KR101500230B1

KR101500230B1 - 헤드램프용 쉴드장치

Info

Publication number: KR101500230B1
Application number: KR20130158785A
Authority: KR
Inventors: 이성훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-03-06
Also published as: CN104728765A; DE102014107154B4; CN104728765B; US20150167916A1; DE102014107154A1

Abstract

본 발명은 헤드램프용 쉴드장치에 관한 것으로, 로우빔 구현을 위해 쉴드(20)가 닫혀진 상태일 때와 하이빔 구현을 위해 쉴드(20)가 열려진 상태일 때에 렌즈(80) 밖으로 조사되는 무효 광량을 크게 줄일 수 있게 됨으로써 헤드램프의 광효율을 크게 증대시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

헤드램프용 쉴드장치{SHIELD APPARATUS FOR HEAD LAMP}

본 발명은 헤드램프용 쉴드장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동소음을 개선하고 광효율을 증대시킬 수 있는 헤드램프용 쉴드장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량에 구비된 헤드램프는 운전자의 전방시계를 확보하기 위한 것으로 로우빔(low beam)과 하이빔(high beam)을 선택해서 구현할 수 있는 구성으로 되어 있으며, 이의 역할을 하는 것이 쉴드장치이다.

종래의 헤드램프용 쉴드장치는 도 1에 도시된 바와 같이 광원()에서 나온 빛의 일부를 가리기 위해 회전 가능하게 설치된 쉴드(1), 상기 쉴드(1)를 회전 동작시키는 구동부(2)를 포함한 구성으로, 상기 쉴드(1)가 세워진 닫힘 상태에서는 광원(3)에서 출력된 빛에 의해 로우빔이 구현되고, 상기 쉴드(1)가 눕혀진 열림 상태에서는 하이빔이 구현된다.

그런데, 종래의 쉴드(1)는 한 개의 단품으로 형성된 일체형 구조인 바, 이에 따라 큰 크기로 인해 작동소음이 크고 특히 작동 응답성이 느린 단점이 있다.

이를 개선하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 다수개로 분할된 쉴드(11)가 제안되었는 바, 도시된 바와 같이 3개로 분할된 종래의 쉴드(11)는 상하 높이방향에 따른 길이(L1)가 서로 동일하고, 각 쉴드(11)의 단면이 직선으로 된 평판형상으로, 상기 쉴드(11)가 열림 상태일 때 광원(12)에서 출력된 빛 중에서 배광영역(13)으로 조사되지 않고 무효화되는 빛이 많은 단점이 있으며, 이로 인해 광효율이 감소하는 단점이 있다.

즉, 하이빔 구현을 위해 쉴드(11)가 열림 상태일 때 광원(12)에서 출력된 빛은 쉴드(11)에 반사된 후 렌즈(14)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사되는 것이 바람직하다.

그런데, 종래의 분할 쉴드(11)는 상하 높이방향에 따른 길이(L1)가 서로 동일하기 때문에 반사체하우징(15)의 하단부를 통해 반사된 빛 중에서 많은 양의 빛은 다시 쉴드(11)에 의해 반사되지 않고 렌즈(14)밖으로 직접 조사됨에 따라(화살표 M1) 배광영역(13)으로 조사되지 않고 무효화되는 빛이 많았으며, 이로 인해 광효율이 감소하는 단점이 있었던 것이다.

또한, 종래의 분할 쉴드(11)는 단면이 직선으로 된 평판형상으로, 이에 따라 광원(12)의 빛이 쉴드(11)의 윗표면에 의해 반사되는 경우 렌즈(14)쪽으로 조사되지 않고 상부쪽으로 튀어버려서 렌즈(14)밖으로 직접 조사됨에 따라(화살표 M2) 배광영역(13)으로 조사되지 않고 무효화되는 빛이 많았으며, 이로 인해 광효율이 감소하는 단점이 있었던 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2013-0009131호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 쉴드를 다수개로 분할 구성하되 배광영역으로 조사되지 않고 무효화되는 빛의 양을 줄일 수 있도록 하고, 이를 통해 렌즈를 통해 배광영역으로 조사되는 빛의 양을 크게 증대시킬 수 있도록 해서 광효율의 증대를 도모할 수 있도록 하며, 아울러 작동소음을 줄일 수 있는 헤드램프용 쉴드장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수개로 분할되고 각각 회전축을 구비한 쉴드; 및 상기 쉴드를 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하는 액추에이터를 포함하는 헤드램프용 쉴드장치에 있어서, 상기 다수개의 쉴드는 쉴드바디에 상하로 배치되면서 상기 회전축을 매개로 회전 가능하게 결합되고; 상기 다수개의 쉴드는 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 높이방향에 따른 길이가 점차 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 쉴드가 로우빔 구현을 위해 닫힘 상태일 때 쉴드사이로 누광이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 쉴드끼리는 서로 접촉해서 틈새가 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 쉴드가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 회전축에서 렌즈를 향해 돌출된 쉴드의 돌출량을 증대시킬 수 있도록 하기 위해 상기 회전축은 상기 쉴드의 높이방향에 따른 길이의 중간지점에서 아래쪽으로 편심된 위치에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 쉴드가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 쉴드의 윗면과 아랫면은 광원에서 출력된 빛을 렌즈쪽으로 유도해서 무효화되는 빛을 줄일 수 있도록 하기 위해 각각 상측으로 돌출된 원호곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 윗면과 아랫면의 원호곡면은 광원의 빛을 안정되게 조사할 수 있도록 동일한 곡률로 형성된 것을 특징으로 한다.

편심되게 결합된 상기 회전축에 의해 상기 쉴드가 상기 회전축을 중심으로 회전할 때에 각각의 쉴드는 내측회전궤적과 외측회전궤적을 따라 회전하고; 상기 내측회전궤적의 반경은 상기 쉴드가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있도록 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 점차 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 외측회전궤적의 반경은 상기 쉴드가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있도록 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 점차 증가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 쉴드가 다수개로 분할 구성되고, 높이방향에 따른 쉴드의 길이가 아래의 쉴드쪽으로 갈수록 점차 길어지게 형성되며, 쉴드의 윗면과 아랫면이 곡면형상으로 형성됨으로써, 로우빔 구현을 위해 쉴드가 닫혀진 상태일 때와 하이빔 구현을 위해 쉴드가 열려진 상태일 때에 렌즈 밖으로 조사되는 무효 광량을 크게 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 헤드램프의 광효율을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다수개로 분할된 쉴드에 의해 작동소음을 크게 개선할 수 있고, 더 나아가 작동에 대한 응답 성능도 크게 개선할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 쉴드가 한 개로 구성된 종래 헤드램프용 쉴드장치의 도면,
도 2는 쉴드가 다수개로 분할된 종래 헤드램프용 쉴드장치의 도면,
도 3은 본 발명에 따른 헤드램프용 쉴드장치의 도면으로, 쉴드가 닫힘 상태일 때의 도면,
도 4은 도 3의 분해 사시도,
도 5는 쉴드가 열힘 상태일 때의 도면,
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 쉴드의 모양을 설명하기 위한 도면,
도 9와 도 10은 쉴드의 닫힘 상태와 열림 상태시 광원의 빛이 조사되는 경로를 보여주기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 헤드램프용 쉴드장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 헤드램프용 쉴드장치는 도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이 다수개로 분할된 쉴드(20); 상기 쉴드(20)마다 각각 구비된 회전축(30); 및 상기 쉴드(20)를 회전시킬 수 있도록 상기 회전축(30)에 동력을 제공하는 액추에이터(40);를 포함하는 구성이다.

상기 쉴드(20)는 본 발명의 실시예에 따라 제1쉴드(21)와 제2쉴드(22) 및 제3쉴드(23)로 구성된 것을 일례로서 제시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 쉴드(20)는 쉴드바디(50)에 상하로 배치되면서 상기 회전축(30)을 매개로 회전 가능하게 결합되고, 상기 쉴드바디(50)는 광원(60)이 결합된 반사체하우징(70)의 전면에 고정되게 결합되며, 상기 쉴드(20)의 전방에는 광원(70)에서 출력된 빛을 배광영역(13)으로 조사하기 위한 렌즈(80)가 배치된다.

본 발명에 따른 상기 다수개의 쉴드(20)는 최상측에 위치한 쉴드(21) 즉 제1쉴드(21)에서 최하측에 위치한 쉴드(23) 즉 제3쉴드(23)로 갈수록 높이방향에 따른 길이(L2,L3,L4)가 점차 길게 형성된 것이 특징인 바, 이를 통해 상기 쉴드(20)가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 광원(60)에서 출력된 빛을 렌즈(80)쪽으로 유도해서 무효화되는 빛을 줄일 수 있게 되고, 이 결과 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 쉴드(20)가 로우빔 구현을 위해 닫힘 상태일 때 쉴드(20)사이로 누광이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 쉴드(20)끼리는 서로 접촉해서 틈새가 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.

즉, 쉴드(20)가 닫힘 상태일 때 제1쉴드(21)의 하단과 제2쉴드(22)의 상단끼리 접촉해서 틈새를 방지하고, 제2쉴드(22)의 하단과 제3쉴드(23)의 상단끼리 접촉해서 틈새를 방지하며, 더 나아가 제3쉴드(23)의 하단은 쉴드바디(50)와 접촉해서 틈새를 방지하게 되는 바, 이를 통해 쉴드(20)의 닫힘 상태시 누광이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되고, 이 결과 로우빔 구현시 광효율을 크게 높일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 회전축(30)은 상기 쉴드(20)의 높이방향에 따른 길이(L2,L3,L4)의 중간지점에서 각각 아래쪽으로 편심된 위치에 결합되는 바, 이를 통해 상기 쉴드(20)가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 회전축(30)에서 렌즈(80)를 향해 돌출된 쉴드(20)의 돌출량을 증대시킬 수 있게 되고, 이 결과 광원(60)에서 출력된 빛을 렌즈(80)쪽으로 유도해서 무효화되는 빛을 줄일 수 있게 됨으로써 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 쉴드(20)가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 쉴드(20)의 윗면(25)과 아랫면(26)은 광원(60)에서 출력된 빛을 렌즈(80)쪽으로 유도해서 무효화되는 빛을 줄일 수 있도록 하기 위해 각각 상측으로 돌출된 원호곡면으로 형성된 것이 바람직하며, 특히 상기 윗면(25)과 아랫면(26)의 원호곡면은 광원의 빛을 안정되게 조사할 수 있도록 동일한 곡률로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 편심되게 결합된 상기 회전축(60)에 의해 상기 쉴드(20)가 상기 회전축(30)을 중심으로 회전할 때에 각각의 쉴드(20) 즉 제1,2,3쉴드(21,22,23)는 각각 내측회전궤적(R11,R12,R13)과 외측회전궤적(R21,R22,R23)을 따라 회전하게 되는 바, 이때 상기 내측회전궤적(R11,R12,R13)의 반경은 최상측에 위치한 쉴드(20) 즉 제1쉴드(21)에서 최하측에 위치한 쉴드(20) 즉 제3쉴드(23)로 갈수록 점차 증가하게 되며, 이를 통해 상기 쉴드(20)가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 외측회전궤적(R21,R22,R23)의 반경도 상기 쉴드(20)가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있도록 최상측에 위치한 제1쉴드(21)에서 최하측에 위치한 제3쉴드(23)로 갈수록 점차 증가하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 9는 로우빔 구현을 위해 쉴드(20)가 닫혀진 상태로, 이때 광원(60)에서 출력된 빛 중에서 쉴드(20)와 접촉하지 않는 빛은 바로 렌즈(80)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사된다.

그리고, 광원(60)에서 출력된 빛 중에서 쉴드(20)와 접촉하는 빛은 쉴드(20)와 반사체하우징(70)에 의해 반사된 후 렌즈(80)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사된다.(화살표 M11)

상기와 같이 로우빔 구현을 위해 쉴드(20)가 닫혀진 상태일 때 본 발명에 따른 쉴드(20)는 제1쉴드(21)의 하단과 제2쉴드(22)의 상단끼리 접촉해서 틈새를 방지하고, 제2쉴드(22)의 하단과 제3쉴드(23)의 상단끼리 접촉해서 틈새를 방지하며, 더 나아가 제3쉴드(23)의 하단은 쉴드바디(50)와 접촉해서 틈새를 방지하게 되으로써, 쉴드(20)의 닫힘 상태시 누광이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 로우빔 구현시 광효율을 크게 높일 수 있게 된다.

도 10은 하이빔 구현을 위해 쉴드(20)가 열려진 상태로, 이때 광원(60)에서 출력된 빛 중에서 쉴드(20)와 접촉하지 않는 빛은 바로 렌즈(80)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사된다.

그리고, 광원(60)에서 출력된 빛 중에서 쉴드(20)와 접촉하는 빛은 쉴드(20)에 의해 반사된 후 렌즈(80)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사되고(화살표 M12), 반사체하우징(70)의 하단부를 통해 반사된 빛의 대부분은 다시 쉴드(20)에 의해 반사된 후 렌즈(80)를 통과해서 전방쪽의 배광영역(13)으로 조사됨에 따라(화살표 M13), 본 발명에 따른 실시예는 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

즉, 종래의 분할 쉴드는 단면이 직선으로 된 평판형상으로, 이에 따라 광원의 빛이 쉴드의 윗표면에 의해 반사되는 경우 렌즈쪽으로 조사되지 않고 상부쪽으로 튀어버려서 렌즈밖으로 직접 조사됨에 따라 배광영역으로 조사되지 않고 무효화되는 빛이 많았으며, 이로 인해 광효율이 감소하는 단점이 있었다.

하지만, 본 발명에 따른 쉴드(20)는 윗면(25)과 아랫면(26)이 서로 평행한 원호곡면 형상으로, 이에 따라 광원(60)의 빛이 제2쉴드(22)의 윗표면(25)에 닿으면 이때에는 상측에 위치한 제1쉴드(21)의 아랫면(26)으로 반사되고, 또다시 제1쉴드(21)의 아랫면(26)을 통해 렌즈(80)쪽으로 반사되는 바(화살표 M12), 이를 통해 렌즈(80)쪽으로 조사되지 않고 상부쪽으로 튀어나가는 무효 광량을 크게 줄일 수 있게 되는 바, 이 결과 헤드램프의 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 종래의 분할 쉴드는 상하 높이방향에 따른 길이가 서로 동일하기 때문에 반사체하우징의 하단부를 통해 반사된 빛 중에서 많은 양의 빛은 다시 쉴드에 의해 반사되지 않고 렌즈밖으로 직접 조사됨에 따라 배광영역으로 조사되지 않고 무효화되는 빛이 많았으며, 이로 인해 광효율이 감소하는 단점이 있었다.

하지만, 본 발명에 따른 쉴드(20)는 높이방향에 따른 길이(L2,L3,L4)가 위쪽에 위치한 제1쉴드(21)에서 아래쪽에 위치한 제3쉴드(23)쪽으로 갈수록 점차 증가하는 형상으로, 이에 따라 반사체하우징(70)의 하단부를 통해 반사된 빛의 대부분은 쉴드(20)의 아랫면(26)을 통해 렌즈(80)쪽으로 다시 반사되며(화살표 M13), 이를 통해 렌즈(80)의 밖으로 조사되는 무효 광량을 크게 줄일 수 있게 되는 바, 이 결과 헤드램프의 광효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 다수개로 분할 구성된 쉴드(20)의 형상 개선을 통해 로우빔 구현을 위해 쉴드(20)가 닫혀진 상태일 때와 하이빔 구현을 위해 쉴드(20)가 열려진 상태일 때에 렌즈(80)의 밖으로 조사되는 무효 광량을 크게 줄일 수 있게 됨으로써, 헤드램프의 광효율을 크게 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 쉴드(20)가 제1,2,3쉴드(21,22,23)와 같이 다수개의 분할된 구성으로, 이를 통해 작동소음을 크게 개선할 수 있고, 더 나아가 작동에 대한 응답 성능도 크게 개선할 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

20 - 쉴드 30 - 회전축
40 - 액추에이터 50 - 쉴드바디
60 - 광원 70 - 반사체하우징
80 - 렌즈

Claims

다수개로 분할되고 각각 회전축을 구비한 쉴드; 및 상기 쉴드를 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하는 액추에이터를 포함하는 헤드램프용 쉴드장치에 있어서,
상기 다수개의 쉴드는 쉴드바디에 상하로 배치되면서 상기 회전축을 매개로 회전 가능하게 결합되고;
상기 다수개의 쉴드는 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 높이방향에 따른 길이가 점차 길게 형성되며;
상기 쉴드가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 회전축에서 렌즈를 향해 돌출된 쉴드의 돌출량을 증대시킬 수 있도록 하기 위해 상기 회전축은 상기 쉴드의 높이방향에 따른 길이의 중간지점에서 아래쪽으로 편심된 위치에 결합된 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.
청구항 1에 있어서,
상기 쉴드가 로우빔 구현을 위해 닫힘 상태일 때 쉴드사이로 누광이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 쉴드끼리는 서로 접촉해서 틈새가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 쉴드가 하이빔 구현을 위해 열림 상태일 때 상기 쉴드의 윗면과 아랫면은 광원에서 출력된 빛을 렌즈쪽으로 유도해서 무효화되는 빛을 줄일 수 있도록 하기 위해 각각 상측으로 돌출된 원호곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.
청구항 4에 있어서,
상기 윗면과 아랫면의 원호곡면은 광원의 빛을 안정되게 조사할 수 있도록 동일한 곡률로 형성된 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.
청구항 1에 있어서,
편심되게 결합된 상기 회전축에 의해 상기 쉴드가 상기 회전축을 중심으로 회전할 때에 각각의 쉴드는 내측회전궤적과 외측회전궤적을 따라 회전하고;
상기 내측회전궤적의 반경은 상기 쉴드가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있도록 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.
청구항 6에 있어서,
상기 외측회전궤적의 반경은 상기 쉴드가 열림 상태일 때 광효율을 향상시킬 수 있도록 최상측에 위치한 쉴드에서 최하측에 위치한 쉴드로 갈수록 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 쉴드장치.