KR101600035B1 - 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법은 상기 표현부에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부를 설계하는 표현부 디자인 및 설계공정과; 디자인된 로고를 인쇄하고 코팅 접착하며, 표현물베이스판, 표현물베이스판보강판 및 홀딩고무판을 제작한 후 상기 표현부를 제작하는 표현부 제조공정과; 상기 표현부를 상기 자동로봇침직기계에 세팅한 후 자동 침직하고, 자동침직 완료된 것을 상기 플라스틱 광섬유 후면을 방수하고 상면을 커팅하는 전달부 자동침직공정과; 상기 LED를 직, 병렬로 조합하여 색삭별로 PCB를 조립하고, LED에 수축튜브를 조립하며 상기 LED광원제어부를 완성시키고, 상기 표현부와 조립하여 광섬유조명조립체를 완성시키는 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정과; 상기 방수외장부의 전면커버와 베이스를 제조하고, 상기 광섬유조명조립체를 상기 방수외장부에 조립시켜 광섬유조명모듈을 만드는 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정과; 상기 전원부의 각 부속을 조립하는 전원부 제조공정과; 상기 광섬유조명모듈과 전원부를 연결하여 광섬유조명장치를 완성시킨 후, 시험가동하여 검사하는 광섬유조명장치 완성공정으로 구성되며, 상기 광섬유 조명장치에서 상기 광섬유를 침직할 때 자동로봇침직기계를 이용한 자동로봇공법을 사용하며, 면 조명효과가 가능케 하기 위하여 상기 광섬유는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용하고, 상기 자동로봇침직기계는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며, 상기 자동로봇침직기계의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용한다.
본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따르면 자동로봇공법으로 조명물의 크기와 로고에 따라 침직된 광섬유의 간격을 자유자재로 조정하여 면조명 효과를 효율적이고 경제적으로 표현할 수 있어 조명의 시인성을 극대화 하고, 대형 중소형 광섬유 조명장치도 자유롭게 제작가능하며, 수작업공법으로의 LED조명보다 전력소모가 약 1/6 수준으로 유지비가 적게 들고, 조명장치가 외부의 온도 변화 및 태양의 자외선으로 보호될 수 있고 방수외장부를 가져 내구성이 높으며, 제작이 쉬워 저렴하게 상용화를 할 수 있는 장점이 있다.

Description

자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법{Manufacturing Method of Optical Fiber LED Lighting Device Based on Auto Robot System}

본 발명은 광섬유 조명장치 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 점 및 선 조명 효과를 표현하는 수작업공법 LED 조명장치와 수작업공법 광섬유조명 장치를 자동 로봇공법을 이용하여 면 조명 표현이 가능하게 한 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법에 관한 것이다.

광섬유 LED 조명장치는 선전 광고, 상표, 등이 앞면에 인쇄되고 뒷면에 접착제 등의 고정수단이 구비되며 광섬유가 이식되어서, 야간에 사람들이 인식하여 주의를 주는 조명 기능, 야간에 사용자의 주위를 조명하는 기능, 타인에게 자신의 위치를 시각적으로 알리는 기능, 야간에 자신이 착용하고 있는 의류나 가방에 부착되어 있는 상표패널을 타인에게 부각시키는 기능 등을 갖추는 표식패널이다.

기존의 LED 조명장치는 아래의 2가지 제조방법으로 제조한 조명장치이다.

첫번째 제조방법은 예시된 도 20과 같이 원형 LED에 빛의 확산을 위하여 직경 약 25mm 정도의 확산캡 을 씌운 후, 미리 뚫어 놓은 LED 베이스에 수작업으로 확산캡이 씌워진 LED를 각각 LED 간의 최소 센터간격을 60mm 정도로 하여서, 판넬에 수작업으로 삽입하여, 점 및 선 조명효과를 표현하고 있는 “수작업공법 LED조명”이다.

두번째 제조방법은 예시된 도 21와 같이 종래에 철사와 비슷한 물성을 지닌 직경 1mm 광섬유만 사용하여 광섬유간의 삽입 최소 거리를 10mm 정도로 하여서, 판넬에 수작업으로 조립하여, 점 및 선 조명 효과을 표현하고 있는 "수작업공법 광섬유조명" 등의 기존 제조방법 제시되고 있다.

상기 “수작업공법 LED조명”LED간 의 중심 거리가 약60mm 정도로서, LED가 LED베이스 에 수작업으로 삽입되어서 그결과로 도 20에 예시된 야간표현과 같이 점조명 효과를 표현하고 있으며, 조명의 표현이 LED자체의 점발광을 하다 보니, 표현하고자 하는 조명의 로고(상징)을 인식할수 없고, 불빛 만 반짝 거려, 시인성은 떨어 진다.

도 20에 예시된 바와 같이 30개의 LED를 수작업 으로 직병렬 로 연결하다 보니, 회로가 복잡하여 고장율이 높고 전력 소모도 많아진다.

도 20에 예시된 바와 같이 “수작업공법 LED 조명"은 LED베이스로부터 LED가 조립된 확산캡이 LED베이스 표면 으로부터 돌출되어 튀어 나와 있다.

그 관계로 광원인 LED가 조립된 확산캡이 외부 충격으로부터 취약하여, 광원인 LED가 파손될 우려가 있고, 또한 실외 설치시 이물질 등 이 돌출되어 튀어 나와 있는 부분에 걸리므로, 조명 효과를 떨어 트림과 동시에 청소가 어려운 점이 있다.

상기 수작업공법 광섬유조명의 구조는 도 21에 도시된 것과 같이 내경 직경 1mm X 노출외경 직경 2.5mm 전체외경 직경 5mm의 광섬유홀더의 내경 직경 1mm에 같은 물성이 철사와 비슷한 직경 1mm 광섬유를 도 2와 같이 광섬유홀더에 삽입한 후, 수작업으로 에폭시 접착제를 도포하여, 광섬유홀더와 광섬유를 접합 후, 건조 시킨 후 광섬유홀더를 삽입할 베이스홈(직경 2.5mm)을 미리 뚫어 놓은 베이스판에 관섬유가 삽입된 광섬유홀더를 수작업 으로 일일이 삽입한 후에, 다시 일일이 수작업으로 에폭시 접착제를 도포 하여, 베이스판 과 광섬유가 접합된 광섬유홀더 를 접합후 건조를 시켜서 수작업 광섬유조명 모듈을 만들고 있다.

그결과로 종래의 "수작업공법 광섬유조명"은 1. 상기 광섬유홀더의 구조로 인하여, 광섬유의 삽입최소거리가 약 10mm정도 유지를 할 수밖에 없는 구조를 지닌다. 이는 빛을 발하는 조명 부위를 잘 채우지 못하여, 선조명의 효과 박에 내지 못하므로 대형 조명에 는 적합하나, 중소형 조명에는 적용이 어렵다

2. 일일히 수작업으로, 광섬유홀더에 광섬유를 삽입한 후 에폭시 접착한 후, 건조 공정을 거친 후, 일일히 수작업으로 광섬유가 삽입접합 된 광섬유홀더를, 베이스판에 삽입하고 접합시키는 공정을 수행하므로, 제조공정에 시간이 많아 소요된다. 수작업으로 인한 제품의 균일한 품질확보가 어렵고, 대량생산이 어려워지므로 가격이 비쌀 수 밖에 없다.

3. 에폭시 접합 처리시, 작업 시간이 많이 소요 됨에 따라 작업자가 유해 물질에 오래 노출되어 있으므로, 작업시 세심한 주의를 필요로 한다

4. ”수작업공법 광섬유조명”은 도 2에 예시된 바와 같이, 조명의 구조상 광섬유 Φ1mm가 삽입된 광섬유 홀더를 베이스판에 삽입하는 구조로서, 광섬유 Φ1mm가 삽입된 광섬유홀더를 베이스가 지탱하기 위해서는, 베이스의 재질을 AL판 으로 제작하기 때문에 중량이 많이 나간다,

AL판으로 제작되어 있는 베이스를 지탱하기 위해서는 외장 케이스도 중량물 을 사용 할 수 밖에 없어서, 제품의 설치가 어렵다.

5. 도 21에 예시된 바와 같이 “수작업공법 광섬유조명"은, 광섬유가 접합된 광섬유 홀 및 광섬유가 베이스판 표면으로부터 돌출되어 튀어 나와 있다.

그 관계로 돌출된 광섬유와 돌출된 광섬유홀더가 외부 충격으로부터 취약하여, 또한 자외선을 직접 노출되어 있어 파손될 우려가 있고, 또한 실외 설치시 이물질 등이 돌출되어 튀어 나와 있는 부분에 걸리므로, 조명 효과를 떨어뜨림과 동시에 청소가 어려운 점이 있다.

1. 한국 등록특허공보 제10-1481636 (등록일 : 2015년 01월 06일) 여러 종류의 소재에 적용 가능한 광섬유 LED 조명모듈 및 그 제조방법 2. 한국 등록특허공보 제10-1265495 (등록일 : 2013년 05월 06일) 광섬유를 통해 빛을 발산하는 도로 안전 조명기구 및 이의 제조방법 3. 한국 등록특허공보 제10-0757003 (등록일 : 2007년 09월 03일) 광섬유 적용 모듈의 제조방법 4. 한국 등록특허공보 제10-1165624 (등록일 : 2012년 07월 09일) 광섬유를 이용한 유연한 조명 장치를 제조하는 방법

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자동로봇침직기계를 이용한 자동로봇공법을 사용하여, 직경 0.5mm 이하의 광섬유를 사용하고, 필요에 따라 광섬유 간의 중심거리를 2mm 간격 이하로 자동침직하여 면조명 효과에 의해 표현을 다양하게 할 수 있으며, 제작이 쉽고 저렴하게 상용화를 할 수 있는 면 조명 효과가 가능한 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 광섬유 조명장치 제조방법은 표현부에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부를 설계하는 표현부 디자인 및 설계공정과; 디자인된 로고를 인쇄하고 코팅 접착하며, 표현물베이스판, 표현물베이스판보강판 및 홀딩고무판을 제작한 후 상기 표현부를 제작하는 표현부 제조공정과; 상기 표현부를 상기 자동로봇침직기계에 세팅한 후 자동침직공법으로 자동 침직하고, 자동침직 완료된 것을 상기 광섬유 후면을 방수하고 상면을 커팅하는 전달부 자동침직공정과; 상기 LED를 직, 병렬로 조합하여 색상별로 PCB를 조립하고, 상기 LED에 수축튜브를 조립하며 상기 LED광원제어부를 완성시키고, 상기 표현부와 조립하여 광섬유조명조립체(A1)를 완성시키는 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정과; 상기 방수외장부의 전면커버와 베이스를 제조하고, 상기 광섬유조명조립체를 상기 방수외장부에 조립시켜 광섬유조명모듈을 만드는 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정과; 상기 전원부의 각 부속을 조립하는 전원부 제조공정과; 상기 광섬유조명모듈과 전원부를 연결하여 광섬유 조명장치를 완성시킨 후, 시험가동하여 검사하는 광섬유조명장치 완성공정으로 구성된다.

상기 광섬유 조명장치는 자동로봇침직기계를 이용한 자동로봇공법을 사용하여 상기 광섬유를 침직하며, 면 조명효과가 가능케 하기 위하여 상기 광섬유는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용한다.

상기 자동로봇침직기계는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며, 상기 자동로봇침직기계의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용한다.

본 발명의 광섬유 조명장치는 LED 광원유니트에서 발생하는 빛이 광섬유를 통해 조명되며, 침직이 가능한 재질에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착으로 디자인을 표현하고, 표현된 디자인에 상기 광섬유를 자동으로 침직하여 상기 광섬유의 말단에서 나오는 조명빛으로 디자인이 야간에 표현되며, 면 조명 효과가 가능한 표현부와; 자동로봇침직기계를 사용하여 상기 광섬유를 CNC(Computer Numerical Control) 프로그램에 따라 상기 표현부의 디자인 위에 자동으로 삽입하고, 상기 광섬유를 디자인에 맞게 분류해 놓아 여러가지 색상을 상기 표현부로 전달하는 전달부와; 여러가지 색상의 LED(Light Emitting Diode)를 소비전류를 최소화 하고 효율을 높이기 위하여 직렬 또는 병렬로 연결하여 상기 LED의 빛을 상기 광섬유로 전달하는 LED 광원부와, 상기 LED를 제어하는 제어부로 이루어진 LED광원제어부와; 상기 표현부, 전달부 및 LED광원제어부가 조립되어 내장되어 외부의 충격과 수분으로부터 보호하며, 상기 표현부에 따라 여러가지 형태로 제작되고, 케이스 역할을 하며 알루미늄 재질로 된 방수외장부와; 상기 LED광원제어부에 전원을 공급하며, 독립형 태양광 시스템을 적용하여 DC 전원이 공급되거나, 교류전원을 스위칭 회로를 이용하여 직류출력 전압을 얻는 SMPS(Switched Mode Power Supply)를 통해 DC 전원이 공급되는 전원부로 구성된다.

상기 표현부는 디자인이 표현되기 위하여 표면에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡) 또는 반사지 접착 방법이 시행되며, 베이스를 이루는 표현물베이스판과; 표현할려는 내용이 로고로 디자인되어 상기 표현물베이스판의 상부에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착의 방법으로 표현되는 로고부와; 상기 표현물베이스판의 후면에 부착되며, 상기 로고부가 차지하는 면적과 동일한 크기이고, 연경질 재질로 상기 광섬유 침직 후 상기 광섬유의 상단을 1차 홀딩해주는 홀딩고무판과; 상기 표현물베이스판를 외부의 온도변화에 따른 수축 및 팽창을 방지하기 위하여 상기 표현물베이스판의 후면에 부착되어 상기 표현물베이스판과 홀딩고무판을 보강해주는 표현물베이스판보강판로 구성된다.

상기 방수외장부는 상기 광섬유 조명장치를 여러 가지 형태의 모양으로 만들기 위해 기본틀이 되며 알루미늄 재질로 제작되고, 4면을 감싸고 일단에 상기 표현부와 전달부 및 LED광원제어부가 얹히는 4개의 베이스 압출바와 상기 베이스 압출바의 타단에 끼워지는 베이스판으로 구성된 베이스와; 상기 베이스의 일단 외부를 감싸며, 체결나사와 상기 베이스와 결합되고, 프레임 역할을 하며, 4개의 전면커버 압출바로 된 전면커버와; 상기 전면커버에 끼워지고, 상기 표현부에서 발산되는 빛이 스크린 효과로 상이 맺히게 하여 측면에서의 시인성을 좋게 하며, 정면에서는 발산되는 빛이 통과되기 위하여 투명체인 투명PC판으로 구성된다.

상기 베이스와 전면커버의 말단이 만나는 외부 부분과, 상기 전면커버와 투명PC판이 만나는 외부 부분은 방수를 위해 실리콘으로 방수처리한 실리콘 방수부가 형성되고, 상기 베이스 압출바에는 상기 표현부가 얹히는 표현부받침턱과, 상기 베이스판을 끼우는 베이스판 끼움홈이 형성되며, 상기 전면커버 압출바에는 상기 투명PC판이 끼워지는 PC판 끼움홈이 형성된다.

상기 표현부 디자인 및 설계공정은 표현할려고 하는 로고를 디자인하는 로고 디자인공정과; 로고에 대한 침직포인트 라인을 디자인하는 침직포인트 라인 디자인공정과; 상기 침직포인트 라인을 포인트(Point)화 및 상기 자동로봇침직기계에서 수치제어하기 위해 NC(Numerical Control) 데이타화하는 포인트화 및 NC데이타화공정과; 상기 표현물베이스판을 디자인하는 표현물베이스판 디자인 설계공정과; 상기 표현물베이스판보강판을 디자인하는 표현물베이스판보강판 디자인 설계공정과; 상기 홀딩고무판을 디자인하는 홀딩고무판 디자인 설계공정으로 구성된다.

상기 표현부 제조공정은 디자인된 상기 로고를 인쇄가 가능한 고휘도반사지를 포함한 여러 재질 및 형태를 균일화를 가능하게 하기 위하여 실사기를 이용해 인쇄하고, 인쇄의 내구성을 증진시키기 위하여 인쇄 후 코팅기계로 인쇄물 위에 코팅하여 상기 로고부를 제작하는 로고부 제작공정과; 자동로봇침직기계의 침직중공니들이 삽입 가능한 재질을 사용하며, 상기 로고부와 같은 사이즈로 상기 표현물베이스판을 제작하는 표현물베이스판 제작공정과; 상기 표현물베이스판보강판을 제작하는 표현물베이스판보강판 제작공정과; 상기 홀딩고무판을 제작하는 홀딩고무판 제작공정과; 상기 로고부를 상기 표현물베이스판에 압착롤러를 이용해 가압하여 접착한 후 상기 표현물베이스판 후면에 상기 표현물베이스판보강판과 홀딩고무판을 접착후, 압착롤러를 이용해 가압해서 접착하여 상기 표현부를 제작하는 표현부 조립제작공정으로 구성된다.

상기 전달부 자동침직공정은 상기 표현부를 상기 자동로봇침직기계의 기계원점에 세팅하는 세팅공정과; 세팅된 표현부를 프로그램에 의해 상기 광섬유를 자동 침직하는 자동침직공정과; 자동침직 완료된 상기 광섬유의 후면 방수를 위해 에어건으로 접착제 비산방식으로 탄성이 있는 고무계열 접착제인 방수탄성접착제를 도포하는 방수탄성 접착제 도포공정과; 도포된 상기 방수탄성 접착제가 경화 완료된 후 상면의 상기 광섬유를 일정 길이만 남기고 커팅하는 광섬유 커팅공정과; 상기 광섬유를 광원별로 분류하는 광섬유 분류공정으로 구성된다.

상기 광섬유 분류공정은 상기 광섬유를 광원별로 다발로 분류하는 다발분류공정과; 수축튜브를 상기 광섬유 다발에 끼운 후 90도 정도 구부리는 공정과; 가열하여 수축튜브를 압축시키는 공정과; 절단기로 끝면을 매끄럽게 커팅하는 공정과; 다발의 끝면을 폴리싱하여 광섬유 다발을 완성시키는 폴리싱 공정으로 구성된다.

상기 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정은 라운드형 LED를 직렬 또는 병렬 조합하여, 상기 LED를 색상별로 PCB와 조립하는 PCB 조립공정과; 상기 LED에 원형 플라스틱 튜브를 삽입하고, 상기 광섬유 다발을 LED 광섬유 다발 결합용 수축튜브로 결합시키는 LED와 광섬유 다발 결합공정과; 상기 LED광원제어부와 표현부를 조립하여 광섬유조명조립체를 완성품으로 만드는 광섬유조명조립체 완성공정으로 구성된다.

상기 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정은 상기 전면커버를 제작하는 전면커버 제조공정과; 상기 베이스를 제작하는 베이스 제조공정과; 상기 방수외장부와 광섬유조명조립체를 조립하여 광섬유조명모듈을 완성시키는 광섬유조명모듈 완성공정으로 구성된다.

상술한 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법에 따르면 자동로봇공법으로 조명물의 크기와 로고에 따라 침직된 광섬유의 간격을 자유자재로 조정하여 면조명 효과를 효율적이고 경제적으로 표현할 수 있어 조명의 시인성을 극대화 하고, 대형 중소형 광섬유 조명장치도 자유롭게 제작가능하며, 수작업공법으로의 LED조명보다 전력소모가 약 1/6 수준으로 유지비가 적게 들고, 조명장치가 외부의 온도 변화 및 태양의 자외선으로 보호될 수 있고 방수외장부를 가져 내구성이 높으며, 제작이 쉬워 저렴하게 상용화를 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법 공정 순서도
도 2는 본 발명의 광섬유 조명장치가 자동로봇침직기계를 이용하여 면 조명 효과가 가능한 것을 설명하는 설명도
도 3은 표현부에 광섬유를 침직하여 전달부를 제조하는 자동로봇침직기계 사시도
도 4는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 디지인 및 설계공정 1 설명도
도 5는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 디지인 및 설계공정 2 설명도
도 6은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 제조공정 1 설명도
도 7은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 제조공정 2 설명도
도 8은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전달부 자동침직공정 1 설명도
도 9는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전달부 자동침직공정 2 설명도
도 10은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정 1 설명도
도 11은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정 2 설명도
도 12는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정 1 설명도
도 13은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정 2 설명도
도 14는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전원부 조립공정 설명도
도 15는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 전체 분해 설명도
도 16은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 전체 단면도
도 17은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 표현부 설명도
도 18은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 방수외장부 조립 개략도
도 19는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 방수외장부 분해 개략도
도 20은 수작업공법으로 제조한 종래의 LED 조명장치 설명도
도 21은 수작업공법으로 제조한 종래의 광섬유조명장치 설명도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법"에 관한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치의 제조방법 공정 순서도이며, 도 2는 본 발명의 광섬유 조명장치가 자동로봇침직기계를 이용하여 면 조명 효과가 가능한 것을 설명하는 설명도이고, 도 3은 표현부에 광섬유를 침직하여 전달부를 제조하는 자동로봇침직기계 사시도이며, 도 4는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 디지인 및 설계공정 1 설명도이고, 도 5는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 디지인 및 설계공정 2 설명도이며, 도 6은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 제조공정 1 설명도이고, 도 7은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 표현부 제조공정 2 설명도이며, 도 8은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전달부 자동침직공정 1 설명도이고, 도 9는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전달부 자동침직공정 2 설명도이며, 도 10은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정 1 설명도이고, 도 11은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정 2 설명도이며, 도 12는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정 1 설명도이고, 도 13은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정 2 설명도이며, 도 14는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따른 전원부 조립공정 설명도이고, 도 15는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 전체 분해 설명도이며, 도 16은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 전체 단면도이고, 도 17은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 표현부 설명도이며, 도 18은 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 방수외장부 조립 개략도이고, 도 19는 본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치에 따른 방수외장부 분해 개략도이며, 도 20은 수작업공법으로 제조한 종래의 LED 조명장치 설명도이고, 도 21은 수작업공법으로 제조한 종래의 광섬유조명장치 설명도이다.

도 1에 도시되어 있는 것 같이 면 조명 효과가 가능한 본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치(A)와 상기 광섬유 조명장치(A)의 제조방법은 아래와 같다.

상기 광섬유 조명장치(A)는 표현할려는 내용이 디자인된 부분을 LED(31)에서 발생하는 빛으로 광섬유(21)를 통해 조명하여 표현하는 장치이다.

상기 광섬유 조명장치(A)는 자동로봇침직기계(B)를 이용한 자동로봇공법을 사용하여 상기 광섬유(21)를 침직하며, 면 조명효과가 가능케 하기 위하여 상기 광섬유(21)는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용해야 한다.

상기 자동로봇침직기계(B)는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 한다.

단, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 삽입 최소거리는 2mm 이하이지만, 자동삽입 거리를 2mm 이하로 할 수 있고 2mm 이상으로 할 수도 있다.

즉, 조명의 크기, 형상 및 내용 에 따라서 도6-3에 예시되어 있는 바와 같이 자동 프로그램에 의하여 예를 들면 핀간격을 2.0mm 이하에서 8.5mm 사이에서 조절하여 면조명 효과를 나타낼 수도 있으며, 더 자유롭게 핀 간격을 조절하여 면 조명 효과를 나타낼 수 있다.

상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용한다.

상기 제조방법은 표현부(1)에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부(1)를 설계하는 표현부 디자인 및 설계공정과; 디자인된 로고를 인쇄하고 코팅 접착하며, 표현물베이스판(11), 표현물베이스판보강판(14) 및 홀딩고무판(13)을 제작한 후 상기 표현부(1)를 제작하는 표현부 제조공정과; 상기 표현부(1)를 상기 자동로봇침직기계(B)에 세팅한 후 자동 침직하고, 자동침직 완료된 것을 상기 광섬유(21) 후면을 방수하고 상면을 커팅하는 전달부 자동침직공정과; 상기 LED(31)를 직, 병렬로 조합하여 색삭별로 PCB를 조립하고, 상기 LED(31)에 수축튜브(22)를 조립하며 LED광원제어부(3)를 완성시키고, 상기 표현부(1)와 조립하여 광섬유조명조립체(A1)를 완성시키는 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정과; 방수외장부(4)의 전면커버(42)와 베이스(41)를 제조하고, 상기 광섬유조명조립체(A1)를 상기 방수외장부(4)에 조립시켜 광섬유조명모듈(A2)을 만드는 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정과; 상기 전원부(5)의 각 부속을 조립하는 전원부 제조공정과; 상기 광섬유조명모듈(A2)과 전원부(5)를 연결하여 광섬유조명장치(A)를 완성시킨 후, 시험가동하여 검사하는 광섬유조명장치 완성공정으로 구성된다.

도 15과 도 16에 도시되어 있는 것 같이 상기 광섬유 조명장치(A)는 LED(31)에서 발생하는 빛이 광섬유(Optical Fiber)(21)를 통해 조명되며, 침직(針織)이 가능한 재질에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착으로 디자인을 표현하고, 표현된 디자인에 상기 광섬유(21)를 자동으로 침직하여 상기 광섬유(21)의 말단에서 나오는 조명빛으로 디자인이 야간에 표현되며, 면 조명 효과가 가능한 표현부(1)와; 자동로봇침직기계(B)를 사용하여 상기 광섬유(21)를 CNC(Computer Numerical Control) 프로그램에 따라 상기 표현부(1)의 디자인 위에 자동으로 삽입하고, 상기 광섬유(21)를 디자인에 맞게 분류해 놓아 여러가지 색상을 상기 표현부(1)로 전달하는 전달부(2)와; 여러가지 색상의 LED(Light Emitting Diode)(31)를 소비전류를 최소화 하고 효율을 높이기 위하여 직렬 또는 병렬로 연결하여 상기 LED(31)의 빛을 상기 광섬유(21)로 전달하는 LED 광원부와, 상기 LED를 제어하는 제어부로 이루어진 LED광원제어부(3)와; 상기 표현부(1), 전달부(2) 및 LED광원제어부(3)가 조립되어 내장되어 외부의 충격과 수분으로부터 보호하며, 상기 표현부(1)에 따라 여러가지 형태로 제작되고, 케이스 역할을 하며 알루미늄 재질로 된 방수외장부(4)와; 상기 LED광원제어부(3)에 전원을 공급하며, 독립형 태양광 시스템을 적용하여 DC 전원이 공급되거나, 교류전원을 스위칭 회로를 이용하여 직류출력 전압을 얻는 SMPS(Switched Mode Power Supply)(51)를 통해 DC 전원이 공급되는 전원부(5)로 구성된다.

본 발명에 사용되는 광섬유는 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optical Fiber)이며, 코어(Core) 및 클레이드(Clade)로 이루어진다.

본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치(A)는 도 2-1에 도시되어 있는 것 같이 면 조명효과가 가능케 하기 위하여 상기 광섬유(21)는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용하고, 상기 자동로봇침직기계(B)를 사용해야 한다.

상기 자동로봇침직기계(B)는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용한다.

본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법에 따르면 자동로봇공법으로 조명물의 크기와 로고에 따라 침직된 광섬유의 간격을 자유자재로 조정하여 면조명 효과를 효율적이고 경제적으로 표현할 수 있어 조명의 시인성을 극대화 하고, 대형 중소형 광섬유 조명장치도 자유롭게 제작가능하며, 수작업공법으로의 LED조명보다 전력소모가 약 1/6 수준으로 유지비가 적게 들고, 조명장치가 외부의 온도 변화 및 태양의 자외선으로 보호될 수 있고 방수외장부를 가져 내구성이 높으며, 제작이 쉬워 저렴하게 상용화를 할 수 있다.

본 발명의 광섬유 조명장치는 면 조명을 가능케 하기 위하여 상기 광섬유(21)는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용하고, 상기 자동로봇침직기계(B)를 사용하여 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하로 할 수 있게 하며, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용하여 자동 삽입 최소거리를 2mm 이하로 할 수 있게 한 것이 핵심 내용이며, 각각의 구성요소를 상기 전달부(2)를 자동침직공정으로 제작할 수 있게 하여 면 조명이 가능하게 하였다.

도 2에 도시되어 있는 것 같이 면 조명 효과가 가능한 본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치는 도 2-1-3에 예시되어 있는 바와 같이 특수하게 제작되어 있는 상기 표현부(1)에 도 2-1-1과 도 2-1-2 와 같이 자동로봇침직기계(B)에 입력된 자동 프로그램으로, 광섬유(21)를 최단거리 2mm 간격으로 자동 삽입하여 예시된 LED 5개로 면 조명 달성한 도 2-2-1 및 LED 15개로 면 조명 달성한 도 2-2-2처럼, 면조명 효과의 표현이 가능하다

또한, 면조명 효과를 효율적 으로 하기 위하여, 도 2-3의 예시 와 같이, 조명물의 크기와 로고부(12)에 따라, 침식된 광섬유의 간격(핀 간격)을 자유자재로 조정을 하여 면조명 효과를 효율적이고 경제적으로 표현하여, 조명의 시인성을 극대화 하고, 대형,중소형 광섬유 조명도 자유롭게 제작가능하다.

즉, 자동삽입 거리를 2mm 이하로 할수 있고, 조명의 크기, 형상 및 내용 에 따라서 도6-3에 예시되어 있는 바와 같이 자동 프로그램에 의하여 핀 간격을 조절하여 면조명 효과를 나타낼 수 있다.

수작업이 아닌 상기 자동로봇침직기계(B)를 사용하여 1핀당 약 1.53sec의 생산 속도로, 프로그램에 의해 상기 광섬유(21)를 자동 삽입하므로, 광섬유 조명 제조시간을 획기적으로 줄임과 동시에 프로그램에 의한 자동작업으로 제품의 균일화를 통한 품질 확보가 가능하고, 대량생산이 가능해져서, 생산 COST가 저렴해지므로, 고가로 인식되었던 광섬유조명의 상용화를 실현 시킬 수 있다.

본 발명의 상기 광섬유(21) 접착 방식은 에폭시 접착 이 아닌 탄성이 있는 고무계열 접착제를 사용하므로, 작업자가 유해성 에서 벗어날 수 있고, 작업 방식도 도 2-1-3에 예시 되어 있는 바와 같이 에어건을 사용한 박막 도포 방식이므로 작업 시간이 매우 단축 된다.

면 조명 효과가 가능한 본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치는 도 2에 예시된 바와 같이, 조명의 구조상 ∮0.25~∮0.5mm 광섬유를 광섬유홀더가 없이 특수하게 경량으로 제작되어 있는 상기 표현부(1)에 직접 삽입하므로 상기 표현부(1)의 중량이 가벼우므로, 상기 방수외장부(4)도 경량으로 제작 할수 있어 전체 제품의 무게가 적게 나가므로 설치 시 작업이 용이하다.

상기 방수외장부(4)의 구조는 상기 표현부(1)를 외부의 온도변화에 대한 강도가 유지되고, 태양의 자외선으로부터 보호할 수 있는 투명PC판(43)과 베이스 압출바(411)과 전면커버 압출바(421)과 같이 알루미늄 압출바로 되어 있어 상기 표현부(1)을 보호하고 있다. 즉, 전면커버(42)로 상기 표현부(1) 를 보호 하고 있으므로 외부의 충격으로부터 상기 표현부(1)를 안전하게 보호할 수 있으며, 또한 표면이 돌출되어 있지 않아서 이물질이 걸릴 염려가 없고, 청소 및 유지보수가 매우 용이 하다.

도 3은 상기 표현부(1)에 상기 광섬유(21)를 침직하여 상기 전달부(1)를 제조하는 자동로봇침직기계 사시도로서, 상기 자동로봇침직기계(B)는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용하여 자동침직공정을 시행하여 면 조명이 가능하게 하였다.

단, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 삽입 최소거리는 2mm 이하이지만, 자동삽입 거리를 2mm 이하로 할 수 있고 2mm 이상으로 할 수도 있다.

즉, 조명의 크기, 형상 및 내용 에 따라서 도6-3에 예시되어 있는 바와 같이 자동 프로그램에 의하여 예를 들면 핀간격을 2.0mm 이하에서 8.5mm 사이에서 조절하여 면조명 효과를 나타낼 수도 있다.

도 17은 3가지 유형의 상기 표현부(1)을 도시하였고, 도시되어 있는 것 같이 상기 표현부(1)는 침직(針織)이 가능한 재질에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착으로 디자인을 표현하고, 표현된 디자인에 상기 광섬유(21)를 자동으로 침직하여 상기 광섬유(21)의 말단에서 나오는 조명빛으로 디자인이 야간에 표현되며, 면 조명 효과가 가능하다.

상기 표현부(1)는 디자인이 표현되기 위하여 표면에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡) 또는 반사지 접착 방법이 시행되며, 베이스를 이루는 표현물베이스판(11)과; 표현할려는 내용이 로고로 디자인되어 상기 표현물베이스판(11)의 상부에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착의 방법으로 표현되는 로고부(12)와; 상기 표현물베이스판(11)의 후면에 부착되며, 상기 로고부(12)가 차지하는 면적과 동일한 크기이고, 연경질 재질로 상기 플라스틱 광섬유(21) 침직 후 상기 플라스틱 광섬유(21)의 상단을 1차 홀딩해주는 홀딩고무판(13)과; 상기 표현물베이스판(11)를 외부의 온도변화에 따른 수축 및 팽창을 방지하기 위하여 상기 표현물베이스판(11)의 후면에 부착되어 상기 표현물베이스판(11)과 홀딩고무판(13)을 보강해주는 표현물베이스판보강판(14)으로 구성된다.

상기 표현부(1)는 상기 표현부(1)에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부(1)를 설계하는 표현부 디자인 및 설계공정과; 디자인된 로고를 인쇄하고 코팅 접착하며, 표현물베이스판, 표현물베이스판보강판 및 홀딩고무판을 제작한 후 상기 표현부를 제작하는 표현부 제조공정으로 제작된다.

도 18과 도 19에 도시되어 있는 것 같이 상기 방수외장부(4)는 상기 표현부(1), 전달부(2) 및 LED광원제어부(3)가 조립되어 내장되어 외부의 충격과 수분으로부터 보호하며, 상기 표현부(1)에 따라 여러가지 형태로 제작되고, 케이스 역할을 하며 알루미늄 재질로 제작된다.

상기 방수외장부(4)는 상기 광섬유 조명장치(A)를 여러 가지 형태의 모양으로 만들기 위해 기본틀이 되며 알루미늄 재질로 제작되고, 4면을 감싸고 일단에 상기 표현부(1)와 전달부(2) 및 LED광원제어부(3)가 얹히는 4개의 베이스 압출바(411)와 상기 베이스 압출바(411)의 타단에 끼워지는 베이스판(412)으로 구성된 베이스(41)와; 상기 베이스(41)의 일단 외부를 감싸며, 체결나사(422)로 상기 베이스(41)와 결합되고, 프레임 역할을 하며, 4개의 전면커버 압출바(421)로 된 전면커버(42)와; 상기 전면커버(42)에 끼워지고, 상기 표현부(1)에서 발산되는 빛이 스크린 효과로 상이 맺히게 하여 측면에서의 시인성을 좋게 하며, 정면에서는 발산되는 빛이 통과되기 위하여 투명체인 투명PC판(43)으로 구성된다.

상기 베이스(41)와 전면커버(42)의 말단이 만나는 외부 부분과, 상기 전면커버(42)와 투명PC판(43)이 만나는 외부 부분은 방수를 위해 실리콘으로 방수처리한 실리콘 방수부(44)가 형성된다.

상기 베이스 압출바(411)에는 상기 표현부(1)가 얹히는 표현부받침턱(4111)과, 상기 베이스판(412)을 끼우는 베이스판 끼움홈(4112)이 형성된다.

상기 전면커버 압출바(421)에는 상기 투명PC판(43)이 끼워지는 PC판 끼움홈(4211)이 형성된다.

면 조명 효과가 가능한 본 발명의 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치(A)의 제조방법을 메인 공정별로 설명은 아래와 같다.

도 4과 도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 표현부 디자인 및 설계공정는 상기 표현부(1)에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부(1)를 설계하는 공정으로, 표현할려고 하는 로고를 디자인하는 도 4-1의 로고 디자인공정과; 상기 로고에 대한 침직포인트 라인을 디자인하는 도 4-2의 침직포인트 라인 디자인공정과; 상기 침직포인트 라인을 포인트(Point)화 및 상기 자동로봇침직기계(B)에서 수치제어하기 위해 NC(Numerical Control) 데이타화하는 도 4-3의 포인트화 및 NC데이타화공정과; 상기 표현물베이스판(11)을 디자인하는 도 4-4의 표현물베이스판 디자인 설계공정과; 상기 표현물베이스판보강판(14)을 디자인하는 도 5-1의 표현물베이스판보강판 디자인 설계공정과; 상기 홀딩고무판(13)을 디자인하는 도 5-2의 홀딩고무판 디자인 설계공정으로 구성된다.

도 6과 도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 표현부 제조공정은 디자인된 상기 로고를 인쇄가 가능한 고휘도반사지를 포함한 여러 재질 및 형태를 균일화를 가능하게 하기 위하여 실사기를 이용해 인쇄하고, 인쇄의 내구성을 증진시키기 위하여 인쇄 후 코팅기계로 인쇄물 위에 코팅하여 상기 로고부를 제작하는 도 6-1의 로고부 제작공정과; 상기 자동로봇침직기계(B)의 침직중공니들이 삽입 가능한 재질을 사용하며, 상기 로고부(12)와 같은 사이즈로 상기 표현물베이스판(11)을 제작하는 도 6-2의 표현물베이스판 제작공정과; 상기 표현물베이스판보강판(14)을 제작하는 도 6-3의 표현물베이스판보강판 제작공정과; 상기 홀딩고무판(13)을 제작하는 도 6-4의 홀딩고무판 제작공정과; 상기 로고부(12)를 상기 표현물베이스판(11)에 압착롤러를 이용해 가압하여 접착한 후 상기 표현물베이스판(11) 후면에 상기 표현물베이스판보강판(14)과 홀딩고무판(13)을 접착후, 압착롤러를 이용해 가압해서 접착하여 상기 표현부(1)를 제작하는 도 7-1의 표현부 조립제작공정으로 구성된다.

도 8와 도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 전달부 자동침직공정은 상기 표현부(1)를 상기 자동로봇침직기계(B)의 기계원점에 세팅하는 도 8-1의 세팅공정과; 세팅된 상기 표현부(1)를 프로그램에 의해 상기 광섬유(21)를 자동 침직하는 도 8-2의 자동침직공정과; 자동침직 완료된 상기 광섬유(21)의 후면 방수를 위해 에어건으로 접착제 비산방식으로 탄성이 있는 고무계열 접착제인 방수탄성접착제를 도포하는 도 9-1-1의 방수탄성 접착제 도포공정과; 도포된 상기 방수탄성 접착제가 경화 완료된 후 상면의 상기 광섬유(21)를 일정 길이만 남기고 커팅하는 도 9-1-2의 광섬유 커팅공정과; 상기 광섬유(21)를 광원별로 분류하는 도 9-2의 광섬유 분류공정으로 구성된다.

상기 자동로봇침직기계(B)는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용하여 자동침직공정을 시행해야 한다.

단, 상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 삽입 최소거리는 2mm 이하이지만, 자동삽입 거리를 2mm 이하로 할 수 있고 2mm 이상으로 할 수도 있다.

즉, 조명의 크기, 형상 및 내용 에 따라서 도6-3에 예시되어 있는 바와 같이 자동 프로그램에 의하여, 예를 들면 핀간격을 2.0mm 이하에서 8.5mm 사이에서 조절하여 면조명 효과를 나타낼 수도 있으며, 더 자유롭게 핀 간격을 조절하여 면 조명 효과를 나타낼 수 있다.

상기 광섬유 분류공정은 상기 광섬유(21)를 광원별로 다발로 분류하는 다발분류공정과; 수축튜브(22)를 상기 광섬유 다발(211)에 끼운 후 90도 정도 구부리는 공정과; 가열하여 상기 수축튜브(22)를 압축시키는 공정과; 절단기로 끝면을 매끄럽게 커팅하는 공정과; 다발의 끝면을 폴리싱하여 광섬유 다발(211)을 완성시키는 폴리싱 공정으로 구성된다.

도 10과 도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정은 라운드형 LED(31)를 직렬 또는 병렬 조합하여, 상기 LED(31)를 색상별로 PCB와 조립하는 도 10-1의 PCB 조립공정과; 도 10-2-1과 같이 상기 LED(31)에 원형 플라스틱 튜브(311)를 삽입하고, 도 10-2-2와 같이 상기 광섬유 다발(211)을 LED 광섬유 다발 결합용 수축튜브(312)로 결합시키는 도 10-2의 LED와 광섬유 다발 결합공정과; 도 11의 상기 LED광원제어부(3)와 표현부(1)를 조립하여 광섬유조명조립체(A1)를 완성품으로 만드는 광섬유조명조립체 완성공정으로 구성된다.

도 12와 도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정은 도 12-1 상기 전면커버(42)를 제작하는 전면커버 제조공정과; 도 12-2의 상기 베이스(41)를 제작하는 베이스 제조공정과; 도 13과 같이 상기 방수외장부(4)와 광섬유조명조립체(A1)를 조립하여 광섬유조명모듈(A2)을 완성시키는 광섬유조명모듈 완성공정으로 구성된다.

도 14에 도시되어 있는 것 같이 상기 전원부 제조공정은 상기 전원부(5)의 각 부속을 조립하는 공정이다.

상기 전원부(5)는 상기 LED광원제어부(3)에 전원을 공급하며, 독립형 태양광 시스템을 적용하여 DC 전원이 공급되거나, 교류전원을 스위칭 회로를 이용하여 직류출력 전압을 얻는 SMPS(Switched Mode Power Supply)(51)를 통해 DC 전원이 공급된다.

즉, 상기 전원부(5)는 상기 광섬유조명모듈(A2)에 전원을 공급한다.

본 발명의 광섬유 조명장치(A)는 상기 광섬유조명모듈(A2)과 전원부(5)를 포함한 것이다.

상기 광섬유조명장치 완성공정은 상기 광섬유조명모듈(A2)과 전원부(5)를 연결하여 광섬유 조명장치(A)를 완성시킨 후, 상기 광섬유 조명장치(A)를 시험가동하여 검사하는 공정이다.

본 발명의 면 조명 효과가 가능한 광섬유 조명장치 제조방법에 따르면 자동로봇공법으로 조명물의 크기와 로고에 따라 침직된 광섬유의 간격을 자유자재로 조정하여 면조명 효과를 효율적이고 경제적으로 표현할 수 있어 조명의 시인성을 극대화 하고, 대형 중소형 광섬유 조명장치도 자유롭게 제작가능하며, 수작업공법으로의 LED조명보다 전력소모가 약 1/6 수준으로 유지비가 적게 들고, 조명장치가 외부의 온도 변화 및 태양의 자외선으로 보호될 수 있고 방수외장부를 가져 내구성이 높으며, 제작이 쉬워 저렴하게 상용화를 할 수 있는 장점이 있다.

A : 광섬유 조명장치 A1 : 광섬유조명조립체
A2 : 광섬유조명모듈 B : 자동로봇침직기계
1 : 표현부
11 : 표현물베이스판 12 : 로고부
13 : 홀딩고무판 14 : 표현물베이스판보강판
2 : 전달부
21 : 광섬유 211 : 광섬유 다발
22 : 수축튜브 23 : 원형
3 : LED광원제어부
31 : LED 311 : 원형 플라스틱 튜브
312 : LED 광섬유 다발 결합용 수축튜브
4 : 방수외장부
41 : 베이스 411 : 베이스 압출바
4111 : 표현부받침턱 4112 : 베이스판 끼움홈
412 : 베이스판 42 : 전면커버
421 : 전면커버 압출바 4211 : PC판 끼움홈
422 : 체결나사 43 : 투명PC판
44 : 실리콘방수부
5 : 전원부
51 : SMPS

Claims (6)

1. 표현할 내용을 LED(31)에서 발생하는 빛으로 광섬유(21)를 통해 조명하는 광섬유 조명장치(A)의 제조방법에 있어서,
   상기 광섬유 조명장치(A)는 자동로봇침직기계(B)를 이용한 자동로봇공법을 사용하여 상기 광섬유(21)를 침직하며, 면 조명효과가 가능케 하기 위하여 상기 광섬유(21)는 직경 0.25 ~ 0.5mm를 사용하고,
   상기 자동로봇침직기계(B)는 자동 삽입 최소거리가 2mm 이하이어야 하며,
   상기 자동로봇침직기계(B)의 자동 침직에 사용되는 니들은 내경 0.6~0.7mm 외경 0.85~0.95mm의 중공니들을 사용하고,
   상기 광섬유 조명장치(A)는 침직(針織)이 가능한 재질에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착으로 디자인을 표현하고, 표현된 디자인에 상기 광섬유(21)를 자동으로 침직하여 상기 광섬유(21)의 말단에서 나오는 조명빛으로 디자인이 야간에 표현되며, 면 조명 효과가 가능한 표현부(1)와;
   상기 자동로봇침직기계(B)를 사용하여 상기 광섬유(21)를 CNC(Computer Numerical Control) 프로그램에 따라 상기 표현부(1)의 디자인 위에 자동으로 삽입하고, 상기 광섬유(21)를 디자인에 맞게 분류해 놓아 여러가지 색상을 상기 표현부(1)로 전달하는 전달부(2)와;
   여러가지 색상의 LED(Light Emitting Diode)(31)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 상기 LED(31)의 빛을 상기 광섬유(21)로 전달하는 LED 광원부와, 상기 LED를 제어하는 제어부로 이루어진 LED광원제어부(3)와;
   상기 표현부(1), 전달부(2) 및 LED광원제어부(3)가 조립되어 내장되어 외부의 충격과 수분으로부터 보호하며, 상기 표현부(1)에 따라 여러가지 형태로 제작되고, 케이스 역할을 하며 알루미늄 재질로 된 방수외장부(4)와;
   상기 LED광원제어부(3)에 전원을 공급하며, 독립형 태양광 시스템을 적용하여 DC 전원이 공급되거나, 교류전원을 스위칭 회로를 이용하여 직류출력 전압을 얻는 SMPS(Switched Mode Power Supply)(51)를 통해 DC 전원이 공급되는 전원부(5)로 구성되며,
   상기 제조방법은 상기 표현부(1)에서 표현할 로고를 디자인하고, 상기 로고에 따라 상기 표현부(1)를 설계하는 표현부 디자인 및 설계공정과;
   디자인된 로고를 인쇄하고 코팅 접착하며, 표현물베이스판(11), 표현물베이스판보강판(14) 및 홀딩고무판(13)을 제작한 후 상기 표현부(1)를 제작하는 표현부 제조공정과;
   상기 표현부(1)를 상기 자동로봇침직기계(B)에 세팅한 후 자동침직공법으로 자동 침직하고, 자동침직 완료된 것을 상기 광섬유(21) 후면을 방수하고 상면을 커팅하는 전달부 자동침직공정과;
   상기 LED(31)를 직, 병렬로 조합하여 색상별로 PCB를 조립하고, 상기 LED(31)에 수축튜브(22)를 조립하며 상기 LED광원제어부(3)를 완성시키고, 상기 표현부(1)와 조립하여 광섬유조명조립체(A1)를 완성시키는 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정과;
   상기 방수외장부(4)의 전면커버(42)와 베이스(41)를 제조하고, 상기 광섬유조명조립체(A1)를 상기 방수외장부(4)에 조립시켜 광섬유조명모듈(A2)을 만드는 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정과;
   상기 전원부(5)의 각 부속을 조립하는 전원부 제조공정과;
   상기 광섬유조명모듈(A2)과 전원부(5)를 연결하여 광섬유 조명장치(A)를 완성시킨 후, 시험가동하여 검사하는 광섬유조명장치 완성공정으로 구성되고,
   상기 표현부(1)는 디자인이 표현되기 위하여 표면에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡) 또는 반사지 접착 방법이 시행되며, 베이스를 이루는 표현물베이스판(11)과;
   표현할려는 내용이 로고로 디자인되어 상기 표현물베이스판(11)의 상부에 실사(實寫), 인쇄, 전사(轉寫), 자수(刺繡), 반사지 접착의 방법으로 표현되는 로고부(12)와;
   상기 표현물베이스판(11)의 후면에 부착되며, 상기 로고부(12)가 차지하는 면적과 동일한 크기이고, 연경질 재질로 상기 광섬유(21) 침직 후 상기 광섬유(21)의 상단을 1차 홀딩해주는 홀딩고무판(13)과;
   상기 표현물베이스판(11)를 외부의 온도변화에 따른 수축 및 팽창을 방지하기 위하여 상기 표현물베이스판(11)의 후면에 부착되어 상기 표현물베이스판(11)과 홀딩고무판(13)을 보강해주는 표현물베이스판보강판(14)으로 구성되고,
   상기 방수외장부(4)는 상기 광섬유 조명장치(A)를 여러 가지 형태의 모양으로 만들기 위해 기본틀이 되며 알루미늄 재질로 제작되고, 4면을 감싸고 일단에 상기 표현부(1)와 전달부(2) 및 LED광원제어부(3)가 얹히는 4개의 베이스 압출바(411)와 상기 베이스 압출바(411)의 타단에 끼워지는 베이스판(412)으로 구성된 베이스(41)와;
   상기 베이스(41)의 일단 외부를 감싸며, 체결나사(422)로 상기 베이스(41)와 결합되고, 프레임 역할을 하며, 4개의 전면커버 압출바(421)로 된 전면커버(42)와;
   상기 전면커버(42)에 끼워지고, 상기 표현부(1)에서 발산되는 빛이 스크린 효과로 상이 맺히게 하여 측면에서의 시인성을 좋게 하며, 정면에서는 발산되는 빛이 통과되기 위하여 투명체인 투명PC판(43)으로 구성되며,
   상기 베이스(41)와 전면커버(42)의 말단이 만나는 외부 부분과, 상기 전면커버(42)와 투명PC판(43)이 만나는 외부 부분은 방수를 위해 실리콘으로 방수처리한 실리콘 방수부(44)가 형성되고,
   상기 베이스 압출바(411)에는 상기 표현부(1)가 얹히는 표현부받침턱(4111)과, 상기 베이스판(412)을 끼우는 베이스판 끼움홈(4112)이 형성되며,
   상기 전면커버 압출바(421)에는 상기 투명PC판(43)이 끼워지는 PC판 끼움홈(4211)이 형성되고,
   상기 표현부 디자인 및 설계공정은 표현할려고 하는 로고를 디자인하는 로고 디자인공정과;
   상기 로고에 대한 침직포인트 라인을 디자인하는 침직포인트 라인 디자인공정과;
   상기 침직포인트 라인을 포인트(Point)화 및 상기 자동로봇침직기계(B)에서 수치제어하기 위해 NC(Numerical Control) 데이타화하는 포인트화 및 NC데이타화공정과;
   상기 표현물베이스판(11)을 디자인하는 표현물베이스판 디자인 설계공정과;
   상기 표현물베이스판보강판(14)을 디자인하는 표현물베이스판보강판 디자인 설계공정과;
   상기 홀딩고무판(13)을 디자인하는 홀딩고무판 디자인 설계공정으로 구성되며,
   상기 표현부 제조공정은 디자인된 상기 로고를 인쇄가 가능한 고휘도반사지를 포함한 여러 재질 및 형태를 균일화를 가능하게 하기 위하여 실사기를 이용해 인쇄하고, 인쇄의 내구성을 증진시키기 위하여 인쇄 후 코팅기계로 인쇄물 위에 코팅하여 상기 로고부를 제작하는 로고부 제작공정과;
   상기 자동로봇침직기계(B)의 침직중공니들이 삽입 가능한 재질을 사용하며, 상기 로고부(12)와 같은 사이즈로 상기 표현물베이스판(11)을 제작하는 표현물베이스판 제작공정과;
   상기 표현물베이스판보강판(14)을 제작하는 표현물베이스판보강판 제작공정과;
   상기 홀딩고무판(13)을 제작하는 홀딩고무판 제작공정과;
   상기 로고부(12)를 상기 표현물베이스판(11)에 압착롤러를 이용해 가압하여 접착한 후 상기 표현물베이스판(11) 후면에 상기 표현물베이스판보강판(14)과 홀딩고무판(13)을 접착후, 압착롤러를 이용해 가압해서 접착하여 상기 표현부(1)를 제작하는 표현부 조립제작공정으로 구성되며,
   상기 전달부 자동침직공정은 상기 표현부(1)를 상기 자동로봇침직기계의 기계원점에 세팅하는 세팅공정과;
   세팅된 상기 표현부(1)를 프로그램에 의해 상기 광섬유(21)를 자동 침직하는 자동침직공정과;
   자동침직 완료된 상기 광섬유(21)의 후면 방수를 위해 에어건으로 접착제 비산방식으로 탄성이 있는 고무계열 접착제인 방수탄성접착제를 도포하는 방수탄성 접착제 도포공정과;
   도포된 상기 방수탄성 접착제가 경화 완료된 후 상면의 상기 광섬유(21)를 일정 길이만 남기고 커팅하는 광섬유 커팅공정과;
   상기 광섬유(21)를 광원별로 분류하는 광섬유 분류공정으로 구성되고,
   상기 광섬유 분류공정은 상기 광섬유(21)를 광원별로 다발로 분류하는 다발분류공정과;
   수축튜브(22)를 상기 광섬유 다발(211)에 끼운 후 90도 정도 구부리는 공정과;
   가열하여 상기 수축튜브(22)를 압축시키는 공정과;
   절단기로 끝면을 매끄럽게 커팅하는 공정과;
   다발의 끝면을 폴리싱하여 광섬유 다발(211)을 완성시키는 폴리싱 공정으로 구성되며,
   상기 LED광원제어부 제조 및 표현부와의 조립공정은 라운드형 LED(31)를 직렬 또는 병렬 조합하여, 상기 LED(31)를 색상별로 PCB와 조립하는 PCB 조립공정과;
   상기 LED(31)에 원형 플라스틱 튜브(311)를 삽입하고, 상기 광섬유 다발(211)을 LED 광섬유 다발 결합용 수축튜브(312)로 결합시키는 LED와 광섬유 다발 결합공정과;
   상기 LED광원제어부(3)와 표현부(1)를 조립하여 광섬유조명조립체(A1)를 완성품으로 만드는 광섬유조명조립체 완성공정으로 구성되고,
   상기 방수외장부 제조 및 광섬유조명조립체 조립공정은 상기 전면커버(42)를 제작하는 전면커버 제조공정과;
   상기 베이스(41)를 제작하는 베이스 제조공정과;
   상기 방수외장부(4)와 광섬유조명조립체(A1)를 조립하여 광섬유조명모듈(A2)을 완성시키는 광섬유조명모듈 완성공정으로 구성되며,
   상기 광섬유(21)는 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optical Fiber)이며, 코어(Core) 및 클레이드(Clade)로 이루어지고,
   상기 광섬유(21) 접착 방식은 탄성이 있는 고무계열 접착제를 사용하여 에어건을 사용한 박막 도포 방식이며,
   상기 광섬유 조명장치(A)는 광섬유를 광섬유홀더가 없이 상기 표현부(1)에 직접 삽입하는 것을 특징으로 하는 자동로봇공법을 적용한 광섬유 조명장치 제조방법
   
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