JP2024034257A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な除湿が可能な除湿装置を有する車両用灯具を提供する【解決手段】車両用灯具１は、アウタレンズ２とハウジング３で形成された灯室７内に設けられた光源４と、調湿機構６と、を有し、調湿機構６は第一吸湿材１１を有し、調湿機構６は第一吸湿材１１が含む水分を外部に放出可能に構成され、第一吸湿材１１よりも吸湿速度の速い第二吸湿材２１が灯室７内に設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

特許文献１に記載のヘッドランプのハウジング除湿装置においては、シャッターの開閉に応じて加熱素子が作動し、ヘッドランプ内を除湿する装置が開示されている。

特表２０２０－５１６０１９

ところで、特許文献１に記載のヘッドランプのハウジング除湿装置においては、ヘッドランプ内の除湿は車両運転時に行われるが、ヘッドランプ内と外気の相対温度が急激に変化した際にヘッドランプ内に結露が生じるという課題があった。

そこで本開示は、十分な除湿が可能な除湿装置を有する車両用灯具を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る車両用灯具は、
アウタレンズとハウジングで形成された灯室内に設けられた光源と、
調湿機構と、を有し、
前記調湿機構は第一吸湿材を有し、前記調湿機構は前記第一吸湿材が含む水分を外部に放出可能に構成され、
前記第一吸湿材よりも吸湿速度の速い第二吸湿材が前記灯室内に設けられている。

上記によれば、十分な除湿が可能な除湿装置を有する車両用灯具を提供することができる。

図１は、本開示の実施形態に係る車両用灯具の一例を示す断面図である。 図２は、本開示の実施形態に係る調湿機構の正面図である。 図３は、本開示の実施形態に係る調湿機構の側断面図である。 図４は、本開示の実施形態に係る調湿機構の側断面図である。 図５は、本開示の実施形態に係る調湿機構の別例である。 図６は、本開示の実施形態に係る車両用灯具の別例である。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る（発明の名称）の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

なお、図１等に示すＵ、Ｄ、Ｆ、Ｂ、Ｒ、Ｌは車両用灯具１における方向を示すものであり、Ｕは上方、Ｄは下方、Ｆは前方、Ｂは後方、Ｒは右方、Ｌは左方である。

図１は、本開示の実施形態に係る車両用灯具１の一例を示す断面図である。

本実施形態においては、灯具として、車両に搭載される車両用灯具１を説明する。図１に示したように、車両用灯具１は、アウタレンズ２と、ハウジング３と、光源４と、インナレンズ５と、調湿機構６と、を有している。アウタレンズ２とハウジング３により灯室７が構成されている。灯室７の内部に光源４とインナレンズ５が設けられている。

光源４から出射された光は、インナレンズ５およびアウタレンズ２を介して灯具の前方に出射される。灯室７内の湿度が高まると、アウタレンズ２の内面に結露が生じることがある。すると、光源４から出射された光を所望の強度で所望の場所に照射することが難しくなる。そこで本開示は、灯室７内の湿度を調節可能に構成されている。

本開示のアウタレンズ２は透明樹脂と不透明樹脂による二色成形で形成されている。アウタレンズ２は車両外部に露出する意匠面２ａを有する第一部２Ａと、意匠面の裏面であり灯室内に面する内面２ｂを有する第二部２Ｂと、を有している。第一部２Ａは透明樹脂で、可視光が通過可能に構成されている。第二部２Ｂは不透明樹脂で構成されている。第二部２Ｂは、少なくとも第一部２Ａの上部の裏面に設けられている。第二部２Ｂは、車両用灯具１の正面視で、第一部２Ａの縁部に設けられている。

アウタレンズ２の内面２ｂには第二吸湿材２１が設けられている。第二吸湿材２１は空気中の水分を吸収することができ、シリカゲルやアクリレート繊維等で構成される。第二吸湿材２１はシート状、板状であることが好ましい。第二吸湿材２１は高湿環境下で空気中の水分を吸収し、低湿環境下で吸収した水分を放出する。内面２ｂに設けられる第二吸湿材２１は外部から視認できない位置に設けられる。

ハウジング３は、灯室７と外部とを連絡させる蒸発口８を有する。蒸発口８はハウジング３に設けられた開口である。調湿機構６は、この蒸発口８を塞ぐようにハウジング３に設けられている。外部と灯室７とは、この蒸発口８を介してのみ連通可能な状態となる。

図２は、ハウジング３に取り付けられた調湿機構６を外部から見た正面図である。図２に示すように調湿機構６は第一吸湿材１１（図１参照）と、フレーム１２と、仕切り板１３と、回転軸部１４と、ヒータ１５を有する。

第一吸湿材１１は仕切り板１３に設けられている。第一吸湿材１１は空気中の水分を吸収することができ、シリカゲルやゼオライト等で構成される。第一吸湿材１１はシート状、板状であることが好ましい。また、第一吸湿材１１は１５０℃程度の高温になると吸収した水分を空気中に放出する。

フレーム１２は、ハウジング３の蒸発口８を覆うように設けられ、ハウジング３の内面に気密に取り付けられている。フレーム１２は、蒸発口８と同様の大きさの開口を有する枠状の部材である。図１に示したように、蒸発口８の外周に、フレーム１２と仕切り板１３との隙間を塞ぐシールリップ１６が設けられていてもよい。

回転軸部１４は、蒸発口８の開口方向に交差する方向に延びている。回転軸部１４はフレーム１２の開口部を横切り、その両端はフレーム１２に支持されている。回転軸部１４は、左右方向に延びる回転軸線Ｘ方向に延びている。回転軸部１４は、仕切り板１３を回転軸線Ｘ回りに回転可能に支持している。

仕切り板１３は、フレーム１２の開口部（蒸発口８）と同じまたは僅かに小さい板状部の部材である。仕切り板１３は、フレーム１２の開口部を覆う位置に設けられている。仕切り板１３の一方の表面には、第一吸湿材１１が取り付けられている。仕切り板１３の他方の表面には、第一吸湿材１１が設けられていない。仕切り板１３は、回転軸部１４によって、蒸発口８の開口方向に交差する方向に延びる回転軸線Ｘ回りに回転可能に支持されている。

仕切り板１３は、回転軸線Ｘ回りに回転することで、第一位置と第二位置に移動することができる。第一位置は第一吸湿材１１を灯室７の内部へ露出させる位置である。第二位置は第一吸湿材１１を灯室７の外部に露出させる位置である。図示した例では、第一位置から回転軸部１４を１８０度回転させると、第二位置となる。

図示した例では、ヒータ１５は仕切り板１３の表面に設けられたニクロム線である。ヒータ１５に通電することで第一吸湿材１１を少なくとも１５０℃以上に加熱できるように構成されている。なお、第一吸湿材１１を加熱する方法はニクロム線による加熱に限られない。例えば仕切り板１３が導電性を有して仕切り板１３自体を発熱させてもよいし、灯室内に設けられた赤外線ランプから照射される赤外線により第一吸湿材１１が加熱されるように構成されていてもよい。

次に図３、図４を用いて調湿機構６の動作について説明する。

図３は第一位置に位置する調湿機構６の側断面図である。仕切り板１３は、図３に示すように、吸湿部材９が灯室７内に露出する第一位置に位置することができる。第一位置においては、第一吸湿材１１が蒸発口８よりも内部に位置する。第一吸湿材１１が第一位置にあるとき、灯室７は仕切り板１３によって外部から遮断されている。第一位置において、第一吸湿材１１は灯室７の内部の湿気を吸収する。

図４は、第二位置に位置する調湿機構６の側断面図である。図３に示した状態から仕切り板１３を回転軸線Ｘ回りに１８０度回転させると、図４に示した状態となる。図４に示したように、第二位置においては、第一吸湿材１１が外部に露出する。つまり、第二位置においては、第一吸湿材１１が灯室７の外部に位置する。また、灯室７は仕切り板１３によって外部から遮蔽されている。
調湿機構６が第二位置に位置したときに、ヒータ１５は第一吸湿材１１を加熱する。これにより、第一吸湿材１１に含まれていた水分が蒸発し、外部に放出される。これにより、調湿機構６が第一位置に復帰したときに、第一吸湿材１１が再び灯室７内の水分を吸収できるようになる。
このように仕切り板１３は第一位置と第二位置を交互に移動することで、灯室７内の湿度を一定に保つ。また、前述したように第一位置、第二位置のどちらに位置していても灯室７は閉塞されている。

本実施形態において灯室７内の湿度の調節を行う、第一吸湿材１１と第二吸湿材２１について以下に詳述する。本実施形態の第一吸湿材１１、第二吸湿材２１はそれぞれ特定の温度以上に加熱されると吸収した水分を放出する構成となっている。以下、第一吸湿材１１、第二吸湿材２１が吸収した水分を放出する温度を再生温度と称する。なお、第一吸湿材１１が水分を放出し始める再生温度と、第二吸湿材２１が水分を放出し始める再生温度とは異なる。

本実施形態において第二吸湿材２１は吸湿速度が第一吸湿材１１よりも高くなるように構成される。吸湿速度は以下の方式で計算される。
１．吸湿材５ｇをそれぞれの再生温度で２時間乾燥させ、乾燥重量を測定する。
２．任意の温度条件、湿度条件において吸湿重量を測定する。
３．乾燥重量と吸湿重量の割合から吸水率曲線を作成し、吸水率が５％となる時間を吸湿速度と定義する。
本実施形態における第二吸湿材２１は吸湿速度が１時間以下であることが望ましい。

なお、第一吸湿材１１は低湿環境における吸水率が第二吸湿材２１よりも高くなるように構成されることが好ましい。吸水率は吸湿材が吸収することのできる水の度合いを示すもので、吸湿材が吸収した水分の重量を乾燥状態の吸湿材の重量で除することで求められる。
本実施形態における第一吸湿材１１は、低湿環境（湿度２０％）における吸水率が１２％以上であることが望ましい。本実施形態において第一吸湿材１１は、室温に近い温度において空気中の水分を吸収し、１５０℃程度の高温において吸収した水分を放出する。

本実施形態において第二吸湿材２１は高湿環境における吸水率が第一吸湿材１１よりも高くなるように構成される。例えば第二吸湿材２１は高湿環境（湿度９０％）における吸水率が７０％以上であることが望ましい。本実施形態において、第二吸湿材２１は高湿環境において空気中の水分を吸収し、低湿環境において放出するように構成される。

第一吸湿材１１と第二吸湿材２１はシリカゲルやゼオライト、アクリレート繊維等で構成される。第一吸湿材１１または第二吸湿材２１に用いることができる吸湿材料の一部の物性を表１に示す。表１の物性は上述した吸水率、吸湿速度、そして吸湿材が湿度の放出を開始する温度である再生温度について示している。なお、本実施形態において用いられる吸湿材料は表１に示されるものに限られない。

第一吸湿材１１に用いられる吸湿材料は、低湿環境（湿度５０％以下）における吸水率が第二吸湿材２１より高く構成される。また、第一吸湿材１１の再生温度は高いことが求められる。仮に第一吸湿材１１が室温程度の低温で水分を放出する場合、調湿機構６が第一位置に位置する際にも第一吸湿材１１は水分を放出し、灯室７の湿度を上昇させてしまうためである。
このことから、第一吸湿材１１は低湿環境下での吸水率が高く、再生温度の高い材料で構成されることが望ましい。例えば表１に示したシリカゲルＡやゼオライト、モレキュラーシーブ、シブレット等を主原料に作られることが望ましい。

第二吸湿材２１に用いられる吸湿材料は、高湿環境における吸水率が第一吸湿材１１よりも高くなるように構成される。また、吸湿速度が第一吸湿材１１よりも高くなるように構成される。
このことから、第二吸湿材２１は、高湿環境における吸水率が高く、吸湿速度が高い材料で構成されることが望ましい。例えば表１に示したシリカゲルＢやアクリレート繊維等を主原料に作られることが望ましい。

第一吸湿材１１及び第二吸湿材２１は表１に挙げた材料以外のシリカゲル系、ゼオライト系、アロフェン系、アクリレート繊維系の吸湿材を用いてもよい。また、複数の吸湿材を組み合わせて構成されてもよい。

ところで、車両用灯具１は降雨や洗車、朝の放射冷却等によってアウタレンズ２が冷えた際、アウタレンズ２の内面２ｂ付近の湿度が急激に下がることがある。上記構成によれば、内面２ｂには吸湿速度が高く、高湿環境における吸水率が高い第二吸湿材が設けられているため、アウタレンズ２付近の空気中の水分を急速に吸収することができる。これにより、灯室７内の湿度が高まりやすい環境においても、アウタレンズ２の内壁に結露が生じることを防ぐことができる。

上述した状況の後、アウタレンズ２の温度が上がった場合、灯室７内の湿度は低くなる。この時、第二吸湿材２１は吸収した水分を徐々に放出する。また、同時に調湿機構６に設けられている第一吸湿材も灯室７内の空気中の水分を吸収する。これにより、第二吸湿材２１が水分を灯室７内に放出する際においても、灯室７内の湿度を低く保つことができる。

調湿機構６は第一吸湿材１１が十分に水分を吸収した後、もしくは一定時間経過した後、第一位置から第二位置に移動し、ヒータ１５により第一吸湿材１１を加熱する。加熱された第一吸湿材１１は吸収した水分を灯室７の外部に放出する。

また本開示とは異なり、アウタレンズの内面にのみ吸湿材を設けた場合では、吸湿材の吸収限度を超えて灯室内の水分を吸収することができない。このため、灯室内に大量の吸湿材を設ける必要があるが、現実的ではない。また、灯室内にはアウタレンズやハウジングを浸透して継続的に水分が浸入してくるため、灯室内に吸湿材を設けただけでは恒久的な曇り防止効果は得られない。

さらに本開示とは異なり、調湿機構のみを有する車両用灯具においては、恒久的な曇り防止効果は得られる。しかしながら、調湿機構に搭載される第一吸湿材には灯室７内の温度よりも高温（例えば１２０度以上）で水分を蒸発させる特性が求められる。このような特性を有する材料を選択する都合上、第一吸湿材の吸湿速度は大きくできないことが多く、急激に灯室内の湿度が上昇した場合には、第一吸湿材による除湿が間に合わないことがある。

そこで本開示によれば、第一吸湿材１１よりも吸湿速度の速い第二吸湿材２１が灯室７内に設けられている。このため、第一吸湿材１１を含む調湿機構６により恒久的な曇り防止効果を得つつ、第二吸湿材２１によって急激な灯室７内の湿度上昇時にも十分に湿気を吸収するのでアウタレンズ２の内面２ｂに結露を生じさせにくい。

なお、上述した実施形態においては、第一吸湿材１１が設けられた仕切り板１３が灯室７を閉塞させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、図５のように構成してもよい。
図５に示した例では、調湿機構６は、ハウジング３に設けられた蒸発口８を塞ぐ、蒸発口８の開口方向に交差する方向に延びる回転軸線回りに回転可能な回転軸部１１４とフレーム１１２を有する。回転軸部１１４の外周面の一部に第一吸湿材１１１が設けられている。
第一位置においては、第一吸湿材３１が蒸発口８よりも外部に位置するように回転軸部１１４が回転されており、第二位置においては、第一吸湿材１１１が灯室７の内部に位置するように回転軸部１１４が回転されている。
図５に示した例では、回転軸部１１４の外周面の半周に亘って第一吸湿材１１１が設けられている。この回転軸部１１４とフレーム１１２によって灯室７が閉塞される。

また、上述した実施形態においては、調湿機構６が一つのみ設けられる構成を説明したが、本実施形態はこれに限られない。例えば、調湿機構６は複数あってもよい。

また、本実施形態において車両用灯具１は、図６に示すように仕切り部材５０を有していてもよい。仕切り部材５０はエクステンション、インナレンズ、カバーまたはリフレクタによって構成される。なお、仕切り部材５０は灯室７を閉塞した状態で完全に仕切る構成ではなく、空気が通る隙間を有している。
仕切り部材５０を設ける場合、アウタレンズ２と仕切り部材５０で形成される空間に、第二吸湿材２１が設けられ、ハウジング３と仕切り部材５０で形成される空間に、第一吸湿材１１（調湿機構６）が設けられる。仕切り部材５０が設けられることによって、第一吸湿材１１と第二吸湿材２１は別の空間で除湿することができる。これにより、第一吸湿材１１と第二吸湿材２１それぞれがより適した空間で除湿することができるので、十分に灯室７内を除湿することができる。

以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本開示の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本開示の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

１：車両用灯具
２：アウタレンズ
２ａ：意匠面
２Ａ：第一部
２ｂ：内面
２Ｂ：第二部
３：ハウジング
４：光源
５：インナレンズ
６：調湿機構
７：灯室
８：蒸発口
１１：第一吸湿材
１２：フレーム
１３：仕切り板
１４：回転軸部
１５：ヒータ
２１：第二吸湿材
５０：仕切り部材

Claims (6)

1. アウタレンズとハウジングで形成された灯室内に設けられた光源と、
   調湿機構と、を有し、
   前記調湿機構は第一吸湿材を有し、前記調湿機構は前記第一吸湿材が含む水分を外部に放出可能に構成され、
   前記第一吸湿材よりも吸湿速度の速い第二吸湿材が前記灯室内に設けられている、車両用灯具。
2. 前記灯室の湿度が５０％以下の場合、前記第一吸湿材の吸水率は前記第二吸湿材と比べ高く、
   前記灯室の湿度が９０％の場合、前記第二吸湿材の吸水率は前記第一吸湿材と比べ高い、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第二吸湿材が前記第一吸湿材よりも前記アウタレンズの近傍に設けられている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 複数の前記第二吸湿材が互いに離間した位置に設けられている、請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記アウタレンズは、車両外部に露出する意匠面と、意匠面の裏面であり灯室内に面する内面を有し、
   前記内面は、不透明樹脂で構成された第二部が設けられており、
   前記第二部に第二吸湿材が設けられている、請求項３に記載の車両用灯具。
6. 前記灯室内に設けられる、前記灯室を少なくとも部分的に仕切る仕切り部材を備え、
   前記アウタレンズと仕切り部材で形成される空間に、前記第二吸湿材が設けられ、
   前記ハウジングと前記仕切り部材で形成される空間に、前記調湿機構が設けられる、請求項１または２に記載の車両用灯具。

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