KR20100063999A - 차량 전조등용 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 전조등용 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량의 전조등에 적용할 수 있는 램프를 LED 광원을 이용하여 구현함으로써, 차종에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있는 차량 전조등용 램프에 관한 것이다.
본 발명의 차량 전조등용 램프는, 차량 전조등용 램프에 있어서, 차량의 전원 공급측에 접속되는 전원공급부재; 상기 전원공급부재를 통해 공급되는 전원에 의해 발광되는 발광다이오드를 구비한 램프본체; 상기 발광다이오드가 내부에 수용되도록 덧씌워지는 벌브; 상기 발광다이오드를 냉각하기 위한 냉기를 공급하도록 상기 램프본체에 접속되는 냉각수단; 및 상기 전원공급부재와 전기적으로 연결되어 상기 발광다이오드 및 상기 냉각수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 냉각수단으로부터 공급되는 냉기가 유입, 선회, 및 배출되면서 발광다이오드의 내외측이 안정적으로 냉각됨에 따라 고열이 발생되는 고휘도 발광다이오드를 이용하여 전조등에 적용할 수 있는 램프를 구현할 수 있고, 이로 인해 차종에 제한 없이 램프만을 교체하는 방식으로 호환성 있게 사용할 수 있다. 그리고, 고휘도의 발광다이오드에 의한 전조등 램프가 구현됨에 따라 저전류로 전조등의 휘도를 향상시킬 수 있고, 긴 수명을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 향후 하이브리드(HYBRID)차의 필수요소인 소비전력을 최소화함으로써 에너지효율을 극대화시킬 수 있다.
전조등, 전조등용 램프, 냉각수단, 발광다이오드

Description

차량 전조등용 램프{HEADLIGHT LAMP OF VEHICLE}
본 발명은 차량 전조등용 램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차량의 전조등에 적용할 수 있는 램프를 LED 광원을 이용하여 구현함으로써, 차종에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있는 차량 전조등용 램프에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차, 건설장비, 등의 각종 차량은 진행방향을 조명하기 위한 전조등이 설치되어 있다. 전조등은 대개 차량의 차체에 설치되는 하우징, 하우징의 내부에 설치되는 반사경, 반사경의 중심부에 설치되는 램프, 반사경의 앞쪽 하우징에 설치되는 렌즈를 구비한다.
램프는 주로 할로겐 램프나 HID(High Intensity Discharge)램프가 장착되어 사용되고 있다. 할로겐 램프는 저렴한 가격으로 인해 널리 사용하고 있지만 수명이 짧으며 사용시 고열을 발생한다는 단점을 갖고 있고, HID 램프는 가스 발광을 이용한 방전램프이므로 열부하가 낮아 수명은 길지만 가격이 비싸며 기존 차량에 장착이 어렵다(관련 전문가에 의한 장착이 요구됨)는 단점을 갖는다.
그리고, HID 램프는 할로겐 램프에 비해 수명이 상대적으로 길지만 그 사용기간은 여전히 한계가 있고, 할로겐 램프 및 HID 램프는 그 전력 소비량이 매우 높다는 단점을 갖고 있다.
이에 따라, 최근에는 다른 광원에 비해 전력 소비량이 현저히 낮고 수명이 반영구적인 발광다이오드(LED)를 광원으로 하는 차량용 전조등이 제안되고 있다. 예컨대, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0778106호에 나타난 바와 같이 케이스(102), 제1차 열교환기(103), 하우징(104), 제2차 열교환기(105), 냉각층(106), 제3차 열교환기(107), 및 열차폐층(108)을 구비한 자동차 LED 전조등이 제안되어 있고, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0791569호에 나타난 바와 같은 차량용 발광다이오드 전조등이 제안되어 있다.
상기한 등록특허 제10-0791569호는 도1에 나타난 바와 같이 LED소자를 갖는 LED 광원(110)과, LED 광원(110)이 장착되며 공기가 유통되는 통풍구를 갖는 몸체부(120), 및 LED 광원의 빛을 투과시키는 투광부(140)를 구비하고 있다.
이러한, 전조등은 LED 광원(110)을 전조등에 적용함으로써 전력 소비량을 줄일 수 있고 수명을 연장할 수 있는 장점은 있지만, 차체에 직접 부착되는 전조등 모듈 형태로 구성되어 있어서 사용상에 제한이 따르는 한계점을 갖고 있다. 즉, 차량 제조사, 차량의 종류, 차체의 구조나 형태 등에 따라 전조등의 하우징 형태는 서로 상이하므로 모든 종류의 차종에 맞는 전조등을 제조한다는 것은 현실적으로 불가능하다.
그리고, 전술한 발광다이오드를 이용한 전조등은 모듈 형태이므로 기존 차 량(현재 할로겐 전조등(H4램프)을 차량) 등에 호환성 있게 사용할 수 없고, 램프만 소손된 경우에도 전조등 전체를 교환하여야 하므로 자원낭비를 초래하고 소비자 부담을 증가시키는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, LED 광원을 이용하여 차량의 전조등에 적용할 수 있는 램프를 구현함으로써, 차종에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있고 전조등의 품질과 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량 전조등용 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 차량 전조등용 램프는 차량 전조등용 램프에 있어서, 차량의 전원 공급측에 접속되는 전원공급부재; 상기 전원공급부재를 통해 공급되는 전원에 의해 발광되는 발광다이오드를 구비한 램프본체; 상기 발광다이오드가 내부에 수용되도록 덧씌워지는 벌브; 상기 발광다이오드를 냉각하기 위한 냉기를 공급하도록 상기 램프본체에 접속되는 냉각수단; 및 상기 전원공급부재와 전기적으로 연결되어 상기 발광다이오드 및 상기 냉각수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수단은 냉각휀으로 구성되고, 상기 램프본체는 상기 냉각휀으로부터 송풍되는 냉기가 상기 발광다이오드측을 경유하여 열교환작용을 수행한 후 외부로 배기되도록 유입홀와 배기홀이 형성될 수 있다.
상기 냉각휀은 상기 전원공급부재의 상측에 결합되는 고정브라켓에 의해 상기 램프본체의 저부에 결합될 수 있다.
상기 발광다이오드의 조사방향에 해당되는 상기 벌브상에 광의 분산을 위한 렌즈부가 형성될 수 있다.
상기 렌즈부는 상기 벌브상에 일체로 형성되거나 분리 가능하게 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 발광다이오드 및 상기 냉각수단의 제어를 위한 인쇄회로기판이 케이스에 내장되어 상기 램프본체에 접하여 상기 벌브와 평행한 방향으로 설치될 수 있다.
그리고, 상기 램프본체는 상기 발광다이오드가 장착되고, 상기 유입홀로부터 유입되는 냉기의 흐름을 안내하고 열교환된 공기를 상기 배기홀측으로 배기되도록 유도하는 다이오드 안착부재를 포함할 수 있다.
상기 다이오드 안착부재는, 상기 벌브 내에서 설치되어 그 내부공간을 공기유입부와 공기배기부로 구획하고, 일측에 광의 하향 조사를 위한 복수의 상기 발광다이오드가 안착되는 하향조사부와, 타측에 광의 상향 조사를 위한 복수의 상기 발광다이오드가 안착되는 상향조사부가 형성될 수 있다.
상기 하향조사부 및 상향조사부는 내부에 냉기의 이동을 위한 냉기이동로가 형성되고 그 표면에 다수의 냉각핀이 형성될 수 있다.
본 발명의 차량 전조등용 램프는 냉각수단으로부터 공급되는 냉기가 유입, 선회, 및 배출되면서 발광다이오드의 내외측이 안정적으로 냉각됨에 따라 고열이 발생되는 고휘도 발광다이오드를 이용하여 전조등에 적용할 수 있는 램프를 구현할 수 있고, 이로 인해 차종에 제한 없이 램프만을 교체하는 방식으로 호환성 있게 사용할 수 있다. 그리고, 고휘도의 발광다이오드에 의한 전조등 램프가 구현됨에 따라 저전류로 전조등의 휘도를 향상시킬 수 있고, 긴 수명을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 향후 하이브리드(HYBRID)차의 필수요소인 소비전력을 최소화함으로써 에너지효율을 극대화시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 차량 전조등용 램프의 기술적 사상을 나타내는 개략적인 구성도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프를 나타내는 사시도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프를 나타내는 분리사시도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프(200)는 전원공급부재(210), 램프본체(220), 벌브(230), 냉각수단(240), 및 제어부(260)를 구비한 것으로, 전조등(10) 내부에 장착되어 차량의 진행방향으로 광을 조사할 수 있도록 구성되어 있다.
전원공급부재(210)는 차량의 전원 공급측에 접속되는 구성으로, 전조등(10)의 하우징(11)에 근접되게 인입된 전원케이블의 공급단자부(미도시)에 접속되도록 판형부재의 저면에 접속단자(212)가 형성되어 있다. 그리고, 접속단자(212)는 적용 하고자 하는 램프 방식에 따라 다양한 수량으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 단일의 램프에 의해 상향조사와 하향조사가 가능하여 차량의 전조등에 가장 널리 적용되고 있는 2등식 램프(일명 H4램프라고 호칭됨)로 구성하기 위해 도4에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(211)에 3개의 접속단자(212)를 구비한다.
램프본체(220)는 램프의 골격을 형성하는 부분으로, 공급되는 전원에 의해 발광되는 발광다이오드(270)를 구비한다. 이 발광다이오드(270)는 전조등에 적용할 수 있는 고휘도 발광다이오드로서 램프본체(220)에 결합되는 다이오드 안착부재(280)상에 장착된다.
램프본체(220)는 전조등 하우징(11)에 형성되는 장착홀(14)측에 접속되는 고정부(221)와, 이 고정부(221)의 상측으로 돌출되고 벌브(230)측이 결합되는 벌브안착부(222)를 구비한다. 고정부(221) 및 벌브안착부(222)의 내부에는 냉각수단(240)에 의한 발광다이오드(270)의 냉각작용을 수행하기 위한 유입홀(223)과 배기홀(224)이 형성되어 있다.
그리고, 유입홀(223)과 배기홀(224)은 램프본체(220)의 내부에 경사지게 형성되는 격벽(225)에 의해 구성되는 것으로, 이 격벽(255)의 일측에 냉각수단(240)측과 수직방향으로 연통되는 유입홀(223)이 형성되고, 그 타측에 외부와 경사지게 연통되게 배기홀(224)이 형성된다. 이와 같이 형성된 유입홀(223)을 통해 냉각수단(240,냉각휀)으로부터 송풍되는 냉기가 발광다이오드(270)측을 경유하여 열교환된 후 배기홀(224)을 통해 외부로 배기된다.
다이오드 안착부재(280)는 반사경(12)측에 위치하도록 벌브 내부에 설치되는 구성으로, 양측이 벌브(230) 내면에 밀착되고 상측은 벌브 내면과 이격되어 공기통로를 갖도록 형성되어 벌브(230)의 내부공간을 공기유입부(a)와 공기배기부(b)로 구획하게 된다.
그리고, 다이오드 안착부재(280)는 도2 및 도4에 도시된 바와 같이 일측에 광의 하향 조사를 위한 복수의 발광다이오드(270)가 안착되는 하향조사부(281)와, 타측에 광의 상향 조사를 위한 복수의 발광다이오드(270)가 안착되는 상향조사부(282)를 구비하고, 이 하향조사부(281) 및 상향조사부(282)의 내부에 냉기의 이동을 위한 냉기이동로(283)가 형성되고, 그 표면에는 다수의 냉각핀(284)이 형성되어 냉각핀(284) 사이로 공기가 유동되도록 되어 있다.
하향 및 상향조사부(281,282)는 열전도성이 뛰어난 알루미늄 등의 소재에 의해 단일 구조로 형성되거나 서로 분리되어 조립 가능하게 구성될 수 있다.
벌브(230)는 내부에 발광다이오드(270)가 수용되도록 덧씌워지고 발광되는 광이 투과되는 구성으로, 광의 투과가 가능하다면 재질과 형상에 제한 없이 다양하게 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 내열 플라스틱재에 의해 대략 골무 형상으로 형성된다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프에 적용되는 벌브의 다른 예를 나타내는 분리사시도로서, 이를 참조하면 벌브(230)는 광의 확산을 위한 렌즈부(232)를 구비한다. 그리고, 렌즈부(232)는 광을 넓게 분산시키는 광학소재로서, 이를 설치하게 되면 광의 직진도는 뛰어나지만 분산성이 취약한 발광다이오드의 단점을 보완할 수 있다.
렌즈부(232)는 도5에 도시된 바와 발광다이오드(270)의 조사방향에 해당되는 벌브(230)상에 끼움공(231)을 형성하고, 이 끼움공(231)에 렌즈부(232)를 삽입하는 방식으로 구성할 수 있다. 그 외에도 렌즈부(232)는 별도로 분리되지 않고 벌브(230)상에 일체로 형성하는 방식으로도 구성할 수 있다.
냉각수단(240)은 발광다이오드(270)를 냉각하기 위한 냉기를 생성, 공급하기 위해 램프본체(220)에 접속되는 구성으로, 본 실시예에서는 냉각휀으로 구성된다.
냉각휀은 전원공급부재(210)의 상측에 결합되는 고정브라켓(290)에 의해 송풍측이 유입홀(223)측을 향하도록 램프본체(220)의 저부에 결합된다.
그리고, 냉각수단(240)은 냉각휀 외에도 통상의 펠티어 소자와 같은 열전소자로 구성될 수 있다. 즉, 열전소자의 냉각측이 램프본체측에 위치하고 발열측이 외측을 향하도록 설치하여 발광다이오드를 냉각할 수 있다.
제어부(260)는 전원공급부재(210)와 전기적으로 연결되어 발광다이오드(270) 및 냉각수단(240)의 구동을 제어하는 구성으로, 발광다이오드(270) 및 냉각수단(240)의 제어를 위한 인쇄회로기판(미도시)이 케이스(261)에 내장되어 구성된다. 그리고, 제어부(260)는 설치시에 다른 구성품과의 간섭을 방지하는 한편 외관 형태가 단순해지도록 램프본체(220)에 접하여 벌브(230)와 평행한 방향으로 설치된다.
한편, 첨부한 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 관련된 부분들을 중심으로 설명하였다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프의 작용을 간략하게 설명한다.
먼저, 전원공급부재(210), 램프본체(220), 벌브(230), 냉각수단(240), 제어부(260), 발광다이오드(270)를 포함하는 다이오드 안착부재(280) 및 고정브라켓(290)을 정해진 순서로 조립하여 도3에 도시된 바와 같은 형태가 되도록 차량 전조등용 램프를 제작하고, 도2에 도시된 바와 접속단자(211)를 전원케이블의 공급단자부(미도시)에 접속되도록 고정하는 한편, 램프본체(220)측이 하우징(11)의 장착홀(14)측에 끼워지도록 삽입하게 되면 장착이 완료된다.
이와 같은 상태에서, 운전자가 전조등 스위치를 조작하게 되면 전원공급부재(210)를 통해 공급되는 전원이 제어부(260)에 인가되고, 제어부(260)는 발광다이오드(270)를 구동시켜 점등시키는 한편, 냉각수단(240;냉각휀)을 구동시켜 발광다이오드(270)의 구동시에 발생되는 열을 외부로 방출하여 냉각시킴으로써 열저항에 따른 악영향으로부터 발광다이오드를 보호하게 된다.
즉, 냉각휀(240)의 구동으로 외부 공기가 내측으로 송풍되면, 냉기는 램프본체(220)의 유입홀(223)측으로 유입되면서 다이오드 안착부재(280)에 의해 벌브(230) 내에 구획된 공기유입부(a)측으로 유입된다. 이와 같이 유입되는 냉기는 상향조사부(282)의 외측 공간과 공기이동로(283)로 분산되어 상측으로 이동되고 그 상측에서 선회하여 공기배기부(b)측으로 이동된다.
이때, 상향조사부(282)의 외측 공간으로 이동되는 냉기는 상향조사를 위해 설치된 발광다이오드(270)의 외표면측을 냉각하게 되고, 냉기이동로(283)측으로 이 동되는 냉기는 상향조사부(282) 및 하향조사부(281)에 설치되는 발광다이오드(270)의 내면측을 냉각하게 된다. 그리고, 공기배기부(b)측으로 유입된 냉기는 하향조사부(281)에 설치된 발광다이오드(270)의 외표면측을 냉각한 후 램프본체(220)의 배기홀(224)을 통해 외부로 배출된다.
전술한 방식으로 냉기가 유입, 선회, 및 배출되면, 발광다이오드(270)의 내외측이 안정적으로 냉각되므로 고휘도 발광다이오드를 전조등의 램프로 구성하게 되더라도 고열에 따른 열적 피로와 구조적 변형을 막을 수 있으므로 긴 수명을 보장할 수 있고 저전력으로 차량의 진행방향을 안정적으로 조명할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 차량 전조등용 램프를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
도1 종래 차량용 발광다이오드 전조등을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명에 따른 차량 전조등용 램프의 기술적 사상을 나타내는 개략적인 구성도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프를 나타내는 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프를 나타내는 분리사시도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전조등용 램프에 적용되는 벌브의 다른 예를 나타내는 분리사시도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10:전조등 11:하우징
12:반사경 13:장착홀
200:차량 전조등용 램프 210:전원공급부재
220:램프본체 223:유입홀
224:배기홀 230:벌브
240:냉각수단 260:제어부
270:발광다이오드 280:다이오드 안착부재
281:하향조사부 282:상향조사부
283:냉기이동로 284:냉각핀
290:고정브라켓

Claims (9)

  1. 차량 전조등용 램프에 있어서,
    차량의 전원 공급측에 접속되는 전원공급부재;
    상기 전원공급부재를 통해 공급되는 전원에 의해 발광되는 발광다이오드를 구비한 램프본체;
    상기 발광다이오드가 내부에 수용되도록 덧씌워지는 벌브;
    상기 발광다이오드를 냉각하기 위한 냉기를 공급하도록 상기 램프본체에 접속되는 냉각수단; 및
    상기 전원공급부재와 전기적으로 연결되어 상기 발광다이오드 및 상기 냉각수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수단은 냉각휀으로 구성되고,
    상기 램프본체는 상기 냉각휀으로부터 송풍되는 냉기가 상기 발광다이오드측을 경유하여 열교환작용을 수행한 후 외부로 배기되도록 유입홀와 배기홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각휀은 상기 전원공급부재의 상측에 결합되는 고정브라켓에 의해 상기 램프본체의 저부에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드의 조사방향에 해당되는 상기 벌브상에 광의 분산을 위한 렌즈부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 벌브상에 일체로 형성되거나 분리 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 발광다이오드 및 상기 냉각수단의 제어를 위한 인쇄회로기판이 케이스에 내장되어 상기 램프본체에 접하여 상기 벌브와 평행한 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프본체는 상기 발광다이오드가 장착되고, 상기 유입홀로부터 유입되는 냉기의 흐름을 안내하고 열교환된 공기를 상기 배기홀측으로 배기되도록 유도하는 다이오드 안착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다이오드 안착부재는,
    상기 벌브 내에서 설치되어 그 내부공간을 공기유입부와 공기배기부로 구획하고, 일측에 광의 하향 조사를 위한 복수의 상기 발광다이오드가 안착되는 하향조사부와, 타측에 광의 상향 조사를 위한 복수의 상기 발광다이오드가 안착되는 상향조사부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하향조사부 및 상향조사부는 내부에 냉기의 이동을 위한 냉기이동로가 형성되고 그 표면에 다수의 냉각핀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량 전조등용 램프.
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