KR200307664Y1 - 하이 로우 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 차량용 아크방전 램프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정화부, 상하향 검출부, 스텝모터 제어 및 모터 전원제어부, 모터 구동부, 램프 이동부로 구성됨으로써 차량용 아크방전 램프의 하이/로우빔 조사를 보다 원활하게 할 수 있는 하이 로우 시스템에 관한 것이다.
본 고안은 안정화부, 상하향 검출부, 모터제어부, 모터전원 제어부, 모터 구동부, 램프 이동부로 구성된 하이 로우 시스템에 의해 달성된다.
본 고안에 따른 하이 로우 시스템은 가변되는 부분을 최소화하여 차량의 운행 중 발생되는 진동에 대해 견고한 구조를 갖추며 아크방전램프를 충격없이 부드럽게 가변시키며 모터에 의해 아크방전램프를 직선이동시켜 이동거리를 최소화하여 보다 신속하고 안정성있는 하이/로우빔 전환이 가능한 구조를 갖추며 기존 할로겐램프 차량을 아크방전램프로 교체 설치하고자 할 때 작업을 간편화 할 수 있는 하이 로우 시스템을 제공한다.

Description

하이 로우 시스템{High low system}
본 고안은 차량용 아크방전 램프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정화부, 상하향 검출부, 스텝모터 제어 및 모터 전원제어부, 모터 구동부, 램프 이동부로 구성됨으로써 차량용 아크방전 램프의 하이/로우빔 조사를 보다 원활하게 할 수 있는 하이 로우 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 야간 주행시 주위 조명의 밝기에 따라 하이빔 또는 로우빔을 선택하여 운행하게 된다. 기존의 가장 많이 사용되어지는 할로겐(Halogen) 램프는 하나의 램프 속에 두개의 점등부가 있어, 특별한 추가 장치 없이 하이/로우빔을 조사할 수 있었다. 그러나 아크방전 램프는 방전실이 하나밖에 없으므로 추가적인 장치를 구비해야만 하이/로우빔을 조사를 할 수 있다. 굳이 이러한 추가적인 장치를 구비하여 아크방전 램프를 장착하는 이유는 할로겐 램프에 비하여 소비전력이 낮고, 수명이 길며, 무엇보다 광도가 3배 가량 우수하기 때문이다.
상기와 같은 우수한 특징을 갖는 아크방전 램프를 불편함없이 보다 잘 활용하기 위해서는 해결해야 할 과제들이 있다. 그 중 한 가지가 하이/로우빔을 원활하게 조사하는 것이다. 종래의 하이/로우빔을 조사하기 위한 수단으로써 몇 가지 예를 들어 본다.
먼저, 램프는 고정된 채, 반사경의 동작으로써 하이/로우빔 조사를 달성하거나, 또는 램프와 반사경이 고정결합된 램프하우징을 통째로 동작하여 하이/로우빔 조사를 달성했던 기술들을 예로 든다. 등록특허 제228115호, 등록실용신안 제162908호, 공개실용신안 제98-52667호, 등록실용신안 제171180호, 공개특허 제98-44063호, 등록특허 제241933호, 등록특허 제166289호, 등록특허 제143353호 등에서는 모터 또는 솔레노이드를 이용하여 하이/로우빔 조사를 달성했다.
그리고 램프하우징 및 반사경은 고정되고 램프 자체를 움직여 하이/로우빔 조사를 달성했던 기술들을 예로 든다. 등록특허 제197228호, 공개특허 제98-30186호, 공개특허 제99-11201호, 공개특허 제98-62741호, 공개실용신안 제98-15349호, 등록특허 제167920호 등에서는 램프를 상/하 방향으로 가변시킴으로써 하이/로우빔 조사를 달성했다. 또한 등록특허 제280304호, 등록특허 제167919호 등에서는 램프를 상/하, 좌/우 방향으로 가변시킴으로써 하이/로우빔 조사, 회전각에 비례한 조사를 달성했다.
상기에 예를 든 종래기술들의 문제점들을 살펴 본다. 먼저, 램프는 고정된 채, 반사경의 동작으로써 하이/로우빔 조사를 달성하거나, 또는 램프와 반사경이 고정결합된 램프하우징을 통째로 동작하여 하이/로우빔 조사를 달성했던 기술들을 보면, 가변되는 부분이 많으므로 행해지는 동작이 지나치게 크다는 점과 차량의 운행 중 발생되는 진동에 대해 불안정한 구조를 가진다는 문제점을 들 수 있다. 그리고 램프하우징 및 반사경은 고정되고 램프 자체를 움직여 하이/로우빔 조사를 달성했던 기술들을 보면, 가변되는 부분이 줄어들어 행해지는 동작이 작아 진다는 장점은 있지만 일정한 회전반경을 갖고 상/하방향으로 곡선이동되기 때문에 같은 거리를 이동하더라도 직선이동에 비해 모터 등에 의한 램프의 이동거리가 길어질 수 밖에 없다는 문제점을 들 수 있다. 또한 상기 종래기술들을 차량에 설치하는 문제에 있어서, 차량의 최초 출고시 상기 종래기술들이 설치되지 않았던 기존 할로겐램프 차량을 아크방전램프로 교체 설치하고자 할 때 작업의 번거로움이 수반된다.
도 5는 종래기술의 예로써 램프 상하운동과 그로인한 곡선이동 그리고 솔레노이드 방식에 의한 장치의 단면도(70)이다. 전자석(71)과 솔레노이드부재(72)에 의한 이러한 솔레노이드 방식은 하이/로우빔 조사는 할 수 있지만, 문제점은 작동시 램프에 충격을 준다는 점이다.
또한 램프와 반사경은 고정된 채, 보조기구의 동작으로써 하이/로우빔 조사를 달성했던 기술들을 예로 든다.
일본특허 공개번호 2001-229711호, 일본특허 공개번호 2001-035211호, 미국특허 공개번호 20020003473호 등에서 볼 수 있는 바, 이런 방식은 램프의 일부분이 항상 가려지게 되어 아크방전램프의 우수한 광도가 저하된다는 단점이 있다.
따라서, 본 고안은 상술한 종래기술에서 지적되는 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가변되는 부분을 최소화하여 차량의 운행 중 발생되는 진동에 대해 견고한 구조를 갖추며 아크방전램프를 충격없이 부드럽게 가변시키며 모터에 의해 아크방전램프를 직선이동시켜 이동거리를 최소화하여 보다 신속하고 안정성있는 하이/로우빔 전환이 가능한 구조를 갖추며 기존 할로겐램프 차량을 아크방전램프로 교체 설치하고자 할 때 작업을 간편화 할 수 있는 하이 로우 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안의 전체 구성블록도이다.
도 2는 도 1에 나타난 전체 구성블록도에 대한 일실시예이다.
도 3은 램프 이동부를 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 4는 하향입력시 램프가 이동한 위치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 종래기술의 예로써 램프 상하운동과 곡선이동 그리고 솔레노이드 방식에 의한 장치의 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 공통 2 : 상향
3 : 하향 4 : 작동제어부
5 : 소켓부 10 : 안정화부
20 : 상하향 검출부 21 : 양방향입력 포토 커플러
30 : 모터 제어부 40 : 모터전원 제어부
50 : 모터 구동부 60 : 램프 이동부
61 : 외부 램프베이스 62 : 내부 램프베이스
63 : 초소형 스텝모터 64 : 아크방전 램프
65 : 웜기어 66 : 이동 연결고리
67 : 이동식 연결접점 68 : 모터 고정용 스크류
70 : 솔레노이드방식의 단면도
71 : 솔레노이드부재 72 : 전자석
본 고안의 상기 목적은 안정화부, 상하향 검출부, 모터제어부, 모터전원 제어부, 모터 구동부, 램프 이동부로 구성된 하이 로우 시스템에 의해 달성된다.
본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 고안의 전체 구성블록도로써 간단한 작동원리를 살펴 본다. 차량의 운전석에서 운전자에 의해 상/하향이 선택되어진 입력은 작동제어부(4)를 통해 소켓부(5)와 연결된다. 상하향 검출부(20)는 상향입력일 때와 하향입력일 때 각각의 입력을 구분하여 작동할 수 있도록 하였다. 상하향 검출부(20)를 거친 입력은 모터 제어부(30)를 통해 모터 구동 펄스를 모터 구동부(50)로 전달하여 램프 이동부(60)가 동작하게 된다. 전원은 안정화부(10), 모터전원 제어부(40), 모터 구동부(50)를 거쳐 램프 이동부(60)로 인가된다.
도 2는 도 1에 나타난 전체 구성블록도에 대한 일실시예이다.
안정화부(10)는 레귤레이터(REGULATOR)를 사용하여 브릿지회로를 거침으로써 안정된 상하향 입력 신호를 회로에 공급한다.
상하향 검출부(20)에서는 공통(1)과 상향(2)에 연결된 양 방향 입력 포토 커플러(Photo coupler)가 상향입력을 받으면 포토 커플러의 입력 LED(Light emitting diode)가 점등(on)되어 포토 커플러 내부의 트랜지스터(TR)가 작동하여 모터 제어부(30)로 상향 지시 신호가 입력된다. 하향입력을 받으면 포토 커플러의 LED가 off된다.
모터 제어부(30)는 마이컴(MICOM, microcomputer)을 이용하여 상하향 검출부(20)의 검출 신호를 정해진 프로그램에 따라 처리하여 출력한다. 이는 모터 구동신호를 2개의 출력으로 즉, 2상 신호로 프로그램 처리하는 방식으로써, 입력과 출력에 해당하는 각 위치에 실시자가 원하는 값을 프로그램화하여 각 동작에 해당하는 모터의 속도를 정할 수 있다. 예를 들면, 모터에 의해 램프가 이동하는 과정에 있어서, 램프가 이동하여 정지할 때 충격의 최소화를 위해 이동 속도를 점차적으로 줄일 수 있도록 프로그램화 하는 것이다. 즉 일정한 속도로서 램프가 이동하는 것이 아닌 이동하는 시간을 세분화하여 각 시간에 따라 이동 속도를 달리하는 것이다. 이러한 모터 제어부(30)는 모터의 속도, 회전, 방향에 대한 제어를 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.
모터전원 제어부(40)도 마이컴을 이용한 것으로써, 독자적으로 위치할 수도 있고 모터 제어부(30)와 함께 마이컴 안에 위치할 수 있다. 이는 모터 제어부(30)에 의해 정해진 상하향 위치 도달 시간으로 전원을 제어토록 하는 방식으로써 모터전원 제어 신호를 출력한다. 램프가 이동하는 과정에 있어서, 세분화된 각 이동과정에 따라 필요한 전원을 정확히 공급하는 것이다.
모터 구동부(50)도 역시 마이컴을 이용하여 모터 제어부(30) 및 모터전원 제어부(40)에서 출력된 세분화된 각 이동과정에 따른 각각의 신호를 모터 구동 펄스로 전환하여 모터(63)를 직접 구동 제어한다.
상기 포토 커플러의 LED가 오프(off)되면 모터 제어부(30)의 마이컴의 입력 신호가 전환되고 모터 구동부(50)의 마이컴에서는 변환된 구동펄스를 출력하여 모터(63)가 반대로 회전하여 램프(64)는 하향 위치로 이동하게 된다.
도 3은 램프 이동부(60)를 상세하게 나타낸 단면도로써 상향입력시 램프(64)의 위치를 나타낸다. 램프(64)의 베이스 부분을 2개로 분리시켜 외부 램프베이스(61)는 고정시키고 램프(64)를 장착한 내부 램프베이스(62)가 이동될 수 있도록 하였다. 구동되는 모터로는 초소형 스텝모터(63)를 사용하고 모터축에 웜(worm)기어(65)를 사용한다. 모터(63)는 모터 고정용 스크류(68)에 의해 고정된다. 스텝모터는 DC 모터에 비해 속도제어가 쉽고, 정확한 위치제어가 가능하기 때문에 컴퓨터의 발달과 더불어 디지탈 제어의 구동원으로서 그 응용분야가 많아지고 있으며 입력 펄스 신호에 의해 여자조건이 변할 때마다 일정각도 회전하는 모터이므로 디지탈 값으로 제어가 가능한 장치에 유용하게 사용되어 진다. 즉, 마이컴에 의한 디지탈 제어의 구동원으로서 안정적인 상하향동작을 달성한다. 상기 초소형 스텝모터(63)는 마이컴을 통한 속도, 회전, 방향을 제어를 원활하게 수행하여 동작할 수 있고 구동 중 정지시에도 구동전류 변화가 없으며 영구적으로 사용할 수 있다. 웜기어(65)는 이동연결고리(66)를 통해 이동식 내부 램프베이스(62)와 연결됨으로써 모터가 회전함에 따라 램프가 전후진 동작을 할 수 있도록 구성한다. 램프(64)의 점등 전원은 양쪽에 이동식 연결접점(67)을 구비하여 슬라이드식으로 이동시킴으로써 항상 전원에 연결될 수 있도록 하였다.
도 4는 하향입력시 램프(64)가 이동한 위치를 나타낸 단면도이다. 이러한 램프(64)의 이동은 항상 부드럽고 신속하게 이루어져야 한다. 즉 마이컴을 이용해 스텝모터(63)를 제어하고 튼튼하게 고정된 외부 램프베이스(61) 속에 램프(64)가 장착된 내부 램프베이스(62)를 직선운동 시킴으로써 항상 부드럽고 신속한 이동이 가능하며 종래기술로 예를 든 도 5의 램프 상하운동과 곡선이동 그리고 솔레노이드 방식에 비해 충격없이 부드러운 동작을 달성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 하이 로우 시스템은 가변되는 부분을 최소화하여 차량의 운행 중 발생되는 진동에 대해 견고한 구조를 갖추며 아크방전램프를 충격없이 부드럽게 가변시키며 모터에 의해 아크방전램프를 직선이동시켜 이동거리를 최소화하여 보다 신속하고 안정성있는 하이/로우빔 전환이 가능한 구조를 갖추며 기존 할로겐램프 차량을 아크방전램프로 교체 설치하고자 할 때 작업을 간편화 할 수 있는 하이 로우 시스템을 제공한다.

Claims (4)

  1. 차량용 아크방전 램프 전조등의 하이/로우빔 조사를 달성하기 위한 시스템에 있어서,
    전원 공급의 안정을 위한 안정화부(10);
    공통(1)과 상향(2)에 연결된 양 방향 입력 포토 커플러(21)로 구성되는 상하향 검출부(20);
    상기 상하향 검출부(20)의 검출 신호를 마이컴에 의해 정해진 프로그램에 따라 처리하여 신호를 출력하는 모터 제어부(30);
    상기 모터 제어부(30)에 의해 정해진 신호로써 전원을 제어토록 하는 모터전원 제어부(40);
    상기 모터 제어부(30) 및 모터전원 제어부(40)에서 출력된 신호를 모터 구동 펄스로 전환하여 모터가 구동되도록 하는 모터 구동부(50); 및
    디지탈 제어의 구동원으로서 안정적으로 아크방전 램프의 전후진 동작을 달성하는 램프 이동부(60)
    로 구성되어 아크방전 램프의 하이/로우빔 조사를 달성하는 것을 특징으로 하는 하이 로우 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모터 제어부(30), 모터전원 제어부(40), 모터 구동부(50)는 디지탈 제어방식으로써 입력값에 따른 출력값을 프로그램화하여 속도, 회전, 방향에 대한 제어를 하는 마이컴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이 로우 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 램프 이동부(60)의 디지탈 제어의 구동원은 속도, 회전, 방향에 대한 제어를 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 초소형 스텝모터(63)로 구성됨을 특징으로 하는 하이 로우 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 램프 이동부(60)는 외부 램프베이스(61)는 차량에 고정시키고 내부 램프베이스(62)가 이동될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 하이 로우 시스템.
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