KR20110003871U - 태양전지를 이용한 도로 표지병 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 야간에 도로의 경계선을 표시하는 도로 표지병에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주간에 태양광을 흡수하여 전기에너지로 축적하였다가 야간에 빛을 발산하는 태양광을 이용한 도로 표지병에 관한 것이다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은, 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지; 상기 태양전지의 중심부에 배치되는 광원 LED; 상기 광원의 점등 여부를 제어하는 제어부; 상기 태양전지에서 변환된 전기에너지를 축적하는 축전지; 상기 제어부와 상기 축전지를 수용하는 하우징; 상기 태양전지, 상기 광원 LED 및 상기 하우징의 외주면을 감싸 밀봉하는 투명커버; 및 상기 투명커버의 중앙에 육각뿔 형상으로 돌출 형성되는 도광돌기부;를 포함한다.
태양전지, 도로 표지병, 도광돌기부
Description
본 고안은 야간에 도로의 경계선을 표시하는 도로 표지병에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주간에 태양광을 흡수하여 전기에너지로 축적하였다가 야간에 빛을 발산하는 태양광을 이용한 도로 표지병에 관한 것이다.
도로교통 안전용 도로 표지병은 도로의 중앙선, 길 가장자리선, 분기되는 도로의 안전지대, 공원이나 산책로 등의 보도경계선 등에 설치되어 야간 혹은 우천 시 차량 운전자와 보행자가 차선 선형을 명확히 구분 할 수 있도록 시선을 유도한다. 또한 도로 표지병은 횡단보도의 전방 및 과속방지 구간에 설치되어 차량의 안전 운행을 도모할 수 있도록 서행운전을 유도한다.
이와 같은 도로 표지병의 명확한 식별력을 제공하기 위하여 전기와 함께 태양에 의한 충전지를 이용한 태양전지(solar cell)형의 도로 표지병이 제안된 바 있다.
종래의 도로 표지병은 광원으로 LED를 사용하고 있었으나, 단순이 상단부에 LED를 배치할 뿐 빛을 적절히 안내할 수 있는 구조를 가지고 있지 않아, 빛이 과도하게 분산됨으로써 가시거리가 짧은 문제점을 가지고 있었다.
본 고안의 목적은 주간에 태양광으로부터 전기에너지를 생산하고 저장하고 있다가, 야간에 축적된 전원을 이용하여 발광하는 태양광을 이용한 도로 표지병을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 다른 목적은 LED광원이 돌출되도록 형성하여, 야간 시인성을 향상시킨 도로 표지병을 제공하기 위한 것이다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은, 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지; 상기 태양전지의 중심부에 배치되는 광원 LED; 상기 광원의 점등 여부를 제어하는 제어부; 상기 태양전지에서 변환된 전기에너지를 축적하는 축전지; 상기 제어부와 상기 축전지를 수용하는 하우징; 상기 태양전지, 상기 광원 LED 및 상기 하우징의 외주면을 감싸 밀봉하는 투명커버; 및 상기 투명커버의 중앙에 육각뿔 형상으로 돌출 형성되는 도광돌기부;를 포함한다.
상기 제어부는 주변의 밝기를 감지하는 조도센서를 구비하여, 조도값이 미리설정된 값 이하인 경우에 광원 LED가 점등되도록 제어하는 것이 바람직하며,
상기 투명커버와 상기 하우징은 실리콘 재질로 밀봉되면 더욱 바람직하다.
또한, 가시거리를 충분히 확보하기 위해서는 상기 광원 LED의 상단부는 상기 도광돌기부의 내부에 수용되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은 상면에 육각뿔 형상의 도광돌기부를 형성하여 광원 LED에서 발산되는 빛의 가시거리를 충분히 확보할 수 있는 효과를 가져온다.
또한, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은 주변의 조도를 감지하여 광원 LED를 점등함으로써 적정 발광시간을 확보할 수 있으면 제품 수명을 장기화할 수 있는 효과를 가져온다.
그리고, 본 고안에 따른 도로 표지병을 공원, 자전거도로, 항만, 공항, 해안도로, 산간도로, 학교, 병원 등의 각동 시설물에 적용할 경우 미려한 야경을 조성하며 보행자, 운전자 등의 안전을 도모할 수 있는 효과를 가져온다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 태양전지를 이용한 도로 표지병에 대하여 설명하기로 한다.
본 고안의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 고안을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
도 1은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 외관 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 분리사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병(100)은 대략 원통형상으로 형성되어 있으며, 상면의 중심에는 육각뿔 형상으로 돌출형성된 도광돌기부(112)가 형성되어 있다. 도로 표지병(100)의 내부에는 태양전지(120)가 배치되어 있으며, 태양전지(120)의 상부면 중심에는 광원 LED(130)가 형성되어 있다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병(100)은 전체적인 외관은 투명 커버(110)에 의하여 감싸지고, 태양전지(120)의 아래쪽에는 원통형상의 하우징(140)이 배치되며, 하우징(140)의 내부에 광원 LED의 점등을 제어하기 위한 제어부와 축전지가 수용되는 구조를 가지고 있다.
도광돌기부(112)는 도로 표지병(100)의 외관을 감싸는 투명커버(110)의 상부면에 일체로 형성되며, 육각뿔 형상으로 형성되어, 광원 LED에서 발산되는 빛이 상기 육각뿔 형상의 도광돌기부(112)의 각면에서 집중적으로 발산되도록 함으로써 가시거리를 충분히 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도료 표지병은 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(120)와, 상기 태양전지(120)의 중심부에 배치되어 돌출되도록 형성되어 있는 광원 LED(130)와, 상기 광원의 점등 여부를 제어하는 제어부(미도시)와 상기 태양전지에서 변환된 전기에너지를 축적하는 축전지(미도시)를 수용하는 하우징(140)과, 상기 태양전지, 상기 광원 LED 및 상기 하우징의 외주면을 감싸 밀봉하는 투명커버(110)를 포함한다.
상기 투명커버(110)의 중앙에는 육각뿔 형상으로 돌출형성된 도광돌기부(112)가 구비되며, 상기 돌기부(112)의 안쪽에는 LED 광원(130)이 배치되어 빛이 돌기부의 6면을 통해 발산되도록 구성되어 있다.
투명커버(110)는 태양광이 투과되어 태양전지(120)로 공급될 수 있도록 하며, 또한 광원 LED(130)에서 발산되는 빛이 잘 투과될 수 있도록 해야 하므로, 투명도가 매우 중요하며, 노상에 방치되어 장기간 사용될 수 있도록 하기 위해서는 자외선에 의한 변색이 되지 않아야 한다. 이를 위해 투명커버(110)는 투명합성수지 재질에 자외선 차단 및 흡수를 위한 자외선 차단제, 자외선 흡수제를 혼합하여 사 용할 수 있다.
또한 투명커버(110)는 먼지등에 의하여 표면이 손상되지 않도록 우수한 내스크래치성이 요구된다.
이러한 특성들을 만족하는 투명커버(110)의 재질로는 투명합성수지재질을 사용할 수 있는데, 대표적으로 폴리카보네이트(poly carbobate) 재질을 사용할 수 있다. 폴리카보네이트 재질은 강도와 투명성이 높으며, 또한 황변 현상도 작아 노상에 설치되는 도로 표지병의 커버 재질로 적합하다.
투명커버(110)는 하단이 개방된 원통형상을 가지고 있으며, 상단면의 안쪽에는 광원 LED(130)와 태양전지(120)의 형상에 대응하는 수용홈을 형성하고 있다.
태양전지(120)는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 수행하는 것으로, 단결정질(monocrystalline) 태양전지를 사용할 수 있다. 1개의 LED를 구동하는 경우 2V 60mA 용량의 태양전지를 사용할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 하우징(140)의 내부에는 제어부와 축전지가 구비된다. 제어부는 태양전지에서 생산되는 전력을 변환하여 축전지로 공급한다. 또한 제어부에는 조도센서를 구비하여 주변의 조도를 감지하여 조도가 미리설정된 값 이하인 경우에만 축전지의 전원을 광원 LED(130)로 공급하도록 함으로써, 발광시간을 확보하고 제품의 수명을 향상시킬 수 있다.
제어부는 물리적으로 인쇄회로기판과 그에 부착된 전자소자들로 구성되는 것 인데, 이를 보호하기위해서 하우징(140)은 밀폐형 원통 형상으로 형성되어 내부의 구성부품인 제어부와 축전지를 보호할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
특히, 하우징(140)은 수밀구조로 밀봉되어 우천시에 하우징(140)의 내부로 물이 침투할 수 없도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 하우징(140)의 밀봉 효과를 더욱 향상시키기 위해서는, 하우징(140)과, 투명커버(110)도 수밀구조를 갖도록 밀봉되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 하우징(140)과 투명커버(110)의 결합부에 실리콘재질로 실링하는 것이 바람직하다.
축전지로는 니켈 수소 축전지(Ni-MH)를 사용할 수 있다. 니켈 수소 축전지는 메모리 현상이 없어 불규칙한 충방전이 반복되는 도로 표지병에 적용될 경우 니켈 카드뮴 축전지(Ni-Cd)에 비하여 충분한 수명을 확보할 수 있다.
광원 LED(130)로는 다양한 노란색, 백색, 파란색, 녹색 등 다양한 색상의 빛을 발하는 LED 중에서 선택될 수 있으며, 공원이나 자전거도로 등에 설치되는 도로 표지병의 경우 광원의 색상을 적절히 구별하여 사용함으로써 사용자들이 색상을 보고 그 지역이 어떤 지역인지 식별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 평면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 도광돌기부(112)는 도로 표지병(100)의 상단면 중심에 배치되며, 도광돌기부(112)의 중심에는 광원 LED(130)가 배치된다.
도 4를 참조하면, 태양전지(120)와 광원 LED(130)의 배면을 제외한 상면과 측면은 투명커버(110)에 의하여 감싸진다. 이를 위해, 투명커버(110)의 내측 상부면 내측에는 광원 LED(130)의 형상과 태양전지(120)의 형상에 대응하는 수용홈이 형성되어 있다.
특히, 광원 LED(130)의 경우 도광돌기부(112)에 삽입되는 형태로 배치되어, 광원 LED(130)에서 발산되는 빛이 도광돌기부(112)의 육면을 통해 균일하게 발산될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 동작에 관하여 설명한다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은 도로, 공원, 자전거 도로, 등산로 등에 설치되어 야간에 시야를 확보해주고 진행 방향을 제시해 주기 위한 것으로, 주간에 비춰지는 태양광으로부터 전기에너지를 생산하여 축적하고 있다가 조도가 일정값 이하로 떨어지면 발광하도록 작동한다.
주간에는 태양전지(120)에서 전기에너지를 생산하고, 생산된 전기에너지(120)는 적절히 변환되어 충전지에 축적되며 저장된다. 제어부는 조도센서를 구비하여 조도가 미리설정된 값 이하로 측정되면, 축전지에 저장되어 있던 전기에너지를 광원 LED(130)로 공급하여, 빛을 발산하는 방식으로 작동한다.
이러한 태양전지를 이용한 도로 표지병은 외부의 전원 공급없이 또한 별도의 배선 없이 스스로 빛을 저장하였다가 발광하는 방식으로 동작됨으로써 그 설치가 간편하고 반영구적인 사용이 가능한 효과를 가져온다.
또한, 본 고안에 따른 태양 전지를 이용한 도로 표지병은 광원 LED(130)를 육각뿔 형상으로 돌출 형성된 도광돌기부(112)의 내부에 배치함으로써, 발산되는 빛은 6면으로 균일하게 집광 및 발산되도록 함으로써 충분한 가시거리를 확보할 수 있는 효과를 가져온다.
본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병은 야간에 보행자나, 차량 운전자, 자전거 운행자 등에게 진행 방향에 대한 시선을 유도함으로써 불의의 교통사고를 방지하고 안전한 보행 및 운행이 가능하도록 도와주는 효과를 가져오며, 특히, 산악지대의 등산로등에 설치되는 경우 악천후시 또는 고립자에 대한 탈출방향을 제시해주는 효과를 가져온다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예들을 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 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.
도 1은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 외관 사시도,
도 2는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 분리사시도,
도 3은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 평면도,
도 4는 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 도로 표지병의 단면도임
* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 *
100 : 도로 표지병
110 : 투명커버
112 : 도광돌기부
120 : 태양전지
130 : 광원 LED
140 : 하우징
Claims (5)
- 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지;상기 태양전지의 중심부에 배치되는 광원 LED;상기 광원의 점등 여부를 제어하는 제어부;상기 태양전지에서 변환된 전기에너지를 축적하는 축전지;상기 제어부와 상기 축전지를 수용하는 하우징;상기 태양전지, 상기 광원 LED 및 상기 하우징의 외주면을 감싸 밀봉하는 투명커버; 및상기 투명커버의 중앙에 육각뿔 형상으로 돌출 형성되는 도광돌기부;를 포함하는 태양전지를 이용한 도로 표지병
- 제 1 항에 있어서,상기 제어부는 주변의 밝기를 감지하는 조도센서를 구비하여, 조도값이 미리설정된 값 이하인 경우에 상기 광원 LED가 점등되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 도로 표지병
- 제 1 항에 있어서,상기 투명커버와 상기 하우징은 실리콘 재질로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 도로 표지병
- 제 1 항에 있어서,상기 광원 LED의 상단부는 상기 도광돌기부의 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 도로 표지병
- 제 1 항에 있어서,상기 투명커버와 상기 하우징은 원통형상인 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 도로 표지병
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |