JP2016119273A - 車両用灯具 - Google Patents

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昌平 金塚
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Abstract

【課題】分岐する線状発光の形成に使用される導光体数および光源配置の低減および均一発光を得ること。【解決手段】車両用灯具1は、入光部14aが設けられた入射導光部14と、第1導光部16と、第2導光部18と、第1導光部16と第2導光部18とを入射導光部14に連結する連結部20と、を有し、入射導光部14の前記連結部近傍の延出方向d14と第1導光部16の前記連結部近傍の延出方向d16とが成す第1の角度θ1は、入射導光部14の延出方向d14と第2導光部18の前記連結部近傍の延出方向d18とが成す第2の角度θ2よりも小さく形成され、連結部20は、第2導光部18の前記延出方向と対向する面24に、第2導光部18へ導光を導く方向変更要素26が形成された。【選択図】図2

Description

本発明は、導光体を利用する車両用灯具に係り、特に、柱状の導光体で分岐する線状発光が形成された車両用灯具に関する。
この種の車両用灯具としては、特許文献1に示すように、二本の導光体と二箇所に配置された光源とを利用して、二股に分岐する線状発光が実現されたものがある。
特許第5575592号
しかし、特許文献1の灯具では、分岐する線状発光を実現するために、複数の導光体および複数箇所への光源配置が必要であるため、コスト高となる問題がある。
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、分岐する線状発光の形成に使用される導光体数および光源配置の低減を図った車両用灯具を提供するものである。
前記目的を達成するために、本発明に係る車両用灯具は、光源と、前記光源からの光を入光部から入射させて、内部で導光しながら延出方向に沿った出射面から前方に向けて出射する導光体と、を備える車両用灯具であって、前記導光体は、一端部に前記入光部が設けられた柱状の入射導光部と、柱状の第1導光部と、柱状の第2導光部と、前記第1導光部と前記第2導光部とを前記入射導光部に連結する連結部と、を有し、前記入射導光部の前記連結部近傍の延出方向と前記第1導光部の前記連結部近傍の延出方向とが成す第1の角度は、前記入射導光部の前記連結部近傍の延出方向と前記第2導光部の前記連結部近傍の延出方向とが成す第2の角度よりも小さく形成され、前記連結部は、前記第2導光部の前記延出方向と対向する面に、前記第2導光部へ導光を導く方向変更要素が形成されたことを特徴とする。
上記方向変更要素は、上記第1導光部の上記連結部近傍における該第1導光部の延出方向に直交する方向の断面積を小さくする形状であることが好ましい。
上記第2導光部の上記連結部近傍には、上記出射面と対向する面に、導光する光を拡散させる拡散反射面が形成されることが好ましい。
上記拡散反射面は、反射ステップの反射面を曲面にして形成され、上記第1導光部の上記連結部近傍の延出方向と上記第2導光部の上記連結部近傍の延出方向との成す導光部の開き角が30度〜60度のとき、ステップサイズを1〜2mm、曲面のR値を1.0〜3.0とすることが好ましい。
請求項1に係る発明によれば、一本の導光体と一箇所の光源配置で、分岐する線状発光が形成できる。
また、導光体は、入射導光部と、入射導光部から連結部を介して分岐する第1導光部および第2導光部を有する。導光体は、第1導光部側の第1の角度が第2導光部側の第2の角度よりも小さい構成であるため、入射導光部からの導光は第2導光部よりも第1導光部へ流れやすいが、連結部に方向変更要素が形成されているため、方向変更要素で導かれた分が第2導光部に流れるよう制御される。これにより、分岐の形状上、第1導光部と第2導光部への入光が不均一となる導光体構成であっても、両導光部に導光を均一に入光させることが可能となる。また、このため、導光体形状のバリエーションを増やすことができる。
請求項2に係る発明によれば、方向変更要素は、第1導光部の連結部近傍における該第1導光部の延出方向に直交する方向の断面積を小さくする形状としてもよい。これにより、第1導光部の入光面積が狭まった分第1導光部への入光が抑えられ、第1導光部と第2導光部に導光をより均一に入光させることができる。
請求項3に係る発明によれば、第2導光部の連結部近傍には、出射面と対向する面に導光する光を拡散させる拡散反射要素を形成してもよい。これにより、方向変更要素により第2導光部へ入射した光は該拡散反射面にて拡散されるため、第2導光部の連結部近傍が点光りするのを抑制できる。
請求項4に係る発明によれば、拡散反射面は、導光部の開き角が30度〜60度のとき、反射ステップのステップサイズを1〜2mm、曲面のR値を1.0〜3.0と設計することで、第2導光部の明暗差を低減させることができる。
本発明の実施の形態1に係る車両用灯具の右方斜視図である。 図1の導光体の縦断面図である。 図1の導光体の上面図である。 図2の導光体に光線を示した図である。 図1の導光体の固定部を示す図であり、(a)は固定部を含む同導光体の正面図、(b)は固定部を含む同導光体の縦断面図、(c)は固定部を含む同導光体の右側面図である。 実施の形態1の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る導光体を示す図であり、(a)は拡散反射面を示す図、(b)は好適な条件を示す図である。 実施の形態2の変形例を示す図であり、(a)は拡散反射面の変形例を示す図、(b)は組み合わせの変形例を示す図、(c)は拡散反射面の更なる変形例を示す図である。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る車両用灯具1の右方斜視図正面図である。車両用灯具1(以下、単に灯具1)は、本形態では前照灯であり、車両正面視右に配置されるものである。以下に用いる前後/左右/上下の方向は、いずれも車両正面視でのものとする。
灯具1は、車両正面視は略平行四辺形状であり、全体としては車体の流線形状に沿って湾曲しており、灯具1の右部は車両の右側方に回り込む形状に形成されている。灯具1は、ランプボディ2と該ランプボディ2の開口部に取り付けられた透光性の前面カバー4とで画成された灯室を有し、灯室内には、ハイビームランプA,ロービームランプBおよびクリアランスランプCを有する。ランプAおよびBの灯室内前方には、それぞれの出射光の灯具前方への進行を許容する開口部を有する目隠し材のエクステンション6が設けられている。ランプC用のエクステンション7については後述する。
ハイビームランプAおよびロービームランプBは、従来周知の反射型またはプロジェクタ型の灯具ユニットを用いてよく、ここではその種類を問わない。図1で例示した構成は反射型であり、光源と反射鏡とで、ハイビームおよびロービーム用の配光パターンを形成する。
クリアランスランプCは、LED10と導光体12とを備えている。図2は導光体12の縦断面図(図1に示す線II−IIに沿う断面図)、図3は導光体12の上面図である。
導光体12は、入射導光部14と、第1導光部16と、第2導光部18と、連結部20とを有する。導光体12は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成されており、これらは一体成形にて形成されている。
入射導光部14は、一方の端部は、LED10からの光が入射される入光部14aとして構成されている。他方の端部は、連結部20に接続されている。入射導光部14は、柱状に略直線状に形成されており、入光部14aが灯具右側の後方に配置され、連結部20が灯具右側の前方に現われる形態で配置されている(図2、図3参照)。
連結部20は、第1導光部16と第2導光部18とを入射導光部14に連結する部分であり、図2において着色で示す部分である。
第1導光部16は、連結部20から分岐する一方の部分であり、第1導光部16の一方の端部は連結部20に接続されている。入射導光部14からの導光は連結部20から第1導光部16に入光する。第1導光部16は、柱状に略直線的に形成されており、連結部20の位置から、灯具の上辺形状に沿って延出する形態で配置されている(図1、図3参照)。第1導光部16の周面における前面側は、光を出射する出射面16bとして構成されている(図3参照)。第1導光部16の周面における後面側には、第1導光部16内を進む導光を出射面16bに向けて反射する複数の反射ステップ16cが第1導光部16の延出方向に沿って形成されている(図3参照)。
第2導光部18は、連結部20から分岐する他方の部分である。第2導光部18の一方の端部は連結部20に接続されている。入射導光部14からの導光は連結部20から第2導光部18に入光する。第2導光部18は、柱状に略L字状に形成されており、連結部20の位置から、灯具の右辺および下辺の形状に沿って延出する形態で配置されている(図1参照)。第2導光部18の周面における前面側は、光を出射する出射面18bとして構成されている(図3参照)。第2導光部18の周面における後面側には、第2導光部18内を進む光を出射面18bに向けて反射する複数の反射ステップ18cが第2導光部18の延出方向に沿って形成されている(図2参照)。第1導光部16および第2導光部18に形成される反射ステップ16c、18cは、例えば三角柱状の溝を所要の間隔で形成したものである。
本形態では、導光体12、すなわち入射導光部14,第1導光部16および第2導光部18は、それぞれの延出方向(長手方向)に直交する断面形状は略円形状であるが、断面形状は特に限定されず、多角形であってもよい。
ここで、導光体12は、第1導光部16と第2導光部18の分岐形状に次の特性を有する。導光体12は、入射導光部14の連結部20との近傍箇所14eの延出方向d14と第1導光部16の連結部20との近傍箇所16eの延出方向d16とが成す第1の角度θ1は、上記入射導光部14の延出方向d14と第2導光部18の連結部20との近傍箇所18eの延出方向d18とが成す第1の角度θ2よりも小さく形成されている(図2参照)。
このような形状の導光体は、入光部(入射導光部14)が一方の導光部(第1導光部16)に対し他方の導光部(第2導光部18)よりも平坦に接続されているため、入光部(入射導光部14)からの導光は、一方(第1導光部16)に流れやすく、他方(第2導光部18)に流れにくい特性を有する。
これに対し、本形態の導光体12には、連結部20の、第2導光部18の(連結部近傍18eの)延出方向d18と対向する面24に、切欠26(方向変更要素)が形成されている(図2参照)。なお、図2では、切欠26により欠損した延出方向d18と対向する面24を破線で示している。
切欠26は、連結部20の延出方向d18と対向する面24を、略直角三角柱状に切り欠いたもので、その最も鋭角となる箇所が入射導光部14側に位置するように形成され、その斜辺を含む平面261(図4参照)が第2導光部18側に位置するように形成されている。該平面261が形成されたことにより、連結部20での導光方向が制御される(以下、該平面261を制御反射面261とする)。また、切欠26の切欠深さ262(図4参照)により、第1導光部16の連結部近傍16eにおける第1導光部16の延出方向に直交する方向の断面積161は、第1導光部16の他の部分の同断面積162よりも小さく構成されている(図4参照)。
LED10は、導光体12に光を供給する光源である。LED10は、入射導光部14の入光部14aの端面に対向する位置に、光源搭載部11上に、上下方向に二灯搭載されている(図4等参照)。
なお、本形態では、LED10は、導光体12に対し二灯(二チップ)配置しているが、一灯(一チップ)であっても、複数であってもよい。導光体12に対し一灯配置する場合は、入射導光部14の軸心に対向して配置するのがよい。複数配置する場合は、軸心に少なくとも一灯配置するのが好ましい。ただし、二灯配置する場合は、本形態で示すように、軸心を介して上下方向に配置するのが良い。LED10を上下方向に二灯配置することにより、入射導光部14の内部を導光する光は上下方向に幅を持つこととなり、軸心を介して左右方向に二灯配置するよりも、上下に分かれる第1導光部16および第2導光部18に導光が流れやすくなる。また、第1導光部16および第2導光部18に形成される反射ステップ16cおよび18cは、第1導光部16および第2導光部18の軸心に対して光学設計されているため、LED10を左右方向に二灯配置すると軸心から反射ステップ16cおよび18cまでの光学距離が変化し配光に影響するおそれがあるが、上下に配置することで軸心からステップまでの光学距離は一定に保つことができる。光源搭載部11の固定方法については、後述する。なお、本形態では、光源としてLED10を用いたが、もちろんバルブ等の他の光源を用いることも可能である。また、本形態の導光体12を、二灯のLED10の両方に白色発光のものを用いてデイタイムランニングランプとして使用することも可能である。或いは、一方のLED10は白色発光のものを用いてクリアランスランプ又はデイタイムランニングランプとして使用し、他方のLED10はアンバー色発光のものを用いてターンシグナルランプとして使用することも可能である。
以上のように構成された灯具1の動作について説明する。図4には、導光体12に入射した光の光線の一部が図示されている。LED10に電流が供給されると、LED10から光が出射される。LED10から出射された光は、入射導光部14の入光部14aより導光体12内に入射する。入射導光部14に入射した光は、全反射を繰り返しながら入射導光部14内を進行し、連結部20から第1導光部16および第2導光部18に入光する。第1導光部16に至った導光は、第1導光部16内を進行する間に後面の反射ステップ16cに入射した光が出射面16bに向けて反射され、灯具前方へ出射される。一方、連結部20には切欠26が形成されているため、入射導光部14からの導光のうち、切欠26の制御反射面261で反射された分は第2導光部18に流れるよう制御される。第2導光部18に至った導光は、第2導光部18内を進行する間に後面の反射ステップ18cに入射した光が出射面18bに向けて反射され、灯具前方へ出射される。第1導光部16および第2導光部18ではそれぞれ、延出方向に沿って設けられた反射ステップ16cおよび18cにおいて同様の反射が生じることにより、出射面16cおよび18cにおいて略全領域から光が出射される。
以上のように、本形態によれば、連結部20に切欠26を設けたことにより、切欠26の制御反射面261に入射しなかった分が第1導光部16に流れ、制御反射面261で反射された分が第2導光部18に流れるよう制御されるので、LED10を入射導光部14に対して一箇所に配置するだけで、分岐する導光部16,18に導光を均一に入光させることができる。
また、切欠26を形成したことにより、第1導光部16の断面積161(入光面積)が小さくなったため、この分第1導光部16への入光量が抑えられ、第1導光部16と第2導光部18に導光をより均一に入光させることができる。
なお、切欠26(方向変更要素)を設けない場合、第1導光部16と第2導光部18への入光量を均一とするには、第1の角度θ1と第2の角度θ2が略同一となるように導光体12を形成すればよい。しかし、第1の角度θ1と第2の角度θ2を略同一とする制約下で、第2導光部18を下方へ分岐させる発光を形成しようとすると、第1導光部16を灯具上辺に沿って直線状に延出させることはできず、第1導光部16を灯具左上方へ広げる形状を採らざるを得ず、第1導光部16の上方のスペースを拡大させる灯具設計をする必要がある。しかし、切欠26(方向変更要素)を形成することにより、第1導光部16と第2導光部18への入光が不均一となる導光体形状(第1の角度θ1が第2の角度θ2よりも小さい形状)であっても、切欠26(方向変更要素)の形状にて入光量を調整することができる。このため、導光体形状のバリエーションを増やすことができ、導光体12の上方の省スペースも図ることができる。なお、切欠26の形状による入光量の調整については後述する。
次に、導光体12の固定方法について説明する。図5は、導光体12の固定部を示す図であり、図5の(a)は固定部を含む導光体12の正面図、(b)は固定部を含む導光体12の縦断面図(図5(a)に示す線b-bに沿う断面図)、(c)は固定部を含む導光体12の右側面図である。導光体12は、エクステンション7に二箇所、ランプボディ2に一箇所の三点で固定される。
図5の(a)に示すように、導光体12には、灯具1の左側方に延出する第1導光部16のもう一方の端部16dと第2導光部18のもう一方の端部18dとに、第1導光部16および第2導光部18の周面における上部から灯具後方に延出する固定部15が形成されている。固定部15には係合孔15aが形成されている。
エクステンション7は、その表面にアルミ蒸着処理が施され、図5の(b)に示すように、導光体12の形状に沿って灯具後方に窪む半円弧状の溝部が形成されている。導光体12は該溝部に後面側を収容される。エクステンション7は、上記固定部15が形成された位置と対応する位置に、固定部15を挿入可能な挿入部7aが形成されており、かつ挿入部7aの内周面には、固定部15の係合孔15aに係合可能なフック部7bが形成されている。第1導光部16および第2導光部18は、固定部15を挿入部7aに挿入することにより、係合孔15aとフック部7bとが係合し、エクステンション7に固定される。
また、図5の(c)に示すように、導光体12は、入射導光部14の周面における上部から灯具上方に延出する固定用リブ17が形成されている。固定用リブ17にはスクリュ挿入孔が形成され、導光体12は該固定用リブ17を介してランプボディ2などへスクリュ固定される。このように、本形態の灯具1は、一本の導光体12で分岐する線状発光が形成できるため、導光体12の固定箇所は少なくとも3箇所で良い。なお、図5の(c)に示すように、LED10の光源搭載部11は、固定用リブ17から下に懸垂する形態でスクリュ固定されるのも、部品点数の削減となり好ましい。
(実施の形態1の変形例)
図6は実施の形態1の変形例を示した図である。連結部20(図6において着色で示す)に形成する方向変更要素は、例えば三角柱状の溝を所要のピッチで形成した制御反射ステップ260としてもよい。制御反射ステップ260は、格子状に配置された複数の魚眼ステップなどとしてもよい。
(実施の形態2)
図7は本発明の実施の形態2に係る導光体12を示す図である。図7(a)は拡散反射面を示す図であり、図2と同様の視線における導光体12およびその拡大図である。実施の形態1と同一の要素については、同一の符号を用いて説明を省略する。実施の形態2では、導光体12は、方向変更要素(切欠26)を備えた上で、第2導光部18の連結部近傍18eには、第2導光部18の出射面18bと対向する面に、拡散反射面19が形成されている。
拡散反射面19は、出射面18bと対向する面に形成されている反射ステップ18cを形状変更したものであり、反射ステップ18cの三角柱状の基本ステップにおいて、従来平面に形成されていた反射面181を、第2導光部18の軸心側に窪むラウンド状に形成した曲面である。このように、第2導光部18の連結部近傍18eにおける反射ステップ18cを拡散反射面19で形成したことにより、方向変更要素(切欠26)により第2導光部18へ入射した光は、連結部近傍18eにおいて拡散反射面19で拡散されるため、第2導光部18の連結部近傍18eにおける出射光が低減され、結果、第2導光部18の連結部近傍18eが点光りするのを抑制できる。
図7(b)は、拡散反射面19の好適な条件を示す図である。拡散反射面19は、第1導光部16の連結部近傍16eの延出方向d16と第2導光部18の連結部近傍18eの延出方向d18との成す角θ3(導光部の開き角)が30度〜60度のとき、ステップサイズ191を1〜2mm、曲面の拡散R値を1.0〜3.0とするのが、点光りの抑制効果が高く好ましい。
ここで、導光体12の分岐形状に応じて、切欠26(方向変更要素)の形状を設計することも好ましい。本形態では、導光部の開き角θ3は略60度であるが、開き角θ3が小さい場合、切欠26の制御反射面261の面24からの角度φ(図4参照)も小さくて良い。開き角θ3が大きい場合、切欠26の制御反射面261の角度φも大きいほうが良い。すなわち、導光部の開き角θ3と制御反射面261の角度φは概略一致させたほうが、第2導光部18へ光を導光させやすくなり好適である。
(実施の形態2の変形例)
図8は実施の形態2の変形例を示す図である。まず、図8の(a)は拡散反射面19の変形例である。拡散反射面19は、部分的に、反射ステップ18cの間隔を広げた変形ステップ190としても良い。第2導光部18の連結部近傍18eにおけるステップ数を減らすことにより、第2導光部18の連結部近傍18eにおける出射光を低減させることができるため、上記と同様点光りを抑制できる。
図8の(b)は、組み合わせの変形例である。拡散反射面19は、上記図7と図8の(a)で示した形態を組み合わせ、基本の反射ステップ18cを間引いた変形ステップ190とした上で、変形ステップ190を曲面に形成しても良い。

図8の(c)は、拡散反射面19の更なる変形例である。拡散反射面19を有する上記図7、図8の(a)、(b)のいずれかで示した形態に加えて、方向変更要素(切欠26)側の制御反射面261にも、拡散ステップ192を形成して良い。これは、例えば切欠26の制御反射面261を、平面ではなく曲面で形成して良い。これにより、連結部20において、導光は、制御反射面261にて反射されるとともに拡散され、第2導光部18の連結部近傍18e以外の領域に形成されている反射ステップ18cへ入射する光が増加するため、連結部近傍18eの点光りをいっそう抑制することができる。
以上、本発明の灯具1の実施の形態および変形例を述べたが、これらは本発明の一例であり、各形態および各変形例を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。なお、実施の形態として、クリアランスランプに本発明の導光体12を使用する例を説明したが、テールランプ、ストップランプ、ターンシグナルランプ等の標識灯に本発明の導光体12を使用してもよい。
1 車両用灯具
10 LED(光源)
12 導光体
14 入射導光部
14a 入光部
14e 入射導光部の連結部近傍
16 第1導光部
16b 出射面
16c 反射ステップ
16e 第1導光部の連結部近傍
161 第1導光部の連結部近傍における断面積
18 第2導光部
18b 出射面
18c 反射ステップ
18e 第2導光部の連結部近傍
19 拡散反射面
20 連結部
24 延出方向d18と対向する面
26 切欠(方向変更要素)
d14 入射導光部の連結部近傍の延出方向
d16 第1導光部の連結部近傍の延出方向
d18 第2導光部の連結部近傍の延出方向
θ1 第1の角度
θ2 第2の角度
θ3 導光部の開き角

Claims (4)

  1. 光源と、前記光源からの光を入光部から入射させて、内部で導光しながら延出方向に沿った出射面から前方に向けて出射する導光体と、を備える車両用灯具であって、
    前記導光体は、
    一端部に前記入光部が設けられた柱状の入射導光部と、
    柱状の第1導光部と、
    柱状の第2導光部と、
    前記第1導光部と前記第2導光部とを前記入射導光部に連結する連結部と、を有し、
    前記入射導光部の前記連結部近傍の延出方向と前記第1導光部の前記連結部近傍の延出方向とが成す第1の角度は、前記入射導光部の前記連結部近傍の延出方向と前記第2導光部の前記連結部近傍の延出方向とが成す第2の角度よりも小さく形成され、
    前記連結部は、前記第2導光部の前記延出方向と対向する面に、前記第2導光部へ導光を導く方向変更要素が形成されたことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記方向変更要素は、前記第1導光部の前記連結部近傍における該第1導光部の延出方向に直交する方向の断面積を小さくする形状であることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記第2導光部の前記連結部近傍には、前記出射面と対向する面に、導光する光を拡散させる拡散反射面が形成されたことを特徴とする1又は2に記載の車両用灯具。
  4. 前記拡散反射面は、反射ステップの反射面を曲面にして形成され、前記第1導光部の前記連結部近傍の延出方向と前記第2導光部の前記連結部近傍の延出方向との成す導光部の開き角が30度〜60度のとき、ステップサイズを1〜2mm、前記曲面のR値を1.0〜3.0とすることを特徴とする請求項3に記載の車両用灯具。
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