(57)【要約】      （修正有）【課題】１個のＬＥＤで前面レンズの広範囲を発光可能な車両用灯具を提供する。【解決手段】リフレクター１４の背面領域に設置したＬＥＤ２０の前方にほぼ同軸状に配置してＬＥＤ２０の発光をリフレクター１４に導く、棒状基部３２の前端に傘部４０を形成した茸型の導光体３０を備えた灯具で、棒状基部３２の後端部に、ＬＥＤ２０の発光を略平行にして導光体内に導く入射面３３を設け、傘部４０に、棒状基部３２内の導光の一部を前方に出射する第１出射面４２と、導光の一部を半径方向外方および後方に内面反射する反射面４４，４６と、前記内面反射光をリフレクター１４に向け出射する第２出射面４８を設けた。単一のＬＥＤ２０の点灯により前面レンズ１２のリフレクター１４に対応する広い領域全体がほぼ均一に発光し、光源として用いるＬＥＤ２０の数が少なくて済む。導光体３０をリフレクター１４に対し簡単に固定保持でき、灯具構造が複雑とならない。【選択図】図２
2004273353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプボディと前面レンズで画成された灯室内に、リフレクターと、前記リフレクターの背面領域に設置された光源であるＬＥＤと、前記ＬＥＤの前方にＬＥＤの光軸とほぼ同軸状に配置されてＬＥＤの発光を前記リフレクターに導く、棒状基部の前端に傘部を形成した導光体を備えた車両用灯具であって、
前記棒状基部の後端部には、前記ＬＥＤの発光を略平行光にして導光体内に入射させる入射面が設けられ、
前記傘部には、前記棒状基部内の導光の一部を前方に出射する第１の出射面と、前記導光の一部を傘部の半径方向外方に内面反射する内面反射面と、前記内面反射光を前記リフレクターに向けて出射する第２の出射面が設けられたことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記第１の出射面は、出射光を拡散させる凸曲面で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記内面反射面は、前記棒状基部における光軸に対し略４５度の傾斜に設定された第１の反射面と、前記第１の反射面で内面反射した光を後方に向けて反射する第２の反射面を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記棒状基部は、外径が軸方向に略一定の円柱で構成され、前記傘部は、前記内面反射面および前記第２の出射面が中央の前記第１の出射面に対し同心円状で全周にわたってリング状に延びる、前記棒状基部の光軸を中心軸とする回転体形状に構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記第２の出射面は、出射光を傘部の半径方向外方にのみ拡散する凹曲面で構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子（以下、ＬＥＤと称する）を用いた車両用灯具に係り、特にＬＥＤの発光を導光体でリフレクターに導き、リフレクターでの反射光によって配光する車両用灯具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源であるＬＥＤと、その光を反射するリフレクターとを備えた車両用灯具としては、特開平１１−３０６８１０号がある。これは、図５に示すように、ランプボディ１と前面レンズ２で画成された灯室内に、複数のＬＥＤ４ａを前方に向けて配置するとともに、リフレクター３の下方にＬＥＤ４ｂを上向き配置した構造で、ここには、ＬＥＤ４ａの発光を主に直接前方に配光する直射タイプの灯具構造Ａと、ＬＥＤ４ｂの発光をリフレクター３で前方に反射配光する反射タイプの灯具構造Ｂとが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した直射タイプの灯具構造Ａでは、指向性が強いＬＥＤ４ａの発光に対し、前面レンズ２を広範囲で発光させるためには、それだけ多くの数のＬＥＤが必要となり、高価となるという問題がある。
【０００４】
一方、反射タイプの灯具構造Ｂでは、リフレクター３の前方斜め下方位置にＬＥＤ４ｂを配置するため、灯具構造が複雑となるという問題がある。
【０００５】
そこで、発明者は、「棒状基部の前端に傘部を形成した茸型の導光体を使って、棒状基部の後端部から導光体内に平行光となるように入射させたＬＥＤの発光を前端の傘部に形成した内面反射面で内面反射させてリフレクターに向けて出射させる」という構造を考え、この導光体を試作したところ、前記した問題を解決できることが確認されたので、本発明を提案するに至ったものである。
【０００６】
本発明は、前記した従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、棒状基部の前端に傘部を形成した茸型の導光体を用いることで、ＬＥＤを光源とする灯具構造が複雑にならず、しかも１個のＬＤＤで前面レンズの広範囲を発光させることのできる車両用灯具を提供することにある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０６８１０号
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、ランプボディと前面レンズで画成された灯室内に、リフレクターと、前記リフレクターの背面領域に設置された光源であるＬＥＤと、前記ＬＥＤの前方にＬＥＤの光軸とほぼ同軸状に配置されてＬＥＤの発光を前記リフレクターに導く、棒状基部の前端に傘部を形成した茸型の導光体を備えた車両用灯具であって、
前記棒状基部の後端部に、前記ＬＥＤの発光を略平行光にして導光体内に入射させる入射面を設け、
前記傘部に、前記棒状基部内の導光の一部を前方に出射する第１の出射面と、前記導光の一部を傘部の半径方向外方に内面反射する内面反射面と、前記内面反射光を前記リフレクターに向けて出射する第２の出射面を設けるように構成した。
【０００８】
（作用）棒状基部の後端部（の入射面）から導光体に入射したＬＥＤの発光は、略平行光となって棒状基部内を前方に導かれ、その導光の一部は、傘部の第１の出射面から前方に出射し、その導光の残りは、傘部の内面反射面で内面反射して半径方向外方にその向きを変え、傘部の第２の出射面から出射してリフレクターに向かう。即ち、ＬＥＤの前方に配置した導光体の棒状基部に入射したＬＥＤの発光の一部は、導光体の傘部の内面反射面と第２の出射面を介してリフレクターに導かれ、リフレクターで反射されて前方に配光されることで、前面レンズのリフレクター対応領域が発光する。
【０００９】
また、導光体がリフレクターの前方に延出するため、リフレクターでの反射光が導光体（の傘部）で遮光されて前面レンズの導光体対応領域が影となって出現するおそれがあるが、傘部の第１の出射面から直接前方に出射する光が前面レンズの導光体対応領域に導かれて、影の出現を抑制する。
【００１０】
また、導光体は、例えばリフレクターに設けた孔にその棒状基部を挿通させるように構成されるなど、棒状基部がリフレクターに接近して配置されるので、適宜任意の固定手段でこの棒状基部をリフレクターに対し固定保持することは容易である。
【００１１】
請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記第１の出射面を、出射光を拡散させる凸曲面で構成した。
【００１２】
（作用）影が出現するおそれのある前面レンズの導光体対応領域には、傘部の第１の出射面（凸曲面）から前方に出射された拡散光が導かれて、前面レンズのリフレクター対応領域における発光の格差を平滑化する。
【００１３】
また、第１の出射面からの出射光を拡散させるには、凸曲面ではなく凹曲面で構成することも可能であるが、凹曲面で構成した場合には、凹曲面からの出射光が凹曲面の半径方向外側に設けた内面反射面で蹴られるおそれがあるため、一旦集光後に拡散する凸曲面の方が好ましい。
【００１４】
請求項３においては、請求項１または２に記載の車両用灯具において、前記内面反射面を、前記棒状基部における光軸に対し略４５度の傾斜に設定した第１の反射面と、前記第１の反射面で内面反射した光を後方に向けて反射する第２の反射面を備えるように構成した。
【００１５】
（作用）棒状基部内の導光の一部は、第１の反射面で内面反射させることで棒状基部の光軸にほぼ直交する光となり、さらにこの光を第２の反射面で内面反射させることで、導光体配設位置を含むリフレクターの所定範囲に光を導くことができる。
【００１６】
また、導光体の棒状基部に入射したＬＥＤの発光は、略平行光となって棒状基部内を前方に導かれ、その導光の一部は、傘部の第１の反射面で内面反射して棒状基部の光軸にほぼ直交する光となるので、棒状基部の光軸にほぼ直交する光軸を基準として、第２の反射面および第２の出射面を設計すればよいので、それだけ導光体の光学設計が容易となる。
【００１７】
請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具において、前記棒状基部を、外径が軸方向に略一定の円柱で構成し、前記傘部を、前記内面反射面および前記第２の出射面が中央の前記第１の出射面に対し同心円状で全周にわたってリング状に延びる、前記棒状基部の光軸を中心軸とする回転体形状に構成するようにした。
【００１８】
（作用）傘部が棒状基部の光軸を中心軸とする回転体形状に構成されているため、第１の出射面，内面反射面および第２の出射面を設計する際には、棒状基部の光軸に沿った傘部の断面形状（二次元断面形状）を設計すればよいので、設計が容易である。
【００１９】
請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用灯具において、前記第２の出射面を、出射光を傘部の半径方向外方にのみ拡散する凹曲面で構成した。
【００２０】
（作用）傘部の第２の出射面から出射してリフレクターに向かう光は、第２の出射面（凹曲面）から出射する際に拡散されるので、リフレクターの広範囲に光が導かれる。特に、第２の出射面（凹曲面）からの出射光は傘部の半径方向外方にのみ拡散されるので、第２の出射面からフレクターに向かう光がリフレクターの前方に延出する棒状基部で蹴られるおそれがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を実施例に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図３は、クリアランスランプを内蔵する自動車用ヘッドランプに本発明を適用した実施例を示しており、図１は同ヘッドランプの正面図、図２は同ヘッドランプの水平断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は導光体の導光路を示す図である。
【００２３】
これらの図において、符号１０は、前面が開口する容器状の自動車用ヘッドランプのランプボデで、その前面開口部に前面レンズ（ステップの形成されていない前面カバー）１２が組み付けられて灯室Ｓが画成され、灯室Ｓ内には、ヘッドランプ用のバルブ１６を挿着したリフレクター１４が収容されている。リフレクター１４の内側には、アルミ蒸着された反射面が形成されるとともに、配光制御用ステップ（図示せず）が設けられており、バルブ１６の発光がリフレクター１４で反射されて前方に配光されることで、所定の配光パターンが形成される。
【００２４】
また、リフレクター１４とランプボデ１０間には、図１に示すように、１個の玉継手構造のエイミング支点Ｅ０と、２本のエイミングスクリューＥ１，Ｅ２で構成したエイミング機構Ｅが介装されて、リフレクター１４（ヘッドランプの光軸Ｌ）を水平傾動軸Ｌｘ，垂直傾動軸Ｌｙ周りにそれぞれ傾動調整（エイミング）できるように構成されている。
【００２５】
また、バルブ１６の側方（車両幅方向内側寄り、図２の左側）には、ランプボデ１０に固定された白色に発光するＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０の前方にヘッドランプの光軸Ｌと平行に配設されてＬＥＤ２０の発光を導光してリフレクター１４に導く導光体３０を備えたクリアランスランプが設けられている。
【００２６】
導光体３０は、棒状基部３２の前端に傘部４０を形成した茸型で、アクリル等の透明樹脂の成形体で構成されている。導光体３０の後端部は、ランプボデ１０に固定されるとともに、前端部はリフレクター１４に設けられた開口部１５を貫通して前方に大きく延出している。そして、棒状基部３２の後端部から導光体に入射した光が、傘部４０において内面反射して傘部４０裏面側の出射面４８からリフレクター１４に向けて出射され、この出射光がリフレクター１４で反射されることで前面レンズ１２が発光する（クリアランスランプとして機能する）。
【００２７】
即ち、棒状基部３２は、外径が軸方向に同一の円柱形状に形成され、その後端部には、ＬＥＤ２０の発光を略平行光にして導光体３０（棒状基部３２）内に入射させる入射面３３が設けられている。従って、棒状基部３２の後端部（の入射面３３）から導光体３０に入射したＬＥＤ２０の発光は、図３矢印Ｌ１１に示すように、略平行光となって棒状基部３２内を前方に導かれる。そして、導光体３０（棒状基部３２）前端の傘部４０には、棒状基部３２内の導光Ｌ１１の一部を前方に出射する第１の出射面４２と、棒状基部３２内の導光Ｌ１１の一部を光軸Ｌ１と直交する外方向に内面反射する第１の内面反射面４４と、内面反射光（第１の内面反射面４４で反射した光）Ｌ１２を再度内面反射して光軸Ｌと平行で後方に向かう光Ｌ１３にする第２の内面反射面４６と、第２の内面反射面４６で反射した光Ｌ１３をリフレクター１４に向けて出射させる第２の出射面４８が設けられている。
【００２８】
第１の内面反射面４４および第２の内面反射面４６は、光軸Ｌ１に対しいずれも４５度の傾斜面で構成されて、２度内面反射して第２の出射面４８に向かう光Ｌ１３は光軸Ｌ１と平行な光となる。第２の出射面４８は、出射光が傘部４０の半径方向外方にのみ拡散する凹曲面（凹レンズ）で構成されており、これによって第２の出射面４８からの出射光Ｌ１４は、図２のθで示す角度範囲にだけ拡散光として導かれる。そして、リフレクター１４における出射光（拡散光）Ｌ１４が導かれた領域での反射光により、前面レンズ１２が発光する。
【００２９】
特に、第２の出射面４８は、出射光を傘部４０の半径方向外方にのみ拡散する凹曲面（凸レンズ）で構成されているため、第２の出射面４８からの出射光ｌ１４が棒状基部３２の光軸Ｌ１を横切る方向に向かうことがないので、第２の出射面４８からの拡散光Ｌ１４が棒状基部３２で蹴られることなく、効率よくリフレクター１４に導かれて、前面レンズ１２の発光に寄与する。
【００３０】
また、導光体の棒状基部３２の表面から僅かではあるが光が漏れており、この漏れた僅かな光によって前面レンズ１２がかすかに発光して、クリアランスランプの点灯に寄与する。
【００３１】
また、傘部４０の天面中央部に設けられている第１の出射面４２は、凸曲面で構成されており、光軸Ｌ１に沿った方向に拡散光Ｌ１５が出射されて、前面レンズ１２の導光体３０に対応する領域の発光不足を補うべく作用する。
【００３２】
即ち、導光体３０がリフレクター１４の前方に大きく延出するため、リフレクター１４での反射光が導光体３０（の傘部４０）で遮光されて前面レンズ１２の導光体対応領域に導光体３０の影が出現するおそれがあるが、ここには傘部４０の第１の出射面（凸曲面）４２から出射した拡散光Ｌ１５が導かれるため、前面レンズ１２に導光体３０の影が現れることはない。さらに、前面レンズ１２の導光体対応領域に導かれる拡散光Ｌ１５は、前面レンズ１２のリフレクター１４に対応する発光領域（出射光Ｌ１４がリフレクター１４で反射されて導かれる前面レンズ１２の発光領域）における明るさの格差を緩和して、前面レンズ１２の発光領域全体をほぼ均一の明るさにする作用もある。
【００３３】
また、第１の出射面４２からの出射光Ｌ１５を拡散させるには、凸曲面（凸レンズ）ではなく凹曲面（凹レンズ）で構成することも可能であるが、凹曲面で構成した場合には、凹曲面からの出射光が凹曲面の半径方向外側に設けた第１の内面反射面４４で蹴られるおそれがあるので、一旦集光した後に拡散して第１の内面反射面４４での蹴られのおそれのない凸曲面の方が好ましい。
【００３４】
また、導光体３０全体が棒状基部の光軸Ｌ１を中心軸とする回転体で構成されて、第１，第２の内面反射面４４，４６および第２の出射面４８は中央の第１の出射面（凸曲面）４２に対し同心円状で全周にわたってリング状に延びている。
【００３５】
このため、入射面３３，第１の出射面４２，第１，第２の内面反射面４４，４６および第２の出射面４８を設計する際には、棒状基部３２の光軸Ｌ１に沿った導光体３０（傘部４０および棒状基部３２）の断面形状（二次元断面形状）を設計すればよいので、設計が容易である。
【００３６】
なお、導光体３０（棒状基部３２）の後端部は、ＬＥＤ２０を収容する円筒型のＬＥＤケース２２に固着されて、導光体３０（棒状基部３２）の光軸Ｌ１とＬＥＤ２０の光軸Ｌ２を一致させた形態に光源ユニットＵとして一体化されている。そして、光源ユニットＵは、ランプボディ１０の導光体取り付け孔１１に後方から差し込んだ後、図示しない固定手段により固定されている。したがって、ランプボディ１０の後方から、必要に応じて光源ユニットＵを簡単に装脱着できる。
【００３７】
なお、前記した実施例では、導光体３０の傘部４０の第２の出射面４８からの出射光Ｌ１４は、図２に示すように、リフレクター１４の全体にまで導かれず、従って前面レンズ１２の全体が発光するようには構成されていないが、導光体３０（棒状基部３２）の前後長さを大きくすることで、傘部４０（第２の出射面４８）のリフレクター１４に対する位置がもっと前方となって、出射光Ｌ１４がリフレター１４の略全体に導かれて前面レンズ１２の略全体が発光するように構成することもできる。
【００３８】
図４は、本発明の第２の実施例の要部である導光体の導光路を示す図（前記した第１の実施例の図３に対応する図）である。
【００３９】
前記した第１の実施例の傘部４０には、互いに直交するように２つの内面反射面４４，４６が設けられて、傘部４０からの出射光Ｌ１４が導光体３０の後方から外側方にかけて出射するように構成されているが、本実施例の発光体３０Ａにおける傘部４０Ａには、内面反射面が第１の反射面４４だけで構成されるとともに、傘部４０Ａの外周縁に凹曲面（凹レンズ）で構成した第２の出射面４９が設けられて、傘部４０Ａ（の出射面４９）からの出射光Ｌ１４Ａが導光体３０Ａの側方領域に出射するように構成されている。
【００４０】
その他は、前記第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことで、重複した説明は省略する。
【００４１】
なお、この第２の実施例では、傘部４０Ａ（の出射面４９）からの出射光Ｌ１４Ａのすべてがリフレクター１４（図２参照）に導かれるように、導光体３０Ａ（棒状基部）３２の前後長さを前記第１の実施例の場合よりも幾分短くする必要がある。
【００４２】
また、前記実施例では、本発明を自動車用ヘッドランプに一体化されたクリアランスランプに適用した実施例を示したが、自動車用ヘッドランプに一体化されたテールランプやストップランプなどの標識灯そのランプに適用してもよいし、クリアランスランプ，テールランプ，ストップランプなどの単独の標識灯やその他の単独の灯具に適用することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る車両用灯具によれば、単一のＬＥＤの点灯により前面レンズのリフレクターに対応する広い領域全体がほぼ均一に発光するので、灯具の光源として用いるＬＥＤの数が少なくて済み、それだけ灯具を安価に提供できる。
【００４４】
また、導光体をリフレクターに対し簡単に固定保持できるので、灯具構造が複雑となることもない。
【００４５】
請求項２によれば、前面レンズのリフレクターに対応する領域全体がほぼ均一に発光するので、それだけ視認性が良好となる。
【００４６】
請求項３によれば、導光体の光学設計が容易でな分、導光体の製造が簡単になる。
【００４７】
請求項４によれば、傘部の形状の設計、即ち、第１の出射面，内面反射面および第２の出射面の光学設計が容易で、それだけ導光体の製造が簡単となる。
【００４８】
請求項５によれば、ＬＥＤの発光の一部が導光体を介してリフレクターの広範囲にほぼ均一に導かれるので、前面レンズにおける発光面積が大きく、灯具の視認性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるクリアランスランプを内蔵する自動車用ヘッドランプの正面図である。
【図２】同ヘッドランプの水平断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。
【図３】導光体の導光路を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の要部である導光体の導光路を示す図である。
【図５】従来技術である車両用灯具の断面図である。
【符号の説明】
１０  ランプボディ
１２  前面レンズ
Ｓ  灯室
１４  リフレクタ
２０  ＬＥＤ
３０，３０Ａ  導光体
３２  棒状基部
３３  入射面
４０  傘部
４２  第１の出射面
４４  第１の内面反射面
４６  第２の内面反射面
４８，４９  第２の出射面
Ｌ１  棒状基部における光軸
Ｌ２  ＬＤＥの光軸
Ｌ１１  棒状基部内の導光
Ｌ１２  第１の内面反射面での内面反射光
Ｌ１３  第２の内面反射面での内面反射光
Ｌ１４，Ｌ１４Ａ  第２の出射面からの出射光
Ｌ１５  第１の出射面からの出射光
【図１】
2004273353.tif 000003
【図２】
2004273353.tif 000004
【図３】
2004273353.tif 000005
【図４】
2004273353.tif 000006
【図５】
2004273353.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月28日(2004.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、前記した従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、棒状基部の前端に傘部を形成した茸型の導光体を用いることで、ＬＥＤを光源とする灯具構造が複雑にならず、しかも１個のＬＥＤで前面レンズの広範囲を発光させることのできる車両用灯具を提供することにある。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
特に、第２の出射面４８は、出射光を傘部４０の半径方向外方にのみ拡散する凹曲面（凸レンズ）で構成されているため、第２の出射面４８からの出射光Ｌ１４が棒状基部３２の光軸Ｌ１を横切る方向に向かうことがないので、第２の出射面４８からの拡散光Ｌ１４が棒状基部３２で蹴られることなく、効率よくリフレクター１４に導かれて、前面レンズ１２の発光に寄与する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、前記実施例では、本発明を自動車用ヘッドランプに一体化されたクリアランスランプに適用した実施例を示したが、自動車用ヘッドランプに一体化されたテールランプやストップランプなどの標識灯やその他のランプに適用してもよいし、クリアランスランプ，テールランプ，ストップランプなどの単独の標識灯やその他の単独の灯具に適用することもできる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
請求項３によれば、導光体の光学設計が容易な分、導光体の製造が簡単になる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１０  ランプボディ
１２  前面レンズ
Ｓ  灯室
１４  リフレクタ
２０  ＬＥＤ
３０，３０Ａ  導光体
３２  棒状基部
３３  入射面
４０  傘部
４２  第１の出射面
４４  第１の内面反射面
４６  第２の内面反射面
４８，４９  第２の出射面
Ｌ１  棒状基部における光軸
Ｌ２  ＬＥＤの光軸
Ｌ１１  棒状基部内の導光
Ｌ１２  第１の内面反射面での内面反射光
Ｌ１３  第２の内面反射面での内面反射光
Ｌ１４，Ｌ１４Ａ  第２の出射面からの出射光
Ｌ１５  第１の出射面からの出射光