KR20230090667A - 결빙방지를 위한 자동차의 led 전조등 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 램프유닛의 씰링부재를 PTC 고분자로 구성하여 램프유닛의 렌즈에 결빙이 발생하지 않도록 함으로써, 지역에 관계없이 LED광원이 적용될 수 있도록 한 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등에 관한 것이다.
이를 위해, 자동차의 전방을 향해 개구된 개구부를 형성하며, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상기 개구부를 향해 빛을 조사할 수 있도록 설치된 LED유닛; 상기 하우징의 개구부를 차폐하며, 상기 LED유닛으로부터 조사된 빛을 투과시킬 수 있도록 설치된 렌즈를 포함하는 램프 유닛; 및 상기 램프 유닛과 자동차의 바디 사이에 개재되어, 바디 내부와 바디 외부 사이의 기밀을 유지시키기 위한 씰링부재를 포함하며, 상기 씰링부재는 PTC 고분자인 것을 특징으로 하는 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 제공한다.
이를 위해, 자동차의 전방을 향해 개구된 개구부를 형성하며, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상기 개구부를 향해 빛을 조사할 수 있도록 설치된 LED유닛; 상기 하우징의 개구부를 차폐하며, 상기 LED유닛으로부터 조사된 빛을 투과시킬 수 있도록 설치된 렌즈를 포함하는 램프 유닛; 및 상기 램프 유닛과 자동차의 바디 사이에 개재되어, 바디 내부와 바디 외부 사이의 기밀을 유지시키기 위한 씰링부재를 포함하며, 상기 씰링부재는 PTC 고분자인 것을 특징으로 하는 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 제공한다.
Description
본 발명은 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 램프유닛의 씰링부재를 PTC 고분자로 구성하여 램프유닛 렌즈 표면의 결빙 방지를 통해 운행 지역에 관계없이 LED광원이 적용될 수 있도록 한 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등에 관한 것이다.
자동차의 헤드램프는 차량의 운행시 차량 전방을 비추기 위해 사용되는 것으로써, 헤드램프의 내부에는 광원이 구비되어 있고, 광원에서 발산되는 빛은 차량의 전방을 향해 빛을 조사(照射)한다. 최근의 헤드램프는 고휘도 LED 패키지의 광출력 향상과, LED를 이용한 고품위 자동차 조명기술 개발로 인하여 LED를 이용한 램프가 사용되고 있다. 이러한 LED는 할로겐램프에 비해 상당한 에너지를 절약할 수 있고, 또한, 고휘도의 조명 빛을 제공하기 때문에, 차량의 헤드램프 광원으로 점차 바뀌고 있다. 하지만, 상기한 LED가 광원으로 적용된 자동차의 헤드램프는 눈이 빈번하고 내리는 지방, 예컨대, 캐나다, 미국의 북부지역, 러시아 극동지역, 동유럽 등의 혹한 지역에서 사용할 수 없는 문제가 있다. 왜냐하면, 혹한 환경에서 발생하는 낮은 온도와 바람, 그리고, 차량에 적재되는 눈 등에 의하여, 헤드램프 렌즈의 표면이 얼어붙는 결빙현상이 발생하고, LED는 얼어붙은 헤드램프의 렌즈 표면을 녹일 수 있을 만한 온도의 조명 빛과 발열온도를 제공할 수 없기 때문에 렌즈를 투과한 LED의 조도는 LED의 실제 조도에 비해 낮아 운전자의 시인성을 해치므로 온도가 낮은 지역에서는 LED를 광원으로 하는 헤드램프 적용이 여의치 않은 문제가 있는 것이다. 이에 따라, 상기에서 언급한 온도가 낮은 혹한 지역 등에서는, 얼어붙은 헤드램프의 렌즈 표면을 녹일 수 있도록, LED보다 고온의 조명 및 발열 온도가 높은 할로겐램프가 차량용 헤드램프의 광원으로 적용되고 있다.
하지만, 할로겐램프가 적용된 차량용 헤드램프는 상기한 바와 같이 LED에 비해 에너지 소모가 높을 뿐만 아니라, warm white 계열의 빛을 조사하기 때문에 Cool white 계열의 빛을 조사하는 LED 램프보다 시인성이 낮은 단점이 있으며, 이에 따라, 혹한기에 눈이 쌓인 지역을 주행하는 차량 운전자의 시인성이 낮아지는 등 LED에 비해 단점이 많은 문제가 있다. 특히, 제설차와 같이 특수 목적을 위하여 제작된 차량은, 일반 차량들의 원활한 도로 주행을 위하여 차량 운행시간이 적은 이른 새벽이나 야간에 운행되는 경우가 많기 때문에, 헤드램프를 통한 시인성 확보는 매우 중요하다. 따라서, 광원은 LED를 사용하면서 헤드램프의 표면이 결빙되지 않도록 한 자동차의 헤드램프 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 램프유닛의 씰링부재를 PTC 고분자로 제작하여 씰링부재의 발열을 통해 램프유닛의 렌즈 표면이 결빙되는 것을 방지함으로써, 운행 지역의 운행 환경에 관계없이 광원을 LED로 적용할 수 있도록 한 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 자동차의 전방을 향해 개구된 개구부를 형성하며, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상기 개구부를 향해 빛을 조사할 수 있도록 설치된 LED유닛; 상기 하우징의 개구부를 차폐하며, 상기 LED유닛으로부터 조사된 빛을 투과시킬 수 있도록 설치된 렌즈를 포함하는 램프 유닛; 및 상기 램프 유닛과 자동차의 바디 사이에 개재되어, 바디 내부와 바디 외부 사이의 기밀을 유지시키기 위한 씰링부재를 포함하며, 상기 씰링부재는 PTC 고분자인 것을 특징으로 하는 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 제공한다.
이때, 외기 온도를 감지하는 온도센서; 강우 또는 강설 여부를 감지하는 레인센서; 상기 온도센서 및 상기 레인센서를 통해 감지된 결빙 조건에 따라 상기 PTC 고분자에 전원을 인가할 수 있도록 제공된 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등은 렌즈 둘레에 씰링부재를 설치하여 자동차의 바디 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하되, 상기 씰링부재를 PTC 고분자로 제작함으로써, 렌즈 표면이 결빙되는 것을 방지할 수 있도록 하였다. 즉, 본 발명은 씰링부재의 발열을 통해 렌즈 표면이 결빙되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다. 이에 따라, 본 발명은 혹한의 날씨에도 렌즈 표면이 결빙되는 것을 방지할 수 있으므로, 운행 지역의 운행 환경에 관계없이 광원을 LED로 적용할 수 있는 효과가 있다. 나아가 본 발명은 LED를 광원으로 사용할 수 있으므로, 에너지 소모를 줄이고 시인성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등 결빙 방지 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등 결빙 방지 조건을 나타낸 표이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등 결빙 방지 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등 결빙 방지 조건을 나타낸 표이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등에 대하여 설명하도록 한다.
결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등은 씰링부재를 PTC 고분자로 제작하여 씰링부재의 발열을 통해 램프유닛의 렌즈가 결빙되는 것을 방지할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등은 운행지역의 운행 환경에 관계없이 광원을 LED로 적용하여 시인성 및 에너지 효율성을 높일 수 있다.
결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 램프유닛(100)과, 씰링부재(200)와, 감지센서(300)와, 제어부(400)를 포함한다.
램프유닛(100)은 전조등의 외관을 구성하며, 자동차의 바디(10) 전방에 설치된다. 자동차의 바디(10) 전방에는 램프유닛(100) 탈착을 위한 탈착공(11)이 형성되며, 램프유닛(100)은 탈착수단(미도시)을 통해 탈착공(11)에 탈착될 수 있도록 제공된다. 램프유닛(100)은 하우징(110)과, LED유닛(120)과, 렌즈(130)를 포함한다. 하우징(110)은 LED유닛(120)이 설치될 수 있도록 내부공간을 형성하며, 내부공간은 자동차의 전방을 향해 개구된 개구부를 형성한다. LED유닛(120)은 빛을 자동차의 전방으로 조사(照射)하는 광원으로써, 명칭을 통해서도 알 수 있듯이 LED로 제공된다. 전조등의 광원이 LED로 제공됨에 따라 기존의 할로겐램프에 비해 조도를 높여 시인성을 극대화할 수 있으며, 전력 에너지 소모를 줄여 에너지 효율성을 높일 수 있다. 렌즈(130)는 하우징(110)의 개구부를 차폐하며, LED유닛(120)의 빛이 투과될 수 있도록 투명 재질로 이루어진다. 한편, 도시되지는 않았지만 하우징(110)의 내부공간에는 리플렉터가 설치되어 LED유닛(120)의 빛을 반사하고 확산하여 조사 효율성을 높일 수 있다.
씰링부재(200)는 램프유닛(100)과 탈착공(11) 사이의 기밀을 유지하여, 외부 이물질 등이 자동차의 바디(10) 내부로 유입되는 것을 방지한다. 즉, 전조등 설치구조 특성상 램프유닛(100)과 탈착공(11) 사이에 틈새가 발생하기 때문에, 씰링부재(200)는 틈새를 막아 이물질 유입을 방지할 수 있도록 한 것이다. 이때, 씰링부재(200)는 램프유닛(100)과 자동차의 바디(10) 사이에 개재될 수 있도록 설치되며, 씰링부재(200)의 재질은 PTC 고분자로 이루어진다. 씰링부재(200)는 상기한 바와 같이, 기밀 유지를 하는 역할과 더불어 발열수단으로써의 역할도 수행하는 것이다. 씰링부재(200)는 열을 발산하여 렌즈(130)에 열을 전달함으로써, 렌즈(130) 표면이 결빙되는 것을 방지하는 역할을 한다. 예컨대 겨울철 혹한의 날씨의 경우 눈이나 비에 의해 렌즈(130) 표면이 결빙될 수 있으며, 이로 인해 LED유닛(120)으로부터 조사되어 렌즈(130)를 투과한 빛의 조도는 LED유닛(120)의 실제 조도에 비해 낮을 수 있는바, 상기 씰링부재(200)의 발열을 통해 렌즈(130) 표면이 결빙되는 것을 사전에 미리 차단하여 LED유닛(120)의 조도가 원상태로 유지될 수 있도록 한 것이다. 씰링부재(200)의 재질은 상기한 바와 같이, PTC 고분자로 제공되며 PTC 고분자에 대한 특성은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 씰링부재(200)로의 전류 공급 회로는 자동차에 마련된 배터리를 통해 설계될 수 있다.
감지센서(300)는 씰링부재(200)의 발열을 제어하기 위한 구성으로써, 온도센서(310)와 레인센서(320)로 제공됨이 바람직하다. 씰링부재(200)의 발열 시점은 운전자가 외부 환경 조건을 인지하여 임의로 결정할 수 있으며, 감지센서(300)를 통해 씰링부재(200)의 발열이 자동으로 동작하도록 할 수도 있다. 이를 위해, 자동차에 이미 설치된 온도센서(310)와 레인센서(320)를 활용할 수 있다. 온도센서(310)는 자동차의 외기 온도를 측정하며, 레인센서(320)는 빗물의 세기와 양을 측정하여 와이퍼가 자동으로 움직일 수 있도록 한다.
제어부(400)는 발열수단인 씰링부재(200)를 자동으로 ON시키는 역할을 한다. 제어부(400)는 온도센서(310) 및 레인센서(320)의 측정값을 토대로 씰링부재(200)의 발열 기능을 ON시킬 수 있도록 제공된 것이다. 즉, 본 발명은 씰링부재(200)의 발열기능을 이용해 렌즈(130) 표면이 결빙되는 것을 방지하기 위한 것으로써, 온도센서(310)를 통해 결빙 온도인 O℃ 이하인 조건과, 레인센서(320)를 통해 강우 또는 강설 조건이 만족하면 제어부(400)는 씰링부재(200)에 전류를 인가하여 PTC 고분자를 발열시킬 수 있도록 한 것이다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등의 결빙방지 작용에 대하여 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
자동차 주행 중, 온도센서(310)를 통해 외기온도 측정이 이루어진다.(S100) 이때, 제어부(400)는 온도센서(310)를 통해 외기온도를 판단한다.(S200) 제어부(400)는 외기온도가 0℃ 초과이면 PTC 고분자(200)에 전류를 인가하지 않는다. 하지만, 온도센서(310)를 통해 외기 온도가 0℃ 이하로 판단되면, 레인센서(320)는 강우 또는 강설 여부를 감지한다.(S300) 이후, 제어부(400)는 레인센서(320)가 강우 또는 강설 여부에 대한 측정값을 판단한다.(S400) 이때, 제어부(400)는 레인센서(320)가 강우 또는 강설이 진행되고 있지 않은 것으로 감지하면, PTC 고분자(200)에 전류를 인가하지 않는다. 하지만, 레인센서(320)가 강우 또는 강설을 감지하면, 제어부(400)는 PTC 고분자(200)에 전류를 인가하여 씰링부재(200)를 발열시킨다.(S500) 이와 같은 씰링부재(200) 발열 조건은 도 4를 통해 이해될 수 있다. 한편, 씰링부재(200)가 발열됨으로써, 씰링부재(200)의 열은 램프유닛(1000으로 전달되고, 특히, 렌즈(130)의 온도가 상승됨에 따라 강우 또는 강설시 렌즈(130) 표면에 물이 지속적으로 접촉되더라도 결빙되는 일은 발생하지 않으며, LED유닛(120)으로부터 조사된 빛의 조도를 떨어뜨리지 않는다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등은 램프유닛(100)에 설치된 씰링부재(200)의 재질을 PTC 고분자로 구성하여 씰링부재(200)가 발열될 수 있도록 함으로써, 램프유닛(100)의 렌즈(130) 표면이 결빙되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 본 발명은 운행 환경에 관계없이 렌즈(130) 표면이 결빙되는 일을 방지할 수 있으므로, 전조등의 광원을 LED로 사용할 수 있어 시인성을 높이고 전력 에너지 효율성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 램프유닛
110 : 하우징
120 : LED유닛 130 : 렌즈
200 : 씰링부재 300 : 감지센서
310 : 온도센서 320 : 레인센서
400 : 제어부
120 : LED유닛 130 : 렌즈
200 : 씰링부재 300 : 감지센서
310 : 온도센서 320 : 레인센서
400 : 제어부
Claims (2)
- 자동차의 전방을 향해 개구된 개구부를 형성하며, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상기 개구부를 향해 빛을 조사할 수 있도록 설치된 LED유닛; 상기 하우징의 개구부를 차폐하며, 상기 LED유닛으로부터 조사된 빛을 투과시킬 수 있도록 설치된 렌즈를 포함하는 램프 유닛; 및
상기 램프 유닛과 자동차의 바디 사이에 개재되어, 바디 내부와 바디 외부 사이의 기밀을 유지시키기 위한 씰링부재를 포함하며,
상기 씰링부재는 PTC 고분자인 것을 특징으로 하는 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등. - 제1항에 있어서,
외기 온도를 감지하는 온도센서;
강우 또는 강설 여부를 감지하는 레인센서;
상기 온도센서 및 상기 레인센서를 통해 감지된 결빙 조건에 따라 상기 PTC 고분자에 전원을 인가할 수 있도록 제공된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙방지를 위한 자동차의 LED 전조등.
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