KR20190097430A

KR20190097430A - 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템

Info

Publication number: KR20190097430A
Application number: KR1020180016838A
Authority: KR
Inventors: 권충호; 이동현
Original assignee: (주)대한솔루션
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2019-08-21

Abstract

본 발명은 루프패널에 와이퍼 시스템을 장착하므로, 태양전지 패널에 묻은 이물을 닦을 수 있게 구성하므로, 태양전지 패널의 표면이 오염되어 태양전지 패널 성능이 떨어지는 것을 막아 오래 사용할 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수를 쉽게 할 수 있다. 특히, 본 발명은 스크루-스크루 너트를 이용하여 와이핑 작용이 이루어지게 구성하므로, 와이퍼 양쪽을 고정한 스크루 너트가 스크루의 길이 방향으로 움직이면서 태양전지 패널을 닦을 수 있게 하여 와이핑 효과를 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 통상 자동차 차체를 조립할 때 보디 패널과 루프패널 사이에 장착하는 루프 가니쉬를 장착하는 홈 부분에 와이퍼를 안내하기 위한 레일을 장착하므로, 자동차의 외관을 해치지 않으면서도 쉽게 장착하여 편리하고 안전하게 사용할 수 있다.

Description

태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템{WIPER SYSTEM FOR VEHICLE WITH SOLAR PANEL}

본 발명은 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루프패널에 와이퍼 시스템을 장착하여 태양전지 패널을 와이핑할 수 있게 구성하므로, 태양전지 패널에 이물이 끼여 충전 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있게 한 것이다.

태양전지 패널은 태양에서 발생한 빛 등에서 전기를 생산하는 패널로, 다른 연료나 재료를 사용하지 않고도 전기를 생산할 수 있어 친환경적인 것으로 알려졌다. 이러한 태양전지 패널은, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 일반 자동차에 장착하여 캠핑과 같이 차량이 정지한 상태에서 필요한 전기를 사용할 수 있게 하거나, 전기자동차와 같이 태양전지 패널로 얻은 전원으로 구동하게 하는 등 다양한 방법으로 자동차에 적용하여 사용하고 있다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2011-0027195호

차량 지붕에 장착하여 사용하는 차량용 집광판에 관한 것으로, 집광판의 위쪽 표면에 구성된 태양전지판은 두루말이가 가능할 수 있도록 가로, 세로로 임의 크기로 구분하여 구역화하고, 집광판의 아래쪽 표면에는 차량의 지붕에 집광판이 체결될 수 있도록 고무자석판, 벨크로, 흡착판, 점착제 가운데 어느 하나 이상을 채택한 체결부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 집광판이다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제1637713호

태양전지 모듈을 탑재한 차량의 루프패널에 관한 것으로, 이종의 태양전지 모듈을 동시 탑재하여 루프패널의 개방감을 만족하고, 이종의 태양전지 간의 접촉으로 인한 전압강하를 방지하고, 다수의 셀로 구성된 태양전지를 통해 이종의 태양전지의 출력전압을 동일하게 유지하거나, 이종의 태양전지에 개별적으로 연결되는 전선부를 통해 동종 간의 태양전지에서 출력되는 전력을 개별적 제어하여 태양전지의 성능을 최대화하기 위한 차량의 태양전지 루프패널에 관한 것이다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2018-0009579호

연료에 의해서 구동되는 메인배터리가 내장되어 있는 자동차 및 상기 자동차의 상면에 설치되며, 복수의 셀이 배열된 상태로 상기 자동차의 상면과 대응하는 형상으로 플렉시블하게 이루어진 태양전지판을 포함하여 이루어지며, 상기 자동차는 상기 태양전지판에서 발생된 전력을 저장할 수 있는 별도의 보조배터리가 더 구비됨으로써 차량의 방전을 방지하고 연료비를 절감할 수 있는 태양전지판을 이용한 차량용 전원공급 장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.

하지만, 이처럼 태양전지 패널을 장착한 자동차는 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 태양전지 패널은 태양광에 직접 노출되어야 충전 효율이 높아지므로, 태양광에 노출이 잘되는 위치, 예를 들어서 루프패널에 여러 개를 장착하여 사용한다.

(2) 이에, 태양전지 패널은 먼지나 이물 그리고 조류의 배설물 등에 그대로 노출되게 되고, 노출된 태양전지 패널은 그 표면을 닦아내지 않으면 태양광이 태양전지 패널에 닿지 못해 전기 생성 효율이 떨어진다.

(3) 특히, 이처럼 태양전지 패널에 묻은 먼지나 이물을 오랫동안 닦아내지 않으면 딱딱하게 굳어 발전 효율이 떨어질 뿐만 아니라 굳어버린 먼지나 이물을 떼면서 태양전지 패널 표면을 상하게 할 우려가 있다.

(4) 이러한 문제는 대양전지 패널에서 만들어진 전원을 보조원으로 사용하는 차량보다 주전원으로 사용하는 전기자동차와 같은 친환경 자동차의 경우 주행 중 엔진이 꺼지는 등 위험한 상황에 부딪칠 수 있다.

한국공개특허 제10-2011-0027195호 (공개일 : 2011.03.16) 한국등록특허 제1637713호 (등록일 : 2016.07.01) 한국공개특허 제10-2018-0009579호 (공개일 : 2018.01.29)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 태양전지 패널을 장착한 루프패널에 와이퍼 시스템을 장착하므로, 태양전지 패널에 이물이 묻어 있을 때나 주기적으로 태양전지 패널을 닦을 수 있게 구성하므로, 태양전지 패널의 표면이 오염되어 태양전지 패널 성능이 떨어지는 것을 막아 수명을 연장하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수를 쉽게 할 수 있게 한 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 와이퍼 양단에 각각 스크루-스크루 너트를 이용하여 와이핑 작용이 이루어지게 구성하므로, 와이퍼 양쪽을 고정한 스크루 너트가 스크루의 길이 방향으로 움직이면서 태양전지 패널을 닦을 수 있게 하여 와이핑 효과를 높일 수 있게 한 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 통상 자동차 차체를 조립할 때 보디 패널과 루프패널 사이에 장착하는 루프 가니쉬를 장착하는 홈 부분에 와이퍼를 안내하기 위한 레일을 장착하므로, 자동차의 외관을 해치지 않으면서도 쉽게 장착하여 편리하고 안전하게 사용할 수 있게 한 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템을 제공하는 데 다른 또 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 [실시예 1]에 따른 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템은, 자동차의 루프패널 위에 태양전지 패널(P)을 장착한 차량에서, 상기 루프패널의 양쪽 가장자리에 설치한 두 개의 레일(100); 상기 각 레일(100)에 끼워져서 모터(210) 구동으로 회전하게 설치한 스크루(200); 상기 각 스크루(200)에 끼워서 움직이며 한쪽이 레일(100) 밖으로 돌출하도록 레일(100)에 장착한 스크루 너트(300); 및 상기 두 개의 스크루 너트(300)에 양단이 고정되고, 중간 부분이 태양전지 패널(P)에 접하게 설치한 와이퍼(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 [실시예 2]에 따른 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템은, 자동차의 루프패널 위에 태양전지 패널(P)을 장착한 차량에서, 상기 루프패널의 양쪽 가장자리에 설치한 두 개의 레일(100); 상기 각 레일(100)에 끼워져서 레일(100)의 길이 방향을 따라서 모터 구동으로 움직일 수 있게 설치한 턴 벨트; 상기 턴 벨트에 양단이 고정되고, 중간 부분이 태양전지 패널(P)에 접하게 설치한 와이퍼(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 레일(100)은, 각각 보디 패널과 루프패널이 접하여 루프 가니쉬를 장착하는 홈 부분에 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와이퍼(400)는, 유연한 재질로 이루어져서 루프패널의 형상에 따라 가변하게 제작한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 차량은 친환경차인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 와이퍼 시스템을 통해 쉽게 태양전지 패널을 닦을 수 있으므로, 외부에 노출하여 사용하는 태양전지 패널이 오염되더라도 쉽고 신속하게 오염을 제거할 수 있어 전기 생성 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

(2) 특히, 태양전지 패널의 오염 물질이 굳기 전에 제거할 수 있으므로, 굳은 오염 물질을 제거할 때 발생할 수 있는 태양전지 패널의 파손을 방지할 수 있다.

(3) 와이퍼는, [실시예 1]과 같이, 스크루와 스크루 너트를 이용하여 회전 운동을 직선 운동으로 바꿔서 와이퍼를 이송하여 주므로, 간단한 구조로 와이퍼를 움직이게 하면서도 안정적으로 태양전지 패널을 와이핑할 수 있다.

(4) 한편, 와이퍼는, [실시예 2]와 같이, 턴 벨트 방식을 이용하여 이송할 수 있게 구성하므로, 루프패널의 평면 형상이 어느 정도 곡률지게 형성하더라도 벨트 구동을 통해 안정적으로 와이퍼를 이송하여 깨끗하게 태양전지 패널을 닦을 수 있다.

(5) 또한, 와이퍼 이송을 안내하는 레일을 통상 자동차 제작에 사용하는 보디 패널과 루프패널의 연결 부분, 즉 루프 가니쉬를 장착하는 홈 부분에 설치하므로, 별도로 레일 설치에 필요한 공간을 확보하지 않아도 되므로 설계 자유도를 높일 수 있다.

[도 1]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 와이퍼 시스템을 장착한 차량의 한 가지 예를 보여주는 평면도이다.
[도 2]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 와이퍼 시스템의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
[도 3]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 레일 안에 스크루와 스크루 너트의 결합 상태를 보여주기 위해 일부를 확대한 단면도이다.
[도 4] 및 [도 5]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 와이퍼 시스템을 작동시켜 태양전지 패널을 한 번 닦은 상태를 보여주기 위한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 [실시예 1]에 따른 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템은, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 두 개의 레일(100), 각 레일(100)에 설치한 스크루(200), 상기 각 스크루(200)의 회전으로 레일(100)의 안내를 받아 움직이는 두 개의 스크루 너트(300), 그리고 상기 레일(100) 밖으로 돌출한 각 스크루 너트(300)에 양단을 장착하여 태양전지 패널(P)을 와이핑하는 와이퍼(400)를 포함한다.

특히, 상기 와이퍼(400)는 스크루(200)와 스크루 너트(300)를 이용한 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 움직이게 구성하므로, 간단한 구성으로 태양전지 패널(P)을 쉽고 깨끗하게 와이핑할 수 있다.

또한, 상기 레일(100)은 자동차 차체를 제작할 때 이미 형성한 루프 가니쉬를 장착하는 부분에 설치하므로, 레일(100) 설치를 위한 별도 공간을 마련하지 않아도 될 뿐만 아니라 자동차의 미관을 해치지 않으면서도 와이핑 작용을 할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 "P"는 자동차의 루프패널에 장착한 태양전지 패널을 나타낸다.

레일(100)은, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 두 개를 루프패널에 장착한다. 이때, 레일(100)은 루프패널에 장착한 태양전지 패널(P)의 양쪽에 서로 나란하게 움직일 수 있게 장착하는 것이 바람직하다. 물론, 상기 레일(100)은 루프패널의 형상이나 태양전지 패널(P)의 배치 상태에 따라 나란하지 않게 배치하도록 루프패널에 장착할 수도 있다.

또한, 상기 레일(100)은, [도 3]과 같이, 후술할 스크루 너트(300)가 끼워져서 안내를 받게 되는 데, 이를 위해 회전하는 힘을 받아 스크루 너트(300)가 레일(100)의 안내하므로 레일(100)의 폭 단면은 다각형이나 타원과 같이 스크루 너트(300)가 회전하지 못하게 하는 형태로 제작한다. 도면에서는 레일(100)의 폭 단면을 사각형으로 제작한 예를 보여준다.

그리고, 상기 레일(100)은, [도 3]과 같이, 한쪽 가장자리를 개방하여 후술할 스크루 너트(300)의 일부가 레일(100) 밖으로 돌출하게 제작한다. 이는, 이처럼 돌출한 부분에 후술할 와이퍼(400)를 쉽게 장착하거나 분리할 수 있게 구성하기 위한 것이다. 이에, 스크루 너트(300)가 레일(100) 밖으로 돌출하지 않더라도, 반대로 레일(100)에 형성한 홈을 통해 와이퍼(400)를 스크루 너트(300)에 고정하는 구성도 가능하다.

이처럼 이루어진 레일(100)은 태양전지 패널(P)의 양쪽에 위치하는 곳이라면 루프패널 어디든지 장착할 수 있으나, 가장 바람직하게는 루프 가니쉬를 장착하는 홈에 설치하는 것이 가장 좋다. 여기서, 루프 가니쉬는 보디 패널과 루프패널을 연결할 때 연결하는 부분에 형성한 홈 부분으로, 이 홈 부분에 루프 가니쉬를 장착함으로써, 보디 패널과 루프패널의 연결 부분이 외부에 노출되지 않게 하여 미감을 해치지 않게 하고, 또한 홈을 막아 빗물이나 이물 등이 차지 않게 막아주는 통상의 기술로 이루어진 가니쉬를 말한다.

스크루(200)와 스크루 너트(300)는, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 스크루 너트(300)를 회전하지 않게 하고 스크루(200)의 길이 방향으로 안내받을 수 있게 장착한 다음, 스크루(200)를 회전함에 따라 스크루 너트(300)가 스크루(200)의 회전력을 받아 직선 운동으로 바꿔서 움직일 수 있도록 구성한 통상의 기수로 제작한 기술을 말한다.

이때, 스크루 너트(300)는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 레일(100)에 끼워져서 회전하지 않고, 일부가 레일(100) 밖으로 노출되어 후술할 와이퍼(400)를 설치할 수 있게 구성한다.

그리고, 상기 스크루(200)는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 스크루 너트(300)에 체결한 상태에서 상술한 레일(100)에 끼워져서 그 중심을 따라 나란하게 설치한다. 이때, 상기 스크루(200)에는 모터(210)를 장착하여 스크루 너트(300)가 길이 방향을 따라 전후로 움직일 수 있게 양쪽으로 회전할 수 있게 구성한다. 특히, 상기 모터(210)는 제어기 등을 갖춰서 미리 정한 시간 간격, 예를 들어서 한 시간 간격이나, 미리 정한 시간, 예를 들어서 아침 아홉시와 저녁 7시 등의 정한 시간에 와이핑 동작을 할 수 있게 구동하거나, 운전자 등이 임의로 동작할 수 있게 구성하는 것이 좋다. 또한, 이때의 제어기는 모터(210) 전용으로 구성할 수도 있으나, 자동차에 전원 등을 제어하는 ECU와 같은 기존 설비를 이용하는 것이 바람직하다.

이에, 상기 스크루 너트(300)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 스크루(200)가 회전함에 따라 레일(100)을 따라 움직이면서 후술할 와이퍼(400)를 레일(100)의 길이 방향을 따라 움직이게 안내한다.

와이퍼(400)는, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 상술한 두 개의 레일(100)에 각각 장착하여 안내를 받는 스크루 너트(300)에 양단을 고정하여 사용한다. 이때, 스크루 너트(300)는 서로 마주하는 위치에 장착하고, 상기 와이퍼(400)는 태양전지 패널(P)에 밀착하게 장착한다.

특히, 상기 와이퍼(400)는 어느 정도 유연한 재질, 예를 들어서 고무나 실리콘 등으로 이루어진 것을 사용하여 제작함으로써, 태양전지 패널(P) 등을 장착할 때 생길 수 있는 곡면이나 루프패널의 곡면 등을 따라 신축하면서 태양전지 패널(P)의 표면을 깨끗하게 닦아낼 수 있게 제작하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 이루어진 본 발명은 루프패널에 태양전지 패널을 장착한 차량이라면 어떠한 차량이더라도 본 발명에 따른 와이퍼 시스템을 장착하여 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 친환경차에 장착하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 여기서, 친환경차는 그린카(Green Car)라고도 하며, 수소나 전기 등을 동력으로 하여 공해를 일으키지 않는 차세대 무공해 자동차를 말한다.

본 발명의 [실시예 2]에 따른 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템은, 상술한 [실시예 1]과 같은 구성이나, 와이퍼를 이동하게 하는 구성에서 차이가 있다. 이에, 여기서는 [실시예 1]과 같은 구성에 대한 설명은 생략하고 그 차이 구성에 관해서만 설명한다.

[실시예 2]는, 상술한 [실시예 1]에서 와이퍼를 동작하게 하는 구성으로 스크루와 스크루 너트를 이용한 것과 달리, 턴 벨트를 이용하여 와이퍼를 동작하게 한 것이다. 턴 벨트는 컨베이어 형태로 무한궤도 형태로 벨트를 구성하고, 한쪽에 와이퍼 끝을 장착하여 벨트 구동을 통해 와이퍼가 어느 한쪽까지 오면 반대로 벨트가 구동하게 하여 벨트의 다른 한쪽까지 이동하게 하여 태양전지 패널을 닦을 수 있게 한 통상의 기술로 제작한 것을 말한다.

100 : 레일
200 : 스크루
210 : 모터
300 : 스크루 너트
400 : 와이퍼

Claims

자동차의 루프패널 위에 태양전지 패널(P)을 장착한 차량에서,
상기 루프패널의 양쪽 가장자리에 설치한 두 개의 레일(100);
상기 각 레일(100)에 끼워져서 모터(210) 구동으로 회전하게 설치한 스크루(200);
상기 각 스크루(200)에 끼워서 움직이며 한쪽이 레일(100) 밖으로 돌출하도록 레일(100)에 장착한 스크루 너트(300); 및
상기 두 개의 스크루 너트(300)에 양단이 고정되고, 중간 부분이 태양전지 패널(P)에 접하게 설치한 와이퍼(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템.
자동차의 루프패널 위에 태양전지 패널(P)을 장착한 차량에서,
상기 루프패널의 양쪽 가장자리에 설치한 두 개의 레일(100);
상기 각 레일(100)에 끼워져서 레일(100)의 길이 방향을 따라서 모터 구동으로 움직일 수 있게 설치한 턴 벨트; 및
상기 턴 벨트에 양단이 고정되고, 중간 부분이 태양전지 패널(P)에 접하게 설치한 와이퍼(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템.
제1 항 또는 제2 항에서,
상기 레일(100)은,
각각 보디 패널과 루프패널이 접하여 루프 가니쉬를 장착하는 홈 부분에 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템.
제1 항 또는 제2 항에서,
상기 와이퍼(400)는,
유연한 재질로 이루어져서 루프패널의 형상에 따라 가변하게 제작한 것을 특징으로 하는 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템.
제1 항 또는 제2 항에서,
상기 차량은 친환경차인 것을 특징으로 하는 태양전지 패널을 장착한 차량용 와이퍼 시스템.