JP2022112440A - 光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法 - Google Patents

光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法 Download PDF

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Yoichi Asakawa
宗一郎 檀浦
Soichiro Danura
康郎 有竹
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Abstract

【課題】光の利用性を向上し、意匠性の低下を抑制し、光ファイバーを確実に固定する。【解決手段】光ファイバーユニットは、光を発光する光源と、光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバーと、光を吸収する材料を用いて形成され、光ファイバーの一部を覆うように保持し、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物に対して光ファイバーの一部が光透過部の第1面側に配置され、光ファイバーの他の一部が光透過部の第2面側に配置されるように構造物に固定される固定部とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法に関する。
光源からの光を光ファイバーで導光しつつ当該光ファイバーの側面から出射する構成の車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-44395号公報
特許文献1に記載のような車両用灯具では、ハウジングに形成された溝部において光ファイバーの位置決め及び固定を行う構成である。しかしながら、ハウジングが光を吸収する部材である場合、ハウジングの裏側に配置された光ファイバーからの光を利用できない。また、ハウジングが光を透過する部材である場合、光ファイバーの側面から出射された光が溝部を介してハウジングに伝達し、ハウジングが発光することで、意匠性が低下してしまう。このため、光の利用性を向上し、意匠性の低下を抑制しつつ、光ファイバーを確実に固定することが可能な構成が求められている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、光の利用性を向上し、意匠性の低下を抑制し、光ファイバーを確実に固定することが可能な光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法を提供することを目的とする。
本発明に係る光ファイバーユニットは、光を発光する光源と、前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバーと、光を吸収する材料を用いて形成され、前記光ファイバーの一部を覆うように保持し、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物に対して前記光ファイバーの一部が前記光透過部の前記第1面側に配置され、前記光ファイバーの他の一部が前記光透過部の前記第2面側に配置されるように前記構造物に固定される固定部とを備える。
上記光ファイバーユニットにおいて、前記固定部は、前記光ファイバーの一部を収容する溝部を有する収容部材と、前記溝部を覆うように前記収容部材に接合される蓋部材とを有してもよい。
上記光ファイバーユニットにおいて、前記固定部は、前記光ファイバーの長手方向に複数設けられてもよい。
上記光ファイバーユニットにおいて、複数の前記固定部は、前記長手方向の間隔を調整可能であってもよい。
本発明に係る車両用灯具は、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物と、上記の光ファイバーユニットとを備え、前記光ファイバーユニットの前記固定部は、前記光ファイバーの一部が前記第1面側に配置され、前記光ファイバーの他の一部が前記第2面側に配置されるように前記構造物に固定される。
本発明に係る光ファイバーの固定方法は、光を発光する光源と、前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバーと、光を吸収する材料を用いて形成され、前記光ファイバーの一部を覆うように保持する固定部とを備える光ファイバーユニットの前記固定部を、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物に固定し、前記光ファイバーの一部を前記光透過部の前記第1面側に配置し、前記光ファイバーの他の一部を前記光透過部の前記第2面側に配置する。
本発明によれば、光の利用性を向上し、意匠性の低下を抑制し、光ファイバーを確実に固定することが可能な光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る光ファイバーユニットの一例を模式的示す図である。 図2は、図1におけるA-A断面に沿った構成を示す図である。 図3は、図1におけるB-B断面に沿った構成を示す図である。 図4は、光源部の一例を示す斜視図である。 図5は、光源部の一例を示す斜視図である。 図6は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図である。 図7は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図である。 図8は、固定部の収容部材の例を示す図である。 図9は、光ファイバーユニットを構造物に固定する場合の固定方法の一例を示す図である。 図10は、本実施形態に係る車両の一例を示す側面図である。
以下、本発明に係る光ファイバーユニット、車両用灯具及び光ファイバーの固定方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
図1は、本実施形態に係る光ファイバーユニット50の一例を模式的示す図である。図1に示すように、光ファイバーユニット50は、光源部10と、光ファイバー20と、固定部30とを備える。
光源部10は、光ファイバー20の一端を固定し、光ファイバー20に光を供給する。光源部10の構成については、後述する。
光ファイバー20は、プラスチック等の樹脂、ガラス等の無機材料等の光透過可能な材料を用いて形成される。光ファイバー20は、端部20cが光源11の発光面11aに対向するように配置される。光ファイバー20は、端部20cから入射する光を導光すると共に、側面20aから出射する。このため、端部20cから光を入射させた場合、側面20aが発光するように視認される。光ファイバー20は、1本以上設けられ、本実施形態では例えば3本設けられる。光ファイバー20は、例えば径が1mm~3mm程度に形成され、長手方向の寸法が50mm~100mm程度に形成される。なお、光ファイバー20の上記寸法については一例であり、他の寸法であってもよい。
固定部30は、光ファイバー20を外部に固定する。固定部30は、収容部材31と、蓋部材32とを有する。収容部材31と蓋部材32とは、不図示の締結部材により締結される。
収容部材31は、例えば矩形の板状であり、光ファイバー20を1本ずつ収容する溝部31aを有する。溝部31aは、例えば収容部材31の短辺に沿った方向に延びた状態で形成される。溝部31aは、収容部材31の長辺に沿って、光ファイバー20の本数に対応する数が形成される。1つの溝部31aは、1本の光ファイバー20が収容される構成であってもよい。
蓋部材32は、収容部材31の溝部31aを覆うように配置される。蓋部材32は、収容部材31との間で溝部31aに光ファイバー20を挟むように配置される。蓋部材32は、締結部材により収容部材31に締結される。この構成により、光ファイバー20が溝部31aに収容された状態で、収容部材31と蓋部材32とにより保持される。
図2は、図1におけるA-A断面に沿った構成を示す図である。図2に示すように、収容部材31は、案内面31bを有する。案内面31bは、収容部材31の短辺方向の両端に設けられる。案内面31bは、短辺方向の両端に向けて、溝部31a側から固定面31c側に湾曲している。なお、固定面31cは、固定部30が構造物に固定される面である。固定面31cは、例えば平面状であるが、これに限定されず、構造物の形状に応じて適宜設計することができる。案内面31bが設けられることにより、光ファイバー20が溝部31aの長手方向の両端において当該案内面31bに沿って湾曲しやすくなる。
図3は、図1におけるB-B断面に沿った構成を示す図である。図3に示すように、光ファイバー20は、溝部31aに収容され、収容部材31と蓋部材32とで保持された構成となっている。溝部31aの断面形状は、例えば光ファイバー20の外周の形状に対応するように形成される。なお、溝部31aの断面形状は、図3に示す形状に限定されず、他の形状であってもよい。
図4及び図5は、光源部10の一例を示す斜視図である。なお、図5は、図4の分解斜視図である。図4及び図5に示すように、光源部10は、光源11と、光源基板12と、集束部13と、基板装着部14と、第1保持部15と、第2保持部16とを有する。
光源11は、例えばLED等の半導体型光源、レーザ光源等が用いられる。光源11は、光を出射する発光面11aを有する。光源基板12は、例えば矩形板状に形成され、実装面12cの中央部に光源11が実装される。
集束部13は、1本の光ファイバー20を保持し、又は複数本の光ファイバー20を集束する。集束部13は、複数本の光ファイバー20を集束する場合、各光ファイバー20の端部20cが面一状態となるように集束する。集束部13は、帯状部13a及び締結部13bを有する。帯状部13aは、光ファイバー20の側面に沿うように複数の光ファイバー20に巻かれる。帯状部13aは、各光ファイバー20の端部20cから長手方向の所定の距離だけ離れた集束位置20bに配置される。集束位置20bは、後述する貫通孔14aの深さに対応して設定される。光ファイバー20及び帯状部13aは、帯状部13aが全ての光ファイバー20に接触する位置関係となるように配置される。集束部13としては、例えば結束バンド、フェルール等を用いることができる。
基板装着部14は、例えば矩形板状に形成され、第1面14cに光源部10の光源基板12が装着され、第2面14dに第1保持部15及び第2保持部16が装着される。基板装着部14は、貫通孔14a及び収容部14bを有する。貫通孔14aは、基板装着部14の第1面14cと第2面14dとを貫通して設けられる。貫通孔14aは、光ファイバー20の端部20c及びその近傍部分が挿入される。貫通孔14aは、貫通方向から見て、光ファイバー20の集束状態に応じた形状に形成される。
収容部14bは、貫通孔14aに光ファイバー20の端部20c及びその近傍部分が挿入された状態において、光ファイバー20を集束する集束部13を収容する。収容部14bは、第2面14dに凹状に形成される。収容部14bに集束部13が収容されることにより、集束部13の光源11側への移動が規制される。このように、収容部14bは、光ファイバー20の長手方向について集束部13を位置決めする。収容部14bは、例えば集束部13のうち帯状部13a及び締結部13bの形状に対応する形状となるように形成される。
第1保持部15及び第2保持部16は、光ファイバー20を側面20aから挟むように保持する。第1保持部15及び第2保持部16は、光ファイバー20を挟む方向について対向して配置される。第1保持部15及び第2保持部16は、光ファイバー20を挟んだ状態で基板装着部14の第2面14dに装着される。第1保持部15及び第2保持部16は、分離可能に設けられる。
第1保持部15は、第2保持部16との対向面に、光ファイバー20の一部を収容する凹部15aを有する。第2保持部16は、第1保持部15との対向面に、光ファイバー20の一部を収容する凹部16aを有する。凹部15a、16aは、光ファイバー20が集束された外形の形状に対応して形成される。第1保持部15と第2保持部16とが連結された状態において、凹部15a、16aは、光ファイバー20が長手方向と交差する方向にずれることを規制している。
第1保持部15及び第2保持部16は、集束された状態の光ファイバー20の一部を側面20a側からそれぞれ凹部15a、16aに挿入して対向面同士を接合させることで、当該光ファイバー20を保持することができる。このため、光ファイバー20を貫通孔等に挿通させて保持する構成に比べて容易に保持することが可能であり、光ファイバー20の側面20aに傷等がつくことを抑制できる。
第1保持部15及び第2保持部16は、基板装着部14との対向部分に、それぞれ収容部15b、16bを有する。収容部15b、16bは、光ファイバー20を集束する集束部13を収容する。収容部15b、16bは、例えば集束部13のうち帯状部13a及び締結部13bの形状に対応する形状となるように形成される。収容部15b、16bは、第1保持部15及び第2保持部16においてそれぞれ基板装着部14との対向部分に凹状に形成される。収容部15b、16bに集束部13が収容されることにより、光ファイバー20の長手方向について光源11とは反対側への集束部13の移動が規制される。
図6及び図7は、本実施形態に係る車両用灯具100の一例を示す図である。図6は、車両搭載状態における正面側から車両用灯具100を見た図である。図7は、車両搭載状態における側面側から車両用灯具100を見た図である。図6及び図7に示すように、車両用灯具100は、構造物40と、上記した光ファイバーユニット50とを備える。構造物40は、枠部41及び光透過部42を有する。枠部41は、光を吸収する材料を用いて環状に形成される。枠部41は、構造物40の上辺、下辺、左辺及び右辺を構成する。以下、枠部41において、上辺を構成する部分を上辺部41a、下辺を構成する部分を下辺部41b、左辺を構成する部分を左辺部41c、右辺を構成する部分を右辺部41dと表記する。枠部41は、光ファイバー20の側面から出射される光を吸収する。光透過部42は、枠部41の内周側に配置され、構造物40の第1面40aと第2面40bとの間で光を透過する部分である。なお、第1面40aは、構造物40のうち車両搭載状態における正面側の面である。第2面40bは、構造物40のうち車両搭載状態における背面側の面である。第1面40aと第2面40bとは、表裏に配置される。光透過部42は、例えば透明な樹脂材料等、光を透過する材料を用いて形成されてもよいし、中空部(開口部)として設けられてもよい。
光ファイバーユニット50は、複数の固定部30のうち光源部10に近い側の一の固定部30(以下、固定部30Aと表記する)と、他の固定部30(以下、固定部30Bと表記する)とが構造物40に固定される。図6及び図7では、固定部30Aが構造物40の下辺部41bに固定され、固定部30Bが構造物40の上辺部41aに固定された状態を例として示している。
光ファイバー20のうち、固定部30Aと固定部30Bとの間に配置される中間部分20fは、光透過部42の第1面40a側、つまり車両搭載状態における正面側に配置される。一方、光源部10及び光ファイバー20のうち固定部30Aよりも光源部10側の基端側部分20dと、固定部30Bよりも先端側の先端側部分20eとは、光透過部42の第2面40b側、つまり車両搭載状態における背面側に配置される。なお、光源部10、基端側部分20d及び先端側部分20eは、例えば枠部41の第2面40bに支持されてもよいし、枠部41の背面側に配置される他の構造物等に支持されてもよい。
このように構成された車両用灯具100を車両搭載状態における正面側から見た場合、光透過部42の第1面40a側に配置される光ファイバー20の中間部分20fの側面から出射される光を視認可能である。加えて、光透過部42の第2面40b側に配置される光ファイバー20の基端側部分20d及び先端側部分20eの側面から出射される光についても、光透過部42を介して視認可能となる。したがって、光ファイバー20の中間部分20fと、基端側部分20d及び先端側部分20eとが重なり合って発光している状態として視認可能となる。このように、光ファイバー20の特性を活かした多彩な発光状態を実現可能である。
図8は、固定部30の収容部材の例を示す図である。図8の上側に示すように、本実施形態のように、収容部材31は、溝部31aが収容部材31の短辺方向(図中の上下方向)に沿って延びた構成となっている。一方、図8の下側に示すように、収容部材33は、溝部33aが収容部材33の短辺方向に対して傾いた方向に延びた構成となっていてもよい。なお、収容部材33は、溝部33aが延びる方向以外の構成については、収容部材31と同様である。溝部33aが延びる方向を収容部材33の短辺方向に対して傾けることにより、光ファイバー20を構造物40に対して螺旋状等に配置する場合等のように、車両搭載状態における構造物40の上辺側と下辺側とで左右方向にずれた位置に光ファイバー20を固定する場合に、光ファイバー20を固定方向に沿って配置させることができる。
図9は、光ファイバーユニット50を構造物40に固定する場合の固定方法の一例を示す図である。図9の上側に示すように、まず、構造物40の寸法に応じて、固定部30Aと固定部30Bとの間隔を仮調整する。この仮調整では、光ファイバー20の中間部分20fの長さが枠部41の上辺部41aと下辺部41bとの距離に相当する長さとなるように、固定部30Aと固定部30Bとの間隔を設定する。
固定部同士の間隔を仮調整した後、図9の下側に示すように、光ファイバー20の中間部分20fを構造物40の第1面40a側に配置した状態で、固定部30Aを下辺部41bに固定し、固定部30Bを上辺部41aに固定する。固定部30Aと固定部30Bとを固定する際、固定部同士の間隔を調整しつつ行う。このように固定部30A及び固定部30Bを枠部41に固定することにより、光ファイバー20の中間部分20fが光透過部42の第1面40a側に配置される。固定部30A、30Bを取り付けた後、光ファイバー20の基端側部分20d及び先端側部分20eを光透過部42の第2面40b側に配置し、枠部41の第2面40b側又は他の構造物に固定する。
図10は、本実施形態に係る車両の一例を示す側面図である。図10に示すように、車両1は、車体2と、走行装置3と、車両用灯具100とを備える。車体2は、運転者が搭乗する運転室を有する。車体2は、走行装置3に支持される。走行装置3は、タイヤ4が装着されるホイール5と、車両1の進行方向を変えるための操舵装置と、走行装置3を減速又は停止させるためのブレーキ装置とを有する。走行装置3は、エンジンが発生する動力により作動する。車両1は、車体2の側部に設けられる乗降用ドア6と、車体2の後部に設けられるバックドア7とを備える。乗降用ドア6及びバックドア7はそれぞれ、ヒンジ機構を介して車体2に移動可能に支持される。
車両用灯具100は、車体2に設けられる各ランプ200内に配置することができる。例えば、車両用灯具100は、車両1の後部の左側及び右側のリアランプ201内に配置することができる。この場合、車両用灯具100は、例えば車両1の進行方向を周囲に示すために点灯するターンシグナルランプ、ヘッドランプの点灯と連動して点灯するテールランプ、ブレーキ装置の作動と連動して点灯するストップランプ、又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。なお、車両用灯具100は、上記のようなリアランプ201内に配置された構成に限定されず、車両の前部のヘッドランプ202内に配置してもよいし、車両の側部のサイドランプ(不図示)内等に配置してもよい。
以上のように、本実施形態に係る光ファイバーユニット50は、光を発光する光源11と、光源11からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバー20と、光を吸収する材料を用いて形成され、光ファイバー20の一部を覆うように保持し、表裏に配置される第1面40aと第2面40bとの間で光を透過する光透過部42を有する構造物40に対して光ファイバー20の一部である中間部分20fが第1面40a側に配置され、光ファイバー20の他の一部である基端側部分20d及び先端側部分20eが第2面40b側に配置されるように構造物40に固定される固定部30とを備える。
また、本実施形態に係る光ファイバーの固定方法は、光ファイバーユニット50の固定部30A、30Bを構造物40に固定し、光ファイバー20の一部である中間部分20fを光透過部42の第1面40a側に配置し、光ファイバー20の他の一部である基端側部分20d及び先端側部分20eを光透過部42の第2面40b側に配置する。
この構成によれば、光を吸収する材料を用いて形成される固定部30に光ファイバー20の一部が覆われるように保持され、当該固定部30が構造物40に固定されるため、光ファイバー20から出射された光が構造物40に伝達することを防止でき、構造物40での発光を抑制できる。このため、意匠性の低下を抑制できる。また、固定部30により、光ファイバー20の一部が光透過部42の第1面40a側に配置され、光ファイバー20の他の一部が光透過部42の第2面40b側に配置されることが可能となるため、構造物40の第2面40b側(裏側)に配置された光ファイバー20の他の一部から出射される光を利用することができる。これにより、光の利用性を向上し、意匠性の低下を抑制し、光ファイバーを確実に固定することが可能となる。
本実施形態に係る光ファイバーユニット50において、固定部30は、光ファイバー20の一部を収容する溝部を有する収容部材31と、溝部を覆うように収容部材31に接合される蓋部材32とを有する。この構成によれば、光ファイバー20を確実に固定すると共に、光ファイバー20の側面からの光の漏出を適切に抑制できる。
本実施形態に係る光ファイバーユニット50において、固定部30は、光ファイバー20の長手方向に複数設けられる。この構成によれば、複数の固定部30により光ファイバー20を確実に固定することができる。
本実施形態に係る光ファイバーユニット50において、複数の固定部30は、長手方向の間隔を調整可能である。この構成によれば、光透過部の両側に跨って固定部30を配置する場合、光透過部の距離に応じて固定部30の位置を調整できる。
本実施形態に係る車両用灯具は、表裏に配置される第1面40aと第2面40bとの間で光を透過する光透過部42を有する構造物40と、上記の光ファイバーユニット50とを備え、光ファイバーユニット50の固定部30は、光ファイバー20の一部が第1面40a側に配置され、光ファイバー20の他の一部が第2面40b側に配置されるように構造物40に固定される。
この構成によれば、光ファイバー20の一部が光透過部42の第1面40a側に配置され、光ファイバー20の他の一部が光透過部42の第2面40b側に配置される構成であるため、車両用灯具100を車両搭載状態における正面側から見た場合、光透過部42の第1面40a側に配置される光ファイバー20の中間部分20fの側面から出射される光を視認可能である。加えて、光透過部42の第2面40b側に配置される光ファイバー20の基端側部分20d及び先端側部分20eの側面から出射される光についても、光透過部42を介して視認可能となる。したがって、光ファイバー20の中間部分20fと、基端側部分20d及び先端側部分20eとが重なり合って発光している状態として視認可能となる。このように、光ファイバー20の特性を活かした多彩な発光状態を実現可能である。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態において、構造物40が枠部41を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。構造物40は、枠部41を有しない構成であってもよい。この場合、光ファイバーユニット50の固定部30は、例えば透明な樹脂材料を用いて形成される光透過部42に直接固定可能な構成とすることができる。光透過部42は、インナーレンズ等のレンズであってもよい。
1…車両、2…車体、3…走行装置、4…タイヤ、5…ホイール、6…乗降用ドア、7…バックドア、10…光源部、11…光源、11a…発光面、12…光源基板、12c…実装面、13…集束部、13a…帯状部、13b…締結部、14…基板装着部、14a…貫通孔、14b,15b,16b…収容部、14c,40a…第1面、14d,40b…第2面、15…第1保持部、15a,16a…凹部、16…第2保持部、20…光ファイバー、20a…側面、20b…集束位置、20c…端部、20d…基端側部分、20e…先端側部分、20f…中間部分、30,30A,30B…固定部、31,33…収容部材、31a,33a…溝部、31b…案内面、31c…固定面、32…蓋部材、40…構造物、41…枠部、41a…上辺部、41b…下辺部、41c…左辺部、41d…右辺部、42…光透過部、50…光ファイバーユニット、100…車両用灯具、200…ランプ、201…リアランプ、202…ヘッドランプ

Claims (6)

  1. 光を発光する光源と、
    前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバーと、
    光を吸収する材料を用いて形成され、前記光ファイバーの一部を覆うように保持し、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物に対して前記光ファイバーの一部が前記光透過部の前記第1面側に配置され、前記光ファイバーの他の一部が前記光透過部の前記第2面側に配置されるように前記構造物に固定される固定部と
    を備える光ファイバーユニット。
  2. 前記固定部は、前記光ファイバーの一部を収容する溝部を有する収容部材と、前記溝部を覆うように前記収容部材に接合される蓋部材とを有する
    請求項1に記載の光ファイバーユニット。
  3. 前記固定部は、前記光ファイバーの長手方向に複数設けられる
    請求項1又は請求項2に記載の光ファイバーユニット。
  4. 複数の前記固定部は、前記長手方向の間隔を調整可能である
    請求項3に記載の光ファイバーユニット。
  5. 表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物と、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光ファイバーユニットと
    を備え、
    前記光ファイバーユニットの前記固定部は、前記光ファイバーの一部が前記第1面側に配置され、前記光ファイバーの他の一部が前記第2面側に配置されるように前記構造物に固定される
    車両用灯具。
  6. 光を発光する光源と、前記光源からの光を導光して側面から出射する少なくとも1本の光ファイバーと、光を吸収する材料を用いて形成され、前記光ファイバーの一部を覆うように保持する固定部とを備える光ファイバーユニットの前記固定部を、表裏に配置される第1面と第2面との間で光を透過する光透過部を有する構造物に固定し、
    前記光ファイバーの一部を前記光透過部の前記第1面側に配置し、
    前記光ファイバーの他の一部を前記光透過部の前記第2面側に配置する
    光ファイバーの固定方法。
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