WO2016104111A1

WO2016104111A1 - 車両用灯具

Info

Publication number: WO2016104111A1
Application number: PCT/JP2015/084182
Authority: WO
Inventors: 昌平金塚
Original assignee: 株式会社小糸製作所
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-06-30
Also published as: JP2016119273A

Abstract

　車両用灯具（１）は、入光部（１４ａ）が設けられた入射導光部（１４）と、第１導光部（１６）と、第２導光部（１８）と、第１導光部（１６）と第２導光部（１８）とを入射導光部（１４）に連結する連結部（２０）とを備える。連結部（２０）の近傍における入射導光部（１４）の延出方向（ｄ１４）と連結部（２０）の近傍における第１導光部（１６）の延出方向（ｄ１６）とによって形成される第１の角度（θ１）は、連結部（２０）の近傍における入射導光部（１４）の延出方向（ｄ１４）と連結部（２０）の近傍における第２導光部（１８）の延出方向（ｄ１８）とによって形成される第２の角度（θ２）よりも小さく、連結部（２０）は、第１導光部（１６）内を進む光を第２導光部（１８）へ導くように構成された切欠（２６）を有し、切欠（２６）は、第２導光部（１８）の延出方向（ｄ１８）と所定の角度で交差する連結部（２０）の面（２４）に形成されている。

Description

車両用灯具

　本発明は、導光体を利用する車両用灯具に関する。

　特許文献１は、二本の導光体と二箇所に配置された光源とを利用して、二股に分岐する線状発光が実現された車両用灯具を開示している。

日本国特許第５５７５５９２号

　しかし、特許文献１に開示された車両用灯具では、分岐する線状発光を実現するために、複数の導光体を設けるとともに、光源を複数の箇所に配置する必要があるため、コスト高となってしまう。

　本発明は、分岐する線状発光の形成に使用される導光体の数および光源の配置箇所数を低減可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

　本発明の一態様の車両用灯具は、
　光を出射する光源と、前記光源から出射された光を導くと共に、当該導かれた光を延出方向に沿った出射面から前方に向けて出射するように構成された導光体と、を備え、
　前記導光体は、
　一端部に前記光源から出射された光が入射する入光部が設けられた柱状の入射導光部と、
　柱状の第１導光部と、
　柱状の第２導光部と、
　前記第１導光部と前記第２導光部とを前記入射導光部に連結する連結部と、を備え、
　前記連結部の近傍における前記入射導光部の延出方向と前記連結部の近傍における前記第１導光部の延出方向とによって形成される第１の角度は、前記連結部の近傍における前記入射導光部の延出方向と前記連結部の近傍における前記第２導光部の延出方向とによって形成される第２の角度よりも小さく、
　前記連結部は、前記第１導光部内を進む光を前記第２導光部へ導くように構成された方向変更要素を有し、
　前記方向変更要素は、前記第２導光部の前記延出方向と所定の角度で交差する前記連結部の面に形成されている。

　上記構成によれば、分岐する線状発光の形成に使用される導光体の数および光源の配置箇所数を低減可能な車両用灯具を提供することができる。特に、１つの導光体と１つの光源の配置箇所によって、分岐する線状発光を実現可能な車両用灯具を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用灯具の右方斜視図である。図１の導光体のＩＩ－ＩＩ断面図である。図１の導光体の上面図である。図２の導光体内を進む光線を示した図である。固定部を含む導光体の正面図である。図５Ａに示す導光体のｂ－ｂ断面図である。図５Ａに示す導光体の右側面図である。第１実施形態の変形例に係る導光体を示す図である。本発明の第２実施形態に係る導光体の拡散反射面を示す図である。第２実施形態に係る導光体の好適な条件を説明するための図である。拡散反射面の変形例を示す図である。拡散反射面の別の変形例を示す図である。拡散反射面のさらに別の変形例を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用灯具１の右方斜視図である。車両用灯具１（以下、単に灯具１という。）は、例えば、前照灯であり、車両正面視右に配置される。以下に記載される前後方向、左右方向、上下方向は、いずれも車両正面視によって規定される方向である。

　灯具１は、車両正面視において略平行四辺形状であり、全体としては車体の流線形状に沿って湾曲しており、灯具１の右部は車両の右側方に回り込む形状に形成されている。灯具１は、ランプボディ２と該ランプボディ２の開口部に取り付けられた透光性の前面カバー４とで画成された灯室を有し、灯室内には、ハイビームランプＡ，ロービームランプＢおよびクリアランスランプＣを有する。ランプＡおよびＢの灯室内前方には、それぞれの出射光の灯具前方への進行を許容する開口部を有する目隠し材のエクステンション６が設けられている。ランプＣ用のエクステンション７については後述する。

　ハイビームランプＡおよびロービームランプＢは、反射型またはプロジェクタ型の灯具ユニットを用いてよく、ここではその種類を問わない。図１に示したハイビームランプＡ及びロービームランプＢは反射型の灯具ユニットであり、光源と反射鏡とで、ハイビームおよびロービーム用の配光パターンを形成する。

　クリアランスランプＣは、ＬＥＤ１０と導光体１２とを備えている。図２は導光体１２のＩＩ－ＩＩ断面図を示す。図３は導光体１２の上面図を示す。

　導光体１２は、入射導光部１４と、第１導光部１６と、第２導光部１８と、連結部２０とを有する。導光体１２は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形することにより形成されている。従って、入射導光部１４と、第１導光部１６と、第２導光部１８と、連結部２０は、射出成形により一体的に形成されている。

　入射導光部１４の一方の端部は、ＬＥＤ１０からの光が入射される入光部１４ａとして構成されている。入射導光部１４の他方の端部は、連結部２０に接続されている。入射導光部１４は、柱状かつ略直線状に形成されており、入光部１４ａが後方に配置され、連結部２０が前方に配置されている（図２、図３参照）。

　連結部２０は、第１導光部１６と第２導光部１８とを入射導光部１４に連結するように構成されており、図２の破線で囲まれた部分である。

　第１導光部１６は、連結部２０から分岐する一方の部分であり、第１導光部１６の一方の端部は連結部２０に接続されている。入射導光部１４内を進む光は連結部２０を介して第１導光部１６に入射する。第１導光部１６は、柱状かつ略直線状に形成されており、連結部２０の位置から、灯具の上辺形状に沿って延出するように配置されている（図１、図３参照）。第１導光部１６の周面における前面側は、光を出射する出射面１６ｂとして構成されている（図３参照）。第１導光部１６の周面における後面側には、第１導光部１６内を進む光を出射面１６ｂに向けて反射する複数の反射ステップ１６ｃが第１導光部１６の延出方向に沿って形成されている（図３参照）。

　第２導光部１８は、連結部２０から分岐する他方の部分である。第２導光部１８の一方の端部は連結部２０に接続されている。入射導光部１４内を進む光は連結部２０を介して第２導光部１８に入射する。第２導光部１８は、柱状かつ略Ｌ字状に形成されており、連結部２０の位置から、灯具の右辺および下辺の形状に沿って延出するように配置されている（図１参照）。第２導光部１８の周面における前面側は、光を出射する出射面１８ｂとして構成されている（図３参照）。第２導光部１８の周面における後面側には、第２導光部１８内を進む光を出射面１８ｂに向けて反射する複数の反射ステップ１８ｃが第２導光部１８の延出方向に沿って形成されている（図２参照）。第１導光部１６および第２導光部１８に形成される反射ステップ１６ｃ、１８ｃは、例えば、所要の間隔で形成された三角柱状の溝である。

　本実施形態では、入射導光部１４、第１導光部１６および第２導光部１８のそれぞれの延出方向（長手方向）に直交する断面形状は略円形状であるが、断面形状は特に限定されず、多角形であってもよい。

　ここで、導光体１２は、第１導光部１６と第２導光部１８の分岐形状に次の特徴を有する。導光体１２は、連結部２０との近傍箇所１４ｅにおける入射導光部１４の延出方向ｄ１４と連結部２０との近傍箇所１６ｅにおける第１導光部１６の延出方向ｄ１６とによって形成される第１の角度θ１は、入射導光部１４の延出方向ｄ１４と連結部２０との近傍箇所１８ｅにおける第２導光部１８の延出方向ｄ１８とによって形成される第１の角度θ２よりも小さく形成されている（図２参照）。

　このような形状の導光体は、入光部（入射導光部１４）が一方の導光部（第１導光部１６）に対し他方の導光部（第２導光部１８）よりも平坦に接続されているため、入光部（入射導光部１４）内を進む光は、一方（第１導光部１６）に進みやすく、他方（第２導光部１８）に進みにくい。

　これに対し、本実施形態の導光体１２では、連結部２０の、第２導光部１８の（連結部近傍１８ｅの）延出方向ｄ１８と対向する面２４に、切欠２６（方向変更要素）が形成されている（図２参照）。なお、図２では、切欠２６により欠損した延出方向ｄ１８と対向する面２４が破線で示されている。

　切欠２６は、連結部２０の延出方向ｄ１８と所定角度で交差する面２４を、略直角三角柱状に切り欠いたもので、その最も鋭角となる箇所が入射導光部１４側に位置するように形成され、その斜辺を含む平面２６１（図４参照）が第２導光部１８側に位置するように形成されている。該平面２６１が形成されたことにより、連結部２０での導光方向が制御される（以下、該平面２６１を制御反射面２６１とする）。また、切欠２６の切欠深さ２６２（図４参照）により、第１導光部１６の連結部近傍１６ｅにおける第１導光部１６の延出方向に直交する方向の断面積１６１は、第１導光部１６の他の部分の同断面積１６２よりも小さい（図４参照）。

　ＬＥＤ１０は、導光体１２に光を供給する光源である。２つのＬＥＤ１０は、入射導光部１４の入光部１４ａの端面に対向した状態で、光源搭載部１１上に配置されている（図４等参照）。

　なお、本実施形態では、２つのＬＥＤ１０が配置されているが、ＬＥＤ１０の数は特に限定されず、例えば、１つのＬＥＤ１０が光源搭載部１１上に配置されてもよい。ＬＥＤ１０の数が１つの場合、ＬＥＤ１０は、入射導光部１４の軸心に対向するように配置されるのが好ましい。ＬＥＤ１０の数が複数個の場合、ＬＥＤ１０の少なくとも１つは、軸心に対向するように配置されるのが好ましい。ただし、ＬＥＤ１０の数が２つの場合は、図４に示すように、ＬＥＤ１０は、軸心を介して上下方向に並列されるのが好ましい。２つのＬＥＤ１０が上下方向に並列されることで、入射導光部１４内を進む光は上下方向に幅を持つこととなり、２つのＬＥＤ１０を軸心を介して左右方向に並列させるよりも、第１導光部１６および第２導光部１８の各々に光が進みやすくなる。また、第１導光部１６に形成される反射ステップ１６ｃは、第１導光部１６の軸心に対して設計されるとともに、第２導光部１８に形成される反射ステップ１８ｃは、第２導光部１８の軸心に対して設計されている。このため、２つのＬＥＤ１０を左右方向に並列した場合、軸心から反射ステップ１６ｃおよび１８ｃまでの光学距離が変化するので、配光に影響するおそれがある。一方、２つのＬＥＤ１０を上下方向に並列することで軸心から各反射ステップまでの光学距離を一定に保つことができる。光源搭載部１１の固定方法については、後述する。なお、本実施形態では、光源としてＬＥＤ１０を用いたが、バルブ等の他の光源を用いてもよい。また、２つのＬＥＤ１０が白色発光するように構成されている場合、導光体１２を、デイタイムランニングランプとして使用することができる。または、２つのＬＥＤ１０のうち一方のＬＥＤ１０が白色発光するように構成されるとともに、他方のＬＥＤ１０がアンバー色発光するように構成されている場合、導光体１２をクリアランスランプ、デイタイムランニングランプ又はターンシグナルランプとして使用することも可能である。

　次に、灯具１の動作について説明する。図４には、導光体１２に入射した光の光線の一部が図示されている。ＬＥＤ１０に電流が供給されると、ＬＥＤ１０から光が出射される。ＬＥＤ１０から出射された光は、入射導光部１４の入光部１４ａより導光体１２内に入射する。入射導光部１４に入射した光は、全反射を繰り返しながら入射導光部１４内を進行した後、連結部２０から第１導光部１６および第２導光部１８に入光する。第１導光部１６に至った光は、第１導光部１６内を進行する間に後面の反射ステップ１６ｃにより出射面１６ｂに向けて反射され、灯具前方へ出射される。一方、連結部２０には切欠２６が形成されているため、入射導光部１４内を進む光のうち、切欠２６の制御反射面２６１で反射された一部は、第２導光部１８に入射するように制御される。第２導光部１８に至った導光は、第２導光部１８内を進行する間に後面の反射ステップ１８ｃにより出射面１８ｂに向けて反射され、灯具前方へ出射される。第１導光部１６には、その延出方向に沿って設けられた反射ステップ１６ｃが形成されているとともに、第２導光部１８には、その延出方向に沿って設けられた反射ステップ１８ｃが形成されている。このため、第１導光部１６の出射面１６ｂと第２導光部１８の出射面１６ｂの略全領域から光を出射することが可能となる。

　以上のように、本実施形態によれば、連結部２０に切欠２６を設けたことにより、切欠２６の制御反射面２６１に入射しなかった光が第１導光部１６に入射する一方、制御反射面２６１で反射された光が第２導光部１８に入射するように制御される。このように、ＬＥＤ１０を一箇所に配置するだけで、分岐する導光部１６，１８に光を均一に入射させることができる。

　また、切欠２６を形成したことにより、第１導光部１６の断面積１６１（入光面積）が小さくなったため、第１導光部１６へ入射する光の光量が抑えられ、第１導光部１６と第２導光部１８に光をより均一に入射させることができる。

　なお、切欠２６（方向変更要素）を設けない場合、第１導光部１６に入射する光の光量と第２導光部１８に入射する光の光量が均一となるためには、第１の角度θ１と第２の角度θ２が略同一となるように導光体１２を形成すればよい。しかし、第１の角度θ１と第２の角度θ２を略同一とする制約下で、第２導光部１８を下方へ分岐させようとすると、第１導光部１６を灯具上辺に沿って直線状に延出させることはできない。この場合、第１導光部１６は、灯具左上方へ延びるように形成される必要があり、第１導光部１６の上方のスペースを拡大させる灯具設計をする必要がある。一方、第１導光部１６と第２導光部１８の各々へ入射する光の光量が不均一となるように導光体１２が形成された場合（第１の角度θ１が第２の角度θ２よりも小さい場合）であっても、切欠２６（方向変更要素）の形状によって第１導光部１６と第２導光部１８の各々へ入射する光の光量を調整することができる。このため、導光体１２の形状のバリエーションを増やすことができ、導光体１２の上方の省スペース化も図ることができる。なお、切欠２６の形状による光量の調整については後述する。

　次に、導光体１２の固定方法について説明する。図５Ａは、固定部１５を含む導光体１２の正面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す導光体１２のｂ－ｂ断面図であり、図５Ｃは、図５Ａに示す導光体１２の右側面図である。導光体１２は、エクステンション７に二箇所、ランプボディ２に一箇所の三点で固定される。

　図５Ａに示すように、導光体１２には、灯具１の左側方に延出する第１導光部１６のもう一方の端部１６ｄと第２導光部１８のもう一方の端部１８ｄとに、第１導光部１６および第２導光部１８の周面における上部から灯具後方に延出する固定部１５が形成されている。固定部１５には係合孔１５ａが形成されている。

　エクステンション７は、その表面にアルミ蒸着処理が施され、図５Ｂに示すように、導光体１２の形状に沿って灯具後方に窪む半円弧状の溝部が形成されている。導光体１２は該溝部に後面側を収容される。エクステンション７は、上記固定部１５が形成された位置と対応する位置に、固定部１５を挿入可能な挿入部７ａが形成されており、かつ挿入部７ａの内周面には、固定部１５の係合孔１５ａに係合可能なフック部７ｂが形成されている。固定部１５が挿入部７ａに挿入されて、係合孔１５ａとフック部７ｂが係合することで、第１導光部１６および第２導光部１８は、エクステンション７に固定される。

　また、図５Ｃに示すように、導光体１２には、入射導光部１４の周面における上部から灯具上方に延出する固定用リブ１７が形成されている。固定用リブ１７にはスクリュ挿入孔が形成され、導光体１２は該固定用リブ１７を介してランプボディ２などへスクリュ固定される。このように、本実施形態の灯具１は、一本の導光体１２で分岐する線状発光を実現できるため、導光体１２の固定箇所は少なくとも３箇所で良い。なお、図５Ｃに示すように、ＬＥＤ１０の光源搭載部１１は、固定用リブ１７から下に懸垂する形態でスクリュ固定されるのも、部品点数の削減となり好ましい。

　（第１実施形態の変形例）
　図６は、第１実施形態の変形例に係る導光体１２を示す。連結部２０（図６において破線で示す）に形成された方向変更要素は、例えば所要のピッチで形成された複数の三角形状の溝である制御反射ステップ２６０であってもよい。制御反射ステップ２６０は、格子状に配置された複数の魚眼ステップでもよい。

　（第２実施形態）
　図７Ａは、本発明の第２実施形態に係る導光体１２の拡散反射面１９を示す。本実施形態において、第１実施形態と同一の要素については、同一の符号を用いてその説明を省略する。第２実施形態では、導光体１２は、方向変更要素（切欠２６）を備えた上で、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅには、第２導光部１８の出射面１８ｂと対向する拡散反射面１９が形成されている。

　本実施形態では、出射面１８ｂと対向する拡散反射面１９に形成されている反射ステップ１８ｃの形状が変更されており、反射ステップ１８ｃの三角柱状の基本ステップにおいて、従来平面に形成されていた反射面１８１が、第２導光部１８の軸心側に窪むラウンド状に形成した曲面となっている。このように、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅにおいて反射ステップ１８ｃが拡散反射面１９に形成されるので、方向変更要素（切欠２６）により第２導光部１８へ入射した光は、連結部近傍１８ｅにおいて拡散反射面１９により拡散される。このため、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅにおける出射光が低減される結果、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅが点光りするのを抑制できる。

　図７Ｂは、拡散反射面１９の好適な条件を説明するための図である。拡散反射面１９は、連結部近傍１６ｅにおける第１導光部１６の延出方向ｄ１６と連結部近傍１８ｅにおける第２導光部１８の延出方向ｄ１８とによって形成される角θ３（導光部の開き角）が３０度～６０度のとき、反射ステップのサイズ１９１を１～２ｍｍ、曲面の拡散Ｒ値を１．０～３．０ｍｍとするのが、点光りの抑制効果の観点から好ましい。

　ここで、導光体１２の分岐形状に応じて、切欠２６（方向変更要素）の形状を設計することも好ましい。本実施形態では、導光部の開き角θ３は略６０度であるが、開き角θ３が小さい場合、切欠２６の制御反射面２６１の面２４からの角度φ（図４参照）も小さくて良い。開き角θ３が大きい場合、切欠２６の制御反射面２６１の角度φも大きいほうが良い。すなわち、導光部の開き角θ３と制御反射面２６１の角度φを略一致させたほうが、第２導光部１８へ光を入射させやすくなり好適である。

　（第２実施形態の変形例）
　次に、第２実施形態の変形例に係る導光体１２について図８Ａ～８Ｃを参照して説明する。図８Ａは、拡散反射面１９の変形例を示す。拡散反射面１９の一部に、反射ステップ１８ｃの間隔よりも広い間隔で形成された変形ステップ１９０が形成されてもよい。第２導光部１８の連結部近傍１８ｅにおけるステップ数を減らすことにより、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅにおける出射光を低減させることができるため、上記と同様に点光りを抑制できる。

　図８Ｂは、拡散反射面１９の別の変形例を示す。図８Ｂは、反射ステップ１８ｃを間引いた状態で、図７に示す反射ステップと図８Ａに示す反射ステップを組合せた変形ステップ１９０を示している。変形ステップ１９０は、曲面に形成しても良い。図８Ｃは、拡散反射面１９のさらに別の変形例を示す。拡散反射面１９に形成された反射ステップに加えて、方向変更要素（切欠２６）側の制御反射面２６１にも、拡散ステップ１９２を形成して良い。例えば、切欠２６の制御反射面２６１は、平面ではなく曲面として形成してもよい。これにより、連結部２０において、光は制御反射面２６１にて反射されるとともに拡散され、第２導光部１８の連結部近傍１８ｅ以外の領域に形成されている反射ステップ１８ｃへ入射する光が増加するため、連結部近傍１８ｅの点光りをいっそう抑制することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。例えば、本実施形態の説明では、導光体１２をクリアランスランプに適用する一例を説明したが、導光体１２は、テールランプ、ストップランプ、ターンシグナルランプ等の標識灯に適用してもよい。

　本出願は、２０１４年１２月２４日に出願された日本国特許出願（特願２０１４－２５９７３３号）に開示された内容を適宜援用する。

Claims

　光を出射する光源と、前記光源から出射された光を導くと共に、当該導かれた光を延出方向に沿った出射面から前方に向けて出射するように構成された導光体と、を備える車両用灯具であって、
　前記導光体は、
　一端部に前記光源から出射された光が入射する入光部が設けられた柱状の入射導光部と、
　柱状の第１導光部と、
　柱状の第２導光部と、
　前記第１導光部と前記第２導光部とを前記入射導光部に連結する連結部と、を備え、
　前記連結部の近傍における前記入射導光部の延出方向と前記連結部の近傍における前記第１導光部の延出方向とによって形成される第１の角度は、前記連結部の近傍における前記入射導光部の延出方向と前記連結部の近傍における前記第２導光部の延出方向とによって形成される第２の角度よりも小さく、
　前記連結部は、前記第１導光部内を進む光を前記第２導光部へ導くように構成された方向変更要素を有し、
　前記方向変更要素は、前記第２導光部の前記延出方向と所定の角度で交差する前記連結部の面に形成されている、
車両用灯具。
　前記方向変更要素は、前記連結部の近傍における前記第１導光部の延出方向と直交する方向における前記第１導光部の断面積を小さくするように形成されている、請求項１に記載の車両用灯具。
　前記第２導光部は、前記第２導光部内を進む光を拡散させるように構成された拡散反射面を有し、
　前記拡散反射面は、前記出射面に対向すると共に、前記連結部の近傍に位置する、請求項１又は２に記載の車両用灯具。
　前記拡散反射面に設けられた反射ステップの反射面は、曲面であって、
前記連結部の近傍における前記第１導光部の延出方向と前記連結部の近傍における前記第２導光部の延出方向とによって形成される角度が、３０度～６０度の範囲内である場合に、前記反射ステップのサイズが１～２ｍｍであると共に、前記曲面のＲ値が１．０～３．０ｍｍである、請求項３に記載の車両用灯具。