KR20090047612A - 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장도로에서 차량의 주행에 의해 타이어와 노면 간의 마찰에 의해 발생되는 소리를 음악적 요소로 변화시켜 사용자에게 특정 감정을 전달할 수 있게 하는 방법에 관한 것이다. 노면에 결정된 전체구간을 선율의 음의 개수에 대응되는 단위구간으로 구획하되, 상기 단위구간의 길이는 차량이 상기 각 단위구간을 상기 표준주행속도로 통과하는 시간이 상기 선율을 구성하는 음의 길이가 되도록 결정하고; 각각의 단위구간에는 일정한 주파수를 갖는 음이 발생되도록 일정한 간격으로 다수의 홈이 형성되도록 함으로써; 차량이 전체구간을 통과할 경우 타이어와 노면과의 사이에 상기 선율에 해당하는 마찰음이 발생되도록 하는 방법을 개시한다.

도로, 그루빙(grooving), 홈, 음계, 리듬, 선율, 마찰, 타이어, 차량, 노래

Description

포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법{method for generating musical component using friction between pavement and vehicle}

본 발명은 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법에 관한 것으로서, 포장도로에서 차량의 주행에 의해 타이어와 노면 간의 마찰에 의해 발생되는 소리를 음악적 요소로 변화시켜 사용자에게 특정 감정을 전달할 수 있게 하는 방법에 관한 것이다.

아스팔트 또는 콘크리트로 포장된 도로의 일부 구간에는 소위 그루빙(grooving)이라는 홈이 촘촘히 패여 있다. 이는 톨게이트 근방에서의 과속을 방지하거나 곡선 구간에서 슬립을 방지하기 위해 만들어 놓는다. 이하의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서 사용되는 그루빙(grooving)이라는 용어는 노면상에 일정한 간격으로 패인 다수의 홈으로 정의하도록 한다.

그루빙은 도로와 같은 방향 또는 직각 방향으로 회전톱날을 이용하여 일정 깊이로 홈을 내는 것인데, 이에 의해 차량이 통과할 때 타이어와 노면 간에는 상당한 마찰음이 발생하게 된다. 이러한 마찰음은 굉음에 가깝기 때문에 때로는 운전자에게 불편한 느낌을 갖게 하기도 한다.

본 발명의 발명자는 이러한 소음을 사용자에게 친근감 있는 소리로 변환시킴으로써, 또는 주의를 환기시키기 위하여 특정 감정을 전달할 수 있는 소리로 변환시킴으로써 차량운전에 도움을 줄 수 있는 방법의 필요함을 깨달았다.

위와 같은 문제에 대하여 본 발명은 도로의 노면에 구비되는 그루빙을 이용하여 리듬 또는 선율과 같은 음악적 요소를 생성시키는 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

위와 같은 목적은, 차량의 표준주행속도 및 전달하고자 하는 선율을 결정하고; 포장도로의 노면상 임의로 결정된 전체구간을 상기 선율의 음의 개수에 대응되는 단위구간으로 구획하되, 상기 단위구간의 길이는 차량이 상기 각 단위구간을 상기 표준주행속도로 통과하는 시간이 상기 선율을 구성하는 음의 길이가 되도록 결정하고; 결정된 상기 단위구간에는 상기 표준주행속도로 차량이 통과할 때 타이어에 의한 마찰음이 상기 단위구간마다 상기 선율을 구성하는 음의 높이로 발생되도록 다수의 홈을 형성하되, 상기 각각의 단위구간에는 일정한 주파수를 갖는 음이 발생되도록 일정한 간격으로 홈이 형성되도록 함으로써; 차량이 상기 전체구간을 상기 표준주행속도로 통과할 경우 타이어와 노면과의 사이에 상기 선율에 해당하는 마찰음이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 상기 홈은 폭이 10 ~ 40mm이고 깊이가 2 ~10mm인 사각홈으로 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 선율은 리듬을 포함할 수 있다.

위와 같은 방법에 의하면, 차량이 소정의 구간을 통과할 경우에 타이어와 노면 사이의 마찰음에 의한 선율을 만들어낼 수 있게 된다. 따라서 그루빙의 원래 목적에 더하여 졸음방지, 감속경고, 주의력 제고 등 새롭고 독특한 감정을 불러일으킬 수 있게 된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 노면과 타이어의 관계를 나타내는 측면 구성도이다. 도 2는 노면의 측면 구성을 음파의 파형과 대비한 도면이다. 도 3은 도로의 평면도이다. 도 4는 '비행기'라는 동요의 악보와 단위구간의 길이를 함께 나타낸 도면이다. 이하, 발명의 상세한 설명중에 예시되는 구체적인 수치는 도 4에 표시된 선율을 표현하고자 한 것이다.

노면(2)의 전체구간(L)에는 다수의 홈(4)이 패여 있으며, 이 홈을 통과하는 타이어(6)의 구름운동 중에 마찰음이 발생된다. 도로는 콘크리트 또는 아스팔트로 포장되어야 한다. 아스팔트 포장도로인 경우에는 내구성에 있어 다소 취약한 문제가 있으므로 콘크리트 포장도로에 설치하는 것이 더 바람직하다.

우선은 차량의 표준주행속도(V) 및 전달하고자 하는 선율을 결정한다. 예를 들어 표준주행속도는 100km/h로, 선율은 도 4에서 악보로 표현된 것으로서 익히 알려진 동요인 '비행기'로 결정한다.

선율을 생성시키고자 하는 전체구간(L)을 노면(2)상 임의의 위치에 결정한다(도 3 참조). 전체구간(L)은 통상 운전에 주의를 요하는 구간, 감속구간, 곡선구간, 사고다발구간에 설치하는 것이 적당하다. 전체구간(L)의 길이는 시속 100km/h로 주행시 11.5초간의 개략적 주행거리인 320m 정도로 할 수 있다.

포장도로의 노면상 임의로 결정된 전체구간(L)을 상기 선율의 음의 개수에 대응되는 단위구간(L1, L2, …L(n-1), L(n), 이하 특기할 경우를 제외하고 L(n)으로 한다)으로 구획한다. 여기서, 상기 단위구간(L(n))의 길이는 차량이 해당 단위구간을 표준주행속도로 통과하는 시간이 상기 선율을 구성하는 각각의 음의 길이가 되도록 결정한다.

예를 들어, 4분음표에 해당하는 단위구간의 길이는 20m, 8분음표에 해당하는 단위구간의 길이는 10m, 16분음표에 해당하는 단위구간의 길이는 5m로 설정할 수 있다. 도 4에는'비행기'라는 동요의 선율에 해당하는 단위구간의 길이가 미터(m) 단위로 악보의 바로 아래에 함께 표현되었다.

한편, 각 단위구간에는 상기 표준주행속도로 차량이 통과할 때 타이어(6)에 의한 마찰음이 상기 단위구간마다 상기 선율을 구성하는 음의 높이로 발생되도록 다수의 홈(4)을 형성한다. 이 홈(4)은 현재 널리 사용되는 통상의 원형톱날을 사용하여 형성하면 된다. 하나의 단위구간에 패여 있는 다수개의 홈(4)간의 간격은 음 높이를 결정한다. 소리는 소리의 강약에 해당하는 진폭(h)과, 소리의 높낮이(음계)에 해당하는 주파수(f)로 파악될 수 있는데, 이 주파수를 결정하는 것이 하나의 단위구간에 패인 홈(2)간의 간격이다. 본 발명의 실시예에 의하면 홈은 폭(w)이 10 ~ 40mm이고 깊이(d)가 2 ~10mm인 사각홈이 되도록 할 수 있다.

각각의 단위구간 내에 있는 홈은 단위구간 내에서는 일정한 주파수를 갖도록 일정한 간격으로 형성되도록 한다. 즉 홈의 간격은 음파의 요소중 파장(λ)에 해당하는 것이다(도 2 참조). 도 4의 F장조 선율을 구성하는 음의 음계는 다음의 데이터로부터 주파수로 환산할 수 있다.

도(C)= 256Hz, 레(D)= 288Hz, 미(E)= 320Hz, 파(F)= 341.3Hz,

솔(G)= 384Hz, 라= 426.6Hz, 시= 480Hz

그러므로 하나의 단위구간에 형성되는 홈간의 간격은 차량의 표준주행속도(V, 정확하게는 타이어(6, 도 1 참조) 원주면의 선속도) 및 주파수(f, Hz)를 변수로 하여 계산할 수가 있게 된다. 음계 파(F)를 발생시키기 위한 홈간의 간격(L_g)계산은 다음과 같다.

L_g = V X (1/f)

그러므로 도(C)음계에 해당하는 단위구간 내의 홈의 간격은 10cm, 레(D)음계에 해당하는 단위구간 내의 홈의 간격은 9.6cm, 파(F)음계에 해당하는 단위구간 내의 홈의 간격은 8.1cm 등이 된다.

홈의 깊이(d)는 어느 정도의 범위 내에서 음파의 요소중 진폭(h)에 비례된다. 홈의 깊이(d)가 너무 작거나 크게 되면 소리가 들리지 않거나 음계의 범위를 벗어난 소리가 들리게 된다.

위에서 언급된 구체적인 수치는 예시에 지나지 아니한다. 다른 옥타브 또는 선율에서는 다른 수치로 계산될 것이 분명하다. 또한 단위구간과 단위구간 사이에홈(4)이 없는 공백구간(후술됨)을 개입시키는 등의 방식으로 실로 다양한 음악적 표현이 가능하게 될 것이다. 청구범위에서 언급되는 음악적 요소라 함은 대표적으로 선율을 의미하지만 리듬까지도 포함될 수 있음은 당연하다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 하나의 단위구간(L(n-1))과 이웃하는 단위구간(L(n)) 사이에 홈(4)이 형성되지 않는 공백구간(L_b)을 더 둘 수 있다. 이는 같은 음계가 지속되는 경우 마찰음이 끊김없는 연속음으로 들릴 수 있기 때문이다. 공백구간(L_b)은 두 개의 단위구간의 경계를 중심으로 0.5 ~2m 가량(바람직하게는 1m)의 길이가 되도록 할 수 있다(도 5 참조). 공백구간(L_b)에 의해 마찰음은 분절음이 되게 된다.

당업자는 스스로의 계산에 의거하여 다양한 선율의 마찰음이 노면으로부터 들릴 수 있도록 설계할 수 있을 것이다. 때로는 단순 멜로디에 의한 벨소리를 구사할 수도 있을 것이다. 이러한 방법으로 운전자에게 다양한 감정을 전달할 수 있을 것이다. 차량이 위에서 결정된 표준주행속도보다 느린 경우에는 자기테이프가 늘어진 것과 유사한 저음의 선율이 들릴 것이며, 역의 경우에는 자기테이프를 빠른 속도로 재생하는 것과 유사하게 고음의 선율이 들리게 될 것이다. 이로써 차량 운전자는 자신이 운행하는 차량의 규정된 속도를 청각적으로 느낄 수도 있는 효과를 얻을 수도 있게 된다.

도 1은 노면과 타이어의 관계를 나타내는 측면 구성도이다.

도 2는 노면의 측면 구성을 음파의 파형과 대비한 도면이다.

도 3은 도로의 평면도이다.

도 4는 '비행기'라는 동요의 악보와 단위구간의 길이를 함께 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 노면의 측면과 음파와의 관계를 도시한다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 노면 4 ; 홈

6 ; (차량)타이어

Claims (3)

1. 차량의 표준주행속도 및 전달하고자 하는 선율을 결정하고; 포장도로의 노면상 임의로 결정된 전체구간을 상기 선율의 음의 개수에 대응되는 단위구간으로 구획하되, 상기 단위구간의 길이는 차량이 상기 각 단위구간을 상기 표준주행속도로 통과하는 시간이 상기 선율을 구성하는 음의 길이가 되도록 결정하고; 결정된 상기 단위구간에는 상기 표준주행속도로 차량이 통과할 때 타이어에 의한 마찰음이 상기 단위구간마다 상기 선율을 구성하는 음의 높이로 발생되도록 다수의 홈을 형성하되, 상기 각각의 단위구간에는 일정한 주파수를 갖는 음이 발생되도록 일정한 간격으로 다수의 홈이 형성되도록 함으로써; 차량이 상기 전체구간을 상기 표준주행속도로 통과할 경우 타이어와 노면과의 사이에 상기 선율에 해당하는 마찰음이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈은 폭(w)이 10 ~ 40mm이고 깊이(d)가 2 ~10mm인 사각홈으로 하는 것을 특징으로 하는 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 단위구간(L(n-1))과 이웃하는 단위구간(L(n)) 사이에 그 경계를 중심으로 상기 홈이 형성되지 않는 공백구간(L_b)을 0.5 ~2m 의 길이로 더 마련하는 것을 특징으로 하는 포장도로에서의 노면마찰을 이용한 음악적 요소 생성방법.

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