KR102552822B1 - Piezoelectric generator applied to resilient flooring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 놀이터나 공원, 산책로를 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 전기를 발생하도록 압전식 발전유닛을 지중에 매설함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원(예를 들어, 가로등, 신호등, 위험을 알리는 표시등에 공급하는 전원)으로 사용할 수 있도록 함과 아울러 압전체가 진동하도록 하여 전기 발전량을 증대시킬 수 있게 한 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric power generation device applied to an elastic flooring material, and more particularly, by burying a piezoelectric power generation unit in the ground to generate electricity by receiving pressure from a pedestrian moving on a playground, park, or walking trail, It can be charged with electricity and used as a power source for various energy sources (eg, power supply for streetlights, traffic lights, and indicator lights notifying danger), as well as making the piezoelectric vibrate to increase the amount of electricity generated. Applied to elastic flooring It is about a piezoelectric generator.
일반적으로 전기를 생성하는 발전기는 전자기 유도작용(電磁氣誘導作用)으로 기전력을 발생시켜 전기를 생성하며, 발전기를 구성하는 데는 자기장을 만들기 위한 자석과 기전력을 생성시키는 도체가 필요하고, 이 둘 중 어느 하나가 고정되어 있고 나머지가 움직여서 전기를 생성시키게 된다. In general, generators that generate electricity generate electricity by generating electromotive force through electromagnetic induction, and to construct a generator, a magnet for creating a magnetic field and a conductor for generating electromotive force are required. One is stationary and the other moves to generate electricity.
즉, 도체가 정지하고 자기장이 회전하는 회전계자형(回轉界磁型)과 자기장이 정지하고 도체가 회전하는 회전전기자형(回轉電機子型)이 있으며, 이들 도체의 세기 또는 회전속도를 조절하여 전기(기전력)의 크기를 조절할 수가 있고, 기전력이 합산되도록 도체를 직렬로 연결하여 수백 ~ 수천 V를 얻을 수 있다.That is, there is a rotating field type in which the conductor is stationary and the magnetic field rotates and a rotating armature type in which the magnetic field is stationary and the conductor rotates. The magnitude of (electromotive force) can be adjusted, and hundreds to thousands of V can be obtained by connecting conductors in series so that the electromotive force is added.
그러나, 기존의 발전기는 전기를 생성하기 위해 별도의 동력원이 필요하고, 이 동력원을 제공하기 위해 별도의 에너지원, 예를 들면, 연료나 물 등이 필요하며, 또한 동력원을 제공하는데 따른 공해물질, 예를 들면, 연소가스 등이 발생하여 환경을 오염시키는 문제점이 있다.However, conventional generators require a separate power source to generate electricity, and require a separate energy source, such as fuel or water, to provide this power source, and pollutants, For example, there is a problem of polluting the environment by generating combustion gas or the like.
한편, 놀이터나 공원, 산책로의 노면에는 탄성바닥재가 설치되어 있다. 상기 탄성바닥재는 충격흡수율이 높아 충격을 최소화하여 안전사고를 예방하고, 편안한 보행감과 피로도를 경감시키며, 특수재질로 미끄럼을 방지하며 방음 효과가 뛰어나고, 열전도율이 낮아 겨울철 눈이 빨리 녹으며, 고무로 되어 시공이 간편하며 편리하고, 다양한 색상과 디자인으로 아름다운 외관을 연출하며, 형태 변화 등의 최소화에 의해 내구성이 우수하고, 내후성(내광성)이 우수하여 장기간 사용알 수 있고, 유지보수가 용이하며 아울러 여름철 복사열 발생을 최소화할 수 있다.On the other hand, elastic flooring is installed on the road surface of playgrounds, parks, and trails. The resilient flooring material has a high shock absorption rate to minimize shock to prevent safety accidents, reduce a comfortable walking feeling and fatigue, prevent slipping with special materials and have excellent soundproofing effects, and have low thermal conductivity, so that snow melts quickly in winter, and is made of rubber. It is simple and convenient to install, creates a beautiful appearance with various colors and designs, has excellent durability by minimizing shape changes, etc. Radiant heat generation in summer can be minimized.
이러한 탄성바닥재는 단순히 충격흡수의 기능이외에는 별다른 기능을 발휘하지 못하는 실정이다.These resilient flooring materials do not perform any other functions other than simply shock absorption.
그리고 현재 전기를 생산하는 발전기는 대부분 풍력, 수력 및 화력 등을 이용하고 있으나 이와 같은 발전시설들은 대형 설비로서, 이러한 설비들을 구축하거나 운영하는데에는 과다한 비용이 필요하게 된다.In addition, most of the current generators that produce electricity use wind power, water power, thermal power, etc., but these power generation facilities are large facilities, and excessive costs are required to build or operate these facilities.
또한, 야간에 가로등을 설치하여 각종 사고나 범죄를 예방하도록 되어 있는데, 이와 같은 가로등에 사용되는 전력은 대부분 기존의 발전시설로부터 제공되는 전력을 사용하게 되므로 가로등 시설 및 운영에 많은 비용이 들어가는 것도 문제점이다. In addition, streetlights are installed at night to prevent various accidents and crimes. Most of the electricity used for such streetlights uses electricity provided from existing power generation facilities, so a lot of cost is required for streetlight installation and operation. am.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 놀이터나 공원, 산책로를 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 전기를 발생하도록 압전식 발전유닛을 지중에 매설함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원(예를 들어, 가로등, 신호등위험을 알리는 표시등에 공급하는 전원)으로 사용할 수 있는 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치를 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to bury a piezoelectric power generation unit in the ground to generate electricity by receiving pressure from a pedestrian moving on a playground, park, or trail. , To provide a piezoelectric power generation device applied to elastic flooring that can be used as a variety of energy sources (for example, power supply to lamps indicating the danger of street lights and traffic lights) by charging the generated electricity.
본 발명의 다른 목적은 압전식 발전유닛에서 압전체에 진동이 발생되도록 하여 전기 발전량을 증대시킬 수 있게 한 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a piezoelectric power generation device applied to an elastic floor material capable of increasing electricity generation by generating vibrations in a piezoelectric body in a piezoelectric power generation unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 놀이터 또는 산책로의 노면에 설치되는 압출 발포시트로 이루어지되, 상기 압출 발포시트는, 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE) 100 중량부 당 입도가 500㎛ 이하 인 가황 고무 분말 250 중량부, 미가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 150 중량부, 폴리올레핀 100 중량부, 미네랄 오일 100 중량부, 탄산칼슘 200 중량부, 및 발포제 10 중량부의 압출용조성물로 이루어지되, 상기 압출용조성물은 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE) 100 중량부 당 안료 30 중량부, 자외선 안정제 3 중량부, 또는 산화 방지제 2 중량부를 포함하고, 상기 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE)는 SBS 블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene block copolymer), 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer), 또는 폴리올레핀 엘라스토머(Polyolefin elastomer)로 이루어지고, 상기 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer)는 에텐-옥텐 블록 공중합체로 이루어지며, 상기 폴리올레핀은 폴레에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어지고, 상기 미네랄 오일은 유동 파라핀으로 이루어지고, 상기 발포제는 아조디카본아미드(Azodicarbonamide) 또는 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate)으로 이루어지는 탄성바닥재유닛; 상기 탄성바닥재유닛의 하부에 배치되도록 지중에 매설되며, 하측으로 가해지는 압력에 의해 전기를 발생하는 압전체가 구비되는 압전식 발전유닛; 상기 압전식 발전유닛에서 전기를 발생하도록 상기 압전체의 상부에 설치되되, 상기 탄성바닥재유닛을 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 작동하면서 압전체를 가압하도록, 상기 탄성바닥재유닛의 저면에 마련되되, 상기 압전체의 상부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛을 이동하는 보행자에 의한 하중이 작용하면 상기 압전체를 가압하도록 작동시킴에 의해, 상기 압전식 발전유닛에서 전기를 발생하도록 하는 압전체 가압부로 이루어지는 압전체 가압유닛; 및 상기 압전체 가압부의 하부로 돌출되도록 설치되어 상기 압전체 가압부의 작동으로 상기 압전체를 가압할 때, 상기 압전체에서 발생되는 전기의 용량을 증대시키도록 상기 압전체에 진동을 발생시키는 진동발생부;를 포함하되, 상기 압전체 가압부는: 상기 탄성바닥재유닛의 저면에 밀착 설치되는 상부가압부재와, 상기 상부가압부재의 하부로 설치되되, 상기 상부가압부재가 내부에 삽입되도록 설치되어 상기 상부가압부재에 의해 하부로 작동하면서 압전체를 가압하는 하부가압부재와, 상기 하부가압부재의 하부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛을 이동하는 보행자에 의해 상부가압부재 및 하부가압부재가 눌림 작동된 후 복원될 수 있는 복원력을 갖게 하는 스프링으로 이루어지되, 상기 상부가압부재의 상단면은 상부로 돌출되게 형성되는 만곡부로 이루어지고, 상기 만곡부가 접하도록 상기 탄성바닥재유닛의 저면에는 요입홈이 형성되어 상기 요입홈에 만곡부가 맞물리게 설치되되, 상기 요입홈의 깊이는 상기 탄성바닥재유닛의 전체두께에 대하여 절반 이상의 두께에 해당하는 깊이만큼 요입되게 형성되고, 상기 하부가압부재의 내주면과 상기 상부가압부재의 외주면이 경사부로 밀착 설치됨에 의해 상기 상부가압부재에 의한 가압력이 상기 하부가압부재에서 증대될 수 있도록, 상기 상부가압부재의 외주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 외부면 경사부가 형성되고, 상기 외부면 경사부에 대응하며, 상기 하부가압부재의 내주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 내부면 경사부가 형성되어, 상기 상부가압부재의 외부면 경사부가 상기 하부가압부재의 내부면 경사부에 밀착되면서 가압하여 그 경사부에 의해 가압력이 증대되게 하는 가압력 증대부;를 포함하고, 상기 진동발생부는: 상기 상부가압부재의 하부로 돌출되도록 설치되되, 한쪽 끝은 상부가압부재에 고정되고, 다른 끝은 받쳐 지지 않은 상태로 있는 외팔보 형태를 이루어 소정 텐션을 갖지고 상기 압전체를 관통하도록 설치되어 상기 압전체 가압부의 작동으로 상기 압전체를 가압할 때, 외팔보의 텐션에 의해 상기 압전체에 진동을 발생시키는 진동발생돌출바와, 상기 진동발생돌출바의 외면에 길이 방향을 따라 요철이 형성되어 그 요철이 압전체에 떨림을 발생시켜 상기 압전체에서 진동을 발생시키는 진동발생돌부로 이루어지되, 상기 압전체에는 상기 진동발생돌출바가 관통 설치될 수 있도록 외측이 개구되는 형태로 진동발생홈부가 형성되며, 상기 진동발생홈부가 형성된 압전체는 적어도 하나 이상의 개수로 다층을 이루게 설치되고, 상기 탄성바닥재유닛의 외부 표면에는 규사, 산화알루미늄, 실리콘카바이드 및 세라믹골재 중 어느 하나인 논슬립입자가 혼합된 MMA수지 또는 수용성수지가 도포되어 미끄럼방지층이 형성되며, 상기 탄성바닥재유닛을 구성하는 상기 압출 발포시트의 하부 표면에는 격자 형태로 반복되는 다수의 홈이 형성되고, 상부 표면에는 다수의 돌기 또는 굴곡이 형성되도록 구성된 것이 바람직하다. The present invention for achieving the above object consists of an extruded foam sheet installed on a road surface of a playground or a walking trail, wherein the extruded foam sheet has a particle size of 500 μm or less per 100 parts by weight of thermoplastic elastomer (TPE) Vulcanized rubber 250 parts by weight of powder, 150 parts by weight of unvulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber), 100 parts by weight of polyolefin, 100 parts by weight of mineral oil, 200 parts by weight of calcium carbonate, and 10 parts by weight of a foaming agent. The composition for extrusion includes 30 parts by weight of a pigment, 3 parts by weight of a UV stabilizer, or 2 parts by weight of an antioxidant per 100 parts by weight of a thermoplastic elastomer (TPE), and the thermoplastic elastomer (TPE) is a SBS block copolymer. (styrene-butadiene-styrene block copolymer), olefin block copolymer, or polyolefin elastomer, and the olefin block copolymer is made of ethene-octene block copolymer wherein the polyolefin is made of polyethylene or polypropylene, the mineral oil is made of liquid paraffin, and the foaming agent is made of azodicarbonamide or sodium bicarbonate; A piezoelectric power generation unit buried in the ground to be disposed under the elastic flooring unit and provided with a piezoelectric body generating electricity by a pressure applied downward; It is installed on the upper part of the piezoelectric body to generate electricity in the piezoelectric power generation unit, and is provided on the bottom surface of the elastic flooring unit to press the piezoelectric body while operating by receiving pressure from a pedestrian moving the elastic flooring unit. A piezoelectric pressing unit comprising a piezoelectric pressing unit installed on top of the piezoelectric unit to generate electricity in the piezoelectric power generation unit by operating the piezoelectric unit to pressurize the piezoelectric unit when a load applied by a pedestrian moving the elastic flooring unit is applied; and a vibration generating unit which is installed to protrude below the piezoelectric pressing unit and generates vibration in the piezoelectric unit to increase the capacity of electricity generated from the piezoelectric unit when the piezoelectric unit is pressed by the operation of the piezoelectric unit, , The piezoelectric pressing unit: an upper pressing member installed in close contact with the bottom surface of the resilient flooring unit, and installed below the upper pressing member, the upper pressing member is installed to be inserted into the inside to be lowered by the upper pressing member A lower pressing member that presses the piezoelectric body while operating, and a restoring force that can be restored after the upper pressing member and the lower pressing member are pressed by a pedestrian moving the elastic flooring unit installed below the lower pressing member. It is made of a spring, the upper end surface of the upper pressing member is made of a curved portion formed to protrude upward, and a concave groove is formed on the bottom surface of the elastic flooring unit so that the curved portion is in contact with the concave groove. The curved portion is installed to engage , The depth of the concave groove is formed to be concave by a depth corresponding to a thickness of more than half of the total thickness of the resilient flooring unit, and the inner circumferential surface of the lower pressing member and the outer circumferential surface of the upper pressing member are installed in close contact with the inclined portion. An outer surface inclined portion is formed on the outer circumferential surface of the upper pressing member to have an inclined state of upper and lower narrowing based on the cross section, so that the pressing force by the upper pressing member can be increased in the lower pressing member, and the outer surface inclined portion is formed. Corresponding to the surface inclined portion, an inner surface inclined portion is formed on the inner circumferential surface of the lower pressing member to have an inclined state of upper and lower sides with respect to the cross section, so that the outer surface inclined portion of the upper pressing member presses the lower pressure member. A pressing force increasing unit that presses while being in close contact with the inclined portion of the inner surface of the member to increase the pressing force by the inclined portion, wherein the vibration generating unit: is installed to protrude from the lower part of the upper pressing member, and one end thereof presses the upper part. The piezoelectric body is fixed to a member and the other end is installed in the form of a cantilever in an unsupported state to have a predetermined tension and pass through the piezoelectric body. It consists of a vibration generating protruding bar for generating vibration, and a vibration generating protrusion for generating vibration in the piezoelectric body by forming irregularities along the longitudinal direction on the outer surface of the vibration generating protruding bar and generating vibration in the piezoelectric body. The piezoelectric body is formed with a vibration generating groove portion having an outer opening so that the vibration generating protruding bar can be installed therethrough, and the piezoelectric body having the vibration generating groove portion is installed in multiple layers in at least one number, and the outside of the elastic flooring unit is formed. On the surface, MMA resin or water-soluble resin mixed with non-slip particles of any one of silica sand, aluminum oxide, silicon carbide, and ceramic aggregate is applied to form an anti-slip layer, and on the lower surface of the extruded foam sheet constituting the elastic flooring unit It is preferable that a plurality of grooves repeated in a lattice form are formed, and a plurality of protrusions or curves are formed on the upper surface.
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본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치에 의하면, 놀이터나 공원, 산책로를 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 전기를 발생하도록 압전식 발전유닛을 지중에 매설함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원(예를 들어, 가로등, 신호등, 위험을 알리는 표시등에 공급하는 전원)으로 사용할 수 있는 효과가 있다. According to the piezoelectric power generation device applied to the resilient flooring material according to the present invention, a piezoelectric power generation unit is buried in the ground to generate electricity by receiving pressure from a pedestrian moving on a playground, park, or trail, thereby charging the generated electricity It has the effect of being able to be used as a variety of energy sources (for example, power supplied to streetlights, traffic lights, and indicator lights notifying danger).
또한, 본 발명은 압전식 발전유닛에 전기를 발생하도록 작동하는 압전체에 진동력을 부여함에 의해 전기 발전량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect of increasing the amount of electricity generated by applying a vibrating force to a piezoelectric body that operates to generate electricity in a piezoelectric power generation unit.
또한, 본 발명은 탄성바닥재의 외부 표면에 미끄럼방지층이 형성되어 우천 등으로 인해 노면이 젖은 상태일지라도 보행자가 이동할 때 미끄러지지 않게 함과 아울러 안전성을 도모할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect that an anti-slip layer is formed on the outer surface of the resilient flooring material to prevent the pedestrian from slipping when moving even when the road surface is wet due to rain or the like, and to promote safety.
도 1은 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치에 구비되는 압전체 가압유닛 및 진동발생부를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2표시에서 압전판이 다층으로 설치되는 예를 나타낸 도면이고,
도 4는 압전체에 형성되는 진동발생홈부의 일예를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically showing a piezoelectric generator applied to an elastic flooring according to the present invention;
2 is a view showing a piezoelectric pressing unit and a vibration generating unit provided in a piezoelectric generator applied to an elastic flooring according to the present invention;
3 is a view showing an example in which piezoelectric plates are installed in multiple layers in FIG. 2;
4 is a view showing an example of a vibration generating groove formed in a piezoelectric body.
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Prior to the description of the present invention, the following specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms, , should not be construed as being limited to the embodiments described herein.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, since embodiments according to the concept of the present invention can be made with various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all modifications, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
또한, 본 발명의 구성들은 직접적인 접촉이나 연결뿐만 아니라 구성과 구성 사이에 다른 구성을 통해 접촉이나 연결된 것도 같은 범위로 해석하도록 한다. In addition, the configurations of the present invention are to be interpreted in the same range as not only direct contact or connection, but also contact or connection through other configurations between configurations.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치에 구비되는 압전체 가압유닛 및 진동발생부를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2표시에서 압전판이 다층으로 설치되는 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 압전체에 형성되는 진동발생홈부의 일예를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically showing a piezoelectric generator applied to an elastic flooring material according to the present invention, and FIG. 2 shows a piezoelectric pressure unit and a vibration generating unit provided in a piezoelectric generator applied to an elastic flooring material according to the present invention. FIG. 3 is a view showing an example in which piezoelectric plates are installed in multiple layers in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing an example of a vibration generating groove formed in a piezoelectric body.
이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치는 탄성바닥재유닛(100)을 구비하는 것이 바람직하다. As shown in these drawings, the piezoelectric generator applied to the elastic flooring according to the present invention preferably includes an
상기 탄성바닥재유닛(100)은 놀이터 또는 산책로의 노면에 설치되어 이동하는 보행자를 보호할 수 있도록 충격흡수기능을 갖는 것으로, 상기 탄성바닥재유닛(100)에 대해서는 후술한다. The
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치는 압전식 발전유닛(200)을 구비하는 것이 바람직하다. As shown, the piezoelectric power generation device applied to the resilient flooring according to the present invention preferably includes a piezoelectric
상기 압전식 발전유닛(200)은 탄성바닥재유닛(100)의 하부에 배치되도록 지중에 매설되는 것으로, 하측으로 가해지는 압력에 의해 전기를 발생하는 압전체(210)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 압전체에 의해 전기를 발생하는 구성은 통상의 기술을 이용할 수 있다. The piezoelectric
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치는 압전체 가압유닛(300)을 포함하는 것이 바람직하다. As shown, the piezoelectric generator applied to the elastic flooring according to the present invention preferably includes a piezoelectric
상기 압전체 가압유닛(300)은 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 상기 압전체(210)의 상부에 설치되되, 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자의 압력을 인가받아 작동하면서 압전체(210)를 가압하도록 설치되는 것이 바람직하다. The piezoelectric
이러한 압전체 가압유닛(300)은 압전체 가압부(310)와 진동발생부(400)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. Preferably, the piezoelectric
상기 압전체 가압유닛(300)은 탄성바닥재유닛(100)의 저면에 마련되되, 상기 압전체(210)의 상부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의한 하중이 작용하면 상기 압전체(210)를 가압하도록 작동시킴에 의해, 상기 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 설치되는 것이 바람직하다. The piezoelectric
이러한 압전체 가압부(310)는 상기 탄성바닥재유닛(100)의 저면에 밀착 설치되는 상부가압부재(312)와, 상기 상부가압부재(312)의 하부로 설치되되, 상기 상부가압부재(312)가 내부에 삽입되도록 설치되어 상기 상부가압부재(312)에 의해 하부로 작동하면서 압전체(210)를 가압하는 하부가압부재(314)로 이루어지는 것이 바람직하다. The piezoelectric
또한, 상기 하부가압부재(314)의 내주면과 상기 상부가압부재(312)의 외주면이 경사부로 밀착 설치됨에 의해 상기 상부가압부재(312)에 의한 가압력이 상기 하부가압부재(314)에서 증대될 수 있는 가압력 증대부(316)와, 상기 하부가압부재(314)의 하부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의해 상부가압부재(312) 및 하부가압부재(314)가 눌림 작동된 후 복원될 수 있는 복원력을 갖게 하는 스프링(318)이 설치되는 것이 바람직하다. In addition, the inner circumferential surface of the lower pressing
이때, 상기 가압력 증대부(316)는 상부가압부재(312)의 외주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 형성되는 외부면 경사부(316a)과, 상기 외부면 경사부(316a)에 대응하며, 상기 하부가압부재(314)의 내주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 형성되는 내부면 경사부(316b)로 이루어지는 것이 바람직하다. At this time, the pressing
따라서, 상기 가압력 증대부(316)는 상부가압부재(312)의 외부면 경사부(316a)가 상기 하부가압부재(314)의 내부면 경사부(316b)에 밀착되면서 가압하여 그 경사부에 의해 가압력이 증대되게 할 수 있다. 즉, 상기 상부가압부재(312)가 하부로 작동될 때 상기 하부가압부재(314)를 눌러주게 되는 가압력이 상기 외부면 경사부(316a)와 내부면 경사부(316b)의 넓은 면접촉에 의해 가압력이 증대되게 된다. Therefore, the pressing
또한, 상기 상부가압부재(312)의 상단면은 상부로 돌출되게 형성되는 만곡부(312a)로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 만곡부(312a)가 접하도록 상기 탄성바닥재유닛(100)의 저면에는 요입홈(102)이 형성되어 상기 요입홈(102)에 만곡부(312a)가 맞물리게 설치되는 것이 바람직하다. In addition, the upper end surface of the upper pressing
이때, 상기 요입홈(102)의 깊이는 상기 탄성바닥재유닛(100)의 전체두께에 대하여 절반의 두께에 해당하는 깊이만큼 요입되게 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the depth of the
이와 같이 상부가압부재(312)의 상단면이 만곡부(312a)로 형성되어 상기 탄성바닥재유닛(100)의 내부로 삽입되는 형태로 설치되에 의해 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자가 상기 만곡부(312a)를 밟는 경우 상부가압부재(312)가 눌려 하부로 작동하는 가압력을 갖게 되어 상기 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 할 수 있다. In this way, the upper surface of the upper pressing
또한, 상기 진동발생부(400)는 압전체 가압부(310)의 하부로 돌출되도록 설치되어 상기 압전체 가압부(310)의 작동으로 상기 압전체(210)를 가압할 때, 상기 압전체에서 발생되는 전기의 용량을 증대시키도록 상기 압전체(210)에 진동을 발생시키도록 설치되는 것이 바람직하다. In addition, the
이러한 진동발생부(400)는 상기 상부가압부재(312)의 하부로 돌출되도록 진동발생돌출바(410)가 설치되되, 상기 진동발생돌출바(410)의 한쪽 끝은 상부가압부재(312)에 고정되고 다른 끝은 받쳐 지지 않은 상태로 있는 외팔보 형태를 이루어 소정 텐션을 갖지고 상기 압전체(210)를 관통하도록 설치되어 상기 압전체 가압부(310)의 작동으로 상기 압전체(210)를 가압할 때, 외팔보의 텐션에 의해 상기 압전체(210)에 진동을 발생시키게 할 수 있다. In the
이때, 상기 진동발생돌출바(410)의 외면에는 길이 방향을 따라 파형상의 요철이 형성되어 그 요철이 압전체(210)에 떨림을 발생시켜 상기 압전체(210)에서 진동을 발생시키게 할 수 있는 진동발생돌부(412)가 형성되는 것이 바람직하다. At this time, wave-shaped irregularities are formed on the outer surface of the vibration
이러한 진동발생돌부(412)는 위에서 설명한 파형상으로 이루어질 수 있고, 레크 형상으로 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 진동발생돌추(412)는 진동발생돌출바(410)가 압전체(210)를 통과하면서 압전체(210)에 떨림이 발생될 수 있도록 타격할 수 있는 형상이면 무관하다. The
또한, 상기 진동발생돌출바(410)가 관통 설치될 수 있도록 상기 압전체(210)에는 진동발생홈부(220)가 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 진동발생홈부(220)는 외측이 개구되게 형태로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a
이와 같이 상기 진동발생홈부(220)의 외측이 개구되는 형태로 형성됨에 의해 상기 진동발생돌출바(410)에 형성되는 진동발생돌부(412)가 진동발생돌출바(410)의 텐션에 의해 상기 압전체(210)를 진동시킬 수 있다. 즉, 상기 파형상의 요철이 상기 진동발생홈부(220)의 단부에 걸려 넘어가면서 압전체(210)에 진동을 발생시키게 된다. In this way, the
한편, 상기 진동발생돌출바(410)가 관통하는 압전체(210)는 적어도 하나 이상의 개수로 다층을 이루게 설치될 수 있으며, 이와 같이 상기 압전체(210)를 다층으로 설치하게 되면 더 많은 전기를 발생시킬 수 있다. Meanwhile, the
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치의 다른 실시예는 놀이터 또는 산책로의 노면에 설치되는 탄성바닥재유닛(100)과, 상기 탄성바닥재유닛(100)의 하부에 배치되도록 지중에 매설되며, 하측으로 가해지는 압력에 의해 전기를 발생하는 압전체(210)가 구비되는 압전식 발전유닛(200)과, 상기 압전식 발전유닛(200)과 연결되며, 상기 압전식 발전유닛(200)에서 발생되는 전기를 모아 충전하는 충전유닛(500)과, 상기 충전유닛(500)과 압전식 발전유닛(200)을 전기적으로 연결하고, 상기 압전식 발전유닛(200)에서 발생되는 전기를 상기 충전유닛(500)에 충전할 수 있게 함과 아울러 상기 충전유닛(500)에 충전된 전기를 외부로 출력할 수 있게 외부기기와 접속하기 위한 커넥터(Connector)(502)를 갖는 전기회로유닛(600), 및 상기 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 상기 압전체(210)의 상부에 설치되되, 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 작동하면서 압전체(210)를 가압하는 압전체 가압유닛(300)을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 압전체 가압유닛(300)은 위에서 설명한 압전체 가압유닛과 동일한 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다. As shown, another embodiment of the piezoelectric generator applied to the resilient flooring according to the present invention is the
또한, 상기 전기회로유닛(600)은 압전식 발전유닛(200)으로부터 발생된 전기를 정류하는 정류부(Rectification)(610)가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the
도시된 바와 같이 본 발명의 각 실시예에 적용되는 탄성바닥재유닛(100)은 압출 발포시트로 이루어지는 것이 바람직하다. As shown, the
상기 압출 발포시트는, 기후 및 보행자와의 마찰 등에 장시간 견딜 수 있도록 주로 내후성 및 내열성이 강한 올레핀계 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 압출 발포시트는 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE) 100 중량부 당 가황 고무 분말 250 중량부, 미가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 150 중량부, 폴리올레핀 100 중량부, 미네랄 오일 100 중량부, 탄산칼슘 200 중량부, 및 발포제 10 중량부의 압출용조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. The extruded foam sheet is preferably composed of an olefin-based material with strong weather resistance and heat resistance so as to withstand long-term weather and friction with pedestrians. Specifically, the extruded foam sheet includes 250 parts by weight of vulcanized rubber powder, 150 parts by weight of unvulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber), 100 parts by weight of polyolefin, and 100 parts by weight of mineral oil per 100 parts by weight of thermoplastic elastomer (TPE). Part, it is preferably composed of a composition for extrusion of 200 parts by weight of calcium carbonate, and 10 parts by weight of a foaming agent.
이때, 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE)는 가황에 의하지 않고 물리적으로 가교한 엘라스토머로서, 열가소성 고무라고도 한다. 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE)는 주로 고무성분의 연질 세그먼트와 수지성분의 경질 세그먼트로 구성된 블록 공중합체이며, 상온에서는 가황고무와 동일하게 거동하지만 가열하면 수지성분이 연화하여 소성을 나타낸다. 상기 열가소성 엘라스토머는 시트 형태로 성형시 성형성을 부여하고, 강한 접착력을 제공하며, 최종 탄성 바닥재에는 충격 흡수 특성을 부여한다. 본 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머는 상업적 입수 용이성, 시트 형태로의 성형성, 접착 특성, 및 충격 흡수 특성 측면을 고려할 때 SBS 블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene block copolymer), 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer), 또는 폴리올레핀 엘라스토머(Polyolefin elastomer)에서 선택되는 1종 이상으로 구성된다. At this time, thermoplastic elastomer (TPE) is an elastomer physically crosslinked without vulcanization, and is also referred to as thermoplastic rubber. Thermoplastic elastomer (TPE) is a block copolymer mainly composed of a soft segment of a rubber component and a hard segment of a resin component. The thermoplastic elastomer imparts moldability when molded into a sheet form, provides strong adhesion, and imparts shock absorption characteristics to the final elastic flooring material. The thermoplastic elastomer used in the present invention is SBS block copolymer (styrene-butadiene-styrene block copolymer), olefin block copolymer (olefin block copolymer), or polyolefin elastomer.
상기 올레핀 블록 공중합체는 바람직하게는 에텐과 α-올레핀의 블록 공중합체이고, 더 바람직하게는 에텐-옥텐 블록 공중합체(구체적으로 에텐과 1-옥텐의 블록 공중합체)이며, 상업적인 제품으로는 다우케미칼사(The Dow Chemical Company, US)의 INFUSE™ 등이 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에텐과 α-올레핀의 균일 분지형 공중합체로서, α-올레핀의 예로는 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 등이 있으며, 상업적인 제품으로는 다우케미칼사(The Dow Chemical Company, US)의 ENGAGE™ 등이 있다.The olefin block copolymer is preferably a block copolymer of ethene and α-olefin, more preferably an ethene-octene block copolymer (specifically, a block copolymer of ethene and 1-octene), commercial products include Dow and INFUSE™ from The Dow Chemical Company, US. In addition, the polyolefin elastomer is a homogeneously branched copolymer of ethene and α-olefin, and examples of α-olefin include 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1 -decene, etc., and commercial products include ENGAGE™ of The Dow Chemical Company (US).
또한, 미가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber)는 엘라스토머로서 탄성 바닥재에 주로 탄성을 부여하며, 일반적으로 에틸렌 및 프로필렌에 DCPD(dicyclopentadiene), ENB(ethylidene norbornene), VNB(vinyl norbornene) 등과 같은 제3성분을 가하여 3원 혼성중합시킨 이중결합을 많이 함유하는 터폴리머(3성분 고분자물질)이다. 미가황 EPDM 고무는 화학적으로 안정하며, 가황한 것은 물리적 성질이 천연고무와 SBR의 중간성질을 보인다. In addition, unvulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) is an elastomer that mainly imparts elasticity to elastic flooring materials. It is a terpolymer (three-component polymeric material) containing a lot of double bonds obtained by three-component copolymerization by adding three components. Unvulcanized EPDM rubber is chemically stable, and vulcanized rubber shows intermediate properties between natural rubber and SBR in physical properties.
본 실시예에서는, 상기 압출용조성물은 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE) 100 중량부 당 안료 30 중량부, 자외선 안정제 3 중량부, 또는 산화 방지제 2 중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다. In this embodiment, the composition for extrusion preferably further includes 30 parts by weight of a pigment, 3 parts by weight of a UV stabilizer, or 2 parts by weight of an antioxidant per 100 parts by weight of a thermoplastic elastomer (TPE).
폴리올레핀은 탄성 바닥재에 주로 내후성 및 내열성을 부여하고, 시트 형태로 성형시 성형성을 부여하는 성분으로서, 통상적으로 사용되거나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 상업적 입수 용이성 및 시트 형태로의 성형성을 고려할 때 폴레에틸렌 또는 폴리프로필렌에서 선택되는 것이 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하고 고밀도 폴리에틸렌인 것이 더 바람직하다. Polyolefin is a component that mainly imparts weather resistance and heat resistance to resilient flooring materials and moldability when molded into a sheet form, and the type is not greatly limited as long as it is commonly used or known, and is commercially available and molded into a sheet form. Considering the nature, it is preferable to be composed of at least one selected from polyethylene or polypropylene, and more preferably high-density polyethylene.
가황 고무 분말은 탄성 바닥재에 고탄성 및 우수한 형태 안정성을 부여하는 성분으로서, 탄성 바닥재의 물성 및 다른 성분과의 혼합성을 고려할 때 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말인 것이 바람직하고, 경제성 및 자원 재활용이라는 환경적 측면 등을 고려할 때 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말은 폐 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말인 것이 더 바람직하고, 혼련성, 시트로의 성형성 등을 고려할 때 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말은 입도가 500㎛ 이하(예를 들어 10~500㎛)인 것이 바람직하다. 또한, 상기의 모든 특성 등을 고려할 때, 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말의 표면은 미세 다공성 공극구조를 가지는 것이 바람직하다. 입도가 500㎛ 이하이고, 표면에 미세다공성 공극 구조를 가지는 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 분말은 폐 가황 EPDM 고무(ethylene propylene diene Monomer rubber) 스크랩을 고온 전단 분쇄 방식으로 미세하게 분쇄한 것이다.Vulcanized rubber powder is a component that imparts high elasticity and excellent shape stability to resilient flooring, and is preferably vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene Monomer rubber) powder, considering the physical properties of the resilient flooring and mixing with other components. Considering the environmental aspects of resource recycling, etc., it is more preferable that the vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) powder is waste vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) powder. In consideration, it is preferable that the particle size of the vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) powder is 500 μm or less (for example, 10 to 500 μm). In addition, considering all of the above characteristics, it is preferable that the surface of the vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) powder has a microporous pore structure. Vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) powder having a particle size of 500㎛ or less and a microporous pore structure on the surface is finely pulverized from waste vulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) scrap using a high-temperature shear grinding method. .
미네랄 오일은 합성 고무에 유연성을 부여해서 가소성을 크게 하여 성형, 가공작업을 쉽게 하기 위한 연화제(softener) 또는 프로세싱 오일(processing oil)로 작용하며, 통상적으로 석유, 석탄, 타르, 셀유 등의 광물성 원료에서 얻어지는 기름이다. 미네랄 오일은 통상적으로 사용되거나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 상용성, 취급 용이성 등을 고려할 때 유동 파라핀(liquid paraffin)인 것이 바람직하다. 유동 파라핀은 비교적 낮은 점도의 탈랍유를 고도로 정제한 무미, 무취, 무색 투명한 유상유(流狀油) 또는 화이트유를 말한다.Mineral oil acts as a softener or processing oil to make molding and processing easier by giving flexibility to synthetic rubber and increasing its plasticity. oil obtained from The type of mineral oil is not significantly limited as long as it is commonly used or known, and is preferably liquid paraffin in consideration of compatibility with other components and ease of handling. Liquid paraffin refers to a tasteless, odorless, colorless and transparent oily or white oil obtained by highly refining relatively low-viscosity dewaxed oil.
탄산칼슘은 탄성 바닥재의 강도를 증가시키는 보강제로 작용하며, 다른 성분과의 상용성, 가공성, 및 성형성 등을 고려할 때 입도가 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 탄산칼슘은 경제성을 고려할 때, 대리석, 석회석, 방해석, 조개껍질을 정제한 형태로 제공되는 상업적 제품인 것이 바람직하다. Calcium carbonate acts as a reinforcing agent to increase the strength of the resilient flooring material, and preferably has a particle size of 10 μm or less in consideration of compatibility with other components, processability, and moldability. Calcium carbonate used in the present invention is preferably a commercial product provided in the form of refined marble, limestone, calcite, and shells in consideration of economic feasibility.
발포제는 시트 형태로 압출 시 발포시켜 폼(Foam) 형태로 시트를 성형시키고 그로 인해 시트에 탄성 및 내열성을 부여하는 성분으로서, 통상적으로 사용되거나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 다른 성분과의 상용성, 상업적 입수 용이성, 발포성 등을 고려할 때 아조디카본아미드(Azodicarbonamide) 또는 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate)에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하고, 아조디카본아미드(Azodicarbonamide)인 것이 더 바람직하다. A foaming agent is a component that foams when extruded into a sheet form to mold a sheet into a foam form and thereby imparts elasticity and heat resistance to the sheet. Considering compatibility, commercial availability, foamability, etc., it is preferably composed of at least one selected from azodicarbonamide or sodium bicarbonate, and azodicarbonamide is preferred. more preferable
안료는 탄성 바닥재를 구성하는 상부 시트에 미려한 외관을 부여하는 성분으로서, 통상적으로 사용되는 것이나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 청색 안료, 적색 안료 등이 있다. The pigment is a component that imparts a beautiful appearance to the upper sheet constituting the resilient flooring material, and the type is not greatly limited as long as it is commonly used or known, and includes, for example, blue pigments and red pigments.
자외선 안정제 및 산화 방지제는 탄성 바닥재가 시공되어 햇빛, 공기, 수분 등에 장시간 노출되었을 때 탄성 바닥재가 자외선, 산소 등에 의해 노후화되거나 산화되는 것을 방지하는 성분으로서, 통상적으로 사용되는 것이나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 자외선 안정제는 자외선을 차단하거나 흡수하는 기능을 가지며, 자외선 안정제로서의 성능 및 다른 성분과의 상용성을 고려할 때 할스(HALS)계 물질인 것이 바람직하다. 할스(Hindered Amine Light Stabilizer, 입체장애아민광 안정제, HALS)는 아민기가 입체적인 구조물로 둘러싸여 있고, 광 안정제로 사용되는 물질을 지칭한다. UV stabilizers and antioxidants are components that prevent the resilient flooring material from being aged or oxidized by ultraviolet rays, oxygen, etc. when the elastic flooring material is exposed to sunlight, air, moisture, etc. for a long time. not very limited The UV stabilizer has a function of blocking or absorbing UV rays, and is preferably a HALS-based material in consideration of its performance as a UV stabilizer and compatibility with other components. Hals (Hindered Amine Light Stabilizer, HALS) refers to a material in which an amine group is surrounded by a three-dimensional structure and is used as a light stabilizer.
본 발명의 실시예는, 상기 압출 발포시트의 하부 표면에는 격자 형태로 반복되는 다수의 홈이 형성될 수 있고, 상기 압출 발포시트의 상부 표면에는 다수의 돌기 또는 굴곡이 형성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a plurality of grooves repeated in a lattice shape may be formed on the lower surface of the extruded foam sheet, and a plurality of protrusions or curves may be formed on the upper surface of the extruded foam sheet.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 탄성바닥재유닛(100)의 외부 표면에는 미끄럼방지층이 더 형성될 수 있다. 상기 미끄럼방지층은 규사, 산화알루미늄, 실리콘카바이드 및 세라믹골재 중 어느 하나인 논슬립입자가 혼합된 MMA수지 또는 수용성수지가 도포되어 형성될 수 있다. In addition, an anti-slip layer may be further formed on the outer surface of the
따라서, 논슬립입자의 일부가 탄성바닥재유닛(100)의 외부 표면에 돌출됨으로써, 보행자가 이동할 때 미끄러지는 것을 방지하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. Therefore, as some of the non-slip particles protrude on the outer surface of the
상기 미끄럼방지층의 논슬립입자로 규사, 산화알루미늄, 실리콘카바이드, 세라믹골재를 사용하는 이유는 강도가 우수하여 오랫동안 사용하여도 마모가 거의 발생하지 않기 때문이다. The reason why silica sand, aluminum oxide, silicon carbide, and ceramic aggregate are used as non-slip particles of the anti-slip layer is that they have excellent strength and hardly wear out even when used for a long time.
그리고, 논슬립입자와 혼합되는 수지는 MMA수지 또는 수용성수지를 사용하는 것이 바람직하다. 수용성수지는 도포시 냄새가 발생하지 않고, 유해성분이 발생하지 않기 때문에 친환경적이다. 또한, MMA수지는 건조시간이 빨라서 도포 후 약 30분 후면 보행자의 이동이 가능하고, 내마모성, 내구성, 세척성 및 미끄럼에 대한 제동성이 우수할 뿐만 아니라 백화분말현상이 없어 환경과 인체에 해가 없다. In addition, it is preferable to use MMA resin or water-soluble resin as the resin mixed with the non-slip particles. Water-soluble resins are environmentally friendly because they do not emit odors or harmful substances when applied. In addition, MMA resin has a fast drying time, so pedestrians can move about 30 minutes after application, and it has excellent abrasion resistance, durability, washability, and anti-slip properties, as well as no whitening powder phenomenon, so there is no harm to the environment and human body. .
따라서, 백화분말현상이 발생하지 않기 때문에 환경과 인체에 무해한 장점이 있다. 이때, 상기 수지에 형광물질을 혼합함으로써 야간에 보행자가 쉽게 인식하도록 구성할 수 있다. Therefore, since the whitening powder phenomenon does not occur, there is an advantage that it is harmless to the environment and human body. At this time, by mixing the fluorescent material with the resin, it can be configured to be easily recognized by pedestrians at night.
본 발명에 따르면, 보행자의 이동에 의한 압력을 부여받아 진동하면서 전기를 발생하도록 압전식 발전유닛을 지중에 매설함으로써, 발생된 전기를 충전시켜 다양한 에너지원(예를 들어, 가로등, 신호등, 위험을 알리는 표시등에 공급하는 전원)으로 사용할 수 있다. According to the present invention, by burying a piezoelectric power generation unit in the ground to generate electricity while vibrating under the pressure of a pedestrian's movement, the generated electricity is charged to prevent various energy sources (e.g., street lights, traffic lights, hazards). It can be used as the power supply to the indicator light).
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.The technical problem of the present invention is achieved by the technical configuration as described above, and although it has been described by the limited embodiments and drawings, it is not limited thereto and the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the technical idea of and the scope of the claims to be described below.
100 - 탄성바닥재유닛 102 - 요입홈
200 - 압전식 발전유닛 210 - 압전체
220 - 진동발생홈부 300 - 압전체 가압유닛
310 - 압전체 가압부 312 - 상부가압부재
312a - 만곡부 314 - 하부가압부재
316 - 가압력 증대부 316a - 외부면 경사부
316b - 내부면 경사부 318 - 스프링
400 - 진동발생부 410 - 진동발생돌출바
412 - 진동발생돌부 500 - 충전유닛
502 - 컨덴서 520 - 전기회로유닛
510 - 정류부100 - elastic flooring unit 102 - concave groove
200 - piezoelectric power generation unit 210 - piezoelectric
220 - Vibration generating groove part 300 - Piezoelectric pressure unit
310 - piezoelectric pressing part 312 - upper pressing member
312a - curved part 314 - lower pressing member
316 - pressing
316b - inner surface slope 318 - spring
400 - Vibration generating unit 410 - Vibration generating protruding bar
412 - vibration generating protrusion 500 - charging unit
502 - condenser 520 - electric circuit unit
510 - Rectifier
Claims (15)
상기 탄성바닥재유닛(100)의 하부에 배치되도록 지중에 매설되며, 하측으로 가해지는 압력에 의해 전기를 발생하는 압전체(210)가 구비되는 압전식 발전유닛(200);
상기 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 상기 압전체(210)의 상부에 설치되되, 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의한 압력을 인가받아 작동하면서 압전체(210)를 가압하도록, 상기 탄성바닥재유닛(100)의 저면에 마련되되, 상기 압전체(210)의 상부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의한 하중이 작용하면 상기 압전체(210)를 가압하도록 작동시킴에 의해, 상기 압전식 발전유닛(200)에서 전기를 발생하도록 하는 압전체 가압부(310)로 이루어지는 압전체 가압유닛(300); 및
상기 압전체 가압부(310)의 하부로 돌출되도록 설치되어 상기 압전체 가압부(310)의 작동으로 상기 압전체(210)를 가압할 때, 상기 압전체(210)에서 발생되는 전기의 용량을 증대시키도록 상기 압전체(210)에 진동을 발생시키는 진동발생부(400);를 포함하되,
상기 압전체 가압부(310)는:
상기 탄성바닥재유닛(100)의 저면에 밀착 설치되는 상부가압부재(312)와, 상기 상부가압부재(312)의 하부로 설치되되, 상기 상부가압부재(312)가 내부에 삽입되도록 설치되어 상기 상부가압부재(312)에 의해 하부로 작동하면서 압전체(210)를 가압하는 하부가압부재(314)와, 상기 하부가압부재(314)의 하부에 설치되어 상기 탄성바닥재유닛(100)을 이동하는 보행자에 의해 상부가압부재(312) 및 하부가압부재(314)가 눌림 작동된 후 복원될 수 있는 복원력을 갖게 하는 스프링(318)으로 이루어지되,
상기 상부가압부재(312)의 상단면은 상부로 돌출되게 형성되는 만곡부(312a)로 이루어지고, 상기 만곡부(312a)가 접하도록 상기 탄성바닥재유닛(100)의 저면에는 요입홈(102)이 형성되어 상기 요입홈(102)에 만곡부(312a)가 맞물리게 설치되되, 상기 요입홈(102)의 깊이는 상기 탄성바닥재유닛(100)의 전체두께에 대하여 절반 이상의 두께에 해당하는 깊이만큼 요입되게 형성되고,
상기 하부가압부재(314)의 내주면과 상기 상부가압부재(312)의 외주면이 경사부로 밀착 설치됨에 의해 상기 상부가압부재(312)에 의한 가압력이 상기 하부가압부재(314)에서 증대될 수 있도록, 상기 상부가압부재(312)의 외주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 외부면 경사부(316a)가 형성되고, 상기 외부면 경사부(316a)에 대응하며, 상기 하부가압부재(314)의 내주면에 단면을 기준으로 상광하협(上廣下狹)의 경사 상태를 갖도록 내부면 경사부(316b)가 형성되어, 상기 상부가압부재(312)의 외부면 경사부(316a)가 상기 하부가압부재(314)의 내부면 경사부(316b)에 밀착되면서 가압하여 그 경사부에 의해 가압력이 증대되게 하는 가압력 증대부(316);를 포함하고,
상기 진동발생부(400)는:
상기 상부가압부재(312)의 하부로 돌출되도록 설치되되, 한쪽 끝은 상부가압부재(312)에 고정되고, 다른 끝은 받쳐 지지 않은 상태로 있는 외팔보 형태를 이루어 소정 텐션을 갖지고 상기 압전체(210)를 관통하도록 설치되어 상기 압전체 가압부(310)의 작동으로 상기 압전체(210)를 가압할 때, 외팔보의 텐션에 의해 상기 압전체(210)에 진동을 발생시키는 진동발생돌출바(410)와, 상기 진동발생돌출바(410)의 외면에 길이 방향을 따라 요철이 형성되어 그 요철이 압전체에 떨림을 발생시켜 상기 압전체(210)에서 진동을 발생시키는 진동발생돌부(412)로 이루어지되,
상기 압전체(210)에는 상기 진동발생돌출바(410)가 관통 설치될 수 있도록 외측이 개구되는 형태로 진동발생홈부(220)가 형성되며,
상기 진동발생홈부(220)가 형성된 압전체(210)는 적어도 하나 이상의 개수로 다층을 이루게 설치되고,
상기 탄성바닥재유닛(100)의 외부 표면에는 규사, 산화알루미늄, 실리콘카바이드 및 세라믹골재 중 어느 하나인 논슬립입자가 혼합된 MMA수지 또는 수용성수지가 도포되어 미끄럼방지층이 형성되며,
상기 탄성바닥재유닛(100)을 구성하는 상기 압출 발포시트의 하부 표면에는 격자 형태로 반복되는 다수의 홈이 형성되고, 상부 표면에는 다수의 돌기 또는 굴곡이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 탄성바닥재에 적용되는 압전발전장치. It consists of an extruded foam sheet installed on the road surface of a playground or walking trail, and the extruded foam sheet includes 250 parts by weight of vulcanized rubber powder having a particle size of 500 μm or less per 100 parts by weight of thermoplastic elastomer (TPE), unvulcanized EPDM rubber (ethylene propylene diene monomer rubber) 150 parts by weight, polyolefin 100 parts by weight, mineral oil 100 parts by weight, calcium carbonate 200 parts by weight, and a foaming agent 10 parts by weight of a composition for extrusion, the composition for extrusion being a thermoplastic elastomer , TPE) 30 parts by weight of pigment per 100 parts by weight, 3 parts by weight of UV stabilizer, or 2 parts by weight of antioxidant, and the thermoplastic elastomer (TPE) is SBS styrene-butadiene-styrene block copolymer , An olefin block copolymer, or a polyolefin elastomer, and the olefin block copolymer is made of an ethene-octene block copolymer, and the polyolefin is polyethylene or poly An elastic flooring unit 100 made of propylene, the mineral oil is made of liquid paraffin, and the foaming agent is made of azodicarbonamide or sodium bicarbonate;
A piezoelectric power generation unit 200 buried in the ground to be disposed under the elastic flooring unit 100 and provided with a piezoelectric body 210 generating electricity by a pressure applied downward;
The piezoelectric power generation unit 200 is installed on top of the piezoelectric body 210 to generate electricity, and pressurizes the piezoelectric body 210 while operating by receiving pressure from a pedestrian moving the elastic flooring unit 100. , It is provided on the bottom surface of the elastic flooring unit 100, is installed on the top of the piezoelectric body 210, and operates to press the piezoelectric body 210 when a load by a pedestrian moving the elastic flooring unit 100 acts. A piezoelectric pressing unit 300 comprising a piezoelectric pressing unit 310 that generates electricity in the piezoelectric power generation unit 200 by causing; and
It is installed so as to protrude from the lower part of the piezoelectric pressing part 310 so that when the piezoelectric pressing part 310 presses the piezoelectric element 210, the capacity of electricity generated from the piezoelectric element 210 is increased. Including; vibration generating unit 400 for generating vibration in the piezoelectric body 210,
The piezoelectric pressing part 310 is:
An upper pressing member 312 installed in close contact with the bottom surface of the elastic flooring unit 100, and installed below the upper pressing member 312, the upper pressing member 312 is installed so as to be inserted into the upper part The lower pressing member 314 which presses the piezoelectric body 210 while operating downward by the pressing member 312, and the lower pressing member 314 installed below the pedestrian moving the elastic flooring unit 100 It consists of a spring 318 that has a restoring force that can be restored after the upper pressing member 312 and the lower pressing member 314 are pressed and operated by
The top surface of the upper pressing member 312 is made of a curved portion 312a formed to protrude upward, and a concave groove 102 is formed on the bottom surface of the elastic flooring unit 100 so that the curved portion 312a comes into contact with it. The curved portion 312a is installed to be engaged with the concave groove 102, and the depth of the concave groove 102 is formed to be concave by a depth corresponding to more than half the thickness of the total thickness of the elastic flooring unit 100 ,
The inner circumferential surface of the lower pressing member 314 and the outer circumferential surface of the upper pressing member 312 are installed in close contact with the inclined portion so that the pressing force by the upper pressing member 312 can be increased in the lower pressing member 314, An outer surface inclined portion 316a is formed on the outer circumferential surface of the upper pressing member 312 to have an upper and lower inclined state based on the cross section, and corresponds to the outer surface inclined portion 316a, An inner surface inclined portion 316b is formed on the inner circumferential surface of the lower pressing member 314 so as to have an inclined state of upper and lower narrowing based on the cross section, so that the outer surface inclined portion of the upper pressing member 312 is formed. (316a) is pressurized while in close contact with the inner surface inclined portion 316b of the lower pressing member 314 to increase the pressing force by the inclined portion; includes,
The vibration generating unit 400 is:
It is installed so as to protrude from the lower part of the upper pressing member 312, one end is fixed to the upper pressing member 312, and the other end is in the form of a cantilever in an unsupported state to have a predetermined tension and the piezoelectric body 210 A vibration generating protruding bar 410 installed to penetrate through the piezoelectric body and generating vibration in the piezoelectric body 210 by the tension of the cantilever when the piezoelectric body 210 is pressed by the operation of the piezoelectric body pressing part 310; The vibration generating protrusion 412 is formed on the outer surface of the vibration generating protruding bar 410 along the longitudinal direction, and the irregularity generates vibration in the piezoelectric body to generate vibration in the piezoelectric body 210,
A vibration generating groove 220 is formed in the piezoelectric body 210 so that the outside of the vibration generating protruding bar 410 can be installed therethrough,
The piezoelectric body 210 in which the vibration generating groove 220 is formed is installed in a multi-layered manner in at least one number,
An anti-slip layer is formed on the outer surface of the resilient flooring unit 100 by applying MMA resin or water-soluble resin mixed with non-slip particles of any one of silica sand, aluminum oxide, silicon carbide and ceramic aggregate,
A plurality of grooves repeated in a lattice form are formed on the lower surface of the extruded foam sheet constituting the elastic flooring unit 100, and a plurality of projections or bends are formed on the upper surface. piezoelectric generator.
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