JP2009154710A - 棒状発光体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、自動車等の車室内を照らして柔らかな高級感を醸しだす車両用ランプに用いられる棒状発光体を提供することにある。
【解決手段】棒状に形成された透明樹脂製の導光体１と、その導光体１の外面の一部を覆い、導光体１を形成する透明樹脂よりも低い屈折率の透明樹脂製のクラッド２と、導光体１とクラッド２とを覆う樹脂製の外殻３とを押出成形により一体に形成した。そして、クラッド２には、外部へ光を放射するために、光散乱粒子を混入した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等のルームランプに用いられ、端面から入射した光を周面から放射する棒状発光体に関する。

自動車等のルームランプとして、小型白熱電球等を光源として用いて半透明のカバーで覆ったものが一般的に用いられている。ところが、車室内の照明に高級感や柔らかさを求める傾向が強まっており、その傾向に応えるべく、間接照明を用いる例が提案されている。

図５に示すように、特許文献１に開示されている車両用アクセサリランプ４０は、図示しない小型白熱電球やＬＥＤランプ等を光源とする略棒状に形成された導光体４１を備え、その導光体４１の全長に亘りかつ外周の一部が高反射率印刷膜４２で覆われている。その導光体４１内に入射した光が、高反射率印刷膜４２で反射されて透明グローブ４３を通過し、車室内の天井４４や側壁を照らし、そこから更に反射される光４５が間接照明として用いられている。

同じくルームランプとして用いる例として、優れた質感及び高級感を有する照明でありかつ夜間走行中に連続点灯しても明る過ぎないものとして、光ファイバーの構成に似たコアとクラッドよりなる照明装置であって、外部に光を放射させる漏光手段を有する照明装置が特許文献２に開示されている。
特開平１１−１５１９７４号公報 特開２００１−５２５０８号公報

特許文献１に開示されている車両用アクセサリランプは、高反射率印刷膜で拡散反射される光が面光源に相当するものであるにしても、間接照明として用いる限りにおいて柔らかな照明となるものである。従って、車両用ランプとして用いる場合は、その設置場所、あるいは高反射率印刷膜が車室側を向くように配置しなければならない等の多くの制約条件が伴うものとなってしまう。

また、特許文献２に開示されている車両用照明装置は、光散乱粒子を混入したクラッドから外部へ放出される光を利用しているので、高級感を伴った照明を実現している。ところが、同公報の実施例によれば、例えばコアの原料としてアクリルモノマーを用いる場合、チューブ状の反応容器内で加熱重合反応させる時間は数時間を要している。そして、光散乱粒子を含有させた光透過性樹脂を用いてチューブ状容器を形成し、それをクラッドとして用いても、多くの工数を要しコスト高になる。

本発明は、自動車等の車室内を照らして柔らかな高級感を醸しだす車両用ランプに用いられる棒状発光体を提供することにある。また、その製造が汎用の押出成形機により可能な棒状発光体を提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載の棒状発光体の発明は、点光源から入射した光を面光源に変換する棒状発光体において、棒状に形成され、その端面から光が入射される透明樹脂製の導光体と、その導光体の外面を覆い、前記導光体を形成する透明樹脂の屈折率よりも低い屈折率の透明樹脂製のクラッドと、前記導光体とクラッドとを覆う樹脂製の外殻とが押出成形により一体に形成されたものであり、前記クラッドはその一部を外部に露出させて前記外殻に覆われていることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、導光体の端面に入射した光の一部がクラッドに反射されずに外部に漏れて放射されるので、クラッドの露出している面から柔らかな光が放射される。また、導光体、クラッド及び外殻は、それぞれが押出成形可能な樹脂であって、押出成形により一体に形成されるものである。そのため、本発明による棒状発光体は、特別な装置等を不要とし、低コストによる製造が可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の棒状発光体において、前記クラッドには光散乱粒子が混入されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明によれば、導光体の端面に入射した光の一部がクラッド中の光散乱粒子により散乱されて外部に放射されるので、クラッドの露出している外面の全面から柔らかな光が放射される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の棒状発光体において、前記外殻に覆われているクラッドの外面又はその一部が、外殻の内面に対するアンダーカット部となっていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明によれば、クラッドを形成する比較的屈折率の低い透明樹脂が難接着性又は非接着性のものであっても、アンダーカット部の存在により、クラッドが外殻から離脱することを防ぐことができる。従って、クラッド及び外殻を形成する樹脂を選択する際、相互の接着性に係る条件を除外することができる。また、一部がクラッドで覆われている導光体は、クラッドが外殻から離脱しないようになっているため、そのクラッドに妨げられて外殻から離脱することはない。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の棒状発光体において、前記アンダーカット部がクラッドの外面の一部に形成された突条部であることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明によれば、外殻に覆われるクラッドの一部に形成された突条部が外殻の内面に食い込むことになるため、クラッド及び外殻の形状に関わらず、クラッドが外殻から離脱することが防止される。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の棒状発光体において、前記導光体はその一部を残されてクラッドに覆われ、その残された導光体の外面が外殻に密着していることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の棒状発光体。

請求項５に記載の発明によれば、外殻を形成する樹脂材料の選択により、導光体を外殻の境界面が反射面となったり、融着する接着面となったりすることができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の棒状発光体において、前記導光体と外殻とは互いに相溶性のある樹脂で形成されていることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明によれば、クラッドに覆われない導光体の一部が外殻に直接接触して相互に融着することができるので、接着剤を用いることなく導光体と外殻との結合が可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の棒状発光体において、前記外殻の一部が外方に延出して帯板状部が形成され、その帯板状部の一部が切り欠かれた残りの板状部が車両部材に対する取付部となっていることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明によれば、棒状発光体を車両部材に取り付ける際、取付部に対して市販のクリップを用いることにより、取付部を車両部材の所定位置に容易に取り付けることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のうちいずれか一項に記載の棒状発光体において、前記外殻は不透明な樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明によれば、乗員が本発明の棒状発光体を覗き込んだ時、透明樹脂製のクラッド及び導光体を通して外殻の背後を視認することができず、その背後を隠蔽することができる。また、不透明な樹脂の色を反射率のよい色にすれば、導光体に入射した光の大部分が外殻に吸収されることなく反射されるようになる。

本発明によれば、自動車等の車室内を照らして柔らかな高級感を醸しだす車両用ランプに用いられる棒状発光体を提供することができると共に、汎用の押出成形機により製造が可能な棒状発光体を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した棒状発光体１０の一実施形態を、図１〜３を用いて説明する。

図１に断面図で示すように、本実施形態の棒状発光体１０は、自動車の車室内の天井４の左右のコーナー部に取り付けられ、車室内に向けて柔らかな光を照射する事例であり、小型白熱電球又はＬＥＤが用いられる光源の図示は省略してある。なお、図１に示された断面形状は、後述する取付部３ｂを除き、棒状発光体１０の全長に亘って同一形状をなしている。

棒状発光体１０は、アクリル樹脂を押出成形して得られる導光体１と、その図示左側端部に対し一体的に密着するように押出し成形され略Ｃ字状をなすクラッド２と、導光体１の一部及びクラッド２の露出面２ａを除く部分を覆って押出し成形され略逆Ｃ字状をなす外殻３とにより構成されている。外殻３の外面においては、取付部３ｂが外方へ延出して形成されると共に、位置決めリブ３ａが三ヶ所に形成されている。この取付部３ｂは、図２に示すように、外殻３を押出し成形する際に一体的に形成された帯板状部３ｃから、同図において二点鎖線で示す一部を切り欠いたときに残される部分である。そして、棒状発光体１０を天井４に取り付ける際は、天井４に設けられた取付用孔４ａに取付部３ｂを差し込み、三ヶ所の位置決めリブ３ａを天井４の表面に当接させた上で、取付部３ｂに対して公知のクリップ５を嵌合して、棒状発光体１０の天井４に対する取り付けが完了する。

本実施形態のクラッド２を形成する樹脂は、フッ素系のエチレンーテトラフルオロエチレン共重合樹脂であり、その樹脂を溶融状態で押出してアクリル樹脂製の導光体１を被覆するが、導光体１とクラッド２とは融着することがなく、単に相互が密着している状態である。そのため、図１におけるクラッド２の右側の二ヶ所の端部には断面が三角形の突条部２ｂが形成されており、この突条部２ｂが外殻３の内面に食い込んでいるので、突条部２ｂは外殻３の内面に対してアンダーカット部を形成していることになる。このアンダーカット部によりクラッド２が外殻３から離脱することが防止される。

また、外殻３を形成する樹脂は白色系に着色されたアクリル樹脂であるので、導光体１と外殻３との境界で光は大部分が反射され、外殻３に吸収されることはほとんどない。また、導光体１と外殻３とは同じアクリル樹脂であるので、その境界では互いに融着している。

クラッド２を形成するエチレンーテトラフルオロエチレン共重合樹脂の屈折率は１．３４であり、導光体１を形成するアクリル樹脂の屈折率の１．４９よりも低いため、そのままでは、図示しない光源から導光体１の端面に入射した光は、大部分が導光体１内で反射を繰り返しながら通過しクラッドから外部へ放射される光は僅かである。そのため、外部へのより多くの光の放射が可能となるように、クラッドには光散乱粒子として酸化チタンの粉末が混入されている。光散乱粒子としては、その他の無機粉末、例えば硫酸バリウムや酸化マグネシウムの粉末を用いることもできる。また、光散乱粒子として、微細な空孔を用いることも可能で、その微細な空孔を形成するために、クラッド２を形成する樹脂に発泡剤を混入して微細発泡をさせる方法をとり得る。

（第２の実施形態）
図３に模式的に示す第２の実施形態の棒状発光体２０は、図１に示した棒状発光体１０とは形状及びアンダーカット部の構成が異なるが、その他の部分の構成は同様にされているので、異なる部分を説明する。

本実施形態における導光体２１は断面形状が円形をしており、クラッド２２は導光体２１の略３分の２を覆う円弧状となっている。また、外殻２３は、円弧状をなす外面に取付部２３ｂが一体に形成され、クラッド２２で覆われていない部分の導光体２１と融着すると共に、クラッド２２の図示下部を露出面２２ａとして残し、その他の部分を覆いクラッド２２に密着している。クラッド２２の最外部を結ぶ距離Ｌ２は、露出面２２ａに臨む外殻２３の二ヶ所の端部の間を結ぶ距離Ｌ１よりも長くなっている。従って、外殻２３の両端部はクラッド２２に対してアンダーカット部を形成しており、クラッド２２が外殻２３から離脱することを防止している。

（製造方法）
第１の実施形態の棒状発光体１０は、導光体１、クラッド２及び外殻３を形成するそれぞれの溶融樹脂をダイから同時又は順次に押し出す公知の共押出成形法により一体に形成されている。しかし、予め棒状の導光体１又はクラッド２を形成しておき、これを押出成形機の後方からダイの中心部を通して供給するようにしてもよい。そして、供給された導光体１又はクラッド２に対して、クラッド２又は導光体１を形成する溶融樹脂をダイから押出して一体化させると同時に、又は一体化させた後に、導光体１及びクラッド２に対して外殻３を形成する溶融樹脂を押出して一体化した棒状発光体１０を形成することもできる。

そして、取付部３ｂは、外殻３の一部に外方へ延出するように形成された帯板状部３ｃを複数の所定位置で切り欠くことにより、帯板状部３ｃの残された部分により得られる。この切り欠き工程は、棒状発光体１０として押出成形されて冷却されるライン上で行われる。しかし、棒状発光体１０は、所定長さにカットされた後、端部の点光源から光が効率よく入射されるために、その端面を平滑面となるように後加工する必要があり、その加工のときに取付部３ｂの加工を行ってもよい。

なお、製造方法として棒状発光体１０について説明したが、第２の実施形態の棒状発光体２０の製造方法についても全く同様の説明となるので、棒状発光体２０に係る製造方法の説明を省く。

上記各実施形態の棒状発光体１０、２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記各実施形態では、導光体１に入射した光がクラッド２の露出面２ａから外部に放射される。そのため、デザイン又は機能面の要求に応じて形成された露出面２ａの全面から柔らかで高級感のある光を放射することができる。

（２）上記各実施形態では、棒状発光体１０は、導光体１、クラッド２及び外殻３を押出成形により一体に形成したものであり、棒状発光体２０は、導光体２１、クラッド２２及び外殻２３を押出成形により一体に形成したものである。従って、棒状発光体１０及び２０は、汎用の押出成形機による製造が可能で特別な装置等を不要とし、比較的低コストで製造することができる。

（３）上記各実施形態では、アンダーカット部が存在することにより、クラッド２又は２２が外殻３又は２３から離脱することを防ぐことができる。そのため、クラッド２又は２２と外殻３又は２３との相互の接着性を不問にできるので、クラッド２又は２２を形成する比較的屈折率の低い透明樹脂の選択に当たって、難接着性又は非接着性の樹脂から選択することも可能となり、樹脂選択の自由度を高めることができる。

（４）上記各実施形態では、外殻３に覆われるクラッド２の一部に形成された突条部２ｂが外殻３の内面に食い込んでアンダーカット部を形成している。そのため、クラッド２及び外殻３の形状に関わらず、クラッド２が外殻３から離脱することが防止されるので、クラッド２及び外殻３の形状に係るデザインの自由度を高めることができる。

（５）上記各実施形態では、クラッド２に覆われない導光体１の一部が外殻３に直接接触して相互に融着することができるので、接着剤を用いることなく導光体１と外殻３とを結合することが可能となる。

（６）上記各実施形態では、棒状発光体１０又は２０を車両部材に取り付ける際、取付部３ｂ又は２３ｂに対して市販のクリップを用いることにより、取付部３ｂ又は２３ｂを車両部材の所定位置に容易に取り付け固定することができる。そのため、棒状発光体１０又は２０を車両部材に取り付けるための部材を別に形成する必要がないので、取付に係るコストを低くすることができる。

（７）上記各実施形態では、外殻３又は２３を不透明な樹脂で形成したので、乗員が棒状発光体１０又は２０を覗き込んだ時、外殻３又は２３の背後へ向かう視線を遮ることができる。また、不透明な樹脂の色を反射率の高い色にすれば、導光体１又は２１に入射した光の大部分が外殻３又は２３に吸収されることなく反射されるため、露出面２ａ又は露出面２２ａから放射される光の量が減少することを防ぐことができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、クラッド２が導光体１の全外面を覆うことなく導光体１の一部は覆われずに残されるようにしたが、クラッド２が導光体１の外面の全てを覆うようにしてもよい。
・上記実施形態では、外殻３を形成する樹脂を不透明な樹脂としたが、棒状発光体１０が取り付けられる条件によっては、透明な樹脂を用いて外殻３を形成してもよい。
・上記実施形態では、導光体１が円形断面形状等である場合に、クラッド２が導光体１の略３分の２を覆う円弧状であるようにして、アンダーカット部を形成したが、更にクラッド２の両端部に突条部を形成してもよい。
・上記実施形態では、棒状発光体１０が導光体１、クラッド２及び外殻３のそれぞれの一点ずつで構成されるようにしたが、図４に示すように、外殻３３に対して導光体３１及びクラッド３２を複数とする構成にしてもよいし、図示しないが複数の導光体１に対してクラッド２及び外殻３を一点とする構成にしてもよい。
・上記実施形態では、導光体１を形成する樹脂としてアクリル樹脂を用いたが、アクリル樹脂に限らず、光透過性のよい透明樹脂であり押出成形が可能な樹脂であれば、いずれの樹脂でも採用しうる。その樹脂は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等があげられる。
・本実施形態では、クラッド２を形成する樹脂としてフッ素系のエチレンーテトラフルオロエチレン共重合樹脂を用いたが、エチレンーテトラフルオロエチレン共重合樹脂に限らず、光透過性がよく比較的低屈折率の透明樹脂であり押出成形が可能な樹脂であれば、いずれの樹脂でも採用しうる。その樹脂は、例えば、フッ化ポリカーボネート、フッ化ポリイミド等があげられる。
・本実施形態では、外殻３又は２３に取付部３ｂ又は取付部２３ｂを一体的に形成したが、取付部３ｂ又は取付部２３ｂを設けずに、外殻３又は外殻２３を車両部材に対して接着、溶着又はビス止め等の手段で取り付けることもできる。
・本実施形態では、車両用ランプに用いうる棒状発光体１０又は２０として説明したが、棒状発光体１０又は２０は車両用ランプに限定されず、車両内外の照明アクセサリー、例えば光るサイドモール等に用いることもでき、またその他の目的の照明、例えば家屋内の非常灯や狭小な部分の照明等に用いることができる。

本発明の実施形態の棒状発光体の断面図。 その棒状発光体の斜視図。 本発明の第２の実施形態の棒状発光体を模式的に示す断面図。 本発明の実施形態の変更例の棒状発光体を模式的に示す断面図。 従来技術の車両用アクセサリランプの断面図。

符号の説明

１，２１，３１…導光体、２，２２，３２…クラッド、２ｂ…突条部、３，２３，３３…外殻、３ｂ，２３ｂ…取付部、３ｃ…帯板状部、１０，２０…棒状発光体。

Claims (8)

1. 点光源から入射した光を面光源に変換する棒状発光体において、棒状に形成され、その端面から光が入射される透明樹脂製の導光体と、その導光体の外面を覆い、前記導光体を形成する透明樹脂の屈折率よりも低い屈折率の透明樹脂製のクラッドと、前記導光体とクラッドとを覆う樹脂製の外殻とが押出成形により一体に形成されたものであり、前記クラッドはその一部を外部に露出させて前記外殻に覆われていることを特徴とする棒状発光体。
2. 前記クラッドには光散乱粒子が混入されていることを特徴とする請求項１に記載の棒状発光体。
3. 前記外殻に覆われているクラッドの外面又はその一部が、外殻の内面に対するアンダーカット部となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の棒状発光体。
4. 前記アンダーカット部がクラッドの外面の一部に形成された突条部であることを特徴とする請求項３に記載の棒状発光体。
5. 前記導光体はその一部を残されてクラッドに覆われ、その残された導光体の外面が外殻に密着していることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の棒状発光体。
6. 前記導光体と外殻とは互いに相溶性のある樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の棒状発光体。
7. 前記外殻の一部が外方に延出して帯板状部が形成され、その帯板状部の一部が切り欠かれた残りの板状部が車両部材に対する取付部となっていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の棒状発光体。
8. 前記外殻は不透明な樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか一項に記載の棒状発光体。

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