JP2017111938A - Vehicle headlamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アウタレンズに付着した雪や氷を溶かして除去するようにした車両用前照灯に関するものである。 The present invention relates to a vehicle headlamp that melts and removes snow and ice attached to an outer lens.
図11に示すように、降雨や降雪下において車両50の前照灯101のアウタレンズ103に雪が付着すると、前照灯101から出射する光束が低下したり、配光が乱れ、前照灯101の正常な機能が損なわれるという問題が発生する。
As shown in FIG. 11, when snow adheres to the
上記問題を解決するために、例えば特許文献1,2には、導電パターンが印刷された透明な電気絶縁性のシート状部材をアウタレンズ面にインモールド等によって固着し、このシート状部材の前記導電パターンに給電することによって該導電パターンを発熱させ、この熱によってアウタレンズを加熱することによって、該アウタレンズの表面に付着した雪や氷を溶かして除去する構成が提案されている。
In order to solve the above problem, for example, in
しかしながら、特許文献1,2において提案された構成では、アウタレンズに固着したシート状部材が前照灯からの光束の損失を招き、前照灯の照度が低下するという問題がある。
However, in the configurations proposed in
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光束の損失を伴うことなくアウタレンズに付着した雪を溶かして除去することができる車両用前照灯を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a vehicular headlamp that can melt and remove snow attached to an outer lens without loss of light flux. is there.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、ハウジングとその前面開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に、走行ビーム用ランプ又はすれ違いビーム用ランプの少なくとも何れか一方を収容して成る車両用前照灯において、前記アウタレンズの外面の前記走行ビーム用ランプ又は前記すれ違いビーム用ランプの少なくとも何れか一方の光軸よりも上又は下或いは上下に、車両前方に向かって光軸と略平行に突出するフィン状の発熱体を幅方向に沿って配置したことを特徴とする。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least one of a traveling beam lamp and a passing beam lamp is accommodated in a lamp chamber defined by an outer lens covering a housing and a front opening of the housing. In the vehicle headlamp, the optical axis toward the front of the vehicle above or below or above and below the optical axis of at least one of the traveling beam lamp or the low beam lamp on the outer surface of the outer lens. And a fin-like heating element protruding substantially in parallel with each other along the width direction.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記発熱体は、形状記憶材料から成る基材の上面に面状のヒータを配置して構成されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the heating element is configured by disposing a planar heater on an upper surface of a base material made of a shape memory material.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記発熱体の後端面と前記アウタレンズの外面との間に、幅方向に沿う隙間を形成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a gap along the width direction is formed between a rear end surface of the heating element and an outer surface of the outer lens.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、車体に固設された左右2つの固定受部に、車両前方に向かって略水平に突出する固定ピンをそれぞれ固定し、左右の固定ピンによって前記発熱体の幅方向両端を裏面側から支持するとともに、該固定ピンを前記発熱体への給電経路として使用することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, fixing pins that protrude substantially horizontally toward the front of the vehicle are respectively fixed to the two left and right fixed receiving portions fixed to the vehicle body. The fixing pins are used to support both ends in the width direction of the heating element from the back side, and the fixing pins are used as a power feeding path to the heating element.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記発熱体の温度を測定する温度検知センサを設け、該温度検知センサによって検出される温度に基づいて前記発熱体をON/OFFする制御手段を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項6記載の発明は、請求項1〜5の何れかに記載の発明において、前記アウタレンズの外面をフッ素樹脂でコーティングしたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、発熱体に付着した雪を該発熱体が発生する熱によって溶かして融雪水を生成し、アウタレンズに付着した雪を融雪水によって溶かして除去することができるため、アウタレンズへの雪の付着による前照灯の光束の低下が防がれる。そして、車両の走行時においては、融雪水が走行風によって発熱体からアウタレンズへと移動又は飛散してアウタレンズに付着した雪を溶かす。ここで、発熱体は、フィン状を成しているために車両の空力性能を阻害することがなく、又、アウタレンズの外面の光軸よりも上又は下或いは上下に配置されているため、当該発熱体によって前照灯の光束が阻害されることがなく、前照灯には所要の照度が確保される。 According to the first aspect of the present invention, the snow adhering to the heating element can be melted by the heat generated by the heating element to generate snowmelt water, and the snow adhering to the outer lens can be melted and removed by the snowmelt water. For this reason, a decrease in the luminous flux of the headlamp due to the attachment of snow to the outer lens is prevented. When the vehicle is traveling, the snowmelt water is moved or scattered from the heating element to the outer lens by the traveling wind to melt the snow attached to the outer lens. Here, since the heating element has a fin shape, the aerodynamic performance of the vehicle is not hindered, and the heating element is disposed above or below or above and below the optical axis of the outer surface of the outer lens. The luminous flux of the headlamp is not obstructed by the heating element, and the required illuminance is ensured for the headlamp.
請求項2に記載の発明によれば、形状記憶材料から成る基材の上面に面状のヒータを配置して発熱体を構成したため、該発熱体が外力によって変形しても、発熱体が元の形状に復帰することができ、発熱体の機能が変形によって低下することがない。 According to the second aspect of the present invention, since the heating element is configured by arranging the planar heater on the upper surface of the base material made of the shape memory material, the heating element is restored even if the heating element is deformed by an external force. Thus, the function of the heating element is not deteriorated by deformation.
請求項3に記載の発明によれば、発熱体によって生成された融雪水が発熱体の後端面とアウタレンズの外面との間に形成された隙間を通過して自重によってアウタレンズの外面に沿って落下するため、アウタレンズの外面に付着した雪が融雪水によって効率良く溶ける。このため、車両の停車時或いは低速走行時においても融雪が可能となるとともに、融雪水や融解途中のシャーベット状の雪のアウタレンズからの排出が隙間によって可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the snowmelt water generated by the heating element passes along the gap formed between the rear end surface of the heating element and the outer surface of the outer lens and falls along the outer surface of the outer lens by its own weight. Therefore, the snow adhering to the outer surface of the outer lens is efficiently melted by the melted water. For this reason, snow can be melted even when the vehicle is stopped or traveling at a low speed, and the melted water or the sherbet-like snow being melted can be discharged from the outer lens through the gap.
請求項4に記載の発明によれば、発熱体を左右の固定ピンによって車体に支持することによって、該発熱体とアウタレンズとの間に所定の隙間を形成することができるとともに、固定ピンを発熱体への給電経路として使用することによって給電構造を簡素化することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the heating element is supported on the vehicle body by the left and right fixing pins, whereby a predetermined gap can be formed between the heating element and the outer lens, and the fixing pin is heated. By using it as a power feeding path to the body, the power feeding structure can be simplified.
請求項5に記載の発明によれば、温度検知センサによって検出される温度に基づいて発熱体をON/OFF制御することによって、発熱体の温度を所定値以下に抑えて該発熱体の過昇温を防ぐことができる。 According to the fifth aspect of the invention, the heating element is controlled to be ON / OFF based on the temperature detected by the temperature detection sensor, so that the temperature of the heating element is suppressed to a predetermined value or less and the heating element is excessively heated. Can prevent temperature.
請求項6に記載の発明によれば、アウタレンズ3の外面をフッ素樹脂でコーティングしたため、該外面への汚れの付着を防ぐことができるとともに、着雪の防止や、着雪への融雪水の凝集による融雪効率の向上を図ることができ、融雪水やシャーベット状の雪の排出性も高められる。
According to the invention described in
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る車両用前照灯を備える車両の半裁正面図、図2は同車両前部の側面図、図3は同車両前部の半裁平面図、図4は図1のA−A線断面図、図5はアウタレンズ表面での融雪メカニズムを説明する部分側面図、図6(a),(b)は発熱体の配置例を示す前照灯の斜視図である。 1 is a half cut front view of a vehicle equipped with a vehicle headlamp according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the vehicle front portion, FIG. 3 is a half plan view of the vehicle front portion, and FIG. FIG. 5 is a partial side view for explaining the snow melting mechanism on the surface of the outer lens, and FIGS. 6A and 6B are perspective views of a headlamp showing an example of arrangement of heating elements.
図1〜図3に示す車両50は、車体の前部左右に本発明に係る前照灯1(図1〜図3には一方のみ図示)を備えている。ここで、左右の各前照灯1の基本構成は同じであるため、以下、一方の前照灯1についてのみ図示及び説明する。
A
各前照灯1は、図4に示すハウジング2とその前面開口部を覆う透明なアウタレンズ3によって画成される灯室4内に、図1及び図2に示すように、車幅方向外側に配置された走行ビーム(ハイビーム)用ランプ5と、その内側に配置されたすれ違いビーム(ロービーム)用ランプ6等を収容して構成されている。
Each
ここで、すれ違いビーム用ランプ6の具体的な構成を図4に示すが、該すれ違いビーム用ランプ6においては、固体光源(例えば、半導体発光素子である発光ダイオード(LED)やレーザー等)7がヒートシンク8に取り付けられており、このレーザー光源7の前方(図4の左方)には、蛍光体9と投影レンズ10が順次配置されている。そして、このすれ違いビーム用ランプ6の周囲にはエクステンション11が配置されており、固体光源7は、ハウジング2の下面上に配置された電源12に給電用配線13を介して電気的に接続されている。
Here, a specific configuration of the
而して、本実施の形態においては、図4に示すように、前照灯1のアウタレンズ3の外面の走行ビーム用ランプ5とすれ違いビーム用ランプ6の光軸xの上下には、車両前方(図4の左方)に向かって光軸xと略平行に突出するフィン状の発熱体14が幅方向に沿ってそれぞれ配置されている。ここで、上下の各発熱体14は、図5に示すように、形状記憶材料から成る基材14aの上面に面状のヒータ14bを配置して構成されている。ここで、基材14aを構成する形状記憶材料としては、ニッケル・チタン系合金や銅・亜鉛・アルミ系の形状記憶合金、形状復元性の高いカーボン繊維やガラス繊維を含む強化プラスチック(CFRP、GFRP等)、透明性の高いアクリルやPET(ポリエチレンテレフタレート)等が使用される。又、面状のヒータ14bは、通電によって発熱するものであって、例えばニッケル・クロム系合金やカーボンの薄膜又は線材、インジウム錫酸化物の薄膜等が使用される。尚、各発熱体14のヒータ14bは、不図示の給電用配線を介して前記電源12に電気的に接続されている。
Thus, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the front of the vehicle is positioned above and below the optical axis x of the
ここで、上下の発熱体14のアウタレンズ3への配置例を図6(a),(b)に示すが、これらの発熱体14は、図6(a)に示すようにアウタレンズ3の外面形状に沿って上下略平行に配置されたり、図6(b)に示すようにアウタレンズ3の外側方に向かって上下に互いに開くように配置される。尚、車両の走行中に溶けた雪や氷をアウタレンズ3から効率良く飛散させる空力特性の点からは図6(b)に示す配置が有利である。
Here, examples of arrangement of the upper and
次に、本発明に係る前照灯1の制御システムの構成を図7に基づいて説明する。
Next, the configuration of the control system for the
図7は本発明に係る前照灯1の制御システムを示すブロック図であり、制御手段であるECU15には記憶部15aが内蔵されており、このECU15の入力側には、融雪スイッチ16と、温度検知センサ17及び降雪センサ18が接続され、出力側には、発熱体14が接続されている。尚、融雪スイッチ16は、乗員が自らの意思によってON/OFF操作するものである。又、降雪センサ18は、例えばレーザー光線による反射の有無によって降雪を検知するものである。
FIG. 7 is a block diagram showing a control system for the
次に、本発明に係る前照灯1の作用を図8に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
Next, the operation of the
例えば、降雪下での車両の走行時、或いは駐車中の車両50の前照灯1のアウタレンズ3に雪や氷の付着が確認された場合には、車両50に乗り込んだ乗員が融雪スイッチ16をONする(図8のステップS1:Yes)。すると、ECU15は、温度検知センサ17によって検出される発熱体14の温度が40℃以下であるか否かを判定する(図8のステップS2)。この判定の結果、発熱体14の温度が40℃以下である場合(ステップS2:Yes)には、電源12から不図示の給電用配線を介して発熱体14に通電してこれをONする(ステップS3)。
For example, when the vehicle travels under snowfall or when snow or ice adheres to the
上述のように発熱体14に通電されると該発熱体14のヒータ14bが発熱し、図5に示すように、発熱体14上に堆積した雪(着雪)が熱によって溶けて融雪水が生成され、アウタレンズ3に付着した雪(着雪)が融雪水によって溶けて除去される。このため、アウタレンズ3への雪の付着による前照灯1の光束の低下が防がれる。そして、車両50の走行時においては、融雪水が走行風によって発熱体14からアウタレンズ3へと移動又は飛散してアウタレンズ3に付着した雪を溶かす。ここで、発熱体14は、フィン状を成しているために車両50の空力性能を阻害することがなく、又、アウタレンズ3の外面の光軸xに対して上下に配置されているため、当該発熱体14によって前照灯1の光束が阻害されることがなく、前照灯1には所要の照度が確保される。
When the
尚、アウタレンズ3の外面をフッ素樹脂でコーティングすると、該外面への汚れの付着を防ぐことができるとともに、着雪の防止や、着雪への融雪水の凝集による融雪効率の向上を図ることができ、融雪水やシャーベット状の雪の排出性も高められる。ここで、フッ素樹脂は、例えばスプレー塗布と加熱硬化処理によってコーティングすることができる。
In addition, when the outer surface of the
更に、本実施の形態では、形状記憶材料から成る基材14aの上面に面状のヒータ14bを配置して発熱体14を構成したため、該発熱体14が外力によって変形しても、発熱体14が元の形状に復帰することができ、発熱体14の機能が変形によって低下することがない。
Further, in the present embodiment, since the
ところで、アウタレンズ3に付着した雪の水分量が35%以上になると雪の構造が維持できなくなり、雪は自重によってアウタレンズ3の表面に沿って滑落することが知られている。ここで、雪の水分含有率は、通常は15%程度であるため、アウタレンズ3の表面に付着した雪の20%以上を溶かせば、この雪を自重によって滑落させることができる。但し、実際には、アウタレンズ3に付着した雪に、車体で雪が溶けて水となった分が加わるために、融雪率が20%未満であっても、雪をアウタレンズ3の表面に沿って滑落させることが可能になる。
By the way, it is known that when the moisture content of the snow attached to the
そして、ECU15は、発熱体14に通電してこれをONした後、温度検知センサ17によって検出される発熱体14の温度が所定値(例えば、60℃)を超えたか否かを判定する(図8のステップS5)。この判定の結果、発熱体14の温度が所定値(60℃)を超えた場合(ステップS5:Yes)には、該発熱体14への通電を遮断してこれをOFFし(ステップS6)、以後、以上説明した各処理を繰り返す(ステップS7)。このため、発熱体14の温度は所定値(60℃)以下に抑えられ、該加熱体14の過昇温が防がれる。因みに、発熱体14の基材14aの材質がアクリルである場合、アクリルの変形歪緩和温度は80℃であるため、発熱体14の温度が本実施の形態のように60℃を超えないようにすることが必要である。
The
次に、本発明の別形態を図9及び図10に従って以下に説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図9は本発明の別形態を示す車両用前照灯の部分側断面図、図10は図9のB−B線断面図であり、本実施の形態では、上下の各発熱体14の後端面とアウタレンズ3の外面との間に、幅方向に沿う2〜10mm程度の隙間δを形成したことを特徴とする。具体的には、車両50の車体に固設された左右2つの固定受部19に、車両前方に向かって略水平に突出する固定ピン20をそれぞれ固定し、左右の固定ピン20によって発熱体14の幅方向両端を裏面側から支持することによって、上下の各発熱体14の後端面とアウタレンズ3の外面との間に、幅方向に沿う隙間δを形成することができる。この場合、左右の固定ピン20を発熱体14への給電経路として使用している。尚、本実施の形態では、固定ピン20の内部に給電配線を通している。
9 is a partial sectional side view of a vehicle headlamp showing another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 9. In this embodiment, the rear of the upper and
而して、本実施の形態によれば、発熱体14によって生成された融雪水が該発熱体14の後端面とアウタレンズ3の外面との間に形成された隙間δを通過して自重によってアウタレンズ3の外面に沿って落下するため、アウタレンズ3の外面に付着した雪が融雪水によって効率良く溶ける。このため、車両50の停車時或いは低速走行時においても融雪が可能となるとともに、融雪水や融解途中のシャーベット状の雪のアウタレンズ3からの排出が隙間δによって可能となる。
Thus, according to the present embodiment, the snowmelt water generated by the
又、本実施の形態では、発熱体14を左右の固定ピン20によって車体に支持することによって、該発熱体14とアウタレンズ3との間に所定の隙間δを形成することができるとともに、固定ピン20を発熱体14への給電経路として使用することによって給電構造を簡素化することができるという効果が得られる。
In the present embodiment, the
尚、以上の実施の形態では、上下2つの発熱体14を光軸xの上下に配置したが、1つの発熱体14を光軸xの上又は下に配置しても良い。
In the above embodiment, the two upper and
1 車両用前照灯
2 ハウジング
3 アウタレンズ
4 灯室
5 走行ビーム用ランプ
6 すれ違いビーム用ランプ
7 固体光源
8 ヒートシンク
9 蛍光体
10 投影レンズ
11 エクステンション
12 電源
13 給電用配線
14 発熱体
14a 発熱体の基材
14b 発熱体のヒータ
15 ECU(制御手段)
16 融雪スイッチ
17 温度検知センサ
18 降雪センサ
19 固定受部
20 固定ピン
50 車両
x 光軸
δ 発熱体とアウタレンズとの隙間
DESCRIPTION OF
16 Snow melting switch 17
Claims (6)
前記アウタレンズの外面の前記走行ビーム用ランプ又は前記すれ違いビーム用ランプの少なくとも何れか一方の光軸よりも上又は下或いは上下に、車両前方に向かって光軸と略平行に突出するフィン状の発熱体を幅方向に沿って配置したことを特徴とする車両用前照灯。 In a vehicle headlamp configured to house at least one of a traveling beam lamp or a low beam lamp in a lamp chamber defined by an outer lens covering a housing and a front opening thereof,
Fin-like heat generation that protrudes substantially parallel to the optical axis toward the front of the vehicle above or below or above and below the optical axis of at least one of the traveling beam lamp and the low beam lamp on the outer surface of the outer lens. A vehicle headlamp characterized in that a body is arranged along a width direction.
6. The vehicular headlamp according to claim 1, wherein an outer surface of the outer lens is coated with a fluororesin.
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