KR20160015759A

KR20160015759A - 차량용 램프

Info

Publication number: KR20160015759A
Application number: KR1020140098436A
Authority: KR
Inventors: 김재현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명은 열전도성 소재로 이루어져 열복사영역을 포함하는 베젤부; 상기 베젤부의 전면에 결합하는 렌즈; 광원이 실장되며 상기 베젤부에 맞닿아 결합하는 기판;및 상기 베젤부의 후면에 결합하여 외부열을 차단하는 하우징을 포함하는 차량용 램프를 제공하여, 광원에서 발생한 열을 복사를 통해 대기 중으로 방출하여. 방열핀이나 별도의 팬과 같은 냉각 부품들을 생략할 수 있기 때문에, 방열 효율을 높이면서 램프 디자인 설계에 유리한 공간을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

차량용 램프{Lamp for vehicle}

본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 방열 수단을 구비한 차량용 램프에 관한 것이다.

차량용 램프는 일반적으로 차량의 전방에 설치되는 헤드 램프와 차량의 후방에 설치되는 테일 램프로 크게 구분된다. 일반적으로, 헤드 램프는 자동차의 전방 양측에 장착되어 야간 주행 시 운전자의 주행 방향 시야를 확보하는 역할을 한다. 통상적으로 헤드 램프 주위에는 차량의 안전 운행에 도움을 주도록 포지션 램프가 설치될 수 있다. 여기서 포지션 램프는 차폭등. 방향지시등, 안개등 등 여러 가지 용도로 활용될 수 있다.

최근 이러한 차량용 램프의 광원으로 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)(이하, LED라 함)가 사용될 수 있다. 일반적으로 LED를 사용한 차량용 램프는 색 온도가 약 5500K로 태양 광에 가까워 사람의 눈에 피로를 가장 적게 해주는 장점이 있다. 그리고 LED로 구성되는 차량용 램프는 크기가 작기 때문에 램프의 디자인 자유도가 높고, 반영구적인 수명으로 인해 경제성도 갖추고 있다.

이러한 LED는 통상적으로 모듈 형태로 제작된다. 그리고 LED 모듈은 LED에서 방사되는 열을 적절히 냉각시켜 주기 위해 LED 방열 모듈(Heat Sink)과 조립된다. 통상적으로, LED 방열 모듈은 평판 형상을 하고서 다수 개의 냉각핀이 한쪽 측면으로부터 돌출한 형상을 가진다. 그리고 램프 뒤쪽에 배치된 팬을 통하여 냉각핀이 냉각되면서 대류에 의한 냉각이 수행된다.

그러나, 이러한 차량용 램프의 냉각 구성은 램프 뒤쪽에 팬과 대류 공간이 마련되어야 하기 때문에, 램프의 디자인을 설계하는데 있어서 공간상 제약이 큰 문제점이 있다. 특히, 차량의 포지션 램프는 램프 뒤쪽 공간이 협소하고 디자인 설계에 제약이 크기 때문에, 방열 수단을 설치하기가 매우 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방열 효율을 확보하면서 램프 디자인 설계의 공간적 제약을 제거할 수 있는 차량용 램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열전도성 소재로 이루어져 열복사영역을 포함하는 베젤부와, 상기 베젤부의 전면에 결합하는 렌즈와, 광원이 실장되며 상기 베젤부에 맞닿아 결합하는 기판 및 상기 베젤부의 후면에 결합하여 외부열을 차단하는 하우징을 포함하는 차량용 램프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 기판은 메탈인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 베젤부의 후면에 맞닿아 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 열복사영역은 상기 렌즈를 대향하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 광원은 발광다이오드일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다른 램프모듈이나 차체에서 전달되는 열을 차단하는 하우징을 구비하고, 열전도성 소재로 이루어지고 외부에 노출된 열복사영역을 포함하며 광원과 열전달 가능하게 연결되는 베젤부를 구비함으로써, 광원에서 발생한 열을 복사를 통해 대기 중으로 방출하여. 방열핀이나 별도의 팬과 같은 냉각 부품들을 생략할 수 있기 때문에, 방열 효율을 높이면서 램프 디자인 설계에 유리한 공간을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 이러한 본 발명의 일 실시예에는 포지션 램프와 같이 협소한 공간에 설치되는 차량용 램프의 디자인을 설계하는데 있어서 디자인 자유도를 크게 형상시킬 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 베젤부의 열복사를 통해 렌즈의 표면온도를 높일 수 있기 때문에, 렌즈 표면에 쌓인 눈이나 서리를 녹일 수 있어 빛의 산란을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 A-A’를 기준으로 한 차량용 램프의 단면도,
도 3은 광원에서 발생된 열의 방열 패스(path)를 도시한 도면,
도 4는 종래의 차량용 램프의 온도 분포를 도시한 도면,
도 5는 도 1에서 도시한 차량용 램프의 온도 분포를 도시한 도면,
도 6은 종래의 차량용 램프의 렌즈부의 온도 분포를 도시한 도면,
도 7은 도 1에서 도시한 차량용 램프의 렌즈부의 온도 분포를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

차량용 램프의 광원으로서, LED를 사용할 경우, LED에서 발생하는 열을 방출하는 수단이 필수적으로 구비될 필요가 있다. LED는 열이 많이 발생하는 부품으로 고온의 방출열로 인하여 LED의 수명이 저하될 수 있기 때문이다. 통상적으로 방열 수단으로서 LED 기판에 방열핀을 부가하고 송풍을 위한 팬을 포함한 구성이 램프 뒤쪽에 마련되었다. 그러나, 이러한 방열 수단은 심미감을 높이기 위한 램프의 디자인을 설계하는데 있어서 많은 공간적 제약을 유발하였다. 특히, 차량의 포지션 램프의 경우, 설치 공간이 매우 협소하고 디자인이 중요하기 때문에 방열 수단을 설치하기가 매우 제한적이었다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프는 이러한 공간적 제약을 해결하기 위해서, 대류 방식이 아닌 열복사 방식을 통해서 LED에서 발생한 열을 차량 외부로 방열시키고자 안출된 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A’를 기준으로 한 차량용 램프의 단면도이다. 이러한, 도 1 및 도 2는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1 및 도 2를 병행 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 램프는 베젤부(110)와, 렌즈(120)와, 기판(130)과, 하우징(140)을 포함할 수 있다.

베젤부(110)는 열전도성 소재로 이루어져 일정한 열복사영역(111)을 포함할 수 있다. 열복사영역(111)은 렌즈를 마주보도록 배치되어 LED에서 전달된 열을 열복사를 통해 대기 중에 방출하는 역할을 한다. 베젤부(110)의 전단부에는 렌즈(120)가 결합하며, 베젤부(110)의 후단부에는 하우징(140)이 결합한다.

일 실시예에 있어서 베젤부(110)는 “ㄷ”형태로 전면이 개방된 영역으로 형성될 수 있으며, 베젤부(110)의 안쪽 바닥면에는 광원(L)이 실장된 기판(130)이 장착될 수 있다. 때문에 광원(L)에서 발생된 열은 베젤부(110)로 직접적으로 전달될 수 있다. 일반적인 베젤은 광원(L)에서 발생된 열에 의해 변형되거나 손상되기 때문에, 통상적으로 베젤과 광원(L)이 실장된 기판(130)을 떨어뜨려 배치하였으나. 일 실시예에 따른 차량용 램프에서는 베젤부(110)가 열전도성 소재로 이루어지기 때문에 기판(130)을 직접적으로 베젤부(110)에 부착시키는 것이 가능하다.

렌즈(120)는 베젤부(110)의 전단부에 결합된다.

기판(130)은 렌즈(120)를 대향하여 베젤부(110)의 안쪽 바닥면에 부착될 수 있다. 기판(130)이 베젤부(110)의 후면에 부착되면, 추가적으로 기판(130)과 하우징(140)의 결합 관계가 형성되기 때문에 구조가 복잡해 지고 제조 공정이 증가하게 된다. 이렇게, 기판(130)이 베젤부(110)의 안쪽에 부착되면 하우징(140)과의 결합관계를 제거할 수 있기 때문에 구조를 단순화하고 제조 공정을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이때, 기판(130)은 MCPCB(메탈인쇄회로기판: Metal Printed Circuit Board)나 FPCB(연성인쇄회로기판: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. FPCB를 사용하는 경우 램프 전체의 무게를 줄일 수 있는 이점이 있다.

한편, 기판(130)에는 광원(L)이 실장되며, 광원(L)은 LED일 수 있다. 이때, LED는 엘이디 어레이(LED array) 형태로 실시될 수 있다. 이에 대응하여 기판(130)은 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

하우징(140)은 기판(130)의 후면에 직접 결합되어 다른 램프모듈이나 차체에서 유입되는 외부열을 차단하는 역할을 한다. 종래와 달리. 하우징(140)과 기판(130)에 직접적인 결합 관계가 배제되기 때문에 기판(130)에서 발생하는 열에 의한 영향을 적게 받게 되며 결합 구성이 단순해 지는 것이 가능하다.

도 3은 광원에서 발생된 열의 방열 패스(path)를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여, 광원(L)에서 발생된 열의 방열 과정을 설명한다.

도 3을 참조하면, 광원(L)에서 발생된 열은 기판(130)을 거쳐 베젤부(110)에 전달된다. 베젤부(110)로 전달된 열은 복사율(Emissivity)이 높은 열전도성 소재의 특성 상, 렌즈(120)와 대향하는 열복사영역(111)을 통해 주로 방출된다. 열복사영역(111)을 통해 방출된 열은 밀폐된 램프공간(S)과 투명한 렌즈(120)를 지나 대기 중으로 방출된다.

이렇게 램프 앞쪽에서 열복사 방식으로 냉각하는 구조는 램프의 뒤쪽에서 대류 방식으로 냉각하는 구조보다 램프를 디자인하는데 있어서 설계 자유도가 높을 수 밖에 없다. 특히. 포지션 램프와 같이, 설치 장소가 협소한 경우, 이러한 냉각 구조는 포지션 램프를 디자인 하는데 있어서 매우 유용할 수 있다.

한편, 이러한 일 실시예에 따른 차량용 램프는 광원(L)에서 발생한 열을 열복사를 통해 램프공간(S)으로 유도하기 때문에 램프공간(S)의 온도를 유지할 수 있게 한다. 밀폐된 램프공간(S)과 외부 온도의 차이가 큰 경우, 렌즈(120)에 이슬이 맺히거나, 서리가 앉을 수 있는데, 베젤부(110)의 복사열을 통해 램프공간(S)의 온도를 유지하는 경우 이슬이 맺히는 것을 방지하거나 서리를 녹일 수 있는 이점이 있다. 또한, 렌즈(120)에 눈이 쌓인 경우에도 쌓인 눈을 녹일 수 있게 된다.

도 4는 종래의 차량용 램프의 온도 분포를 도시한 도면이고, 도 5는 도 1에서 도시한 차량용 램프의 온도 분포를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, MCPCB와 일반적인 베젤이 적용된 종래의 차량용 포지션 램프의 경우, LED의 가장 높은 온도가 363.5K으로 나타난 반면에, 도 5에서 도시한 바와 같이, FPCB와 열전도성 소재로 이루어진 베젤부가 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 포지션 램프의 경우, LED의 가장 높은 온도가 361.3K으로 종래보다 낮게 나타남을 확인할 수 있다.

또한, 종래의 차량용 포지션 램프의 경우, LED 주위의 온도가 높고 LED에서 멀어 질수록 온도가 급격히 낮아지는 경향을 보이지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 포지션 램프의 경우, 베젤부(110)를 통한 열복사에 따른 방열 효과로 전체적으로 고른 온도 분포가 나타남을 확인할 수 있다.

도 6은 종래의 차량용 램프의 렌즈부의 온도 분포를 도시한 도면이고, 도 7은 도 1에서 도시한 차량용 램프의 렌즈부의 온도 분포를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, MCPCB와 일반적인 베젤이 적용된 종래의 차량용 포지션 램프의 경우, 고온의 영역(붉은색 증가 및 파란색 감소)이 상대적으로 많은 것을 확인 할 수 있다. 반면에, 도 7에서 도시한 바와 같이, FPCB와 열전도성 소재로 이루어진 베젤부가 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 포지션 램프의 경우, 베젤부(110)를 통한 열복사에 따른 방열 효과로 렌즈(120)의 표면 온도가 상승함을 알 수 있다. 앞서 살펴 보았듯이, 렌즈(120)의 표면 온도가 상승하는 경우, 렌즈(120) 표면에 쌓인 눈이나 서리를 녹일 수 있으며, 이슬이 맺히지 않도록 램프공간(도 3의 S)의 온도를 유지할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 차량용 램프에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 베젤부
111: 열복사영역
120: 렌즈
130: 기판
140: 하우징

Claims

열전도성 소재로 이루어져 열복사영역을 포함하는 베젤부;
상기 베젤부의 전면에 결합하는 렌즈;
광원이 실장되며 상기 베젤부에 맞닿아 결합하는 기판;및
상기 베젤부의 후면에 결합하여 외부열을 차단하는 하우징
을 포함하는 차량용 램프.
제1 항에 있어서,
상기 기판은 메탈인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판 중 어느 하나인 차량용 램프.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 베젤부의 후면에 맞닿아 결합하는 차량용 램프.
제1 항에 있어서,
상기 열복사영역은 상기 렌즈를 대향하여 형성되는 차량용 램프.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원은 발광다이오드 인 차량용 램프.