JP2022117503A - 灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】灯具の電気回路に抵抗器を挿入した場合でも発光半導体素子の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止するとともに、普及版などの一般的の発光半導体素子を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制することができる灯具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ灯具１０のファン２１はＬＥＤ素子１１に電気的に並列接続され、通電時にＬＥＤ素子１１に向けて送風する。ファン２１は電気的に抵抗器として機能するとともに、ＬＥＤ素子１１の温度が所定の温度以上とならないように冷却する。また、カバー部１８は、ＬＥＤ素子１１の発光部をその発光方向外側から覆うように配置されており、発光部から発光される光量を減少させた状態で発光部の光を透過させる透過フィルタ膜を有して構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば自動車および二輪車などの車両に搭載される灯具に関する。

自動車および二輪車などの車両において、その左右両側には左右一対のウインカーが配設される。この左右一対のウインカーのそれぞれにはバルブ（灯具の一例）が内設されており、そのバルブが点滅することでその左右一対のウインカーは車両の、左折または右折などの進行方向を外部の車両や歩行者などに報知する。

左右一対のウインカーのうち、その一方のバルブが切れた場合、車両に搭載される制御装置は、その一方のバルブに電流が流れていないことを検出し、その他方のバルブの点滅周期を早くさせる。この状態または現象はハイフラッシャー状態またはハイフラッシャー現象と呼ばれ、このハイフラッシャー状態により車両の運転者は、バルブが切れたことを認識することが可能となる。
なお、ウインカー灯具以外の、テールランプ、バックランプにおいても、バルブが切れた際に、ワーニング（異常を示す表示灯）などが計器パネルなどで表示される。

ところで、発光半導体素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ素子」ともいう。）の普及などにより、車両においてもそのヘッドライトまたは、ウインカーなどの信号灯具などの照明装置にＬＥＤ素子が広く採用されるようになった。また、ＬＥＤ素子を含む灯具（以下「ＬＥＤ灯具」ともいう。）では、そのＬＥＤ素子が点灯した際の消費電力の定格は、純正・標準のウインカーのバルブと同等に設定されている場合が多い。

しかしながら、ＬＥＤ素子に流れる電流は小さく、ＬＥＤ素子の消費電力は純正のウインカーのバルブと比較してわずかであり、上述の消費電力の定格を満たさない場合がある。そのため、車両の制御装置は、ＬＥＤ灯具が故障したと誤判定し、ハイフラッシャー状態とする制御をする可能性がある。ウインカー灯具以外の、テールランプ、バックランプにおいても同様に、純正バルブと消費電力が異なった際、ワーニング（異常を示す表示灯）などが表示される可能性がある。

そこで、従来技術として、複数のＬＥＤ素子と、複数のスイッチ素子と、複数の抵抗と、制御部と、を備えるＬＥＤ灯具が知られる（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のＬＥＤ灯具では、複数のスイッチ素子は、複数のＬＥＤ素子に対応して設けられ、ＬＥＤ素子に並列に接続される。複数の抵抗は、複数のＬＥＤ素子に対応して設けられ、ＬＥＤ素子とスイッチ素子とに直列に接続され、通電開始指令時に電源が印加される。そして、制御部は、複数のＬＥＤ素子のそれぞれのＬＥＤ素子を順次点灯させるとともに、ＬＥＤ素子の点灯に先立ってスイッチ素子をオンさせて抵抗およびスイッチ素子に電流を流した後、スイッチ素子をオフさせて抵抗およびＬＥＤ素子に電流を流す。

特許第５９４７９６４号公報

特許文献１のＬＥＤ灯具は、その電気回路に抵抗器（抵抗）を備えることで消費電力を増加させて、前述した車両の制御装置の誤判定を防止するものである。

しかしながら、抵抗器は熱を発生させるため、ＬＥＤ素子の抵抗値が減少してしまい、結果的に、ＬＥＤ灯具全体の電気的な抵抗値が十分に上昇することができず、制御装置の誤判定に繋（つな）がる可能性がある。また、一般的に広く普及している（以下「普及版の」ともいう。）ＬＥＤ素子の発光部の光量は、その同様な定格において標準のウインカーのバルブと比べた場合、はるかに大きい。つまり、従来の灯具に代えてＬＥＤ灯具を用いようとする際、ＬＥＤ灯具は過度に明るくなってしまう嫌いがある。前述の特許文献１のＬＥＤ灯具は、これら点で改善の余地があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、灯具の電気回路に抵抗器を挿入した場合でも発光半導体素子の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止するとともに、普及版などの一般的の発光半導体素子を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制することができる灯具を提供する。

本発明の上述した目的は、下記の構成により達成される。
（１）発光部を有する発光半導体素子と、前記発光半導体素子に対し電気的に並列接続され、通電時に前記発光半導体素子に向けて送風するファンと、前記発光部をその発光方向外側から覆うように配置されるカバー部と、を含み、前記カバー部材は、前記発光部から発光される光量を減少する透過フィルタ膜部を有する、灯具。
（２）前記発光半導体素子を複数含み、前記ファンは、前記発光半導体素子のいずれにも電気的に並列接続される、（１）に記載の灯具。
（３）前記カバー部は、前記発光半導体素子の前記発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられる、（２）に記載の灯具。
（４）前記カバー部は円筒状に形成され、前記発光半導体素子のそれぞれは、前記カバー部の内部に配置される、（３）に記載の灯具。

前記（１）の構成によれば、ファンは発光半導体素子に電気的に並列接続され、通電時に発光半導体素子に向けて送風する。ファンは電気的に抵抗器として機能するとともに、発光半導体素子の温度が所定の温度以上とならないように冷却する。このため、灯具の電気回路に抵抗器を挿入した場合でも発光半導体素子の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止することができる。これにより、灯具の制御異常に起因するハイフラッシャー現象およびワーニング表示などの誤作動の発生を抑制することができる。また、カバー部は、発光半導体素子の発光部をその発光方向外側から覆うように配置されており、また、発光部から発光される光量を減少する透過フィルタ膜を有して構成される。このため、普及版などの一般的な発光半導体素子を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制して、コスト削減および車両安全の確保を図ることができる。
前記（２）の構成によれば、発光半導体素子を複数含み、ファンは、発光半導体素子のいずれにも電気的に並列接続されるため、車両の制御部が誤判定するのをより効率良くまたはより確実に防止することができる。
前記（３）の構成によれば、カバー部は、発光半導体素子の発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられるため、部品点数を少なくしてコスト削減および灯具全体の小型化を図ることができる。
前記（４）の構成によれば、カバー部は円筒状に形成され、発光半導体素子のそれぞれは、カバー部の内部に配置されるため、灯具全体をより一層小型化するとともに、灯具の強度も高めることができる。

本発明によれば、灯具の電気回路に抵抗器を挿入した場合でも発光半導体素子の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止するとともに、普及版などの一般的の発光半導体素子を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるだろう。

図１は、本発明の実施形態に係る灯具を説明する斜視図である。 図２は、図１に示す灯具の上面図である。 図３は、図２に示すＡ－Ａ断面図である。 図４は、図２に示すＢ－Ｂ断面図である。 図５は、図１に示す灯具の電気回路の構成を示す回路図である。

本発明に係る灯具（以下「ＬＥＤ灯具」ともいう。）に関する実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより実用新案登録請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。また、添付図面のそれぞれは符号の向きに従って参照するものとする。

［ＬＥＤ灯具の物理的構成について］
まず図１～図４を参照して、本発明に係る実施形態の灯具１０（以下「ＬＥＤ灯具」ともいう。）の物理的構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ灯具１０を説明する斜視図である。図２は、図１に示すＬＥＤ灯具１０の上面図である。図３は、図２に示すＡ－Ａ断面図である。図４は、図２に示すＢ－Ｂ断面図である。
なお、図３は後述する発光半導体素子１１を含まない断面であり、図４は発光半導体素子１１を含む断面である。

図１～図４に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ灯具１０は、複数（本実施形態では１８個）の発光半導体素子１１（以下「ＬＥＤ素子１１」ともいう。）と、筐体部１２と、ファン２１と、ファン保持部２２と、を含んで構成される。

複数のＬＥＤ素子１１は、外方に光を放射する発光部（不図示）を有する。また、複数のＬＥＤ素子１１は、３つで１組（以下この組を「ユニット」ともいう。）を構成しており、本実施形態ではＬＥＤ素子１１は１８個用いられるので、合計、６組のユニット１１Ａが組成される。１つのユニット１１Ａにつき３個のＬＥＤ素子１１は、互いに隣接して直線状に（図中で上下方向に沿って）並設される。ＬＥＤ素子１１のユニット１１Ａのそれぞれでは通電されるとその３つのＬＥＤ素子１１が同時に点灯する。

筐体部１２は、金属製部材（例えばアルミホイール製部材）からなり全体的に略円筒状に形成される。また、筐体部１２は、ＬＥＤ固定部１３と、カバー部１８と、ベース部２０と、を有して構成される。

ＬＥＤ固定部１３は、有底の略円筒状に形成されており、先端部に開口部１４を有する。ＬＥＤ固定部１３の外周面には周方向に亘（わた）って段部１５が設けられる。この段部１５により、ＬＥＤ固定部１３の外周面には、大径部１６および小径部１７が設けられる。ＬＥＤ固定部１３の小径部１７の外周面に、複数のＬＥＤ素子１１のユニット１１Ａのそれぞれが周方向で略等間隔で並列して貼設または埋設される。つまり、複数のＬＥＤ素子１１のそれぞれは、ＬＥＤ固定部１３の表面に固設されており、通電時にＬＥＤ固定部１３（ＬＥＤ灯具１０の本体）の径方向外側に向けて放射して発光する。

カバー部１８は、合成樹脂部材からなり略円筒状に形成される。また、カバー部１８の内径がＬＥＤ固定部１３の小径部１７の外径よりも若干大きく設けられる。カバー部１８の内側にＬＥＤ固定部１３の小径部１７が、複数のＬＥＤ素子１１がその表面で固設された状態で挿入される。この挿入により、カバー部１８の一端面がＬＥＤ固定部１３の段部１５の端面に当接し、その当接された状態でカバー部１８がＬＥＤ固定部１３に取付固定される。つまり、カバー部１８はＬＥＤ素子１１の発光部のそれぞれをその発光方向外側から一体部に覆うように設けられる。また、ＬＥＤ素子１１のそれぞれは、カバー部１８の内周面と、ＬＥＤ固定部１３の小径部１７の外周面と、の間、換言すればカバー部１８の内部に配置されることになる。

また、カバー部１８の少なくとも表面には、ＬＥＤ素子１１の発光部から発光される光量を減少させた状態で発光部の光を透過させる透過フィルタ膜部１９が形成されており、そのため、例えばカバー部１８は、その外観は白濁して設けられる。それにより、ＬＥＤ灯具１０のＬＥＤ素子１１として、普及版のものを用いた場合でも過度に明るくなることを抑制して、コスト削減および車両安全の確保を図ることが可能となる。

なお、本実施形態では、透過フィルタ膜部１９は、例えばカバー部１８の外周面を所定の塗料素材でコーティングするか、またはカバー部１８の合成樹脂の材料に同様な素材を混合した上で射出成形などしてカバー部１８と一体に設けられるが、これに限定されない。透過フィルタ膜部１９としては、光量を減少させてその光を透過可能なフィルタ機能を有するものであれば適宜種々の部材または材料を採用することが可能である。

ベース部２０は、ＬＥＤ固定部１３に一体に設けられ、板状に形成される。ベース部２０は、その先端部でＬＥＤ固定部１３の基端部に連結する。ベース部２０の先端部の幅寸法は、ＬＥＤ固定部１３の外周形状と略一致して設けられる。
なお、ＬＥＤ固定部１３の外径は、取り付ける車両における正規品（従来品）のＬＥＤ灯具の大きさにより規定される。

ファン２１は、抵抗器としてのモータ（不図示）と、モータの回転軸に固着されるプロペラ（不図示）と、を含んで、送風可能に構成される。このファン２１は、金具（不図示）を用いてファン保持部２２の貫通孔２３（後述）の内部に配置される。
なお、本実施形態では、ファン２１は市販品ものが用いられるが、それに限定されず、本実施形態のＬＥＤ灯具１０専用に設計されてもよい。

ファン保持部２２は、金属製部材（例えばアルミホイール製部材）からなり、略円筒状に形成されてその軸方向に（図中で上下方向に沿って）延在する貫通孔２３を有する。また、ＬＥＤ固定部１３と同様にファン保持部２２の外周面には周方向に亘って段部２４が設けられ、ファン保持部２２は大径部２５および小径部２６を有する。ファン保持部２２の小径部２６の外径は、ＬＥＤ固定部１３の内径より小さく設けられる。ファン保持部２２は、その小径部２６でＬＥＤ固定部１３の内側にその開口部１４から挿嵌されて取り付けられる。

ファン保持部２２の貫通孔２３の内周壁には保持金具（不図示）が配設される。この保持金具が、ファン保持部２２の貫通孔２３の上側においてその内側にファン２１を、その貫通孔２３とファン２１とに間隙を在して保持する。この間隙により、貫通孔２３に送られる空気が断熱材として機能することが可能となる。また、ファン保持部２２は、その小径部２６がＬＥＤ固定部１３の内部に挿嵌された状態で、連結金具によってＬＥＤ固定部１３に固着される。
なお、この連結金具２７での固着により、カバー部１８はＬＥＤ固定部１３から離脱不能に固定されることになる。

このように保持されたファン２１が稼働することで、ファン保持部２２の貫通孔２３を通じてＬＥＤ固定部１３の内部に向けて空気が送られ、その結果、複数のＬＥＤ素子１１のそれぞれが冷却される。このとき、ファン２１は後述するＬＥＤ灯具１０の電気回路において抵抗器として機能するが、単に発熱するのではなく、供給された電力によってＬＥＤ素子１１の温度が所定の温度以上とならないようにＬＥＤ素子１１のそれぞれを冷却する。そのため、長時間に亘ってＬＥＤ灯具１０を使用した場合でも、ＬＥＤ素子１１の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止することが可能となる。

［ＬＥＤ灯具の電気回路の構成について］
次に図５を参照して、ＬＥＤ灯具１０の電気回路の構成について説明する。図５は、図１に示すＬＥＤ灯具１０の電気回路の構成を示す回路図である。

図５に示すように、電気回路は、電源として定電流装置３０を有し、負荷として、１つのファン２１と、複数（本実施形態では６つ）の抵抗素子３１と、複数（本実施形態では６組）のＬＥＤ素子１１のユニット１１Ａと、を有する。

定電流装置３０は、定電流ダイオード（不図示）を並列接続し、ＬＥＤ素子１１およびファン２１に一定電流を安定的に供給する。
なお、定電流装置３０は、ＬＥＤ固定部１３の内部に収納される（図４参照）。

複数のＬＥＤ素子１１のユニット１１Ａのそれぞれに、複数の抵抗素子３１のそれぞれが電気的に直列接続される。この１つのＬＥＤ素子１１のユニット１１Ａおよび１つの抵抗素子３１で１つのＬＥＤ素子１１－抵抗のユニット３１Ａを組成し、これら６組のＬＥＤ素子１１－抵抗のユニット３１Ａのそれぞれが、互いに並列に電気的に接続する。さらに、これら６組のＬＥＤ素子１１－抵抗のユニット３１Ａに対してファン２１も同様に電気的に並列接続される。これら負荷としての、ＬＥＤ素子１１、抵抗素子３１およびファン２１は、定電流装置３０に接続されており、それにより、ＬＥＤ灯具１０として１つの電気回路が構成される。

車載バッテリー（不図示）から供給される電流は、定電流装置３０に流れ、その後、ファン２１、ＬＥＤ素子１１、抵抗素子３１のそれぞれに電流が流れる。その後、電流は、定電流装置３０を経由してバッテリーに戻る。

［ＬＥＤ灯具の利点について］
以上説明したように本実施形態によれば、ファン２１はＬＥＤ素子１１（発光半導体素子の一例）に電気的に並列接続され、通電時にＬＥＤ素子１１に向けて送風する。ファン２１は電気的に抵抗器として機能するとともに、ＬＥＤ素子１１の温度が所定の温度以上とならないように冷却する。このため、ＬＥＤ灯具１０の電気回路に抵抗器を挿入した場合でもＬＥＤ素子１１の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止することができる。これにより、ＬＥＤ灯具１０の制御異常に起因するハイフラッシャー現象およびワーニング表示などの誤作動の発生を抑制することができる。また、カバー部１８は、ＬＥＤ素子１１の発光部をその発光方向外側から覆うように配置されており、発光部から発光される光量を減少させた状態で発光部の光を透過させる透過フィルタ膜を有して構成される。このため、普及版などの一般的なＬＥＤ素子１１を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制して、コスト削減および車両安全の確保を図ることができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ素子１１（発光半導体素子の一例）を複数含み、ファン２１は、ＬＥＤ素子１１のいずれにも電気的に並列接続されるため、車両の制御部が誤判定するのをより効率良くまたはより確実に防止することができる。

また本実施形態によれば、カバー部１８は、ＬＥＤ素子１１（発光半導体素子の一例）の発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられるため、部品点数を少なくしてコスト削減およびＬＥＤ灯具１０全体の小型化を図ることができる。

また本実施形態によれば、カバー部１８は円筒状に形成され、ＬＥＤ素子１１（発光半導体素子の一例）のそれぞれは、カバー部１８の内部に配置されるため、ＬＥＤ灯具１０全体をより一層小型化するとともに、ＬＥＤ灯具１０の強度も高めることができる。

以上、図面を参照しながら具体的実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことはいうまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

灯具の電気回路に抵抗器を挿入した場合でも発光半導体素子の抵抗値が減少するのを抑制して、車両の制御部が誤判定するのを防止するとともに、普及版などの一般的の発光半導体素子を用いた場合でも過度に明るくなることを抑制することができる灯具として有用である。

１０ ：ＬＥＤ灯具（灯具）
１１ ：ＬＥＤ素子（発光半導体素子）
１１Ａ ：ユニット
１２ ：筐体部
１３ ：ＬＥＤ固定部
１４ ：開口部
１５ ：段部
１６ ：大径部
１７ ：小径部
１８ ：カバー部
１９ ：透過フィルタ膜部
２０ ：ベース部
２１ ：ファン
２２ ：ファン保持部
２３ ：貫通孔
２４ ：段部
２５ ：大径部
２６ ：小径部
２７ ：連結金具
３０ ：定電流装置
３１ ：抵抗素子
３１Ａ ：ユニット

本発明の上述した目的は、下記の構成により達成される。
（１）車両に搭載される灯具であって、発光部を有する発光半導体素子と、前記発光半導体素子に対し電気的に並列接続され、通電時に前記発光半導体素子に向けて送風するファンと、前記発光部をその発光方向外側から覆うように配置されるカバー部と、を含み、前記カバー部材は、前記発光部から発光される光量を減少する透過フィルタ膜部を有する、灯具。
（２）前記発光半導体素子を複数含み、前記ファンは、前記発光半導体素子のいずれにも電気的に並列接続される、（１）に記載の灯具。
（３）前記カバー部は、前記発光半導体素子の前記発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられる、（２）に記載の灯具。
（４）前記カバー部は円筒状に形成され、前記発光半導体素子のそれぞれは、前記カバー部の内部に配置される、（３）に記載の灯具。

ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。また、添付図面のそれぞれは符号の向きに従って参照するものとする。

本発明の上述した目的は、下記の構成により達成される。
（１）車両に搭載される灯具であって、発光部を有する発光半導体素子と、前記発光半導体素子に対し電気的に並列接続され、通電時に前記発光半導体素子に向けて送風するファンと、前記発光部をその発光方向外側から覆うように配置されるカバー部と、を含み、前記カバー部は、前記発光部から発光される光量を減少させた状態で前記発光部の光を透過させる透過フィルタ膜部を有し、前記透過フィルタ膜部は、前記カバー部の外周面に光量を減少させる塗料素材でコーティング、又は、前記カバー部の材料に前記塗料素材を混合したうえで射出成型して前記カバー部と一体化、することにより設けられる灯具。
（２）前記発光半導体素子を複数含み、前記ファンは、前記発光半導体素子のいずれにも電気的に並列接続される、（１）に記載の灯具。
（３）前記カバー部は、前記発光半導体素子の前記発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられる、（２）に記載の灯具。
（４）前記カバー部は円筒状に形成され、前記発光半導体素子のそれぞれは、前記カバー部の内部に配置される、（３）に記載の灯具。

Claims (4)

1. 発光部を有する発光半導体素子と、
   前記発光半導体素子に対し電気的に並列接続され、通電時に前記発光半導体素子に向けて送風するファンと、
   前記発光部をその発光方向外側から覆うように配置されるカバー部と、を含み、
   前記カバー部は、前記発光部から発光される光量を減少させた状態で前記発光部の光を透過させる透過フィルタ膜部を有する灯具。
2. 前記発光半導体素子を複数含み、
   前記ファンは、前記発光半導体素子のいずれにも電気的に並列接続される請求項１に記載の灯具。
3. 前記カバー部は、前記発光半導体素子の前記発光部のそれぞれを一体的に覆うように設けられる請求項２に記載の灯具。
4. 前記カバー部は円筒状に形成され、
   前記発光半導体素子のそれぞれは、前記カバー部の内部に配置される請求項３に記載の灯具。

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