JP5840885B2

JP5840885B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5840885B2
Application number: JP2011162289A
Authority: JP
Inventors: 和久坂下; 夏目　和典; 和典夏目
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: JP2013026146A; WO2013015250A1

Description

本発明は、前面部材と後面部材との間に形成された空洞内で発光素子の出射光を拡散させ、かつ板面状部材に透過させることにより、均一に発光させた板面状部材を備えた車両用灯具を提供するものである。

特許文献１には、ＬＥＤから直接入射した光の一部をハーフミラー面に透過させてインナーレンズの前方に出射し、かつ残る光をインナーレンズのハーフミラー面とランプボディの反射面との間の空間内で多重反射させ、ハーフミラー面に繰り返し入射した光の一部をインナーレンズに透過させて前方に出射させる車両用灯具が記載されている。

特開２００６−０６６１３０号公報

特許文献１の車両用灯具のハーフミラー面とランプボディの反射面は、ＬＥＤによる光を空間内で多重反射させる際に反射光を拡散させていない。従って、多重反射してからインナーレンズの前方に出射する一部の光は、前方に向けて均等に出射しない。言い換えると、特許文献１のインナーレンズは、面状に均一に発光することが出来ない。

本願発明は、上記課題に鑑みて、前面部材と後面部材との間に形成された空洞内で発光素子の出射光を拡散させ、かつ板面状部材に透過させることにより、前記板面状部材を均一に発光させる車両用灯具を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１の車両用灯具は、少なくとも一以上の発光素子と、第一面部と、前記第一面部の前方にほぼ対向して配置される第二面部と、前記第一面部と第二面部との間に画成されて前記発光素子からの光が前記第一面部及び第二面部の延出する所定の方向である第一方向に沿って前記空洞に入射される車両用灯具であって、前記第一面部の空洞側表面は、反射面として形成され、前記第二面部は、板面状に形成され、透光性を有し、かつ隣接する複数のプリズム型反射要素をその空洞側表面の少なくとも一部に有し、前記複数のプリズム型反射要素は、空洞内に入射した前記発光素子からの光のうち、一部をその前面に向けて透過させると共に、その他の透過させない光を空洞内へ反射して多重反射させるように、前記第一方向に延出し、かつ前記第一面部に向かう方向である第二方向に突出するプリズム形状を有するように構成した。

（作用）発光素子による光は、第一面部及び第二面部間の空洞に直接またはリフレクタ等の偏向手段を介し間接的に入射する。第二面部の空洞側表面に設けられた反射要素は、発光素子による入射光の一部を第二面部に透過させて前方に出射させ、残りの光を空洞側に向けて拡散反射させる。空洞内に拡散反射された光は、反射要素と、第一面部の空洞側表面に設けられた反射面によって空洞内で多重反射し、多重反射した光の一部が第二面部から前方に均等に出射する。その結果、第二面部は、均等に面発光する。

請求項２は、請求項１に記載の車両用灯具であって、前記複数のプリズム型反射要素は、前記第一及び第二方向にそれぞれ直交する第三方向に隣接するように配列されてプリズム型反射要素群を構成し、前記プリズム型反射要素群は、前記第一方向に隣接するよう複数群設けられ、各プリズム型反射要素群は、隣接するプリズム型反射要素群に対して前記第三方向にオフセットして配置されるようにした。

第二面部に均等に拡散された発光素子による拡散光は、プリズム型反射要素の形成部分から前方に出射する光と、プリズム型反射要素が形成されていない部分、つまり隣接するプリズム型反射要素の境界部（以降は単に境界部という）との間に明暗差を形成する。従って、仮にプリズム型反射要素を上下に一列に配列した場合には、プリズム型反射要素と、前記境界部との間に縦長の明暗差が形成されてしまう。

（作用）しかし、請求項２の車両用灯具においては、上下に隣接するプリズム型反射要素が左右（第三方向）にオフセットされ、縦方向（第二方向）の明暗差が分断されるため、縦方向の明暗差が見えにくくなる。

請求項３は、請求項１または２に記載の車両用灯具であって、前記複数のプリズム型反射要素における前記第二方向の突出高さが各プリズム型反射要素毎に略均一に形成されるようにした。

（作用）各プリズム型反射要素は、各プリズム型反射要素毎に第二方向に向けて略均一な長さで突出するため、発光素子からの光を空洞に向かって均等に拡散反射することにより、発光素子による光を第二面部全体に均等に拡散する。

請求項４は、請求項１から３のうちいずれかに記載の車両用灯具であって、前記各プリズム型反射要素における前記第一方向及び第二方向を含む断面で切断した断面の稜線が鋸歯形状を有するように構成されている。

（作用）鋸歯形状の反射要素が、発光素子からの光を空洞に向かってより広角度に反射することにより、発光素子による光を第二面部全体に更に均等に拡散する。

請求項５は、請求項１から４のうちいずれかに記載の車両用灯具であって、前記各プリズム型反射要素における前記第二方向及び第三方向を含む断面で切断した断面の稜線が三角形の左右両辺に突出方向のＲをつけてなる略三角形状となるように構成されている。

（作用）第一の発光素子による光は、前記第二方向及び第三方向を含む断面で切断した断面の稜線を構成する二つの辺を直線ではでなく外向きに凸となる曲線とすることにより、第二面部の前方に拡散光として出射する。第二面部の内側は、第二面部からの出射光が拡散することによって見えにくくなる。

請求項１の車両用灯具によれば、発光素子によりテールランプ用の面状かつ均等な光が形成される。

請求項２の車両用灯具によれば、プリズム型反射要素と、該プリズム型反射要素の境界部との間の明暗差が目立たなくなるため、より均等に面発光し、発光する第二面部の見栄えが向上する。

請求項３及び４の車両用灯具によれば、第二面部がより均一に面発光する。

請求項５の車両用灯具は、第二面部の内側を隠す目隠し効果を奏する。

車両用灯具の第一実施例の正面図。車両用灯具を縦に切断した、図１のＩ−Ｉ断面図。第二面部の反射要素の構成を示す拡大部分平面図で、（ａ）空洞側から見た第二面部の平面図。（ｂ）（ａ）図のＩＩ−ＩＩ断面図。（ｃ）第二面部の正面図。（ｄ）第二面部の拡大部分斜視図。発光素子からの光の空洞内における光路説明図。反射要素の形状が異なる車両用灯具の第二実施例を示す図で、（ａ）空洞側から見た第二面部の拡大部分平面図。（ｂ）（ａ）図のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。（ｃ）第二面部の正面図。（ｄ）第二面部の部分斜視図。第二実施例の反射要素の拡大斜視図。

まず、図１から図４により本発明における車両用灯具の第一実施例を説明する。車両用灯具１は、ランプ本体２，ランプ本体２の前面に固定された透明又は半透明のアウターレンズ３及び、ランプ本体２の内側に配置された灯具ユニット４から構成される。灯具ユニット４は、第一の発光素子（ＬＥＤ）５を有し、図示しない固定手段によってランプ本体２に固定された複数の発光素子ユニット６と、第一面部１０と、第二面部１１と、第一及び第二面部（１０，１１）を一体化してランプ本体２に固定する支持部材１２によって構成される。尚、図１、図３（ａ）においては、灯具正面から見た各方向を（灯具上方：下方：右方：左方＝Ｕ：Ｌｏ：Ｒｉ：Ｌｅ）として説明し、図２、図３（ｂ）、図４においては、各方向を（灯具前方：後方：上方：下方＝Ｆ：Ｒｅ：Ｕ：Ｌｏ）として説明する。また、図１〜図５においては、ランプ本体２の上下に延びる第一面部及び第二面部（１０，１１）の前記延出方向を第一方向とし、後述する第一面部１０に向かって突設された反射要素２０の突出方向（図３（ｂ）の符号Ｒｅ方向）を第二方向とし、第一方向及び第二方向に直交する方向を第三方向として説明する。

図１のランプ本体２は、箱形に形成され、左右両面（２ａ、２ｂ）が平行に左下がりに傾斜する形状を有し、前方の開口部２ｃがアウターレンズ３によって閉塞され、灯具ユニット４の第二面部１１の前面１１ａは、アウターレンズ３を介して前方に露出される。

第一面部１０と第二面部１１は、上下に延びる板面形状に形成され、下端部（１０ａ、１１ｂ）を支持部材１２に固定され、かつ前後に離間した状態で対向するように配置される。第一面部１０と第二面部１１との間には、空洞１５が画成される。支持部材１２は、図示しない固定手段によってランプ本体２の下部側に固定される。

複数の発光素子ユニット６は、左右に等間隔となるようにランプ本体２の上部側に固定される。第一の発光素子５は、それぞれ空洞１５の上部開口部１５ａに正対するように配置される。第一の発光素子５からの光は、第一面部及び第二面部（１０，１１）の延出する第一方向に沿った所定の方向（図４の場合、第一面部１０の反射面１９又は第二面部１１の反射要素２０へ向かう斜め下方）に向かって空洞１５に入射する。尚、発光素子５から出射する光は、本願各実施例のように直接空洞１５に入射させても良いし、別途設置したリフレクタを介して反射させてから空洞に入射させても良い。

第一面部１０の空洞側表面は、第一の光通過部１６を除く部分に反射処理が施され、または反射面１９が形成されることによって、反射面１９として形成される。また、反射面１９の色は、反射光を均一にするため、望ましくは白色とする。

第二面部１１の空洞側表面には、図３（ａ）の符号２０ａから２０ｄの範囲に形成される略同一形状の反射要素２０が複数設けられる。反射要素２０は、第一方向に延出するプリズム形状を有し、かつ空洞１５に向かって第二方向に複数突設される。各反射要素２０は、図３（ａ）の上下方向に延びる三角柱形状（反射要素の稜線となる三角柱の頂辺は、符号２４で表される）に形成され、かつ境界部２１（縦方向の太線部分）を間に挟んで左右方向（第三方向）に隣接するように配列される。各反射要素２０の底部２５から稜線２４までの第二方向への突出高さｈ１（図３（ｃ）を参照）は、略均一である。

左右に隣接するよう配列された複数の反射要素２０を一群の反射要素群２２とすると、反射要素群２２は、左右に延びる境界部２３を間に挟んで上下に隣接するように複数群配置される。各反射要素群２２は、その上下に配置される他の反射要素群２２に対し、各反射要素２０の横幅（長さＬ１）の半分の長さ（Ｌ１／２）だけ左右いずれかの方向にオフセットされて（ずらして）配置されている。その結果、各反射要素２０の境界部２１（縦方向の太線部分）は、上下に一直線に繋がることなく、反射要素２０の縦方向長さ（長さＬ２）に短く分断される。仮に反射要素２０を縦方向（図３（ａ）の上下方向）に一列に配列した場合、反射要素２０と境界部２１との間には、空洞１５内で面状に拡散された発光素子５からの光によって縦に長い明暗差が形成されてしまう。しかし、本願の各実施例においては、境界部２１が短く分断されているため、縦方向の明暗差が目立たない。

次に、発光素子５から出射した光の光路を図４によって説明する。発光素子５から空洞１５に入射した光の一部は、第二面部１１の反射要素２０または境界部２１に直接入射し、かつ反射要素２０を透過して第二面部１１及び図２に示すアウターレンズ３の前方へ出射する（符号Ｒ１）。発光素子５による光は、反射要素２０または境界部２１を透過出来ない場合、空洞１５側に向けて反射され、更に第一面部１０の反射面１９によって再反射される。反射要素２０または境界部２１を透過出来ない発光素子５による光は、反射要素２０と反射面１９との間を前記反射と再反射によって少なくとも１往復することによって第二面部１１の全体に拡散される（符号Ｒ２〜Ｒ４）。多重反射によって拡散した発光素子５の光は、後方から第二面部１１に均等に入射して透過され、かつ前方に出射することにより、第二面部１１の全体を均一に面発光させる。発光素子５により面発光した光は、主にテールランプ等に利用される。

次に、図５及び図６により、反射要素２０と比べた反射要素３１の形状のみが第一実施例の車両用灯具１の構成と異なる、第二実施例の車両用灯具を説明する。第二面部１１の空洞側表面には、図５（ａ）の符号（３１ａ，３１ｂ，３１ｈ，３１ｇ）の範囲に形成される略同一形状の反射要素３１が複数設けられる。

各反射要素３１は、図５（ａ）の左方向（第三方向）から見ると、符号（３１ａ〜３１ｃ）を各点とした三角形状が、後述する境界部３２から反射要素３１の左右方向の中央に位置する稜線３５（符号３１ｄ〜３１ｆ）まで外向きに凸となる曲線に沿って上昇した後、外向きに凸となる曲線に沿って隣り合う他の境界部３２（符号３１ｇ〜３１ｉ）まで下降する連続形状を有する。また各反射要素３１は、図５（ｃ）に示すように正面方向から見ると、底辺を除く二辺に突出方向のＲをつけてなる略三角形状（反射要素３１の基本断面形状となる符号３１ａ，３１ｇ，３１ｄを各点とした形状）が、後述する境界部３４から反射要素３１の上下方向の中央線３６（符号３１ｃ，３１ｉ，３１ｆ）まで（符号Ｕｐ方向に）上昇した後、隣り合う他の境界部３４（符号３１ｂ，３１ｈ，３１ｅ）まで（符号Ｄｗ方向に）下降する連続形状を有する。

尚、前記略三角形状（符号３１ａ，３１ｇ，３１ｄ）の第二方向への第一突出高さｈ２（符号３１ａと３１ｇの各点を結ぶ底辺から頂点３１ｄまでの高さ。図５（ｃ）及び図６参照）は、各反射要素毎に同一かつ均一である。また、反射要素３１の第二方向への第二突出高さｈ３（符号３１ｄと３１ｅの各点を結ぶ線分から稜線３５の最突出点となる３１ｆまでの高さ。図６参照）もまた、各反射要素毎に同一かつ均一である。

各反射要素３１は、境界部３２（縦方向の太線部分）を間に挟んで左右方向（第三方向）に隣接するように配列される。左右に隣接するよう配列された複数の反射要素３１を一群の反射要素群３３とすると、反射要素群３３は、左右に延びる境界部３４を間に挟んで上下に隣接するように複数群配置される。各反射要素群３３は、その上下に配置される他の反射要素群３３に対し、各反射要素３１の横幅（長さＬ３）の半分の長さ（Ｌ３／２）だけ左右いずれかの方向にオフセットされて（ずらして）配置されている。

その結果、図５（ｂ）に示される第二面部１１においては、断面の稜線が鋸歯形状を有するように形成される。鋸歯形状の稜線は、空洞１５への突出長さの大きな稜線と突出長さの小さな稜線が上下に交互に配置された形状を有する。反射要素３１が鋸歯状に傾斜することにより、反射要素３１から前方に出射する光は、正面方向に出射し易くなる。また、各反射要素３１の境界部３２（縦方向の太線部分）は、上下に一直線に繋がることなく、反射要素３１の縦方向長さ（長さＬ４）に短く分断される。従って、第一実施例においては、境界部２１が短く分断されているため、反射要素３１と境界部３２の間に形成される縦方向の明暗差が目立たない。

尚、反射要素３１から前方に出射する光は、正面から見た稜線が有するＲ付の略三角形状により、前記稜線をＲの無い一般的な三角形状にした場合（図３（ｃ））よりも拡散されやすくなる（図５（ｃ））。従って、第二実施例の車両用灯具においては、第二面部１１の内側が見えにくくなる。その結果、第二実施例の車両用灯具においては、内部構造を見えにくくする目隠し効果が発生する。尚、
反射要素３１の図５（ｂ）の左側面から見た稜線形状は、図５（ｃ）正面形状と同様に、三角形の上下両辺に突出方向のＲをつけてなる略三角形状としてもよい。その場合、反射要素３１からの出射光の拡散性が更に向上することにより、前記目隠し効果が更に向上する。

１車両用灯具
５発光素子
１０第一面部
１１第二面部
１１ａ第二面部の前面
１５空洞
１９反射面
２０反射要素
３１稜線が鋸歯形状を有する反射要素
Ｆ灯具前方

Claims

少なくとも一以上の発光素子と、第一面部と、前記第一面部の前方にほぼ対向して配置される第二面部と、前記第一面部と第二面部との間に画成された空洞を備え、前記第一面部と第二面部との間に画成されて前記発光素子からの光が前記第一面部及び第二面部の延出する所定の方向である第一方向に沿って前記空洞に入射される車両用灯具であって、
前記第一面部の空洞側表面は、反射面として形成され、
前記第二面部は、板面状に形成され、透光性を有し、かつ隣接する複数のプリズム型反射要素をその空洞側表面の少なくとも一部に有し、
各プリズム型反射要素は、空洞内に入射した前記発光素子からの光のうち、一部をその前面に向けて透過させると共に、その他の透過させない光を空洞内へ反射して多重反射させるように、前記第一方向に延出し、かつ前記第一面部に向かう方向である第二方向に突出するプリズム形状を有し、かつ前記第一及び第二方向に直交する第三方向の中央に位置する稜線を有し、前記稜線が前記第一方向へ延出するように形成されたことを特徴とする車両用灯具。
前記複数のプリズム型反射要素は、前記第三方向に隣接するように配列されてプリズム型反射要素群を構成し、前記プリズム型反射要素群は、前記第一方向に隣接するよう複数群設けられ、
各プリズム型反射要素群は、隣接するプリズム型反射要素群に対して前記第三方向にオフセットして配置されたことを特徴とする、請求項１の車両用灯具。
前記複数のプリズム型反射要素は、前記第二方向の突出高さが各プリズム型反射要素毎に略均一に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
前記各プリズム型反射要素は、前記第一方向及び第二方向を含む断面で切断した断面の稜線が鋸歯形状を有することを特徴とする、請求項１から３のうちいずれかに記載の車両用灯具。
前記各プリズム型反射要素は、前記第二方向及び第三方向を含む断面で切断した断面の稜線が三角形の左右両辺に突出方向のＲをつけてなる略三角形状であることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれかに記載の車両用灯具。