JP2020177832A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑えながら、鮮明な発光パターンを形成する技術を提供する。【解決手段】車両用灯具は、棒状であり互いの第１周面１６ａどうしが対向するように配列される複数の第１部分１６、および隣り合う第１部分１６の第１周面１６ａどうしを接続する第２部分１８を有する導光体８と、各第１部分１６の第１端面１６ｄと対向するように配置されて各第１部分１６に光を入射する複数の光源１０と、を備える。複数の第１部分１６は第１透光材料で構成され、第２部分は第１透光材料とは屈折率の異なる第２透光材料で構成される。各第１部分１６は光反射要素２０を有し、第１端面１６ｄから入射される光を内部で導光しながら光反射要素２０によって第２部分１８に非接続の第２周面１６ｂから光を出射する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。

従来、光源の光を導光体を介して灯具前方へ出射する車両用灯具が知られている。例えば特許文献１には、柱状の導光体の一端面から光を入射させ、導光体の後面に配置された複数の反射ステップによって導光体内を進む光を導光体の前面側に反射させ、導光体の前面から光を出射する構造を有する車両用灯具が開示されている。

特開２０１４−２３２５９４号公報

近年、いわゆるシーケンシャルターンランプやウェルカムランプ等の用途で、発光部を徐々に増やしたり、発光部を徐々に移動させたりする発光態様が実用化されてきている。この発光態様を実現する灯具構造としては、１枚の導光体における互いに離間した複数の領域に反射ステップを設け、各領域から順に光を出射させることが考えられる。しかしながら、この構造では、光を出射させるべき領域に入射した光が導光体内で散乱し、隣接する領域から漏れ出るおそれがあった。したがって、鮮明な発光パターンを形成することが困難であった。

発光を意図しない領域からの光の漏れを防ぐために、複数の独立した導光体を用いて１つの発光部を１つの導光体で形成することが考えられる。しかしながら、この場合は車両用灯具の部品点数が増加してしまう。部品点数の増加は、組み立て工程の複雑化、組み立て工数の増加、コストの増加等を招き得るため望ましくない。

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、部品点数の増加を抑えながら、鮮明な発光パターンを形成する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、棒状であり互いの第１周面どうしが対向するように配列される複数の第１部分、および隣り合う第１部分の第１周面どうしを接続する第２部分を有する導光体と、複数の第１部分それぞれの第１端面と対向するように配置されて、第１端面から各第１部分に光を入射する複数の光源と、を備える。複数の第１部分は第１透光材料で構成され、第２部分は第１透光材料とは屈折率の異なる第２透光材料で構成される。複数の第１部分はそれぞれ光反射要素を有し、第１端面から入射される光源の光を内部で導光しながら光反射要素によって第２部分に非接続の第２周面から光を出射する。この態様によれば、部品点数の増加を抑えながら、鮮明な発光パターンを形成することができる。

上記態様において、複数の第１部分と第２部分とは一体成形品であってもよい。また、上記いずれかの態様において、車両用灯具は、複数の光源を順次点灯させる光源制御部を有してもよい。また、上記いずれかの態様において、複数の第１部分は、互いに平行に延びてもよい。また、上記いずれかの態様において、複数の第１部分はそれぞれ、第１端面とは反対側の第２端面からも光を出射してもよい。また、上記いずれかの態様において、複数の第１部分は、第２端面が灯具前方から視認され、第２周面が灯具上方または灯具側方から視認されるように配置されてもよい。また、上記いずれかの態様において、第１端面は、光源に向かって突出する凸形状を有してもよい。また、上記いずれかの態様において、光反射要素は、第２周面と対向する第３周面に設けられる反射ステップで構成されてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、部品点数の増加を抑えながら、鮮明な発光パターンを形成することができる。

実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。 導光体の一部と複数の光源の一部との斜視図である。 図２における任意の１つの光源を含む領域の拡大図である。 変形例１に係る導光体の斜視図である。 変形例２に係る導光体の平面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。車両用灯具１は、例えば車両前方に配置されるヘッドランプである。本実施の形態では説明の便宜上、灯具前後方向と車両用灯具１が搭載される車体の前後方向とを同一の方向とし、灯具左右方向を車体の車幅方向と同一の方向とする。

車両用灯具１は、灯具前方に開口を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口を覆う透光性のアウターカバー（図示せず）と、を備える。ランプボディ２とアウターカバーとで形成される灯室４内には、灯具ユニット６と、導光体８と、複数の光源１０（図２参照）と、光源制御部１２と、エクステンション部材１４と、が収容される。灯具ユニット６、導光体８、複数の光源１０、光源制御部１２およびエクステンション部材１４は、それぞれ図示しない支持機構を介してランプボディ２に固定される。

灯具ユニット６は、公知の構造を有し、ロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン等を形成することができる。導光体８は板状であり、一例として灯室４の底面に配置される。導光体８は、灯具前後方向および車幅方向に拡がるように姿勢が定められている。灯具ユニット６は、導光体８の上方に配置されている。複数の光源１０は、導光体８の灯具後方側に配置される。光源制御部１２は、複数の光源１０の点消灯を制御する。なお、光源制御部１２は、灯室４の外部に設けられてもよい。エクステンション部材１４は、車両用灯具１の内部構造を灯具外部から見えないようにするための目隠し用の部材であり、主にランプボディ２と灯具ユニット６との間に設けられる。

図２は、導光体８の一部と複数の光源１０の一部との斜視図である。図３は、図２における任意の１つの光源１０を含む領域の拡大図である。図２では、光源制御部１２を機能ブロックとして描いている。この機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。この機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

導光体８は、透光性を有する樹脂部材である。導光体８は、複数の第１部分１６、および第２部分１８を有する。各第１部分１６は、棒状であり互いの第１周面１６ａどうしが対向するように配列される。周面とは、棒状部材の延伸軸に沿って延びる表面である。各第１部分１６は、その延伸軸が灯具前後方向に延びるように姿勢が定められて車幅方向に配列されている。複数の第１部分１６は、互いに平行に延びる。

本実施の形態の各第１部分１６は、角柱状であり、一対の第１周面１６ａ、第２周面１６ｂおよび第３周面１６ｃを有する。各周面はそれぞれ平面状である。一対の第１周面１６ａは、車幅方向に並んで互いに対向するとともに、互いに平行に延びる。そして、隣り合う第１部分１６の第１周面１６ａどうしが対向する。第２周面１６ｂおよび第３周面１６ｃは、互いに対向するとともに、それぞれが一対の第１周面１６ａをつなぐ。したがって、各第１部分１６の延伸軸と直交する断面の形状は、一対の第１周面１６ａ、第２周面１６ｂおよび第３周面１６ｃが各片を構成する四角形状である。

また、各第１部分１６は、第１端面１６ｄおよび第２端面１６ｅを有する。端面とは、棒状部材の端部において延伸軸と交わる方向に延びる表面である。第１端面１６ｄは、第１部分１６の一端側において一対の第１周面１６ａ、第２周面１６ｂおよび第３周面１６ｃに接続される。第２端面１６ｅは、第１部分１６の他端側において一対の第１周面１６ａ、第２周面１６ｂおよび第３周面１６ｃに接続される。

第２部分１８は、隣り合う第１部分１６の第１周面１６ａどうしを接続する。本実施の形態の導光体８は、３本以上の第１部分１６を有する。したがって、導光体８は、複数の第２部分１８を有する。各第２部分１８は、第１部分１６の延びる方向に長尺の板状または棒状である。

複数の第１部分１６は、第１透光材料で構成される。複数の第２部分１８は、第１透光材料とは屈折率の異なる第２透光材料で構成される。例えば、第１透光材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）である。また、第２透光材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂である。本実施の形態において、複数の第１部分１６と複数の第２部分１８とは一体成形品である。このような一体成形品は、第１透光材料と第２透光材料とを用いた公知の２色成形等により製造することができる。

複数の光源１０はそれぞれ、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）である。なお、各光源１０は、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の他の半導体発光素子や、白熱球、ハロゲンランプ、放電球等であってもよい。複数の光源１０は、複数の第１部分１６それぞれの第１端面１６ｄと対向するように配置される。各光源１０は、その発光面が第１端面１６ｄと対向するように配置される。したがって、各光源１０から出射される光は、第１端面１６ｄから各第１部分１６に入射する。第１部分１６に入射した光は、第１部分１６の内部を第２端面１６ｅに向けて直進するか、第１部分１６の内部を内面反射しながら第２端面１６ｅに向けて進む。

複数の第１部分１６はそれぞれ、光反射要素２０を有する。光反射要素２０は、第１部分１６の内部を進む光を第２周面１６ｂに向けて反射する光学要素である。本実施の形態の光反射要素２０は、第２周面１６ｂと対向する第３周面１６ｃに設けられる複数の反射ステップで構成される。複数の反射ステップは、第３周面１６ｃの延びる方向に配列されている。第２周面１６ｂは、第１部分１６の周面のうち第２部分１８に非接続の領域である。

したがって、各第１部分１６は、第１端面１６ｄから入射される光源１０の光を内部で導光しながら、光反射要素２０によって第２周面１６ｂから光を出射する。また、本実施の形態の各第１部分１６は、内部を進んで第１端面１６ｄとは反対側の第２端面１６ｅに到達した光を第２端面１６ｅから出射する。

図１に示すように、複数の第１部分１６は、第２端面１６ｅが灯具前方から視認され、第２周面１６ｂが灯具上方から視認されるように配置される。よって、各第１部分１６の第２周面１６ｂと第２端面１６ｅとが発光部として灯具外部から視認される。なお、第２端面１６ｅは、灯具前方からの視線を斜め上方や斜め側方にずらしても視認することができ。第２周面１６ｂは、鉛直方向上方からの視線を斜め側方や斜め前方にずらしても視認することができる。導光体８は、灯具前後方向および鉛直方向に拡がるように姿勢が定められて、第２周面１６ｂが灯具側方から視認できるように配置されてもよい。

第１部分１６と第２部分１８とは、互いに屈折率の異なる第１，２透光材料で構成されている。このため、第１部分１６の内部を進む光を第１周面１６ａにおいて全反射させることができる。つまり、第１部分１６を構成する第１透光材料と第２部分１８を構成する第２透光材料との屈折率の違いを利用して、光源１０の光が第２部分１８側に進入することを抑制することができる。これにより、点灯させた光源１０に対応する第１部分１６の第２周面１６ｂおよび第２端面１６ｅのみを発光させることができる。

また、本実施の形態の第１端面１６ｄは、対向する光源１０に向かって突出する凸形状を有する。これにより、第１部分１６の内部を進行する光の第２部分１８に対する入射角が臨界角以上となるように、第１部分１６に入射する光の進行方向を調整することができる。一例として、第１端面１６ｄの凸形状は、第１端面１６ｄを通過する光源１０の光を平行光に変換するように設計される。これにより、第１部分１６の内部を進む光が第１周面１６ａから第２部分１８側に進入することをより確実に抑制することができる。

導光体８は、複数の第１部分１６と複数の第２部分１８とが車幅方向に交互に配列された構造を有する。したがって、全ての光源１０を点灯させた場合、複数のライン状の発光部が車幅方向に配列された発光パターンが形成される。

光源制御部１２は、複数の光源１０を順次点灯させる。例えば、光源制御部１２は、車幅方向内側から車幅方向外側へと順番に連続して光源１０を点灯させる。これにより、いわゆるシーケンシャル点灯を実現することができる。なお、光源制御部１２は、新たに光源１０を点灯させる際に、既に点灯している光源１０の点灯を維持することもできるし、消灯することもできる。既に点灯している光源１０の点灯が維持される場合には、発光部が徐々に増える発光パターンが得られる。既に点灯している光源１０が消灯される場合には、発光部が徐々に移動する発光パターンが得られる。

車両用灯具１は、各光源１０の点灯によって各第１部分１６から光を出射することで、例えば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、ポジションランプ等として機能することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具１は、棒状であり互いの第１周面１６ａどうしが対向するように配列される複数の第１部分１６、および隣り合う第１部分１６の第１周面１６ａどうしを接続する第２部分１８を有する導光体８と、複数の第１部分１６それぞれの第１端面１６ｄと対向するように配置されて、第１端面１６ｄから各第１部分１６に光を入射する複数の光源１０と、を備える。複数の第１部分１６は第１透光材料で構成され、第２部分１８は第１透光材料とは屈折率の異なる第２透光材料で構成される。複数の第１部分１６はそれぞれ光反射要素２０を有し、第１端面１６ｄから入射される光源１０の光を内部で導光しながら光反射要素２０によって第２部分１８に非接続の第２周面１６ｂから光を出射する。

導光体８は、複数の第１部分１６と第２部分１８とが連結された構造を有する。このため、複数の独立した導光体を車両用灯具１に搭載する場合に比べて、車両用灯具１の部品点数の増加を抑制することができる。これにより、車両用灯具１の組み立て工程の複雑化、組み立て工数の増加、コストの増加等を回避することができる。また、第１部分１６と第２部分１８とを屈折率の異なる透光材料で構成している。これにより、第１部分１６に入射した光が第１周面１６ａから第２部分１８側に漏れ出ることを抑制することができる。したがって、各光源１０の点消灯を個別に切り替えて各第１部分１６を個別に発光させる場合に、鮮明なライン状の発光部を含む発光パターンを形成することができる。

第１部分１６から第２部分１８への光の漏れを防いで鮮明なライン状の発光部を形成する方法としては、第２部分１８を透光性を有しない材料で構成することが考えられる。しかしながら、この場合は、複数の光源１０が非点灯のときも第１部分１６と第２部分１８とを視覚的に区別することが容易である。このため、複数の光源１０の点灯時と非点灯時とで導光体８の見た目の変化が小さい。

これに対し、第１部分１６および第２部分１８をともに透光材料で構成することで、複数の光源１０が非点灯のときは１枚の透明な板として視認され、光源１０が点灯した際には透明な板にライン状の発光部が鮮明に浮かび上がって見える意匠を実現することができる。これにより、車両用灯具１の誘目性をより高めることができる。また、車両用灯具１の意匠性、見栄えを向上させることができる。

なお、第２部分１８は光反射要素２０を有しない。このため、第２部分１８に入射した光は、第２部分１８から導光体８の外部に出射されないか、出射されたとしても無視できる程度である可能性もある。しかしながら、第２部分１８に光が入射すると、この光が第２部分１８を通過して隣接する第１部分１６に入射し、この第１部分１６から導光体８の外部に出射されてしまう。所定の第１部分１６は発光させ、これに隣接する第１部分１６は発光させないという発光パターンを形成しようとした場合、第２部分１８を経由して隣接する第１部分１６からも光が出射されてしまうと、発光パターンが不鮮明になってしまう。これに対し、本実施の形態によれば、第１部分１６から第２部分１８への光の漏れを抑制することができるため、鮮明な発光パターンを形成することができる。

また、本実施の形態では、複数の第１部分１６と第２部分１８とは一体成形品である。これにより、導光体８の取り扱いが容易になり、車両用灯具１の組み立て工程をより簡略化することができる。

また、本実施の形態の車両用灯具１は、複数の光源１０を順次点灯させる光源制御部１２を有する。上述の導光体８の各第１部分１６に各光源１０の光を順番に入射させることで、鮮明なライン状の発光部が徐々に増加したり、当該発光部が徐々に移動したりする発光態様を実現することができる。また、本実施の形態において、複数の第１部分は互いに平行に延びる。これにより、車両用灯具１の誘目性をより高めることができる。また、車両用灯具１の意匠性、見栄えを向上させることができる。

また、本実施の形態の複数の第１部分１６はそれぞれ、第１端面１６ｄとは反対側の第２端面１６ｅからも光を出射する。さらに、複数の第１部分１６は、第２端面１６ｅが灯具前方から視認され、第２周面１６ｂが灯具上方または灯具側方から視認されるように配置される。これらにより、発光部を灯具外部から視認することができる角度範囲を拡げることができる。この結果、車両用灯具１の被視認性を高めることができ、運転者や歩行者等の安全性を高めることができる。

また、本実施の形態の第１端面１６ｄは、光源１０に向かって突出する凸形状を有する。これにより、第１部分１６から第２部分１８への光の漏れをより確実に抑制することができる。よって、鮮明な発光パターンをより確実に形成することができる。

また、本実施の形態の光反射要素２０は、第２周面１６ｂと対向する第３周面１６ｃに設けられる反射ステップで構成される。これにより、第１部分１６の内部を進む光をより確実に第３周面１６ｃから出射させることができる。この結果、第１部分１６から第２部分１８への光の漏れをより確実に抑制することができ、鮮明な発光パターンをより確実に形成することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

（変形例１）
図４は、変形例１に係る導光体８の斜視図である。変形例１に係る導光体８は、第１部分１６の第１端面１６ｄが灯具後方側、第１部分１６の第２端面１６ｅが灯具前方側に位置するように姿勢が定められる。また、導光体８は、第１屈曲部２２を有する。導光体８は、第１屈曲部２２を有することで、灯具後方側の端部が斜め下方を向き、灯具前方側の端部が灯具前方を向くように折れ曲がっている。導光体８は、灯具後方側の端部から第１屈曲部２２までは、灯具前方側に向かうにつれて鉛直方向上方に位置するように斜めに延び、第１屈曲部２２から灯具前方側の端部までは水平に延びる。導光体８がこのような形状を有することで、導光体８の配置の自由度を高めることができる。

（変形例２）
図５は、変形例２に係る導光体８の平面図である。変形例２に係る導光体８は、第１部分１６の第１端面１６ｄが灯具後方側、第１部分１６の第２端面１６ｅが灯具前方側に位置するように姿勢が定められる。また、導光体８は、第２屈曲部２４を有する。導光体８は、第２屈曲部２４を有することで、灯具後方側の端部が斜め側方を向き、灯具前方側の端部が灯具前方を向くように折れ曲がっている。導光体８は、灯具後方側の端部から第２屈曲部２４までは、灯具前方側に向かうにつれて車幅方向外側に位置するように斜めに延び、第２屈曲部２４から灯具前方側の端部までは灯具前後方向に対し平行に延びる。導光体８がこのような形状を有することで、導光体８の配置の自由度を高めることができる。

（その他）
光反射要素２０は、第１部分１６に散在する光拡散材で構成されてもよい。ただし、光反射要素２０を反射ステップで構成する方が、第１部分１６から第２部分１８への光の漏れをより確実に抑制することができる。第１部分１６が２つ以上であれば、第１部分１６および第２部分１８の数は特に限定されない。第１部分１６および／または光反射要素２０の配置や形状等を調整することで、発光パターンの形状を変更することができる。また、導光体８の姿勢は、任意に定めることができる。

車両用灯具１は、車両後方に配置されるリアコンビネーションランプ等であってもよい。この場合、車両用灯具１は、各光源１０の点灯によって各第１部分１６から光を出射することで、例えばストップランプ、テールランプ、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、ポジションランプ等として機能することができる。

１ 車両用灯具、 ８ 導光体、 １０ 光源、 １２ 光源制御部、 １６ 第１部分、 １６ａ 第１周面、 １６ｂ 第２周面、 １６ｃ 第３周面、 １６ｄ 第１端面、 １６ｅ 第２端面、 １８ 第２部分、 ２０ 光反射要素。

Claims (8)

1. 棒状であり互いの第１周面どうしが対向するように配列される複数の第１部分、および隣り合う前記第１部分の前記第１周面どうしを接続する第２部分を有する導光体と、
   前記複数の第１部分それぞれの第１端面と対向するように配置されて、前記第１端面から各第１部分に光を入射する複数の光源と、を備え、
   前記複数の第１部分は第１透光材料で構成され、前記第２部分は前記第１透光材料とは屈折率の異なる第２透光材料で構成され、
   前記複数の第１部分はそれぞれ光反射要素を有し、前記第１端面から入射される前記光源の光を内部で導光しながら前記光反射要素によって前記第２部分に非接続の第２周面から光を出射することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記複数の第１部分と前記第２部分とは一体成形品である請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記複数の光源を順次点灯させる光源制御部を有する請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記複数の第１部分は、互いに平行に延びる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記複数の第１部分はそれぞれ、前記第１端面とは反対側の第２端面からも光を出射する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. 前記複数の第１部分は、前記第２端面が灯具前方から視認され、前記第２周面が灯具上方または灯具側方から視認されるように配置される請求項５に記載の車両用灯具。
7. 前記第１端面は、前記光源に向かって突出する凸形状を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用灯具。
8. 前記光反射要素は、前記第２周面と対向する第３周面に設けられる反射ステップで構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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