JP6192508B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に、前方を照射するとともに側方へも発光する車両用灯具に関する。

従来、ヘッドランプやリアランプなどの車両用灯具として、灯具の前方（車両前方又は車両後方）を照らすとともに、側方へも発光してサイドマーカーとして機能するものが知られている。

この種の車両用灯具としては、図７（ａ）に示すように、リフレクタを介して前方を照らすバルブからの直射光が側方へも照射される構成のもの（例えば、特許文献１，２参照）や、図７（ｂ）に示すように、サイドマーカー専用の発光ダイオードが側方向きに配置されたもの（例えば、特許文献３参照）などが一般的である。また、図示は省略するが、アウターレンズに形成されたプリズムカットによって、光源からの光を屈折させて側方へ照射させるものなどもある。

特開２００５−４４６５７号公報 特開平９−２４７６７号公報 特開２０１０−６７５７０号公報

しかしながら、上記従来の車両用灯具では、外観デザインの自由度が制約されたり、コストが嵩んだりといった問題があった。
具体的には、バルブからの直射光を側方へ照射させるものや、サイドマーカー専用の発光ダイオードを備えるものでは、これらの光源が側方に露出する構成としなければならないために、エクステンションやハウジングの形状が制約を受け、ひいては外観デザインの自由度が制約されてしまう。さらに、サイドマーカー専用の発光ダイオードを備えるものでは、部品点数の増加などに伴う高コスト化も招来してしまう。
また、アウターレンズにプリズムカットを設けて光源からの光を屈折させるものでは、光源を側方に露出させる必要は生じないものの、見栄えを損ないうるプリズムカットをアウターレンズに設ける必要があり、この点で外観デザインの自由度が制約されてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来に比べ、外観デザインの自由度の向上やコスト低減を図ることができる車両用灯具の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
前後方向に沿った光軸を有し、当該光軸を中心に前方へ略放射状に光を出射させるＬＥＤと、
前記ＬＥＤの前方に配置され、当該ＬＥＤから出射された光を配光制御する導光レンズと、
を備える車両用灯具であって、
前記導光レンズは、
当該導光レンズの後面のうち前記ＬＥＤと対向する部分に設けられ、当該ＬＥＤから出射された光を当該導光レンズ内に入射させる入射面と、
前記入射面のうち前記光軸よりも側方側の部分に設けられ、前記ＬＥＤから出射された光を側面視で前記光軸に略平行な平行光としつつ当該導光レンズ内に入射させる側方入射面と、
前記入射面のうち前記側方入射面を除く部分から当該導光レンズ内に入射した光を前方へ照射するための出射面と、
当該導光レンズの前面に設けられ、前記側方入射面から当該導光レンズ内に入射した光を側方へ内部反射させる側方反射面と、
前記側方反射面の側方に設けられ、当該側方反射面で内部反射された光を側方へ出射させる側方出射面と、
を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具において、
前記導光レンズは、前記側方反射面で側方へ反射された光を導光させる側方への延出部を有し、
前記側方出射面は、前記延出部の側端面に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記導光レンズを後方から覆うように配置され、当該導光レンズから出射された光を前方へ反射させる反射面を備え、
前記導光レンズは、前記入射面のうち前記側方入射面を除く部分から当該導光レンズ内に入射した光を、前記光軸から離間する外方へ内部反射させて前記反射面に向けて出射させることを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤから出射された光のうち、側方入射面を除く入射面部分から導光レンズ内に入射したものが出射面を通じて前方へ照射される一方で、側方入射面に入射したものは、側面視で光軸に略平行な平行光とされつつ導光レンズ内に入射した後に、側方反射面によって側方へ内部反射されて側方出射面から側方へ出射される。したがって、従来と異なり、光源を側方へ露出させたりアウターレンズにプリズムカットを設けたりする必要なく側方へ光を出射させることができるので、外観デザインの自由度を向上させることができる。また、前方へ照射されるＬＥＤからの光の一部を側方へ出射させているので、側方へ発光するサイドマーカー専用の光源を備えていた従来に比べ、部品点数を抑えてコスト低減を図ることができる。

実施形態における車両用灯具の正面図である。 実施形態における車両用灯具の側面図である。 図１のIII−III線での断面図である。 実施形態における導光レンズを（ａ）斜め前方から見た斜視図であり、（ｂ）斜め後方から見た斜視図である。 図３のうちの導光レンズのみを示した断面図である。 図５のVI−VI線での断面図である。 従来の車両用灯具の平断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用灯具１の正面図であり、図２は、車両用灯具１の側面図であり、図３は、図１のIII−III線での断面図である。

図１及び図２に示すように、車両用灯具１は、図示しない車両の後部右側端に搭載されたリアランプであり、テール＆ストップランプとして機能するとともに、車両側方へ発光するサイドマーカーとしても機能するものである。
なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１から見た方向、すなわち、当該車両用灯具１が搭載される車両から見た方向とは前後左右を反転させた方向を意味するものとする。

具体的には、図３に示すように、車両用灯具１は、図示しないハウジング及びアウターレンズで形成された灯室の内部に、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２と、導光レンズ３と、リフレクタ４と、インナーレンズ５と、エクステンション６とを備えている。
このうち、ＬＥＤ２は、その光軸Ａｘを前後方向に沿って前方へ向けた状態に配置されており、当該光軸Ａｘを中心に前方へ略放射状に光を出射させる。

図４（ａ），（ｂ）は、導光レンズ３を斜め前方及び斜め後方から見た斜視図であり、図５は、図３の断面図のうちの導光レンズ３のみを示した断面図であり、図６は、図５のVI−VI線での断面図である。
これらの図に示すように、導光レンズ３は、ＬＥＤ２の前方に配置されており、当該ＬＥＤ２から出射された光を配光制御する。具体的には、導光レンズ３は、ＬＥＤ２の前方に位置するレンズ本体部３１と、このレンズ本体部３１から左方へ延出する延出部３２とを有している。

レンズ本体部３１は、後述の側方入射面３１１ｂ及び側方反射面３１２ｃを除き、光軸Ａｘを回転対称軸とする軸対称形状に形成されており、前方へ開口する略湾曲板状の前部３１２と、この前部の後部中央から後方へ突出する裁頭円錐状の後部３１１とが一体化された形状となっている。

このうち、レンズ本体部３１の後部３１１には、その後端に、後方へ開口する凹面状の入射面３１１ａが形成されている。この入射面３１１ａは、後述の側方入射面３１１ｂを除き、ＬＥＤ２の位置を中心とする略半球面状に形成されて、ＬＥＤ２と対向するように配設されており、当該ＬＥＤ２から出射された光をレンズ本体部３１（導光レンズ３）内に入射させる。

入射面３１１ａのうち、中央の光軸Ａｘ上の位置よりもやや左側の部分は、ＬＥＤ２からの光の一部を左方の延出部３２へ導くための側方入射面３１１ｂとなっている。この側方入射面３１１ｂは、凸面状に形成されており、ＬＥＤ２から出射されて当該側方入射面３１１ｂに入射した光を、側面視では上下方向に集光させて光軸Ａｘに略平行な平行光とするとともに、平面視では左右方向にやや集光させながら、レンズ本体部３１（導光レンズ３）内に入射させる。
なお、本実施形態では、側方入射面３１１ｂは、入射面３１１ａのうち、ＬＥＤ２の位置を中心として、平面視では光軸Ａｘから左方に１０°〜２７°の１７°の角度範囲であって、且つ、側面視では上下方向中央の３５°の角度範囲に形成されており、入射面３１１ａからの全入射光量のうちの約１０％が入射するようになっている。

レンズ本体部３１の前部３１２には、その前面の中央部に、光軸Ａｘを回転対称軸とする前方への突起部が形成されており、当該突起部の表面が中央出射面３１２ａとなっている。この中央出射面３１２ａは、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分からレンズ本体部３１内に入射した光のうち、中央の光軸Ａｘ近傍のものを、上下左右に屈折させつつ前方へ出射させる。

また、レンズ本体部３１の前部３１２の前面のうち、中央出射面３１２ａよりも外側の部分は、入射面３１１ａからレンズ本体部３１内に入射した光を内部反射させる反射面３１２ｂとなっている。この反射面３１２ｂのうち、後述の側方反射面３１２ｃを除く略全面は、光軸Ａｘを回転対称軸として前方へ開口する凹面状に形成されており、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分からレンズ本体部３１内に入射した光のうち、中央出射面３１２ａへの入射光を除くものを、光軸Ａｘから離間する外方やや斜め後方へ内部反射させる。

反射面３１２ｂのうち、中央出射面３１２ａよりもやや左側の部分は、側方入射面３１１ｂからレンズ本体部３１内に入射した光を左方へ内部反射させる側方反射面３１２ｃとなっている。具体的には、側方反射面３１２ｃは、平面視で左斜め前方へ傾斜した傾斜面状に形成され、側方入射面３１１ｂと略同一の上下幅，上下方向位置及び角度範囲に設けられている。この側方反射面３１２ｃは、側方入射面３１１ｂからレンズ本体部３１内に入射して導光してきた光を、平面視では前後方向にやや集光させつつ、正面視では光軸Ａｘに略平行な平行光のまま、左方へ内部反射（全反射）させる。
なお、本実施形態では、側方反射面３１２ｃは、ＬＥＤ２の位置を中心として、平面視で光軸Ａｘから左方に１０°〜２７°の１７°の角度範囲に形成されており、側方入射面３１１ｂからの光を左方に向けて前後方向に１２°の角度範囲でやや広がる光となるように内部反射させる。

レンズ本体部３１の前部３１２の後面は、後部３１１の周縁を基端とし、光軸Ａｘから離れるに連れて段階的に前方に位置する略階段状に形成されて、当該前部３１２の前面周縁と連結しており、このうち、外方を向く段差面が周囲出射面３１２ｄとなっている。この周囲出射面３１２ｄは、外方への凸状にやや湾曲した湾曲面となっており、反射面３１２ｂのうち側方反射面３１２ｃを除く部分で内部反射された光を、前後方向にやや拡散させつつ外方やや斜め後方へ出射させる。

延出部３２は、左方に向かって前後方向に緩やかに広がりつつ上下方向と直交する平板状に形成されており、レンズ本体部３１の前部３１２左端の上下方向中央部から左方へ延出するように設けられている。また、延出部３２は、側方反射面３１２ｃよりも上下方向の幅がやや広めに形成されるとともに、当該側方反射面３１２ｃと上下方向の位置が揃っている。

延出部３２の左端面は、前端から後方に向かうに連れて段階的に左方に位置する階段状に形成されており、このうち左方向きの各段面が側方出射面３２ａとなっている。この側方出射面３２ａは、側方反射面３１２ｃの左方に位置するとともに、透過する光を上下方向及び左右方向に拡散させるレンズカット面となっており、側方反射面３１２ｃで左方へ内部反射されて延出部３２を導光してきた光を、上下方向及び左右方向に拡散させつつ左方へ出射させる。

図３に示すように、リフレクタ４は、前方へ開口する形状に形成されており、導光レンズ３のレンズ本体部３１を後方から覆うように配置されている。このリフレクタ４は、底面が反射面４ａとなっており、導光レンズ３の周囲出射面３１２ｄから外方やや斜め後方へ出射された光を、この反射面４ａによって前方へ反射させる。

インナーレンズ５は、リフレクタ４の前面開口を覆っており、リフレクタ４の反射面４ａ及び導光レンズ３の中央出射面３１２ａからの光を前方へ透過させる。

エクステンション６は、車両用灯具１の周縁部を覆い隠す化粧部材であり、当該車両用灯具１の左端周縁では、導光レンズ３のうち延出部３２の左半部を覆っている。このエクステンション６のうち、導光レンズ３の延出部３２を覆う部分は、この延出部３２の左端部が嵌合する開口部６１を有するとともに、延出部３２の左端面に倣って傾斜しており、当該延出部３２の左端面をほぼ面一の外表面で囲いつつ開口部６１から左方へ露出させている。

以上の構成を具備する車両用灯具１では、ＬＥＤ２を発光させると、このＬＥＤ２から出射された光のうち、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分から導光レンズ３（レンズ本体部３１）内に入射したものが、当該灯具の前方へ照射される。具体的には、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分から導光レンズ３内に入射した光のうち、光軸Ａｘ近傍のものは、中央出射面３１２ａから前方へ出射され、インナーレンズ５を透過して前方へ照射される。また、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分から導光レンズ３内に入射した光のうち、中央出射面３１２ａよりも外側に向かうものは、反射面３１２ｂのうち側方反射面３１２ｃを除く略全面によって、外方やや斜め後方へ内部反射された後に、前後方向にやや拡散されつつ周囲出射面３１２ｄから外方やや斜め後方へ出射される。そして、この光は、リフレクタ４の反射面４ａによって前方へ反射され、インナーレンズ５を透過して前方へ照射される。こうして、当該車両用灯具１は、テール＆ストップランプとして前方（車両後方）へ発光する。

一方、ＬＥＤ２から出射された光のうち、入射面３１１ａのうちの側方入射面３１１ｂに入射した光は、図５及び図６に示すように、側面視では上下方向に集光されて光軸Ａｘに略平行な平行光とされるとともに、平面視では左右方向にやや集光されながら、当該側方入射面３１１ｂを通じて導光レンズ３（レンズ本体部３１）内に入射する。側方入射面３１１ｂからレンズ本体部３１内に入射した光は、当該レンズ本体部３１前面の側方反射面３１２ｃによって、平面視では前後方向にやや集光されつつ、側面視では光軸Ａｘに略平行な平行光のまま、左方へ内部反射される。そして、この光は、延出部３２内を左方へ導光した後に、その左端面の側方出射面３２ａから、上下方向及び左右方向に拡散されつつ左方へ出射される。こうして、当該車両用灯具１は、サイドマーカーとして左方（車両側方）へも発光する。

以上のように、本実施形態の車両用灯具１によれば、ＬＥＤ２から出射された光のうち、側方入射面３１１ｂを除く入射面３１１ａ部分から導光レンズ３内に入射したものが、中央出射面３１２ａや周囲出射面３１２ｄを通じて前方へ照射される一方で、側方入射面３１１ｂに入射したものは、側面視で光軸Ａｘに略平行な平行光とされつつ導光レンズ３内に入射した後に、側方反射面３１２ｃによって左方へ内部反射されて側方出射面３２ａから左方へ出射される。したがって、従来と異なり、光源を側方へ露出させたりアウターレンズにプリズムカットを設けたりする必要なく左方へ光を出射させることができるので、外観デザインの自由度を向上させることができる。また、前方へ照射されるＬＥＤ２からの光の一部を左方へ出射させてサイドマーカーとしているので、側方へ発光するサイドマーカー専用の光源を備えていた従来に比べ、部品点数を抑えてコスト低減を図ることができる。

また、導光レンズ３の周囲出射面３１２ｄから外方へ出射させた光を、この導光レンズ３の後方を覆うリフレクタ４の反射面４ａで前方へ反射させているので、光源にバルブを用いたリフレクタ型の灯具と同様の点灯フィーリングを得ることができる。したがって、点灯フィーリングを変えることなくバルブからＬＥＤへ光源を置き換えることができ、ひいては消費電力低減や燃費向上を図ることができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、車両用灯具１がリアランプであることとしたが、本発明に係る車両用灯具は、前方への主配光とともに側方への副配光も形成するものであれば、リアランプ以外の車両用灯具にも広く適用可能である。

１ 車両用灯具
２ ＬＥＤ
Ａｘ 光軸
３ 導光レンズ
３１ レンズ本体部
３１１ａ 入射面
３１１ｂ 側方入射面
３１２ａ 中央出射面
３１２ｂ 反射面
３１２ｃ 側方反射面
３１２ｄ 周囲出射面
３２ 延出部
３２ａ 側方出射面
４ リフレクタ
４ａ 反射面
５ インナーレンズ
６ エクステンション
６１ 開口部

Claims (3)

1. 前後方向に沿った光軸を有し、当該光軸を中心に前方へ略放射状に光を出射させるＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの前方に配置され、当該ＬＥＤから出射された光を配光制御する導光レンズと、
   を備える車両用灯具であって、
   前記導光レンズは、
   当該導光レンズの後面のうち前記ＬＥＤと対向する部分に設けられ、当該ＬＥＤから出射された光を当該導光レンズ内に入射させる入射面と、
   前記入射面のうち前記光軸よりも側方側の部分に設けられ、前記ＬＥＤから出射された光を側面視で前記光軸に略平行な平行光としつつ当該導光レンズ内に入射させる側方入射面と、
   前記入射面のうち前記側方入射面を除く部分から当該導光レンズ内に入射した光を前方へ照射するための出射面と、
   当該導光レンズの前面に設けられ、前記側方入射面から当該導光レンズ内に入射した光を側方へ内部反射させる側方反射面と、
   前記側方反射面の側方に設けられ、当該側方反射面で内部反射された光を側方へ出射させる側方出射面と、
   を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記導光レンズは、前記側方反射面で側方へ反射された光を導光させる側方への延出部を有し、
   前記側方出射面は、前記延出部の側端面に形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。
3. 前記導光レンズを後方から覆うように配置され、当該導光レンズから出射された光を前方へ反射させる反射面を備え、
   前記導光レンズは、前記入射面のうち前記側方入射面を除く部分から当該導光レンズ内に入射した光を、前記光軸から離間する外方へ内部反射させて前記反射面に向けて出射させ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。

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