JP2008059882A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠の自由度が高い車両用灯具を提供すること。意匠性の高い車両用灯具を提供すること。
【解決手段】透明配線が形成された透光性支持体にＬＥＤランプを実装し、透光性樹脂部材に包埋する。透光性樹脂の正面側からＬＥＤランプの光が取り出される。
【選択図】図２

Description

本発明はヘッドランプ、バックランプ、ハイマウントストップランプ等に利用可能な車両用灯具に関する。

小型であることや長寿命であることなど多くの利点を有するＬＥＤランプは、従来のバルブに代わる光源として様々な分野で利用されている。バックランプ等の車両用灯具においてもＬＥＤランプの利用が図られており、例えば図５に示す構成の車両用灯具が知られている（特許文献１、特許文献２等を参照）。図５の例では基板やワイヤハーネスバーなどを利用して配線されたＬＥＤランプ３１の周囲にリフレクタ３２が備えられる。このリフレクタ３２はＬＥＤランプ３１からの光の配光制御を行うとともに、基板やワイヤハーネスバスバーなどがカバー３３を通して外部から観察されることを防ぐ役割も果たす。このように遮蔽部材としても利用されることからリフレクタ３２の位置やサイズなどは大きく制約を受けることになり、これが意匠（デザイン）の自由度を低下させ、また意匠性自体に影響を与える場合もあった。一方、屋外で使用される車両用灯具には十分な防水性が要求されることから、図５のような構成では別途、防水構造を設ける必要があった。
特開２００２−２５１９０７号公報 特開２００２−１８４２１２号公報

そこで本発明は意匠の自由度が高い車両用灯具を提供することを第１の目的とする。また、意匠性の高い車両用灯具を提供することを他の目的とする。さらには、車両用灯具の防水構造を簡略化することも目的とする。

以上の目的の少なくとも一つを達成するため、本発明は次の構成からなる。即ち、本発明の第１の構成は、
透明配線が形成された透光性支持体と、
前記透光性支持体に実装されたＬＥＤランプと、及び
前記透光性支持体及び前記ＬＥＤランプを包埋し、正面側から前記ＬＥＤランプの光を放射する透光性樹脂部材と、
を備える車両用灯具である。

本発明の構成では透明配線を利用したこと及びＬＥＤランプの実装基板として透光性支持体を利用したことによって配線及び実装基板が外部から実質的に観察されない。そのため積極的に配線及び実装基板を隠す必要がなくなり、従来の構成におけるリフレクタに相当する遮蔽部材が不要となる。これによって意匠の自由度が高まり、意匠性の向上も望める。一方、本発明の構成では透光性支持体とともにＬＥＤランプを透光性樹脂部材に包埋したことによって透光性樹脂部材が防水構造としても機能する。これによって、簡易な構成であるものの高い防水性を確保できる。このように本発明の構成によれば防水構造の簡略化を達成できる。

本発明における透明配線の材料は、透明であり且つ導電性である限り、特に限定されない。例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、酸化アンチモン錫（ＡＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びフッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）から選択される一以上の材料によって透明配線を形成することができる。透明配線の詳細については例えば日本学術振興会著「透光性導電膜の技術」（オーム社、１９９９年）を参照することができる。透明配線の透明度（透過率）は高い方が好ましいが、配線が視認されない又は視認されにくいがため配線を隠さなくとも高い意匠性を確保できるという効果が得られる限り、透明度は特に限定されるものではない。

透光性支持体は例えばガラス又は合成樹脂（アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂など）によって構成される。透光性支持体は無色透明であることが好ましいが、有色透明であることを妨げるものではない。透光性支持体を有色にすることによって全体のデザインの向上が望める場合など、設計の如何によっては積極的に有色透明な材料を利用することが好ましい場合もある。

透光性支持体は硬質（リジッド）なものでも軟質（フレキシブル）なものでもよい。前者は例えばその取扱が容易である点やその上に実装されるＬＥＤランプの位置決めが比較的容易である点などで有利である。一方、後者の場合、必要に応じて変形することが可能であることから、その上に実装されるＬＥＤランプの配置態様（車両用灯具内での位置）の自由度が高くなる。つまり、透光性支持体の変形によって様々なＬＥＤランプの配置態様を実現できる。従って、ＬＥＤランプの配置態様の異なる構成毎に、透光性支持体とＬＥＤランプからなる部品を用意する必要がなくなる（部品の共通化が図られる）。
典型的には板状又はフィルム状の透光性支持体が用いられる。但し、立体的な形状の透光性支持体を用いることも可能である。ここでの立体的な形状とは例えば階段状である。軟質な材料を用いた場合には予め成形すること、又は必要に応じて変形することによって所望の形状を呈する透光性支持体を得ることができる。

本発明に使用されるＬＥＤランプの種類は特に限定されない。例えば表面実装型（ＳＭＤタイプ）ＬＥＤランプ、砲弾型（レンズ型）ＬＥＤランプを用いることができる。両面発光ＬＥＤランプ（例えば特開平１１−１８６５９０号公報、特開２００３−２２９６０３号公報等を参照）を用いることもできる。ＬＥＤランプの発光色も任意であり、使用目的に応じて適切な発光色のＬＥＤを選択すればよい。また、使用されるＬＥＤランプの数も特に限定されない。即ち、一又は二以上のＬＥＤランプが使用される。複数のＬＥＤランプを使用する場合、異なるタイプのＬＥＤランプを併用することにしてもよい。

本発明ではＬＥＤランプの光が最終的に透光性樹脂部材の正面側（灯具の意匠面側）から放射する。そこで、透光性樹脂部材の正面側（一部又は全体）を所望の配光制御が行われる形状にすることが好ましい。例えば、集光（収斂）効果が得られるように凸レンズ状の形状とする。また、透光性樹脂部材の正面側にカッティング処理等を施すことによって光の放射態様ないし配光特性を調整することにしてもよい。

ＬＥＤランプの発光側が透光性樹脂部材の正面方向に向くようにＬＥＤランプを配置すればＬＥＤランプの光は直接（即ち、後述の態様のように反射面を利用せずに）透光性樹脂部材の正面方向に進行し、そして外部に放射する。一方、本発明の一態様ではＬＥＤランプが透光性樹脂部材の裏面側に向けて光を発光するようにし（典型的にはＬＥＤランプの発光側が透光性樹脂部材の裏面方向に向くようにＬＥＤランプを配置する）、透光性樹脂部材の裏面においてＬＥＤランプの光が照射する領域に光反射処理を施す。この構成では透光性樹脂部材の裏面側に反射面が形成され、当該反射面に対してＬＥＤランプの光が照射する。そして反射面によって反射された光が透光性樹脂部材内を進行し、最終的に透光性樹脂部材の正面側より外部放射する。このような反射面を利用する態様によれば様々な配光特性の光を生成することができる。
本発明の構成ではＬＥＤランプ（及び透光性支持体）を包埋する透光性樹脂部材の裏面側に光反射処理を施すという比較的容易な手段によって反射面を形成できる。しかも別部材として反射面を設ける場合に比較して簡易な構成となる。
透光性樹脂部材の裏面において反射面が形成される領域の形状は配光特性を考慮して設計・形成される。例えば、当該領域を平面、曲面（球面、柱面、円錐面、回転放物面、回転楕円面、楕円放物面、３次曲面、４次曲面、自由曲面など）又はこれらの任意の組合せからなる形状とする。
反射面による効率的な反射を行うべく、反射性の高い材料で反射面を形成することが好ましい。例えばＡｌ系又はＡｇ系材料を蒸着、メッキ、塗布等することによって反射性に優れた反射面を形成することができる。反射性のテープを貼付することによって反射面を形成してもよい。

透光性樹脂部材の材料としてＬＥＤランプの光に対して透明であり且つ導光特性に優れたものを採用することが好ましい。材料の選定にあたっては更に耐久性や耐候性を考慮することが好ましい。透光性樹脂部材の材料の例としてガラス、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びエポキシ樹脂を挙げることができる。

本発明では透光性樹脂部材が透光性支持体とＬＥＤランプを包埋する。これによって防水性が確保される。本発明の一態様では、それぞれ所望の形状に成形した二つの透光性樹脂材料を用意し、ＬＥＤランプが実装された透光性支持体が内包されるようにそれらを接続する（例えば周縁同士を接続する）。ここでの「接続」は接着、融着などによって行われる。透光性樹脂部材を三つ以上の透光性樹脂材料で構築することもできる。このように複数の透光性樹脂材料を組み合わせて透光性樹脂部材を構築する場合、全ての樹脂材料の材質が同一であっても一部又は全ての樹脂材料の材質が異なっていてもよい。
ＬＥＤランプが実装された透光性支持体を透光性材料でインモールド成形することによっても、透光性樹脂材料が透光性支持体とＬＥＤランプを包埋した構造を得ることができる。

実施例の車両用灯具１を図１及び図２に示す。図１は車両用灯具１の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線位置での断面図である。
車両用灯具１は大別して透光性樹脂部１０及び透光性樹脂部に包埋された素子構造部２０から構成される。透光性樹脂部１０は正面（意匠面）側を構成する第１透光性樹脂１１と、裏面側を構成する第２透光性樹脂１２からなる。この例では第１透光性樹脂１１と第２透光性樹脂１２はいずれもポリカーボネート樹脂製である。第１透光性樹脂１１の正面（意匠面）１１ａは緩やかな曲率の円筒面からなる。一方、裏面側は周縁部１１ｃを残して凹部１１ｂとなっており、第１透光性樹脂１１の断面はコの字状となる（図２）。第２透光性樹脂１２は裏面１２ａ側が複数の凸曲面をつなぎ合わせた形状を有し、その表面にはＡｌ（アルミ）系材料からなる反射面（リフレクタ）１３が形成される。反射面１３はアルミ系材料の蒸着や印刷などによって形成することができる。第２透光性樹脂１２の正面側にはＬＥＤランプ２０を収容するための凹部１２ｂが形成されている（図３）。

素子構造部２０は透光性のフレキシブル基板２１とその上に実装されたＬＥＤランプ２３を備える。フレキシブル基板２１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムからなり、その上には所望のパターンで透明配線（ＩＴＯ）２２が形成されている（図３において点線で示す）。柔軟性に富むフレキシブル基板を用いることによってＬＥＤランプ２３の車両用灯具内での配置態様の自由度が高くなる。
透明配線２２には配線２４が接続されており、当該配線２４を通して素子構造部２０への電力が供給される。
この実施例ではＬＥＤランプ２３としてＳＭＤタイプ、白色発光のＬＥＤランプを合計６個使用している。尚、ＬＥＤランプ２３の駆動・制御に必要な各素子を素子構造部２０と別に設けることにしている（図示せず）。

車両用灯具１は以下の方法で組み立てられる。まず、所望のパターンの透明配線２２が形成されたフレキシブル基板２１を用意し、それへＬＥＤランプ２３を実装する。実装工程後のフレキシブル基板２１をその裏面側を下にして第１透光性樹脂１１の裏面側の凹部１１ｂに載置する（接着剤などを利用して仮止めしてもよい）。この状態で第２透光性樹脂１２をその正面側がフレキシブル基板２１の実装面側に対向する位置関係でフレキシブル基板２１に被せ、第１透光性樹脂１１と第２透光性樹脂１２の周縁部（１１ｃ、１２ｃ）同士を接着させる。このようにして、透光性樹脂部１０（第１透光性樹脂１１と第２透光性樹脂１２）が素子構造部２０（フレキシブル基板２１及びＬＥＤランプ２３）を包埋した構造を得る。

車両用灯具１では透明配線２２を介してＬＥＤランプ２３が給電を受けて発光すると、第１透光性樹脂１１の正面１１ａ（車両用灯具の意匠面）と反対側に向かう光が生ずる。この光は第２透光性樹脂１２の裏面１２ａ側に形成された反射面１３による反射作用を受ける。これによって第１透光性樹脂１１の正面１１ａ側に向かう光が生ずる。この光は第２透光性樹脂１２及び第１透光性樹脂１１の順に通過し、最終的に第１透光性樹脂１１の正面１１ａより放射する。このように車両灯具１では反射面１３によって反射された光が外部放射することになり、反射面１３の形状を反映した配光制御された発光が得られる。

ところで、車両用灯具１では透明配線２２を利用したこと、及びＬＥＤランプ２３の実装基板として透光性のフレキシブル基板２１を利用したことによって、意匠面（第１透光性樹脂の正面１１ａ）を介して配線及び実装基板が実質的に視認されず、その意匠性が高い。このように車両用灯具１は、従来の構成に必要であった遮蔽部材（リフレクタ）を使用することなく意匠性に優れた構成を実現しているものであり、簡易な構成と高い意匠性が両立する。
一方、素子構造部２０（フレキシブル基板２１及びＬＥＤランプ２３）を透光性樹脂部１０に包埋する構成にしたことから透光性樹脂部１０が防水構造として機能し、別途防水構造を設けることなく高い防水性を確保できる。このように非常に簡易な構成であるにも拘わらず、防水特性にも優れた車両用灯具となる。

本発明はヘッドランプ、バックランプ、ストップランプ、ハイマウントストップランプ、ターンシグナルランプなど、各種車両用灯具に適用可能である。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

実施例の車両用灯具１の斜視図。 車両用灯具１の断面図。 車両用灯具１に使用される素子構造部２０を示す斜視図。 車両用灯具１の組み立て工程を説明する断面図。 従来の車両用灯具の構成例。

符号の説明

１ 車両用灯具
１０ 透光性樹脂部
１１ 第１透光性樹脂
１１ａ 第１透光性樹脂の正面（意匠面）
１１ｂ 第１透光性樹脂の裏面側に形成された凹部
１１ｃ 第１透光性樹脂の裏面側周縁部
１２ 第２透光性樹脂
１２ａ 第２透光性樹脂の裏面
１２ｂ 第２透光性樹脂の正面側に形成された凹部
１２ｃ 第２透光性樹脂の正面側周縁部
１３ 反射面
２０ 素子構造部
２１ フレキシブル基板
２２ 透明配線
２３ ＬＥＤランプ
３０ 従来の構成（車両用灯具）
３１ ＬＥＤランプ
３２ リフレクタ
３３ カバー

Claims (5)

1. 透明配線が形成された透光性支持体と、
   前記透光性支持体に実装されたＬＥＤランプと、及び
   前記透光性支持体及び前記ＬＥＤランプを包埋し、正面側から前記ＬＥＤランプの光を放射する透光性樹脂部材と、
   を備える車両用灯具。
2. 前記ＬＥＤランプが前記透光性樹脂部材の裏面側に向けて光を発光し、
   前記透光性樹脂部材の裏面において前記ＬＥＤランプの光が照射する領域に光反射処理が施されている、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記透光性樹脂部材が、所望の形状に成形された二つ以上の透光性樹脂材料を接続することによって構築されている、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記透光性支持体が軟質（フレキシブル）材料からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記透明配線が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、酸化アンチモン錫（ＡＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はフッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用灯具。

Images