KR20160044615A - 차량용 조명 장치 - Google Patents

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KR20160044615A
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안병석
오영섭
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현대자동차주식회사
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Abstract

광원부; 광원부의 전방에 위치하여 광원부의 빛을 굴절시키는 렌즈; 상기 렌즈가 단부에 안착된 이동부재; 및 상기 이동부재가 광원부의 전후방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동부재와 슬라이딩 가능하게 결합되고 단부가 상기 광원부에 결합된 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치가 소개된다.

Description

차량용 조명 장치{Lighting Apparatus for Vehicle}
본 발명은 차량용 조명 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출력되는 광원의 크기를 변화시킬 수 있는 차량용 조명 장치에 관한 것이다.
차량에는 다양한 형태의 등화 장치들이 사용되며, 이중 전조등은 차량의 전방을 조사하여 야간 운전시 운전자의 시야를 확보하도록 하고 다른 차량에 차량의 존재를 인지시키는 기능을 수행한다.
이러한 전조등은 법규상 마주 오는 차량의 운전자의 눈에 지속적으로 빛을 조사하지 못하도록 허용 가능한 조사 각도가 설정되어 있으며 이때 조사되는 빛을 하향등이라 하고, 필요에 따라 일시적으로 더 먼 거리를 조사할 수 있도록 한 등화를 상향등이라고 한다.
하향등과 상향등은 빛이 조사되는 범위가 서로 다르기 때문에 서로 다른 모듈을 가지게 되며, 이때 경우에 따라 광원의 종류, 리플렉터의 형태도 서로 다른 구성을 사용하게 된다.
하지만, 이러한 상향등과 하향등의 구별된 모듈화는 서로 독립적인 생산 라인을 갖추어야 하는 등 생산 효율을 저하시키고 차량의 가격을 높이게 되는 원인이 되었던 바, 상향등과 하향등에 공통적으로 사용되는 모듈을 개발하되 상향등과 하향등에 맞는 조사 범위를 갖는 등화 장치의 구비가 시급하였던 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0037298 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 서로 다른 등화장치에 사용되는 광원 모듈이 공통된 모듈 형태를 갖도록 함으로써, 모듈 생산 단가를 낮추고 생산성을 향상시키는 차량용 조명 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 조명 장치는 광원부; 광원부의 전방에 위치하여 광원부의 빛을 굴절시키는 렌즈; 상기 렌즈가 단부에 안착된 이동부재; 및 상기 이동부재가 광원부의 전후방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동부재와 슬라이딩 가능하게 결합되고 단부가 상기 광원부에 결합된 지지부재;를 포함한다.
상기 광원부는 빛을 발생시키는 광원; 및 상기 광원에서 발생된 열을 냉각시키도록 다수개의 냉각핀을 구비한 히트싱크를 포함할 수 있다.
상기 이동부재는 원통 형상이고, 외주면 중 서로 대칭되는 일면과 타면에는 각각 평면의 절삭면이 형성될 수 있다.
상기 이동부재의 외주면을 따라 나사산이 길이방향으로 연속적으로 형성되되, 상기 나사산은 외주면 중 상기 절삭면이 형성되지 않은 부분에 형성될 수 있다.
상기 지지부재는 한 쌍으로 마련되고 전방으로 돌출되며 내측면이 상기 절삭면에 접하여 상기 이동부재를 가이드할 수 있다.
상기 한 쌍의 지지부재와 이동부재가 내주부에 삽입되어 내주면이 상기 이동부재의 나사산과 치합되는 조작너트가 더 구비되고, 상기 조작너트의 회전에 따라 상기 이동부재가 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다.
상기 지지부재의 전방에 마련되어 지지부재의 전방을 덮고, 지지부재를 향하는 일측면이 개방되며, 내부에 상기 이동부재가 이동할 수 있도록 중공이 형성된 하우징이 더 구비될 수 있다.
상기 하우징의 타측면에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 형광체가 마련될 수 있다.
상기 광원은 레이저일 수 있다.
상기 하우징의 전면에는 상기 형광체를 지나 발광되는 빛을 반사시키는 리플렉터가 더 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 조명 장치에 따르면, 상향등, 하향등 및 후미등 등 서로 다른 등화 장치에 사용되더라도 광원 모듈을 공통화 하도록 하게 됨에 따라 생산 단가를 감소시키고 차량의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 형광체의 형태에 따라 다양한 형태의 빛의 형태를 구현할 수 있다.
출력되는 광원의 크기를 변화시킬 수 있어 상향등, 하향등, 후미등 외에도 다양한 형태의 등화 장치에 적용할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조명 장치의 조립도.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조명 장치의 분해도.
도 2는 근거리 조사시에 도 1의 A-A 단면을 도시한 도면.
도 3은 원거리 조사시에 도 1의 A-A 단면을 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 라이트 가이드가 설치된 차량용 조명 장치의 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 조명 장치에 대하여 살펴본다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조명 장치의 조립도이고 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조명 장치의 분해도로서, 광원부(100); 광원부(100)의 전방에 위치하여 광원부(100)의 빛을 굴절시키는 렌즈(310); 상기 렌즈(310)가 단부에 안착된 이동부재(300); 및 상기 이동부재(300)가 광원부(100)의 전후방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동부재(300)와 슬라이딩 가능하게 결합되고 단부가 상기 광원부(100)에 결합된 지지부재(200);를 포함한다.
더 구체적으로 설명하자면, 상기 광원부(100)는 빛을 발생시키는 광원(110); 및 상기 광원(110)에서 발생된 열을 냉각시키도록 다수개의 냉각핀을 구비한 히트싱크(120)를 포함할 수 있다. 상기 광원(110)의 후면은 상기 히트싱크(120)에 설치될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 히트싱크(120)가 냉각핀을 구비한 형태로 설명되고 있으나, 히트 파이프의 형태로도 이루어질 수 있으며 냉각을 수행할 수 있는 어떠한 형태로도 실시예가 가능할 것이다.
상기 광원(110)과 히트싱크(120)가 일체로 결합됨에 따라 광원(110)에서 발생되는 고열을 효과적으로 제거하고 광원(110)과 히트싱크(120)를 광원부(100)로 모듈화 시킴으로써 각각 개별적인 설치에 따른 레이아웃의 복잡성을 완화시킬 수 있다.
상기 광원(110)에는 레이저가 사용됨이 바람직하지만, LED 등 다양한 형태의 광원(110)소재가 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 지지부재(200)의 일단부는 상기 광원부(100)에 고정되어 상기 이동부재(300)의 움직임을 가이드 할 수 있도록 함이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 광원(110)과 히트싱크(120)사이에는 광원(110)이 설치되는 기판 또는 지지패널이 마련될 수 있고 상기 지지부재(200)의 일단부는 상기 기판 또는 지지패널에 결합될 수 있다. 결합방법에는 접착, 체결, 볼팅, 용접등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 또는 상기 히트싱크(120)에 직접 결합될 수도 있다.
지지부재(200)가 광원부(100)에 고정됨에 따라 광원부(100)와 상기 지지부재(200) 및 이동부재(300)가 하나의 모듈로서 구성될 수 있고, 별도의 지지부재(200)를 고정하기 위한 구조물이 필요없게 되어 구성의 단순함 및 설치의 용이성이 증진될 수 있는 이점이 있다. 안정성 향상을 위해 상기 한 쌍의 지지부재(200)는 서로 연결됨이 바람직하다.
물론, 지지부재(200)가 상기 기판 내지는 히트싱크(120)가 아닌 별도의 고정 구조물에 설치되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 이동부재(300)는 원통 형상이고, 외주면 중 서로 대칭되는 일면과 타면에는 각각 평면의 절삭면(320)이 형성될 수 있다. 물론 이동부재(300)의 형상이 원통에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상, 예컨데 다각형 형상으로도 가능할 것이다. 또한 상기 이동부재(300)의 외주면을 따라 나사산(330)이 길이방향으로 연속적으로 형성되되, 상기 나사산(330)은 외주면 중 상기 절삭면(320)이 형성되지 않은 부분에 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부재(200)는 한 쌍으로 마련되고 전방으로 돌출되며 내측면이 상기 절삭면(320)에 접하여 상기 이동부재(300)를 가이드함이 바람직하다.
이에 더해, 상기 한 쌍의 지지부재(200)와 이동부재(300)가 내주부에 삽입되어 내주면이 상기 이동부재(300)의 나사산(330)과 치합되는 조작너트(400)가 더 구비되고, 상기 조작너트(400)의 회전에 따라 상기 이동부재(300)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 함이 바람직하다. 여기서 전방은 광원(110)에서 빛이 조사되는 방향이 될 수 있다.
상기 절삭면(320)이 형성됨에 따라 상기 조작너트(400)의 회전시 이동부재(300)가 함께 회전하게 되는 것을 방지하고, 조작너트(400)의 회전이 이동부재(300)의 전후 이동으로 변화될 수 있다. 따라서 상기 절삭면(320)은 이동부재(300)의 길이를 따라 형성됨이 바람직하고 그 폭은 조작너트(400)의 회전시 이동부재(300)가 함께 회전하지 않을 정도로서 실험에 의해 설정됨이 바람직하다.
본 실시예에서는 상기 절삭면(320)이 한 쌍으로 이루어져 안정적인 지지가 가능하도록 하였으나, 이동부재(300)의 외주면 중 일면에만 형성될 수도 있고, 한 쌍이 아니라 세 개 이상의 면에 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 지지부재(200)는 이동부재(300)에 형성된 절삭면(320)의 개수에 따라 마련될 수 있고, 이동부재(300)의 회전을 저지하도록 절삭면(320)과 접하는 내주면에도 동일한 절삭면이 형성됨이 바람직하고 내주면이 충분히 접할 수 있도록 폭을 형성함이 바람직하다. 또한 상기 이동부재(300)가 전방으로 이동하더라도 계속 접촉상태를 유지하도록 돌출된 길이가 설정됨이 바람직하다.
지지부재(200)의 외주면은 조작너트(400)의 내주면 형상을 따라 호를 그리도록 형성됨이 바람직한데, 이는 조작너트(400)에 삽입되어 조작너트(400)의 회전성을 확보하기 위함이다.
한편, 도 2는 근거리 초점시에 도 1의 A-A 단면을 도시한 도면이고, 도 3은 원거리 초점시에 도 1의 A-A 단면을 도시한 도면으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 조작너트(400)의 회전에 따라 이동부재(300) 및 이동부재(300)의 단부에 위치된 렌즈(310)가 이동하며 렌즈(310)와 광원(110)과의 거리가 가변될 수 있다.
렌즈(310)를 광원(110)측으로 이동시키는 경우 빛의 굴절량이 작기 때문에 집광도가 낮아 렌즈(310)에서 출력되는 빛의 반경은 점점 증가하게 된다. 반대로 렌즈(310)를 광원(110)에서 멀어지도록, 즉 광원(110)의 전방 측으로 이동시키는 경우 빛의 굴절량이 증가되며 집광도가 증가하여 렌즈(310)에서 출력되는 빛의 반경은 점점 감소하게 된다.
따라서, 상기 렌즈(310) 및 이동부재(300)의 이동에 따라 출력되는 빛의 반경이 가변되며, 하향등에서는 렌즈(310)와 광원(110)과의 거리를 좁혀 반경을 키우고 전조등에서는 렌즈(310)와 광원(110)과의 거리를 멀리하여 반경을 좁힘으로써 원거리 조사가 가능하도록 할 수 있는 것이다. 이처럼 하나의 광원 모듈을 통해 다양한 형태의 등화에 사용될 수 있어 생산성 향상 및 조립성의 용이성 및 단위 가격 감소의 효과를 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 지지부재(200)의 전방에 마련되어 지지부재(200)의 개방된 전방을 덮고, 지지부재(200)를 향하는 일측면이 개방되며, 내부에 상기 이동부재(300)가 이동할 수 있도록 중공이 형성된 하우징(500)이 더 구비될 수 있다. 또한 상기 하우징(500)의 타측면에는 관통홀(510)이 형성되고, 상기 관통홀(510)에는 형광체(511)가 마련될 수 있다. 타측면은 관통홀(510) 이외에는 개방되지 않음이 바람직하다.
상기 하우징(500)은 조작너트(400), 지지부재(200) 및 이동부재(300) 조립체의 개방된 전방을 덮고 광원(110)의 빛이 상기 형광체(511)를 통해서만 외부로 조사될 수 있도록 할 수 있는데, 이는 레이저가 형광체(511)를 통하지 않고 외부로 유출될 경우 발생될 수 있는 위험, 예컨데 레이저가 상대 차량 운전자의 눈에 닿았을 때의 실명 위험 등을 방지하기 위함이다. 여기서 상기 형광체(511)는 레이저 빛이 수용되면 이를 백색광으로 출력하는 역할을 수행한다. 상기 하우징(500)의 일단부는 상기 지지부재(200)의 타단부에 결합됨으로써 조작너트(400)의 회전시 함께 회전되지 않도록 함이 바람직하다.
상기 관통홀(510)의 형태는 형성하고자 하는 조사되는 빛의 형태에 따라 설계자의 의도에 부합하여 다양하게 형성될 수 있다. 예컨데 원형이 될 수도 있고 다각형 형상이 될 수도 있다. 물론, 상기 형광체(511) 또한 관통홀(510)의 형상에 매칭되게 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 하우징(500)의 전면에는 하우징(500)의 외측으로 상기 형광체(511)를 지나 발광되는 빛을 반사시키는 리플렉터(520)가 더 마련될 수 있다. 상기 리플렉터(520)의 형태는 다양한 실시예로서 구성이 가능하며 그 형태는 타원, 구형 등 조사하고자 하는 범위 및 빛의 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또는, 상기 리플렉터(520)가 구비되지 않고 형광체(511)를 투과한 빛이 바로 전방을 향해 조사되도록 할 수도 있다.
또한, 또 다른 실시예로서 상기 리플렉터(520) 대신에 상기 관통홀(510)에 대응되도록 라이트 가이드가 설치될 수 있다. 상기 라이트 가이드는 빛이 입사되면 내부를 따라 빛이 이동하면서 고르게 빛을 발광시키는 장치이다.
이에 대해, 도 4 및 도 5는 라이트 가이드가 설치된 차량용 조명 장치를 도시한 것으로서, 도 4는 라이트 가이드의 직경이 상기 형광체(511)의 직경과 유사한 경우를 도시한 것이며, 도 5는 라이트 가이드의 직경이 상기 형광체(511)의 직경보다 작은 경우를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 라이트 가이드(600)의 단면 직경이 형광체(511)와 유사한 경우 상기 렌즈(310)와 광원(110)과의 거리를 좁혀 라이트 가이드(600)에 입사되는 빛의 직경을 증가시킴으로써 형광체(511)와 접하는 라이트 가이드(600)의 단면적에 광원(110)의 빛이 모두 입사될 수 있도록 함이 바람직하다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 라이트 가이드(600)의 단면 직경이 형광체(511)보다 작은 경우, 상기 렌즈(310)와 광원(110)과의 거리를 멀게하여 출력되는 빛의 직경을 감소시킴으로써 라이트 가이드(600)의 단면적에 매칭되도록 광원(110)의 빛이 입사될 수 있도록 함이 바람직하다.
따라서, 광원(110)과 렌즈(310)의 거리는 라이트 가이드(600)의 직경에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 이에 따라 라이트 가이드(600)의 크기 및 종류에 따라 서로 다른 광원(110)을 생산할 필요가 없어지게 되어 생산의 효율성 증대가 이루어 질 수 있다.
상기 라이트 가이드(600)는 별도의 고정체를 통해 지지될 수 있고, 또는 단부가 상기 관통홀의 둘레부에 접합되어 지지될 수도 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 조명 장치에 따르면, 상향등, 하향등 및 후미등 등 서로 다른 등화 장치에 사용되더라도 광원 모듈을 공통화 하도록 하게 됨에 따라 생산 단가를 감소시키고 차량의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 형광체의 형태에 따라 다양한 형태의 빛의 형태를 구현할 수 있다.
출력되는 광원의 크기를 변화시킬 수 있어 상향등, 하향등, 후미등 외에도 다양한 형태의 등화 장치에 적용할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 광원부 110 : 광원
120 : 히트싱크 200 : 지지부재
300 : 이동부재 310 : 렌즈
320 : 절삭면 330 : 나사산
400 : 조작너트 500 : 하우징
510 : 관통홀 511 : 형광체
520 : 리플렉터 600 : 라이트 가이드

Claims (10)

  1. 광원부;
    광원부의 전방에 위치하여 광원부의 빛을 굴절시키는 렌즈;
    상기 렌즈가 단부에 안착된 이동부재; 및
    상기 이동부재가 광원부의 전후방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동부재와 슬라이딩 가능하게 결합되고 단부가 상기 광원부에 결합된 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원부는 빛을 발생시키는 광원; 및 상기 광원에서 발생된 열을 냉각시키도록 다수개의 냉각핀을 구비한 히트싱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동부재는 원통 형상이고, 외주면 중 서로 대칭되는 일면과 타면에는 각각 평면의 절삭면이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동부재의 외주면을 따라 나사산이 길이방향으로 연속적으로 형성되되, 상기 나사산은 외주면 중 상기 절삭면이 형성되지 않은 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지부재는 한 쌍으로 마련되고 전방으로 돌출되며 내측면이 상기 절삭면에 접하여 상기 이동부재를 가이드하는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 한 쌍의 지지부재와 이동부재가 내주부에 삽입되어 내주면이 상기 이동부재의 나사산과 치합되는 조작너트가 더 구비되고, 상기 조작너트의 회전에 따라 상기 이동부재가 전방 또는 후방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재의 전방에 마련되어 지지부재의 전방을 덮고, 지지부재를 향하는 일측면이 개방되며, 내부에 상기 이동부재가 이동할 수 있도록 중공이 형성된 하우징이 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 하우징의 타측면에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 형광체가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 광원은 레이저인 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 하우징의 전면에는 상기 형광체를 지나 발광되는 빛을 반사시키는 리플렉터가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 조명 장치.
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