JP6894748B2 - 車両用灯具およびヒータ - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

車両用灯具のアウターカバーに付着した雪は、適切な光の照射の妨げとなる。このため、アウターカバーに発熱部材を取り付け、その発熱部材が発する熱により、融雪する車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８８６８７公報

近年の車両用灯具のアウターカバーは、一般的に３次元曲面を有する。従来の技術では、この３次元曲面形状を有するアウターカバーに発熱部材を適切に張り付けられず、アウターカバーと発熱部材との間に隙間が生じうる。隙間が存在すると、アウターカバーに効率良く熱が伝わらず、適切に融雪することができない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、アウターカバーに付着した雪を適切に融雪できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、ランプボディと、ランプボディの灯具前方側に配置されるアウターカバーと、アウターカバーの灯具前方側の面に接触するように設けられ、給電によって発熱する発熱部材と、を備える。発熱部材は伸長性を有する。

本発明の別の態様は、ヒータである。このヒータは、給電によって発熱する、車両用灯具のアウターカバーの灯具前方側の面に接触するように設けられるべき発熱部材を備える。発熱部材は伸長性を有する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、アウターカバーに付着した雪を適切に融雪できる技術を提供することができる。

実施の形態に係る車両用灯具を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、融雪ヒータを示す斜視図である。 融雪ヒータに関する制御系を示すブロック図である。 図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、変形例に係る発熱部材を示す図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、別の変形例に係る発熱部材を示す図である。 さらに別の変形例に係る発熱部材を示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

また、実施の形態に係る車両用灯具の概要を説明する。実施の形態に係る車両用灯具は、給電によって発熱する発熱部材を含む融雪ヒータを備える。融雪ヒータは、発熱部材がアウターカバーの灯具前方側の面（以下、「外表面」と呼ぶ）に接触するように設けられる。発熱部材は伸長性を有するため、三次元曲面形状を有するアウターカバー１２の外表面に沿うように、すなわち発熱部材とアウターカバー１２の外表面との間の隙間がより少なくなるように、発熱部材とアウターカバーとを接触させることができる。

発熱部材とアウターカバーとの「接触」は、それらが直接接触する場合に加えて、発熱部材とアウターカバーとを接着するための部材（例えば接着剤）を間に挟む場合も含まれる。

図１は、実施の形態に係る車両用灯具１００の概略構造を示す斜視図である。車両用灯具１００は、前照灯であり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置される。図１ではその一方を示している。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

車両用灯具１００は、ランプボディ１０と、アウターカバー１２と、灯具ユニット１４と、融雪ヒータ１６と、を備える。ランプボディ１０は、開口を有する箱状に形成される。アウターカバー１２は、透光性を有するカバーであり、ランプボディ１０の灯具前方側に配置され、ランプボディ１０の開口を覆うようにランプボディ１０に取り付けられる。アウターカバー１２の灯具前方側の外表面１２ａは、三次元曲面形状を有する。ランプボディ１０とアウターカバー１２とによって形成される灯室１８内には、灯具ユニット１４が収容されている。灯具ユニット１４は車両用灯具１００の前方に向けて光を照射する。灯具ユニット１４は、例えばプロジェクタ型の光学ユニットである。

図３（ａ）、（ｂ）は、融雪ヒータ１６を示す斜視図である。図３（ｂ）では、第１保持部材２２の第１層２２ａと、第２保持部材２４の第１層２４ａの表示を省略している。図１、２に加えて、図３（ａ）、（ｂ）を参照する。

融雪ヒータ１６は、アウターカバー１２を暖めるためのヒータであり、発熱部材２０と、第１保持部材２２と、第２保持部材２４と、第１端子２６と、第２端子２８と、ブッシング３０と、を有する。

発熱部材２０は、導電性部材３２と、２枚のフィルム３４と、を有する。導電性部材３２は、２枚のフィルム３４に挟み込まれている。導電性部材３２は特に、２枚のフィルム３４の間に比較的まばらに延在している。導電性部材３２は、本実施の形態では導電性インクであり、柔軟性に加えて伸長性を有する。導電性部材３２は特に、フィルム３４の面方向における任意の方向に伸長性を有する。柔軟性とは、アウターカバー１２の外表面に沿うように弾性変形できる性質をいう。また、「伸長性」とは、引張力を与えると破断や断線することなく伸びる性質をいい、特に元の長さの１．１倍以上伸長することをいう。なお、引張力を除いたときに元の状態に戻るか否かは問わない。導電性部材３２は、フィルム３４に挟まれているため、フィルム３４が伸ばされるとそれに伴って伸びる。

フィルム３４は、シート状の部材であり、例えばポリウレタン系、ポリエチレン系またはシリコーン系等の樹脂材料により形成される。フィルム３４は、本実施の形態では、略矩形状に形成されている。

フィルム３４は、光透過性を有する。フィルム３４は、好ましくは、３８０〜７８０ｎｍの波長の光に対し、５０％以上の透過率を有する。これにより、アウターカバー１２を透過して発熱部材２０に入射した光は、導電性部材３２が存在しないフィルム３４の部分を透過して灯具前方に照射される。

またフィルム３４は、柔軟性に加えて伸長性を有する。フィルム３４は特に、その面方向における任意の方向に伸長性を有する。またフィルム３４は特に、導電性部材３２よりも低い伸長性を有する。これにより、発熱部材２０の伸ばしすぎにより導電性部材３２が断線するのを抑止できる。なお、伸長性が低いとは、同じ引張応力を加えたときの伸長の程度が低いことをいう。

またフィルム３４は、熱収縮性を有する。フィルム３４は、所定の温度以上の熱を加えると収縮する。

フィルム３４は、所望の強度、所望の柔軟性および伸長性を実現しうる厚みに形成される。例えばフィルム３４は、５０μｍ〜２ｍｍの厚みに形成される。なお、フィルム３４の厚みは実験等により定めればよい。

２枚のフィルム３４は、間に導電性部材３２を挟んだ状態で、熱圧着、接着剤による接着等により張り合わされる。

第１保持部材２２および第２保持部材２４は、発熱部材２０を保持する板状の部材である。第１保持部材２２および第２保持部材２４は、例えば樹脂材料により形成され、柔軟性を有する。

第１保持部材２２は、第１層２２ａと、第２層２２ｂとを有する。第１保持部材２２は、第１層２２ａと、第２層２２ｂとで挟み込んで発熱部材２０を保持する。第１保持部材２２の中には、後述するように第１端子２６および第２端子２８が収容される。このため、第１層２２ａと第２層２２ｂは、水が浸入しないように溶着、接着により張り合わされる。

第２保持部材２４は、第１保持部材２２と同様に、第１層２４ａと、第２層２４ｂとを有する。第２保持部材２４は、第１層２４ａと、第２層２４ｂとで挟み込んで発熱部材２０を保持する。

第１端子２６および第２端子２８は、第１保持部材２２内に、すなわち第１層２２ａと第２層２２ｂとの間の空間（以下、「収容空間」という）に収容される。

第１端子２６は、第１保持部材２２の第１層２２ａと第２層２２ｂとの間に収容される。２つの第１端子２６は、例えばリン青銅により形成される。２つの第１端子２６はそれぞれ、導電性部材３２の一端と他端に接続される。第１端子２６は、板状部２６ａと、突出部２６ｂとを有する。板状部２６ａは、導電性部材３２と接触した状態で、すなわち導電性部材３２に電気的に接続された状態で、フィルム３４に挟み込まれている。突出部２６ｂは、板状部２６ａからフィルム３４の外側に突出している。

第２端子２８は、フィルム３４から突出している第１端子２６の突出部２６ｂとコード３６とを電気的に接続するための端子である。コード３６は、外部コネクタ５０と接続されており、不図示のバッテリから電源からの電力を、第２端子２８および第１端子２６を介して発熱部材２０の導電性部材３２に給電する。

ブッシング３０は、弾性材料で形成された部材であり、収容空間に通じる挿通孔２２ｃに係合されている。コード３６は、ブッシング３０に形成された貫通孔を通じて、収容空間から第１保持部材２２の外側に引き出されている。ブッシング３０により、収容空間に水が浸入するのが抑止される。

第１保持部材２２は、２つの第１取付部２２ｄを有する。第１取付部２２ｄは、第１保持部材２２の本体から突出する板状の突出部である。第１取付部２２ｄには挿通孔２２ｅが形成されている。

同様に、第２保持部材２４は、２つの第２取付部２４ｃ（図２では１つのみ表示）を有する。第２取付部２４ｃは、第２保持部材２４の本体から突出する板状の突出部である。第２取付部２４ｃには、挿通孔２４ｄが形成されている。

ランプボディ１０には、第１保持部材２２、第２保持部材２４を固定するための固定構造としてのねじ穴１０ａ、１０ｂが形成されている。

融雪ヒータ１６を取り付ける場合、第１保持部材２２と第２保持部材２４を把持し、発熱部材２０を伸ばす力を加えながら発熱部材２０をアウターカバー１２の外表面に接触させる。発熱部材２０を伸ばす力に代えて、または発熱部材２０を伸ばす力に加えて、熱収縮させるための熱をフィルム３４に加えてもよい。この熱は例えば、熱風を送風することにより供給されてもよい。また例えば、赤外線を照射することにより供給されてもよい。また例えば、アウターカバー１２の曲面形状に沿った形状を有するもしくはアウターカバー１２の曲面形状に変形する加熱体を接触させることにより供給されてもよい。

発熱部材２０とアウターカバー１２との間には、それらを接着させるための接着剤が塗布されていてもよい。この場合、アウターカバー１２に対向するフィルム３４の表面に、またはアウターカバー１２の外表面に、またはそれらの両方向に、接着剤をあらかじめ塗布しておけばよい。

続いて、柔軟性を有する第１保持部材２２を湾曲させ、第１取付部２２ｄの挿通孔２２ｅとランプボディ１０のねじ穴１０ａの位置が合うように第２層２２ｂをアウターカバー１２に当接させる。この状態で、第１取付部２２ｄの挿通孔２２ｅにボルトを挿入してランプボディ１０のねじ穴１０ａに螺入することにより、第１保持部材２２をランプボディ１０に固定する。

同様に、第２保持部材２４を湾曲させ、第２取付部２４ｃの挿通孔２４ｄとランプボディ１０のねじ穴１０ｂの位置が合うように第２層２４ｂをアウターカバー１２に当接させる。この状態で、この状態で、第２取付部２４ｃの挿通孔２４ｄにボルトを挿入してランプボディ１０のねじ穴１０ｂに螺入することにより、第２保持部材２４をランプボディ１０に固定する。

以上のようにして融雪ヒータ１６が取り付けられる。

図４は、融雪ヒータ１６に関する制御系を示すブロック図である。車両用灯具１００は、半導体スイッチ３８と、温度センサ４０と、制御部４２と、をさらに備える。これらは、例えば第１保持部材２２の収容空間に収容される。

半導体スイッチ３８は、バッテリ（不図示）から融雪ヒータ１６への電源供給経路上に設けられ、通電制御部４６（後述）からの制御信号に応じてオン、オフが制御される。半導体スイッチ３８は、融雪ヒータ１６に通電する場合はオンとされる。

温度センサ４０は、温度センサ４０は外気温を所定の周期（例えば１分周期）で検出する。温度センサ４０は、検出値を制御部４２に出力する。

制御部４２は、判断部４４と、通電制御部４６とを含む。判断部４４は、温度センサ４０から検出値を受信する度に、温度センサ４０が出力した検出値すなわち外気温に基づき、発熱部材２０への通電の要否を判断する。判断部４４は、外気温が所定の通電閾値以下の場合、発熱部材２０への通電が必要と判断し、外気温が通電閾値より高い場合、発熱部材２０への通電は不要と判断する。通電制御部４６は、発熱部材２０への通電が必要と判断された場合、半導体スイッチ３８をオンにするよう半導体スイッチ３８に制御信号を送信する。これにより、バッテリから発熱部材２０に電力が供給され、発熱部材２０が発熱する。また、通電制御部４６は、発熱部材２０への通電が不要と判断された場合、半導体スイッチ３８をオフにするよう制御信号を送信する。これにより、バッテリから発熱部材２０への電力の供給が中止され、発熱部材２０は発熱しなくなる。

以上説明した本実施の形態によれば、発熱部材２０は伸長性を有する。このため、発熱部材２０を伸ばしながら融雪ヒータ１６を取り付けることで、三次元曲面形状を有するアウターカバー１２の外表面１２ａに発熱部材２０がぴったり接触するように、すなわちアウターカバー１２の外表面１２ａと発熱部材２０との間に隙間が生じないように融雪ヒータ１６を取り付けることができる。これにより、アウターカバー１２に発熱部材２０の熱が効率よく伝わり、アウターカバー１２に雪が付着した場合に適切に融雪できる。

また、本実施の形態では、発熱部材２０は伸長性に加えて熱収縮性を有する。このため、発熱部材２０を伸ばしながら、かつ、熱収縮させるための熱を発熱部材２０に加えながら融雪ヒータ１６を取り付けることで、発熱部材２０が三次元曲面形状を有するアウターカバー１２の外表面１２ａに沿って変形するため、より適切に、すなわちアウターカバー１２と発熱部材２０との間に隙間が生じないように、融雪ヒータ１６を取り付けることができる。

また、本実施の形態では、フィルム３４は、導電性部材３２よりも低い伸長性を有する。これにより、例えば融雪ヒータ１６の取付時など、発熱部材２０の伸ばしすぎにより導電性部材３２が断線するのを抑止できる。

また、本実施の形態では、ランプボディ１０は固定構造としてのねじ穴１０ａ、１０ｂを有しており、融雪ヒータ１６をねじ留めによりランプボディ１０に固定できる。これにより、融雪ヒータ１６を外れないように確実に固定できる。

また、本実施の形態では、外気温に応じて融雪ヒータ１６への通電が制御される。これにより、ユーザが融雪ヒータ１６に通電するか否かを判断する必要がなくなり、ユーザの負担が軽減される。

以上、実施の形態に係る車両用灯具の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

（第１変形例）
実施の形態では、車両用灯具１００が前照灯である場合について説明したが、これに限られず、本実施の形態の技術的思想は、ストップランプ、クリアランスランプ、デイランプ、ターンランプ、その他のランプにも適用できる。

（第２変形例）
実施の形態では、発熱部材２０の導電性部材３２が導電性インクである場合について説明したが、これに限られない。導電性部材３２は、給電によって発熱し、かつ、伸長性を有するものであればよい。

図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、変形例に係る発熱部材２０を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図３（ａ）に対応する。本変形例では、導電性部材３２は金属ワイヤーである。図５（ａ）の変形例では、導電性部材３２は螺旋状に巻かれた金属ワイヤーである。図５（ｂ）の変形例では、導電性部材３２は波形状に湾曲または屈曲した金属ワイヤーである。図５（ａ）、（ｂ）の変形例によれば、フィルム３４を伸ばすような力が発熱部材２０に加わると、導電性部材３２は直線形状に近づくように変形するすなわち伸びる。これらの変形例によれば、実施の形態と同様の効果を奏することができる。

図６（ａ）、（ｂ）は、別の変形例に係る発熱部材２０を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は図３（ａ）、（ｂ）に対応する。本変形例では、発熱部材２０は、フィルム３４を有しない。そのため、第１保持部材２２および第２保持部材２４が、導電性部材３２を直接保持している。また、導電性部材３２は、絶縁カバーで被覆された金属ワイヤーである。導電性部材３２は、図５の変形例と同様に、螺旋状に巻かれた金属ワイヤーまたは波形状に湾曲もしくは屈曲した金属ワイヤーである。この変形例によれば、実施の形態と同様の効果を奏することができる。加えて、この変形例によれば、フィルム３４が必要ないため、その分だけコストを低減できる。

また例えば、導電性部材３２は、有機系透明導電膜であってもよい。この場合、導電性部材３２も光を透過できるため、比較的広い範囲、例えばフィルム３４のほぼ全範囲に、導電性部材３２を設けることができる。

（第３変形例）
実施の形態では、融雪ヒータ１６が２つの保持部材を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば融雪ヒータ１６は、３つ以上の保持部材を有していてもよい。また例えば、融雪ヒータ１６は、保持部材を１つのみ有していてもよい。この場合、保持部材は、発熱部材２０のフィルム３４の外周を全周にわたり保持するように形成されていても、すなわち周状に形成されていてもよい。

（第４変形例）
実施の形態では、ランプボディ１０に固定構造としてのねじ穴が形成されている場合について説明したが、これに限られない。

固定構造は、保持部材ひいては融雪ヒータ１６をランプボディ１０に固定できる構造であればよい。例えば保持部材が係合爪を有し、固定構造がこの係合爪が係合する溝であってもよい。

また固定構造は、アウターカバー１２に設けられていてもよい。

また、ランプボディ１０およびアウターカバー１２が固定構造を有しない構成も考えられる。例えば、接着剤や接着シート（両面テープ）により、保持部材をアウターカバー１２またはランプボディ１０に固定すればよい。接着シートで固定する場合、その接着シートは、弾力性があり、かつ、所定の厚さ（例えば５ｍｍ以上）を有するものが好ましい。この場合、接着シートがアウターカバー１２やランプボディ１０の外表面形状に沿って変形してアウターカバー１２やランプボディ１０に接着されるため、保持部材を確実にアウターカバー１２やランプボディ１０に固定できる。

（第５変形例）
図７は、さらに別の変形例に係る融雪ヒータ１６を示す斜視図である。図７は、図３（ａ）に対応する。本変形では、第１保持部材２２は、コネクタ部２０ｆを有する。コネクタ部２０ｆは、バッテリからの電力を供給するための給電用の外部コネクタ（不図示）と係合される。コネクタ部２０ｆは、発熱部材２０の導電性部材３２に電気的に接続される第１端子２６を有する。コネクタ部２０ｆが外部コネクタ部と係合された場合、第１端子２６と外部コネクタ部の端子とが電気的に接続される。本変形例によれば、比較的容易に発熱部材２０をバッテリと電気的に接続することができるため、融雪ヒータ１６の取付作業の負担が軽減される。

上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。また、請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連係によって実現されることも当業者には理解されるところである。

（第６変形例）
実施の形態では、判断部４４は外気温に基づいて発熱部材２０への通電の要否を決定する場合について説明したが、これに限られない。判断部４４は、車両用灯具１００以外の車両の部品の作動に基づいて、発熱部材２０への通電の要否を決定してもよい。

例えば判断部４４は、フォグランプの作動に基づいて発熱部材２０への通電の要否を決定してもよい。具体的には、フォグランプのスイッチがオンの場合に発熱部材２０への通電が必要と決定し、フォグランプのスイッチがオフの場合に発熱部材２０への通電が不要と決定する。また例えば判断部４４は、外気温とフォグランプの作動の両方に基づいて発熱部材２０への通電の要否を決定してもよい。具体的には、フォグランプのスイッチがオンで、かつ、外気温が所定の通電閾値以下の場合に、発熱部材２０への通電が必要と決定し、それ以外の場合、すなわち、フォグランプのスイッチがオンで、かつ、外気温が通電閾値よりも高い場合、およびフォグランプのスイッチがオフの場合に、発熱部材２０への通電が不要と決定する。

また例えば判断部４４は、ワイパーの作動に基づいて発熱部材２０への通電の要否を決定してもよい。具体的には、ワイパーのスイッチがオンの場合に発熱部材２０への通電が必要と決定し、ワイパーのスイッチがオフの場合に発熱部材２０への通電が不要と決定する。また、判断部４４は、外気温とワイパーの作動の両方に基づいて発熱部材２０への通電の要否を決定してもよい。具体的には、ワイパーのスイッチがオンで、かつ、外気温が所定の通電閾値以下の場合に、発熱部材２０への通電が必要と決定し、それ以外の場合、すなわち、ワイパーのスイッチがオンで、かつ、外気温が通電閾値よりも高い場合、およびワイパーのスイッチがオフの場合に、発熱部材２０への通電が不要と決定する。

（第７変形例）
実施の形態では、車両用灯具１００が灯具ユニット１４を灯室１８内に備え、融雪ヒータ１６がそのような車両用灯具１００のアウターカバー１２を暖める場合について説明したが、これに限られない。例えば車両用灯具１００は、灯具ユニット１４に加えて、他車両や歩行者や障害物を検出したり、天候状態等の車両周囲の状況を検出したり等するためのカメラ、センサ、レーダのうちの少なくともひとつを灯室１８内に備えていてもよい。

また例えば車両用灯具１００は、灯具ユニット１４に代えて、カメラ、センサ、レーダのうちの少なくともひとつを灯室１８に備えていてもよい。つまり、車両用灯具１００が、他車両や歩行者や障害物を検出するための対象物検出装置や、車両周囲の状況を検出するための周囲状況検出装置であってもよい。あるいは車両用灯具１００が、センサ光やレーダ等の電磁波を照射するための電磁波照射装置であってもよい。そして、融雪ヒータ１６が対象物検出装置のアウターカバー１２や周囲状況検出装置のアウターカバー１２や電磁波照射装置のアウターカバー１２を暖めるためのヒータであってもよい。

１０ ランプボディ、 １２ アウターカバー、 ２０ 発熱部材、 １００ 車両用灯具。

Claims (5)

1. ランプボディと、
   前記ランプボディの灯具前方側に配置されるアウターカバーと、
   前記アウターカバーの灯具前方側の面に接触するように設けられ、給電によって発熱する伸長性を有する発熱部材と、を備え、
   前記発熱部材は、
   伸長性を有する導電性部材と、
   伸長性および透過性を有し、前記導電性部材を挟み込むフィルムと、を含み、
   前記フィルムの伸長性は、前記導電性部材の伸長性よりも低いことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記発熱部材を保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、当該保持部材を前記ランプボディまたは前記アウターカバーに固定することによって前記発熱部材が前記アウターカバーと接触するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記保持部材は、給電用の外部コネクタと係合されるコネクタ部を含み、
   前記コネクタ部は、前記発熱部材に電気的に接続される端子を有し、
   前記コネクタ部が前記外部コネクタと係合された場合、前記端子と前記外部コネクタの端子とが電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記ランプボディまたは前記アウターカバーは、前記保持部材を固定するための固定構造を有することを特徴とする請求項２または３に記載の車両用灯具。
5. 給電によって発熱する、車両用灯具のアウターカバーの灯具前方側の面に接触するように設けられるべき伸長性を有する発熱部材を備え、
   前記発熱部材は、
   伸長性を有する導電性部材と、
   伸長性および透過性を有し、前記導電性部材を挟み込むフィルムと、を含み、
   前記フィルムの伸長性は、前記導電性部材の伸長性よりも低いことを特徴とするヒータ。

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