JP6398365B2 - 車両用導光部材、車両用灯具 - Google Patents

車両用導光部材、車両用灯具 Download PDF

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Description

この発明は、車両用導光部材に関するものである。また、この発明は、車両用導光部材を使用する車両用灯具に関するものである。
車両用導光部材、車両用導光部材を使用する車両用灯具は、従来からある(たとえば、特許文献1)。従来の車両用導光部材、従来の車両用導光部材を使用する車両用灯具(以下、単に「従来の車両用灯具」と称する)は、光源と、導光体と、光拡散部材と、を備え、導光体が、光入射部と、分岐部と、分岐部から長手方向に延びる照射部と、を有し、光拡散部材が、分岐部の分岐側に隣接する位置に設けられていて、導光体が、分岐部の分岐箇所を含む一部の厚みが薄くなるように形成された切欠部を有するものである。従来の車両用灯具は、光源からの光が導光体の光入射部から導光体中に入射し、その入射光が分岐部で2方向に分岐されて長手方向に延びる照射部から外部に照射される。また、従来の車両用灯具は、分岐部から照射される光が、光拡散部材および切欠部により、分岐部において暗部が生じることなく、ムラなく照射される。
特開2012−129146号公報
ところが、従来の車両用灯具は、照射部が分岐部から長手方向に延びるものである。このために、従来の車両用灯具は、長手方向に延びる照明光を得ることができるが、任意の2方向に延びる照明光を得ることができない。
この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、任意の2方向に延びる照明光を得ることができない、という点にある。
この発明は、内部での全反射を利用して光を導く棒形状の車両用導光部材において、光を入射させる入射面を有する入射部と、入射された光を任意の2方向に分岐させる分岐部と、分岐された光をそれぞれ出射させる第1出射面を有する第1出射部および第2出射面を有する第2出射部と、を備え、前記第1出射部は、前記分岐部から第1の曲率で湾曲され、前記第2出射部は、前記分岐部から前記第1の曲率よりも小さい第2の曲率で前記第1出射部とは異なる方向に湾曲され、前記分岐部のうち前記第1出射部を形成する部分には、溝部が設けられていて、前記溝部の底面は、前記第1出射部側に導かれる光を前記第2出射部側に反射させる反射面であって、前記第2出射部の外面を延長した延長外面に沿って設けられており、前記第2出射部には、光を前記第2出射面側に反射させる出射部反射面が設けられていて、前記溝部の底面は、前記第1出射部側に導かれる光が前記出射部反射面を介して前記第2出射面のうち前記分岐部に隣接する部分に到達するように設けられる、ことを特徴とする。
この発明は前記溝部の幅は、前記出射部反射面の幅と同等もしくは小さい、ことを特徴とする。
この発明は、灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、灯室内に配置されている光源および前記の請求項1または2に記載の車両用導光部材と、を備える、ことを特徴とする。
この発明の車両用導光部材、車両用灯具は、入射された光が、分岐部から任意の2方向に分岐された第1出射部と第2出射部とにそれぞれ分岐し、かつ、第1出射部の第1出射面および第2出射部の第2出射面から外部にそれぞれ出射する。この結果、任意の2方向に延びる照明光を得ることができる。特に、この発明の車両用導光部材、車両用灯具は、第1出射部のうち分岐部に隣接する部分には暗部が生じないが、第2出射部のうち分岐部に隣接する部分には暗部が生じる場合において、溝部の底面により、第1出射部側に導かれる光を第2出射部側に反射させることができる。このために、第2出射部のうち分岐部に隣接する部分の暗部を解消することができ、第1出射部の第1出射面および第2出射部の第2出射面がムラなく均一に発光することができる。
図1は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具の実施形態を示す正面図である。 図2は、車両用導光部材を示す一部拡大正面図である。 図3は、車両用導光部材の第1出射部中の光路を示す説明図(図2におけるIII−III線断面説明図)である。 図4は、車両用導光部材の第2出射部中の光路を示す説明図(図2におけるIV−IV線断面説明図)である。 図5は、溝部を設けなかった場合の車両用導光部材の第1出射部および第2出射部中の光路を示す説明図である。 図6は、溝部を設けた場合の車両用導光部材の第1出射部および第2出射部中の光路を示す説明図である。 図7は、第2出射部のみからなる場合の車両用導光部材中の光路を示す説明図である。 図8は、車両用導光部材の第1出射部および第2出射部中の光路を示す説明図である。 図9は、車両用導光部材の分岐部を示す断面図(図4におけるIX−IX線拡大断面図)である。
以下、この発明にかかる車両用導光部材の実施形態(実施例)の1例およびこの発明にかかる車両用灯具の実施形態(実施例)の1例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用導光部材、車両用灯具を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。
図1〜図7において、符号「F」は、車両の前側(車両の前進方向側)を示す。符号「B」は、車両の後側を示す。符号「U」は、ドライバー側から前側Fを見た車両の上側を示す。符号「D」は、ドライバー側から前側Fを見た車両の下側を示す。符号「L」は、ドライバー側から前側Fを見た場合の車両の左側を示す。符号「R」は、ドライバー側から前側Fを見た場合の車両の右側を示す。
なお、図3において、第1出射部の反射面および段差面と溝部との図示を省略する。また、図4〜図7において、第2出射部の反射面および段差面の図示を省略する。さらに、図3〜図7、図8(B)、図8(C)において、車両用導光部材のハッチングを省略する。
図8(A)は、第1出射部および第2出射部の光路を示す一部正面説明図である。図8(B)は、図8(A)におけるB−B線断面説明図である。図8(C)は、図8(A)におけるC−C線断面説明図である。
(実施形態の構成の説明)
以下、この実施形態にかかる車両用導光部材、車両用灯具の構成について説明する。図1中、符号1は、この実施形態にかかる車両用灯具である。前記車両用灯具1は、たとえば、クリアランスランプを備える車両用前照灯やヘッドランプなどのフロントコンビネーションランプである。前記車両用灯具1は、車両(図示せず)の前部の左右両側L、Rに搭載されている。
以下、車両の左側Lに搭載される左側の車両用灯具1について説明する。なお、車両の右側Rに搭載される右側の車両用灯具は、左側の車両用灯具1と左右逆でその他がほぼ同様の構成をなすので、説明を省略する。
(車両用灯具1の説明)
前記車両用灯具1は、図1に示すように、ランプハウジング2と、ランプレンズ(たとえば、素通しのアウターカバー、アウターレンズなど)3と、ロービーム用ヘッドランプ4と、ハイビーム用ヘッドランプ5と、クリアランスランプとしてのランプユニット6と、を備えるものである。
前記ランプハウジング2および前記ランプレンズ3は、灯室7を区画する。前記灯室7内には、前記ロービーム用ヘッドランプ4および前記ハイビーム用ヘッドランプ5および前記ランプユニット6がそれぞれ配置されている。
なお、前記灯室7内には、前記ロービーム用ヘッドランプ4および前記ハイビーム用ヘッドランプ5および前記ランプユニット6以外に、デイタイムランニングランプ、ターンシグナルランプ、フォグランプ、コーナリングランプなどの他のランプユニット(図示せず)が配置されている場合がある。
(ランプハウジング2およびランプレンズ3の説明)
前記ランプハウジング2は、光不透過性の部材から構成されている。前記ランプハウジング2は、少なくとも正面側(車両の前側F)が開口し、かつ、少なくとも背面側(車両の後側B)が閉塞している。前記ランプレンズ3は、光透過性の部材から構成されている。前記ランプレンズ3は、少なくとも背面側が開口し、かつ、少なくとも正面側が閉塞している。前記ランプハウジング2の開口部の縁と前記ランプレンズ3の開口部の縁とが密閉されることにより、前記灯室7が区画される。
(ロービーム用ヘッドランプ4およびハイビーム用ヘッドランプ5の説明)
前記ロービーム用ヘッドランプ4は、前記ランプレンズ3から車両の前方(車両の前側Fの方向)にロービーム配光パターン(図示せず)を照射するものである。前記ハイビーム用ヘッドランプ5は、前記ランプレンズ3から車両の前方にハイビーム配光パターン(図示せず)を照射するものである。
(ランプユニット6の説明)
前記ランプユニット6は、光源としての半導体型光源8と、車両用導光部材としての導光部材9と、を備える。
(半導体型光源8の説明)
前記半導体型光源8は、この例では、たとえば、LED、OELまたはOLED(有機EL)などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源8は、図2〜図7に示すように、発光チップなどの発光部80と、基板81と、から構成されている。前記半導体型光源8は、前記灯室7内に配置されている。前記半導体型光源8は、前記ランプハウジング2に直接もしくは他の部材(図示せず)を介して取り付けられている。
(導光部材9の説明)
前記導光部材9は、前記半導体型光源8からの光L1を、内部での全反射(内面反射)を利用して導く棒形状の部材である。前記導光部材9は、この例では、アクリル樹脂やPC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル樹脂)などの透明樹脂材から構成されている。前記導光部材9は、前記灯室7内に配置されている。前記導光部材9は、前記ランプハウジング2に直接もしくは他の部材(図示せず)を介して取り付けられている。
前記導光部材9は、図1〜図9に示すように、入射部90と、分岐部93と、第1出射部91と、第2出射部92と、を備えるものである。なお、この例における前記導光部材9において、前記入射部90と、前記分岐部93と、前記第1出射部91と、前記第2出射部92との間には、明確な境界はない。
(入射部90の説明)
前記入射部90は、一端(車両の後側Bの端)から他端(車両の前側Fの端)にかけて同等もしくはほぼ同等の断面(棒形状の前記導光部材9の中心線(中心軸線)に対して垂直もしくはほぼ垂直な断面)円形の円柱形状すなわち丸棒形状をなす。前記入射部90の直径は、この例では、約5〜8mmである。
前記入射部90の一端面には、前記半導体型光源8からの光L1を前記導光部材9中に入射させる入射面900が設けられている。前記入射面900は、前記半導体型光源8の前記発光部80に対向する。前記入射面900の中心と前記発光部80の中心とは、一致もしくはほぼ一致する。前記入射面900は、平面もしくは曲面もしくは平面および曲面の組み合わせからなる。
前記入射部90の他端には、前記分岐部93の一端(車両の後側Bの端)が一体に設けられている。前記入射部90は、前記半導体型光源8からの光L1であって、前記入射面900から前記入射部90中に入射した入射光L2を前記分岐部93に導くものである。
(分岐部93の説明)
前記分岐部93は、一端(車両の後側Bの端)から他端(車両の前側Fの端)にかけて任意の2方向に分岐されて形成されている。すなわち、前記分岐部93の一端は、前記入射部90の他端と同様に、断面円形の円柱形状すなわち丸棒形状をなす。前記分岐部93の他端は、2個の断面円形の円柱形状すなわち丸棒形状をなす。前記の任意の2方向は、この例では、図3〜図7に示すように、車両の後側Bから前側Fにかけてやや右側Rに傾斜した一の方向と、車両の後側Bから前側Fにかけてやや下側Dに傾斜した他の方向と、からなる。
前記分岐部93の一の方向の他端面には、前記第1出射部91の一端面が一体に設けられている。前記分岐部93の他の方向の他端面には、前記第2出射部92の一端面が一体に設けられている。前記分岐部93は、前記入射部90中に入射した前記入射光L2を前記第1出射部91と前記第2出射部92とにそれぞれ分岐しながら導くものである。
(第1出射部91の説明)
前記第1出射部91は、車両の上側Uから見て、後側Bから前側Fにかけて左側Lから右側Rに湾曲し、かつ、右側Rに延びている。前記第1出射部91は、前記入射部90と同様に、一端(車両の左側Lの端)から他端(車両の右側Rの端)にかけて同等もしくはほぼ同等の断面円形の円柱形状すなわち丸棒形状をなす。前記第1出射部91の直径は、この例では、約5〜8mmである。前記第1出射部91は、前記分岐部93を介して分岐された前記入射光L2を一端から他端に導くものである。
前記第1出射部91の正面(車両の前側Fの面)には、第1出射面910が設けられている。前記第1出射面910は、前記分岐部93を介して分岐された前記入射光L2を出射光L3として外部(車両の前側F方向)に出射させるものである。前記第1出射面910は、前記ランプレンズ3に対向する。前記第1出射面910は、断面形状がほぼ円弧の円弧面からなる。
(第2出射部92の説明)
前記第2出射部92は、車両の左側Lから見て、後側Bから前側Fにかけ上側Uから下側Dに湾曲し、かつ、下側Dに延びている。前記第2出射部92は、前記入射部90と同様に、一端(車両の上側Uの端)から他端(車両の下側Dの端)にかけて同等もしくはほぼ同等の断面円形の円柱形状すなわち丸棒形状をなす。前記第2出射部92の直径は、この例では、約5〜8mmである。前記第2出射部92は、前記分岐部93を介して分岐された前記入射光L2を一端から他端に導くものである。
前記第2出射部92の正面(車両の前側Fの面)には、第2出射面920が設けられている。前記第2出射面920は、前記分岐部93を介して分岐された前記入射光L2を出射光L3として外部(車両の前側F方向)に出射させるものである。前記第2出射面920は、前記ランプレンズ3に対向する。前記第2出射面920は、断面形状がほぼ円弧の円弧面からなる。
(反射面94の説明)
前記第1出射部91および前記第2出射部92の背面(車両の後側Bの面)には、反射面94がそれぞれ設けられている。前記反射面94は、図8(B)、(C)、図9に示すように、断面形状が直線の平面からなる。前記反射面94は、前記分岐部93を介して分岐された前記入射光L2の一部を、反射光L4として前記第1出射面910および前記第2出射面920側に反射させるものである。
前記反射面94は、前記第1出射部91および前記第2出射部92の一端から他端にかけて、円柱形状すなわち丸棒形状前記第1出射部91および前記第2出射部92の中心線(中心軸線)方向に多数個連続して設けられている。前記反射面94の幅W2は、この例では、約1〜4mmである。
前記反射面94と前記反射面94との間には、平面(もしくは曲面)の段差面95が設けられている。すなわち、前記反射面94は、前記段差面95を介して多数個連続して設けられている。1個の前記反射面94と1個の段差面95とで1個のプリズムを構成する。前記反射面94は、鈍角に傾斜していて、前記段差面95は、鋭角に傾斜している。
(溝部96の説明)
図2、図4、図6、図9に示すように、前記分岐部93のうち前記第1出射部91を形成する部分には、溝部96が設けられている。前記溝部96の底面97は、前記第1出射部91側に導かれる光L5(図6中の破線矢印を参照)を反射光L6(図6中の二点鎖線矢印を参照)として前記第2出射部92側に反射させる反射面である。前記底面97は、図4中の実線および図6中の二点鎖線にて示すように、前記第2出射部92の外面であって前記第2出射面920を延長した延長外面(車両の左側Lから見て、後側Bから前側Fにかけ上側Uから下側Dに湾曲した面)に沿って設けられている。
前記溝部96の平行もしくはほぼ平行な2側面98の間の幅(前記底面97の幅)W1は、前記反射面94の幅W2よりも小さい。なお、前記溝部96の幅W1を前記反射面94の幅W2と同等もしくはほぼ同等にしても良い。
(実施形態の作用の説明)
この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
半導体型光源8の発光部80を点灯する。すると、発光部80から放射された光L1は、導光部材9の入射部90の入射面900から入射部90中に入射する。入射部90中に入射した入射光L2は、入射部90中を、全反射を繰り返しながら、入射面900と反対側の分岐部93中に導かれる。分岐部93中に導かれた入射光L2は、分岐部93中を、全反射を繰り返しながら分岐して、第1出射部91中と第2出射部92中とにそれぞれ導かれる。
第1出射部91中に導かれた入射光L2は、反射面94で第1出射面910側に反射光L4として反射する。その反射光L4は、第1出射面910から外部に出射光L3として出射する。この結果、第1出射面910は、水平方向(車両の左側Lから右側Rにかけての方向)もしくはほぼ水平方向の細長い発光面(照明光)として得られる。
また、第2出射部92中に導かれた入射光L2は、反射面94で第2出射面920側に反射光L4として反射する。その反射光L4は、第2出射面920から外部に出射光L3として出射する。この結果、第2出射面920は、垂直方向(車両上側Uから下側Dにかけての方向)もしくはほぼ垂直方向の細長い発光面(照明光)として得られる。
ここで、分岐部93中から第1出射部91中に導かれる入射光L2の一部は、溝部96の底面97で反射光L6として第2出射部92中に反射する。第2出射部92中に反射した反射光L6は、第2出射部92中に導かれた入射光L2と同様に、反射面94で第2出射面920側に反射光L4として反射して、その反射光L4は、第2出射面920から外部に出射光L3として出射する。
(実施形態の効果の説明)
この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、入射部90中に入射した入射光L2が、分岐部93から任意の2方向に分岐された第1出射部91と第2出射部92とにそれぞれ分岐し、かつ、第1出射部91の第1出射面910および第2出射部92の第2出射面920から外部にそれぞれ出射する。この結果、任意の2方向に、この例では、水平方向もしくはほぼ水平方向と垂直方向もしくはほぼ垂直方向とにそれぞれ延びる細長い発光面(照明光)を得ることができる。
この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、第1出射部91のうち分岐部93に隣接する部分には暗部が生じないが、第2出射部92のうち分岐部93に隣接する部分99には暗部が生じる場合において、溝部96の底面97により、第1出射部91側に導かれる光L5の一部を反射光L6として第2出射部92側に反射させることができる。このために、第2出射部92のうち分岐部93に隣接する部分99の暗部を解消することができ、第1出射部91の第1出射面910および第2出射部92の第2出射面920がムラなく均一に発光することができる。
ここで、溝部96を設けない場合について、図5を参照して説明する。この場合においては、入射部90中に入射した入射光L2が、分岐部93から第1出射部91と第2出射部92とにそれぞれ分岐する際に、第1出射部91側に分岐する入射光L2(L5)の量が第2出射部92側に分岐する入射光L2の量よりも多い。これは、第1出射部91における左側Lから右側Rに湾曲する湾曲部(図3参照)の曲率(曲率半径)が、第2出射部92における上側Uから下側Dに湾曲する湾曲部(図4〜図7参照)の曲率(曲率半径)よりも小さい(大きい)からである。
このように、第1出射部91側に分岐する入射光L2(L5)の量が第2出射部92側に分岐する入射光L2の量よりも多いと、第1出射部91のうち分岐部93に隣接する部分には暗部が生じないが、図5に示すように、第2出射部92のうち分岐部93に隣接する部分99には暗部が生じる場合がある。
これに対して、この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、図6に示すように、分岐部93のうち第1出射部91を形成する部分に溝部96を設け、かつ、その溝部96の底面97を、第1出射部91側に導かれる光L5を第2出射部92側に反射光L6として反射させる反射面であって、第2出射部92の外面を延長した延長外面に沿って設けるものである。この結果、第2出射部92が、図7に示すように、第1出射部91と分岐されているものではなく、恰も、1本の導光体と同様の導光作用を果たすことができる。
これにより、この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、図4に示すように、分岐部93から分岐された入射光L2のうち、第1出射部91側に導かれる光L5を溝部96の底面97で第2出射部92側に反射光L6として反射させることができる。そして、その反射光L6を第2出射部92のうち分岐部93に隣接する部分99の第2出射面920から外部に出射させることができる。
このように、この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、第2出射部92のうち分岐部93に隣接する部分99の暗部を解消することができ、第1出射部91の第1出射面910および第2出射部92の第2出射面920がムラなく均一に発光することができる。
この実施形態における車両用導光部材(導光部材9)およびこの実施形態における車両用灯具1は、溝部96の幅W1が第2出射部92の反射面94の幅W2と同等もしくは小さい。この結果、分岐部93から第1出射部91に分岐する入射光L2の量を多く減らすことなく、分岐部93から第2出射部92に分岐する入射光L2の量を多く増すことができる。
すなわち、溝部96の幅W1を第2出射部92の反射面94の幅W2より大きくしても、分岐部93から第2出射部92に分岐する入射光L2の量がさらに増えることがなく、逆に、分岐部93から第1出射部91に分岐する入射光L2の量が多く減ることとなる。また、溝部96の幅W1を第2出射部92の反射面94の幅W2より大幅に小さくすると、分岐部93から第1出射部91に分岐する入射光L2の量を多く増やすことができるが、分岐部93から第2出射部92に分岐する入射光L2の量が大幅に減ることとなる。
このように、溝部96の幅W1を第2出射部92の反射面94の幅W2と同等もしくは小さくすることにより、分岐部93から第1出射部91に分岐する入射光L2の量を多く減らすことなく、分岐部93から第2出射部92に分岐する入射光L2の量を多く増すことができる。
(実施形態以外の例の説明)
なお、前記の実施形態においては、フロントコンビネーションランプのクリアランスランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、フロントコンビネーションランプのクリアランスランプ以外の車両用灯具、たとえば、フロントコンビネーションランプのデイタイムランニングランプ、ターンシグナルランプ、コーナリングランプ、フォグランプ、リヤコンビネーションランプのクリアランスランプ、ターンシグナルランプ、テールランプ、ストップランプ、テール・ストップランプ、バックアップランプなどにも適用することができる。
また、この実施形態においては、入射部90、第1出射部91、第2出射部92が断面円形の円柱形状をなすものである。ところが、この発明においては、入射部90、第1出射部91、第2出射部92が断面三角形、断面四角形、断面多角形などの柱形状であっても良い。
1 車両用灯具
2 ランプハウジング
3 ランプレンズ
4 ロービーム用ヘッドランプ
5 ハイビーム用ヘッドランプ
6 ランプユニット
7 灯室
8 半導体型光源
80 発光部
81 基板
9 導光部材
90 入射部
900 入射面
91 第1出射部
910 第1出射面
92 第2出射部
920 第2出射面
93 分岐部
94 反射面
95 段差面
96 溝部
97 底面
98 側面
99 分岐部93に隣接する部分
L1 半導体型光源8からの光
L2 入射光
L3 出射光
L4 反射光
L5 第1出射部91側に導かれる光
L6 第2出射部92側に反射される反射光
F 前側
B 後側
U 上側
D 下側
L 左側
R 右側

Claims (3)

  1. 内部での全反射を利用して光を導く棒形状の車両用導光部材において、
    光を入射させる入射面を有する入射部と、
    入射された光を任意の2方向に分岐させる分岐部と、
    分岐された光をそれぞれ出射させる第1出射面を有する第1出射部および第2出射面を有する第2出射部と、
    を備え、
    前記第1出射部は、前記分岐部から第1の曲率で湾曲され、
    前記第2出射部は、前記分岐部から前記第1の曲率よりも小さい第2の曲率で前記第1出射部とは異なる方向に湾曲され、
    前記分岐部のうち前記第1出射部を形成する部分には、溝部が設けられていて、
    前記溝部の底面は、前記第1出射部側に導かれる光を前記第2出射部側に反射させる反射面であって、前記第2出射部の外面を延長した延長外面に沿って設けられており
    前記第2出射部には、光を前記第2出射面側に反射させる出射部反射面が設けられていて、
    前記溝部の底面は、前記第1出射部側に導かれる光が前記出射部反射面を介して前記第2出射面のうち前記分岐部に隣接する部分に到達するように設けられる、
    ことを特徴とする車両用導光部材。
  2. 記溝部の幅は、前記出射部反射面の幅と同等もしくは小さい、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用導光部材。
  3. 灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、
    前記灯室内に配置されている光源および前記の請求項1または2に記載の車両用導光部材と、
    を備える、
    ことを特徴とする車両用灯具。
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