(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
[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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
(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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
(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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
[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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。