CN1940184A - 经过改进的两块反射式公路标识器 - Google Patents

Abstract

本发明是经过改进的两块反射式公路标识器，该标识器具有一个中空的壳状外壳和一个单块的、完整成型的中空结构主体。中空的壳状外壳具有两个倾斜的面，至少一个上述倾斜面具有一个反射晶体部件，其包括多个立方角反射元素，用来为过往车辆提供向后反射的灯光。中空的壳状外壳或者是单体浇铸成的，包含带有立方角向后反射元素的晶体部件，或者是在预先成型的反射晶体部件的外围浇铸而成。完整成型的中空结构主体具有一个密封的、粗糙的底部表面，其上带有凹槽，以及与上述中空壳状外壳的内表面精确相对应的上表面。上述结构主体的中空表面的顶部由水载分隔壁的楔形端界定。中空结构主体通常直接焊接或粘着在上述壳状外壳的内部，从而使标识器具有坚固的特性。

Description

经过改进的两块反射式公路标识器

技术领域

本发明是关于经过改进的用来分隔交通车道的公路标识器，特别是具有单一化的、低成本的结构主体的公路标识器。

背景技术

公路标识器沿中心线、边线、车道分隔物在公路上使用，或者在消防栓或栏杆附近使用。其它的公路标识器作为临时的车道分隔物在道路建设时期使用。Heenan的美国第3,332,327号专利、Balint的美国第3,409,344号专利和Hedgewick的美国第5,002,424号专利中提供了通常使用的具有结构化聚合体材料填充的壳状外壳的向后反射式公路标识器的例子。通常，这种标识器的制造过程包括3到4个步骤：首先，浇铸一个热塑性的壳状外壳，或者完整地浇铸该外壳，使其包含至少一个反射晶体部件，如Heenan的第3,332,327号专利中所述，或者在预先浇铸的插入的晶体部件外围浇铸该外壳，如Balint的第3,409,344号专利中所述。每个倾斜的反射面在壳状外壳的内表面完整地具有多个立方角反射元素。

其次，上述外壳内的反射面通过真空金属化的方法被涂上一层反射金属层。这个金属层需要对立方角反射元素进行密封，以便在下一步使用热硬化性树脂材料如环氧或聚亚安酯材料填充外壳以形成一个坚固的结构主体之前保留部分向后反射性。

这个树脂填充材料将金属化的立方角反射元素封装起来，从而使标识器具有抗冲击的结构主体。

最后，在填充材料凝固前，将一层相对粗糙的砂粒或玻璃珠散布在填充材料的外表面。部分砂粒将部分突起在标识器底面的平坦表面上，从而增加底面的附着性。

这种标识器可以在6至7个月内正常工作，但是由于外壳材料的耐磨性和兼容性差，并且树脂填充材料的金属晶体涂层会引起壳状外壳的磨损和破碎，从而失去向后反射性。

在公路标识器的制造工艺方面也曾实现了其它的重大改进，这是通过不对晶体元素使用金属化密封涂层实现的。申请人的美国第4,726,706号专利将反射表面的内表面分隔成蜂窝状反射单元，每个反射单元具有多个立方角反射元素，这些单元通过分隔壁和承载壁彼此隔开，在此完整地引用了该专利作为参考。但是，晶体元素没有被金属化，而是在用树脂聚合体填充外壳之前用一层较薄的塑料板将反射面的整个内表面密封。这种标识器的缺点是环氧或乙烷液体填充系统非常昂贵，质量难以保证，并且会对环境造成破坏。

May的美国第6,126,360号专利展示了三块式的公路标识器，该标识器由一个非填充的壳状外壳、一个反射晶体板和带有承载壁的较低的结构主体构成。壳状外壳是由一种合成材料制成的，具有两个倾斜的面。每个倾斜面完整地由凹陷区域12b和12c构成。每个凹陷区域具有多个承载壁22，界定了中空的孔洞凹陷。一个晶体部件50在焊接底板314之前被焊接在标识器外壳的凹陷区域12b和12c内的承载壁22上。

May的第6,126,360号专利使用了一个额外的步骤，即将晶体板焊接在壳状外壳上。本发明的发明者申请人的美国第6,821,051和6,334,734号专利展示了一个克服以前工艺中的前述缺点的方法，在此完整地引用了这两个专利作为参考。在第6,821,051和6,334,734号专利中采用了单块式外壳，一个密封结构部件被焊接在外壳或主体的上部，从而使标识器具有坚固的特性。但是，这两个专利都没有对该种标识器的制造方法进行描述。此外，这两个专利没有叙述如何使壳状外壳的内表面形成多个层次的平坦的水平凹槽，以便对结构主体和上述外壳进行声波焊接。另外，这两个专利也没有叙述如何将楔形的能量分配器在结构主体的上表面完整固定。因此，提供一个明确界定的结构主体和制造反射式公路标识器的方法是具有价值的。

提供一个制造壳状外壳的方法也是具有价值的，该壳状外壳具有两个外表面，一个不透明的有色的主体表面和一个透明的反射晶体板部件。

此外，提供一个多色的中空壳状外壳也是具有价值的，该外壳或者是单块浇铸成的，完整地包含带有立方角向后反射元素的透明的反射晶体部件，或者是一个不透明的有色的中空壳状外壳，在预先成型的反射晶体部件外围浇铸而成。

发明内容

本发明提供了一个制造两块反射式标识器的方法，通常包括浇铸工具的定位，用来完整地构成一个两色壳状外壳，并为楔形能量分配器界定中空结构主体内的有效区域，从而使壳状外壳和结构主体之间的附着牢固性达到最高。在本发明的首选实施例中，一个不透明的有色的壳状外壳在预先成型的反射晶体板部件外围浇铸而成，从而构成一个两色的外壳，该壳状外壳的两个相对的反射面内包含晶体板。

该方法包括提供在晶体板内部和壳状外壳内部的水平定位的突起的完整凹槽，从而提高结构主体的声波焊接的牢固性。这个方法还提供一个单体浇铸的单块中空结构主体，其带有一个密封的粗糙的底部区域，提供最大的焊接牢固性，从而使标识器更好地附着在公路上。

当使用申请人的第4,726,706号专利中所使用的壳状外壳时，可以使用界定每个反射面内的反射单元的内部突起分隔壁来焊接上述单块式结构主体，该结构主体必须与申请人的第4,726,706号专利中的壳状外壳的内部精确对应。本发明的另外一个目的是提供一个突起的公路标识器，该标识器由高度抗冲击的聚合体制成，无需使用合成塑料材料。在另一个首选实施例中，上述公路标识器的反射面的表面涂有一层高反射性的耐磨的涂层化合物。

附图说明

图1是一个首选的两块反射式公路标识器的等距视图；

图2是图1所示的反射式公路标识器的等距视图，展示了一个密封的、带凹槽的底部表面，该表面作为单块中空结构主体的完整构成部分；

图3是图1所示的反射式公路标识器的另一个等距视图，展示了将结构主体焊接到壳状外壳前的公路标识器；

图4是图1的公路标识器使用的一个首选结构主体的俯视图，展示了界定多个中空孔洞的承载壁；

图5是图1的公路标识器的结构主体的正视图，展示了水平定位的楔形能量分配器，作为承载分隔壁的完整组成部分，界定了每个结构主体的不同部分内的多个中空孔洞；

图6是图4和图5所示的结构主体的侧视图；

图7是图1的标识器所使用的壳状外壳的等距视图；

图8是图1的标识器作为反射面使用的一个典型的晶体板部件的俯视图。

具体实施方式

如图1-8所示，公路标识器10具有一个单块中空结构主体7，焊接在一个壳状外壳5上。壳状外壳5由一种高度抗冲击的热塑性材料制成，如具有良好的抗冲击能力和高度光学反射性的聚碳酸酯或丙稀酸。图1和图7展示了一个具有两个倾斜面的壳状外壳5，每个倾斜面带有反射晶体部件2，在内表面2b和带有指握区域4的一个多角度的面内完整地包含向后反射元素。

图8展示了反射晶体部件2的一个首选的几何结构，但没有精确描述立方角反射元素2b的类型。晶体部件2具有突起的分隔壁2d，用来粘着在一个相应位置的承载壁上，该承载壁位于结构主体7内。分隔壁2d界定了立方角向后反射元素。壳状外壳5由两种材料或色彩构成，一个不透明的主体部分具有一个水平的顶部表面3，两个多角度的面均带有一个指握区域4和两个倾斜的面，至少一个透明的面包含反射晶体部件2，用来向后反射来往车辆的灯光。壳状外壳5包含一个内表面，它完整地具有多个层次的水平凹槽，用来垂直熔接上述结构主体7内的能量分配器6，从而提高外壳5和结构主体7之间的焊接牢固性。

透明的反射晶体部件2可以作为壳状外壳5的不透明主体部分的一个完整组成部分，经过一种通常被称为双螺杆浇铸过程浇铸而成，2个螺杆一前一后将不同颜色的聚合物浇铸到卡紧模中。或者，壳状外壳5的整个不透明部分在一个预先成型的透明反射晶体部件2的外围位置浇铸而成。

中空的结构主体7通常是坚固的，完整地构成一个具有一个完全封闭的底面7b的单块部件。

图2和图4-6展示了完整成型的结构主体7的顶部侧面和正面视图，该结构主体具有两个区域，一个密封的平坦的底部区域7b，带有粗糙的略微凹陷的表面，用来使公路标识器牢固地附着在公路表面，它的上部区域包括结构主体7的顶部内的多个中空孔洞9构成，由承载壁6水平界定，两个有角度的面和两个倾斜的面，精确地采用了壳状外壳5的内表面的外形。

多个中空孔洞8完整地包含在结构主体的侧面和表面内，具有多种大小和形状。

结构主体7中空的上部表面与壳状外壳5的内表面大小相符。

单块成型的中空结构主体7被声波焊接在壳状外壳5的内壁上，从而使晶体部件2的每个蜂窝状区域2b内的立方角反射元素在相应构成的中空孔洞8内自由地实现功能。

当使用声波焊接方法时，将承载分隔壁6的楔形的顶部部分震动熔接在界定反射晶体部件内部的突起的壁2d上，并将其熔接在多层凹槽2e上，这些凹槽水平分布在壳状外壳5的内表面上。

目前，有一些厂家使用与本发明类似的壳状外壳，主要基于Heenan的3,332,327号专利、Balent的3,409,344号专利、Hedgewick的5,002,424号专利或申请人的4,726,706号专利，这些专利都采用树脂填充材料，例如环氧材料来制造结构主体。

本发明中的公路标识器制造方法是环保的，它提供了最大的标识器底面区域，用来附着在公路表面，由于单块中空结构主体7的浇铸方法成本较低，因此这种制造方法是节省成本的。

本发明的范围不限于本例中的壳状外壳5或结构主体7。

在每个承载壁6顶部完整成型的楔形能量分配器界定了一个蜂窝状空气间隙或孔洞8和9。每个蜂窝状空气间隙8包含多个立方角反射元素2b，从而使立方角反射元素2b的最大部分能够自由而有效地实现其功能。

可以使用不同的粘着方法来将单块成型的结构主体7焊接在一个壳状外壳5上。最好使用声波焊接的方法，或者使用一种适宜的透明粘合剂。

热塑性聚合体如丙稀酸或聚碳酸酯具有所需的光学透明性和抗冲击性，用来构成反射晶体部件2，不透明的壳状外壳5和结构主体7。

Balint等人的3,409,344号中描述的壳状外壳已经被一些公路标识器的制造商频繁使用。这种与本发明中的壳状外壳5类似的壳状外壳需要将光学反射晶体部件如2声波焊接到一个不透明的有色ABS壳状外壳上，从而为公路标识器构成一个不透明的外壳。

这种壳状外壳5通常使用的立方角反射元素2b被作为标准型的立方角反射元素，每个反射元素具有3个表面，一个表面需要与壳状外壳5的倾斜面构成约30度的角。

但是，建议使用较细或较小的微型立方角棱柱来增强向后反射性，并减少焊接区域内的立方角反射棱柱的损失。

如果能够与相应的壳状外壳5的材料兼容，可以使用可重复利用的ABS、丙稀酸树脂或聚碳酸酯塑胶来构成结构主体7，这些材料将要被焊接在壳状外壳5上以构成本发明中的公路标识器。通常，制造这种中空结构主体7所需的工具是一个简单的浇铸模具。不需要额外的面或其它运动机件。

将单块中空结构主体7粘着在壳状外壳5上的方法是：将一种很薄的热硬化性粘着材料涂在中空结构主体7的上表面，然后牢固地将壳状外壳5插入到这个粘着表面上。

最好使用声波焊接来将单块中空结构主体7固定在壳状外壳5的内部，从而构成公路标识器10。

将结构主体7的楔形能量分配器6直接熔接在壳状外壳5的内表面内的水平表面上的其它好处是使反射元素在中空孔洞8内保持封闭。

可以理解，可以在不脱离附件中的权利要求的范围的情况下对本发明进行不同的变化或修改。所有的修改必须复合本发明的真实范围及宗旨。以前的工艺在浇铸公路标识器的结构主体前需要对壳状外壳内的反射元素进行金属化，本发明消除了这样的需要。本发明的范围不限于图1-6中展示的结构主体的设计。应当理解，本发明的范围也适用于此处没有描述的结构主体的其它设计。

可以在不脱离权利要求的范围内对本发明的中空结构主体或壳状外壳的设计进行细微的修改，并且可以用浇铸的壳状外壳代替其它公路标识器制造工艺中使用的树脂主体，例如(但不限于)Heenan的美国第3,332,327号专利、Balint的美国第3,409,344号专利或Hidgewick的美国第5,002,424号专利中所描述的例子。

Claims (7)

1、一个反射式公路标识器，由以下部分构成：

一个通常是矩形的壳状中空外壳，具有两个向上倾斜的反射面，包括一个透明的向后反射晶体部件和两个多角度的面，每个面包含一个指握区域；以及

一个中空的结构支撑部件，用来为上述壳状外壳提供结构主体，上述支撑部件完整地包含一个封闭的底部表面，具有横向的承载分隔壁，界定了上述支撑部件内的多个中空孔洞，上述分隔壁完整地具有楔形的顶部，作为能量分配器用来与上述壳状外壳的内部进行连接。

2、权利要求1中的反射式公路标识器，其特征是上述壳状外壳完整地具有内表面，在其内表面上具有多层水平凹槽，用来对上述结构支撑部件内的上述能量分配器进行声波焊接和连接。

3、权利要求1中的反射式公路标识器，其特征是上述晶体部件完整地具有突起的分隔壁，界定了上述晶体部件内的蜂窝状反射区域，并为上述结构支撑部件的声波焊接提供熔接参数。

4、权利要求1中的反射式公路标识器，其特征是上述晶体部件的外表面涂有耐磨的树脂涂层化合物，用来提高向后反射元素的抗摩擦性和耐久性。

5、制造反射式公路标识器的一种方法，该标识器具有一个壳状外壳，声波焊接在一个中空结构主体上，上述方法包括以下步骤：

a)提供一个通常是矩形的反射壳状外壳，该壳状外壳具有一个向上倾斜的外表面，包含至少一个透明反射晶体部件，上述外壳是完整浇铸而成，包含上述晶体部件，或者上述外壳位于一个预先成型的透明反射晶体部件的外围；

b)提供一个单体浇铸的中空结构主体，该结构主体完整地包括一个粗糙且封闭的平坦的底部表面和上部中空区域，由分隔及承载壁的横向楔形顶部表面界定；

c)将上述中空结构主体插入壳状外壳中，将上述单块中空结构主体声波焊接在上述壳状外壳的内表面上，从而保持封闭在上述中空结构主体内的上述晶体部件内的向后反射晶体元素；并且

d)提供耐磨的树脂涂层化合物，用来覆盖和密封上述壳状外壳的外表面。

6、权利要求5中的方法中，其特征是上述中空结构主体被声波焊接在上述壳状外壳的内表面内的多层水平凹槽上，从而构成所需的反射式公路标识器。

7、权利要求5中的方法中，其特征是壳状外壳的整个外表面或反射面可以被涂上耐磨的树脂涂层化合物。

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