JP2023075457A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯時の発光ムラを防ぐことによって、発光の見栄えを良くすることを可能とした車両用灯具を提供する。【解決手段】導光体３は、互いに隣り合うもの同士が連結された状態で、互いに同一方向に向けて延在する複数の導光部５と、光源に対向して配置された入射部と、複数の導光部５の背面側に各々配置された複数の反射部６と、複数の導光部５の正面側に各々配置された複数の出射部７とを有し、反射部６は、導光部５が延在する方向に並ぶ複数の反射カット６ａと、導光部５の互いに隣り合うもの同士の間に位置する背面側の境界３ａを挟んで互いに逆向きに傾斜した内側反射面６ｂとを含み、内側反射面６ｂは、導光部５が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描くように形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来より、車両に搭載される車両用灯具として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源と、棒状や板状の導光体とを組み合わせたものが知られている。このような車両用灯具では、光源から出射された光を導光体の基端側から入射し、導光体の内部で反射を繰り返しながら、導光体の先端側に向けて光を導光させる。また、導光体の背面側に設けられた複数の反射カットで反射された光を導光体の正面側から出射する。これにより、導光体の正面側に設けられた発光部をライン状や面状に発光させることが可能である。

また、車両用灯具の中には、棒状に形成された複数の導光部の隣り合うもの同士を連結した導光体を備えたものがある（例えば、下記特許文献１を参照。）。このような導光体を備えた車両用灯具では、複数の光源から出射された光を複数の導光部により互いに同一方向に向けて導光させながら、これら複数の導光部により形成される面状の発光部を発光させることが行われている。

特開２０１８－０４５８９５号公報

ところで、上述した従来の車両用灯具では、複数の導光部の互いに隣り合う各間（境界）に暗部（発光ムラ）が発生してしまい、点灯時の見栄えが悪くなることがあった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、点灯時の発光ムラを防ぐことによって、発光の見栄えを良くすることを可能とした車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 光源と、
前記光源から出射された光を導光させる導光体とを備え、
前記導光体は、互いに隣り合うもの同士が連結された状態で、互いに同一方向に向けて延在する複数の導光部と、
前記光源に対向して配置されて、前記光源から出射された光を前記導光部の内部へと入射する入射部と、
前記複数の導光部の背面側に各々配置されて、前記導光部の内部で導光される光を前記導光部の正面側に向けて反射する複数の反射部と、
前記複数の導光部の正面側に各々配置されて、前記反射部で反射された光を前記導光部の外部へと出射する複数の出射部とを有し、
前記反射部は、前記導光部が延在する方向に並ぶ複数の反射カットと、前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する背面側の境界を挟んで互いに逆向きに傾斜した内側反射面とを含み、
前記内側反射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描くように形成されていることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕 前記内側反射面は、前記反射カットにより反射された光の一部を前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する正面側の境界に向けて反射する角度で傾斜していることを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕 前記反射カットは、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描く面、若しくは凹状に湾曲した曲線を描く面に沿って切り欠き形成されていることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕 前記反射部は、前記複数の反射カットを挟んだ前記内側反射面とは反対側に位置して、前記内側反射面とは逆向きに傾斜した外側反射面を含むことを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔５〕 前記外側反射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描くように、若しくは凹状又は凸状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする前記〔４〕に記載の車両用灯具。
〔６〕 前記出射部は、前記導光部が延在する方向に連続した出射面を含み、
前記出射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する正面側の境界を挟んで凸状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする前記〔１〕～〔５〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔７〕 前記正面側の境界は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、互いに隣り合う前記出射面の間で凹状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする前記〔６〕に記載の車両用灯具。
〔８〕 前記出射部は、前記正面側の境界付近から出射される光を拡散させる拡散部を有することを特徴とする前記〔７〕に記載の車両用灯具。

以上のように、本発明によれば、点灯時の発光ムラを防ぐことによって、発光の見栄えを良くすることを可能とした車両用灯具を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具の構成を示す斜視図である。 図１中に示す線分Ａ－Ａによる車両用灯具の断面図である。 図１中に示す線分Ｂ－Ｂによる車両用灯具の断面図である。 図１に示す車両用灯具が備える導光体の断面形状を説明するための断面図である。 図４に示す導光体の正面側の境界に向かう光の光路を示す断面図である。 図５に示す導光体を発光させた際の発光部の光源像を示す写真である。 比較例１となる導光体の正面側の境界に向かう光の光路を示す断面図である。 図７に示す導光体を発光させた際の発光部の光源像を示す写真である。 比較例２となる導光体の正面側の境界に向かう光の光路を示す断面図である。 図９に示す導光体を発光させた際の発光部の光源像を示す写真である。 （Ａ）は、導光体の変形例を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）中に示す囲み部分Ｃを拡大した断面図である。 導光体の別の構成例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本発明の一実施形態として、例えば図１～図４に示す車両用灯具１について説明する。
なお、図１は、車両用灯具１の構成を示す斜視図である。図２は、図１中に示す線分Ａ－Ａによる車両用灯具１の断面図である。図３は、図１中に示す線分Ｂ－Ｂによる車両用灯具１の断面図である。図４は、車両用灯具１が備える導光体３の断面形状を説明するための断面図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具１の前後方向、Ｙ軸方向を車両用灯具１の左右方向、Ｚ軸方向を車両用灯具１の上下方向として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用灯具１は、図１～図３に示すように、複数（本実施形態では２つ）の光源２と、複数の光源２から出射された光Ｌを導光させる導光体３とを備えている。

複数の光源２は、例えばＬＥＤからなり、このＬＥＤを駆動する駆動回路が設けられた回路基板（図示せず。）の同一面上に実装されて、互いに同一方向に向けて光Ｌを放射状に出射する。

導光体３は、例えばポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなどの光透過性部材からなる。導光体３は、複数の光源２に各々対向して配置されて、複数の光源２から出射された光Ｌを内部へと入射する複数（本実施形態では２つ）の入射部４と、複数の入射部４から入射した光Ｌを互いに同一方向に向けて導光させる複数（本実施形態では２つ）の導光部５と、複数の導光部５の背面側（－Ｘ軸側）に各々配置されて、導光部５の内部で導光される光Ｌを導光部５の正面側（＋Ｘ軸側）に向けて反射する複数（本実施形態では２つ）の反射部６と、複数の導光部５の正面側に各々配置されて、反射部６で反射された光Ｌを外部へと出射する複数（本実施形態では２つ）の出射部７とを有している。

導光体３は、各光源２と対向する基端側から先端側に向かって棒状に形成された複数の導光部５が互いに同一方向（本実施形態ではＹ軸方向）に延在されると共に、これら複数の導光部５の互いに隣り合うもの同士が連結された構造を有している。

また、導光体３は、複数の導光部５の互いに隣り合うもの同士が連結されることによって、背面側の互いに隣り合う複数の反射部６の間に背面側の境界３ａと、正面側の互いに隣り合う複数の出射部７の間に正面側の境界３ｂとを有している。

複数の入射部４は、各導光部５の基端側に位置して、それぞれの光源２と対向する平坦（平面）な入射面４ａにより構成されている。

複数の反射部６は、各導光部５の背面側に位置して、導光部５が延在する方向（以下、「延在方向」という。）に並ぶ複数の反射カット６ａを有している。複数の反射カット６ａは、導光部５の背面側に入射した光Ｌを導光部５の正面側から外部へと出射（透過）する角度で反射させるものであればよく、その形状や大きさ、数等について、特に限定されるものではない。

本実施形態では、例えば、導光部５の背面を上下方向に切り欠く断面略三角形状の反射カット６ａが導光部５の延在方向に等間隔に並ぶことによって構成されている。また、各反射カット６ａは、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、直線を描く面、若しくは凹状に湾曲した曲線を描く面に沿って切り欠き形成されている。本実施形態では、導光部５の背面側において円弧状に湾曲した凹状の曲面に沿って各反射カット６ａが上下方向に切り欠き形成されている。

一方、複数の反射カット６ａは、後述する出射面７ａをより均一に発光させるため、導光部５の基端側から先端側に向かって、複数の反射カット６ａの隣り合う間隔が漸次狭くなる構成であってもよい。

反射部６は、背面側の境界３ａを挟んで互いに逆向きに傾斜した内側反射面６ｂと、複数の反射カット６ａを挟んだ内側反射面６ｂとは反対側に位置して、内側反射面６ｂとは逆向きに傾斜した外側反射面６ｃとを有している。

内側反射面６ｂは、導光部５の延在方向に連続した面を形成すると共に、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、直線を描くように形成されている。また、内側反射面６ｂは、反射カット６ａにより反射された光Ｌの一部を正面側の境界３ｂに向けて反射する角度で傾斜している。

外側反射面６ｃは、導光部５の延在方向に連続した面を形成すると共に、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、直線を描くように、若しくは凹状又は凸状に湾曲した曲線を描くように形成されている。本実施形態では、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、外側反射面６ｃが直線を描くように形成されている。また、外側反射面６ｃは、反射カット６ａにより反射された光Ｌの一部を後述する出射面７ａに向けて反射する角度で傾斜している。

なお、本実施形態の車両用灯具１では、導光部５の背面（反射部６）と対向するリフレクタを配置した構成としてもよい。この構成の場合、導光体３の背面側から外部へと出射された光Ｌをリフレクタにより反射して、再び導光体３の背面側から内部へと入射させることによって、光Ｌの利用効率を高めることが可能である。

複数の出射部７は、各導光部５の正面側に位置して、導光部５の延在方向に連続した出射面７ａを有している。各出射面７ａは、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、正面側の境界３ｂを挟んで円弧状に湾曲した凸状の曲面により構成されている。

なお、出射面７ａには、この出射面７ａから外部に向けて出射される光Ｌを拡散させるための複数の拡散カット（図示せず。）が設けられた構成であってもよい。拡散カットとしては、例えば、フルートカットや魚眼カットと呼ばれるレンズカットや、ローレット加工やシボ加工等を施すことによって形成された凹凸構造などを挙げることができる。また、この拡散カットの形状等を調整することによって、出射面７ａから出射される光Ｌの拡散度合いを制御することが可能である。

以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具１では、各光源２から出射された光Ｌが各入射面４ａ（入射部４）から各導光部５の内部へと入射する。これにより、各導光部５の内部へと入射した光Ｌは、各導光部５の内部で反射を繰り返しながら、各導光部５の基端側に向けて導光されることになる。

また、本実施形態の車両用灯具１では、各導光部５の内部で導光される光Ｌが複数の反射カット６ａ、内側反射面６ｂ及び外側反射面６ｃ（反射部６）で反射されることによって、これら複数の反射カット６ａ、内側反射面６ｂ及び外側反射面６ｃ（反射部６）で反射された光Ｌが複数の出射面７ａ（出射部７）から導光部５の外部へと出射される。これにより、車両用灯具１の発光部として、複数の出射面７ａ（出射部７）を発光させることが可能である。

ところで、本実施形態の車両用灯具１では、上述した複数の反射カット６ａで反射された光Ｌの一部が内側反射面６ｂに入射することによって、この内側反射面６ｂから正面側の境界３ｂに向けて反射される。

これにより、本実施形態の車両用灯具１では、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）に暗部（発光ムラ）が発生することを防ぐことが可能である。

したがって、本実施形態の車両用灯具１では、複数の出射面７ａ（出射部７）をより均一に発光させることができ、発光部の見栄えを良くすることが可能である。

また、本実施形態の車両用灯具１では、その正面視からの視野角が大きくなった場合でも、複数の出射面７ａ（出射部７）をより均一に発光させることができ、発光部を同じ明るさで視認させることが可能である。

ここで、導光体３の断面形状については、図４に示す鉛直断面において、導光部５の互いに隣り合うもの同士の外側間隔をＸとし、導光部５の互いに隣り合うもの同士の中心間隔をＹとし、反射カット６ａと出射面７ａとの中心間の距離をＺとし、反射カット６ａの幅をＡとしたときに、下記式（１）～（３）の関係を満足することが好ましい。
Ｘ／８≦Ｙ＜Ｘ／２ …（１）
Ｘ／３≦Ｚ≦３Ｘ／４ …（２）
０＜Ａ≦Ｘ／２ …（３）

また、導光体３の断面形状については、下記式（１）’～（３）’の関係を満足することがより好ましい。
Ｘ／４≦Ｙ≦４Ｘ／９ …（１）’
Ｘ／２≦Ｚ≦２Ｘ／３ …（２）’
Ｘ／１５≦Ａ≦Ｘ／４ …（３）’

本実施形態の車両用灯具１では、上記式（１）～（３）（より好ましくは式（１）’～（３）’）の関係を満足することで、導光部５の互いに隣り合うもの同士の各寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａを最適化し、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）に暗部（発光ムラ）が発生することを防ぎつつ、複数の出射面７ａ（出射部７）をより均一に発光させることが可能である。

ここで、上記式（１）～（３）において、Ｙ＝２Ｘ／５、Ｚ＝３Ｘ／５、Ａ＝Ｘ／６の関係を満足する導光体３の断面形状を図５に示す。また、図５において、導光体３の正面側の境界３ｂに向かう光Ｌの光路を示す。そして、この図５に示す導光体３を発光させた際の発光部の光源像をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーション結果による発光部の光源像を図６に示す。

図５に示す断面形状を有する導光体３では、図６に示すように、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）に暗部（発光ムラ）が発生することを防ぐことができ、発光部の見栄えを良くすることが可能である。

一方、比較例１として、図７に示す断面形状を有する導光体３０Ａを発光させた際の発光部の光源像をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーション結果による発光部の光源像を図８に示す。

なお、導光体３０Ａにおいて、上記導光体３と同等の部位については、図面において同じ符号を付すものとする。また、図７において、導光体３０Ａの正面側の境界３ｂに向かう光Ｌの光路を示す。

導光体３０Ａでは、内側反射面６ｂが円弧状に湾曲した凹状の曲線を描くように形成されている。

図７に示す断面形状を有する導光体３０Ａでは、図８に示すように、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）に暗部（発光ムラ）が発生してしまい、発光部の見栄えが悪くなっている。

一方、比較例２として、図９に示す断面形状を有する導光体３０Ｂを発光させた際の発光部の光源像をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーション結果による発光部の光源像を図１０に示す。

なお、導光体３０Ｂにおいて、上記導光体３と同等の部位については、図面において同じ符号を付すものとする。また、図９において、導光体３０Ｂの正面側の境界３ｂに向かう光Ｌの光路を示す。

導光体３０Ｂでは、内側反射面６ｂが円弧状に湾曲した凸状の曲線を描くように形成されている。また、導光体３０Ｂでは、外側反射面６ｃが円弧状に湾曲した凸状の曲線を描くように形成されている。

図９に示す断面形状を有する導光体３０Ｂでは、図１０に示すように、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）に暗部（発光ムラ）が発生してしまい、発光部の見栄えが悪くなっている。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、上記車両用灯具１では、例えば 図１１（Ａ），（Ｂ）に示すような導光体３の形状としてもよい。なお、図１１（Ａ）は、導光体３の変形例を示す断面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）中に示す囲み部分Ｃを拡大した断面図である。

具体的に、この図１１（Ａ），（Ｂ）に示す導光体３では、導光部５の延在方向とは直交する方向の断面（鉛直断面）において、正面側の境界３ｂが互いに隣り合う出射面７ａの間で円弧状に湾曲した凹状の曲線を描くように形成されている。

この場合、正面側の境界３ｂから出射される光Ｌを拡散することができ、この正面側の境界３ｂ付近における輝度が高くなることを抑制しながら、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）をより均一に発光させることが可能である。

さらに、出射部７は、正面側の境界３ｂ付近から出射される光Ｌを拡散させるための拡散部（図示せず。）を有した構成としてもよい。拡散部については、正面側の境界３ｂ付近にシボ加工やブラスト（表面粗し）加工等を施すことによって形成された微細な凹凸構造などを挙げることができる。

この場合も、正面側の境界３ｂから出射される光Ｌを拡散部により拡散しながら、この正面側の境界３ｂ付近における輝度が高くなることを抑制することによって、複数の出射面７ａ（出射部７）の互いに隣り合うもの同士の間（正面側の境界３ｂ付近）をより均一に発光させることが可能である。

また、上記車両用灯具１では、上述した導光体３の構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図１２（Ａ）～（Ｄ）に示すような導光体３Ａ～３Ｄの構成とすることも可能である。なお、図１２（Ａ）～（Ｄ）は、導光体３Ａ～３Ｄの別の構成例を示す斜視図である。

具体的に、図１２（Ａ）に示す導光体３Ａのように、１つの光源２に対して１つの入射部４を有し、且つ、この入射部４から延びる導光部５が２つの導光部５に分岐して連結された構成であってもよい。

一方、図１２（Ｂ）に示す導光体３Ｂのように、３つの光源２に対して３つの入射部４を有し、且つ、各入射部４から延びる３つの導光部５が連結された構成であってもよい。

一方、図１２（Ｃ）に示す導光体３Ｃのように、互いに連結された２つの導光部５の断面形状のうち、外側反射面６ｃの形状が非対称となる構成であってもよい。

一方、図１２（Ｄ）に示す導光体３Ｄのように、２つの光源２に対して２つの入射部４を有し、且つ、各入射部４から延びる２つの導光部５がその途中から連結された構成であってもよい。

また、上記車両用灯具１では、実際の車両のデザイン等に合わせて、上記導光体３の形状などを適宜変更することが可能である。例えば、上記導光体３では、車両の前端又は後端側のコーナー部に付与されるスラント形状に合わせて、車両幅方向の内側よりも外側が後退する方向に向かって湾曲又は傾斜した形状を有していてもよい。

なお、本発明が適用される車両用灯具については、特に限定されるものではなく、例えば、尾灯（テールランプ）や車幅灯（ポジションランプ）、昼間点灯用ランプ（ＤＲＬ）、バックランプ、方向指示器（ウィンカーランプ）、サイドマーカーランプなど、本発明を幅広く適用することが可能である。

また、上記光源２については、光Ｌを放射状に出射するものであればよく、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、光源２が発する光の色については、赤色光や白色光、橙色光など、その車両用灯具の用途に応じて適宜変更することが可能である。

１…車両用灯具 ２…光源 ３，３Ａ～３Ｄ…導光体 ３ａ…背面側の境界 ３ｂ…正面側の境界 ４…入射部 ４ａ…入射面 ５…導光部 ６…反射部 ６ａ…反射カット ６ｂ…内側反射面 ６ｃ…外側反射面 ７…出射部 ７ａ…出射面 Ｌ…光

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を導光させる導光体とを備え、
   前記導光体は、互いに隣り合うもの同士が連結された状態で、互いに同一方向に向けて延在する複数の導光部と、
   前記光源に対向して配置されて、前記光源から出射された光を前記導光部の内部へと入射する入射部と、
   前記複数の導光部の背面側に各々配置されて、前記導光部の内部で導光される光を前記導光部の正面側に向けて反射する複数の反射部と、
   前記複数の導光部の正面側に各々配置されて、前記反射部で反射された光を前記導光部の外部へと出射する複数の出射部とを有し、
   前記反射部は、前記導光部が延在する方向に並ぶ複数の反射カットと、前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する背面側の境界を挟んで互いに逆向きに傾斜した内側反射面とを含み、
   前記内側反射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描くように形成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記内側反射面は、前記反射カットにより反射された光の一部を前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する正面側の境界に向けて反射する角度で傾斜し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. 前記反射カットは、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描く面、若しくは凹状の曲線を描く面に沿って切り欠き形成されてい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. 前記反射部は、前記複数の反射カットを挟んだ前記内側反射面とは反対側に位置して、前記内側反射面とは逆向きに傾斜した外側反射面を含むことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記外側反射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、直線を描くように、若しくは凹状又は凸状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
6. 前記出射部は、前記導光部が延在する方向に連続した出射面を含み、
   前記出射面は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、前記導光部の互いに隣り合うもの同士の間に位置する正面側の境界を挟んで凸状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の車両用灯具。
7. 前記正面側の境界は、前記導光部が延在する方向とは直交する方向の断面において、互いに隣り合う前記出射面の間で凹状に湾曲した曲線を描くように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。
8. 前記出射部は、前記正面側の境界付近から出射される光を拡散させる拡散部を有することを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。

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