JP2011090962A

JP2011090962A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2011090962A
Application number: JP2009244790A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kaneda; 雅史金田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: JP5379642B2

Abstract

【課題】ストップランプの光源をＬＥＤとした場合であっても、点灯時にはバルブ光源と同等の配光特性とすることで、良好な見栄えを得ることができるようにする。
【解決手段】第１素子基板１０に実装されている赤色ＬＥＤ１８が点灯すると、その赤色光がリフレクタ１６で反射された後、片凸レンズ９で集光され、インナーレンズ５で拡散され、導光筒１３から外部に出射される。その結果、外部からは、ＬＥＤ１８の光が斑点状に見えることがなく、バルブ光源と同等の配光特性で視認することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、素子基板に実装されている複数の発光素子を光源とする車両用灯具に関する。

一般に、この種の車両用灯具には、自動車のヘッドライトやフォグランプ等の前照灯の他、テールランプ、ブレーキランプ、ターンシグナルランプ等の標示灯があり、又、車両には、自動車の他、自動二輪車、自転車、建設機械、航空機等がある。このような車両用灯具は、光源とリフレクタとレンズとの組合わせで、所望の配光特性を得るようにしている。

又、光源は白熱灯やハロゲンランプ等のバルブ（電球）光源が主流であったが、最近では、バルブ光源に比し電力消費量が少なく低燃費化が実現できるばかりでなく、長寿命化を実現することのできる発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を光源として採用する場合が多い。

ところで、発光素子は半減角（光源の中心線付近の明るさに対し、その明るさが半分になる角度）が狭いため、点灯時に外部からは個々の発光素子が独立して発光している状態が観察され、レンズ面が斑点状に点灯して見えるので、レンズ全体が点灯しているように見えるバルブ光源に比し、見栄えが悪い。これに対処するには、発光素子を間隔を詰めて配設すれば良いが、発光素子の数が必要以上に多くなり、製品コストが高くなるばかりでなく、電力消費量が増加してしまう不都合がある。

そのため、例えば特許文献１（特開２００４−１４１９７号公報）では、発光素子からの配光特性を、バルブ光源からの配光特性とほぼ同等にすべく、多数配列されている発光素子の出射方向に、反射部材を配設し、この反射部材で反射された光を更に発光素子の後方に配設されているハウジング本体の反射面で反射させ、バルブ光源とほぼ同じ配光特性でレンズから外部へ出射させる技術が開示されている。

しかし、上述した文献に開示されている技術では、発光素子の出射方向とレンズとの間に反射部材が介装されているので、ハウジング本体の反射面で反射された光の一部は、反射部材で再度反射されてしまい、この反射部材にて遮光された光はレンズに到達せず、従って、レンズを透過した光を外部から見ると、反射部材自体にて光が遮断されるため、中央部分が暗くなる、いわゆる中抜け現象が発生してしまう問題がある。

この対策として、同文献では、反射部材をハーフミラーとする態様が記載されている。しかし、反射部材をハーフミラーとした場合、反射部材を透過した光は、その半減角が狭いため、外部からは斑点状に点灯して見えるので、やはり見栄えが悪いという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、発光素子をバルブ光源と同等の配光特性とすることができ、点灯時においては良好な見栄えを得ることのできる車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、複数の発光素子からの光をリフレクタで反射させた後、車体の外方へ出射させる車両用灯具において、前記各発光素子を実装する第１素子基板と、前記第１素子基板の内周部に臨まされていると共に前記リフレクタからの反射光を集光して出射させる集光レンズと、前記集光レンズの出射側に設けられて該集光レンズからの出射光を拡散させて出射させるインナーレンズと、前記インナーレンズの出射側に設けられて該インナーレンズから出射された拡散光を前記車体の外方へ導く第１導光部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子からの光をリフレクタで反射させた後、集光レンズにて集光させ、その後、インナーレンズにて再度拡散させた後、第１導光部にて車体外方へ出射するようにしたので、バルブ光源と同等の配光特性となり、良好な見栄えを得ることができる。

車両用灯具のランプカバーを外した状態の正面図図１のII-II断面図素子基板ユニットの正面図図３のIV-IV断面図車両用灯具の要部分解斜視図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１、図２の符号１は車両用灯具であり、本実施形態では、車体後部の左右に配設されているテール・アンド・ストップランプが示されている。従って、以下においては、車両用灯具をテール・アンド・ストップランプと読み換えて説明する。

このテール・アンド・ストップランプ１は、車体後部の左右に対称に設けられており、図においては左側テール・アンド・ストップランプ１が示されている。尚、右側テール・アンド・ストップランプは対称構造であるため説明を省略する。

このテール・アンド・ストップランプ１のランプハウジング２は上面が平坦に形成されており、この平坦面が車体フレーム（図示せず）に固定される。又、ランプハウジング２は、開口端２ｂが横長に形成されていると共に所定深さの筒状に形成されている。更に、このランプハウジング２の開口端２ｂが透明なランプカバー３で閉塞されている。

ランプハウジング２内の上部に平坦な取付け凹部２ａが形成され、この取付け凹部２ａに、導光ユニット４の上端に形成された平坦面４ａが接着剤等を用いて固定されている。この取付け凹部２ａは平坦面４ａが嵌合される形状に形成されており、従って、この平坦面４ａを取付け凹部２ａに装着するだけで、導光ユニット４が位置決めされる。

この導光ユニット４は横長の楕円状に形成された外形を有しており、インナーレンズ５と、このインナーレンズ５を挟んで対峙する入射側部材６と出射側部材７とで構成されている。この入射側部材６は基板ホルダ８と集光レンズとしての片凸レンズ９とを有し、更に、この基板ホルダ８に、第１、第２素子基板１０，１１が固設されている。一方、出射側部材７は第２導光部としての導光環１２と第１導光部としての第１導光筒１３とを有している。導光環１２はアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の導光性を有する樹脂材料で形成されており、又、第１導光筒１３は、その内周に鏡面状の反射面１３ａが形成されている。

又、導光ユニット４の外周に第２導光筒１４が配設されている。この第２導光筒１４の内周に鏡面状の反射面１４ａが形成され、この反射面１４ａと導光ユニット４の外周との間で、第３導光部としての導光通路１５が形成されている。

この第２導光筒１４はランプハウジング２の深部方向へ延出されており、その深部側端部に、内方へ屈曲された止め部１４ｂが形成されている。この止め部１４ｂに、凸面状のリフレクタ１６が、その反射面を開口端２ｂ側に指向した状態で固設されている。

上述した入射側部材６は、リフレクタ１６の反射側に対設されている。図３、図４に示すように、基板ホルダ８は絶縁性を有する樹脂製であり、外筒部８ａと、この外筒部８ａと相似形に形成された内筒部８ｂとがリブ８ｃを介して連設された円環状に形成されている。この内筒部８ｂに片凸レンズ９が装着され接着剤等を用いて固定されている。この片凸レンズ９の凸面側がリフレクタ１６に対設されており、平面側が、インナーレンズ５に透明接着剤を用いて接着されている。このインナーレンズ５は光拡散用レンズとして機能すると共に、このインナーレンズ５よりも深部側を外部から見え難くする遮光機能を備えており、本実施形態では、透光性を有する乳白色の樹脂板で形成されている。

又、図４に示すように、この内筒部８ｂの外周と、外筒部８ａの内周と、リブ８ｃの両面にて、基板ホルダ８の両面に、第１、第２基板収容部１７ａ，１７ｂが各々周回状に形成されている。この各基板収容部１７ａ，１７ｂに、第１、第２素子基板１０，１１が各々装着され、絶縁性接着剤を用いて固定されている。この各素子基板１０，１１は基板収容部１７ａ，１７ｂの底面とほぼ同じ形状、すなわち、楕円環状で且つ上端が平坦に形成されている。従って、この両素子基板１０，１１を各基板収容部１７ａ，１７ｂにそれぞれ装着するだけで回転方向が規制され所定に位置決めされる。

この各素子基板１０，１１の表面に、発光素子の一例である発光ダイオード（ＬＥＤ）１８が素子基板１０，１１の形状に沿って２重の周回状に実装されている。この各ＬＥＤ１８は赤色ＬＥＤであり、第１素子基板１０に実装されている各ＬＥＤ１８はストップランプ用光源として用いられ、又、第２素子基板１１に実装されている各ＬＥＤ１８はテールランプ用光源として用いられる。尚、この素子基板１０，１１の上端は平坦になっているため、この部位には内周側のＬＥＤ１８のみが実装されている。

又、出射側部材７の導光環１２は透明樹脂製であり、基板ホルダ８の内筒部８ｂの内周と同じ形状で、且つ同じに位置に内周面１２ａが形成されている。更に、この内周面１２ａに第１導光筒１３が装着され、接着剤等を用いて固定されている。

次に、このような構成によるテール・アンド・ストップランプ１の作用について説明する。先ず、導光ユニット４の組み立て手順について説明する。

導光ユニット４の入射側部材６に設けられている基板ホルダ８に形成されている第１基板収容部１７ａと第２基板収容部１７ｂとに対し、ＬＥＤ１８が予め実装されている第１素子基板１０と第２素子基板１１とを各々装着する。この両基板収容部１７ａ，１７ｂは、上部が平坦にカットされた楕円環状に形成されており、素子基板１０，１１は、この基板収容部１７ａ，１７ｂとほぼ同じ形状を有している。そのため、この素子基板１０，１１を基板収容部１７ａ，１７ｂに収容するだけで所定に位置決めされる。そして、この両素子基板１０，１１の背面を、基板ホルダ８のリブ８ｃに絶縁性接着剤を用いて接着固定する。

又、基板ホルダ８の内筒部８ｂに片凸レンズ９を、凸面側を第１基板収容部１７ａ側に向けて装着し、平面側を、基板ホルダ８の第２基板収容部１７ｂ側の端面と同一面にして位置決めする。そして、この状態で、片凸レンズ９の外周を内筒部８ｂの内周面に接着剤等を用いて固定する。一方、出射側部材７の導光環１２の内周に、第１導光筒１３を装着し、接着剤等を用いて固定する。

そして、入射側部材６と出射側部材７とをインナーレンズ５の両面に透明接着剤等を用いて接着固定する。インナーレンズ５と、このインナーレンズ５を挟んで対峙する入射側部材７及び出射側部材８は同一の外形を有しているため、位置合わせが容易であり特別な治具等を用いることなく、簡単な位置決めで貼り合わせることができる。

一方、ランプハウジング２内には、第２導光筒１４が所定に位置決めされた状態で固定されており、この第２導光筒１４の深部側に形成されている止め部１４ｂに、凸面状のリフレクタ１６を接着剤等を用いて固定する。

その後、所定に組み立てられた導光ユニット４をランプハウジング２に挿入し、上部の平坦面４ａを、ランプハウジング２内の上部に形成されている取付け凹部２ａに装着する。この取付け凹部２ａは、導光ユニット４の上部に形成されている平坦面４ａが嵌合される形状に形成されているため、この取付け凹部２ａに平坦面４ａを嵌着するだけで、導光ユニット４を簡単に位置決めすることができる。そして、取付け凹部２ａに対し、導光ユニット４の平坦面４ａを接着、或いはねじ止め等により固定する。尚、各素子基板１０，１１の配線は、この平坦面４ａと取付け凹部２ａとの同じ位置に穿設されている配線孔（図示せず）を通して行われる。

その後、ランプハウジング２の開口端２ｂにランプカバー３を装着して、組立を完了する。完成されたテール・アンド・ストップランプ１を外部から見ると、第２素子基板１１の前面に透光性を有するインナーレンズ５が配設されているため、この第２素子基板１１に実装されているＬＥＤ１８は外部からは視認され難い状態にある。

そして、夜間走行等において、運転者がライティングスイッチ（図示せず）をＯＮして第２素子基板１１に実装されているテールランプ用光源であるＬＥＤ（赤色ＬＥＤ）１８を点灯させると、図５に示すように、この各ＬＥＤ１８（図５では省略されている）から出射された赤色光が、乳白色のインナーレンズ５を通過する際に拡散されて、その前面に当接されている導光環１２を通り、この導光環１２の端部から車外に赤色光が出射される。尚、図５は説明を簡略化させるために基板ホルダ８が省略されている。

従って、外部からは、この導光環１２の出射端面全体が、バルブ光源と同等の配光特性で赤く点灯しているように見える。

一方、運転者がフットブレーキを踏み込んで、ブレーキスイッチがＯＮされると、第１素子基板１０に実装されているストップランプ用光源であるＬＥＤ（赤色ＬＥＤ）１８が点灯する。このＬＥＤ１８から出射された光は、ランプハウジング２の深部側に対設されている凸面状のリフレクタ１６にて反射される。そして、リフレクタ１６から反射された赤色光の一部が、第１素子基板１０の内周側に配設されている片凸レンズ９の凸面に入射され、他の一部が導光ユニット４の外周に形成されている導光通路１５に入射される。

片凸レンズ９の凸面に入射された赤色光は集光されて、平面側からインナーレンズ５に入射される。そして、このインナーレンズ５で拡散された後、このインナーレンズ５の前面に当接されている第１導光筒１３に沿って、その開口端から車体外方へ出射される。

この第１導光筒１３から出射される赤色光は、片凸レンズ９で一旦集光された後、インナーレンズ５で拡散され、更に、第１導光筒１３の内周面が鏡面状の反射面１３ａとなっているため、上述した導光環１２から出射される赤色光よりも減衰率が低く、従って、くっきりとした赤色が視認される。又、この赤色光は、凸面状のリフレクタ１６で反射された後、片凸レンズ９で集光されるため、外部からは第１導光筒１３の内周全体が、バルブ光源と同等の配光特性で赤く点灯しているように見える。

一方、導光ユニット４の外周に形成されている導光通路１５に入射された赤色光は、この導光通路１５にインナーレンズ５が配設されていないため、そのまま開口端から車体外方へ出射される。その結果、ブレーキスイッチがＯＮすると、中央の第１導光筒１３からくっきりとした赤色が視認されると共に、導光環１２の外周に、それよりも輝度の低いぼんやりとした赤色が視認される。

このように、本実施形態によれば、第１素子基板１０に実装されているＬＥＤ１８から出射された赤色光をリフレクタ１６で拡散した後、片凸レンズ９で集光させるようにし、更にインナーレンズ５で拡散させるようにしたので、ＬＥＤ１８が点灯した際に、外部からは個々のＬＥＤ１８が斑点状に点灯して見えることはなく、バルブ光源と同等の配光特性の赤色が視認され、良好な見栄えを得ることができる。

又、第２素子基板１１に実装されているＬＥＤ１８から出射される赤色光は、インナーレンズ５で拡散され、導光環１２を透過して出射されるため、この場合も、外部からは個々のＬＥＤ１８が斑点状に点灯して見えることはなく、バルブ光源と同等の配光特性を得ることができる。

又、導光ユニット４を予め一体化した状態でランプハウジング２に取付けるようにしたので、取付けが容易になるばかりでなく、この導光ユニット４を簡単に取り外すことができるため、作業性が良い。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば第２素子基板１１を廃止し、第１素子基板１０のみとしても良い。

１…テール・アンド・ストップランプ、
２…ランプハウジング、
３…ランプカバー、
４…導光ユニット、
５…インナーレンズ、
８…基板ホルダ、
９…片凸レンズ、
１０…第１素子基板、
１１…第２素子基板、
１２…導光環、
１３…第１導光筒、
１４…第２導光筒、
１５…導光通路、
１６…リフレクタ、
１８…発光ダイオード

特開２００４−１４１９７号公報

Claims

複数の発光素子からの光をリフレクタで反射させた後、車体の外方へ出射させる車両用灯具において、
前記各発光素子を実装する第１素子基板と、
前記第１素子基板の内周部に臨まされていると共に前記リフレクタからの反射光を集光して出射させる集光レンズと、
前記集光レンズの出射側に設けられて該集光レンズからの出射光を拡散させて出射させるインナーレンズと、
前記インナーレンズの出射側に設けられて該インナーレンズから出射された拡散光を前記車体の外方へ導く第１導光部と
を備えることを特徴とする車両用灯具。
前記第１素子基板の背面に配設されて前記集光レンズの出射方向の面に複数の発光素子が実装されていると共に該発光素子の出射方向に前記インナーレンズが対設されている第２素子基板と、
前記第２素子基板に実装されている発光素子に前記インナーレンズを挟んで対設されていると共に前記第１の導光部の外周に配設されて、該第２素子基板に実装されている発光素子からの光を前記車体の外方へ導く第２導光部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
前記第２導光部の外周に設けられて前記リフレクタからの反射光を前記車体の外方へ導く第３導光部と
を備えることを特徴とする請求項２記載の車両用灯具。
前記リフレクタが凸面鏡であり、前記集光レンズが片凸レンズである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具。