KR20080084190A - 헤드 램프 - Google Patents

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KR20080084190A
KR20080084190A KR1020070025521A KR20070025521A KR20080084190A KR 20080084190 A KR20080084190 A KR 20080084190A KR 1020070025521 A KR1020070025521 A KR 1020070025521A KR 20070025521 A KR20070025521 A KR 20070025521A KR 20080084190 A KR20080084190 A KR 20080084190A
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Abstract

본 발명은 헤드램프에 관한 것으로, 장시간 동안 사용가능한 발광다이오드를 구비함과 동시에 발광다이오드에서 방출되는 열을 용이하게 방열할 수 있는 재질로 케이스를 형성하며, 무게가 가벼운 리튬이온폴리머전지를 이용하여 휴대 및 관리가 간편한 헤드램프에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 일면이 개구되고, 수용공간이 구비된 케이스와, 내측에 통공이 구비되며, 상기 케이스에 착탈 가능하게 체결되는 캡과, 상기 수용공간에 설치되며 제1 및 제2발광 다이오드가 구비된 기판과, 일단부는 상기 기판과 연결되고, 타단부는 상기 케이스의 내면에 고정되는 방열부재와, 상기 캡과 기판 사이에 위치하도록 상기 기판에 고정되며, 외주연에 패킹이 구비된 홀더와, 상기 홀더에 설치되는 집광렌즈와, 상기 수용공간에 설치되며, 일측에 형성된 조절놉은 상기 케이스 외부로 노출되게 설치되어 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 발광을 조절하는 스위치로 이루어지며 방폭구조로 된 등구;
내부에 충전지가 구비되고, 전원단자가 외부로 노출되게 형성된 배터리 팩; 및
상기 등구와 배터리 팩을 연결하여, 상기 배터리 팩에 저장된 전원을 상기 등구의 제1 및 제2발광다이오드에 전달하는 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프이다.
헤드, 램프, 배터리 팩, 케이블, 케이스, 다이오드, 방열, 발광다이오드

Description

헤드 램프 {HEAD LAMP}
도 1은 종래의 헤드램프를 나타낸 사시도이고,
도 2는 종래의 헤드램프의 등구의 후면을 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 헤드램프를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 헤드램프의 등구를 나타낸 분해사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 헤드램프의 등구를 나타낸 측단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 헤드램프에 보조방열판이 더 구비된 상태를 나타낸 측단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 헤드램프의 배터리팩 및 충전기를 나타낸 개략도이고,
도 8은 본 발명에 따른 헤드램프의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 등구 11 : 케이스
12 : 캡 13 : 기판
13a : 제1발광다이오드 13b : 제2발광다이오드
14 : 방열부재 15 : 홀더
16 : 집광렌즈 17 : 스위치
18 : 보호판 19 : 걸림편
20 : 배터리 팩 21 : 충전지
22 : 전원단자 23 : 걸림부재
24 : 스위칭용 단자 25 : 전자스위치
25a : 발광부 25b : 수광부
30 : 케이블 40 : 보조방열판
50 : 충전기
본 발명은 장시간 사용 가능하고, 휴대가 간편하며, 베터리 관리가 용이한 헤드램프에 관한 것이다.
종래의 헤드램프는 크게 등구(1)와, 납전지(2)와, 케이블(3)로 이루어지며, 이러한 헤드램프는 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 수용공간에 텅스텐 필라민트가 구비된 전구(1-1)가 설치되고, 상기 전구(1-1)를 온/오프시키는 스위치(1-2)가 일측에 구비되며, 후면에 설치된 플러스충전단자(1-3) 및 후면 내측에 설치된 마이너스충전단자(미도시함)가 형성된 케이스(1-4)와, 상기 케이스(1-4)에 착탈 가능하게 설치되는 캡(1-5)과, 상기 케이스(1-4)와 캡(1-5) 사이에 설치되어 상기 전구(1-1)를 보호하는 보호판(1-6)으로 이루어진 등구(1); 격벽으로 이분된 내부에 황산 10중량%와 물90중량%로 이루어진 황상전해질(2-1)과 납(2-2)이 수용되며, 일면 양측에 물을 보충할 수 있는 주입구(2-3) 및 상기 주입구(2-3)를 막아주는 차단부재(2-4)가 구비되며, 사용자의 허리띠에 착탈 가능하도록 일측에 걸림고리(미도시함)가 형성된 납전지(2); 및 상기 등구(1)와 납전지(2)를 연결하여 납전지(2)의 전원을 등구(1)의 전구(1-2)에 전달하는 케이블(3)로 구성되며, 상기와 같은 구성된 헤드램프는 광산의 막장에서 작업하는 광부들이 주로 이용하며, 상기 광산의 막장에는 가스가 종종 발생함으로써 헤드램프는 방폭구조로 이루어진다.
그러나, 텅스텐필라민트가 구비된 전구는 스위치를 조작하여 상기 전구를 온/오프 할 때 종종 끊어지는 문제가 발생함으로써 작업에 상당한 지장을 초래하였고, 그리고 상기 전구는 수명이 길지 못하여 종종 교체를 하여야 함으로써 작업능률이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 납전지는 상당한 무게가 나가며, 또한, 추운곳에서는 급격히 출력이 줄어드는 단점이 있으며, 작업을 하러 가기 전에 황산전해질을 확인한 후 부족하면 물을 보충하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 물을 보충하는 주입구를 막아주는 차단부재가 끼움식으로 구성됨으로써 작업을 하다보면 이 차단부재가 주입구로부터 이탈되어 납전지 내부에 수용된 황산전해질이 외부로 유출되어 인체에 상해를 유발하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 부품의 고장 없이 장시간 사용가능하며, 배터리의 관리 및 휴대가 용이한 헤드램프를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헤드램프의 특징은,
일면이 개구되고, 수용공간이 구비된 케이스와, 내측에 통공이 구비되며, 상기 케이스에 착탈 가능하게 체결되는 캡과, 상기 수용공간에 설치되며 제1 및 제2발광 다이오드가 구비된 기판과, 일단부는 상기 기판과 연결되고, 타단부는 상기 케이스의 내면에 고정되는 방열부재와, 상기 캡과 기판 사이에 위치하도록 상기 기판에 고정되며, 외주연에 패킹이 구비된 홀더와, 상기 홀더에 설치되는 집광렌즈와, 상기 수용공간에 설치되며, 일측에 형성된 조절놉은 상기 케이스 외부로 노출되게 설치되어 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 발광을 조절하는 스위치로 이루어지며 방폭구조로 된 등구;
내부에 충전지가 구비되고, 전원단자가 외부로 노출되게 형성된 배터리 팩; 및
상기 등구와 배터리 팩을 연결하여, 상기 배터리 팩에 저장된 전원을 상기 등구의 제1 및 제2발광다이오드에 전달하는 케이블로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 헤드램프의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 헤드램프를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 헤드램프의 등구를 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 헤드램프의 등구를 나타낸 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 헤드램프에 보조방열판이 더 구비된 상태를 나타낸 측단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 헤드램프의 배터리팩 및 충전기를 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 헤드램프의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 헤드램프는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 크게 등구(10)와, 배터리 팩(20)과, 케이블(30)로 이루어진다.
상기 등구(10)는 방폭구조로 이루어지며, 일면이 개구(11a)되고, 수용공간(11b)이 구비되며, 양측에 후술할 스위치(17)와 케이블(30)이 수용되는 한 쌍의 홀(11c)이 형성된 케이스(11)와, 내측에 통공(12a)이 구비되며, 상기 케이스(11)에 착탈 가능하게 체결되는 캡(12)과, 상기 수용공간(11b)에 설치되며 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)가 구비된 기판(13)과, 일측은 상기 기판(13)과 연결되고, 타측은 상기 케이스(11)의 내면에 고정되어 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)에서 발생하는 열을 방열하는 방열부재(14)와, 상기 캡(12)과 기판(13) 사이에 위치하도록 상기 기판(13)에 고정되며, 내측에 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)에서 발생되는 빛이 통과할 수 있도록 하나 또는 두개의 구멍(15a)이 형성되고, 외주연에 패킹(15b)이 구비되어 상기 케이스(11)의 수용공간(11b) 내로 물, 분진 및 가스가 유입되는 것을 방지하며, 후술할 집광렌즈(16)를 잡아주는 홀더(15)와, 상기 홀더(15)에 설치되어 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)에서 발생되는 빛을 일방향으로 모아주는 집광렌즈(16)와, 상기 수용공간(11b)에 설치하도록 상기 케이스(11)의 일측 홀(11c-1)에 삽입되며, 일측에 형성된 조절 놉(knob)(17a)은 상기 케이스(11) 외부로 노출되게 설치되어 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)의 작동을 조절하는 스위치(17)로 이루어진다.
여기서, 외부로 노출되는 집광렌즈(16)를 보호할 수 있도록 상기 캡(12)과 홀더(15) 사이에 투명재질의 보호판(18)이 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 등구(10)는 안전모에 착탈 가능하게 설치됨으로써 케이스(11)의 후면에 걸림편(19)이 더 구비됨이 바람직하다.
상기 방열부재(14)는 열전도율이 높은 물질로 이루어져 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)에 의해 발생된 열을 수용공간(11b)으로 확산시키며, 또한, 케이스(11)에 열을 전달하는 역활도 수행한다.
그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 케이스(11)와 방열부재(14) 사이에 보조 방열판(40)이 더 구비되는 것이 좋다.
이러한, 보조방열판(40)은 방열부재(14)을 통해 전달되는 열을 케이스(11)에 소정부분이 아닌 대부분에 직접적으로 열을 전달할 수 있도록 상기 케이스(11)의 내면과 같은 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 케이스(11)의 내면 전반에 걸쳐 접면하도록 설치된다.
상기 케이스(11)는 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)에 의해 발생된 열 및 방열부재(14)를 통해 전달된 열에 의해 손상되지 아니하도록 열전도율이 우수한 나일론(NY)으로 이루어진다.
상기 나일론은 탄소 6개로 이루어진 ε-카프롤락탐이 그대로 중합하여 고분자를 이룬 나일론 6이다.
또한, 상기 케이스(11)는 나일론(NY)으로 이루어지며, 기계적 성질 즉, 강도 를 증가하기 위해, 열전도율이 우수한 나일론(NY) 75~95중량%와 강성 및 열전도율이 좋은 산화알루미늄분말(Al2O3) 5~25중량%, 또는 나일론(NY) 75~95중량%와 제이산화철(Fe2O3) 5~25중량%, 또는 나일론(NY) 75~95중량%와 흑연(GRAPHITE) 5~25중량%, 또는 나일론(NY) 75~95중량%와 산화알루미늄분말 1.6~21.6중량%와 제이산화철 1.7~21.7량%와 흑연 1.7~21.7중량%로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 산화알루미늄분말 또는 제이산화철 또는 흑연 또는 산화아루미늄과 제이산화철과 흑연은 5% 미만이 첨가되면 기계적 특성 즉, 강도 향상에 특별한 효과가 없으며, 25% 이상 첨가되면, 소결성형이 힘든 점이 있다.
이와 같이 구성되는 상기 케이스는 아래의 표 1과 같은 방열효과가 있다.
표 1
순번 케 이 스 성 분 비 방열부재측정온도(℃)
산화알루미늄 (Al2O3) 제이산화철 (Fe2O3) 흑연 (GRAPHITE) 나일론 (NY) 폴리카보네이트(PC)
1 100 70.0
2 100% 66.5
3 5% 95% 65.3
4 5% 95% 65.3
5 5% 95% 65.3
6 25% 75% 64.5
7 25% 75% 64
8 25% 75% 64.2
9 7% 8% 8% 75% 63
10 1.6% 1.7% 1.7% 95% 65.2
주) 실내온도 23(℃), 제1발광다이오드 공급전류=0.7A
상기 스위치(17)는 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)를 개별적으로 작동하거나, 또는 동시에 작동할 수 있고, 또한, 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)의 조도를 단계별로 조절할 수 있으며, 이러한 구성은 일반적인 구성으로 자세한 설명은 생략한다.
상기 배터리 팩(20)은 내부에 충전지(21)가 구비되고, 전원단자(22)가 일측면 하부 양측에 외부로 노출되게 형성되며, 이러한 배터리 팩(20)은 휴대가 용이하고 장시간 사용 가능한 리튬이온폴리머전지로 이루어지는 것이 좋다.
그리고, 사용자의 허리띠에 착탈 가능하도록 타측면에 걸림부재(23)가 더 구비되는 것이 좋다.
여기서, 상기 배터리 팩(20)은 도 7에 도시한 바와 같이, 일측면 하부 양측에 복 수개의 전원단자(22)가 외부에 노출되도록 형성되며, 충전기(50)의 단자(51)와 상호 쇼트되어 상기 충전기에 의해 충전중인지를 인식하는 스위칭용 단자(24)와, 상기 배터리 팩(20)의 내부에 설치되며, 스위칭용 단자(24)의 전원 인가시 상기 전원단자(22)를 통해 충전기(50)의 전원이 인가되면 구동하여 충전기(50)의 전원을 충전지(21)에 인가하는 전자스위치(25)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 상기 전자스위치(25)는 스위칭용 단자(24)의 전원 인가시 구동하는 발광부(25a)와, 발광부(25a)의 빛을 수광하여 전원단자(22)를 통한 전원을 충전지(21)에 인가하는 수광부(25b)로 이루어진다.
그리고, 상기 배터리 팩(20)을 충전시키는 충전기(50)는 도 7에 도시한 바와 같이 단자(51)가 구비된 수용부(52)에 배터리 팩(20)을 수용 결합하여 충전 작용하고 충전시에는 내부에 설치된 마이컴(53)이 이를 인식하여 배터리 팩(20)의 전원단자(22)를 통해 충전용 전원을 인가하고 충전을 안 할 때에는 배터리 팩(20)으로의 전원인가를 차단하는 전자스위치(25)를 구동하는 마이컴(53)을 가지는 충전기(50)로 이루어지며, 상기 충전기(50)는 전원을 공급하는 전원공급수단(54)과, 상기 배터리 팩(20)의 충전이 완료될 때 이를 알려주는 점등엘이디(55)가 더 구비된다.
여기서, 상기 전원공급수단(54)은 배터리 또는 직류로 변환 출력하는 아답터 등으로 구현 가능하다.
이러한, 충전기(50)는 배터리 팩(20)의 구성과 대응되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 케이블(30)은 배터리 팩(20)의 충전지(21)에 충전된 전원을 상기 케이스(11)의 내부에 설치된 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)로 보내는 물품으로 양단부가 각각 상기 배터리 팩(20)의 충전지(21)와 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)가 설치된 기판(13)에 연결되며, 상기 기판(13)과 연결되는 일단부는 상기 케이스(11)의 타측 홀(11c-2)을 관통하여 연결된다.
여기서, 등구(10)는 방폭구조로 이루어져야 함으로써, 케이블(30)이 관통되는 타측 홀(11c-2)에는 기밀유지를 위하여 플러그(19-1)가 더 설치되는 것이 좋다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 헤드램프의 작동 상태를 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 충전기(50)에 의해 충전된 배터리 팩(20)을 파지한 후, 걸림부재(23)를 이용하여 허리띠에 착용한다.
이때, 배터리 팩(20)의 스위칭용 단자(24)와 충전기(50)의 단자(51)가 서로 떨어지고 이로 인해 배터리 팩(20)의 전원단자(22)와 충전지(21)가 서로 분리되어, 갱도 내에 존재하는 가스등에 의해 스파크가 튀는 현상을 방지하게 된다.
그리고, 케이스(11)에 구비된 걸림편(19)을 이용하여 등구(10)를 안전모에 착용한다.
계속해서, 스위치(17)의 조절 놉(17a)을 조작하여 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)를 개별적 또는 동시에 작동한 후 조도를 조절하고 갱도에 들어가 작업을 한다.
한편, 상기 제1발광다이오드(13a) 및 제2발광다이오드(13b)가 작동하면, 열이 발생하며, 이 열이 방열부재(14)를 통해 수용공간(11b)으로 확산됨과 동시에 케 이스(11)로 열을 전달한다.
그러면, 상기 케이스(11)는 열전도율이 우수한 재질로 이루어짐으로써, 열을 외부로 방열한다.
작업이 끝나고 갱도 밖으로 나오면, 안전모에 설치된 등구(10)와 허리띠에 설치된 배터리 팩(20)을 탈착한 후, 상기 배터리 팩(20)을 충전기(50)의 수용부(52)에 삽입하여 충전한다.
이때, 충전기(50)의 수용부(52)에 구비된 단자(51)와 배터리 팩(20)의 스위칭용 단자(24)가 상호 쇼트되며, 이로 인해 전자스위치(25)의 발광부(25a)가 빛을 조사하면 수광부(25b)가 이를 인식하여 충전기(50)의 전원공급수단(54)을 통해 공급되는 전원이 전원단자(22)를 통해 충전지(21)로 충전된다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 종래의 텅스텐필라민트 전구 대신 발광다이오드를 사용함으로써, 잔고장이 없으며, 오랜 시간 사용가능하며, 조도가 밝아 작업능률이 향상되는 효과가 있다.
또한, 무게가 가벼운 리튬이온폴리머전지로 이루어진 배터리 팩을 사용함으로써, 휴대가 간편하고 또한, 스위칭용 단자 및 전자 스위치가 더 구비되어 광산의 막장에 존재하는 가스 등에 의해 스파크가 튀는 문제점을 해결한 효과가 있다.
그리고, 방열부재가 구비됨으로써, 발광다이오드에서 발생하는 열이 효과적으로 수용공간 내부로 확산되며, 케이스가 열전도율이 좋은 소재로 이루어짐으로 상기 발광다이오드의 발열에 의해 파손되어 발광성능이 저하되고, 사용수명이 단축되는 문제점을 해결한 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 일면이 개구되고, 수용공간이 구비된 케이스와,
    내측에 통공이 구비되며, 상기 케이스에 착탈 가능하게 체결되는 캡과,
    상기 수용공간에 설치되며 제1 및 제2발광 다이오드가 구비된 기판과,
    일단부는 상기 기판과 연결되고, 타단부는 상기 케이스의 내면에 고정되는 방열부재와,
    상기 캡과 기판 사이에 위치하도록 상기 기판에 고정되며, 외주연에 패킹이 구비된 홀더와,
    상기 홀더에 설치되는 집광렌즈와,
    상기 수용공간에 설치되며, 일측에 형성된 조절 놉은 상기 케이스 외부로 노출되게 설치되어 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 발광을 조절하는 스위치로 이루어지며 방폭구조로 된 등구;
    내부에 충전지가 구비되고, 전원단자가 외부로 노출되게 형성된 배터리 팩; 및
    상기 등구와 배터리 팩을 연결하여, 상기 배터리 팩에 저장된 전원을 상기 등구의 제1 및 제2발광다이오드에 전달하는 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 나일론으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 나일론 75~95중량%와 산화알루미늄분말 5~25중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 나일론 75~95중량%와 제이산화철 5~25중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 나일론 75~95중량%와 흑연 5~25중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 나일론 75~95중량%와 산화알루미늄분말 1.6~21.6중량%와 제이산화철 1.7~21.7중량%와 흑연 1.7~21.7중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재와 상기 케이스 사이에 보조 방열판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 리튬이온폴리머전지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 외부에 노출되도록 형성되며, 충전기의 단자와 상호 쇼트되어 상기 충전기에 의해 충전중인지를 인식하는 스위칭용 단자와, 상기 배터리 팩의 내부에 설치되며, 스위칭용 단자의 전원 인가시 상기 전원단자를 통해 충전기의 전원이 인가되면 구동하여 충전기의 전원을 배터리에 인가하는 전자스위치가 더 구 비되는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전자스위치는 스위칭용 단자의 전원 인가시 구동하는 발광부와, 발광부의 빛을 수광하여 전원단자를 통한 전원을 배터리에 인가하는 수광부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드램프.
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