KR100410740B1 - 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터 - Google Patents

차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터에 관한 것으로서, 많은 수의 부품을 필요로 하고 응답속도에 한계를 갖는 기계식 전동 메카니즘을 적용한 기존의 액추에이터를 배제하고, 그 대신에 코일과 마그네틱 등을 이용한 전기식 전동 메카니즘의 액추에이터를 채용함으로써, 액추에이터의 반응속도를 향상시킬 수 있고, 부품수 감소, 특히 모터의 삭제에 따른 경량화 및 원가절감의 효과를 도모할 수 있도록 한 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 제공하고자 한 것이다.

Description

차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터{Head lamp leveling device actuator for automobile}
본 발명은 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터에 관한 것으로서,더욱 상세하게는 기존의 모터, 기어 등을 이용한 기계식 전동 메카니즘을 배제하고, 코일, 마그네틱 등을 이용한 전기식 전동 메카니즘을 적용함으로써, 액추에이터의 반응속도를 향상시킬 수 있으며, 부품수 감소에 따른 경량화 및 원가절감의 효과를 도모할 수 있도록 한 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 고급사양의 차량에는 차체의 자세변화에 따라 헤드램프의 조사각도를 조절해주는 헤드램프 레벨링 디바이스가 장착되어 있다.
이러한 헤드램프 레벨링 디바이스는 소정의 구동수단으로 리플렉터를 밀었다 당겼다 하여 빛의 조사각도를 상하로 조절할 수 있는 방식이다.
이때의 구동수단이 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터이다.
도 1은 종래의 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 보여주는 사시도로서, 소형의 DC 모터(10), 웜 기어(11) 및 웜 휠(12), 리플렉터 샤프트(13) 등으로 구성되어 있다.
헤드램프의 각도조절시, DC 모터(10)의 구동에 따라 웜 기어(11)와 웜 휠(12)이 회전하고, 웜 휠(12)과 스크류 전동되는 리플렉터 샤프트(13)가 전후로 움직이면서 리플렉터의 각도를 조절함으로써, 빛의 조사각도를 상하로 조절할 수 있게 된다.
그러나, 종래의 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터는 다음과 같은 여러 문제점이 있다.
1) DC 모터, 웜 기어, 웜 휠, 리플렉터 샤프트, 컨트롤러 및 리미트 스위치등 부품의 수가 많아 원가상승의 요인이 된다.
2) 감속비를 얻기위한 여러 개의 기어를 통해 회전력을 전달함으로써, 차량의 자세변화에 대한 액추에이터의 응답속도가 늦다.
3) DC 모터측 기어와 웜 기어측 감속용 기어의 감속비가 크고, 기어의 재질이 상이하여 장기간 사용시 감속용 기어의 치형이 파손되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 많은 수의 부품을 필요로 하고 응답속도에 한계를 갖는 기계식 전동 메카니즘을 적용한 기존의 액추에이터를 배제하고, 그 대신에 코일과 마그네틱 등을 이용한 전기식 전동 메카니즘의 액추에이터를 채용함으로써, 액추에이터의 반응속도를 향상시킬 수 있고, 부품수 감소, 특히 모터의 삭제에 따른 경량화 및 원가절감의 효과를 도모할 수 있도록 한 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 종래의 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 나타내는 사시도
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : DC 모터 11 : 웜 기어
12 : 웜 휠 13 : 리플렉터 샤프트
14 : 코일 15a,15b : 나사산
16 : 슬라이더 가이드 17 : 슬라이더
18 : 마그네틱 19 : 컨트롤러
20 : 코일측 접속단자 21 : 차체 와이어링측 접속단자
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 둘레에 코일(14)이 감겨져 있고 내측에 나사산(15a)이 형성되어 있는 원통형의 슬라이더 가이드(16)와, 외측에 나사산(15b)을 갖고 있으며 슬라이더 가이드(16)의 내측에 조합되어 스크류 이동가능한 슬라이더(17)와, 상기 슬라이더(17)의 내측에 결합되며 코일(14)과 상대적으로 극성변화를 일으키면서 전후이동이 가능한 마그네틱(18) 및 이것과 일체식으로 연결되어 함께 이동이 가능한 리플렉터 샤프트(13)와, 펄스신호의 형식으로 11∼14V의 전류를 코일(14)에 인가하여 슬라이더 가이드(16)의 회전을 제어하는 컨트롤러(19)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코일(14)은 5극, 7극, 9극의 형식으로 감겨지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코일(14)이 갖는 3개의 극 중에서 1개의 극은 전류가 인가되지 않는 극으로 설정하고, 마그네틱(18)의 회전에 의한 유도전류를 컨트롤러(19)측에 제공하여 슬라이더(17)의 회전수를 감지할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전수 감지용으로 사용되는 코일(14)은 다른 코일에 의한 자기장의 영향은 적게 받고 마그네틱(18)에 의한 자기장의 영향을 크게 받을 수 있도록 비자성 재료로 격리되는 것을 특징으로 한다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 기술은 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터의 사용목적에 최적화시키기 위해 종래의 기술과 달리 다음과 같은 개선을 통해 그 기능을 향상시키고, 제작비용을 줄일 수 있으며, 액추에이터 자체의 크기를 줄여 차량 장착을 용이하게 한 것이다.
이를 위하여, 기존의 액추에이터에서 사용되던 많은 기어를 모두 없애고, 영구자석(마그네틱)이 삽입된 슬라이더와 외부에 코일이 감겨져 있고 내부에 나사부가 형성된 슬라이더 가이드로 구성하였으며, 컨트롤러에 의해 입력된 펄스신호에의해 슬라이더와 슬라이더 가이드가 자체적으로 영구자석식 DC 모터의 역할을 하도록 하였다.
도 2는 본 발명에 따른 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터의 구성을 보여주고 있다.
본 발명의 액추에이터는 외경에 나사산(15b)을 갖고 있으며 마그네틱(18)과 리플렉터 샤프트(13)를 일체식으로 포함하는 슬라이더(17)와, 내경에 나사산(15a)을 갖고 있으며 외경에 코일(14)을 감아 모터의 스테이터 역할을 하는 슬라이더 가이드(16)와, 양 끝이 구형(球形)으로 되어 있는 리플렉터 샤프트(13)와, 차체 센서에 의해 감지된 차량자세에 따라 헤드램프 각도 조절량, 즉 리플렉터 각도 조절량(리플렉터 샤프트의 스트로크)을 계산하여 펄스신호로 코일(14)에 전압/전류를 인가하는 컨트롤러(19)로 이루어져 있다.
따라서, 코일측 접속단자(20) 및 차체 와이어링측 접속단자(21)를 포함하며 기판상의 반도체 마이크로 컴퓨터, 신호증폭기, 검출기로 이루어진 컨트롤러(19)는 슬라이더(17)를 회전시킨다.
즉, 슬라이더 가이드(16)의 외부에 감겨진 코일(14)의 감기(Winding)방식에 의해 5극, 7극, 9극 등으로 구성되어 컨트롤러(19)에 의해 펄스신호의 형식으로 입력된 11∼14V의 전류가 서로 180°의 각도를 갖는 극에 동일한 극을 갖도록 하고, 슬라이더 가이드(16)를 회전시키고자 하는 방향으로 초기 설정된 극과 90°의 각도를 갖는 극은 반대극을 갖도록 한다.
또한, 상기 5극, 7극, 9극 중에서 각각 1개의 극은 전류가 인가되지 않는 극으로 하여 슬라이더(17)에 삽입된 마그네틱(18)의 회전에 의해 유도전류를 생성하고, 이를 컨트롤러(19)에 전달하여 슬라이더(17)의 회전수를 감지할 수 있도록 한다.
단, 회전수 감지용으로 사용되는 코일(14)은 다른 코일(14)에서 유기되는 자기장의 영향을 적게 받고, 슬라이더(17)의 마그네틱(18)의 회전에 의한 자기장의 변화에 따른 영향만을 크게 감지할 수 있도록 비자성 재료로 격리한다.
상기 슬라이더(17)의 회전방향은 앞서 언급한 컨트롤러(19)가 슬라이더 가이드(16)의 코일(14)에 인가하는 전류의 방향을 바꾸어 줌으로써 결정되도록 한다.
상기 리플렉터 샤프트(13)는 양 끝을 구형으로 구성하고, 각각의 끝에 슬라이더(17)와 리플렉터(미도시)가 볼조인트 방식으로 연결되게 함으로써, 램프 하우징(미도시)과 힌지방식으로 연결되어 있는 리플렉터를 램프 렌즈(미도시) 쪽으로 밀고 당기는 방향으로 움직일 때, 슬라이더(17)의 회전에 기계적 부하를 주지 않도록 한다.
이와 같이 본 발명의 액추에이터는 슬라이더와 슬라이더 가이드를 영구자석식 모터 방식으로 구성하여 기존의 많은 동력전달용 기어와 별도의 소형 DC 모터를 없앨 수 있으므로, 액추에이터 반응속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 액추에이터의 전체적인 크기를 축소할 수 있고, 모터수단 및 기어수단의 삭제로 구성 부품수를 현저하게 줄일 수 있는 동시에 기존에 비해 약 2/3 정도의 경량화를 도모할 수 있으며, 기존의 플라스틱 사출기어 4개 및 소형 DC 모터 1개의 삭제로 원가절감에 기여할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 기존의 모터, 기어 등을 이용한 기계식 전동 메카니즘을 배제하고, 코일, 마그네틱 등을 이용한 전기식 전동 메카니즘을 채용한 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터를 제공함으로써, 액추에이터의 반응속도를 향상시킬 수 있으며, 부품수 감소에 따른 경량화 및 원가절감의 효과를 도모할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 둘레에 코일(14)이 감겨져 있고 내측에 나사산(15a)이 형성되어 있는 원통형의 슬라이더 가이드(16)와, 외측에 나사산(15b)을 갖고 있으며 슬라이더 가이드(16)의 내측에 조합되어 스크류 이동가능한 슬라이더(17)와, 상기 슬라이더(17)의 내측에 결합되며 코일(14)과 상대적으로 극성변화를 일으키면서 전후이동이 가능한 마그네틱(18) 및 이것과 일체식으로 연결되어 함께 이동이 가능한 리플렉터 샤프트(13)와, 펄스신호의 형식으로 11∼14V의 전류를 코일(14)에 인가하여 슬라이더 가이드(16)의 회전을 제어하는 컨트롤러(19)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코일(14)은 5극, 7극, 9극의 형식으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 코일(14)이 갖는 3개의 극 중에서 1개의 극은 전류가 인가되지 않는 극으로 설정하고, 마그네틱(18)의 회전에 의한 유도전류를 컨트롤러(19)측에 제공하여 슬라이더(17)의 회전수를 감지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 회전수 감지용으로 사용되는 코일(14)은 다른 코일에 의한 자기장의 영향은 적게 받고 마그네틱(18)에 의한 자기장의 영향을 크게 받을 수 있도록 비자성 재료로 격리되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 레벨링 디바이스 액추에이터.
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