JP5753012B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、導光板を備えた車両用灯具に関するものである。

従来より、発光ダイオード等の複数の光源からの出射光を、導光板に対して、その側端面から入射させた後、その後面に形成された複数の反射素子で内面反射させて、その前面から灯具前方へ向けて出射させるように構成された車両用灯具が知られている。

「特許文献１」には、このような車両用灯具において、各光源からの出射光を入射させる導光板の側端面が、後端面としての向きに近い向きで配置された構成が記載されている。

特開２００５−１２２９４６号公報

導光板の構成として、各光源からの出射光を入射させた後、前方へ向けて導光する構成とすれば、各光源の配置スペースを容易に確保可能とした上で、導光板を車体形状等に沿って湾曲させた状態で配置することが容易に可能となる。

しかしながら、このように各光源からの出射光を導光板に入射させた後、前方へ向けて導光するようにした場合において、導光板に入射した光を灯具前方へ向けて出射させることは、導光板の出射面に対して臨界角未満の入射角度で光を到達させることが必要となるので必ずしも容易でない。このため、灯具正面視において導光板が均一に発光して見えるようにすることも容易でない、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、導光板を備えた車両用灯具において、その導光板が各光源からの出射光を入射させた後、前方へ向けて導光する構成となっている場合であっても、灯具正面視において導光板が均一に発光して見えるようにすることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、導光板の形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
複数の光源と、これら各光源からの出射光を入射させた後、前方へ向けて導光し、第１表面に形成された複数の反射素子で内面反射させて、この第１表面と対向する第２表面から灯具前方へ向けて出射させるように構成された導光板と、を備えてなる車両用灯具において、
上記導光板が、前方へ向けて上記第１表面側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されており、
上記複数の反射素子が、前後方向に所定間隔をおいて前後方向と交差する方向に延びるように形成されており、
上記複数の反射素子が、上記各光源に対応する位置毎に、前後方向に延びる帯状領域として形成されている、ことを特徴とするものである。

上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等が採用可能である。

上記「導光板」は、前方へ向けて第１表面側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されていれば、その具体的な形状は特に限定されるものではない。この場合において「前方へ向けて第１表面側へ湾曲する」とは、前後方向に関して、第１表面側が凹になるとともに第２表面側が凸になるように湾曲することを意味するものである。

上記「第１表面側」は、上方向、下方向、左方向、右方向、あるいはその中間の斜め方向のいずれであってもよい。

上記各「反射素子」による「内面反射」は、全反射により行われるものであってもよいし、該反射素子の表面に鏡面処理を施すことにより通常の鏡面反射として行われるものであってもよい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、複数の光源の各々からの出射光を、導光板に入射させた後、前方へ向けて導光し、その第１表面に形成された複数の反射素子で内面反射させて、この第１表面と対向する第２表面から灯具前方へ向けて出射させる構成となっているが、導光板は前方へ向けて第１表面側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されており、複数の反射素子は前後方向に所定間隔をおいて前後方向と交差する方向に延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、導光板に入射した光は、第１表面および第２表面で順次全反射を繰り返しながら前方へ向けて導光されるが、導光板は前方へ向けて第１表面側へ湾曲しているので、その入射位置からある程度前方に離れた位置においては、第１表面の反射素子で内面反射した光の一部が、第２表面に対して臨界角未満の入射角度で到達し、この第２表面から灯具前方へ向けて出射することとなる。そして、さらに導光を続けた光の一部が、さらに前方の位置において、第１表面の反射素子で内面反射して、第２表面に対して臨界角未満の入射角度で到達し、この第２表面から灯具前方へ向けて出射することとなる。

その際、導光板は前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、前方へ向けて第１表面側へ湾曲する導光板において、その肉厚が仮に一定であったとすると、第１表面の反射素子で内面反射した光を第２表面に対して臨界角未満の入射角度で到達させるためには、各反射素子における前端縁または後端縁の段差を前方側に位置する反射素子ほど高くする必要があるが、このようにすると導光板の前端部まで導光される光が少なくなってしまう。その点、導光板を前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成すれば、各反射素子の段差が極端に高くならないようにすることができ、導光板の前端部までの導光を容易に可能とすることができる。そしてこれにより、灯具正面視において導光板が均一に発光して見えるようにすることができる。

このように本願発明によれば、導光板を備えた車両用灯具において、その導光板が各光源からの出射光を入射させた後、前方へ向けて導光する構成となっている場合であっても、灯具正面視において導光板が均一に発光して見えるようにすることができる。

上記構成において、各反射素子の前後幅が、前方側に位置する反射素子ほど大きい値に設定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、導光板の内部において導光される光は、前方へ進むに従って徐々に減少するので、前方側に位置する反射素子ほどその前後幅を大きい値に設定することにより、各反射素子で内面反射して第２表面から灯具前方へ向けて出射する光の強度を各反射素子相互間で均一化することができる。そしてこれにより、灯具正面視において導光板がより均一に発光して見えるようにすることができる。

なお、このようにした場合、前方側に位置する反射素子は、その前端縁または後端縁の段差が高くなるが、導光板は前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成されているので、各反射素子の段差が極端に高くならないようにすることが可能である。

上記構成において、導光板を、前後方向と直交する方向に関して該方向の端部へ向けて第２表面側へ湾曲するように形成された構成とすれば、導光板の湾曲する方向が前後方向とその直交方向とで逆になるので、灯具意匠に斬新さを持たせたり、灯具レイアウトの自由度を高めることができる。例えば、この導光板を、その後端領域において他の灯具ユニットを囲むようにして配置した場合には、この灯具ユニットの周囲から前方へ向けて導光板が外周側へ湾曲して拡がる意匠を演出することができる。この場合において「前後方向と直交する方向」は、左右方向であってもよいし、上下方向であってもよいし、斜め方向であってもよい。また、この場合において「前後方向と直交する方向に関して該方向の端部へ向けて第２表面側へ湾曲する」とは、前後方向と直交する方向に関して、第１表面側が凸になるとともに第２表面側が凹になるように湾曲することを意味するものである。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す側断面図 図１のII方向矢視図 図１のIII 方向矢視図 図１に示す車両用灯具から導光体を取り出して、光源からの出射光の光路を詳細に示す図 図４のＶ部詳細図 上記実施形態の変形例に係る車両用灯具を示す、図３と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用灯具１０を示す側断面図である。また、図２は、図１のII方向矢視図であり、図３は、図１のIII 方向矢視図である。

これらの図に示すように、この車両用灯具１０は、車両の左前端部に設けられるデイタイムランニングランプであって、ランプボディ１２とこのランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、ヘッドランプユニット５０と共に組み込まれた構成となっている。

この車両用灯具１０は、複数の発光ダイオード２２と導光板２４とを備えた構成となっている。

図１に示すように、導光板２４は、各発光ダイオード２２からの出射光を、その後端面２４ａから入射させた後、その下面２４ｂに形成された複数の反射素子２４ｓで内面反射させて、その上面２４ｃから灯具前方へ向けて出射させるように構成されている。

この導光板２４は、その後端面２４ａから前方側所定範囲までの後部領域２４Ａは、水平面に沿って平板状に延びるように形成されているが、それよりも前方側の主要領域２４Ｂは、前方へ向けて下面２４ｂ側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されている。そして、この導光板２４の前端領域２４Ｃは、前方へ向けてさらに大きく下面２４ｂ側へ湾曲するように形成されており、その肉厚は主要領域２４Ｂの前端部よりもやや厚くなっている。

図３に示すように、この導光板２４は、左右方向に関して、その左端部（同図においては右端部、以下同様）へ向けて後方側へ回り込むように形成されている。これに伴い、この導光板２４の後端面２４ａは、各発光ダイオード２２に対応する位置毎に階段状に変位するように形成されている。また、図２に示すように、この導光板２４は、その左端部へ向けて上面２４ｃ側へ湾曲するように形成されている。そして、この導光板２４は、その前端領域２４Ｃの下端位置および左右両端位置においてランプボディ１２に固定されている。

複数の発光ダイオード２２は、導光板２４の後端面２４ａの後方近傍において前方へ向けて配置されている。また、これら複数の発光ダイオード２２は、左右方向に略等間隔をおいて配置されている。その際、これら複数の発光ダイオード２２は、導光板２４の後端面２４ａが階段状に形成されているのに対応して、左側に位置する発光ダイオード２２ほど後方側へ変位した状態で配置されている。

これら各発光ダイオード２２は、縦長の基板２６の前面上端部にそれぞれ固定されている。また、これら各基板２６は、略π形断面で上下方向に延びるヒートシンク２８の前面にそれぞれ固定されている。さらに、これら各ヒートシンク２８は、共通の光源支持部材３０に固定されている。そして、この光源支持部材３０は、ランプボディ１２に固定されている。

導光板２４の下方近傍には、この導光板２４の形状に略沿って延びるように形成された反射パネル３２が配置されている。この反射パネル３２は、その上面３２ａに鏡面処理が施されており、これにより、導光板２４から下方へ僅かに漏れ出た光を反射させるようになっている。

この反射パネル３２は、その後部領域においては導光板２４の後部領域２４Ａと密着しており、それ以外の領域においては導光板２４から離れている。その際、この反射パネル３２は、導光板２４の主要領域２４Ｂの後端位置から前端位置へ向けて導光板２４との隙間が徐々に大きくなるように形成されている。そして、この反射パネル３２は、その後端面において基板２６に当接しており、その前端部の下面においてランプボディ１２に当接している。

ヘッドランプユニット５０は、導光板２４の後部領域２４Ａの上方近傍に位置するように配置されている。

このヘッドランプユニット５０は、光源バルブ５２と、この光源バルブ５２からの光を前方へ向けて反射させるリフレクタ５４とを備えた構成となっている。そして、このヘッドランプユニット５０は、図示しないエイミング機構を介してランプボディ１２に支持されている。

導光板２４は、このヘッドランプユニット５０を、その下側からその左側にかけて迂回するようにして配置されている。

このヘッドランプユニット５０の前方近傍には、そのリフレクタ５４の前端開口部を覆うようにして環状に形成されたエクステンション部材６０が配置されている。

このエクステンション部材６０は、その下部領域が、導光板２４における後部領域２４Ａと主要領域２４Ｂとの境界部分に位置するように配置されており、その下端外周縁６０ａは、導光板２４における後部領域２４Ａの上面よりもやや低い位置に沿って延びている。

図４は、図１に示す車両用灯具１０から導光体２４を取り出して、発光ダイオード２２からの出射光の光路を詳細に示す図である。また、図５は、図４のＶ部詳細図である。

その際、図４においては、発光ダイオード２２の発光中心Ｏから出射して導光体２４にその後端面２４ａから入射した光の光路を示している。

図４に示すように、複数の反射素子２４ｓは、導光体２４の主要領域２４Ｂおよび前端領域２４Ｃに形成されている。

これら複数の反射素子２４ｓは、前後方向に略等間隔をおいて左右方向に延びるように形成されている。その際、各反射素子２４ｓは、その前後幅が、前方側に位置する反射素子２４ｓほど大きい値に設定されている。

すなわち、図５に示すように、主要領域２４Ｂに形成された各反射素子２４ｓは、その前後方向のピッチＰが略一定であるのに対し、その前後幅ｄが主要領域２４Ｂの後端位置から前端位置へ向けて徐々に増大するように形成されている。

これにより、導光板２４の後端面２４ａから入射して、その下面２４ｂおよび上面２４ｃで順次全反射を繰り返しながら前方へ向けて導光される光に関して、主要領域２４Ｂの後端位置寄りの位置では、反射素子２４ｓに到達する確率を低くする一方、主要領域２４Ｂの前端位置に近づくに従って、反射素子２４ｓに到達する確率を高くし、これにより導光板２４の前端部までの導光が円滑に行われるようにしている。

図３に示すように、複数の反射素子２４ｓは、各発光ダイオード２２に対応する位置毎に、前後方向に延びる帯状領域２４Ｚとして階段状に形成されている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、複数の発光ダイオード２２（すなわち光源）の各々からの出射光を、導光板２４に対して、その後端面２４ａから入射させた後、その下面２４ｂ（すなわち第１表面）に形成された複数の反射素子２４ｓで内面反射させて、その上面２４ｃ（すなわち下面２４ｂと対向する第２表面）から灯具前方へ向けて出射させる構成となっているが、導光板２４は前方へ向けて下面２４ｂ側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されており、複数の反射素子２４ｓは前後方向に所定間隔をおいて左右方向（すなわち前後方向と交差する方向）に延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、導光板２４に対して、その後端面２４ａから入射した光は、下面２４ｂおよび上面２４ｃで順次全反射を繰り返しながら前方へ向けて導光されるが、導光板２４は前方へ向けて下面２４ｂ側へ湾曲しているので、その後端面２４ａからある程度前方に離れた位置においては、下面２４ｂの反射素子２４ｓで内面反射した光の一部が、上面２４ｃに対して臨界角未満の入射角度で到達し、この上面２４ｃから灯具前方へ向けて出射することとなる。そして、さらに導光を続けた光の一部が、さらに前方の位置において、下面２４ｂの反射素子２４ｓで内面反射して、上面２４ｃに対して臨界角未満の入射角度で到達し、この上面２４ｃから灯具前方へ向けて出射することとなる。

その際、導光板２４は前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、前方へ向けて下面２４ｂ側へ湾曲する導光板２４において、その肉厚が仮に一定であったとすると、下面２４ｂの反射素子２４ｓで内面反射した光を上面２４ｃに対して臨界角未満の入射角度で到達させるためには、各反射素子２４ｓにおける後端縁の段差を前方側に位置する反射素子２４ｓほど高くする必要があるが、このようにすると導光板２４の前端部まで導光される光が少なくなってしまう。その点、本実施形態の導光板２４は、前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成されているので、各反射素子２４ｓの段差が極端に高くならないようにすることができ、導光板２４の前端部までの導光を容易に可能とすることができる。そしてこれにより、灯具正面視において導光板２４が均一に発光して見えるようにすることができる。

このように本実施形態によれば、導光板２４を備えた車両用灯具１０において、その導光板２４が各発光ダイオード２２からの出射光を後端面２４ａから入射させる構成となっている場合であっても、灯具正面視において導光板２４が均一に発光して見えるようにすることができる。

その際、本実施形態においては、各反射素子２４ｓの前後幅ｄが、前方側に位置する反射素子２４ｓほど大きい値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、導光板２４の内部において導光される光は、前方へ進むに従って徐々に減少するので、本実施形態のように、前方側に位置する反射素子２４ｓほどその前後幅ｄが大きい値に設定された構成とすることにより、各反射素子２４ｓで内面反射して上面２４ｃから灯具前方へ向けて出射する光の強度を各反射素子２４ｓ相互間で均一化することができる。そしてこれにより、灯具正面視において導光板２４がより均一に発光して見えるようにすることができる。

なお、このようにした場合、前方側に位置する反射素子２４ｓは、その後端縁の段差が高くなるが、導光板２４は前方へ向けて徐々に肉厚が薄くなるように形成されているので、各反射素子２４ｓの段差が極端に高くならないようにすることが可能である。

しかも、本実施形態においては、主要領域２４Ｂに形成された各反射素子２４ｓの前後方向のピッチＰが略一定の値に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、導光板２４の後端面２４ａから入射して、その下面２４ｂおよび上面２４ｃで順次全反射を繰り返しながら前方へ向けて導光される光に関して、主要領域２４Ｂの後端位置寄りの位置では、ｔ（＝Ｐ−ｄ）の値が大きいため反射素子２４ｓに到達する確率が低くなり、主要領域２４Ｂの前端位置に近づくに従って、ｔの値が徐々に小さくなるため反射素子２４ｓに到達する確率が高くなる。したがってこれにより、導光板２４の前端部までの導光がより円滑に行われるようにすることができる。

また、本実施形態においては、導光板２４が、左右方向に関して左側の端部へ向けて上面２４ｃ側へ湾曲するように形成されているので、導光板２４の湾曲する方向が前後方向と左右方向とで逆になる。したがってこれにより、灯具意匠に斬新さを持たせたり、灯具レイアウトの自由度を高めることができる。すなわち、本実施形態においては、導光板２４が、その後部領域２４Ａにおいてヘッドランプユニット５０を囲むようにして配置された構成となっているが、その際、このヘッドランプユニット５０の周囲から前方へ向けて導光板２４が外周側へ湾曲して拡がる意匠を演出することができる。

上記実施形態においては、主要領域２４Ｂの後端位置から前端位置へ向けて、各反射素子２４ｓの前後幅ｄが徐々に増大する構成とするために、各反射素子２４ｓの前後方向のピッチＰが略一定の値に設定されるようにした上で、ｔ（＝Ｐ−ｄ）の値が前端位置へ向けて徐々に減少するように設定されているものとして説明したが、このようにする代わりに、ｔ（＝Ｐ−ｄ）の値が略一定の値に設定されるようにした上で、各反射素子２４ｓの前後方向のピッチＰが前端位置へ向けて徐々に増大するように設定された構成とすることも可能である。

また、上記実施形態においては、各反射素子２４ｓが左右方向に延びるように形成されているものとして説明したが、左右方向に対して前後方向に傾斜した方向（例えば、導光板２４の前端縁と平行な方向）に延びるように形成された構成とすることも可能である。

なお、上記実施形態においては、車両用灯具１０が、車両の左前端部に設けられるデイタイムランニングランプである場合について説明したが、車両の右前端部に設けられるデイタイムランニングランプである場合、あるいはデイタイムランニングランプ以外の灯具である場合、さらには車両の後端部に設けられる灯具である場合等においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図６は、上記実施形態の変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図３と同様の図である。

同図に示すように、本変形例に係る車両用灯具１１０は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その導光板１２４における後端面１２４ａの形状が、上記実施形態の導光板２４の場合と一部異なっている。

すなわち、本変形例の導光板１２４は、その後端面１２４ａにおける各発光ダイオード２２に対応する位置に、各発光ダイオード２２からの出射光を鉛直面と略平行な光として導光板１２４に入射させるためのレンズ部１２４ｄが形成された構成となっている。

本変形例の構成を採用することにより、各発光ダイオード２２からの出射光を、その前方に位置する帯状領域１２４Ｚに効率良く入射させることができる。そしてこれにより、灯具正面視において導光板１２４の各反射素子１２４ｓがより明るく発光して見えるようにすることができる。

なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

１０、１１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２２ 発光ダイオード（光源）
２４、１２４ 導光板
２４Ａ 後部領域
２４Ｂ 主要領域
２４Ｃ 前端領域
２４Ｚ、１２４Ｚ 帯状領域
２４ａ、１２４ａ 後端面
２４ｂ 下面（第１表面）
２４ｃ 上面（第２表面）
２４ｓ、１２４ｓ 反射素子
２６ 基板
２８ ヒートシンク
３０ 光源支持部材
３２ 反射パネル
３２ａ 上面
５０ ヘッドランプユニット
５２ 光源バルブ
５４ リフレクタ
６０ エクステンション部材
６０ａ 下端外周縁
１２４ｄ レンズ部
ｄ 前後幅
Ｏ 発光中心
Ｐ ピッチ

Claims (4)

1. 複数の光源と、これら各光源からの出射光を入射させた後、前方へ向けて導光し、第１表面に形成された複数の反射素子で内面反射させて、この第１表面と対向する第２表面から灯具前方へ向けて出射させるように構成された導光板と、を備えてなる車両用灯具において、
   上記導光板が、前方へ向けて上記第１表面側へ湾曲するとともに徐々に肉厚が薄くなるように形成されており、
   上記複数の反射素子が、前後方向に所定間隔をおいて前後方向と交差する方向に延びるように形成されており、
   上記複数の反射素子が、上記各光源に対応する位置毎に、前後方向に延びる帯状領域として形成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記各反射素子の前後幅が、前方側に位置する反射素子ほど大きい値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記導光板が、前後方向と直交する方向に関して該方向の端部へ向けて上記第２表面側へ湾曲するように形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
4. 上記複数の反射素子が、上記帯状領域毎に階段状に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。

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