JP6829973B2 - 灯具ユニット - Google Patents

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本発明は、導光体を用いた灯具ユニットに関するものであり、灯具ユニットは車両用灯具の一部を構成する。
従来、この種の灯具ユニットとしては、例えば、特許文献1で開示されたものがある。
特許文献1で開示された灯具ユニットは、クリアランスランプとしてヘッドランプ(灯具)に内蔵されている。
クリアランスランプ80は図14にあるように、断面が円形状の導光棒で構成された第1導光体81の一端部から所定の長さの導光部83を経た分岐部84において、断面が円形状の導光棒で構成された第2導光体82が前記第1導光体81と分岐して延在している。
第1導光体81及び第2導光体82の夫々には、第1導光体81と第2導光体82との分岐方向に直交する方向の一方の側に、短手方向に延びるプリズムが長手方向に複数並設されてなる第1反射面81a及び第2反射面82aが形成されている。
第1導光体81と第2導光体82との間には、第1導光体81と第2導光体82とを一体的に繋ぐ平板状導光板85が形成され、第1導光体81と第2導光体82との分岐部84の付け根部分には透孔86が設けられている。換言すると、透孔86は、第1導光体81、第2導光体82及び平板状導光板85によって囲まれるように形成されている。
そこで、第1導光体81の一端部の端面近傍に配置された発光素子87から発せられた光は、第1導光体81の一端部の端面から導光部83に入射して導光部83内を導光されて分岐部84で第1導光体81及び第2導光体82に分岐される。この場合、透孔86は、分岐部84における光の分岐の漏洩損失を抑制して光の分岐を効率的に行う。
第1導光体81及び第2導光体82に分岐された光は、第1導光体81内及び第2導光体82内を内部反射を繰り返しながら夫々の端部側に向かって導光され、第1導光体81内及び第2導光体82内を導光中の光の一部が夫々の反射面81a、82aで反射されて反射面81a、82aに対向する側の面から外部に向けて出射されると共に、第1導光体81内及び第2導光体82内を導光中の光の一部が平板状導光板85内を導光されて平板状導光板85に施されたシボ加工を有する光出射面から外部に向けて出射され、同時に平板状導光板85の一端面からエッジ光として外部に向けて出射される。
特開2014−7014号公報
ところで、上記構成からなるクリアランスランプ80は、第1導光体81及び第2導光体82を導光する光の一部を平板状導光板85の導光に振り分けている。そのために第1導光体81及び第2導光体82の夫々から外部に向けて出射される光の出射光量が減少して第1導光体81及び第2導光体82の夫々から明るい出射光を得ることが難しい。
また、平板状導光部85においても、平板状導光部85内を導光する光が、第1導光体81及び第2導光体82を導光する光の一部が振り分けられたものである。そのため、光の振り分け時に平板状導光部85に向かわない光が生じて光の利用効率が低下し、平板状導光部85から外部に向けて出射される光の出射光量が少なくなって明るい出射光を得ることが難しい。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、並設された2つの棒状導光部が板状導光部で一体的に繋がった構成からなる導光体において、棒状導光部及び板状導光部の夫々から高輝度で且つ輝度ムラの少ない出射光を得ることにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、第1棒状導光部と、第2棒状導光部と、前記2つの棒状導光部の間を一体的に繋ぐ板状導光部と、を含む導光体と、前記第1棒状導光部の端面近傍に配置された第1光源と、前記第2棒状導光部の端面近傍に配置された第2光源と、前記第1棒状導光部の全域を視認できないように覆うエクステンションと、を備えた車両用灯具に用いられる灯具ユニットにおいて、前記第1棒状導光部は、第1レンズカットを含み、前記第2棒状導光部は、第2レンズカットと、棒状出射面と、を含み、前記板状導光部は、第3レンズカットと、縁に形成された入射部と、面状出射面と、を含み、前記第1棒状導光部は、前記第2棒状導光部よりも車両内側且つ前記第2棒状導光部より車両後方側に形成され、前記第1棒状導光部から前記第2棒状導光部へと向かう前記板状導光部は、水平断面において、前記第2棒状導光部の前後方向に延びる中心軸に対して斜め後方に延在し、前記第1レンズカットは、前記板状導光部が延びる側と反対側の領域に配置され、前記第1光源から出射された光を前記板状導光部の前記入射部に向けて反射させ、前記第2レンズカットは、前記第2光源から出射された光を前記棒状出射面に向けて反射させ、前記板状導光部は、前記第1棒状導光部からの一方の光を前記面状出射面に向けて反射させ、前記第1棒状導光部からの他方の光を前記第2棒状導光部側に向けて導光させることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項に記載された発明は、請求項1において、前記第1レンズカット及び第2レンズカットは、夫々前記第1棒状導光部及び前記第2棒状導光部の長手方向に沿って形成され、前記第3レンズカットは、前記第1棒状導光部から前記第2棒状導光部に向かって延びるように形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項に記載された発明は、請求項1又は2において、前記第2棒状導光部及び前記板状導光部の少なくとも一部は、前記エクステンションに覆われていないこと特徴とするものである。
本発明によれば、第1棒状導光部に、第1光源から発せられて第1棒状導光部内を導光された光を板状導光部側に向けるレンズカットを設け、板状導光部に、第1棒状導光部から導光された光を板状導光部の光出射面側に向ける複数の線状のレンズカットを設け、第2棒状導光部に、第2光源から発せられて第2棒状導光部内を導光された光を第2棒状導光部の光出射領域側に向けるレンズカットを設けた。
これにより、第1光源から発せられた光によって板状導光部から複数の線状光が得られ、第2光源から発せられた光によって第2棒状導光部から棒状光が得られる。その結果、板状導光部及び棒状導光部の夫々からは、高輝度で且つ輝度ムラの少ない出射光によって線状光及び棒状光を得ることができる。
本発明に係る実施形態の灯具ユニットを組み込んだ車両用灯具を、車両に搭載した状態で水平面で切断したときの断面図である。 本発明に係る実施形態の灯具ユニットの正面図である。 図2のA−A断面図である。 図2のB−B部分断面図である。 図2のC−C部分断面図である。 図2のD−D部分断面図である。 灯具ユニットを構成するLED光源近傍の部分詳細図である。 灯具ユニットの光路説明図である。 灯具ユニットをエクステンションの開口を通して見た正面図である。 光源点灯時に、車両の片側に配置された灯具に組み込まれた灯具ユニットからの出射光で得られる出光パターンの説明図である。 光源点灯時に、車両の両側に配置された灯具に組み込まれた灯具ユニットからの出射光で得られる出光パターンの説明図である。 灯具ユニットを構成する導光体の板状導光部の配置方向を説明する説明図である。 板状導光部に形成するレンズカットと第1棒状導光体に形成するレンズカットとの位置関係を示す説明図である。 従来例の説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図13を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
図1は、本発明に係る実施形態の灯具ユニットを組み込んだ車両用灯具を、車両に搭載した状態で水平面で切断したときの断面図である。
車両用灯具(以下、「灯具」と略称する)50は、不透明樹脂からなり一端開口を有するハウジング51と、透明樹脂からなりハウジング51の開口を塞ぐように該ハウジング51に装着されたアウターレンズ52とによって灯室53が形成され、灯室53内に灯具ユニット1、不透明樹脂からなるエクステンション54及び遮蔽板55が収容されている。
エクステンション54は灯具ユニット1の前方に位置して、正面視において灯具ユニット1を構成する後述の導光体2の一部を部分的に隠している。また、遮蔽板55は灯具ユニット1の後方に位置して、正面視において灯具ユニット1を構成する後述する導光体2を通して奥側に位置するハウシング51が見えないように隠しており、これにより、特に昼間時の見栄えの向上を図っている。
次に、灯具50の灯室53内に収容される灯具ユニット1について詳細に説明する。図2は本発明に係る実施形態の灯具ユニットの正面図、図3は図2のA−A断面図、図4は図2のB−B部分断面図、図5は図2のC−C部分断面図、図6は図2のD−D部分断面図、図7は灯具ユニットを構成するLED光源近傍の部分詳細図である。
なお、本実施形態の灯具ユニットは、車両用灯具に組み込まれてフロントポジションランプとしての機能を有している。
本発明の灯具ユニット1は、例えばアクリル樹脂等の透明材料で形成されると共に、互いに向かい合って並んで延びる2本の棒状の導光部(以下、「棒状導光部」と呼称する)10、20が1枚の板状の導光部(以下、「板状導光部」と呼称する)30で一体的に繋がって形成された導光体2と、2本の棒状導光部10、20の夫々の一端面近傍に配置されたLED光源(以下、LEDと略称する)3(3a、3b)とを備えている。
板状導光部30は、前方側に凸状に湾曲した自由曲面で構成されており、その両縁部に第1棒状導光部10及び第2棒状導光部20からなる2本の棒状導光部の夫々が、板状導光部30の自由曲面に沿って自由曲線状に延在している。
第1棒状導光部10及び第2棒状導光部20の2本の棒状導光部のうち、一方の側の第1棒状導光部10は、その外周面の、板状導光部30が延びる側と反対側(第1棒状導光部の直径方向の反対側)の領域にレンズカット11が施されている。このレンズカット11は、第1棒状導光部10の延在方向に略直交する方向に沿って延びる複数の三角柱11aとV溝11bが、第1棒状導光部10の延在方向に沿って交互に略平行に並設された形状を有している(図4参照)。
他方の側の第2棒状導光部20は、その外周面の後方側領域にレンズカット21が施されている。このレンズカット21は、第2棒状導光部20の延在方向に略直交する方向に沿って延びる複数の三角柱21aとV溝21bが、第2棒状導光部20の延在方向に沿って交互に略平行に並設された形状を有している(図5参照)。
板状導光部30は、後方側の面に、第1棒状導光部10から第2棒状導光部20(あるいは、第2棒状導光部20から第1棒状導光部10)に向かう複数のレンズカット31が所定の幅及び間隔で線状に施されている。このレンズカット31は、各レンズカット31毎に、夫々の線状方向に略直交する方向に沿って延びる複数の三角柱31aとV溝31bが、レンズカット31の線状方向に沿って交互に略平行に並設された形状を有している(図6参照)。また、板状導光部30と第1棒状導光部10とは一体的に形成されているが、便宜上、板状導光部30と第1棒状導光部10との境界部分を、板状導光部30の入射部33と称する。
そこで、図7に示すように、第1棒状導光部10の一端面近傍に配置された第1LED3aから発せられてその一端面(光入射面)13から第1棒状導光部10に入射した光L1は、図8に示すように、第1棒状導光部10内を内部反射(全反射)を繰り返しながら対向する他端部側に向けて導光され、その導光途中でレンズカット11の面に到達した光の一部が板状導光部30側に向けて内部反射してその反射光が第1棒状導光部10内を導光され、入射部33を介して板状導光部30に入射する。
そして、板状導光部30に入射した光は、板状導光部30内を内部反射を繰り返しながら第1棒状導光部10に対向する第2棒状導光部20側に向けて導光され、その導光途中でレンズカット31の面に到達した光の一部がレンズカット31が形成された面と反対側の前面(光出射面)32に向けて内部反射してその反射光が板状導光部30内を導光されて光出射面32から外部に向けて出射される。
換言すると、導光体2の板状導光部30からは、第1LED3aから発せられて第1棒状導光部10及び板状導光部30を順次導光された光が、板状導光部30に形成された複数の線状のレンズカット31で反射されてその反射光が複数の線状の光として出射される。
一方、図7に示すように、第2棒状導光部20の一端面近傍に配置された第2LED3bから発せられてその一端面(光入射面)23から第2棒状導光部20に入射した光L2は、図8に示すように、第2棒状導光部20内を内部反射を繰り返しながら対向する他端部側に向けて導光され、その導光途中でレンズカット21の面に到達した光の一部がレンズカット21の反対側(第2棒状導光部の直径方向の反対側)の前面領域(光出射領域)22に向けて内部反射してその反射光が第2棒状導光部20内を導光されて光出射領域22から外部に向けて出射される。
換言すると、導光体2の第2棒状導光部20からは、第2LED3bから発せられて第2棒状導光部20を導光された光が、第2棒状導光部20に形成されたレンズカット21で反射されてその反射光が棒状の光として出射される。
したがって、第1LED3a及び第2LED3bの点灯時の灯具ユニットを導光体2の前方方向から見ると、導光体2の第2棒状導光部20から棒状の光が観視され、板状導光部30からは第1棒状導光部10と第2棒状導光部の間を延びる複数の線状の光が観視される。
この場合、第1棒状導光部10からは直接外部に出射される光はほとんどないが、多少の漏れ光があるとその漏れ光が灯具ユニットの見栄えを損なう恐れがある。そのため、灯具50に組み込む場合は、図9に示すように、第1棒状導光部10の全体と板状導光部30の一部を不透明なエクステンション54によって隠した構成が採られ、エクステンション54の開口54aから第2棒状導光部2の全体と板状導光部30の大部分が視認できる。
これにより、LED光源の点灯時にエクステンション54の開口54aからは、図10にあるような、第2棒状導光部20からの出射光によって形成された、斜め縦方向に延びる1本の棒状光25と、板状導光部30からの出射光によって形成された、棒状光25に向かってほぼ水平方向に延びる複数の線状光35が観視される。換言すれば観察者は、板状導光部30の棒状光25を発光させている第1棒状導光部10を視認することができないため、あたかも棒状光25が自ら発光しているかのように感じることが出来る。
なお、上記灯具ユニットは上述したように、車両の両側に配置される灯具(フロントポジションランプ)の一方の側の灯具に組み込まれる灯具ユニットの構成を示している。そのため、上記構成の灯具ユニットとほぼ左右線対称の構成からなる灯具ユニットを車両の他方の側の灯具に組み込むことにより、図11に示すように、車両の両外側に位置する2つの第2棒状導光部20の夫々からの出射光によって形成された、車両の両外側に斜め縦方向に延びる2本の棒状光25と、2つの第2棒状導光部20の内側に位置する2つの板状導光部30の夫々からの出射光によって形成された、2本の棒状光25の間をほぼ水平方向に延びる複数の線状光35が観視される。その結果、フロントポジションランプの機能に沿った斬新なデザインの表示を得ることができる。
ところで、図12に示すように、第1棒状導光部10は、前記第2棒状導光部20よりも後方に形成され、尚且つ第1棒状導光部10から第2棒状導光部20へと向かう板状導光部30延在方向は、第2棒状導光部の前後方向に延びる中心軸に対して斜め後方から接している。詳細には、板状導光部30の延在方向は、第2棒状導光部20の前後方向に延びる略中心軸Xに対する面方向Yαのなす角度αが90°以下の角度になるように設定されている。それに対して、第2棒状導光部20の略中心軸Xに対する板状導光部30の面方向Yβのなす角βを90°よりも大きい角度に設定すると、第2棒状導光部20内を導光してレンズカット21で反射された光の一部が板状導光部30に向かうことにより第2棒状導光部20からの出射光として寄与しないものとなる。
そのため、第2棒状導光部20の略中心軸Xに対する板状導光部30の面方向Yαのなす角αを90°以下とすることにより、第2棒状導光部20内を導光してレンズカット21で反射された光が板状導光部30に向かうのを抑制して第2棒状導光部20からの出射光の出射効率を高めている。
また、板状導光部30に形成された複数の線状のレンズカット31は、第1棒状導光部10及び第2棒状導光部20の夫々の延在方向に対して斜め方向に向かって延びおり、板状導光部30を第1棒状導光部10側から見ると、板状導光部30に形成された複数の線状のレンズカット31が互いに重なり合って切れ目なく連続的に見える。
そのため、第1棒状導光部10内を導光されてレンズカット11で板状導光部30に向けて反射された光は、第1棒状導光部10の全長に亘って板状導光部30のいずれかのレンズカット31に到達して線状光の形成に有効に効率的に寄与するものとなる。
一方、板状導光部30を第1棒状導光部10側から見たときに図13に示すように、板状導光部30に形成された複数の線状のレンズカット31が重なり合わないように形成された場合、第1棒状導光部10の、レンズカット31に対応する近傍領域(M)のみにレンズカット11を設けてそれ以外の領域(N)はレンズカットを設けない構成とすることも可能である。
これにより、第1棒状導光部10から板状導光部30に向かう光を板状導光部30のレンズカット31の部分に部分的に集中することができて、光利用効率の向上によって明るい線状光を得ることができる。
なお、第1棒状導光部10に形成されたレンズカット11は、必ずしも三角柱11aとV溝11bとの組み合わせカットに限られるものではなく、例えば断面形状が略円弧状の複数のシリンドリカルレンズからなるレンズカットなど、第1棒状導光部10内を導光された光を効率よく板状導光板30の方向に向けることができるレンズカットであればよい。
また、第2棒状導光部20に形成されたレンズカット21も、必ずしも三角柱21aとV溝21bとの組み合わせカットに限られるものではなく、例えば断面形状が略円弧状の複数のシリンドリカルレンズからなるレンズカットなど、第2棒状導光部20内を導光された光を効率よく第2棒状導光部20の光出射領域22の方向に向けることができるレンズカットであればよい。
更に、板状導光部30に形成された線状のレンズカット31についても、必ずしも三角柱31aとV溝31bとの組み合わせカットに限られるものではなく、例えば断面形状が略円弧状の複数のシリンドリカルレンズからなるレンズカットなど、第1棒状導光部10内を経て板状導光部30内を導光された光を効率よく板状導光部30の光出射面32の方向に向けることができるレンズカットであればよい。
なお、上記レンズカット11、21、31は、いずれも表面に微細なシボ加工を施すことも可能である。これにより、レンズカット面による内部反射光に対してシボ面による光の拡散によって輝度分布の均一性を図ることができる。
特に、板状導光部30のレンズカット31は、レンズカット自体をシボ加工によって形成したものでもよい。これにより、板状導光部30から輝度ムラの少ない線状光を得ることができる。
以上のように、灯具に組み込まれる本発明の灯具ユニットは、第1棒状導光部10に、光源の第1LED3aから発せられて第1棒状導光部10内を導光された光を板状導光部30側に向けるレンズカット11を設け、板状導光部30に、第1棒状導光部10から導光された光を板状導光部30の光出射面32側に向ける複数の線状のレンズカット31を設け、第2棒状導光部20に、光源の第2LED3bから発せられて第2棒状導光部20内を導光された光を第2棒状導光部20の光出射面領域22側に向けるレンズカット21を設けた。
これにより、第1LED3aから発せられて第1棒状導光部10を経て板状導光部30を導光されて該板状導光部30から出射した光によって複数の線状光が形成され、第2LED3bから発せられて第2棒状導光部20を導光されて該第2棒状導光部20から出射した光によって棒状光が形成される。その結果、板状導光部30及び第2棒状導光部20の夫々からは、高輝度で且つ輝度ムラの少ない出射光によって線状光及び棒状光を得ることができる。
なお、板状導光部30は上記自由曲面以外に平面で構成してもよい。同様に、板状導光部30の両縁部に延在する第1棒状導光部10及び第2棒状導光部20の夫々は上記自由曲線以外に直線で構成してもよい。更に、板状導光部30に形成されるレンズカット31は、幅、間隔及び形状等の仕様を適宜自由に設定することができる。
これにより、板状導光部30、第1棒状導光部10及び第2棒状導光部20の夫々からはデザインの自由度の高い出光パターンを得ることができる。
なお、本発明の灯具ユニットは、実施形態に記載したフロントポジションランプだけでなく、リアコンビネーションランプ、ターンシグナルランプ等としても利用することが出来る。換言すれば、利用用途としては車両前方と車両後方のどちらにも組み込まれうる灯具ユニットである。そのため、以上の説明で使用した「前」、「後」、「左右」、等の方向を示す用語は、灯具ユニットから出射される光の投光方向前方側を「前」、光の投光方向後方側を「後」、光の投光方向の左右側を「左右」として解釈されたい。換言すれば、フロントポジションランプ等の車両前方側に組み込まれる灯具として用いる場合には、「前」、「後」、「左右」、はそれぞれ、「車両前方方向」、「車両後方方向」、「車幅方向」を意味する。また、リアコンビネーションランプ等の車両後方側に組み込まれる灯具として用いる場合には、「前」、「後」、「左右」、はそれぞれ、「車両後方方向」、「車両前方方向」、「車幅方向」を意味する。
1… 灯具ユニット
2… 導光体
3… LED光源
3a… 第1LED(第1光源)
3b… 第2LED(第2光源)
10… 第1棒状導光部
11… (第1)レンズカット
11a… 三角柱
11b… V溝
13… 一端面(光入射面)
20… 第2棒状導光部
21… (第2)レンズカット
21a… 三角柱
21b… V溝
22… 前面領域(棒状出射面)
23… 一端面(光入射面)
25… 棒状光
30… 板状導光部
31… (第3)レンズカット
31a… 三角柱
31b… V溝
32… 前面(面状出射面)
33… 入射部
35… 線状光
50… 車両用灯具
51… ハウジング
52… アウターレンズ
53… 灯室
54… エクステンション
54a… 開口
55… 遮蔽板

Claims (3)

  1. 第1棒状導光部と、第2棒状導光部と、前記2つの棒状導光部の間を一体的に繋ぐ板状導光部と、を含む導光体と、
    前記第1棒状導光部の端面近傍に配置された第1光源と、
    前記第2棒状導光部の端面近傍に配置された第2光源と、
    前記第1棒状導光部の全域を視認できないように覆うエクステンションと、
    を備えた車両用灯具に用いられる灯具ユニットにおいて、
    前記第1棒状導光部は、第1レンズカットを含み、
    前記第2棒状導光部は、第2レンズカットと、棒状出射面と、を含み、
    前記板状導光部は、第3レンズカットと、縁に形成された入射部と、面状出射面と、を含み、
    前記第1棒状導光部は、前記第2棒状導光部よりも車両内側且つ前記第2棒状導光部より車両後方側に形成され、
    前記第1棒状導光部から前記第2棒状導光部へと向かう前記板状導光部は、水平断面において、前記第2棒状導光部の前後方向に延びる中心軸に対して斜め後方に延在し、
    前記第1レンズカットは、前記板状導光部が延びる側と反対側の領域に配置され、前記第1光源から出射された光を前記板状導光部の前記入射部に向けて反射させ、
    前記第2レンズカットは、前記第2光源から出射された光を前記棒状出射面に向けて反射させ、
    前記板状導光部は、前記第1棒状導光部からの一方の光を前記面状出射面に向けて反射させ、
    前記第1棒状導光部からの他方の光を前記第2棒状導光部側に向けて導光させることを特徴とする灯具ユニット。
  2. 前記第1レンズカット及び第2レンズカットは、夫々前記第1棒状導光部及び前記第2棒状導光部の長手方向に沿って形成され、
    前記第3レンズカットは、前記第1棒状導光部から前記第2棒状導光部に向かって延びるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の灯具ユニット。
  3. 前記第2棒状導光部及び前記板状導光部の少なくとも一部は、前記エクステンションに覆われていないことを特徴とする請求項1又は2に記載の灯具ユニット。
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