(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源を収容する筐体と、
前記光源からの光を前記筐体の外部に出射するレンズと、
閉鎖された前記筐体の壁面の第１の位置に設けられ、液体および固体の当該筐体の内側への侵入を阻止するとともに当該筐体の内側と外側との間で気体を流通させる通気膜を備える通気部材と、
前記第１の位置とは前記筐体の壁面における位置が異なる第２の位置に設けられ、電気分解により当該筐体の内側の水蒸気を当該筐体の外側に排出する電気分解除湿素子と
を備え、
前記通気部材が設けられる前記第１の位置は、当該通気部材から流入した気体の多くが前記レンズに到達する前に前記電気分解除湿素子に到達する位置であって、前記レンズよりも前記光源による光の出射方向の上流側の壁面、および／または当該光源よりも鉛直下方の壁面であることを特徴とするランプ。
【請求項２】
前記電気分解除湿素子は、前記光源よりも鉛直下方であって、前記通気部材よりも鉛直下方且つ当該通気部材よりも前記出射方向の下流側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿装置およびランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ランプ等のランプや監視カメラ等の光学機器において、光源等の部品を収容する筐体内での水分の結露およびこれに伴うレンズの曇り等が問題となっている。
特許文献１には、車両用ランプの筐体内での結露を防止するために、筐体に複数の通気口を設け、筐体内に生じる空気の対流により筐体内を換気する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５１９１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、筐体内に侵入した水蒸気を筐体の外部に迅速に排出可能な除湿装置およびランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光源（４）と、前記光源を収容する筐体（２）と、前記光源からの光を前記筐体の外部に出射するレンズ（３）と、閉鎖された前記筐体の壁面の第１の位置（２ａ）に設けられ、液体および固体の当該筐体の内側（Ｓ）への侵入を阻止するとともに当該筐体の内側と外側との間で気体を流通させる通気膜（１１）を備える通気部材（１０）と、前記第１の位置とは前記筐体の壁面における位置が異なる第２の位置（２ｂ）に設けられ、電気分解により当該筐体の内側の水蒸気を当該筐体の外側に排出する電気分解除湿素子（３０）とを備え、前記通気部材（１０）が設けられる前記第１の位置は、当該通気部材から流入した気体の多くが前記レンズ（３）に到達する前に前記電気分解除湿素子（３０）に到達する位置であって、前記レンズ（３）よりも前記光源（４）による光の出射方向の上流側の壁面、および／または当該光源（４）よりも鉛直下方の壁面であることを特徴とするランプ（１）である。
【０００８】
ここで、前記電気分解除湿素子（３０）は、前記光源（４）よりも鉛直下方であって、前記通気部材（１０）よりも鉛直下方且つ当該通気部材（１０）よりも前記出射方向の下流側に設けられることを特徴とすることができる。
【０００９】
なお、本欄における上記符号は、本発明の説明に際して例示的に付したものであり、この符号により本発明が限定解釈されるものではない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、筐体内に侵入した水蒸気を筐体の外部に迅速に排出可能な除湿装置およびランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態が適用される車両用ランプの全体構成を示した図である。
【図２】（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態が適用される通気ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】本実施の形態が適用される除湿ユニットの構成を説明するための図である。
【図４】本実施の形態が適用される車両用ランプにおいて除湿動作を行っている状態を示した図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、通気ユニットおよび除湿ユニットを有する車両用ランプの他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔車両用ランプの全体構成〕
図１は、本実施の形態が適用される車両用ランプ１の全体構成を示した図である。
本実施の形態が適用される車両用ランプ１は、例えば自動車用に代表される各種車両のヘッドランプ、リアランプ、ブレーキランプ、フォグランプ、方向指示ランプ、走行ランプ、駐車ランプ等として用いられる。図１では、これらランプ類の一例としてヘッドランプを示している。ここで、図１は、車両用ランプ１を、車両の進行方向に沿って切断した断面図であり、図１における左側が車両の前方に対応し、右側が車両の後方に対応する。
【００１３】
図１に示す車両用ランプ１は、後述するＬＥＤ４等の部品を収容し保護するケース２と、ケース２に取り付けられ、ＬＥＤ４からの光を車両用ランプ１の外部に照射させるカバーレンズ３とを備えている。そして、車両用ランプ１には、ケース２とカバーレンズ３とにより、外部から閉鎖された内部空間Ｓが形成されている。これにより、ケース２内に収容される各部品に対する防水性や防塵性を高めている。また、本実施の形態では、ケース２とカバーレンズ３とにより、車両用ランプ１の筐体が構成されている。
また、車両用ランプ１は、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との間で通気を行う通気ユニット１０を有している。さらに、車両用ランプ１は、内部空間Ｓの水蒸気等を車両用ランプ１の外部へ排出し、内部空間Ｓを除湿する除湿ユニット２０を有している。
【００１４】
ケース２には、内部空間Ｓから車両用ランプ１の外部に向かって開いた第１開口２ａおよび第２開口２ｂが形成されている。
ここで、第１開口２ａと第２開口２ｂとは、ケース２の異なる位置に形成されている。具体的には、第１開口２ａは、ケース２の鉛直下方部且つ車両の後方側の位置に形成されている。一方、第２開口２ｂは、ケース２の鉛直下方部であって、第１開口２ａと比較して車両の前方側の位置に形成されている。この例では、第１開口２ａが形成される位置が第１の位置に対応し、第２開口２ｂが形成される位置が第２の位置に対応する。
そして、本実施の形態の車両用ランプ１では、ケース２の第１開口２ａに、通気ユニット１０が取り付けられている。また、ケース２の第２開口２ｂに、除湿ユニット２０が取り付けられている。付言すると、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気ユニット１０と除湿ユニット２０とが、ケース２の互いに異なる位置に取り付けられている。
【００１５】
さらに、車両用ランプ１は、光を出射する光源の一例としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）４と、ＬＥＤ４を支持するとともにＬＥＤ４にて発生した熱を放散する支持部材５とを有している。また、車両用ランプ１は、ＬＥＤ４から出射された光を前方に投影する投影レンズ６と、ＬＥＤ４から出射された光を投影レンズ６に向けて反射する反射鏡７とを有している。そして、車両用ランプ１では、ＬＥＤ４、支持部材５、投影レンズ６および反射鏡７は、内部空間Ｓ内に設けられている。また、車両用ランプ１では、図１に示すように、支持部材５とケース２との間に、隙間が形成されている。
図１に示す車両用ランプ１では、ＬＥＤ４は、車両の前方に向けて光を出射する。そして、ＬＥＤ４から出射された光は、投影レンズ６を通った後、カバーレンズ３を介して車両用ランプ１の外部に出射される。
【００１６】
さらにまた、車両用ランプ１は、通気ユニット１０を介して内部空間Ｓに侵入した気体を誘導する誘導手段の一例としての誘導板９を有している。図１に示すように、誘導板９は、平板状の形状を有しており、内部空間Ｓにおいて支持部材５からカバーレンズ３に向かって延びるように設けられている。また、図１に示すように、誘導板９の一方の面は、ケース２に装着された除湿ユニット２０に対向している。
なお、誘導板９による気体の誘導については、後段にて詳細に説明する。
【００１７】
また、本実施の形態の車両用ランプ１は、制御部６０による制御に基づいて、ＬＥＤ４の点灯・消灯や除湿ユニット２０による除湿動作等が行われる。
【００１８】
〔通気ユニットの構成〕
続いて、本実施の形態の通気ユニット１０について説明する。図２（ａ）〜図２（ｂ）は、本実施の形態が適用される通気ユニット１０の構成を説明するための図である。図２（ａ）は、通気ユニット１０を後述する通気路１２１における通気方向に沿って切断した断面図であり、図２（ｂ）におけるＩＩＡ−ＩＩＡ断面図に対応する。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＩＩＢ方向から見た図である。
図２（ａ）および上述した図１に示すように、本実施の形態の通気ユニット１０は、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との間で通気を行う膜状の通気膜１１を備えている。また、通気ユニット１０は、通気膜１１を保持するとともにケース２の第１開口２ａに装着される円筒状の通気取付部１２と、通気膜１１および通気取付部１２を覆う有底円筒状のカバー部１３とを備えている。
【００１９】
本実施の形態の通気膜１１は、内部空間Ｓへの水等の液体や塵埃等の固体の侵入を阻止するとともに、空気や水蒸気等の気体は流通可能な膜である。通気膜１１は、延伸法や抽出法等により作成された複数の孔を有する多孔質膜等により構成することができる。通気膜１１に用いる多孔質膜としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜が挙げられる。ＰＴＦＥ多孔質膜は、小面積であっても通気性が維持可能であり、水や塵埃等の通過を阻止する能力が高い点で好ましい。
【００２０】
また、本実施の形態の通気膜１１として多孔質膜を用いる場合、多孔質膜に形成された孔の平均孔径は、通常、０．０１μｍ以上１００μｍ以下の範囲であり、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲とすることが好ましく、０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。
通気膜１１として用いる多孔質膜の平均孔径が０．０１μｍ未満である場合、通気膜１１を空気が通過しにくくなる。この場合、例えばＬＥＤ４の発熱等により内部空間Ｓが高温になり内部空間Ｓの空気が膨張した場合に、ケース２やカバーレンズ３等が破損しやすくなる。一方、通気膜１１として用いる多孔質膜の平均孔径が１００μｍを超える場合、通気膜１１を通って内部空間Ｓに塵埃等が侵入しやすくなる。
【００２１】
通気膜１１の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲とすることができる。
通気膜１１の厚さが過度に薄い場合、通気膜１１の強度が低下しやすい。また、通気膜１１の厚さが過度に厚い場合、通気ユニット１０が大型化しやすい。
【００２２】
また、通気膜１１の表面（特に、通気ユニット１０をケース２の第１開口２ａに取り付けた場合に車両用ランプ１の外部に向く面）には、撥水処理や撥油処理等の撥液処理を施すことが好ましい。通気膜１１に撥液処理を施すことで、通気膜１１に対する汚れ等の付着が抑制される。この結果、通気膜１１の詰まりが抑制され、通気ユニット１０による通気性の低下が抑制される。
なお、通気膜１１の撥液処理は、例えばフッ素で飽和した炭化水素基（ぺルフルオロアルキル基）を側鎖に含み、主鎖がアクリル系、メタクリル系、シリコーン系等である化合物を成分とする撥液剤を通気膜１１の表面に塗布することにより行うことができる。通気膜１１の表面に撥液剤を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、グラビア塗工、スプレー塗工、キスコーティング、浸漬等を採用することができる。
【００２３】
通気取付部１２は、全体として円筒形状を有しており、通気膜１１を通過した気体または内部空間Ｓから排出される気体が通過する円柱形状の通気路１２１が内部に形成されている。通気路１２１は、通気ユニット１０が車両用ランプ１（図１参照）のケース２（図１参照）に取り付けられた状態では、車両用ランプ１の外部から内部空間Ｓに向かう方向に延びている。より具体的には、通気路１２１のうち内部空間Ｓ側の端部は、車両用ランプ１のケース２に取り付けられた除湿ユニット２０側を向いている。
【００２４】
また、通気取付部１２は、外周面から突出する複数（この例では４個）の突起部１２２を有している。それぞれの突起部１２２は、隣接する突起部１２２との間に間隙１２３を介して設けられている。
【００２５】
そして、通気取付部１２には、通気路１２１のうち車両用ランプ１の外部側に位置する一方の端部を塞ぐように、通気膜１１が取り付けられている。通気取付部１２に対する通気膜１１の取り付け方法については特に限定されないが、例えば、熱融着、超音波溶着、接着剤、粘着剤等を用いた接着等の方法が挙げられる。
【００２６】
カバー部１３は、内部に円柱状の空間が形成され、上述したように、全体として有底円筒状の形状を有している。具体的には、カバー部１３は、円形状の底面１３１と、底面１３１の外縁から延びる円筒形状の側面１３２とを有している。
カバー部１３は、通気取付部１２に取り付けられた通気膜１１を覆うように、通気取付部１２の外周に取り付けられる。そして、カバー部１３によって、通気膜１１の表面に汚れ等が付着することを抑制されるとともに通気膜１１の破損が抑制される。
【００２７】
通気ユニット１０では、カバー部１３の側面１３２が、通気取付部１２の突起部１２２に接触するようになっている。これにより、通気ユニット１０では、通気取付部１２に対してカバー部１３が位置決めされるようになる。そして、通気ユニット１０では、通気膜１１とカバー部１３の底面１３１との間に予め定められた間隙が形成されている。
【００２８】
通気取付部１２およびカバー部１３は、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等により構成される。なお、通気取付部１２およびカバー部１３は、互いに同一の材料から構成されていてもよく、異なる材料から構成されていてもよい。
そして、本実施の形態の通気ユニット１０は、通気取付部１２がケース２（図１参照）の第１開口２ａ（図１参照）に取り付けられることで、車両用ランプ１（図１参照）に装着される。なお、ケース２の第１開口２ａに対する通気取付部１２の取り付け方法としては特に限定されず、例えば第１開口２ａおよび通気取付部１２にねじ切りを行い、第１開口２ａに通気取付部１２をねじ込んで取り付ける方法や、第１開口２ａに対して通気取付部１２を圧入する方法等を適宜採用することができる。
【００２９】
続いて、通気ユニット１０の動作について説明する。本実施の形態では、例えば車両用ランプ１の外部と車両用ランプ１の内部空間Ｓとの間で圧力差が生じた場合等に、車両用ランプ１の外部から内部空間Ｓに向けて、または内部空間Ｓから車両用ランプ１の外部に向けて、通気ユニット１０を気体が流れるようになっている。
【００３０】
例えば、車両用ランプ１の外部から内部空間Ｓに向けて気体が流れる場合、図２（ａ）にて破線で示すように、気体は、通気取付部１２とカバー部１３との間に形成された間隙１２３から通気ユニット１０内に侵入する。そして、通気ユニット１０に侵入した気体は、通気膜１１を図中右から左に向かって通過し、通気取付部１２に形成された通気路１２１を通って、内部空間Ｓに侵入する。
一方、内部空間Ｓから車両用ランプ１の外部に向けて気体が流れる場合、図２（ａ）にて破線で示すように、気体は、通気取付部１２に形成された通気路１２１を移動した後、通気膜１１を図中左から右に向かって通過する。そして、通気膜１１を通過した気体は、通気取付部１２とカバー部１３との間に形成された間隙１２３を通り、車両用ランプ１の外部に排出される。
【００３１】
これにより、車両用ランプ１の外部と内部空間Ｓとの間で生じた圧力差が解消され、車両用ランプ１のケース２やカバーレンズ３の破損が抑制される。言い換えると、本実施の形態の通気ユニット１０は、車両用ランプ１における内部空間Ｓの圧力変動を抑制する内圧調整部材としての機能を有する。
【００３２】
〔除湿ユニットの構成〕
続いて、本実施の形態の除湿ユニット２０について説明する。図３は、本実施の形態が適用される除湿ユニット２０の構成を説明するための図であって、除湿ユニット２０を、後述する電気分解除湿素子３０の厚さ方向に沿って切断した断面図である。なお、図３では、図１に示した除湿ユニット２０を反時計方向に９０度回転させた状態の除湿ユニット２０を示している。
【００３３】
本実施の形態の除湿ユニット２０は、内部空間Ｓの水蒸気等を電気分解することにより内部空間Ｓを除湿する電気分解除湿素子３０を備えている。また、除湿ユニット２０は、電気分解除湿素子３０を保持するとともにケース２の第２開口２ｂに装着される除湿取付部２１を備えている。
除湿取付部２１は、内部に、内部空間Ｓから車両用ランプ１の外部に延びる孔２１１が形成されており、孔２１１内にて電気分解除湿素子３０を保持している。また、除湿取付部２１は、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等により構成される。そして、本実施の形態の除湿ユニット２０は、除湿取付部２１がケース２（図１参照）の第２開口２ｂ（図１参照）に取り付けられることで、車両用ランプ１（図１参照）に装着される。なお、ケース２の第２開口２ｂに対する除湿取付部２１の取り付け方法としては特に限定されず、例えば第２開口２ｂおよび除湿取付部２１にねじ切りを行い、第２開口２ｂに除湿取付部２１をねじ込んで取り付ける方法や、第２開口２ｂに対して除湿取付部２１を圧入する方法等を適宜採用することができる。
【００３４】
さらにまた、除湿ユニット２０は、電気分解除湿素子３０の後述する第１電極層３２に接続される第１導線２５と、第２電極層３３に接続される第２導線２６とを備えている。そして、第１導線２５および第２導線２６は、除湿ユニット２０の外部に設けられた外部電源５０に接続されている。
そして、本実施の形態の除湿ユニット２０は、制御部６０による制御に基づいて、車両用ランプ１の内部空間Ｓの除湿を行う。
【００３５】
本実施の形態の電気分解除湿素子３０は、電解質からなる電解質層３１と、電解質層３１の一方の面（除湿ユニット２０をケース２の第２開口２ｂに取り付けた場合に内部空間Ｓ側を向く面）に積層される第１電極層３２と、電解質層３１の他方の面（一方の面とは反対側の面）に積層される第２電極層３３とを備えている。これにより、電解質層３１は、第１電極層３２と第２電極層３３とにより挟まれた状態となっている。言い換えると、本実施の形態の電気分解除湿素子３０は、内部空間Ｓ側から、第１電極層３２、電解質層３１および第２電極層３３が順に積層された構造を有している。
【００３６】
本実施の形態の電解質層３１は、膜状または板状の形状を有する。
また、電解質層３１は、プロトン伝導性を有する電解質から構成される。電解質層３１を構成する電解質としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸樹脂等のフッ素系プロトン伝導性電解質や、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン等にスルホン酸基やリン酸基等のプロトン伝導性基を導入した高分子電界樹脂等を用いることができる。
そして、電解質層３１は、空気中に含まれる水分（水蒸気）を吸着する性質を有している。また、電解質層３１は、気体を透過しない性質を有している。
【００３７】
さらに、電解質層３１の表面（第１電極層３２、第２電極層３３に対向する面）には、電解質層３１での電気分解反応を促進させるための触媒層３１１が形成されている。触媒層３１１としては、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体金属やこれらの白金族元素を含む合金等が挙げられる。中でも触媒活性が高いＰｔを用いることが好ましい。
本実施の形態の電気分解除湿素子３０では、電解質層３１の表面に触媒層３１１を形成することで、電解質層３１における水の電気分解がより進行しやすくなり、内部空間Ｓの除湿がより速やかに行われるようになる。
【００３８】
第１電極層３２および第２電極層３３は、電解質層３１に対して予め定めた電圧を付与するために用いられる。本実施の形態の電気分解除湿素子３０では、第１電極層３２は、電解質層３１の内部空間Ｓ側を向く一方の面に電気的に接続され、陽極としてはたらく。また、第２電極層３３は、電解質層３１の他方の面（第１電極層３２が接続される一方の面と反対側の面）に電気的に接続され、陰極としてはたらく。
【００３９】
第１電極層３２および第２電極層３３は、導電性を有する材料により構成される。第１電極層３２および第２電極層３３としては、例えば、メッシュ状または繊維状の金属材料を用いることができる。第１電極層３２をメッシュ状または繊維状の金属材料とすることで、内部空間Ｓの水分（水蒸気）が第１電極層３２を通過して電解質層３１に吸着されやすくなる。また、第２電極層３３をメッシュ状または繊維状の金属材料とすることで、後述する第２電極層３３での還元反応により生成した水素や水蒸気等が、第２電極層３３を通過して、車両用ランプ１の外部に排出されやすくなる。
【００４０】
また、第１電極層３２および第２電極層３３を、複数の小穴が形成された金属板により構成してもよい。この場合、金属板に形成された小穴により、第１電極層３２および第２電極層３３の通気性が確保される。
さらに、第１電極層３２および第２電極層３３を、導電性および通気性を有する多孔質材料により構成してもよい。このような多孔質材料としては、例えば、金属粒子を担持した多孔質カーボンシート等が挙げられる。
【００４１】
ここで、本実施の形態の除湿ユニット２０では、電気分解除湿素子３０は、除湿取付部２１に対して隙間ができないように取り付けられている。また、上述したように、本実施の形態の電気分解除湿素子３０は、通電されていない状態では、水蒸気や空気等が透過しない性質を有している。このため、本実施の形態の除湿ユニット２０は、通電されていない状態では、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との間の気密性を有している。
言い換えると、本実施の形態の車両用ランプ１では、除湿ユニット２０を介して内部空間Ｓへ水蒸気や空気等の気体が侵入しないように構成されている。
【００４２】
続いて、除湿ユニット２０の動作について説明する。本実施の形態の除湿ユニット２０では、制御部６０（図１参照）による制御に基づいて、予め定められたタイミングで、外部電源５０により電気分解除湿素子３０に直流電圧が印加される。具体的には、外部電源５０により、第１導線２５および第２導線２６を介して、電気分解除湿素子３０の第１電極層３２と第２電極層３３との間に、連続的または断続的に直流電圧が印加される。
【００４３】
これにより、陽極としてはたらく第１電極層３２では、内部空間Ｓ等から供給された水が以下の反応式（１）で示すように、電気分解される。すなわち、第１電極層３２では、水（Ｈ2Ｏ）が電気分解されて、プロトン（水素イオンＨ+）と酸素（Ｏ2）とが生成される。
Ｈ2Ｏ  →  １／２Ｏ2  ＋  ２Ｈ+  ＋  ２ｅ-    …（１）
第１電極層３２にて生成された酸素は、第１電極層３２の表面から内部空間Ｓに放出される。
また、第１電極層３２にて生成されたプロトン（水素イオン）は、電解質層３１内を移動し、第２電極層３３へ到達する。
【００４４】
陰極としてはたらく第２電極層３３では、第１電極層３２から電解質層３１を介して供給されたプロトン（水素イオン）が、以下の反応式（２）で示すように、空気中に含まれる酸素と還元反応し、水（水蒸気）が生成される。
１／２Ｏ2  ＋  ２Ｈ+  ＋  ２ｅ-  →  Ｈ2Ｏ    …（２）
また、第２電極層３３では、第１電極層３２から電解質層３１を介して供給されたプロトン（水素イオン）が、以下の反応式（３）で示すように、直接還元され、水素が生成される場合もある。
２Ｈ+  ＋  ２ｅ-  →  Ｈ2      …（３）
そして、第２電極層３３にて生成された水（水蒸気）または水素は、第２電極層３３の表面から、除湿取付部２１の孔２１１を通って車両用ランプ１の外部に放出される。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気ユニット１０および除湿ユニット２０とが、ケース２の異なる位置に設けられている。
また、車両用ランプ１のＬＥＤ４からの光の出射方向についてみると、本実施の形態では、光の出射方向上流側から下流側に向かって、通気ユニット１０、ＬＥＤ４、除湿ユニット２０およびカバーレンズ３の順に並んで設けられている。
さらに、車両用ランプ１が車両に取り付けられた状態では、本実施の形態の車両用ランプ１において、通気ユニット１０および除湿ユニット２０は、ケース２の鉛直下方に設けられている。
【００４６】
ところで、従来、ヘッドランプ等の車両用ランプ１では、内部空間Ｓの湿度が上昇することにより発生するカバーレンズ３の結露や曇り（微細な水滴が付着することによりカバーレンズ３が白く濁る現象）が問題となっている。車両用ランプ１の内部空間Ｓにおける湿度の上昇を抑制する方法としては、車両用ランプ１の内部空間Ｓをケース２およびカバーレンズ３により密閉することが最も有効である。しかしながら、ケース２やカバーレンズ３を構成するプラスチック等は吸湿性を有するため、内部空間Ｓへの水分の侵入を完全に抑制することはできない。
【００４７】
また、車両用ランプ１においてケース２およびカバーレンズ３により内部空間Ｓを密閉した場合、内部空間Ｓの空気が膨張して内部空間Ｓの圧力が急激に上昇したり、内部空間Ｓの空気が収縮して内部空間Ｓの圧力が急激に低下したりすると、ケース２やカバーレンズ３が破損するおそれがある。
したがって、通常、車両用ランプ１では、内部空間Ｓの圧力が急激に変動することを抑制するために、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との間の通気を行う通気ユニット１０等の通気手段を設けている。
【００４８】
ところで一般に、車両用ランプ１に設けられるＬＥＤ４等の光源は、点灯させた場合に発熱し高温となる。このため、車両用ランプ１においてＬＥＤ４を点灯させた場合、車両用ランプ１の内部空間Ｓの空気が暖められる。
そして、その後、ＬＥＤ４が消灯されると、ＬＥＤ４の発熱が停止するため、暖められた内部空間Ｓの空気が冷却され収縮する。これに伴い、内部空間Ｓの圧力が、車両用ランプ１の外部と比較して一時的に低くなる。この結果、通気ユニット１０を有する車両用ランプ１では、車両用ランプ１の外部と内部空間Ｓとの圧力差に応じて、通気ユニット１０を介して車両用ランプ１の外部から内部空間Ｓへ空気が侵入する。
【００４９】
ここで、車両用ランプ１の外部の湿度が高い場合等では、通気ユニット１０を介して内部空間Ｓへ水蒸気を含む湿度の高い空気が侵入することになる。そして、内部空間Ｓの温度が露点以下となった場合、カバーレンズ３に結露や曇りが生じる。
特に、例えば雨天時等においてカバーレンズ３が雨滴により外側から冷却された場合や、車両用ランプ１が長期間低温条件下に放置されたような場合には、内部空間Ｓに侵入した水蒸気がカバーレンズ３に触れることで冷却されるため、カバーレンズ３に結露や曇りがより生じやすくなる。
また、光源としてＬＥＤ４を用いる場合、通常、ＬＥＤ４から出射される光には赤外成分が含まれず、カバーレンズ３に付着した水滴等が加熱されにくいため、カバーレンズ３に生じた結露や曇りが解消しにくい。
【００５０】
カバーレンズ３の結露や曇りを抑制するためには、内部空間Ｓに侵入した水蒸気を速やかに、車両用ランプ１の外部に排出することが望ましい。
内部空間Ｓに侵入した水蒸気を車両用ランプ１の外部に排出する方法としては、例えば、内部空間Ｓに生じる空気の対流を利用して、通気ユニット１０から水蒸気を排出する方法等が挙げられる。
しかしながら、空気の対流を利用して通気ユニット１０から水蒸気を排出する方法では、例えば内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との圧力・温度の関係や、内部空間Ｓに侵入した水蒸気の量等によっては、水蒸気を十分に排出することが困難になるおそれがある。この場合、カバーレンズ３に結露や曇りが生じやすい。
【００５１】
〔車両用ランプにおける除湿動作について〕
これに対し、本実施の形態の車両用ランプ１では、ケース２の異なる位置に装着された通気ユニット１０と除湿ユニット２０とにより、内部空間Ｓに侵入した水蒸気を速やかに車両用ランプ１の外部に排出し、カバーレンズ３の曇りや結露を抑制する。
続いて、本実施の形態の車両用ランプ１における除湿動作について説明する。
本実施の形態の車両用ランプ１では、制御部６０による制御に基づいて予め定めたタイミングで、外部電源５０により除湿ユニット２０に通電し、内部空間Ｓの除湿を行う。ここでは、車両用ランプ１において、予め定めたタイミングとしてＬＥＤ４を消灯したタイミングで除湿動作を行う場合について説明を行う。図４は、本実施の形態が適用される車両用ランプ１において除湿動作を行っている状態を示した図である。
【００５２】
本実施の形態の車両用ランプ１では、ＬＥＤ４が消灯されたタイミングに合わせて、制御部６０（図１参照）による制御に基づいて、外部電源５０（図３参照）により除湿ユニット２０の電気分解除湿素子３０に直流電圧が印加される。
また、車両用ランプ１においてＬＥＤ４が消灯されると、上述したように、内部空間Ｓの温度が低下し、内部空間Ｓの空気が収縮して、内部空間Ｓの圧力が車両用ランプ１の外部と比較して低くなる。そして、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部との圧力差により、図４に示すように、車両用ランプ１の外部の空気が、通気ユニット１０の上述した通気膜１１（図２参照）を通って、内部空間Ｓへ侵入する。
【００５３】
ここで、車両用ランプ１では、ＬＥＤ４が消灯されるまでの間、内部空間Ｓの空気はＬＥＤ４の発熱により加熱されている。このため、ＬＥＤ４を消灯したタイミングでは、内部空間Ｓの空気の温度は、車両用ランプ１の外部の空気と比較して高くなっている。また、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気ユニット１０は、ＬＥＤ４と比較して内部空間Ｓの鉛直下方側に設けられている。
これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した低温の空気は、内部空間Ｓに存在する空気との密度の差により、図４に示すように、内部空間Ｓの鉛直下方を車両の後方側から前方側に向かって移動する。ここで、上述したように、本実施の形態の車両用ランプ１では、支持部材５とケース２との間に空隙が形成されている。これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気は、支持部材５とケース２との間を、車両の後方側から前方側に向かって移動する。すなわち、本実施の形態の車両用ランプ１では、内部空間Ｓの鉛直下方部であって支持部材５とケース２との間に、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気の流路が形成される。
【００５４】
本実施の形態の車両用ランプ１では、上述したように、ケース２の鉛直下方部であって通気ユニット１０が装着されている第１開口２ａよりも車両の前方側に形成された第２開口２ｂに、除湿ユニット２０が装着されている。言い換えると、車両用ランプ１では、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気の流路上に、除湿ユニット２０が設けられている。
これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気は、内部空間Ｓの鉛直下方部を移動し、除湿ユニット２０との対向位置へ移動する。そして、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気に含まれる水蒸気が、除湿ユニット２０の電気分解除湿素子３０（図３参照）に吸着される。
【００５５】
電気分解除湿素子３０では、上述したように、第１電極層３１および第２電極層３３（ともに図３参照）に直流電圧が印加されることで、吸着した水蒸気の分解反応が行われる。これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気に含まれる水蒸気が、除湿ユニット２０を介して、車両用ランプ１の外部に排出される。
【００５６】
本実施の形態の車両用ランプ１では、除湿ユニット２０は、カバーレンズ３と比較して車両の後方側であって通気ユニット１０に近い側に設けられる。
これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気の多くが、カバーレンズ３に到達する前に、除湿ユニット２０に到達する。この結果、通気ユニット１０から内部空間Ｓに侵入した空気に含まれる水蒸気がカバーレンズ３に付着して水滴となることが抑制され、カバーレンズ３の結露や曇りの発生が抑制される。
【００５７】
さらに、本実施の形態の車両用ランプ１は、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気を除湿ユニット２０に向けて案内する誘導板９を有している。
図４に示すように、車両用ランプ１において内部空間Ｓへ侵入した空気は、誘導板９に突き当たることで進行方向が変更され、除湿ユニット２０側へ導かれる。これにより、空気に含まれる水蒸気が、除湿ユニット２０の電気分解除湿素子３０により吸着されやすくなり、除湿ユニット２０によって車両用ランプ１の外部により排出されやすくなる。
また、内部空間Ｓへ侵入した空気が誘導板９により除湿ユニット２０側へ導かれることで、通気ユニット１０から内部空間Ｓに侵入した空気に含まれる水蒸気がカバーレンズ３へ向かうことが抑制される。これにより、カバーレンズ３の結露や曇りの発生がより抑制される。
【００５８】
なお、本実施の形態の車両用ランプ１では、支持部材５やケース２とは別体の誘導板９を設けたが、例えば支持部材５やケース２の形状を異ならせることにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した気体を除湿ユニット２０へ誘導する構成としてもよい。この場合、誘導板９を別個に設ける必要がないため、車両用ランプ１の部品数を減らすことが可能になり、車両用ランプ１の製造が簡易になる。
【００５９】
〔通気ユニットと除湿ユニットとの配置の他の例について〕
車両用ランプ１のケース２における通気ユニット１０および除湿ユニット２０の配置は、図１に示したものに限定されるものではない。図５（ａ）〜図５（ｂ）は、通気ユニット１０および除湿ユニット２０を有する車両用ランプ１の他の例を示した図である。
【００６０】
図５（ａ）に示す車両用ランプ１では、ケース２の鉛直上方に通気ユニット１０を設けるとともに、ケース２において通気ユニット１０の鉛直下方に対向する位置に除湿ユニット２０を設けている。上述したように、車両用ランプ１の外部から通気ユニット１０を介して内部空間Ｓへ侵入した低温の空気は鉛直下方に移動し、除湿ユニット２０へ向かう。すなわち、図５（ａ）に示す例においても、除湿ユニット２０は、通気ユニット１０を介して内部空間Ｓへ侵入した空気の流路上に設けられているといえる。
【００６１】
そして、図５（ａ）に示すように通気ユニット１０および除湿ユニット２０を配置することで、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気に含まれる水蒸気が、除湿ユニット２０により車両用ランプ１の外部に排出されやすくなる。この結果、カバーレンズ３の曇りや結露が抑制される。
【００６２】
また、図５（ｂ）に示す車両用ランプ１では、通気ユニット１０および除湿ユニット２０がともにケース２の鉛直下方に設けられている。また、図５（ｂ）に示す車両用ランプ１では、図１に示した例とは異なり、通気ユニット１０が除湿ユニット２０と比較して車両の前方側（すなわち、カバーレンズ３に近い側）に設けられている。さらに、図５（ｂ）に示す車両用ランプ１では、通気ユニット１０とカバーレンズ３との間を遮るように、車両の前方側から後方側に向けて延びる誘導板９が設けられている。
【００６３】
そして、図５（ｂ）に示すように、車両用ランプ１の外部から通気ユニット１０を介して内部空間Ｓへ侵入した空気は、誘導板９により進行方向を変えられ、除湿ユニット２０へ向けて移動する。すなわち、図５（ｂ）に示す例においても、除湿ユニット２０は、通気ユニット１０を介して内部空間Ｓへ侵入した空気の流路上に設けられているといえる。
【００６４】
そして、図５（ｂ）に示すように通気ユニット１０および除湿ユニット２０を配置することで、通気ユニット１０から侵入した空気が、カバーレンズ３に到達する前に除湿ユニット２０に到達しやすくなる。これにより、通気ユニット１０から内部空間Ｓへ侵入した空気に含まれる水蒸気が、除湿ユニット２０により車両用ランプ１の外部に排出されやすくなる。この結果、カバーレンズ３の曇りや結露が抑制される。
【００６５】
なお、本実施の形態の通気ユニット１０は、上述したように、車両用ランプ１における内部空間Ｓの圧力の変動を抑制するために設けられる。言い換えると、本実施の形態の車両用ランプ１では、内部空間Ｓに侵入した水蒸気を除湿ユニット２０により車両用ランプ１の外部に排出しており、通気ユニット１０により水蒸気を排出する必要はない。したがって、通気ユニット１０は、少なくとも、内部空間Ｓと車両用ランプ１の外部とに圧力差が生じた場合に圧力差を解消する空気が通る程度の大きさであればよい。これにより、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気ユニット１０にて水蒸気を排出する場合と比較して、通気ユニット１０を小型化することが可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態の通気ユニット１０では、通気取付部１２を介して通気膜１１を車両用ランプ１のケース２に取り付ける構造としている。しかし、通気ユニット１０の構造は特に限定されるものではない。例えば、通気膜１１を直接、ケース２の第１開口２ａに取り付けて通気ユニット１０を構成してもよいし、通気膜１１に代えて成形体からなる通気部材をケース２の第１開口２ａに取り付けることで通気ユニット１０を構成してもよい。
さらに、除湿ユニット２０の構造についても同様に特に限定されるものではなく、電気分解除湿素子３０を直接、ケース２の第２開口２ｂに取り付けて除湿ユニット２０を構成してもよい。さらにまた、除湿ユニット２０において、電気分解除湿素子３０の表面に、電気分解除湿素子３０を保護するための保護部材等をさらに設けてもよい。
【００６７】
〔除湿動作を行うタイミングについて〕
続いて、車両用ランプ１において除湿動作を行うタイミングについて説明する。図４では、車両用ランプ１においてＬＥＤ４が消灯された際に、制御部６０による制御に基づいて除湿ユニット２０（電気分解除湿素子３０）に直流電圧を印加し、除湿動作を行う場合について説明した。しかしながら、車両用ランプ１において除湿動作を行うタイミングはこれに限定されるものではない。
【００６８】
本実施の形態では、例えば、除湿ユニット２０に対して常に通電を行うことで、車両用ランプ１において恒常的に除湿動作を行うものとしてもよい。この場合、車両用ランプ１が置かれる環境や車両の状態等に関わらず、常に内部空間Ｓが除湿されるようになり、カバーレンズ３における結露や曇りが抑制される。
また、車両用ランプ１では、タイマー等により測定される時間に基づいて、例えば早朝等の予め定めた時刻に、除湿ユニット２０に通電を行い、内部空間Ｓの除湿動作を行うものとしてもよい。
【００６９】
さらに、車両用ランプ１では、車両用ランプ１が取り付けられる車両において、ドアが開かれる動作等の予め定めた動作が行われた際に、除湿ユニット２０に通電を行い、除湿動作を行うものとしてもよい。
さらにまた、車両用ランプ１では、車両用ランプ１における内部空間Ｓの湿度や、車両用ランプ１の外部の湿度を検知する検知センサを設け、検知センサにより検知される湿度が予め定めた値を超えた場合に、除湿ユニット２０に通電を行い、除湿動作を行うものとしてもよい。
さらに、車両用ランプ１では、車両用ランプ１が取り付けられる車両に雨滴センサを設け、降雨を検知した場合に、除湿ユニット２０に通電を行い、除湿動作を行うものとしてもよい。
【００７０】
また、本実施の形態では、通気ユニット１０および除湿ユニット２０により内部空間Ｓ内を除湿する除湿装置として、車両用ランプ１を例に挙げたが、本発明が適用される対象は車両用ランプ１に限定されるものではない。すなわち、本発明は、車両用ランプ１の他、レンズの結露や曇りが問題となりやすい監視カメラ等の光学機器に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…車両用ランプ、２…ケース、３…カバーレンズ、４…ＬＥＤ、９…誘導板、１０…通気ユニット、１１…通気膜、１２…通気取付部、２０…除湿ユニット、２１…除湿取付部、３０…電気分解除湿素子、３１…電解質層、３２…第１電極層、３３…第２電極層、５０…外部電源、６０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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