KR20230057032A

KR20230057032A - 도로 표지병

Info

Publication number: KR20230057032A
Application number: KR1020210140970A
Authority: KR
Inventors: 이승호
Original assignee: 이승호
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2023-04-28
Also published as: KR102564742B1

Abstract

본 발명은 도로 표지병에 관한 것으로서, 실사용 전에는 발광하지 않고, 실사용 시부터 발광하여 배터리의 전력을 소비하는 도로 표지병에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병은 지면에 매립되는 베이스와, 상기 베이스에 결합되어 수용 공간을 형성하는 커버와, 상기 수용 공간에 수용되고, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 패널, 및 상기 수용 공간에 수용되고, 상기 태양광 패널에 의해 생산된 전력을 이용하여 광을 조사하는 조명부를 포함하되, 상기 태양광 패널은 지면에 대하여 경사지어 배치된다.

Description

도로 표지병{Road stud}

본 발명은 도로 표지병에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 이용하여 주간에 발전된 전력을 배터리에 저장하고, 필요 시에 배터리에 저장된 전력을 소비하여 광원을 발광시키는 도로 표지병에 관한 것이다.

도로 표지병은 일반적으로 도로의 중앙선 또는 노견 차선을 따라 설치되어 운전자로 하여금 중앙선 또는 노견 차선을 효과적으로 인식할 수 있도록 할 수 있다. 도로 표지병은 주변으로 광을 조사하는 발광부를 구비할 수 있다. 발광부는 수동적으로 광을 조사하거나 능동적으로 광을 조사할 수 있다. 수동적으로 광을 조사하는 발광부는 주변의 광을 입사받아 반사하는 방식으로 광을 조사할 수 있다. 능동적으로 광을 조사하는 발광부는 자체 광원에서 발생된 광을 조사할 수 있다. 광원에 의한 광의 조사를 위하여 광원으로 전력이 공급될 수 있다.

광범위한 범위에 걸쳐 분포된 도로를 따라 전력이 공급되도록 하기 위해서는 많은 비용이 소비될 수 있다. 특히, 이미 운용 중인 도로에 전력선을 설치하는 데에는 시간, 노력 및 비용 등에서 많은 부담이 작용할 수 있다.

이에, 자체적으로 전력을 생산하여 광을 조사하는 도로 표지병의 등장하였다. 예를 들어, 도로 표지병은 태양광을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력으로 광원을 발생시킬 수 있다.

미국 공개특허공보 제2008-0030978호 (2008.02.07)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 태양광을 이용하여 주간에 발전된 전력을 배터리에 저장하고, 필요 시에 배터리에 저장된 전력을 소비하여 광원을 발광시키는 도로 표지병을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병은 지면에 매립되는 베이스와, 상기 베이스에 결합되어 수용 공간을 형성하는 커버와, 상기 수용 공간에 수용되고, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 패널, 및 상기 수용 공간에 수용되고, 상기 태양광 패널에 의해 생산된 전력을 이용하여 광을 조사하는 조명부를 포함하되, 상기 태양광 패널은 지면에 대하여 경사지어 배치된다.

상기 베이스의 서로 다른 지점을 관통하여 상기 태양광 패널에 결합되고, 상기 베이스에 대한 상기 태양광 패널의 자세를 조절하는 복수의 자세 조절 스크류를 더 포함한다.

상기 복수의 자세 조절 스크류는, 상기 태양광 패널에 나사 결합되고, 상기 베이스에 대하여 회전하더라도 회전축으로의 이동이 방지된다.

상기 조명부는, 전력을 충전하거나 방전하는 배터리, 및 상기 배터리로부터 공급된 전력으로 광을 조사하는 광원을 포함하고, 상기 도로 표지병은 상기 배터리와 상기 광원 간의 전력 경로상에 배치된 스위치, 및 상기 태양광 패널에서 방출되는 전력의 전류에 따라 상기 스위치의 개폐를 제어하는 스위치 제어부를 더 포함한다.

상기 스위치 제어부는 상기 태양광 패널에서 방출되는 전력의 전류를 감지하는 감지부를 포함하고, 상기 스위치 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 전류가 사전에 설정된 임계 점등 전류를 만족하는 경우 상기 스위치를 닫는다.

상기 감지부는 연산 증폭기를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병에 따르면 태양광 패널이 지면에 대하여 경사진 상태로 배치되어 있기 때문에 태양광의 수광 효율이 향상되는 장점이 있다.

또한, 태양광 패널의 자세 조절이 가능하여 설치 장소에 무관하게 태양광의 수광 효율이 향상되는 장점도 있다.

또한, 태양광 패널에 의해 소비되는 전력을 감소시킴으로써 소비량 대비 발전량의 밸런스를 최적화하는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병의 분해 사시도이다.
도 3은 커버의 평면도이다.
도 4는 커버의 하면도이다.
도 5는 커버의 하부 사시도이다.
도 6은 조명부의 평면도이다.
도 7은 조명부의 측면도이다.
도 8은 렌즈를 통해 광이 조사되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 렌즈와 광원과의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도로 표지병이 도로에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 스위치 제어부에 의해 태양광 패널의 전력이 감지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 스위치 제어부에 의해 제1 스위치가 제어되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 제1 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 스위치 제어부에 의해 제2 스위치가 제어되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 광원의 점등을 위한 제2 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 스위치 제어부에 의해 제2 스위치가 열리는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 광원의 소등을 위한 제2 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 태양광 패널이 지면에 대하여 경사지어 배치된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 태양광 패널이 태양광을 입사받는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 베이스와 태양광 패널 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 베이스와 자세 조절 스크류 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 자세 조절 스크류에 의해 태양광 패널의 자세가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병(10)은 베이스(100), 커버(200), 결합 링(300), 태양광 패널(400), 조명부(500), 지지부(600) 및 완충 패드(700)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병(10)은 주간에 태양광을 이용하여 전력을 생산하여 충전하고, 야간에 충전된 전력을 이용하여 광을 조사할 수 있다. 도로 표지병(10)은 도로에 설치되어 야간에 도로를 운행하는 운전자에게 운행하는 도로의 형태를 인식시킬 수 있다.

베이스(100)는 지면에 매립될 수 있다. 예를 들어, 베이스(100)는 지면에 형성된 홈에 매립되어 지면에 고정될 수 있다. 베이스(100)는 베이스 플레이트(110) 및 베이스 커버링(120)을 포함할 수 있다. 베이스 커버링(120)은 베이스 플레이트(110)의 가장자리를 따라 링의 형태로 배치될 수 있다. 베이스(100)가 지면에 매립되는 경우 베이스 플레이트(110)는 지면에 평행한 방향으로 배치될 수 있다.

커버(200)는 베이스(100)에 결합되고, 그 상부면이 외부에 노출될 수 있다.

베이스(100) 및 커버(200)는 서로 결합되어 태양광 패널(400) 및 조명부(500) 중 적어도 하나를 수용하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 이를 위하여, 베이스(100) 및 커버(200) 중 적어도 하나는 내측으로 함몰된 공간을 각각 포함할 수 있다. 이하, 베이스(100) 및 커버(200)가 모두 내측으로 함몰된 공간을 포함한 것을 위주로 설명하기로 한다. 또한, 베이스(100) 및 커버(200)에 의해 형성되어 태양광 패널(400) 및 조명부(500)를 수용하는 공간을 수용 공간이라 한다.

커버(200)는 광을 투과하는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 커버(200)는 폴리카보네이트(polycarbonate)로 제작될 수 있다. 이에, 태양광이 커버(200)를 투과하여 수용 공간으로 유입되거나 조명부(500)에서 조사된 광이 수용 공간의 외부로 방출될 수 있다.

결합 링(300)은 베이스(100)와 커버(200)를 결합시키는 역할을 수행한다. 커버(200)의 일부가 베이스(100)에 삽입된 상태에서 결합 링(300)이 커버(200)의 상부 가장자리를 감싸면서 베이스(100)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 볼트와 같은 체결 수단(BT)에 의해 결합 링(300)과 베이스(100)가 결합될 수 있는 것이다. 결합 링(300)이 베이스(100)에 결합됨에 따라 결합 링(300)과 베이스(100)에 사이에 구비된 커버(200)가 베이스(100)에 견고하게 결합되고, 수용 공간에 수용된 태양광 패널(400) 및 조명부(500)가 외부 충격으로부터 보호될 수 있다.

태양광 패널(400)은 베이스(100)와 커버(200)에 의해 형성된 수용 공간에 수용되고, 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 이를 위하여, 태양광 패널(400)은 솔라셀(solar cell)을 포함할 수 있다.

조명부(500)는 베이스(100)와 커버(200)에 의해 형성된 수용 공간에 수용되고, 태양광 패널(400)에 의해 생산된 전력을 이용하여 광을 조사할 수 있다. 이를 위하여, 조명부(500)는 기판(510), 배터리(520) 및 광원(530)을 포함할 수 있다. 기판(510)은 태양광 패널(400), 배터리(520) 및 광원(530)을 전기적으로 연결하고, 상호 간에 이동하는 전력의 이동 경로를 제공할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 기판(510)에는 배터리(520)와 광원(530) 간의 전력 이동을 제어하는 스위치 제어부(900) 및 스위치(810, 820)(도 11 참조)가 구비될 수도 있다.

배터리(520)는 전력을 충전하거나 방전하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 배터리(520)는 태양광 패널(400)로부터 공급된 전력으로 충전할 수 있다. 또한, 배터리(520)는 광원(530)으로 공급하기 위한 전력을 방전할 수도 있다. 본 발명에서 배터리(520)는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 또는 인산철 전지일 수 있다.

광원(530)은 배터리(520)로부터 공급된 전력으로 광을 조사할 수 있다. 본 발명에서 광원(530)은 LED(Light Emitting Diode) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diode)일 수 있다.

지지부(600)는 조명부(500)를 지지할 수 있다. 조명부(500)는 지지부(600)에 지지되어 수용 공간에서 안정적으로 고정될 수 있다.

완충 패드(700)는 베이스(100)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 완충 패드(700)는 베이스 플레이트(110)에 밀착하여 배치될 수 있다. 완충 패드(700)는 베이스(100)와 지지부(600)의 사이에 구비되어 외부 충격이 조명부(500)로 전달되는 것을 완화시킬 수 있다. 도로 표지병(10)은 도로에 설치되어 통행하는 차량이 발생하는 충격을 전달받을 수 있다. 해당 충격이 베이스(100)로 전달된 경우 완충 패드(700)에 의해 완화된 충격이 지지부(600)에 지지된 조명부(500)로 전달될 수 있다. 베이스(100)의 내부에 조명부(500)를 지지하기 위한 별도의 수단이 구비된 경우 지지부(600)는 도로 표지병(10)에서 생략될 수 있다.

도 3은 커버의 평면도이고, 도 4는 커버의 하면도이며, 도 5는 커버의 하부 사시도이다.

도 3을 참조하면, 커버(200)는 광을 투과시킬 수 있다. 구체적으로, 커버(200)의 중심 영역(201)은 태양광을 투과시키고, 커버(200)의 가장자리 영역(202)은 광원(530)의 광을 투과시킬 수 있다. 광원(530)의 광을 투과시키는 영역(202)에는 렌즈(210)가 구비될 수 있다. 렌즈(210)는 광원(530)의 광을 집중시켜 외부로 출사시키는 역할을 수행할 수 있다.

렌즈(210)는 후술하는 광원(530)의 광을 투과시킬 수 있다. 렌즈(210)는 복수의 방향으로 광을 출사시킬 수 있다. 예를 들어, 렌즈(210)는 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 대체로 수직한 방향 및 경사진 방향으로 광을 출사시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 커버(200)는 태양광 패널(400) 및 광원(530)의 설치 공간(203, 204)을 제공할 수 있다.

태양광 패널(400)은 패널 설치 공간(203)에 설치되어 고정될 수 있다. 본 발명에서 광원(530)은 복수 개가 구비될 수 있다. 복수의 광원(530) 각각은 광원 설치 공간(204)에 설치될 수 있다. 광원 설치 공간(204)은 격벽(230)에 의해 서로 구별된 공간으로서 광원 설치 공간(204)에 설치된 각 광원(530)의 광은 인접한 광원 설치 공간(204)으로 유입되지 않고, 렌즈(210)를 통해서만 외부로 방출될 수 있다.

도 5를 참조하면, 커버(200)는 베이스(100)에 결합되어 태양광 패널(400) 및 조명부(500)의 수용을 위한 수용 공간(SP)을 제공할 수 있다. 이를 위하여, 커버(200)는 내측으로 함몰된 공간을 구비할 수 있다.

커버(200)의 가장자리에는 베이스(100)의 방향으로 돌출된 가장자리부(240)가 구비될 수 있다. 가장자리부(240)의 적어도 일부는 베이스(100)에 삽입될 수 있으며, 이로 인하여 커버(200)와 베이스(100) 간의 견고한 결합이 수행될 수 있다.

도 6은 조명부의 평면도이고, 도 7은 조명부의 측면도이고, 도 8은 렌즈를 통해 광이 조사되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 렌즈와 광원과의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도로 표지병이 도로에 설치된 것을 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 조명부(500)는 기판(510), 배터리(520) 및 광원(530)을 포함하여 구성된다.

광원(530) 및 배터리(520)는 기판(510)에 설치될 수 있다. 광원(530)은 기판(510)의 가장자리에 설치되고, 배터리(520)는 기판(510)의 중심 영역에 설치될 수 있다. 특히, 기판(510)의 중심에 중공이 형성되고, 배터리(520)가 해당 중공에 설치될 수 있다. 이로 인하여, 전체적인 조명부(500)의 높이가 감소되고, 컴팩트한 도로 표지병(10)의 제작이 가능하게 된다.

광원(530)은 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 대체로 수직한 방향으로 광(L)을 조사할 수 있다. 광원(530)에서 조사된 광(L)은 일정 범위를 갖고 조사될 수 있다.

도 8을 참조하여 설명하면, 광원(530)에서 조사된 광(L)은 렌즈(210)를 투과하여 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 대체로 수직한 방향 및 경사진 방향으로 조사되면서 주변으로 확산될 수 있다.

도 9를 참조하면, 광원(530)은 광원 설치 공간(204)에 설치될 수 있다.

광원 설치 공간(204)은 광원(530)의 광을 입사받는 복수의 광 입사면(205a, 205b, 205c)을 포함할 수 있다. 광원(530)의 광은 복수의 광 입사면(205a, 205b, 205c)으로 입사되고, 입사된 광은 렌즈(210)를 통하여 외부로 출사될 수 있다.

하나의 광원 설치 공간(204)에 형성된 복수의 광 입사면(205a, 205b, 205c)은 서로 다른 방향을 향할 수 있다. 제1 광 입사면(205a)은 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 일측으로 경사진 방향을 향하고, 제2 광 입사면(205b)은 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 수직한 방향을 향하며, 제3 광 입사면(205c)은 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 타측으로 경사진 방향을 향할 수 있다.

복수의 광 입사면(205a, 205b, 205c)이 서로 다른 방향을 향함에 따라 광원(530)에서 조사된 광은 렌즈(210)를 투과하여 복수의 방향으로 출사될 수 있다. 즉, 렌즈(210)를 투과한 광은 베이스 플레이트(110) 또는 지면에 대하여 수직한 방향 및 경사진 방향으로 출사될 수 있는 것이다.

도 10을 참조하면, 도로 표지병(10)은 도로에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도로 표지병(10)은 도로의 중앙선(CL)을 따라 복수 개가 나란히 설치될 수 있다. 한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 도로 표지병(10)은 도로의 노견 차선을 따라 설치될 수도 있다. 이하, 도로의 중앙선(CL)을 따라 설치된 도로 표지병(10)을 위주로 설명하기로 한다.

도로 표지병(10)은 운전자로 하여금 중앙선(CL)을 효과적으로 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 운전자에 의한 도로 표지병(10)의 인식률을 향상시키기 위하여 렌즈(210)에서 출사되는 광(L)의 조사 방향은 도로 표지병(10)의 위에서 바라볼 때 차량의 운행 방향에 평행한 성분을 포함할 수 있다. 이에, 도로에서 차량은 운행하는 운전자는 보다 용이하게 도로 표지병(10)을 확인하고, 이를 통해 중앙선(CL)의 형태를 인식할 수 있게 된다.

도 11은 스위치 제어부에 의해 태양광 패널의 전력이 감지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 도로 표지병(10)은 스위치(810, 820) 및 스위치 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

스위치(810, 820) 및 스위치 제어부(900)는 전술한 기판(510)에 구비될 수 있다. 스위치(810, 820)는 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)를 포함할 수 있다.

제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)는 배터리(520)와 광원(530) 간의 전력 경로상에 배치되어 배터리(520)에서 광원(530)으로 공급되는 전력의 이동을 허용하거나 차단할 수 있다. 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)는 직렬로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)가 모두 닫힌 경우 배터리(520)의 전력이 광원(530)으로 공급될 수 있다. 한편, 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820) 중 적어도 하나가 열린 경우 배터리(520)의 전력이 광원(530)으로 공급되지 않을 수 있다.

스위치 제어부(900)는 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)의 개폐를 제어할 수 있다. 스위치 제어부(900)는 태양광 패널(400)에서 배터리(520)로 공급되는 전력(P)의 전류를 참조하여 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)의 개폐를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 스위치 제어부(900)는 태양광 패널(400) 및 배터리(520)의 사이에 배치될 수 있다.

스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)를 포함할 수 있다. 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 태양광 패널(400)에서 방출되는 전력(P)의 전류를 감지할 수 있다. 여기서, 오동작의 방지를 위하여 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 서로 다른 감도를 가질 수 있다. 제1 감지부(910)는 낮은 감도를 갖고, 제2 감지부(920)는 높은 감도를 가질 수 있다. 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 태양광 패널(400)에서 방출되는 전류를 각각 감지할 수 있으며, 제1 감지부(910)는 제2 감지부(920)에 비하여 낮은 증폭률을 가질 수 있다. 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)에 의해 감지된 전류를 이용하여 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)의 개폐를 제어할 수 있다.

본 발명에서 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 미세 전류를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 10㎂(마이크로 암페어) 이하의 전류를 감지할 수 있다. 제1 스위치(810) 및 제2 스위치(820)의 개폐를 위하여 미세 전류가 이용되기 때문에 태양광 패널(400)에 의해 발전된 전력의 소비가 감소될 수 있다.

본 발명에서 제1 스위치(810)는 도로 표지병(10)의 운반 중 배터리(520)의 소비를 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 도로 표지병(10)은 제조가 완료된 이후에 설치 장소로 운반되거나 별도의 장소로 운반될 수 있다. 도로 표지병(10)의 운반을 위하여 복수의 도로 표지병(10)이 박스에 밀폐되어 보관될 수 있다. 한편, 도로 표지병(10)은 외부광이 있는 경우 주간으로 판단하여 전력을 생산하고, 외부광이 없는 경우 야간으로 판단하여 광원(530)의 광(L)을 조사할 수 있다. 박스에 보관된 도로 표지병(10)은 외부광이 없기 때문에 야간으로 판단하여 광원(530)의 광(L)을 조사할 수 있다. 광원(530)의 광(L)은 박스가 개방되거나 배터리(520)의 전력이 모두 소모될 때까지 수행될 수 있다.

배터리(520)의 전력이 모두 소모되는 경우 설치 장소에 설치된 도로 표지병(10)은 일시적으로 광(L)을 조사할 수 없다. 또한, 배터리(520)의 전력이 모두 소모되는 경우 배터리(520)의 수명이 단축될 수도 있다.

이와 같은 운반 중 배터리(520)의 소비를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병(10)은 제조 이후에 운반되는 도중에 배터리(520)의 전력을 소비하지 않을 수 있다. 즉, 도로 표지병(10)은 실사용 전에는 슬립 모드로 동작하여 배터리(520)의 전력을 소비하지 않고, 실사용 시에 웨이크-업 되어 배터리(520)의 전력을 소비하여 발광할 수 있는 것이다. 이를 위하여, 제1 스위치(810)는 제조 시에 열린 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 태양광 패널(400)에서 방출되는 전력(P)의 전류가 사전에 설정된 임계 개시 전류를 초과하는 경우 스위치 제어부(900)는 제1 스위치(810)를 닫을 수 있다. 예를 들어, 도로 표지병(10)의 설치를 위하여 박스가 개방되어 외부광이 유입된 이후에 제1 스위치(810)가 닫힐 수 있는 것이다. 박스가 개방되기 이전에는 제1 스위치(810)가 열린 상태가 유지되기 때문에 배터리(520)의 전력 소비가 방지될 수 있다. 박스가 개방되어 태양광 패널(400)로부터 일정량 이상의 전류가 감지되는 경우 배터리(520)의 전력 소비가 개시될 수 있다.

도 12는 스위치 제어부에 의해 제1 스위치가 제어되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 제1 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 스위치 제어부(900)는 태양광 패널(400)에서 방출되는 전력(P)의 전류가 사전에 설정된 임계 개시 전류(TH_A1, TH_A2)를 초과하는 경우 제1 스위치(810)를 닫을 수 있다.

구체적으로, 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910)에 의해 감지된 전류(I1)가 제1 임계 개시 전류(TH_A1)을 초과하거나 제2 감지부(920)에 의해 감지된 전류(I2)가 제2 임계 개시 전류(TH_A2)를 초과하는 경우 제1 스위치(810)로 제1 제어 신호(C1)를 송신하여 제1 스위치(810)를 닫을 수 있다. 이하, 제1 감지부(910)에 의해 감지된 전류를 제1 감지 전류(I1)라 하고, 제2 감지부(920)에 의해 감지된 전류를 제2 감지 전류(I2)라 한다.

도로 표지병(10)이 박스에 보관된 경우 제1 감지 전류(I1)는 제1 임계 개시 전류(TH_A1)보다 낮고, 제2 감지 전류(I2)는 제2 임계 개시 전류(TH_A2)보다 낮을 수 있다. 한편, 박스가 개방된 경우 외부광이 유입되면서 태양광 패널(400)이 전력 생산을 개시하고, 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 태양광 패널(400)에서 생산하는 전력(P)의 전류를 감지할 수 있다.

도 13을 태양광 패널(400)이 전력을 생산함에 따라 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2)가 제1 임계 개시 전류(TH_A1) 및 제2 임계 개시 전류(TH_A2)를 각각 초과하는 것을 도시하고 있다.

제1 감지 전류(I1)는 t1 시점에 제1 임계 개시 전류(TH_A1)을 초과하고, 제2 감지 전류(I2)는 t2 시점에 제2 임계 개시 전류(TH_A2)를 초과할 수 있다. 이 때, 스위치 제어부(900)는 t1 시점에 제1 스위치(810)가 닫히도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 중 어느 하나가 우선적으로 임계 개시 전류(TH_A1, TH_A2)를 초과한 시점에 스위치 제어부(900)는 제1 스위치(810)를 닫을 수 있는 것이다. 한편, 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 중 어느 하나가 임계 개시 전류(TH_A1, TH_A2)을 초과한 경우 스위치 제어부(900)가 제1 스위치(810)를 닫는 것은 예시적인 것일 수 있다. 즉, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 스위치 제어부(900)는 제1 감지 전류(I1)가 제1 임계 개시 전류(TH_A1)를 초과함과 동시에 제2 감지 전류(I2)가 제2 임계 개시 전류(TH_A2)를 초과한 경우 제1 스위치(810)를 닫을 수 있다.

제1 스위치(810)는 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환된 이후에 닫힘 상태가 유지될 수 있다. 일단 박스가 개방되어 도로 표지병(10)이 설치 장소에 설치된 이후에는 외부광의 유무에 무관하게 제1 스위치(810)의 닫힘 상태가 유지되어 제2 스위치(820)의 개폐만으로 배터리(520)의 전력 소비가 제어될 수 있다. 이 때, 스위치 제어부(900)는 태양광 패널(400)에서 방출되는 전력(P)의 전류에 따라 제2 스위치(820)의 개폐를 제어할 수 있다.

도 14는 스위치 제어부에 의해 제2 스위치가 제어되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 광원의 점등을 위한 제2 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920) 중 적어도 하나에 의해 감지된 전류가 사전에 설정된 임계 점등 전류(TH_B1, TH_B2)를 만족하는 경우 제2 스위치(820)를 닫을 수 있다.

구체적으로, 스위치 제어부(900)는 제1 감지 전류(I1)가 제1 임계 점등 전류(TH_B1)의 미만으로 감소하거나 제2 감지 전류(I2)가 제2 임계 점등 전류(TH_B2)의 미만으로 감소하는 경우 제2 스위치(820)로 제2 제어 신호(C2)를 송신하여 제2 스위치(820)를 닫을 수 있다. 제2 스위치(820)가 닫힘에 따라 배터리(520)의 전력(P)이 광원(530)으로 공급되고, 광원(530)은 광(L)을 조사할 수 있다.

도 15는 태양광 패널(400)의 전력 생산이 감소됨에 따라 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2)가 제1 임계 점등 전류(TH_B1) 및 제2 임계 점등 전류(TH_B2)의 미만으로 각각 감소되는 것을 도시하고 있다.

제1 감지 전류(I1)는 t3 시점에 제1 임계 점등 전류(TH_B1)의 미만으로 감소하고, 제2 감지 전류(I2)는 t4 시점에 제2 임계 점등 전류(TH_B2)의 미만으로 감소할 수 있다. 이 때, 스위치 제어부(900)는 t3 시점에 제2 스위치(820)가 닫히도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 중 어느 하나가 우선적으로 임계 점등 전류(TH_B1, TH_B2)의 미만으로 감소된 시점에 스위치 제어부(900)는 제2 스위치(820)를 닫을 수 있는 것이다. 한편, 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 중 어느 하나가 임계 점등 전류(TH_B1, TH_B2)의 미만으로 감소한 경우 스위치 제어부(900)가 제2 스위치(820)를 닫는 것은 예시적인 것일 수 있다. 즉, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 스위치 제어부(900)는 제1 감지 전류(I1)가 제1 임계 점등 전류(TH_B1)의 미만으로 감소함과 동시에 제2 감지 전류(I2)가 제2 임계 점등 전류(TH_B2)의 미만으로 감소한 경우 제2 스위치(820)를 닫을 수 있다.

도 16은 스위치 제어부에 의해 제2 스위치가 열리는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 17은 광원의 소등을 위한 제2 스위치의 제어 기준이 되는 전류를 설명하기 위한 도면이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920) 모두에 의해 감지된 전류가 사전에 설정된 임계 소등 전류(TH_C1, TH_C2)을 만족하는 경우 제2 스위치(820)를 열 수 있다.

구체적으로, 스위치 제어부(900)는 제1 감지 전류(I1)가 제1 임계 소등 전류(TH_C1)를 초과함과 동시에 제2 감지 전류(I2)가 제2 임계 소등 전류(TH_C2)를 초과하는 경우 제2 스위치(820)로 제3 제어 신호(C3)를 송신하여 제2 스위치(820)를 열 수 있다. 제2 스위치(820)가 열림에 따라 배터리(520)의 전력이 광원(530)으로 공급되는 것이 중단될 수 있다.

도 17은 태양광 패널(400)의 전력 생산이 증가함에 따라 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2)가 제1 임계 점등 전류(TH_B1) 및 제2 임계 점등 전류(TH_B2)를 각각 초과하는 것을 도시하고 있다.

제1 감지 전류(I1)는 t5 시점에 제1 임계 소등 전류(TH_C1)를 초과하고, 제2 감지 전류(I2)는 t6 시점에 제2 임계 소등 전류(TH_C2)를 초과할 수 있다. 이 때, 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920) 모두에 의해 감지된 전류가 사전에 설정된 임계 소등 전류(TH_C1, TH_C2)를 만족하고, 사전에 설정된 대기 시간(td)이 경과된 이후에 제2 스위치(820)를 열 수 있다. 도 17을 참조하여 설명하면, 스위치 제어부(900)는 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 모두가 임계 소등 전류(TH_C1, TH_C2)를 만족한 시점인 t6으로부터 대기 시간인 td가 경과한 t7 시점에 제2 스위치(820)를 열 수 있는 것이다. 대기 시간이 경과하기 이전에 제1 감지 전류(I1)가 제1 임계 소등 전류(TH_C1)의 미만으로 감소하거나 제2 감지 전류(I2)가 제2 임계 소등 전류(TH_C2)의 미만으로 감소하는 경우 스위치 제어부(900)는 제2 스위치(820)를 열지 않고 닫힘 상태를 유지할 수 있다.

태양광 패널(400)은 태양광뿐만 아니라 주변광에 의해 전력을 생산할 수도 있다. 예를 들어, 태양광 패널(400)은 이동 중인 차량의 전조등에 의한 광을 이용하여 전력을 생산할 수도 있는 것이다. 이와 같은 주변광을 고려하지 않고 단순히 태양광 패널(400)의 전력만으로 제2 스위치(820)를 제어하는 경우 일시적으로 광원(530)의 점등 및 소등이 반복될 수 있다. 제1 감지 전류(I1) 및 제2 감지 전류(I2) 모두가 임계 소등 전류(TH_C1, TH_C2)를 만족한 것이 대기 시간만큼 지속되는지를 판단하고, 이를 참조하여 제2 스위치(820)를 제어하기 때문에 일시적으로 광원(530)의 점등 및 소등이 반복되는 것이 방지될 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병(10)의 스위치 제어부(900)는 태양광 패널(400)에서 방출되는 전력의 전류를 이용하여 스위치(810, 820)를 제어할 수 있다. 스위치 제어부(900)는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)를 포함할 수 있으며, 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)는 서로 다른 감도를 갖는 연산 증폭기(Op Amp; Operational Amplifier)일 수 있다.

태양광 패널(400)에서 방출되는 전력의 전압을 이용하여 스위치(810, 820)를 제어하고자 하는 경우 ADC(Analog-to-Digital Convertor)를 필요로 하며, ADC에 의한 상대적으로 큰 전력 소모가 발생할 수 있다. 본 발명의 스위치 제어부(900)는 연산 증폭기의 형태로 제공되어 마이크로 단위의 전류를 감지하는 제1 감지부(910) 및 제2 감지부(920)를 구비하고 있기 때문에 상대적으로 적은 전력을 소비하면서 스위치(810, 820)를 제어할 수 있다.

도 18은 태양광 패널이 지면에 대하여 경사지어 배치된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 태양광 패널이 태양광을 입사받는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 태양광 패널(400)은 지면(GR)에 대하여 경사지어 배치될 수 있다.

적도를 제외한 나머지 지역에서 태양광(SL)은 경사지어 지면(GR)으로 조사될 수 있다. 따라서, 해당 지역에서 태양광 패널(400)을 지면(GR)에 평행하게 배치하는 경우 태양광(SL)을 수광하는 효율이 감소될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 도로 표지병(10)의 태양광 패널(400)은 태양광(SL)의 조사 방향에 따라 배치되어 최적의 효율로 태양광(SL)을 수광할 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널(400)의 넓은 면이 태양광(SL)의 조사 방향에 수직하도록 태양광 패널(400)의 배치 자세가 결정될 수 있다.

도 20은 베이스와 태양광 패널 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 21은 베이스와 자세 조절 스크류 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 22는 자세 조절 스크류에 의해 태양광 패널의 자세가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 20 내지 도 22를 참조하면, 태양광 패널(400)은 자세 조절 가능하도록 베이스(100)에 결합될 수 있다.

베이스(100)와 태양광 패널(400) 간의 결합에는 자세 조절 스크류(1100)가 이용될 수 있다. 자세 조절 스크류(1100)는 복수 개가 구비될 수 있다. 복수의 자세 조절 스크류(1100)는 베이스(100)의 서로 다른 지점을 관통하여 태양광 패널(400)에 결합되고, 베이스(100)에 대한 태양광 패널(400)의 자세를 조절할 수 있다.

복수의 자세 조절 스크류(1100)는 태양광 패널(400)에 나사 결합될 수 있다. 이를 위하여, 태양광 패널(400)에는 나사홀(410)이 구비될 수 있다. 한편, 자세 조절 스크류(1100)는 베이스(100)를 관통할 수 있는데, 베이스(100)에 대하여 회전하더라도 자세 조절 스크류(1100)는 회전축으로의 이동이 방지될 수 있다. 도 21을 참조하여 설명하면, 자세 조절 스크류(1100)에는 이동 방지부(1110)가 구비될 수 있다. 이동 방지부(1110)는 자세 조절 스크류(1100)의 몸체에서 외측 방향으로 돌출된 형태로 제공될 수 있다. 베이스(100)의 관통홀(111)을 관통한 자세 조절 스크류(1100)는 베이스(100)에 대한 회전이 허용되면서 이동 방지부(1110)에 의해 길이 방향으로의 이동이 방지될 수 있다.

도 22를 참조하면, 복수의 자세 조절 스크류(1100)에 의해 베이스(100)에 대한 태양광 패널(400)의 자세가 조절될 수 있다.

전술한 바와 같이, 자세 조절 스크류(1100)는 베이스(100)에서 위치가 고정된 상태로 회전하고, 태양광 패널(400)에 나사 결합될 수 있다. 이에, 자세 조절 스크류(1100)가 회전하는 경우 자세 조절 스크류(1100)에 결합된 지점과 베이스(100) 간의 거리가 변경되면서 베이스(100)에 대한 태양광 패널(400)의 자세가 조절될 수 있다.

사용자는 도로 표지병(10)이 설치되는 지역의 태양광 조사 특성을 고려하여 베이스(100)에 대한 태양광 패널(400)의 자세를 조절할 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 도로 표지병 100: 베이스
200; 커버 210: 렌즈
300: 결합 링 400: 태양광 패널
500: 조명부 510: 기판
520: 배터리 530: 광원
600: 지지부 700: 완충 패드
810: 제1 스위치 820: 제2 스위치
900: 스위치 제어부 910: 제1 감지부
920: 제2 감지부 1100: 자세 조절 스크류

Claims

지면에 매립되는 베이스;
상기 베이스에 결합되어 수용 공간을 형성하는 커버;
상기 수용 공간에 수용되고, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 패널; 및
상기 수용 공간에 수용되고, 상기 태양광 패널에 의해 생산된 전력을 이용하여 광을 조사하는 조명부를 포함하되,
상기 태양광 패널은 지면에 대하여 경사지어 배치되는 도로 표지병.
제1 항에 있어서,
상기 베이스의 서로 다른 지점을 관통하여 상기 태양광 패널에 결합되고, 상기 베이스에 대한 상기 태양광 패널의 자세를 조절하는 복수의 자세 조절 스크류를 더 포함하는 도로 표지병
제2 항에 있어서,
상기 복수의 자세 조절 스크류는,
상기 태양광 패널에 나사 결합되고,
상기 베이스에 대하여 회전하더라도 회전축으로의 이동이 방지된 도로 표지병.
제1 항에 있어서,
상기 조명부는,
전력을 충전하거나 방전하는 배터리; 및
상기 배터리로부터 공급된 전력으로 광을 조사하는 광원을 포함하고,
상기 도로 표지병은,
상기 배터리와 상기 광원 간의 전력 경로상에 배치된 스위치; 및
상기 태양광 패널에서 방출되는 전력의 전류에 따라 상기 스위치의 개폐를 제어하는 스위치 제어부를 더 포함하는 도로 표지병.
제4 항에 있어서,
상기 스위치 제어부는 상기 태양광 패널에서 방출되는 전력의 전류를 감지하는 감지부를 포함하고,
상기 스위치 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 전류가 사전에 설정된 임계 점등 전류를 만족하는 경우 상기 스위치를 닫는 도로 표지병.
제5 항에 있어서,
상기 감지부는 연산 증폭기를 포함하는 도로 표지병.