JP6761668B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に発光素子と板状の導光体を用いた車両用灯具に関する。
従来より、ＬＥＤ等の光源と、該光源からの光を制御する板状の導光体とを組み合わせた車両用灯具が提案されている。光源から出射された光は、導光体に入射する。導光体に入射した光は、入射面、反射面等の導光体の構成要素により反射、屈折、散乱等に供され、所定の出射面より出射する。これにより、車両外に居る者からは導光体全体が発光しているように見える。
特開２０１４−１６７８７９号公報
上記のような導光体を用いた車両用灯具では、灯具の正面方向だけでなく、灯具側方にも光を照射できることが望ましい。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、灯具正面方向に加えて灯具側方にも光を照射できる車両用灯具を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光源と、所定の延出方向に延出し、光源からの光を後面から入射して内部で導光し、前面から出射する導光体と、を備える。導光体は、後面における光源と対向する部位に形成される正面入射面と、後面における正面入射面の側方に形成される側方入射面と、後面における側方入射面の側方に形成される、側方入射面から入射した光を前面に向けて全反射する反射面と、を含む導光要素を備える。正面入射面と側方入射面との接続部が曲面で形成されている。
導光体は、互いに隣接して配置された第１および第２の導光要素を備えてもよい。第１の導光要素は、第２の導光要素よりも前方に位置しており、第１の導光要素において、正面入射面と第２の導光要素側の側方入射面との接続部が曲面で形成されていてもよい。
第２の導光要素において、第１の導光要素側の側方入射面と反射面とが連結面を介してつながれており、連結面は、当該車両用灯具の前後方向に対して略平行であってもよい。
第１の導光要素の第２の導光要素側の一方の反射面の面積は、第１の導光要素の正面入射面を挟んだ他方の反射面の面積よりも小さくてもよい。
曲面の曲率は、０．５〜４．０であってもよい。
正面入射面は、該正面入射面を形成するために用いられる金型の入れ子の端部に対応する部分に後方に突出する段部を備えてもよい。
本発明によれば、灯具正面方向に加えて灯具側方にも光を照射できる車両用灯具を提供できる。
本発明の実施形態に係る車両用灯具の一部の概略水平断面図である。 灯具ユニットの平面図である。 図２に示す灯具ユニットのＡ−Ａ断面図である。 車両用灯具の要部拡大図である。 導光体を金型で形成する様子を示す図である。 図２に示す導光体のＢ−Ｂ断面図である。 図６に示す導光体のＣ−Ｃ断面図である。 図６に示す導光体のＤ−Ｄ断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の一部の概略水平断面図である。車両用灯具１０は、例えば車両前部に搭載されるターンシグナルランプ、クリアランスランプ、デイタイムランニングランプとして用いることができる。また、車両用灯具１０は、車両後部の標識灯、例えば、ターンシグナルランプ、テールランプ、ストップランプとしても用いることができる。
図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明なカバー１４とを備える。ランプボディ１２およびカバー１４は、灯室１６を形成している。カバー１４は、車両の形状に倣って、車両右側から車両左側にかけて後方にスラントしている。灯室１６内には、灯具ユニット１１が配置されている。
図２は、灯具ユニット１１の平面図である。図３は、図２に示す灯具ユニット１１のＡ−Ａ断面図（垂直断面図）である。
図１乃至図３に示すように、灯具ユニット１１は、複数のＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０を搭載する基板２１と、ＬＥＤ２０の前方に位置する板状の導光体２２とを備える。
ＬＥＤ２０は、発光面が灯具前方を向くように、すなわち光軸Ａｘが灯具の前後方向と平行になるように基板２１上に配置されている。図１に示すように、基板２１はランプボディ１２の底面上に配置され、ＬＥＤ２０に対して電流を供給する。
導光体２２は、所定の延出方向に延出し、ＬＥＤ２０からの光を後面２２ａから入射して内部で導光し、前面２２ｂから出射するものである。導光体２２は、アクリルなどの透明樹脂を押出成形することにより形成される。導光体２２は、一体に形成された複数の導光要素２３から成る。これらの導光要素２３は、カバー１４の形状に倣い、右側から左側にかけて後方に傾斜する方向に隣接して配置されている。各導光要素２３は同様の形状を有し、各導光要素２３に対して１つのＬＥＤ２０が配置されている。各導光要素２３は、隣接する導光要素２３と連結されている。
図４は、車両用灯具１０の要部拡大図である。図４を参照して導光体２２の構成について詳細に説明する。
図４には、導光体２２の２つの導光要素２３が図示されている。ここでは、右側の導光要素を第１導光要素２３Ａと呼び、左側の導光要素を第２導光要素２３Ｂと呼ぶ。第１導光要素２３Ａおよび第２導光要素２３Ｂは、互いに隣接して配置されている。図４に示すように、第１導光要素２３Ａは、第２導光要素２３Ｂよりも前方に位置している。
各導光要素２３の後面２２ａには、ＬＥＤ２０からの光を導光要素内部に入射するための入射部２６が設けられている。入射部２６は、正面入射面２４と、左側方入射面２５Ｌと、右側方入射面２５Ｒとから成る。
正面入射面２４は、後面２２ａにおけるＬＥＤ２０と対向する部位に形成される。正面入射面２４は、ＬＥＤ２０の光軸Ａｘ上に位置する。正面入射面２４には、ＬＥＤ２０から出射する光のうち比較的出射角の小さい光が入射する。正面入射面２４は、その水平断面および垂直断面形状が凸曲線状に形成されている。正面入射面２４から導光要素内に入射する光は、正面入射面２４で屈折した後、導光要素内を前面２２ｂに向かって進み、前面２２ｂから出射する（図３および図４の光線Ｌ１参照）。
左側方入射面２５Ｌは、後面２２ａにおける正面入射面２４の左側方に形成される。右側方入射面２５Ｒは、後面２２ａにおける正面入射面２４の右側方に形成される。右側方入射面２５Ｒおよび左側方入射面２５Ｌには、ＬＥＤ２０から出射する光のうち比較的出射角の大きな光が入射する。
各導光要素２３における左側方入射面２５Ｌの左側方には、左側方入射面２５Ｌから導光要素内に入射した光を前面２２ｂに向けて全反射（内面反射）する左反射面２６Ｌが形成されている。左反射面２６Ｌで全反射した光は、導光要素内を通って前面２２ｂから灯具正面方向に向かって出射する（図４の光線Ｌ２参照）。
各導光要素２３における右側方入射面２５Ｒの右側方には、右側方入射面２５Ｒから導光要素内に入射した光を前面２２ｂに向けて全反射（内面反射）する右反射面２６Ｒが形成されている。右反射面２６Ｒで全反射した光は、導光要素内を通って前面２２ｂから灯具正面方向に向かって出射する（図４の光線Ｌ３参照）。
図１乃至図４に示すように、導光体２２の前面２２ｂには、出射光を拡散するために複数のステップ２７が形成されていてもよい。
図４に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０においては、正面入射面２４と一方の側方入射面との接続部２８が曲面で形成されている。隣接する第１導光要素２３Ａと第２導光要素２３Ｂの関係で説明すると、第２導光要素２３Ｂよりも前方に位置する第１導光要素２３Ａにおいて、正面入射面２４と第２導光要素２３Ｂ側の側方入射面（ここでは左側方入射面２５Ｌ）との接続部２８が曲面で形成されている。接続部２８の曲面の曲率は、０．５〜４．０であってよい。
本実施形態に係る車両用灯具１０においては、このように接続部２８を曲面で形成したことにより、ＬＥＤ２０から接続部２８に入射して導光要素内を通った光を、前面２２ｂから灯具側方に向かって出射させることができる（図４の光線Ｌ４参照）。灯具正面方向だけでなく、灯具側方にも光を照射できるため、側方の視認性を向上した車両用灯具を実現できる。
また、本実施形態に係る車両用灯具１０においては、第１導光要素２３Ａの第２導光要素２３Ｂ側の一方の反射面（ここでは左反射面２６Ｌ）の面積は、第１導光要素２３Ａの正面入射面２４を挟んだ他方の反射面（ここでは右反射面２６Ｒ）の面積よりも小さくなっている。このように構成したことにより、ＬＥＤ２０から接続部２８に入射した光は、一方の反射面（左反射面２６Ｌ）に入射し難くなるため、前面２２ｂから灯具側方に出射する光を増やすことができる（図４の光線Ｌ５参照）。図４の光線Ｌ５は、仮に左反射面２６Ｌを右反射面２６Ｒと同等の大きさとした場合、左反射面２６Ｌで全反射して灯具正面方向に出射されることに留意されたい。
さらに、本実施形態に係る車両用灯具１０では、第２導光要素２３Ｂにおいて、第１導光要素２３Ａ側の側方入射面（ここでは右側方入射面２５Ｒ）と反射面（ここでは右反射面２６Ｒ）とが連結面２９を介してつながれている。この連結面２９は、車両用灯具１０の前後方向に対して略平行に形成されている。このように、右側方入射面２５Ｒと右反射面２６Ｒをつなぐ連結面２９を設けた場合、右側方入射面２５Ｒと右反射面２６Ｒを直接つないだ場合と比較して、隣接する導光要素間の距離を小さくすることができる。隣接する導光要素間の距離が大きい場合、導光要素間が暗くなりがちであるが、本実施形態のように隣接する導光要素間の距離を小さくすることにより、均一発光性を向上することができる。
図５は、導光体２２を金型で形成する様子を示す。図５に示すように、導光体２２は、キャビティ側金型５０、コア側金型５２および入れ子５４を用いて形成される。入れ子５４は、導光体２２の正面入射面２４を成形するために用いられる。灯具に要求される光学特性を満たすために、正面入射面２４には高い加工精度が要求される。良質の金型材質を用いて入れ子５４を形成することにより、正面入射面２４の加工精度を向上できる。
導光体２２を成形する際には、まずキャビティ側金型５０、コア側金型５２および入れ子５４を合わせたときに形成される空洞にアクリルなどの透明樹脂を注入する。空洞内に注入した透明樹脂が冷却固化した後、キャビティ側金型５０をコア側金型５２から離すと、コア側金型５２に導光体２２が張り付く。その後、入れ子５４を突き出すことにより、コア側金型５２から導光体２２を取り外すことができる。
図５には、入れ子５４の端部周辺を拡大した図が示されている。図５の拡大図に示すように、導光体２２の正面入射面２４は、入れ子５４の端部５４ａに対応する部分に、後方に突出する段部２４ａを備える。仮に正面入射面２４がこのような段部２４ａを備えていない場合、入れ子５４の端部５４ａは非常に薄くなるため、端部５４ａに割れや欠けが生じるなど、入れ子５４の強度が低下するおそれがある。本実施形態のように、正面入射面２４が段部２４ａを備えている場合、入れ子５４の端部５４ａが薄くなるのを避けることができるため、入れ子５４の強度を向上できる。端部５４ａの大きさおよび形状は、光学特性に与える影響が最小限となるように設計することが望ましい。
図６は、図２に示す導光体２２のＢ−Ｂ断面図（垂直断面図）である。図７は、図６に示す導光体２２のＣ−Ｃ断面図（水平断面図）である。図８は、図６に示す導光体２２のＤ−Ｄ断面図（水平断面図）である。
本実施形態に係る導光体２２の後面２２ａには、互いに隣接する２つの導光要素２３（上記と同様に右側の導光要素を第１導光要素２３Ａ、左側の導光要素を第２導光要素２３Ｂとする）の間に急峻な溝６０が形成されている。図６は、この溝６０の部分の垂直断面図となっている。溝６０は、第１導光要素２３Ａの左反射面２６Ｌの一部と第２導光要素２３Ｂの右反射面２６Ｒの一部とを形成している。
図６に示すように、溝６０の下端には後方に突出する段部６１が形成されている。段部６１は、図８に示すように、第１導光要素２３Ａの左反射面２６Ｌと、第２導光要素２３Ｂの右反射面２６Ｒとを橋渡しするように形成されている。段部６１から外れた部分の断面である図７と段部６１の断面である図８を比較すると、図８に示す溝６０は、段部６１の存在により、図７に示す溝６０よりも浅くなっている。
この段部６１は、第１導光要素２３Ａの左反射面２６Ｌと、第２導光要素２３Ｂの右反射面２６Ｒの歪みを防止して光学特性を向上する目的で形成されている。上述したように、導光体２２は金型によって形成される空洞に透明樹脂を注入し、該透明樹脂を冷却固化することにより形成される。ここで、透明樹脂が冷却固化するときには、導光体２２の金型に近い部分（すなわち導光体２２の周縁部分）から固化が始まり、導光体２２の金型から離れた部分（すなわち導光体２２の中央部分）が遅れて固化する。透明樹脂が液体から固体に固化するときには収縮するので、導光体２２の中央部分が遅れて固化する際に、導光体２２の周縁部分から中央部分に向かって応力が発生する。図７には、溝６０の周辺に発生する応力Ｓのイメージを示す。溝６０の周辺に発生する応力Ｓは、溝６０の幅を広げるように発生し、この応力Ｓにより、第１導光要素２３Ａの左反射面２６Ｌと、第２導光要素２３Ｂの右反射面２６Ｒが歪み、所望の光学特性を満たすことができないおそれがある。
本実施形態に係る導光体２２では、第１導光要素２３Ａの左反射面２６Ｌと第２導光要素２３Ｂの右反射面２６Ｒとを橋渡しする段部６１を形成することで、溝６０の周辺に発生する応力Ｓによる反射面の歪みを防止または少なくとも抑制できるので、所望の光学特性を達成することができる。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
例えば、上述の実施形態では、光源としてＬＥＤを例示したが、光源はＬＥＤに限定されず、例えばＬＤ（レーザダイオード）や有機ＥＬであってもよい。
１０ 車両用灯具、 １１ 灯具ユニット、 １２ ランプボディ、 １４ カバー、 １６ 灯室、 ２０ ＬＥＤ、 ２１ 基板、 ２２ 導光体、 ２３ 導光要素、 ２３Ａ 第１導光要素、 ２３Ｂ 第２導光要素、 ２４ 正面入射面、 ２５Ｌ 左側方入射面、 ２５Ｒ 右側方入射面、 ２６Ｌ 左反射面、 ２６Ｒ 右反射面、 ２８ 接続部、 ２９ 連結面、 ５４ 入れ子。

Claims (5)

  1. 光源と、
    所定の延出方向に延出し、前記光源からの光を後面から入射して内部で導光し、前面から出射する導光体と、
    を備える車両用灯具であって、
    前記導光体は、互いに隣接して配置された第１導光要素および第２導光要素を備え、
    前記第１導光要素および前記第２導光要素は、それぞれ、
    前記後面における前記光源と対向する部位に形成される正面入射面と、
    前記後面における前記正面入射面の側方に形成される側方入射面と、
    前記後面における前記側方入射面の側方に形成される、前記側方入射面から入射した光を全反射する反射面と、
    前記反射面で全反射した光を当該車両用灯具の前方に向けて出射する前記前面と、
    を含み、
    前記第１導光要素は、前記第２導光要素よりも前方に位置しており、
    前記第１導光要素において、前記正面入射面と前記第２導光要素側の側方入射面との接続部が曲面で形成されており、
    前記第１導光要素に設けられた前記接続部に入射した光が、前記導光体内を進んで前記第２導光要素に設けられた前記前面から当該車両用灯具の側方に向かって出射されることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第２導光要素において、前記第１導光要素側の側方入射面と反射面とが連結面を介してつながれており、
    前記連結面は、当該車両用灯具の前後方向に対して略平行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. 前記第１導光要素の前記第２導光要素側の一方の反射面の面積は、前記第１導光要素の前記正面入射面を挟んだ他方の反射面の面積よりも小さい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。
  4. 前記曲面の曲率は、０．５〜４．０であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
  5. 前記正面入射面は、該正面入射面を形成するために用いられる金型の入れ子の端部に対応する部分に後方に突出する段部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
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