JP4614351B2 - 車輌用灯具 - Google Patents

Description

本発明は新規な車輌用灯具に関する。詳しくは、複数の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）を使用しながら、あたかも１点に発光点があるように扱うことができる技術に関する。

小型で消費電力が小さい、発熱量が少ない、長寿命である、等々の利点により、車輌用灯具、例えば、リアコンビネーションランプ等の標識灯や前照灯の光源に白熱電球に替えてＬＥＤを使用する例が増えている。

例えば、特許文献１にも、複数のＬＥＤを環状に配列してこれを各ＬＥＤ毎に設けられた反射面によって反射して使用する例が示されている。

特開２００３−１７８６１２号公報

ところで、特許文献１に示された光源構造にあっては、例えば、平行光束を得ようとする場合、それぞれのＬＥＤに関して各別の平行反射反射面を設計しなければならず、また、隣接するＬＥＤの光は重なりを持ち、特に、使用するＬＥＤの数を増加させた場合は、隣接するＬＥＤ同士の光が重なる領域は増大する。従って、複数のＬＥＤに対する平行反射反射面の形状設計が極めて困難となる。

そこで、本発明は、複数のＬＥＤを使用しながら、あたかも１点に発光点があるように扱うことができるようにすることを課題とする。

本発明車輌用灯具は、上記した課題を解決するために、ボディと透光カバーとで画成された灯室内に、照射光軸とほぼ垂直な平面内に上記照射光軸を中心とする環状に配置された複数のＬＥＤと、一方の焦点が上記複数のＬＥＤの近傍に各別に位置し、他方の焦点が上記照射光軸の近傍に位置する回転双曲面から成り、上記複数のＬＥＤに各別に対応する複数の第１の反射面と、上記第１の反射面で反射された上記ＬＥＤの光を上記照射光軸にほぼ平行に反射する第２の反射面とを備え、上記複数の第１の反射面と上記照射光軸の間に、上記複数のＬＥＤと各別に対向した複数の透光孔を形成し、上記複数の第１の反射面で各別に反射された各ＬＥＤからの光は、上記照射光軸から離れる方向へ向けて照射され、上記複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光は、前方へ向けて照射されるものである。

従って、本発明車輌用灯具にあっては、複数のＬＥＤの光はあたかも第１の反射面の他方の焦点１点から出射しているようになる。また、複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光は前方へ向けて照射されるので、前方から見て灯具の中央部が暗部になることがない。

本発明車輌用灯具は、ボディと透光カバーとで画成された灯室内に、照射光軸とほぼ垂直な平面内に上記照射光軸を中心とする環状に配置された複数のＬＥＤと、一方の焦点が上記複数のＬＥＤの近傍に各別に位置し、他方の焦点が上記照射光軸の近傍に位置する回転双曲面から成り、上記複数のＬＥＤに各別に対応する複数の第１の反射面と、上記第１の反射面で反射された上記ＬＥＤの光を上記照射光軸にほぼ平行に反射する第２の反射面とを備え、上記複数の第１の反射面と上記照射光軸の間に、上記複数のＬＥＤと各別に対向した複数の透光孔を形成し、上記複数の第１の反射面で各別に反射された各ＬＥＤからの光は、上記照射光軸から離れる方向へ向けて照射され、上記複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光は、前方へ向けて照射されることを特徴とする。

従って、本発明車輌用灯具にあっては、複数のＬＥＤの光があたかも第１の反射面の他方の焦点１点から出射しているようになるので、複数のＬＥＤを光源としながら、例えば、１個の白熱電球が第１の反射面の他方の焦点に配置されているかの如くに第２の反射面の設計を行うことができ、第２の反射面の設計が容易になる。また、従来から白熱電球用に形成された反射面の設計を利用することができる。また、複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光は前方へ向けて照射されるので、前方から見て灯具の中央部が暗部になることがない。

請求項２に記載した発明にあっては、上記複数の第１の反射面は上記ＬＥＤを前方に対して覆う位置に配置され、上記複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光を上記第１の反射面の裏側に向けて反射する第３の反射面と、上記第１の反射面の裏側に形成され、上記第３の反射面によって反射された光を前方へ向けて反射する第４の反射面とを備えたので、ＬＥＤの光の有効利用ができ、第１の反射面が位置している灯具中心付近の光度の低下を防止することができる。
また、請求項４に記載した発明にあっては、上記第２の反射面は、上記他方の焦点に焦点を有すると共にそれぞれ焦点距離の異なる複数の回転放物面が階段状に配列されて成るので、灯具の奥行寸法をさらに小さくすることができ、さらなる灯具の薄型化が可能である。

以下に、本発明車輌用灯具を実施するための最良の形態について、比較例と共に添付図面を参照して説明する。

図１に本発明車輌用灯具の比較例を示す。

車輌用灯具１はボディ１１と該ボディ１１にその前面を覆うように取り付けられた透光カバー１２とで画成された灯室１ａ内に、光源モジュール１３とリフレクタ１４が配置されて成る。

上記光源モジュール１３は、基板１３１の前面の同心円上にほぼ等間隔に複数のＬＥＤ１３２、１３２、・・・が配列され、上記ＬＥＤ１３２、１３２、・・・が配列された円の中心から前方に向かってボス１３３が突設されている。上記ボス１３３の中間部からはほぼ円板状の支持部１３４が突設され、該支持部１３４の外側縁からほぼ斜め前方へ向けて複数の第１の反射面１３５、１３５、・・・が突設されている。上記第１の反射面１３５、１３５、・・・は１個のＬＥＤ１３２に１個ずつ設けられていて、各第１の反射面１３５は回転双曲面の一部を成す形状をしており、該第１の反射面１３５の一方の焦点、すなわち、第１焦点Ｆ１にＬＥＤ１３２、すなわち、ＬＥＤ１３２の発光部１３２ａが位置し、また、当該第１の反射面１３５の他方の焦点、すなわち、第２焦点Ｆ０はＬＥＤ１３２、１３２、・・・が配置された平面ｘと上記同心円の中心を通って垂直に交わる線ｙ上に位置している。そして、上記線ｙが照射光軸となる。

回転双曲面の第１焦点Ｆ１に位置した光源から発し、当該回転双曲面によって反射された光はあたかも第２焦点Ｆ０から発した光のように拡散照射される。

そこで、リフレクタ１４には第１の反射面１３５、１３５、・・・によって反射されたＬＥＤ１３２、１３２、・・・の光を上記照射光軸ｙと平行に反射する第２の反射面１４１を有する。上記第２の反射面１４１は前側に位置するものほど径が大きくなっていくほぼ環状をした反射セグメント１４１ａ、１４１ａ、・・・とこれら反射セグメント１４１ａ、１４１ａ、・・・の間を連結している連結部１４１ｂ、１４１ｂ、・・・とが交互に連設されて成る。そして、上記各反射セグメント１４１ａ、１４１ａ、・・・は、上記第１の反射面１３５、１３５、・・・の共通の第２焦点Ｆ０を共通の焦点とする回転放物面によって形成されている。なお、前側に位置する反射セグメント１４１ａ、１４１ａ、・・・ほど焦点距離は長くされている。なお、第２の反射面は、図示したもののように、階段状に形成される必要はなく、単一の回転放物面によって形成されても良いが、階段状に形成することによって、開口径を大きくし、且つ、奥行きを小さくすることができる。

上記車輌用灯具１にあっては、光源モジュール１３のＬＥＤ１３２、１３２、・・・から出射した光は第１の反射面１３５、１３５、・・・によって反射されることによって、共通の第２焦点Ｆ０から出射した光のように第２の反射面１４１に向かい、第２焦点Ｆ０を焦点とする回転放物面に形成されている反射セグメント１４１ａ、１４１ａ、・・・によって照射光軸ｙに平行に前方へ向けて反射され、透光カバー１２を等して前方へ照射される。

図２に上記した比較例の変形例の要部を示す。

この変形例ににおいては、第１の反射面１３５、１３５、・・・を構成している回転双曲面の第２焦点Ｆ０がＬＥＤ１３２、１３２、・・・の発光点１３２ａ、１３２ａ、・・・が位置している平面ｘより前方、すなわち、透光カバー１２寄りの位置で照射光軸ｙ上に位置していることが特徴である。

上記したように構成することによって、ＬＥＤ１３２の発光点１３２ａから第１の反射面１３５を見込んだ角度θｂが比較例においてＬＥＤ１３２の発光点１３２ａから第１の反射面１３５を見込んだ角度θａより大きくなり、光束の利用効率が増大する。また、第２の反射面１４１の位置を照射方向に関しＬＥＤ配置平面ｘに近づけることができ、灯具の奥行寸法をさらに小さくすることができ、灯具のさらなる薄型化が可能である。

図３に本発明車輌用灯具の実施の形態を示す。

車輌用灯具２はボディ２１と該ボディ２１にその前面を覆うように取り付けられた透光カバー２２とで画成された灯室２ａ内に、光源モジュール２３とリフレクタ２４が配置されて成る。

上記リフレクタ２４は比較例におけるリフレクタ１４とほぼ同じであるので、詳細な説明は省略する。該リフレクタ２４は第２の反射面２４１を有し、該第２の反射面２４１は反射セグメント２４２ａ、２４２ａ、・・・とこれら反射セグメント２４２ａ、２４２ａ、・・・間を連結している連結部２４２ｂ、２４２ｂ、・・・とが一体に形成されて成る。

光源モジュール２３は、基板２３１の前面の同心円上にほぼ等間隔に複数のＬＥＤ２３２、２３２、・・・が配列され、上記ＬＥＤ２３２、２３２、・・・が配列された円の中心から前方に向かってボス２３３が突設されている。上記ボス２３３の中間部からはほぼ円板状の支持部２３４が突設され、該支持部２３４の外側縁からほぼ斜め前方へ向けて複数の第１の反射面２３５、２３５、・・・が突設されている。上記第１の反射面２３５、２３５、・・・は１個のＬＥＤ２３２に１個ずつ設けられていて、各第１の反射面２３５は回転双曲面の一部を成す形状をしており、該第１の反射面２３５の一方の焦点、すなわち、第１焦点（図１の場合と同様なので図示を省略する）にＬＥＤ２３２、すなわち、ＬＥＤ２３２の発光部２３２ａが位置し、また、当該第１の反射面２３５の他方の焦点、すなわち、第２焦点（同じく図示を省略する）はＬＥＤ２３２、２３２、・・・が配置された平面（同じく図示を省略する）と上記同心円の中心を通って垂直に交わる線ｙ上に位置している。そして、上記線ｙが照射光軸となる。

上記支持部２３４のＬＥＤ２３２、２３２、・・・に対向した位置には透光孔２３４ａ、２３４ａ、・・・が形成されており、そして、上記ボス２３３の外周面のうち上記透光孔２３４ａ、２３４ａ、・・・を挟んでＬＥＤ２３２、２３２、・・・と対向した位置には第３の反射面２３３ａ、２３３ａ、・・・が形成されている。さらに、上記第１の反射面２３５、２３５、・・・の裏面、すなわち、前方を向いた面には第４の反射面２３６、２３６、・・・が形成されている。そして、ＬＥＤ２３２、２３２、・・・から中央寄りに出射した光は支持部２３４の透光孔２３４ａ、２３４ａ、・・・を透過して第３の反射面２３３ａ、２３３ａ、・・・によって反射されて第４の反射面２３６、２３６、・・・へ向かい、さらに、この第４の反射面２３６、２３６、・・・によって反射されてほぼ前方へ向けて照射される。

ＬＥＤ２３２、２３２、・・・の前方が第１の反射面によって覆われて、前方から見て灯具の中央部が暗くなる恐れがあるが、本実施の形態２にあっては、ＬＥＤ２３２、２３２、・・・から中央部へ向かった光が第３の反射面２３３ａ、２３３ａ、・・・で反射され、さらに、第４の反射面２３６、２３６、・・・によって反射された光が前方へ向けて照射されるので、ＬＥＤ２３２、２３２、・・・の光が有効に活用されると共に、灯具の中央部が暗部となることがない。

なお、第４の反射面２３６、２３６、・・・は拡散反射傾向を有する反射面となっているが、指向性を有する、例えば、照射光軸ｙと平行に反射する傾向を有する反射面であっても構わない。

以上に記載したように、本発明車輌用灯具２にあっては、複数のＬＥＤ１３２、２３２の光があたかも第１の反射面１３５、２３５の他方の焦点１点から出射しているようになるので、複数のＬＥＤ１３２、２３２を光源としながら、例えば、１個の白熱電球が第１の反射面１３５、２３５の他方の焦点Ｆ０に配置されているかの如くに第２の反射面１４１、２４１の設計を行うことができ、第２の反射面１４１、２４１の設計が容易になる。また、従来から白熱電球用に形成された反射面の設計を利用することができる。これらによって、ＬＥＤを光源とする車輌用灯具の低コスト化を図ることができる。

なお、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

本発明車輌用灯具の比較例を示す概略縦断面図である。 比較例の変形例を示す要部の断面図である。 本発明車輌用灯具の実施の形態を示す概略縦断面図である。

Ｆ１…第１焦点（一方の焦点）、Ｆ０…第２焦点（他方の焦点）、ｘ…ＬＥＤの発光部を含む平面、ｙ…照射光軸、２…車輌用灯具、２ａ…灯室、２１…ボディ、２２…透光カバー、２３１…基板、２３２…発光ダイオード（ＬＥＤ）、２３２ａ…発光部、２３３…ボス、２３３ａ…第３の反射面、２３４ａ…透光孔、２３５…第１の反射面、２３６…第４の反射面、２４１…第２の反射面、２４１ａ…反射セグメント（回転放物面）

Claims (4)

1. ボディと透光カバーとで画成された灯室内に、
   照射光軸とほぼ垂直な平面内に上記照射光軸を中心とする環状に配置された複数の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）と、
   一方の焦点が上記複数のＬＥＤの近傍に各別に位置し、他方の焦点が上記照射光軸の近傍に位置する回転双曲面から成り、上記複数のＬＥＤに各別に対応する複数の第１の反射面と、
   上記第１の反射面で反射された上記ＬＥＤの光を上記照射光軸にほぼ平行に反射する第２の反射面とを備え、
   上記複数の第１の反射面と上記照射光軸の間に、上記複数のＬＥＤと各別に対向した複数の透光孔を形成し、
   上記複数の第１の反射面で各別に反射された各ＬＥＤからの光は、上記照射光軸から離れる方向へ向けて照射され、
   上記複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光は、前方へ向けて照射される
   ことを特徴とする車輌用灯具。
2. 上記複数の第１の反射面は上記複数のＬＥＤを前方に対して覆う位置に配置され、
   上記複数の透光孔を透過した各ＬＥＤからの光を上記第１の反射面の裏側に向けて反射する第３の反射面と、
   上記第１の反射面の裏側に形成され、上記第３の反射面によって反射された光を前方へ向けて反射する第４の反射面とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用灯具。
3. 上記複数のＬＥＤが基板上に搭載され、
   上記基板上の上記照射光軸と交差する位置に、照射光軸に沿って伸びるボスが設けられ、
   上記ボスに上記複数の第１の反射面が取り付けられ、
   上記複数の透光孔が上記複数の第１の反射面と上記ボスとの間に形成されると共に、上記第３の反射面が上記ボスに形成された
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車輌用灯具。
4. 上記第２の反射面は、上記他方の焦点に焦点を有すると共にそれぞれ焦点距離の異なる複数の回転放物面が階段状に配列されて成る
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３のいずれかに記載の車輌用灯

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