JP7002275B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は自動車等の車両の灯具に関し、特に蓄光を利用して灯具の意匠効果を高めた車両用灯具に関するものである。

自動車等の車両のランプにおいて、蓄光材を利用して灯具の意匠効果を改善する技術が提案されている。特許文献１には、ランプを囲むように装飾用リングを配設して当該ランプの外観上の見栄えを改善し、意匠効果を高める技術が提案されている。この装飾用リングは、透明部材で形成した基板部を備え、この基板部の表面に蓄光塗料を塗布した構成である。この蓄光塗料が発光することにより、装飾用リングが発光状態となり、ランプの意匠効果を高めるというものである。

また、特許文献２には、ランプの一部に光を導光する導光部を設け、この導光部の後端面に蓄光材を塗布する技術が提案されている。蓄光材に蓄光した光を発光してランプ周囲を照明することにより、ランプの消灯時における光源の取り替え作業等を容易に行うことが可能とされている。

実用新案登録第３１２４５３８号公報 特許第４６１６７９５号公報

特許文献１の技術は、基板部の表面、すなわちランプの前方から見た正面に蓄光塗料が塗布されている。一般に蓄光塗料は白色、黄白色、緑白色等の有色塗料で構成されているので、装飾用リングの基板部はこれらの色彩を有する部材として観察されることになる。そのため、基板部を透明部材で構成しても、その透明感が失われ、意匠効果が低下されてしまう。

特許文献２の技術は、光源の取り替え時におけるランプ周囲の照明を目的としているため、ランプの意匠効果を高めることは難しい。また、仮に意匠効果を高める目的で構成した場合でも、導光部の後端面に蓄光材を塗布した技術であるので、ランプの前方から導光部を透かして蓄光材が観察されることになる。したがって、特許文献１の場合と同様に、導光部は蓄光材の色を有する部材として観察されることになり意匠効果が低下されてしまう。

本発明の目的は、蓄光体を設けた構成において、蓄光体が外部から観察されないようにすることで意匠効果を高めた車両用灯具を提供するものである。

本発明は、光源と、前記光源から出射された光を灯具の前方に向けられた第１の面から出射させる透光体とを備える車両用灯具であって、前記透光体は前記第１の面に交差する第２の面を有し、当該第２の面に対面して蓄光体が設けられ、さらに当該蓄光体が灯具の前方から観察されることがないように遮蔽する遮蔽部材を備えている。例えば、第２の面は、前記第１の面に直交する面で構成されている。また、蓄光体は第２の面に接していてもよく、あるいは間隙をおいて対面配置されてもよい。

本発明の第１の形態は、前記透光体は光源から出射された光を導光する断面形状が矩形をした導光体であり、当該矩形の一つの辺に対応する面が灯具の前方に向けられて前記第１の面として構成され、当該第１の面に隣接する面が第２の面として構成される。

本発明の第２の形態は、ランプハウジング内に少なくとも１つのランプユニットが配設されており、前記透光体は当該ランプユニットの投影レンズであり、当該投影レンズの前面が第１の面として構成され、当該投影レンズの周面が前記第２の面として構成される。

本発明によれば、透光体の第２の面、すなわち前面に交差する面に対面して蓄光体が設けられるので、蓄光体により透光体を発光状態にして灯具の意匠効果を高める一方で、蓄光体が灯具の前方に露見されることによる意匠効果の低下が防止できる。

本発明を自動車のヘッドランプに適用した実施形態１の正面図。 図１のII－II線に沿う縦断面図。 ランプユニットの図１のIII－III線に沿う縦断面図。 実施形態１のランプユニットの要部の拡大斜視図。 導光体における光の透光状態を示す導光体の一部の正面図と横断面図。 実施形態２の正面図。 図６のVII－VII線に沿う縦断面図。 実施形態２の投影レンズの要部の拡大縦断面図。 実施形態２の変形例の投影レンズの要部の拡大縦断面図。

（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した自動車の左ヘッドランプＨＬの正面図である。図１に示すように、自動車の車体左前部に装備される左ヘッドランプＨＬのランプハウジング１内にプロジェクター型のランプユニット２が内装されている。このランプユニット２は、ハイビーム配光とロービーム配光の切り替えが可能である。なお、図示しない右ヘッドランプは、左ヘッドランプＨＬと左右対称に形成されており、基本的な構造はほぼ同じである。

前記ランプハウジング１内には、ランプユニット２の左右両側（以下、前後、左右、上下については自動車及び図１のヘッドランプを基準にしている）の領域から下側の領域にわたってほぼＵ字状をした導光体３が延設されている。この導光体３は、ここではクリアランスランプ、あるいは昼間時に点灯するデイライトランニングランプとして機能することが可能である。

前記ランプハウジング１内には、前記ランプユニット２と導光体３を除く領域が露呈されることを防止するために、これらの領域を遮蔽して、ヘッドランプＨＬの外観上の意匠効果を高めるための疑似反射鏡として構成されるエクステンション４が配設されている。

図２は図１のII－II線に沿うヘッドランプＨＬの縦断面図であり、図３は図１のIII－III線に沿うランプユニット２の縦断面図である。前記ランプハウジング１は、ランプボディ１１と、透光部材からなる前面カバー１２を有している。前記ランプユニット２と導光体３は、図示を省略する支持部材により前記ランプボディ１１に支持されている。

前記ランプユニット２は、前記ランプボディ１１に固定支持されてヒートシンクを兼ねるユニットベース２１を備えており、このユニットベース２１の上面に光源としてのＬＥＤ２２が搭載されている。また、このＬＥＤ２２の上方を覆うようにドーム状のリフレクタ２３が前記ユニットベース２１に取り付けられている。さらに、このリフレクタ２３の前方位置に投影レンズ２４が配置されており、当該投影レンズ２４は円周部２４１においてレンズホルダー２５により保持された状態で前記ユニットベース２１に取り付けられている。

また、前記ユニットベース２１には、投影レンズ２４の後方位置に可変シェード２６が配設されている。この可変シェード２６の詳細は省略するが、一体的に設けられているアクチュエータによりシェードが移動制御され、このシェードの移動位置の変化により投影レンズ２４に入射される光を制限し、ハイビーム配光とロービーム配光を切り替えることが可能とされている。

このランプユニット２は、ヘッドランプＨＬの点灯時にＬＥＤ２２が発光される。ＬＥＤ２２から出射された光はリフレクタ２３で反射され、可変シェード２６によりその一部が遮光された上で投影レンズ２４に入射され、投影レンズ２４を透過して自動車の前方に照射される。このとき、可変シェード２６での遮光領域の切り替えにより、ロービーム配光とハイビーム配光に制御される。

前記導光体３は、透光性のある樹脂、あるいはガラスにより形成されており、前記したようにランプユニット２の左右両側から下側の領域にわたって延長されたほぼＵ字状に形成されている。図４は当該導光体３の一端部の拡大斜視図であり、図５（ａ），（ｂ）は前記導光体３の正面図と横断面図（水平断面図）である。導光体３は、断面形状が矩形、ここではランプ前面側から見て横長の長方形に形成され、ランプ前方に向けられている第１の面、すなわち導光体３の前面３ａがヘッドランプＨＬの前方に向けられている。

前記導光体３のランプ後方に向けられている後面３ｃには光を反射する光反射素子３１、例えば、いわゆる点刻と称する微小凹部等からなる多数の反射ステップや、シボ加工あるいは粗面加工のような微細ステップ形成されている。

前記導光体３の第２の面、すなわち前記前面３ａと交差する方向、ここでは前面３ａと直交する外側面３ｂに、蓄光材が塗布された膜状の蓄光体５が形成されている。この蓄光体５は、光が照射されたときに光を蓄光し、かつ蓄光した光を表面から出射して発光することが可能であり、一般には白色、黄白色、緑白色を呈している。この蓄光体５は、テープ状に形成された蓄光テープを導光体の外側面３ｂに貼り付けるようにしてもよい。

あるいは、蓄光体５は、図示は省略するが、ヘッドランプＨＬの内側に向けられている導光体３の内側面３ｄに形成されてもよく、外側面３ｂと内側面３ｄの両側面に形成されてもよい。この内側面３ｄも第１の面としての前面３ａと交差している。いずれの構成の場合でも、蓄光体５はヘッドランプＨＬの側方に向けられているので、ヘッドランプＨＬの前方に露呈され難い状態にある。また、実施形態１では、これに加えて前記エクステンション４によって遮蔽されることにより、前方に露呈されないようになっている。

前記導光体３の湾曲した延長方向の両端の各端面３ｉには、それぞれ補助光源６が対向配設されている。この補助光源６は前記ランプハウジング１に内装支持された基板６１を有し、この基板６１に補助ＬＥＤ６２が搭載されている。この補助ＬＥＤ６２が発光したときに出射される光が導光体３の各端面３ｉに入射される。なお、前記した光反射素子３１は、この補助ＬＥＤ６２の光が入射される端面３ｉには形成されていない。

実施形態１のヘッドランプＨＬによれば、補助ＬＥＤ６２を発光させると、補助ＬＥＤ６２から出射された光は、図５（ａ）に示すように、導光体３の両端面３ｉから導光体３の内部に入射される。入射された光は導光体３で内面反射を繰り返しながら後面３ｃに設けた光反射素子３１により前方に向けて反射され、導光体３の前面３ａから前方に向けて出射される。これにより、導光体３の前面３ａが発光され、ほぼＵ字状の発光面を有するクリアランスランプあるいはデイライトランニングランプとして機能させることができる。

補助ＬＥＤ６２が発光して導光体３が発光状態を呈しているときには、図５に実線矢印で示すように、補助ＬＥＤ６２から導光体３に入射されてその内部を導光される光は、導光体３の外側面３ｂに投射されたときに、当該外側面３ｂに形成されている蓄光体５に照射され、蓄光体５に蓄光される。

そして、補助ＬＥＤ６２が消灯されたときには、図５に破線矢印で示すように、蓄光体５に蓄光された光は蓄光体５から出射され、導光体３の外側面３ｂから内部に入射される。入射された光の一部は導光体３を透過して前面３ａから出射される。また、他の一部の光は導光体３の後面３ｃの光反射素子３１により反射された上で前面３ａから出射される。これにより、導光体３は恰も発光して点灯状態にあるような疑似点灯の状態となり、ヘッドランプＨＬの意匠効果を高めることができる。

ここで、補助ＬＥＤ６２が消灯されたとき、あるいは導光体３が疑似点灯していない状態のときに、ヘッドランプＨＬを前方から観察すると、蓄光体５は前記したように白色、黄白色、緑白色のような有色を呈しているが、蓄光体５は導光体３の前面３ａに対して直角方向の外側面３ｂに形成されているので、ヘッドランプＨＬの前方から直接観察され難い。さらにこれに加えてエクステンション４によって遮蔽されているので、ヘッドランプＨＬの前方から直接観察されることはない。これにより、導光体３は透明感のある外観となり、意匠効果が向上される。

また、導光体３の内部反射によって蓄光体５が導光体３の前面３ａを透して観察されることがあるが、蓄光体５が形成されている外側面３ｂは前面３ａに対して直角に交わるので、導光体３の内部における当該前面３ａでの全反射が生じ易く、当該前面３ｂを透して観察される蓄光体５はごく一部である。したがって、導光体３を観察したときに、蓄光体５が有色物体として観察されることはなく、ヘッドランプＨＬの意匠効果に影響を与えることは殆どない。

なお、図５に示すように、導光体３の外側面３ｂ、すなわち蓄光体５を塗布している面にしぼ加工や粗面加工等の光拡散素子３２を形成しておけば、蓄光体５から出射された光は拡散状態で導光体３に入射される。したがって、導光体３の前面３ａから出射される光も拡散状態となり、当該前面３ａの全領域において均一な明るさでの発光状態となる。また、このようにすることで、蓄光体５が導光体３の前面３ａを透して観察され難くなる。

ここで、蓄光体５を形成している導光体３の外側面３ｂと、当該導光体３の前面３ａとがなす角度（図５（ｂ）のθ）を直角（９０度）以上の角度、例えば、（直角）＋（導光体３の臨界角）以上の角度となるように導光体３を形成すると、導光体３の内部における前面３ａでの全反射がさらに生じ易くなり、前面３ａを透して蓄光体５がより観察され難くなる。なお、このようにしても、蓄光体５から導光体３に入射される光は光拡散素子３２により拡散されるので、導光体３の前面３ａにおいて全反射されることは少なく、好適な導光体での疑似点灯が行われる。

なお、前記したように導光体３の内側面３ｄ、すなわちランプユニット２の周面に沿った側の面３ｄに蓄光体を形成した場合には、当該蓄光体はランプユニット２の陰になって遮蔽された状態となり、ヘッドランプＨＬの前方から直接観察されることはない。

実施形態１では、ランプユニット２の点灯、非点灯にかかわらず、導光体３を点灯あるいは疑似点灯とすることができる。また、ランプユニット２が点灯しているときに、ＬＥＤ２２から出射された光の一部を導光体３に入射させるように構成してもよい。このようにすれば、ランプユニット２の点灯時に導光体３を透して蓄光体５を蓄光さることができ、蓄光量を増大し、導光体３の疑似点灯時における明るさを高めることができる。

（実施形態２）
図６は実施形態２のヘッドランプＨＬの正面図である。ランプハウジング１内にロービームランプユニット２Ｌとハイビームランプユニット２Ｈが左右に並んで配設されている。図７は図６のVII－VII線に沿うロービームランプユニット２Ｌの縦断面図であり、基本的には実施形態１のランプユニット２と同じ構成であり、等価な部分には同一符号を付してある。このロービームランプユニット２Ｌは、可変シェードは備えておらず、固定シェード２６Ａによりロービーム配光を得るようになっている。また、前記ハイビームランプユニット２Ｈの構造も、リフレクタや投影レンズの構成が一部において相違しているが、ほぼロービームランプユニット２Ｌと同じであり、ハイビーム配光を得るようになっている。

前記ロービームランプユニット２Ｌは、ＬＥＤ２２から出射されて、リフレクタ２３で反射された光を投影レンズ２４の前方に向けられた第１の面、すなわち球面あるいは非球面等の所要の曲面に形成された前面２４ａから出射する。また、この投影レンズ２４は円周部２４１のレンズ光軸方向の寸法が実施形態１の投影レンズ２４よりも大きくされている。図８は投影レンズ２４の円周部２４１の近傍領域を説明するための拡大断面図であり、円周部２４１の光軸方向の寸法を大きくすることにより、当該投影レンズ２４の第２の面、すなわち前記前面２４ａに交差する円周面（外周面）２４ｂはレンズ光軸方向の寸法が実施形態１の投影レンズ２４よりも長く形成されている。

その上で当該投影レンズ２４の円周面２４ｂ、前記したように投影レンズ２４の前面２４ａに交差する面には蓄光材が塗布されて膜状の蓄光体５が形成されている。また、投影レンズ２４は円周部２４１において円環状をしたレンズホルダー２５により前記ベース体２１に支持されている。このレンズホルダー２５は円環状をした円筒部２５ａと、この円筒部２５ａの前端に全円周にわたって延長される前面フランジ部２５ａと、円筒部２５ａの後端に円周方向の複数箇所に内径方向に突出された後面爪部２５ｃを有しており、これらで投影レンズ２４の円周部２４１を保持している。

そして、これら円筒部２５ａと前側フランジ部２５ｂで蓄光体５の前面側と周面側を遮蔽しており、少なくとも蓄光体５がヘッドランプＨＬの前方に露呈されないようになっている。なお、実施形態１と同様にエクステンションが設けられ、このエクステンションによって蓄光体５を遮蔽するようにしてもよい。

前記ハイビームランプユニット２Ｈの構成、特に投影レンズ２４の円周面２４ｂに蓄光体５が形成されている構成はロービームランプユニット２Ｌと同じである。ここで、実施形態２の変形例として、蓄光体５はハイビームランプユニット２Ｈにのみ形成し、ロービームランプユニット２Ｌには蓄光体５を形成しないようにしてもよい。

実施形態２のヘッドランプＨＬは、ロービームランプユニット２Ｌが点灯されると、ロービーム配光での照明が行われる。これに加えてハイビームランプユニット２Ｈが点灯されると、両ランプユニット２Ｌ，２Ｈの配光が重畳されてハイビーム配光での照明が行われる。これら両ランプユニット２Ｌ，２Ｈの少なくとも一方が点灯されたときには、ＬＥＤ２２から出射されて投影レンズ２４に入射される光の大部分は前面２４ａから出射されるが、その一部は、投影レンズ２４の円周面２４ｂにまで導光され、蓄光体５に蓄光される。あるいは、蓄光体５の後面側はレンズホルダー２５の後面爪部２５ｃによって円周方向の複数箇所においてのみ遮光されるので、遮光されない部位においてＬＥＤ２２からの光が直接蓄光されることもあり、効率の良い蓄光が確保される。

ヘッドランプＨＬの消灯時、すなわち両ランプユニット２Ｌ，２Ｈが消灯されたときには、各ランプユニット２Ｌ，２Ｈでは蓄光体５に蓄光された光が出射され、遠周面２４ｂから投影レンズ２４に入射される。入射された光は投影レンズ２４の内部を透過され、投影レンズ２４の前面２４ａから出射される。これにより、各ランプユニット２Ｌ，２Ｈは投影レンズ２４が明るく発光された疑似点灯の状態となり、ヘッドランプＨＬの意匠効果を高めることができる。

ここで、各ランプユニット２Ｌ，２Ｈが非点灯のとき、あるいは疑似点灯していないとき、ヘッドランプＨＬの前方から各ランプユニット２Ｌ，２Ｈを観察しても、投影レンズ２４の円周面２４ｂ及びこれに形成されている蓄光体５は各ランプユニット２Ｌ，２Ｈの前方から見て側方に向けられているので、蓄光体５はヘッドランプＨＬの前方から直接観察され難い。さらに、ここでは蓄光体５はレンズホルダー２５によって遮蔽されているので、蓄光体５がヘッドランプＨＬの前方から直接観察されることはない。

また、蓄光体５は投影レンズ２４の前面２４ａに対し直角な面、換言すればレンズ光軸に沿った方向の円周面２４ｂに形成されているので、投影レンズ２４の前面２４ａを透して蓄光体５が観察されることがあっても、観察される領域はごく一部であり、投影レンズ２４の透明感が損なわれることはなく、ヘッドランプＨＬの意匠効果に影響を与えることは殆どない。

実施形態２においても、図示は省略するが、投影レンズ２４の円周面２４ｂに実施形態１の光拡散素子３２のような光拡散素子を形成することにより、蓄光体５から投影レンズ２４に入射される光を拡散し、投影レンズ２４の前面２４ａが均一な明るさの疑似点灯が行われる。また、前面２４ａと円周面２４ｂのなす角度を投影レンズ２４の臨界角に基づいた角度に形成することにより、投影レンズ２４の前面２４ａを透して蓄光体５が観察されることをより有効に防止できる。

図９は実施形態２の変形例における図８と同様の断面図であり、図８と等価な部分には同一符号を付してある。この変形例では、レンズホルダー２５の前記円筒部２５ａの内周面には所要の厚みを有する蓄光体５が形成されており、この蓄光体５の内周面は投影レンズ２４の円周面２４ｂに対して径方向に所要の間隙（空隙）ｄをおいて対向配置されている。

この変形例では、実施形態２と同様に、ヘッドランプＨＬの点灯時に蓄光体５において蓄光される。また、ヘッドランプＨＬの消灯時に蓄光体５に蓄光された光が出射され、投影レンズ２４に入射されて疑似点灯の状態となり、ヘッドランプＨＬの意匠効果を高めることができる。その他の作用効果についても実施形態２と同じである。

また、この変形例では、蓄光体５と投影レンズ２４の円周面２４ｂとの間に間隙ｄが設けられているので、円周面２４ｂの内面での全反射によって、投影レンズ２４の前面２４ａを透して蓄光体５が観察され難くなる。さらに、蓄光体５はレンズホルダー２５の円筒部２５ａの内周面に形成すればよいので、実施形態２のように投影レンズ２４の円周面２４ｂに接した状態で蓄光体５を形成する構成に比較して製造が容易になる。

本発明の実施形態１においては、導光体の断面形状が長方形の場合について説明したが、三角形あるいは五角形以上の多角形断面形状の導光体を用いてもよい。この場合には、導光体の前面（第１の面）とこれに交差する面（第２の面）の角度を適切に設定することにより、疑似点灯に際しての導光体の明るさを向上し、その一方で導光体を透して蓄光体が外部から観察されることを抑制することができる。

本発明の実施形態２においては、投影レンズは正面視で円形に形成されているが、非円形の投影レンズで構成されてもよく、この場合には投影レンズの前面（第１の面）に交差する周縁に沿った外側面（第２の面）に蓄光体が形成されることになる。

ＨＬ ヘッドランプ（車両用灯具）
１ ランプハウジング
２ ランプユニット
３ 導光体（透光体）
３ａ 前面（第１の面）
３ｂ 外側面（第２の面）
４ エクステンション（遮蔽部材）
５ 蓄光体
６ 補助光源
２１ ベース体
２２ ＬＥＤ（光源）
２３ リフレクタ
２４ 投影レンズ（透光体）
２４ａ 前面（第１の面）
２４ｂ 円周面（第２の面）
３１ 光反射素子
３２ 光拡散素子

Claims (6)

1. 光源と、前記光源から出射された光を灯具の前方に向けられた第１の面から出射させる透光体とを備える車両用灯具であって、前記透光体は前記第１の面と交差する第２の面を有し、当該第２の面に対面して蓄光体が設けられ、さらに当該蓄光体が灯具の前方から観察されることがないように遮蔽する遮蔽部材を備えていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第２の面は、前記第１の面に直交する面である請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記蓄光体は前記第２の面に接している請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記蓄光体は前記第２の面に間隙をおいて対向配置されている請求項１又は２に記載の車両用灯具。
5. 前記透光体は光源から出射された光を導光する断面形状が矩形をした導光体であり、当該矩形の一つの辺に対応する面が灯具の前方に向けられて前記第１の面として構成され、当該第１の面に隣接する面が第２の面として構成される請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用灯具。
6. ランプハウジング内に少なくとも１つのランプユニットが配設されており、前記透光体は当該ランプユニットを構成している投影レンズであり、当該投影レンズの前面が前記第１の面として構成され、当該投影レンズの周面が前記第２の面として構成される請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。

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