KR100437715B1 - 자동차용 램프의 필라멘트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도체를 이용하여 평행하게 배치되는 리드(21)(22); 및 상기 리드(21)(22)의 중간에 도체를 이용하여 형성되는 코일(23)을 포함하여 이루어지는 하는 것을 특징으로 하며,

이때, 상기 리드(21)(22)는 양자간의 거리(WL)를 4.9±0.30㎜로 유지하고, 상기 코일(23)은 권취경(CD)을 1.877±0.03㎜로 유지하고, 코일(23)은 권취길이(CL)를 4.9±0.30㎜로 유지하고, 코일(23)은 총권선수(TT)를 5회로 유지한다.

이에 따라, 자동차의 24V-70W 규격 반경방향 코일방식의 할로겐 램프가 광속과 수명에 있어 최적화된 조건을 만족할 수 있게 된다.

Description

자동차용 램프의 필라멘트 구조 {Construction of Filament for Automobile Lamp}

본 발명은 자동차용 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 12V-70W 규격 반경방향 코일방식의 할로겐 램프가 광속과 수명에 있어 최적화된 조건을 만족할 수 있는 자동차용 램프의 필라멘트 구조에 관한 것이다.

통상적으로 헤드램프를 비롯한 자동차용 전구로는 할로겐 램프가 사용되는 바, 투명한 인클로저, 인클로저에 투입되는 충진재, 리드와 코일로 이루어진 도체, 리드를 지지하는 절연체 등을 주요 구성으로 한다. 이외에도 조사광의 직진성을 향상하기 위한 반사체가 사용되기도 한다.

이러한 자동차용 헤드램프는 수명이 장기간 유지되고, 가격이 저렴하며, 충분한 광속을 유지하여야 하는 바, 상기한 주요 구성품 개개의 규격 및 상호 연관되는 배치관계가 이에 중대한 영향을 끼친다.

텅스텐이나 몰리브덴을 사용하는 리드 및 텅스텐 와이어를 사용하는 필라멘트는 도체로서 리드를 통하여 전원을 인가하는 순간 저항이 있는 필라멘트에 전류가 흘러 열이 발생하고 온도가 높아지면서 빛을 낸다.

이때 램프의 주요 기능인 광속(Lumen: Lm)은 눈에 느끼는 빛의 양을 말하는 것으로서, 상기한 필라멘트를 포함한 주요 구성품의 다양한 설계요소에 의해 결정되고 수명시간과도 관련이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 점에 착안하는 것으로서, 자동차의 할로겐 램프가 광속과 수명에 있어 최적화된 조건을 만족할 수 있는 자동차용 램프의 필라멘트 구조를 제공한다.

도 1은 종래의 필라멘트를 주요 치수와 함께 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 필라멘트를 주요 치수와 함께 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 필라멘트가 적용되는 완제품을 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11, 21: 제 1 리드 12, 22: 제 2 리드

13, 23: 코일 24: 인클로저

25: 단자

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 도체를 이용하여 평행하게 배치되는 리드(21)(22); 및 상기 리드(21)(22)의 중간에 도체를 이용하여 형성되는 코일(23)을 포함하여 이루어지는 하는 것을 특징으로 하며,

이때, 상기 리드(21)(22)는 양자간의 거리(WL)를 4.9±0.30㎜로 유지하고, 상기 코일(23)은 권취경(CD)을 1.877±0.03㎜로 유지하고, 코일(23)은 권취길이(CL)를 4.9±0.30㎜로 유지하고, 코일(23)은 총권선수(TT)를 5회로 유지한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 종래의 필라멘트를 주요 치수와 함께 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 필라멘트를 주요 치수와 함께 나타내는 구성도이다.

통상 할로겐 램프는 초소형의 경량화가 가능하고, 연색성이 좋아 빛의 3원색에 가장 가깝고, 조도와 수명이 우수하다. 빔이 정확한 특성을 지니고 있어 자동차의 등화장치 용도로 적절하다.

도 1 및 도 2에서, 부호 CL은 코일(13)(23)의 권취길이, LL은 제 1 리드(11)(21) 및 제 2 리드(12)(22)의 길이, CD는 코일(13)(23)의 권취경, WL은 제 1 리드(11)(21) 및 제 2 리드(12)(22) 사이의 거리를 나타낸다. CDL은 LL에 CD를 더한 길이를 의미한다.

램프는 필라멘트의 코일(23)을 배치하는 형태에 따라 축방향 방식 또는반경(축직각)방향 방식으로 구분되기도 한다. 전자는 코일(23)의 권취 중심선이 램프의 조사방향과 일치하도록 배치되는 형태이고, 후자는 코일의 중심선이 램프의 조사방향과 직교하도록 배치되는 형태이다. 리드의 길이, 코일의 권취경, 코일의 권선수 등의 규격이 동일하다면 후자의 방식이 보다 높은 광속을 발생할 수 있기 때문에 헤드램프에서는 하이빔 용도로 채택된다.

본 발명은 상기한 반경방향 방식의 램프에 관련되며 제 1 리드(21), 제 2 리드(22), 코일(23)로 이루어진 필라멘트에 있어서 주요 규격이 도 1 및 도 2를 통하여 비교될 수 있다. 리드(21)(22)의 길이(LL) 치수는 그대로 두고, 리드(21)(22) 사이의 길이(WL), 코일(23)의 권취경(CD), 코일(23)의 권취길이(CL), 코일(23)의 총권선수(TT)에 변화를 주게 된다. 보다 구체적으로는 코일(23)의 권취경(CD), 권취길이(CL) 및 리드(21)(22) 사이의 거리(WL)를 감소시키는 반면 코일(23)의 총권선수(TT)를 약간 증가시킨다.

통상 리드(21)(22)와 코일(23)을 포함한 도체의 총중량을 증가시킬수록, 코일(23)의 권취경(CD)을 감소시킬수록 필라멘트의 수명이 연장된다. 그러나 중량의 증가는 수명을 감소시키고 전류를 증가시키는 요인으로 작용하므로 적절한 범위에서 다양한 실험을 통하여 최적의 조건을 찾는 것이 필요하다.

표 1에서 첫 번째 경우는 권취경(CD) 등 여타의 치수를 그대로 두고 총권선수(TT)만 변경하여 결과를 비교하고, 두 번째의 경우는 총권선수(TT) 등 여타의 규격을 그대로 두고 권취경(CD)만 변경하여 결과를 비교하고, 마지막 세 번째 경우는 코일(23)의 권취경(CD), 권취길이(CL), 총권선수(TT) 및 리드(21)(22) 사이의거리(WL)를 변경하여 결과를 비교한 것이다.

첫 번째의 경우 총권선수(TT)만 1회 증가시켜 5회로 제작한 결과 광속은 향상되나 수명이 300시간에 불과하다. 두 번째의 경우 권취경(CD)을 0.343㎜ 감소시켜 1.877㎜로 제작한 결과 광속은 좀더 향상되나 수명이 300시간 보다 증가되지 않는다. 세 번째의 경우 권취경(CD)을 0.343㎜ 감소시켜 1.87㎜로 하고, 총권선수(TT)를 늘여 5회로 제작한 결과 광속은 상기한 두 경우에 비하여 감소되나 수명이 500시간으로 대폭 증가된다. 표 1에 나타내지 않았으나 세 번째의 경우 리드(21)(22)의 거리(WL)를 0.1㎜ 감소시켜 4.9㎜로 하고, 코일(23)의 권취길이(CL)도 0.1㎜ 감소시켜 4.9㎜로 한다.

따라서, 세 번째의 경우 광속 및 수명시간에서 규정치를 만족하므로 가장 바람직한 최적치로 볼 수 있다.

[표 1]

	C.D.	T.T.	광속	수명시간	비 고
H3 24V 70W	2.22±0.03	5	1700	300	수명미달
	1.87±0.03	4	1720	300	수명미달
	1.87±0.03	5	1561±80	500	최 적

이때, 본 발명에서 리드(21)(22)의 길이는 9.5㎜로 변하지 않지만 코일(23)의 권취경(CD)이 1.877㎜로 0.343㎜ 감소됨에 따라 도시의 CDL도 0.343㎜ 만큼 감소되어 11.377㎜로 된다. 리드(21)(22) 사이의 거리(WL)는 코일(23)의 권취길이(CL)와 동일하게 각각 0.1㎜ 감소된다.

이외에도 광원의 소비전력(W)에 대한 발산광속(lm)의 비(lm/W)로 표시되는 발광효율도 중요한 설계인자로 된다.

표 2는 도 1에서 도 2로 규격을 변화함에 따른 특성 변화를 나타내는 것으로서 광속과 수명의 향상을 모두 도모한다. 동일한 전압 28V를 인가할 때 전류가 2.921A에서 2.455A로 감소되면서 전력이 81.8W에서 68.7W로 감소된다. 광속이 17.8% 정도 감소되지만 수명시간이 2.5배로 증가된다.

[표 2]

	전압(V)	전류(A)	전력(W)	광속(LM)	수명시간
종 래	28	2.921±0.1	81.8±2	1900±100	200
본 발명	28	2.455±0.08	68.7±2	1561±80	500

도 3은 본 발명에 따른 필라멘트가 적용되는 완제품을 나타내는 구성도가 도시된다.

부호 24는 인클로저로서 석영유리를 사용하여 작은 크기로도 높은 광출력 즉 효율을 낼 수 있고 충진되는 할로겐 가스는 필라멘트의 증발을 방지한다. 부호 25는 내부의 리드(21)(22) 중 일측과 연결되고 외부로 노출되어 전원 케이블과 접속되는 단자를 나타낸다.

필라멘트 축은 기준 평면(RP: reference plane)과 직교되는 기준 축(RA: reference axis)으로부터 일정 각도만큼 편심되도록 한다.

이와 같은 본 발명의 램프는 24V 70W의 규격으로 완성되는데, 설정된 수명시간 내에 온도 분포가 일정하게 유지되어 흑화현상이 없을 뿐 아니라 열 충격에 강하여 발광 작동중에 물이 묻어도 파열되지 않는다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 자동차의 할로겐 램프가 광속과 수명에 있어 최적화된 조건을 만족할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 도체를 이용하여 평행하게 배치되는 리드(21)(22); 및

   상기 리드(21)(22)의 중간에 도체를 이용하여 형성되는 코일(23)을 포함하여 이루어지는 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 램프의 필라멘트 구조에 있어서,

   상기 리드(21)(22)는 양자간의 거리(WL)를 4.9± 0.30㎜로 유지하며, 상기 코일(23)은 권취경(CD)을 1.877±0.03㎜로 유지하면서 권취길이(CL)를 4.9± 0.30㎜로 유지함과 아울러 총권선수(TT)를 5회로 유지하여 형성됨을 특징으로 자동차용 램프의 필라멘트 구조.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제