KR101212622B1 - 차량 헤드라이트를 위한 전기 백열 램프 - Google Patents

차량 헤드라이트를 위한 전기 백열 램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 백열 램프, 특히 차량 헤드라이트와 관련되는데, 상기 전기 백열 램프는 광-투과성 램프 용기(10) 내에 배열되는 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)는 그 2개의 단부들(23, 24)에서 서로 다른 피치 팩터들을 갖는다. 하향빔의 명/암 경계에서 휘도를 증가시키기 위하여, 베이스에 가까운 백열 필라멘트(2)의 단부(23)가 작은 피치 팩터를 갖는다.

Description

차량 헤드라이트를 위한 전기 백열 램프{ELECTRIC INCANDESCENT LAMP FOR VEHICLE HEADLIGHTS}
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예들에 따라 차량 헤드램프에 대한 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제 1 예시적 실시예에 따라 차량 헤드 램프의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제 2 예시적 실시예에 따라 차량 램프의 측면도를 도시한다.
도 4는 도 1에 도시된 백열 필라멘트의 피치 팩터를 도시한다.
본 발명은 특허청구범위 제1항에 따른 전기 백열 램프에 관한 것이다.
상기 전기 백열 램프는, 예를 들어 독일 특허 명세서 DD 243 141 A1에 개시되었다. 상기 명세서에는 백열 필라멘트를 갖는 선형 전기 백열 램프를 기술하는데, 상기 백열 필라멘트의 피치(pitch) 또는 피치 팩터(pitch factor)는 2개의 백열 필라멘트 단부 방향으로 백열 필라멘트의 중앙으로부터 연속적으로 또는 갑작스럽게 감소된다. 피치는 백열 필라멘트의 두 개의 권선(turn)들 사이의 공간과 필라멘트 도선 직경의 합으로서 정의된다. 피치 팩터는 피치와 필라멘트 도선 직경의 비율(quotient)로 정의된다.
본 발명은 하향 빔(lower beam)을 만들기 위하여 차량 헤드라이트에 사용될 수 있으며 명/암 경계 영역에서 헤드라이트에서의 이미지화를 위하여 통상적인 헤드램프에 비하여 높은 휘도를 제공하는 확실히 보장하는 전기 백열 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징에 의하여 본 발명에 따라 성취된다. 특히 유리한 본 발명의 실시예들이 종속항들에서 설명된다.
본 발명에 따른 전기 백열 램프는 적어도 하나의 백열 필라멘트를 갖는데, 상기 백열 필라멘트는 광투과 램프 용기 내부에 배열되며 제 1 단부에서는 제 1 피치 팩터를 가지며 제 2 단부에서는 제 2 피치 팩터를 가지는 바, 여기서 제 1 피치 팩터는 제 2 피치 팩터 보다 작다.
보다 작은 피치 팩터에 의하여, 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트는 제 2 단부에서와 비교할 때 제 1 단부에서 보다 높은 휘도를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 백열 램프는, 예를 들어 차량 헤드라이트의 광원과 같은 프로젝션 응용예에 적합하다. 제 1 필라멘트 단부에 의하여 방사되는 광이 헤드라이트 전면의 원격 영역으로 프로젝션되고 제 2 필라멘트 섹션에 의하여 방사되는 광이 차량의 전면에서 헤드라이트의 근접 영역으로 프로젝션됨으로써 하향빔의 선명한 명/암 경계를 형성하기 위한 목적으로, 상기 제 1 필라멘트 단부로부터 발산되는 광이 상기 응용예에 대하여 사용될 수 있다. 이는 양질의 조명이 원해지는, 하향빔의 명/암 경계 영역에서 고휘도가 성취되는 것을 가능하게 한다.
유리하게도 본 발명에 따른 백열 램프는 한쪽 단부에서 베이스를 갖는 백열 램프의 형태인데, 다시 말하면 램프 용기의 한쪽 단부에 베이스가 제공되며, 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트의 제 1 단부가 상기 베이스가 제공된 램프 용기 단부에 면한다. 차량 헤드라이트에서, 일 단부에 베이스를 갖는 램프들이 일반적으로 이용되고, 이는 베이스가 후면측 개구의 마운트(mount)에 고정되도록 후면측 개구를 통해 헤드라이트 방사기에 설치된다. 램프의 이러한 배향에 의하여, 베이스에 근접한 백열 필라멘트의 단부에 의하여 발생되는 광은 명/암 경계 영역으로 또는 헤드라이트의 원격 영역으로 프로젝션된다. 따라서, 베이스에 근접한 백열 필라멘트 단부는 상기 언급된 장점을 성취하기 위하여 바람직하게는 보다 작은 피치 팩터를 갖는 제 1 필라멘트 단부로 형성된다. 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예들에 따라, 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트는 축방향으로 정렬되는데, 다시 말해 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트의 필라멘트축은 램프 용기 또는 백열 램프의 길이 방향에 평행하게 연장되며, 축상으로 대칭적인 램프 용기의 경우에는 램프 용기의 길이 방향축에 평행하게 연장되거나 또는 그 길이 방향축 상에 위치한다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예들에 따라, 제 1 피치 팩터를 갖는 제 1 필라멘트 섹션은 제 1 백열 필라멘트 단부에서 정렬되고, 제 2 피치 팩터를 갖는 제 2 필라멘트 섹션은 제 2 단부에 정렬된다. 백열 필라멘트의 중앙 필라멘트 섹션에서의 백열 필라멘트의 과열 및 그로 인한 수명의 단축을 방지하기 위하여, 제 2 필라멘트 섹션은 제 1 필라멘트 섹션 보다 많은 권선(turn)을 갖는다. 제 1 및 제 2 필라멘트 섹션의 권선수 비율은 바람직하게는 0.5보다 작거나 같은데, 이는 제 2 필라멘트 섹션이 적어도 필라멘트 중앙까지 연장되는 것을 확실하게 보장하기 위함이다.
본 발명에 따른 백열 램프의 상기 적어도 하나의 백열 필라 멘트의 제 2 피치 팩터는 제조상의 이유로 바람직하게는 1.8보다 작거나 같으며, 제 1 피치 팩터는 바람직하게는 1.3보다 크거나 같다. 1.8보다 큰 피치 팩터에서는, 백열 필라멘트들이 보다 큰 피치 팩터를 갖는 단부에서 백열 필라멘트 공급 디바이스로 굽어지고(hook) 더 이상 풀릴 수 없게 되는 위험이 있을 것이다. 1.3 이하의 피치 팩터에서는, 백열 필라멘트의 인접 권선들 간에 전기 단락이 있을 수 있다. 따라서, 보다 타이트하게 감긴 제 1 필라멘트 섹션에 대하여 1.5의 피치 팩터가 바람직하다.
본 발명은 이하에서 몇몇 바람직한 예시적 실시예들을 참조로 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 2는 본 발명에 제 1 예시적 실시예에 따른 차량 헤드라이트를 위한 할로겐 백열 램프를 도시한다. 이러한 할로겐 백열 램프(1)는 55와트의 전력 소비 및 12 볼트의 정격 전압을 가지며 모터 차량 헤드라이트에서 하향빔을 생성시키는 목적으로 위한 것이다. 할로겐 백열 램프(1)는 석영 유리로 만들어지는 램프 용기(10)를 갖는데, 상기 램프 용기(1)는 금속성 베이스(3)가 제공된 밀봉 단부(11)를 갖는다. 단일 코일화된 텅스텐 도선(200)으로 만들어지는 백열 필라멘트(2)가 램프 용기(1) 내부에 배열된다. 백열 필라멘트(2)는 램프 용기(1) 내에서 축방향으로 정렬되는데, 다시 말해 백열 필라멘트(2)는 램프 용기(1)의 길이 방향축에 평행하거나 또는 램프 용기(1)의 길이 방향축 상에 위치하게 된다. 백열 필라멘트(2)의 코일화되지 않은 2개의 외향 필라멘트 섹션들(21, 22)은 각각 전류 공급 도선에 접속되는데, 상기 필라멘트 섹션들(21, 22) 각각은 램프 용기(1)로부터 돌출하고 기밀형(gas tight manner)으로 램프 용기(1)의 밀봉 단부(110) 내에 내장되는 몰리브덴 호일들(111, 112)에 의하여 콘택트 러그(contact lug)(4) 또는 베이스 셀(base shell)(3)에 전기적으로 도전 접속된다. 백열 필라멘트(2)를 도 3에 도시된 2-필라멘트 할로겐 백열 램프(5)에 장착하기 위하여 외향 필라멘트 섹션들(21, 22)이 몰리브덴 튜브들(25, 26)에 의하여 감싸지는데, 상기 몰리브덴 튜브들(25, 26)은 그들을 각각 전력 공급 도선 및 안티-대즐(anti-dazzle) 디바이스에 용접시키는데 사용된다. 도 2에 도시된 할로겐 백열 램프(1)에서, 몰리브덴 튜브들(25, 26)이 생략되는데, 이는 이 경우 외향 필라멘트 섹션들(21, 22)이 몰리브덴 호일들(111, 112)에 직접 용접되기 때문이다.
도 1에는 백열 필라멘트(2)가 개략적으로 도시된다. 이는 1.5의 피치 팩터를 가지며 백열 필라멘트(2)의 5개의 권선에 걸친 제 1 필라멘트 섹션(23) 및 1.8의 피치 팩터를 가지며 10개의 권선에 걸친 제 2 필라멘트 섹션(24)을 갖는다. 보다 타이트하게 감긴 제 1 필라멘트 섹션(23)은 밀봉 단부(11) 및 베이스(3)에 면한다. 2개의 필라멘트 섹션들(23, 24)은 단지 하나의, 즉 6번째 권선을 포함하는 전이 섹션(231)에 의하여 서로 접속된다. 도 4는 백열 필라멘트(2)의 16개의 권선들의 피치 팩터를 도시한다. 백열 필라멘트(2)의 텅스텐 도선의 두께 또는 직경은 155.2 마이크로미터이다. 백열 필라멘트(2) 권선들의 외부 직경은 1.24±0.01 밀리미터이다. 필라멘트 섹션들(23, 24)의 피치 팩터는 각각의 필라멘트 섹션(23 또는 24)의 권선수와 백열 필라멘트 도선(200)의 두께의 비율로 계산된다. 백열 필라멘트(2)의 길이는, 외향 필라멘트 섹션들(21, 22)을 고려하지 않는다면, 4.33 밀리미터이다.
도 3은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 차량 헤드라이트를 위한 할로겐 백열 램프를 도시한다. 이러한 할로겐 백열 램프는 차량용 하향빔 및 상향빔을 만들기 위한 목적을 위해 제공되는 2개의 백열 필라멘트들(2, 6)을 갖는 2-필라멘트 할로겐 백열 램프(2)이다. 이러한 할로겐 백열 램프(2)는 12 볼트의 차량 전력 공급 시스템 정격 전압에서의 작동을 위해 고려된다. 상기 할로겐 백열 램프(2)는 밀봉 단부(71)를 가지며 금속성 베이스(8)가 제공되는 유리질 램프 용기(7)를 갖는다. 상향빔을 생성시키기 위한 제 1 백열 필라멘트(6)와 차량의 하향빔을 생성시키기 위한 제 2 백열 필라멘트(2)가 램프 용기(7) 내부에 배치된다. 백열 필라멘트(2)는 상기 설명된 특성들을 가지며 따라서 도 1, 2 및 3에서와 같이 설명된다. 백열 필라멘트(2)의 제 1 섹션(23)이 밀봉 단부(71) 및 베이스(8)에 대향하도록 상기 백열 필라멘트(2)가 램프 용기(7) 내에서 축방향으로 정렬되며, 그 백열 필라멘트(2)는 부분적으로 안티-대즐 디바이스(9)로 감싸진다. 2개의 백열 필라멘트들(2, 6)은 3개의 전류 공급 도선들(91, 92, 93)에 의하여 지탱되고 전기 에너지가 공급되는데, 상기 전류 공급 도선들(91, 92, 93)은 램프 용기(7)의 밀봉 단부(71)를 관통하여 각각의 경우 램프(5)의 3개의 전기 접속부들(94)에 접속된다. 몰리브덴 튜브(25)에 의해 봉인된 백열 필라멘트(2)의 제 1 외향 필라멘트 섹션(21)이 전류 공급 도선(91)에 용접되며, 몰리브덴 튜브(26)에 의해 봉인된 백열 필라멘트(2)의 제 1 외향 필라멘트 섹션(22)이 안티-대즐 디바이스(9)에 용접된다.
본 발명은 이상 상세하게 설명된 예시적인 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 백열 필라멘트(2)를 12 볼트 보다 큰 차량 전력 공급 시스템 전압, 예를 들어 24 볼트의 차량 전력 공급 시스템 정격 전압에 매칭시키기 위하여 백열 필라멘트(2)의 필라멘트 섹션들(23, 24)의 권선수가 증가될 수 있으며 필라멘트 도선(200)의 두께가 감소될 수 있다. 본 발명은 H1, H7, H8, H9, H11, HB3, HB4 램프 및 H4 램프, 그리고 H13 램프들과 같은 축방향으로 정렬된 백열 필라멘트들을 갖는 램프들에 특히 적합하다. 명/암 경계에서 휘도를 더욱 증가시키기 위해서, 백열 필라멘트(2)의 권선들의 외부 직경이 마지막 권선에서 시작하여 첫번째 권선으로 연속적으로 감소되도록 그 백열 필라멘트(2)가 원통형일 수 있다.
본 발명에 의하여 하향 빔(lower beam)을 만들기 위하여 차량 헤드라이트에 사용될 수 있으며 명/암 경계 영역에서 헤드라이트에서의 이미지화를 위하여 통상적인 헤드라이트에 비하여 높은 휘도를 제공하는 확실히 보장하는 전기 백열 램프가 제공된다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)를 갖는 전기 백열 램프로서,
    상기 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)는 광-투과성 램프 용기(10) 내부에 배열되고 상이한 피치(pitch)를 가지며,
    상기 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)는 제 1 단부에서 제 1 피치 팩터(pitch factor)를 갖는 제 1 필라멘트 섹션(23) 및 제 2 단부에서 제 2 피치 팩터를 갖는 제 2 필라멘트 섹션(24)을 가지며, 상기 제 1 피치 팩터는 상기 제 2 피치 팩터 보다 작고, 상기 제 1 필라멘트 섹션(23) 및 상기 제 2 필라멘트 섹션(24)은 광 방사를 위해 사용되고, 상기 제 2 필라멘트 섹션(24)에서의 권선들의 수는 상기 제 1 필라멘트 섹션(23)에서의 권선들의 수보다 큰,
    전기 백열 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 용기(10)의 일 단부(11)에는 베이스(3)가 제공되고, 상기 적어도 하나의 백열 필라멘트(2)의 상기 제 1 단부는 상기 베이스(3)가 제공되는 상기 램프 용기(10)의 상기 일 단부(11)와 면하는,
    전기 백열 램프.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    필라멘트의 축은 상기 램프 용기(10) 또는 백열 램프(1)의 길이 방향에 평행하게 배열되는,
    전기 백열 램프.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필라멘트 섹션(23)과 상기 제 2 필라멘트 섹션(24)의 권선비는 0.5 보다 작거나 같은,
    전기 백열 램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피치 팩터는 1.3 보다 크고, 상기 제 2 피치 팩터는 1.8 보다 작거나 같은,
    전기 백열 램프.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 백열 램프는 차량 헤드라이트용 할로겐 백열 램프인,
    전기 백열 램프.
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