JP6901354B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来より、車両に搭載される車両用灯具として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源と、インナーレンズなどの導光体とを組み合わせたものが知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。

このような車両用灯具では、光源から出射された光を導光体の一端から内部へと入射し、導光体の内部で反射を繰り返しながら、導光体の他端に向けて光を導光させる間に、この導光体の背面（一面）に設けられた複数の反射カットにより光を反射することによって、各反射カットで反射された光を拡散しながら、この導光体の前面（他面）に設けられた発光面を略均一に発光させる。

特開２０１１−１９８５３６号公報

ところで、上述した導光体では、その一端から他端に向けて導光される光の光路長の違いによって、発光面に輝度（発光）ムラが生じることがあった。すなわち、導光体の発光面に輝度（発光）ムラが生じた場合は、発光面のうち、上述した光路長が短い箇所よりも光路長が長い箇所の方が相対的に暗くなってしまう。

特に、光源から出射された光を導光体に設けられた分岐部で分岐した後、導光体の一方側及び他方側に向けて光を導光させる場合、分岐部から一方側と他方側とに向けて導光される光の光路長の違いによって、輝度（発光）ムラの発生を抑制することが困難となることがあった。

一方、このような輝度（発光）ムラが発生した場合は、発光面の視認性や見栄えが低下してしまう。したがって、発光面の全域を均一に発光させようとした場合は、複数の光源を配置した上で、各光源から出射された光を導光体に入射させなければならない。この場合、光源数が増加することによるコストアップや、複数の光源を配置するスペースを確保したことによる灯体の大型化などの問題が発生してしまう。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、より均一な発光を可能とした車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 複数の光源と、導光体とを備え、前記複数の光源から出射された光を前記複数の光源毎に前記導光体に設けられた複数の入射部から入射し、前記導光体の内部で反射を繰り返しながら、前記複数の光源毎に前記導光体に設けられた複数の分岐部で光を分岐した後、前記導光体の一方側及び他方側に向けて光を導光させながら、前記導光体の外部に光を出射することによって、前記複数の分岐部を挟んだ前記導光体の一方側と他方側との間に亘って設けられた発光部を発光させる車両用灯具であって、
前記分岐部は、当該分岐部に入射した光の一部を前記導光体の一方側に向けて反射する第１の傾斜面と、当該分岐部に入射した光の一部を前記導光体の他方側に向けて反射する第２の傾斜面とを有し、
前記分岐部に入射する光のうち、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが、前記第１の傾斜面から前記発光部の一端まで導光される第１の光の光路長と、前記第２の傾斜面から前記発光部の他端まで導光される第２の光の光路長との差に応じて調整されており、
前記複数の分岐部のうち少なくとも２つは、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが、互いに異なるように設けられていることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕 前記分岐部は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが互いに逆向きに傾斜した状態で突き合わされた溝部を有し、
前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との突き合わせ位置を前記分岐部の中心軸に対して偏倚させることによって、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが調整されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕 前記分岐部は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との何れか一方の傾斜面と突き合わされた状態で、何れか他方の傾斜面と同じ向きに傾斜した第３の傾斜面を有し、
前記導光体の内部で導光される光の一部を前記第３の傾斜面と前記他方の傾斜面との間で透過させることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕 前記導光体は、前記複数の入射部及び前記複数の分岐部が設けられることによって、前記発光部が全体として環状に発光する構成を有することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔５〕 前記発光部が発光する側から前記導光体を平面視したときに、前記複数の入射部が前記発光部よりも内側に設けられていることを特徴とする前記〔４〕に記載の車両用灯具。

以上のように、本発明によれば、より均一な発光を可能とした車両用灯具を提供することが可能である。

本発明の一実施形態による車両用灯具の概略構成を示す正面図である。 図１に示す車両用灯具が備える導光体の一部を拡大して示す斜視図である。 図１に示す車両用灯具が備える導光体の分岐部の構成を示す断面図である。 導光体の分岐部における光の配分を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本発明の一実施形態として、例えば図１〜図３に示す車両用灯具１について説明する。
なお、図１は、車両用灯具１の概略構成を示す正面図である。図２は、車両用灯具１が備える導光体３の一部を拡大して示す斜視図である。図３は、車両用灯具１が備える導光体３の分岐部７の構成を示す断面図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用灯具の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用灯具１の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用灯具１は、例えば、車両（図示せず。）の後端側の両コーナー部（本実施形態では左後端側のコーナー部）に搭載されるリアコンビネーションランプに本発明を適用したものである。

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を正面（車両後方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。したがって、車両を正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向とは、前後左右を逆にした方向となっている。

具体的に、このリアコンビネーションランプは、図１及び図２に示すように、本実施形態の車両用灯具１を構成する灯体（図示せず。）の内部に、赤色発光するテールランプＴＬ及びブレーキランプＢＲＬと、白色発光するバックランプＢＫＬと、橙色発光するウィンカーランプＷＬとを一体に配置した構成を有している。

このうち、本発明が適用されたテールランプＴＬは、複数の光源２と、各光源２からの光を導光させる環状の導光体３とを備えている。複数の光源２は、導光体３を正面（車両後方）側から見たときに、導光体３よりも内側に位置するように配置されている。導光体３は、ブレーキランプＢＲＬ、バックランプＢＫＬ及びウィンカーＷＬの周囲を囲むように配置されている。

複数の光源２は、赤色光（以下、単に光という。）Ｌを発するチップＬＥＤ（ＳＭＤＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力（高輝度）タイプのものを使用している。各光源２は、このチップＬＥＤが発する光Ｌを後方（車両前方）に向けて放射状に出射する。また、各光源２は、１つの基板（図示せず。）に実装された構成となっている。この場合、導光体３を正面（車両後方）側から見たときに、基板によって複数の光源２が直視されることを防ぐことが可能である。

導光体３は、全体として断面視で略円形状且つ平面視で丸みを帯びた略矩形環状の透光性部材からなる。導光体３には、例えばポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。

導光体３は、複数の光源２から出射された光Ｌが各々入射する複数の入射部４と、複数の光源２からの光Ｌにより環状に発光する発光部５と、複数の入射部４と発光部５との各間を連結する複数の連結部６と、複数の連結部６と発光部５との各間で分岐された複数の分岐部７とを有している。このうち、複数の入射部４及び連結部６は、発光部５が発光する側（正面側）から導光体３を平面視したときに、発光部５よりも内側に設けられている。

テールランプＴＬでは、各光源２から出射された光Ｌを各入射部４から入射し、各連結部６の内部で導光される光Ｌを各分岐部７で分岐した後、各分岐部７を挟んだ発光部５の一方側及び他方側に向けて光Ｌを導光させる。そして、発光部５の内部で光Ｌを導光させる間に、導光体３の背面（一面）３ａ側に設けられた複数の反射カット８で反射された光Ｌを導光体３の延長方向に沿った面である前面（他面）３ｂ側から外部へと出射することによって、発光部５を略均一に発光させる。

複数の反射カット８は、導光体３の背面３ａにおいて、この導光体３の軸線方向と直交する方向に切り欠く溝部が導光体３の軸線方向に並ぶことによって構成されている。また、本実施形態では、複数の反射カット８の隣り合う間隔が等しくなっている。一方、複数の反射カット８は、発光部５を略均一に発光させるため、この発光部５の形状に合わせて、導光体３の前面３ｂ側から出射される光Ｌの拡散度合いを制御してもよい。具体的には、発光部５において、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の進行方向の手前側から奥側に向かって、複数の反射カット８の隣り合う間隔が漸次狭くなっていてもよい。

複数の入射部４は、各連結部６の一端（先端）側に位置して、各入射部４に対向して配置される光源２からの光Ｌを連結部８の内部へと入射する入射面により構成されている。具体的に、この入射部４は、光源２と対向する位置に、第１の集光入射面４ａと、第２の集光入射面４ｂと、集光反射面４ｃとを有している。第１の集光入射面４ａは、入射部４の中心部から前方に向かって凸となる自由曲面（非球面）により構成されている。第２の集光入射面４ｂは、第１の集光入射面４ａの周囲を囲む位置から前方に突出した部分の略円筒状の内周面により構成されている。集光反射面４ｃは、第１の集光入射面４ａの周囲を囲む位置から前方に突出した部分の略截頭円錐状の外周面により構成されている。

入射部４では、光源２から出射された光Ｌのうち、第１の集光入射面４ａから入射した光Ｌを光軸寄りに集光させる。一方、第２の集光入射面４ｂから入射した光Ｌを集光反射面４ｃで反射（全反射）させることによって、光軸寄りに集光させる。これにより、入射部４では、光源２から放射状に出射された光Ｌが平行化した状態で連結部６（導光体３）の内部へと入射するように構成されている。

複数の連結部６は、各入射部４から後方に向かって延長され、且つ、各分岐部７に向かって略直角に折り曲げられた形状を有している。また、複数の連結部６は、隣り合う連結部６の間を連結するリテーナー６ａによって保定されている。入射部４から入射した光Ｌは、連結部６の折り曲げ部分に設けられた反射面６ｂで反射された後、分岐部７に向かって導光される。

複数の分岐部７は、図２及び図３に示すように、当該分岐部７に入射した光Ｌの一部を発光部５（導光体３）の一方側に向けて反射する第１の傾斜面７ａと、当該分岐部７に入射した光Ｌの一部を発光部５（導光体３）の他方側に向けて反射する第２の傾斜面７ｂとを有している。また、分岐部７は、これら第１の傾斜面７ａと第２の傾斜面７ｂとが互いに逆向きに傾斜した状態で突き合わされた溝部９を有している。

分岐部７では、この分岐部７に入射する光Ｌのうち、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、第１の傾斜面７ａから発光部５の一端まで導光される第１の光Ｌ１の光路長と、第２の傾斜面７ｂから発光部５の他端まで導光される第２の光Ｌ２の光路長との差に応じて調整されている。

具体的には、第１の光Ｌ１の光路長と第２の光Ｌ２の光路長とのうち、光路長が長くなる方の傾斜面に入射する光の割合が、光路長が短くなる方の傾斜面に入射する光の割合よりも大きくなるように調整する。

なお、第１の傾斜面７ａから第１の光Ｌ１が導光される発光部５の一端と、第２の傾斜面７ｂから第２の光Ｌ２が導光される発光部５の他端とは、光Ｌが入射する分岐部７に対して隣り合う一方（第１の傾斜面７ａ側）の分岐部７と、他方（第２の傾斜面７ｂ側）の分岐部７とに対応する。また、第１の光Ｌ１の光路長と第２の光Ｌ２の光路長とは、これら隣り合う分岐部７の間の距離に相当する。

また、これら発光部５の一端及び他端は、必ずしも分岐部７である必要はなく、分岐部７から互いに逆向きに導光される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との終端部であればよい。例えば、導光体３の鋭角となる角部では、光の導光が遮断されるため、この導光体３の角部を発光部５の一端又は他端としてもよい。

ここで、導光体３の分岐部７における光Ｌの配分について、図４を参照しながら説明する。なお、図４は、導光体３の分岐部７における光Ｌの配分を説明するため図であり、（ａ）は、光Ｌの配分がＬ１：Ｌ２＝８：２の場合を示す断面図である。（ｂ）は、光Ｌの配分がＬ１：Ｌ２＝６：４の場合を示す断面図である。

本実施形態の車両用灯具１では、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第１の傾斜面７ａと第２の傾斜面７ａとの突き合わせ位置Ｔを分岐部７の中心軸Ｓに対して偏倚させることによって、分岐部７に入射する光Ｌのうち、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが調整されている。

具体的に、図４（ａ）に示す場合は、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、８：２となるように、中心軸Ｓに対する突き合わせ位置Ｔが調整されている。一方、図４（ｂ）に示す場合は、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、６：４となるように、中心軸Ｓに対する突き合わせ位置Ｔが調整されている。

なお、本実施形態の車両用灯具１では、分岐部７において、Ｌ１：Ｌ２＝５：５や、Ｌ１：Ｌ２＝１０：０、Ｌ１：Ｌ２＝０：１０となるように、中心軸Ｓに対する突き合わせ位置Ｔを調整することも可能である。

また、本実施形態の車両用灯具１では、図３に示すように、複数の分岐部７のうち、一部の分岐部７Ａについて、第１の傾斜面７ａと第２の傾斜面７ｂとの何れか一方の傾斜面（本実施形態では第２の傾斜面７ｂ）と突き合わされた状態で、何れか他方の傾斜面（本実施形態では第１の傾斜面７ａ）と同じ向きに傾斜した第３の傾斜面７ｃを有した構成となっている。すなわち、第３の傾斜面７ｃと第１の傾斜面７ａ（他方の傾斜面）とは、空気層Ｋを挟んで互いに平行に対向して配置されている。

この構成の場合、発光部５（導光体３）の内部で導光される光Ｌの一部（本実施形態では第１の光Ｌ１）を第３の傾斜面７ｃと第１の傾斜面７ａ（他方の傾斜面）との間で透過させることができる。

発光部５は、導光体３の前面３ｂ側において平面視で丸みを帯びた略矩形環状の発光面を構成している。発光部５では、各分岐部７の第１の傾斜反射面７ａで反射された光Ｌ１及び第２の傾斜反射面７ｂで反射された光Ｌ２が、この発光部５の内部で導光される間に、背面３ａ側の複数の反射カット８で反射された光Ｌが前面３ｂ側から導光体３の外部へと出射される。これにより、発光部５を環状に発光させることができる。

ところで、本実施形態の車両用灯具１において、複数の入射部４、連結部６及び分岐部７は、ブレーキランプＢＲＬ側（導光体３の下部側）に偏在して設けられている。したがって、発光部５を略均一に発光させるためには、各光源２から出射された光ＬをバックランプＢＫＬ及びウィンカーランプＷＬ側（導光体３の上部側）まで効率良く導光させる必要がある。

これに対して、本実施形態の車両用灯具１では、上述した分岐部７に入射する光Ｌのうち、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、第１の傾斜面７ａから発光部５の一端まで導光される第１の光Ｌ１の光路長と、第２の傾斜面７ｂから発光部５の他端まで導光される第２の光Ｌ２の光路長との差に応じて調整されている。また、複数の分岐部７のうち少なくとも２つは、第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、互いに異なるように設けられている。

例えば、図２に示す２つの分岐部７Ａ，７Ｂのうち、上部側の分岐部７Ａでは、その上部側の第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、その下部側の第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、１０：０となるように設定されている。一方、下部側の分岐部７Ｂでは、その上部側の第１の傾斜面７ａに入射する第１の光Ｌ１の割合と、その下部側の第２の傾斜面７ｂに入射する第２の光Ｌ２の割合とが、５：５となるように設定されている。

すなわち、本実施形態の車両用灯具１では、発光部５を略均一に発光させるため、第１の傾斜面７ａから発光部５の一端まで導光される第１の光Ｌ１の光路長と、第２の傾斜面７ｂから発光部５の他端まで導光される第２の光Ｌ２の光路長との差に応じて、各光Ｌ１，Ｌ２の割合を振り分けている。

これにより、本実施形態の車両用灯具１では、各分岐部７を挟んだ発光部５の一方側と他方側とに向けて導光される光Ｌ１，Ｌ２の光路長の違いによる輝度（発光）ムラの発生を抑制しながら、発光部５をより均一に発光させることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記車両用灯具１では、実際の車両のデザイン等に合わせて、上記導光体３の形状などを適宜変更することが可能である。例えば、上記導光体３は環状に構成されたものとなっているが、このような構成に限らず、分岐部７から枝分かれ状に構成されたものであってもよい。

また、上記実施形態では、上述したリアコンビネーションランプに本発明を適用した場合を例示したが、リアコンビネーションランプを構成する場合、上述した構成の他にも、例えば、アウターレンズやリフレクター、エクステンションなどの他の部材と組み合わせることが可能である。

また、本発明が適用される車両用灯具については、上述したリア側の車両用灯具に限らず、フロント側の車両用灯具に本発明を適用することも可能である。さらに、本発明が適用される車両用灯具については、上述したテールランプＴＬに限らず、光源と、導光体とを備え、光源から出射された光を導光体に設けられた入射部から入射し、導光体の内部で反射を繰り返しながら、導光体に設けられた分岐部で分岐された後、導光体の一方側及び他方側に向けて光を導光させると共に、導光体に設けられた複数の反射カットで反射された光を導光体の外部に出射することによって、分岐部を挟んだ導光体の一方側と他方側との間に亘って設けられた発光部を発光させる車両用灯具に対して本発明を幅広く適用することが可能である。

また、上記光源２については、光Ｌを放射状に出射するものであればよく、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、発光素子が発する光の色については、上述した白色光に限らず、赤色光や橙色光など、その光源２の用途に応じて適宜変更することも可能である。

１…車両用灯具 ２…光源 ３…導光体 ４…入射部 ５…発光部 ６…連結部 ７…分岐部 ７ａ…第１の傾斜面 ７ｂ…第２の傾斜面 ７ｃ…第３の傾斜面 ８…反射カット ９…溝部 ＴＬ…テールランプ ＢＲＬ…ブレーキランプ ＢＫＬ…バックランプ ＷＬ…ウィンカーランプ Ｌ…光 Ｌ１…第１の光 Ｌ２…第２の光

Claims (5)

1. 複数の光源と、導光体とを備え、前記複数の光源から出射された光を前記導光体に設けられた複数の入射部から入射し、前記導光体の内部で反射を繰り返しながら、前記複数の光源毎に前記導光体に設けられた分岐部で光を分岐した後、前記導光体の一方側及び他方側に向けて光を導光させながら、前記導光体の外部に光を出射することによって、前記複数の分岐部を挟んだ前記導光体の一方側と他方側との間に亘って設けられた発光部を発光させる車両用灯具であって、
   前記分岐部は、当該分岐部に入射した光の一部を前記導光体の一方側に向けて反射する第１の傾斜面と、当該分岐部に入射した光の一部を前記導光体の他方側に向けて反射する第２の傾斜面とを有し、
   前記分岐部に入射する光のうち、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが、前記第１の傾斜面から前記発光部の一端まで導光される第１の光の光路長と、前記第２の傾斜面から前記発光部の他端まで導光される第２の光の光路長との差に応じて調整されており、
   前記複数の分岐部のうち少なくとも２つは、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが、互いに異なるように設けられていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記分岐部は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが互いに逆向きに傾斜した状態で突き合わされた溝部を有し、
   前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との突き合わせ位置を前記分岐部の中心軸に対して偏倚させることによって、前記第１の傾斜面に入射する第１の光の割合と、前記第２の傾斜面に入射する第２の光の割合とが調整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. 前記分岐部は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との何れか一方の傾斜面と突き合わされた状態で、何れか他方の傾斜面と同じ向きに傾斜した第３の傾斜面を有し、
   前記導光体の内部で導光される光の一部を前記第３の傾斜面と前記他方の傾斜面との間で透過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。
4. 前記導光体は、前記複数の入射部及び前記複数の分岐部が設けられることによって、前記発光部が全体として環状に発光する構成を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記発光部が発光する側から前記導光体を平面視したときに、前記複数の入射部が前記発光部よりも内側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。

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