JP5363235B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は車両用灯具に関し、特に、ボディおよびアウターカバーにより形成される灯室内に第1光源が配されるとともに、当該第1光源の前方に、当該第1光源とは異なる第2光源からの光を導光してその一部を前方へと出射する導光体が配された車両用灯具に関する。
自動車のテールランプ等の車両用灯具として、所定に組み合わせて点灯可能な複数の光源を備えたものが知られている。例えば特許文献1に記載のテールライト装置では、遠隔レーザ光源からの光を光マニフォールドから前方へと出射させるとともに、テールライトアセンブリ内部における光マニフォールドの後方に配された第2光源(LED列)からの光を、光マニフォールドを通過させつつ前方へと出射させることができる。
特開2000−215710号公報
しかしながら、このようなテールライト装置では、第2光源からの光が光マニフォールドを通過する際に減衰することから、第2光源による発光効率の向上が課題であった。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、前方が開口したボディと、前記開口を覆うように前記ボディに取り付けられるアウターカバーと、前記ボディおよび前記アウターカバーにより形成される灯室内に配される第1光源と、前記第1光源からの第1光源光を前方へ向けて反射する光学部材と、前記灯室内に配される第2光源と、前記第2光源からの第2光源光が端部から入射されるとともに当該第2光源光の少なくとも一部を延出した側面から前方へと出射する導光体と、を備え、前記導光体は、前記第1光源光における主配光を形成する光成分を遮らない位置に設けられることを特徴とする車両用灯具を提供する。
また、上記車両用灯具において、前記導光体は、前記灯室内における前記光学部材の前方に互いに離間して並列に複数設けられ、前記光学部材は、主配光を形成する前記光成分が複数の前記導光体の間を通るように前記第1光源光を反射することが好ましい。
また、上記車両用灯具において、前記導光体は、前記主配光の光軸と垂直な平面に平行に延伸する棒状体であり、前記光学部材は、前記導光体の近傍において焦点を結ぶように前記第1光源光を集光させることが好ましい。
また、上記車両用灯具において、前記光学部材は、前記第1光源の前方に配されて前記第1光源光を透過する透過部を有し、前記導光体は、前記透過部を透過した透過光を遮らない位置に設けられることが好ましい。
また、上記車両用灯具において、前記第1光源は、光軸を中心に前方へ前記第1光源光を発光する半導体発光素子であってよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明の車両用灯具によれば、灯具の主たる光源である第1光源とは別個の第2光源で発光させることのできる導光体を設けることによりデザイン性に優れる。また、第1光源の点灯状態を視認させる上で重要な主配光を遮らない位置に導光体を設けることにより、第1光源の点灯状態の視認性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る車両用灯具100の正面図である。 図1のA−A断面における断面図である。 図1のB−B断面における断面図である。 図1のC−C断面における断面図である。 図1のA−A断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。 本発明の実施形態の他の例に係る車両用灯具101の正面図である。 図6のD−D断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。 本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具102の正面図である。 図8のE−E断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。 本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具103の正面図である。 図10のF−F断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。 本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具200の正面図である。 図12のX−X断面における断面図である。 図12のY−Y断面における断面図である。 図12のY−Y断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態について説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態における特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用灯具100の正面図である。また、図2から図4は、それぞれ、図1のA−A断面、B−B断面、およびC−C断面における断面図である。
車両用灯具100は、灯具正面側すなわち前方側が開口したボディ110と、当該開口を覆うようにボディ110に取り付けられたアウターカバー120とにより外装が構成されている。そして、これらボディ110およびアウターカバー120により形成される灯室内には、第1光源130、リフレクタ150、および複数の導光体161,162,163,164が配される。本例では、第1光源130は、灯室内の略中央に配され、リフレクタ150は、第1光源130の発光部135よりも後方に配される。また、導光体161〜164は、灯室内におけるアウターカバー120のすぐ内側に配される。
なお、本明細書において、前方とは、車両用灯具100における第1光源130からアウターカバー120へと向かう方向(例えば図2における上方)であり、後方とは、当該前方と反対の方向(例えば図2における下方)である。車両用灯具100を自動車のリアコンビネーションランプに用いた場合、上記前方は即ち車両後方を示す。
ボディ110は、例えば合成樹脂材料により一体的に形成されている。この合成樹脂材料としては、例えばポリカーボネート樹脂(PC樹脂)、ポリカーボネートABS樹脂(PC−ABS樹脂)、アクリル樹脂(PMMA)等が好ましく用いられる。ボディ110は、灯室に相当する部分が凹状に形成されており、前方側における開口周縁部には、アウターカバー120の外周縁部が固定される固定溝が形成されている。
アウターカバー120は、例えば透明または半透明の合成樹脂材料により形成される。この合成樹脂材料としては、例えばポリカーボネート樹脂(PC樹脂)、ポリカーボネートABS樹脂(PC−ABS樹脂)、アクリル樹脂(PMMA)等が好ましく用いられる。アウターカバー120は、その外周縁部がボディ110における上記固定溝に嵌め込まれた状態で接着あるいは融着されることによりボディ110に固定されている。
第1光源130は、ソケット部136の後方側に設けられた給電端子を介して供給される点灯電圧によって発光部135が発光する。本例では、第1光源130として例えば白熱バルブまたはハロゲンバルブが用いられる。
第1光源130からの光の一部は、発光部135の前方側(図2における上側)から出射し、図2および図3に「P」で示す光軸を中心に拡散しながら前方へと進む直射光となる。また、第1光源130からの光の他の一部は、発光部135の側方から出射し、後述のリフレクタ150によって反射されて前方へと進む反射光となる。以下において、第1光源130の発光部135からの光を第1光源光と称する。
リフレクタ150は、本発明における光学部材の一例であり、前方側に略放物面状に凹んだ反射面155を有する。また、リフレクタ150の略中央には第1光源130を通すための貫通穴が設けられている。反射面155は、主として発光部135側方からの第1光源光を集光させつつ前方へ向けて反射する。
導光体161〜164は、本例では円形の断面を有する棒状体であり、ボディ110の開口近傍に、各々が互いに離間して並列に設けられる。これらの導光体161〜164は、例えば透明あるいは半透明の合成樹脂材料により形成される。
ボディ110の両側には、導光体161〜164の各々に対応して第2光源170が設けられている。第2光源170には、例えばLEDなどの半導体発光素子が好ましく用いられる。それぞれの第2光源170は、図4に例示するように、その発光面が導光体161〜164の各々の端部と対向するように設けられており、基板175に固定されている。基板175には、外部の電源から供給される発光電流を制御する制御回路が形成されており、第2光源170は、基板175を介して供給される発光電流によって発光する。以下において、第2光源170からの光を第2光源光と称する。
第2光源170を点灯すると、第2光源170から発せられた第2光源光が導光体161〜164の各々の端部から導光体161〜164の内部へと入射する。そして、第2光源光は、導光体161〜164の内部を内面反射しながら進みつつ、導光体161〜164の側面から出射する。
なお、本例では、第2光源光は、導光体161〜164の側面から全ての方向に出射するが、第2光源光を特定の方向に出射させるように導光体161〜164を構成してもよい。例えば導光体161〜164の側面の前方側を除く部分にステップを設けたり、あるいは当該部分に蒸着処理を施した反射面を形成することにより、第2光源光を前方だけに出射させることができる。
第1光源130を点灯させた状態で車両用灯具100を正面側(車両用灯具100の前方)から見た場合、第1光源130からの直射光およびリフレクタ150からの反射光が観察される。これらのうち、第1光源130の光軸Pを中心とする特定の範囲内の光成分が、第1光源130の点灯状態の視認性において特に重要となる。
以下において、この範囲を主配光領域と称し、当該範囲内の光成分を主配光と称する。本例では、主配光領域を次のように定義する。すなわち、主配光領域は、少なくとも灯具鉛直方向(図1の上下方向)では第1光源130の発光中心から光軸Pに対して角度αまでの範囲(図2において「M」を付して示す範囲)内であり、さらに、灯具水平方向(図1の左右方向)では第1光源130の発光中心から光軸Pに対して角度βまでの範囲(図3において「M」を付して示す範囲)内である領域として定義される。なお、上記の角度αおよび角度βの大きさは、好ましくは、角度αは10度、角度βは20度であるが、例えば第1光源130の出射光量や車両用灯具100の用途などによって異なる。
図5は、図1のA−A断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。図5では、第1光源130からの直射光については、図2を参照して示した主配光領域内の光成分の光路のみ図示している。
本例において、導光体161〜164は、いずれも、主配光の光軸(P)と垂直な平面に対して平行に配されている。また、導光体161〜164は、第1光源130からの直射光およびリフレクタ150で反射される反射光のうち、少なくとも主配光に含まれる光成分を遮らない位置に設けられている。すなわち、図5において「L」を付して示す主配光の光成分は、導光体161〜164によって遮られることなく前方へと出射する。
なお、本例では、導光体161〜164は、上記のように、リフレクタ150からの反射光をほとんど遮らない位置に設けられている。しかしながら、導光体161〜164の配置はこれに限られず、当該反射光および上記直射光のうちの最終的に主配光Lとして観察される光成分を少なくとも遮らない位置に設けられていればよい。
このように、車両用灯具100は、主光源である第1光源130とは別個の第2光源170で発光させることのできる導光体161〜164を設けたことによりデザイン性に優れる。また、車両用灯具100は、第1光源130の点灯状態を視認させる上で重要な主配光Lを遮らない位置に導光体161〜164を設けることにより、第1光源光の主配光領域Mに導光体161〜164を設けた場合と比べて主配光Lの光量が大きく、第1光源130の点灯状態の視認性に優れる。
図6は、本発明の実施形態の他の例に係る車両用灯具101の正面図である。また、図7は、図6のD−D断面における断面図にリフレクタ151からの反射光の光路の一部を示した図である。
以下において説明する車両用灯具101に関し、上記の車両用灯具100と同じ構成については図中に同じ符号を付すとともに説明を省略する。また、車両用灯具101における第1光源130からの直射光の光路については車両用灯具100と同様であるので、図7では図示を省略する。
車両用灯具101は、上記の車両用灯具100のリフレクタ150に替えて、リフレクタ151を備える。リフレクタ151は、本発明における光学部材の他の一例であり、図7に示すように、前方側に略放物面状に凹んだ複数の反射面156,157,158を有する。
反射面156〜158は、第1光源130から入射する第1光源光を前方へ反射する。ここで、反射面156〜158の各々は、反射光が導光体161〜164の間を通るように第1光源光を反射する。具体的には、反射面156〜158は、反射光の光軸が導光体161〜164の間を通るように第1光源光を反射するとともに、その反射光が導光体161〜164のいずれかの近傍において焦点を結ぶように当該反射光を集光させる。したがって、反射面156〜158の各面で反射された反射光は、いずれも導光体161〜164で遮られることなく前方へと出射する。
このように、車両用灯具101は、導光体161〜164の間を通るように第1光源光を反射する反射面156〜158が設けられたリフレクタ151を備えることにより、導光体161〜164で遮られる第1光源光の割合をより小さくすることができるので、第1光源130の点灯状態の視認性に優れる。
図8は、本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具102の正面図である。また、図9は、図8のE−E断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。以下において説明する車両用灯具102に関し、上記の車両用灯具100と同じ構成については図中に同じ符号を付すとともに説明を省略する。
車両用灯具102は、上記の車両用灯具100のリフレクタ150および導光体161〜164に替えて、リフレクタ152および導光体180を備える。導光体180は、透明あるいは半透明の合成樹脂材料により一体に成形されたインナーレンズ部材として車両用灯具102の灯室内におけるアウターカバー120のすぐ内側に配され、複数の導光部181,182,183,184を有する。
導光部181〜184の各々は、第1光源光の主配光の光軸と垂直な平面に対して平行に配されるとともに、互いに離間して並列に設けられている。そして、導光部181〜184の上面および下面は、上記平面に対して略平行である。そして、図8および図9に示すように、導光部181〜184の間には、第1光源光を通すための貫通孔が設けられている。
なお、図示は省略するが、ボディ110の両側には、導光部181〜184の両端と対向する位置に複数の第2光源170が設けられる。したがって、導光部181〜184は、第2光源170からの第2光源光により発光する。また、このとき、導光体180における導光部181〜184以外の部分、例えば導光体180における導光部181〜184間を繋ぐフレーム部分も第2光源光により発光する。
また、本例の導光体180は、車両用灯具100,101が備える導光体161〜164と比べてボディ110の開口面に占める面積が大きい。したがって、棒状の導光体161〜164を備えた車両用灯具100,101とは異なる発光イメージを第2光源光で作り出すことができる。
リフレクタ152は、本発明における光学部材のさらに他の一例であり、前方側に略放物面状に凹んだ反射面159を有する。反射面159は、第1光源130から入射する第1光源光を前方へ反射する。ここで、反射面159は、反射光が導光部181〜184の間の貫通孔を通るように第1光源光を反射する。
具体的には、反射面159は、反射光の光軸が上記貫通孔を通るように第1光源光を反射するとともに、その反射光が上記貫通孔の近傍において焦点を結ぶように当該反射光を集光させる。したがって、反射面159で反射された反射光は、導光体180で遮られることなく前方へと出射する。また、第1光源130からの直射光のうちの主配光領域内の光成分は、図9に示すように、導光部182と導光部183との間に設けられた貫通孔を通って前方へと出射する。
したがって、車両用灯具102は、車両用灯具100,101が備える導光体161〜164と比べてボディ110の開口面に占める面積が大きい導光体180を備えているにも関わらず、第1光源光の前方への出射効率が低下せず、とりわけ主配光を効率よく前方へ出射することができる。
図10は、本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具103の正面図である。また、図11は、図10のF−F断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。車両用灯具103は、アウターカバーと一体に設けられた導光体190を備える点で上記の車両用灯具100〜102と異なる。
導光体190は、他の部分よりも第1光源光の光軸方向について分厚く形成された複数の導光部191,192,193,194を有する。導光部191〜194の各々は、第1光源光の主配光の光軸と垂直な平面に対して平行に配されるとともに、互いに離間して並列に設けられている。そして、導光部191〜194の上面および下面は、上記平面に対して略平行である。導光部191〜194は、ボディ110の両側に設けられる複数の第2光源170(不図示)からの第2光源光により発光する。
また、このとき、導光体190における導光部191〜194以外の部分も僅かながら第2光源光により発光する。したがって、第2光源170の点灯時には車両用灯具103の正面全体が第2光源光により発光するので、車両用灯具100〜102とは異なる発光イメージを作り出すことができる。
図12は、本発明の実施形態のさらに他の例に係る車両用灯具200の正面図である。また、図13は、図12のX−X断面における断面図である。
車両用灯具200は、灯具正面側すなわち前方側が開口したボディ210と、当該開口を覆うようにボディ210に取り付けられたアウターカバー220とにより外装が構成されている。そして、これらボディ210およびアウターカバー220により形成される灯室内には、複数の点灯ユニット201,202,203,204,205,206が配される。
また、灯室内におけるアウターカバー220の内側には、複数の導光体261,262,263,264が配される。導光体261〜264は、略矩形の断面を有する棒状体であり、アウターカバー220の内面に沿って設けられている。また、導光体261〜264は、アウターカバー220の面方向について、各々が互いに離間して並列に設けられる。これらの導光体261〜264は、例えば透明あるいは半透明の合成樹脂材料により形成される。
導光体261〜264の一端側には、それぞれの導光体261〜264に対応して第2光源270が設けられている。第2光源270には、例えばLEDなどの半導体発光素子が好ましく用いられる。それぞれの第2光源270は、図13に例示するように、その発光面が導光体261〜264の各々の端部と対向するように設けられており、基板275に固定されている。基板275は、外部の電源から供給される発光電流を制御する制御回路が形成されており、ボディ210に取り付けられた仕切板211に固定されている。第2光源270は、基板275を介して供給される発光電流によって発光する。
第2光源270から発せられた第2光源光は、導光体261〜264の各々の端部から導光体261〜264の内部へと入射し、導光体261〜264の内部を内面反射しながら進みつつ、導光体261〜264の側面から周囲へと出射する。
複数の点灯ユニット201〜206は、それぞれ略同様の構成を有し、車両用灯具200の長手方向に沿って併設されている。以下では、点灯ユニット201について、図14および図15を参照して説明する。他の点灯ユニット202〜206については、以下に説明する点灯ユニット201と同様であるので説明を省略する。
図14は、図12のY−Y断面における断面図である。図15は、図12のY−Y断面における断面図に第1光源光の光路の一部を示した図である。図14に示すように、点灯ユニット201は、ボディ210の底面中央に配される第1光源230と、第1光源230の前方に配される光学部材240とを有する。
第1光源230は、LEDなどの半導体発光素子であり、その発光面が光学部材240中央に設けられた水平な入射面244と対向するように設けられている。また、第1光源230は、ボディ210の底面上に配される基板235に固定されている。基板235には、外部の電源から供給される発光電流を制御する制御回路が形成されており、第1光源230は、基板235を介して供給される発光電流によって発光する。以下において、第1光源230からの光を第1光源光と称する。
光学部材240は、第1光源230からの第1光源光が入射する入射面244,245と、入射面244へ入射した第1光源光が出射する出射面241と、入射面245へ入射した第1光源光を内面反射する反射面246,247と、反射面246で反射された第1光源光が出射する出射面242と、反射面247で反射された第1光源光が出射する出射面243とを有する。
第1光源230からの第1光源光のうち、第1光源230の光軸(図14に「Q」を付して示す灯具前後方向に伸びる直線)を中心として前方へ出射した光は、光学部材240の入射面244へと入射する。入射面244へ入射した第1光源光は、図15に示すように、凸レンズ形状の出射面241で略平行な光となって前方へと出射する。
したがって、光学部材240における入射面244と出射面241とに挟まれる部分は、本発明における第1光源光を透過する透過部として機能する。以下において、第1光源230から光学部材240の透過部を経て出射面241から出射する第1光源光を直射光と称する。
第1光源230からの第1光源光のうち、第1光源230の斜め前方および側方へ出射した光は、光学部材240の入射面245へと入射する。入射面245へ入射した第1光源光は、図15に示すように、反射面246,247で出射面242,243へ向けて内面反射される。
そして、反射面246,247で反射された第1光源光は、凸レンズ形状の出射面242,243で所定に集光されて導光体261〜264の近傍で焦点を結びつつ導光体261〜264の間を通って前方へ出射する。以下において、第1光源230から光学部材240の入射面245を経て出射面242,243から出射する第1光源光を反射光と称する。
第1光源230を点灯させた状態で点灯ユニット201を正面側から見た場合、第1光源230からの直射光および反射光が観察される。これらのうち、第1光源230の発光中心から光軸Qに対して角度αまでの範囲(図14において「M」を付して示す範囲)内の光成分が、第1光源230の点灯状態の視認性において特に重要な主配光Lとなる。なお、上記の角度αの大きさは、好ましくは10度であるが、例えば第1光源230の光量や点灯ユニット201の用途などによって異なる。
点灯ユニット201では、第1光源230から前方へと出射する第1光源光が直射光として主配光Lの大部分を占めるが、導光体261〜264は当該直射光を遮らない位置に設けられている。したがって、第1光源光の主配光領域内に導光体261〜264を設けた場合と比べて主配光Lの光量が大きく、第1光源230の点灯状態の視認性に優れる。
さらに、点灯ユニット201では、第1光源230から斜め上方および側方へと出射する第1光源光についても、光学部材240によって、導光体261〜264の間を通るように前方へ出射される。したがって、光学部材240を設けない場合と比べて前方への出射光量をより大きくすることができるので、第1光源230の点灯状態の視認性をより向上させることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。
100,101,102,103,200…車両用灯具
110,210…ボディ
120,220…アウターカバー
130,230…第1光源
135…発光部
136…ソケット部
150,151,152…リフレクタ
155,156,157,158,159…反射面
161,162,163,164,180,190,261,262,263,264…導光体
170,270…第2光源
175,235,275…基板
201,202,203,204,205,206…点灯ユニット
211…仕切板
240…光学部材
241,242,243…出射面
244,245…入射面
246,247…反射面

Claims (4)

  1. 前方が開口したボディと、
    前記開口を覆うように前記ボディに取り付けられるアウターカバーと、
    前記ボディおよび前記アウターカバーにより形成される灯室内に配される第1光源と、 前記第1光源からの第1光源光を前方へ向けて反射する光学部材と、
    前記灯室内に配される第2光源と、
    前記第2光源からの第2光源光が端部から入射されるとともに当該第2光源光の少なくとも一部を延出した側面から前方へと出射する導光体と、
    を備え、
    前記導光体は、前記第1光源光における主配光を形成する光成分を遮らない位置に設けられ
    前記導光体は、前記灯室内における前記光学部材の前方に互いに離間して並列に複数設けられ、
    前記光学部材は、主配光を形成する前記光成分が複数の前記導光体の間を通るように前記第1光源光を反射することを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記導光体は、前記主配光の光軸と垂直な平面に平行に延伸する棒状体であり
    前記光学部材は、前記導光体の近傍において焦点を結ぶように前記第1光源光を集光させることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記光学部材は、前記第1光源の前方に配されて前記第1光源光を透過する透過部を有し、
    前記導光体は、前記透過部を透過した透過光を遮らない位置に設けられ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。
  4. 前記第1光源は、光軸を中心に前方へ前記第1光源光を発光する半導体発光素子であることを特徴とする請求項に記載の車両用灯具。
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