KR20240118442A - 지능형 ｌｅｄ 전면조명식 교통 표지판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판에 관한 것으로, 특히 표지판의 전면을 조명하여 시인성과 판독성이 매우 뛰어남은 물론 유지보수가 용이하고, 환경여건에 따른 빛의 연출이 가능하며, 기존에 설치된 표지판에도 적용 가능하여 시공성 및 경제성이 매우 우수한 신개념의 기술에 관한 것이다.
종래에 개시된 교통 표지판은 광원을 내부에서 조사하여 반사시트를 투과한 빛이 전달되는 방식이어서 사용하는 반사시트의 재귀반사 성능이 저하되고, 야간운전자의 시인성에 방해됨은 물론 판독성이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 일소하기 위한 방안으로 표지판의 후면에 연결 설치된 조명헤드 이동수단의 작동에 따라 전진이나 후진을 하는 무버의 선단에 부착된 조명헤드가 평상시 표지판에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판의 전면을 상향 또는 하향 또는 측향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 대폭 향상하도록 하는 기술을 강구함을 특징으로 한다.

Description

지능형 ＬＥＤ 전면조명식 교통 표지판{Intelligent LED Front-Illuminated Traffic Signs}

본 발명은 표지판의 전면을 조명하여 시인성과 판독성이 매우 뛰어남은 물론 유지보수가 용이하고, 환경여건에 따른 빛의 연출이 가능하며, 기존에 설치된 표지판에도 적용 가능하여 시공성 및 경제성이 매우 우수한 신개념의 기술에 관한 것이다.

일반적으로 도로에 설치되는 교통 표지판은 차량과 보행자의 안전한 이동을 위해 요구되는 다양한 시각 정보를 표시한 것으로, 도로의 이용 가능 차종이나 사람의 통행, 이동 방법 및 방향 등을 제한하는 규제 표지판, 도로의 이용 방법이나 방향 등을 안내하는 지시 표지판, 도로의 상태를 비롯한 주의 사항을 알려주는 주의 표지판 등 매우 많은 종류의 표지판이 사용되고 있다.

과거 이들 표지판은, 야광도료를 사용하여 제작하거나 난반사 시트를 부착한 형태로 제작되어 주행하는 자동차의 전조등 불빛의 반사에 의한 재귀반사를 이용하여 식별 가능하도록 하는 것이 일반적이었다.

그러나 이와 같은 종래 표지판은 야간에, 최소한 자동차의 전조등에 의한 불빛이 표지판에 도달할 정도로 자동차가 표지판이 세워진 위치에 접근해야만, 표지판을 통해 전달하고자 하는 정보를 운전자가 인지할 수 있음에 따라, 도로의 횡선이 급격히 변화하는 공사구간이나 고속주행이 예정된 자동차 전용도로 등에서는 운전자가 표지판의 표지를 정확히 인지하기 어려울 뿐만 아니라 표지판의 존재조차 인지하기 어려울 수 있고 시인성 확보에 걸리는 시간 또한 길다.

또한, 도로의 폭이 넓은 광폭도로의 경우 자동차의 전조등이 조명하는 범위가 제한적임에 따라 통과하는 자동차가 설치된 표지판으로부터 먼 거리의 차선을 이용하여 주행한다면 전조등 불빛이 표지판에 도달하지 못할 수 있고, 이 경우에는 아무리 저속으로 주행한다 하더라도 반사를 통해 표지판에 나타나는 표지를 운전자가 인지하는 것이 불가능할 수 있다.

이와 같이, 운전자가 표지판을 인지하기 어렵다는 것은, 운전자에게 안전운전에 필요한 정보를 정확하게 전달하기 어렵다는 것을 의미하며, 나아가 사고의 위험이 증가함을 의미한다 할 수 있을 것이다.

이상과 같은 종래기술의 문제점을 개선한 것으로서, 전구나 발광다이오드(이하, LED) 등과 같이 전기를 공급해 주면 자체적으로 발광하는 발광소자 및 이들에 전기를 공급하는 전원을 포함하는 발광형 교통 표지판이 개시된 바 있다.

그러나 전구를 사용하는 표지판의 경우, 표지를 구성하는 문자, 숫자 또는 도형을 표현하기 적절하도록 전구를 배치하기 어려울 뿐만 아니라 전구의 수명이 길지 못하여 유지보수의 관점에서 취약함에 따라, 공사장 등에 단기 사용을 목적으로 하는 경우를 제외하고는 실용성이 없는 문제점이 있다.

한편, LED는 전구에 비하여 수명이 길고 소모전력이 적으며, 표지를 구성하는 문자, 숫자 또는 도형을 표현하기에 적절하도록 배치할 수 있다는 측면에서, 전구의 한계를 극복할 수 있는 발광소자로 주목받고 있다.

그러나 종래기술에 따른 LED를 구비한 표지판은, LED들을 표지판의 모든 영역에 고르게 배치하는 구조로 구성됨에 따라 소모전력이 적다는 장점이 무색할 정도로 많은 수의 LED를 사용하게 되어 더이상 경제적이지 못하고, 부분적으로 LED가 손상되면 시인성 및 판독성이 저하되며, 특히 기존에 설치된 표지판에는 LED의 적용이 불가하여 새롭게 LED 교통 표지판을 설치해야 하는 실정이다.

상기 발광형 도로 교통표지판의 문제점을 개선하기 위한 방안으로 근자에는 본체의 내부에 설치된 발광부의 빛이 표시판을 통해 비추도록 하는 내부조명식 교통 표지판이 출시되고 있으며, 이러한 선행기술로는 「특허등록 제1621730호, 명칭/ 교통안전 표시장치」가 개시되고 있다.

상기 선행기술은 내부에 발광부가 구성되는 본체, 상기 본체의 전면부에 바탕테두리, 문자, 숫자 또는 기호 형태의 표시판이 표시되는 표면부, 상기 발광부의 빛을 상기 교통안전표시에 전달하는 광전달부, 상기 발광부에 전원을 공급하는 태양광모듈; 상기 본체 및 태양광모듈이 설치되는 지지대를 포함하여 구성된다.

그러나 상기 선행기술은 광원을 내부에서 조사하여 반사시트를 투과한 빛이 전달되는 방식이어서 사용하는 반사시트의 재귀반사 성능이 저하되고, 이로 인해 고장 또는 이상 발생시 야간운전자의 시인성에 방해됨은 물론 판독성이 저하되며, 불필요한 기타의 가이드 프레임 등을 사용하여 기존 표지판의 무게보다 상당량의 가중된 시설에 따른 시설물 지주의 피뢰도 및 구조검토가 요구되는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 발광부가 내장된 본체의 내부가 비어 있어 바람에 의한 공명 현상으로전면의 표시판이 흔들리면서 시인성 및 판독성이 현저하게 저하되는 문제점이 야기된다.

또한, 이와 같은 내부조명 방식의 표지판은 소비전력이 높아 태양광적용이 한정적이며, 산간지역이나 사고 잦은 곳 등 전기 인입이 불가능한 지역에는 설치의 제약이 많은 문제점이 있다.

아울러 기존에 야광도료를 사용하여 제작하거나 반사시트를 부착한 형태로 제작된 일반 교통 표지판에는 조명을 적용할 수 없어 경제성이 저하된다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 표지판의 후면에 연결 설치된 조명헤드 이동수단의 작동에 따라 전진이나 후진을 하는 무버의 선단에 부착된 조명헤드가 평상시 표지판에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판의 전면을 상향 또는 하향 또는 측향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 대폭 향상하도록 하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 표지판의 전면을 조명함으로써 결로나 결빙이 없어 안개ㆍ눈ㆍ미세먼지 등 기상조건이 변화하더라도 높은 시인성과 판독성을 운전자에게 제공하는 효과를 제공하며, 기존 재귀반사 성능을 100% 활용하고 습도 눈비 위험도에 따른 조도조절이 가능하여 중요시 요구되는 판독성에 매우 우수하다.

또한, 내부조명이 아닌 외부조명 방식으로 전력 소비가 기존 조명식 표지판 대비 1/5로 감소되어 태양집열판 및 배터리 광원부의 부피를 최소화하여 광효율을 극대화하고, 표지판의 목적하는 문자와 표시부의 전면에 LED조명을 통하여 소비전력은 최소화하며, 문자와 표시부 등의 균일한 조명을 통해 야간 표지판의 시인성 및 판독성을 향상한다.

또한, 본 발명은 조명판을 조명하는데 소량의 LED모듈만을 사용함으로써 태양광을 이용하여 전기에너지로 생성하는 태양전지 모듈, 생성된 전기에너지를 저장하는 축전지 및 함체 기타 구성품이 간소화되고, 기존 표지판의 무게보다 상당량의 무게가 줄어들어 시설물 지주의 피뢰도를 경감하고 구조강도를 개선하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 주/야간 기존의 표지판과 동일한 형태로 운전자에게 거부감이 없고, 눈부심이나 빛 퍼짐 현상이 없어 운전자의 시각을 피로하게 하지 않으며, 자동으로 ON/OFF 발광됨으로써 별도의 관리가 불필요한 효과를 제공한다.

아울러 본 발명은 기존에 설치된 일반 표지판을 철거하지 않고 적용 설치 가능함으로써 시공성 및 경제성이 우수하고, 관청의 예산을 대폭 절감하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용된 교통 표지판의 정면도
도 2는 본 발명이 적용된 다른 형태 교통 표지판의 정면도
도 3은 본 발명 교통 표지판의 측단면도
도 4는 본 발명의 무버 및 조명헤드가 전진하는 상태의 측단면도
도 5는 본 발명에 따른 하향조명을 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명에 따른 상향조명을 나타낸 측단면도
도 7은 본 발명에 따른 측향조명을 나타낸 평단면도
도 8은 본 발명 조명헤드의 후면도
도 9는 본 발명 보호케이스의 설치상태 확대단면도
도 10은 본 발명의 전기실린더가 적용된 교통 표지판의 측단면도
도 11은 본 발명의 전기실린더에 작동에 따라 전진한 조명헤드의 조명상태 확대단면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 표지판(10), 조명헤드 이동수단(20), 무버(40), 조명헤드(50)의 구성요소로 대분 됨을 확인할 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 표지판(10)은 도 1 내지 도 2와 같이 야광도료를 사용하여 제작하거나 난반사 시트를 부착한 형태로 제작되어 주행하는 자동차의 전조등 불빛의 반사에 의한 재귀반사를 이용하여 식별 가능하도록 하는 일반적인 표지판이 적용된다.

이와 같은 표지판(10)은 도 3과 같이 조명헤드(50)를 이동시키기 위한 조명헤드 이동수단(20)이 연결 설치되고, 상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 상부를 지나도록 설치된 무버(40)는 선택적으로 전진하거나 후진할 수 있게 된다.

그리고 상기 무버(40)의 선단에는 조명헤드(50)가 설치되고, 조명헤드(50)는 표지판(10)의 전면을 조명할 수 있도록 후면에 LED모듈(51)이 설치된다.

이와 같은 조명헤드(50)에 설치된 LED모듈(51)은 도 8과 같이 무버(40)를 중심으로 다수 개가 원주방향을 따라 원형배열로 설치되고, 필요한 조도에 맞추어 다른 직경의 원주방향을 따라 1∼3중 원형배열로 설치됨으로써 현장상황에 알맞도록 조도를 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

여기에서 상기 무버(40)는 LED모듈(51)과 연결된 전선이 내부의 공간을 통해 표지판(10)의 후방으로 도달할 수 있는 경로를 제공하도록 중공파이프의 형태로 구성됨이 바람직하다.

이러한 본 발명의 조명헤드(50)는 도 4와 같이 평상시 표지판(10)의 전면에 근접함으로써 주/야간 기존의 표지판과 유사한 형태로 운전자에게 전혀 거부감이 없고, 야간시에는 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 무버(40)와 함께 자동으로 전진하여 표지판(10)과 멀어진 상태를 유지함으로써 표지판(10)의 전면을 상부에서 하향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상함은 물론 상기 무버(40)는 표지판(10)을 관통하지 않고 상부를 지나도록 설치됨으로써 시공이 간편하고, 표지판(10)의 훼손을 방지하는 특별한 효과를 제공한다.

또한, 상기한 조명헤드(50)는 표지판(10)의 상부에 배치됨으로써 상부에서 하향으로 조명하는 방식으로 실시될 수 있을 뿐만 아니라 도 6과 같이 표지판(10)의 하부에 배치됨으로써 하부에서 상향으로 조명하는 방식으로 실시될 수도 있게 된다.

즉 상기 조명헤드(50)가 상향으로 조명하는 방식은, 상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 상부를 지나도록 설치된 무버(40)는 선택적으로 전진하거나 후진할 수 있고, 이러한 무버(40)의 선단에 조명헤드(50)가 설치된다.

따라서 조명헤드(50)는 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 무버(40)와 함께 자동으로 전진하여 표지판(10)과 멀어진 상태를 유지함으로써 표지판(10)의 전면을 상부에서 하향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상할 수 있게 된다.

또한, 상기한 조명헤드(50)는 도 7과 같이 표지판(10)의 좌우 어느 한쪽에 배치됨으로써 좌우 어느 한쪽의 측부에서 다른 한쪽의 측향으로 조명하는 방식으로 실시될 수도 있게 된다.

즉 상기 조명헤드(50)가 측향으로 조명하는 방식은, 상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 좌우 어느 한쪽의 측부를 지나도록 설치된 무버(40)는 선택적으로 전진하거나 후진할 수 있고, 이러한 무버(40)의 선단에 조명헤드(50)가 설치된다.

따라서 조명헤드(50)는 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 무버(40)와 함께 자동으로 전진하여 표지판(10)과 멀어진 상태를 유지함으로써 표지판(10)의 전면을 좌우 어느 한쪽의 측부에서 다른 한쪽의 측향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상할 수 있게 된다.

여기에서 상기 무버(40) 및 조명헤드(50)의 설치 위치에 따라 표지판(10)을 선택적으로 상향조명, 하향조명, 측향조명함에 있어 공통적으로 조명헤드(50)는 표지판(10)과 나란하게 설치됨을 탈피하여 표지판(10)의 중앙을 향하도록 비스듬하게 설치됨으로써 조명을 표지판(10)의 중앙을 향하도록 전체적으로 비추어 더욱더 시인성을 향상하는 효과를 제공한다.

한편, 무버(40)를 전진시키거나 후진시키는 역할을 하는 조명헤드 이동수단(20)의 구체적인 기술구성을 살펴보면, 도 3과 같이 공지의 리니어 감속모터(21)가 적용될 수 있고, 이러한 리니어 감속모터(21)의 회전조작에 따라 회전하는 나사축(22)에 이동너트(23)가 나사결합되며, 이동너트(23)에 상기 무버(40)의 후단이 일체로 연결된다.

따라서 상기 리니어 감속모터(21)의 정/역회전 조작에 따라 나사축(22)이 정/역회전 함으로써 이동너트(23)가 전진하거나 후진하면서 이동너트(23)와 일체로 연결된 무버(40) 및 조명헤드(50)가 함께 전진하거나 후진할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 조명헤드 이동수단으로 도 10 내지 도 11과 같이 전기실린더(30)가 적용된 다른 실시예의 형태로도 구현될 수 있는 것으로, 이러한 전기실린더(30)는 표지판(10)의 후면에 연결 설치되고, 전기실린더(30)의 피스톤로드(31)는 표지판(10)을 관통하여 설치됨과 아울러 선단에 조명헤드(50)가 직결 설치됨으로써 상기 전기실린더(30)의 선형운동에 따라 전진이나 후진을 하는 피스톤로드(31)에 의해 조명헤드(50)는 선택적으로 전진하거나 후진할 수 있게 된다.

그리고 상기 무버(40)의 선단에는 조명헤드(50)가 설치되고, 조명헤드(50)는 표지판(10)의 전면을 조명할 수 있도록 후면에 LED모듈(51)이 설치된다.

한편, 본 발명은 상기 표지판(10)의 후면에 연결 설치된 보호케이스(60)가 내부에 배치된 조명헤드 이동수단(20)이나 전기실린더(30)를 안전하게 보호할 수 있도록 하는 기술이 추가로 접목된다.

이를 위한 기술구성으로 도 9와 같이 상기 표지판(10)을 관통하여 4개소에 리벳너트(61)가 설치되고, 상기 리벳너트(61)를 관통하여 마운팅볼트(62)가 나사결합되며, 상기 마운팅볼트(62)에는 케이스 고정판(63)이 관통된 상태로 너트(64)가 결합됨으로써 케이스 고정판(63)은 견고하게 고정될 수 있고, 이러한 케이스 고정판(63)에 고정 설치된 보호케이스(60)의 내부에는 조명헤드 이동수단(20)이나 전기실린더(30)가 내장됨으로써 보호케이스(60)는 내부에 배치된 조명헤드 이동수단(20)이나 전기실린더(30)를 안전하게 보호하는 특별한 효과를 제공한다.

여기에서 상기 전기실린더(30)는 후단에 형성된 연결브라켓(33)이 보호케이스(60)의 후방 내면에 돌출 형성된 실린더브라켓(66)에 연결 설치될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 특징으로는 기존에 설치된 일반 표지판을 철거하지 않고 기존에 설치된 표지판에 조명헤드 이동수단(20), 무버(40), 조명헤드(50)를 추가로 적용 설치하거나 전기실린더(30), 조명헤드(50)를 추가로 설치하는 간단한 방법으로 기존에 설치된 표지판(10)에 조명이 가능함으로써 시인성과 판독성을 대폭 향상하면서도 시공성 및 경제성을 높이고, 시공부처의 예산을 절감할 수 있게 된다.

10: 표지판 20: 조명헤드 이동수단
21: 리니어 감속모터 22: 나사축
23: 이동너트 30: 전기실린더
31: 피스톤로드 33: 연결브라켓
40: 무버 50: 조명헤드
51: LED모듈 60: 보호케이스
61: 리벳너트 62: 마운팅볼트
63: 케이스 고정판 66: 실린더브라켓

Claims (6)

1. 표지판(10)의 후면에 연결 설치된 조명헤드 이동수단(20)과;
   상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 상부를 지나 전진이나 후진을 하는 무버(40)와;
   상기 무버(40)의 선단에 설치되고, 표지판(10)의 전면을 조명하는 LED모듈(51)이 후면에 설치된 조명헤드(50)를 포함하여 이루어지는 한편;
   상기 조명헤드(50)는 평상시 표지판(10)에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판(10)의 전면을 상부에서 하향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상하는 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.
   
2. 표지판(10)의 후면에 연결 설치된 조명헤드 이동수단(20)과;
   상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 하부를 지나 전진이나 후진을 하는 무버(40)와;
   상기 무버(40)의 선단에 설치되고, 표지판(10)의 전면을 조명하는 LED모듈(51)이 후면에 설치된 조명헤드(50)를 포함하여 이루어지는 한편;
   상기 조명헤드(50)는 평상시 표지판(10)에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판(10)의 전면을 하부에서 상향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상하는 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.
   
3. 표지판(10)의 후면에 연결 설치된 조명헤드 이동수단(20)과;
   상기 조명헤드 이동수단(20)의 작동에 따라 표지판(10)의 좌우 어느 한쪽의 측부를 지나 전진이나 후진을 하는 무버(40)와;
   상기 무버(40)의 선단에 설치되고, 표지판(10)의 전면을 조명하는 LED모듈(51)이 후면에 설치된 조명헤드(50)를 포함하여 이루어지는 한편;
   상기 조명헤드(50)는 평상시 표지판(10)에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판(10)의 전면을 좌우 어느 한쪽의 측부에서 다른 한쪽의 측향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상하는 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조명헤드 이동수단(20)은,
   리니어 감속모터(21)가 적용되고, 리니어 감속모터(21)의 회전조작에 따라 회전하는 나사축(22)에 결합된 이동너트(23)에 상기 무버(40)가 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 표지판(10)을 관통하여 설치된 리벳너트(61)에 결합된 마운팅볼트(62)에는 케이스 고정판(63)이 설치되고, 상기 케이스 고정판(63)에 고정 설치된 보호케이스(60)는 내부에 배치된 조명헤드 이동수단(20)을 안전하게 보호하는 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.
   
6. 표지판(10)의 후면에 연결 설치된 전기실린더(30)와;
   상기 전기실린더의(30)의 선형운동에 따라 표지판(10)의 상부를 지나 전진이나 후진을 하는 피스톤로드(31)의 선단에 설치되고, 표지판(10)의 전면을 조명하는 LED모듈(51)이 후면에 설치된 조명헤드(50)를 포함하여 이루어지는 한편;
   상기 조명헤드(50)는 평상시 표지판(10)에 근접하게 위치하다가 야간시 자동으로 전진하여 표지판(10)의 전면을 상부에서 하향으로 조명하면서 반사시트의 재귀반사 성능을 떨어뜨리지 않고 시인성과 판독성을 향상하는 것을 특징으로 하는 지능형 LED 전면조명식 교통 표지판.

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