JP2013222540A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】灯室内の限られたスペースに配置可能である導光体を利用した灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具は、複数の光源７６ａ〜ｃと、光源から発せられた光を導光させる導光体７０と、を備える。導光体７０は、所定の方向に延在するとともに導光する光を表面または複数の光源とは反対側に位置する端面から出射させる単一の延在要素７２と、延在要素から分岐するように配置され複数の光源７６ａ〜ｃのそれぞれから発せられた光が入射する入射面をそれぞれ有する複数の入射要素７４ａ〜ｃとで構成される。少なくとも一つの入射要素７４ａは、残りの入射要素よりも長さが長い長尺入射要素となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、導光体を利用する車両用灯具に関する。

樹脂材料で形成された導光体を車両用灯具における配光形成のために使用することが従来から行われている。例えば、特許文献１には、長手方向の一方の端面を入光面とする棒状導光体と、入光面に対向する面内に並べて配置された複数のＬＥＤランプと、ＬＥＤランプからの放射光束を棒状導光体の入光面に導く光接合用導光体とを有する車両用灯具が開示されている。

特開２００５−２９０３０号公報

特許文献１に記載の装置では、棒状導光体の入光面に対向する面内に複数のＬＥＤランプを並べて配置する必要があるので、入光側に比較的大きな配置スペースを設ける必要があり、車両用灯具の灯室内での設置自由度が低い。しかし、省スペースのためにＬＥＤランプ数を削減すると、光量が不足してしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、灯室内の限られたスペースに配置可能である、複数の光源を使用する導光体を利用した灯具を提供することにある。

本発明のある態様の車両用灯具は、複数の光源と、複数の光源から発せられた光を導光させる導光体と、を備える。導光体は、所定の方向に延在するとともに導光する光を表面または複数の光源とは反対側に位置する端面から出射させる単一の延在要素と、延在要素から分岐するように配置され複数の光源のそれぞれから発せられた光が入射する入射面をそれぞれ有する複数の入射要素と、から構成され、複数の入射要素のうち少なくとも一つが、残りの入射要素よりも長さが長い長尺入射要素である。

この態様によると、入射要素の長さを光源の位置に合わせて変更することで、灯室内のスペースに適合させて光源を配置することが可能になる。

複数の光源のうち、長尺入射要素に光を入射させる第１光源が残りの光源よりも出力が大きくてもよい。こうすることで、長尺の入射要素による光量の低下を補償することができる。

複数の光源と導光体とを覆う透明カバーをさらに備え、導光体の延在要素が透明カバーの近傍に配置され、導光体の複数の入射要素が延在要素よりも車両後方側に配置され、第１光源が残りの光源よりも車両後方に配置されてもよい。

導光体の端面から出射した光を車両前方に向けて反射するように構成されたリフレクタをさらに備えてもよい。これによると、導光体を用いて細長形状以外の配光パターンを形成することができる。

入射要素の長手軸に直交する断面の面積が、入射面から遠ざかるにつれて減少してもよい。これによると、入射要素の入射面と光源との位置ずれ許容度が高まり、位置ずれによる入射光量の低下を抑制することができる。

本発明によれば、複数の光源を使用する導光体を灯室内の限られたスペースに配置することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略上面図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用前照灯の概略上面図である。 導光体の別の実施形態を示す図である。 導光体のさらに別の実施形態を示す図である。 導光体のさらに別の実施形態を示す図である。 導光体のさらに別の実施形態を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１０の概略上面図である。車両用前照灯１０は、車両前方方向（図１では下側）に開口部を有するランプボディ１２と、このランプボディの開口部を覆う透明樹脂製のアウターカバーとで形成される灯室１３を有する。図１では、明瞭さのために、ランプボディ１２の一部とアウターカバーとを取り除いた状態を示している。

灯室１３内には、ロービーム形成用の投射型光源ユニット１４と、ハイビーム形成用の反射型光源ユニット１６とが配置される。これらは周知の構成であるので、詳細な説明を省略する。

灯室１３内には、透明樹脂製の細長い導光体３０がさらに配置される。導光体３０は、灯室１３の車両後方側（図１では上側）から開口部方向に延び、わずかに湾曲しながら、図示しないアウターカバーの内面近傍を通って右方向に延在している。導光体３０は、図示しないエクステンション部材に対して、嵌め合いまたは接着によって固定される。

導光体３０は、アウターカバーの近傍に延びる延在要素３２と、延在要素３２の一端に接続される三つの入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃとで構成される。入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、延在要素３２との接続部３３付近で三つ叉に分岐するように一体形成されてもよいし、個別に形成された後に互いに接合されてもよい。なお、図１では三つの入射要素を示しているが、二つまたは四つ以上であってもよい。入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃと延在要素３２とは、接着剤を用いて互いに接着されてもよいし、単に隣接して配置されてもよい。あるいは、入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃと延在要素３２とが一体形成されていてもよい。

延在要素３２との接続部３３とは反対側に位置する入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃの端面に対向して、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である光源３６ａ、３６ｂ、３６ｃがそれぞれ配置される。光源３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、階段状に形成された単一のヒートシンク４０上に設置されている。このように複数の入射要素を設け、入射要素毎に光源を配置することで、延在要素内に導光される光量を増大させることができる。

光源３６ａ、３６ｂ、３６ｃから発せられた光は、入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃの端面から内部に入射し、接続部３５を通して延在要素３２へと伝播される。光は延在要素３２内で内部反射を繰り返して、入射要素とは反対側の端面に向けて導光される。延在要素３２の表面には、内部を伝搬してきた光を外部に発射するためのステップまたはシボなどを形成してもよいし、延在要素３２の内部に散乱剤を分散させてもよい。

図示するように、アウターカバーの近傍に配置された延在要素３２を車両後方側まで延在させることで、複数の入射要素３４ａ、３４ｂ、３４ｃおよび光源３６ａ、３６ｂ、３６ｃを、比較的スペースに余裕のある灯室１３の車両後方側に配置することが可能になる。

図２は、本発明の別の実施形態に係る車両用前照灯２０の概略上面図である。図１と同様に、車両用前照灯２０は、車両前方方向（図１では下側）に開口部を有するランプボディ１２と、このランプボディの開口部を覆う透明樹脂製のアウターカバーとで形成される灯室１３を有する。図２では、明瞭さのために、ランプボディ１２の一部とアウターカバーとを取り除いた状態を示している。灯室１３内には、ロービーム形成用の投射型光源ユニット１４と、ハイビーム形成用の反射型光源ユニット１６とが配置される。

灯室１３内には、透明樹脂製の細長い導光体５０がさらに配置される。図１の導光体３０と同様に、導光体５０は、灯室１３の車両後方側（図２では上側）から開口部方向に延び、わずかに湾曲しながら、図示しないアウターカバーの内面近傍を通って右方向に延在している。導光体５０は、図示しないエクステンション部材に対して、嵌め合いまたは接着によって固定される。

導光体５０は、アウターカバーの近傍に延在する延在要素５２と、三つの入射要素５４ａ、５４ｂ、５４ｃとで構成される。図１の実施形態とは異なり、入射要素５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、延在要素５２との接続部５３付近で三つ叉に分岐するのではなく、接続部５３から灯室１３の最奧部まで延在する第１入射要素５４ａの中央付近から第２入射要素５４ｂが分岐し、接続部５３の近傍で第３入射要素５４ｃが分岐する形状となっている。入射要素５４ａ、５４ｂ、５４ｃは一体形成されていてもよいし、個別に形成された後に互いに接合されてもよい。第１入射要素５４ａと延在要素５２とは、接着剤を用いて互いに接着されてもよいし、単に隣接して配置されてもよい。あるいは、入射要素５４ａ、５４ｂ、５４ｃと延在要素５２とが一体形成されていてもよい。

延在要素５２との接続部５３とは反対側に位置する第１〜第３入射要素５４ａ、５４ｂ、５４ｃの端面に対向して、それぞれ光源５６ａ、５６ｂ、５６ｃが配置される。この実施形態では、光源５６ａ、５６ｂ、５６ｃはそれぞれ別個のヒートシンク６０ａ、６０ｂ、６０ｃ上に配置されている。このように、ヒートシンク同士を離して配置することで、放熱性を高めることができる。

図１および２に示した導光体３０および５０は、例えば、クリアランスランプ（ＣＬＬ：Clearance Lamp）、デイランプ（ＤＲＬ：Daytime Running Lamp）、ターンシグナルランプ、または装飾用のランプを含む、様々な目的で使用することができる。ランプの機能に応じて光源の発光色を変えるようにしてもよいし、導光体の延在要素に着色を施してもよい。

図３は、導光体の別の実施形態を示す。導光体７０は、延在要素７２、第１入射要素７４ａ、第２入射要素７４ｂ、第３入射要素７４ｃで構成される。図３には、入射要素７４ａ、７４ｂ、７４ｃが一体形成されるように示されているが、個別に形成された後に嵌め合い、接着等で互いに接合結合されてもよい。

第１入射要素７４ａ、第２入射要素７４ｂ、第３入射要素７４ｃの端面に対向して、ＬＥＤ等である第１光源７６ａ、第２光源７６ｂ、第３光源７６ｃがそれぞれ配置される。ヒートシンク８０には、第１光源を配置するための第１底上げ部７８ａと、第２および第３光源を配置するための第２底上げ部７８ｂとが設置される。

この実施形態では、第１入射要素７４ａが、第２入射要素７６ｂおよび第３入射要素７６ｃよりも軸方向の長さが長い長尺入射要素となっている。このように、入射要素の長さを光源の位置に合わせて変更することで、灯室内のスペースに適合させて光源を配置することが可能になる。

長尺の第１入射要素７４ａに光を入射させる第１光源７６ａには、残りの第２光源７６ｂ、７６ｃよりも出力が大きいＬＥＤを使用すると好ましい。こうすることで、長尺の入射要素による光量の低下を補償することができる。

三つの光源をそれぞれ単独で点消灯し、異なるランプとして機能させる場合、法規上要求される光量に対して出力上の余裕が最も少ない光源を、最も長さの短い第２入射要素７４ｂに対向して配置することが好ましい。こうすることで、入射要素内での光量の低下を最小にすることができる。

また、第３入射要素７４ｃは、長手軸に直交する断面の面積が、入射面から遠ざかるにつれて減少するように形成されている。このように入射面側の面積を拡大することで、入射面と光源との位置ずれ許容度が高まり、位置ずれによる入射光量の低下を抑制することができる。また、光源を包囲するような凹部または孔を入射面に形成する方式よりも、入射要素の加工コストを低減することができる。

図４は、導光体のさらに別の実施形態を示す。導光体９０は、延在要素９２、第１入射要素９４ａ、第２入射要素９４ｂ、第３入射要素９４ｃで構成される。第１入射要素９４ａ、第２入射要素９４ｂ、第３入射要素９４ｃの端面に対向して、第１光源９６ａ、第２光源９６ｂ、第３光源９６ｃがそれぞれ配置される。

この実施形態では、第１入射要素９４ａが延在要素９２の端面に接続されるのに対し、第２入射要素９４ｂと第３入射要素９４ｃは、延在要素９２の側面から分岐するように接続される。このように構成することで、複雑な形状の（例えば三つ叉に分岐する）入射要素を成形する必要がなくなる。

図５は、導光体のさらに別の実施形態を示す。導光体１００は、延在要素１０２、第１入射要素１０４ａ、第２入射要素１０４ｂ、第３入射要素１０４ｃで構成される。

第１入射要素１０４ａ、第２入射要素１０４ｂ、第３入射要素１０４ｃの端面に対向して、第１光源１０６ａ、第２光源１０６ｂ、第３光源１０６ｃがそれぞれ配置される。各光源は、単一のヒートシンク１１０上に設置される。

この実施形態では、分岐した各入射要素の端面が略同一平面上になるように、第２入射要素１０４ｂに対して第１入射要素１０４ａおよび第３入射要素１０４ｃが延長して成形されている。このようにすると、例えば図３に示したような光源の底上げ部材を用いる必要がなくなり、単一で平坦なヒートシンク上に複数の光源を配置することが可能になる。したがって、ヒートシンクの数および加工コストを低減することができる。また、光源およびヒートシンクの組み付け性が向上する

光源１０６ａ〜０１６ｃのうち少なくとも一つが、他の光源とは異なる色の光源であってもよい。例えば、二つの光源が白色であり、残りの光源が橙色であってもよい。こうすると、前者を点灯させたときには、導光体をクリアランスランプまたはデイランプとして使用し、後者を点灯させたときには、導光体をターンシグナルランプとして使用するなど、一つの導光体を複数のランプとして使い分けることが可能になる。

上記のように、一つの導光体を複数のランプとして使用する場合は、各光源の放熱性を考慮してヒートシンクのサイズを設計すると有利である。例えば、各光源とランプとが以下のように対応する例を考える。
第１光源１０６ａ：デイランプ／クリアランスランプ用
第２光源１０６ｂ：ターンシグナルランプ用
第３光源１０６ｃ：イルミネーション用
この組み合わせの場合、同時に点灯することがあるのは、クリアランスランプとターンシグナルランプのみである。したがって、各用途で必要となるヒートシンクのサイズの大小関係は以下のようになる。
デイランプ用＞クリアランスランプ用＋ターンシグナルランプ用＞イルミネーション用
したがって、デイランプ用の第１光源１０６ａの放熱性を満足するようにヒートシンク１１０のサイズを設計すれば、他の用途での放熱性をも確保することができる。このように、用途別で必要なヒートシンクのサイズを検討することで、不必要に大きなヒートシンクを採用することがなくなり、車両用灯具の小型化にも役立つ。

図６は、導光体のさらに別の実施形態を示す。図６（ａ）は導光体１２０の側面図、図６（ｂ）は導光体１２０の正面図である。導光体１２０は、延在要素１２２と、三つの入射要素１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃとで構成される。各入射要素１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの端面に対向して、それぞれ光源１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが配置される。

この実施形態では、導光体の延在要素の内部で伝搬される光を、延在要素の側面からではなく、主に入射要素とは反対側に位置する端面１２３から出射させる。そして、端面１２３からの出射光を車両前方に向けて反射するように構成されたリフレクタ１３０を設置する。この構成によると、導光体を用いて細長形状以外の配光パターンを形成することができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

また、上述の各実施形態は、互いに矛盾しない限り、任意のものを組み合わせて使用することができる。

上述の各実施形態では、車両用前照灯内に導光体を配置する場合を説明したが、車両の後部に導光体を配置し、テールランプ、ストップランプ等として使用してもよい。

１０、２０ 車両用前照灯、 １３ 灯室、 ３０、５０、７０、９０、１００、１２０ 導光体、 ３２、５２、７２、９２、１０２、１２２ 延在要素、 ３４ａ〜ｃ、５４ａ〜ｃ、７４ａ〜ｃ、９４ａ〜ｃ、１０４ａ〜ｃ、１２４ａ〜ｃ 入射要素、 ３６ａ〜ｃ、５６ａ〜ｃ、７６ａ〜ｃ、９６ａ〜ｃ、１０６ａ〜ｃ、１２６ａ〜ｃ 光源、 ４０、６０ａ〜ｃ、８０、１１０ ヒートシンク、 １３０ リフレクタ。

Claims (5)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源から発せられた光を導光させる導光体と、を備え、
   前記導光体は、所定の方向に延在するとともに導光する光を表面または前記複数の光源とは反対側に位置する端面から出射させる単一の延在要素と、該延在要素から分岐するように配置され前記複数の光源のそれぞれから発せられた光が入射する入射面をそれぞれ有する複数の入射要素と、から構成され、
   前記複数の入射要素のうち少なくとも一つが、残りの入射要素よりも長さが長い長尺入射要素であることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記複数の光源のうち、前記長尺入射要素に光を入射させる第１光源は、残りの光源よりも出力が大きいことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記複数の光源と前記導光体とを覆う透明カバーをさらに備え、
   前記導光体の前記延在要素は、前記透明カバーの近傍に配置され、
   前記導光体の前記複数の入射要素は、前記延在要素よりも車両後方側に配置され、
   前記第１光源は、残りの光源よりも車両後方に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記導光体の端面から出射した光を車両前方に向けて反射するように構成されたリフレクタをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記入射要素の長手軸に直交する断面の面積が、前記入射面から遠ざかるにつれて減少することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。

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