KR101609322B1 - 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병에 관한 것으로서, 도로의 노면 위로 노출되는 표지병 몸체(100); 상기 표지병 몸체(100)의 하측에 구비되며, 노면 아래에 매립되어 설치되는 매립부(200); 상기 표지병 몸체(100)에 설치되며, 양 끝단이 동일한 방향을 향하도록 중간부가 구부러져 있는 광섬유(310), 상기 광섬유의 양단부에 고정되어 있는 투명부(320) 및 반사부(322)로 구성되는 한 쌍 이상의 조명부(300);를 포함하여 구성되며,
상기 투명부에 입사된 빛의 일부는 반사부(322)에 의해 입사된 방향으로 반사되며 나머지는 상기 투명부(320)에 연결된 광섬유로 전달되는 것을 특징으로 한다.

Description

광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병{LOAD MARKER COMBINED OPTICAL FIBER WITH REFLECTION DEPOSITION}

본 발명은 광섬유와 반사증착 이용한 도로표지병에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 중앙선이나 주행차선 등에 일정 간격으로 설치되어 주간은 물론 시야가 불분명한 야간 및 악천후 상황에도 차량이 주행하는 방향을 안전하게 식별할 수 있도록 한 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병에 관한 것이다.

도로의 주행선 등의 차선을 표시하거나 경계선등에는 야간에 그 위치를 쉽게 식별할 수 있도록 표지병이 설치되는데, 이러한 표지병들은 일반적으로 반사판을 사용하거나 LED 등을 사용한 발광체를 사용하여 운전자로 하여금 차선을 식별할 수 있도록 하는 형태로 구성된다.

일반적인 도로표지병은 그 구동방식에 따라 반사형, 발광형으로 구분되고, 발광형은 또다시 점멸식, 점등식, 전환식으로 세분화된다.

발광형 도로표지병은 LED(light-emitting diode) 등의 광원이 내장되어 자체발광이 가능하다. 때문에 노면으로부터 노출되지 않도록 지중(池中)에 매립 설치될 수 있으므로 안정성과 주행성이 높다는 장점이 있으나, LED의 특성상 별도의 전원장치가 필요하기 때문에 도로표지병의 구조가 복잡해질 수 있다는 단점이 있다.

반면, 반사형 도로표지병은 자체발광 기능이 없어 자동차의 전조등을 반사시켜 해당기능을 수행한다. 때문에 상대적으로 저렴하고 설치가 용이한 반사형 도로표지병의 사용이 증가하고 있는 추세이다.

그 중에서도 입사된 빛을 손실 없이 전송하여 발산하는 광섬유를 사용한 도로표지병에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 광섬유를 사용하여 시선 유도 효과를 충분히 얻기 위해서는 광섬유를 다발로 형성해야만 한다. 도 1은 종래의 광섬유를 이용한 도로표지병으로, 한국특허공개 제2013-0005385호(“광섬유를 이용한 도로표지병”)에 도시되어 있다. 상기 문헌에서는 조명수단을 이루는 광섬유가 25가닥(0.1mm (25)) 사용될 수 있다고 개재되어 있다. 만약 상기 조명수단이 복수개라면 사용되는 광섬유의 수는 훨씬 많아져야 하므로, 생산 원가가 높아지며 공정이 복잡해져 제작 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

한국특허공개 제2013-0005385호(“광섬유를 이용한 도로표지병”, 2013.01.16)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변으로부터 발생되는 빛을 포집하여 다시 빛을 발생시키는 광섬유와 입사되는 빛의 일부를 반사시키기 위해 반사체를 증착한 투명부를 구비하는 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 제공함에 있다.

본 발명은 도로의 노면 위로 노출되는 표지병 몸체(100); 상기 표지병 몸체(100)의 하측에 구비되며, 노면 아래에 매립되어 설치되는 매립부(200); 상기 표지병 몸체(100)에 설치되며, 양 끝단이 동일한 방향을 향하도록 중간부가 구부러져 있는 광섬유(310), 상기 광섬유의 양단부에 고정되어 있는 투명부(320) 및 반사부(322)로 구성되는 한 쌍 이상의 조명부(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 투명부(320)는 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 투명부(320)의 평평한 면의 중심에는 광섬유(310)를 고정시키기 위해 내측으로 함몰되는 홈(321)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 투명부(320)의 평평한 면에서 반사부(322)는 상기 홈(321)을 제외한 나머지 영역으로, 상기 반사부(322)의 내면 또는 외면을 반사체로서 증착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 표지병 몸체(100)의 외면에는 상기 투명부(320)가 상기 표지병 몸체(100)의 외측에 걸림 고정될 수 있도록 홀이 형성된 경사면(110)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사면(110)은 상방으로 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사면(110)은 한 쌍이 서로 대향 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병은 별도로 전원을 공급해 줄 필요 없이 차량의 전조등이나 가로등 등에서 발생하는 주변의 빛을 받아서 그 빛이 광섬유를 통해 발산되도록 하여 장치가 간소화되며, 에너지를 절감할 수 있고, 광섬유의 수명이 길어 반영구적으로 사용될 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 의한 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병은 상기와 같은 장점이 있는 광섬유와 반사체를 구조적으로 접목하여 탁월한 시너지 효과를 낸다. 구체적으로 설명하면, 반사체를 이용하여 입사된 빛을 다시 입사된 방향으로 반사시킴과 동시에 광섬유의 일단에 빛이 유입되면 유입된 빛을 상기 광섬유의 타단으로 전달함으로써, 빛을 전달받은 부분에서도 빛을 발산하도록 한 것이다. 이와 같은 구성으로 인해, 광섬유를 기존보다 훨씬 적게 사용하면서도 도로상의 차선의 시인성을 더욱 극대화할 수 있다는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 복수개의 광섬유를 이용한 도로표지병과 비교하여 사용되는 광섬유의 수를 현저히 줄임으로써 생산 원가 및 인건비 등의 비용 절감과 제작상의 용이성이 증대됨은 물론, 제조 공정이 간단해짐에 따른 제작 시간 절약되는 경제적인 효과 또한 월등하므로, 주간에는 물론 시야가 불분명한 야간이나 흐린 날씨에도 도로 차선을 용이하게 식별하여 안전 운행을 도모할 수 있다.

도 1은 종래의 광섬유를 이용한 도로표지병
도 2는 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 나타낸 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병의 조명부를 나타낸 부분확대사시도
도 5는 도 3의 단면도(한 쌍의 조명부 단면도)
도 6은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도
도 7은 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병이 도로에 설치된 상태를 나타낸 단면도

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 광섬유를 이용한 도로표지병이고, 도 2는 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 나타낸 분해사시도, 도 4는 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병의 조명부를 나타낸 부분확대사시도, 도 5는 도 4의 단면도(한 쌍의 조명부 단면도), 도 6은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병을 도로에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 도로표지병은 크게 표지병 몸체(100), 매립부(200), 조명수단(300)을 포함하여 구성된다.

표지병 몸체(100)는 노면 위로 노출되어 설치되며, 원판 형태일 수도 있고, 사각판 형태일 수도 있는 등 특정 형태로 제한되지 않지만, 도 2를 참조하면 본 발명에서는 상면이 완만하게 완곡된 반구형상이고 높이가 낮게 형성되어, 주행 중인 차량의 충격과 압력에도 쉽게 파손되지 않음과 동시에 차량에도 충격을 덜 가하게 된다. 또한 표지병 몸체(100)는 스테인리스 재질이나 알루미늄 합금 등의 강도가 높아 내구성이 좋은 금속으로 제작될 수 있으며, 외면은 반사체로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 표지병 몸체(100)의 상면은 차량의 바퀴와 마찰이 발생하여 바퀴가 미끄러지지 않도록 돌기들이 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 매립부(200)는 표지병 몸체(100)의 하측에 구비되어 노면 아래에 매립되어 도로표지병을 노면에 고정시킨다. 매립부(200)의 상단은 상기 표지병 몸체(100)보다 크기가 작은 것이 바람직하며, 단수 또는 복수개의 기둥이나 나사로 구성될 수 있으며, 특정 형태로 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 매립부(200)는 표지병 몸체(100)의 하측에 구비되어 개구된 상면이 상기 표지병 몸체(100)에 의해 완전히 덮여지도록 결합되며, 내부에 일정한 공간이 형성되는 원통형으로 형성하였다.

여기서, 매립부(200)를 원통형으로 구비하는 것은 표지병 몸체(100)와 결합되는 면적을 크게 하는 것으로써, 외부 충격에 의해 매립부(200)와 표지병 몸체(100)가 분리되는 것을 방지하고 노면에 더욱 견고하게 설치될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 표지병 몸체(100)와 매립부(200)를 고정하기 위한 결합수단(210)으로 나사, 볼트, 핀 등이 사용될 수 있다. 여기서, 표지병 몸체(100)와 매립부(200)를 분리할 수 있으므로, 추후 파손되었거나 노후된 도로표지병을 부분 교체하기 용이하여 유지 보수가 간편하고, 설치가 단순해지므로 설치 효율을 높일 수 있다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 목적 달성을 위한 조명수단(300)은 일정 길이의 광섬유(310)와 광섬유(310)의 양쪽 끝단부에 고정되는 투명부(320)로 구성되어, 투명부(320)는 한 쌍 이상이 표지병 몸체(100)에 설치된다. 여기서, 광섬유(310)는 양 끝단이 동일한 방향을 향하도록 중간부가 구부러져있는 U자 형태로 구성된다. 이러한 구조로 인해, 본 발명은 투명부(320)로 입사된 빛의 일부는 반사부(322)에 의해 입사된 방향으로 반사되며, 나머지는 상기 투명부(320)에 연결된 광섬유(310)로 전달되는 특징이 있다.

여기서, 투명부(320)는 먼지, 모래, 흙 등의 이물질이 부착되는 것을 방지하여 반사율을 오래 유지할 수 있도록 반구형으로 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 투명부(320)는 주행중인 차량에 의한 압력과 같은 외부 충격에도 쉽게 파손되거나 흠집이 나지 않고 빛의 투과율을 오래 유지할 수 있도록 하는 고강도의 유리나 플라스틱 등을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4와 도 5를 참조하여 설명하자면, 반구형의 투명부(320)에 있어서 평평한 면의 중앙에는 광섬유의 일단이 끼움 고정될 수 있도록 광섬유의 직경에 맞추어 내측으로 함몰되는 홈(321)이 형성된다. 아울러, 반구형의 투명부(320)의 평평한 면의 중앙에 형성되는 홈(321)을 제외한 나머지 영역의 내면 또는 외면을 반사체로 증착하는 반사부(322)가 형성된다.

이 때, 반사부(322)는 은, 수은, 알루미늄, 니켈 등의 반사성이 우수한 물질로 코팅되어 거울면이 형성되며, 이를 위해 진공증착, 스퍼터링(sputtering), 도금 기법 등이 사용될 수 있다. 조금 더 자세히 말하자면, 거울면을 형성하기 위해서는 진공 상태에서 증착시키려는 은, 수은, 알루미늄, 니켈 등의 금속을 기화시켜 기화된 금속 원자를 피도금물에 증착시키는 물리적 도금 방법인 PVD(Physical Vapor Deposition)나 열, 전계, 빛 등의 외부 에너지를 사용하여 은, 수은, 알루미늄, 니켈 등이 포함된 원료가스를 분해하여 화학적 기상반응으로 피도금물에 원하는 물질을 도금하는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 방법이 사용된다.

이러한 반사부(322)는 투명부(320)로 입사된 빛이 반사부(322)에 의해 반사되어 입사된 방향으로 발산되도록 하며, 이와 동시에 투명부(320)에 형성된 홈(321)에 연결된 광섬유를 통해 빛을 전달하여, 상기 광섬유(310)의 타단에 고정된 투명부(310)로도 빛을 발산하도록 한다.

따라서, 도 1과 같이 광섬유(310)를 수개 또는 수십개를 모아 광섬유 다발(31)로 형성하지 않고, 하나의 광섬유(310)로만 구성되어도 반사체를 증착한 반사부(322)와 구조적으로 접목되어 시너지 효과를 내기 때문에 우수한 시선 유도 효과를 얻을 수 있으며, 생산 원가 및 인건비 등의 비용 절감과 제조 공정이 간단해짐에 따른 제작 시간 절약의 효과도 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병에 있어서, 도 3과 도 6을 참조하면, 도시된 바와 같이 표지병 몸체(100)의 외면에는 투명부(320)가 표지병 몸체(100)의 외측에 걸림 고정될 수 있도록 홀(111)이 형성된 경사면(110)이 형성된다. 다시 말해서, 표지병 몸체(100)의 경사면(110) 상에 형성된 홀(111)에 투명부(320)가 걸림 고정되어 경사면(110) 외측으로 노출되며, 상기 한 쌍의 투명부에 연결된 광섬유(310)는 상기 표지병 몸체(100)의 내측에 위치하게 된다.

또한, 노후되거나 파손된 투명부(320)의 원활한 개보수를 위해 투명부(320)가 포함된 조명부(300)는 표지병 몸체(100)에 착탈 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 경사면(110)은 차량의 주행방향을 따라 도로상의 차선에 일정 간격을 두고 나란하게 설치된다. 상기 경사면(110)은 차량의 주행 방향 후측으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되며, 주행 방향과 경사면(110)이 마주하도록 노면에 설치된다. 이 때, 투명부(320)가 설치되는 경사면(110)이 소정의 강도로 경사지게 형성되는 것이 빛의 포집력을 높이는 데 유용하여 더 많은 빛이 발산될 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 경사면(110)은 한 쌍이 서로 대향 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병은 상기 표지병 몸체(100)의 외면 및 투명부(320)가 노란색, 흰색, 파란색 등으로 구성되어, 주행차선, 노견선, 중앙선, 하이패스 전용차선, 버스 전용차선 등과 같이 여러 가지로 구분될 수 있는 도로 상의 차선에 대응될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 도로표지병이 도로상에 설치된 상태를 나타낸다. 설치 과정을 간단히 설명하자면, 먼저 시공 위치를 결정하고 착암기나 드릴을 이용하여 매립부(200)가 여유있게 삽입될 수 있을 정도의 구멍을 뚫는다. 이 때, 구멍의 깊이는 매립부(200) 길이보다 좀 더 깊게 한다. 다음으로 노면 상의 흙, 먼지, 기름 등의 불순물을 제거한 후, 접착제를 구멍에 부어 채운다. 표지병 몸체(100)와 매립부(200)이 결합된 도로표지병의 매립부(200)를 삽입한 후, 진동을 주어 매립부(200)의 측면에 접착제가 충분히 도포될 수 있도록 한다. 이 후, 접착제가 완전히 경화될 때까지 방치한 후, 표지병 몸체(100)의 외측으로 누출된 접착제를 제거하는 순서로 도로표지병을 노면에 설치한다.

본 발명에 따른 도로표지병을 구성하는 광섬유(310)는 플라스틱이나 유리 등의 재질로 이루어진다. 광섬유는 코어(core)층과 이를 감싸는 클래드(clad)층으로 구성되는데, 여기서 코어층은 빛의 전달 통로로서 사용되고 클래드층은 코어층을 통해서 전달되는 빛이 외부로 누출되는 것을 차단하는 기능을 수행한다. 광섬유의 중앙과 양측면으로 입사되는 광원의 빛은 클래드층에 의해 전반사되면서 코어층을 통해 전달되어 장거리로 전송하게 된다. 또한, 광섬유는 내굴곡성이 우수하여 구부러질 수 있고, 빛만을 전달하므로 광섬유 자체에서 발생되는 열이 없으므로 누전이나 방전 같은 전기적 위험성이 없다. 또한, 광섬유(310)는 따로 전원을 인가해 줄 필요가 없으므로 장치가 간소화되며, 에너지를 절감할 수 있고, 광섬유의 수명이 길어 반영구적으로 사용될 수 있다는 장점이 있다.

상기와 같은 이유로, 광섬유는 본 발명을 구성하는 조명부(300)에 가장 적합한 광학적 섬유이나 복수개의 광섬유를 다발로 형성하여 사용되기에는 제조 공정이 복잡해짐에 따른 시간과 비용이 늘어나 단가가 높아진다.

따라서 본 발명에 의한 도로표지병은 복수개의 광섬유를 이용한 도로표지병과 비교하여 사용되는 광섬유의 수를 현저히 줄이면서 반사체를 증착한 반사부를 결합하여 생산 비용과 제작 시간을 획기적으로 절약함과 동시에 차선의 시인성을 증대시키려는 목적을 달성하고자 하였다.

31 : 광섬유 다발
100 : 표지병 몸체 110 : 경사면
111 : 홀 200 : 매립부
210 : 결합수단 300 : 조명부
310 : 광섬유 320 : 투명부
321 : 홈 322 : 반사부

Claims (7)

1. 도로의 노면 위로 노출되며, 상면은 차량의 바퀴와 마찰이 발생하여 바퀴가 미끄러지지 않도록 돌기가 형성되는 표지병 몸체(100);
   상기 표지병 몸체(100)의 하측에 구비되며, 노면 아래에 매립되어 설치되는 매립부(200);
   상기 표지병 몸체(100)에 설치되며, 양 끝단이 동일한 방향을 향하도록 중간부가 구부러져 있는 광섬유(310), 상기 광섬유의 양단부에 각각 고정되어 있는 한 쌍의 투명부(320) 및 반사부(322)로 구성되는 조명부(300);를 포함하여 구성되며,
   상기 표지병 몸체(100)의 외면에는 상기 투명부(320)가 상기 표지병 몸체(100)의 외측에 걸림 고정될 수 있도록 홀(111)이 형성된 경사면(110)이 형성되고,
   상기 홀(111)은 상기 경사면(110)을 관통하여 형성되며,
   상기 조명부(300)는 표지병 몸체(100)에 착탈 가능하도록 설치되고,
   상기 투명부(320)는 반구형으로 형성되고, 상기 투명부(320)의 평평한 면의 중심에는 중간부가 구부러져 있는 상기 광섬유(310)의 일단이 삽입되어 끼움 고정되도록 내측으로 함몰되는 홈(321)이 형성되며,
   상기 반사부(322)는 상기 광섬유(310)의 일단이 끼움 고정되는 면인 상기 투명부(320)의 평평한 면에서 상기 홈(321)을 제외한 나머지 영역으로, 상기 반사부(322)의 내면 또는 외면이 반사체로 증착되어 이루어져,
   상기 투명부(320)로 입사된 빛이 반사부(322)에 의해 반사되어 입사된 방향으로 발산됨과 동시에 상기 홈(321)에 연결된 광섬유(310)를 통해 빛을 전달하여 상기 광섬유(310)의 타단에 고정된 투명부(320)로도 빛을 발산하도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 경사면(110)은 상방으로 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 경사면(110)은 한 쌍이 서로 대향 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유와 반사증착을 접목한 도로표지병
   

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