KR20060107059A - 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전방에 장착되어 차량의 주행에 따른 진행방향을 조명하는 전조등에 있어서, 콘트롤러(controller)를 통해 가스 방전램프의 후부에 연결된 전자석을 둘러싸고 있는 코일의 극성을 N극, 또는 S극으로 변환시켜서 상기 코일의 극성과 같거나 또는 다른 극성을 갖는 상기 전자석을 밀고 당기는 것에 의해 상기 가스 방전램프의 위치를 가변시킴에 따라 상기 코일에 가해지는 과부하를 감소시킬 수 있도록 한 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 보빈의 선단에 장착된 벌브와, 이 벌브 주변을 원호 형태로 둘러싸는 반사경과, 상기 보빈의 하부에 연결되는 전자석과, 상기 전자석의 둘레를 따라 장착된 코일과, 상기 코일이 내장되는 바텀 커버로 구성된 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등에 있어서, 상기 전자석의 후방에 형성된 극성과 대응되는 자장의 극성이 형성되도록 상기 코일의 전류 방향을 설정하므로써, 상기 벌브의 하이빔 또는 로우빔 주사를 제어하는 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전조등, 가스 방전램프, 벌브, 반사경, 코일, 전자석

Description

가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등{A headlight for automobile having with gas discharging lamp}

도 1은 종래 전조등용 가변식 가스방전등의 일예를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 도시한 정면도.

도 4는 도 3의 A-A선 단면도.

도 5는 도 3의 B-B선 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 제어회로도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 가스 방전램프 11 : 벌브

12 : 반사경 13 : 코일

14 : 전자석 15 : 마운팅 플레이트

16 : 바텀 커버 17 : 바텀 캡

본 발명은 차량용 전조등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 전방에 장착되어 차량의 주행에 따른 진행방향을 조명하는 전조등에 있어서, 콘트롤러(controller)를 통해 가스 방전램프의 후부에 연결된 전자석을 둘러싸고 있는 코일의 극성을 N극, 또는 S극으로 변환시켜서 상기 코일의 극성과 같거나 또는 다른 극성을 갖는 상기 전자석을 밀고 당기는 것에 의해 상기 가스 방전램프의 위치를 가변시킴에 따라 상기 코일에 가해지는 과부하를 감소시킬 수 있도록 한 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 전방에는 야간에 자동차의 주행에 따른 진행방향을 조명(照明)하기 위하여 전조등(headlight)이 장착된다. 이러한 전조등은 법령에 정한 광도 확보와 함께 대향하는 차량과 교차시 상대방 운전자에게 눈부심 현상을 주지 않는 성능을 가져야 한다.

즉, 주행시에는 운전자의 칼럼 스위치 조작에 의해 가능한 멀리까지 시야를 확보할 수 있도록 주행빔(이른바 하이빔)이 형성되어야 하고, 교차시에는 상대방 운전자에게 눈부심을 주지 않으면서 어느 정도 전방의 시야를 확보할 수 있도록 대향빔(로우빔)이 형성될 수 있어야 한다.

이러한 종래 전조등은 할로겐램프 또는 가스방전램프와, 이 램프의 후방에 배치되며 알루미늄이 코팅된 반사경과, 전방으로 통과하는 빛을 일정한 비율로 해주기 위한 렌즈를 갖추고 있다.

이러한 전조등에 사용되는 할로겐램프에는 하이빔(High beam)을 발생시키기 위한 메인빔용의 필라멘트와, 로우빔(Low beam)을 발생시키기 위한 하향용 필라멘트가 내장되어 있어서, 운전자의 조작에 따라 선택적으로 하이빔과 로우빔을 형성시킬 수 있다.

그러나 이러한 종래 할로겐램프에는 하이빔과 로우빔을 발생시키기 위해 2개의 필라멘트가 내장되므로, 이의 내부 구조가 복잡해지는 것은 물론, 제조비용 역시 고가인 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로 도 1에는 "전조등용 가변식 가스방전등"이 게시되어 있으며, 이에 따른 가스방전등(1)은 벌브(2) 주변을 반사경(3)이 원호 형태로 둘러싸고, 이 반사경(3)의 양측에 삽치된 지지핀(4)의 하부에는 스프링(미도시)이 연결된 상태로서 마운팅 플레이트(5)에 내장되어 있어서, 운전자가 상향등을 켜기 위해 상기 칼럼 스위치를 조작하면 상기 마운팅 플레이트(5)의 내부에서 상기 벌브(2)의 하부를 둘러싸고 있는 코일(미도시)에 전원이 인가되면서 상기 스프링의 탄성 팽창력에 의해 지지핀(4)이 마운팅 플레이트(5) 외측으로 돌출되면서 이에 연결된 반사경(3) 또한, 상기 벌브(2)의 외측으로 이동되면서 하이빔이 주사되고, 코일에 대한 전원 공급이 차단되면, 상기 스프링의 탄성 복원력에 의해 지지핀(4)이 마운팅 플레이트(5) 내측으로 수납되면서 반사경(3) 또한, 상기 벌브(2)의 내측으로 이동하여 로우빔이 주사된다.

이때 상기 하이빔의 주사시에, 코일에는 전원이 계속 인가된 상태로서 하이빔을 계속 주사시 코일에 인가되는 일정 크기의 전원(300-350mA의 전류)에 의해 상기 코일에는 과부하가 걸리게 되고, 심한 경우 코일이 과전류에 의해 녹는 현상이 발생되며, 이와 같은 상태에서 상기 반사경(3)의 돌출 상태 즉, 하이빔 상태를 지속적으로 유지하기가 매우 곤란하고, 전조등의 고장 발생율이 높게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 방전램프의 후부에 설치되어 그 위치를 가변시키는 코일에 대한 전류 과부하를 절반 이하로 감소시켜서 코일의 손상을 방지하고, 가스 방전램프의 내부 구조를 간소화시킬 수 있는 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 보빈의 선단에 장착된 벌브와, 이 벌브 주변을 원호 형태로 둘러싸는 반사경과, 상기 보빈의 하부에 연결되는 전자석과, 상기 전자석의 둘레를 따라 장착된 코일과, 상기 코일이 내장되는 바텀 커버로 구성된 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등에 있어서, 상기 전자석의 후방에 형성된 극성과 대응되는 자장의 극성이 형성되도록 상기 코일의 전류 방향을 설정하므로써, 상기 벌브의 하이빔 또는 로우빔 주사를 제어하는 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 구성하므로써 달성된다.

바람직하게는 본 발명에서 상기 콘트롤러는 상기 전류의 최초 공급 전류값을 설정하고, 그 전류값이 일정시간(T)이 경과한 후 가변되도록 하여 전력 소모를 줄이도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 코일에 공급되는 최초의 전류값은 140-160[mA]로 설정하고, 3-5초 후에상기 전류값의 1/2에 해당되는 70-80[mA]의 전류가 흐르도록 설정된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 도시한 정면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

또한, 도 5는 도 3의 B-B선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 전조등의 제어회로도로서, 이를 참조하면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 방전램프(10)는 보빈(11a)의 선단에 벌브(11)가 장착되고, 이 벌브(11) 주변을 반사경(12)이 원호 형태로 둘러싸며, 상기 보빈(11a)의 하부에 전자석(14)이 연결된다.

또한, 상기 전자석(14)의 둘레를 따라 코일(13)이 장착되고, 상기 코일은 원통형상을 갖는 바텀 커버(16)의 내측에 수용되며, 상기 바텀 커버의 후부에는 전술한 칼럼스위치의 신호를 받는 제1케이블(미도시)과, 상기 코일(13)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 제어케이블(미도시)이 각각 결합되며, 상기 제어케이블은 전조등의 제어회로와 연결된다.

도 6을 참조하면, 전원공급부(100)는 차량에 설치된 배터리(BAT)와, 벌브(11)의 빛을 하이빔 또는 로우빔으로 주사하기 위해 차량 핸들의 소정 부위에 구성된 칼럼스위치(미도시)와, 상기 칼럼스위치로부터 전기 신호를 공급받아 출력하는 포트부(120)로 구성되고, 상기 포트부(120)는 GND, HIGH, LOW의 3단자로 구성된다.

정류부(200)는 상기 전원공급부(100)의 전원을 공급받으며 그 전원을 안정된 전기 신호로 정류한다. 이렇게 정류된 전기 신호는 상기 벌브(11)를 점등 시키기 위해 전원을 공급할 시 릴레이구동부(300)에 전기신호를 인가하여 릴레이의 접점을 온(ON)시킨다. 이를 위한 구성은 다이오드(D2,D3,D4,D5,D6,D7)에서 이루어지게 되며 최종출력은 릴레이구동부(300)의 1번 단자에 인가된다.

스위칭부(500)는 상기 전원공급부(100)의 포트부(120)로 부터 공급되는 전기 신호가 하이빔을 주사시키기 위한 신호인지 로우빔을 주사시키기 위한 신호인지를 판별하게 되는데, 이런한 판별은 일단이 상기 포트부(120)의 GND 단자에 연결되고 타단이 상기 포트부(120)의 HIGH 단자에 연결된 저항(R1)과, 일단이 상기 포트부(120)의 GND 단자에 연결되고 타단이 상기 포트부(120)의 LOW 단자에 연결된 저항(R2)에서 하게된다. 즉, 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압이 높게 형성되면 상기 포트부(120)의 HIGH 신호가 출력되는 것으로 판별하고 저항(R2)의 전압이 높게 형성되면 상기 포트부(120)의 LOW 신호가 출력되는 것으로 판별한다.

이렇게 판별된 신호가 만약, HIGH 신호의 경우 트랜지스터(T2)가 스위칭 온되고 만약, LOW 신호의 경우 트랜지스터(T3)가 스위칭 온되어 이들 각각의 신호는 콘트롤러(700)에 입력된다.

상기 콘트롤러(700)는 상기 트랜지스터들(T1,T2,T3)의 신호를 입력받고 상기 벌브(11)가 하이빔 또는 로우빔으로 주사되게 코일(13)의 전류를 주제어하는 것이다. 더욱 상세하게는 전자석(14)의 후방에 형성된 극성과 대응되는 자장의 극성이 형성되도록 상기 코일(13)의 전류 방향을 설정한다.

또한, 상기 콘트롤러(700)는 상기 전류의 최초 공급 전류값을 설정하고 있으며 그 전류값이 일정시간(T)이 경과한 후 가변되도록 하여 전력 소모를 줄이도록 제어한다. 본 발명의 일실시예에서는 코일(13)에 공급되는 최초의 전류값을 140-160[mA]로 설정하고 대략 3-5초 후에는 상기 전류값의 1/2에 해당되는 70-80[mA]의 전류가 흐르도록 설정된다.

스위칭제어부(800)는 상기 콘트롤러(700)의 제어신호를 입력받아 상기 코일(13)에 흐르는 전류의 방향이 일방향 또는 타방향으로 흐르도록 제어하는 것으로, 이를 위해 다수의 트랜지스터(T4,T5,T6,T7,T8,T9)로 구성된다.

먼저, 콘트롤러(700)의 3번 단자에서 HIGH 신호가 출력되면 트랜지스터들(T5,T7,T8)을 순차적으로 스위칭 온 시켜 상기 코일(13)에 전류가 일방향(화살표방향 ⓐ)으로 흐르도록 함에 따라, 상기 전자석(14)의 극성과 다른 극성의 자장이 형성토록 하여 전자석(14)과 코일(13) 상호간 인력(서로 당기는 힘이 작용함)이 형성되게 하여 벌브(11)가 하이빔으로 주사되게 한다.

다음으로, 콘트롤러(700)의 2번 단자에서 HIGH 신호가 출력되면 트랜지스터들(T4,T6,T9)을 순차적으로 스위칭 온 시켜 상기 코일(13)에 전류가 상기의 일방향과는 다른 타방향(화살표 방향ⓑ)으로 흐르도록 함에 따라, 상기 전자석(14)의 극성과 동일한 극성의 자장이 형성토록 하여 전자석(14)과 코일(13) 상호간 척력(서로 미는 힘이 작용함)이 형성되게 하여 벌브(11)가 로우빔으로 주사되며, 도면 중 미설명 부호 13a는 코일 안치대, 15는 마운팅 플레이트(mounting plate), 17은 바 텀 캡(bottom cap)이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 전자석(14)의 극성과 코일(13)에 형성된 자장의 극성을 이용하여 동일 극성일때는 척력(서로 미는힘)이 작용하도록 하고 다른 극성일 때는 인력(서로 당기는 힘)이 작용하도록 하여 저전력 즉, 저전류로도 순간적으로 강하게 형성되는 자장의 극성을 이용하는 것이다.

즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 전자석(14)은 영구자석으로 전방측이 S극이면 후방측은 N극으로 형성된다. 이러한 상태에서 운전자가 칼럼스위치(미도시) 및 벌브(11)에 전원을 인가하면, 상기 포트부(120)와 스위칭부(500)를 거쳐 이 신호가 콘트롤러(700)에 입력되고 이때 상기 콘트롤러(700)에서는 공급 전류값과, 시간을 제어하여 스위칭제어부(800)에 인가함으로써 코일(13)에 적용되도록 하여 자장의 힘으로 전조등의 하이빔 또는 로우빔의 주사가 가능하게 된다.

결국, 콘트롤러(700)의 3번 단자가 HIGH 신호이면 화살표 방향ⓐ와 같이 코일(13)에 전류가 흐르게 되고 전자석(14)과 코일(13)간 인력이 발생되어 벌브(11)가 하이빔으로 동작하게 되며, 상기 콘트롤러(700)의 2번 단자가 HIGH 신호이면 화살표 방향ⓑ와 같이 코일(13)에 전류가 흐르게 되고 전자석(14)과 코일(13)간 척력이 발생되어 상기 벌브(11)가 로우빔으로 동작하게 된다.

상기와 같이 하여 코일의 전력소모를 한층 줄일 수 있음은 물론, 저전류로도 하이빔 및 로우빔의 주사가 제어 가능함으로써 코일의 파손을 미연에 방지 할 수 있어, 고장 발생율을 현저하게 낮출수 있게 된다.

상기와 같은 과정에서 종래와 달리 반사경(12)을 이동시키는 스프링이 불필요하므로 가스 방전램프(10)의 내부 구조를 간소화시킬 수 있고, 상기 코일(13)에 대한 전류의 인가를 계속하는 일이 없이 콘트롤러(700)를 통해 코일(13)의 극성을 바꾸어주면 되므로 코일(13)에 가해지던 부하를 종래 300~400㎃에서 약 1/2 수준인 150㎃으로 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 코일(13)의 녹는 현상이 방지되고, 필요에 따라 하이빔 상태를 일정 시간 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등은 반사경을 이동시키는 스프링의 미사용에 의해 가스 방전램프의 내부 구조를 간소화시키고, 상기 코일에 인가되는 전류에 의한 코일의 과부하를 줄여서 코일의 녹는 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 필요에 따라 하이빔 상태를 지속적으로 유지할 수 있고, 전조등의 고장 발생율을 감소시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 전자석과 코일간 상호작용을 통해 벌브의 하이빔/로우빔의 주사를 제어함에 따라 반영구적으로 사용가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 보빈의 선단에 장착된 벌브와, 이 벌브 주변을 원호 형태로 둘러싸는 반사경과, 상기 보빈의 하부에 연결되는 전자석과, 상기 전자석의 둘레를 따라 장착된 코일과, 상기 코일이 내장되는 바텀 커버로 구성된 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등에 있어서,

   상기 전자석의 후방에 형성된 극성과 대응되는 자장의 극성이 형성되도록 상기 코일의 전류 방향을 설정하므로써, 상기 벌브의 하이빔 또는 로우빔 주사를 제어하는 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 전류의 최초 공급 전류값을 설정하고, 그 전류값이 일정시간(T)이 경과한 후 가변되도록 하여 전력 소모를 줄이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 코일에 공급되는 최초의 전류값은 140-160 mA로 설정하고, 3-5초 후에상기 전류값의 1/2에 해당되는 70-80 mA의 전류가 흐르도록 설정된 것을 특징으로 하는 가스 방전램프를 구비한 차량용 전조등.

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