JP2012028156A - 車両用灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】異なる方向へ光を照射する２つのランプ機能を有し、従来に比べて部品点数の少ない車両用灯具ユニットを提供する。
【解決手段】灯具ユニット１は、前方を向く光軸Ａｘを有する光源１０と、光源１０の前方に配設された導光体２０と、を備える。導光体２０は、光源１０から出射された光を当該導光体２０内へ入射させる入射部２１と、入射部２１から当該導光体２０内へ入射した光を光軸Ａｘに直交する上方及び下方へ分岐するよう内部反射させる２つの第１反射面２２１，２２１と、第１反射面２２１，２２１で分岐された光を光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射させる複数の第２反射面２２２，…と、第２反射面２２２，…で個別に内部反射された光を、互いに略直交する２方向へ向けて当該導光体内から出射させる２つの出射部２３，２３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具ユニットに関する。

一般に、車両（自動車）後端の左右両側部には、テールランプやサイドマーカランプ等の複数の信号灯を有する車両用灯具ユニット（いわゆるコンビネーションランプ）が設けられている。通常、この種の車両用灯具ユニットは、車両後方へ光を照射するテールランプと、車両側方へ光を照射するサイドマーカランプとで、それぞれ別の光源とリフレクタ等の光学部品とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０８８０５号公報

しかしながら、上記従来の車両用灯具ユニットでは、異なる方向へ光を照射するテールランプとサイドマーカランプとにそれぞれ光源及び光学部品が設けられているために、全体として部品点数の多い構成となっていた。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、異なる方向へ光を照射する２つのランプ機能を有し、従来に比べて部品点数の少ない車両用灯具ユニットの提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、前方を向く光軸を有する光源と、前記光源の前方に配設された導光体と、を備える車両用灯具ユニットにおいて、
前記導光体は、
前記光源から出射された光を当該導光体内へ入射させる入射部と、
前記入射部から当該導光体内へ入射した光を前記光軸に直交する光軸直交方向の両側へ分岐するよう内部反射させる２つの第１反射面と、
前記２つの第１反射面で分岐された光を前記光軸に沿った光軸方向へ個別に内部反射させる複数の第２反射面と、
前記複数の第２反射面で個別に内部反射された光を、互いに略直交する２方向へ向けて当該導光体内から出射させる２つの出射部と、
を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具ユニットにおいて、
前記２つの出射部のうち、一方の出射部は、前記光軸方向へ光を出射させ、
他方の出射部は、前記光軸に対し略４５度の角度で傾斜する面であって、前記第２反射面で内部反射された光を前記光軸に略直交する方向へ内部反射させる第３反射面を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用灯具ユニットにおいて、
前記２つの出射部は、
当該出射部から出射させる出射光のうちの主たる部分を主出射方向へ出射させる出射面と、
前記出射光のうちの一部を前記主出射方向とは異なる副出射方向へ全反射させつつ出射させるプリズムカット部と、
をそれぞれ有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具ユニットにおいて、
前記２つの第１反射面は、前記導光体の前面に前記光軸直交方向の両側へ傾斜する略Ｖ字状に凹設され、当該Ｖ字状の屈曲部が前記光軸上から前記光軸直交方向へずれた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源から出射された光が導光体を通じて互いに略直交する２方向へ出射されるので、異なる方向へ光を照射する２つのランプ機能を一組の光源及び導光体だけで実現することができる。したがって、異なる方向へ光を照射するランプ機能毎に光源と光学部品とを設けていた従来に比べ、部品点数を少なくすることができる。

実施形態における灯具ユニットの斜視図である。 図１の灯具ユニットの正面図である。 図２のII−II線での断面図である。 図２のIII−III線での断面図である。 図２のIV−IV線での断面図である。 変形例の灯具ユニットの側断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、発明の範囲は以下の実施形態及び図示例に限定されない。

＜車両用灯具ユニットの構成＞
図１は、本実施形態における車両用灯具ユニット（以下、単に灯具ユニットという）１の斜視図であり、図２は、灯具ユニット１の正面図であり、図３〜図５は、図２のII−II線〜IV−IV線での断面図である。
灯具ユニット１は、車両（自動車）後端の左右両側部にそれぞれ搭載され、各々が車両後方及び車両側方へ光を照射するものである。但し、以下の説明では、車両後端の左側部に搭載されたものを例に挙げて説明することとし、また、「前」「後」「左」「右」との記載を当該灯具ユニット１から見た方向を指すものとして図面の記載と対応させて用いることとする。

図１〜３に示すように、この灯具ユニット１は、光源１０と、光源１０の前方に配設された導光体２０とを備えており、図示しないハウジング及び透光カバーからなる灯室内に収容されている。

光源１０は、赤色光を出射する発光ダイオード等の発光体であり、図示しない基板に実装されている。この光源１０は、前方を向く光軸Ａｘを有しており、当該光軸Ａｘを中心に前方へ略放射状に光を出射する。

導光体２０は、光源１０から出射された光を導光するための導光部材であり、光源１０が当該導光体２０の中央やや上方寄りに位置するように上下方向へ長尺に形成されている。
具体的には、導光体２０は、光源１０から出射された光を導光体２０内へ入射させる入射部２１と、導光体２０内から光を出射させる２つの出射部２３，２３と、入射部２１から出射部２３，２３へ光を導く導光部２２と、を有している。

このうち、入射部２１は、光源１０と対向するように導光体２０の後面（光源１０側の面）に突設されており、より詳しくは、光源１０の光軸Ａｘを回転対称軸とする裁頭円錐状に形成されている。この入射部２１の頭部には、後方へ向けて開口する凹部２１ａが形成されている。
凹部２１ａの底部には、後方へ膨出する凸面状（非球面）の第１入射面２１１が、光軸Ａｘを回転対称軸として光源１０と対向するように形成されている。この第１入射面２１１は、その焦点に光源１０が位置するように配設されており、光源１０から出射された光を光軸Ａｘに沿った方向（以下、光軸Ａｘ方向という）へ屈折させつつ導光体２０内へ入射させる。
第１入射面２１１の周縁部に配設された凹部２１ａの内周面は、第２入射面２１２を構成している。この第２入射面２１２は、光源１０の周囲を囲うように後方へ立設された円錐面であり、光源１０から出射された光のうち第１入射面２１１よりも側方へ向かう光を導光体２０内へ入射させる。
入射部２１の外周面は、反射面２１３を構成している。この反射面２１３は、第２入射面２１２から導光体２０内へ入射した光を光軸Ａｘ方向へ内部反射させる。

導光部２２は、導光体２０の前面に形成された２つの第１反射面２２１，２２１と、導光体２０の後面に形成された複数の第２反射面２２２，…とを有している。
このうち、第１反射面２２１，２２１は、入射部２１の光軸Ａｘ方向に位置するように導光体２０の前面に凹設されている。具体的には、第１反射面２２１，２２１は、側面視で光軸Ａｘよりもやや上方寄りの位置を屈曲部とする略Ｖ字状に形成されており、光軸Ａｘに対し４５度の角度で上方と下方とへ個別に傾斜している。つまり、２つの第１反射面２２１，２２１のうち、下側の第１反射面２２１Ａの方が、上側の第１反射面２２１Ｂよりも大きな面となっている。これら第１反射面２２１，２２１は、第１入射面２１１及び反射面２１３を経て光軸Ａｘ方向へ進む光を上方と下方とに分岐するよう内部反射させる。
一方、第２反射面２２２，…は、導光体２０の後面の上下両側部分にそれぞれ複数形成されている。この後面の左右両側部分は階段状となっており、各段面２２ａが光軸Ａｘに直交するとともに光軸Ａｘから離れるに連れて段階的に前方に位置するように形成されている。各第２反射面２２２は、この各段面２２ａと上下方向へ交互に連なって当該階段状の面を構成しており、第１反射面２２１，２２１のうち何れか近い方の第１反射面２２１と平行になるように形成されている。また、第２反射面２２２，…は、第１反射面２２１，２２１の上下方向の両側に配設されており、つまり、より大きな第１反射面２２１Ａの下側に位置する一群の第２反射面２２２Ａ，…の方が、第１反射面２２１Ｂの上側に位置する一群の第２反射面２２２Ｂ，…よりも、上下方向へ長尺に形成されている。この第２反射面２２２，…は、第１反射面２２１，２２１で上方及び下方へ分岐して内部反射された光を光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射させる。

出射部２３，２３は、導光体２０内から光を出射させる部分であり、下側の第２反射面２２２Ａ，…の前方に位置する下部出射部２３Ａと、上側の第２反射面２２２Ｂ，…の前方に位置する上部出射部２３Ｂとから構成されている。

このうち、下部出射部２３Ａは、導光体２０の前面に形成された下部出射面２３１Ａを有している。この下部出射面２３１Ａは、第２反射面２２２Ａ，…で内部反射された光、ひいては下部出射部２３Ａから出射させる出射光のうちの主たる部分を光軸Ａｘ方向へ出射させる面である。
下部出射面２３１Ａの左右両端部には、図４に示すように、第１プリズムカット部２３２Ａ，２３２Ａが前方へ突設されている。この第１プリズムカット部２３２Ａは、左右方向で内向きに傾斜した上端面２３２１と内壁面２３２２とを有する断面略三角形状のプリズム部であり、後述するように、第２反射面２２２Ａ，…で内部反射された光のうちの一部を光軸Ａｘから左右へ４５度傾斜した方向へ全反射させつつ出射させる。
また、下部出射面２３１Ａの左端部であって右側の第１プリズムカット部２３２Ａの内側には、第２プリズムカット部２３３Ａが前方へ突設されている。この第２プリズムカット部２３３Ａは、左右方向で内向きに傾斜した上端面２３３１と内壁面２３３２とを有するとともに第１プリズムカット部２３２Ａよりも低く形成された断面略三角形状のプリズム部であり、後述するように、第２反射面２２２Ａ，…で内部反射された光のうちの一部を光軸Ａｘから右側（車両側方側）へ８０度傾斜した方向へ全反射させつつ出射させる。

一方、上部出射部２３Ｂは、図５に示すように、導光体２０の前面に形成された第３反射面２３４Ｂを有している。この第３反射面２３４Ｂは、第２反射面２２２Ｂ，…の前方に位置するとともに、光軸Ａｘに対し略４５度の角度で右方向へ傾斜する面であり、第２反射面２２２Ｂ，…で光軸Ａｘ方向へ内部反射された光を右方向へ内部反射させる。
第３反射面２３４Ｂの右側には、上部出射面２３５Ｂが形成されている。この上部出射面２３５Ｂは、右方へ膨出する凸面状の面であり、後述するように、第２反射面２２２Ｂ，…で内部反射された光、ひいては上部出射部２３Ｂから出射させる出射光のうちの主たる部分を、右方向へ出射させるとともに、右方向から前後へ１０度傾斜した方向へ屈折させつつ出射させる面である。
また、図２に示すように、上部出射面２３５Ｂの上下両端部には、第３プリズムカット部２３６Ｂ，２３６Ｂが右方へ突設されている。この第３プリズムカット部２３６Ｂは、上下方向で内向きに傾斜した上端面２３６１と内壁面２３６２とを有する断面略三角形状のプリズム部であり、後述するように、第３反射面２３４Ｂで内部反射された光のうちの一部を右方向から上下へ４５度傾斜した方向へ全反射させつつ出射させる。

以上の構成を具備する導光体２０では、図３に示すように、光源１０から第１入射面２１１へ出射された光が当該第１入射面２１１により光軸Ａｘ方向へ屈折されつつ当該導光体２０内へ入射するとともに、第１入射面２１１よりも側方へ出射された光が第２入射面２１２から当該導光体２０内へ入射した後に反射面２１３により光軸Ａｘ方向へ内部反射される。つまり、光源１０から出射された光は、入射部２１により光軸Ａｘ方向への平行光とされつつ当該導光体２０内へ入射する。導光体２０内を光軸Ａｘ方向へ進むこれらの平行光は、２つの第１反射面２２１，２２１により上方及び下方へ分岐されつつ内部反射される。このとき、２つの第１反射面２２１，２２１の屈曲部が光軸Ａｘ上から上方へずれた位置にあるため、下側の第１反射面２２１Ａの方が上側の第１反射面２２１Ｂよりも多くの光量の光を反射させる。

このうち、下側の第１反射面２２１Ａで内部反射された光は、上下方向へ断続的に分布する第２反射面２２２Ａ，…によって上下方向に分散されつつ光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射されて下部出射部２３Ａへ向かう。そして、図４に示すように、下部出射部２３Ａを進む当該光のうち、左右方向の中央寄りのものが下部出射面２３１Ａから前方（光軸Ａｘ方向）へ出射されるとともに、左右方向の両端部のものが第１プリズムカット部２３２Ａの上端面２３２１で全反射されて内壁面２３２２から出射することにより光軸Ａｘから左右へ４５度傾斜した方向へ出射される。また、当該光のうち左右方向の中央よりもやや右側のものが、第２プリズムカット部２３３Ａの上端面２３３１で全反射されて内壁面２３３２から出射することにより光軸Ａｘから右側へ８０度傾斜した方向へ出射される。

一方、上側の第１反射面２２１Ｂで内部反射された光は、図３及び図５に示すように、上下方向へ断続的に分布する第２反射面２２２Ｂ，…によって上下方向に分散されつつ光軸Ａｘ方向へ個別に内部反射された後、第３反射面２３４Ｂで右方向へ内部反射される。そして、当該光のうち上下方向の中央寄りのものが上部出射面２３５Ｂから出射される。このとき、上部出射面２３５Ｂの前後方向の中央付近から出射する光は右方向（車両側方）へ出射され、上部出射面２３５Ｂの中央よりも前後にずれた位置から出射する光は、右方向から前後へ１０度傾斜した方向へ屈折されつつ出射される。また、第３反射面２３４Ｂで内部反射された光のうち上下方向の両端部のものが、第３プリズムカット部２３６Ｂの上端面２３６１で全反射されて内壁面２３６２から出射することにより右方向から上下へ４５度傾斜した方向へ出射される。

こうして、導光体２０の前方、つまり車両後方へ主に光を照射する下部出射部２３Ａをテールランプとして機能させるとともに、導光体２０の右方、つまり車両側方へ主に光を照射する上部出射部２３Ｂをサイドマーカランプとして機能させることができる。このとき、第１プリズムカット部２３２Ａ，第２プリズムカット部２３３Ａ及び第３プリズムカット部２３６Ｂを設けることにより、各ランプの配光要件を満足することができる。

＜作用・効果＞
以上の灯具ユニット１によれば、光源１０から出射された光が導光体２０を通じて互いに略直交する２方向へ出射されるので、異なる方向へ光を照射する２つのランプ機能を一組の光源１０及び導光体２０だけで実現することができる。したがって、異なる方向へ光を照射するランプ機能毎に光源と光学部品とを設けていた従来に比べ、部品点数を少なくすることができ、ひいては、コンパクト且つ低コストに構成することができる。

また、後方へ突設された入射部２１等により導光体２０が厚肉感を備えているので、外観に高級感を出すことができる。

＜変形例＞
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、光源１０から出射された光が入射部２１により光軸Ａｘ方向への平行光とされつつ導光体２０内へ入射することとしたが、入射部２１が入射光の制御を行わないこととしてもよい。この場合には、図６に示すように、入射部２１は、第１入射面２１１，第２入射面２１２及び反射面２１３に代えて、光源１０に対向する凹状の入射面２１４を有しており、２つの第１反射面２２１，２２１は、光源１０を焦点とする回転放物面状にそれぞれ形成される。そして、光源１０から出射された光が入射面２１４を通じて方向を変えることなく導光体２０内へ入射した後、２つの第１反射面２２１，２２１によって上方及び下方へ分岐されるようになっている。

また、灯具ユニット１が機能するランプの組合せは、異なる２方向へ光を出射するものであればよく、テールランプとサイドマーカランプに限定されない。例えば、ポジションランプとサイドマーカランプでもよい。

また、テールランプ及びサイドマーカランプとして主たる光を出射する下部出射面２３１Ａ及び上部出射面２３５Ｂには、所望の発光態様に応じて魚眼フレネルカットや魚眼カット等を形成してもよい。

１ 灯具ユニット（車両用灯具ユニット）
１０ 光源
２０ 導光体
２１ 入射部
２２１ 第１反射面
２２２ 第２反射面
２３ 出射部
２３Ａ 下部出射部（一方の出射部）
２３１Ａ 下部出射面
２３２Ａ 第１プリズムカット部
２３３Ａ 第２プリズムカット部
２３Ｂ 上部出射部（他方の出射部）
２３４Ｂ 第３反射面
２３５Ｂ 上部出射面
２３６Ｂ 第３プリズムカット部
Ａｘ 光軸

Claims (4)

1. 前方を向く光軸を有する光源と、前記光源の前方に配設された導光体と、を備える車両用灯具ユニットにおいて、
   前記導光体は、
   前記光源から出射された光を当該導光体内へ入射させる入射部と、
   前記入射部から当該導光体内へ入射した光を前記光軸に直交する光軸直交方向の両側へ分岐するよう内部反射させる２つの第１反射面と、
   前記２つの第１反射面で分岐された光を前記光軸に沿った光軸方向へ個別に内部反射させる複数の第２反射面と、
   前記複数の第２反射面で個別に内部反射された光を、互いに略直交する２方向へ向けて当該導光体内から出射させる２つの出射部と、
   を有することを特徴とする車両用灯具ユニット。
2. 前記２つの出射部のうち、一方の出射部は、前記光軸方向へ光を出射させ、
   他方の出射部は、前記光軸に対し略４５度の角度で傾斜する面であって、前記第２反射面で内部反射された光を前記光軸に略直交する方向へ内部反射させる第３反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
3. 前記２つの出射部は、
   当該出射部から出射させる出射光のうちの主たる部分を主出射方向へ出射させる出射面と、
   前記出射光のうちの一部を前記主出射方向とは異なる副出射方向へ全反射させつつ出射させるプリズムカット部と、
   をそれぞれ有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具ユニット。
4. 前記２つの第１反射面は、前記導光体の前面に前記光軸直交方向の両側へ傾斜する略Ｖ字状に凹設され、当該Ｖ字状の屈曲部が前記光軸上から前記光軸直交方向へずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具ユニット。

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