(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤランプの光軸方向に放射される光を前方から受けて前記光軸の円周方向に反射する一次反射面と、前記一次反射面からの反射光を灯具の照射方向に反射する二次反射面とから成るＬＥＤ発光ユニットが設けられて成る車両用信号灯具において、
前記一次反射面が前記光軸に対して反射軸の角度が異なる少なくとも２つの反射面がつなぎ合された複合反射面とされ、前記二次反射面は前記一次反射面のそれぞれの反射軸の角度に対応する位置として設けられ、
前記一次反射面が、
前記光軸に交差する反射軸を有する放物線の少なくとも１つを前記光軸で回転させた放物系曲面と、前記光軸に第二焦点を有する双曲線を前記光軸で回転させた双曲係曲面とからなる複合反射面であり、
前記二次反射面が、前記光軸に沿う断面では平面が表れるものとして形成され前記放物系曲面に対応して設けられる第１二次反射面と、前記第二焦点を焦点とする回転放物面として形成され前記双曲系曲面に対応して設けられる第２二次反射面とからなることを特徴とする車両用信号灯具。
【請求項２】
前記ＬＥＤ発光ユニットの背面には白熱電球と回転放物面により反射光を照射方向に生じる白熱発光ユニットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用信号灯具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳細には、他車、或は、歩行者などに自車の存在、行動などを告知するために設けられる信号用の灯具に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の車両用信号灯具９０の構成の例を示すものが図５であり、この車両用信号灯具９０は、白熱電球９１と、この白熱電球９１のフィラメント９１ａを焦点とし、前記フィラメント９１ａからの光を照射方向に反射する回転放物面の反射鏡９２と、前記反射鏡９２を照射方向側から覆うレンズカット９３ａが施されたレンズ９３とから構成されている。
【０００３】
このように構成された車両用信号灯具９０においては、白熱電球９１（フィラメント９１ａ）から放射される光は平行光線となってレンズ９３に入射されるものとなり、例えば魚眼レンズ状として形成された前記レンズカット９３ａにより適宜の拡散が与えられ、広い角度から車両用信号灯９０の点灯を確認できるものと成る。
【０００４】
尚、近年においては、デザイン的に透明感が強い車両用信号灯９０が市場で好まれる傾向にあるので、前記反射鏡９２を反射方向が異なる複数の反射面を組合わせて複合反射面化し、この反射鏡９２による反射光自体が配光特性を形成するものとし、前記レンズ９３に施されていたレンズカット９３ａを省略、或は、軽微なものとして、透明感を高めたものも多く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の構成の車両用信号灯具９０においては、レンズ９３にレンズカット９３ａが施されたものでは、レンズ９３の面が発光しているように見えて平面的な印象を与えるものとなり、また、反射鏡９２により配光特性を形成するものでは反射鏡９２が発光しているように見え、何れにしても立体感などに優れる斬新な点灯状態を得ることが困難で、結果的には点灯時の印象が画一的となる問題点を生じている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、ＬＥＤランプの光軸方向に放射される光を前方から受けて前記光軸の円周方向に反射する一次反射面と、前記一次反射面からの反射光を灯具の照射方向に反射する二次反射面とから成るＬＥＤ発光ユニットが設けられて成る車両用信号灯具において、前記一次反射面が前記光軸に対して反射軸の角度が異なる少なくとも２つの反射面がつなぎ合された複合反射面とされ、前記二次反射面は前記一次反射面のそれぞれの反射軸の角度に対応する位置として設けられ、前記一次反射面が、前記光軸に交差する反射軸を有する放物線の少なくとも１つを前記光軸で回転させた放物系曲面と、前記光軸に第二焦点を有する双曲線を前記光軸で回転させた双曲係曲面とからなる複合反射面であり、前記二次反射面が、前記光軸に沿う断面では平面が表れるものとして形成され前記放物系曲面に対応して設けられる第１二次反射面と、前記第二焦点を焦点とする回転放物面として形成され前記双曲系曲面に対応して設けられる第２二次反射面とからなることを特徴とする車両用信号灯具、及び、前記ＬＥＤ発光ユニットの背面には白熱電球と回転放物面により反射光を照射方向に生じる白熱発光ユニットが設けられていることを特徴とする車両用信号灯具を提供することで課題を解決するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１０で示すものは本発明に係る車両用信号灯具１の要部であるＬＥＤ発光ユニット１０の第一実施形態であり、本発明においては、車両用信号灯具１はＬＥＤ発光ユニット１０が設けられていることが要件とされている。
【０００８】
よって、ここでの説明では、先ず、ＬＥＤ発光ユニット１０の構成について詳細な説明を行い、次いで、車両用信号灯具１の全体構成について説明を行うものとする。そして、この第一実施形態においては、前記ＬＥＤ発光ユニット１０は、ＬＥＤランプ１１と、一次反射面１２と、二次反射面１３とから構成されている。
【０００９】
前記ＬＥＤランプ１１は、光軸Ｘを車両用信号灯具１の略照射方向に向けて設置され、このＬＥＤランプ１１の照射方向前方には前記一次反射面１２が設けられ、ＬＥＤランプ１１からの光を側方、若しくは、斜め後方に向けて反射するものとされている。
【００１０】
ここで、本発明においては前記一次反射面１２を複合反射面として形成するものであり、この第一実施形態では前記一次反射面１２は、放物線に基づく放物系曲面１２ａと、双曲線に基づく双曲系曲面１２ｂとの２面の複合反射面として形成されている。
【００１１】
前記放物系曲面１２ａは、前記ＬＥＤランプ１１を焦点ｆ１とする放物線Ｐを基本として形成されるものであり、このときこの第一実施形態では、前記放物線Ｐは中心線ＹをＬＥＤランプ１１の光軸Ｘに直交させるものとしている。尚、放物線Ｐにおいては、中心線は反射方向を定めるものであるので、以下の説明では前記中心線を反射軸Ｓと称する。
【００１２】
そして、前記放物線Ｐは、前記ＬＥＤランプ１１の光軸Ｘを中心として回転が行われ、放物系曲面１２ａとされるものである。このときに、前記放物系曲面１２ａは前記ＬＥＤランプ１１の照射方向に対して前方と後方とに生じるものと成るが、ＬＥＤランプ１１が前方にのみ光を放射するものであるので、焦点ｆ１の後方に生じる放物系曲面は省略される。
【００１３】
一方、前記双曲線Ｈは、第一焦点が属する一方の曲線と、第二焦点が属する他方の曲線とで構成されるものであり、前記第一焦点ｆ１におかれた光源からの光を他方の曲線で反射を行うと、その反射光は、第二焦点ｆ２に光源が置かれた状態と同一となる特性を有している。
【００１４】
よって、この第一実施形態では、双曲線ＨはＬＥＤランプ１１を第一焦点ｆ１とする他方の双曲線Ｈとして設定されるものであり、そして、放物系曲面１２ａの場合と同様に、前記ＬＥＤランプ１１の光軸Ｘを中心として回転が行われ、双曲系曲面１２ｂを得るものである。尚、両曲面１２ａ、１２ｂの形成に当っては、両曲線Ｐ、Ｈの焦点距離を調整するなどして、両曲面１２ａ、１２ｂの接続部に極端な段差などを生じないようにしておくことが好ましい。
【００１５】
上記の構成としたことで、この第一実施形態の一次反射面１２は、放物系曲面１２ａからは、光軸Ｘに直交する方向の全周に放射される厚みを持った円盤状の反射光が得られ、双曲系曲面１２ｂからは、前記第二焦点ｆ２から斜め後方に向かう略ドーナツ状で次第に拡がる反射光が得られるものと成る。
【００１６】
そして、本発明では、前記一次反射面１２からの反射光が達する位置に二次反射面１３を設け、車両用信号灯具１の照射方向に向けて再反射を行わせるものであり、この第一実施形態では一次反射面１２が放物系曲面１２ａと双曲系曲面１２ｂとの組合せで構成されているので、二次反射面１３もこれに対応し第１二次反射面１３ａ、第２二次反射面１３ｂの２面が設けられるものとされている。
【００１７】
先ず、前記放物系曲面１２ａに対応しては第１二次反射面１３ａが設けられ、放物系曲面１２ａから反射される光が前記光軸Ｘに対して直交する円盤状であるので、前記前記一次反射面１２に対して円周方向に設けられる。そして、放物系曲面１２ａからの反射光は光軸Ｘの前後方向には平行光線であるので、例えば、第１二次反射面１３ａからの反射光自体で配光特性を形成するときなどを除き、基本的には光軸Ｘに沿う断面では平面が表れるものとして形成される。
【００１８】
一方、前記双曲系曲面１２ｂに対応しては第２二次反射面１３ｂが設けられ、この第２二次反射面１３ｂは、前記双曲系曲面１２ｂからの反射光が第二焦点ｆ２から双曲系曲面１２ｂの内径と外径とを見込む角度で放射される特性であるので、基本的には前記第二焦点ｆ２を焦点とする回転放物面として形成されている。よって、第２二次反射面１３ｂからの反射光は略ドーナツ状の平行光線となる、尚、上記第１二次反射面１３ａの項でも説明したように第２二次反射面１３ｂからの反射光自体で配光特性を形成させるときにはこの限りではない。
【００１９】
図２は、本発明に係るＬＥＤ発光ユニット１０の第二実施形態であり、この第二実施形態においても一次反射面１２（放物系曲面１２ａ、双曲系曲面１２ｂ）、及び、二次反射面１３（第１二次反射面１３ａ、第２二次反射面１３ｂ）の構成は上記に説明した第一実施形態のものと全く同様であるが、前記放物系曲面１２ａ、双曲系曲面１２ｂ、及び、第１二次反射面１３ａが透明樹脂など高屈折部材による導光体１４により一体化されて構成されている。
【００２０】
上記構成を更に詳細に説明すれば、前記導光体１４にはランプ取付部１４ａが設けられてＬＥＤランプ１１からの光を導光体１４内に導入可能とされている。そして、ＬＥＤランプ１１の光軸Ｘの照射方向側には、前記放物系曲面１２ａと双曲系曲面１２ｂとが、導光体１４と大気との境界面として形成されている。
【００２１】
このように形成することで、ＬＥＤランプ１１から導光体１４内に放射された光は、前記放物系曲面１２ａと双曲系曲面１２ｂとに達すると、境界面における大気と導光体１４との屈折率の差により内面反射を行い、第一実施形態における放物系曲面１２ａ、及び、双曲系曲面１２ｂと全く同様な作用を行う。
【００２２】
このときに、前記放物系曲面１２ａは光軸Ｘと直交する円盤状の平行光を反射するものであるので、前記導光体１４を放物系曲面１２ａに対応する板厚の円盤状として形成したライトガイド部１４ｂを設けておけば、放物系曲面１２ａからの反射光は全光量がライトガイド部１４ｂ内を通り外周方向に向うものと成る。
【００２３】
従って、外周を含むライトガイド部１４ｂに仰角４５゜などとした第１二次反射面１３ａを大気との境界面として形成しておけば、放物系曲面１２ａからの反射光は第１二次反射面１３ａにより照射方向に向うものとして、前記導光体１４から外部に放射されるものとなる。
【００２４】
また、前記導光体１４には前記双曲系曲面１２ｂからの反射光を第一実施形態と同じ構成とされた、即ち、導光体１４と一体化されていない第２二次反射面１３ｂに、反射光の性質を変えることなく到達させるための球面部１４ｃが設けられ、この球面部１４ｃは第二焦点ｆ２を中心とする球面状とされて、前記双曲系曲面１２ｂからの反射光が通過する範囲に設けられている。
【００２５】
このようにすることで、前記双曲系曲面１２ｂからの反射光は、擬似的には第二焦点ｆ２から放射される光であるので、同じ第二焦点ｆ２を中心とする球面部１４ｃでは、どのような屈折も生じることなく、大気中に放射されるものとなり、例えば第二焦点ｆ２を焦点とした回転放物面である第２二次反射面１３ｂにより照射方向に向う平行光線として反射が行われるものとなる。
【００２６】
図３は同じく本発明に係るＬＥＤ発光ユニット１０の第三実施形態であり、この第三実施形態では、前記一次反射面１２は放物系曲面１２ａ、双曲系曲面１２ｂ、及び、第２放物系曲面１２ｃの３つの曲面の複合として構成され、これに伴い前記二次反射面１３も、第１二次反射面１３ａ、第２二次反射面１３ｂ、第３二次反射面１３ｃと、一次反射面１２中のそれぞれに対応して設けられているものとされている。
【００２７】
ここで、理解を容易とするために前記放物系曲面１２ａと第１二次反射面１３ａ、及び、双曲系曲面１２ｂと第２二次反射面１３ｂとの構成は前の第一実施形態の放物系曲面１２ａと第１二次反射面１３ａ、及び、双曲系曲面１２ｂと第２二次反射面１３ｂとの構成とほぼ同じ構成で同じ手段で形成されたものであるとし、この第三実施形態で追加された、第２放物系曲面１２ｃと第３二次反射面１３ｃとについてのみ説明を行う。
【００２８】
この第三実施形態では、前記第２放物系曲面１２ｃは第１放物系曲面１２ａと双曲系曲面１２ｂとの中間に両者に挟まれるようにして設けられるものであり、このときには、前記第２放物系曲面１２ｃを形成するための放物線Ｐ２は中心線Ｚは斜め後方に傾けられて、適宜の斜め後方に向かう反射光を生じるものとされ、この反射光の形態は図示の断面では平行光線である。
【００２９】
そして、前記第２放物系曲面１２ｃに対応しては、基本的には平面鏡である第３二次反射面１３ｃが設けられるものであるが、この第３二次反射面１３ｃは前記第２放物系曲面１２ｃの中心線Ｚと平行な光を生じるものであるので、それに対応して傾けられ光を照射方向に反射するものとされている。このように構成したことで、この第三実施形態におけるＬＥＤ発光ユニット１０を正面から見るときには、第１二次反射面１３ａと、第２二次反射面１３ｂと、第３二次反射面１３ｃとが、それぞれ異なる深さと、円周となる位置に存在し、一層に立体感に優れるものとすることが可能となる。
【００３０】
以上の説明からも明らかなように、一次反射面１２は組合わせるべき二次反射面１３を適正なものとすれば、放物系曲面であっても、双曲系曲面であっても良いものと成る。よって、一次反射面１２として放物系曲面１２ａと双曲系曲面１２ｂとが組合せ設けられている第一実施形態においても、双方を放物系曲面とすることも可能である。
【００３１】
図４は本発明に係る車両用信号灯具１の実施形態であり、上記の第一実施形態から第三実施形態で説明したＬＥＤ発光ユニット１０は、１つ、若しくは、複数の組合せで車両用信号灯具１を構成すること可能であるが、この実施形態では、白熱電球２と、この白熱電球２を焦点とする回転放物面などとした反射面３とから成る白熱発光ユニット４に組合わせて車両用信号灯具１を構成している。
【００３２】
上記ＬＥＤ発光ユニット１０と白熱発光ユニット４との組合せは、この実施形態では前記ＬＥＤ発光ユニット１０を、上記の第二実施形態で説明したように放物系曲面１２ａと第１二次反射面１３ａとが高屈折部材による導光体１４で一体化されたものとし、その背面に白熱発光ユニット４を設けるものであり、これにより前記ＬＥＤ発光ユニット１０の導光体１４の部分は、白熱発光ユニット４におけるアウターレンズの機能を行うものと成る。
【００３３】
また、双曲系曲面１２ｂに対しては、回転放物面などとした第２二次反射面１３ｂが設けられるものと成るが、この実施形態においては、前記第２二次反射面１３ｂは、白熱発光ユニット４の反射面３の外周を廻り設けられるものとされている。
【００３４】
尚、上記の配置としたことで、ＬＥＤランプ１１は白熱電球２の光軸Ｘ上で、且つ、近接した状態で設置され白熱電球２からの熱の影響を強く受けるものとなるので、比較的に熱に弱いとされるＬＥＤランプ１１と白熱電球２との間には断熱板５を設けることが好ましい。
【００３５】
このように構成したことで、この実施形態の車両用信号灯具１では、輝度が高い状態で広い発光面積を得ることが容易である白熱発光ユニット４の反射面３の前方にＬＥＤ発光ユニット１０による第１二次反射面１３ａと第２二次反射面１３ｂとが存在するものとなるので、観視者に一層の立体感が与えられるものとなる。尚、このときに、前記第１二次反射面１３ａと第２二次反射面１３ｂとを、例えば、円周上に間欠的に配置するなどしてデザイン性を向上させても良いものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、ＬＥＤランプの光軸方向に放射される光を前方から受けて前記光軸の円周方向に反射する一次反射面と、前記一次反射面からの反射光を灯具の照射方向に反射する二次反射面とから成るＬＥＤ発光ユニットが設けられて成る車両用信号灯具において、前記一次反射面が前記光軸に対して反射軸の角度が異なる少なくとも２つの反射面がつなぎ合された複合反射面とされ、前記二次反射面は前記一次反射面のそれぞれの反射軸の角度に対応する位置として設けられている車両用信号灯具としたことで、一次反射面を複数としたことで、二次反射面を前後方向などの異なる位置に配置することを可能とし、一層の奥行き感、立体感の演出を可能として在来にない斬新な見え方の車両用信号灯具の提供を可能とする極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る車両用信号灯具の第一実施形態を要部であるＬＥＤ発光ユニットで示す断面図である。
【図２】  同じく本発明に係る車両用信号灯具の第二実施形態を要部であるＬＥＤ発光ユニットで示す断面図である。
【図３】  同じく本発明に係る車両用信号灯具の第三実施形態を要部であるＬＥＤ発光ユニットで示す断面図である。
【図４】  同じく本発明に係る車両用信号灯具の実施形態を示す断面図である。
【図５】  従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１……車両用信号灯具
２……白熱電球
３……反射面
４……白熱発光ユニット
５……断熱板
１０……ＬＥＤ発光ユニット
１１……ＬＥＤランプ
１２……一次反射面
１２ａ……放物系曲面
１２ｂ……双曲系曲面
１２ｃ……第２放物系曲面
１３……二次反射面
１３ａ……第１二次反射面
１３ｂ……第２二次反射面
１３ｃ……第３二次反射面
１４……導光体
１４ａ……ランプ取付部
１４ｂ……ライトガイド部
１４ｃ……球面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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