JP4548252B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）ランプを光源とする車両用照明装置に関する。

従来、車両のヘッドランプやリヤコンビネーションランプなどの車両用照明装置において、光源としてＬＥＤランプを用いることが知られている。

このＬＥＤランプは、省エネルギ性に優れているが、発熱量が少ないため、車両用照明装置の前面を覆うランプカバーに雪が付着した場合に、その雪が融けにくいという問題がある。

そこで、ＬＥＤランプを有した車両用照明装置において、このような着雪を抑制するために、ＬＥＤランプの基板の廃熱をランプカバーに伝達する熱交換器を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２９６２１２号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、装置内に、熱線などの熱交換器を追加する必要があるため、その分、コストがかかるという問題があった。

そこで、本発明は、ＬＥＤランプを有した車両用照明装置において、低コストで着雪を抑制可能とすることを目的とするものである。

本発明は、上述事情に鑑みなされたもので、発熱に伴い発光する第２の発光部が、発光することで前記アウタレンズのランプ光が通過し発光するレンズ部分であるＬＥＤランプ発光範囲を暖めるように設けられていることを最も主要な特徴とする車両用照明装置である。

本発明では、第２の発光部の発光時に、その発光によりＬＥＤランプ発光範囲が暖められ、この範囲への着雪が抑制される。

このように、車両用照明装置に設けられた第２の発光部の発光により着雪を抑制するため、両発光部とは別個の熱交換器などを付加するのに比べて、安価に製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

この実施の形態の車両用照明装置は、ＬＥＤランプ（１ａ）により発光する第１の発光部（１）と、この第１の発光部（１）を囲うように支持するハウジング（４）と、このハウジング（４）の車外側を覆うアウタレンズ（５）と、前記第１の発光部（１）の近傍に設けられ、発熱に伴い発光する第２の発光部（２）と、を備えた車両用照明装置であって、前記第２の発光部（２）が、発光することで前記アウタレンズ（５）のランプ光が通過し発光するレンズ部分であるＬＥＤランプ発光範囲（５ａ）を暖めるように設けられていることを特徴とする車両用照明装置である。

図１〜図４に示す本発明の最良の実施の形態の実施例１の車両用照明装置Ａについて説明する。

まず、その構成について説明する。

この実施例１の車両用照明装置Ａは、自動車Ｍ（図３、図４参照）の前端部に設けられて車両前方を照明する前照灯に適用したもので、図１および図２に示すように、第１の発光部としてのヘッドランプ１と、第２の発光部としてのフォグランプ２と、ヘッドランプ１およびフォグランプ２を車体３に支持するハウジング４と、このハウジング４の車外側を覆うアウタレンズ５と、を備えている。

なお、実施例１の車両用照明装置Ａは、車両の左右に設けられているが、図１および図２では、車両の左側に設けられたもののみを示している。また、両図において、矢印ＯＵＴが車幅方向で車両外方向を、矢印ＩＮが車幅方向で車両中央方向を、矢印ＵＰが車両上方向を示している。

ヘッドランプ１は、ハウジング４の車両外方向寄りに配置されたもので、４個のＬＥＤ（発光ダイオード）１ａ，１ａ，１ａ，１ａを備えている。なお、ＬＥＤ１ａは、図２に示すように、左右に２個並設したものが上下２段に配置されている。

また、図１の点線の矢印Ｈ，Ｈがヘッドランプ１から照射された光（直射および反射を含む）の通過範囲を示している。アウタレンズ５において、このヘッドランプ１から照射された光（通過範囲Ｈ，Ｈ内の光）が投影された範囲がＬＥＤランプ発光範囲５ａである。このＬＥＤランプ発光範囲５ａがヘッドランプ１のレンズ機能を果たし、ヘッドランプ１の光は、図３および図４に示す、ヘッドランプ照射範囲１Ａに照射される。

フォグランプ２は、図２に示すように、ハウジング４においてヘッドランプ１の車両中央方向寄りの位置に隣設されたもので、ハロゲンバルブや白熱バルブなどフィラメントに通電して発生する熱エネルギで発光するバルブ２ａと、このバルブ２ａの光を反射させる放物面状のリフレクタ２ｂと、を備えている。

そして、フォグランプ２は、アウタレンズ５を通過した光の照射範囲であるフォグランプ照射範囲２Ａが、図３および図４に示すように、ヘッドランプ照射範囲１Ａの手前側および左右側方の範囲を照らすように設定されている。

さらに、フォグランプ２は、バルブ２ａの設置方向およびリフレクタ２ｂの形状に基づいて、フォグランプ主光軸（バルブ２ａを焦点としてリフレクタ放物面に反射した光が照射する方向のバルブ中心を通る直線）２０が、ＬＥＤランプ発光範囲５ａ内を通過するように設定されている。特に、本実施例１では、フォグランプ主光軸２０が、４個のＬＥＤ１ａのうちで車両中央側の下段に配置されたものの光軸中心の延長線１ｂとアウタレンズ５との交点を通るように設定されている。

加えて、本実施例１では、バルブ２ａの設置方向およびリフレクタ２ｂの形状に基づいて、フォグランプ２から照射される光の通過範囲がＬＥＤランプ発光範囲５ａの５０％以上を占めるように設定されている。

次に、実施例１の作用について説明する。

本実施例１の車両用照明装置Ａでは、フォグランプ２を点灯させると、フォグランプ２から照射された光は、アウタレンズ５においてＬＥＤランプ発光範囲５ａを通過する。フォグランプ２は、図示を省略したフィラメントへの通電による発熱で点灯するバルブ２ａを備えているため、その輻射熱によりＬＥＤランプ発光範囲５ａが暖められる。

したがって、降雪時には、フォグランプ２を点灯させてＬＥＤランプ発光範囲５ａを暖めることにより、このＬＥＤランプ発光範囲５ａへの着雪を抑制して、ヘッドランプ１の照射性能を確保することができる。

特に、本実施例１では、フォグランプ２から照射される光の通過範囲がＬＥＤランプ発光範囲５ａの５０％以上を占めているため、特に、この５０％以上の範囲において、着雪が抑制される。

さらに、本実施例１では、フォグランプ主光軸２０が、車両中央寄りに配置されたＬＥＤ１ａの光軸中心の延長線１ｂとアウタレンズ５との交点に配置されているため、この部位に強く輻射熱が与えられ、さらに高い着雪抑制性能が得られ、この部位の車両後方に位置するＬＥＤ１ａの照射性能を特に確保することができる。

なお、降雪時には、前方視界性が悪化することから、運転者はフォグランプ２を点灯操作する機会が多く、このように降雪に伴うフォグランプ２の点灯で、ヘッドランプ１部分への着雪抑制が図られる。すなわち、特に着雪抑制を意識した操作を行わなくても、着雪抑制を図ることができ、使い勝手に優れる。

また、ＬＥＤ１ａは、その車両後方側に設けられた基板１ｃに電流制御用の抵抗が設けられているため、通電時にはＬＥＤ１ａの車両後方である後部空間１ｄで発熱する。このため、降雪時など雰囲気温度が低い場合には、ＬＥＤ１ａの車両前方の前部空間１ｅと後部空間１ｄとで温度差が生じ、アウタレンズ５に曇りが生じるおそれがある。この問題に対し、本実施例１では、上述したようにフォグランプ２の点灯により、ＬＥＤランプ発光範囲５ａのみならず、前部空間１ｅも暖められる。そのため、前部空間１ｅと後部空間１ｄとの温度差が小さくなり、アウタレンズ５における曇りの発生を抑制することができる。

以上説明したように、実施例１の車両用照明装置では、ヘッドランプ１の着雪抑制およびアウタレンズ５の曇り抑制を、ヘッドランプ１に隣設したフォグランプ２の点灯熱により行うようにしたため、発熱部材や熱交換器などの新たな部品の追加が不要であり低コスト化を図ることができる。

さらに、上述のように追加部品が不要であり、かつ、上記着雪抑制および曇り抑制がアウタレンズ５の造形に基づかないことから、アウタレンズ５に造形上の制約を与えることが無く、高い設計自由度が得られる。

次に、図５および図６に示すこの発明の実施の形態の実施例２の車両用照明装置Ｂについて説明する。なお、実施例２の車両用照明装置Ｂを説明するにあたり、前記実施例１と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、実施例１と相違する部分を中心として説明する。

この実施の形態の実施例２の車両用照明装置Ｂは、第２の発光部としてクリアランスランプ６を用いた例である。

この実施例２の車両用照明装置Ｂは、図６に示すように、ヘッドランプ１、フォグランプ２に加えて、クリアランスランプ６が設けられている。

このクリアランスランプ６は、図６に示すように、ヘッドランプ１の車両上方において車両中央寄りに隣設され、かつ、図５に示すように、ヘッドランプ１よりも車両前方に配置されている。なお、図５において矢印ＦＲが車両前方を示している。

また、クリアランスランプ６は、図示を省略したフィラメントに通電して発生する熱エネルギで発光するバルブ６ａと、このバルブ６ａの光を反射させる放物面状のリフレクタ６ｂと、を備えている。

さらに、本実施例２では、図５に示すように、リフレクタ６ｂの設置位置が、ヘッドランプ１よりも車両前方に配置され、ＬＥＤランプ発光範囲５ａに対して、ヘッドランプ１よりも近くに配置されている。

また、本実施例２では、実施例１と同様、クリアランスランプ６は、バルブ６ａの設置方向およびリフレクタ６ｂの形状に基づいて、クリアランスランプ主光軸（バルブ６ａを焦点としてリフレクタ放物面に反射した光が照射する方向のバルブ中心を通る直線）６０が、ＬＥＤランプ発光範囲５ａ内を通過し、かつ、ＬＥＤ１ａのうちで車両中央側かつ車両上方側に配置されたものの光軸中心の延長線１ｂとアウタレンズ５との交点を通るように設定されている。

さらに、本実施例２にあっても、クリアランスランプ６から照射される光の通過範囲がＬＥＤランプ発光範囲５ａの５０％以上を占めるように設定されている。

次に、実施例２の作用について説明する。

クリアランスランプ６を点灯させると、クリアランスランプ６がＬＥＤランプ発光範囲５ａに近く、しかも、その主光軸６０がＬＥＤランプ発光範囲５ａを通過することから、発熱量がフォグランプ２により小さなクラランスランプ６でも、ＬＥＤランプ発光範囲５ａを暖めることができる。

したがって、降雪時には、クリアランスランプ６を点灯させることで、ＬＥＤランプ発光範囲５ａへの着雪を防止して、ヘッドランプの照射性能を確保することができる。また、実施例１と同様に、ＬＥＤ１ａの前後の温度差を小さくして、アウタレンズ５における曇りの発生を抑制することが可能になる。

さらに、ヘッドランプ１およびクリアランスランプ６の点灯を操作するスイッチは、一般に、ヘッドランプ１の点灯時には、クリアランスランプ６も点灯されるようにスイッチ構成が成されている。

したがって、ヘッドランプ１の点灯時には、常に、クリアランスランプ６の点灯熱による着雪抑制が成され、運転者は、着雪抑制の意図を持って、クリアランスランプ６を点灯させる必要が無く、使い勝手に優れる。

さらに、実施例１と同様に、上述の効果を、ヘッドランプ１に隣設したクリアランスランプ６の点灯熱により行うようにしたため、発熱部材や熱交換器を新たに追加することなく達成でき、低コスト化を図ることができ、さらに、上述のように追加部品がないことから、アウタレンズ５などに造形上の制約を与えることが無く、高い設計自由度が得られる。

なお、クリアランスランプ６の発光について、図５に示すように、水平線ｈに対し上向きの上側光度規制線ｓ１の明るさ（例えば１２５ｃｄ）を、水平線ｈに対し下向きの下側光度規制線ｓ２の明るさ（例えば２５０ｃｄ）の半分以下に抑える法規制がある。そこで、本実施例２のようにクリアランスランプ主光軸６０を車両下方に向けることで、クリアランスランプ６の光量を必要な点灯熱が得られる大光量に設定しても、この法規制を満足することができる。

次に、図７および図８に基づいてこの発明の実施の形態の実施例３の車両用照明装置を説明する。

この実施の形態の実施例３の車両用照明装置は、実施例１で示したバルブまたは実施例２で示したバルブの点灯を降雪時に自動的に行うようにした例である。

図７に示すコントロールユニット７には、入力側に降雪検出手段７１と、点灯操作スイッチ７２と、が接続され、出力側に両バルブ２ａ，６ａのいずれかであるバルブ７３の点灯および消灯を切り換えるドライバやリレースイッチなどで構成された点灯出力部７４が接続されている。

なお、降雪検出手段７１は、例えば、外気温センサが検出する外気温情報（例えば、摂氏３度以下のような降雪があり得る温度以下）と、雨滴センサあるいはカメラの画像情報によりウインドシールドへの水の付着や雨滴や雪の車体への衝突や、車両前方映像による降雨および降雪の検出と、を組み合わせて判断することができる。

また、点灯操作スイッチ７２は、図外の運転席近傍に設けられ、手動によりバルブ７３を点灯および消灯させる操作を行うスイッチである。

また、点灯出力部７４は、車載のバッテリｂａｔとバルブ７３とを結ぶ回路の途中に介在されている。

そして、コントロールユニット７は、降雪時にバルブ７３を自動的に点灯させてＬＥＤランプ発光範囲５ａへの着雪を防止する自動点灯制御を実行するもので、図８は、この自動点灯制御の流れを示すフローチャートである。

自動点灯制御は、ステップＳ１のエンジン始動により開始され、次のステップＳ２では、降雪の検出の有無を判定し、降雪検出時にはステップＳ３に進み、降雪非検出時にはステップＳ９に進む。

ステップＳ３では、点灯操作スイッチ７２がＯＮ操作されているか否か判断し、ＯＮ操作されている場合にはステップＳ１０に進み、ＯＮ操作が成されていない場合はステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、コントロールユニット７に内蔵されたタイマのカウンタをリセットし、次のステップＳ５において、タイマのカウントを加算し、続くステップＳ６において、バルブ７３を点灯させる。なお、このバルブ７３の点灯は、点灯出力部７４を点灯側に切り換えることで行う。

次のステップＳ７では、タイマのカウンタがあらかじめ設定されたリミッタ値Ｌに達したか否か判定し、リミッタ値Ｌに達したらステップＳ８に進んでバルブ７３を消灯する。一方、ステップＳ７において、リミッタ値Ｌに達しない場合は、ステップＳ５に戻し、リミッタ値Ｌに達するまでＳ５〜Ｓ７を繰り返す。

また、ステップＳ９では、点灯操作スイッチ７２がＯＮ操作されているか否か判断し、ＯＮ操作されている場合にはステップＳ１０に進んで、バルブ７３を点灯させ、一方、点灯操作スイッチ７２のＯＮ操作が成されていない場合には、バルブ７３を消灯させる。このバルブ７３の消灯は、点灯出力部７４を消灯側に切り換えることにより行う。

なお、上述のステップＳ７において判断するリミッタ値Ｌは、バルブ７３の点灯によりＬＥＤランプ発光範囲５ａの着雪を十分に溶融させることのできる時間の長さに設定されている。

次に、実施例３の作用について説明する。

降雪時には、点灯操作スイッチ７２がＯＮ操作されていない場合、ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６の流れとなって、バルブ７３（このバルブ７３は、実施例１，２で示したバルブ２ａ，６ａのいずれかである）が自動的に点灯される。また、この点灯後、タイマのカウンタがリミッタ値Ｌに達するまでは、ステップＳ６→Ｓ７→Ｓ５→Ｓ６の流れを繰り返し、バルブ７３の点灯状態が維持される。これにより、ＬＥＤランプ発光範囲５ａが暖められ、着雪が防止される。

また、タイマのカウンタがリミッタ値Ｌに達したら、ステップＳ７→Ｓ８の流れとなって、いったんバルブ７３が消灯される。その後も、降雪が続き、かつ、手動によりバルブ７３の点灯操作が成されない場合には、上述の処理が再び実行されてカウンタがリミッタ値Ｌに達するまでバルブ７３が点灯される。以上のバルブ７３の点灯が繰り返される。

また、以上の作動が繰り返されている途中で、手動により点灯操作スイッチ７２の点灯操作が成された場合には、ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ１０の流れとなって、バルブ７３が点灯される。

一方、非降雪時には、ステップＳ２→Ｓ９の流れとなり、点灯操作スイッチ７２のＯＮ操作が成されているか否かに基づいて、ＯＮ操作されている場合はステップＳ９→Ｓ１０によりバルブ７３が点灯され、ＯＮ操作されていない場合はステップＳ９→Ｓ１１によりバルブ７３は消灯される。

以上説明したように、実施例３の車両用照明装置にあっては、運転者などが手動によりバルブ７３を点灯操作しない場合でも、降雪時には、自動的にバルブ７３が点灯し、この点灯熱によりＬＥＤランプ発光範囲５ａの着雪が防止される。よって、操作性に優れる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１ないし実施例３を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１ないし実施例３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

すなわち、第２の発光部としては、実施例１ないし実施例３で示したフォグランプ２およびクリアランスランプ６に限定されるものではない。第２の発光部としては、発光に伴い発熱するものであれば、例えば、デイタイムランニングランプと呼ばれる昼間時に常時点灯するランプや、パッシングランプや、イルミネーションランプや、ナイトビジョン用赤外線ランプなどを用いることもできる。

また、実施例１ないし実施例３では、第２の発光部として、フォグランプ２とクリアランスランプ６とを示し、いずれかがＬＥＤランプ発光範囲５ａを照らして暖めるようにした。しかしながら、第２の発光部として、両ランプ２，６、あるいは上述の他のランプを複数設け、これら複数の第２の発光部が、同時にＬＥＤランプ発光範囲５ａを照らすようにしてもよい。あるいは、外気温に応じ、所定の低温までは第２の発光部のうちの１つの発光部が発光し、それよりも低温では、複数の第２の発光部が発光してＬＥＤランプ発光範囲５ａを暖めるようにしてもよい。

また、実施例１ないし実施例３では、主光軸２０，６０を、ＬＥＤランプ発光範囲５ａを通過させるにあたり、バルブ２ａ，６ａの中心線を主光軸２０，６０に一致させた例を示したが、バルブ２ａ，６ａの中心線を主光軸２０，６０とは異なる方向に向け、リフレクタ２ｂ，６ｂの形状に基づいて主光軸２０，６０の方向付けを行ってもよい。

また、実施例１では、フォグランプ主光軸２０が、４個のＬＥＤ１ａのうちで車両中央側の下段に配置されたものの光軸中心の延長線１ｂとアウタレンズ５との交点を通るように設定した。しかし、これに限定されるものではなく、フォグランプ主光軸２０が、平面視でこの交点付近を通るように設定し、一方、側面視では、上下のＬＥＤランプ１ａ，１ａの光軸中心の中間を通過するように設定してもよい。

また、実施例１ないし実施例３では、第１の発光部としてヘッドランプ１を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、車両後部に設けられて、ブレーキランプ・クリアランスランプ、バックランプなどが一括して配置されたリヤコンビネーションランプに適用することもできる。一例として、第１の発光部がブレーキランプとし、第２の発光部をクリアランスランプとし、このクリアランスランプでブレーキランプのＬＥＤランプによる発光範囲を照らして暖めるようにしてもよい。

本発明の実施の形態の実施例１の車両用照明装置Ａを示す断面図であり、図２のＳ１−Ｓ１線で切った状態を示す。 本発明の実施の形態の実施例１の車両用照明装置Ａを示す正面図である。 本発明の実施の形態の実施例１の車両用照明装置Ａのヘッドランプとフォグランプとの照射範囲を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の車両用照明装置Ａのヘッドランプとフォグランプとの照射範囲を示す平面図である。 本発明の実施の形態の実施例２の車両用照明装置Ｂを示す断面図であり、図６のＳ５−Ｓ５線で切った状態を示す。 本発明の実施の形態の実施例２の車両用照明装置Ｂを示す正面図である。 本発明の実施の形態の実施例３の車両用照明装置の要部を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の実施例３の車両用照明装置における自動点灯制御の制御流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ ヘッドランプ（第１の発光部）
１ａ ＬＥＤランプ
２ フォグランプ（第２の発光部）
２ａ バルブ
２ｂ リフレクタ
５ アウタレンズ
５ａ ＬＥＤランプ発光範囲
６ クリアランスランプ（第２の発光部）
６ａ バルブ
６ｂ リフレクタ
７ コントロールユニット（制御手段）
２０ フォグランプ主光軸
６０ クリアランスランプ主光軸
７１ 降雪検出手段
７２ 点灯操作スイッチ
Ａ 実施例１の車両用照明装置
Ｂ 実施例２の車両用照明装置

Claims (6)

1. ＬＥＤランプにより発光する第１の発光部と、
   この第１の発光部を囲うように支持するハウジングと、
   このハウジングの車外側を覆うアウタレンズと、
   前記第１の発光部の近傍に設けられ、発熱に伴い発光する第２の発光部と、
   を備えた車両用照明装置であって、
   前記第２の発光部が、発光することで前記アウタレンズのランプ光が通過し発光するレンズ部分であるＬＥＤランプ発光範囲を暖めるように、照射光が前記ＬＥＤランプ発光範囲を通るように主光軸を下方に向けて設けられていることを特徴とする車両用照明装置。
2. 前記第１の発光部と第２の発光部とが、共通のアウタレンズを有し、
   前記第２の発光部は、第１の発光部に隣設され、かつ、通電に伴う発熱により発光するバルブランプを備え、
   前記第２の発光部のバルブランプにより生じる主光軸が、前記アウタレンズにおけるＬＥＤランプ発光範囲を通過するように向けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 前記主光軸が、前記ＬＥＤランプの光軸中心と前記アウタレンズとの交点近傍を通過するよう配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用照明装置。
4. 前記ＬＥＤランプ発光範囲に対し、前記第２の発光部が第１の発光部よりも前記アウタレンズの近くに配置されていることを特徴とする請求２または請求項３に記載の車両用照明装置。
5. 前記第２の発光部が、前記バルブランプの光を反射するリフレクタを備え、
   前記バルブランプおよび前記リフレクタにより設定される主光軸が、前記ＬＥＤランプ発光範囲を通過するよう配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用照明装置。
6. 降雪を判断する降雪判断手段と、
   手動操作により前記第２の発光部の点灯および消灯を切り換える点灯操作スイッチと、
   前記第２の発光部の点灯および消灯を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、降雪判断時に、前記点灯操作スイッチが点灯操作されていない場合に、前記第２の発光手段を自動的に点灯させる自動点灯制御を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用照明装置。

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