b)에는 탄성부재(126)가 위치하고 있다. 도 1 및 도 2에서는 하우징(124)의 상면(124b)에 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)가 위치하고 있지 않은 것으로 도시하였지만, 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)의 일부가 하우징(124)의 상면(124b)에 위치하여 하우징(124)을 노면에 대해 더욱 견고하게 고정할 수 있다.

하우징(124)의 상면(124b)에는 관통공(124a)이 형성되어 하우징(124)의 외부와 수용공간을 연통한다. 관통공(124a)을 통해서 랙기어(128)가 하우징(124)의 수용공간으로 이동할 수 있게 된다. 도 1에서는 차량이 통과하지 않는 상태에서 랙기어(128)가 관통공(124a)을 통해서 하우징(124)의 수용공간에 그 일부가 위치하고 있다.

커버(134)는 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)와 각각 결합하고 하우징(124)의 상면(124b)을 외부와 차폐한다. 도 1에서는 커버(134)가 전방경사부(120), 후방경사부(122) 및 하우징(124)을 모두 덮고 있기 때문에, 과속방지턱(100)의 외부는 커버(134)만이 관찰된다. 커버(134)는 일부 또는 전부가 차량의 가압력에 의해 변형이 가능한 소재, 예를 들면 고무 등에 의해 형성될 수 있다. 따라서 차량이 커버(134)의 상부에 위치하는 경우 도 2와 같이 그 형상이 변형될 수 있다.

커버(134)의 하면과 하우징(124)의 상면(124b) 사이에는 탄성부재인 스프링(126)이 개재되어, 커버(134)를 탄성적으로 지지한다. 스프링(126)의 일단부는 커버(134)의 하면에 고정되고 타단부는 하우징(124)의 상면(124b)에 고정된다. 따라서 차량이 통과하지 않는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 커버(134)는 호형상을 유지하고 있고 커버(134)의 하면과 하우징(124)의 상면(124b) 사이에는 일정한 간격이 형성된다. 그리고 차량이 통과하면서 그 바퀴(W)가 하우징(124)의 상부에 위치하는 경우에는 차량의 하중에 의해서 스프링(126)이 수축하면서 커버(134)와 하우징(124)의 상면(124b) 사이에 형성된 간격이 줄어들게 된다.

스프링(126)의 양단부는 하우징(124)의 상면(124b) 및 커버(134)의 하면에 각각 고정되어 있기 때문에 차량의 통행에 의해서도 커버(134)가 좌우로 이동하게 되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 본 실시 예에서는 탄성부재로서 스프링(126)을 예시하였지만, 탄성부재로 탄성고무 등을 사용할 수 있으며 이에 국한되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2에 도시된 커버(134)는 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)의 전면(全面)과 결합하고 있는 것으로 예시하였지만, 커버(134)는 전방경사부(120) 및/또는 후방경사부(122)의 일부에만 결합할 수 있다. 커버(134)가 고무 또는 플라스틱 등에 의해 형성되는 경우 전방경사부(120) 및 후방경사부(122)에 접착제와 같 은 화학적인 방법 또는 볼트 등과 같은 기계적인 방법에 의해 결합할 수 있다.

랙기어(128)는 커버(134)의 하면에 고정되어 있고 차량이 통과하지 않는 경우에도 그 일부가 관통공(124a)을 통해서 하우징(124)의 수용공간에 삽입되어 있다. 랙기어(128)는 하우징(124)의 상부에 차량의 바퀴(W)가 위치하는 경우 차량의 하중에 의해 커버(134)와 함께 하강하면서 하우징(124)의 수용공간으로 이동한다. 그리고 차량의 바퀴(W)가 하우징(124)을 통과하면 스프링(126)의 탄성 복원력에 의해서 커버(134)와 함께 상승하게 된다.

랙기어(128)는 발전장치(130)의 피니언기어(130a)와 치합되어 있다. 따라서 랙기어(128)가 차량의 이동에 의해 하강하면, 이에 연동하여 피니언기어(130a)가 회전하면서 발전장치(130)에서 전력이 생산된다. 랙기어(128)는 과속방지턱(100)의 길이 방향을 따라서 복수 개가 설치될 수 있으며, 이때 발전장치(130) 역시 랙기어(128)의 개수에 대응하여 복수 개가 설치될 수 있다.

그리고 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 랙기어(128)는 서로 다른 면에 형성된 두 개의 기어투스(gear tooth)를 구비할 수 있다. 그리고 두 개의 발전장치(130)는 랙기어(128)의 서로 다른 면에 각각 형성된 기어투스와 치합하는 피니언기어(130a)를 구비한다. 따라서 도 3에 도시된 실시 예는 하나의 랙기어(128)에 2개의 발전장치(130)가 결합되어 전력을 생산할 수 있는 구조에 해당한다.

랙기어(128)가 하우징(124)의 수용공간에서 이동할 수 있는 거리는 하우징(124)의 높이에 비해 작거나 같기 때문에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 차량의 하중에 의해 가해지는 가압력에 의해 랙기어(128)가 하강 이동하는 경우에도 랙 기어(128)의 단부는 하우징(124)의 바닥 또는 노면과 접촉하지 않게 된다.

발전장치(130)는 랙기어(128)와 치합하는 피니언기어(130a)의 회전을 이용하여 일정한 전력을 생산한다. 발전장치(130)는 강성을 갖는 하우징(124) 내부의 수용공간에 위치하고 있기 때문에 차량에 의한 가압력에 의해서도 파손될 염려 없이 안정적으로 전력을 생산한다. 그리고 발전장치(130)에 의해 생산된 전력은 충전장치(132)에 임시로 저장된 후 다른 부가장치에서 전력을 필요로 하는 경우 사용된다. 발전장치(130)에서 생산된 전력이 충전장치(132)에 저장되도록 하는 구성은 당업자에게 자명하므로 별도의 설명은 생략한다 여기서 부가장치는, 도시되지는 않았지만, 커버(134)의 하면과 하우징(124)의 상면(124b) 사이에 형성된 공간에 위치하면서 외부로 빛을 조사하는 조명장치, 과속방지턱(100)의 외부에 위치하는 교통신호 장치, 표지판 또는 조명장치 등의 전기 설비 등일 수 있다.

이상에서와 같이 본 실시 예에 따른 과속방지턱(100)은 차량의 과속을 방지하는 본래의 기능 이외에, 차량의 통행에 의해서 전력을 생산하여 이를 다른 부가장치에서 유용하게 사용할 수 있게 하기 때문에 에너지를 절약할 수 있게 하는 기능을 갖는다. 따라서 본 실시 예에 따른 과속방지턱(100)을 차량의 통행이 많은 주차장의 입출구, 톨게이트(toll gate)의 입출구 또는 아파트 단지의 입구 등에 설치함으로써 과속 방지로 인한 사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 전력 생산으로 인해 에너지를 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하면서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과속방지턱에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과속방지턱(200)의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 과속방지턱(200)의 단면도이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 과속방지턱(200)은 일정한 높이의 경사면을 갖는 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)를 구비하고, 전방경사부(220) 또는 후방경사부(222)의 적어도 어느 하나의 내부에 삽입된 압전소자(240)를 포함한다. 압전소자(240)는 차량이 전방경사부(220) 또는 후방경사부(222)를 통과하는 경우 차량의 하중에 의한 가압력의 작용 및 가압력의 해소 과정에서 전력을 생산하고 생산된 전력은 충전장치(260)에 저장된다.

전방경사부(220)는 후방경사부(222)에 비해 차량의 바퀴와 먼저 접촉하게 되는 부분으로서 그 전면에는 일정한 경사면이 형성되어 있다. 그리고 후방경사부(222)는 전방경사부(222)와 대칭되는 형상을 갖고 전방경사부(220)에 결합되어 본 실시 예에 따른 과속방지턱(200)의 외형을 형성한다. 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)는 도로의 노면 등에 고정되는 부분으로서, 콘크리트에 의해 형성되거나 또는 플라스틱 등에 의해 형성될 수 있다. 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)가 플라스틱에 의해 형성되는 경우 과속방지턱(200)은 볼트 등에 의해서 노면에 분해 가능하게 결합될 수 있다.

도 4 및 도 5에서는 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)가 직선 형태의 경사면을 갖고 그 상면은 상호 연결되어 평면 형태로 구성되어 있지만, 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)는 이와는 다른 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)는 상호 대칭되는 곡면을 가지고, 상호 결합하는 경우 전체적으로 호형상을 갖도록 구성될 수도 있다. 또한, 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)는 일체로 형성될 수 있고, 이때 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)를 구분하는 기준은 과속방지턱(200)의 중심을 관통하는 선이 될 수 있다.

전방경사부(220) 또는 후방경사부(222) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 압전소자(240)가 삽입되어 있다. 압전소자(240)는 차량의 통과에 의한 가압력의 작용 및 그 해제에 의해 분극이 유발되어 전압을 발생하는 것으로, 티탄산바륨, 타르타르산에틸렌디아민 또는 인산이수소암모늄 등에서 선택된 하나 또는 그 이상으로 이루어질 수 있다. 압전소자(240)는 가압력이 작용하는 방향으로 변형률이 크고 가압부의 면적이 작을수록 높은 기전력을 나타낼 수 있기 때문에, 두께 방향으로 길쭉한 형태이거나 그러한 형태를 나타낼 수 있도록 다층으로 적층된 구조일 수 있다. 다층으로 적층된 구조를 1단위로 하였을 경우, 그러한 1단위 내에서 다수의 압전소자 층들은 상호 병렬구조로 연결될 수 있다.

압전소자(240)는 그 표면이 외부로 노출될 수 있도록 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)에 삽입될 수 있으며, 이로 인해 압전소자(240)는 작용하는 차량의 가압력을 더욱 효율적으로 흡수할 수 있다. 물론 압전소자(240)의 표면을 보호하기 위해서 압전소자(240)는 전방경사부(220) 및 후방경사부(222)에 매립될 수도 있다.

도 4 및 도 5에서는 압전소자(240)가 전방경사부(220)의 전면 및 전방경사부(220)와 후방경사부(222)의 두 부분에 걸쳐서 삽입되어 있다. 전방경사부(220)의 전면에는 도 5에 도시된 바와 같이 차량의 바퀴(W)로부터 가해지는 충격이 일반적으로 가장 크기 때문에 압전소자는 가장 큰 가압력에 의해 높은 기전력을 얻을 수 있다. 따라서 전방경사부(220) 전면의 경사각 및 높이를 적절하게 조정함으로써 차량의 바퀴(W)로부터 가해지는 가압력을 최대로 할 수 있다.

그리고 도 4 및 도 5에서는 압전소자(240)가 과속방지턱(200)의 길이 방향을 따라서 일정 간격 이격되어 배치되어 있음을 알 수 있다. 압전소자(240)의 이격거리(d)는 차량의 앞바퀴 사이의 간격 또는 뒷바퀴 사이의 간격인 트레드(tread)에 대응한다. 압전소자(240)는 차량의 바퀴로부터 가압력을 얻기 때문에 차량의 바퀴와 가장 접촉할 가능성이 높은 부분에 집중적으로 배치되는 것이 효율적이다. 따라서 차량의 트레드 간격만큼 이격되어 설치된 압전소자(240)는 차량의 전방에 있는 좌우바퀴 및 후방에 위치한 좌우바퀴에 의해 효율적으로 가압될 수 있게 된다.

압전소자(240)는 가압력의 작용 및 해소되는 과정에서 구형파 전압을 생성하고, 이러한 구형파 전압은 정류장치(도시하지 않음)에 의해 정류되어 충전장치(260)로 전송된다. 충전장치(260)는 충전 및 방전이 가능한 이차전지로서, 정류장치에 의해 정류된 전력을 충전하고 외부장치(외부의 신호등 또는 표시판 등)에서 전력을 필요로 하는 경우 전력을 방전한다. 충전장치(260) 및 정류장치는 과속방지턱(200)의 내부에 포함될 수 있지만, 과속방지턱의 외부에 설치될 수도 있다.

이와 같은 구성을 갖는 과속방지턱(200)은 차량의 과속을 방지하는 본래의 기능 이외에 차량의 통행에 의해서 전력을 생산하여 이를 다른 부가장치에서 유용하게 사용할 수 있게 하기 때문에 에너지를 절약할 수 있게 하는 기능을 갖는다. 따라서 본 실시 예에 따른 과속방지턱(200)을 차량의 통행이 많은 주차장의 입출구, 톨게이트(toll gate)의 입출구 또는 아파트 단지의 입구 등에 설치함으로써 과 속 방지로 인한 사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 전력 생산으로 인해 에너지를 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참고하면서 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 과속방지턱(300)에 대해서 설명하기로 한다.

도 6은 본 실시 예에 따른 과속방지턱(300)의 사시도이고 도 7은 도 6에 도시된 과속방지턱의 일부를 나타낸 단면도이다.

본 실시 예에 따른 과속방지턱(300)은 전방경사부(320) 및 후방경사부(322), 회전부재(324), 발전장치(326) 및 압전소자(330)를 포함한다. 차량의 바퀴(W)가 전방경사부(320)를 넘어서 후방경사부(322) 상에 진입하는 경우, 후방경사부(322)는 차량의 진행 방향에 대해서 내리막에 해당하기 때문에 차량의 바퀴(W)는 자체 회전력뿐만 아니라 내리막 경사에 의해서 미끄러지게 되고, 이때 차량의 바퀴(W)가 지나가면서 회전부재(324)를 회전시켜서 전력을 생산하게 된다. 또한, 본 실시 예에 따른 과속방지턱(300)은 차량의 바퀴(W)로부터 가장 큰 가압력이 가해지는 전방경사부(320)에는 압전소자(330)를 설치하여 회전부재(324)와는 별도로 전력을 생산할 수 있다.

전방경사부(320)는 차량의 진행 방향에 대해서 오르막으로 형성된 부분으로, 전방에 경사면을 가져서 차량의 바퀴(W)와 충돌한다. 전방경사부(320)는 후방경사부(322)와 연결되어 도 7에 도시된 바와 같이 일정한 곡면을 형성한다. 후방경사부(322)는 전방경사부(320)에 비해 길게 형성된 부분으로 차량의 진행 방향에 대해 내리막으로 형성된다. 후방경사부(322)가 전방경사부(320)에 비해 길게 형성된 것은, 내리막에 해당하는 후방경사부(322)에 차량의 진행 방향을 따라서 더 많은 회전부재(324)를 설치할 수 있는 공간을 확보하기 위해서이다.

전방경사부(320) 및 후방경사부(322)는 도로의 노면에 콘크리트로 형성되거나 또는 플라스틱 등에 의해 분리가능하게 형성될 수도 있다. 그리고 도 7에서는 전방경사부(320) 및 후방경사부(322)가 결합되어 지면에 대해서 볼록한 형상을 갖지만, 전방경사부(320) 및 후방경사부(322)의 연결부분에 평면이 형성되도록 구성될 수도 있다.

후방경사부(322)에는 관통공(322a)을 통해서 그 일부가 외부로 노출되는 회전부재(324)가 설치되어 있다. 회전부재(324)는 발전장치(326)와 연결되어 있기 때문에, 차량이 통과하면서 차량의 바퀴(W)에 의해서 회전부재(324)가 회전하는 경우 발전장치(326)는 그 회전력을 이용해서 전력을 생산하게 된다. 발전장치(326)에는 하나의 회전부재(324)가 연결될 수 있지만, 복수 개의 회전부재(324)가 하나의 발전장치(326)에 연결될 수도 있다.

회전부재(324)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 차량 바퀴(W)의 표면과 접촉하면서 마찰력에 의해서 바퀴(W)의 회전방향(도 7에서는 반시계 방향)과 반대방향(도 7에서는 시계방향)으로 회전하게 된다. 이때 차량 바퀴(W)와 회전부재(324) 사이의 마찰력을 더욱 크게 하기 위해서 회전부재(324)의 표면은 마찰력이 큰 고무로 형성될 수 있고, 회전부재(324)의 표면에 미세한 돌기(도시하지 않음)가 형성될 수도 있다.

회전부재(324)는 도 6에 도시된 바와 같이 후방경사부(322)에서 차량의 진 행 방향을 따라서 복수 열로 배치된다. 또한, 도시되지는 않았지만 회전부재(324)는 차량의 바퀴(W)와 접촉할 수 있는 빈도를 높일 수 있도록 차량의 트레드 거리만큼 이격되어 설치될 수 있다

물론, 회전부재(324)는 과속방지턱(300)의 중심에 대해서 좌측 또는 우측 어느 하나에만 형성될 수 있다. 이로 인해 차량 바퀴(W) 중 하나는 회전부재(324)와 접촉하게 되고 다른 하나는 후방경사부(322)의 표면과 접촉하게 된다.

발전장치(326)는 회전부재(324)의 회전력을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력은 충전장치(도시하지 않음)에 저장된다. 따라서 과속방지턱(300)의 외부에 설치된 표시판(예를 들어, "전방에 과속방지턱 있음"이라는 야광표시판)은 과속방지턱(300)에서 생산된 전력을 이용할 수 있게 된다.

발전장치(326)의 하부에는 탄성부재(328)에 의해 지지된다. 탄성부재(328)는 회전부재(324)가 차량의 바퀴(W)와 접촉하는 경우 회전부재(324)와 발전장치(326)에 가해지는 충격을 완화하기 위해서, 회전부재(324)가 후방경사부(322)의 내부로 일부 삽입되게 한다. 따라서 탄성부재(328)의 탄성계수를 적절하게 선택함으로써 회전부재(324)와 바퀴(W) 사이의 마찰력을 높이면서도, 발전장치(326) 및 회전부재(324)의 손상을 방지할 수 있다.

과속방지턱(300)의 전방경사부(320)에는 그 경사면에 압전소자(330)가 삽입될 수 있다. 전방경사부(320)는 차량의 바퀴(W)와 충돌하면서 가장 큰 가압력을 받게 되는 부분이기 때문에, 가압력의 작용 및 해제로 인해 전력을 생산하는 압전소자(330)를 배치함으로써 전력을 더욱 효율적으로 생산할 수 있게 된다. 압전소 자(330)는 위에서 설명한 바와 같이 차량의 트레드에 대응하는 간격을 가지고 전방경사부(320)에 삽입될 수 있다. 압전소자(330)는 충전장치와 연결될 수 있으며, 이에 대한 구성에 대해서는 위에서 설명한 실시 예에 따른 과속방지턱(200)에서 설명하였기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시 예에 따른 과속방지턱(300)은 차량으로부터 가장 큰 충격을 받는 전방경사부(320)에 압전소자(330)를 삽입하고, 내리막에 해당하는 후방경사부(322)에 차량의 바퀴(W)와 접촉하면서 회전하는 회전부재(324)를 설치하였기 때문에 발전 효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 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.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과속방지턱의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 과속방지턱이 차량의 바퀴에 의해 가압된 상태를 나타내는 단면도.

도 3은 하나의 랙기어에 2개의 발전장치가 치합된 상태를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과속방지턱의 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 과속방지턱의 단면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 과속방지턱의 사시도.

도 7은 도 6에 도시된 과속방지턱의 단면도.

Claims

수용공간을 구비하고 상면에 관통공이 형성되어 있는 하우징과;

상기 하우징의 전방 및 후방에 각각 위치하는 전방경사부 및 후방경사부와;

상기 전방경사부 및 상기 후방경사부와 각각 결합하며 상기 하우징의 상부에 위치하는 커버와;

상기 커버의 하면에 결합되고 상기 관통공을 통해서 상기 하우징의 수용공간으로 이동할 수 있는 랙기어와;

상기 하우징의 수용공간에 위치하고 상기 랙기어와 치합하는 피니언기어가 회전축에 결합된 발전장치와;

상기 하우징과 상기 커버 사이에 위치하면서 상기 커버를 탄성적으로 지지하는 탄성부재;를 포함하는 과속방지턱.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 차량의 하중에 대해 그 형상을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제2항에 있어서,

상기 하우징의 수용공간의 높이는 상기 랙기어가 상기 수용공간에서 이동할 수 있는 길이에 비해 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 커버의 하면 및 상기 하우징의 상면에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제1항에 있어서,

상기 전방경사부 및 상기 후방경사부는 호형상의 곡면을 갖고,

상기 곡면의 단부는 상기 하우징의 상면과 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제5항에 있어서,

상기 전방경사부 또는 상기 후방경사부 중 적어도 하나는 상기 하우징에 비해 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제1항에 있어서,

상기 랙기어는 2개 이상의 면에 형성된 기어투스(gear tooth)를 구비하고,

상기 기어투스와 치합하는 피니언기어를 구비하는 상기 발전장치가 상기 하우징의 내부에 복수 개 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
경사면을 갖는 전방경사부 및 후방경사부와;

상기 전방경사부 및 상기 후방경사부 중 적어도 어느 하나에 삽입되고, 차량으로부터 가해지는 가압력에 의해 전력을 생산하는 압전소자와;

상기 압전소자로부터 생성된 전력을 충전하는 충전장치;를 포함하는 과속방지턱.
제8항에 있어서,

상기 전방경사부 또는 상기 후방경사부 중에서 적어도 어느 하나는,

상기 전방경사부 또는 상기 후방경사부의 다른 부분과 상이한 형태의 경사면 또는 평면을 구비하는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제8항에 있어서,

상기 압전소자는 그 표면이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제8항에 있어서,

상기 압전소자는 차량으로부터 가해지는 가압력과 가압력의 해소 과정에서 구형파 전압을 생성하고,

상기 압전소자와 상기 충전부 사이에는 구형파 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부가 구비되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제8항에 있어서,

상기 압전소자는 차량의 트레드(tread)에 대응하여 상기 과속방지턱의 길이 방향 좌우에 설치되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제8항에 있어서,

상기 전방경사부 및 상기 후방경사부는 탄성력을 가진 소재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
경사면을 갖는 전방경사부 및 후방경사부와;

상기 전방경사부 또는 상기 후방경사부 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되고 차량 바퀴와의 접촉으로 인해 회전하는 회전부재와;

상기 회전부재와 연결되어 상기 회전부재로부터 제공되는 회전력을 이용하여 전력을 생산하는 발전장치를 포함하는 과속방지턱.
제14항에 있어서,

상기 후방경사부는 상기 전방경사부에 비해 길게 형성되고,

상기 회전부재는 상기 후방경사부로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제15항에 있어서,

상기 회전부재는 상기 후방경사부로부터만 돌출되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제16항에 있어서,

상기 전방경사부에는 차량으로부터 가해지는 가압력에 의해 전력을 생산하는 압전소자가 삽입되어 있고,

상기 압전소자로부터 생성된 전력을 충전하는 충전장치를 더 포함하는 과속방지턱.
제17항에 있어서,

상기 충전장치는 상기 회전부재에 의해 생산된 전력을 더 충전하는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제14항에 있어서,

상기 회전부재는 차량의 트레드(tread)에 대응하여 상기 과속방지턱의 길이 방향 좌우에 설치되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제14항에 있어서,

상기 회전부재는 차량의 좌우 바퀴 중 어느 하나에만 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.
제14항에 있어서,

상기 회전부재의 표면은 고무로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과속방지턱.