KR101791607B1 - 운송기기용 헤드램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 광을 조사하는 제 1 광원; 광을 조사하는 제 2 광원; 상기 제 1 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 제 2 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 제 1 반사경에서 반사된 광이 집광되고, 집광된 광의 일부를 차단하는 컷 오프 쉴드; 상기 제 1 반사경에서 반사된 광 중에서 상기 컷 오프 쉴드에 의해 차단되지 않은 나머지 광과 상기 제 2 반사경에서 반사된 광을 외부로 투사시키는 렌즈부; 및 상기 제 1 반사경 및 제 1 광원과, 상기 제 2 반사경 및 제 2 광원에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛을 포함할 수 있다.

Description

운송기기용 헤드램프{Headlamp for vehicles}
본 발명은 운송기기용 헤드램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량화할 수 있고, 방열특성이 향상된 운송기기용 헤드램프에 관한 것이다.
일반적으로 운송기기용 헤드램프는 야간과 같이 주위가 어두운 곳을 주행 할 때 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 전방을 조명함으로써 운전자가 안전하게 주행할 수 있는 전조등이다.
이러한 운송기기용 헤드램프는 야간 주행 시 운전자의 전방 시야가 확보되도록 빛을 멀리 비추어서 시야를 확보하는 하이빔 역할을 하는 상향등과, 상대 차량으로 향하는 빛을 차단시켜서 눈부심을 방지하는 로우빔 역할을 하는 하향등 기능을 갖추어야 한다.
이를 위해, 현재 차량에 장착되는 헤드램프는 로우빔과 하이빔의 구현을 위해 로우빔을 조사하도록 하는 로우빔 부품들과 하이빔을 조사하도록 하는 하이빔 부품들이 각각 별도로 조립되어 로우빔과 하이빔이 분리되어 구현되도록 하고 있다.
즉, 종래의 엘이디 헤드램프는 하이빔을 구현하기 위한 반사경, 투사렌즈, 방열구조와 로우빔을 구현하기 위한 반사경, 투사렌즈, 방열구조 등 다수의 부품이 구비되어 조립되어 왔다.
따라서, 다수의 부품으로 인해 볼트와 같은 고정수단의 사용이 증가하며 제작공정이 복잡해지고 조립 단계가 증가함에 따라 제조비용이 증가하는 단점이 있다. 그에 따라 제작 및 조립에 많은 시간이 소요되고, 상향등과 하향등 구현 시 각각의 기능을 만족시키기 위해 헤드램프의 크기도 커지게 되는 문제점이 있다.
또한, 엘이디는 발광 시 고온의 열을 발생시키고, 엘이디의 성능이 향상됨에 따라 더욱 고온의 열을 방출하게 되며, 고온의 열에 의해 엘이디의 발광 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 게다가, 엘이디에서 방출되는 빛은 반사경에서 반사되면서 엘이디뿐만 아니라 반사경에서도 많은 열이 발생되게 되는데, 엘이디 주변에 구비되어 발생되는 반사경의 열은 엘이디 성능에 더욱 악영향을 주게 된다.
열에 의한 발광 효율 저하를 방지하기 위해 엘이디를 광원으로 한 운송기기용 헤드램프는 방열 장치를 구비하게 되지만 방열 장치를 사용하더라도 방열이 충분히 이루어지지 않을 수 있다.
게다가, 종래에는 신속한 방열을 위하여 열전달효율이 우수한 알루미늄과 같은 금속재질로 방열부재를 제조하여 사용하고 있는데 비중이 큰 금속재질은 제품을 경량화 시키는데 한계가 있어 헤드램프의 무게 자체가 중량화되고, 알루미늄의 열전도도가 높은 재질을 사용하기에는 높은 단가로 인해 제조비용이 증대되어 산업상 이용가능성이 떨어지는 문제점이 있다. 게다가, 금속재질은 상대적으로 가공성이 떨어지므로 특정 형상으로 가공하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 로우빔과 하이빔을 모두 구현하면서도 헤드램프의 부품을 간소화 및 경량화하고, 열전도도가 높은 재질을 이용하여 엘이디 및 반사경으로부터 발생되는 열에 의한 온도 상승을 효율적으로 방지할 수 있는 헤드램프의 개선이 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2011-0055914호
본 발명은 종래의 금속재질로 이루어진 헤드램프에 비해 경량화할 수 있고, 간단한 구조로서 하이빔과 로우빔을 구현하며, 우수한 방열 특성을 갖는 헤드램프를 제공한다.
본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 광을 조사하는 제 1 광원; 광을 조사하는 제 2 광원; 상기 제 1 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 제 2 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 제 1 반사경에서 반사된 광이 집광되고, 집광된 광의 일부를 차단하는 컷 오프 쉴드; 상기 제 1 반사경에서 반사된 광 중에서 상기 컷 오프 쉴드에 의해 차단되지 않은 나머지 광과 상기 제 2 반사경에서 반사된 광을 외부로 투사시키는 렌즈부; 및 상기 제 1 반사경 및 제 1 광원과, 상기 제 2 반사경 및 제 2 광원에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛을 포함할 수 있다.
상기 열전도성 플라스틱 재질은 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러를 포함하는 복합재료일 수 있다.
상기 렌즈부는 소정의 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 로우빔 렌즈부; 및 상기 로우빔 렌즈부보다 작은 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 하이빔 렌즈부를 포함할 수 있다.
상기 로우빔 렌즈부로 광을 전달하는 상기 제 1 반사경 및 제 1 광원과, 상기 하이빔 렌즈부로 광을 전달하는 상기 제 2 반사경 및 제 2광원은 서로 다른 높이에서 상기 로우빔 렌즈부 및 상기 하이빔 렌즈부에 각각 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 방열유닛은, 상부 방향으로 노출되는 복수의 방열핀을 포함하는 상부 방열부재; 하부 방향으로 노출되는 복수의 방열핀을 포함하는 하부 방열부재; 및 상기 상부 방열부재와 상기 하부 방열부재 사이에 제공되는 중간 방열부재를 포함하는 조립체이고, 상기 중간 방열부재는 내부공간을 제공하는 격벽부; 및 상기 내부 공간에 제공되는 복수의 방열핀을 포함할 수 있다.
상기 방열유닛은 상기 제 1 광원의 일면에 접촉되는 제 1 금속부재; 및 상기 제 2 광원의 일면에 접촉되는 제 2 금속부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 금속부재의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 상기 중간 방열부재에 의해 지지되며, 상기 제 2 금속부재의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 상기 하부 방열부재에 의해 지지될 수 있다.
상기 상부 방열부재, 중간 방열부재 및 하부 방열부재 각각의 서로 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 1 삽입홀; 및 상기 제 1 삽입홀에 삽입되는 기둥 형상의 열전도부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 금속부재 및 제 2 금속부재는 상기 제 1 삽입홀에 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 2 삽입홀을 포함하고, 상기 열전도부재는 상기 제 2 삽입홀에 삽입되어 상기 제 1 금속부재 및 제 2 금속부재 중 적어도 어느 하나와 열적으로 접촉될 수 있다.
상기 열전도부재의 적어도 일단에 결합되고, 상기 상부 방열부재, 중간 방열부재 및 하부 방열부재를 가압하여 고정하는 고정부재를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 방열부재 및 중간 방열부재의 사이와 상기 중간 방열부재 및 하부 방열부재 사이에 개재되는 방열패드 및 열전도성 그리스 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀은 수평으로 형성된 복수의 방열핀 사이에 교차되어 공기가 유동할 수 있는 통로를 두고 전방과 후방에 배치되는 복수의 방열핀 군을 포함할 수 있다.
상기 격벽부에는 통로와 연통되는 복수의 관통홀을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 하나의 구조로서 로우빔 패턴 및 하이빔 패턴의 구현이 가능하다. 두 개의 엘이디 광원이 구비되고 각 엘이디 광원에 대응되어 광을 투과시키는 로우빔 렌즈부와 하이빔 렌즈부가 하나의 구조로 구비됨으로써 반사경 및 엘이디 광원이 결합되는 복수의 방열구조가 조립되어 하나의 헤드램프를 형성할 수 있고, 반사경 및 엘이디 광원을 하나의 방열구조와 결합함으로써 엘이디와 반사경에서 발생되는 열을 방열핀을 통하여 외부로 방출할 수 있다.
뿐만 아니라, 열전도성 플라스틱을 사용함으로써 알루미늄의 금속 방열부재에 비해 헤드램프를 경량화할 수 있고 제조비용을 감소시킬 수 있으며 성형성과 가공성이 우수하여 산업상 이용가능성을 높임과 동시에 우수한 방열효과를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러의 복합재료를 통해 열전도도를 개선하여 방열 특성을 개선할 수 있다. 열전도성 고분자 플라스틱은 기존 고분자 재료의 장점인 용이한 가공성, 저비용, 경량화, 제품형태의 다양성 등을 그대로 유지하면서 열전도성 필러의 특성을 부여할 수 있다. 열전도성 고분자 플라스틱은 접착력은 우수하나 열전도성이 낮고 열전도성 필러는 열전도성이 우수하나 접착력이 낮기 때문에 높은 열전도도를 달성하기 위해 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러의 복합재료로 이루어져 우수한 열전도도를 가질 수 있다.
또한, 열전도도가 높은 금속부재를 인서트함으로써 열전도성 플라스틱의 방열특성을 보완하고 열전도도를 최대화하여 발생된 열이 외부로 효율적으로 방열될 수 있다. 이에 따라 운송기기용 헤드램프의 고장 발생률이 낮아지고, 엘이디 광원의 수명이 길어질 수 있다.
게다가, 내부 가열된 공기를 외부로 흘러보내기 위한 관통 홀을 구비하고 그에 따른 방열핀을 설계함으로써 엘이디와 반사경으로부터 발생되는 열을 신속히 방열시켜 효율적인 방열을 도모할 수 있고, 엘이디 광원에서 조사되는 광은 반사경을 통해 로우빔 렌즈부와 하이빔 렌즈부로 향하게 되어 하이빔과 로우빔 모두 선명한 빛 패턴을 구현할 수 있다.
따라서, 광원과 반사경이 일체로 형성된 복수의 방열구조를 조립하여 하이빔과 로우빔을 구현함으로써 종래 헤드램프에 비해 볼트와 같은 고정수단의 사용을 줄일 수 있어서 조립 공정을 간소화할 수 있고 부피가 감소될 수 있다. 또한, 광원과 반사경을 하나의 방열부재에 일체로 형성하여 복수의 방열부재를 조립하기 때문에 광원과 반사경과 결합되는 방열부재의 생산 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 제작이 간편하여 제작시간 및 제작비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 열전도부재와 열전도성 그리스 및 방열패드를 사용하여 엘이디와 반사경으로부터 발생되는 열을 효과적으로 전달하여 방열하기 때문에 고온의 열을 발생시키는 엘이디와 반사경의 성능과 수면연장에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 단면 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 각 방열부재를 나타내는 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 광을 조사하는 제 1 광원(110); 광을 조사하는 제 2 광원(120); 상기 제 1 광원(110)에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 1 반사경(210); 상기 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 2 반사경(220); 상기 제 1 반사경(210)에서 반사되는 광이 집광되고, 집광된 광의 일부를 차단하는 컷 오프 쉴드(130); 상기 제 1 반사경(210)에서 반사된 광 중에서 상기 컷 오프 쉴드(130)에 의해 차단되지 않은 나머지 광과 상기 제 2 반사경(220)에서 반사된 광을 외부로 투사시키는 렌즈부(300); 및 상기 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)과, 상기 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛(400)을 포함할 수 있다.
운송기기용 헤드램프에서 사용하는 두개의 광원, 즉 광을 조사하는 제 1 광원(110)과 광을 조사하는 제 2 광원(120)은 엘이디 패키지를 사용할 수 있고, 엘이디 패키지는 엘이디에 전류를 공급하는 회로기판과 광출사면이 상방을 향하여 회로기판상에 설치된 다수의 엘이디 광원을 구비한다.
회로기판으로부터 제 1 광원(110) 또는 제 2 광원(120)에 전류가 공급되면 제 1 광원(110)에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 1 반사경(210)과 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 2 반사경(220)을 통하여 전방으로 반사될 수 있다.
제 1 반사경(210)과 제 2 반사경(220)은 각각 제 1 광원(110)과 제 2 광원(120)의 상측에 배치되어, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)으로부터 조사되는 광을 반사시킬 수 있도록 일면이 개방되는 타원형상의 일부를 포함한다.
즉, 제 1 반사경(210)과 제 2 반사경(220)은 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 전방에 반사시킬 수 있도록 일면이 개방되는 반구형의 타원형상을 가질 수 있다. 따라서, 타원형 반사경의 광학 특성상 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)의 주발광 방향은 타원형상으로 이루어지는 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)으로 발광되기 때문에 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)은 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)으로부터 출사되는 광을 전방으로 반사시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 각각의 반사경이 각각의 광원 상측에 배치된다는 것은 반사경 전체가 광원의 상측에 배치되는 것 뿐만 아니라, 반사경 중 일부가 광원의 상측에 배치되는 경우도 포함될 수 있다.
제 1 반사경(210)은 제 1 광원(110)으로부터 출사된 광을 반사시켜서 유효초점으로 집광시키게 되는데, 이때 컷 오프 쉴드(130)에 유효초점을 위치할 수 있다. 즉, 제 1 반사경(210)의 유효초점은 컷 오프 쉴드(130)에 위치할 수 있기 때문에, 제 1 반사경(210)에서 반사되는 광은 컷 오프 쉴드(130)로 집광될 수 있는 것이다.
또한, 제 1 반사경(210)에 의해서 컷 오프 쉴드(130)에 집광되는 광을 유효초점 뿐만 아니라 후술되는 로우빔 렌즈부(310)의 유효초점과 일치하게 되면 컷 오프 쉴드(130)에 집광된 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)를 통과하게 되는 광은 전방에 평행광으로 진행할 수 있다.
컷 오프 쉴드(130)는 제 1 반사경(210)에서 반사되어 컷 오프 쉴드(130)에 집광된 광 중 컷오프 경계의 하부로 진행하는 광을 차단하여 렌즈부(300)로 조사될 수 있으며, 렌즈부(300)를 통과해 조사되는 빔 패턴은 소정 높이의 컷오프 경계의 하부에 분포하도록 할 수 있다. 즉, 컷 오프 쉴드(130)에 집광된 광의 일부를 차단하여 컷 오프 라인 빔 패턴을 형성할 수 있으며, 컷 오프 쉴드(130)는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 렌즈부(300)의 사이에 설치된다.
따라서, 제 1 반사경(210)은 제 1 광원(110)으로부터 출사된 광을 반사시키고 반사된 광은 유효초점의 위치에 있는 컷 오프 쉴드(130)로 집광되게 되며 집광된 광의 일부는 컷 오프 쉴드(130)에 의해 차단되어 최종적으로 컷 오프 쉴드(130)를 통과하여 차단되지 않은 나머지 광은 렌즈부(300)로 입사하게 된다.
즉, 렌즈부(300)로 투사되는 광의 빔 패턴은 컷 오프 쉴드(130)에 집광된 광 중 대향차에 눈부심을 유발하는 컷오프 경계의 하부로 진행하는 광이 차단되었기 때문에 렌즈부(300)를 투과한 광은 소정 높이의 컷 오프 경계의 하부에 분포하게 되어 차량 전방으로 투사되는 빔 패턴에 컷 오프 라인을 형성할 수 있어 대향차 또는 전방 차량 운전자의 눈부심을 방지할 수 있는 효과가 있다.
제 2 반사경(220)은 제 2 광원(120)으로부터 출사된 광을 전방에 구비된 렌즈부(300)를 향해서 반사시키는 반사체로서의 역할을 한다. 따라서, 제 2 반사경(220)은 제 2 광원(120)으로부터 방출된 광 중 전부 또는 일부를 반사하여 렌즈부(300)를 향해 조사되도록 한다.
제 1 반사경(210)과 제 2 반사경(220)은 반사도를 높이기 위하여 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)과 마주하는 내측면에 반사계수가 높은 광 반사물질로 금속 코팅처리를 진행할 수 있다. 또한, 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)은 반사도가 높은 금속을 이용하여 별도 제작된 형태로 장착될 수 있다.
제 1 반사경(210)에서 컷 오프 쉴드(130)로 집광되는 광 또는 제 2 반사경(220)에서 렌즈부(300)로 반사되는 광의 효율을 향상 시킬 수 있다면 반사경의 재질, 크기 등은 제한되지 않는다.
또한, 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)은 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)보다 렌즈부(300)로부터 더 후방에 배치될 수 있다.
제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)과 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)은 서로 다른 높이에 구비되어 있으며, 서로 다른 높이의 위치에서 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)은 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)보다 렌즈부(300)로부터 더 후방에 배치된다.
여기서, 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)은 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)보다 상대적으로 높은 위치에 배치되지만, 그 배치위치가 한정되는 것은 아니다.
다만 본 발명의 실시예에서는, 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)이 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)의 상부에 배치되는 것을 예시하여 설명한다.
본 실시예와 같이, 제 1 광원(110)에서 조사되어 제 1 반사경(210)으로부터 반사된 광은 제 1 반사경(210)의 유효초점인 컷 오프 쉴드(130)에 집광되게 되고, 컷 오프 쉴드(130)로 집광된 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)에 의해 차단되지 않은 나머지 광은 렌즈부(300)를 통하여 외부로 투사되게 된다.
즉, 제 1 반사경(210)에서 반사되는 광은 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 렌즈부(300) 사이에 설치되는 컷 오프 쉴드(130)로 집광되고, 집광되는 위치에 제 1 반사경(210)의 유효초점 형성되기 때문에 컷 오프 쉴드(130)는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 렌즈부(300)의 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 컷 오프 쉴드(130)는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 렌즈부(300) 사이에 존재하게 되고, 컷 오프 쉴드(130)에 집광되는 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)를 통과하는 광은 전방에 구비된 렌즈부(300)를 통해 조사되게끔 유효초점과 렌즈부(300) 사이의 초점거리를 맞춰줘야 하기 때문에 컷 오프 쉴드(130) 배치를 위한 공간을 확보할 수 있도록 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 렌즈부(300)로부터 더 멀리 배치될 수 있다.
이때 로우빔 렌즈부(310)의 유효초점과 제 1 반사경(210)의 유효초점은 유효초점이 위치하는 컷 오프 쉴드(130)에 일치될 수 있다.
제 1 광원(110)은 제 1 반사경(210)을 통해 반사되는 광을 집광시키기 위하여 유효초점이 위치하는 컷 오프 쉴드(130)이 필요하게 되고 이에 따라 컷 오프 쉴드(130)를 배치하기 위해 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 렌즈부(300)로부터 더 멀리 배치될 수 있지만 제 2 반사경(220)을 통해 반사되는 광은 컷 오프 쉴드(130)를 통해 제 2 광원(120)을 차단할 필요가 없게 되며, 컷 오프 쉴드(130)에 집광될 필요 없이 하이빔 렌즈부(320)에 대한 초점만 일치하면 상관없이 외부로 투사되기 때문에 하이빔 렌즈부(320)와의 초점거리는 짧아질 수 있다.
따라서, 제 1 반사경(210)으로부터 반사되는 광은 1차적으로 컷 오프 쉴드(130)로 집광되기 때문에 컷 오프 쉴드(130)이 구비되는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)보다 렌즈부(300)로부터 더 후방에 배치될 수 있게 된다. 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)은 서로 떨어져 배치됨으로써 각각에서 발생되는 열이 축적되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)은 엘이디 면광원이고, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)의 각 엘이디 면광원은 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)의 각 반사경을 향하여 일정각도 기울어져 구비될 수 있다.
제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)은 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)으로부터 조사되는 광을 반사시킬 수 있도록 일면이 개방되는 타원형상을 가진다. 이러한 타원형상의 반사경을 향해서 광을 조사하고 이에 따라 누설되는 광을 감소시키기 위하여 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)이 일정각도 기울어져 광을 조사할 수 있다.
따라서, 일정각도 기울어져 조사되는 광은 타원 형상의 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)으로 조사되어 누설되는 광을 최소한으로 할 수 있고, 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 전방으로 집광되는 광의 효율을 높여줄 수 있다.
제 1 광원(110)은 제 1 회로기판상에 다수의 엘이디 광원이 설치되어 있는 엘이디 면광원이며, 제 2 광원(120)은 제 2 회로기판상에 다수의 엘이디 광원이 설치되어 있는 엘이디 면광원이다. 제 1 회로기판 및 제 2 회로기판상에서 조사되는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)은 상부에 구비된 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)으로 조사되게 되는데, 조사되어 전방으로 진행하게 되는 광의 효율을 증가시키기 위해 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)이 설치된 제 1 회로기판 및 제 2 회로기판은 후술되는 방열판(421,431)으로부터 일정각도 반사경을 향하여 기울어져 구비될 수 있다.
이에 따라, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 최대한 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)으로 보낼 수 있게 되어 누설되는 광을 감소시킬 수 있으며, 제 1 반사경(210)에 도달한 광들은 제 1 반사경(210)에 의해 반사되어 컷 오프 쉴드(130)로 집광되는 광의 효율을 높일 수 있고, 제 2 반사경(220)에 도달한 광들은 제 2 반사경(220)에 의해 반사되어 렌즈부(300)로 조사되는 광의 효율을 높일 수 있다.
따라서, 광량을 풍부하게 할 수 있고, 광의 집광 효율을 향상시킬 수 있다. 다만, 광의 집광 효율을 높일 수 있다면 반사광을 향해 기울어지는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)의 소정 각도는 제한되지 않는다.
렌즈부(300)는 렌즈 지지체(330)에 설치되는 복수의 비구면 렌즈를 포함하여 이루어 질 수 있다. 또한, 제 1 반사경(210)에서 반사된 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)에 의해 차단되지 않은 나머지 광과 제 2 반사경(220)에서 반사된 광을 전방으로 투사시키는 렌즈부(300)는 입사되는 광을 평행광으로 변환하고 전방으로 투사시켜 로우빔 패턴과 하이빔 패턴을 구현할 수 있다.
또한, 렌즈부(300)는 투광성 재질인 실리콘을 사용할 수 있다. 유리나 광학 플라스틱으로 이루어진 비구면 렌즈보다 유연성과 내구성이 높으며, 탄성을 가지고 무게가 가벼운 실리콘 재질의 비구면 렌즈를 사용함으로써 렌즈부(300)를 간편하게 끼움 결합하여 헤드램프를 구성토록 할 수 있고, 결합 시에 쉽게 분리되지 않는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 실리콘 재질로 이루어짐으로 인해 기존 유리로 이루어진 비구면 렌즈에 비해 단가를 낮출 수 있고, 차량 경량화를 통한 연비 개선 및 조립 설치가 용이해질 수 있다.
본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)과, 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛(400)을 더 포함할 수 있고, 열전도성 플라스틱 재질은 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러를 포함하는 복합재료일 수 있다.
방열유닛(400)은 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)뿐만 아니라 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있으며, 열전도성 플라스틱을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
열전도성 플라스틱이란 열전도성이 우수한 플라스틱을 말하며 기존의 일반 플라스틱에 비해 약 5~100배에 달하는 열전달계수를 갖는다.
열전도성 플라스틱 재질로 이루어지는 방열유닛(400)은 금속재질의 방열유닛보다 그 무게를 약 3배 정도 감소시킬 수 있어 운송기기용 헤드램프의 무게를 경량화시킬 수 있고, 절연성의 특성으로 운송기기용 헤드램프의 작동시 발생할 수 있는 과전류로 인한 감전의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 방열유닛(400)은 광원 및 반사경과 일체형 구조로 형성될 수 있으며, 특히 사출성형을 통해 일체형 구조로 구현하여 생산성을 높이고, 방열효율을 높일 수 있다.
열전도성 플라스틱에 관한 보다 자세한 내용은 후술하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈부(300)는 소정의 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 로우빔 렌즈부(310); 및 로우빔 렌즈부(310)보다 작은 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 하이빔 렌즈부(320)를 포함할 수 있다.
렌즈부(300)는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)에서 발광된 광이 차량 전방으로 조사되도록 한다. 이를 위해 렌즈부(300)는 제 1 광원(110)의 광을 하향 조사할 수 있는 로우빔 렌즈부(310)와 제 2 광원(120)의 광을 조사할 수 있는 하이빔 렌즈부(320)를 포함한다. 또한, 로우빔 렌즈부(310)와 하이빔 렌즈부(320)를 지지하는 렌즈 지지체(330)와 렌즈 지지체(330)를 고정시킬 수 있는 렌즈 홀더(340)를 포함할 수 있다.
렌즈 지지체(330)상에서 로우빔 렌즈부(310)와 하이빔 렌즈부(320)는 일체형으로 구성되어 렌즈 제작이 동시에 되므로 제작시간과 생산단가를 절약할 수 있고, 일체형으로 구성되는 로우빔 렌즈부(310)와 하이빔 렌즈부(320)는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)의 위치를 고려하여 위치를 결정할 수 있다. 또한, 로우빔 렌즈부(310)와 하이빔 렌즈부(320)는 일체형으로 구비될 수 있다.
여기서, 로우빔 렌즈부(310)는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 대응하여 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)의 전방에 구비되고, 하이빔 렌즈부(320)는 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)과 대응하여 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)의 전방에 구비되기 때문에 로우빔 렌즈부(310)는 하이빔 렌즈부(320)의 상부에 배치될 수 있지만, 그 배치 위치가 한정되는 것은 아니다.
다만 본 발명의 실시예에서는, 렌즈 지지체(330)상에서 일체형으로 로우빔 렌즈부(310) 하부에 하이빔 렌즈부(320)가 배치되어 상하로 연결된 땅콩 모양의 연속적이 비구면 형상을 가지는 것을 예시하여 설명한다.
로우빔 렌즈부(310)는 제 1 반사경(210)에서 반사된 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)에 의해 차단되지 않은 나머지 광을 입사하는 입사면과 입사된 광을 차량 전방에 출사하는 출사면을 구비한다. 로우빔 렌즈부(310)는 입사면이 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)을 향하여 평면으로 형성되고, 출사면은 헤드램프의 전방을 향하여 볼록면으로 형성된 소정의 곡률반경을 갖는 비구면 렌즈이다.
하이빔 렌즈부(320)는 제 2 반사경(220)에서 반사된 광을 입사하는 입사면과 입사된 광을 차량 전방에 출사하는 출사면을 구비한다. 하이빔 렌즈부(320)는 입사면이 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)을 향하여 평면으로 형성되고, 출사면은 헤드램프의 전방을 향하여 볼록면으로 형성된 로우빔 렌즈부(310)보다 작은 곡률반경을 갖는 비구면 렌즈이다.
여기서, 곡률 반경은 각각의 로우빔 렌즈부(310)와 하이빔 렌즈부(320)가 가지는 출사면인 볼록면의 내측부위(볼록한 부위)의 편평도를 나타내는 수치로 볼록면의 중심 곡선이 완만할수록 큰 곡률반경을 가진다.
로우빔 렌즈부(310)는 하이빔 렌즈부(320)보다 큰 곡률반경을 가지고 하이빔 렌즈부(320)는 로우빔 렌즈부(310)보다 작은 곡률반경을 가지기 때문에, 출사면의 곡률반경이 상대적으로 큰 로우빔 렌즈부(310)는 광을 퍼트려 차량 전방으로 조사될 수 있고, 출사면의 곡률반경이 상대적으로 작은 하이빔 렌즈부(320)는 광을 가운데로 모아서 차량 전방으로 조사될 수 있다.
즉, 로우빔 렌즈부(310)를 투과하는 광은 굴절 정도를 감소하여 광이 넓게 진행되면서 필요한 가시 각도를 확보할 수 있도록 큰 곡률반경을 가지게 되고, 하이빔 렌즈부(320)를 투과하는 광은 굴절 정도를 크게 하여 광을 가운데로 모으고 원거리의 가시거리를 확보할 수 있도록 작은 곡률반경을 가지게 되는 것이다.
또한, 로우빔 렌즈부(310)는 제 1 반사경(210)에서 반사되는 광이 1차적으로 컷 오프 쉴드(130)로 집광되고, 컷 오프 쉴드(130)를 통과한 광은 2차적으로 로우빔 렌즈부(310)를 거쳐 외부로 투사된다. 컷 오프 쉴드(130)에 집광되는 광 중에서 컷 오프 쉴드(130)를 통과하는 광은 전방에 구비된 렌즈부(300)를 통해 조사되게끔 유효초점과 렌즈부(300) 사이의 초점거리를 맞춰줘야 하기 때문에 컷 오프 쉴드(130) 배치를 위한 공간을 확보할 수 있도록 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 로우빔 렌즈부(310)로부터 더 멀리 배치될 수 있고, 뿐만 아니라 로우빔 렌즈부(310)의 곡률반경이 클수록 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 로우빔 렌즈부(310)로부터 더 멀리 배치될 수 있다.
따라서, 로우빔 렌즈부(310)의 곡률반경이 커지게 되면 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 로우빔 렌즈부(310)로부터 더 멀리 배치될 수 있기 때문에 광 설계와 제작하는데 있어서 자유도를 확보할 수 있다.
제 1 반사경(210)에서 반사되는 광은 유효초점인 컷 오프 쉴드(130)가 존재하여 설치 공간이 필요하지만, 제 2 반사경(220)에서 반사되는 광은 하이빔 렌즈부(320)에 대한 초점만 일치하면 상관없이 외부로 투사되기 때문에, 로우빔 렌즈부(310)보다 작은 곡률반경을 가지는 하이빔 렌즈부(320)와의 초점거리는 광설계를 하는데 있어서 짧아질 수 있다. 또한, 하이빔 렌즈부(320)의 곡률반경이 작아지게 되면 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)은 하이빔 렌즈부(320)로부터 가깝게 배치될 수 있어서 광 설계를 하는데 자유도를 확보할 수 있다.
로우빔 렌즈부(310)로 광을 전달하는 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)과, 하이빔 렌즈부(320)로 광을 전달하는 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)은 서로 다른 높이에서 로우빔 렌즈부(310) 및 하이빔 렌즈부(320)에 각각 대응되도록 배치될 수 있다.
제 1 광원(110)에서 조사된 광은 제 1 반사경(210)을 향해 조사되고 제 1 반사경(210)에서 반사된 광은 컷 오프 쉴드(130)를 향해 반사되어 컷 오프 쉴드(130)에 집광된다. 컷 오프 쉴드(130)를 통과한 광은 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210) 전방에 구비된 로우빔 렌즈부(310)로 입사하게 되고 로우빔 렌즈부(310)를 투과하여 전방을 향해 굴절된 광은 전방 하부를 조사하는 로우빔을 형성한다.
제 2 광원(120)에서 조사된 광은 제 2 반사경(220)을 향해 조사되고 제 2 반사경(220)에서 반사된 광은 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220) 전방에 구비된 하이빔 렌즈부(320)로 입사하게 되어 하이빔 렌즈부(320)를 투과한 광은 하이빔을 형성한다.
따라서, 로우빔 렌즈부(310)는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 대응하여 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)의 전방에 구비되고, 하이빔 렌즈부(320)는 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)과 대응하여 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)의 전방에 구비될 수 있다.
또한, 로우빔 렌즈부(310)와 대응하는 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 하이빔 렌즈부(320)와 대응하는 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)은 서로 다른 높이에 배치될 수 있고, 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)이 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)보다 높은 위치에 배치되게 되면 컷 오프 쉴드(130)과 로우빔 렌즈부(310) 사이에 일정 공간이 확보되게 된다. 이러한 일정 공간은 제 2 반사경(220) 상부에 위치한 상면 즉, 후술되는 중간 방열부재(420) 방열판(421)의 전단이 렌즈부(300)까지 연장되있고 전단으로부터 단차 위에 존재하는 컷 오프 쉴드(130)를 통과한 광과 제 2 반사경(220)에서 반사되는 광이 섞이는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)이 상대적으로 높은 위치에 배치되어 일정 공간이 확보되게 되면 컷 오프 경계의 하부로 진행하는 광을 차단한 나머지 광이 전방에 구비된 로우빔 렌즈부(310)로 진행할 수 있는 공간이 확보되어 전방으로 진행될 수 있게 되고, 이러한 공간은 단차 위에 존재하는 컷 오프 쉴드(130)를 통과한 광과 제 2 반사경(220)에서 반사된 광이 섞이는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)은 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있지만, 그 배치 위치가 한정되는 것은 아니다.
제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)이 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)보다 높은 위치에 배치된다면, 하부에 구비된 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)은 컷 오프 쉴드(130)를 통과한 광이 전방에 구비된 로우빔 렌즈부(310)로 진행될 수 있는 공간이 마찬가지로 제공되어야 한다.
본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 제 1 반사경(210) 및 제 1 광원(110)과, 제 2 반사경(220) 및 제 2 광원(120)에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛(400)을 더 포함할 수 있고, 열전도성 플라스틱 재질은 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러를 포함하는 복합재료일 수 있다.
제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)은 밝은 광을 낼수록 높은 열이 발생하고, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 반사시키면서 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)뿐만 아니라 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서도 고온의 열이 발생하게 된다. 각각의 광원 및 반사경에서 발생하는 열로 인해 헤드램프 내부의 온도가 80도 이상이 될 때 고온의 열에 취약한 면광원 엘이디는 성능 저하가 발생 될 수 있다.
방열유닛(400)은 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)뿐만 아니라 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있으며, 열전도성 플라스틱을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
종래의 방열유닛은 엘이디 소자로부터 발생하는 열을 신속히 전달시켜 외부로 방출하기 위해 열전도율이 높은 금속재질로 형성된다. 하지만, 금속재질로 형성되는 경우에는 헤드램프의 무게가 중량화될 수 있으며, 전기전도성이 좋은 금속의 특성상 엘이디 광원의 작동시 감전의 문제가 발생할 수도 있다.
따라서, 방열유닛(400)은 금속재질 이외에도 플라스틱 등의 수지재질로 형성될 수 있지만 본 발명의 방열유닛(400)은 금속재질로 방열유닛을 제조하지 않음으로써 발생하는 방열성능의 저하를 방지하기 위해 열전도성 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 열전도성 플라스틱이란 열전도성이 우수한 플라스틱을 말하며 기존의 일반 플라스틱에 비해 약 5~100배에 달하는 열전달계수를 갖는다.
열전도성 플라스틱 재질로 이루어지는 방열유닛(400)은 금속재질의 방열유닛보다 그 무게를 약 3배 정도 감소시킬 수 있어 운송기기용 헤드램프의 무게를 경량화시킬 수 있고, 절연성의 특성으로 운송기기용 헤드램프의 작동시 발생할 수 있는 과전류로 인한 감전의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 방열유닛(400)은 광원 및 반사경과 일체형 구조로 형성될 수 있으며, 특히 사출성형을 통해 일체형 구조로 구현하여 생산성을 높이고, 방열효율을 높일 수 있다.
열전도성 플라스틱 재질로 이루어지는 방열유닛(400)은 사출성형이 가능한 열전도성 플라스틱의 물질이 이용되므로 열전도성 플라스틱 물질을 내재하고 있는 용융 상태의 열전도성 플라스틱을 사출성형용 금형에 주입하여 사출성형하는 방법을 통해 방열유닛을 제조할 수 있다.
이는 방열유닛을 알루미늄 다이캐스팅으로 형성하여 조립하는 공정에 비해 열전도성 플라스틱 재질로 방열유닛을 사출성형으로 구현하게 되면 공정효율이 높아지고, 열전도성 플라스틱 소재 자체의 방열특성으로 인한 방열효율이 높아질 수 있다.
방열유닛(400)은 열전도성 플라스틱의 열전도를 향상시키기 위해서 고분자 플라스틱 수지에 열전도성 필러를 더 포함시켜 형성할 수 있다. 즉, 방열유닛(400)을 형성하는 열전도성 플라스틱은 열저항체인 고분자 플라스틱 수지에 높은 열전도도를 가지는 열전도성 필러를 첨가시킴으로써 제조된다.
내열성 고분자 플라스틱 수지로는 폴리아마이드(PA), 폴리아마이드66(PA66), 액정고분자(LCP), 폴리패닐렌설파이드(PPS) 및 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 플라스틱 수지를 사용할 수 있고, 200도 이상의 고온에서 기계적, 전기적 성질을 포함하는 물리적 성질을 유지할 수 있는 고분자 물질이면 제한 없이 사용할 수 있다.
표 1은 열전도성 필러의 종류를 나타내는 표이다.
열전도성 필러 열전도율/[W/mk] 고유저항/[Ω·cm] 내흡습성 가격 경도/(모스 경도)
Al2O3 26~36 1×1015 Best 200~1,500 12
SiO2(Crystal) 10~12 1×1015 Good - 7
SiO2(Melting) 1 >1×1014 Good 200~300 8
BN 31~60 1×1014 Good 10,000 2
AIN 180~270 >1×1014 Difficult 10,000 8
MgO 48~60 1×1017 Good 200~500 6
표 1 을 참조하면, 방열유닛을 구성하는 복합재료의 열전도성 필러는 알루미나(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 보론 나이트라이드(BN), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 이산화규소(SiO2) 등으로 이루어질 수 있다.
자세히 살펴보면, 알루미나는 우수한 열전도율과 저렴한 가격뿐만 아니라 경도와 내흡습성이 우수하며, 액체 상태의 이산화규소는 열전도율은 상대적으로 낮지만 내흡습성, 가격 및 우수한 경도를 가지고 있고, 알루미늄 나이트라이드는 우수한 열전도도 및 경도를 가지지만 내흡습성과 가격면에서는 상대적으로 좋지 않은 특성을 가지고 있다. 또한, 보론 나이트라이드는 열전도도와 내흡습성면에서는 우수하지만 가격 및 경도면에서는 상대적으로 좋지 않은 특성을 가지고 있다.
열전도성 필러는 열전도율뿐만 아니라 열전도성 플라스틱의 특성 향상을 위해 경도, 내흡습성, 가격 등이 좋아야 하며 이에 따라 열전도율을 포함한 복수의 기능을 합쳐서 가지는 알루미나 및 이산화규소의 열전도성 필러를 사용할 수 있다.
열전도율뿐만 아니라 전반적으로 가격, 경도, 내흡습성의 밸런스를 좋게 조합시켜서 최적화시킬 수 있는 것으로 판단하여 선택하였으며, 이러한 열전도성 필러는 열전도율뿐만 아니라 복수의 특성을 발휘함으로써 열전도성 플라스틱의 특성을 향상시켜줄 수 있다.
열전도성 필러는 열전도성 플라스틱에서 대략 10-30 중량%를 차지할 수 있다. 열전도성 필러가 10 중량%보다 적으면 열전도도의 효과가 크지 않을 수 있고, 열전도성 필러의 함량을 높여서 30 중량%보다 크게 되면 고열전도성 플라스틱을 만들 수 있다. 하지만 높은 열전도도를 달성하기 위해서 많은 양의 열전도성 필러가 들어가게 되면 가공 조건이 난해해지고 헤드램프의 물리적 성질이 저해되어 사출성형이 좋지 않게 되는 문제점이 있기 때문에, 고분자 플라스틱 수지와 적정량의 열전도성 필러의 복합재료를 통해 열전달 효과를 개선하여 방열유닛의 방열 특성을 개선할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운송기기용 헤드램프를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 각 방열부재를 나타내는 사시도이다.
도 3 내지 4를 참조하면, 방열유닛(400)은, 상부방향으로 노출되는 복수의 방열핀(412)을 포함하는 상부 방열부재(410); 하부 방향으로 노출되는 복수의 방열핀(432)을 포함하는 하부 방열부재(430); 및 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430) 사이에 제공되는 중간 방열부재(420)를 포함하는 조립체이고, 중간 방열부재(420)는 내부공간을 제공하는 격벽부(425); 및 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)을 포함할 수 있고, 방열유닛(400)은 제 1 광원(110)의 일면에 접촉되는 제 1 금속부재(427); 및 제 2 광원(120)의 일면에 접촉되는 제 2 금속부재(433)를 더 포함할 수 있다.
제 1 금속부재(427)의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 중간 방열부재(420)에 의해 지지되며, 제 2 금속부재(433)의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 하부 방열부재(430)에 의해 지지될 수 있다.
자세히 살펴보면, 도 4(a)에 제시된 방열부재는 상부 방열부재(410)를 나타내는 사시도이고, 도 4(b)에 제시된 방열부재는 중간 방열부재(420)를 나타내는 사시도이며, 도 4(c)에 제시된 방열부재는 하부 방열부재(430)를 나타내는 사시도이다.
상부 방열부재(410)는 제 1 반사경(210)이 부착되는 부착면을 제공하는 방열판(411) 및 제 1 반사경(210)이 부착된 방열판(411)으로부터 상부방향으로 노출되는 복수의 방열핀(412)을 포함할 수 있다. 상부 방열부재(410)는 제 1 반사경(210)과 컷 오프 쉴드(130)이 결합되어 하나의 방열부재로 구비될 수 있다.
하부 방열부재(430)는 제 2 광원(120)이 설치된 회로기판을 부착되는 부착면을 제공하는 방열판(431) 및 회로기판이 부착된 방열판(431)으로부터 하부방향으로 노출되는 복수의 방열(432)핀을 포함할 수 있다. 하부 방열부재(430)는 제 2 광원(120)과 결합되어 하나의 방열부재로 구비될 수 있다.
중간 방열부재(420)는 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430) 사이에 제공되고, 내부공간을 제공하는 격벽부(425) 및 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)을 포함할 수 있다. 즉, 중간 방열부재(420)는 제 1 광원(110)이 설치된 회로기판이 부착되는 부착면을 제공하는 방열판(421) 및 회로기판이 부착된 방열판(421)으로부터 하부방향으로 격벽부(425)의 내부공간에 형성되는 복수의 방열핀(422)과 제 2 반사경(220)이 구비되는 외벽에 형성되는 방열핀(423)을 포함할 수 있다. 또한, 중간 방열부재(420)는 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)과 결합되어 하나의 방열부재로 구비될 수 있다.
중간 방열부재(420)에 일체로 구비되는 제 1 광원(110) 및 하부 방열부재(430)에 일체로 구비되는 제 2 광원(120)은 밝은 광을 낼수록 높은 열이 발생하고, 상부 방열부재(410)에 일체로 구비되는 제 1 반사경(210)과 중간 방열부재(420)에 일체로 구비되는 제 2 반사경(220)에서도 각각 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)에서 조사되는 광을 반사시키면서 열이 발생하게 된다. 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)에서 발생하는 열로 인해 헤드램프의 내부 온도가 80도 이상이 될 때 고온의 열에 취약한 면광원 엘이디는 성능 저하가 발생 될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 방열유닛(400)이 적용될 경우 각각의 방열부재는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)과 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)과 결합되어 각각의 광원과 각각의 반사경에서 발생하는 열에 의한 온도 상승을 방지하고, 효과적으로 방열함으로써 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)이 가지고 있는 본연의 수명을 모두 사용할 수 있도록 한다.
또한, 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430) 사이에 중간 방열부재(420)를 형성하여 공간적으로 분리시키고 위치적으로 높이차이를 주게 되면, 하부 방열부재(430)에 결합되어 방출되는 제 2 광원(120)과 중간 방열부재(420)에 결합되어 방출되는 제 1 광원(110)이 섞이지 않기 때문에 중간 방열부재(420)를 형성하여 높이 차이를 형성함으로써 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)을 광학적으로 분리시켜줄 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 중간 방열부재(420)가 형성됨으로써 제 1 광원(110) 및 제 1 반사경(210)과 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)은 서로 분리되어 배치되기 때문에 각각에서 발생되는 열이 한 공간에서 집중적으로 축적되는 것을 방지할 수 있다.
상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)에 대해 자세히 살펴보면, 상부 방열부재(410)는 제 1 반사경(210)과 결합되어 제 1 반사경(210)에서 발생하는 열을 방열하고, 중간 방열부재(420)는 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)과 결합되어 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생하는 열을 방열하며, 하부 방열부재(430)는 제 2 광원(120)과 결합되어 제 2 광원(120)에서 발생하는 열을 방열함으로써 헤드램프의 온도상승을 억제한다. 다만, 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)과 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열에 의한 온도 상승을 방지할 수 있다면 각 방열부재에 결합되는 각각의 광원 및 각각의 반사경의 위치, 크기 등은 제한되지 않는다.
상부 방열부재(410)는 제 1 반사경(210)에서 발생되는 열을 헤드램프의 외부로 방열시키기 위한 것으로, 제 1 광원(110)에서 조사된 광은 제 1 반사경(210)에서 반사되면서 제 1 반사경(210)에서 열이 발생하게 된다. 제 1 반사경(210)의 열원은 제 1 반사경(210)의 상부면에 구비된 방열판(411)으로 전달되고, 방열판(411)에 전달된 열원은 상부방향으로 노출되어 수평방향으로 이격 배치된 방열핀(412)을 통해 외부로 방출함으로써 제 1 반사경(210)의 열을 효과적으로 방열한다.
컷 오프 쉴드(130) 및 제 1 반사경(210)과 일체로 형성되는 상부 방열부재(410)는 상부 커버(413)를 더 포함할 수 있다. 상부 커버(413)는 제 1 광원(110)에서 조사된 광이 외부로 누설되는 것을 방지하여 제 1 광원(110)에서 조사된 광을 로우빔 렌즈부(310)로 보내기 위한 것이다.
열전도성 플라스틱 재질로 이루어지는 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)는 사출성형시 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)가 인서트 된 상태로 사출이 이루어지도록 하는 방법을 통해 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)가 삽입될 수 있도록 구현될 수 있다. 즉, 제 1 금속부재(427)는 중간 방열부재(420)를 사출하는 과정에 인서트 몰딩을 통해 중간 방열부재(420)의 내부에 인서트 몰딩됨으로써 제 1 금속부재(427)와 중간 방열부재(420)를 일체로 형성할 수 있고, 제 2 금속부재(433)는 하부 방열부재(430)를 사출하는 과정에 인서트 몰딩을 통해 하부 방열부재(430)의 내부에 인서트 몰딩됨으로써 제 2 금속부재(433)와 하부 방열부재(430)를 일체로 형성할 수 있다. 이에 따라 각각의 금속부재를 각각의 방열부재에 결합시키기 위한 별도의 구조물이 설치되지 않아도 되므로 제조 단가를 감소시킬 수 있다.
또한, 제 2 금속부재(433)는 하부 방열부재(430)에 인서트 몰딩되므로 제 2 금속부재(433) 상면의 일부는 외부로 노출되고, 그 가장자리는 하부 방열부재(430)에 의해 지지되어 내부에 수용될 수 있으며, 열전도성 플라스틱 재질 부분과 제 2 금속부재(433)가 서로 밀착될 수 있어 효과적으로 열전도가 일어나고, 이에 따라 방열성능이 향상될 수 있다.
상면의 일부가 노출된 제 2 금속부재(433)는 외부로 노출된 상면의 일부에 제 2 광원(120)을 부착함으로써 제 2 광원(120)과 열적으로 접촉되고, 제 2 금속부재(433)의 하면은 하부 방열부재(430)의 방열판(431)과 접촉된다. 제 2 광원(120)은 엘이디 면광원에 의해 열이 많이 발생하기 때문에 효과적인 방열이 필요한데, 제 2 금속부재(433)가 제 2 광원(120)과 접촉되면, 제 2 광원(120)의 열을 제 2 금속부재(433)를 통해 효과적으로 방열시킬 수 있다.
자세히 살펴보면, 제 2 금속부재(433)는 제 2 광원(120)으로부터 발생하는 열을 신속히 전달하기 위해 구비되는 것으로서 Al, Cu, Ag, Cr, Ni 등의 열전도계수가 높은 금속재질로 형성될 수 있다. 따라서, 높은 열전도율을 가진 제 2 금속부재(433)는 열전도성 플라스틱보다 열전도성이 좋으므로 제 2 광원(120)에 밀착되어 제 2 광원(120)에서 발생되는 열을 흡수하여 효과적으로 방열시킬 수 있다.
또한, 제 2 금속부재(433) 상면의 일부를 외부로 노출함으로써 제 2 광원(120) 및 제 2 반사경(220)에서 발생된 가열된 공기와의 접촉이 일어나고, 외부로 노출된 제 2 금속부재(433)는 접촉된 가열된 공기의 이동을 활발하게 해줌으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다.
제 2 금속부재(433)는 제 2 광원(120)의 열을 효과적으로 방열시키기 위해 제 2 광원(120)의 면적과 같거나 제 2 광원(120)의 면적보다 넓게 형성할 수 있고, 제 2 광원(120)과 일체형으로 이루어질 수 있다.
제 2 금속부재(433) 상면의 가장자리를 제외한 상면은 중간 방열부재(420)를 향하여 외부로 노출되어 있고, 제 2 금속부재(433) 상면의 가장자리는 노출되지 않고 하부 방열부재(430) 내부에 수용되어 가장자리 부분만 하부 방열부재(430)에 의해 지지되어 있다. 하지만, 제 2 광원(120)이 부착된 부분을 제외한 전체가 하부 방열부재(430) 내부에 수용되면 제 2 광원(120)에서 발생되는 온도 변화에 따라 제 2 금속부재(433)는 하부 방열부재(430)의 내부에서 금속의 특성상 팽창과 수축변형을 반복하게 된다.
즉, 제 2 광원(120)에 의해서 온도가 변하게 되면 제 2 광원(120)과 열적으로 접촉된 제 2 금속부재(433) 및 제 2 금속부재(433)와 밀착되어 형성된 열전도성 플라스틱은 열팽창과 수축을 하게 된다. 열전도성 플라스틱과 제 2 금속부재(433)는 온도에 따른 열팽창 및 수축하는 정도가 다르기 때문에 온도 변화에 따라 팽창과 수축을 반복하게 되면 열전도성 플라스틱의 파손 및 제 2 금속부재(433)와 밀착되어 있는 열전도성 플라스틱의 분리가 일어날 수 있다.
이러한 온도 변화에 따라 열팽창 및 수축정도가 다른 제 2 금속부재(433) 및 열전도성 플라스틱은 열전도성 플라스틱의 파손 및 분리를 방지하기 위해서 제 2 금속부재(433)의 가장자리는 하부 방열부재에 의해 지지될 수 있다. 즉, 하부 방열부재(430)는 제 2 금속부재(433)가 수용되는 수용부 및 제 2 금속부재(433)의 가장자리를 지지해주는 돌출부가 형성되고, 이러한 수용부 및 하부 방열부재(430)의 상단부에 돌출된 돌출부는 제 2 금속부재(433)의 가장자리를 지지해줄 수 있다.
제 2 금속부재(433)는 제 2 광원(120)으로부터 흡수된 열을 주위로 빠르게 분산시켜 제 2 금속부재(433) 전체로 빠른 열전도가 일어나게 되고, 제 2 금속부재(433)로 전도된 열은 하부에 구비된 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열판(431) 및 방열핀(432)으로 효과적으로 열이 전달될 수 있다. 제 2 광원(120)으로부터 발생되는 열은 제 2 금속부재(433)로 전도, 분산되어 방열판(431) 및 모든 방열핀(432)에 균일하게 전달됨으로써 하부방향으로 노출되어 이격 배치된 방열핀(432)에 전달된 열은 넓은 면적에서 공기와 접촉하여 효과적으로 외부로 방열시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있으며, 국부적인 고온으로부터 열에 민감한 제 2 광원(120)을 보호할 수 있다.
다시 말해서, 제 2 금속부재(433)는 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있는데, 열전도성이 우수하여 제 2 광원(120)으로부터의 열을 신속하게 전도시키고 분산시킴으로써 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열판(431)에 효과적으로 열을 전달할 수 있고, 하부 방열부재(430)를 통한 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 제 2 광원(120)에서 발생된 열이 제 2 금속부재(433)로 전도되고, 제 2 금속부재(433)로 전도된 열은 방열핀(432)으로 전달된다. 이때 제 2 금속부재(433)는 복수의 방열핀(432)으로 제 2 금속부재(433)에 전도된 열을 분산시킬 수 있다. 이에 따라 제 2 광원(120)에서 발생된 열이 원활하게 방열핀(432)까지 전도될 수 있고, 방열핀(432)에서 공기와의 접촉면적이 넓어져 효과적으로 방열될 수 있다.
또한, 제 2 금속부재(433)로 전달되는 열이 곧바로 하부 방열부재(430)의 방열판(431)으로 전달되기 때문에 열전도 경로가 단축될 수 있고, 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있다.
중간 방열부재(420)는 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 헤드램프의 외부로 방열시키기 위한 것으로, 제 2 광원(120)에서 조사된 광은 제 2 반사경(220)에서 반사되면서 제 2 반사경(220)에서 열이 발생하게 되고, 제 1 광원(110)이 발광하게 되면 제 1 광원(110)에서도 열을 발생시키게 된다. 중간 방열부재(420)는 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430) 사이에 위치하므로 방열핀(422)은 외부에 노출되지 않고 격벽부(425)의 내부공간에 제공되게 된다.
또한, 제 1 금속부재(427)는 중간 방열부재(420)에 인서트 몰딩되므로 제 1 금속부재(427) 상면의 일부는 외부로 노출되고, 그 가장자리는 중간 방열부재(420)에 의해 지지되어 내부에 수용될 수 있으며, 열전도성 플라스틱 재질 부분과 제 1 금속부재(427)가 서로 밀착할 수 있어 효과적으로 열전도가 일어날 수 있고, 이에 따라 방열성능이 향상될 수 있다.
상면의 일부가 노출된 제 1 금속부재(427)는 외부로 노출된 상면의 일부에 제 1 광원(110)을 부착함으로써 제 1 광원(110)과 열적으로 접촉되고, 제 1 금속부재(427)의 하면은 중간 방열부재(420)의 방열판(421)과 접촉된다. 제 1 광원(110)은 엘이디 면광원에 의해 열이 많이 발생하기 때문에 효과적인 방열이 필요한데, 제 1 금속부재(427)가 제 1 광원(110)과 접촉되면, 제 1 광원(110)의 열을 제 1 금속부재(427)를 통해 효과적으로 방열시킬 수 있다.
따라서, 높은 열전도율을 가진 제 1 금속부재(427)는 열전도성 플라스틱보다 열전도성이 좋으므로 제 1 광원(110)에 밀착되어 제 1 광원(110)에서 발생되는 열을 흡수하여 효과적으로 방열시킬 수 있다.
제 1 금속부재(427)는 제 1 광원(110)의 열을 효과적으로 방열시키기 위해 제 1 광원(110)의 면적과 같거나 제 1 광원(110)의 면적보다 넓게 형성할 수 있고, 제 1 광원(110)과 일체형으로 이루어질 수 있다.
제 1 금속부재(427) 상면의 가장자리를 제외한 상면은 상부 방열부재(410)를 향하여 외부로 노출되어 있고, 제 1 금속부재(427) 상면의 가장자리는 노출되지 않고 중간 방열부재(420) 내부에 수용되어 가장자리 부분만 중간 방열부재(420)에 의해 지지되어 있다. 하지만, 제 1 광원(110)이 부착된 부분을 제외한 전체가 중간 방열부재(420) 내부에 수용되면 제 1 광원(110)에서 발생되는 온도 변화에 따라 제 1 금속부재(427)는 중간 방열부재(420)의 내부에서 금속의 특성상 팽창과 수축변형을 반복하게 된다.
즉, 제 1 광원(110)에 의해서 온도가 변하게 되면 제 1 광원(110)과 열적으로 접촉된 제 1 금속부재(427) 및 제 1 금속부재(427)와 밀착되어 형성된 열전도성 플라스틱은 열팽창과 수축을 하게 된다. 열전도성 플라스틱과 제 1 금속부재(427)는 온도에 따른 열팽창 및 수축하는 정도가 다르기 때문에 온도 변화에 따라 팽창과 수축을 반복하게 되면 열전도성 플라스틱의 파손 및 제 1 금속부재(427)와 밀착되어 있는 열전도성 플라스틱의 분리가 일어날 수 있다.
이러한 온도 변화에 따라 열팽창 및 수축정도가 다른 제 1 금속부재(427) 및 열전도성 플라스틱은 열전도성 플라스틱의 파손 및 분리를 방지하기 위해서 제 1 금속부재(427)의 가장자리는 중간 방열부재(420)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 중간 방열부재(420)는 제 1 금속부재(427)가 수용되는 수용부 및 제 1 금속부재(427)의 가장자리를 지지해주는 돌출부가 형성되고, 이러한 수용부 및 중간 방열부재(420)의 상단부에 돌출된 돌출부는 제 1 금속부재(427)의 가장자리를 지지해줄 수 있다.
제 1 금속부재(427)는 제 1 광원(110)으로부터 흡수된 열을 주위로 빠르게 분산시켜 제 1 금속부재(427) 전체로 빠른 열전도가 일어나게 되고, 제 1 금속부재(427)로 전도된 열은 하부에 구비된 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열판(421) 및 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)으로 효과적으로 열이 전달될 수 있다. 제 1 광원(110)으로부터 발생되는 열은 제 1 금속부재(427)로 전도, 분산되어 방열판(421) 및 내부공간에 제공되는 모든 방열핀(422)에 균일하게 전달됨으로써 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있으며, 국부적인 고온으로부터 열에 민감한 제 1 광원(110)을 보호할 수 있다. 또한, 제 2 반사경(220)의 열원은 제 2 반사경(220)이 구비되는 외벽에 이격되어 형성되는 방열핀(423)과, 제 2 반사경(220)의 후방에 형성되는 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)으로 전달된다.
다시 말해서, 제 1 금속부재(427)는 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있는데, 열전도성이 우수하여 제 1 광원(110)으로부터의 열을 신속하게 전도시키고 분산시킴으로써 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열판(421)에 효과적으로 열을 전달할 수 있고, 중간 방열부재(420)를 통한 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 제 1 광원(110)에서 발생된 열이 제 1 금속부재(427)로 전도되고, 제 1 금속부재(427)로 전도된 열은 방열핀(422)으로 전달된다. 이때 제 1 금속부재(427)는 복수의 방열핀(422)으로 제 1 금속부재(427)에 전도된 열을 분산시킬 수 있다. 또한, 제 1 금속부재(427)로 전달되는 열이 곧바로 중간 방열부재(420)의 방열판(421)으로 전달되기 때문에 열전도 경로가 단축될 수 있고, 열전도성 플라스틱 재질의 방열 특성을 보완하여 줄 수 있다.
하지만, 중간 방열부재(420)는 제 1 반사경(210)의 열을 외부로 방열시키는 상부 방열부재(410)와 제 2 광원(120)의 열을 외부로 방열시키는 하부 방열부재(430)와 다르게 제 1 광원(110)뿐만 아니라 제 2 반사경(220)에서도 발생되는 열이 축적되어 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430)에 비해서 더 많은 열이 발생되게 된다.
이에 따라, 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하기 위해 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)은 수평으로 형성된 복수의 방열핀(422) 사이에 교차되어 공기가 유동할 수 있는 통로를 두고 전방과 후방에 배치되는 복수의 방열핀 군(424)을 포함할 수 있고, 격벽부(425)에는 통로와 연통되는 복수의 관통홀(426)을 더 포함할 수 있다.
제 1 광원(110)과 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열이 축적되어 중간 방열부재(420)에서는 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430)에 비해 더 많은 열이 발생되기 때문에 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430)를 지지하는 격벽부(425)의 내부공간에 수평방향으로 형성된 복수의 방열핀(422)과 교차되어 가열된 공기가 유동할 수 있는 통로가 형성될 수 있다. 또한, 이러한 통로를 두고 전방과 후방에 배치되는 복수의 방열핀 군(424)을 포함할 수 있으며, 통로와 연통되는 복수의 관통홀(426)을 더 포함할 수 있다.
가열된 공기가 유동할 수 있는 통로는 공기의 흐름을 원활하게 하기 위함이고, 통로와 연통되는 복수의 관통홀(426)은 방열이 잘 이루어지도록 가열된 공기를 방출시키기 위함이다.
자세히 살펴보면, 제 1 광원(110)과 제 2 반사경(220)에서 발생된 열은 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀(422)으로 열전도가 이루어지고, 복수의 방열핀(422)과 교차되어 공기가 유동할 수 있는 통로가 형성되어있기 때문에, 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열로 인해 중간 방열부재(420)에 축적되어 가열된 공기는 관통홀(426)이 형성되지 않은 격벽부(425)의 후방에서 외부로부터 들어오는 공기를 통해 통로를 지나면서 열 교환이 이루어질 수 있다. 여기서, 격벽부(425)의 후방이란 전방에 구비되는 렌즈부(300) 또는 공기가 유동할 수 있는 통로와 대향되는 격벽부(425)의 일면을 의미하며, 관통홀(426)이 형성되지 않은 격벽부(425)의 일면은 외부로부터 공기가 들어올 수 있도록 뚫려있을 수 있다.
공기가 유동할 수 있는 통로가 형성됨으로써 가열된 공기가 이동할 수 있는 방열경로를 형성하게 되고, 유입된 외부 공기로 인해 통로를 유동하는 가열된 공기의 유속을 증가시켜 통로와 연통되는 복수의 관통홀(426)을 통해 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있게 되는 것이다.
따라서, 내부공간에 공기가 유동할 수 있는 통로를 두고 전방과 후방에 복수의 방열핀 군(424)을 배열시킴으로써 제 1 광원(110)과 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열이 축적되지 않고, 통로를 통해 가열된 공기들이 이동하면서 통로와 연통된 관통홀(426)을 통해 외부로 효과적으로 방출될 수 있어 열 방출 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프는 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430) 각각의 서로 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 1 삽입홀(403a,403b,403c); 및 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 삽입되는 기둥 형상의 열전도부재(401)를 더 포함할 수 있고, 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)는 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 2 삽입홀(404b,404c)을 포함하고, 열전도부재(401)는 제 2 삽입홀(404b,404c)에 삽입되어 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433) 중 적어도 어느 하나와 열적으로 접촉될 수 있다.
또한, 열전도부재(401)의 적어도 일단에 결합되고, 상기 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)를 가압하여 고정하는 고정부재(402)를 더 포함할 수 있다.
중간 방열부재(420)의 효율적인 열 방출을 위해 공기 유동 통로와 통로와 연통되는 복수의 관통홀(426)을 격벽부(425)에 구비하여 열을 방출하게 되지만, 방열효과를 더욱 극대화하기 위해 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)가 서로 대응되는 위치에 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)을 구비하고, 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에는 기둥형상의 열전도부재(401)가 삽입될 수 있으며, 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)는 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 2 삽입홀(404b,404c)을 포함하고, 열전도부재(401)는 제 2 삽입홀(4040b,404c)에 삽입되어 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433) 중 적어도 어느 하나와 열적으로 접촉될 수 있다.
자세히 살펴보면, 열전도부재(401)는 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)를 결합해주는 역할과 동시에 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에서 발생하는 열을 흡수한 중간 방열부재(420)로부터 열을 전달받아 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 열을 전도하고 분산시켜 제 1 광원(110)의 발열온도를 낮춰줄 수 있고, 중간 방열부재(420)의 방열효율을 향상시킬 수 있다.
중간 방열부재(420)에서 발생되는 열은 열전도부재(401)를 통해 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 전달되고, 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 전달된 열은 상부 방열부재(410)의 방열핀(412) 및 하부 방열부재(430)의 방열핀(432)을 통해 외부로 방열되는 것이다.
이를 위해, 상부 방열부재(410)의 일측과 중간 방열부재(420)의 일측이 대응하는 위치에 제 1 삽입홀(403a,403b)을 형성하고, 중간 방열부재(420)의 일측과 하부 방열부재(430)의 일측이 대응하는 위치에 제 1 삽입홀(403b,403c)을 형성하여 각각의 방열부재에 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)이 구비될 수 있다.
구비된 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에는 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)가 결합될 수 있도록 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)이 일치되게 위치한 상태에서 기둥형상의 열전도부재(401)가 각각의 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 삽입된다.
또한, 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)과 대응되도록 중간 방열부재(420)의 제 1 금속부재(427) 및 하부 방열부재(430)의 제 2 금속부재(433)에 구비되는 복수의 제 2 삽입홀(404b,404c)을 포함하고, 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 삽입되는 열전도부재(401)는 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)과 대응되는 제 2 삽입홀(404b,404c)에도 삽입되어 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433) 중 적어도 어느 하나와 열적으로 접촉될 수 있다.
중간 방열부재에(420) 구비된 제 1 삽입홀(403b)은 제 1 금속부재(427)에 구비된 제 2 삽입홀(404b)과 대응되고, 하부 방열부재(430)에 구비된 제 1 삽입홀(403c)은 제 2 금속부재(433)에 구비된 제 2 삽입홀(404c)과 대응되는 위치에 구비된다. 따라서, 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)과 대응되는 위치에 제 2 삽입홀(404b,404c)이 구비되기 때문에 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)에 삽입되는 열전도부재(401)는 제 2 삽입홀(404b,404c)에도 열전도부재(401)가 삽입되어 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)와 열적으로 접촉된다. 이에 따라 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)으로부터 발생되는 열을 흡수하고 분산시켜 빠른 열전도가 일어나는 제 1 금속부재(427) 및 제 2 금속부재(433)는 제 2 삽입홀(404b,404c)에 삽입되는 열전도부재(401)를 통해 제 1 금속부재(427)는 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 열전도가 일어나고, 제 2 금속부재(433)는 하부 방열부재(430)의 외부로 더욱 효과적으로 열전도가 일어나게 된다.
제 1 광원(110)뿐만 아니라 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열이 축적되어 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430)에 비해 더 많은 열이 발생되는 중간 방열부재(420)는 열전도부재(401)를 통해 제 1 금속부재(427)에서 분산되는 열을 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 전달되어 제 1 금속부재(427)뿐만 아니라 제 1 금속부재(427)와 접촉되어 열전도가 일어나는 열전도부재(401)를 통해 더욱 효과적으로 방열할 수 있으며, 전달된 열은 상부 방열부재(410)의 방열핀(412) 및 하부 방열부재(430)의 방열핀(432)을 통해 외부로 효과적으로 방출될 수 있어 방열 효율이 향상될 수 있다.
또한, 삽입된 열전도부재(401)를 통해 방열유닛(400)이 결합 고정될 수 있도록 열전도부재(401)의 적어도 일단에 결합되어 각각의 방열부재를 가압하여 고정하는 고정부재(402)를 더 포함할 수 있다.
고정부재(402)는 상부 방열부재(410)의 상부면에 위치한 제 1 삽입홀(403a)과 하부 방열부재(430)의 하부면에 위치한 제 1 삽입홀(403c)에 위치하여 각각의 제 1 삽입홀(403a,403c)에 고정부재(402)가 구비될 수 있다.
따라서, 제 1 삽입홀(403a,403b,403c)을 관통하는 열전도부재(401) 적어도 일단에 형성된 나사선과 나사선과 결합되는 너트와 같은 고정부재(402)에 의해 체결되어 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)가 고정 결합될 수 있고, 고정 결합하는 역할뿐만 아니라 열전도부재(401)를 통하여 중간 방열부재(420)에서 발생하는 열을 상부 방열부재(410) 및 하부 방열부재(430)로 전도하고 분산시켜 열을 방열하는 구조를 가짐으로써 열을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따른 운송기기용 헤드램프는 공기가 유동할 수 있는 통로와 통로와 연통되는 관통홀(426)을 구비함으로써 1차적으로 제 1 광원(110) 및 제 2 반사경(220)에 의해 중간 방열부재(420)에서 발생되는 열을 관통홀(426)을 통해 외부로 방열시키고, 2차적으로 열전도부재(401)를 통하여 각각의 방열부재를 결합 고정시키면서 중간 방열부재(420)에서 발생되는 열을 상부 방열부재(410)와 하부 방열부재(430)로 전도시켜 방열함으로써 방열효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프는 상부 방열부재(410) 및 중간 방열부재(420)의 사이와 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430) 사이에 개재되는 방열패드(미도시) 및 열전도성 그리스(미도시) 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
방열패드(Thermal Pad) 및 열전도성 그리스(Thermal Grease)와 같은 열전도성 물질은 상부 방열부재(410) 및 중간 방열부재(420) 사이에 개재될 수 있고, 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430) 사이에 개재되어 열전달 기능을 향상시킬 수 있다. 즉, 상부 방열부재(410), 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)는 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)과 제 1 반사경(210) 및 제 2 반사경(220)에서 발생되는 열을 열전도성 물질을 통해 전달받아 외부로 열의 방출이 이루어지도록 할 수 있다.
방열패드는 탄성을 가지며 열 전도율이 좋은 재질로 이루어진 직사각형 구조의 패드로서, 탄성특성에 의해 수축이 용이하여 상부 방열부재(410) 및 중간 방열부재(420)의 이격공간과 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)의 이격공간의 폭에 제약 없이 구비가 가능하다. 이러한 방열패드는 방열패드가 가지는 탄성력으로 인해 열 전도 역할 뿐만 아니라 상부 방열부재(410) 및 중간 방열부재(420)와 중간 방열부재(420) 및 하부 방열부재(430)가 맞닿는 면을 균일하게 하고 밀착될 수 있도록 할 수 있다.
방열 패드는 고체상태의 유기계 바인더에 열전달에 기여하는 나노 크기의 열전도성 필러를 첨가하여 만든다. 이때 필러는 알루미나, 이산화규소, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화마그네슘 등으로 이루어질 수 있다.
방열 그리스는 발열체인 제 1 광원(110) 및 제 2 광원(120)과 방열부재 사이에 발라주는 젤(Gel)타입의 액상 물질로 액체상태의 유기계 바인더에 열전달에 기여하는 나노 크기의 열전도성 필러를 첨가하여 만든다. 이때 필러는 알루미나, 이산화규소, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화마그네슘 등으로 이루어질 수 있다.
따라서, 상부 방열부재(410)와 중간 방열부재(420) 사이와 중간 방열부재(420)와 하부 방열부재(430) 사이에 방열패드 및 열전도성 그리스를 개재함으로써 방열성능을 개선시킬 수 있고, 이로 인하여 헤드램프의 수명 연장 및 발열로 인한 기능 저하를 방지하여 그 기능을 안정시키고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 제 1 광원 120 : 제 2 광원
130 : 컷 오프 쉴드 210 : 제 1 반사경
220 : 제 2 반사경 300 : 렌즈부
310 : 로우빔 렌즈부 320 : 하이빔 렌즈부
400 : 방열유닛 401 : 열전도부재
402 : 고정부재 403a, 403b, 403c : 제 1 삽입홀
404b, 404c : 제 2 삽입홀 410 : 상부 방열부재
412 : 상부 방열핀 420 : 중간 방열부재
422 : 중간 방열핀 425 : 격벽부
426 : 관통홀 427 : 제 1 금속부재
430 : 하부 방열부재 432 : 하부 방열핀
433 : 제 2 금속부재

Claims (13)

  1. 광을 조사하는 제 1 광원;
    광을 조사하는 제 2 광원;
    상기 제 1 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 1 반사경;
    상기 제 2 광원에서 조사되는 광을 전방으로 반사시키는 제 2 반사경;
    상기 제 1 반사경에서 반사된 광이 집광되고, 집광된 광의 일부를 차단하는 컷 오프 쉴드;
    상기 제 1 반사경에서 반사된 광 중에서 상기 컷 오프 쉴드에 의해 차단되지 않은 나머지 광과 상기 제 2 반사경에서 반사된 광을 외부로 투사시키는 렌즈부; 및
    상기 제 1 반사경 및 제 1 광원과, 상기 제 2 반사경 및 제 2 광원에서 발생하는 열을 방출하고, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진 방열유닛을 포함하고,
    상기 방열유닛은,
    상부 방향으로 노출되는 복수의 방열핀을 포함하는 상부 방열부재;
    하부 방향으로 노출되는 복수의 방열핀을 포함하는 하부 방열부재; 및
    상기 상부 방열부재와 상기 하부 방열부재 사이에 제공되는 중간 방열부재를 포함하는 조립체이고,
    상기 중간 방열부재는 내부공간을 제공하는 격벽부; 및
    상기 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀을 포함하며,
    상기 방열유닛은 상기 제 1 광원의 일면에 접촉되는 제 1 금속부재; 및
    상기 제 2 광원의 일면에 접촉되는 제 2 금속부재를 더 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전도성 플라스틱 재질은 고분자 플라스틱 수지와 열전도성 필러를 포함하는 복합재료인 운송기기용 헤드램프.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부는 소정의 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 로우빔 렌즈부; 및
    상기 로우빔 렌즈부보다 작은 곡률반경을 갖는 비구면 형상의 하이빔 렌즈부를 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 로우빔 렌즈부로 광을 전달하는 상기 제 1 반사경 및 제 1 광원과, 상기 하이빔 렌즈부로 광을 전달하는 상기 제 2 반사경 및 제 2 광원은 서로 다른 높이에서 상기 로우빔 렌즈부 및 상기 하이빔 렌즈부에 각각 대응되도록 배치되는 운송기기용 헤드램프.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 금속부재의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 상기 중간 방열부재에 의해 지지되며,
    상기 제 2 금속부재의 일면은 적어도 일부가 외부로 노출되고, 그 가장자리는 상기 하부 방열부재에 의해 지지되는 운송기기용 헤드램프.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 방열부재, 중간 방열부재 및 하부 방열부재 각각의 서로 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 1 삽입홀; 및
    상기 제 1 삽입홀에 삽입되는 기둥 형상의 열전도부재를 더 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 금속부재 및 제 2 금속부재는 상기 제 1 삽입홀에 대응되는 위치에 구비되는 복수의 제 2 삽입홀을 포함하고,
    상기 열전도부재는 상기 제 2 삽입홀에 삽입되어 상기 제 1 금속부재 및 제 2 금속부재 중 적어도 어느 하나와 열적으로 접촉되는 운송기기용 헤드램프.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 열전도부재의 적어도 일단에 결합되고, 상기 상부 방열부재, 중간 방열부재 및 하부 방열부재를 가압하여 고정하는 고정부재를 더 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 방열부재 및 중간 방열부재의 사이와 상기 중간 방열부재 및 하부 방열부재 사이에 개재되는 방열패드 및 열전도성 그리스 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부공간에 제공되는 복수의 방열핀은 수평으로 형성된 복수의 방열핀 사이에 교차되어 공기가 유동할 수 있는 통로를 두고 전방과 후방에 배치되는 복수의 방열핀 군을 포함하는 운송기기용 헤드램프.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 격벽부에는 통로와 연통되는 복수의 관통홀을 더 포함하는 운송기기용 헤드램프.
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