(57)【要約】【課題】透光カバーに付着した雪を適切に融雪できる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具において、透光カバー１４は、発光素子３０を収容する灯室の少なくとも一部を形成し、灯具前方に光を照射すべく灯具光源である発光素子３０からの光を透過する。ヒータ４０は、熱源として発光素子３０とは別に設けられる。ファン４２は、ヒータ４０の熱を灯室内に対流させる。ヒータ４０には、ＰＴＣヒータが採用されている。ダクト４４は、ファン４２によって吹き出されたエアを透光カバー１４の内面に沿って上方に案内する。【選択図】図１
2013152852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灯具光源を収容する灯室の少なくとも一部を形成し、灯具前方に光を照射すべく前記灯具光源からの光を透過する透光カバーと、
前記灯具光源とは別に設けられた熱源と、
前記熱源の熱を前記灯室内に対流させるファンと、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記熱源は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ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】
前記熱源の熱を対流させるよう前記灯室内のエアを案内するダクトをさらに備え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４】
前記ファンによって吹き出されたエアを案内するダクトをさらに備え、
前記ファンは、前記灯具光源が発する熱を放散させるよう前記灯具光源近傍に配置され、
前記熱源は、前記灯具光源よりも前記透光カバーに近い位置に配置され、
前記ダクトは、前記ファンから前記熱源にエアを案内するよう延在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
電気自動車の前照灯として用いられることを特徴とする請求項１から４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、車両用灯具に関し、特に、灯具前方に光を照射すべく灯具光源からの光を透過する透光カバーを備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯が適切に光を照射することは、夜間に車両前方を明るく照射して安全に走行するために極めて重要である。しかし、例えば車両用前照灯に雪が付着したまま放置すると、適切な光の照射が困難となる可能性がある。このため、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子が発する熱を用いて融雪する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、抵抗発熱体を灯具のレンズ内に配置した車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７６３２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば放電灯や半導体発光素子が発する熱量では、適切な融雪が困難となる可能性がある。また、抵抗発熱体を灯具のレンズ内に直接配置すると、配光パターンや車両の外観に影響を与える可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、透光カバーに付着した雪を適切に融雪でき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】
【０００６】
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、灯具光源を収容する灯室の少なくとも一部を形成し、灯具前方に光を照射すべく灯具光源からの光を透過する透光カバーと、灯具光源とは別に設けられた熱源と、熱源の熱を灯室内に対流させるファンと、を備える。この態様によれば、灯具光源の熱量では融雪が困難な場合においても、透光カバーに付着した雪を適切に融雪できる。このため、降雪する夜間における走行時の安全性を高めることができる。
【０００７】
熱源は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータであってもよい。この態様によれば、効率よく融雪できるため、燃費または電力を抑制することができる。
【０００８】
熱源の熱を対流させるよう灯室内のエアを案内するダクトをさらに備えてもよい。この態様によれば、透光カバーに付着した雪を適切に除去できるよう灯室内において熱源の熱を対流させることができる。このため、さらに適切な融雪が可能となる。
【０００９】
ファンによって吹き出されたエアを案内するダクトをさらに備えてもよい。ファンは、灯具光源が発する熱を放散させるよう灯具光源近傍に配置され、熱源は、灯具光源よりも透光カバーに近い位置に配置され、ダクトは、ファンから熱源にエアを案内するよう延在してもよい。この態様によれば、灯具光源の熱を放散させるためのファンを用いて、融雪のための対流を灯室内に形成させることができる。このため、熱源のためのファンを別途設ける場合に比べてコストやスペースを抑制することができる。
【００１０】
本車両用灯具は、電気自動車の前照灯として用いられてもよい。電気自動車の場合、従来のガソリン自動車よりも前照灯設置場所の環境温度が低くなるため、通常の前照灯では融雪が困難になるおそれがある。本車両用灯具は、設置場所の環境温度が低くても適切に融雪できるので、電気自動車の前照灯として特に適している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透光カバーに付着した雪を適切に融雪できる車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る車両用前照灯の構成を模式的に示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る車両用前照灯の構成を模式的に示す図である。
【図４】第４の実施形態に係る車両用前照灯の構成を模式的に示す図である。
【図５】発光モジュールの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車両用前照灯１０の構成を示す断面図である。車両用前照灯１０は、ランプボディ１２、透光カバー１４、および灯具ユニット１６を有する。以下、図１において左側を灯具前方、右側を灯具後方として説明する。図１は、灯具ユニット１６の光軸を含む鉛直平面によって切断された車両用前照灯１０を灯具左側から見た断面を示している。なお、車両用前照灯１０が車両に装着される場合、車両には互いに左右対称に形成された車両用前照灯１０が車両左前方および右前方のそれぞれに設けられる。図１は、左右いずれかの車両用前照灯１０の構成を示している。
【００１５】
ランプボディ１２は開口を有する箱状に形成される。透光カバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。透光カバー１４は、縁部がランプボディ１２の開口部に取り付けられる。こうして、ランプボディ１２と透光カバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。
【００１６】
灯室内には、光源を含む灯具ユニット１６が配置される。透光カバー１４は、灯具前方に光を照射すべく灯具ユニット１６からの光を透過する。灯具ユニット１６は、エイミングスクリュー（図示せず）によってランプボディ１２に固定されている。灯具ユニット１６は、投影レンズ１８、支持部材２０、リフレクタ２４、発光モジュール２２、およびヒートシンク２６を有する。投影レンズ１８は、灯具前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。支持部材２０は、投影レンズ１８、発光モジュール２２、およびヒートシンク２６を支持する。
【００１７】
発光モジュール２２は、基板２８および発光素子３０を有する。発光素子３０は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。なお、発光素子３０がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子３０に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。発光モジュール２２は、発光素子３０が主に上方に光を照射するよう配置される。
【００１８】
リフレクタ２４は、発光素子３０からの光を反射して、投影レンズ１８の後方焦点面に光源像を形成する。このようにリフレクタ２４および投影レンズ１８は、発光素子３０が発した光を灯具前方に向けて集光する光学部材として機能する。ヒートシンク２６は、アルミニウムなど放熱性の高い放熱材料によって形成され、支持部材２０の後方側の面に取り付けられている。ヒートシンク２６は、多数の放熱フィンを有し、主に発光素子３０が発した熱を放散する。
【００１９】
支持部材２０には、シェード（図示せず）が形成されていてもよい。車両用前照灯１０はロービーム用光源として用いられ、シェードは、発光素子３０から発せられリフレクタ２４にて反射した光の一部を遮ることで、車両前方においてロービーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成する。ロービーム用配光パターンは公知であることから説明を省略する。したがって、車両用前照灯１０はロービーム用光源として機能する。なお、車両用前照灯１０がハイビーム用光源として用いられてもよい。
【００２０】
ここで、透光カバー１４の多くの雪が付着した場合、発光素子３０が発する熱量のみで融雪することは困難である。このため、車両用前照灯１０の灯室内には、ヒータ４０が設けられている。ヒータ４０は、融雪のための熱源として灯具光源である発光素子３０とは別に設けられている。第１の実施形態では、ヒータ４０として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータが用いられている。ＰＴＣヒータは、一定の温度になると抵抗値が増して電流を制御するため、電力を効率よく用いて迅速に発熱することができる。また、ＰＴＣヒータを用いることで、温度センサによるフィードバック制御などしなくても、適度に発熱させることができる。なお、ヒータ４０がＰＴＣヒータに限定されないことは勿論であり、例えばニクロム線ヒータがヒータ４０として採用されてもよい。ヒータ４０は、融雪すべき透光カバー１４の内面の下部近傍に配置される。
【００２１】
第１の実施形態では、送風手段であるファン４２、およびダクト４４がさらに灯室内に設けられている。ファン４２は、ヒータ４０の下方に配置される。ファン４２は、ヒータ４０を通じて透光カバー１４の内面に沿って上方にエアを吹き出す。ダクト４４は、ヒータ４０の上方において透光カバー１４の内面に沿って平行に延在するよう配置され、ヒータ４０の熱によって温められたエアを透光カバー１４の内面に沿って案内する。ダクト４４は、透光性を有する樹脂によって形成されている。なお、ダクト４４が他の材料によって形成されていてもよい。
【００２２】
ヒータ４０は、車両室内に設けられた前照灯ヒータスイッチをオンすることで、車両に設けられたバッテリの電力を用いて発熱可能に設けられている。一方、ファン４２は、発光素子３０が発する熱を放散させる機能も有するため、ランプスイッチがオンにされたときに送風開始するよう設けられている。このため、融雪が必要ないときであっても、透光カバー１４の曇りを抑制することができる。
【００２３】
前照灯ヒータスイッチがオンにされると、ヒータ４０によって温められたエアがファン４２によって上方に吹き上げられる。これにより、ダクト４４によって透光カバー１４の内面に沿って温められたエアが案内され、透光カバー１４の表面に付着した雪を適切に融かすことができる。ダクト４４を通過したエアは、ヒートシンク２６周辺を通過して再びファン４２に戻るよう、灯室内を対流する。このエアの対流により、ヒートシンク２６を通じて発光素子３０が発する熱を放散させることができる。
【００２４】
なお、ヒータ４０およびファン４２は、透光カバー１４内面の下部近傍だけでなく、灯室の左右に設置してもよい。また、透光カバー１４の全面を融雪しなくてもよく、例えば配光パターンの形成に必要な部分のみ融雪できるようヒータ４０およびファン４２が配置されていてもよい。
【００２５】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る車両用前照灯６０の構成を模式的に示す図である。以下、第１の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
車両用前照灯６０もまた、透光カバー１４、ランプボディ１２、および灯具ユニット１６を有する。また、第２の実施形態においても、車両用前照灯６０は、ヒータ４０およびファン４２を有する。しかし、車両用前照灯６０では、ヒータ４０はヒートシンク２６の上方に配置される。また、ファン４２は、ヒートシンク２６の下方に配置される。前述の前照灯ヒータスイッチがオンにされると、ヒータ４０が発熱を開始し、ファン４２はヒートシンク２６およびヒータ４０をエアが通過するよう上方に向けて送風を開始する。
【００２７】
これにより、ヒートシンク２６およびヒータ４０を通過して温められたエアが、透光カバー１４の内面に沿って下方に流れ、再びファン４２に戻るように灯室内を対流する。このようにヒータ４０をヒートシンク２６近傍に配置することで、まず、透光カバー１４の内面に比較的強くエアを吹きつけることができる。このため、透光カバー１４の表面に付着した雪を適切に融かすことができる。また、灯室内をエアが循環するように構成することで、ヒートシンク２６の熱を放散させるためのファンを削除することができ、ヒートシンク２６およびヒータ４０の各々にファンを設ける場合に比べてコストを抑制することができる。なお、ファン４２とは別にヒートシンク２６の熱を放散させるファンを設けてもよい。
【００２８】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る車両用前照灯８０の構成を模式的に示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
車両用前照灯８０もまた、透光カバー１４、ランプボディ１２、および灯具ユニット１６を有する。また、第３の実施形態においても、車両用前照灯８０は、ヒータ４０およびファン４２を有する。ヒータ４０は、融雪すべき透光カバー１４の内面の下部近傍に配置される。しかし、車両用前照灯８０では、ファン４２は、ヒートシンク２６の下方に配置される。前述の前照灯ヒータスイッチがオンにされると、ヒータ４０が発熱を開始し、ファン４２はヒートシンク２６およびヒータ４０をエアが通過するよう上方に向けて送風を開始する。
【００３０】
これにより、ヒートシンク２６を通過して透光カバー１４の内面下方に流れ、さらにヒータ４０を通過して温められたエアが、透光カバー１４の内面に沿って下方に流れ、再びファン４２に戻るように灯室内を対流する。このようにヒートシンク２６から熱を放散させるファン４２からヒータ４０にエアが流れるよう構成することで、ヒートシンク２６に比較的強くエアを吹きつけることができる。このため、融雪によって発光素子３０が発する熱の放散性が低下することを回避できる。また、ヒートシンク２６の熱を放散させるためのファン４２から吹き出されるエアを用いて灯室内をエアが循環するように構成することで、ヒータ４０のためのファンを削除することができ、ヒートシンク２６およびヒータ４０の各々にファンを設ける場合に比べてコストを抑制することができる。なお、ファン４２とは別にヒータ４０に直接エアを吹き付けるファンを設けてもよい。
【００３１】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る車両用前照灯１００の構成を模式的に示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
車両用前照灯１００は、ランプボディ１２、透光カバー１４、および灯具ユニット１１０を有する。灯具ユニット１１０は、ランプボディ１２、リフレクタ２４、発光モジュール１１４、シェード１１８、およびダクト１１９を有する。発光モジュール１１４は、発光素子１２０を有する。発光素子１２０は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。なお、発光素子１２０がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子１２０に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。
【００３３】
シェード１１８は、灯具光軸Ａｘ１を含む平面を有しロービーム用配光パターンの水平線付近のカットオフラインを形成する。なお、シェード１１８の形状は公知であるため説明を省略する。
【００３４】
図５は、発光モジュール１１４の構成を示す斜視図である。発光モジュール１１４は、パッケージ１３０、ヒートシンク１３２、アタッチメント１１６、ファン１３６、カバー１４０、および制御回路部１４２を有する。パッケージ１３０は、発光素子１２０を有する。制御回路部１４２は、発光素子１２０の点灯を制御する。本実施形態では、制御回路部１４２は、プリント配線基板と、当該プリント配線基板に実装される電気部品や素子と、によって構成される。
【００３５】
ヒートシンク１３２は、アルミニウムなど放熱性の高い放熱材料によって形成されている。ヒートシンク１３２は、放熱フィン１３２ａを有し、発光素子１２０および制御回路部１４２が発する熱を放散させる。なお、ヒートシンク１３２は発光素子１２０の熱を放散させる第１ヒートシンクと、制御回路部１４２の熱を放散させる第２ヒートシンクとに分離されていてもよい。アタッチメント１１６は、ヒートシンク１３２の上面に取り付けられることで、パッケージ１３０をヒートシンク１３２の上面に装着する。
【００３６】
ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａは、ヒートシンク１３２の下部に設けられる。放熱フィン１３２ａは、灯具光軸Ａｘ１と平行な方向に延在するよう設けられる。このため放熱フィン１３２ａは、ヒートシンク１３２に吹き付けられたエアを灯具光軸Ａｘ１と平行な方向に案内するガイドとしても機能する。ファン１３６は、放熱フィン１３２ａにエアを吹き付けて発光素子１２０が発する熱を放散させることができるよう、放熱フィン１３２ａの下方においてヒートシンク１３２に取り付けられる。なお、放熱フィン１３２ａの灯具後方側が遮蔽されていてもよい。これにより、ヒートシンク１３２に吹き付けられたエアは、放熱フィン１３２ａによって灯具前方に案内される。
【００３７】
アタッチメント１１６には、固定コネクタ１１７が樹脂による一体成形によって一体的に固定されている。固定コネクタ１１７は、ワイヤコネクタが結合可能に設けられている。また、アタッチメント１１６には、制御回路部１４２を収容すべく下方に凹んだ回路収容部が設けられている。制御回路部１４２は、この回路収容部に収容される。制御回路部１４２が収容された後、アタッチメント１１６にカバー１４０が取り付けられる。
【００３８】
制御回路部１４２は、灯具光軸Ａｘ１と垂直な方向の長さが、灯具光軸Ａｘ１と平行な方向の長さよりも長くなっている。アタッチメント１１６はヒートシンク１３２に装着され、これによりアタッチメント１１６とヒートシンク１３２との間にパッケージ１３０が挟持され、パッケージ１３０が装着される。このように発光モジュール１１４は、光源である発光素子１２０と、発光素子１２０の点灯を制御する制御回路部１４２と、が一体的に構成されている。ヒートシンク１３２は、発光素子１２０だけでなく、制御回路部１４２が発する熱も放散させる。
【００３９】
固定コネクタ１１７は、アタッチメント１１６の左右の側面に各々１つずつ設けられる。固定コネクタ１１７は、シェード１１８の上面より下方の領域において、鉛直上方に動かされてワイヤコネクタが結合できるよう、ワイヤコネクタを結合する結合部が下方に設けられている。これにより、固定コネクタ１１７によってエアの流れが阻害されることを回避できる。
【００４０】
図４に戻る。灯具ユニット１１０には、ダクト１１９が設けられている。ダクト１１９は、ファン１３６によってヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａに吹き付けられ排出されたエアを灯具前方に案内する。ダクト１１９は、シェード１１８の投影レンズ１８側端部に固定されている。ダクト１１９は、シェード１１８の端部から投影レンズ１８に近づくほど下降するよう傾斜し、投影レンズ１８の下端近傍まで延在している。
【００４１】
ダクト１１９は、投影レンズ１８の下端近傍に開口部を有している。この開口部にヒータ４０が取り付けられている。したがってヒータ４０は、発光素子１２０よりも透光カバー１４に近い位置に配置され、ダクト１１９は、ファン１３６からヒータ４０にエアを案内するよう延在する。
【００４２】
これにより、ヒートシンク１３２を通過したエアはダクト１１９に案内され、透光カバー１４により近くに設けられたヒータ４０を通じて温められて排出される。ヒータ４０としてＰＴＣヒータを用いた場合、本実施形態のようにダクト１１９を用いてＰＴＣヒータへ強制送風する構成が適している。ヒータ４０が発生した熱を空気へ効率良く伝達できないと、透光カバー１４の内面を対流するエアの温度が低くなる。また、ヒータ４０が自身の温度上昇によって発熱を停止するおそれがある。排出されたエアは透光カバー１４の内面に沿って上方に流れる。これにより、透光カバー１４に付着した雪を融かすことができる。透光カバー１４の上方に達したエアは、再びファン１３６に戻るように灯室内を対流する。
【００４３】
このように発光素子１２０と制御回路部１４２とが一体的に構成された発光モジュール１１４を有する車両用前照灯１００においても、ヒータ４０を用いて透光カバー１４の表面に付着した雪を適切に融かすことができる。なお、第４の実施形態では、発光素子１２０の熱だけでなく制御回路部１４２の熱も融雪に利用できる。このため、制御回路部１４２が灯室外に設けられている場合に比べて、融雪効果を高めることができる。
【００４４】
上述した車両用前照灯１００は、電気自動車の前照灯として用いられてもよい。従来のガソリン自動車の場合、通常は前照灯設置場所の近傍にラジエターやエンジンが存在する。一方、電気自動車の場合、前照灯設置場所の近くにモータやインバータが存在するが、ラジエターやエンジンに比べて発熱量が少ないため、前照灯設置場所の環境温度が相対的に低くなる。本実施形態に係る車両用前照灯１００は、設置場所の環境温度が低くても適切に融雪できるので、電気自動車の前照灯として特に適している。
【００４５】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  車両用前照灯、  １２  ランプボディ、  １４  透光カバー、  １６  灯具ユニット、  １８  投影レンズ、  ２０  支持部材、  ２２  発光モジュール、  ２４  リフレクタ、  ２６  ヒートシンク、  ２８  基板、  ３０  発光素子、  ４０  ヒータ、  ４２  ファン、  ４４  ダクト、  ６０，８０，１００  車両用前照灯、  １１０  灯具ユニット、  １１４  発光モジュール、  １１６  アタッチメント、  １１７  固定コネクタ、  １１８  シェード、  １１９  ダクト、  １２０  発光素子、  １３０  パッケージ、  １３２  ヒートシンク、  １３２ａ  放熱フィン、  １３６  ファン、  １４０  カバー、  １４２  制御回路部。
【図１】
2013152852.tif 000003
【図２】
2013152852.tif 000004
【図３】
2013152852.tif 000005
【図４】
2013152852.tif 000006
【図５】
2013152852.tif 000007