JP2020004599A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用灯具における光の利用効率を向上させる。【解決手段】車両用灯具は、棒状の発光用導光部１０および棒状の光供給用導光部１２と、第１光源および第２光源とを備える。発光用導光部１０は、第１方向に延びる第１部分１４と、第１方向と交わる第２方向に延びる第２部分１６と、第１方向から第２方向に曲がった形状を有し第１部分１４および第２部分１６をつなぐ第３部分１８とを含む。光供給用導光部１２は、第１部分１４および第３部分１８に沿って延び、第３部分１８の曲がりの外側において断面積Ｄが漸減して発光用導光部１０に合流する形状を有する。光供給用導光部１２は、第２光源の光を内部で導光しながら発光用導光部１０に光を入射する。発光用導光部１０は、第１光源および第２光源の光を内部で導光しながら第１部分１４、第３部分１８および第２部分１６から光を出射する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。

従来、光源の光を導光体を介して灯具前方へ出射する車両用灯具が知られている。例えば特許文献１には、棒状の導光体の端部にＬＥＤ等の光源を配置し、導光体の端面から入射した光を、導光体の周面に設けられたステップによって灯具前方へ出射する構造が開示されている。

特開２０１２−２１６２７９号公報

本発明者らは、棒状導光体の端面から光を入射して周面から出射させる車両用灯具について鋭意検討を重ねた結果、従来の車両用灯具には、光の利用効率を向上させる余地があることを見出した。

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、車両用灯具における光の利用効率を向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、棒状の発光用導光部および棒状の光供給用導光部と、発光用導光部に光を入射する第１光源と、光供給用導光部に光を入射する第２光源と、を備える。発光用導光部は、第１方向に延びる第１部分と、第１方向と交わる第２方向に延びる第２部分と、第１方向から第２方向に曲がった形状を有し第１部分および第２部分をつなぐ第３部分と、を含む。光供給用導光部は、第１部分および第３部分に沿って延び、第３部分の曲がりの外側において断面積が漸減して発光用導光部に合流する形状を有する。光供給用導光部は、第２光源の光を内部で導光しながら発光用導光部に光を入射する。発光用導光部は、第１光源および第２光源の光を内部で導光しながら第１部分、第３部分および第２部分から光を出射する。この態様によれば、車両用灯具における光の利用効率を向上させることができる。

上記態様において、第１光源の光は、発光用導光部の端面から発光用導光部に入射し、第２光源の光は、光供給用導光部の端面から光供給用導光部に入射してもよい。また、上記いずれかの態様において、光供給用導光部の太さは、発光用導光部の太さ以下であってもよい。

本発明によれば、車両用灯具における光の利用効率を向上させることができる。

実施の形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。 導光体の概略構造を示す正面図である。 図３（Ａ）は、導光体の端部領域を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、導光体の端面を示す斜視図である。 図４（Ａ）は、車両用灯具の一部分の概略構造を示す鉛直断面図である。図４（Ｂ）は、発光用導光部の一部分の概略構造を示す水平断面図である。 導光体の一部分を拡大して示す正面図である。 図６（Ａ）は、参考例に係る導光体の端部領域を示す斜視図である。図６（Ｂ）は、参考例に係る導光体の端面を示す斜視図である。図６（Ｃ）は、参考例に係る導光体における光の進行方向を示す模式図である。

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「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこ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。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態１に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。図２は、導光体の概略構造を示す正面図である。図３（Ａ）は、導光体の端部領域を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、導光体の端面を示す斜視図である。本実施の形態に係る車両用灯具１は、例えば車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは概ね左右対称の構造を有し、実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として一方の前照灯ユニットの構造を示す。

車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆う、透光性のアウターカバー４とを備える。ランプボディ２とアウターカバー４とにより形成される灯室内には、複数の光源６と、導光体８とが収容される。

光源６は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）で構成される。なお、光源６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。光源６が搭載された基板（図示せず）は、例えばランプボディ２に固定される。光源６は、第１光源６ａと、第２光源６ｂとを含む。

導光体８は、棒状の透光性部材である。導光体８は、棒状の発光用導光部１０と、棒状の光供給用導光部１２とを含む。導光体８全体の概略形状は、灯室内の上側で車幅方向外側から車幅方向内側に向かって延び、下方に回り込みながら車幅方向外側に向けて折り返した形状である。導光体８は、支持部材（図示せず）を介してランプボディ２に固定される。例えば導光体８は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透光性を有する樹脂材料で形成される。本実施の形態において、発光用導光部１０および光供給用導光部１２は一体成形品である。

発光用導光部１０は、第１部分１４と、第２部分１６と、第３部分１８と、第４部分２０とを含む。第１部分１４は、第１方向に延びる。本実施の形態では、第１方向はおおよそ車幅方向である。第２部分１６は、第１方向と交わる第２方向に延びる。本実施の形態では、第２方向はおおよそ車幅方向外側且つ鉛直方向上側から、車幅方向内側且つ鉛直方向下側に向かう方向である。第２部分１６は、第１部分１４よりも車幅方向内側且つ鉛直方向下側に配置される。

第３部分１８は、第１方向から第２方向に曲がった形状を有し、第１部分１４および第２部分１６をつなぐ。第１部分１４の車幅方向内側の端部が第３部分１８の一端側に接続され、第２部分１６の車幅方向外側の端部が第３部分１８の他端側に接続される。第３部分１８は、車幅方向外側から内側に近づくにつれて鉛直方向下側に向かうように、緩やかに湾曲あるいは屈曲している。

第４部分２０は、第２方向と交わる第３方向に延びる。本実施の形態では、第３方向はおおよそ車幅方向内側かつ鉛直方向上側から、車幅方向外側且つ鉛直方向下側に向かう方向である。第４部分２０は、第２部分１６の車幅方向内側の端部に接続され、当該端部から車幅方向外側且つ鉛直方向下側に延びる。本実施の形態では、第２部分１６と第４部分２０とがなす角度は、おおよそ直角あるいは鋭角である。

発光用導光部１０の周面のうち灯具前方側を向く領域は、光源６の光を出射する出射面２２を構成する。周面とは、棒状部材の延伸軸（延伸方向の中心軸）に沿って延びる表面である。つまり、発光用導光部１０は、車幅方向外側から内側に延び、車幅方向内側で鉛直方向下方に回り込みながら車幅方向外側に折り返した形状の出射面２２を有する。発光用導光部１０の灯具後方側を向く周面には、発光用導光部１０内の光を出射面２２から出射させるための光学構造２３を有する。本実施の形態では、光学構造２３は複数の反射ステップで構成されている。発光用導光部１０は、光源６の光を内部で導光しながら光学構造２３によって出射面２２から光を出射する。出射面２２は、灯具外部から発光部として視認される。

光供給用導光部１２は、発光用導光部１０の第１部分１４および第３部分１８に沿って延びる。光供給用導光部１２と発光用導光部１０の第１部分１４および第３部分１８とは、それぞれの周面同士が接している。具体的には、光供給用導光部１２は、第１部分１４に沿って延びる第５部分２４と、第３部分１８に沿って延びる第６部分２６とを含む。本実施の形態の第５部分２４は、第１部分１４よりも鉛直方向上側で、第１部分１４に沿って延在する。また、第６部分２６は、第３部分１８よりも鉛直方向上側で、第３部分１８に沿って延在する。よって、第６部分２６は、第３部分１８の曲がりの外側に延在する。

好ましくは、光供給用導光部１２の太さは、発光用導光部１０の太さ以下である。例えば、光供給用導光部１２の太さの平均値は、発光用導光部１０における第１部分１４および第２部分１６の太さの平均値以下である。言い換えれば、光供給用導光部１２の延出軸に垂直な断面積の平均値は、第１部分１４および第２部分１６の延出軸に垂直な断面積の平均値以下である。

発光用導光部１０の端部には、第１光源６ａが配置される。本実施の形態では、発光用導光部１０の車幅方向外側の端部に、複数の第１光源６ａが配置されている。各第１光源６ａは、その発光面が発光用導光部１０の端面２８と対向するように配置される。したがって、各第１光源６ａの光は、発光用導光部１０の端面２８から発光用導光部１０に入射する。端面とは、棒状部材の端部において延伸軸と交わる方向に延びる表面である。

光供給用導光部１２の端部には、第２光源６ｂが配置される。本実施の形態では、光供給用導光部１２の車幅方向外側の端部に、複数の第２光源６ｂが配置されている。各第２光源６ｂは、その発光面が光供給用導光部１２の端面３０と対向するように配置される。したがって、各第２光源６ｂの光は、光供給用導光部１２の端面３０から光供給用導光部１２に入射する。

図４（Ａ）は、車両用灯具の一部分の概略構造を示す鉛直断面図である。図４（Ｂ）は、発光用導光部の一部分の概略構造を示す水平断面図である。導光体８は、ホルダ３２に嵌め込まれて、ランプボディ２に支持される。ホルダ３２は、発光用導光部１０の灯具後方側の周面を覆っている。ホルダ３２は、リフレクタとしても機能する。

また、車両用灯具１は、エクステンション部材３４を有する。エクステンション部材３４は、導光体８の周囲を囲うように配置され、ランプボディ２に固定される。エクステンション部材３４は、出射面２２から出射される光の灯具前方への進行を許容する開口部３６を有する。開口部３６の一部の縁部３８は、灯具前方側から見て光供給用導光部１２の少なくとも一部と重なるように配置される。これにより、光供給用導光部１２の少なくとも一部を、灯具外部に対して隠すことができる。この結果、車両用灯具１の意匠性、見映えを向上させることができる。

光供給用導光部１２は、第２光源６ｂの光を内部で導光しながら発光用導光部１０に光を入射する。第２光源６ｂの光は、光供給用導光部１２の端面３０から入射し、光供給用導光部１２内で内面反射を繰り返して、反対側の端部に向かって進行する。この過程で第２光源６ｂの光は、光供給用導光部１２の周面と発光用導光部１０の周面とが接する領域から、発光用導光部１０内に徐々に入射していく。光供給用導光部１２は、光学構造２３を有しない。したがって、光供給用導光部１２内の実質的に全ての光が発光用導光部１０に入射する。

発光用導光部１０は、第１光源６ａおよび第２光源６ｂの光を内部で導光しながら第１部分１４、第３部分１８および第２部分１６から光を出射する。第１光源６ａの光は、発光用導光部１０の端面２８から入射し、発光用導光部１０内で内面反射を繰り返して、反対側の端部に向かって進行する。また、発光用導光部１０の第１部分１４および第３部分１８には、光供給用導光部１２から第２光源６ｂの光が入射する。発光用導光部１０に入射した第２光源６ｂの光も、第１光源６ａの光とともに発光用導光部１０内で内面反射を繰り返す。第１光源６ａおよび第２光源６ｂの光は、第２部分１６と第４部分２０との接続部まで進行する。

発光用導光部１０内を進む第１光源６ａおよび第２光源６ｂの光は、その一部が光学構造２３によって反射される。これにより、これらの光は第１部分１４、第３部分１８および第２部分１６の出射面２２から、発光用導光部１０の外に出射される。出射面２２から出射した光は、アウターカバー４を通過して、灯具前方に照射される。

光供給用導光部１２は、発光を目的とする導光部ではなく、発光用導光部１０に光を供給するための導光部である。第２光源６ｂの光を光供給用導光部１２から発光用導光部１０に供給することで、出射面２２からの出射光量を増やすことができる。また、発光用導光部１０における端面２８側とは反対側の端部にも、光源６が配置される。この光源６から出射される光は、主に第４部分２０の出射面２２から出射される。

続いて、光供給用導光部１２と発光用導光部１０との合流部の形状について、詳細に説明する。図５は、導光体の一部分を拡大して示す正面図である。光供給用導光部１２は、第３部分１８の曲がりの外側において断面積Ｄが漸減して発光用導光部１０に合流する形状を有する。具体的には、光供給用導光部１２の第６部分２６は、第６部分２６の延伸軸Ｃに垂直な断面積Ｄが、光供給用導光部１２における導光の下流側に進むにつれて、つまり第５部分２４から遠ざかるにつれて、徐々に小さくなる形状を有する。

第６部分２６は、第３部分１８の曲がりの外側において肉厚（第３部分１８に接する周面と、当該周面と背向する周面との距離）が漸減していく。言い換えれば、第６部分２６における発光用導光部１０とは反対側の周面２６ａは、導光の下流側に進むにつれて発光用導光部１０に近づいていく。このため、周面２６ａは、第３部分１８の周面に対して傾斜した面となる。周面２６ａが傾斜する方向は、第３部分１８に近づいていく方向である。また、本実施の形態の周面２６ａは、第３部分１８よりも大きい曲率で湾曲している。したがって、第５部分２４から第６部分２６に進入する第２光源６ｂの光は、周面２６ａによって第３部分１８の曲がる方向、つまり第２部分１６の延びる第２方向に向かうように反射される。

図６（Ａ）は、参考例に係る導光体の端部領域を示す斜視図である。図６（Ｂ）は、参考例に係る導光体の端面を示す斜視図である。図６（Ｃ）は、参考例に係る導光体における光の進行方向を示す模式図である。棒状導光体の端面から光を入射させる構造では、一本の導光体の端面に配置可能な光源の数で、所望の発光強度が得られない場合があった。

この問題を解決するために、導光体の形状に工夫を施して、設置可能な光源の数を増やすことが考えられる。参考例に係る導光体４０は、発光用導光部４２の端部に、発光用導光部４２から枝分かれした入光部４４を有する。そして、発光用導光部４２の端面４６には複数の第１光源６ａが配置され、入光部４４の端面４８には複数の第２光源６ｂが配置される。

第２光源６ｂから出射される光は、端面４８から入光部４４に入射し、入光部４４によって導光されて発光用導光部４２に入射する。第１光源６ａから出射される光は、端面４６から発光用導光部４２に入射する。発光用導光部４２は、第１光源６ａおよび第２光源６ｂの光を内部で導光しながら、出射面５０から光を出射する。

参考例に係る導光体４０では、発光用導光部４２の端部において枝分かれした入光部４４から第２光源６ｂの光を入射することで、出射面５０からの出射光量を増やしている。しかしながら、発光用導光部４２の端部に入光部４４を設ける構造では、多くの場合、入光部４４は発光用導光部４２の直線部分において発光用導光部４２に合流することになる。この場合、図４（Ｃ）に示すように、入光部４４の周面で内面反射した光が導光体４０の外部に漏れることがあった。

一方、本実施の形態の導光体８では、第１部分１４が延びる第１方向から第２部分１６が延びる第２方向に曲がった形状を有する第３部分１８において、光供給用導光部１２が発光用導光部１０に合流している。これにより、発光用導光部１０と光供給用導光部１２の合流部において、光供給用導光部１２内の光を第２部分１６に誘導することができる。このため、合流部において、第２光源６ｂの光が導光体８の外部に漏れることを抑制することができる。したがって、光供給用導光部１２内を進む第２光源６ｂの光のより多くを、発光用導光部１０に入射させることができる。

車両用灯具１は、発光用導光部１０の出射面２２から光を出射することで、例えばターンシグナルランプ、デイタイムランニングランプ、クリアランスランプ等の標識灯として機能することができる。なお、車両用灯具１は、ヘッドランプとして用いることもできる。さらに、車両用灯具１は、車両後方に配置されて、テールランプ、ブレーキランプ等として用いることもできる。

以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具１は、棒状の発光用導光部１０および棒状の光供給用導光部１２と、発光用導光部１０に光を入射する第１光源６ａと、光供給用導光部１２に光を入射する第２光源６ｂとを備える。発光用導光部１０は、第１方向に延びる第１部分１４と、第１方向と交わる第２方向に延びる第２部分１６と、第１部分１４から第２部分１６に曲がった形状を有し第１部分１４および第２部分１６をつなぐ第３部分１８とを含む。光供給用導光部１２は、第１部分１４および第３部分１８に沿って延び、第３部分１８の曲がりの外側において断面積Ｄが漸減して発光用導光部１０に合流する形状を有する。光供給用導光部１２は、第２光源６ｂの光を内部で導光しながら発光用導光部１０に光を入射する。発光用導光部１０は、第１光源６ａおよび第２光源６ｂの光を内部で導光しながら第１部分１４、第３部分１８および第２部分１６から光を出射する。

これにより、発光用導光部１０と光供給用導光部１２の合流部において、光供給用導光部１２内の光が導光体８から漏れることを抑制することができる。このため、発光用導光部１０の出射面２２からの出射光量を増やすことができ、車両用灯具１における光の利用効率を向上させることができる。また、漏光の抑制により、車両用灯具１の見映えを向上させることができる。

また、本実施の形態において、第１光源６ａの光は、発光用導光部１０の端面２８から発光用導光部１０に入射する。また、第２光源６ｂの光は、光供給用導光部１２の端面３０から光供給用導光部１２に入射する。これにより、導光体８に入光部形状を追加することなく、光源６の光を入射させることができる。よって、導光体８の形状が複雑になることを抑制することができる。また、棒状導光体の端面から光を入射させる構造において、長尺形状の発光面を均一に発光させることは容易でない。これに対し、本実施の形態では発光用導光部１０に沿って延びる光供給用導光部１２から発光用導光部１０に光を供給しているため、発光強度の均一化を図ることができる。

また、本実施の形態において、光供給用導光部１２の太さは、発光用導光部１０の太さ以下である。これにより、光供給用導光部１２を発光用導光部１０に無理なく合流させることができる。この結果、合流部における漏光をより抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

実施の形態の導光体８は、第４部分２０を有するが、第４部分２０は省略されてもよい。また、光源６の配置および数も、図３（Ｂ）に図示されたものに限定されない。以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

１ 車両用灯具、 ６ 光源、 ６ａ 第１光源、 ６ｂ 第２光源、 １０ 発光用導光部、 １２ 光供給用導光部、 １４ 第１部分、 １６ 第２部分、 １８ 第３部分、 ２８，３０ 端面。

Claims (3)

1. 棒状の発光用導光部および棒状の光供給用導光部と、
   前記発光用導光部に光を入射する第１光源と、
   前記光供給用導光部に光を入射する第２光源と、を備え、
   前記発光用導光部は、第１方向に延びる第１部分と、前記第１方向と交わる第２方向に延びる第２部分と、前記第１方向から前記第２方向に曲がった形状を有し前記第１部分および前記第２部分をつなぐ第３部分と、を含み、
   前記光供給用導光部は、前記第１部分および前記第３部分に沿って延び、前記第３部分の曲がりの外側において断面積が漸減して前記発光用導光部に合流する形状を有し、
   前記光供給用導光部は、前記第２光源の光を内部で導光しながら前記発光用導光部に光を入射し、
   前記発光用導光部は、前記第１光源および前記第２光源の光を内部で導光しながら前記第１部分、前記第３部分および前記第２部分から光を出射することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１光源の光は、前記発光用導光部の端面から前記発光用導光部に入射し、
   前記第２光源の光は、前記光供給用導光部の端面から前記光供給用導光部に入射する請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光供給用導光部の太さは、前記発光用導光部の太さ以下である請求項１または２に記載の車両用灯具。

Images