JP6162430B2

JP6162430B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP6162430B2
Application number: JP2013039692A
Authority: JP
Inventors: 憲一本村
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP2014167879A

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、発光素子から出射してインナーレンズ内に入射する光を屈折させる屈折反射部をインナーレンズの裏面に形成し、発光素子からの光をインナーレンズの表面から灯具前方に出射する構成を有した車両用灯具が知られている（特許文献１参照）。

特開昭６２−２２９７０１号公報

特許文献１のような車両用灯具においては、射出成型されたインナーレンズを容易に離型するための金型の抜き勾配によりインナーレンズの屈折反射部に傾斜面が設けられているため、この傾斜面の影響により灯具前方の照射領域に光量の少ない暗部が形成されてしまう。

そこで、本発明は、暗部が形成されることなく均一発光が可能な導光体を用いた車両用灯具を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の車両用灯具は、
光源と、
前記光源からの光が透過される導光体と、
を備え、
前記導光体は、
前記光源の光出射面に対向した位置に配置された第１入射面と、
前記第１入射面を挟んで互いに対向して配置され、前記光源からの光が入射する一対の第２入射面と、
前記第１入射面から見て前記第２入射面の外側に設けられて前記光源からの光が内面反射される一対の反射面と、
前記光源からの光が出射される出射面と、
各第２入射面と前記出射面との間に設けられて前記第１入射面に入射された光の少なくとも一部を各反射面から前記出射面に向けて反射される光に対して平行寄りとなるように屈折させる屈折部と、
を備えていることを特徴とする。

また、本発明の車両用灯具においては、前記屈折部は、前記導光体の内部に配置された空洞部と前記導光体との境界面から構成されていてもよい。

また、本発明の車両用灯具においては、前記導光体が複数隣接して一体化された単一成型品として形成されている構成としてもよい。

また、本発明の車両用灯具においては、前記光源の中心を通り車両前後方向に延びる軸と直交する方向において、前記屈折部の幅は前記第１入射面の幅よりも大きい構成としてもよい。

また、本発明の車両用灯具においては、前記一対の第２入射面の各々と前記一対の反射面各々との間に設けられる一対の位置決め面を有し、
前記光源の中心を通り車両前後方向に延びる軸と直交する方向において、前記屈折部の幅は前記一対の位置決め面同士の最大間隔と略同一である構成としてもよい。

本発明によれば、導光体は、第１入射面に入射された光の少なくとも一部を一対の反射面から出射面に向けて反射される光と平行寄りとなるように屈折させる屈折部を備えているため、導光体の入射面に抜き勾配による傾斜が設けられていたとしても導光体内に光の通らない暗部が形成されることがなく導光体を均一に発光させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す横断面図である。図１に示される車両用灯具の一部拡大図である。図２に示される光源および導光体の一部拡大図である。第１の実施形態の変形例に係る光源および導光体の構成図である。第１の実施形態の別の変形例に係る光源および導光体の構成図である。図５に示される構成のＡ-Ａ断面図である。従来例に係る光源および導光体の構成図である。

以下、本発明に係る車両用灯具の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に示されるように、本発明の第１実施形態である車両用灯具１０は、灯具前方側（図１の右側）が開口された形状で車体に固定される樹脂製のランプボディ１１と、ランプボディ１１の開口部に取り付けられた透明樹脂製のアウターカバー１２とを備えている。アウターカバー１２は、ランプボディ１１の開口部を前方から閉塞するように配置され、ランプボディ１１との間に灯室Ｓを形成する。この車両用灯具１０は、例えば車両用テールランプとして用いられる。

車両用灯具１０は、ランプボディ１１とアウターカバー１２とで形成された灯室Ｓ内に、灯具ユニット２０を備えている。灯室Ｓ内には、アウターカバー１２側から見てランプボディ１１と灯具ユニット２０との間の隙間を覆うエクステンション５０が設けられている。灯具ユニット２０は、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）５１に固定され、このＦＰＣ５１は、放熱板５２を介して樹脂製のベース５３に取り付けられている。灯具ユニット２０は、複数の光源２１と、複数の導光体３０とを備えている。

複数の光源２１は、それぞれ例えば１ｍｍ四方程度の大きさの発光部を有する白色発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている。これらの光源２１は、図２に示されるように、光出射面２１ａから灯具前方に向けて上下左右方向に略均一に光を出射するものである。光源２１は、光出射面２１ａとは反対側の面２１ｂがＦＰＣ５１に対向するようにＦＰＣ５１に搭載されている。ＦＰＣ５１の背面側には、各光源２１およびＦＰＣ５１から発生する熱を放散するためのアルミ製の複数の放熱板５２が配置されている。

複数の導光体３０が隣接して一体化された単一成型品４０として形成されており、車両後方から見て左右方向に延在している。図２に示されるように、各導光体３０は、入射面３１と、一対の反射面３２と、出射面３３と、屈折部３４と、位置決め面３６とを有している。また、両端の導光体３０はそれぞれ突出部３０ａを備えており、この突出部３０ａが、灯具正面視においてエクステンション５０の背面側に組み付けられている。

入射面３１は、各光源２１の光出射面２１ａに対向した位置に配置されて各光源２１からの光が入射される第１入射面３１ａと、第１入射面３１ａを挟んで互いに対向して配置されて各光源２１からの光が入射される一対の第２入射面３１ｂと、を備えている。

第１入射面３１ａは、上面視において、光源２１に対して凹状に湾曲した面から構成されており、光源２１から入射された光Ｌ１を後述の屈折部３４へ向けて入射させる面である。

第２入射面３１ｂは、上面視において、光源２１に対して僅かに凸状に湾曲した傾斜面から構成されている。この傾斜面は、導光体３０を金型成型した後に金型から抜く際に必要な抜き勾配である。第２入射面３１ｂは、光源２１から第２入射面３１ｂへ入射された光のうち少なくとも一部の光Ｌ２を反射面３２に向けて入射させる面である。

一対の反射面３２は、第１入射面３１ａから見て各第２入射面３１ｂのさらに外側に設けられており、光源２１からの光が内面反射される面である。各反射面３２は、図２の平面視における形状が、例えば放物曲線や楕円曲線など、入射された光Ｌ２を平行光として反射する曲線となるように形成されている。また、各反射面３２は、反射した光Ｌ２が光源２１の中心を通り車両前後方向に延びる軸（以下、光軸）Ａｘに対して平行になる向きに配置されている。そのため、各第２入射面３１ｂから入射されて各反射面３２において内面反射された光Ｌ２は、光軸Ａｘに対して略平行な光となり、導光体３０内を灯具前方に向けて導光される。

出射面３３は、アウターカバー１２の形状に沿って円弧等の湾曲形状に形成されるとともに、複数の微小な湾曲凸状ステップを有している。導光体３０内を導光された光Ｌ１，Ｌ２は、この出射面３３から灯具前方へ向けて照射される。

屈折部３４は、入射面３１と出射面３３との間に設けられ、導光体３０の内部に配置された空洞部３５と導光体３０との境界面から構成されている。図２に示したように、屈折部３４は、空洞部３５と導光体３０との境界面であって第１入射面３１ａと対向する屈折面３４ａと、当該境界面であって出射面３３と対向する屈折面３４ｂとを含んでいる。屈折面３４ａは、光源２１に対して略凹状の湾曲面であり、屈折面３４ｂは、光源２１に対して略凸状の湾曲面である。この２つの屈折面３４ａ，３４ｂを介することにより、第１入射面３１ａに入射された光のうち少なくとも一部の光Ｌ１は、各反射面３２から出射面３３に向けて反射される光Ｌ２に対して平行寄りとなるように屈折される。
また、光軸Ａｘと直交する方向において、屈折部３４の幅Ｗ１は第２入射面３１ｂ同士の最大間隔Ｗ２よりも大きく形成されている。

図３に示されるように、屈折部３４において、入射面３１と対向する側の屈折面３４ａの端部には変位点と呼ばれる角部３４Ａが設けられている。この角部３４Ａは、成型時の都合により丸みを帯びた形状とならざるを得ないため、入射面３１から入射された光の一部が角部３４Ａにより拡散されて光むらが生じやすい。しかし、本例においては、屈折部３４の角部３４Ａ同士をつなぐ面である屈折面３４ａが光源２１に対して略凹状に湾曲されているため、角部３４Ａにより拡散された光Ｌ３がこの屈折面３４ａで反射されて、反対側の反射面３２まで導光される。これによれば、光むらとなりやすい変位点３４Ａを通る光Ｌ３を反対側の反射面３２にまで導き、当該反射面３２により出射面３３側へ向けて内面反射させることで、光むらの発生を防止することができる。

位置決め面３６は、各第２入射面３１ｂと各反射面３２との間に設けられた平面状の面である。この一対の位置決め面３６は、成型後の導光体３０を金型から抜く際に導光体３０の割れの発生を防止するための面であるとともに、光源２１が搭載されたＦＰＣ５１へ導光体３０を固定する際の位置決めのための面である。図２に示すように、光軸Ａｘと直交する方向において、一対の位置決め面３６同士の最大間隔Ｗ３は、屈折部３４の幅Ｗ１と略同一となるように形成されている。この最大間隔Ｗ３が屈折部３４の幅Ｗ１よりも小さすぎると、成型後に金型から導光体３０を抜く作業が難しくなる。一方、最大間隔Ｗ３が屈折部３４の幅Ｗ１よりも大きすぎると、位置決め面３６の影響により導光体３０内に暗部が形成されてしまうおそれがある。

図７は、従来例に係る光源２１および導光体１３０を示す上面図である。図７に示されるように、導光体１３０は、第１入射面１３１ａと、第２入射面１３１ｂと、反射面１３２と、出射面１３３と、第２入射面１３１ｂと反射面１３２との間に設けられる面１３６を備えている。光源２１から出射され第１入射面１３１ａと第２入射面１３１ｂとの境界部に入射された光はこの境界部において屈折され光軸Ａｘと略平行な光となり出射面１３３に向けて導光される。光源２１から出射され面１３６と反射面１３２との境界部に入射された光はこの境界部において屈折され光軸Ａｘと略平行な光となり出射面１３３に向けて導光される。光源２１から出射され第２入射面１３１ｂに入射された光は反射面１３２において内面反射され光軸Ａｘと略平行な光となり出射面１３３に向けて導光される。このように、屈折部３４が設けられていない従来の導光体１３０においては、抜き勾配による傾斜が設けられた第２入射面１３１ｂおよび第２入射面１３１ｂと反射面１３２との間に設けられる面１３６の影響により、第２入射面１３１ｂと出射面１３３との間に、導光体１３０内に光の量が少ない暗部Ｄが形成されてしまい、均一発光を得ることが難しい。

一方、本実施形態の車両用灯具１０によれば、図２に示したように、導光体３０は、第１入射面３１ａに入射された光のうち少なくとも一部の光Ｌ１を一対の反射面３２から出射面３３に向けて反射される光Ｌ２と平行寄りとなるように屈折させる屈折部３４を備えている。そのため、導光体３０の入射面３１（第２入射面３１ｂ）に抜き勾配による傾斜が設けられていても導光体３０内に暗部が形成されることがなく導光体３０を均一に発光させることができる。

また、本実施形態によれば、屈折部３４は、導光体３０の内部に配置された空洞部３５と導光体３０との境界面から構成されている。そのため、導光体３０の内部に空洞部３５を設けるだけの簡便な構成で暗部の発生を防止することができる。

また、本実施形態によれば、導光体３０は複数隣接して一体化された単一成型品４０として形成されている。そのため、導光体３０の数を適宜増減することで、均一発光を維持しながら様々な形状の車両用灯具１０に適用することができる。

また、本実施形態によれば、光軸Ａｘと直交する方向において、屈折部３４の幅Ｗ１は第２入射面３１ｂの最大間隔Ｗ２よりも大きく形成されている。そのため、第２入射面３１ｂの傾斜による暗部の発生をより確実に防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、各第２入射面３１ｂと各反射面３２との間に一対の位置決め面３６が設けられ、光軸Ａｘと直交する方向において、屈折部３４の幅Ｗ１は一対の位置決め面３６同士の最大間隔Ｗ３と略同一である。そのため、導光体３０の金型からの抜き作業性を確保しつつ、位置決め面３６による暗部の形成を適切に防止することができる。

なお、第１の実施形態においては、屈折部３４は単一の空洞部３５から形成されているが、図４に示される変形例のように、導光体３０Ｄの内部に２つの空洞部３５Ａが設けられ、各空洞部３５Ａと導光体３０Ｄとの境界面から屈折部３４が形成されてもよい。各空洞部３５Ａは、各第２入射面３１ｂと出射面３３との間に設けられているため、第１の実施形態と同様に暗部の形成を防止し、均一発光を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、図５を参照し、本発明の第２の実施形態に係る灯具ユニット２０Ａについて説明する。第１の実施形態における灯具ユニット２０と同一または同様の構成・機能を有する要素については、その説明は省略する。

図５に示されるように、灯具ユニット２０Ａにおいては、光源２１と導光体３０の入射面３１との間にインナーレンズ６０が設けられている。このインナーレンズ６０は、例えば、ガラスあるいは樹脂から構成されている。インナーレンズ６０は、複数隣接された導光体３０の形状に応じて、複数のレンズが一体成型されている。インナーレンズ６０の光源２１と対向する面は、図６における上下方向と垂直な断面で円弧状、且つ図５および図６における左右方向と垂直な断面で直線状（すなわち、シリンドリカル面）に形成されている。また、インナーレンズ６０の入射面３１と対向する面は、図６における上下方向と垂直な断面で円弧状、且つ図５および図６における左右方向と垂直な断面で円弧状（すなわち、トロイダル面）に形成されている。

図６に示されるように、光源２１の光軸Ａｘから外れて前後方向に出射される光Ｌ４は、インナーレンズ６０を通過することにより、前後方向において屈折および集光されて入射面３１へ入射される。すなわち、インナーレンズ６０は、光源２１と導光体３０の入射面３１および反射面３２を含む平面に直交する方向（図６中の上下方向）において光Ｌ４を光軸Ａｘと平行な方向に近づくように集光することができる。

上述した本実施形態の灯具ユニット２０Ａによれば、光源２１から出射された光のうち第１の実施形態においては入射面３１に入射させることのできない上下方向の光Ｌ４についても、インナーレンズ６０により上下方向に集光して入射面３１へ入射させることができる。そのため、光源２１からの光の利用効率をさらに高めることができる。

以上において本発明の実施形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。

上記の実施形態においては、導光体３０の内部に空洞部３５を設けることにより屈折部３４が形成されているが、この例に限られない。例えば、導光体の内部に導光体とは屈折率の異なる樹脂材料を封止することにより、導光体とその内部に設けられた屈折率の異なる樹脂材料との境界面から屈折部が形成されていてもよい。

また、上記の実施形態においては、導光体３０の出射面３３はアウターカバー１２の形状に応じて上面視で円弧形状となるように形成されているが、直線形状あるいは屈曲形状等のいかなる形状であってもよい。

また、上記の実施形態においては、位置決め面３６は平面状の面であるが、ＦＰＣ５１に固定できるものであれば曲面や階段状の面等のいかなる形状であってもよい。

また、車両用灯具１０をテールランプとして用いるだけでなく、必要に応じて、ヘッドランプやターンシグナルランプ等のその他の車両用灯具としても用いることができる。

１０：車両用灯具、１１：ランプボディ、１２：アウターカバー、Ｓ：灯室、２０：灯具ユニット、２１：光源、３０：導光体、３１ａ：第１入射面、３１ｂ：第２入射面、３２：反射面、３３：出射面、３４：屈折部、３５：空洞部、３６：位置決め面、４０：単一成型品、５０：エクステンション、５１：フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、５２：放熱板、５３：樹脂ベース、６０：インナーレンズ

Claims

光源と、
前記光源からの光が透過される導光体と、
を備え、
前記導光体は、
前記光源の光出射面に対向した位置に配置された第１入射面と、
前記第１入射面を挟んで互いに対向して配置され、前記光源からの光が入射する一対の第２入射面と、
前記第１入射面から見て前記第２入射面の外側に設けられて前記光源からの光が内面反射される一対の反射面と、
前記光源からの光が出射される出射面と、
各第２入射面と前記出射面との間に設けられて前記第１入射面に入射された光の少なくとも一部を各反射面から前記出射面に向けて反射される光に対して平行寄りとなるように屈折させる屈折部と、
を備え、
前記光源の中心を通り車両前後方向に延びる軸と直交する方向において、前記屈折部の幅は前記第２入射面の幅よりも大きいことを特徴とする車両用灯具。
前記屈折部は、前記導光体の内部に配置された空洞部と前記導光体との境界面から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記導光体が複数隣接して一体化された単一成型品として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。
前記一対の第２入射面の各々と前記一対の反射面各々との間に設けられる一対の位置決め面を有し、
前記光源の中心を通り車両前後方向に延びる軸と直交する方向において、前記屈折部の幅は前記一対の位置決め面同士の最大間隔と略同一であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。