JP2009269492A - 自動車用照明装置並びに導光体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車用照明装置10に、長尺な導光体40と、該導光体40の長手方向D1の端面43に光を入射させる光源32と設け、導光体40の側面45に、長手方向D1に沿って間隔を空けて、該導光体40の内部に向かって先細りとなるように、錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた複数の凹部50を設ける。また、成形型110を、キャビティCA1の内部に向かって先細りとなるように錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた凸部135を有する複数の着脱ピン130をキャビティCA1の長手方向D11に沿って間隔を空けて型本体120に着脱可能に取り付けて形成し、導光体40を成形するための樹脂成形材料を成形型のキャビティCA1に充填して導光体40を成形する。
【選択図】図7
Description
また、本発明は、自動車用照明装置に用いられ、長手方向の端面から光を入射する長尺な導光体であって、該導光体の側面に、該導光体の内部に向かって先細りとなるように、錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた複数の凹部が前記長手方向に沿って間隔を空けて設けられていることを特徴とする。
また、複数の着脱ピンが型本体に対して着脱可能に取り付けられるので、形状を調整した着脱ピンを型本体に取り付けることにより、型本体を調整しなくても導光体から出る光の量を部分的に調整することができる。
また、樹脂成形材料をキャビティに充填することには、樹脂成形材料をキャビティに射出することが含まれる。
請求項2に係る発明では、凹部を粗面化しない場合と比べて導光体から出る光の強さをより均質にすることができる。
請求項6に係る発明では、着脱ピンの凸部を粗面化しない場合と比べて導光体から出る光の強さをより均質にすることができる。
図1は本発明の一実施形態に係る自動車用照明装置10を採用した自動車1の内装を示す要部側面図、図2は照明装置10を設けたルーフライナ2の底面図、図3と図4はルーフライナ2の要部を断面視して示す垂直断面図、図5は照明装置10の外観を示す斜視図、図6は導光体40の背面図、図7は照明装置10を図5のA1−A1の位置から見て示す水平断面図、図8は導光体40の要部を示す斜視図、図9(a)は導光体を図5のA2−A2の位置から見て示す断面図、図9(b)は導光体を図5のA2−A2の位置から見て示す断面図である。図9は、凹部50を下側にして導光体40の断面を示している。
本自動車1には、フロントシート1aの前にフロントウインドやインストルメントパネルが設けられるとともに、フロントドア1bの前、前後ドア1b,1cの間、リヤドア1cの後、その後のはめこみの窓の後にそれぞれピラーがルーフパネルを支えるために設けられている。また、ドア1b,1cには車室SP1側に内装材としてドアトリムが取り付けられ、ピラーには車室SP1側に内装材としてピラートリム(ピラーガーニッシュ)が取り付けられ、自動車1の天井部を構成するルーフパネルには車室SP1側に内装材としてルーフライナ(ヘッドライナ)2が取り付けられ、荷室SP2のサイドパネルには内装材としてラゲージサイドトリムが取り付けられている。
本実施形態のルーフライナ2には、車幅方向の縁部近傍に、互いに端面44を突き合わせた照明装置10A,10Bと、互いに端面44を突き合わせた照明装置10C,10Dとが左右対称に設置されている。なお、照明装置10A,10Bの光源ユニット30A,30Bは互いに離れ、照明装置10C,10Dの光源ユニット30C,30Dは互いに離れて配置される。むろん、前後の照明装置10A,10Bを一体化したり、前後の照明装置10C,10Dを一体化したりしてもよいし、三以上の照明装置が前後に直列するように配置されてもよい。
ここで、長尺な導光体は、棒状の導光体、細長い板状の導光体、筒状の導光体、直線状の導光体、曲線状の導光体、等を含み、凹部や凸部を有する形状を含む。
図7に示すように、導光体40の長手方向D1の端面(光源側端面43)は、光源32から照射される光の受光面とされている。また、導光体40の側面45には、該導光体40の内部に向かって先細りとなる形状とされた凹部50が長手方向D1に沿って間隔を空けて複数設けられている。これらの凹部50を有する側面45を裏面(第一の側面)とし、この裏面45とは反対側の側面46を発光面(第二の側面)として、導光体40は、光源側端面43から入射した光を長手方向D1に沿って端面44の方へ案内しながら裏面45の各凹部50で少しずつ反射させて発光面46から外部へ放出させる。ここで、裏面45から発光面46へ向かう方向を発光方向D2とし、該発光方向D2及び長手方向D1と直交する方向をD3(上下方向)とする。図7には、光源側端面43からの入射光の進行方向の中心がD4で示され、発光面46から出る出射光の進行方向の例がD5で示されている。むろん、入射光の進行方向の中心D4は長手方向D1に沿った方向となり、反射光の進行方向D5は発光方向D2に沿った方向となる。各凹部50は、導光体40の内部に向かって先細りとなるように、錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされる。導光体の強度の観点からは、凹部の形状を楕円錐状(円錐状を含む)又は楕円錐台状(円錐台状を含む)とすることが好ましい。図5〜図9に示す凹部50は、裏面45から発光方向D2へ凹んだ円錐状とされている。
むろん、光源32に、白熱電球、ハロゲン電球、蛍光ランプ、放電ランプ、等を用いることも可能である。また、光源の発光色には白、赤、緑、青、等、種々の色を採用することができ、同じ照明装置10に異なる発光色の光源を組み合わせて使用してもよい。
本導光体40は、側面45,46,47,48が略平面の棒状部材とされている。むろん、導光体は、側面の一部又は全部が曲面とされた形状とされてもよい。また、導光体は、直線状に延びた形状でもよいし、全体に曲がった形状でもよい。
むろん、光散乱性微粒子は、長尺な導光体の端面から入射した光の多くを散乱させない限り、すなわち、入射光が本質的に凹部で反射して発光面から出射する限り、透明性を有する導光体に含まれていてもよい。
裏面45に配列された各凹部50の中心間距離(隣り合う凹部50同士の間隔)L2(図5参照)は、例えば、5〜19mm、導光体の幅W1の1〜3.8倍、厚みT1の1〜3.8倍とされる。距離L2を前記下限以上にすると、導光体の成形が容易となり、導光体の加工費が抑えられる。距離L2を前記上限以下にすると、照射部位の明るさにむらが生じ難い。
本実施形態では、導光体40を成形するための成形型の凹部50に対応する箇所を粗面化することにより、導光体40の成形と同時に凹部50を粗面化している。むろん、導光体の凹部の粗面化は、凹部に砂、粒状ガラス、粒状アルミナ、粒状金属、粒状プラスチック、等のブラスト材を吹き付けるブラスト処理、シボ加工、エッチング、等、後加工による荒らし加工でもよい。
むろん、光源に比較的近い部分で隣り合う凹部同士の間隔を光源から比較的遠い部分で隣り合う凹部同士の間隔よりも広くしても、光源に近い部分の発光面から出射する光の量と光源から遠い部分の発光面から出射する光の量との差を少なくすることができる。
第二の部位の平均輝度B2aを第一の部位の平均輝度B1aよりも高くすると、人には両部位41,42の明るさが同じに感じられるようになる。そこで、視覚的に均一な明るさとするため、B2a>B1aとなるように複数の凹部50を導光体40に設けている。
次に、本実施形態に係る導光体40を有する自動車用照明装置10の製造方法を説明する。
図10は導光体製造装置100の垂直断面図、図11は導光体製造装置100を示す分解図、図12(a)は下型122の要部を上から見て示す平面図、図12(b)は下型122の要部を下から見て示す底面図、図13は着脱ピン130A,130Bの外観を示す斜視図である。
成形型110は、型本体120、この型本体120に対して着脱可能に取り付けられる複数の着脱ピン130、を備え、通常、金型とされる。むろん、成形型110は、金属製以外の材質で形成されてもよい。
凸部135の算術平均粗さRaは、Ra=2〜20μmが好ましく、Ra=3〜10μmがより好ましい。
むろん、隣り合う凸部同士の間隔を調整しても、光源に近い部分の発光面から出射する光の量と光源から遠い部分の発光面から出射する光の量との差を少なくすることができる。
従って、上述した製造方法によると、照らす照射部位の見た目を向上させることが可能な導光体の製造方法及び自動車用照明装置の製造方法を提供することができる。
以下、本自動車用照明装置10の作用、効果を説明する。
光源32から導光体の光源側端面43に入射した光は、反対側の端面44に向かって進みながら、少しずつ各凹部50で反射していく。ここで、各凹部50が導光体40の内部に向かって先細りとなっているので、凹部50で反射した光が発光面46から放射される。図3と図4に示すように、発光面46からの出射光は、ルーフライナ2とモール3との隙間から車幅方向内側へ照射され、照射部位であるルーフライナ2の下面を照らし、該下面で反射する。これにより、照明装置10は、車室SP1の間接照明として機能する。
以上より、本自動車用照明装置10は、照らす照射部位の見た目を向上させることが可能となる。
長尺な導光体の端面に光を入射させる光源は、一つのみならず、複数でもよい。同光源は、長尺な導光体の端面の一方にのみ設けられる以外にも、長尺な導光体の両端面のそれぞれに設けられてもよい。
長尺な導光体の配置は、長手方向が略水平となる配置以外にも、長手方向が鉛直など水平とは異なる向きとなる配置でもよい。また、導光体からの発光方向も、略水平とされる以外にも、鉛直など水平とは異なる向きでもよい。
導光体の凹部の形状は、円錐状を除く楕円錐状としてもよいし、楕円錐状を除く錐体状としてもよいし、錐台状としてもよい。
図16(c)は角錐状の凹部252を有する導光体242の要部を示す斜視図であり、図16(d)は導光体242の要部を示す背面図である。該凹部252も導光体242の内部に向かって先細りとなっているので、各凹部252で反射した光が擬似的な点光源となって発光面46から放射される。凹部252は、六角錐以外の角錐状とされてもよいし、角錐状を除く錐体状とされてもよい。特に、凹部をN角錐(Nは5以上の整数)以上の多角錐状とすると、凹部により擬似的な点光源が良好に形成される。
図16(e)は角錐台状の凹部253を有する導光体243の要部を示す斜視図であり、図16(f)は導光体243の要部を示す背面図である。該凹部253も導光体243の内部に向かって先細りとなっているので、各凹部253で反射した光が擬似的な点光源となって発光面46から放射される。凹部253は、六角錐台以外の角錐台状とされてもよいし、角錐台状を除く錐台状とされてもよい。特に、凹部をN角錐台(Nは5以上の整数)以上の多角錐台状とすると、凹部により擬似的な点光源が良好に形成される。
図17(a)は、四角柱状の導光体244の垂直断面図である。導光体244は、裏面45に凹部50が形成され、裏面45とは反対側の側面46が発光面とされている。本導光体244の断面形状は、裏面45及び発光面46を上底及び下底とする台形状とされている。すなわち、第三の側面47及び第四の側面48は、発光面46側が広くなるように発光方向D2から傾斜している。これにより、側面47,48で反射した光も発光面46から出射するため、光源側端面から入射した光を効率良く発光面46へ導くことができる。
図18は、種々の形状の凹部を有する導光体246の背面図である。本導光体246は、円錐状の凹部50、円錐台状の凹部251、角錐状の凹部252、角錐台状の凹部253が混在している。これにより、各凹部で反射する光が凹部の形状に応じた擬似的なイルミネーションを形成するので、自動車の内装やボデーに本照明装置を使用すると車室や車外に所望のイルミネーション効果を付与することができる。
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
導光体サンプルは、垂直断面を5×5mmの正方形、長手方向の長さL1を750mmとし、裏面に光源側端面から22mm離れた位置から中心間距離L2が8mmとなるように粗面化した円錐状の凹部を90箇所、等間隔に設けたアクリル樹脂の射出成形品とした。各凹部の錐面の算術平均粗さは、Ra=5μmとした。各凹部の通し番号を光源側から順にi=1、2、…、90として、各凹部iの頂角θ2を全て90°とし、深さを表1のようにし、開口部の直径を深さに応じた直径とした。すなわち、金属ピンの各凸部の高さを各凹部iの深さとし、該凸部をやすりで粗面化する荒らし加工を行い、荒らし加工後の各金属ピンを用いて成形型を形成し、キャビティに溶融状態のアクリル樹脂を射出して充填し、成形型を冷却して導光体サンプルを射出成形した。
金属ピンの各凸部を粗面化しなかった以外は、実施例1と同様にして、粗面化していない凹部を複数有する導光体サンプルを形成した。
図19は、各導光体サンプルのi=5,25,45,65,85における各凹部iの輝度測定値Bi(cd/m2)をグラフにより示している。図中、実施例1−1〜1−3は実施例1の導光体サンプルを用いて各凹部iの輝度を3回測定した試験区1〜3の結果を示し、実施例2−1〜2−3は実施例2の導光体サンプルを用いて各凹部iの輝度を3回測定した試験区1〜3の結果を示している。同じ実施例でも、測定ばらつきにより試験区毎に輝度測定値が異なっている。図に示すように、導光体の内部に向かって先細りとなるように円錐状とされた複数の凹部を長手方向に沿って間隔を空けて導光体の側面に設けると、長手方向の端面の一方のみにLEDを配置するだけで、導光体の全長にわたって発光面から240〜360cd/m2と輝度の揃った光が照射されたことが分かる。
なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
10…自動車用照明装置、
20…ハウジング、
30…光源ユニット、32…光源、39…擬似的な光源、
40,241,242,243,244,245,246…長尺な導光体、
40a…係止用凸部、40m…中間位置、
41…第一の部位、42…第二の部位、
43…光源側端面、44…端面、
45…裏面(第一の側面)、46…発光面(第二の側面)、
47…第三の側面、48…第四の側面、
50,251,252,253…凹部、51…錐面、
100…導光体製造装置、
110…成形型、
120…型本体、121…上型、122…下型、
130…着脱ピン、135…凸部、
140…射出機、
CA1…キャビティ、
D1…長手方向、D2…発光方向、
D3…長手方向及び発光方向と直交する方向、
D4…入射光の進行方向の中心、D5…反射光の進行方向の例、
D11…キャビティの長手方向、
Claims (6)
- 長尺な導光体と、
該導光体の長手方向の端面に光を入射させる光源とを備え、
前記導光体の側面に、該導光体の内部に向かって先細りとなるように、錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた複数の凹部が前記長手方向に沿って間隔を空けて設けられていることを特徴とする自動車用照明装置。 - 前記凹部が粗面化されている、請求項1に記載の自動車用照明装置。
- 前記導光体は、前記複数の凹部が設けられた部分において前記長手方向の中間位置から前記光源側を第一の部位、該中間位置から前記光源とは反対側を第二の部位として、前記光源の発光時に前記第二の部位の平均輝度を前記第一の部位の平均輝度よりも大きくするように前記複数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の自動車用照明装置。
- 自動車用照明装置に用いられ、長手方向の端面から光を入射する長尺な導光体であって、
該導光体の側面に、該導光体の内部に向かって先細りとなるように、錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた複数の凹部が前記長手方向に沿って間隔を空けて設けられていることを特徴とする導光体。 - 自動車用照明装置に用いられる長尺な導光体の製造方法であって、
前記長尺な導光体を成形するキャビティを有する成形型を、該キャビティの内部に向かって先細りとなるように錐体状と錐台状の中から選ばれる一種以上の形状とされた凸部を有する複数の着脱ピンを前記キャビティの長手方向に沿って間隔を空けて型本体に着脱可能に取り付けて形成し、
前記導光体を成形するための樹脂成形材料を前記成形型のキャビティに充填して、前記複数の着脱ピンによる複数の凹部を側面に有する導光体を成形することを特徴とする導光体の製造方法。 - 前記着脱ピンの凸部が粗面化されている、請求項5に記載の導光体の製造方法。
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