KR20220132034A - 헤드램프, 특히 차량 헤드램프용 세척 장치 - Google Patents

헤드램프, 특히 차량 헤드램프용 세척 장치 Download PDF

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KR20220132034A
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크리스티안 야클
게오르크 피터레
토마스 라이터
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 헤드램프, 특히 차량 헤드램프(1)의 커버 디스크(2)를 위한 세척 장치에 관한 것이며, 커버 디스크(2)는 자신의 외면(3) 상에 소수성 및 먼지 반발성 코팅층(20)을 포함하고, 적어도 하나의 진동 부재(11)는 적어도 하나의 커버 디스크(2) 상에 고정되며, 적어도 하나의 진동 부재(11)는 컨트롤러(30)에 의해 활성화될 수 있다. 또한, 본 발명은 세척 장치(10)를 포함하는 헤드램프, 특히 차량 헤드램프(1)에도 관한 것이다.

Description

헤드램프, 특히 차량 헤드램프용 세척 장치
본 발명은 헤드램프, 특히 차량 헤드램프의 커버 디스크를 위한 세척 장치에 관한 것이다.
종래 기술로부터는, 헤드램프를 위해, 특히 자동차 헤드램프를 위해, 이미 상이한 세척 장치들이 수많은 실시형태로 공지되어 있다. 예컨대 이미 오래전부터, 세정액(cleaning liquid)이 고압에 의해 외부에서부터 헤드램프의 하나 또는 복수의 커버 디스크 상으로 분사되는 것인 헤드램프 세척 시스템들이 공지되었다. 특히 자동차의 헤드램프들의 경우, 상기 방식으로 커버 디스크의 오염물들이 신뢰성 있게 제거될 수 있다. 상기 헤드램프 세척 시스템들에서 단점은, 상기 헤드램프 세척 시스템들이 결함에 민감하고 유지보수비가 많이 드는 수많은 부품 및 컴포넌트로 구성된다는 점에 있다. 그러므로 대개 높은 세척액 소모량을 갖는 상기 고압 세척 시스템들의 경우, 수 리터의 세척액을 포함한 저장 탱크들이 요구된다. 세척액으로서는 통상 여름에는 상응하는 곤충 제거제(insect solver) 또는 겨울에서는 적합한 부동액(frost protection)과 같은 상응하는 첨가제들을 함유한 물이 사용된다. 이 경우, 상기 고압 시스템의 노즐들은 최대 50bar의 압력으로 가동 노즐들에서부터 바깥쪽에서 헤드램프들의 커버 디스크들 상으로 물을 분사한다. 부적합한 첨가제들을 사용할 경우, 커버 디스크들은 예정보다 이른 시점에 탁해질 수 있으며, 이는 상기 사전 공지된 세척 시스템들의 또 다른 단점이다. 상기 유형의 헤드램프 세척 시스템을 장착하고 있는 차량들의 경우, 입법 기관에서 상기 헤드램프 세척 시스템의 기능성을 점검한다. 그에 따라, 자신의 헤드램프 세척 시스템의 높은 물 소모량으로 인해 불쾌감을 느끼고 그로 인해 상기 헤드램프 세척 시스템이 비활성화되게 하는 차량 소유자는 과감히 자신의 차량의 운전 허가를 취소하기도 한다.
그 외에, 헤드램프를 위한 상기 헤드램프 세척 시스템들은 보행자 보호의 관점에서도 문제점이 있는데, 그 이유는, 대개 전방 범퍼의 영역에 통합되고 이동 가능하게 장착되는 고압 세척 노즐들로 인해, 보행자와 차량의 충돌 시 상해 위험이 증가하기 때문이다.
오래전에 공지되어 주행 동안 헤드램프들의 커버 디스크들의 외면을 기계적으로 세척하는 브러시 또는 와이퍼 세척 시스템들은, 고압 펌프를 포함하는 전술한 헤드램프 세척 시스템들보다 기계적인 측면에서 다시 수 배만큼 더 복잡하고 유지보수비 역시도 더 많이 소요된다. 또한, 헤드램프들의 커버 디스크들을 위한 기계적으로 작동하는 세척 시스템들의 경우, 정해진 작동 시간 이후 와이퍼 및/또는 브러시의 마모도 바람직하지 못하다.
그러므로 본 발명은, 헤드램프의 커버 디스크들을 위한 세척 시스템들에 대해 종래 기술에서부터 사전 공지된 단점들을 극복하며, 그리고 이를 위해 최대한 적은 컴포넌트들 및 어셈블리들로 최대한 비용 효과적이면서 조밀하게 구성되어, 최대한 마모 및 유지보수 없이 헤드램프, 특히 차량 헤드램프의 적어도 하나의 커버 디스크를 세척할 수 있는 세척 장치를 명시하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 과제는, 작동 중에 최대한 세척액 또는 다른 소모 수단들을 사용하지 않으면서도 무난하게 작동되는 세척 장치를 명시하는 것에 있다.
상기 과제는, 청구항 제1항의 전제부에 따른 세척 장치에 있어서, 청구항 제1항의 특징부의 특징들에 의해 해결된다.
종속 청구항들은 본 발명의 또 다른 바람직한 구성들에 관계된다.
일반적으로, 하기에서, 예컨대 "수평으로", "수직으로", "수평 방향으로", "수직 방향으로", "상부에", "하부에", "전방에", "그 아래에", "그 위에", "안쪽에", "바깥쪽에" 등과 같은 장소 또는 방향과 관련한 용어들의 할당은 오직 간소화를 위해서만 선택된 것이며, 그리고 상기 용어들은 도면들에서의 설명에 관련될 수도 있지만, 그러나 필연적으로 본 발명에 따른 세척 장치, 이 세척 장치의 구성요소들, 또는 세척 장치를 구비한 헤드램프의 실제 사용 위치 또는 위치에 관련되지는 않는다.
본 발명에 따라서, 헤드램프, 특히 차량 헤드램프의 적어도 하나의 커버 디스크를 위한 세척 장치의 경우, 커버 디스크는 자신의 외면 상에 소수성 및 먼지 반발성 코팅층을 포함하고, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정되며, 적어도 하나의 진동 부재는 컨트롤러에 의해 활성화될 수 있다.
바람직하게는, 헤드램프, 특히 차량 헤드램프의 하나 또는 복수의 커버 디스크의 세척을 위한 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 하기 컴포넌트들이 효율적으로 상호작용한다.
(i) 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정되어 컨트롤러에 의해 활성화될 수 있는 적어도 하나의 진동 부재로서, 오물들이 윈도우 팬의 외면 상에 침전되기 시작할 때면, 또는 진동이 필요할 때면 항상 헤드램프의 커버 디스크는 진동되고 그에 따라 오염물들은 커버 디스크로부터 흔들려 떼어내어질 수 있는 점을 보장하는 상기 적어도 하나의 진동 부재; 및
(ii) 적어도 하나의 커버 디스크의 외면 상에 제공되는 소수성 및 먼지 반발성 코팅층으로서, 오염 입자들 또는 구정물의 형태인 오물들이 최소화된 접착성을 기반으로 커버 디스크의 코팅된 외면 상에 달라붙는 것이 아니라, 오염 입자들이 커버 디스크로부터 방울져 흘러내리는 점을 보장하는 상기 코팅층.
각각의 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크 상에 직접 안착되는 방식으로 고정될 수 있거나, 또는 진동 부재는 예컨대 평형추와 같은 또 다른 부재 상에 배치될 수 있으며, 그 아래 위치하는 평형추는 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정된다. 이런 경우에서도, 진동 부재는 커버 디스크 상에 고정되지만, 그러나 예컨대 커버 디스크와 진동 부재 사이의 평형추와 같은 또 다른 위치에 의해서도 고정된다. 커버 디스크 상에서 진동 부재의 고정은, 요동 내지 진동이 커버 디스크 내에 국소적으로 유입되고 그에 따라 커버 디스크의 세척이 매우 효율적이라는 장점을 제공한다.
이 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 예컨대 초음파 진동기를 포함할 수 있으며, 이런 초음파 진동기는 16kHz부터의 초음파 범위의 주파수로 커버 디스크를 진동시키고 이렇게 커버 디스크로부터 예컨대 오염 입자, 물방울 또는 얼음 코팅의 형태인 오염물들을 흔들어 털어버리는 점을 보장한다.
소수성 및 먼지 반발성 코팅층으로서는 예컨대 연꽃잎 효과(Lotus effect)를 사용하는 이른바 나노 코팅층이 사용될 수 있다. 이 경우, 오물 및 표면의 접착력은 매우 낮아지게 된다. 이 경우, 습기 및 오염 입자들은 방울져 흘러내리는 물에 포함되고 오물도 소수성 코팅층으로부터 간단히 방울져 흘러 내린다.
마찬가지로, UV 방사선을 통해 경화되며, 그리고 예컨대 광학적으로 투명한 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 커버 디스크들을 위해 UV 방사선을 통한 마모, 화학 손상, 재료 손실 내지 황변(yellowing)에 대한, 그리고 오물들에 대한 보호를 제공하는 내긁힘성 및 내후성 코팅 재료들은 소수성 및 먼지 반발성 코팅층으로서 적어도 하나의 커버 디스크의 외면 상에 적층될 수 있다. 특히 커버 디스크들을 위한 내후성 쉘터(shelter)로서 이용되는 상기 코팅층들은 실리콘 하드코트(silicon hardcoat)로서 지칭된다. 예컨대 차량 헤드램프들의 커버 디스크들을 내후성 및 먼지 반발성으로 코팅하기 위해 적합한 상기 코팅 재료는 Momentive Performance Materials Inc.(www.momentive.com) 사에 의해 SilFORT* UVHC5000이란 제품명으로 판매되고 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재를 장착하고 그 외에 먼지 반발성 외부 코팅층을 구비한 커버 디스크의 조합을 통해, 헤드램프, 특히 차량 헤드램프의 일반적인 적용 사례에서, 외부 세척액을 위해 통상적으로 필요한 액체 탱크; 그리고 펌프들, 공급 호스들, 및 커버 디스크들 상으로 세척액을 분사하기 위한 세척 노즐들과 같은 장치들;과 함께 상기 외부 세척액의 사용은 생략될 수 있다. 그렇게 하여, 한편으로, 본 발명에 따른 세척 장치를 구비한 헤드램프의 구조는 종래의 고압 헤드램프 세척 시스템들에 비해 실질적으로 간소화된다. 다른 한편으로는, 자동차를 위한 종래 헤드램프 세척 시스템들이 통상 포함하는 기계적 가동 부재들(mechanically movable parts)의 생략을 통해, 차량 헤드램프를 위한 본 발명에 따른 세척 장치의 적용 시 보행자 보호는 분명하게 증가된다.
목적에 적합하게는, 본 발명의 제1 변형예에서, 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정된 평형추와 결합될 수 있다.
이런 실시예에서, 적어도 하나의 평형추는 커버 디스크 상에 고정된다. 평형추와 결합된 진동 부재의 요동은 진동 부재로부터 평형추 상으로, 그리고 이 평형추에 의해 강화되어 커버 디스크 상으로 직접 전달된다. 진동 부재의 진동 작용은 진동 부재와 결합된 평형추의 공진(resonance)으로서 강화되고 그에 따라 커버 디스크의 세척 작용도 추가로 개선된다.
본 발명의 매우 조밀한 개선예에서, 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 평형추와 일체형으로 연결될 수 있다.
그뿐만 아니라, 평형추와 일체형으로 연결되거나 하나의 부품 내에 통합되어 있는 진동 부재로 이루어지는 조합구조는 진동 유닛으로서도 지칭된다.
이런 조밀한 실시예는, 진동 부재가 하우징을 구비하여 폐쇄되고 캡슐화되어 다만 전기적으로만 접촉되기만 하면 되는 진동 유닛으로서 형성될 수 있다는 장점을 제공한다. 각각의 여건들에 따라서, 그리고 커버 디스크의 크기, 커버 디스크의 세척할 영역의 크기, 및 오염물들의 유형 및 양에 따라서, 필요한 경우에는 복수의 상기 진동 부재가 하나의 커버 디스크 상에 고정될 수 있다. 이 경우, 복수의 진동 부재의 제어는 목적에 적합하게는 단일의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크와 접합을 통해 영구적으로 연결될 수 있다.
"접합"이란 용어에 대해서는 DIN 8593-1에 준하여 상이한 접합 방법들이 요약되어 있다. 접합 시, 기하학적으로 정해진 형상을 갖는 2개 또는 그 이상의 중실 몸체(solid body), 즉 접합 부재들은 영구적으로 상호 간에 연결되거나 접합된다. 다수의 접합 방법에서, 추가로 "무형의(formless)" 첨가제, 다시 말해 자신의 형태가 정의되어 있지 않은 물질이 사용된다. 예컨대 접착제가 상기 첨가제를 의미한다.
구체적으로, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크와 예시로서 하기 접합 방법들을 통해 영구적으로 연결될 수 있다.
- 접착제를 이용한 접착을 통해;
- 직접적으로 커버 디스크를 통과하는 나사들을 이용한 나사 결합, 또는 확산 디스크(diffusion disc) 상에서 나사 홀더(screw holder)와의 나사 결합을 통해;
- 형상 결합식 고온 코킹(hot caulking)을 통해. 이 경우, 열가소성 변형을 통해 커버 디스크는 진동 유닛의 홀더 또는 어댑터가 된다.
- 커버 디스크와 진동 부재의 베이어닛 결합을 통해. 베이어닛 결합이란 용어와 관련하여 통상의 기술자는 조립 내지 교정(straightening)을 밀어넣기 및 돌리기로 이루어진 적합한 조합 및 시퀀스로서 해석한다. 교정은 대개 선형(병진) 이동과 그에 뒤이은 회전 이동을 통해 수행된다. 베이어닛 결합은 형상 결합을 통해 유지되며, 개방은 정적 마찰 및/또는 스프링 힘을 극복하는 것을 통해, 그리고/또는 래칭 단차부(latching step) 또는 잠금장치를 우회하거나 개방하는 것을 통해 수행될 수 있다.
- 확장 연결(expansion connection)을 통해. 탄성 확장(elastic expansion) 시, 접합 부재는 우선 탄성 변형된다. 삽입되거나 밀어 넣어진 후에는 탄성 반발(elastic rebound)이 수행된다. 이에 대한 예는, 커버 디스크와 적어도 하나의 진동 부재의 고정을 위해 사용될 수 있는 클립 연결부, 스냅 연결부, 확장 링(expansion ring), 판 스프링 및 스냅 링이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 목적에 적합하게는, 세척 장치의 경우 적어도 하나의 진동 부재와 결합되는 평형추가 적어도 하나의 커버 디스크와 접합을 통해 영구적으로 연결될 수 있다.
접합 연결을 위한 전술되고 가능한 실시 변형예들은, 적어도 하나의 진동 부재와 결합되고 커버 디스크 상에 고정되는 하나 또는 복수의 평형추에도 동일한 방식으로 적용된다.
매우 목적에 적합하게는, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 적어도 하나의 커버 디스크 내에 통합될 수 있다.
이런 실시예에서, 적어도 하나의 진동 부재는 손상 또는 기상 영향으로부터 매우 효과적으로 보호되는 방식으로 커버 디스크 내에 통합된다. 컨트롤러에 의해 활성화되는 진동 부재의 진동은 바람직하게는 직접적으로 곧바로 의도되는 세척을 위해 커버 디스크 내로 유도된다. 따라서, 진동 손실은 신뢰성 있게 방지된다. 하나 또는 복수의 진동 부재는 예컨대 삽입 성형(Insert molding) 또는 사출 성형(Injection molding)을 이용한 제조 공정 동안 사출 성형 공정 시 진동 부재를 삽입하는 것을 통해 커버 디스크 내에 통합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 바람직하게는, 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재 및 이 진동 부재와 결합된 평형추는 각각 적어도 하나의 커버 디스크 내에 통합될 수 있다.
본 발명의 목적에 적합한 상기 개선예에서, 하나 또는 복수의 진동 부재 외에도, 예컨대 평형추로서 이용되는 부품들과 같은 또 다른 구조 부재들 역시도 커버 디스크 내에 직접 매립되고 통합될 수 있다. 자신의 진동 질량을 기반으로 평형추로서 이용되는 부품들은, 이들 부품 자체가 진동 부재를 위한 공진체(resonant body)로서 작용하면서 진동 부재의 요동을 그에 상응하게 강화시킨다는 장점을 제공한다.
본 발명에 따른 매우 효과적인 세척 장치의 경우, 2개 이상의 진동 부재가 서로 이격되어 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정될 수 있으며, 2개 이상의 진동 부재는 각각 하나의 컨트롤러에 의해 활성화될 수 있다.
세척 임무들(cleaning task)과 관련하여 각각의 지역적인 여건들 및 요건들에 따라서, 복수의 진동 부재는 하나의 커버 디스크의 표면에 걸쳐서 분포되어 배치될 수 있다. 이를 위해, 목적에 적합한 방식으로, 커버 디스크 상에서 진동 부재들의 위치들은, 커버 디스크의 아래쪽에 위치하는 헤드램프의 광학적 광로 내에 직접적으로 배치되지 않고 그에 따라 헤드램프의 생성되는 광 패턴을 방해하지 않도록 선택된다.
본 발명의 일 개선예에서, 세척 장치의 경우 2개 이상의 진동 부재 각각에는, 적어도 하나의 커버 디스크 상에 고정된 각각 하나의 평형추가 할당될 수 있다.
이런 실시예에서, 복수의 진동 부재는 개별적으로 형성될 수 있다. 이렇게, 여기서는, 각각의 진동 부재에는 각각 하나의 정의된 평형추가 할당된다. 가변될 수 있는 진동 유닛의 전체 질량 외에도, 필요한 경우, 커버 디스크의 각각의 표면 섹션마다 진동 부재들의 밀도 역시도 가변될 수 있다. 그에 따라, 예컨대 상대적으로 더 강하게 오물에 노출되는 커버 디스크의 표면 섹션들은 밀접하게 서로 나란히 배치되는 복수의 진동 부재의 사용을 통해 매우 효율적으로 세척될 수 있다.
본 발명의 일 개선예에서, 세척 장치는 그 밖에도 김서림 방지 장치를 포함할 수 있으며, 김서림 방지 장치는 적어도 하나의 커버 디스크의 내면 상에 배치되며, 그리고 김서림 방지 장치는 김서림 방지 코팅층, 가열 필름, 및/또는 가열 와이어들을 구비한 가열 부재를 포함하는 군(group)에서 선택된다.
본 발명에 따른 세척 장치의 상기 개선예는, 커버 디스크가 자신의 외면 상에서 외부 오염물 및 기상 영향으로부터 보호될 수 있을 뿐만 아니라, 그에 추가로 자신의 내면에서도 보호될 수 있다는 장점을 제공한다. 내면은, 외면에 대향하여 위치하는 커버 디스크의 면으로서, 예컨대 헤드램프의 경우, 특히 차량 헤드램프의 경우 장착 위치에서 헤드램프의 하우징을 향해 배향되어 있는 상기 면을 의미한다. 습하거나 저온인 날씨일 때 디스크 내면 상에서 의도되지 않는 응축수 형성을 방지하기 위해, 본 발명의 상기 실시형태에서 커버 디스크의 내면의 적어도 하나의 섹션은 김서림 방지 코팅층을 구비한다.
"김서림 방지(Anti-fog)"로서 지칭되는 상기 코팅층들은 예컨대 투명한 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 커버 디스크들을 위해 MODIPER®H라는 명칭으로 제조업체 NOF Corporation(www.nof.co.jp) 사로부터 구입할 수 있다.
디스크 내면 상에서 적어도 일부 섹션에 배치되는 김서림 방지 코팅층에 대한 대안으로, 또는 그에 보충하여, 커버 디스크의 내면 상에는, 커버 디스크 내에 통합되어 있는 가열 와이어들을 포함하는 가열 필름 및/또는 가열 부재 역시도 제공될 수 있다. 상기 유형의 전기 부품들은, 목적에 적합하게는, 적어도 하나의 진동 부재를 활성화하기 위해 이용되는 동일한 컨트롤러에 의해 제어되고 활성화될 수 있다. 이렇게, 필요에 따라, 커버 디스크의 디스크 내면 상에서 응축수 형성물은 빠르게 건조될 수 있다.
매우 바람직하게는, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 적어도 하나의 진동 부재는 초음파 진동을 생성하는 압전 진동기(piezoelectric vibrator)일 수 있다.
16kHz 내지 200kHz의 주파수에서 초음파 생성을 위해 이용되는 공진 작동식 압전 액추에이터는 매우 조밀한 구조의 장점을 제공하며, 이는 특히 최대한 작게 구성되는 진동 부재들에서, 또는 헤드램프들 내지 차량 헤드램프들의 커버 디스크 상에 최대한 평범하게 고정되는 조밀한 진동 유닛들에서 사용할 때 매우 중요하다. 상기 압전 액추에이터들 내지 압전 진동기들의 작은 구조 크기를 기반으로, 이들 액추에이터 내지 진동기는 커버 디스크 내에 직접적으로 통합되도록 제공되며, 그럼으로써 세척 장치의 효율성은 -앞서 이미 설명한 것처럼- 추가로 증가될 수 있게 된다.
매우 효율적인 방식으로, 컨트롤러가 카메라와, 그리고/또는 센서, 바람직하게는 광학 센서, 및/또는 습도 센서와 상호작용할 때, 본 발명에 따른 세척 장치의 세척 작용은 추가로 증가될 수 있다.
커버 디스크의 오물을 검출하는 카메라 및/또는 적합한 센서와 세척 장치 및/또는 이 세척 장치의 컨트롤러의 신호에 따른 결합은, 세척 장치가 필요에 따라 자동으로 활성화된다는 장점을 제공한다. 예컨대 자동차의 경우에 카메라에 의해 실제 기상 조건들이 예컨대 비 또는 눈이 오는 동안 헤드램프의 커버 디스크의 세척을 필요로 하게 하는지 그 여부가 식별될 수 있다.
각각의 사용 지역 및 기상에 따라서, 목적에 적합하게는, 본 발명에 따른 세척 장치의 경우, 컨트롤러에서부터 적어도 하나의 진동 부재의 활성화는, 주기적으로 반복되는 활성화, 수동 활성화, 센서 신호를 이용한 활성화, 카메라 신호를 이용한 활성화를 포함하는 군에서 선택되는 활성화 계획(activation scheme)에 따라서 수행될 수 있다.
예시로서, 하기 변형예들은 각각 컨트롤러에서부터 적어도 하나의 진동 부재의 활성화를 위해 생각해볼 수 있다.
- 주기적으로 반복되는 활성화: 정의된 시간 간격으로, 적어도 하나의 진동 부재는 존재하는 조건들(습기, 오물 등)과 무관하게 활성화된다.
- 수동 활성화에 의해: 예컨대 차량의 경우, 세척 장치의 적어도 하나의 진동 부재의 활성화는 "와이퍼"의 앞유리 세척의 활성화와 조합되어 수행된다. 이를 위해, 컨트롤러는 앞유리 세척의 신호를 수신받으며, 그에 뒤이어 세척 장치의 진동 부재가 활성화된다.
- 차량의 앞유리 상에, 또는 그의 커버 디스크 상에 있는 레인 센서에 의해 진동 부재가 활성화된다.
- 헤드램프 내의 카메라에 의해 커버 디스크의 오물이 검출된다.
또한, 본 발명의 범주에서, 세척 장치의 적어도 하나의 진동 부재는 컨트롤러에서부터 상이한 주파수들 및/또는 진폭들 및/또는 시간 간격들 및/또는 시간 기간들에서 활성화되고 작동될 수 있다. 그에 따라, 세척 장치에 의해, 결과적으로 최대한 각각의 개별 세척 임무에 매칭되는 방식으로 세척 장치를 구비한 커버 디스크를 최대한 효율적으로 세척할 수 있도록 하기 위해, 상이한 세척 프로그램들이 설정될 수 있다. 예컨대 목적에 적합하게는, 커버 디스크의 세척은, 우천 시 세척 동안보다 건조한 날씨일 때 예시로서 적어도 하나의 진동 부재의 요동의 상대적으로 더 높은 주파수 및 진폭으로 진행될 수 있다. 비가 내리는 축축하고 습한 날씨일 때에는, 예컨대 빗방울 및 습기를 흔들어 떼어내기 위한 커버 디스크의 세척은, 건조한 날씨일 때 적합한 것보다 하나 또는 복수의 진동 부재의 요동의 비교적 더 낮은 주파수 및 더 작은 진폭으로 진행되는 것만으로도 충분할 수 있다.
전술한 과제는, 본 발명의 일 개선예에서, 마찬가지로 적어도 하나의 커버 디스크를 포함하고, 적어도 하나의 커버 디스크를 세척하기 위한 본 발명에 따른 세척 장치를 장착하고 있는 헤드램프, 특히 차량 헤드램프에 의해서도 해결된다.
본 발명에 따른 세척 장치의 전술한 장점들은 동일한 방식으로 세척 장치를 구비한 헤드램프, 특히 차량 헤드램프에도 적용된다. 본원 출원에서는, 간소화를 위해, 각각 하나의 세척 장치에 대해서만 언급된다. 자명하게, 본 발명에는, 복수의 세척 장치를 포함하는 헤드램프 역시도 포함된다. 마찬가지로, 세척 장치의 용어에는, 하나 또는 복수의 진동 부재를 구비한 상이한 실시예들도 포함된다.
또한, 본 발명은 헤드램프의 적어도 하나의 커버 디스크를 세척하기 위한 본 발명에 따른 세척 장치를 장착한 적어도 하나의 헤드램프, 특히 차량 헤드램프를 포함하는 차량에도 관한 것이다.
본 발명의 전술한 장점들 및 바람직한 효과들은 동일한 방식으로 본 발명에 따른 세척 장치를 구비한 하나 또는 복수의 헤드램프를 장착하고 있는 차량에도 적용된다.
본 발명의 또 다른 세부사항들, 특징들 및 장점들은 도면들에 개략적으로 도시된 본 발명의 실시예들의 하기 설명에서 분명하게 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 세척 장치의 제1 실시예를 포함하는 차량 헤드램프를 전방에서 비스듬하게 보고 도시한 등각 투상도이다.
도 2는 도 1에 표시된 세척 장치의 부분(A)을 측면에서부터 보고 상세하게 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 진동 부재가 평형추와 함께 그 내에 통합되어 있는 곳인 진동 유닛을 포함하여 커버 디스크 상에 고정된 세척 장치를 상부에서부터 비스듬하게 보고 도시한 등각 투상도이다.
도 4는 커버 디스크 내에 통합되어 있는 진동 유닛의 부분을 측면에서부터 보고 상세하게 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시 변형예에서 자체의 표면 상에 고정된 세척 장치를 포함하는 커버 디스크를 상부에서부터 비스듬하게 보고 도시한 등각 투상도이다.
도 6은 본 발명에 따른 세척 장치를 구비한 커버 디스크를 포함하는 차량 헤드램프를 도시한 상면도이되, 복수의 진동 부재가 커버 디스크 내에 통합되어 있다.
도 7은 대응하는 제어 시스템과 함께 본 발명에 따른 세척 장치의 또 다른 변형예를 측면에서부터 보고 도시한 부분 단면도이다.
도 8은 대응하는 제어 시스템과 함께 본 발명에 따른 세척 장치의 대안의 변형예를 측면에서부터 보고 도시한 부분 단면도이다.
이제 하기에서는 도면이 상세하게 기술된다.
도 1에는, 본 발명에 따른 세척 장치(10)의 제1 실시예를 포함하는 차량 헤드램프(1)가 도시되어 있다. 여기에 도시된 차량 헤드램프(1)는 예컨대 투명한 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 제조되는 커버 디스크(2)를 포함한다. 커버 디스크(2)는 외면(3), 및 이 외면(3)에 대향하여 위치하는 내면(4)을 포함한다. 커버 디스크(2)의 외면(3)은 차량 헤드램프(1)의 장착 위치에서 환경 영향들에 노출된다. 커버 디스크(2)의 내면(4)은 장착 위치에서 바깥쪽에서부터 커버 디스크(2)에 의해, 그리고 하우징(6)에 의해 형성되는 차량 헤드램프(1)의 내부 챔버(5)를 향해 배향된다.
차량 헤드램프(1)의 커버 디스크(2)를 위한 본 발명에 따른 세척 장치(10)는 커버 디스크(2) 상에 고정되는 적어도 하나의 진동 부재(11)를 포함한다. 진동 부재(11)는 목적에 적합하게는 진동 유닛(18) 내에 내장되거나, 또는 그 내에 통합될 수 있다.
도 2에는, 도 1에 표시된 세척 장치(10)의 부분(A)이 상세하게 도시되어 있다. 도 2에서, 상기 진동 유닛(18)은 부분 단면도로 도시되어 있다. 진동 유닛(18)의 안쪽에는, 여기에는 분명하게 도시되지 않은 컨트롤러에서부터 활성화될 수 있는 적어도 하나의 진동 부재(11)가 위치된다. 진동 부재(11)는 여기서는 예컨대 압전 소자(12)로서, 또는 압전 진동기(12)로서 형성된다. 압전 진동기(22)는, 16kHz 내지 200kHz의 주파수에서 초음파 생성을 위해 이용되는 공진 작동식 압전 액추에이터이다. 압전 진동기(12)는 여기서 상기 실시예의 경우 한편으로 평형추(15) 상에 고정되고, 다른 한편으로는 홀더(16)에 의해 진동 유닛(18)의 하우징(17) 내에 고정된다. 진동 유닛(18)의 하우징(17)은 평형추(15) 역시도 에워싼다. 평형추(15)는 접착제(19) 또는 접착 필름(19)들에 의해 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에 접착된다. 마찬가지로 진동 유닛(18)은 평형추(15) 상에, 그리고 하우징(17) 내의 홀더(16)들 상에 접착제(19)에 의해 점착 고정된다. 하우징(17)과 함께 진동 유닛(18)은, 곧바로 커버 디스크(2) 상에 고정될 수 있고 전기적으로만 접촉되기만 하면 되는 폐쇄되고 캡슐화된 구조의 장점을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 세척 장치(10)는 소수성 및 먼지 반발성 코팅층(20)을 포함하며, 이런 코팅층은 커버 디스크(2)의 외면(3) 상에 적층되어, 오염물(25)들, 예컨대 오염 입자, 구정물 또는 결빙이 커버 디스크(2)의 외면(3) 상에 달라붙거나 부착되어 있는 점을 방지한다.
커버 디스크(2)를 위한 내후성 쉘터로서 이용되는 외면의 먼지 반발성 코팅층(20)으로서는 여기서는 실리콘 하드코트 코팅층이 이용된다. 이런 실리콘 하드코트 코팅층의 코팅층 두께는 예컨대 8 내지 12㎛이다.
그에 추가로, 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에는 김서림 방지 장치(40)가 김서림 방지 코팅층(41)의 형태로 부착된다.
도 3에는, 하우징(17)의 안쪽에서 진동 부재(11)가 평형추(15)와 함께 그 내에 통합되어 있는 곳인 진동 유닛(18)을 포함하여 커버 디스크(2) 상에 고정된 세척 장치(10)가 도시되어 있다. 진동 유닛(18)은 접착층(19)에 의해 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에 접착된다. 압전 소자(12)의 형태인 진동 부재(11)는 여기서는 평형추(15)와 연결되어 있다. 평형추(15)뿐만 아니라 진동 부재(21) 역시도 하우징(17)의 안쪽에서 커버 디스크(2)에 직접적으로 인접한다. 따라서, 진동 유닛(23)의 진동은 커버 디스크(2) 내로 매우 효율적으로 직접적으로, 그리고 곧바로 유도된다. 따라서, 소수성 코팅층(20)을 구비한 커버 디스크(2)의 외면(3) 상에 달라붙게 되는 오물들은 필요할 때 압전 진동기(12)의 공진 요동에 의해 매우 효과적으로 흔들리면서 떼어내어질 수 있다.
도 4에는, 커버 디스크(2) 내에 통합되어 있는 진동 유닛(18)의 부분이 상세하게 도시되어 있다. 진동 유닛(18)은 여기서는 커버 디스크(2) 내의 함몰부(9) 내에 매립된다. 그에 뒤이어, 공동부(cavity)는 진동 유닛을 매립한 이후 유리처럼 투명하게 경화되는 접착제(19)로 채워졌다.
도 5에는, 본 발명에 따른 세척 장치(10)의 또 다른 실시 변형예가 그 상에 고정되어 있는 곳인 커버 디스크(2)가 도시되어 있다. 여기서는 개략적으로 도시된 진동 유닛(18)은 매우 평평한 하우징(17)에 수용되며, 압전 진동기(12)의 형태인 진동 부재(11)와 평형추(15)는 상호 간에 결합될 뿐만 아니라 서로 나란하게 하우징(17)의 안쪽에 배치된다. 커버 디스크(2)의 외면(3)은 소수성 코팅층(20)을 포함한다. 커버 디스크(2)의 내면(4)은 커버 디스크(2) 내에 통합되는 복수의 가열 와이어를 포함한 가열 필름(42)의 형태인 김서림 방지 장치(40)를 포함한다.
도 6에는, 본 발명에 따른 세척 장치(10)를 구비한 커버 디스크(2)를 포함하는 차량 헤드램프(1)가 도시되어 있되, 복수의 진동 부재(11)는 커버 디스크(2) 내에 통합되어 있다. 개별 진동 부재(11)들은 신호 라인(31)들에 의해 분명하게 도시되지 않은 컨트롤러와 연결되어 함께 컨트롤러에서부터 활성화될 수 있다.
도 7에는, 대응하는 제어 시스템과 함께 본 발명에 따른 세척 장치(10)의 또 다른 변형예가 개략적으로 도시되어 있다. 이런 실시예에서, 자동차 헤드램프(1)의 부분이 상세하게 도시되어 있되, 커버 디스크(2)는 외면의 소수성 코팅층(20)을 구비하고 있다. 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에는 여기서는 판형 평형추(15)가 접착층(19)에 의해 고정되어 있다. 평형추(15) 상에는 진동 부재(11)가 고정된다. 또한, 내면(4)은 예컨대 김서림 방지 코팅층(41)의 형태인 김서림 방지 장치(40)에 의해 의도되지 않는 응축수 형성으로부터 보호된다. 컨트롤러(30)는 진동 부재(11)의 활성화를 위해 이용된다. 이를 위해, 컨트롤러는 신호 라인(31)들에 의해 진동 부재(11)와, 그리고/또는 진동 부재(11)와 결합된 모션 센서(32)와 연결된다. 헤드램프(1)의 내부 챔버(5) 내에 배치되어 마찬가지로 신호 라인(31)에 의해 컨트롤러(30)와 연결되어 있는 카메라(33)에 의해서는, 커버 디스크(2) 상의 오물들 또는 빗방울들이 검출된다. 따라서, 진동 부재(11)의 활성화는 카메라(33)의 신호의 수신 후에 컨트롤러(30)를 통해 수행된다. 모션 센서(32)는 여기서는 진동 부재(11)의 작동 신뢰성의 점검을 위해 이용된다.
카메라(33)에 대한 대안으로, 또는 그에 보충하여, 하나 또는 복수의 센서(32), 예컨대 광학 센서 또는 습도 센서 역시도 적어도 하나의 진동 부재(11)의 활성화를 위해 이용될 수 있다. 이를 위해, 상기 유형의 센서(32)들, 예컨대 레인 센서들은 커버 디스크(2) 상에 직접 고정되거나, 또는 그 내에 통합된다. 차량 헤드램프(1)의 내부 챔버(5) 내에 포지셔닝되며, 그리고 어느 시점부터 오물이 그 자체로서 검출되고 상응하는 카메라 신호가 컨트롤러(30)로 송출되는지에 대한 자신의 민감도가 프로그래밍될 수 있는 카메라(33)는, 오물(25)이 국소적으로 발생하는 경우에도 자신이 작동 가능하게 유지된다는 장점을 제공한다. 커버 디스크(2) 상에 고정되는 단일의 소형 센서(32)는 커버 디스크(2) 상에서 국소적으로 발생하는 심한 오물(25)들을 통해 가려질 수 있으며, 그런 다음 경우에 따라서 기능하지 않게 된다. 이런 이유에서, 목적에 적합하게는, 세척 장치(10)의 활성화 시에, 센서(32)들을 이용하고 카메라는 사용하지 않으면서 세척 장치(10)의 최대한 고장 안정적인 중복 활성화를 제공한다. 이는, 복수의 센서(32)가 커버 디스크(2)의 여러 위치에 포지셔닝됨으로써 달성될 수 있다. 단일의 센서(32), 특히 광학 센서가 국소적 오물로 인해 일시적으로 기능하지 못하는 경우, 그럼에도 병렬로 연결된 추가 센서(32)들을 통해 진동 부재(11)는 컨트롤러(30)에 의해 활성화될 수 있다.
도 8에는, 대응하는 제어 시스템과 함께 본 발명에 따른 세척 장치(10)의 또 다른 대안의 변형예가 도시되어 있다. 도 7과 달리, 여기 도 8에서는, 평형추(15)와 진동 부재(11)가 상호 간에 결합되어 있을 뿐만 아니라, 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에 서로 나란하게 고정되어 있다. 다시금, 컨트롤러(30)는 진동 부재(11)의 활성화를 위해 이용된다. 이를 위해, 컨트롤러는 신호 라인(31)들에 의해 진동 부재(11)와 연결된다. 헤드램프(1)의 내부 챔버(5) 내에 배치되고 마찬가지로 신호 라인(31)에 의해 컨트롤러(30)와 연결된 카메라(33)에 의해서는, 커버 디스크(2) 상의 오물들 또는 빗방울들이 검출된다. 따라서, 진동 부재(11)의 활성화는 카메라(33)의 신호의 수신 후에 컨트롤러(30)를 통해 수행된다.
1: 차량 헤드램프
2: 커버 디스크
3: 커버 디스크의 외면
4: 커버 디스크의 내면
5: 차량 헤드램프의 내부 챔버
6: 차량 헤드램프의 하우징
9: 커버 디스크 내의 함몰부
10: 세척 장치
11: 진동 부재
12: 압전 소자, 압전 진동기
15: 평형추
16: 홀더
17: 진동 유닛의 하우징
18: 진동 유닛
19: 접착제
20: 소수성 코팅층
25: 오염물, 오염 입자
30: 컨트롤러
31: 신호 라인
32: 센서
33: 카메라
40: 김서림 방지 장치
41: 김서림 방지 코팅층
42: 가열 필름
43: 가열 와이어

Claims (15)

  1. 헤드램프, 특히 차량 헤드램프(1)의 적어도 하나의 커버 디스크(2)의 세척을 위한 장치(10)에 있어서,
    적어도 하나의 진동 부재(11)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 상에 고정되며, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 컨트롤러(30)에 의해 활성화될 수 있으며, 상기 커버 디스크(2)는 자신의 외면 상에 소수성 및 먼지 반발성 코팅층(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 상에 고정된 평형추(15)와 결합되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 상기 평형추(15)와 일체형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2)와 접합을 통해 영구적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)와 결합된 상기 평형추(15)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2)와 접합을 통해 영구적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11) 및 상기 진동 부재(11)와 결합된 상기 평형추(15)는 각각 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 진동 부재(11)는 서로 이격되어 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 상에 고정되며, 상기 2개 이상의 진동 부재(11)는 각각 하나의 컨트롤러(30)에 의해 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  9. 제8항에 있어서, 상기 2개 이상의 진동 부재(11) 각각에는, 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2) 상에 고정된 각각 하나의 평형추(15)가 할당되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 세척 장치(10)로서, 그 밖에도 김서림 방지 장치(40)를 더 포함하는 상기 세척 장치에 있어서, 상기 김서림 방지 장치(40)는 상기 적어도 하나의 커버 디스크(2)의 내면(4) 상에 배치되며, 그리고 상기 김서림 방지 장치(40)는, 김서림 방지 코팅층(41), 가열 필름(42), 및/또는 가열 와이어(43)들을 구비한 가열 부재를 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)는 초음파 진동을 생성하는 압전 진동기(12)인 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러(30)는 카메라(33)와, 그리고/또는 센서(32), 바람직하게는 광학 센서 또는 습기 센서와 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러(30)에서부터 상기 적어도 하나의 진동 부재(11)의 활성화는, 주기적으로 반복되는 활성화, 수동 활성화, 센서 신호를 이용한 활성화, 카메라 신호를 이용한 활성화를 포함하는 군에서 선택되는 활성화 계획에 따라서 수행되는 것을 특징으로 하는 커버 디스크의 세척 장치(10).
  14. 적어도 하나의 커버 디스크(2)를 세척하기 위한 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따르는 세척 장치(10)를 구비한 적어도 하나의 커버 디스크(2)를 포함하는 헤드램프, 특히 차량 헤드램프(1).
  15. 제14항에 따르는 적어도 하나의 헤드램프를 포함하는 차량.
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