JP5938228B2 - 導光部材および車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、光源から出射された光を所定の方向に導く導光部材、およびこれを備える車両用灯具に関する。

光源と長尺状の導光部材とを車両用灯具の灯室内に配置した構成が知られている（例えば特許文献１を参照）。光源から出射された光は、導光部材の内部を全反射しながら反射面（ステップ）が形成された領域に導かれ、当該ステップにより反射されることにより導光部材の外部に出射して所定の領域を照射する。

特開２０１１−２３８５８２号公報

導光部材の裏面（車両内側を向く面）の全域にわたってステップを形成し、特許文献１に記載のように導光部材に湾曲部を設けることにより、導光部材の表面（車両外側を向く面）全面を発光させて配光角（照射範囲）を大きくしたり、斬新な発光状態の外観を提供することができる。

しかしながら湾曲部においては、導光部材が直線上に延びている部分とは異なり、出射光の指向性が部分的に不揃いとなるために発光ムラが生ずる。発光ムラを解消するためには個々のステップの形状を調整する必要があり、導光部材の形状を設計する上での負担となっている。

よって本発明は、湾曲部を有する導光部材を用いつつも発光ムラが生ずることなく、導光部材の形状設計の容易化も可能な技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第１の態様は、導光部材であって、
少なくとも一つの湾曲部を有して延びる長尺状の本体部と、
前記湾曲部の少なくとも一部の表側面と裏側面とに、互いに対応するように配列された複数のステップとを備え、
光源から前記本体部の一端に入射されて前記裏側面に配列されたステップにより反射された光が、前記表側面に配列されたステップを通じて出射される構成とされており、
前記表側面に配列された前記ステップ同士の間の境界線は、所定方向から見た場合に、前記裏側面に配列された対応する前記ステップ同士の間の境界線と一致するように形成されている。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第２の態様は、車両用灯具であって、
灯室を区画形成する筐体と、
前記灯室内に配置され、少なくとも一つの湾曲部を有して延びる長尺状の導光部材と、
前記灯室内に配置された光源とを備え、
前記導光部材は、前記湾曲部の少なくとも一部の表側面と裏側面とに、互いに対応するように配列された複数のステップを備え、
前記光源から前記導光部材の一端に入射されて前記裏側面に配列されたステップにより反射された光が、前記表側面に配列されたステップを通じて出射される構成とされており、
前記表側面に配列された前記ステップ同士の間の境界線は、所定方向から見た場合に、前記裏側面に配列された対応する前記ステップ同士の間の境界線と一致するように形成されている。

第１の態様および第２の態様の構成によれば、裏面側のステップにより反射された光のうち、表面側のステップを通じて出射される光は拡散されるため、湾曲部は一様に発光しているように視認される。したがって発光ムラを解消するためにステップの形状を厳密に調整する必要がないため、導光部材の形状設計をする上での負担を軽減することができる。

また表側面に配列されたステップ同士の間の境界線は、所定方向から見た場合に、裏側面に配列された対応するステップ同士の間の境界線と一致するように形成されているため、光源の消灯時において導光部材の外部より視認される線の数を減らすことができる。したがって導光部材およびこれを備える車両用灯具の見栄えを向上させることができる。

前記ステップはそれぞれ前記境界線に加えて稜線または谷線を有し、前記表側面に配列された前記ステップの稜線または谷線は、前記所定方向から見た場合に前記裏側面に配列された対応する前記ステップの稜線または谷線と一致するように形成されている構成としてもよい。

このような構成によれば、光源の消灯時において導光部材の外部より視認される線の数をさらに減らすことができるため、導光部材およびこれを備える車両用灯具の見栄えをさらに向上させることができる。

前記表側面に配列された前記ステップは、それぞれシリンドリカルレンズを構成する形状とされ、前記裏側面に配列された前記ステップは、それぞれ前記境界線に加えて稜線または谷線を有し、前記裏側面に配列された前記ステップの稜線または谷線は、前記シリンドリカルレンズによって拡大視される領域を避けた位置に形成されている構成としてもよい。

このような構成によれば、表側面に露出する稜線をなくすことができる。さらに裏側面に配列されたステップの稜線または谷線はシリンドリカルレンズにより拡大視される位置を避けた位置に形成されているため、前記所定方向から視認されにくくすることができる。したがって導光部材の見栄えをさらに向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を模式的に示す正面図である。 図１における線II−IIに沿う部分横断面図であり、導光部材の車両用灯具への取付け構造を示すものである。 図１における導光部材の外観を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。 図１における線IV−IVに沿う部分横断面図であり、図３の導光部材における反射ステップと出射ステップの関係を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る導光部材における反射ステップと出射ステップの関係を模式的に示す図である。

添付の図面を参照しつつ本発明について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具１の構成を模式的に示す正面図である。車両用灯具１は車両の左側前端部に設置され、本発明の筐体としてのランプハウジング２が区画形成する灯室３の内部に、前照灯具ユニット１０と車幅灯具ユニット２０を格納している。前照灯ユニット１０は周知の構成を有するものであるため、詳細な説明は割愛する。

図２は、図１における線II−IIに沿う部分横断面図であり、車幅灯具ユニット２０の車両用灯具１への取り付け構造を示している。灯室３は、前述のランプハウジング２と、その前端に装着された透光カバー４により区画形成されている。符号５は灯室３の内部を外部から遮蔽するエクステンションを示している。

車幅灯具ユニット２０は、光源ユニット２１と導光部材２２を備えており、透光カバー４の内面に沿って導光部材２２が延びるように灯室３の前端部に配置される。光源ユニット２１は、本発明の光源としての発光素子２１ａが基板２１ｂに支持された構成とされている。本実施形態においては、発光素子２１ａは白色発光ダイオードである。

図３に本発明の一実施形態に係る導光部材２２の外観を示す。（ａ）は左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。導光部材２２は、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の樹脂からなる角柱状の透明な本体部を有している。本体部は、前端部２２ａ、第１湾曲部２２ｂ、第２湾曲部２２ｃ、第３湾曲部２２ｄ、および後端部２２ｅを有している。

導光部材２２が車両用灯具１に格納された状態において、前端部２２ａは灯室３の前端部における車両中央寄りに配置される。第１湾曲部２２ｂは、前端部２２ａから車両の斜め左後方に緩やかに湾曲しつつ、車両の斜め上方に直線状に延びる部分である（図１参照）。

第２湾曲部２２ｃは、第１湾曲部２２ｂの後端に連続しており、第１湾曲部２２ｂよりも大きい曲率で車両の後方および斜め上方に湾曲する部分である。

第３湾曲部２２ｄは、第２湾曲部２２ｃの後端に連続しており、車両の斜め上方に緩やかに湾曲しつつ、車両の後方に直線状に延びる部分である。後端部２２ｅは、第３湾曲部２２ｄの後端に連続しており、灯室３の後端部における車両外側寄りに配置される。

後端部２２ｅの後端面には、凹部２２ｆが形成されている。図２に示すように、導光部材２２が灯室３内に配置された状態において、基板２１ｂに支持された発光素子２１ａが凹部２２ｆに収容される構成とされている。

導光部材２２の本体部は、表側面２２ｇと裏側面２２ｈを有している。導光部材２２が灯室３内に配置されたとき、表側面２２ｇは実質的に車両の外側を向く面であり、裏側面２２ｈは実質的に車両の内側を向く面である。導光部材２２は第２湾曲部２２ｃにおいてねじれており、第３湾曲部２２ｄと後端部２２ｅにおいて表側面２２ｇは車両の上方を向き、裏側面２２ｈは車両の下方を向いている。

図３の（ｃ）に示すように、裏側面２２ｈのほぼ全体にわたり、複数の反射ステップ２３が本体部の延びる方向に沿って配列されている。反射ステップ２３は、それぞれが本体部の延びる方向と交差する向きに延びる突条として形成されている。図４に示すように、反射ステップ２３は、交互に繰り返す谷線２３ａと稜線２３ｂを形成する傾斜面２３ｃを有している。

光源ユニット２１の発光素子２１ａから出射された光は、本体部の一端としての後端部２２ｅに入射する。入射光は、導光部材２２の内面２２ｉにより全反射されながら本体部の延びる方向に沿って進行し、その一部が反射ステップ２３の傾斜面２３ｃにより形成されている内部反射面２３ｄにより反射される。

内部反射面２３ｄにより反射された光の一部は、導光部材２２の内面２２ｉにより全反射されることなく導光部材２２の表側面２２ｇの一部より出射され、照明光として視認される。以降の説明においては、反射ステップ２３により反射された光が出射する部分を光出射部と称する。

図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、表側面２２ｇの第２湾曲部２２ｃに対応する部分には、複数の出射ステップ２４が本体部の延びる方向に沿って配列されている。出射ステップ２４は、それぞれが本体部の延びる方向と交差する向きに延びる突条として形成されている。

図４に示すように、出射ステップ２４は、交互に繰り返す谷線２４ａと稜線２４ｂを形成する傾斜面２４ｃを有している。内部反射面２３ｄにより反射された光のうち、出射ステップ２４を通じて出射される光は、傾斜面２４ｃにより拡散される。

導光部材の湾曲部において発生する傾向にある発光ムラは、光出射部の湾曲によって出射光の指向性が部分的に不揃いになることを原因としている。本実施形態においては、傾斜面２４ｃの拡散効果により出射光の指向性の一致を積極的に失わせることによって発光ムラの発生を防止している。結果として、表側面２２ｇの第２湾曲部２２ｃは一様に発光しているように視認される。

したがって、発光ムラを解消するために反射ステップ２３の形状を厳密に調整する必要がないため、導光部材２２の形状設計をする上での負担を軽減することができる。

また出射ステップ２４は、それぞれが導光部材２２が延びる方向と交差する向きに延びる突条として形成されているため、導光部材２２が延びる向きに出射光を積極的に拡散させることができる。図３の（ｂ）に示す第２湾曲部２２ｃに形成された出射ステップ２４によって第１湾曲部２２ｂや第３湾曲部２２ｄの側にも配光しうるため、視認角を大きくすることができる。

図４に一点鎖線で示すように、表側面２２ｇの出射ステップ２４同士の境界線Ｂ１は、所定方向Ａから見た場合に、裏側面２２ｈの対応する反射ステップ２３同士の境界線Ｂ２と一致するように形成されている。具体的には、車両の前方からは各出射ステップ２４の稜線２４ｂと各反射ステップ２３の谷線２３ａが重なって見える。

また図４に二点鎖線で示すように、各出射ステップ２４の谷線２４ａは、上記の所定方向Ａから見た場合に、各反射ステップ２３の稜線２３ｂと一致するように形成されている。すなわち車両の前方からは谷線２４ａと稜線２３ｂが重なって見える。

上記の構成によれば、発光素子２１ａの消灯時において導光部材２２の外部より視認される線の数を減らすことができるため、導光部材２２およびこれを備える車両用灯具１の見栄えを向上させることができる。

反射ステップ２３と出射ステップ２４は必ずしも一対一に対応して形成されることを要しない。所定方向から見た場合に出射ステップの境界線が反射ステップの境界線と一致するように対応して配列される限りにおいて、例えば符号２５で示す出射ステップのように、２つの反射ステップ２３に跨って形成されてもよい。所定方向Ａからは出射ステップ２５の谷線２５ａと稜線２５ｂが、それぞれ反射ステップ２３の谷線２３ａ（境界線Ｂ２）と重なって見える。

すなわち反射ステップ２３の谷線２３ａは必ずしも出射ステップ２４の稜線２４ｂと重なって見えることを要せず、谷線２４ａと重なって見えるように反射ステップ２３と出射ステップ２４の形状を定めてもよい。また反射ステップ２３の稜線２３ｂは、必ずしも出射ステップ２４の谷線２４ａまたは稜線２４ｂと重なって見えることを要しない。

図５に本発明の第２の実施形態に係る導光部材２２Ａを示す。第１の実施形態に係る導光部材２２と同一・同様・同等の構成要素については同一の参照番号を付与し、重複する説明は割愛する。

導光部材２２Ａの車両用灯具１における配置等は、第１の実施形態に係る導光部材２２と同様である。本実施形態の導光部材２２Ａは出射ステップ２４Ａの形状が第１の実施形態に係る導光部材２２と相違する。具体的には、各出射ステップ２４Ａは湾曲した表面２４ｅを有しており、隣接する出射ステップ２４Ａとの間に谷線２４ｆを区画形成している。したがって表側面２２ｇにおいて視認されるステップの稜線をなくすことができる。

さらに図５に一点鎖線で示すように、表側面２２ｇの出射ステップ２４Ａ同士の境界線Ｂ３は、所定方向Ａから見た場合に、裏側面２２ｈの反射ステップ２３同士の境界線Ｂ２と一致するように形成されている。具体的には、車両の前方からは各出射ステップ２４Ａの谷線２４ｆと各反射ステップ２３の谷線２３ａが重なって見える。

また各出射ステップ２４Ａは、シリンドリカルレンズを構成する形状とされている。反射ステップ２３の稜線２３ｂは、破線で示す当該シリンドリカルレンズの焦点Ｆすなわち拡大視される領域を避けた位置に形成されているため、稜線２３ｂを所定方向Ａより視認されにくくすることができる。

したがって発光素子２１ａの消灯時において導光部材２２Ａの外部より視認される線の数をさらに減らすことができるため、導光部材２２Ａおよびこれを備える車両用灯具１の見栄えをさらに向上させることができる。

また内部反射面２３ｄにより反射された光のうち、出射ステップ２４Ａを通じて出射される光は湾曲した表面２４ｅにより拡散されるため、出射光の指向性の一致をより積極的に失わせることができる。結果として、表側面２２ｇの第２湾曲部２２ｃを確実に一様に発光させることができる。

なお符号２６で示す出射ステップのように、湾曲した表面を有するステップと稜線を形成する傾斜面を有するステップとが出射ステップ２４Ａとして混在する構成としてもよい。

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

所定方向Ａは、必ずしも車両の前方からであることを要せず、適宜に定めてよい。

上記実施形態のように導光部材２２、２２Ａが複数の湾曲部を備える必要はなく、用途に応じて少なくとも一つの湾曲部を有する構成であればよい。また出射ステップ２４、２４Ａは湾曲部の全体に形成される必要はなく、その少なくとも一部に形成される構成としてもよい。例えば一つの湾曲部が曲率の小さい部分（第１部分）と曲率の大きい部分（第２部分）を有している場合、より発光ムラが生じやすい第２部分にのみ出射ステップ２４、２４Ａを形成することにより、加工コストを抑制しつつ、発光ムラの発生を効果的に防止できる。

発光素子２１ａから出射される光は、導光部材２２の前端部２２ａから入射する構成としてもよい。また発光素子２１ａは白色発光ダイオードに限られるものではなく、レーザダイオード等を用いてもよい。また発光素子の代わりにランプ光源を用いてもよい。

１：車両用灯具、２：ランプハウジング、３：灯室、２１ａ：発光素子、２２：導光部材、２２ａ：前端部、２２ｂ：第１湾曲部、２２ｃ：第２湾曲部、２２ｄ：第３湾曲部、２２ｅ：後端部、２２ｇ：表側面、２２ｈ：裏側面、２３：反射ステップ、２３ａ谷線、２３ｂ：稜線、２４：出射ステップ、２４ａ：谷線、２４ｂ：稜線、２４Ａ：出射ステップ、Ｂ１：出射ステップ２４同士の境界線、Ｂ２：反射ステップ２３同士の境界線、Ｂ３：出射ステップ２４Ａ同士の境界線、Ｆ：焦点

Claims (5)

1. 少なくとも一つの湾曲部を有して延びる長尺状の本体部と、
   前記湾曲部の少なくとも一部の表側面に配列されている複数の表側ステップと、
   前記湾曲部の少なくとも一部の裏側面に配列されている複数の裏側ステップと、
   を備えており、
   光源から前記本体部の一端に入射されて前記複数の裏側ステップにより反射された光が、前記複数の表側ステップを通じて出射される構成とされており、
   隣接した第一の前記複数の表側ステップ同士の間の第一境界線は、前記本体部の延びる方向と斜めに交差する所定方向から見た場合に、対応する隣接した第一の前記複数の裏側ステップ同士の間の第二境界線と一致しており、
   隣接した第二の前記複数の表側ステップ同士の間の第三境界線は、前記所定方向から見た場合に、対応する隣接した第二の前記複数の裏側ステップ同士の間の第四境界線と一致している、導光部材。
2. 前記複数の表側ステップは、それぞれ表側稜線または表側谷線を有しており、
   前記複数の裏側ステップは、それぞれ裏側稜線または裏側谷線を有しており、
   前記表側ステップの前記表側稜線または表側谷線は、前記所定方向から見た場合に、対応する前記裏側ステップの前記裏側稜線または裏側谷線と一致している、請求項１に記載の導光部材。
3. 前記複数の表側ステップは、それぞれシリンドリカルレンズを構成しており、
   前記複数の裏側ステップは、それぞれ裏側稜線または裏側谷線を有しており、
   前記裏側稜線または裏側谷線は、前記シリンドリカルレンズによって拡大視される領域を避けた位置に形成されている、請求項１に記載の導光部材。
4. 前記所定方向と直交する向きから見た場合に、前記第一境界線および前記第二境界線を結ぶ線分と、前記第三境界線および前記第四境界線を結ぶ線分は、平行に延びている、請求項１から３のいずれか一項に記載の導光部材。
5. 灯室を区画形成する筐体と、
   前記灯室内に配置され、少なくとも一つの湾曲部を有して延びる長尺状の導光部材と、 前記灯室内に配置された光源と、
   を備えており、
   前記導光部材は、
   前記湾曲部の少なくとも一部の表側面に配列されている複数の表側ステップと、
   前記湾曲部の少なくとも一部の裏側面に配列されている複数の裏側ステップと、
   を備えており、
   前記光源から前記導光部材の一端に入射されて前記複数の裏側ステップにより反射された光が、前記複数の表側ステップを通じて出射される構成とされており、
   隣接した第一の前記表側ステップ同士の間の第一境界線は、前記導光部材の延びる方向と斜めに交差する所定方向から見た場合に、対応する隣接した第一の前記複数の裏側ステップ同士の間の第二境界線と一致しており、
   隣接する第二の前記複数の表側ステップ同士の間の第三境界線は、前記所定方向から見た場合に、対応する隣接した第二の前記複数の裏側ステップ同士の間の第四境界線と一致している、車両用灯具。

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