JP2016006729A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】前後方向に対して傾斜した透明板が前方に配置された車両用灯具において、相対的に遠い位置で透明板を透過する側への光を適切に照射する。
【解決手段】車両用灯具１は、ＬＥＤ２とその前方の導光レンズ３とを備え、前下がりに傾斜しつつ、正面視で導光レンズ３の前面よりも上下両側に設けられた遮光塗料Ｃを有する車窓Ｗが前方に配置されている。導光レンズ３は、入光部３１と、入光部３１の上半部からの光を上方へ反射させる第一反射面３２と、入光部３１の下半部からの光を左右方向へ反射させる第二反射面３３と、第二反射面３３からの光を上方へ反射させる第三反射面３４と、第一反射面３２及び第三反射面３４からの光を前方へ反射させる第四反射面３５と、前面のうちの上側であって第四反射面３５の前方に設けられ、第四反射面３５からの光を前方へ出射させる出射面３６とを有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両に搭載される車両用灯具に関し、特に、前後方向に対して傾斜した透明板を介して発光する車両用灯具に関する。

従来、車両に搭載される車両用灯具として、その前後方向に対して傾斜した透明板を介して発光するものが知られている。例えば、車両後部に搭載されるハイマウントストップランプは、車両に対して後下がりに傾斜するガラス製の車窓（リアウィンドウ）を介して車両後方向きに発光する。

この種の車両用灯具としては、光源から出射した光をその前方に配置された導光レンズで制御して、当該導光レンズの前面を発光させるものが広く用いられている。このような車両用灯具では、導光レンズが、光源の光軸と直交する２方向（例えば上下方向及び左右方向）それぞれにおいて当該光軸を対称軸とする対称形状に形成されており、光軸を中心として上記２方向それぞれで対称な配光制御を行うように形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２２２３３９号公報

ところで、この種の車両用灯具を搭載する車両では、灯具前方の透明板に、導光レンズの前面以外の灯具部分を隠すボロ隠しのための遮光部材が設けられる場合がある。例えばハイマウントストップランプを搭載した車両では、当該ランプ前方の車窓のうち少なくとも導光レンズの前面よりも上下両側の部分に、黒色セラミックの遮光塗料がコーティングされることがある。

しかしながら、灯具前方の傾斜した透明板にこのような遮光部材が設けられていた場合、上記従来の車両用灯具のように導光レンズが光源の光軸に対して対称な配光制御を行ってしまうと、図９に示すように、導光レンズからやや斜めに出射される光のうち、より遠い位置で透明板を透過する一方側（ハイマウントストップランプでは下側）のものが、遮光部材に遮られて光量が低下してしまいやすい。また、当該一方側への光は、透明板に対する入射角の違いから、他方側への光に比べて透明板中での光路長が長くなるため、そもそも弱くなりやすいという事情もある。
特にハイマウントストップランプでは、当該ランプから５Ｄ方向（水平よりも５°斜め下方向きの方向）への所要光度が法規で規定されているため、当該５Ｄ方向への光が遮光塗料で遮られてしまうと、この法規を満足できないおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、前後方向に対して傾斜した透明板が前方に配置された車両用灯具であって、相対的に遠い位置で透明板を透過する側への光を適切に照射することができる車両用灯具の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
光軸を前後方向に略沿って前方に向けた光源と、当該光源の前方に配置された導光レンズとを備え、
前後方向と直交する直交方向の一方に向かうに連れて前記導光レンズに近接するように傾斜しつつ、正面視で前記導光レンズの前面よりも前記直交方向の両側に設けられた遮光部材を有する透明板が前方に配置された車両用灯具であって、
前記導光レンズは、
前記光源と対向する位置に設けられ、前記光源から出射した光を前後方向に略沿った平行光としつつ当該導光レンズ内に入射させる入光部と、
前記入光部のうちの前記直交方向の一方側の半部の前方に設けられ、前記光源から出射して前記入光部の当該一方側の半部に入射した光を前記直交方向の一方へ内部反射させる第一反射面と、
前記入光部のうちの前記直交方向の他方側の半部の前方に設けられ、前記光源から出射して前記入光部の当該他方側の半部に入射した光を、前後方向及び前記直交方向の何れとも直交する第二直交方向へ内部反射させる第二反射面と、
前記第二反射面の前記第二直交方向に設けられ、前記第二反射面で内部反射された光を前記直交方向の一方へ内部反射させる第三反射面と、
前記第一反射面及び前記第三反射面の前記直交方向の一方に設けられ、前記第一反射面及び前記第三反射面で内部反射された光を前方へ内部反射させる第四反射面と、
当該導光レンズの前面のうちの前記直交方向の一方側であって前記第四反射面の前方に設けられ、前記第四反射面で内部反射された光を前方へ出射させる出射面と、
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において、
前記第二反射面は、前記光源から出射して前記入光部のうち前記直交方向の他方側の半部に入射した光を、前記第二直交方向の両側へ内部反射させるように２つ設けられ、
前記第三反射面は、２つの前記第二反射面の前記第二直交方向の両側にそれぞれ設けられてい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において、
前記直交方向が上下方向であって、当該直交方向の一方が上方であり、
前記第二直交方向が左右方向であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両用灯具において、
当該車両用灯具が車両後方向きに発光するハイマウントストップランプであり、
前記透明板が車両後部の車窓であることを特徴とする。

本発明によれば、光源から前方へ出射した光が、導光レンズの入光部を通じて前後方向に略沿った平行光とされつつ当該導光レンズ内に入射し、この入射光のなかで、入光部のうち前後方向と直交する直交方向（例えば上下方向）の一方側の半部（例えば上半部）に入射したものが、第一反射面によって直交方向の一方（例えば上方）へ反射された後に、第四反射面によって前方へ反射されて、出射面から前方へ出射される。一方、導光レンズへの入射光のなかで、入光部のうち直交方向の他方側の半部（例えば下半部）に入射したものが、第二反射面によって前後方向及び直交方向の何れとも直交する第二直交方向（例えば左右方向）へ反射された後に、第三反射面によって直交方向の一方へ反射され、第四反射面によって前方へ反射されて、出射面から前方へ出射される。
これにより、光源からの光は、導光レンズの前面のうち、当該灯具の前方に配置された透明板が導光レンズに近づく側である直交方向の一方側の部分に設けられた出射面から前方へ出射される。そのため、この出射面から直交方向の他方側へやや斜めに出射した光は、正面視で導光レンズの前面よりも直交方向の他方側に設けられた遮光塗料に遮られることなく、当該透明板を好適に透過して照射される。
したがって、傾斜した透明板の遮光部材に遮られることなく、相対的に遠い位置で透明板を透過する側への光を適切に照射することができる。

実施形態における車両用灯具の斜視図である。 実施形態における車両用灯具の正面図である。 実施形態における導光部の（ａ）斜め前方から見た斜視図であり、（ｂ）斜め後方から見た斜視図である。 実施形態における導光部の（ａ）正面図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）側面図である。 図４（ａ）のＶ−Ｖ線での断面図である。 図４（ａ）のVI−VI線での断面図である。 図４（ａ）のVII−VII線での断面図である。 実施形態における車両用灯具の発光態様を説明するための図である。 従来の車両用灯具の発光態様を説明するための図である。

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。
図１及び図２は、本実施形態における車両用灯具１の斜視図及び正面図である。なお、図１には、車両用灯具１の前方を覆う車窓Ｗも図示している。

図１及び図２に示すように、車両用灯具１は、図示しない車両の後部に搭載されるハイマウントストップランプであり、車両内部に設けられて車窓（リアウィンドウ）Ｗを介して車両後方向きに発光するものである。車窓Ｗは、車両に対して後下がりに、つまり車両用灯具１に対しては前下がりに傾斜している。また、車窓Ｗの車両内側の面には、ボロ隠しのための黒色セラミックの遮光塗料Ｃが、車両用灯具１よりも上下両側にコーティングされている。より詳しくは、遮光塗料Ｃは、車両用灯具１のうち、後述する導光レンズ３の前面のみを車両後方に露出させるように、正面視で（車両用灯具１の前方から見て）当該導光レンズ３の前面よりも上下方向の両側に、それぞれ所定幅で設けられている（図８参照）。
なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１から見た方向、すなわち、図示しない車両から見た方向とは前後左右を逆にした方向を意味するものとする。

具体的に、車両用灯具１は、光源である複数のＬＥＤ（発光ダイオード）２，…と、当該複数のＬＥＤ２，…からの光を制御する導光レンズ３とを備えている。
このうち、複数のＬＥＤ２，…は、赤色光を発するものであり、それぞれの光軸Ａｘを前後方向に略沿って前方に向けた状態で、左右方向に沿って略等間隔で配列されている。

導光レンズ３は、左右方向に長尺に形成され、複数のＬＥＤ２，…の前方に配置されている。より詳しくは、導光レンズ３は、複数のＬＥＤ２，…に対応する複数の導光部３０，…が左右方向に沿って一体的に連結された形状に形成されている。

図３（ａ），（ｂ）は、導光部３０を斜め前方及び斜め後方から見た斜視図であり、図４（ａ）〜（ｃ）は、導光部３０の正面図，平面図及び側面図であり、図５〜図７は、図４（ａ）のＶ−Ｖ線〜VII−VII線での断面図である。
これらの図に示すように、導光部３０は、正面視略矩形状に形成されており、対応するＬＥＤ２の前方に配置されている。この導光部３０の後部には、対応するＬＥＤ２からの光を当該導光部３０内に入射させる入光部３１が設けられている。

入光部３１は、導光部３０の後部のうち、対応するＬＥＤ２と対向する左右方向中央の下端部に設けられており、ＬＥＤ２の光軸Ａｘを回転対称軸として後方へ突出する裁頭円錐状に形成されている。この入光部３１の後端には、後方へ開口する開口部３１ａが設けられている。
開口部３１ａの底部には、後方へ膨出する凸面状（非球面）の第一入射面３１１が、光軸Ａｘを回転対称軸としてＬＥＤ２と対向する位置に設けられている。この第一入射面３１１は、その焦点付近にＬＥＤ２が位置するように設けられており、ＬＥＤ２から前方へ出射した光のうち当該第一入射面３１１に入射したものを、光軸Ａｘに略沿った平行光としつつ導光部３０内に入射させる。
開口部３１ａの内周面は、第二入射面３１２となっている。この第二入射面３１２は、第一入射面３１１の周縁部から後方へ立設された略円筒面であり、ＬＥＤ２から出射した光のうち第一入射面３１１よりも側方へ向かうものを導光部３０内に入射させる。
入光部３１の外周面は、入光部反射面３１３となっている。この入光部反射面３１３は、第二入射面３１２の先端（後端）から前方に向かって外側（光軸Ａｘから遠い側）へ広がるように傾斜した裁頭円錐面であり、第二入射面３１２から導光部３０内に入射した光を、光軸Ａｘに略沿うように内部反射（全反射）させる。
このような構成により、入光部３１は、ＬＥＤ２から出射した光を、光軸Ａｘに略沿った前方向きの平行光としつつ導光部３０（導光レンズ３）内に入射させる。

導光部３０の前面のうち、入光部３１の前方に位置する部分には、入光部３１から導光してきた光を反射させる第一反射面３２及び２つの第二反射面３３，３３が、当該前面の他の部分に対して窪むように設けられている。

このうち、第一反射面３２は、入光部３１の上半部の前方に位置しており、より詳しくは、正面視で、入光部３１の前端縁の上半部（半円形）にそれぞれ外接しつつ左右方向又は上下方向に沿った上辺及び左右両辺と、光軸Ａｘを通り左右方向に沿った下辺とからなる矩形状に形成されている。この第一反射面３２は、前後方向と直交する面に対し４５度の角度で傾斜して、前方に向かうに連れて上方に位置するように形成されており、入光部３１のうちの上半部に入射して光軸Ａｘに略沿って前方へ導光してきた光を上方へ内部反射（全反射）させる。

一方、２つの第二反射面３３，３３は、入光部３１の下半部の前方に位置しており、より詳しくは、正面視で、入光部３１の前端縁の下半部（半円形）にそれぞれ外接しつつ左右方向又は上下方向に沿った下辺及び左右両辺と、光軸Ａｘを通り左右方向に沿った上辺とからなる矩形状に全体として形成されている。これら２つの第二反射面３３，３３は、光軸Ａｘと第一反射面３２の下縁との交点を通り上下方向に沿った直線を境界線として、左右方向と直交する面に対し４５度の角度で左右方向の両側へ個別に傾斜して、光軸Ａｘから左右方向の両側へ離間するに連れて前方に位置するように形成された左右一対の平面である。このような構成により、２つの第二反射面３３，３３は、入光部３１のうちの下半部に入射して光軸Ａｘに略沿って前方へ導光してきた光を、光軸Ａｘを境に左右方向の両側へ分岐するように内部反射（全反射）させる。

導光部３０の左右両側面のうちの下端部には、２つの第二反射面３３，３３で反射された光をさらに反射させる２つの第三反射面３４，３４が設けられている。各第三反射面３４は、２つの第二反射面３３，３３のうち何れか近い方と対応して、当該対応する第二反射面３３の左右方向の外方（光軸Ａｘから遠い方）に位置するとともに、左右方向と直交する面に対し４５度の角度で傾斜して、光軸Ａｘから左右方向へ離間するに連れて上方に位置するように形成されている。このような構成により、２つの第三反射面３４，３４は、２つの第二反射面３３，３３によって左右方向の両側へ内部反射されてきた光を、上方へ個別に内部反射（全反射）させる。また、２つの第三反射面３４，３４は、左右方向の内縁（光軸Ａｘに近い側の縁）が、対応する第二反射面３３の左右方向の外縁（光軸Ａｘから遠い側の縁）とほぼ一致しており、すなわち、第一反射面３２の左右方向の外縁とほぼ一致している。言い換えれば、２つの第三反射面３４，３４は、対応する第二反射面３３と左右方向に連続して設けられており、第一反射面３２とも左右方向の位置が連続している。

導光部３０の上面は、第一反射面３２及び２つの第三反射面３４，３４で反射された光をさらに反射させる第四反射面３５となっている。この第四反射面３５は、第一反射面３２及び２つの第三反射面３４，３４の上方に位置するとともに、前後方向と直交する面に対し４５度の角度で傾斜して、上方に向かうに連れて前方に位置するように形成されている。このような構成により、第四反射面３５は、第一反射面３２及び２つの第三反射面３４，３４によって上方へ内部反射されてきた光を、前方へ内部反射（全反射）させる。
より詳しくは、第四反射面３５のうち、第一反射面３２の上方に位置する中央部分３５１が、当該第一反射面３２によって上方へ内部反射されてきた光を前方へ内部反射させる。一方、第四反射面３５のうち、中央部分３５１の左右両側方に位置する２つの側方部分３５２，３５２が、２つの第三反射面３４，３４の上方に位置しており、当該２つの第三反射面３４，３４によって上方へ内部反射されてきた光を前方へ内部反射させる。
また、第四反射面３５の下端縁（後端縁）は、特に限定はされないが、第一反射面３２の上端縁（前端縁）と高さがほぼ一致している。

導光部３０の前面のうちの上側部分は、当該導光部３０内から光を出射させる出射面３６となっている。この出射面３６は、第四反射面３５の前方に位置しており、当該第四反射面３５によって前方へ内部反射されてきた光を前方へ出射させる。
より詳しくは、出射面３６のうち、第四反射面３５の中央部分３５１の前方に位置する中央部分３６１が、当該第四反射面３５の中央部分３５１によって前方へ内部反射されてきた光を前方へ出射させる。一方、出射面３６のうち、中央部分３６１の左右両側方に位置する２つの側方部分３６２，３６２が、第四反射面３５の２つの側方部分３５２，３５２の前方に位置しており、当該第四反射面３５の２つの側方部分３５２，３５２によって前方へ内部反射されてきた光を前方へ出射させる。

以上の構成を具備する車両用灯具１では、複数のＬＥＤ２，…が点灯すると、各ＬＥＤ２から出射した光が当該ＬＥＤ２に対応する導光レンズ３の導光部３０を通じて前方へ照射される。
具体的に、各ＬＥＤ２から出射した光は、まず、入光部３１を通じて光軸Ａｘにほぼ沿った平行光とされつつ導光部３０（導光レンズ３）内に入射する。

そして、この入射光のうち、入光部３１の上半部に入射したものは、図５に示すように、当該入光部３１の上半部を光軸Ａｘに略沿って前方へ導光した後に、導光部３０前面の第一反射面３２によって上方へ内部反射される。それから、この光は、第四反射面３５のうち、第一反射面３２の上方に位置する中央部分３５１によって前方へ内部反射された後に、当該中央部分３５１の前方に位置する出射面３６の中央部分３６１から前方へ出射される。

一方、入光部３１の下半部に入射した光は、図６及び図７に示すように、当該入光部３１の下半部を光軸Ａｘに略沿って前方へ導光して、導光部３０前面の２つの第二反射面３３，３３によって左右方向の両側へ分岐するように内部反射された後に、導光部３０両側面の２つの第三反射面３４，３４によって上方へ個別に内部反射される。それから、これらの光は、第四反射面３５のうち、２つの第三反射面３４，３４の上方に位置する２つの側方部分３５２，３５２によって前方へ内部反射された後に、当該２つの側方部分３５２，３５２の前方に位置する出射面３６の２つの側方部分３６２，３６２から前方へ出射される。

こうして、各導光部３０では、対応するＬＥＤ２からの光が、当該ＬＥＤ２よりも上側に位置する前面上側部分の出射面３６から出射される。そのため、この出射面３６からやや斜め下向きに出射した光は、図８に示すように、前下がりに傾斜した車窓Ｗのうち導光部３０（導光レンズ３）の前面よりも下側に設けられた遮光塗料Ｃに遮られることなく、当該車窓Ｗを通じて好適に車両後方へ照射される。

以上のように、本実施形態の車両用灯具１によれば、ＬＥＤ２からの光は、導光レンズ３（導光部３０）の前面のうち、当該灯具１の前方に配置された車窓Ｗが導光レンズ３に近づく側である上側の部分に設けられた出射面３６から前方へ出射される。そのため、この出射面３６からやや斜め下向きに出射した光は、正面視で導光レンズ３の前面よりも下側に設けられた遮光塗料Ｃに遮られることなく、当該車窓Ｗを好適に透過して照射される。
したがって、傾斜した車窓Ｗの遮光塗料Ｃに遮られることなく、相対的に遠い位置で車窓Ｗを透過する下側への光を適切に照射することができる。

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、車両用灯具１がハイマウントストップランプであることとしたが、本発明に係る車両用灯具は、ハイマウントストップランプに限定されず、傾斜した透明板が前方に配置されて、この透明板に遮光部材が設けられたものであればよい。より詳しくは、本発明に係る車両用灯具は、前後方向と直交する直交方向の一方に向かうに連れて導光レンズに近接するように傾斜しつつ、正面視で導光レンズの前面よりも直交方向の両側に設けられた遮光部材を有する透明板が前方に配置されたものであればよい。

１ 車両用灯具
２ ＬＥＤ（光源）
Ａｘ 光軸
３ 導光レンズ
３０ 導光部
３１ 入光部
３２ 第一反射面
３３ 第二反射面
３４ 第三反射面
３５ 第四反射面
３５１ 中央部分
３５２ 側方部分
３６ 出射面
３６１ 中央部分
３６２ 側方部分
Ｗ 車窓（透明板）
Ｃ 遮光塗料（遮光部材）

Claims (4)

1. 光軸を前後方向に略沿って前方に向けた光源と、当該光源の前方に配置された導光レンズとを備え、
   前後方向と直交する直交方向の一方に向かうに連れて前記導光レンズに近接するように傾斜しつつ、正面視で前記導光レンズの前面よりも前記直交方向の両側に設けられた遮光部材を有する透明板が前方に配置された車両用灯具であって、
   前記導光レンズは、
   前記光源と対向する位置に設けられ、前記光源から出射した光を前後方向に略沿った平行光としつつ当該導光レンズ内に入射させる入光部と、
   前記入光部のうちの前記直交方向の一方側の半部の前方に設けられ、前記光源から出射して前記入光部の当該一方側の半部に入射した光を前記直交方向の一方へ内部反射させる第一反射面と、
   前記入光部のうちの前記直交方向の他方側の半部の前方に設けられ、前記光源から出射して前記入光部の当該他方側の半部に入射した光を、前後方向及び前記直交方向の何れとも直交する第二直交方向へ内部反射させる第二反射面と、
   前記第二反射面の前記第二直交方向に設けられ、前記第二反射面で内部反射された光を前記直交方向の一方へ内部反射させる第三反射面と、
   前記第一反射面及び前記第三反射面の前記直交方向の一方に設けられ、前記第一反射面及び前記第三反射面で内部反射された光を前方へ内部反射させる第四反射面と、
   当該導光レンズの前面のうちの前記直交方向の一方側であって前記第四反射面の前方に設けられ、前記第四反射面で内部反射された光を前方へ出射させる出射面と、
   を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第二反射面は、前記光源から出射して前記入光部のうち前記直交方向の他方側の半部に入射した光を、前記第二直交方向の両側へ内部反射させるように２つ設けられ、
   前記第三反射面は、２つの前記第二反射面の前記第二直交方向の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記直交方向が上下方向であって、当該直交方向の一方が上方であり、
   前記第二直交方向が左右方向であ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。
4. 当該車両用灯具が車両後方向きに発光するハイマウントストップランプであり、
   前記透明板が車両後部の車窓であることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。

Images