JP6343601B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は車両用灯具に関し、特に、導光体を備えた車両用灯具に関する。

車両用前照灯に搭載されるクリアランスランプや、車両後方に設けられるテールランプとして、ＬＥＤ等の光源からの光を棒状の導光体にその一端側から入射させ、内部を導光させながら周面から前方へ出射させるように構成されたものが知られている。従来では、例えば特許文献１に記載されるような車両用灯具が提案されている。

特開２０１２−１７４６４１号公報

特許文献１に記載の車両用灯具では、光源からの光の一部が、導光体に入射せずに直接灯具前方に照射されるのを抑止するため、光源を取り囲むように遮光部材が設けられている。逆にいえば、この遮光部材によって光源から灯具前方に向かう光の一部が遮られ、光源からの光を有効に利用できていない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光体を備えた車両用灯具において、光源からの光の利用効率を向上できる技術を提供することにある。

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は、光源からの光を制御して灯具前方に向けて出射する光制御部材と、光制御部材の少なくとも前面側を覆うように設けられ、光制御部材から出射された光を散乱させる光学部材と、を備える。光制御部材は、光源からの光を一端側から入射させて、内部を導光させながら延出方向に沿った出射面から灯具前方に向けて出射する導光部と、一端側に形成され、光源からの光を屈折させて灯具前方に向けて出射する屈折部と、を含む。

この態様によると、光源からの光が導光部を導光し、その出射面から灯具前方に向けて出射されるのに加え、光源からの光が屈折部で屈折されて灯具前方に向けて出射される。導光部および屈折部から出射された光は光学部材により散乱光になる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、導光体を備えた車両用灯具において、光源からの光の利用効率を向上できる。

実施の形態に係る車両用灯具の概略正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面の第２灯具ユニット周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 実施の形態に係る車両用灯具の光制御部材の斜視図である。 図４の屈折部周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図７（ａ）、（ｂ）は反射部材および光制御部材を示す上面図および底面図である。 変形例に係る車両用灯具の第２灯具ユニットの断面図である。 変形例に係る車両用灯具の光制御部材の斜視図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、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、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態に係る車両用灯具１０の概略正面図である。ここでは車両用灯具１０は、車両後方に設けられるテールランプである。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。車両用灯具１０は、ランプボディ２０と、透光カバー３０と、それぞれテールランプ配光を形成する第１灯具ユニット４０と第２灯具ユニット５０と、を備える。
以降、透光カバー３０側を前側、ランプボディ２０側を後側として説明する。

ランプボディ２０は開口を有する箱状に形成される。透光カバー３０は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。透光カバー３０はランプボディ２０の開口部に取り付けられる。

第１灯具ユニット４０は、ランプボディ２０に形成された光源固定用貫通孔２１に挿通され、ランプボディ２０に対して固定されている。図２では、第１灯具ユニット４０として反射型の灯具ユニットが示される。反射型の第１灯具ユニット４０は公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、第１灯具ユニット４０の種類は特に限定されず、例えばプロジェクタ型の灯具ユニットであってもよい。第２灯具ユニット５０は、ランプボディ２０と透光カバー３０とによって形成される灯室１２内に配置される。第２灯具ユニット５０は、ここでは第１灯具ユニット４０の下方に配置されている。以下、第２灯具ユニット５０について詳述する。

図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面の第２灯具ユニット５０周辺を拡大して示す拡大断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５は、図３および図４の光制御部材の斜視図である。第２灯具ユニット５０は、ＬＥＤ５１と、基板５２と、光制御部材５３と、反射部材５４と、インナーレンズ５５と、を有する。ＬＥＤ５１は、光制御部材５３に光を供給する光源である。基板５２はＬＥＤ５１を搭載する。すなわち、基板５２は、ＬＥＤ５１を搭載するための光源搭載部として機能する。

光制御部材５３は、導光部６１と、屈折部６２と、第１固定部６５と、第２固定部６６とを有する。これらは、アクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂を用いて、射出成形により一体成形される。一体成形すると、両者を結合する工程が不要となるため、加工コストを低減できる。なお、これらは、別々に形成された後に結合されてもよい。

導光部６１は、断面が略矩形状の棒状の部材である。図４に示すように、導光部６１はわずかに湾曲した形状を有する。なお、導光部６１は、直線形状、その他の形状であってもよい。導光部６１は、その一端側の端面６１ａがＬＥＤ５１の近傍に位置するよう配置される。この端面６１ａは、ＬＥＤ５１からの光を入射する入射面として機能する。端面６１ａから入射した光は、他端側の端面６１ｇに向けて導光部６１内を進む。

導光部６１の後面６１ｃには、導光部６１内を進む光の一部を、前面６１ｂに向けて反射する複数のステップ６１ｆが導光部６１の延出方向に沿って形成されている。ステップ６１ｆによって前面６１ｂに向けて反射された光は、前面６１ｂから導光部６１の外部に出射される。すなわち、導光部６１の前面６１ｂは、光を灯具前方に出射する出射面として機能する。ステップ６１ｆの形状、大きさ、配列ピッチ等は、テールランプとして要求される強度の光が前面６１ｂから前方に出射されるように設計される。一例としては、端面６１ａから他端側の端面６１ｇに向かうにつれて、配列ピッチを狭くしてもよい。

また、端面６１ａから入射した光の一部は、平面上の上面６１ｄと下面６１ｅとの間で反射を繰り返しながら導光部６１内を進む。このとき、一部の光は上面６１ｄまたは下面６１ｅにより反射されることなく、導光部６１の外部に出射される。つまり、断面が矩形状を有することにより、前面６１ｂから光が出射されるのに加え、上面６１ｄおよび下面６１ｅからも光が出射される。これにより、導光部６１を比較的太い帯状に発光させることができる。

屈折部６２は、導光部６１の端面６１ａ側の外縁に連設され、ＬＥＤ５１の灯具前方側を覆うように設けられる。図６は、図４の屈折部６２周辺を拡大して示す拡大断面図である。図６における矢印は光線を示す。屈折部６２は、導光部６１の端面６１ａ側の端部から灯具前方側に突出する第１の屈折部６３と、第１の屈折部６３の導光部６１とは反対側の端部から導光部６１の端面６１ｇから離れる方向に突出する第２の屈折部６４とを有する。第１の屈折部６３は、ＬＥＤ５１からの光が入射する入射面６３ａと、入射光を灯具前方に出射する出射面６３ｂとを有する。同様に、第２の屈折部６４は入射面６４ａと出射面６４ｂとを有する。この入射面６３ａ、６４ａと出射面６３ｂ、６４ｂとによって、ＬＥＤ５１からの直接光を屈折させ、導光部６１の外縁から基板５２の灯具前方側にかけて拡散させて出射させる。屈折部６２から出射されたこの光と、導光部６１から出射された光とによって、連なった一つの帯状の光が形成される。このように、屈折部６２により、導光部６１に入射されない光の一部を有効に利用することができる。

また屈折部６２に入射された光は、導光部６１の外縁から基板５２の灯具前方側にかけて拡散されて出射されるため、ＬＥＤ５１近傍が極端に明るく光る輝度ムラが抑えられる。つまり、導光部６１に入射されない光を遮るための遮光部材を設けなくともＬＥＤ５１近傍の輝度ムラを抑えられる。そのため、第２灯具ユニット５０の部品点数を減らすことができる。図３〜図５に戻る。

第１固定部６５は、第２の屈折部６４の第１の屈折部６３とは反対側の端部から、後方に突出するよう形成される。第２固定部６６は、導光部６１の端面６１ｇ側の端部から後方に突出するよう形成される。この第１固定部６５と第２固定部６６とがランプボディ２０に固定されることにより、光制御部材５３全体がランプボディ２０に固定される。ここでは、第２固定部６６がランプボディ２０に当接して位置決めされた状態で、第１固定部６５がランス係合によりランプボディに固定される。もちろん、第１固定部６５および／または第２固定部６６は、ボルトやその他の手段によりランプボディ２０に固定されてもよい。

反射部材５４は断面が略コ字状の部材であり、光制御部材５３の後方に設けられる。反射部材５４は、互いに対向する上側反射部５４ａおよび下側反射部５４ｂと、上側反射部５４ａと下側反射部５４ｂとの間に介在する基部５４ｃとを有する。上側反射部５４ａ、下側反射部５４ｂ、および基部５４ｃは、乳白色に着色されたアクリル樹脂を用いて、射出成形により一体成形される。

上側反射部５４ａは導光部６１の上面６１ｄに対向し、上面６１ｄから漏れ出た光の一部を導光部６１に向けて反射させる。同様に、下側反射部５４ｂは導光部６１の下面６１ｅに対向し、下面６１ｅから漏れ出た光の一部を導光部６１に向けて反射させる。上側反射部５４ａおよび下側反射部５４ｂにより反射された光は、導光部６１内に戻り、再び導光部６１内を導光する。これにより、光が導光部６１内を端面６１ａから端面６１ｇに向けて進むにつれて光量が減少するのを低減することができる。なお、上側反射部５４ａは、上面６１ｄから漏れ出た光の少なくとも一部を導光部６１に向けて反射できればよく、例えばアクリル樹脂の反射面をアルミ蒸着することにより形成されてもよい。下側反射部５４ｂについても同様である。

インナーレンズ５５は、光制御部材５３の前面全体、すなわち導光部６１および屈折部６２の前面全体を覆うように設けられる。インナーレンズ５５は、延出方向に直交する断面が略コ字状を有する。インナーレンズ５５は、互いに対向する上面部５５ａおよび下面部５５ｂと、上面部５５ａと下面部５５ｂとの間に介在する前面部５５ｃとを有する。インナーレンズ５５は、上面部５５ａが光制御部材５３より上方に位置し、下面部５５ｂが光制御部材５３より下方に位置するよう構成される。導光部６１および屈折部６２から出射された光の一部は、前面部５５ｃを通過して灯具前方に出射される。これに加え光の一部は、上面部５５ａまたは下面部５５ｂを通過して灯具前方に出射される。これにより、車両用灯具１０を上方または下方から見た場合も第２灯具ユニット５０が帯状に発光して見えるため、車両用灯具１０の被視認性が向上する。

インナーレンズ５５には、光を散乱させる拡散剤が配合されている。この拡散剤は、例えば白色樹脂片、金属粉、ガラスの微粒子などである。これにより、導光部６１および屈折部６２からの光がインナーレンズ５５を通過することにより指向性の弱い散乱光になる。つまり、輝度ムラが少ない均一な光になる。なお、拡散剤はインナーレンズ５５の表面に配置されてもよい。また、拡散剤の代わりに、または拡散剤とともに、インナーレンズ５５の表面を粗面化したいわゆるシボ加工が施されてもよい。シボ加工によっても拡散剤と同様の効果が得られる。

ここで、光源からの光を導光体に入射させ、内部を導光させながら周面から前方へ出射させる技術では、光源から離れるほど導光体から出射される光量が少なくなるという課題がある。これに対応するための第２灯具ユニット５０の構成について説明する。なお、以下では各項目を（１）から（３）として説明するが、これらは任意に組み合わせて使用されればよい。

（１）導光部６１は、端面６１ａから端面６１ｇに近づくほど前面６１ｂと後面６１ｃとが近接し、導光部６１の厚みが薄くなるよう形成される。別の言い方をすると、導光部６１は、端面６１ａから端面６１ｇに近づくほどその延出方向に直交する断面の面積が減少するよう形成される。導光部６１がこうした形状を有することで、端面６１ｇに近づくにつれて光が出射しやすくなるため、導光部６１を比較的一様に発光させることができる。

（２）また導光部６１は、端面６１ａから端面６１ｇに近づくほど、インナーレンズ５５と近接するよう配置される。別の言い方をすると、導光部６１は、導光部６１とインナーレンズ５５との隙間が、端面６１ａ側から端面６１ｇ側に近づくほど狭くなるよう配置される。これにより、導光部６１から出射された光は、端面６１ｇに近づくにつれインナーレンズ５５に到達しやすくなるため、インナーレンズ５５を通過して出射される光を、端面６１ａ側から端面６１ｇ側にかけて一様にすることができる。

（３）図７（ａ）、（ｂ）は反射部材５４および光制御部材５３を示す上面図および底面図である。図７（ａ）に示すように、上側反射部５４ａは、導光部６１の上面６１ｄと対向する面積が、端面６１ａから端面６１ｇに近づくにつれて小さくなるよう形成される。同様に、図７（ｂ）に示すように、下側反射部５４ｂは、下面６１ｅと対向する面積が、端面６１ａから端面６１ｇに近づくにつれて小さくなるよう形成される。これにより、端面６１ａから端面６１ｇに近づくにつれて光量が減少するのを抑えつつ、上面６１ｄまたは下面６１ｅを端面６１ａ側から端面６１ｇ側にかけて一様に発光させることができる。

以上のように構成された第２灯具ユニット５０の動作について説明する。ＬＥＤ５１に電流が供給されると、ＬＥＤ５１から光が出射される。ＬＥＤ５１から出射された光の一部は、端面６１ａより導光部６１内に入射する。導光部６１に入射した光は、全反射を繰り返しながら導光部６１内を進行する。導光部６１を進行する間に導光部６１の後面６１ｃに設けられたステップ６１ｆに入射した光は、前面６１ｂに向けて反射され、前面６１ｂから出射される。導光部６１の延出方向に沿って設けられた各ステップ６１ｆにおいて同様の反射が生じることにより、前面６１ｂの略全領域から光が出射される。また、導光部６１を進行する光の一部は、上面６１ｄまたは下面６１ｅから導光部６１外に出射される。この光の一部は、反射部材５４により導光部６１に戻され、再び導光部６１を導光する。このようにして、導光部６１に入射した光は、前面６１ｂ、上面６１ｄおよび下面６１ｅから導光部６１外に出射される。

また、ＬＥＤ５１から出射された光の一部は、第１の屈折部６３または第２の屈折部６４に入射する。第１の屈折部６３および第２の屈折部６４は、ＬＥＤ５１からの直接光を屈折させ、導光部６１の外縁から基板５２の灯具前方側にかけて拡散させて出射させる。導光部６１、第１の屈折部６３および第２の屈折部６４から出射された光はインナーレンズ５５を介して車両用灯具１０前方に照射される。

以上説明した本実施の形態に係る車両用灯具１０によると、導光部６１に入射されない光の一部が、導光部６１の外縁から基板５２の灯具前方側にかけて拡散され、灯具前方に出射される。すなわち、ＬＥＤ５１からの光を有効に利用することができる。また、本実施の形態に係る車両用灯具１０によると、導光部６１および屈折部６２から出射された光が、拡散剤を有するインナーレンズ５５を介して灯具前方に出射される。これにより、指向性の弱い散乱光になり、輝度ムラが少ない均一な帯状の光が形成される。また、導光部６１は、断面が略矩形状の形状を有し、その前面６１ｂに加え、上面６１ｄおよび下面６１ｅからも光が出射される。このため、比較的幅が広い帯状に発光させることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

（変形例１）
実施の形態に係る車両用灯具１０と変形例１に係る車両用灯具との主な違いは、光制御部材５３の形状である。図８は、変形例１に係る車両用灯具の第２灯具ユニット５０の断面図である。図８は図４に対応する。また図９は、変形例に係る車両用灯具の光制御部材５３の斜視図である。図９は図５に対応する。本変形例では、第１の屈折部６３の出射面６３ｂにシリンドリカル状のステップ６３ｃが形成されている。また第２の屈折部６４の出射面６４ｂにシリンドリカル状のステップ６４ｃが形成されている。光の出射方向（灯具の前後方向）と比較的平行な出射面６３ｂには、第１の屈折部６３の延出方向に直交する方向（上下方向）に沿ってステップ６３ｃが並べられている。一方、出射面６４ｂには、第２の屈折部６４の延出方向に沿ってステップ６４ｃが並べられている。これにより、出射面６３ｂを通過した光は上下方向に拡散され、出射面６４ｂを通過した光は左右方向に拡散される。そのため、ＬＥＤ５１近傍の輝度ムラがより一層抑えられる。

（変形例２）
実施の形態では、インナーレンズ５５の断面が略コ字状である場合について説明したが、これに限られない。インナーレンズ５５は、例えば断面が略Ｌ字状、円弧状、その他の屈曲または湾曲した形状であってもよい。

（変形例３）
実施の形態では、屈折部６２が第１の屈折部６３と第２の屈折部６４とを有する場合について説明したが、これに限られない。屈折部６２は、ＬＥＤ５１の灯具前方側を覆い、ＬＥＤ５１からの光を屈折させ、導光部６１の外縁から基板５２の灯具前方側にかけて拡散させて出射できればよい。したがって、例えば屈折部６２は、第１の屈折部６３を有さず、第２の屈折部６４が導光部６１に連設されてもよい。

（変形例４）
実施の形態では、車両用灯具１０がテールランプである場合について説明したが、これに限られず、例えばストップランプ、クリアランスランプ、ターンランプ、リアコンビネーションランプであってもよい。

１０ 車両用灯具、 ２０ ランプボディ、 ３０ 透光カバー、 ４０ 第１灯具ユニット、 ５０ 第２灯具ユニット、 ５１ ＬＥＤ、 ５２ 基板、 ５３ 光制御部材、 ５４ 反射部材、 ５５ インナーレンズ、 ６１ 導光部、 ６２ 屈折部、 ６３ 第１の屈折部、 ６４ 第２の屈折部、 ６５ 第１固定部、 ６６ 第２固定部。

本発明は、導光体を備えた車両用灯具に利用可能である。

Claims (6)

1. 光源からの光を制御して灯具前方に向けて出射する光制御部材と、
   前記光制御部材の少なくとも前面側を覆うように設けられ、前記光制御部材から出射された光を散乱させる光学部材と、を備え、
   前記光制御部材は、
   前記光源からの光を一端側から入射させて、内部を導光させながら延出方向に沿った出射面から灯具前方に向けて出射する導光部と、
   前記一端側に形成され、前記光源からの光を屈折させて灯具前方に向けて出射する屈折部と、を含み、
   前記導光部は、前記一端側から他端側に近づくほど厚みが薄くなるように形成されており、
   前記導光部の上面と対向する上側反射部を有する反射部材をさらに備え、
   前記上側反射部は、前記導光部の上面と対向する面積が、前記一端側から前記他端側に近づくにつれて小さくなるよう形成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記導光部と前記屈折部とは一体成形されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記屈折部には、前記光制御部材を固定する固定部が形成されてい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. 前記光学部材は、拡散剤を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記導光部は、前記一端側から前記他端側に近づくほど、前記光学部材と近接することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
6. 前記屈折部は、前記導光部の前記一端側の端部から灯具前方側に突出する第１の屈折部と、当該第１の屈折部の前記導光部とは反対側の端部から前記導光部の前記一端側から離れる方向に突出する第２の屈折部と、を有し、
   前記第１の屈折部に拡散部が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。

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