(57)【要約】【課題】光源に電力を供給するためのキャパシタを筐体内に備えた車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具１００は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の車両前面側に配置される透明のアウターカバー１８と、ランプボディ１２とアウターカバー１８とで画成される灯室２２内に配置される光源１４と、灯室２２内に配置され光源１４に電力を供給する略平板形状のキャパシタ４６ａ、４６ｂとを備える。キャパシタ４６ａ、４６ｂは、リフレクタ１６が内面に形成された灯具ハウジング１７とランプボディ１２との間に画成される空間内に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプボディと、
前記ランプボディの車両前面側に配置される透明のアウターカバーと、
前記ランプボディと前記アウターカバーとで画成される灯室内に配置される光源と、
前記灯室内に配置され、前記光源に電力を供給するキャパシタと、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記キャパシタは略平板形状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】
前記光源からの光を反射または導光する光学部材をさらに備え、
前記キャパシタは、前記光学部材と前記ランプボディとの間に画成される空間内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記キャパシタは折り畳まれた状態で前記空間内に配置され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】
複数の前記キャパシタが積層された状態で前記空間内に配置され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６】
前記光源を包囲するように複数の略平板形状のキャパシタを積層し、平板の端面に鏡面処理を施して、前記光源から出射する光を前記アウターカバーに反射するリフレクタを構成することを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記キャパシタが前記灯室を形成する構造材を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記キャパシタがリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか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、車両用灯具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される電装部品の増加に伴い、自動車用の蓄電池として、エネルギー密度が高く充放電性能に優れたリチウムイオンキャパシタが注目されつつある。また、高性能のキャパシタと従来の鉛蓄電池とを組み合わせることで、車両用電源装置としての性能を改善することも試みられている。例えば、特許文献１には、バッテリと電源用のキャパシタ装置とを併用する車両用電源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前照灯を初めとする車両用灯具は、自動車の中でも消費する電力量が大きい部品である。そこで、車載バッテリからの電力供給のみに頼るのではなく、車両用灯具内に独自の電源を備えることが望ましい。
【０００５】
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、光源に電力を供給するためのキャパシタを筐体内に備えた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】
【０００６】
本発明のある態様の車両用灯具は、ランプボディと、ランプボディの車両前面側に配置される透明のアウターカバーと、ランプボディとアウターカバーとで画成される灯室内に配置される光源と、灯室内に配置され、光源に電力を供給するキャパシタと、を備える。
【０００７】
この態様によると、光源に電力を供給するキャパシタを車両用灯具の灯室内に配置することで、車載バッテリからの電力供給を受けなくても車両用灯具単独での配光が可能になる。
【０００８】
光源からの光を反射または導光する光学部材をさらに備え、光学部材とランプボディとの間に画成される空間内にキャパシタが配置されてもよい。これにより、灯室内の空間をキャパシタの設置場所として有効活用することができる。
【０００９】
キャパシタは略平板形状であることが好ましい。この場合、キャパシタは折り畳まれた状態で空間内に配置されてもよいし、複数のキャパシタが積層された状態で空間内に配置されてもよい。これによると、空間を有効活用してキャパシタの蓄電容量を増大させることができる。
【００１０】
光源を包囲するように複数の略平板形状のキャパシタを積層し、平板の端面に鏡面処理を施して、光源から出射する光をアウターカバーに反射するリフレクタを構成してもよい。これによると、キャパシタの蓄電容量を増大させつつ、車両用灯具の部品点数を削減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源に電力を供給するキャパシタを車両用灯具の灯室内に配置することで、車載バッテリからの電力供給を受けなくても車両用灯具単独での配光が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。
【図２】車両用灯具の模式的な回路図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に係る、複数の灯具を搭載した車両用灯具ユニットの正面図である。
【図６】図５の車両用灯具ユニットの概略断面図である。
【図７】半導体発光素子を用いた車両用灯具の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具１００の内部構造を説明する概略断面図である。図１は、灯具の光軸Ｘを含む鉛直平面によって切断された断面を示している。車両用灯具１００は、車両の車幅方向の左右に一灯ずつ配置される配光可変式前照灯である。
【００１４】
車両用灯具１００は、車両前方および後方に開口部を有するランプボディ１２と、このランプボディ１２の前方開口部を覆う透明のアウターカバー１８と、ランプボディ１２の後方開口部を覆うキャップ１３とで形成される灯室２２を有する。灯室２２には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット１０が収納されている。灯具ユニット１０の一部には、灯具ユニット１０の揺動中心となるピボット機構３４ａを有するランプブラケット３４が形成されている。ランプブラケット３４は、ランプボディ１２の内壁面に立設されたボディブラケット３２とネジ等の締結部材によって接続されている。これにより、灯具ユニット１０が灯室２２内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構３４ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能となる。
【００１５】
灯具ユニット１０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:ＡＦＳ）を構成するためのスイブルアクチュエータ２４の回転軸２６が固定されている。スイブルアクチュエータ２４は車両側から提供される操舵量のデータやナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、前方車と自車の相対位置の関係等に基づいて灯具ユニット１０をピボット機構３４ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット１０の照射領域が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界を向上させる。
【００１６】
スイブルアクチュエータ２４は、ユニットブラケット２５に固定されている。ユニットブラケット２５には、ランプボディ１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２８が接続されている。レベリングアクチュエータ２８は例えばロッド２８ａを図中の左右方向に伸縮させるモータなどで構成される。灯具ユニット１０が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、灯具ユニット１０が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。このような車両姿勢に応じた光軸調整により、車両用灯具１００による前方照射の到達距離を最適な距離に調整することができる。
【００１７】
灯室２２の内壁面、例えば灯具ユニット１０の下方位置には、灯具ユニット１０の点消灯制御、スイブルアクチュエータ２４およびレベリングアクチュエータ２８の制御を実行する制御装置４０が配置されている。
【００１８】
灯具ユニット１０は、光源１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７および投影レンズ２０で構成される。光源１４は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施形態では、光源１４をハロゲンランプで構成する例を示す。リフレクタ１６は光源１４から放射される光を反射する。光源１４からの光およびリフレクタ１６で反射された光は投影レンズ２０へと導かれる。
【００１９】
制御装置４０には、略平板状またはフィルム状に加工されたキャパシタ４６ａ、４６ｂも接続される。キャパシタ４６ａは、灯具ハウジング１７の下方とランプボディ１２との間に画成される空間に配置されている。キャパシタ４６ｂは、灯具ハウジング１７の車両後方側とキャップ１３との間に画成される空間に配置されている。図２を参照して後述するように、キャパシタ４６ａ、４６ｂは、車載バッテリによって充電可能であるとともに、光源１４、スイブルアクチュエータ２４およびレベリングアクチュエータ２８に電力を供給する。
【００２０】
キャパシタ４６ａ、４６ｂは、例えばリチウムイオンキャパシタである。リチウムイオンキャパシタは、エネルギー密度および出力密度が高く高容量のキャパシタとして知られており、光源１４等への電力の供給用途に適している。個々のリチウムイオンキャパシタは、セパレータを介して積層された正極および負極をパッケージ材で封止して、平板状またはフィルム状になるように成形されている。このようなリチウムイオンキャパシタの構造自体は周知なので、本明細書では詳細な説明を省略する。なお、略平板状またはフィルム状に成形することができれば、リチウムイオンキャパシタ以外のキャパシタを使用してもよい。
【００２１】
図２は、車両用灯具１００の模式的な回路図である。鉛蓄電池等の車載バッテリ５０が制御装置４０内のスイッチ４２と接続される。スイッチ４２は、キャパシタ４６ａ、４６ｂ、光源１４、スイブルアクチュエータ２４およびレベリングアクチュエータ２８とも接続されている。スイッチ４２は、切替制御部４４からの指令に応じて、車載バッテリ５０またはキャパシタ４６ａ、４６ｂのいずれかと、光源１４、スイブルアクチュエータ２４およびレベリングアクチュエータ２８（以下、まとめて「光源およびアクチュエータ」と言う）とを接続できるように構成されている。したがって、スイッチ４２を切り替えることで、車載バッテリ５０からキャパシタ４６ａ、４６ｂへの充電、キャパシタ４６ａ、４６ｂから光源およびアクチュエータへの給電、車載バッテリ５０から光源およびアクチュエータへの給電、または車載バッテリ５０でキャパシタ４６ａ、４６ｂを充電しつつ、光源およびアクチュエータに給電のいずれかを選択することができる。
【００２２】
例えば電気自動車などのように充電用コンセント５４を備える車両に搭載された車両用灯具の場合は、車載バッテリ５０、オルタネータ５２および充電用コンセント５４を組み合わせてキャパシタ４６ａ、４６ｂの充電または光源およびアクチュエータへの給電を行ってもよい。例えば、車両走行中にはオルタネータ５２からキャパシタ４６ａ、４６ｂを充電し、車両駐車中であれば充電用コンセント５４からキャパシタ４６ａ、４６ｂを充電してもよい。また、キャパシタ４６ａ、４６ｂから光源およびアクチュエータに給電しているときに、キャパシタの蓄電量が少なくなった場合には、車載バッテリ５０および／またはオルタネータ５２からこれらに給電を行うようにしてもよい。これにより、キャパシタ４６の蓄電量が低い場合でも、光源１４を長時間点灯させることができる。
【００２３】
車体と車両用灯具１００との間には、ＣＡＮ（Car Area Network）６０から切替制御部４４との間でデータを送受信するための通信経路が設けられている。切替制御部４４は、例えばイグニッションのオンオフ情報、車載バッテリ５０の蓄電量などの情報をＣＡＮ６０から取得し、これらの情報に基づきスイッチ４２を操作するように構成される。
【００２４】
図１では、略平板状またはフィルム状というキャパシタの形状を活かして、灯具ユニットとランプボディとの間に画成される隙間にキャパシタを配置する構造を説明した。しかしながら、一つのキャパシタの蓄電容量は限られているので、車載バッテリからの給電なしに光源１４を長時間点灯し続けることはできない。車載バッテリからの頻繁な給電が不可欠であれば、キャパシタを車両用灯具の灯室内に配置することのメリットは大きく低下する。
【００２５】
図３は、上記のようなキャパシタの蓄電容量不足を解消する、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具１１０の概略断面図である。図３に示すように、車両用灯具１１０のランプボディ１２と灯具ハウジング１７との間に画成される上下の空間に、略平板状のキャパシタを複数枚積層した積層キャパシタ１１２、１１４がそれぞれ配置される。図１の例と同様に、制御装置４０が積層キャパシタ１１２、１１４および光源１４と接続されるとともに、図示しない車載バッテリとも接続されている。制御装置４０は、内蔵するスイッチを切り替えることで、車載バッテリから積層キャパシタ１１２、１１４に充電をしたり、積層キャパシタ１１２、１１４に蓄積された電力で光源１４を点灯させることができる。
【００２６】
積層キャパシタ１１２および１１４は、その高さがランプボディ１２と灯具ハウジング１７との間の最小隙間よりもわずかに小さい直方体の形状であってもよい。空間をより効率的に活用するために、図３に示すように、灯具ハウジング１７の形状に合わせて、積層キャパシタ１１２、１１４を車両後方側で高さが増加するような形状にしてもよい。灯具ハウジング１７の立体的な曲面形状に合わせて、灯具ハウジング１７に対向する面がＵ字型に湾曲したような形状にしてもよい。
【００２７】
図４は、積層キャパシタ１２２、１２４でリフレクタを構成することで灯具ハウジングを排除した、本発明のさらに別の実施形態に係る車両用灯具１２０の概略断面図である。積層キャパシタ１２２、１２４の積層された個々のキャパシタの側端部を隣接するキャパシタの側端部とつなぎ合わせて、所定のリフレクタ形状となるように成形する。この側端部に鏡面処理を施して、リフレクタ面１２２ａ、１２４ａを構成する。
【００２８】
なお、簡単のために、図３および４ではスイブル機構およびエイミング機構を搭載しない車両用灯具を示したが、これらの機構を搭載した車両用灯具であっても、積層キャパシタの形状を適宜変更することで上記の実施形態を適用することができる。
【００２９】
図５および図６は、本発明のさらに別の実施形態に係る、複数の灯具を搭載した車両用灯具ユニット７０の概略構成図である。図５は正面図を、図６は図５のＡ−Ａ断面図を示す。この車両用灯具ユニット７０は、ランプボディ８０、エクステンション８２、８４、８６、およびアウターカバー８８とで形成された灯室９２内に、クリアランスランプ７２、ハイビーム用ランプ７４、ロービーム用ランプ７６およびターンランプ７８を備える。
【００３０】
この実施形態では、ランプボディ８０およびエクステンション８２〜８６が、所定の形状に折り曲げられたキャパシタで形作られている。灯室内に配置された制御装置９０が、これらの構造材として形成されたキャパシタと、各種ランプ７２〜７８のそれぞれとに接続されている。制御装置９０は、キャパシタに蓄積された電力で各種ランプ７２〜７８を点灯させることができる。
【００３１】
このように、平板状のキャパシタを折り曲げて車両用灯具の灯室を形成する構造材として代用することで、灯室内の空間体積が小さく十分な量のキャパシタを配置できない場合でも、キャパシタを増やして蓄電容量を増大させることができる。したがって、車載バッテリからの電力供給がない場合でも、長期間ランプを点灯することが可能になる。上記に加えて、アウターカバーのうち配光形成に影響を与えない周縁部の表面に、キャパシタを配置してもよい。
【００３２】
図７は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を用いた車両用灯具１５０の概略断面図である。車両用灯具１５０は、例えばＤＲＬ（Daytime Running Lamp）、クリアランスランプ、ターンランプなどの補助光源である。車両用灯具１５０は、所定の形状に成型された透明樹脂である導光体１５６と、導光体１５６の一側端に対向して配置された半導体発光素子１５２と、発光素子用の基板１５４とを備える。半導体発光素子１５２から出射した光は、導光体１５６内を反射しながら導光される。
【００３３】
一般に、導光体を利用した車両用灯具では、導光体と車体との間に空間１６０が画成されることが多い。そこで、このような空間に、蛇腹状に折り畳まれた略平板状のキャパシタ１５８を配置する。そして、キャパシタ１５８に蓄積された電力で半導体発光素子１５２に供給するように構成する。こうすることで、導光体と車体との間に生まれる空間を有効活用することができる。
【００３４】
車両用灯具内に設置するキャパシタの蓄電容量は、車載バッテリに比べると限られている。そこで、車両用灯具内のキャパシタを略平板型のカートリッジ形式とし、灯具内に設けられるスロットに抜き差しするような構造を採用してもよい。このようにすれば、スロットに搭載済みのキャパシタの電力が使い果たされた場合、充電済みのキャパシタと交換することで、キャパシタの容量不足を補うことが可能になる。
【００３５】
この場合、車両用灯具の外部からキャパシタカートリッジをスロットに脱着するための開口部がランプボディの上部に形成されていることが好ましい。この開口部を例えば車両のボンネット内側に配置することで、ボンネットを開けばカートリッジを迅速に交換することができるようになる。
【００３６】
車両用灯具に独立した電源としてのキャパシタが搭載されているので、車両用灯具を車体から取り外せるように構成してもよい。これにより、車両用灯具を非常用の電灯として用いることが可能になる。
【００３７】
車両用灯具の光源やエンジン等で発生する熱のために、車両用灯具内のキャパシタの充電効率が低下するなどの障害が発生する可能性がある。そこで、車両用灯具内に水冷または空冷用の流路を構成して、キャパシタ温度を低下させるようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態によれば、車両用灯具内の光源等に電力を供給するためのキャパシタをランプボディ内に配置するようにした。これにより、車載バッテリからの電力供給を受けなくても車両用灯具単独での配光が可能になる。車載バッテリからの配線を完全に廃止すれば、車両用灯具の車体への取り付けが容易になる。また、略平板状に成形されたリチウムイオンキャパシタ等を採用することで、キャパシタの積層、折り曲げなどにより、限られた空間内に多数のキャパシタを配置し、蓄電容量を高めることができる。
【００３９】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１２  ランプボディ、  １４  光源、  １６  リフレクタ、  １８  アウターカバー、  ４０  制御装置、  ４２  スイッチ、  ４４  切替制御部、  ４６ａ、４６ｂ  キャパシタ、  ５０  車載バッテリ、  ７０  車両用灯具ユニット、  ８０  ランプボディ、  ８２  エクステンション、  ８８  アウターカバー、  ９０  制御装置、  １００、１１０、１２０、１５０  車両用灯具、  １１２、１１４、１２２、１２４  積層キャパシタ、  １２２ａ、１２２ｂ  リフレクタ面、  １５２  半導体発光素子、  １５６  導光体、  １５８  キャパシタ。
【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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【図６】
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【図７】
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