JP2011253690A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 前面カバーが傾斜面として構成された灯具の発光面の均一な明るさと薄型化を図る。
【解決手段】 一方の端部に対して他方の端部がランプ後方に回り込んだ形状をしたランプハウジング内に第１光源２１と第２光源２２を配置し、かつ各光源の光を反射する第１と第２のメインリフレクタ４１，４２を備え、第２光源２２は第１光源２１よりもランプ後方に配置され、第２メインリフレクタ４２は第１メインリフレクタ４１よりもランプ後方の領域にまで延長され、第２光源２２から出射されて第２メインリフレクタ４１に投射される光は第１光源２１から出射されて第１メインリフレクタ４１に投射される光よりもランプ前方に大きな角度に向けられる。
【選択図】 図２

Description

本発明は発光素子を光源とし、均一な明るさの発光面を有する薄型の車両用灯具に関するものである。

ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を光源とする車両用灯具では、ＬＥＤから出射する光の指向性が高いので灯具の前面を均一な明るさの発光面として構成することが難しい。そのため、ＬＥＤから出射した光を拡散状態に反射するリフレクタを備えて灯具を構成することが行われている。特許文献１では灯具ボディ内の周縁又は側縁に沿って複数のＬＥＤを配列するとともに、各ＬＥＤから出射された光を灯具中央領域に向けて反射する第１の反射面と、第１の反射面で反射された光を灯具の前面方向に向けて反射する第２の反射面を備えている。ＬＥＤから出射した光を第１の反射面で第２の反射面の広い領域に向けて反射し、この反射した光を第２の反射面に設けた微細な反射素子で反射することで灯具の前面の広い領域にわたって拡散かつ均一化した発光状態とすることが可能とされている。

特開２０００−１８２４０７号公報

特許文献１の灯具は灯具ボディ内の周縁又は側縁に沿って配列した複数のＬＥＤはほぼ同一平面上に配置されており、しかもＬＥＤと第１及び第２の反射面が灯具光軸に対して点対称又は線対称となるように設計している。これは各ＬＥＤから出射した光が灯具の前面において均一な光度となるように第１及び第２の反射面を同一規格に構成したためであると推測される。そのため、灯具の前面が車両の車体形状に沿って片側に傾斜した傾斜面に構成された場合、例えば特許文献１の図１のように傾斜曲面として構成された場合には、灯具の一方の奥行き寸法が他方の奥行き寸法よりも大きくなってしまい、灯具の薄型化を図ることが困難になる。

本発明の目的は発光素子を光源とし、前面カバーが傾斜面として構成された灯具においても均一な明るさの発光面を備えるとともに灯具の薄型化を図った車両用灯具を提供するものである。

本発明の車両用灯具は、ランプボディと光透過性のある前面カバーを備え、一方の端部に対して他方の端部がランプ後方（ランプ光軸方向の後方、以下同じ）に回り込んだ形状をしたランプハウジングと、ランプハウジング内の一方の端部に配設された第１光源及びランプハウジング内の他方の端部に配設された第２光源と、ランプハウジング内の第１光源と第２光源との間に並んで配設され、第１光源側に位置される第１メインリフレクタと第２光源側に位置される第２メインリフレクタを備え、第２光源は第１光源よりもランプ後方に配置され、第２メインリフレクタは第１メインリフレクタよりもランプ後方の領域にまで延長され、第２光源から出射されて第２メインリフレクタに投射される光は第１光源から出射されて第１メインリフレクタに投射される光よりもランプ光軸と直交する面に対してランプ前方に大きな角度に向けられていることを特徴とする。

本発明における好ましい形態では、第１光源及び第２光源は発光光軸がランプ前面に向けられたＬＥＤで構成され、第１光源と第２光源の前側にはそれぞれ各光源から出射した光を平行光として反射する第１サブリフレクタと第２サブリフレクタを備える。

また、他の好ましい形態として、第１メインリフレクタは第１サブリフレクタで反射した光をランプ前方に向けて反射する複数の傾斜面を配列した階段形状に形成され、第２メインリフレクタは第２サブリフレクタで反射した光をランプ前方に向けて反射する複数の傾斜面を配列した階段形状に形成され、第１メインリフレクタと第２メインリフレクタの各傾斜面はランプ前面から見たときにほぼ等しい面積に形成される。

さらに他の好ましい形態として、第１光源と第２光源はそれぞれ複数のＬＥＤで構成され、第１サブリフレクタと第２サブリフレクタはそれぞれ複数のＬＥＤに対応した複数のリフレクタを連続して一体に形成する。

本発明によれば、前面カバーが傾斜面として構成された灯具においても第２光源を第１光源よりもランプ後方に後退させることでランプハウジングの薄型化が実現できる。また、第２メインリフレクタを第１メインリフレクタよりもランプ後方に延長することで第１と第２の両メインリフレクタの有効反射面の面積を等しくし、その上で第２光源から出射されて第２メインリフレクタに投射される光を第１光源から出射されて第１メインリフレクタに投射される光よりもランプ前方に大きな角度に向けることで両メインリフレクタの有効反射面で反射した光をランプの前面方向に向けて反射させることができるので、前面カバーの全面にわたって均一な明るさで発光させたランプを得ることができる。

また、本発明の好ましい形態では、第１光源及び第２光源を発光光軸がランプ前面に向けられたＬＥＤで構成し、第１光源と第２光源の前側には平行光として反射する第１サブリフレクタと第２サブリフレクタを備えるので、各光源からの光を第１メインリフレクタと第２メインリフレクタの各有効反射面においてランプの前面方向に向けて反射させることができ、明るさの均一化を高めることができる。特に、第１メインリフレクタと第２メインリフレクタの各有効反射面はランプ前面から見たときにほぼ等しい面積に形成することで明るさの均一化をより高めることができる。

さらに他の好ましい形態では、第１サブリフレクタと第２サブリフレクタはそれぞれ第１光源と第２光源の各複数のＬＥＤに対応した複数のリフレクタを連続して一体に形成することにより部品点数を削減し、ランプの小型化、特に薄型化を進めることができる。

実施形態１の一部を破断した正面図。 図１のII−II線拡大断面図。 図１のIII−III線拡大断面図。 実施形態１の部分分解概略斜視図。 照射光路を説明する図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のテールランプに適用した実施形態の一部を破断した正面図であり、右テールランプＲＴＬの例を示している。図２は図１のII−II線拡大断面図、図３は図１のIII−III線拡大断面図、図４は部分分解概略斜視図である。これらの図において、実施形態１の右テールランプＲＴＬは前面方向から見た形状が横長の矩形をした容器状をしたランプボディ１１と、このランプボディ１１の前面開口に取着された透明な赤色樹脂で形成された前面カバー１２とでランプハウジング１が構成されている。このランプハウジング１の全体形状は図には示されない自動車の車体右後部の曲面形状に沿うように同図の左側領域から右側領域に向けて、すなわち自動車の車体の内側領域から外側領域に向けてランプの後方に向けて延びるように幾分湾曲した形状とされている。そのため、ランプボディ１１の後面は内側領域は略平坦面であるが、外側領域の部分はランプ後方（ランプ光軸Ｌｘに沿った後方）に向けて湾曲した回り込み形状とされている。前面カバー１２は枠状のフレーム１３を介して前記ランプボディ１１の周縁に取着されている。前面カバー１２自体は全体として内側領域から外側領域に向けて前面がランプ後方に向けて緩やかに後退された傾斜面として形成され、これによりランプハウジング１における奥行寸法の最大寸法を抑制した薄型のランプとして構成している。また、ランプのデザイン上の要求からここでは後述するように前面カバー１２の前面の中央領域にはランプ前方に突出した山型の曲面部１４が上下方向に３段にならんで配列されている。

前記ランプハウジング１内の左右にはそれぞれ第１光源２１と第２光源２２が配列されている。第１光源２１と第２光源２２はそれぞれ上下に所定の間隔で配列した各３個のＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌで構成されており、第１光源２１の各ＬＥＤ２１Ｌはランプハウジング１内の左側領域、すなわち内側領域に配列され、第２光源２２の各ＬＥＤ２２Ｌはランプハウジング１内の右側領域、すなわち外側領域に配列されている。これら第１光源２１及び第２光源２２の各ＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌは前記ランプボディ１の内面に密接するように支持された回路基板３１，３２にそれぞれ支持されており、そのため第２光源２２の３個のＬＥＤ２２Ｌはランプボディ１の外側領域の前記した回り込み形状にしたがって第１光源２１の３個のＬＥＤ２１Ｌよりもランプ後方に奥行寸法Ｄａだけ後退した位置に配置されていることになる。前記第１光源２１と第２光源２２の各３個のＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌはそれぞれ水平方向に対をなすように同じ高さ位置に対向して配列されるとともに、全てのＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌはそれぞれの発光光軸Ｌａ、すなわち発光して出射する光束の中心軸がランプ光軸Ｌｘ、すなわち自動車の前後方向と平行に向けられている。

前記ランプハウジング１内には前記第１光源２１と第２光源２２との間に第１メインリフレクタ４１と第２メインリフレクタ４２が配置されており、ここでは第１メインリフレクタ４１と第２メインリフレクタ４２は１つの光反射面部材として一体に形成されている。第１メインリフレクタ４１は第１光源２１の近傍からランプハウジング１の左右の略中央領域までの領域にわたって延在され中央領域側の端部をランプ前方に突出させるとともに、第１光源側から中央領域側に向けて平坦面４１ａと傾斜面４１ｂを交互に配置した階段状に形成されている。第２メインリフレクタ４２は第２光源２２から第１メインリフレク４１の中央領域側の端部に達するまでの領域にわたって延在され、中央領域側の端部をランプ前方に突出させるとともに、第１メインリフレクタ４１とは逆に第１光源側から中央領域側に向けて平坦面４２ａと傾斜面４２ｂを交互に配置した階段状に形成されている。前記したように第２光源２２は第１光源２１よりも寸法Ｄａだけランプ後方に配置されているので、第２メインリフレクタ４２の奥行寸法Ｄ２は第１メインリフレクタ４１の奥行寸法Ｄ１よりも大きくされている。

ここで、前記第１及び第２のメインリフレク４１，４２の各傾斜面４１ｂ，４２ｂは有効反射面として構成されたものであり（以下、有効反射面と称する）、幾分凹状に湾曲した単一の凹曲面或いは複数の凹曲面を配列した曲面として構成されている。また、ランプ光軸Ｌｘに垂直な面に対する第２メインリフレクタ４２の有効反射面４２ｂの角度θ２は第１メインリフレクタ４１の有効反射面４１ｂの角度θ１よりも大きな角度に設定されている。ここでは第１メインリフレクタ４１の有効反射面４１ｂはランプ光軸Ｌｘに垂直な面に対して略４５度の角度に傾斜されているが、第２メインリフレクタ４２の有効反射面４２ｂはランプ光軸Ｌｘに対して４５度よりも大きな角度に傾斜されている。しかし、その一方で第２メインリフレクタ４２の奥行寸法Ｄ２は第１メインリフレクタ４１の奥行寸法Ｄ１よりも大きいため、第２メインリフレクタ４２の有効反射面４２ｂは第１メインリフレクタ４１の有効反射面４１ｂよりも奥行方向の長さ寸法（幅寸法）を大きくすることができる。すなわち有効反射面４２ｂの奥行方向の幅寸法Ｗ２を有効反射面４１ｂの幅寸法Ｗ１よりも大きくしている。したがって第２メインリフレクタ４２の有効反射面４２ｂの傾斜角度θ２が第１メインリフレクタ４１の有効反射面４１ｂの傾斜角度θ１よりも大きくてもランプ前面方向から見たときの両有効反射面４１ｂ，４２ｂの幅寸法、すなわちランプ前面の透視面積Ａ１，Ａ２は略等しく形成されている。

前記ランプハウジング１内の前記第１光源２１の前面領域には第１サブリフレクタ５１が配置され、同じくランプハウジング１内の前記第２光源２２の前面領域には第２サブリフレクタ５２が配置されている。第１サブリフレクタ５１は第１光源２１の前面を覆っているが前記フレーム１３によって外部に露見されることはない。第２サブリフレクタ５２は第２光源２２の前面を覆っているが前記フレーム１３によってその大部分が外部に露見されることはない。第１サブリフレクタ５１は第１光源２１の各ＬＥＤ２１Ｌを焦点とする３つの回転放物面５１ａを上下に連続した波形リフレクタとして構成されており、第１光源２１の各ＬＥＤ２１Ｌから出射された光をそれぞれ水平方向に反射して第１メインリフレクタ４１に投射させるようになっている。同様に第２サブリフレクタ５２は第２光源２２の各ＬＥＤ２２Ｌを焦点とする３つの回転放物面５２ａを上下に連続した波型リフレクタとして構成されており、第２光源２２の各ＬＥＤ２２Ｌから出射された光を水平方向に反射して第２メインリフレクタ４２に投射させるようになっている。そして、第１サブリフレクタ５１においては第１光源２１からの光をランプ光軸Ｌｘに対してほぼ垂直に近い角度方向に向けて反射している。これに対し、前記したように第２光源２２は第１光源２１よりもランプ後方に配置されており、第２サブリフレクタ５２も第１サブリフレクタ５１よりもランプ後方に配置されているため、後述するように第２サブリフレクタ５２においては第１光源２２からの光をランプ光軸Ｌｘに対してほぼ垂直な方向よりも小角度だけランプ前方に向けて反射することになる。

前記前面カバー１２はフレーム１３で囲まれる領域が有効発光面として構成されており、この有効発光面には前記したように上下３段に配置した水平方向の中央領域が前方に突出した山型となる曲面部１４が形成されている。この曲面部１４は鉛直方向の断面形状は前記第１光源２１及び第２光源２２の各３個のＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌに対応する鉛直部分がそれぞれ前方に三角状に突出した形状とされている。この曲面部１４の三角形の頂点に沿った稜部の裏面には微小な凹凸からなる光拡散素子１４ａが形成されており、曲面部１４を透過して出射される光を拡散して出射させる構成とされている。

以上の構成の右テールランプＲＴＬにおいては、図５に模式的に示すように、第１光源２１（ＬＥＤ２１Ｌ）が発光すると、第１光源２１から出射した光は第１サブリフレクタ５１で反射され、当該第１サブリフレクタ５１の鉛直方向の幅寸法でランプ光軸Ｌｘとほぼ垂直方向に向けられた水平方向の平行光として反射され、第１メインリフレクタ４１に投射される。第１メインリフレクタ４１に投射された光は第１メインリフレクタ４１の有効反射面４１ｂにおいてそれぞれ反射されるが、有効反射面４１ｂが幾分凹面形状をしているためランプ光軸Ｌｘに沿った方向を中心に多少拡散した光として反射される。また、第２光源２２（ＬＥＤ２２Ｌ）が発光すると、第２光源２２から出射した光は第２サブリフレクタ５２で反射され、当該第２サブリフレクタ５２の鉛直方向の幅寸法でランプ光軸Ｌｘとほぼ垂直方向よりも小角度だけ幾分ランプ前方に向けられた水平方向の平行光として反射され、第２メインリフレクタ４２に投射される。すなわち、第２サブリフレクタ５２で反射された光は第１サブリフレクタ５１で反射された光よりもランプ光軸Ｌｘに垂直な面に対して大きな角度で第２メインリフレクタ４２に投射される。第２メインリフレクタ４２に投射された光は第２メインリフレクタ４２の有効反射面４２ｂにおいてそれぞれ反射されるが、有効反射面４２ｂが幾分凹面形状をしているためランプ光軸Ｌｘに沿った方向を中心に多少拡散した状態で反射される。そして、これら第１メインリフレクタ４１と第２メインリフレクタ４２で反射された光は一体となって前面カバー１２の有効発光面を透過してランプ前方に向けて照射される。このとき有効発光面の内面の一部に設けた曲面部１４の光拡散素子１４ａによって透過光が大きな角度で拡散ないし散乱されるので、当該拡散ないし散乱光によって発光面に線状の強調した発光領域が形成されることになり、前面カバー１２における発光面の意匠的な効果を高めることが可能である。なお、第１光源２１から出射した光は第１サブリフレクタ５１により前方への光が遮光されるため、第１光源２１からの直接光がランプ前方に照射されることはない。同様に第２光源２２から出射した光は第２サブリフレクタ５２により遮光されるため第２光源２２からの直接光がランプ前方に照射されることはない。これにより、前面カバー１２の有効発光面において均一な光度の発光状態となる。

このように、第１光源２１からの光は第１サブリフレクタ５１によってランプ光軸Ｌｘに対して垂直に近い角度で反射されて第１メインリフレクタ４１に投射され、さらに有効反射面４１ｂにおいてランプ前方に向けて反射される。第２光源２２からの光は第２サブリフレクタ５２によってランプ光軸Ｌｘに対して垂直に近い角度よりもランプ光軸Ｌｘに垂直な面に対して角度θｄだけランプ前方に向けた角度で反射されて第２メインリフレクタ４２に投射され、さらに有効反射面４２ｂにおいてランプ前方に向けて反射される。このとき、第１メインリフレクタ４１と第２メインリフレクタ４２の奥行寸法Ｄ１，Ｄ２の違いにかかわらず各メインリフレクタ４１，４２の各有効反射面４１ｂ，４２ｂはランプの前面方向から見ると略同じ面積に形成されている。そのため、第１メインリフレクタ４１で反射した光の明るさと第２メインリフレクタ４２で反射した光の明るさは同じになる。すなわち、第１光源２１と第２光源２２がランプ光軸Ｌｘに対して垂直な同一平面に配置されていなくても均一な発光が実現できる。そのため、前面カバー１２を自動車の車体の曲面に沿って湾曲させた場合に、これに対応させてランプボディ１１の後面を回り込み形状に構成することでランプハウジング１の最大厚み寸法（奥行き寸法）の増大を防止してランプの薄型化を実現することができ、またこのように薄型化を図った場合でも前面カバー１２における均一な明るさでの発光が確保できる。

実施形態１では第１サブリフレクタ５１で反射した光をランプ光軸Ｌｘに垂直な方向に向けて第１メインリフレクタ４１に投射しているが、必ずしもこの方向に限定されるものではない。例えば、第１サブリフレクタ５１で反射した光はランプ光軸Ｌｘに垂直な方向よりもランプ前方に傾斜した方向に投射するようにしてもよい。ただし、この場合には、第２サブリフレクタ５２で反射した光は第１サブリフレクタ５１で反射した光よりも大きな角度でランプ前方に傾斜した方向となるように構成することが肝要であり、このようにすることで実施形態１のように回り込み形状をしたランプの薄型化を図る一方で均一な発光面を得ることができる。また、第１サブリフレクタ５１や第２サブリフレクタ５２を用いることなく、あるいはこれらに代えた光学要素を配設することによって第１及び第２の各光源２１，２２からの光をそれぞれ所定の傾斜方向で第１及び第２の各メインリフレクタ４１，４２に投射するように構成してもよい。前者の場合には第２光源２２の発光光軸を第１光源２１の発光光軸よりもランプ光軸ＬＸに対して大きな角度で傾斜するように構成すればよい。また、後者の場合には光学要素として第２光源２２から出射した光が第１光源２１から出射した光よりもランプ光軸Ｌｘに対して大きな角度で屈折して各メインリフレクタに投射するような全反射プリズムや集光レンズを用いた構成とすればよい。

ここで、第１メインリフレクタ４１と第２メインリフレクタ４２の有効反射面は連続した曲面あるいは傾斜した平面として構成してもよく、必ずしも実施形態のように複数の傾斜面を配列した階段構造にしなくてもよい。また、第１サブリフレクタ５１と第２サブリフレクタ５２は第１光源２１と第２光源２２の複数個のＬＥＤ２１Ｌ，２２Ｌにそれぞれ対応した反射面を連続させた波型に構成しているが、それぞれ独立したリフレクタとして構成してもよい。第１光源２１と第２光源２２はＬＥＤ等の発光素子で構成されたものに限られるものではなく、出射する光の指向性の高い光源であれば電球を光源とする灯具にも適用できる。さらに、前面カバー１２は左右方向に傾斜した傾斜面として構成されたものに限られるものではなく、自動車の車体の曲面形状に対応して上下方向に傾斜した傾斜面として構成された前面カバーを有する灯具にも適用することが可能である。

本発明は光指向性のある光源を用いるとともに前面カバーが傾斜した構成の灯具であって、奥行寸法を低減した薄型化が要求され、かつ均一な明るさの発光面が要求される灯具に採用することが可能である。

１ ランプハウジング
１１ ランプボディ
１２ 前面カバー
２１ 第１光源
２２ 第２光源
２１Ｌ，２２Ｌ ＬＥＤ
４１ 第１メインリフレクタ
４２ 第２メインリフレクタ
４１ｂ，４２ｂ 有効反射面
５１ 第１サブリフレクタ
５２ 第２サブリフレクタ

Claims (4)

1. ランプボディと光透過性のある前面カバーを備え、一方の端部に対して他方の端部がランプ後方（ランプ光軸方向の後方、以下同じ）に回り込んだ形状をしたランプハウジングと、前記ランプハウジング内の前記一方の端部に配設された第１光源及び前記ランプハウジング内の前記他方の端部に配設された第２光源と、前記ランプハウジング内の前記第１光源と第２光源との間に並んで配設され、前記第１光源側に位置される第１メインリフレクタと前記第２光源側に位置される第２メインリフレクタを備え、前記第２光源は前記第１光源よりもランプ後方に配置され、前記第２メインリフレクタは前記第１メインリフレクタよりもランプ後方の領域にまで延長され、前記第２光源から出射されて前記第２メインリフレクタに投射される光は前記第１光源から出射されて前記第１メインリフレクタに投射される光よりもランプ光軸と直交する面に対してランプ前方に大きな角度に向けられていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１光源及び第２光源は発光光軸がランプ前面に向けられたＬＥＤで構成され、前記第１光源と第２光源の前側にはそれぞれ各光源から出射した光を平行光として反射する第１サブリフレクタと第２サブリフレクタを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第１メインリフレクタは前記第１サブリフレクタで反射した光をランプ前方に向けて反射する複数の有効反射面としての傾斜面を配列した階段形状に形成され、前記第２メインリフレクタは前記第２サブリフレクタで反射した光をランプ前方に向けて反射する有効反射面としての複数の傾斜面を配列した階段形状に形成され、前記第１メインリフレクタと第２メインリフレクタの各有効反射面はランプ前面から見たときにほぼ等しい面積に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記第１光源と第２光源はそれぞれ複数のＬＥＤで構成され、前記第１サブリフレクタと第２サブリフレクタはそれぞれ前記複数のＬＥＤに対応した複数のリフレクタを連続して一体に形成していることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
   
   

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