JP5999973B2 - 車両用灯具システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具システムに関する。

ハイブリッド車や電気自動車のようにモータを走行駆動源とする車両は、低速時におけるモータ音が静粛なため、他の車両や歩行者が自車両に気付きにくく、自車両の存在を報知する手段の開発が進められている。例えば、モータ音とは別の警報音を発生する振動子をヘッドライトカバーの内側に設けた警報音発生装置が考案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−２８３８０９号公報

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用灯具の新たな機能を提供することにある。

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システムは、点消灯可能な灯具と、灯具を構成する部品に固定され、電気信号が入力されるとその信号に応じて該部品を振動させる振動子と、振動子への電気信号の出力を制御する制御モジュールと、振動子を振動させるために利用される電気を蓄える蓄電池と、灯具を車両本体に対して着脱可能にする着脱機構と、を備える。制御モジュールは、灯具を車両本体に対して取り付けた状態で選択される第１の発音モードと、灯具を車両本体から取り外した状態で選択される第２の発音モードと、を有する。第１の発音モードが選択された場合、部品を介して警告音が発せられるように振動子へ所定の電気信号を出力し、第２の発音モードが選択された場合、蓄電池が蓄える電力を用いて警告音とは異なる音が部品を介して発せられるように振動子へ電気信号を出力する。

この態様によると、灯具を車両本体に対して取り付けた状態では、第１の発音モードにおいて振動子を振動させることで灯具を構成する部品を振動させ、灯具から警告音を発することができる。これにより、警告音を発する装置を車両本体に設ける必要がなくなるため、車両本体の省スペース化に寄与する。また、通常、灯具は車両の四隅に配置されていることが多く、広範囲に警告音を発するのに適している。加えて、灯具を車両本体から取り外した状態では、蓄電池が蓄える電力を用いて警告音とは異なる音を発することができるため、灯具の新たな機能を提供できる。

灯具に設けられた、放送波を受信するアンテナを更に備えてもよい。制御モジュールは、第２の発音モードにおいて、受信した放送波に応じた電気信号を振動子へ出力してもよい。これにより、例えば、灯具を車両本体から取り外した状態で、ラジオやテレビの音声を聞くことができる。

灯具に設けられた発電部を更に備えてもよい。蓄電池は、発電部で発生した電気を蓄電してもよい。これにより、灯具を車両本体から取り外した状態でも発電が可能であり、灯具を長時間使用できる。

発電部は、灯具の内部に設けられている太陽電池であってもよい。

発電部は、灯具の外側に面して配置された第１の金属と、灯具の内側に面して配置された第２の金属と、第１の金属と第２の金属とを接続する導体と、を有してもよい。導体は、蓄電池と電気的に接続されていてもよい。これにより、第１の金属と第２の金属とで温度差が生じたときに発生する電圧を利用して発電でき、発電した電気を蓄電池に蓄えることができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、車両用灯具の新たな機能を提供することができる。

本実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るヘッドライトユニットの外観を示す正面図である。 図２に示すＡ−Ａ断面図である。 エキサイタユニットの概略構成を示す図である。 図５（ａ）は、振動子の外観斜視図、図５（ｂ）は、振動子の縦断面図である。 実施例１に係る着脱機構を説明するための図である。 図７（ａ）は、実施例２に係る着脱機構を説明するための図、図７（ｂ）は、実施例２の変形例に係る着脱機構を説明するための図である。 図８（ａ）は、実施例３に係る着脱機構を説明するための図、図８（ｂ）は、実施例３の変形例に係る着脱機構を説明するための図である。 実施例４に係る着脱機構を説明するための図である。 第２の実施の形態に係るヘッドライトユニットの断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

以下に説明する車両用灯具システムは、ヘッドランプを例に説明するが、バックランプやストップランプ等を含むリアコンビネーションランプであってもよい。なお、車両用灯具としては、前述のランプに限らない。

［第１の実施の形態］
（車両用灯具システム）
図１は、本実施の形態に係る車両用灯具システムの概略構成を示すブロック図である。車両用灯具システム１０は、点消灯可能な灯具としてのヘッドライトユニット１２と、ヘッドライトユニット１２を構成する部品に固定され、電気信号が入力されるとその信号に応じてその部品を振動させる振動子１４と、振動子への電気信号の出力を制御する制御モジュール１６と、振動子１４を振動させるために利用される電気を蓄える蓄電池１８と、ヘッドライトユニット１２を車両本体１００に対して着脱可能にする着脱機構２０と、を備える。

制御モジュール１６は、車両本体１００に設けられているＥＣＵ２２から受信した信号に基づいて、ヘッドライトユニット１２が備えるランプ１３や振動子１４の動作を制御する。また、制御モジュール１６は、ヘッドライトユニット１２を車両本体１００に対して取り付けた状態で選択される第１の発音モードと、ヘッドライトユニット１２を車両本体１００から取り外した状態で選択される第２の発音モードと、を有する。なお、ＥＣＵ２２は、ヘッドライトユニット１２内（灯室内）にあってもよい。

第１の発音モードは、例えば、車両走行中に選択されうる。電気自動車やハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電動バイク、パーソナルモビリティ等は、従来のエンジン自動車と比較して車両走行中の音が非常に静かであり、周囲の歩行者等が車両の存在に気付きにくい。そこで、車両本体１００がセンサなどから取得した各種情報、例えば、車速、車両の位置、周囲の環境、周辺の明るさ等の情報に基づいて、外部への報知音を車両用灯具システム１０で発生させる必要があるか否かが判定される。このような判定は、制御モジュール１６やＥＣＵ２２で行ってもよい。

報知音を発生させる必要があると判定されると、制御モジュール１６において第１の発音モードが選択される。そして、制御モジュール１６は、蓄電池１８または車両本体１００が備える蓄電池２４から供給される電力を用いて、振動子１４へ所定の電気信号を出力する。なお、制御モジュール１６は、過放電や過充電による蓄電池１８の劣化を抑えるように充放電のタイミングを管理する。また、制御モジュール１６は、蓄電池１８の電圧を監視し、電力の流れを制御してもよい。

振動子１４は、入力された電気信号に応じて振動し、固定されているヘッドライトユニット１２を構成する部品を介して警告音を発生させる。このように、振動子１４を他の部品に固定することで、振動子１４の振動を増幅し、振動子１４単独で発生させる音よりも大きな報知音を発生させることができる。

本実施の形態に係る車両用灯具システム１０は、ヘッドライトユニット１２を車両本体に対して取り付けた状態では、第１の発音モードにおいて振動子１４を振動させることでヘッドライトユニット１２を構成する部品を振動させ、ヘッドライトユニット１２から警告音を発することができる。これにより、警告音を発する装置を車両本体１００側に設ける必要がなくなるため、車両本体１００の省スペース化に寄与する。また、通常、灯具は車両の四隅に配置されていることが多く、広範囲に警告音を発するのに適している。

また、車両用灯具システム１０は、ヘッドライトユニット１２を車両本体から取り外した状態では、第２の発音モードが選択されうる。例えば、着脱機構２０の動き（車両本体１００とヘッドライトユニット１２とが離間する動作）に基づいて、第２の発音モードが選択されうるように構成してもよい。ヘッドライトユニット１２を車両本体１００から取り外して使用する場合、車両走行中のように周囲に警告音を発する必要性は乏しい。そこで、制御モジュール１６は、第２の発音モードが選択された場合、蓄電池１８が蓄える電力を用いて警告音とは異なる音が部品を介して発せられるように振動子１４へ電気信号を出力してもよい。

蓄電池１８の電力は、ランプ１３を点灯させるために用いてもよい。これにより、ヘッドライトユニット１２を車両本体から取り外した状態でも灯具としての機能を発揮させることができる。また、蓄電池１８が蓄える電力を用いて警告音とは異なる音を発することができるため、灯具の新たな機能を提供できる。なお、ヘッドライトユニット１２は、車両本体に取り付けたままの状態で、第２の発音モードを選択しうるように構成されていてもよい。換言すると、制御モジュール１６は、ヘッドライトユニット１２を車両本体１００に取り付けたままの状態で第２の発音モードを選択しうるように構成されている。これにより、例えば、車外でラジオやテレビの音声を聞ききながら洗車時などの作業をすることができる。

本実施の形態に係るヘッドライトユニット１２は、放送波を受信するアンテナ２６を更に備えている。制御モジュール１６は、第２の発音モードにおいて、受信した放送波に応じた電気信号を振動子１４へ出力する。これにより、例えば、車両用灯具システム１０を車両本体１００から取り外した状態で、ラジオやテレビの音声を聞くことができる。制御モジュール１６は、放送波に基づいた電気信号の振動子１４への出力を、ヘッドライトユニット１２に設けられたスイッチにより決定してもよい。

図２は、第１の実施の形態に係るヘッドライトユニットの外観を示す正面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ断面図である。

第１の実施の形態に係る車両用灯具システム１０は、前面に開口部が設けられている容器状のランプボディ２８と、ランプボディ２８の前面開口部に組み付けられた光透過性の樹脂からなる前面カバー３０と、を備える。ランプボディ２８と前面カバー３０とでランプハウジング３２が構成されている。ランプハウジング３２内には、光源を含むランプ１３が所定の位置に固定されている。ランプ１３は、点灯した際には、光源から出射した光を前面カバー３０から透過させ、前方に照射する。ランプ１３は、例えば、プロジェクタ型のランプユニットである。また、光源は、ＬＥＤ等の消費電力の少ないものが好ましい。前面カバー３０の下部には、振動子を内部に収容したエキサイタユニット３４が装着されている。

図４は、エキサイタユニットの概略構成を示す図である。エキサイタユニット３４は、筐体３６の内部に、振動子１４と制御モジュール１６と蓄電池１８とを収容している。筐体３６は、ヘッドライトユニット１２に装着された状態で、ヘッドライトユニット１２の外側に面して配置される第１の金属３８と、ヘッドライトユニット１２の内側（灯室側）に面して配置される第２の金属４０と、を有する。また、第１の金属３８と第２の金属４０とは、導体４２で接続されている。

ヘッドライトユニット１２の内側に面して配置されている第２の金属４０は、光源であるランプ１３の熱の影響を受けるため、通常は、ヘッドライトユニット１２の外側に面して配置されている第１の金属３８よりも温度が高くなる傾向にある。このように２つの金属間に温度差が生じると、ゼーベック効果により電圧が発生する。この現象を利用することで、第１の金属３８と第２の金属４０と導体４２との組合せにより発電部４４を構成することができる。なお、ゼーベック効果は二つの半導体間においても電圧が発生するため、第１の金属３８、第２の金属４０を半導体に置き換えてもよい。

また、導体４２は、制御モジュール１６を介して蓄電池１８と電気的に接続されている。これにより、第１の金属３８と第２の金属４０とで温度差が生じたときに発生する電圧を利用して発電した電気を蓄電池１８に蓄えることができる。

このように、ヘッドライトユニット１２に発電部４４を設けることで、蓄電池１８は、発電部４４で発生した電気を蓄電することができる。これにより、ヘッドライトユニット１２を車両本体１００から取り外した状態でも発電が可能であり、ヘッドライトユニット１２を灯具やラジオ、テレビとして長時間使用できる。

また、エキサイタユニット３４は、内部に振動子１４と蓄電池１８と発電部４４とを収容し、小型化されている。また、外部から電力の供給を受けなくても動作し続けることが可能となる。

（振動子）
次に、振動子１４の一例について詳述する。図５（ａ）は、振動子の外観斜視図、図５（ｂ）は、振動子の縦断面図である。

電磁式の振動子１４は、円筒容器状のボディ１３１の内部には筒状のコア１３１ａが配設されている。コア１３１ａの周囲には駆動コイル１３２が巻き回されている。また、ボディ１３１の開口部には、リング状のバネ板１３３の外周縁部が取り付けられている。バネ板１３３の内周縁部には、振動板１３４が取り付けられている。振動板１３４の内面には、コア１３１ａの筒内、すなわち駆動コイル１３２の内部に進入するように配置された円柱状のマグネット（永久磁石）１３５が固定されている。

ボディ１３１の外縁部の２箇所には、径方向外側に向かって突出するようにタブ片１３６が形成されている。それぞれのタブ片１３６には、ネジを挿通するための挿通穴１３６ａが形成されている。ハーネスＨ１は、駆動コイル１３２に接続されており、ボディ１３１を貫通して外部に引き出されている。

このように構成されている振動子１４は、ハーネスＨ１を通して駆動コイル１３２に交流電流が印加される。このとき、駆動コイル１３２によって生じる交番磁界とマグネット１３５の磁界とで、マグネット１３５がコア１３１ａの筒部の軸方向に往復移動し、マグネット１３５と一体の振動板１３４も、バネ板１３３を撓ませながら板厚方向に往復移動、すなわち振動する。マグネット１３５および振動板１３４の振動は、ヘッドライトユニット１２を構成する部品（例えば、前面カバー３０、ランプボディ２８、ランプ１３、第１の金属３８など）に伝達され、その部品から音を発することになる。

（着脱機構）
次に、着脱機構の例について各実施例を参考に説明する。図６は、実施例１に係る着脱機構を説明するための図である。図７（ａ）は、実施例２に係る着脱機構を説明するための図、図７（ｂ）は、実施例２の変形例に係る着脱機構を説明するための図である。図８（ａ）は、実施例３に係る着脱機構を説明するための図、図８（ｂ）は、実施例３の変形例に係る着脱機構を説明するための図である。図９は、実施例４に係る着脱機構を説明するための図である。なお、以下の説明では、上述の構成要素と同じ部材について同じ符号を付して説明を適宜省略する。

図６に示すヘッドライトユニット１０２は、車両本体１００に固定するための複数の固定部１０４が筐体１０６に設けられている。固定部１０４は、車両本体１００側に設けられているヒンジ１０８が係合するように、開口部が形成されている。ヒンジ１０８は、所定の回転軸を中心に回動するように設けられている。ここで、固定部１０４およびヒンジ１０８により着脱機構が構成される。なお、固定部１０４の開口部にネジを通して車両本体１００側の部材にネジ止めしてもよい。

図７（ａ）に示すヘッドライトユニット１１２は、光軸方向Ａｘを中心として左右に円柱状の固定部１１４が設けられている。また、ヘッドライトユニット１１２の後部には、回転止め部１１６が設けられている。車両本体１００側には、固定部１１４を把持する２つの把持部１１８が設けられている。把持部１１８は、Ｃ字状の部材であり、ヘッドライトユニット１１２を車両本体１００に取り付ける際に、一部が撓む（弾性変形する）ことで固定部１１４をしっかりと保持することができる。また、２つの把持部１１８の間には、ヘッドライトユニット１１２を車両本体１００に取り付けた状態で回転止め部１１６が進入できるように回転止め穴１２０が形成されている。回転止め部１１６が回転止め穴１２０と係合することで、ヘッドライトユニット１１２の回転方向の位置決めがなされる。ここで、固定部１１４および把持部１１８により着脱機構が構成される。

図７（ｂ）に示すヘッドライトユニット１２２は、光軸方向Ａｘの後方が円筒状になっており、ここが固定部１２４として機能する。円筒状の固定部１２４の側部には回転止め部１１６が設けられている。車両本体１００側の把持部１１８は、一部が撓むことで円筒状の固定部１２４をしっかりと保持することができる。ここで、固定部１２４および把持部１１８により着脱機構が構成される。

図８（ａ）に示すヘッドライトユニット１４０は、円筒状の筐体１４２を有し、筐体１４２の外周面に４箇所（１箇所は不図示）の凸部１４４が設けられている。車両本体１００側には、凸部１４４と係合する４つの係合部１４６が光軸方向Ａｘに向かって突出するように設けられている。係合部１４６は、それぞれ開口部が形成されている。係合部１４６は、ヘッドライトユニット１４０を車両本体１００に取り付ける際に、一部が撓むことで凸部１４４が係合部１４６の開口部に進入し、その状態で筐体１４２をしっかりと保持することができる。ここで、凸部１４４および係合部１４６により着脱機構が構成される。

図８（ｂ）に示すヘッドライトユニット１５０は、発光面が矩形となる直方体の筐体１５２を有する。筐体１５２の上面には四角い突起１５４が設けられている。一方、車両本体１００側には、ヘッドライトユニット１５０の筐体１５２と似た形状のスロット１５６が設けられている。スロット１５６には、開口部１５８が設けられている。そして、ヘッドライトユニット１５０を車両本体１００に取り付ける際には、ヘッドライトユニット１５０をスロット１５６に挿入し、突起１５４が開口部１５８から突出することで、車両本体１００に対してヘッドライトユニット１５０が所定の位置でしっかりと固定される。

図９に示すヘッドライトユニット１６０は、円筒状の筐体１６２を有し、筐体１６２の外周面の１箇所にベルト１６４を通す固定部１６６が設けられている。ベルト１６４は、調整部材１６８に通されており、調整部材１６８のダイヤルを調整することでベルト１６４の長さが調整される。そして、車両本体１００側の部材にベルト１６４を介してヘッドライトユニット１６０を固定する。

なお、各実施例における固定部や把持部などの数は上述の数に限定されるものではない。また、各固定部を車両本体１００側の部材にネジ止めすることでヘッドライトユニットを着脱可能に固定してもよい。

［第２の実施の形態］
図１０は、第２の実施の形態に係るヘッドライトユニット２００の断面図である。本実施の形態に係るヘッドライトユニット２００は、発電部として灯具の内部に太陽電池２０２を設けた点が大きく異なる。

太陽電池２０２は、灯室内に設けられているエクステンション２０４の上に設けられている。エクステンション２０４は、太陽光を受けやすい角度で配置されていることが多く、その上に配置した太陽電池２０２は、太陽光のエネルギーを有効に利用できる。また、振動子１４は、制御モジュール１６を介して蓄電池１８または太陽電池２０２から供給される電力を用いて動作するため、車両本体１００側からヘッドライトユニット２００への配線を減らせる。なお、振動子１４と制御モジュール１６と蓄電池１８とを一体化したエキサイタユニットをエクステンション２０４に搭載してもよい。

上述のように、実施の形態に係る車両用灯具システムは、蓄電池を備えており、ヘッドライトユニットを車両本体から取り外した状態で利用でき、例えば、災害時やレジャーなどにおいて懐中電灯やラジオ（テレビ）として用いることができる。したがって、実施の形態に係る車両用灯具システムは、灯具の新たな機能を提供することができる。

以上、本発明を上述の実施の形態や実施例を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の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の形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、発電部としては、車両の振動によって発電する、いわゆる振動発電装置を設けてもよい。この装置は、振動により振動面に発生する圧力を圧電素子などを用いて電力に変換する装置である。このような装置で発生した電力を用いてランプの点灯や振動子による発音を行ってもよい。

また、タイヤの回転を利用した発電装置を設けてもよい。この発電装置は、自転車用ランプのようにタイヤの側面にモータの軸に固定されている接触部材を押し当て、モータの回転により発電するとともに、接触時に発生させる音を警告音として利用できる。音は、車両が走行を開始すると鳴り始めるので、発音させるために車速制御のような特段の制御が必要ない。また、タイヤの駆動力を電気に変換するため、音を発生させるための電力の供給が必要ない。

１０ 車両用灯具システム、 １２ ヘッドライトユニット、 １３ ランプ、 １４ 振動子、 １６ 制御モジュール、 １８ 蓄電池、 ２０ 着脱機構、 ２２ ＥＣＵ、 ２４ 蓄電池、 ２６ アンテナ、 ２８ ランプボディ、 ３０ 前面カバー、 ３２ ランプハウジング、 ３４ エキサイタユニット、 ３６ 筐体、 ３８ 第１の金属、 ４０ 第２の金属、 ４２ 導体、 ４４ 発電部、 １００ 車両本体。

Claims (7)

1. 点消灯可能な灯具と、
   前記灯具を構成する部品に固定され、電気信号が入力されるとその信号に応じて該部品を振動させる振動子と、
   車両本体が取得した情報に基づいて報知音を発生させるか判定し、前記振動子への電気信号の出力を制御する制御モジュールと、
   前記振動子を振動させるために利用される電気を蓄える蓄電池と、
   前記灯具を車両本体に対して着脱可能にする着脱機構と、を備え、
   前記制御モジュールは、
   灯具を車両本体に対して取り付けた状態で選択される第１の発音モードと、灯具を車両本体から取り外した状態で選択される第２の発音モードと、を有し、
   前記第１の発音モードが選択された場合、前記部品を介して車両の存在を外部へ報知する警告音が発せられるように前記振動子へ所定の電気信号を出力し、
   前記第２の発音モードが選択された場合、前記蓄電池が蓄える電力を用いて前記警告音とは異なる音が前記部品を介して発せられるように前記振動子へ電気信号を出力する、
   ことを特徴とする車両用灯具システム。
2. 灯具に設けられた、放送波を受信するアンテナを更に備え、
   前記制御モジュールは、前記第２の発音モードにおいて、受信した前記放送波に応じた電気信号を前記振動子へ出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具システム。
3. 灯具に設けられた発電部を更に備え、
   前記蓄電池は、前記発電部で発生した電気を蓄電する、
   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システム。
4. 前記発電部と前記振動子とを収容する筐体を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具システム。
5. 前記発電部は、前記灯具の内部に設けられている太陽電池であることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用灯具システム。
6. 前記発電部は、
   灯具の外側に面して配置された第１の金属と、
   灯具の内側に面して配置された第２の金属と、
   前記第１の金属と前記第２の金属とを接続する導体と、を有し、
   前記導体は、前記蓄電池と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。
7. 前記灯具は、ヘッドランプまたはリアコンビネーションランプであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用灯具システム。

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