KR20180069203A - 헤드램프 습기분해 장치 - Google Patents

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Abstract

전원의 일측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 기둥 형상의 제1전극; 전원의 타측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 제1전극의 외주면을 감싸며 일정거리 이격되어 간극을 형성하는 기둥형상의 제2전극; 제1전극 또는 제2전극 중 어느 일측 전극의 서로 마주보는 표면에 코팅된 유전체; 및 제1전극과 제2전극 사이에 형성되고, 헤드램프 내의 공기가 순환하며 제1전극과 제2전극 사이에서 발생하는 방전현상을 통해 공기중의 습기가 분해되는 방전통기로;를 포함하는 헤드램프 습기분해 장치가 소개된다.

Description

헤드램프 습기분해 장치 {M0ISTURE ELECTROLYSIS APPARATUS FOR HEADLAMP}
본 발명은 헤드램프 내부에 맺히는 습기를 전기분해를 통하여 근본적으로 제거하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 전조등은 내부의 광원이 발광할 때 발열함에 따라 헤드램프 내부를 고온으로 가열하게 된다. 주행풍 또는 주변환경의 영향으로 냉각된 헤드램프의 외부표면과 가열된 헤드램프 내부와의 온도차이로 인하여 헤드램프 내부의 습기는 쉽게 응결점에 도달하게 되고, 렌즈 내면에 물방울이 맺히게 된다. 물방울이 렌즈 내부에 맺혀서 흐르게 되면 주변의 관련부품들이 부식되어 손상되거나, 물방울이 응결과 증발을 반복하면서 렌즈의 표면에 흔적을 남겨 렌즈가 뿌옇게 변하여 헤드램프의 조도가 떨어지는 문제가 발생한다.
이를 방지하기 위하여 종래에는 내부에 팬 등을 설치하여 내부공기를 강제 순환시키거나, 헤드램프의 내부공간을 진공으로 만들어 밀봉하는 방법을 사용하였다. 하지만 팬을 구동시키기 위한 별도의 에너지가 소모되고, 진공으로 만드는 경우 단가가 증가하며 단순 광원의 교체가 필요한 경우에도 헤드램프를 세트로 교환하여 수리비가 매우 고가로 형성되는 단점이 존재하였다.
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 10-1998-0044556 A
본 발명은 헤드램프 하우징의 내부에 존재하는 수분을 전기분해하여 제거함으로써 헤드램프 내부의 수분응결 문제를 근본적으로 해결하고 헤드램프의 성능저하를 막는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헤드램프 습기분해 장치는 전원의 일측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 기둥 형상의 제1전극; 전원의 타측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 제1전극의 외주면을 감싸며 일정거리 이격되어 간극을 형성하는 기둥형상의 제2전극; 제1전극 또는 제2전극 중 어느 일측 전극의 서로 마주보는 표면에 코팅된 유전체; 및 제1전극과 제2전극 사이에 형성되고, 헤드램프 내의 공기가 순환하며 제1전극과 제2전극 사이에서 발생하는 방전현상을 통해 공기중의 습기가 분해되는 방전통기로;를 포함한다.
제1전극과 제2전극에는 각각 복수개의 통기홀이 형성될 수 있다.
제1전극과 제2전극의 통기홀은 상호 교차하도록 형성될 수 있다.
제1전극의 내부공간에는 흡습제가 마련될 수 있다.
일면이 헤드램프 하우징을 관통하여 제1전극의 내부공간에 노출되고 타면에 방열핀이 형성된 열전도체;를 더 포함할 수 있다.
제1전극과 제2전극이 간극을 유지하도록 고정하고, 제1전극 및 제2전극과 열전도체의 열적연결을 차단하는 절연하우징;을 더 포함할 수 있다.
유전체는 Ionomer인 것을 특징으로 할 수 있다.
유전체는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)막에 Ionomer를 함침시켜 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 헤드램프 습기 분해 장치에 따르면, 헤드램프 내부에 응결되는 습기를 근본적으로 제거할 수 있어 헤드램프의 성능저하를 방지할 수 있으며, 헤드램프의 전구 교체 또는 정비 과정에서 습도가 높은 공기가 유입되더라도 습기의 응결문제가 발생하지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 배치에 대한 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 분해사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 평면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 방전원리의 개념도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 배치에 대한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 분해사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프 습기분해 장치의 방전원리의 개념도이다.
본 발명에 따른 헤드램프 습기분해 장치(100)는 전원의 일측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징(101)의 내부공간에 노출되며 기둥 형상의 제1전극(201); 전원의 타측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징(101)의 내부공간에 노출되며 제1전극(201)의 외주면을 감싸며 일정거리 이격되어 간극을 형성하는 기둥형상의 제2전극(205); 제1전극(201) 또는 제2전극(205) 중 어느 일측 전극의 서로 마주보는 표면에 코팅된 유전체(203); 및 제1전극(201)과 제2전극(205) 사이에 형성되고, 헤드램프 내의 공기가 순환하며 제1전극(201)과 제2전극(205) 사이에서 발생하는 방전현상을 통해 공기중의 습기가 분해되는 방전통기로(207);를 포함한다.
공기 중의 습도를 낮추는 방법은 두가지가 있다. 하나는 공기의 온도를 높여 상대습도를 낮추는 방법과, 공기 중의 습기를 제거하여 절대습도를 낮추는 방법이 있다. 상대습도를 낮추는 방법은 헤드램프 내부의 온도가 떨어질 경우 다시 헤드램프 내부에 응결되게 되므로 근본적인 해결방법이 될 수 없다. 따라서 본 발명에서는 헤드램프 내부의 습기를 전기분해함으로써 근본적으로 제거하고자 하는 것이다.
일반적인 물의 전기분해는 전해질이 포함된 물에 전극을 꽂아 전기분해를 시키지만 헤드램프의 경우에는 수분의 양이 많지 않아 통전이 되지 않으므로 일반적인 전기분해 방법으로는 불가하다.
따라서 본 발명에서는 저전압에서 방전을 유도하여 이를 통해 공기중의 습기를 분해하고자 한다.
도 1을 참고하여 살펴보면, 본 발명에 따른 헤드램프 습기분해 장치(100)는 헤드램프 하우징(101)의 내부공간에 설치공간만 확보되면 자유롭게 배치될 수 있다. 다만, 미관상의 효과를 고려하여 헤드램프의 렌즈를 통해서 외부에서 직접 관찰되지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어 헤드램프 하우징(101)의 하단이나 헤드램프의 베젤(105) 또는 더스트 커버(103) 등의 위치에 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하여 구체적으로 살펴보면, 제1전극(201)을 전원의 일측 전극과 연결하고 기둥형상으로 형성하며 헤드램프 하우징(101)을 관통하여 내부공간에 노출되도록 배치한다. 제2전극(205)을 전원의 타측 전극과 연결하고 제1전극(201)과 같이 기둥형상으로 형성하며 헤드램프 하우징(101) 내부에 노출되도록 배치하되 직경을 제1전극(201)보다 크게하여 제1전극(201)과 간극을 형성하며 감싸는 방식으로 배치한다.
기본적으로 전류는 연결된 도선을 따라 흐르지만 단선 된 상태에서도 매우 고전압을 가하게 되면 단선된 도선 사이를 전자가 직접 건너뛰어 전달되는 방전이 일어난다. 다만, 차량에서 직접 방전을 유도할 만큼의 고전압을 확보하는 것은 쉽지 않으며, 다수의 전자부품이 존재하는 차량에 고전압을 통한 방전을 유도하는 것은 바람직하지 못하므로 저전압에서 방전이 일어나도록 하는 것이 필요하다.
이것이 유전체(203)의 역할이다. 도 5를 참조하여 살펴보면, 유전체(203)는 전극의 표면에 코팅되어 전극 표면 전체에서 균일하게 방전이 일어날 수 있도록 하며, 전자의 방출이 쉬워지도록 도와 저전압에서도 방전이 일어날 수 있도록 유도하는 역할을 수행한다.
제1전극(201)과 제2전극(205) 사이에는 간극이 형성되어 헤드램프 내의 공기가 통과할 수 있는 방전통기로(207)가 형성되어 있다. 방전통기로(207)에는 방전이 일어나고 있으며, 그 공간에 헤드램프 내부의 공기가 통과하면서 내포된 습기를 전기분해 하게 된다. 이를 통하여 헤드램프 내부 공기의 절대습도를 낮출 수 있게 된다.
제1전극(201)과 제2전극(205)에는 각각 복수개의 통기홀(209)이 형성될 수 있다. 제1전극(201)과 제2전극(205)의 통기홀(209)은 상호 교차하도록 형성될 수 있다.
제1전극(201)과 제2전극(205) 사이에 형성되는 방전통기로(207)는 그 간격이 매우 좁다. 전극간의 간격이 멀어지는 경우 부도체에 해당하는 공기의 양이 많아져 저항이 증가하므로 저전압에서의 방전이 어렵게 된다. 따라서 그 간격은 수 밀리미터 이하의 좁은 간격으로 형성되는데 그에 따라 헤드램프 내의 공기가 방전통기로(207)에 원활히 공급되지 못할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 전극 자체에 통기홀(209)을 마련하여 방전통기로(207)에 공기가 원활하게 공급되도록 하고 있다. 또한 제1전극(201)과 제2전극(205)에 형성된 통기홀(209)이 상호 정렬되는 것이 아니라 교차하도록 형성하여 통기홀(209)을 통해 유입된 공기가 방전통기로(207)에 머무는 시간을 증가시킴으로써 공기중의 수분이 분해될 시간을 충분히 제공하게 된다.
제1전극(201)의 내부공간에는 흡습제(301)가 마련될 수 있다.
헤드램프 습기분해 장치(100)에 의하여 헤드램프 내의 습기가 모두 분해되면 문제가 없으나 헤드램프 내의 모든 습기가 자연적 확산 방법에 의해 해드램프 습기분해 장치에 공급되어 분해되기까지는 상당한 시간이 소요된다. 또한, 차량의 운행이 중지된 경우, 헤드램프 습기분해 장치(100)의 동작도 중지되면 습기의 제거에 시간이 더욱 소요되게 된다.
이 경우 흡습제(301)를 마련해 두어 헤드램프 내부의 습기는 제거될 수도 있으나, 흡습제(301)의 양은 한정되어 있는바 시간이 지나면 흡습제(301)에 의한 습기제거에는 한계가 발생한다.
흡습제(301)는 데시칸트, 염화칼슘, 실리카겔 등이 사용될 수 있는데 이들은 공기중의 습기를 흡수하여 머금고 있다가 외부에서 열이 가해지는 경우 머금고 있던 습기를 다시 방출하는 특성이 있다.
본 발명의 경우 제1전극(201) 및 제2전극(205)에 전원이 인가되어 방전이 일어나는 동안 제1전극(201) 및 제2전극(205)에서는 열이 발생하게 되는데 이 열에 의하여 흡습제(301)가 머금고 있던 흡기를 다시 방출하도록 하고, 방출된 습기는 방전통기로(207)를 통과하며 분해되어 제거되도록 구성하고 있다.
일면이 헤드램프 하우징(101)을 관통하여 제1전극(201)의 내부공간에 노출되고 타면에 방열핀이 형성된 열전도체(401);를 더 포함할 수 있다.
헤드램프 하우징(101) 내부는 광원인 램프와 온실효과에 의하여 온도가 매우 높아져 상대적으로 헤드램프 하우징(101)의 외부온도는 낮다. 따라서 열전도체(401)를 이용하여 온도가 낮은 외부와 헤드램프 하우징(101)을 열적으로 연결시켜 제1전극(201)의 내부공간에 토출된 열도체의 타면에 헤드램프 내부의 습기가 쉽게 응결될 수 있도록 한다.
응결된 습기는 흡습제(301)에 의하여 흡수되었다가 헤드램프 습기분해 장치(100)가 동작되는 제1전극(201)에서 발생하는 열을 통해 다시 배출되어 분해된다.
제1전극(201)과 제2전극(205)이 간극을 유지하도록 고정하고, 제1전극(201) 및 제2전극(205)과 열전도체(401)의 열적연결을 차단하는 절연하우징(501);을 더 포함할 수 있다.
제1전극(201)과 제2전극(205)의 직접 접촉에 의한 합선을 방지해야 하며, 제1전극(201)과 제2전극(205)은 동작과정에서 열이 발생하는바 이 열이 열전도체(401)에 전달되면 열전도체(401)의 효율이 낮아진다. 따라서 본 발명에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 절연하우징(501)을 통해 제1전극(201) 및 제2전극(205)이 일정간극을 유지할 수 있도록 고정하고 열전도체(401)와의 열적연결을 차단한다.
유전체(203)는 Ionomer인 것을 특징으로 할 수 있다.
유전체(203)는 전자의 이동을 도와 저전압에서도 방전이 효율적으로 발생할 수 있도록 하는 역할을 수행해야 한다.
Ionomer란 양전하 또는 음전하를 내포하고 있는 고분자 물질이다. 좀 더 구체적으로 공유결합과 이온결합을 동시에 소유하고 있는 열가소성 플라스틱 물질로서 정전기력이 매우 우수한 특성을 지니고 있다. 기본적으로 플라스틱 고분자 물질로서 유전체(203), 절연체의 성질을 지니고 있으나 우수한 정전기력을 바탕으로 전자의 이동을 도와 저전압에서의 방전을 돕는 역할을 수행한다.
유전체(203)는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)막에 Ionomer를 함침시켜 형성될 수 있다.
상술한 유전체(203)는 차량의 헤드램프 내부에 장착되는 특성상 다양한 온도변화와 습기, 진동 등에 장시간 노출되어도 성능을 유지하는 내구성이 필수적으로 필요하게 된다.
따라서 본 발명에서는 고온(300℃ 이상)에서 화학적 특성이 변하지 않으면서도 도금시에도 쉽게 박리되지 않는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 즉 다공성 테프론 막에 Ionomer를 함침시켜 전극에 코팅하고 있다. 이를 통해 Ionomer의 우수한 정전기력을 유지하면서 유전체(203) 코팅의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
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 : 헤드램프 습기분해 장치 101 : 헤드램프 하우징
103 : 더스트 커버 105 : 베젤
201 : 제1전극 203 : 유전체
205 : 제2전극 207 : 방전통기로
209 : 통기홀 301 : 흡습제
401 : 열전도체 501 : 절연하우징

Claims (8)

  1. 전원의 일측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 기둥 형상의 제1전극;
    전원의 타측 전극과 연결되고 헤드램프 하우징의 내부공간에 노출되며 제1전극의 외주면을 감싸며 일정거리 이격되어 간극을 형성하는 기둥형상의 제2전극;
    제1전극 또는 제2전극 중 어느 일측 전극의 서로 마주보는 표면에 코팅된 유전체; 및
    제1전극과 제2전극 사이에 형성되고, 헤드램프 내의 공기가 순환하며 제1전극과 제2전극 사이에서 발생하는 방전현상을 통해 공기중의 습기가 분해되는 방전통기로;를 포함하는 헤드램프 습기분해 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1전극과 제2전극에는 각각 복수개의 통기홀이 형성된 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1전극과 제2전극의 통기홀은 상호 교차하도록 형성된 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1전극의 내부공간에는 흡습제가 마련된 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    일면이 헤드램프 하우징을 관통하여 제1전극의 내부공간에 노출되고 타면에 방열핀이 형성된 열전도체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제1전극과 제2전극이 간극을 유지하도록 고정하고, 제1전극 및 제2전극과 열전도체의 열적연결을 차단하는 절연하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    유전체는 Ionomer인 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    유전체는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)막에 Ionomer를 함침시켜 형성된 것을 특징으로 하는 헤드램프 습기분해 장치.
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