JP2017183143A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された発光性能をもつ車両用灯具およびそうした車両用灯具に適する導光体を提供する。
【解決手段】車両用灯具は、第１方向に第１出射部位３２ａから光を出射するよう第１背向部位に列状に設けられている第１反射素子３４と、第１方向と斜めに交差する第２方向に第２出射部位３２ｂから光を出射するよう第２背向部位に列状に設けられている第２反射素子３６と、を備える導光体２３を備える。第１反射素子３４が第２反射素子３６に比べて高密度に設けられていてもよい。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に導光体を備える車両用灯具に関する。

光源、導光体、および拡散レンズを備える車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。光源は導光体の端部の近傍に配置されている。導光体は、その延在方向に沿って形成される２つの内面反射ステップを、側面周方向の異なる位置に有する。光源から導光体に入射した光は、２つの内面反射ステップによって拡散レンズの前面部および上面部に向けられる。

特開２０１２−１９０７６２号公報

導光体側面にステップを１つだけ有する場合に比べれば、たしかに、上記のような２つのステップをもつ導光体は、拡散レンズの発光範囲を広げられる。しかしながら、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、上記の灯具構成が発光面積の広さや発光の均一性など発光性能に関し実際の用途における要求仕様を必ずしも満足せず、改善の余地があることを認識するに至った。

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、改善された発光性能をもつ車両用灯具およびそうした車両用灯具に適する導光体を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光を出射する側面を備える棒状導光体であって、前記側面の正面側に位置し、前記棒状導光体の延在方向に延在する第１出射部位と、前記側面の正面側で前記第１出射部位と周方向に隣接し、前記棒状導光体の延在方向に延在する第２出射部位と、前記第１出射部位に背向する前記側面の第１背向部位と、前記第２出射部位に背向し前記第１背向部位と周方向に隣接する前記側面の第２背向部位と、を有する棒状導光体と、少なくとも前記第２出射部位から光を受ける反射領域を備える反射部材と、少なくとも前記第１出射部位から光を受ける正面側受光領域と、前記正面側受光領域から後方に延出し少なくとも前記反射領域から光を受ける後方受光領域と、を有する光透過部材と、前記正面側受光領域に向かう第１方向に前記第１出射部位から光を出射するよう前記第１背向部位に列状に設けられている第１反射素子と、前記反射領域に向かう第２方向に前記第２出射部位から光を出射するよう前記第２背向部位に列状に設けられている第２反射素子と、を備える。前記棒状導光体は、前記反射領域より後方に配置されている。

前記第１反射素子は、前記第２反射素子に比べて高密度に設けられていてもよい。

前記後方受光領域は、前記反射領域と向かい合って配置されており、前記反射領域は、前記第２出射部位からの出射光を前記後方受光領域に向けて反射する凹条および／または凸条を有してもよい。

前記第１反射素子は、前記第２反射素子に比べて前記側面の周方向における長さが短くてもよい。

前記第１反射素子は、前記第２反射素子と異なる形状を有してもよい。

本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、光を出射する側面であって、前記側面の延在方向に延在する第１出射部位と、前記側面の周方向に前記第１出射部位と隣接し、前記側面の延在方向に延在する第２出射部位と、前記第１出射部位に背向する第１背向部位と、前記第２出射部位に背向し前記側面の周方向に前記第１背向部位と隣接する第２背向部位と、を有する側面と、第１方向に前記第１出射部位から光を出射するよう前記第１背向部位に列状に設けられている第１反射素子と、前記第１方向と斜めに交差する第２方向に前記第２出射部位から光を出射するよう前記第２背向部位に列状に設けられている第２反射素子と、を備える。前記第１反射素子が前記第２反射素子に比べて高密度に設けられている棒状導光体を備える。

本発明によれば、改善された発光性能をもつ車両用灯具およびそうした車両用灯具に適する導光体を提供することができる。

実施の形態に係る車両用前照灯を説明するための概略正面図である。 図１に示す車両用前照灯のＡ−Ａ断面図である。 図１に示すクリアランスランプの拡大断面図である。 実施の形態に係る導光体の一部を示す概略斜視図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、導光体の反射素子の形状を例示する。 図３に示すクリアランスランプが発光する様子を概略的に示す。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、クリアランスランプが発光する様子を示す概略上面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。

図１は、実施の形態に係る車両用前照灯１０を説明するための概略正面図である。図２は、図１に示す車両用前照灯１０のＡ−Ａ断面図である。

図１には、車両の左側に取り付けられる車両用前照灯１０を示す。左右に配置される２つの車両用前照灯は、左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成である。

車両用前照灯１０は、ランプボディ１２と透明なカバー１３とにより構成される灯室１４内に、ロービームランプ１６、ハイビームランプ１８、第１クリアランスランプ２０Ａ、および第２クリアランスランプ２０Ｂが収容されたコンビネーションヘッドランプである。

なお以下では説明の便宜上、第１クリアランスランプ２０Ａおよび第２クリアランスランプ２０Ｂをクリアランスランプ２０と総称することがある。図２に示されるクリアランスランプ２０は、具体的には、第１クリアランスランプ２０Ａである。

ロービームランプ１６およびハイビームランプ１８は、灯室１４内において車幅方向に並んで配置されている。図２では、ロービームランプ１６として反射型の灯具が図示されているが、ロービームランプ１６の種類は特に限定されず、例えば反射型やプロジェクタ型の車両用灯具を利用できる。反射型のロービームランプは公知であるので、ここでは詳細な説明者省略する。ハイビームランプ１８の種類もまた、特に限定されず、例えば反射型やプロジェクタ型の車両用灯具を利用できる。

クリアランスランプ２０は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を搭載するための基板２２と、棒状導光体（以下、単に導光体ともいう）２３と、光透過部材の一例としてのインナーレンズ２４と、エクステンション２５とから構成されている。

導光体２３は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成された棒状の部材である。導光体２３の一方の端面は、ＬＥＤ２１からの光を入射する入射面２６とされている。導光体２３は、入射面２６から入射した光を内部で導光しながら、側面の一部から前方に向けて出射するよう構成されている。

図１において、第１クリアランスランプ２０Ａの導光体２３は略直線状に成形されており、ランプボディ１２の上縁部に延在している。第２クリアランスランプ２０Ｂの導光体２３は略直線状に成形されており、ランプボディ１２の車幅方向片側縁部にて上下に延在している。第２クリアランスランプ２０Ｂの導光体２３は第１クリアランスランプ２０Ａの導光体２３より短い。２つの導光体２３は略Ｌ字状に配置されている。第１クリアランスランプ２０Ａの導光体２３がＬ字の長辺にあたり、第２クリアランスランプ２０Ｂの導光体２３がＬ字の短辺にあたる。

ＬＥＤ２１は、導光体２３に光を供給する光源である。ＬＥＤ２１は、導光体２３の入射面２６に対向するように基板２２上に搭載されている。ＬＥＤ２１は、導光体２３のＬ字状配置の角にあたる場所に配置されている。

エクステンション２５は、ロービームランプ１６およびハイビームランプ１８とランプボディ１２との隙間を隠すために、表面アルミ蒸着処理された樹脂成形体である。エクステンション２５は、導光体２３の両端部を支持する。

エクステンション２５の前端部は、図２に示すように、前面の開口する容器状に形成されており、導光体２３を収容するためのクリアランスランプ２０のランプボディとして機能する（以下、「クリアランスランプボディ２７」と呼ぶ）。

インナーレンズ２４は、クリアランスランプボディ２７の前面開口部を覆うように設けられている。インナーレンズ２４は、例えば拡散レンズである。インナーレンズ２４およびクリアランスランプボディ２７は、導光体２３の形状に沿って延出形成されている。

図３は、図１に示すクリアランスランプ２０の拡大断面図である。図４は、実施の形態に係る導光体２３の一部を示す概略斜視図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、導光体２３の反射素子の形状を例示する。

インナーレンズ２４は、正面側受光領域２４ａおよび後方受光領域２４ｂを備える。クリアランスランプボディ２７は、反射部材としてのリフレクタ２８と、ベース２９とを備える。リフレクタ２８は、後方受光領域２４ｂと向かい合って配置される反射領域２８ａを備える。リフレクタ２８の後縁部がベース２９に取り付けられている。

図示されるクリアランスランプ２０が第１クリアランスランプ２０Ａである場合、後方受光領域２４ｂは鉛直方向に上側に位置し、反射領域２８ａは鉛直方向に下側に位置する。図示されるクリアランスランプ２０が第２クリアランスランプ２０Ｂである場合、後方受光領域２４ｂは車幅方向に片側に位置し、反射領域２８ａは車幅方向に反対側に位置する。

正面側受光領域２４ａ、後方受光領域２４ｂ、および反射領域２８ａは、導光体２３の延在方向に沿って延びている。図３に示されるように、正面側受光領域２４ａの一方の縁部（図３において上縁部）から後方受光領域２４ｂが後方に延出しており、正面側受光領域２４ａの他方の縁部（図３において下縁部）の近傍から反射領域２８ａが後方に延出している。

導光体２３は、インナーレンズ２４とクリアランスランプボディ２７とにより形成される灯室３０内に位置決め保持されている。導光体２３は、反射領域２８ａより後方（図３において右方）に配置されている。また、導光体２３は、ベース２９に囲まれている。ベース２９は正面側（図３において左方）が開放されており、その開放部から導光体２３は光を出射することができる。

図３に示すように、導光体２３は、略円形状の断面形状を有している。また、インナーレンズ２４およびクリアランスランプボディ２７の断面形状は、多角形状に形成されている。インナーレンズ２４で外形意匠を表現し、導光体２３として細径のものを用いることにより、角柱が発光する見栄えを安価に構成できる。

導光体側面３２は、第１出射部位３２ａ、第２出射部位３２ｂ、第１背向部位３２ｃ、および第２背向部位３２ｄを有する。第１出射部位３２ａは、導光体側面３２の正面側に位置する。第２出射部位３２ｂは、導光体側面３２の正面側で第１出射部位３２ａと周方向に隣接する。第１背向部位３２ｃは、第１出射部位３２ａに背向する。第２背向部位３２ｄは、第２出射部位３２ｂに背向し第１背向部位３２ｃと周方向に隣接する。第１出射部位３２ａ、第２出射部位３２ｂ、第１背向部位３２ｃ、および第２背向部位３２ｄはそれぞれ、導光体側面３２の延在方向に延在する。

第１背向部位３２ｃには、多数の第１反射素子３４が列状に設けられている。第１反射素子３４は、第１方向に第１出射部位３２ａから光を出射するよう形成されている。第１方向は、導光体２３から正面側受光領域２４ａに向かう方向である。

第２背向部位３２ｄには、多数の第２反射素子３６が列状に設けられている。第２反射素子３６は、第１方向と斜めに交差する第２方向に第２出射部位３２ｂから光を出射するよう形成されている。第２方向は、導光体２３から反射領域２８ａに向かう方向である。

図４に示されるように、第１反射素子３４は、第２反射素子３６に比べて高密度に設けられている。すなわち、導光体２３の単位長さ当たりの第１反射素子３４の数は、導光体２３の単位長さ当たりの第２反射素子３６の数より多い。例えば、第１反射素子３４の密度は、第２反射素子３６の密度の２倍より大きくてもよい。第１反射素子３４の密度は、第２反射素子３６の密度の１０倍より小さくてもよい。

また、第１反射素子３４は、第２反射素子３６に比べて導光体側面３２の周方向における長さが短い。例えば、第１反射素子３４の長さは、第２反射素子３６の長さの１／２より短くてもよい。第１反射素子３４の長さは、第２反射素子３６の長さの１／５より長くてもよい。

図５（ａ）には第１反射素子３４を例示し、図５（ｂ）には第２反射素子３６を例示する。理解のために、図５（ａ）には第１反射素子３４で反射される光線Ｌａを破線で例示し、図５（ｂ）には第２反射素子３６で反射される光線Ｌｂを破線で例示する。

図示されるように、第１反射素子３４および第２反射素子３６は、導光体２３の円筒状の側面から凸に形成されている。ただし、第１反射素子３４は、第２反射素子と異なる形状を有する。

第１反射素子３４は、導光体２３内を進む光の一部を第１出射部位３２ａに向けて反射するよう形成されている。個々の第１反射素子３４は、導光体２３の第１背向部位３２ｃにおいて周方向に延びる凸状である。第１反射素子３４は、例えば、略鋸歯状であり、導光体２３内での導光方向に上流側（図において左方）に短辺を有し下流側（図において右方）に長辺を有する三角状の形状を有する。第１反射素子３４の形状、大きさ、配列ピッチ等は、クリアランスランプ２０として要求される強度の光が第１出射部位３２ａから正面方向（前方）に照射されるように設計される。

第２反射素子３６は、導光体２３内を進む光の一部を第２出射部位３２ｂに向けて反射するよう形成されている。個々の第２反射素子３６は、導光体２３の第２背向部位３２ｄにおいて周方向に延びる凸状である。第２反射素子３６は、例えば、略二等辺三角形状である。図示されるように、光線Ｌｂは、ある第２反射素子３６とその隣の第２反射素子３６との間で第２背向部位３２ｄに沿って導光体２３の外を通る。第２反射素子３６の形状、大きさ、配列ピッチ等は、リフレクタ２８との協働によりインナーレンズ２４のほぼ全域が発光するよう設計される。

インナーレンズ２４は、正面側受光領域２４ａが少なくとも第１出射部位３２ａから光を受けかつ後方受光領域２４ｂが少なくとも反射領域２８ａから光を受けるよう配置されている。リフレクタ２８は、反射領域２８ａが少なくとも第２出射部位３２ｂから光を受けるよう配置されている。正面側受光領域２４ａは、第２出射部位３２ｂ及び／または反射領域２８ａからの光の一部を受けてもよい。後方受光領域２４ｂは、第１出射部位３２ａ及び／または第２出射部位３２ｂからの光の一部を直接受けてもよい。反射領域２８ａは、第１出射部位３２ａからの光の一部を受けてもよい。

反射領域２８ａは、複数の凹条２８ｂを有する。凹条２８ｂはそれぞれ、導光体２３の延在方向に沿って延びている。なお、凹条２８ｂの延在方向は、導光体２３の延在方向と概ね一致していればよく、両者が厳密に一致することは必須ではない。凹条２８ｂは、第２出射部位３２ｂからの出射光を後方受光領域２４ｂに向けて反射するよう形成されている。反射領域２８ａは、凹条２８ｂに代えて、または凹条２８ｂとともに、第２出射部位３２ｂからの出射光を後方受光領域２４ｂに向けて反射する複数の凸条を有してもよい。

図６は、図３に示すクリアランスランプ２０が発光する様子を概略的に示す。図７（ａ）および図７（ｂ）は、クリアランスランプ２０が発光する様子を示す概略上面図である。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）には、ＬＥＤ２１、導光体２３、およびリフレクタ２８を示し、他の部材は理解の容易のため省略されている。

クリアランスランプ２０において、ＬＥＤ２１に電流が供給されると、ＬＥＤ２１から光が出射される。ＬＥＤ２１から出射された光は、入射面２６より導光体２３内に入射する。導光体２３内に入射した光は、全反射を繰り返しながら導光体２３内を進行する。

導光体２３内を進行する間に第１反射素子３４に入射した光は、第１反射素子３４により第１出射部位３２ａに向けて反射され、第１出射部位３２ａから出射される。導光体２３の延在方向に沿って設けられた第１反射素子３４の各々において同様の反射が生じることにより、導光体２３の延在方向に沿った第１出射部位３２ａの略全領域から光が出射される。第１出射部位３２ａから出射された光は、インナーレンズ２４の正面側受光領域２４ａを通って灯具前方に照射される（図６および図７（ａ）に光線Ｌ１として示す）。

一方、導光体２３内を進行する間に第２反射素子３６に入射した光は、第２反射素子３６により第２出射部位３２ｂに向けて反射され、第２出射部位３２ｂから出射される。導光体２３の延在方向に沿って設けられた第２反射素子３６の各々において同様の反射が生じることにより、導光体２３の延在方向に沿った第２出射部位３２ｂの略全領域から光が出射される。導光体２３を第２出射部位３２ｂから出射した光は、反射領域２８ａに入射する。反射領域２８ａ上の凹条２８ｂにより、光はインナーレンズ２４の後方受光領域２４ｂを通って灯具外に照射される（図６および図７（ｂ）に光線Ｌ２として示す）。

図５（ａ）に例示した第１反射素子３４は、図７（ａ）に示すように、灯具正面方向を照射することができる。図５（ｂ）に例示した第２反射素子３６は、図７（ｂ）に示すように、灯具正面方向以外の領域（例えば灯具側方方向）を照射することができる。

以上説明したように、導光体側面３２の第１出射部位３２ａから出射する光は、インナーレンズ２４の正面側受光領域２４ａに向かう。導光体側面３２の第１出射部位３２ａと周方向に隣接する第２出射部位３２ｂから出射する光は、リフレクタ２８の反射領域２８ａおよび凹条２８ｂに向かう。反射光は、インナーレンズ２４の後方受光領域２４ｂに向かう。したがって、インナーレンズ２４は、正面側受光領域２４ａから後方受光領域２４ｂへと導光体２３によって広範囲に照明される。こうして、インナーレンズ２４のほぼ全域が発光するクリアランスランプ２０を提供することができる。

導光体２３は、リフレクタ２８の反射領域２８ａより後方に配置されている。図６に光線Ｌ２で例示されるように、反射領域２８ａから後方受光領域２４ｂへの反射光の光路全体が導光体２３の前方にのみ設定されている。そのため、反射領域２８ａからインナーレンズ２４に向かう反射光は、導光体２３によって妨げられない。

後方受光領域２４ｂは、反射領域２８ａと向かい合って配置されており、反射領域２８ａは、第２出射部位３２ｂからの出射光を後方受光領域２４ｂに向けて反射する凹条２８ｂを有する。第１クリアランスランプ２０Ａの場合には、凹条２８ｂは、第２出射部位３２ｂからリフレクタ２８に入射する光を直上の後方受光領域２４ｂに向けて反射することができる。第２クリアランスランプ２０Ｂの場合には、凹条２８ｂは、第２出射部位３２ｂからリフレクタ２８に入射する光を反対側の後方受光領域２４ｂに向けて反射することができる。

第１反射素子３４は、第２反射素子３６に比べて高密度に設けられている。そのため、導光体側面３２の第２出射部位３２ｂから出射する光量に比べて、導光体側面３２の第１出射部位３２ａから出射する光量を大きくすることができる。二種類の反射素子を異なる位置に異なる密度で形成することにより、導光体２３から異なる２方向に向かう光量を調整することができる。

第１反射素子３４は、第２反射素子３６に比べて導光体側面３２の周方向における長さが短い。こうして、第２出射部位３２ｂから出射する光の角度範囲に比べて、第１出射部位３２ａから出射する光の角度範囲を狭くすることができる。言い換えれば、第２出射部位３２ｂから出射する光の角度範囲を広くすることができる。このことも、インナーレンズ２４の後方受光領域２４ｂを広く照明することに役立つ。

また、第１反射素子３４は、第２反射素子３６と異なる形状を有する。このように、第１反射素子は第２反射素子と同一形状である必要はなく、その点で反射素子の形状の設計自由度が向上される。

本発明は、上述の実施の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が可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。

上述の実施の形態では、車両用灯具としてクリアランスランプを例示した。しかしながら、車両用灯具はクリアランスランプに限定されず、ターンシグナルランプ、ストップランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプ、ハザードランプ、ポジションランプ、バックランプ、フォグランプ、ヘッドランプ等の各種の車両用灯具に広く適用することができる。また、車両用灯具の光源は、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の他の半導体発光素子や、白熱球、ハロゲンランプ、放電球等であってもよい。

１０ 車両用前照灯、 ２３ 導光体、 ２４ インナーレンズ、 ２４ａ 正面側受光領域、 ２４ｂ 後方受光領域、 ２８ リフレクタ、 ２８ａ 反射領域、 ２８ｂ 凹条、 ３２ 導光体側面、 ３２ａ 第１出射部位、 ３２ｂ 第２出射部位、 ３２ｃ 第１背向部位、 ３２ｄ 第２背向部位、 ３４ 第１反射素子、 ３６ 第２反射素子。

Claims (6)

1. 光を出射する側面を備える棒状導光体であって、
   前記側面の正面側に位置し、前記棒状導光体の延在方向に延在する第１出射部位と、
   前記側面の正面側で前記第１出射部位と周方向に隣接し、前記棒状導光体の延在方向に延在する第２出射部位と、
   前記第１出射部位に背向する前記側面の第１背向部位と、
   前記第２出射部位に背向し前記第１背向部位と周方向に隣接する前記側面の第２背向部位と、を有する棒状導光体と、
   少なくとも前記第２出射部位から光を受ける反射領域を備える反射部材と、
   少なくとも前記第１出射部位から光を受ける正面側受光領域と、前記正面側受光領域から後方に延出し少なくとも前記反射領域から光を受ける後方受光領域と、を有する光透過部材と、
   前記正面側受光領域に向かう第１方向に前記第１出射部位から光を出射するよう前記第１背向部位に列状に設けられている第１反射素子と、
   前記反射領域に向かう第２方向に前記第２出射部位から光を出射するよう前記第２背向部位に列状に設けられている第２反射素子と、を備え、
   前記棒状導光体は、前記反射領域より後方に配置されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１反射素子は、前記第２反射素子に比べて高密度に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. 前記後方受光領域は、前記反射領域と向かい合って配置されており、前記反射領域は、前記第２出射部位からの出射光を前記後方受光領域に向けて反射する凹条および／または凸条を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 光を出射する側面であって、前記側面の延在方向に延在する第１出射部位と、前記側面の周方向に前記第１出射部位と隣接し、前記側面の延在方向に延在する第２出射部位と、前記第１出射部位に背向する第１背向部位と、前記第２出射部位に背向し前記側面の周方向に前記第１背向部位と隣接する第２背向部位と、を有する側面と、
   第１方向に前記第１出射部位から光を出射するよう前記第１背向部位に列状に設けられている第１反射素子と、
   前記第１方向と斜めに交差する第２方向に前記第２出射部位から光を出射するよう前記第２背向部位に列状に設けられている第２反射素子と、を備え、
   前記第１反射素子が前記第２反射素子に比べて高密度に設けられている棒状導光体を備えることを特徴とする車両用灯具。
5. 前記第１反射素子は、前記第２反射素子に比べて前記側面の周方向における長さが短いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
6. 前記第１反射素子は、前記第２反射素子と異なる形状を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。

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