JP6282868B2 - 車両用灯具及びそのリフレクタ - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具及びそのリフレクタに関する。

特許文献１には、リフレクタを用いた車両用灯具が開示されている。そのリフレクタの内面が反射面とされており、その反射面は凹面と凸面が市松模様状に配列されたものである。

特開２００１−１６７６１４号公報

ところで、特許文献１の技術では、リフレクタの反射面が格子状のブロックに区分けされているように見え、これらブロックが隙間なく配列されているように見える。このようなデザインは斬新性に欠ける。
また、凸面と凹面が市松模様状に配列されているから、反射面の或るブロックによって反射された光の配光を制御しきれずに別のブロックに入射してしまう虞もあり、灯具全体としての配光に悪影響を与えてしまう虞がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、車両用灯具のデザイン性を向上させるとともに、配光制御不能な光があってもその光が灯具全体の配光に及ぼす影響を抑えることである。

以上の課題を解決するべく、請求項１に係る発明は、光源と、前記光源によって発せられた光を前方に反射して配光させるリフレクタと、を備える車両用灯具において、前記リフレクタが、前記光源の後ろ側において、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数のミラー素子と、正面から見て前記ミラー素子の間を埋めるように前記ミラー素子の間に設けられ、前記光源によって発せられた光を前方へ反射させない非反射部と、前面が開口するように箱状、カップ状又は椀状に設けられた本体部と、前記本体部の内側の後壁部に前方へ突出するように形成され、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数の凸部と、を有し、前記非反射部は、正面から見て前記凸部の間を埋めるように設けられ、前記凸部の前側頂面から後方へ凹むように前記後壁部に設けられた溝であることを特徴とする車両用灯具である。

請求項２に係る発明は、前記溝の側面及び底面が暗色であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具である。

請求項３に係る発明は、ヘッドランプ、フォグランプ、デイタイムランニングランプ、コーナリングランプ又は信号灯に利用され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である。

請求項４に係る発明は、光源によって発せられた光を前方に反射して、配光させる車両用灯具のリフレクタにおいて、前記光源の後ろ側において、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数のミラー素子と、正面から見て前記ミラー素子の間を埋めるように前記ミラー素子の間に設けられ、前記光源によって発せられた光を前方へ反射させない非反射部と、前面が開口するように箱状、カップ状又は椀状に設けられた本体部と、前記本体部の内側の後壁部に前方へ突出するように形成され、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数の凸部と、を備え、前記非反射部は、正面から見て前記凸部の間を埋めるように設けられ、前記凸部の前側頂面から後方へ凹むように前記後壁部に設けられた溝であることを特徴とする車両用灯具のリフレクタである。

本発明によれば、光源が点灯した場合、その光がミラー素子によって前に向けて反射されるので、灯具正面から見るとミラー素子が輝いて見え、ミラー素子の間が暗く見える。そのため、輝いた部分が二次元アレイ状に見えるとともに、二次元アレイ模様の隣同士のブロックの間の暗部はミラー素子の間の間隔によってくっきり見える。よって、車両用灯具のデザイン性が向上して、そのデザインも斬新なものとなる。
光源が消灯すれば、灯具正面から見ると、ミラー素子が二次元アレイ状の鏡のように見えるうえ、隣同士のミラー素子が離れているように見える。そのため、車両用灯具のデザイン性が向上して、そのデザインも斬新なものとなる。
間隔がミラー素子の間にあるので、或るミラー素子によって反射された光の配光を制御できずとも、その配光制御不能な光がミラー素子の間へ進行することによって、配光制御不能な光が灯具全体としての配光に及ぼす影響を抑えることができる。

車両用灯具の正面図である。 前記車両用灯具の縦断面図である。 前記車両用灯具の水平断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１の正面図である。図２は、図１に図示のII−IIに沿った面を矢印方向へ向かって見て示した断面図である。図３は、図１に図示のIII−IIIに沿った面を矢印方向へ向かって見て示した断面図である。

この車両用灯具１は、ヘッドランプ（例えば、すれ違い用前照灯、走行用前照灯、走行用・すれ違い用の切り換え前照灯）、フォグランプ、デイタイムランニングランプ、コーナリングランプ、信号灯（例えば、テールランプ、ストップランプ、テールランプ・ストップランプの兼用灯、ハイマウントストップランプ、ターンシグナルランプ）等に利用される。この車両用灯具１が他の灯具ユニットに近接するようにこの灯具ユニットに組まれ、それらの組み合わせによってヘッドランプ、フォグランプ、デイタイムランニングランプ、コーナリングランプ又は信号灯が構築されてもよい。また、この車両用灯具１が他の灯具ユニットに組まれ、それらの組み合わせがリアコンビネーションランプ又はフロントコンビネーションランプであってもよい。

この車両用灯具１は所謂リフレクタ型ランプである。つまり、車両用灯具１がリフレクタ１０及び複数の光源４０，４０，…を有し、光源４０，４０，…によって発せられた光がリフレクタ１０によって前方へ反射されることによって、リフレクタ１０によって反射された光が空間的に配分される。車両用灯具１に仮想スクリーンを正対させた場合、その仮想スクリーンに沿った所望の光度分布が得られ、車両用灯具１の配光に基づく明部が仮想スクリーンに形成される。明部の形状及び配光を決定づけるのがリフレクタ１０及び光源４０，４０，…であり、リフレクタ１０及び光源４０，４０，…は車両用灯具１の種別・用途に応じて設計されたものである。

図示は省略するが、リフレクタ１０及び光源４０，４０，…がハウジング内に収容されている。そのハウジングの前面が開口し、そのハウジングの前面開口が素通しのアウターレンズ（つまり、透明カバー）によって塞がれ、そのアウターレンズがハウジングに固定されている。車両用灯具１が前照灯又はフォグランプの場合であれば、リフレクタ１０と光源４０，４０，…の組体がエイミング機構を介してハウジングに取り付けられ、そのエイミング機構によって光軸調整されることが好ましい。

光源４０は発光ダイオード、無機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザーダイオードその他の半導体発光素子である。光源４０が回路基板４１に表面実装されており、その回路基板４１がリフレクタ１０に固定されて、光源４０がリフレクタ１０の前面の前方に配置されている。具体的には、回路基板４１がリフレクタ１０の上端に取り付けられ、回路基板４１がリフレクタ１０の上端から前方に突き出ており、光源４０が回路基板４１の下面に搭載され、光源４０が下方に向けられ、光源４０の光軸が光源４０から下方へ延びる。

正面から見て、これら光源４０，４０，…は隣同士の間に間隔を置いて左右方向に配列されている。なお、光源４０，４０，…の前側に遮光部（例えば、エクステンション）が設けられ、光源４０，４０，…が遮光部の後ろに隠れることが好ましい。そうすれば、光源４０，４０，…から前方に発せられた直接光が遮光部によって遮蔽されるとともに、灯具の正面から光源４０，４０，…が見えなくなる。

リフレクタ１０は複数のミラー素子１２，１２，…及び非反射部１３を有する。正面から見て、これらミラー素子１２，１２，…が二次元アレイ状に配列され、より具体的にはマトリクス状（格子状）に配列されている。また、ミラー素子１２，１２，…は隣同士の間に間隔を置いて配列されており、正面から見てこれらミラー素子１２，１２，…の間が非反射部１３によって埋められている。ミラー素子１２，１２，…が隣同士の間に間隔を置いてマトリクス状に配列されているから、非反射部１３が網状に形成されている。ミラー素子１２，１２，…は、前側が凹状の曲面に沿って配列されている。

これらミラー素子１２，１２，…の配列に沿った曲面は、複数の曲面からなる複合曲面である。具体的には、これらミラー素子１２，１２，…の配列に沿う複合曲面は、複数の凹曲面１１，１１，…を左右方向に配列してなる複合曲面である。凹曲面１１，１１，…は光源４０，４０，…の下方にそれぞれ設定されている。凹曲面１１，１１，…はそれぞれの光源４０，４０，…の下又は後ろからそれぞれの光源４０，４０，…を覆うように半ドーム状に形作られており、光源４０，４０，…はそれぞれの後方から下方にかけて凹曲面１１，１１，…によって囲われている。例えば、凹曲面１１，１１，…は、放物面系凹面、楕円面系凹面、双曲面系凹面、球面系凹面、非球面系凹面又は柱曲面系凹面である。放物面系凹面とは放物面を基調とした凹面であり、楕円面系凹面とは楕円面を基調とした凹面であり、双曲面系凹面とは双曲面を基調とした凹面であり、球面系凹面とは球面を基調とした凹面であり、非球面系凹面とは非球面を基調とした凹面であり、柱面系凹面とは柱面（例えば、放物柱面）を基調した凹面である。

凹曲面１１の基準軸Ａｘが光源４０から前方に延びる。凹曲面１１は焦点又は焦線を有し、凹曲面１１の焦点が光源４０又はその近傍に位置し、凹曲面１１の焦線が左右方向に延びるとともに光源４０又はその近傍で基準軸Ａｘに交差する。凹曲面１１は、基準軸Ａｘ回りの回転対称面又はそれを基調とした自由曲面であるか、基準軸Ａｘに沿う鉛直断面上の凹曲線（光源４０又はその近傍を焦点とする）を焦線に沿って平行移動することで得られる柱面又はそれを基調とした自由曲面である。

ミラー素子１２，１２，…は小型な凹面鏡、凸面鏡又は平面鏡である。全てのミラー素子１２，１２，…が凹面鏡、凸面鏡又は平面鏡の何れかである必要はなく、ミラー素子１２，１２，…ごとに凹面鏡、凸面鏡又は平面鏡の何れかが選択される。

ミラー素子１２，１２，…は光源４０によって発せられた光を前に向けて反射して、反射によって光を偏向するものである。ミラー素子１２，１２，…によって反射される光の向きはミラー素子１２，１２，…ごとに設計されて、これらミラー素子１２，１２，…の全体で反射光の配光が所定の配光になる。ミラー素子１２，１２，…の配列に沿う複合曲面が複合放物面（複合放物面とは、凹曲面１１，１１，…が放物面系凹面又は放物柱面系凹面であるものをいう）であれば、これらミラー素子１２，１２，…によって反射される光のビームは全体として平行光に近似したものとなり、遠方の照明又は遠方への信号に適している。

ミラー素子１２，１２，…が鏡であるから、ミラー素子１２，１２，…の反射率が十分に高い。一方、非反射部１３は鏡ではなく、非反射部１３の反射率が十分に低く、非反射部１３の反射率がミラー素子１２，１２，…の反射率よりも十分に低い。非反射部１３は光を反射させないものであって、光を吸収、透過又は減衰するものである。たとえば非反射部１３が暗色部（例えば、黒色部）、透明部又は空間部であり、光源４０によって発された光は非反射部１３によって前方に反射されない。

ミラー素子１２，１２，…及び非反射部１３について更に詳細に説明する。
ミラー素子１２，１２，…及び非反射部１３は、成形品（例えば、金型成形法或いは三次元造形法によって成形された樹脂成形品）である本体部２０に設けられている。より具体的には、本体部２０は前面が開口した箱状、カップ状又は椀状に形作られており、ミラー素子１２，１２，…及び非反射部１３は本体部２０の内面であって奥（後ろ側）の後壁部２１に設けられている。後壁部２１の前側の面は凸凹に形成されている。つまり、後壁部２１の前側の面には複数の凸部２２，２２，…及び溝２３が形成されている。これら凸部２２，２２，…は前方へ突出するように形成されている。正面から見て、これら凸部２２，２２，…が隣同士の間に間隔を置いてマトリクス状に配列されているので、網状の溝２３が凸部２２，２２，…の間を埋めるように設けられている。そして、溝２３は、凸部２２，２２，…の前側頂面から後方へ凹むように形成されている。

凸部２２，２２，…の前側頂面に金属反射膜（例えば、銀色の金属蒸着膜、金属スパッタリング膜、金属メッキ膜）２５が成膜され、これによりミラー素子１２，１２，…が凸部２２，２２，…の前側頂面に設けられている。なお、上述のようにミラー素子１２，１２，…が凹状の曲面に沿って配列されているので、凸部２２，２２，…の前側頂面もその凹状の曲面に沿って配列されている。

凸部２２，２２，…の間は空間としての溝２３であり、これにより非反射部１３が設けられている。溝２３の側面（凸部２２の周面）及び底面が暗色（例えば、黒色）である。例えば、溝２３の側面及び底面が暗色塗装（例えば、黒色塗装）若しくはＡＲ（Anti Reflection）コートされ、又は本体部２０が暗色（例えば黒色）の樹脂からなる。

本体部２０の前面開口が無色透明又は有色透明なカバー（いわゆるインナーレンズ）によって塞がれてもよいし、そのようなカバーが設けられていなくてもよい。車両用灯具１がヘッドランプである場合、そのようなカバーが設けられていないか、そのカバーが無色透明である。車両用灯具１が信号灯である場合、そのカバーがカラーフィルターとして機能し、そのカバーの色によって車両用灯具１の点灯色を決定づけてもよい。

以上の実施の形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１） 光源４０，４０，…が発光すれば、光がミラー素子１２，１２，…によって前に向けて反射されるので、灯具正面から見るとミラー素子１２，１２，…が輝いて見え、非反射部１３が暗く見える。輝いた部分が格子状に見えるので、暗く見える非反射部１３によって格子模様がくっきり見える。そのため、車両用灯具１のデザイン性が向上して、そのデザインも斬新なものとなる。特に光源４０，４０，…の強度が低く、車両用灯具１が信号灯である場合、輝いた部分が格子状に配列されていることを視認しやすいので、このデザインは有効的である。

（２） 非反射部１３が溝２３であるから、光源４０，４０，…によって発せられた光が非反射部１３において凹曲面１１，１１，…を通過して溝２３内へ進行するから、表面反射が起こりえない。そのため、非反射部１３がより暗く見え、輝いた部分が格子状に配列されているように見えることがより強調される。また、表面反射が起こらないので、ミラー素子１２，１２，…の反射光の配光にも悪影響を与えない。特に、溝２３の底面及び側面が黒色等によって反射防止処理されているから、溝２３内へ進行した光は溝２３の底面及び側面において殆ど反射しないので、非反射部１３がより暗く見えるとともに、ミラー素子１２，１２，…の反射光の配光への影響がより少ない。

（３） 光源４０，４０，…が消灯すれば、灯具正面から見ると、ミラー素子１２，１２，…が格子状の鏡のように見えるうえ、隣同士の格子が離れているように見え、車両用灯具１のデザイン性が向上して、そのデザインも斬新なものとなる。

（４） 非反射部１３が溝２３であるから、立体感又は奥行き感があるように見える。そのため、車両用灯具１のデザイン性が向上し、そのデザインも斬新なものとなる。

（５） 非反射部１３である溝２３がミラー素子１２，１２，…の間に存在するから、或るミラー素子１２によって反射された光の配光を制御できずとも、その配光制御不能な光が溝２３へ進行することによって、配光制御不能な光が灯具全体としての配光に及ぼす影響を抑えることができる。

〔変形例〕
以下、変形例について説明する。以下に説明する変形例は組み合わせて適用してもよい。

（１） 光源４０の設置向きは下向きに限られるものではなく、上向き、左向き、右向き、後ろ向き、右斜め下向き、右斜め下向き、左斜め上向き、左斜め下向き、後ろ斜め上向き、後ろ斜め下向き、後ろ斜め右、後ろ斜め左向きであってもよい。光源４０の設置箇所もリフレクタ１０の上端に限るものではなく、リフレクタ１０の下端、左端、右端等であってもよい。つまり、光源４０の設置向き及び設置位置は、光源４０によって発せられた光がリフレクタ１０の内面によって前方へ反射されるようにしてある。光源４０の設置向き及び設置位置に応じて、ミラー素子１２，１２，…の配列の沿う凹曲面１１の向きを変更することが好ましい。例えば、光源４０の設置向きが上向きであれば、凹曲面１１が光源４０の上から光源４０を覆うように半ドーム状に形作られており、光源４０はその後方から上方にかけて凹曲面１１によって囲われている。

（２） 光源４０の数が単数であってもよい。その場合、ミラー素子１２，１２，…の配列に沿った曲面が複合曲面ではなく、単一の凹曲面１１からなる単一曲面であってもよい。

（３） ミラー素子１２，１２，…の配列に沿った曲面の形状を適宜変更し、ミラー素子１２，１２，…によって反射される光のビームが全体として拡散光又は収束光であってもよい。

（４） 車両用灯具１がすれ違い用前照灯である場合、ミラー素子１２，１２，…の何れかを利用して、そのミラー素子１２による反射光が前斜め上へ配光され、オーバーヘッドサイン用の配光を得るようにしてもよい。

（５） 光源４０が半導体発光素子ではなく、バルブの発光源であってもよい。つまり、バルブがハロゲン電球、白熱電球、放電灯（例えば、高輝度放電灯（ＨＩＤ）、高圧金属蒸気放電灯等）等であり、バルブがハロゲン電球又は白熱電球であれば、光源４０がフィラメント（発光源）であり、バルブが放電灯であれば、光源４０が放電部である。光源４０がバルブの発光源である場合、そのバルブがリフレクタ１０を貫通するようにそのリフレクタ１０に取り付けられ、光源４０がリフレクタ１０の前面の前に配置される。

（６） ミラー素子１２，１２，…が、隣同士の間に間隔を置いて放射状型・環状型の格子状（円網目状）に配列されていてもよい。また、ミラー素子１２，１２，…が、隣同士の間に間隔を置いてハニカム状に配列されていてもよい。

（７） ミラー素子１２，１２，…の配列に沿った面が凹面又は平面であってもよい。

１ 車両用灯具
１０ リフレクタ
１２ ミラー素子
１３ 非反射部
２０ 本体部
２１ 後壁部
２２ 凸部
２３ 溝
４０ 光源

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源によって発せられた光を前方に反射して配光させるリフレクタと、
   を備える車両用灯具において、
   前記リフレクタが、
   前記光源の後ろ側において、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数のミラー素子と、
   正面から見て前記ミラー素子の間を埋めるように前記ミラー素子の間に設けられ、前記光源によって発せられた光を前方へ反射させない非反射部と、
   前面が開口するように箱状、カップ状又は椀状に設けられた本体部と、
   前記本体部の内側の後壁部に前方へ突出するように形成され、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数の凸部と、
   を有し、
   前記非反射部は、正面から見て前記凸部の間を埋めるように設けられ、前記凸部の前側頂面から後方へ凹むように前記後壁部に設けられた溝である
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記溝の側面及び底面が暗色である
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. ヘッドランプ、フォグランプ、デイタイムランニングランプ、コーナリングランプ又は信号灯に利用される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 光源によって発せられた光を前方に反射して、配光させる車両用灯具のリフレクタにおいて、
   前記光源の後ろ側において、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数のミラー素子と、
   正面から見て前記ミラー素子の間を埋めるように前記ミラー素子の間に設けられ、前記光源によって発せられた光を前方へ反射させない非反射部と、
   前面が開口するように箱状、カップ状又は椀状に設けられた本体部と、
   前記本体部の内側の後壁部に前方へ突出するように形成され、正面から見て隣同士の間に間隔を置いて二次元アレイ状に配列された複数の凸部と、
   を備え、
   前記非反射部は、正面から見て前記凸部の間を埋めるように設けられ、前記凸部の前側頂面から後方へ凹むように前記後壁部に設けられた溝である
   ことを特徴とする車両用灯具のリフレクタ。

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