KR101796115B1 - 헤드램프조립체 및 이를 구비하는 자동차 - Google Patents

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Abstract

헤드램프 조립체 및 이를 구비하는 자동차가 개시되어 있다. 개시된 헤드램프 조립체는 하우징; 및 상기 하우징 내에 배치되며 제1 헤드램프 케이스와 제2 헤드램프 케이스를 포함하는 복수의 헤드램프 케이스들;을 구비한다. 상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스 각각은, LED 광원, 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크, 및 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬을 구비한다. 상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들의 송풍팬들은 각각 제1 및 제2 램프 케이스들의 후면 부분에 위치함과 아울러 서로 평행하게 배치된다. 상기 제1 헤드램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면에서 주입되고 상기 제2 헤드램프 케이스의 후면으로 배출되도록 구성된다. 상기 제2 헤드램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제2 헤드램프 케이스의 후면에서 주입되고 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면으로 배출되도록 구성된다.

Description

헤드램프조립체 및 이를 구비하는 자동차{Head lamp assembly and vehicle having the same}
본 발명은 헤드램프 조립체 및 이를 구비하는 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤드램프조립체 내에서 유동이 순환할 수 있도록 송풍팬이 배치된 헤드램프 조립체 및 이를 구비하는 자동차에 것이다.
근래에는 시인성이 좋은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED)광원이 자동차의 헤드램프에 적용되고 있다. LED는 색온도가 약 5500K로 태양광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주고, 헤드램프의 디자인 자유도를 높여줄 수 있다.
하지만, LED의 성능이 향상됨에 따라 더욱 고온의 열을 방출하게 되고, 고온의 열은 LED의 성능을 떨어 뜨리게 된다. 즉, LED광원은 동작할 때 고온의 열을 발생하기 때문에, LED광원으로부터 발생된 고온의 열에 의한 헤드램프의 온도가 상승되는 것을 방지하기 위한 방열이 필수적이라 할 것이다.
자동차의 헤드램프는 공간이 작고 밀폐되어 있는 공간적인 제약이 있기는 하지만, 헤드램프 내에 방열기구를 설치하는 것이 방열효율을 높일 수 있기 때문에, 작은 공간 내에 방열기구를 설치 한다.
자동차의 헤드램프에서 발생된 열을 방출하는 방열방법으로는 쿨링팬(cooling fan) 및 핀 히트파이프(pin heatpipe)등을 이용하여 방열하는 방법, 자동차의 주행 중 자연풍을 활용하여 헤드램프를 방열하는 방법 및 팬을 이용하여 열을 강제대류를 시키는 방법 등이 있다.
쿨링팬 및 핀 히트파이프를 이용하여 방열하는 방법은 히트싱크, 핀, 히트파이프 및 쿨링팬으로 구성된 방열모듈을 형성하여 LED광원에서 발생된 열을 헤드램프 내 차가운 부분을 통해 열을 외부로 방출하는 것이다. 이 방법은 히트 파이프를 통해 열을 이동시키는 관계로 히프파이프와 같은 구조물이 공간을 차지하므로 헤드램프 내부 공간활용도가 떨어진다.
자동차의 주행 중 자연풍을 활용하는 방법은 자동차를 주행할 때, 외부로부터 자연풍(공기)가 헤드 램프 내로 유입될 수 있도록 유로를 형성한다. 이 방법은 자동차가 정차 중인 경우에는 자연풍이 없으므로 방열에 문제가 발생될 가능성이 높다.
팬을 이용하여 열을 강제대류시키는 방법은 헤드 램프 내에 적절한 유로를 마련하지 않을 경우 방열효과가 떨어지기 때문에, 유로를 형성하는 것이 방열효과를 높이는 방법이다.
본 발명은 밀폐된 헤드램프 내에서 유동을 순환시키기 위한 팬의 배치 및 헤드램프 케이스 내에 홀 형성 및 팬에 의해 발생된 유동이 헤드램프의 히트싱크를 거치도록 유도하는 가이드를 마련하여 헤드램프의 방열성능을 개선한 헤드램프조립체 및 이를 구비하는 자동차를 제공한다.
본 발명의 일측면에 따른 헤드램프 조립체는 하우징; 및 상기 하우징 내에 배치되며 제1 헤드램프 케이스와 제2 헤드램프 케이스를 포함하는 복수의 헤드램프 케이스들;을 구비한다. 상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스 각각은, LED 광원, 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크, 및 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬을 포함한다.
상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들의 송풍팬들은 각각 제1 및 제2 램프 케이스들의 후면 부분에 위치함과 아울러 서로 평행하게 배치된다. 상기 제1 헤드램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면에서 주입되고 상기 제2 헤드램프 케이스의 후면으로 배출되도록 구성된다. 상기 제2 헤드 램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제2 헤드 램프 케이스의 후면에서 주입되고 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면으로 배출되도록 구성된다.
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상기 제1 헤드램프 케이스 및 제2 헤드램프 케이스의 송풍팬의 송풍방향은 서로 반대가 되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 송풍팬은 헤드램프 케이스의 일측에 형성된 유동유입홀에 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 일측에는 상기 제1 및 제2 헤드 램프 케이스들 각각의 송풍팬에 의해 공기 유출이 될 수 있도록 유동배기홀이 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 히트싱크쪽으로 공기의 유동을 안내하는 가이드부를 더 구비할 수 있다.
하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창을 더 구비할 수 있다.
하우징과 투명창에 의하여 외부와 차단되어 밀폐될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자동차의 헤드램프 조립체는 하우징; 상기 하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창; 및 상기 하우징 내에 배치된 복수개의 헤드램프 케이스들;을 구비한다.
상기 헤드램프 케이스들 각각은, LED 광원, 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크, 상기 헤드램프 케이스들 각각의 일측에 형성된 유동유입홀에 연결되어 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬, 및 상기 헤드램프 케이스들 각각의 하면에는 상기 송풍팬에 의한 공기가 유출될 수 있게 하도록 유동배기홀이 형성되어 있다.
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본 발명의 또 다른측면에 따른 헤드램프 조립체는 하우징; 상기 하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창; 및 상기 하우징 내에 배치된 복수개의 헤드램프 케이스들;을 구비한다.
상기 헤드램프 케이스들 각각은, LED 광원, 상부 표면에 위치한 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크, 상기 헤드램프 케이스의 측벽에 형성된 유동유입홀에 연결되어 상기 헤드램프 케이스의 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬, 상기 헤드램프 케이스의 바닥에 상기 송풍팬에 의해 공기가 유동될 수 있게 하는 유동배기홀, 및 상기 송풍팬에 의해 상기 유동유입홀 및 유동배기홀 간을 유동되는 공기가 상기 히트싱크를 거쳐 상기 헤드램프 케이스 외부로 배출하는 것을 안내하는 가이드부를 포함한다.
상기 가이드부는 상기 송풍팬의 바닥 표면으로부터 상기 히트싱크 방향으로 굽어짐과 아울러 상기 히트싱크로부터 상기 유동배기홀 방향으로 더 굽어지게 구성되고, 상기 가이드부는 상기 히트싱크의 바닥면이 탑재되는 탑재 부분을 포함하고, 상기 탑재 부분은 상기 히트 싱크의 바닥면과 평행하게 위치한다.
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본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 헤드램프 조립체를 구비하는 자동차를 포함한다.
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본 발명인 헤드램 조립체는
첫째, 복수의 헤드램프 케이스에 설치된 송풍팬이 서로 반대방향으로 송풍함으로써, 이들에 의해 발생되는 유동이 복수의 헤드램프 케이스를 순환함으로써 방열효과가 향상된다.
둘째, 복수의 헤드램프 케이스에는 유동배기홀에 의하여 유동이 헤드램프 케이스로부터 배출될 수 있다.
셋째, 유동을 히트싱크로 유도하는 가이드부를 구비하여 방열성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 헤드램프 조립체의 복수의 송풍팬에 의한 유동흐름을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 헤드램프 케이스의 구성을 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 헤드램프 케이스 내에서의 유동흐름을 도시한 측단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10---헤드램프 조립체 11---하우징
12---전면투명창 13---내부공간부
20---제1헤드램프 케이스 20a---유동유입홀
20b---하면 21---제1송풍팬
22---LED광원 23---LED광원
24---리플렉터 25---히트싱크
26---가이드부 28---유동배기홀
29---프로젝션 렌즈 30---제2헤드램프 케이스
31---제2송풍팬
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 헤드램프 조립체의 복수의 송풍팬에 의한 유동흐름을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 헤드램프 케이스의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 헤드램프 케이스 내에서의 유동흐름을 도시한 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 헤드램프 조립체(10)는 자동차의 앞쪽에 설치되는 엔진실(미도시)의 좌우에 설치되어, 자동차의 앞쪽으로 광을 조사하는 장치로, 도 1에 도시된 것은 엔진실의 우측에 설치되는 부분이지만, 좌측에 설치되는 부분(미도시)도 구조는 엔진실이 우측에 설치되는 부분과 유사하다.
헤드램프 조립체(10)는 하우징(11)과, 하우징(11)의 일측에 설치되어 광을 투과시키는 투명창(12)이 결합되어 밀폐된 내부공간부(13)를 형성한다. 하우징(11)은 엔진실(미도시)에 접하는 부분이고, 투명창(12)은 자동차의 전면을 향하도록 설치된다. 내부공간부(13)에는 두 개의 헤드램프 케이스(20)(30)가 나란하게 설치되어 있다. 여기서, 도면부호 20을 제1헤드램프 케이스라 하고, 도면부호 30을 제2헤드램프 케이스라 한다.
제1헤드램프 케이스(20)의 내측에는 제1송풍팬(20)이 설치되어 있고, 제2헤드램프 케이스(30)의 내측에 제2송풍팬(31)이 설치되어 있다. 제1송풍팬(21)과 제2송풍팬(31)의 송풍방향은 서로 반대가 되도록 설치되어 있다. 따라서, 제1송풍팬(21)은 제1헤드램프 케이스(20)의 앞쪽으로부터 뒤쪽으로 흐르도록 유동을 일으키고, 제2송풍팬(31)은 제1송풍팬(21)으로부터 나온 유동을 제2헤드램프 케이스(30)의 뒤쪽으로 앞쪽으로 흐르도록 한다. 제2헤드램프 케이스(30)의 앞쪽으로 흐른 유동은 제1송풍팬(21)에 의하여 다시 제1헤드램프 케이스(20) 내로 흐른다. 결국, 제1송풍팬(21)과 제2송풍팬(31)에 의하여 유동은 제1헤드램프 케이스(20)와 제2헤드램프 케이스(30)를 순환된다.
이처럼 헤드램프 조립체(10)내의 유동이 제1헤드램프 케이스(20)와 제2헤드램프 케이스(30)를 모두 거치면서 순환하므로 제1헤드램프 케이스(20)와 제2헤드램프 케이스(30)내의 열을 순환시키므로 방열을 향상시킬 수 있다.
한편, 헤드램프 조립체(10)의 내부공간(13)의 온도는 200도 이상인데 비하여, 투명창(12)의 외부온도는 통상적인 온도(-10 ~ 40)이다. 따라서, 헤드램프 조립체(10)가 외부와 차단되어 밀폐되더라도 투명창(12)을 통한 전도(conduction)로 인하여 자연적으로 방열이 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1헤드램프 케이스(20)는 일측에 형성된 유동유입홀(20a)과, 유동유입홀(20a)에 대향하는 타측에 마련되어 광을 전방으로 조사시키는 프로젝션 렌즈(29)를 포함한다. 제1헤드램프 케이스(20)와 제2헤드램프 케이스(30)의 구성은 동일하며, 다만 송풍팬들의 송풍방향이 서로 반대일 뿐이다. 설명의 편의를 위하여 제1헤드램프 케이스(20)를 예를 들어 설명한다.
제1헤드램프 케이스(20)의 내측에는 제1송풍팬(21)이 유동유입홀(20a)에 접하여 연결되도록 설치되어 있다. 따라서, 제1송풍팬(21)이 동작하면 유동유입홀(20a)을 통하여 유동이 제1헤드램프 케이스(20)의 내측으로 유입된다.
제1송풍팬(21)과 프로젝션 렌즈(29)사이에는, LED광원(22)과, LED광원(22)을 지지 고정시키는 LED광원고정블록(23)과, LED광원(22)으로부터 조사되는 광을 프로젝션 렌즈(29)쪽으로 반사시키는 리플렉터(24)와, LED광원고정블록(23)의 하측에 설치되어 LED광원(22)으로부터 발생되는 열을 방출하는 역할을 하는 히트싱크(25)가 설치되어 있다. 히트싱크(25)는 방열면적을 넓게 하여 열을 방출하는 역할을 하는 것으로, 도 2에 도시된 것에 한정되는 것은 아니며 동일한 기능을 하는 다양한 변용례가 적용될 수 있다.
제1헤드램프 케이스(20)의 하면(20b)에는 유동배기홀(28)이 형성되어 있다. 제1송풍팬(21)에 의하여 유동유입홀(20a)을 통해 유입된 유동은 유동배기홀(28)을 통하여 제2헤드램프 케이스(30)의 밖으로 배출된다. 유동배기홀(28)의 형성위치는 도 2 및 도 3에 개시된 것에 한정되지 않으며, 제1헤드램프 케이스(20)의 일측면에 설치될 수 있다.
히트싱크(25)의 하측에는 소정간격 이격되어 가이드부(26)가 설치되어 있다. 가이드부(26)는 제1송풍팬(21)의 하측부터 히트싱크(25)까지 상승되면서 구부러지고, 히트싱크(25)의 하측면과 수평을 이루다가 유동배기홀(28)까지는 하강되면서 구부러지도록 형성되어, 제1송풍팬(21)의 하측에서 유입되는 유동을 히트싱크(25)쪽으로 유도하고, 히트싱크(25)를 지난 유동을 유동배기홀(28)에 유도하는 역할을 한다.
가이드부(26)의 구성 및 형상은 도 2 및 도 3에 개시된 것에 한정되는 것은 아니며, 제1송풍팬(21)으로부터 유입되는 유동을 히트싱크(25)쪽으로 유도하고, 다시 히트싱크(25)를 지난 유동을 유동배기홀(28)로 유도할 수 있는 구성 및 형상이라면 다양한 변용례가 적용 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1송풍팬(21)이 동작하면서 유동유입홀(20a)을 통하여 유입된 유동은 히트싱크(25)를 거치게 되며, 제1송풍팬(21)의 하측으로 유입되는 유동은 가이드부(26)에 의하여 히트싱크(25)쪽으로 유도되어 히트싱크(25)를 지나면서 흐르게 된다. 히트싱크(25)를 지나온 유동은 가이드부(26)에 의하여 유동배기홀(28)쪽으로 유도되어 유동배기홀(28)을 통하여 제1헤드램프 케이스(20)의 하측으로 유출된다.
도 1을 참조하면, 제1헤드램프 케이스(20)로부터 유출된 유동은 제2송풍팬(31)에 의하여 제2헤드램프 케이스(30)의 유동배기홀(미도시)를 통해 제2헤드램프 케이스(30)내로 유입되어, 가이드부에 의하여 히트싱크쪽으로 유도되어 흐르며, 히트싱크를 지난 유동은 제2송풍팬(31)을 통하여 제2헤드램프 케이스(30)의 외부로 배출된다. 제2헤드램프 케이스(30)의 외부로 배출된 유동은 제1송풍팬(21)에 의하여 제1헤드램프 케이스(20)내로 유입되므로, 제1헤드램프 케이스(20)와 제2헤드램프 케이스(30)를 순환된다.
상기에서 본 발명에 따른 헤드램프조립체는 자동차에 적용되는 것으로 기술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 헤드램프조립체를 사용하는 이송수단, 예를 들어 오토바이, 기차, 트럭, 버스 등과, 중장비등에 적용될 수 있다.
전술한 본 발명인 헤드램프조립체는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 하우징; 및
    상기 하우징 내에 배치되며 제1 헤드램프 케이스와 제2 헤드램프 케이스를 포함하는 복수의 헤드램프 케이스들;을 구비하며,
    상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스 각각은, LED 광원, 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크, 및 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들의 송풍팬들은 각각 제1 및 제2 램프 케이스들의 후면 부분에 위치함과 아울러 서로 평행하게 배치되며,
    상기 제1 헤드램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면에서 주입되고 상기 제2 헤드램프 케이스의 후면으로 배출되도록 구성되고,
    상기 제2 헤드램프 케이스의 송풍팬은 공기가 상기 제2 헤드램프 케이스의 후면에서 주입되고 상기 제1 헤드램프 케이스의 전면으로 배출되도록 구성되는 헤드램프 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 헤드램프 케이스 및 제2 헤드램프 케이스의 송풍팬의 송풍방향은 서로 반대가 되도록 배치된 헤드램프 조립체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 송풍팬은 상기 헤드램프 케이스의 일측에 형성된 유동유입홀에 연결된 헤드램프 조립체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 일측에는 상기 제1 및 제2 헤드 램프 케이스들 각각의 송풍팬에 의해 공기 유출이 될 수 있도록 유동배기홀이 형성되어 있는 헤드램프 조립체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 헤드램프 케이스들 각각의 상기 히트싱크 쪽으로 공기의 유동을 안내하는 가이드부를 더 구비하는 헤드램프 조립체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창을 더 구비하는 헤드램프 조립체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하우징과 투명창에 의하여 외부와 차단되어 밀폐되는 헤드램프 조립체.
  8. 하우징;
    상기 하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창; 및
    상기 하우징 내에 배치된 복수개의 헤드램프 케이스들;을 구비하며,
    상기 헤드램프 케이스들 각각은,
    LED 광원,
    상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크,
    상기 헤드램프 케이스들 각각의 일측에 형성된 유동유입홀에 연결되어 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬, 및
    상기 헤드램프 케이스들 각각의 하면에는 상기 송풍팬에 의한 공기가 유출될 수 있게 하도록 유동배기홀이 형성되어 있는 헤드램프 조립체.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 하우징;
    상기 하우징의 일측에 위치하여 광을 투과시키는 투명창; 및
    상기 하우징 내에 배치된 복수개의 헤드램프 케이스들;을 구비하며,
    상기 헤드램프 케이스들 각각은,
    LED 광원,
    상부 표면에 위치한 상기 LED 광원으로부터 발생된 열을 방열하는 히트싱크,
    상기 헤드램프 케이스의 측벽에 형성된 유동유입홀에 연결되어 상기 헤드램프 케이스의 내부를 순환하도록 공기의 유동을 일으키는 송풍팬,
    상기 헤드램프 케이스의 바닥에 상기 송풍팬에 의해 공기가 유동될 수 있게 하는 유동배기홀, 및
    상기 송풍팬에 의해 상기 유동유입홀 및 유동배기홀 간을 유동되는 공기가 상기 히트싱크를 거쳐 상기 헤드램프 케이스 외부로 배출하는 것을 안내하는 가이드부를 포함하되,
    상기 가이드부는 상기 송풍팬의 바닥 표면으로부터 상기 히트싱크 방향으로 굽어짐과 아울러 상기 히트싱크로부터 상기 유동배기홀 방향으로 더 굽어지게 구성되고, 상기 가이드부는 상기 히트싱크의 바닥면이 탑재되는 탑재 부분을 포함하고, 상기 탑재 부분은 상기 히트 싱크의 바닥면과 평행하게 위치하는 헤드램프 조립체.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1항 내지 제8항, 및 제12항 중 어느 한 항의 헤드램프조립체를 구비하는 자동차.
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