KR101014485B1 - 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치 - Google Patents

방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드램프장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED를 광원으로 사용하면서 조사각도가 조건에 따라 변하는 헤드램프에서 LED의 방열성능을 높여 내구성을 향상시킨 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치에 관한 것이다.
상술한 본 발명은,
램프하우징;
상기 램프하우징내에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 리플렉터부;
상기 리플렉터부에 설치되어 빛을 방출하는 광원부;
상기 램프하우징 외부로 열 방출되도록 상기 램프하우징에 설치되는 외부방열부;
상기 광원부와 상기 외부방열부를 연결하여 상기 광원부의 열이 상기 외부방열부로 전달되도록 하는 것으로, 상기 리플렉터부와 상기 광원부의 움직임에 대해 유연하게 변형되는 열전도부재;를 포함하여 이루어지는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치를 제공한다.
자동차, 헤드램프, 조사각 가변, AFLS, LED, 방열, 리플렉터

Description

방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치{Adaptive Front Lighting System Having Advanced Efficiency for Radiant Heat}

본 발명은 헤드램프장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED를 광원으로 사용하면서 조사각도가 조건에 따라 변하는 헤드램프에서 LED의 방열성능을 높여 내구성을 향상시킨 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 헤드램프는 조사각도가 일정하게 고정되어 있어서 차량 상태와는 무관하게 항상 차량의 전방만을 일정 각도로 비추게 된다.

따라서, 곡선 도로를 주행하게 되는 경우 도로 반대편에서 오는 차량(이하, "대향차"라 한다)의 운전자 시야를 교란하게 될 뿐만 아니라, 진행하고자 하는 곡선도로에 대한 운전자 자신의 시야가 제대로 확보되지 않아 안전을 위협받는 상황이 종종 발생된다.

이에 대한 대책으로, 최근에는 야간주행시 운전자의 시인성을 충분히 확보하고 대향차의 눈부심을 방지할 수 있도록 운전자가 스티어링휠을 회전시키는 각도에 따라 헤드램프가 좌우방향으로 이동하는 장치가 개발되어 있다.

뿐만 아니라, 자동차는 급가속시에 차량의 전방이 순간적으로 들어올려지는 노즈업(nose-up) 현상을 일으키고, 급제동시에 차량의 전방이 내려앉는 노즈다운(nose-down) 현상이 일어나는데, 이러한 차량의 거동으로 인하여 헤드램프의 초점이 순간적으로 정상보다 위나 아래에 있게 되는 현상이 일어나 대향차의 눈부심이나 운전자의 시인성을 어렵게 만드는 원인이 되기도 한다.

도1은 종래 조사각 가변용 헤드램프장치의 방열구조를 나타낸 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 내부가 밀폐된 램프하우징(10)에는 빛을 반사시켜 빛이 차량 전방 쪽으로 나아가도록 하는 리플렉터(20)가 내장된다.

상기 리플렉터(20)에는 도시된 바와 같이 빛을 방출하는 광원(30)이 설치되는데, 최근에는 상기 광원(30)으로 LED(Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있는데, LED는 적은 전력으로 운용이 가능하면서도 조도가 높아 광효율이 벌브(bulb) 타입에 비해 우수한 장점이 있고, 벌브(Bulb) 타입에 비해 크기가 작아 램프 설계 자유도가 높으며, 발생하는 열의 냉각만 원활하다면 반영구적인 수명을 갖는 장점이 있다.

그러나, LED로 이루어진 상기 광원(30)은 발열량이 매우 높기 때문에 방열대책이 마련되지 않을시 발광효율이 급격히 떨어지면서 수명이 단축되는 결과가 초래되므로 상기 광원(30)에는 도시된 바와 같이 히트싱크(40)가 설치되어 상기 광원(30)에서 발생된 열이 상기 히트싱크(40)를 통해 방출되도록 하고 있다.

여기서, 상기 리플렉터(20)는 회전축(21)을 중심으로 좌우 또는 상하로 회전되는 구조를 이루고 있는데, 이것은 차량의 운행조건에 따라 헤드램프의 조사각도 가 변하기 때문이다.

참고로, 조사각 가변용 헤드램프장치(AFLS; Adaptive Front Lighting System)는 스티어링휠의 조향각도에 따라 리플렉터(20)가 좌우로 회전되고, 차량 전방의 높낮이에 따라 리플렉터(20)가 상하로 회전되어 헤드램프의 조사각도를 조정하는 장치를 말한다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 조사각 가변용 헤드램프장치의 방열구조는 상기 램프하우징(10) 내부가 밀폐되어 있기 때문에 상기 광원(30)에서 발생된 열이 상기 히트싱크(40)를 통해 효과적으로 방출되지 못하고 내부에 적체되어 상기 광원(30)의 방열효율이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 상기 램프하우징(10)은 외부로부터 수분이나 먼지등이 유입되지 못하도록 밀폐되어야 하고, 상기 리플렉터(20)는 회전되는 구조이기 때문에 상기 히트싱크(40)가 램프하우징(10) 밖에 설치되지 못하고 불가피하게 리플렉터(20)와 함께 움직일 수 밖에 없는 구조로 이루어지는바, 이로 인해 히트싱크(40)를 통해 방열이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있는 것이다.

특히, 이러한 문제점은 헤드램프의 광도를 HID(High Intensity Discharge)램프 수준으로 맞추기 위해 하나의 램프하우징(10)에 다수개의 LED를 설치하였을 때 더욱 극명하게 나타난다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 리플텍터가 움직이는 조사각 가변용 헤드램프에서 리플렉터에 설치된 광원의 열이 효과적으로 방출되도록 함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

램프하우징;

상기 램프하우징내에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 리플렉터부;

상기 리플렉터부에 설치되어 빛을 방출하는 광원부;

상기 램프하우징 외부로 열 방출되도록 상기 램프하우징에 설치되는 외부방열부;

상기 광원부와 상기 외부방열부를 연결하여 상기 광원부의 열이 상기 외부방열부로 전달되도록 하는 것으로, 상기 리플렉터부와 상기 광원부의 움직임에 대해 유연하게 변형되는 열전도부재;를 포함하여 이루어지는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치를 제공한다.

또한, 상기 열전도부재는 적어도 하나 이상의 금속박판이 중첩되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원부에는 내부방열부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원부는 LED로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 램프하우징 하나에는 2개 이상의 리플렉터부와 광원부와 열전도 부재가 설치될 수 있고, 그 2개 이상의 열전도부재는 하나의 외부방열부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부방열부의 외측에는 냉각팬이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열전도부재는 다양한 형태의 와이어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 리플렉터가 좌우 또는 상하로 회전되는 조사각 가변용 헤드램프에서 리플렉터에 설치된 광원부의 열이 열전도부재를 통해 램프하우징 밖에 노출된 외부방열부로 전달되므로 광원부의 회전으로 인한 램프하우징 외부로의 열전달 문제가 해결되는 등 상기 광원부의 방열성능이 개선되어 헤드램프의 내구성이 증대되고 특히 LED의 발광효율 및 조도를 장시간 유지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 조사각 가변용 헤드램프장치의 방열구조를 나타낸 개략도이고, 도3은 본 발명에 따른 열전도부재의 구조를 보이기 위한 설명도이며, 도4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략도이고, 도5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이다.

먼저, 도3을 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 크게 램프하우징(110)과 리플렉터부(120)와 광원부(130)와 외부방열부(140)와 열전도부재(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 램프하우징(110)은 도시된 바와 같이 타 구성들이 내장되도록 하여 그들을 외부로부터 보호하며, 내부가 외부와 통하지 못하도록 밀폐되어 있어서 외부의 먼지나 수분 등이 상기 램프하우징(110) 내부로 유입되지 못하도록 한다.

또한, 상기 리플렉터부(120)는 상기 램프하우징(110)내에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치되는데, 상기 리플렉터부(120)는 후술할 광원부(130)에서 발생되는 빛을 반사시켜 빛이 차량 전방 쪽으로 나아가도록 반사시키는 구성이다.

여기서, 상기 리플렉터부(120)는 회전축(121)을 중심으로 좌우 또는 상하로 회전되는 구조를 이루고 있는데, 이것은 종래기술에서 설명한 바와 같이 차량의 운행조건에 따라 헤드램프의 조사각도가 변해야 하기 때문이다.

즉, 조사각 가변용 헤드램프장치(AFLS; Adaptive Front Lighting System)에서는 스티어링휠의 조향각도에 따라 리플렉터부(120)가 좌우로 회전되고, 차량 전방의 높낮이에 따라 리플렉터부(120)가 상하로 회전되는데, 상기 회전축(121)은 이러한 리플렉터부(120)의 좌우 또는 상하 회전을 위해서 마련된다.

한편, 상기 광원부(130)는 상기 리플렉터부(120)에 설치되어 빛을 방출하는 구성으로, 상기 광원부(130)에서 나온 빛은 상기 리플렉터부(120)에 의해 반사되어 차량 전방 쪽으로 나가게 된다.

상기 광원부(130)에는 벌브(bulb)나 LED(Light Emitting Diode) 등 여러 가지가 있을 수 있는데, 본 발명에서는 상기 광원부(130)가 LED로 이루어진 것으로 실시되었으나 상기 광원부(130)가 반드시 LED로 한정될 필요는 없다.

여기서, 상기 광원부(130)는 상기 회전축(121)에 의하여 움직이는 리플렉터부(120)에 설치되기 때문에 상기 리플렉터부(120)가 움직일 때 상기 광원부(130)도 함께 움직이게 된다.

그리고, 상기 외부방열부(140)는 상기 램프하우징(110)에 설치되는 것으로, 보다 효과적인 열방출을 위하여 상기 외부방열부(140)에는 외부와 접촉되는 표면적을 늘리기 위해 다수개의 방열핀(141)이 일정간격으로 이격되게 설치된다.

또한, 상기 광원부(130)는 발광될 때 높은 열이 발생되는바, 상기 광원부(130)의 열이 상기 외부방열부(140)로 전달되도록 상기 광원부(130)와 상기 외부방열부(140)를 상호 연결하는 열전도부재(150)가 마련된다.

상기 열전도부재(150)는 도시된 바와 같이 상기 광원부(130)와 외부방열부(140)를 연결하되, 상기 리플렉터부(120)와 상기 광원부(130)의 움직임에 대해 유연하게 변형될 수 있어야 한다.

즉, 상기 열전도부재(150)는 플렉시블(Flexbile)한 소재로 이루어져 상기 리플렉터부(120)가 움직일 때 그 움직임에 방해가 되지 않도록 상기 광원부(130)와 상기 외부방열부(140)를 연결하여야 한다.

따라서, 상기 리플렉터부(120)와 함께 움직이는 상기 광원부(130)의 열이 상 기 열전도부재(150)를 통해 상기 외부방열부(140)로 전달되어 열방출이 효율적으로 이루어지도록 한다.

여기서, 상기 열전도부재(150)에는 열전달 효율이 우수한 알루미늄이나 구리, 카본 등 여러 가지가 있을 수 있으며, 또한 거기에 탄소나노튜브나 그라핀 등의 열전도율이 높은 물질을 표면에 코팅하여 열전달 효율을 높일수도 있는 바, 그 소재는 실시자의 필요에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있지만, 일단 열전달이 이루어지는 열전도체라면 소재의 종류에 상관없이 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

다만, 상기 열전도부재(150)가 유연하게 변형되도록 하기 위한 구조로, 상기 열전도부재(150)는 다양한 형태의 와이어로 이루어질 수도 있고, 도3에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 금속박판이 중첩되도록 이루어질 수도 있으며, 다양한 체인 및 벨트 형태로 이루어질 수도 있다.

여기서 다양한 형태의 와이어란, 와이어가 단일 가닥으로 이루어지는 형태 및 2 이상의 가닥이 복합적으로 꼬아져서 형성된 다발 형태를 포함하는 개념이다.

이때 상기 열전도부재(150)가 와이어 형태로 이루어지면 잘 구부러지게 되므로 상기 리플렉터부(120)의 움직임은 더욱 자유스러워질 수 있겠으나, 이것은 단면적의 한계로 인하여 열전달효율이 그리 크지 못하므로, 도3에 도시된 바와 같이 상대적으로 단면적이 큰 적어도 하나 이상의 금속박판을 서로 겹치게 결합시켜 열전달 효율을 증대시키면서도 상기 리플렉터부(120)의 움직임에 방해되지 않고 자유자재로 구부러질 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 지금까지는 상기 열전도부재(150)가 상기 광원부(130)에 직접 연결되는 것을 설명하였으나, 보다 바람직하게는 상기 광원부(130)에 별도의 내부방열부(160)가 구비되도록 하여 상기 광원부(130)와 상기 내부방열부(160)가 서로 접촉되고, 상기 내부방열부(160)와 상기 외부방열부(140)를 상기 열전도부재(150)가 연결하도록 함으로써, 상기 광원부(130)의 열이 상기 내부방열부(160)로 일단 전달되어 상기 내부방열부(160)에서 1차로 방열된 후, 미처 방열되지 못한 잔열이 상기 열전도부재(150)를 통해 상기 외부방열부(140)로 전달된 후 2차로 방열되도록 하는 것이 좋다.

또한, 도2에 나타낸 바와 같이 하나의 램프하우징(110)에는 하나의 리플렉터부(120)와 광원부(130)가 내장될 수도 있지만, 광도 증대를 위하여 도4에 나타낸 바와 같이 램프하우징(110) 하나에 적어도 2개 이상의 리플렉터부(120)와 광원부(130)와 열전도부재(150)가 설치될 수 있는데, 그 2개 이상의 열전도부재(150)는 그 개수에 대응되는 각각 별개의 외부방열부(140)와 연결될 수도 있지만, 바람직하게는 도4에서와 같이 상기 외부방열부(140)의 크기를 증대시켜 2개 이상의 열전도부재(150)가 하나의 외부방열부(140)와 연결되도록 하는 것이 좋다.

한편, 상기 외부방열부(140)의 냉각효율을 높이기 위해서는 도5에 나타낸 바와 같이 상기 외부방열부(140)의 외측에는 냉각팬(170)이 설치되는 것이 좋다.

상기 냉각팬(170)은 상기 외부방열부(140)의 방열을 촉진하므로 상기 광원부(130)의 방열효과가 더욱 우수해진다.

그리고, 상기 내부방열부(160)와 상기 열전도부재(150)의 접촉면과, 상기 열전도부재(150)와 상기 외부방열부(140)의 접촉면에는 써멀그리스(Thermal Grease) 또는 써멀패드(Thermal Pad)로 지칭되는 열합성물(Thermal Compound)을 도포하는 방식으로 설치하여, 두 금속의 접촉면에서의 열전달 효율을 높이는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 종래 조사각 가변용 헤드램프장치의 방열구조를 나타낸 개략도,

도2는 본 발명에 따른 조사각 가변용 헤드램프장치의 방열구조를 나타낸 개략도,

도3은 본 발명에 따른 열전도부재의 구조를 보이기 위한 설명도,

도4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략도,

도5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 램프하우징 120 : 리플렉터부

121 : 회전축 130 : 광원부

140 : 외부방열부 141 : 방열핀

150 : 열전도부재 160 : 내부방열부

170 : 냉각팬

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 램프하우징(110);
    상기 램프하우징(110)내에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치된 리플렉터부(120);
    상기 리플렉터부(120)에 설치되어 빛을 방출하는 광원부(130);
    상기 램프하우징(110) 외부로 열 방출되도록 상기 램프하우징(110)에 설치되는 외부방열부(140);
    상기 광원부(130)와 상기 외부방열부(140)를 연결하여 상기 광원부(130)의 열이 상기 외부방열부(140)로 전달되도록 하는 것으로, 상기 리플렉터부(120)와 상기 광원부(130)의 움직임에 대해 유연하게 변형되는 열전도부재(150);를 포함하며,
    상기 열전도부재(150)는 적어도 하나 이상의 금속박판이 중첩되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원부(130)에는 내부방열부(160)가 구비된 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광원부(130)는 LED로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 램프하우징(110) 하나에는 2개 이상의 리플렉터부(120)와 광원부(130)와 열전도부재(150)가 설치될 수 있고, 그 2개 이상의 열전도부재(150)는 하나의 외부방열부(140)와 연결되는 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 외부방열부(140)의 외측에는 냉각팬(170)이 설치된 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  7. 램프하우징(110);
    상기 램프하우징(110)내에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치된 리플렉터부(120);
    상기 리플렉터부(120)에 설치되어 빛을 방출하는 광원부(130);
    상기 램프하우징(110) 외부로 열 방출되도록 상기 램프하우징(110)에 설치되는 외부방열부(140);
    상기 광원부(130)와 상기 외부방열부(140)를 연결하여 상기 광원부(130)의 열이 상기 외부방열부(140)로 전달되도록 하는 것으로, 상기 리플렉터부(120)와 상기 광원부(130)의 움직임에 대해 유연하게 변형되는 열전도부재(150);를 포함하며,
    상기 열전도부재(150)는 다양한 형태의 와이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  8. 램프하우징(110);
    상기 램프하우징(110)내에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치된 리플렉터부(120);
    상기 리플렉터부(120)에 설치되어 빛을 방출하는 광원부(130);
    상기 램프하우징(110) 외부로 열 방출되도록 상기 램프하우징(110)에 설치되는 외부방열부(140);
    상기 광원부(130)와 상기 외부방열부(140)를 연결하여 상기 광원부(130)의 열이 상기 외부방열부(140)로 전달되도록 하는 것으로, 상기 리플렉터부(120)와 상기 광원부(130)의 움직임에 대해 유연하게 변형되는 열전도부재(150);를 포함하며,
    상기 열전도부재(150)는 다양한 체인 및 벨트 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  9. 제2항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도부재(150)에는 열전도 효율이 높은 탄소나노튜브나 그라핀이 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 내부방열부(160)와 상기 열전도부재(150)의 접촉면, 상기 열전도부재(150)와 상기 외부방열부(140)의 접촉면에는 열합성물이 설치된 것을 특징으로 하는 방열성능이 개선된 조사각 가변용 헤드램프장치.
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