JP2024067344A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】サーミスタの設置構造が簡素で融雪機能の高いフィルムヒータを有する車両用灯具に関する。
【解決手段】ランプボディ９と共に内側に灯室を形成するアウターレンズ８と、温度検出用のサーミスタ２２、通電に基づいて発熱する発熱回路２５を有する融雪用のフィルムヒータ１７及びサーミスタ２２の温度検出結果に基づいて発熱回路２５への通電制御を行う制御基板を有する融雪機構７と、を備えた車両用灯具１において、サーミスタ２２は、フィルムヒータ１７の発熱回路２５に実装され、サーミスタ２２を実装したフィルムヒータ１７が、灯室Ｓ内でアウターレンズ８の内側８ａに貼り付けられるようにした。
【選択図】図２

Description

融雪機能が高く簡素なフィルムヒータを設けた車両用灯具に関する技術。

特許文献１の［００２２］及び図１から図３には、車両のフロントグリル内に設けたサーミスタによって検出された車室内温度に基づき、車両用灯具のカバーを暖めるフィルムヒータが開示されている。

特開２０２０－１０４５９４号

特許文献１のフィルムヒータは、［００２５］及び図３に示すようにサーミスタを車両のフロントグリルの内側に設けているために、コンデンサ及びラジエーターの発熱によって正確な外気温の測定に支障をきたさないための遮熱部材が必要になる。また、特許文献１のサーミスタは、図１に示すようにフィルムヒータのヒータ駆動回路から独立した専用の比較回路を必要とする。特許文献１のフィルムヒータは、サーミスタの設置構造の複雑化及び部品点数の増加、即ちフロントグリルへの設置構造及び遮熱構造が必要になることと、専用の比較回路が必要になることにより、製造コストが増加する点で問題となる。

本願は、上記課題に鑑みて、サーミスタの設置構造が簡素で融雪機能の高いフィルムヒータを有する車両用灯具を提供するものである。

ランプボディと共に内側に灯室を形成するアウターレンズと、温度検出用のサーミスタ、通電に基づいて発熱する発熱回路を有する融雪用のフィルムヒータ及び前記サーミスタの温度検出結果に基づいて発熱回路への通電制御を行う制御基板を有する融雪機構と、を備えた車両用灯具において、前記サーミスタは、前記フィルムヒータの発熱回路に実装され、前記サーミスタを実装した前記フィルムヒータが、前記灯室内で前記アウターレンズの内側に貼り付けられた。

（作用）サーミスタが、灯室内に設けられることによってラジエーターの熱から遮熱される。また、サーミスタは、フィルムヒータを密着させたアウターレンズを介して灯室外温度を検出する。発熱回路は、サーミスタの通電回路として機能する。

また、車両用灯具において、前記発熱回路は、前記アウターレンズの意匠領域に設けられた発熱銅箔と、前記発熱銅箔よりも大きな断面積を有し、発熱銅箔に電気的に接続され、前記アウターレンズの非意匠領域に設けられた給電銅箔と、
発熱銅箔と同一の断面積を有し、前記アウターレンズの非意匠領域に設けられ、前記給電銅箔を介して前記発熱銅箔に電気的に接続された発熱検査用銅箔と、を有し、前記サーミスタは、前記アウターレンズの非意匠領域において、前記発熱検査用銅箔の近傍に設けられたことが望ましい。

（作用）発熱検査用銅箔は、給電銅箔を介して発熱銅箔から離間したアウターレンズの非意匠領域に設置され、かつ発熱銅箔と同一温度の熱を発生する。サーミスタは、非意匠領域に設置され、発熱検査用銅箔の温度を検出する。

また、車両用灯具において、前記制御基板が、サーミスタによって検出された灯室外温度に基づいて発熱銅箔への給電を開始し、前記サーミスタによって検出された発熱検査用銅箔の温度に基づいて発熱銅箔への給電を停止することを特徴とすることが望ましい。

（作用）制御基板が、融雪を必要と想定される灯室外温度の検出に基づいて発熱銅箔に給電し、発熱用銅箔の温度が上限に達した場合に給電を停止する。

また、車両用灯具は、リヤコンビネーションランプであり、前記フィルムヒータが、前記リヤコンビネーションランプを一体に構成する複数のランプユニットのうち、リヤフォグランプに設けられたことが望ましい。

（作用）他のランプユニットよりも専有面積が狭く、輝度の高いリヤフォグランプを少ない消費電力で融雪する。

また、車両用灯具において、前記制御基板は、ランプボディに設けられ、汎用コネクタを有し、前記汎用コネクタに接続された汎用コネクタケーブルを介して複数の前記ランプユニットのいずれかに接続されることが望ましい。

（作用）複数のランプユニットのうち任意のいずれかに接続されることで、接続された車両用灯具のＯＮ／ＯＦＦに連動した電力供給がなされる。

車両用灯具によれば、フィルムヒータとアウターレンズの密着により、サーミスタは、灯室外温度を正確に検出出来る。また、サーミスタをアウターレンズの内側に設置することで、遮熱構造が不要となることと、サーミスタ専用の通電回路が必要無くなることで、サーミスタの設置構造が簡素で融雪機能の高いフィルムヒータを備えることが出来る。

また、車両用灯具によれば、非意匠領域に設置されたサーミスタは、灯室外温度に加え、外部から視認されること無く発熱銅箔の温度も検出することが出来る。

また、車両用灯具によれば、フィルムヒータによる融雪時の発熱が自動的に開始され、発熱がアウターレンズに悪影響を与える温度に達する前に発熱を停止出来る。

また、車両用灯具によれば、輝度の高いリヤフォグランプを融雪することで、消費電力を節約しつつ見栄えの良さを実現出来る。

また、車両用灯具によれば、融雪制御を任意のランプユニットに連動出来ることで、融雪制御の自在性が向上する。

本願発明の好適な実施形態に係る車両用灯具を含む車両後部の正面図。 図１のリヤフォグランプの水平断面図。 図２のフィルムヒータを矢視Ａ方向に見た図 （ａ）図３のＩ－Ｉ断面図。（ｂ）図３のＩＩ－ＩＩ断面図。 車両用灯具の融雪機構を含むブロック図。

以下、本発明の車両用灯具の好適な実施形態を図１から図５に基づいて説明する。各図においては、車両用灯具の各方向を（前方：後方：左方向：右方向：上方向：下方向＝Ｆｒ：Ｒｅ：Ｌｅ：Ｒｉ：Ｕｐ：Ｌｏ）として説明する。

図１は、後述する融雪機構を含む車両用灯具を搭載した車両１００の右後部を表したものである。図１は、車両１００に左右一対で設けられる右後方のリヤコンビネーションランプ１（以降は、単にＲＣＬとして説明する。左のＲＣＬは図示せず）を示す。リヤコンビネーションランプ１は、多数のランプユニットを一体化したランプユニット群であって、リヤウインドウ１０１の右下方に設置されている。リヤコンビネーションランプ１は、リヤフォグランプ２，テール＆ストップランプ３、ターンシグナルランプ４及びバックランプ５の４つのランプユニットを含む。本実施形態においては、一例としてリヤフォグランプ２に融雪機構７を設ける。

図２は、ランプユニットの１つであるリヤフォグランプ２の水平断面図である。リヤフォグランプ２は、アウターレンズ８と、ランプボディ９を備える。アウターレンズ８とランプボディ９は、リヤコンビネーションランプ１の他のランプユニットであるテール＆ストップランプ３、ターンシグナルランプ４及びバックランプ５にも共用され、内側に共通する灯室Ｓを形成する。灯室Ｓ内は、灯具毎に仕切られることで上記４つのランプユニットが構成される。図１に示すアウターレンズ８は、透明または半透明の樹脂等で形成されたリヤフォグランプ２の意匠領域２ａ及び透光性を持たない非意匠領域２ｂを備え、透明または半透明の樹脂等で形成されたテール＆ストップランプ３の意匠領域３ａ及び透光性を持たない非意匠領域３ｂを備える。また、アウターレンズ８は、透明または半透明の樹脂等で形成されたターンシグナルランプの意匠領域４ａ及びバックランプ５の意匠領域５ａをそれぞれ備える。透光性を有する意匠領域４ａ、５ａは、透光性を持たない非意匠領域６によって仕切られている。また、アウターレンズのその他の領域は、透光性を持たない非意匠部１０によって形成される。

図２に示す、リヤフォグランプ２の灯室Ｓの内側には、複数の支持部１１を解してランプボディ９に固定された階段形状の光源ブラケット１２が設けられている。光源ブラケット１２の格段の後面１２ａには、５つの発光素子光源（ＬＥＤ等）１３が、意匠領域２ａに対向するようにそれぞれ設けられている。尚、本実施形態の発光素子光源の数は、一例であるため単数で複数でも良く、５つに限られない。アウターレンズ８において、リヤフォグランプ２の意匠領域２ａの内面２ｃ及び非意匠領域２ｂの内面２ｄには、フィルムヒータ１７が設けられる。また、ランプボディ９の内面９ａには、非意匠領域２ｂの内側において、フィルムヒータ１７と後述するサーミスタ２２を制御する制御基板１６が設けられている。

図３によって、フィルムヒータ１７を説明する。図３は、フィルムヒータ１７を図２の矢視Ａ方向に見た図である。フィルムヒータ１７は、発熱領域１８と、給電領域１９によって構成される。発熱領域１８には、発熱銅箔２０が設けられ、給電領域１９には、給電銅箔２１、サーミスタ２２，ランド２３，２４が設けられる。発熱銅箔２０は、太さ数十ミクロンの細い銅線であって、発熱用の銅箔パターンを発熱領域１８に形成する。給電銅箔２１は、発熱銅箔２０の両端に電気的に接続される第１銅箔パターン２１ａと、サーミスタ２２に両端を電気的に接続される第２銅箔パターン２１ｂによって構成される。第１銅箔パターン２１ａは、太さ外径百数十ミクロンを有する銅線であって、発熱銅箔２０よりも太く大きな断面積を有し、ランド２３のプラス端子２３ａ、２３ｂにそれぞれ電気的に接続される。第２銅箔パターン２１ｂは、第１銅箔パターン２１ａと同じ太さと断面積を有する銅線であって、ランド２４のプラス端子２４ａ、２４ｂにそれぞれ電気的に接続される。

尚、図３に示すように、サーミスタ２２の周囲には、サーミスタを取り囲むように発熱検査用銅箔２６を設けることが望ましい。発熱検査用銅箔２６は、発熱銅箔２０と同一の太さ及び断面積を有し、かつ給電銅箔２１の第１銅箔パターン２１ａに電気的に接続される。

図４（ａ）及び図４（ｂ）により、フィルムヒータ１７の積層構造を説明する。図４（ａ）は、発熱領域１８におけるＩ－Ｉ断面図であり、図４（ｂ）は、給電領域１９におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。発熱領域１８及び給電領域１９を有するフィルムヒータ１７は、銅箔層１７ａ、接着層１７ｂ、可撓性を有するＰＥＴ（POLY ETHYLENE TEREPHTHALATE：登録商標）等で形成された高分子フィルム層１７ｃ、絶縁素材であるポリイミド等で形成された表面保護層１７ｄ及びＯＣＡ（Optical Clear Adhesive＝光学透明粘着）シート等で形成された光学透明粘着シート層１７ｅによって構成される。銅箔層１７ａは、発熱領域１８において発熱銅箔２０によって構成され、また給電領域１９において給電銅箔２１及び発熱検査用銅箔２６によって構成される。接着層１７ｂ、高分子フィルム層１７ｃ、表面保護層１７ｄ及び光学透明粘着シート層１７ｅは、いずれも透光性を有する。また、給電銅箔２１は、車両１００の後方から見て人が極めて視認しにくい細さに形成されるため、他の層の透光性を阻害しない。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように銅箔層１７ａは、接着層１７ｂを解して高分子フィルム層１７ｃの表面１７ｃ１に搭載される。銅箔層１７ａの表面は、表面保護層１７ｄによって覆われ外部から絶縁される。高分子フィルム層１７ｃは、裏面に設けられた光学透明粘着シート１７ｅを解し、リヤフォグランプ２におけるアウターレンズ８の一部である意匠領域２ａの裏面１ｃ及び非意匠領域２ｂの内面２ｄに貼り付けられる。

図２に示すようにフィルムヒータ１７は、発熱領域１８をリヤフォグランプ２におけるアウターレンズ８の一部である意匠領域２ａの内面２ｃに貼り付けられ、給電領域１９を意匠領域２ａの内面２ｃから露出させないように非意匠領域２ｂの内面２ｄに貼り付けられる。５つの発光素子光源１３による光は、銅箔層１７ａ（給電銅箔２１）に透光性を阻害されることなくフィルムヒータ１７を透光し、更にアウターレンズ８の意匠領域２ａから前方に出射する。降雪時にランド２３及び第１銅箔パターン２１ａを介して給電されると、発熱銅箔２０が発熱し、意匠領域２ａに付着した雪を溶かす。図２に示す制御基板１６，フィルムヒータ１７及びサーミスタ２２は、融雪機構７を構成し、図３に示す発熱銅箔２０，給電銅箔２１、ランド２３，２４は、発熱回路２５を構成する。

図３に示す給電銅箔２１は、発熱銅箔２０に比べて人に視認されやすい太さに形成されているが、透光性を有さない非意匠領域２ｂの内側に配置されているため、車両１００の後方から視認されることもなく、発光素子光源１３の出射光を阻害することもない。示すサーミスタ２２は、ランド２４及び第２導電パターン２２ａから給電されることにより、アウターレンズ８を介して外気温を検出する。尚、発熱回路２５における給電銅箔２１に実装されるサーミスタ２２は、図４（ａ）の２点鎖線部分に示すように仮に発熱領域１８において発熱銅箔２０の近傍に実装（別途銅箔層１７ａに配線した第２導電パターン２１ｂに低温半田２７を介して電気的に接続させる。第２銅箔パターン２１ａは、２つの発熱銅箔２０の間に配置する）すれば、発熱時における発熱銅箔の温度も検出することが出来る。

しかし、フィルムヒータ１７及びアウターレンズ８の意匠領域２ａは、共に透光性を有するため、サーミスタ２２を発熱領域１８に設置すると、サーミスタ２２が車両１００の後方から視認されて見栄えを悪くする。それを避けるため、サーミスタ２２は、図４（ｂ）に示す本実施形態のように、非意匠領域２ｂの内側に配置される給電領域１９に実装することがより望ましい。その場合、サーミスタ２２が発熱銅箔１８から離間することで発熱銅箔１８の温度を直接測定することが出来なくなる。本実施形態においては、図３及び図４（ｂ）に示すように、低温半田２７を介してサーミスタ２２を第２導電パターン２１ｂに電気的に接続させ、更に裏面側から見てサーミスタ２２を取り囲むように、銅箔層１７ａにおいて第２導電パターン２１ｂの周囲に発熱検査用銅箔２６を設けている。発熱検査用銅箔２６は、通電された発熱銅箔２０と同時に同様の発熱をするため、サーミスタ２２は、非意匠領域２ｂの内側に配置された状態であっても、発熱検査用銅箔を介して発熱銅箔１８の温度を検出することが出来る。

次に、図５により、本実施形態における融雪機構７を有する車両用灯具の具体的構成を説明する。融雪機構７は、上述したとおり、制御基板１６、フィルムヒータ１７及びサーミスタ２２を有し、制御基板１６は、図３のランド２３、２４及び給電銅箔２１を介して発熱銅箔２０とサーミスタ２２に独立して接続される。具体的には、制御基板１６は、制御回路３０及び給電基板３１を有する。制御回路３０は、給電基板３１を介してフィルムヒータ１７のランド２３，２４に接続される。制御回路３０は、ＥＣＵや制御回路の集合等から温度検出部３２、ヒータ制御部３３、点灯制御部３４及び給電判断部３５を備えるように構成される。

図５に示す温度検出部３２は、給電基板３１、ランド２４及び第２銅箔パターン２１ｂを介してサーミスタ２２にへの通電制御を行い、温度変化に伴うサーミスタ２２の抵抗値の変化を検出することによって、サーミスタ２２の周囲の温度、即ちリヤコンビネーションランプ１の外気温や発熱検査用銅箔２６の温度を検出する。図５のヒータ制御部３３は、給電基板３１、ランド２３及び第１銅箔パターン２１ａを介して発熱銅箔２０及び発熱検査用銅箔２６への通電を制御する。

図５に示す点灯制御部３４は、灯具給電機構３９及び灯具切替機構４０を介し、リヤコンビネーションランプ１，前照灯４１及びその他ランプ４２に接続される。灯具給電機構３９は、車両１００の図示しないバッテリー等で構成される。灯具切替機構４０は、灯具給電機構３９からリヤコンビネーションランプ１のリヤフォグランプ２，テール＆ストップランプ３，その他ランプ（ターンシグナルランプ４やバックランプ５等）、前照灯４１及びその他ランプ４２（フロントフォグランプや車幅灯等）への電気的な接続を切り換える機構であり、電子的または機械的なスイッチ、あるいは、各ランプに共通する汎用コネクタを設け、灯具給電機構３９に一端を接続した汎用コネクタケーブルの他端の汎用コネクタを人為的に繋ぎ替える機構でもよい。点灯制御部３４は、接続されたランプの点消灯制御及び図示しないドライバーや所定の自動制御による各ランプの点灯のＯＮ／ＯＦＦを検出する。

図５に示す融雪機構７は、ランプの点灯に連動し、または所定の温度に基づいてフィルムヒータ１７のＯＮとＯＦＦとを制御されることが望ましい。本実施形態においては、１例としてリヤフォグランプ２に融雪機構７を備えているため、望ましくは、図示しないドライバーによる操作または、所定の自動ＯＮ／ＯＦＦ制御に基づくリヤフォグランプ２のＯＮ／ＯＦＦに連動させ、リヤフォグランプ２のＯＮに併せてフィルムヒータ１７をＯＮにし、リヤフォグランプ２がＯＦＦになれば、フィルムヒータ１７もＯＦＦに切り換えることが望ましい。

例えば、リヤフォグランプ２のＯＮとＯＦＦに連動させて融雪機構７を動作させる場合、図５に示す制御回路３０の給電判断部３５は、降雪時にリヤフォグランプ２の図示しないスイッチが操作され、またはリヤフォグランプ２が自動でＯＮになったことを検出すると、点灯制御部３４，灯具給電機構３９及び灯具切替機構４０を介してリヤフォグランプ２を通電制御して点灯させる。また、給電判断部３５は、ヒータ制御部３３及び給電基板３１を介してフィルムヒータ１７の発熱銅箔２０への通電を開始し、発熱銅箔２０を発熱させる。降雪が終了し、リヤフォグランプ２がＯＦＦにされると、給電判断部３５は、発熱銅箔２０への通電を停止させて発熱を停止させる。

また、例えば、所定の温度に基づいて融雪機構７を動作させる場合、図５に示す制御回路３０の給電判断部３５は、降雪時に図示しないドライバーによる温度検出スイッチ（図示せず）のＯＮの操作を検出することで、温度検出部３２及び給電基板３１を介してサーミスタ２２への給電を開始させ、リヤコンビネーションランプ１の外の気温を検出させる。例えばアウターレンズ８への雪の付着により、灯室Ｓの外の気温が０℃を下回ったことを温度検出部３２が検出した場合、給電判断部３５は、ヒータ制御部３３を介してフィルムヒータ１７への通電を開始することで発熱銅箔２０を発熱させる。また、発熱銅箔２０は、所定の温度を上回る温度で発熱した場合、例えば６０℃を越えた場合等において、アウターレンズ８を傷める場合がある。そこで、給電判断部３５は、発熱検査用銅箔２６の温度が発熱銅箔２０と同様に６０℃を越えた場合、ヒータ制御部３３を介して給電を一旦停止させ、発熱検査用銅箔２６の温度が所定の温度（例えば０℃）まで下がった場合に発熱銅箔２０への給電を再開することが望ましい。給電判断部３５は、降雪終了に伴った図示しないドライバーによる温度検出スイッチ（図示せず）のＯＦＦの操作を検出することにより、ヒータ制御部３３を介して発熱銅箔２０への給電を停止させる。

尚、リヤフォグランプのＯＮ／ＯＦＦに連動した融雪機構のＯＮ／ＯＦＦ制御と気温の変化に基づく融雪機構のＯＮ／ＯＦＦ制御は、同時に行ってもよい。また、本実施形態においては、一例として融雪機構７をリヤフォグランプ２の内側に設けているが、融雪機構７は、サーミスタ２２を実装したフィルムヒータ１７を車両用灯具（ＲＣＬなら各ランプユニット）のアウターレンズの内側に貼り付け、ランプボディ内側に設けた制御基板１６によって給電制御出来る構成であれば、リヤフォグランプ２に限られず、リヤコンビネーションランプ１のテール＆ストップランプ３，その他のランプ（ターンシグナルランプ４やバックランプ５等）、リヤコンビネーションランプ以外の前照灯やその他のランプ（フロントフォグランプや、車幅灯等）多種多様な車両用灯具の内側に設けてもよい。

１ リヤコンビネーションランプ（車両用灯具）
２ リヤフォグランプ（ランプユニット）
２ａ 意匠領域
２ｂ 非意匠領域
７ 融雪機構
８ アウターレンズ
８ａ 内周面（アウターレンズの内側）
９ ランプボディ
１６ 制御基板
１７ フィルムヒータ
２０ 発熱銅箔
２１ 給電銅箔
２２ サーミスタ
２５ 発熱回路
２６ 発熱検査用銅箔
Ｓ 灯室

Claims (5)

1. ランプボディと共に内側に灯室を形成するアウターレンズと、
   温度検出用のサーミスタ、通電に基づいて発熱する発熱回路を有する融雪用のフィルムヒータ及び前記サーミスタの温度検出結果に基づいて発熱回路への通電制御を行う制御基板を有する融雪機構と、
   を備えた車両用灯具において、
   前記サーミスタは、前記フィルムヒータの発熱回路に実装され、
   前記サーミスタを実装した前記フィルムヒータが、前記灯室内で前記アウターレンズの内側に貼り付けられたことを特徴とする、車両用灯具。
2. 前記発熱回路は、
   前記アウターレンズの意匠領域に設けられた発熱銅箔と、
   前記発熱銅箔よりも大きな断面積を有し、発熱銅箔に電気的に接続され、前記アウターレンズの非意匠領域に設けられた給電銅箔と、
   発熱銅箔と同一の断面積を有し、前記アウターレンズの非意匠領域に設けられ、前記給電銅箔を介して前記発熱銅箔に電気的に接続された発熱検査用銅箔と、を有し、
   前記サーミスタは、
   前記アウターレンズの非意匠領域において、前記発熱検査用銅箔の近傍に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記制御基板が、
   サーミスタによって検出された灯室外温度に基づいて発熱銅箔への給電を開始し、
   前記サーミスタによって検出された発熱検査用銅箔の温度に基づいて発熱銅箔への給電を停止することを特徴とする、請求項２に記載の車両用灯具。
4. 車両用灯具が、リヤコンビネーションランプであり、
   前記フィルムヒータが、前記リヤコンビネーションランプを一体に構成する複数のランプユニットのうち、リヤフォグランプに設けられたことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記制御基板は、前記ランプボディに設けられ、汎用コネクタを有し、前記汎用コネクタに接続された汎用コネクタケーブルを介して複数の前記ランプユニットのいずれかに接続されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用灯具。