WO2024004689A1 - 車両用ヒータ装置 - Google Patents

車両用ヒータ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024004689A1
WO2024004689A1 PCT/JP2023/022300 JP2023022300W WO2024004689A1 WO 2024004689 A1 WO2024004689 A1 WO 2024004689A1 JP 2023022300 W JP2023022300 W JP 2023022300W WO 2024004689 A1 WO2024004689 A1 WO 2024004689A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
heater
section
lens
amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022300
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆仁 中村
啓暢 土方
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2024004689A1 publication Critical patent/WO2024004689A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/62—Other vehicle fittings for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/275—Lens surfaces, e.g. coatings or surface structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/60—Heating of lighting devices, e.g. for demisting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle heater device.
  • Patent Document 1 describes a heater device in which a heater configured of grid-shaped conductive wires is installed in a lens of a headlight. The heater increases the gap between the conductive wires at a portion disposed in front of the light source and sensor provided inside the headlight, and reduces the gap between the conductive wires at the surrounding portions. Note that in Patent Document 1, the lens is called a cover member.
  • Patent Document 1 the inventors of the present disclosure have found that the following problem occurs in the configuration described in Patent Document 1. That is, in the configuration described in Patent Document 1, when the heater is operated, the lens is heated and the air in the internal space formed between the housing and the lens is also heated. Then, since the heated air moves upward in the internal space, the temperature of the air below the internal space becomes lower than the temperature of the air above the internal space. Therefore, the amount of heat dissipated in the lower part of the heater becomes larger than the amount of heat dissipated in the upper part of the heater, and the temperature distribution on the lens surface becomes larger. That is, the temperature of the lower part of the lens surface is lower than the temperature of the upper part.
  • the present disclosure aims to reduce the power consumed by the heater in order to ensure optical function or sensor function in a vehicle heater device.
  • a vehicle heater device includes a housing, a light source or sensor section, a lens section, an internal space, and a heater section.
  • the housing forms an outer shell.
  • the light source or sensor unit is provided inside the housing and irradiates light or transmits and receives electromagnetic waves to the outside of the vehicle.
  • the lens section transmits light emitted from the light source or electromagnetic waves transmitted and received by the sensor section.
  • the internal space is a space formed in a sealed or semi-sealed state by the housing and the lens part.
  • the heater section which is installed in the lens section and generates heat when energized, has a heat generation amount per hour in a section below the vehicle from the vertical center of the lens section, which is higher than a heat generation amount per hour in a section above the vehicle from the vertical center of the lens section. It's also big.
  • the heater section when the heater section generates heat, the lens section is heated and the air in the internal space is also heated, and the heated air moves upward, so that the internal space has a higher temperature than the lower air temperature.
  • the temperature increases. Therefore, compared to the part of the heater part below the vehicle from the vertical center of the lens part (hereinafter referred to as the "lower part”) that radiates heat to the interior space, the part of the heater part above the vehicle from the vertical center of the lens part radiates heat to the interior space. It becomes difficult for heat to be radiated from this part (hereinafter referred to as "upper part”) to the internal space.
  • this vehicle heater device can equalize the surface temperature of the lens portion, prevent wasteful heat generation in the heater portion, and reduce power consumed by the heater portion.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vehicle equipped with a vehicle heater device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a sectional view of a vehicle heater device according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the amount of heat generated by the heater section when viewed in the direction of arrow III in FIG. 2, that is, when viewed from the front of the vehicle heater device.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the temperature distribution in the internal space in the IV-IV cross section of FIG. 2.
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the amount of heat dissipated from the heater section in the same cross-sectional view as FIG. 2; FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the configuration of a heater section in a front view of a vehicle heater device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the amount of heat generated by the heater section when viewed from the front of the vehicle heater device according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the flow of wind and the amount of heat dissipated from the heater unit when the vehicle is running, in a plan view of the front part of the vehicle in which the vehicle heater device according to the third embodiment is mounted, viewed from above in the direction of gravity; .
  • It is a sectional view of the vehicle heater device concerning a 4th embodiment.
  • It is a sectional view of the vehicle heater device concerning a 5th embodiment.
  • the vehicle heater device is configured as a headlight 2 of a vehicle 1, various sensors, etc., and is mounted on the vehicle.
  • a vehicle heater device configured as a headlight 2 of a vehicle will be described.
  • the vertical direction, the longitudinal direction, and the lateral direction of the vehicle are indicated by arrows.
  • the vehicle heater device of the first embodiment is a vehicle headlight 2 that includes a housing 3, a light source 4, a lens portion 5, an internal space 6, a heater portion 7, and the like.
  • the housing 3 is made of resin or the like, and forms the outer shell of the headlight 2 together with the lens portion 5.
  • a reflecting mirror 8 and the like are provided inside the casing 3.
  • the light source 4 is provided inside the housing 3 and emits light toward the outside of the vehicle.
  • the light emitted from the light source 4 is schematically shown by a chain double-dashed line with reference numeral 9.
  • the light source 4 is composed of, for example, an LED lamp, an HID lamp, or a halogen lamp. LED is an abbreviation for light-emitting diode, and HID is an abbreviation for high intensity discharge.
  • the light source 4 is an example of a "light source or sensor section.”
  • various sensors may be installed inside the housing 3, for example, to detect objects in front of the vehicle.
  • the various sensors include a sonar sensor, a millimeter wave radar sensor, a LIDAR sensor, and an image sensor.
  • LIDAR is an abbreviation for Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging.
  • the lens portion 5 is an outer lens provided in the light irradiation direction of the light source 4.
  • the outer edge of the lens portion 5 is fixed to the housing 3.
  • the lens portion 5 is formed of a material (eg, glass or resin) that transmits the light emitted from the light source 4 .
  • the lens section 5 is formed of a material (eg, glass or resin) that transmits electromagnetic waves transmitted and received by the sensor section.
  • the internal space 6 is a space formed in a sealed or semi-sealed state by the housing 3 and the lens portion 5.
  • the internal space 6 contains air.
  • the sealed state refers to a state in which the air in the internal space 6 and the outside air are cut off
  • the semi-sealed state refers to a state in which the circulation between the air in the internal space 6 and the outside air is restricted, but a small amount of circulation is allowed.
  • the heater section 7 is an electric heater that is provided in the lens section 5 and generates heat when energized.
  • the heater section 7 is provided on the surface of the lens section 5 on the inner space 6 side. Therefore, the lens section 5 prevents the heater section 7 from being damaged due to collision of foreign objects from the outside.
  • the present invention is not limited thereto, and the heater section 7 may be provided on the surface of the lens section 5 on the outside air side.
  • the heater section 7 is provided on substantially the entire surface of the lens section 5 on the inner space 6 side.
  • the heater section 7 is not limited thereto, and it is sufficient that the heater section 7 includes an area where the light source 4 or the sensor section is projected onto the front lens section 5, and is provided within a range of 60% or more of the entire lens section.
  • the heater section 7 is configured using at least one of carbon nanotubes (hereinafter referred to as "CNT”), heating wires, or indium tin oxide (hereinafter referred to as "ITO”), for example.
  • CNT carbon nanotubes
  • ITO indium tin oxide
  • the heater section 7 is a transparent conductive film in which CNTs are arranged in a transparent thin film, and is attached to the surface of the lens section 5 on the inner space 6 side or the surface on the outside air side. .
  • the heater section 7 of the first embodiment when the heater section 7 of the first embodiment is energized, the amount of heat generated per hour in a portion below the vehicle from the center in the vertical direction of the lens section 5 is increased in the vertical direction of the lens section 5. It is configured so that the amount of heat generated per hour is greater than that of the portion above the vehicle from the center.
  • the section below the vehicle from the vertical center of the lens section 5 will be referred to as the "lower section 71"
  • the section above the vehicle from the vertical center of the lens section 5 will be referred to as the "upper section 72".
  • the amount of heat generated per hour when the heater section 7 is energized is shown in five categories in the vehicle vertical direction, but the present invention is not limited to this.
  • the amount of heat generated per hour when the heater section 7 is energized may be divided into two or more sections in the vertical direction of the vehicle, or may be configured to vary continuously in the vertical direction of the vehicle.
  • the current supplied to the lower part 71 of the heater part 7 may be configured to be larger than the current supplied to the upper part 72 of the heater part 7 during energization.
  • the following two methods are exemplified as methods for such a configuration.
  • the voltage applied to the lower part 71 of the heater part 7 is made higher than the voltage applied to the upper part 72 of the heater part 7.
  • the resistance value of the lower part 71 of the heater part 7 is made smaller than the resistance value of the upper part 72 of the heater part 7.
  • a method of reducing the resistance value of the heater section 7 there are a method of adding a dopant to the CNTs, a method of increasing the amount of dopants per area of the CNTs, and the like.
  • FIG. 4 schematically shows the temperature distribution in the internal space 6 of the vehicle heater device when the heater section 7 is energized.
  • the lens section 5 is heated by the heat generated by the heater section 7, and the air in the internal space 6, which is formed in a sealed or semi-closed state, is also heated. Since the heated air moves upward in the interior space 6, the temperature of the air above the interior space 6 becomes higher than the temperature of the air below.
  • FIG. 5 schematically shows the amount of heat dissipated from the heater section 7 when the heater section 7 is energized.
  • FIG. 5 shows that the amount of heat released from the upper portion 72 of the heater portion 7 to the internal space 6 is smaller than the amount of heat released Q1 from the lower portion 71 of the heater portion 7 to the internal space 6.
  • the amount of heat generated per hour in the upper portion 72 and the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 are the same when power is applied to the heater portion 7,
  • the amount of heat radiated from the lower portion 71 to the outside air is smaller than the amount of heat radiated from the upper portion 72 to the outside air. Therefore, the temperature of the lower part of the lens part 5 is lower than the temperature of the upper part.
  • the amount of heat generated by the heater necessary to prevent icing, snow, or fogging on the lens and ensure the optical function or sensor function of the headlight 2 must match the lower part 71 of the heater section 7.
  • the upper portion 72 of the heater section 7 ends up generating heat unnecessarily.
  • the vehicle heater device of the first embodiment is configured such that when the heater section 7 is energized, the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 is larger than the amount of heat generated per hour in the upper portion 72. There is. Therefore, as shown in FIG. 5, it is possible to make the heat radiation amount Q3 from the upper part 72 to the outside air equal to the heat radiation amount Q4 from the lower part 71 to the outside air. As a result, this vehicle heater device can equalize the surface temperature of the lens portion 5, prevent wasteful heat generation in the heater portion 7, and reduce power consumed by the heater portion 7.
  • the vehicle heater device of the first embodiment can also provide the following effects.
  • the heater section 7 only needs to be provided in an area that includes the area where the light source 4 is projected onto the front lens section 5 and covers 60% or more of the entire lens section. According to this, if the heater section 7 is provided in a range of 60% or more of the entire lens section, a temperature distribution will occur in the air in the internal space 6 when the heater section 7 is operated. Therefore, by making the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 of the heater portion 7 larger than the amount of heat generated per hour in the upper portion 72, the surface temperature of the lens portion 5 is made uniform and wasteful heat generation in the heater portion 7 is avoided. Therefore, it is possible to obtain the effect of reducing the power consumption of the heater section 7.
  • the heater section 7 is provided on either the surface of the lens section 5 on the inner space 6 side, or the surface of the lens section 5 on the outside air side. According to this, the heater section 7 may be provided on either the surface of the lens section 5 on the inner space 6 side or the surface on the outside air side.
  • the heater part 7 when the heater part 7 is provided on the surface of the lens part 5 on the outside air side, the degree of temperature distribution of the air in the internal space 6 is reduced, but such a temperature distribution occurs. Therefore, effects can be obtained by making the amount of heat generated in the lower portion 71 larger than the amount of heat generated in the upper portion 72 when the heater portion 7 is energized.
  • the heater section 7 is constructed using at least one of CNT, heating wire, and ITO. According to this, the heater section 7 may be made of CNT, heating wire, or ITO.
  • the heater section 7 is configured such that the current supplied to the lower part 71 is larger than the current supplied to the upper part 72. According to this, it is possible to realize a configuration in which the amount of heat generated per hour of the lower portion 71 of the heater portion 7 is larger than the amount of heat generated per hour of the upper portion 72 of the heater portion 7.
  • the heater section 7 is configured such that the voltage applied to the lower part 71 is higher than the voltage applied to the upper part 72. According to this, the current supplied to the lower part 71 of the heater part 7 is larger than the current supplied to the upper part 72, so that the amount of heat generated per hour of the lower part 71 of the heater part 7 is It is possible to realize a configuration in which the amount of heat generated per hour is larger than that of the upper portion 72 of the device 7.
  • the heater portion 7 is configured such that the resistance value at the lower portion 71 is smaller than the resistance value at the upper portion 72. According to this, if the resistance value of the heater section 7 is small, the current value at a predetermined voltage becomes large. Therefore, it is possible to realize a configuration in which the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 of the heater portion 7 is larger than the amount of heat generated per hour in the upper portion 72 of the heater portion 7. Note that as a means for reducing the resistance value of the heater section 7, there are methods such as adding a dopant to the CNTs and increasing the amount per area of the CNTs.
  • the heater section 7 is composed of a plurality of film heaters that generate different amounts of heat when energized.
  • the heater section 7 is composed of two film heaters.
  • the present invention is not limited thereto, and the heater section 7 may be composed of three or more film heaters.
  • the film heater is, for example, a transparent conductive film heater in which CNT or ITO is arranged in a transparent thin film.
  • the film heater provided below the vertical center of the lens portion 5 in the vehicle will be referred to as the "lower film heater 73.”
  • a film heater provided above the vehicle from the center of the lens portion 5 in the vertical direction will be referred to as an "upper film heater 74.”
  • the two film heaters are configured such that the amount of heat generated per hour of the lower film heater 73 is greater than the amount of heat generated per hour of the upper film heater 74 when energized.
  • the heater section 7 of the second embodiment as in the first embodiment, it is possible to equalize the amount of heat radiated from the upper part 72 to the outside air and the amount of heat radiated from the lower part 71 to the outside air. .
  • the surface temperature of the lens section 5 can be made uniform, unnecessary heat generation of the heater section 7 can be prevented, and the power consumed by the heater section 7 can be reduced.
  • the vehicle heater device of the second embodiment described above has the following effects in addition to the effects described in the first embodiment.
  • the heater section 7 is configured with a plurality of film heaters, so that the amount of heat generated per hour in the lower section 71 of the heater section 7 is made larger than the amount of heat generated per hour in the upper section 72. can be easily realized.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the heater section 7, and is otherwise the same as the first embodiment, so only the parts that differ from the first embodiment are the same. explain.
  • the amount of heat generated changes in a direction oblique to the vertical direction of the vehicle (hereinafter referred to as "diagonal direction with respect to the vertical direction of the vehicle"). It is configured as follows. In the following description, a portion of the heater portion 7 that is below the vehicle in the vertical direction of the lens portion 5 and outward in the vehicle width direction from the left-right center of the lens portion 5 is referred to as a “vehicle lower and outer portion”.
  • a portion above the vehicle from the center of the lens portion 5 in the vertical direction and closer to the center in the vehicle width direction than the center of the lens portion 5 in the left-right direction is referred to as “a portion on the upper and center side of the vehicle”.
  • the heater unit 7 of the third embodiment is configured such that, when energized, the amount of heat generated in the "portion below and outside the vehicle” is greater than the amount of heat generated in the "part located above and in the center of the vehicle.”
  • the heater unit 7 of the third embodiment is configured such that the amount of heat generated per hour in the outer portion 75 is larger than the amount of heat generated per hour in the center portion 76 when energized. can.
  • the heater section 7 of the third embodiment is configured such that the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 is larger than the amount of heat generated per hour in the upper portion 72 when energized. It can also be said that it has been done.
  • the amount of heat generated per hour when the heater section 7 is energized is shown in five divisions diagonally with respect to the top and bottom of the vehicle, but the present invention is not limited thereto.
  • the amount of heat generated per hour when the heater section 7 is energized may be divided into two or more sections diagonally relative to the top and bottom of the vehicle, or may be configured to vary continuously in a diagonal direction relative to the top and bottom of the vehicle. .
  • FIG. 8 is a view of the front part of the vehicle viewed from above in the direction of gravity, and schematically shows the wind flow AF and the amount of heat dissipated from the heater section 7 when the vehicle is running.
  • the wind speed flowing near the surface of the outer portion of the lens portion 5 in the vehicle width direction is faster than the wind speed flowing near the surface of the center portion of the lens portion 5 in the vehicle width direction. Therefore, the amount of heat Q5 taken away from the outer part 75 of the heater part 7 to the outside air becomes larger than the amount of heat Q6 taken away from the central part 76 of the heater part 7 to the outside air.
  • the lens temperature at the outer portion 75 is lower than that at the central portion 76.
  • the amount of heat generated by the heater necessary to prevent icing, snow, or fogging on the lens and ensure the optical function or sensor function of the headlight 2 must match the outer portion 75 of the heater section 7.
  • the central portion 76 ends up generating heat needlessly.
  • the amount of heat generated per hour in the outer portion 75 of the heater portion 7 is configured to be larger than the amount of heat generated per hour in the center portion 76 of the heater portion 7. This makes it possible to make the surface temperature of the lens portion 5 more uniform. As a result, this vehicle heater device can prevent wasteful heat generation in the heater section 7 and further reduce the power consumed by the heater section 7.
  • the vehicle heater device of the third embodiment described above has the following configuration and effects. (1) In the heater section 7, the amount of heat generated per hour in the lower portion 71 is greater than the amount of heat generated per hour in the upper portion 72, and the amount of heat generated per hour in the outer portion 75 is greater than that in the central portion 76. greater than the amount of heat generated per hour. This makes it possible to make the surface temperature of the lens portion 5 more uniform while the vehicle is running. As a result, this vehicle heater device can prevent wasteful heat generation in the heater section 7 and further reduce the power consumed by the heater section 7.
  • FIG. 1 A fourth embodiment will be described.
  • the headlight 2 is used as the vehicle heater device.
  • a vehicle heater device configured as a sensor device 10 mounted on a vehicle will be described.
  • the vehicle heater device of the fourth embodiment is a vehicle sensor device 10 that includes a housing 3, a sensor section 11, a lens section 5, an internal space 6, a heater section 7, and the like.
  • the sensor device 10 is used, for example, in advanced driver-assistance systems (ADAS).
  • ADAS advanced driver-assistance systems
  • the sensor device 10 may be mounted on the vehicle in any direction including front and rear, top and bottom, left and right, and diagonally, and there is no limitation on the mounting position.
  • the housing 3 is made of resin, metal, or the like, and forms the outer shell of the sensor device 10 together with the lens portion 5.
  • the sensor unit 11 is provided inside the housing 3, and transmits electromagnetic waves to the outside of the vehicle and receives electromagnetic waves from the outside of the vehicle.
  • the region of electromagnetization transmitted from the sensor unit 11 is schematically shown by a two-dot chain line with reference numeral 12.
  • the sensor unit 11 includes, for example, a sonar sensor, a millimeter wave radar sensor, a LIDAR sensor, an image sensor, or the like.
  • the sensor section 11 is an example of a "light source or sensor section.”
  • the lens section 5 is provided in the electromagnetic wave transmission/reception direction of the sensor section 11.
  • the outer edge of the lens portion 5 is fixed to the housing 3.
  • the lens section 5 is formed of a material (eg, resin or glass) that transmits electromagnetic waves transmitted and received by the sensor section 11.
  • the lens portion 5 may be, for example, black so as to block visible light.
  • the lens portion 5 is sometimes called a housing window or a cover member.
  • the internal space 6 is a space formed in a sealed or semi-closed state by the housing 3 and the lens portion 5.
  • the internal space 6 contains air.
  • the heater section 7 is an electric heater that is provided in the lens section 5 and generates heat when energized.
  • the heater section 7 is provided on the surface of the lens section 5 on the inner space 6 side. Therefore, the lens section 5 prevents the heater section 7 from being damaged due to collision of foreign objects from the outside.
  • the configuration of the heater section 7 is substantially the same as that described in the first to third embodiments, except that it does not need to be transparent.
  • the vehicle heater device of the fourth embodiment described above can also achieve the same effects as those of the first to third embodiments.
  • the vehicle heater device of the fifth embodiment is configured as a sensor device 10 mounted on a vehicle.
  • the heater section 7 included in the vehicle heater device is provided on the surface of the lens section 5 on the outside air side.
  • the configuration of the vehicle heater device of the fifth embodiment is the same as that described in the fourth embodiment.
  • the vehicle heater device of the fifth embodiment described above can also provide the same effects as those of the first to fourth embodiments.
  • the vehicle heater device is configured as the headlight 2 or the sensor device 10 of the vehicle, but is not limited thereto, and may be configured as a lighting device such as a tail lamp or turn signal lamp. .
  • the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate. Furthermore, the embodiments described above are not unrelated to each other, and can be combined as appropriate, except in cases where combination is clearly impossible. Furthermore, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiments are not necessarily essential, except in cases where it is specifically stated that they are essential or where they are clearly considered essential in principle. stomach. In addition, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that it is essential, or when it is clearly limited to a specific number in principle. It is not limited to that specific number, except in cases where In addition, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of constituent elements, etc., the shape, It is not limited to positional relationships, etc.
  • a casing (3) forming an outer shell; a light source (4) or a sensor unit (11) that is provided inside the housing and irradiates light or transmits/receives electromagnetic waves toward the outside of the vehicle; a lens section (5) that transmits light emitted from the light source or electromagnetic waves transmitted and received by the sensor section; an internal space (6) formed in a sealed or semi-sealed state by the housing and the lens part; A heater section (7) provided in the lens section that generates heat when energized has a heat generation amount per hour of a portion (71) below the vehicle from the vertical center of the lens section that is greater than the vertical center of the lens section.
  • a heater device for a vehicle comprising: the heater section having a larger calorific value per hour than a portion (72) above the vehicle.
  • the heater section includes an area where the light source or the sensor section is projected onto the lens section in front, and is provided in a range of 60% or more of the entire lens section.
  • Device [Third viewpoint] The vehicle heater according to the first or second aspect, wherein the heater section is provided on either a surface of the lens section on the inner space side or a surface of the lens section on the outside air side. Device.
  • the vehicle heater device according to any one of the first to third aspects, wherein the heater section is configured using at least one of carbon nanotubes, heating wires, and indium tin oxide.
  • the heater section is composed of a plurality of film heaters that generate different amounts of heat when energized, and the amount of heat generated per hour of the film heater (73) provided below the vehicle from the vertical center of the lens section is equal to the amount of heat generated per hour.
  • the vehicle heater device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heating amount per hour is larger than the heat generation amount of the film heater (74) provided above the vehicle from the center of the lens portion in the vertical direction.
  • the heater section is configured such that a current supplied to a region below the vehicle from the vertical center of the lens section is larger than a current supplied to a region above the vehicle from the vertical center of the lens section.
  • the vehicle heater device according to any one of the first to fifth aspects.
  • the heater portion is configured such that a voltage applied to a portion below the vehicle from the vertical center of the lens portion is higher than a voltage applied to a portion above the vehicle from the vertical center of the lens portion.
  • the vehicle heater device according to any one of the first to sixth aspects.
  • the heater portion is configured such that a resistance value at a portion below the vehicle from the vertical center of the lens portion is smaller than a resistance value at a portion above the vehicle from the vertical center of the lens portion.
  • the vehicle heater device according to any one of the seventh aspects.
  • the vehicle heater device can be attached to the front of the vehicle, In the heater section, the amount of heat generated per hour at a portion (75) on the outer side in the vehicle width direction than the center in the left and right direction of the lens portion is equal to the amount of heat generated per hour in a portion (76) on the center side in the vehicle width direction from the center in the left and right direction of the lens portion.
  • the vehicle heater device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the vehicle heater device has a larger calorific value per unit.
  • the heater section is configured such that the amount of heat generated per hour at a portion below the vehicle in the vertical direction of the center of the lens section and outward in the vehicle width direction from the center in the left-right direction of the lens section is such that the amount of heat generated per hour is above the vehicle above the center in the vertical direction of the lens section and
  • the amount of heat generated per hour is greater at a portion of the lens portion closer to the center in the vehicle width direction than the center in the left-right direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

車両用ヒータ装置は、筐体（３）、光源（４）またはセンサ部（１１）、レンズ部（５）、内部空間（６）、ヒータ部（７）を備える。筐体（３）は、外郭を形成する。光源（４）またはセンサ部（１１）は、筐体（３）の内側に設けられ、車両の外部へ向けて光を照射または電磁波を送受信する。レンズ部（５）は、光源（４）から照射される光またはセンサ部（１１）により送受信される電磁波を透過する。内部空間（６）は、筐体（３）とレンズ部（５）によって密閉または半密閉状態に形成された空間である。レンズ部（５）に設けられ通電により発熱するヒータ部（７）は、レンズ部（５）の上下方向中央より車両下方の部位（７１）の時間当たりの発熱量が、レンズ部（５）の上下方向中央より車両上方の部位（７２）の時間当たりの発熱量よりも大きい構成である。

Description

車両用ヒータ装置 関連出願への相互参照
　本出願は、２０２２年６月３０日に出願された日本特許出願番号２０２２－１０６３１０号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、車両用ヒータ装置に関するものである。
　従来、車両に搭載されるヘッドライトまたはセンサ装置が備えるレンズを温めることで、レンズへの着氷、着雪、曇りを防ぎ、光学機能またはセンサ機能を確保する車両用ヒータ装置が知られている。
　特許文献１には、格子状の導電線により構成されたヒータをヘッドライトのレンズに設置したヒータ装置が記載されている。そのヒータは、ヘッドライトの内側に設けられた光源およびセンサの前方正面に配置される部位の導電線同士の隙間を大きくし、その周囲の部位の導電線同士の隙間を小さくしている。なお、特許文献１では、レンズは、カバー部材と呼ばれている。
特開２０２１－１４３８４７号公報
　しかしながら、本開示の開示者らの検討により、特許文献１に記載の構成では、次のような問題が生じることがわかった。即ち、特許文献１に記載の構成では、ヒータを作動させると、レンズが加熱されると共に、ハウジングとレンズとの間に形成される内部空間の空気も加熱される。そして、その加熱された空気は内部空間の上方へ移動するため、内部空間の下方の空気温度が内部空間の上方の空気温度よりも低くなる。そのため、ヒータの下方部位の放熱量が、ヒータの上方部位の放熱量よりも大きくなり、レンズ表面の温度分布が大きくなる。すなわち、レンズ表面は上方部位の温度よりも下方部位の温度が低くなる。その際、レンズへの着氷、着雪または曇りを防ぎ光学機能またはセンサ機能を確保するために必要なヒータ発熱量は、レンズ表面の下方部位の温度に合わせなければならず、ヒータの上方部位が無駄に発熱することになる。そのため、特許文献１に記載の構成では、ヒータに消費される電力が増大してしまう。
　本開示は、車両用ヒータ装置において、光学機能またはセンサ機能を確保するためにヒータに消費される電力を低減することを目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、車両用ヒータ装置は、筐体、光源またはセンサ部、レンズ部、内部空間、ヒータ部を備える。筐体は、外郭を形成する。光源またはセンサ部は、筐体の内側に設けられ、車両の外部へ向けて光を照射または電磁波を送受信する。レンズ部は、光源から照射される光またはセンサ部により送受信される電磁波を透過する。内部空間は、筐体とレンズ部によって密閉または半密閉状態に形成された空間である。レンズ部に設けられ通電により発熱するヒータ部は、レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位の時間当たりの発熱量が、レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位の時間当たりの発熱量よりも大きい。
　これによれば、ヒータ部が発熱すると、レンズ部が加熱されると共に内部空間の空気も加熱され、その加熱された空気が上方へ移動するので、内部空間は下方の空気温度よりも上方の空気温度が高くなる。そのため、ヒータ部のうちレンズ部の上下方向中央より車両下方の部位（以下、「下方部位」という）から内部空間への放熱に比べて、ヒータ部のうちレンズ部の上下方向中央より車両上方の部位（以下、「上方部位」という）から内部空間へ放熱がされ難くなる。したがって、ヒータ部の下方部位の時間当たりの発熱量を、ヒータ部の上方部位の時間当たりの発熱量よりも大きくすることで、ヒータ部の上方部位から外気への放熱量と、ヒータ部の下方部位から外気への放熱量とを同等にすることが可能となる。その結果、この車両用ヒータ装置は、レンズ部の表面温度を均一化してヒータ部の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部に消費される電力を低減できる。
　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態に係る車両用ヒータ装置が搭載される車両の斜視図である。 第１実施形態に係る車両用ヒータ装置の断面図である。 図２のＩＩＩ矢視、即ち車両用ヒータ装置の正面視において、ヒータ部の発熱量を説明するための説明図である。 図２のＩＶ－ＩＶ断面おいて、内部空間の温度分布を説明するための説明図である。 図２と同一の断面視において、ヒータ部の放熱量を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る車両用ヒータ装置の正面視において、ヒータ部の構成を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る車両用ヒータ装置の正面視において、ヒータ部の発熱量を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る車両用ヒータ装置が搭載された車両前方部分を重力方向上側から視た平面図において、車両走行時の風の流れとヒータ部の放熱量を説明するための説明図である。 第４実施形態に係る車両用ヒータ装置の断面図である。 第５実施形態に係る車両用ヒータ装置の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
　（第１実施形態）
　第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、車両用ヒータ装置は、車両１のヘッドライト２または各種センサ等として構成され、車両に搭載されるものである。第１実施形態では、車両のヘッドライト２として構成される車両用ヒータ装置について説明する。なお、各図面では、車両における上下方向、前後方向、左右方向を矢印で示している。
　図２に示すように、第１実施形態の車両用ヒータ装置は、筐体３、光源４、レンズ部５、内部空間６、ヒータ部７などを備える車両用のヘッドライト２である。
　筐体３は、樹脂などにより形成され、ヘッドライト２の外郭をレンズ部５と共に構成している。筐体３の内側には、反射鏡８などが設けられる。
　光源４は、筐体３の内側に設けられ、車両の外部に向けて光を照射するものである。図２では、光源４から照射される光を、符号９を付した２点鎖線で模式的に示している。光源４は、例えばＬＥＤランプ、ＨＩＤランプまたはハロゲンランプなどにより構成される。ＬＥＤは、light-emitting diodeの略であり、ＨＩＤは、High Intensity Dischargeの略である。光源４は、「光源またはセンサ部」の一例である。
　なお、図示は省略するが、筐体３内には、例えば、車両前方の物体を検知するための各種センサを設置してもよい。各種センサとは、例えば、ソナーセンサ、ミリ波レーダセンサ、ＬＩＤＡＲセンサまたは画像センサ等である。ＬＩＤＡＲはLight Detection and Ranging、または、Laser Imaging Detection and Rangingの略である。
　レンズ部５は、光源４の光照射方向に設けられるアウターレンズである。レンズ部５の外縁は、筐体３に固定されている。レンズ部５は、光源４から照射される光を透過する材料（例えば、ガラスまたは樹脂など）により形成される。また、筐体３内に各種センサが設けられる場合、レンズ部５は、センサ部により送受信される電磁波を透過する材料（例えば、ガラスまたは樹脂など）により形成される。
　内部空間６は、筐体３とレンズ部５によって密閉状態または半密閉状態に形成された空間である。内部空間６には、空気が入っている。なお、密閉状態とは、内部空間６の空気と外気とが遮断された状態をいい、半密閉状態とは、内部空間６の空気と外気との流通が制限されつつ、僅かな流通が許容された状態をいう。
　ヒータ部７は、レンズ部５に設けられ、通電により発熱する電気ヒータである。なお、第１実施形態では、ヒータ部７は、レンズ部５のうち内部空間６側の面に設けられている。そのため、ヒータ部７は、レンズ部５により、外部からの異物の衝突などによる破損が防がれている。ただし、それに限らず、ヒータ部７は、レンズ部５のうち外気側の面に設けてもよい。
　また、第１実施形態では、ヒータ部７は、レンズ部５のうち内部空間６側の面の略全面に設けられている。ただし、それに限らず、ヒータ部７は、光源４またはセンサ部を前方のレンズ部５に投影した領域を含み、且つ、レンズ部全体の６０％以上の範囲に設けられていればよい。
　ヒータ部７は、例えば、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という）、電熱線、または酸化インジウムスズ（以下、「ＩＴＯ」という）の少なくともいずれか１つを用いて構成されている。ＣＮＴは、carbon nanotubeの略であり、ＩＴＯは、Indium Tin Oxideの略である。ＣＮＴを用いてヒータ部７を構成する場合、ヒータ部７は透明の薄膜にＣＮＴを配置した透明導電フィルムとされ、レンズ部５のうち内部空間６側の面または外気側の面に貼り付けられる。
　ここで、図３に示すように、第１実施形態のヒータ部７は、通電時において、レンズ部５の上下方向中央より車両下方の部位の時間当たりの発熱量が、レンズ部５の上下方向中央より車両上方の部位の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成されている。以下の説明では、ヒータ部７において、レンズ部５の上下方向中央より車両下方の部位を「下方部位７１」といい、レンズ部５の上下方向中央より車両上方の部位を「上方部位７２」という。
　図３では説明の便宜上、ヒータ部７の通電時における時間当たりの発熱量を車両上下方向に５つの区分にて示しているが、それに限るものではない。例えば、ヒータ部７の通電時における時間あたりの発熱量は、車両上下方向に２つまたはそれ以上の区分としてもよく、または、車両上下方向に連続的に変化する構成としてもよい。
　ヒータ部７の下方部位７１の発熱量を上方部位７２の発熱量よりも大きくする方法として、種々の方法を採用できる。例えば、通電時において、ヒータ部７の下方部位７１に供給される電流が、ヒータ部７の上方部位７２に供給される電流よりも大きくなるように構成すればよい。そのように構成する方法として、次の２つの方法が例示される。
　第１に、ヒータ部７の下方部位７１に印加する電圧を、ヒータ部７の上方部位７２に印加する電圧より高くする。
　第２に、ヒータ部７の下方部位７１の抵抗値を、ヒータ部７の上方部位７２の抵抗値より小さくする。そして、ヒータ部７の抵抗値を小さくする方法として、ＣＮＴにドーパントを付与する方法、または、ＣＮＴの面積当たりの量を増やす方法などが有る。
　次に、ヒータ部７への通電時に下方部位７１の発熱量が上方部位７２の発熱量よりも大きくなるように構成した意義について説明する。
　まず、図４は、ヒータ部７への通電時において、車両用ヒータ装置の内部空間６の温度分布を模式的に示したものである。
　ヒータ部７に通電すると、ヒータ部７の発熱によりレンズ部５が加熱されると共に、密閉または半密閉状態に形成された内部空間６の空気も加熱される。その加熱された空気は内部空間６の上方へ移動するため、内部空間６は下方の空気温度よりも上方の空気温度が高くなる。
　続いて、図５は、ヒータ部７への通電時において、ヒータ部７の放熱量を模式的に示したものである。
　上述したように、ヒータ部７を作動させると、内部空間６は下方の空気温度よりも上方の空気温度が高くなるので、ヒータ部７の下方部位７１から内部空間６への放熱に比べて、ヒータ部７の上方部位７２から内部空間６へ放熱がされ難くなる。図５では、ヒータ部７の下方部位７１から内部空間６への放熱量Ｑ１に比べて、ヒータ部７の上方部位７２から内部空間６へ放熱量Ｑ２が小さいことを示している。
　この場合、仮に上記特許文献１に記載の構成のように、ヒータ部７への通電時に上方部位７２の時間当たりの発熱量と、下方部位７１の時間当たりの発熱量とが同じであれば、上方部位７２から外気への放熱量に比べて下方部位７１から外気への放熱量が小さくなる。そのため、レンズ部５は、上方の温度よりも下方の温度が低くなる。その際、レンズへの着氷、着雪または曇りを防ぎヘッドライト２の光学機能またはセンサ機能を確保するために必要なヒータ発熱量は、ヒータ部７の下方部位７１に合わせなければならず、ヒータ部７の上方部位７２が無駄に発熱することになってしまう。
　それに対し、第１実施形態の車両用ヒータ装置では、ヒータ部７への通電時に、下方部位７１の時間当たりの発熱量が上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成している。そのため、図５に示したように、上方部位７２から外気への放熱量Ｑ３と、下方部位７１から外気への放熱量Ｑ４とを同等にすることが可能である。その結果、この車両用ヒータ装置は、レンズ部５の表面温度を均一化してヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７に消費される電力を低減できる。
　第１実施形態の車両用ヒータ装置は、上記の作用効果に加えて、次の作用効果も奏することが可能である。
　（１）ヒータ部７は、光源４を前方のレンズ部５に投影した領域を含み、且つ、レンズ部全体の６０％以上の範囲に設けられていればよい。
　これによれば、レンズ部全体の６０％以上の範囲にヒータ部７が設けられていれば、ヒータ部７を作動させた際に、内部空間６の空気に温度分布が生じる。そのため、ヒータ部７の下方部位７１の時間当たりの発熱量を上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくすることで、レンズ部５の表面温度を均一化してヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７の消費電力低減の効果を得ることができる。
　（２）ヒータ部７は、レンズ部５のうち内部空間６側の面、または、レンズ部５のうち外気側の面のいずれかに設けられている。
　これによれば、ヒータ部７は、レンズ部５のうち内部空間６側の面または外気側の面のどちらに設けられていてもよい。なお、ヒータ部７がレンズ部５のうち外気側の面に設けられている場合、内部空間６の空気の温度分布の程度は小さくなるが、そのような温度分布は生じる。そのため、ヒータ部７への通電時に下方部位７１の発熱量を上方部位７２の発熱量よりも大きくすることによる作用効果は得られる。
　（３）ヒータ部７は、ＣＮＴ、電熱線、ＩＴＯの少なくともいずれか１つを用いて構成されている。これによれば、ヒータ部７として、ＣＮＴ、電熱線またはＩＴＯのいずれを採用してもよい。
　（４）ヒータ部７は、下方部位７１に供給される電流が、上方部位７２に供給される電流よりも大きくなるように構成されている。
　これによれば、ヒータ部７の下方部位７１の時間当たりの発熱量を、ヒータ部７の上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくする構成を実現できる。
　（５）ヒータ部７は、下方部位７１に印加される電圧が、上方部位７２に印加される電圧よりも高くなるように構成されている。
　これによれば、ヒータ部７の下方部位７１に供給される電流が、上方部位７２に供給される電流よりも大きくなるので、ヒータ部７の下方部位７１の時間当たりの発熱量を、ヒータ部７の上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくする構成を実現できる。
　（６）ヒータ部７は、下方部位７１における抵抗値が、上方部位７２における抵抗値より小さくなるように構成されている。
　これによれば、ヒータ部７の抵抗値が小さければ、所定の電圧における電流値が大きくなる。したがって、ヒータ部７の下方部位７１の時間当たりの発熱量を、ヒータ部７の上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくする構成を実現できる。なお、ヒータ部７の抵抗値を小さくする手段として、ＣＮＴにドーパントを付与する、ＣＮＴの面積当たりの量を増やす等が有る。
　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してヒータ部７の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図６に示すように、第２実施形態では、ヒータ部７は、通電時に発熱量の異なる複数枚のフィルムヒータで構成されている。具体的には、ヒータ部７は、２枚のフィルムヒータで構成されている。ただし、それに限らず、ヒータ部７は、３枚以上のフィルムヒータで構成してもよい。フィルムヒータは、例えば、透明の薄膜にＣＮＴまたはＩＴＯを配置した透明導電フィルムヒータである。
　以下の説明では、２枚のフィルムヒータのうち、レンズ部５の上下方向中央より車両下方に設けられるフィルムヒータを「下フィルムヒータ７３」と呼ぶこととする。また、レンズ部５の上下方向中央より車両上方に設けられるフィルムヒータを「上フィルムヒータ７４」と呼ぶこととする。２枚のフィルムヒータは、通電時において、下フィルムヒータ７３の時間当たりの発熱量が、上フィルムヒータ７４の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成されている。これにより、第２実施形態のヒータ部７も、第１実施形態と同じく、上方部位７２から外気への放熱量と、下方部位７１から外気への放熱量とを同等にすることが可能である。その結果、レンズ部５の表面温度を均一化してヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７に消費される電力を低減できる。
　以上説明した第２実施形態の車両用ヒータ装置は、第１実施形態で説明した作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
　第２実施形態では、ヒータ部７を複数枚のフィルムヒータで構成することで、ヒータ部７の下方部位７１の時間当たりの発熱量を、上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくする構成を容易に実現できる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態等に対してヒータ部７の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。
　図７に示すように、第３実施形態では、ヒータ部７は、通電時において、車両上下方向に対して斜めとなる方向（以下、「車両上下に対する斜め方向」という）に発熱量が変化するように構成されている。以下の説明では、ヒータ部７において、レンズ部５の上下方向中央より車両下方且つレンズ部５の左右方向中央より車幅方向外側の部位を「車両下方且つ外側の部位」という。また、ヒータ部７において、レンズ部５の上下方向中央より車両上方且つレンズ部５の左右方向中央より車幅方向中央側の部位を「車両上方且つ中央側の部位」という。第３実施形態のヒータ部７は、通電時において、「車両下方且つ外側の部位」の発熱量が、「車両上方且つ中央側の部位」の発熱量よりも大きくなるように構成されている。
　また、以下の説明では、ヒータ部７において、レンズ部５の左右方向中央より車幅方向外側の部位を「外側部位７５」といい、レンズ部５の左右方向中央より車幅方向中央側の部位を「中央側部位７６」という。第３実施形態のヒータ部７は、通電時において、外側部位７５の時間当たりの発熱量が、中央側部位７６の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成されている、と言うこともできる。さらに、第３実施形態のヒータ部７は、第１実施形態と同じく、通電時において、下方部位７１の時間当たりの発熱量が、上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成されている、と言うこともできる。
　なお、図７では説明の便宜上、ヒータ部７の通電時における時間当たりの発熱量を、車両上下に対する斜め方向に５つの区分にて示しているが、それに限るものではない。例えば、ヒータ部７の通電時における時間あたりの発熱量は、車両上下に対する斜め方向に２つまたはそれ以上の区分としてもよく、または、車両上下に対する斜め方向に連続的に変化する構成としてもよい。
　次に、ヒータ部７への通電時に、車両上下に対する斜め方向に発熱量が変化するように構成した意義について説明する。
　図８は、車両前方部分を重力方向上側から視た図において、車両走行時の風の流れＡＦとヒータ部７の放熱量を模式的に示したものである。
　一般に、車両走行中は、レンズ部５のうち車幅方向外側の部位の表面近傍を流れる風速が、レンズ部５のうち車幅方向中央側の部位の表面近傍を流れる風速よりも速くなる。そのため、ヒータ部７の外側部位７５から外気に奪われる熱量Ｑ５が、ヒータ部７の中央側部位７６から外気に奪われる熱量Ｑ６よりも大きくなる。
　この場合、仮に上記特許文献１に記載の構成のように、ヒータ部７への通電時に外側部位７５の時間当たりの発熱量と、中央側部位７６の時間当たりの発熱量とが同じであれば、中央側部位７６のレンズ温度に比べて、外側部位７５のレンズ温度が低くなる。その際、レンズへの着氷、着雪または曇りを防ぎヘッドライト２の光学機能またはセンサ機能を確保するために必要なヒータ発熱量は、ヒータ部７の外側部位７５に合わせなければならず、中央側部位７６が無駄に発熱することになってしまう。
　そこで、第３実施形態では、ヒータ部７の外側部位７５の時間当たりの発熱量が、ヒータ部７の中央側部位７６の時間当たりの発熱量よりも大きくなるように構成している。これにより、レンズ部５の表面温度をより均一化することが可能となる。その結果、この車両用ヒータ装置は、ヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７に消費される電力をより低減できる。
　以上説明した第３実施形態の車両用ヒータ装置は、次の構成および作用効果を奏する。
　（１）ヒータ部７は、下方部位７１の時間当たりの発熱量が、上方部位７２の時間当たりの発熱量よりも大きく、且つ、外側部位７５の時間当たりの発熱量が、中央側部位７６の時間当たりの発熱量よりも大きい。
　これにより、車両走行中におけるレンズ部５の表面温度をより均一化することが可能となる。その結果、この車両用ヒータ装置は、ヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７に消費される電力をより低減できる。
　（２）ヒータ部７は、通電時において、「車両下方且つ外側の部位」の時間当たりの発熱量が、「車両上方且つ中央側の部位」の時間当たりの発熱量よりも大きい。
　この構成によっても、車両走行中におけるレンズ部５の表面温度をより均一化してヒータ部７の無駄な発熱を防ぎ、ヒータ部７に消費される電力をより低減できる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態について説明する。上記第１～第３実施形態では、車両用ヒータ装置をヘッドライト２として説明した。それに対し、第４実施形態では、車両用ヒータ装置が、車両に搭載されるセンサ装置１０として構成されたものについて説明する。
　図９に示すように、第４実施形態の車両用ヒータ装置は、筐体３、センサ部１１、レンズ部５、内部空間６、ヒータ部７などを備える車両用のセンサ装置１０である。センサ装置１０は、例えば、先進運転支援システム（ADAS；Advanced Driver-Assistance Systems）に用いられるものである。なお、センサ装置１０が車両に搭載される向きは、前後、上下、左右、斜めにおいてどのような向きであってもよく、その搭載位置についても限定はない。
　筐体３は、樹脂または金属などにより形成され、センサ装置１０の外郭をレンズ部５と共に構成している。
　センサ部１１は、筐体３の内側に設けられ、車両の外部に向けて電磁波を送信し、また、車両の外部から電磁波を受信するものである。図９では、センサ部１１から送信される電磁化の領域を、符号１２を付した２点鎖線で模式的に示している。センサ部１１は、例えばソナーセンサ、ミリ波レーダセンサ、ＬＩＤＡＲセンサ、または画像センサなどにより構成される。センサ部１１は、「光源またはセンサ部」の一例である。
　レンズ部５は、センサ部１１の電磁波送受信方向に設けられる。レンズ部５の外縁は、筐体３に固定されている。レンズ部５は、センサ部１１により送受信される電磁波を透過する材料（例えば、樹脂またはガラスなど）により形成される。なお、レンズ部５は、可視光線を遮断するように、例えば黒色としてもよい。レンズ部５は、筐体窓またはカバー部材と呼ばれることもある。
　内部空間６は、筐体３とレンズ部５によって密閉または半密閉状態に形成された空間である。内部空間６には、空気が入っている。
　ヒータ部７は、レンズ部５に設けられ、通電により発熱する電気ヒータである。なお、第４実施形態では、ヒータ部７は、レンズ部５のうち内部空間６側の面に設けられている。そのため、ヒータ部７は、レンズ部５により、外部からの異物の衝突などによる破損が防がれている。ヒータ部７の構成は、透明である必要がないことを除き、第１～第３実施形態で説明したものと実質的に同一である。
　以上説明した第４実施形態の車両用ヒータ装置も、上記第１～第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態について説明する。第５実施形態の車両用ヒータ装置も、第４実施形態と同じく、車両に搭載されるセンサ装置１０として構成されたものである。
　図１０に示すように、第５実施形態では、車両用ヒータ装置が備えるヒータ部７は、レンズ部５のうち外気側の面に設けられている。それ以外、第５実施形態の車両用ヒータ装置の構成は、第４実施形態で説明したものと同一である。
　以上説明した第５実施形態の車両用ヒータ装置も、上記第１～第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　（他の実施形態）
　上記各実施形態では、車両用ヒータ装置は、車両のヘッドライト２またはセンサ装置１０として構成したものについて説明したが、それに限らず、例えば、テールランプ、ウィンカーランプなどの灯火装置として構成してもよい。
　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
（本開示の観点）
　上記した本開示については、例えば以下に示す観点として把握することができる。
　［第１の観点］
　車両用ヒータ装置において、
　外郭を形成する筐体（３）と、
　前記筐体の内側に設けられ、車両の外部へ向けて光を照射または電磁波を送受信する光源（４）またはセンサ部（１１）と、
　前記光源から照射される光または前記センサ部により送受信される電磁波を透過するレンズ部（５）と、
　前記筐体と前記レンズ部によって密閉または半密閉状態に形成された内部空間（６）と、
　前記レンズ部に設けられ通電により発熱するヒータ部（７）であって、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位（７１）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位（７２）の時間当たりの発熱量よりも大きい前記ヒータ部と、を備える車両用ヒータ装置。
　［第２の観点］
　前記ヒータ部は、前記光源または前記センサ部を前方の前記レンズ部に投影した領域を含み、且つ、前記レンズ部全体の６０％以上の範囲に設けられる、第１の観点に記載の車両用ヒータ装置。
　［第３の観点］
　前記ヒータ部は、前記レンズ部のうち前記内部空間側の面、または、前記レンズ部のうち外気側の面のいずれかに設けられている、第１または第２の観点に記載の車両用ヒータ装置。
　［第４の観点］
　前記ヒータ部は、カーボンナノチューブ、電熱線、または酸化インジウムスズの少なくともいずれか１つを用いて構成されている、第１ないし第３の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第５の観点］
　前記ヒータ部は、通電時に発熱量の異なる複数枚のフィルムヒータで構成されており、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方に設けられる前記フィルムヒータ（７３）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方に設けられる前記フィルムヒータ（７４）の時間当たりの発熱量よりも大きい、第１ないし第４の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第６の観点］
　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位に供給される電流が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位に供給される電流よりも大きくなるように構成されている、第１ないし第５の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第７の観点］
　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位に印加される電圧が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位に印加される電圧よりも高くなるように構成されている、第１ないし第６の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第８の観点］
　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位における抵抗値が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位における抵抗値より小さくなるように構成されている、第１ないし第７の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第９の観点］
　前記車両用ヒータ装置は、車両正面に取り付け可能であり、
　前記ヒータ部は、前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向外側の部位（７５）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向中央側の部位（７６）の時間当たりの発熱量よりも大きい、第１ないし第８の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。
　［第１０の観点］
　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方且つ前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向外側の部位の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方且つ前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向中央側の部位の時間当たりの発熱量よりも大きい、第１ないし第８の観点のいずれか１つに記載の車両用ヒータ装置。



 

Claims (10)

  1. 　車両用ヒータ装置において、
    　外郭を形成する筐体（３）と、
    　前記筐体の内側に設けられ、車両の外部へ向けて光を照射または電磁波を送受信する光源（４）またはセンサ部（１１）と、
    　前記光源から照射される光または前記センサ部により送受信される電磁波を透過するレンズ部（５）と、
    　前記筐体と前記レンズ部によって密閉または半密閉状態に形成された内部空間（６）と、
    　前記レンズ部に設けられ通電により発熱するヒータ部（７）であって、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位（７１）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位（７２）の時間当たりの発熱量よりも大きい前記ヒータ部と、を備える車両用ヒータ装置。
  2. 　前記ヒータ部は、前記光源または前記センサ部を前方の前記レンズ部に投影した領域を含み、且つ、前記レンズ部全体の６０％以上の範囲に設けられる、請求項１に記載の車両用ヒータ装置。
  3. 　前記ヒータ部は、前記レンズ部のうち前記内部空間側の面、または、前記レンズ部のうち外気側の面のいずれかに設けられている、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  4. 　前記ヒータ部は、カーボンナノチューブ、電熱線、または酸化インジウムスズの少なくともいずれか１つを用いて構成されている、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  5. 　前記ヒータ部は、通電時に発熱量の異なる複数枚のフィルムヒータで構成されており、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方に設けられる前記フィルムヒータ（７３）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方に設けられる前記フィルムヒータ（７４）の時間当たりの発熱量よりも大きい、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  6. 　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位に供給される電流が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位に供給される電流よりも大きくなるように構成されている、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  7. 　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位に印加される電圧が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位に印加される電圧よりも高くなるように構成されている、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  8. 　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方の部位における抵抗値が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方の部位における抵抗値より小さくなるように構成されている、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  9. 　前記車両用ヒータ装置は、車両正面に取り付け可能であり、
    　前記ヒータ部は、前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向外側の部位（７５）の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向中央側の部位（７６）の時間当たりの発熱量よりも大きい、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
  10. 　前記ヒータ部は、前記レンズ部の上下方向中央より車両下方且つ前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向外側の部位の時間当たりの発熱量が、前記レンズ部の上下方向中央より車両上方且つ前記レンズ部の左右方向中央より車幅方向中央側の部位の時間当たりの発熱量よりも大きい、請求項１または２に記載の車両用ヒータ装置。
PCT/JP2023/022300 2022-06-30 2023-06-15 車両用ヒータ装置 WO2024004689A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022106310A JP2024005882A (ja) 2022-06-30 2022-06-30 車両用ヒータ装置
JP2022-106310 2022-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024004689A1 true WO2024004689A1 (ja) 2024-01-04

Family

ID=89382130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/022300 WO2024004689A1 (ja) 2022-06-30 2023-06-15 車両用ヒータ装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024005882A (ja)
WO (1) WO2024004689A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH037202U (ja) * 1989-06-12 1991-01-24
JP2007242290A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Ichikoh Ind Ltd 車両用灯具
JP2020107429A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社デンソー ヒータ装置
JP2020132076A (ja) * 2019-02-25 2020-08-31 株式会社デンソー 車両用光学装置
JP2021143847A (ja) * 2020-03-10 2021-09-24 市光工業株式会社 センサ装置及び車両用灯具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH037202U (ja) * 1989-06-12 1991-01-24
JP2007242290A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Ichikoh Ind Ltd 車両用灯具
JP2020107429A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社デンソー ヒータ装置
JP2020132076A (ja) * 2019-02-25 2020-08-31 株式会社デンソー 車両用光学装置
JP2021143847A (ja) * 2020-03-10 2021-09-24 市光工業株式会社 センサ装置及び車両用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024005882A (ja) 2024-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2187115B1 (en) Vehicular lamp
CN100472119C (zh) 车用灯具
JP6411771B2 (ja) 車両用灯具
JP6709802B2 (ja) 車両用灯具
JP2020194709A (ja) 車両用灯体
WO2017081999A1 (ja) ランプ
JP5702588B2 (ja) 車輌用前照灯
JP2015076375A (ja) 車両用前照灯
JP2009158385A (ja) 車両用前照灯
JP2006032138A (ja) 車輌用灯具
WO2024004689A1 (ja) 車両用ヒータ装置
JP5711558B2 (ja) 光学ユニットおよび車両用灯具
JP4665214B2 (ja) 車両用灯具
KR101360345B1 (ko) 자동차의 조명 장치
CN112984460B (zh) 灯以及相应的方法
JP5501780B2 (ja) 光学ユニット
JP6545975B2 (ja) 車輌用灯具
JP2014035370A (ja) レンズヒータ
JP2014186897A (ja) 光源装置およびそれを用いた車両用前照灯
JP6360251B2 (ja) 表示装置
WO2021131639A1 (ja) 車輌用前照灯
KR20180136313A (ko) 차량용 램프
KR101405384B1 (ko) 자동차의 램프 장치
KR101416471B1 (ko) 자동차의 조명 장치
JP2011165488A (ja) 車両用灯具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23831137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1