KR20100055280A - 벌브 이동형 헤드램프 - Google Patents

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KR20100055280A
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정상율
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 벌브 이동형 헤드램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행속도에 따라 벌브의 전후방향 위치를 가변시킴으로써, 빔조사폭을 속도에 따라 조절하여 시야확보에 유리한 벌브 이동형 헤드램프에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 베젤의 후단에 장착된 헤드램프 하우징; 상기 헤드램프 하우징의 내부에 설치되며, 광원을 발생시키는 벌브; 상기 벌브의 후단에 고정되어 벌브의 빔을 반사시키며, 전단부가 상기 베젤에 전후이동가능하게 설치된 리플렉터; 상기 벌브의 산란되는 빔을 모아 리플렉터로 다시 반사시키도록 상기 헤드램프 하우징의 로어부에 고정되는 실드; 상기 벌브 및 리플렉터를 전후방향으로 이동시켜주는 구동수단; 및 주행속도에 따라 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하고, 주행속도에 따라 벌브가 전후방향으로 이동하여 빔조사폭이 조절되는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프를 제공한다.
리플렉터, 벌브, 실드, 모터, BCM, 더스트캡

Description

벌브 이동형 헤드램프{Head lamp having a movable bulb}
본 발명은 벌브 이동형 헤드램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행속도에 따라 벌브의 전후방향 위치를 가변시킴으로써, 빔조사폭을 속도에 따라 조절하여 시야확보에 유리한 벌브 이동형 헤드램프에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 새시에는 시동 장치, 점화 장치, 등화 장치 등과 같은 전장품이 설치되어 있는 바, 상기한 등화장치는 배터리와 알터네이터로부터 전원을 공급받게 된다.
상기한 등화 장치에는 자동차의 전방을 조명하기 위한 헤드 램프와, 상기한 자동차의 진행 방향 등을 알리기 위한 방향 지시등과, 실내 조명용의 룸 램프와, 후진을 알리기 위한 후진등이 있다.
한편, 헤드램프(head lamp)는 전조등이라고도 불리우며, 상황에 따라 빔을 상하로 절환하도록 되어 있다.
안전 기준에는 주행 빔(상향 빔)일 때 전방 100m, 감광 또는 변환 빔(하향 빔)일 때는 40m전방의 장애물을 식별할 수 있는 밝기의 라이트 장비가 필요하며 등화의 색깔은 백색 또는 황색으로 규정되어 있다.
도 1은 종래의 자동차용 헤드램프를 나타내는 측단면도로써, 자동차의 후드와 범퍼 사이에 헤드램프가 장착되는바, 상기 헤드램프의 렌즈(10)는 베젤(2)(bezel)에 장착되는 동시에 상기 베젤(2)의 후단에 설치된 헤드램프 하우징(5)에 장착된다.
상기 헤드램프 하우징(5) 안에는 상기 헤드램프의 후미부에 장착되어 자동차의 엔진 룸내에서 각종 먼지등이 상기 헤드램프의 내부로 유입되는 것을 막는 더스트캡(6)과, 상기 더스트캡(6)의 전방에 장착되어 빔을 발생시키는 벌브(14)와, 상기 벌브(14)의 빔을 반사시키는 리플렉터(7)(reflector)와, 상기 벌브(14)의 산란되는 빔을 모아 리플렉터로 다시 반사시키는 실드(3)가 설치된다.
그런데, 상기 벌브는 와이어링 커넥터에 고정되고, 실드가 리플렉터에 고정되어 종래의 헤드램프는 차량 속도와 무관하게 일정한 조사폭을 갖게 되는 구조로 설치되어 있다.
따라서, 고속으로 주행할 경우 헤드램프의 조사폭은 일정하나 운전자의 시야폭이 좁아지므로 조도가 낮아져서 차량 전방에 충분한 시야 확보에 불리한 단점이 있다.
반면에 저속으로 주행할 경우 헤드램프의 조사폭은 일정하나 운전자의 시야폭이 넓어지므로 도로 가장자리의 시야 확보에 불리한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 벌브를 전후방향으로 이동가능한 구조로 설치하고, 속도에 따라 스텝모터를 제어하여 벌브를 전후방향으로 이동시킴으로써, 빔 조사폭을 조절하여 도로환경 및 속도에 따라 운전자의 시야 확보에 유리한 벌브이동형 헤드램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적은 헤드램프에 있어서,
베젤의 후단에 장착된 헤드램프 하우징; 상기 헤드램프 하우징의 내부에 설치되며, 광원을 발생시키는 벌브; 상기 벌브의 후단에 고정되어 벌브의 빔을 반사시키며, 전단부가 상기 베젤에 전후이동가능하게 설치된 리플렉터; 상기 벌브의 산란되는 빔을 모아 리플렉터로 다시 반사시키도록 상기 헤드램프 하우징의 로어부에 고정되는 실드; 상기 벌브 및 리플렉터를 전후방향으로 이동시켜주는 구동수단; 및 주행속도에 따라 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하고, 주행속도에 따라 벌브가 전후방향으로 이동하여 빔조사폭이 조절되는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 리플렉터의 전단부에 형성된 결합돌기와, 상기 결합돌기가 전후방향으로 이동가능하도록 상기 베젤에 형성된 스토퍼와, 상기 결합돌기 및 스토퍼를 수용하며 결합돌기가 스토퍼 사이에서 이탈되지 않도록 설치된 가이드레 일박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동수단은 벌브의 후단부에 설치되며 상면에 랙기어가 형성된 랙바; 상기 랙바를 전후방향으로 이동시켜주는 구동모터; 및 상기 구동모터와 연결되며 상기 랙기어와 치합된 피니언기어를 포함한다.
상기 제어부는 차속센서로부터 신호를 입력받아 주행속도를 감지하는 ECU와, 상기 ECU로부터 속도신호를 입력받아 속도별로 구동모터를 제어하는 BCM을 포함한다.
이에 따라 본 발명에 따른 벌브이동형 헤드램프에 의하면, 속도가 기준속도 이상인 경우에 벌브를 전진시켜 실드와의 거리를 멀어지게 함으로써, 실드에 의해 반사되어 조사되는 빔조사폭이 좁아져서 기존 리플렉터에 의해 조사되는 빔과 합쳐지므로 조사빔의 중앙부위의 조도가 밝아지고, 속도가 기준속도 미만인 경우에 벌브를 후진시켜 실드와의 거리를 가깝게 함으로써, 조사빔의 가장자리 부위의 조도가 밝아지게 하여 도로 환경 및 속도에 따라 운전자의 시야확보에 유리한 장점이 있다.
또한, 저속 운행시 빔조사폭을 넓혀 시야를 충분히 확보함으로써 도로 가장자리의 장애물 및 보행자와의 충돌을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 벌브 이동형 헤드램프의 구조를 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2에서 벌브가 후진한 상태를 나타내는 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제어부 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 5는 본 발명에 따라 벌브의 전후이동과 빔 조사폭의 관계를 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 벌브 전후이동에 따른 빔 조사폭을 나타내는 도면이다.
본 발명은 주행속도에 따라 벌브(14)가 이동가능한 구조로 이루어짐으로써 헤드램프의 빔 조사폭을 속도에 따라 변경할 수 있는 벌브(14) 이동형 헤드램프에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 자동차의 후드와 범퍼 사이에 헤드램프가 장착되며, 상기 헤드램프의 렌즈(10)는 베젤(12)(bezel)에 장착되는 동시에 상기 베젤(12)의 후단에 장착된 헤드램프 하우징(11)에 장착된다.
상기 헤드램프 하우징(11) 안에는 더스트캡(21), 벌브(14), 리플렉터(20), 실드(13) 등이 설치되어 있다. 상기 더스트캡(21)은 헤드램프의 후미부에 장착되어 있으며, 자동차의 엔진 룸내에서 각종 먼지 등이 헤드램프의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
벌브(14)는 더스트캡(21)의 전방에 장착되어 빔을 발생시키며 와이어링 커넥터(15)에 고정되고, 리플렉터(20)는 벌브(14)의 하단부에 볼트로 고정되며, 벌브(14)의 빔을 반사시키는 구조로 설치되어 있다.
상기 실드(13)는 벌브(14)의 산란되는 빔을 모아 리플렉터(20)로 다시 반사 시키도록 벌브(14)의 전방에 설치되어 있다.
여기서, 본 발명에 따른 벌브(14) 이동형 헤드램프는 벌브(14)와 리플렉터(20)를 헤드램프 하우징(11) 내부에서 주행속도에 따라 전후방향으로 이동가능하게 함으로써 헤드램프의 빔 조사폭을 조절하여 운전자의 시야를 확보하는데 더욱 유리하다.
본 발명의 실드(13)는 리플렉터(20)와 분리된 상태로 헤드램프 하우징(11)의 로어부에 볼트로 고정되어 있으며, 리플렉터(20)는 벌브(14)와 함께 전후방향으로 이동가능한 구조로 설치된다.
도 5는 리플렉트 및 벌브의 전후 이동시 빔조사폭과의 관계를 나타내는 개략도이다.
리플렉터(20)가 후방으로 이동하는 경우 실드(13)와 거리는 Sf와 같이 멀어지며, 이때 기준거리 Sr 대비 θ'r2 < θ'f2 이 되어 실드(13)에 반사되어 조사되는 빔 조사폭이 좁아져서 기존의 리플렉터(20)에 의해 조사되는 빔과 합쳐지므로 헤드램프 조사빔의 중앙부위의 조도가 밝아 진다(도 6 참조).
이와 반대로 리플렉터(20)가 전방으로 이동하는 경우 실드(13)와 거리가 Sn과 같이 가까워지며, 이때 기준거리 Sr 대비 θ'r2 > θ'n2 이 되어 실드(13)에 반사되어 조사되는 빔 조사폭이 넓어져서 헤드램프 조사빔의 가장자리 부위의 조도가 밝아 진다(도 6 참조).
상기한 바와 같이 벌브(14)가 전후방향으로 이동하여 실드(13)와의 거리가 변경되며, 이에 따라 빔 조사폭이 변경되는 것을 이용하여 도로의 환경 및 차량의 속도에 따라 운전자의 시야확보에 적합한 빔 조사폭을 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 리플렉터(20)는 벌브(14)의 빔을 전방으로 반사시키기 위해 후단부가 벌브(14)의 후단부에 볼트로 조립되어 벌브(14)와 일체로 이동가능하며, 전단부가 베젤(12)에 전후방향으로 이동가능하게 설치된다.
즉, 리플렉터(20)와 결합되는 베젤(12)측에는 가이드레일박스(19)가 설치되어 있으며, 베젤(12)의 끝단부에는 리플렉터(20)의 이동구간을 제한하기 위한 스토퍼(12a)가 형성되고, 리플렉터(20)의 전단부에는 결합돌기(20a)가 형성되고, 결합돌기(20a)가 스토퍼(12a) 사이의 가이드홈을 따라 이동가능하게 결합되어 있다. 이때, 상기 리프렉터(20)의 결합돌기(20a)는 스토퍼(12a)에 의해 전후방향의 이동구간이 결정되게 되며, 가이드레일박스(19)는 결합돌기(20a)가 스토퍼(12a) 사이에서 이탈되지 않도록 결합돌기(20a)를 잡아주는 역할을 한다.
상기 가이드레일박스(19) 안에는 결합돌기(20a)가 외부로 이탈되지 않도록 베젤(12)의 끝단부와 리플렉터(20)의 전단부가 결합된 상태로 설치되며, 그리스로 충전되어 있다.
커넥터의 후단부에는 벌브(14) 및 리플렉터(20)를 전후방향으로 이동시키기 위한 구동수단이 설치되며, 커넥터(15)에는 벌브(14)에 전원을 공급하기 위한 연결 와이어링이 설치되어 있다.
벌브(14) 및 리플렉터(20)를 전후방향으로 이동시키기 위한 구동수단은 스텝모터(17), 랙바(16)로 구성되며, 이러한 구동수단은 더스트캡(21)에 장착되게 된 다.
상기 랙바(16)는 벌브 커넥터(15)와 일체형으로 벌브(14)와 함께 움직이도록 결합되고, 랙바(16)의 상면에는 톱니형태의 기어(랙기어)가 형성되어 있으며, 스텝모터(17)의 출력축에는 피니언 기어가 설치되어 있다.
상기 피니언기어(18)는 랙기어와 맞물리게 결합되어, 스텝모터(17)가 가동함에 따라 피니언기어(18)가 회전하면서 피니언기어(18)와 치합된 랙바(16)가 전후방향으로 움직이는 구조로 이루어짐으로써, 벌브(14) 및 리플렉터(20)가 랙바(16)에 의해 전후방향으로 이동하게 된다.
한편, 상기 스텝모터(17)를 주행속도에 따라 제어하기 위한 제어부는 ECU(23), BCM(26), 컨트롤 소프트웨어(25)로 구성되며, ECU(23)는 차속센서(22)로부터 감지신호를 전달받아 주행속도를 감지한다.
BCM(26)(Body Control Module)은 ECU(23)로부터 클러스터(24)로 전달되는 속도신호를 받아 BCM(26) 내 속도별로 스탭모터(17)를 제어하는 회로를 통해 리플렉터(20) 및 벌브(14)를 전후방향으로 이동시켜 속도에 따라 빔 조사폭을 조절할 수 있도록 설정한다.
컨트롤 소프트웨어(25)는 운전자에 의해 자동모드 또는 수동모드로 선택할 수 있으며, 속도에 따라 스텝모터(17)를 자동으로 조절하는 자동모드와, 오프, 와이드, 네로우(Narrow) 기능을 갖는 수동모드로 구현할 수 있다.
BCM(26) 회로 설계시 차량의 속도 기준을 100km이상, 60km 미만, 60~100km 구간으로 세팅하여 각 속도에 해당하는 기준전압에 따라 벌브(14) 및 리플렉터(20) 를 전후방향으로 이동시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 벌브이동형 헤드램프의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 운전자는 컨트롤 소프트웨어(25)를 통해 주행 속도에 따라 자동으로 벌브(14)(스텝모터(17))를 제어하는 자동모드 또는 수동으로 제어하는 수동모드를 선택한다. 이때 수동모드는 다시 오프, 와이드 및 네로우 모드로 구분되며, 오프 모드인 경우 주행속도에 따른 벌브(14) 이동 기능을 오프시키는 기능이고, 와이드 모드는 헤드램프의 빔조사폭을 항상 넓게 하는 기능이며, 네로우 모드는 헤드램프의 빔조사폭을 항상 좁게하는 기능을 말한다.
운전자가 벌브(14)를 주행속도에 따라 자동으로 제어하는 자동모드를 선택하는 경우, ECU(23)가 차속센서(22)로부터 감지신호를 받아 주행속도를 감지하고, 클러스터(24) 및 BCM(26)에 속도신호를 전달한다.
BCM(26)은 상기 속도신호를 받아 BCM(26) 내 속도별로 스탭모터(17)를 제어하는 회로를 통해 속도에 따라 벌브(14) 및 리플렉터(20)를 전후방향으로 제어한다.
만약, BCM(26) 설계시 차량의 속도기준을 100km 이상, 60~100km, 60km 미만으로 세팅하였다면, 각 속도에 해당하는 기준전압에 따라 스텝모터(17)를 제어한다.
예를 들어, 차량속도가 100km 이상일 경우 BCM(26)이 스텝모터(17)의 방향을 제어하여 일방향으로 회전시키면, 피니언기어(18)가 회전되면서 벌브(14)가 피니언 기어(18)와 맞물린 랙바(16)에 의해 후진하게 되고, 이에 따라 벌브(14)가 실드(13)와의 거리가 멀어지면서 실드(13)에 의해 조사되는 빔의 조사폭이 좁아져서 기존의 리플렉터(20)에 의해 조사되는 빔과 합쳐지므로 헤드램프 조사빔의 중앙부위의 조도가 밝아진다.
차량속도가 60~100km 인 경우 벌브(14)의 위치를 기준위치에 둔 상태에서 본래의 헤드램프의 빔조사폭을 유지한다.
차량속도가 60km 미만인 경우 BCM(26)이 스텝모터(17)의 방향을 제어하여 타방향으로 회전시키면, 피니언기어(18)가 반대로 회전되면서 벌브(14)가 피니언기어(18)와 맞물린 랙바(16)에 의해 전진하게 되고, 이에 따라 벌브(14)가 실드(13)와의 거리가 가까워지면서 실드(13)에 의해 조사되는 빔의 조사폭이 넓어져서 기존의 리플렉터(20)에 의해 조사되는 빔과 합쳐지므로 헤드램프의 조사빔의 가장자리 부위의 조도가 밝아 진다.
도 1은 종래의 벌브 고정형 헤드램프의 구조를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 벌브 이동형 헤드램프의 구조를 나타내는 구성도,
도 3은 도 2에서 벌브가 후진한 상태를 나타내는 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 제어부 구성을 나타내는 블럭도,
도 5는 본 발명에 따라 벌브의 전후이동과 빔 조사폭의 관계를 나타내는 개념도,
도 6은 본 발명의 벌브 전후이동에 따른 빔 조사폭을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 렌즈 11 : 헤드램프 하우징
12 : 베젤 12a : 스토퍼
13 : 실드 14 : 벌브
15 : 커넥터 16 : 랙바
17 : 스텝모터 18 : 피니언기어
19 : 가이드레일박스 20 : 리플렉터
20a : 결합돌기 21 : 더스트캡
22 : 차속센서 23 : ECU
24 : 클러스터 25 : 컨트롤 소프트웨어
26 : BCM

Claims (4)

  1. 헤드램프에 있어서,
    베젤의 후단에 장착된 헤드램프 하우징;
    상기 헤드램프 하우징의 내부에 설치되며, 광원을 발생시키는 벌브;
    상기 벌브의 후단에 고정되어 벌브의 빔을 반사시키며, 전단부가 상기 베젤에 전후이동가능하게 설치된 리플렉터;
    상기 벌브의 산란되는 빔을 모아 리플렉터로 다시 반사시키도록 상기 헤드램프 하우징의 로어부에 고정되는 실드;
    상기 벌브 및 리플렉터를 전후방향으로 이동시켜주는 구동수단; 및
    주행속도에 따라 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하고, 주행속도에 따라 벌브가 전후방향으로 이동하여 빔조사폭이 조절되는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리플렉터의 전단부에 형성된 결합돌기와, 상기 결합돌기가 전후방향으로 이동가능하도록 상기 베젤에 형성된 스토퍼와, 상기 결합돌기 및 스토퍼를 수용하며 결합돌기가 스토퍼 사이에서 이탈되지 않도록 설치된 가이드레일박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 구동수단은 벌브의 후단부에 설치되며 상면에 랙기어가 형성된 랙바;
    상기 랙바를 전후방향으로 이동시켜주는 구동모터; 및
    상기 구동모터와 연결되며 상기 랙기어와 치합된 피니언기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 차속센서로부터 신호를 입력받아 주행속도를 감지하는 ECU와, 상기 ECU로부터 속도신호를 입력받아 속도별로 구동모터를 제어하는 BCM을 포함하는 것을 특징으로 하는 벌브이동형 헤드램프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102076543B1 (ko) * 2018-08-07 2020-02-12 호남대학교 산학협력단 배광특성 조절이 가능한 차량용 헤드램프

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