(57)【要約】【課題】本発明は、低コストで、且つ省電力で高い融氷融雪・着氷着雪防止効果を有する車両用灯具を提供することにある。【解決手段】本発明は、アウターレンズ２とハウジング３によって形成された灯室４の内部に光源ユニット５を配置した車両用灯具１において、アウターレンズ２の外面側に融氷融雪・着氷着雪防止手段を施した。融氷融雪・着氷着雪防止手段は、レンズ基材（ポリカーボネート）上に順次バッファ層（ＳｉＯＸ膜）、発熱層を兼ねた紫外線吸収層（ＺｎＯ膜）、およびハードコート層（ＳｉＯＸ膜）を積層した３層構造の発熱体６を設けたことである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウシングとアウターレンズで形成された灯室の内部に光源を配置してなる車両用灯具であって、前記アウターレンズは樹脂材料からなる透明基材と該透明基材の前記灯室と反対側の面に設けられた発熱手段からなることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記透明基材はポリカーボネートであることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記発熱手段は、前記透明基材上に順次積層されたバッファ層、発熱層を兼ねた紫外線吸収層、およびハードコート層の３層構造からなり、前記発熱層を兼ねた紫外線吸収層に一対の電極が接続されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記一対の電極は、前記アウターレンズのすれ違いビームの光軸を挟む上側と下側の位置に位置していることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記バッファ層は酸化珪素膜、前記発熱層を兼ねた紫外線吸収層は酸化亜鉛膜、前記ハードコート層は酸化珪素膜であることを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記酸化亜鉛膜の膜厚は３００ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、車両用灯具を構成するアウターレンズに融氷融雪・着氷着雪防止手段を設けた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地や豪雪地などにおいては、夜間走行中の車両の灯具レンズに雪や氷が付着して灯具からの照射光が遮られ、運転者の前方確認に支障をきたして安全走行の妨げとなるという問題がある。特に、放電ランプやＬＥＤを光源とする灯具は、点灯時の光源の発熱量が少ないために光源熱による融氷融雪・着氷着雪防止効果は期待できず、灯具に融氷融雪・着氷着雪防止手段を施すことによって安全走行の妨げとなる障害物を取り除く必要がある。
【０００３】
そこで、灯具に施す融氷融雪・着氷着雪防止手段として図７に示すような手法が提案されている。それは、灯具５０のレンズ５１内面に導電膜５２による所望のパターンを形成し、導電膜５２に給電することによって該導電膜５２の抵抗加熱で発生した熱でレンズ５１の外面温度を融氷融雪・着氷着雪防止温度まで上昇させ、それによってレンズ５１外面に付着した氷や雪を融かして除去したり、あるいはレンズ５１外面に氷や雪が付着するのを阻止したりするものである（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００５−２６７８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の融氷融雪・着氷着雪防止手段は、発熱体となる導電膜５２が熱不良導体のプラスチックレンズ５１を挟んだ着氷着雪面５３の反対面に形成されており、導電膜５２で発生した熱がレンズを介して着氷着雪面５３に至るまでの伝熱効率が良くない。
【０００５】
そのため、導電膜５２への給電電力に対する融氷融雪・着氷着雪防止効率が悪く、レンズ５１の着氷着雪面５３を融氷融雪・着氷着雪防止温度まで上昇させ、また、融氷融雪・着氷着雪防止温度を維持するためには融氷融雪・着氷着雪防止に寄与しない多くの無駄な電力を消費する。
【０００６】
また、車両の始動時に、レンズの着氷着雪面５３が融氷融雪・着氷着雪防止温度になるまでに時間がかかり、始動から発進までの待機時間が長くなる。
【０００７】
更に、通常の車両用灯具のプラスチックレンズでは表面処理を施さないレンズ内面に成膜処理を行なうことになり、その分製造コストが増加してコストアップの要因となる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、低コストで、且つ省電力で高い融氷融雪・着氷着雪防止効果を有する車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、ハウシングとアウターレンズで形成された灯室の内部に光源を配置してなる車両用灯具であって、前記アウターレンズは樹脂材料からなる透明基材と該透明基材の前記灯室と反対側の面に設けられた発熱手段からなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記透明基材はポリカーボネートであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記発熱手段は、前記透明基材上に順次積層されたバッファ層、発熱層を兼ねた紫外線吸収層、およびハードコート層の３層構造からなり、前記発熱層を兼ねた紫外線吸収層に一対の電極が接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記一対の電極は、前記アウターレンズのすれ違いビームの光軸を挟む上側と下側の位置に位置していることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項３または４のいずれか１項において、前記バッファ層は酸化珪素膜、前記発熱層を兼ねた紫外線吸収層は酸化亜鉛膜、前記ハードコート層は酸化珪素膜であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記酸化亜鉛膜の膜厚は３００ｎｍ〜１μｍであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ハウシングとアウターレンズで形成された灯室の内部に光源を配置してなる車両用灯具において、樹脂材料からなる透明基材と該透明基材の前記灯室と反対側の（前面）に設けられた発熱手段で構成した。
【００１６】
そして、発熱手段を、透明基材上に順次積層したバッファ層、発熱層を兼ねた紫外線吸収層、およびハードコート層の３層構造とし、発熱層を兼ねた紫外線吸収層に一対の電極を接続した。
【００１７】
更に、バッファ層を酸化珪素膜、発熱層を兼ねた紫外線吸収層を酸化亜鉛膜、ハードコート層を酸化珪素膜で構成した。
【００１８】
そして、一対の電極間に給電することにより発熱層を兼ねた紫外線吸収層が発熱してアウターレンズの前面の温度が上昇するようにした。
【００１９】
その結果、低コストで、且つ省電力で高い融氷融雪・着氷着雪防止効果を有する車両用灯具を実現することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２１】
図１は本発明の車両用灯具に係わる実施形態の断面図である。車両用灯具１は最外側のレンズ（以下、アウターレンズと呼称する）２とハウジング３によって形成された灯室４の内部にプロジェクタタイプの光源ユニット５が配置され、アウターレンズ２の外面（灯室４側と反対側の面）側に融氷融雪・着氷着雪防止手段となる発熱体６を設けたものである。
【００２２】
発熱体６は、図２に示すように、複数の機能膜を積層した多層構造を有しており、詳細には以下のような構造を呈している。
【００２３】
まず、アウターレンズ２のレンズ基材７を形成する材料を車両用灯具のアウターレンズに一般的に使用されるポリカーボネートとする。この場合、ポリカーボネートは紫外線によって黄変すると共に、光透過率が低下するという性質を有しており、そのままでは実用に際して耐紫外線性が不十分である。
【００２４】
そこで、ポリカーボネートを紫外線から保護するためにレンズ基材７上に紫外線吸収層９を設け、該紫外線吸収層９で紫外線を吸収することによって紫外線がレンズ基材７に到達するのを阻止する。
【００２５】
但し、紫外線吸収層９はＺｎＯ膜からなり、これをポリカーボネートからなるレンズ基材７上に直接形成するとレンズ基材７との界面で剥離が生じる。そこで、レンズ基材７上にポリカーボネートとの密着性が高いバッファ層８を形成する。
【００２６】
バッファ層８は、自身が紫外線によって黄変や光透過率の低下を生じにくいＳｉＯＸ膜からなり、ＳｉＯＸのＸは、１．５より大きく２．０より小さいこと（１．５＜Ｘ＜２．０）が望ましく、１．７以上で１．８以下であること（１．７≦Ｘ≦１．８）が更に望ましい。また、バッファ層８の膜厚は１００ｎｍ〜１０μｍであることが望ましく、５００ｎｍ〜１０μｍであることが更に望ましい。
【００２７】
そして、バッファ層８の上に透明性を有するＺｎＯ膜からなる紫外線吸収層９を形成する。紫外線吸収層９を構成するＺｎＯは約３．３ｅＶのバンドギャップを有し、波長３８０ｎｍ付近以下の紫外線を吸収する性質を有しているためレンズ基材７の材料であるポリカーボネートを黄変させる波長２５０ｎｍ〜３６０ｎｍの紫外線を吸収する。また、紫外線吸収層９は紫外線吸収機能と共に給電すると発熱する発熱機能も有しており、面抵抗を考慮すると紫外線吸収層９の膜厚は５０ｎｍ〜２μｍであることが望ましい。
【００２８】
そこで、ＳｉＯＸからなるバッファ層８は、該バッファ層８を挟んで下側に位置するポリカーボネートからなるレンズ基材７および上側に位置するＺｎＯからなる紫外線吸収層９のいずれとも界面における密着性が良好であり、紫外線吸収層９がバッファ層８を介してレンズ基材７に高い密着力で積層されている。
【００２９】
更に、紫外線吸収層９の上に、自身が紫外線によって黄変や光透過率の低下を生じにくいＳｉＯＸ膜からなるハードコート層１０が形成され、下側に位置する紫外線吸収層９、バッファ層８、およびレンズ基材７に傷や割れが生じないように保護している。
【００３０】
ハードコート層１０のＳｉＯＸ膜はバッファ層８と同様に、ＳｉＯＸのＸは、１．５より大きく２．０より小さいこと（１．５＜Ｘ＜２．０）が望ましく、１．７以上で１．８以下であること（１．７≦Ｘ≦１．８）が更に望ましい。また、ハードコート層１０の膜厚はハードコートとしての機能を発揮する硬度を確保するために１００ｎｍ〜２０μｍであることが望ましく、１μｍ〜２０μｍであることが更に望ましい。
【００３１】
以上説明したように、ポリカーボネートからなるレンズ基材７上に順次バッファ層（ＳｉＯＸ）８、発熱層を兼ねた紫外線吸収層（ＺｎＯ）９、およびハードコート層（ＳｉＯＸ）１０を積層した発熱体６は、レンズ基材７とバッファ層８、バッファ層８と紫外線吸収層９、および紫外線吸収層９とハードコート層１０の夫々の層間の界面における密着性が高く、剥離の生じにくい積層構造となっている。
【００３２】
また、レンズ基材７上に形成されるバッファ層８、紫外線吸収層９、およびハードコート層１０はいずれも透明性が良好で、且つ紫外線によって黄変や光透過率の低下を生じにくい材料からなっているため紫外線による光学性能の劣化が少なく、耐紫外線性の良好な積層構造となっている。
【００３３】
更に、バッファ層８とハードコート層１０を同一の材料で形成しているため、成膜が容易になるという利点を有している。
【００３４】
次に、融氷融雪・着氷着雪防止手段を施した従来の車両用灯具に係わる比較例と、本発明の車両用灯具に係わる実施例の融雪性能の比較実験について説明する。
【実施例】
【００３５】
本発明に係わる実施例として、図１の構成の車両用灯具を作成した。また、アウターレンズの外面側に設ける発熱体を図３で示す工程で形成した。
【００３６】
図３の（ａ）の工程において、所定の気圧まで減圧された真空密閉容器（図示せず）内でポリカーボネートからなるレンズ基材７の端部をマスク１１によってマスキングし、マスク１１が配置されていないレンズ基材７の外面の露出面にバッファ層８となるＳｉＯＸ膜をＣＶＤ法により形成する。
【００３７】
（ｂ）の工程において、（ａ）の工程でバッファ層（ＳｉＯＸ膜）８形成後、真空密閉容器を開放することなく且つマスク１１を移動することなく、バッファ層８上に発熱層を兼ねた紫外線吸収層９となるＺｎＯ膜をＣＶＤ法により形成する。この場合、紫外線吸収層９の膜厚は、該紫外線吸収層９を構成するＺｎＯ膜が従来例の車両用灯具に形成されるＩＴＯ膜による導電膜と同等の面抵抗値となるためには、無加熱で成膜したときのＺｎＯ膜の比抵抗ρが約１．０×１０−３Ωｃｍであることから算出して３００ｎｍ〜１μｍであることが望ましいが、実施例では５００ｎｍと設定した。
【００３８】
（ｃ）の工程において、（ｂ）の工程でバッファ層（ＳｉＯＸ膜）８上に紫外線吸収層（ＺｎＯ膜）９形成後、真空密閉容器を開放することなくマスク１１をレンズ基材７の端部から内側に移動して端部のマスキング領域を拡大し、マスク１１が配置されていない紫外線吸収層９の露出面にハードコート層１０となるＳｉＯＸ膜をＣＶＤ法により形成する。
【００３９】
（ｄ）の工程において、真空密閉容器を開放してバッファ層８、発熱層を兼ねた紫外線吸収層９、およびハードコート層１０の３層構造からなる発熱体６が形成されたアウターレンズ２を取り出し、端部の露出した紫外線吸収層（ＺｎＯ膜）９に電極１２を取り付ける。
【００４０】
（ｅ）の工程において、紫外線吸収層９と電極１２の接続部を外部応力から保護するために該接続部を樹脂材料１３でコーティングして一連の発熱体形成工程を終了する。
【００４１】
［比較例］
一方、比較例の車両用灯具２１は図４に示すように実施例と同様、アウターレンズ２２とハウジング２３によって形成された灯室２４の内部にプロジェクタタイプの光源ユニット２５が配置された構成とした。但し、実施例と異なるのは、実施例がアウターレンズの外面側に３層構造からなる発熱体を設けたのに対し、比較例ではアウターレンズ２２の内面のほぼ全面に亘ってＩＴＯ膜からなる１層の発熱体２６を設けている。
【００４２】
そして、実施例の発熱体６に給電する一対の電極１２および比較例の発熱体２６に給電する一対の電極３２の夫々をアウターレンズのすれ違いビームの光軸を挟む上側と下側の位置に設けている。これは、発熱体６、２６の温度上昇が電極１２、３２部分から徐々に広がって行く特性を考慮し、車両の夜間走行時は通常すれ違いビームで走行するため、すれ違いビーム領域に融氷融雪および着氷着雪防止が最も必要となることを想定したものである。
【００４３】
また、融雪実験にあたっては、図５の正面図に示すように、実施例および比較例のいずれもアウターレンズ２、２２全面に亘って同量の雪を均一に付着させ、図６の正面図に示すように、発熱体６、２６に対する給電開始から所定の給電経過時間後のアウターレンズ２、２２のすれ違いビーム領域における融雪面積を測定した。
【００４４】
下記表１に実験結果を示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１より、実施例および比較例とも、給電経過時間が長くなるにつれて徐々に融雪面積が拡大していることが分かる。また、給電開始後から所定の給電時間（６０分、９０分）経過後は比較例よりも実施例が融雪面積が大きい。更に、給電開始から所定の給電時間（６０分、９０分）経過後における、実施例の融雪面積の比較例の融雪面積に対するに比率（実施例の融雪面積／比較例の融雪面積）は、給電開始から６０分後が３．５であり、９０分後が１．７５となっており、給電開始から時間経過とともに両者の融雪面積の比率が小さくなっている。言い換えると、給電開始から時間経過が短いほど両者の融雪面積の比率が大きい。
【００４７】
つまり、実験結果はアウターレンズの着雪面の温度上昇の速度は比較例よりも実施例が速く、融雪温度まで上昇した熱の拡散速度も実施例が速いことを示している。
【００４８】
これは、本発明が発熱体を車両用灯具のアウターレンズの着氷着雪面側に設けたことによって従来例よりも融氷融雪・着氷着雪防止効果が向上したことを実証している。この結果は当然融氷融雪・着氷着雪防止時の省電力化にも繋がるものである。
【００４９】
また、従来、プラスチックレンズの保護のためにハードコートを施している面と同一面にハードコートを含む発熱層を設けるようにした。そのため、従来のハードコート処理の工程に対して工程の増加が少なく、コストアップを抑制する構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の実施形態のアウターレンズの部分断面図である。
【図３】本発明の実施例のアウターレンズの製造工程図である。
【図４】比較例の断面図である。
【図５】融雪実験開始時の車両用灯具の正面図である。
【図６】融雪実験開始から所定時間経過後の車両用灯具の正面図である。
【図７】従来の車両用灯具の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  車両用灯具
２  アウターレンズ
３  ハウジング
４  灯室
５  光源ユニット
６  発熱体
７  レンズ基材
８  バッファ層
９  紫外線吸収層
１０  ハードコート層
１１  マスク
１２  電極
１３  樹脂材料
２１  車両用灯具
２２  アウターレンズ
２３  ハウジング
２４  灯室
２５  光源ユニット
２６  発熱体
３２  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008311133.tif 000006
【図４】
2008311133.tif 000007
【図５】
2008311133.tif 000008
【図６】
2008311133.tif 000009
【図７】
2008311133.tif 000010