(57)【要約】【課題】導光体の内部を導光されて車両の前方に向けて照射させる光量を増大した車両用灯具を提供する。【解決手段】入射された光が長さ方向に導光され、導光された光が光出射面から出射される導光体１を備える車両用灯具である。導光体１は光出射面１２に対向する面が光反射面１１として構成され、当該光反射面１１には導光される光を光出射面１２に向けて反射させる内面反射ステップ３を備える。内面反射ステップ３は、導光される光を導光体１の長さ方向および光出射面と光反射面を結ぶ方向のそれぞれに交差する方向に反射する第１反射面３１，３２と、第１反射面３１，３２で反射された光を光出射面１２に向けて反射する第２反射面３４とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光が長さ方向に導光され、導光された光が光出射面から出射される導光体を備える車両用灯具であって、前記導光体は前記光出射面に対向する面が光反射面として構成され、当該光反射面には導光される光を前記光出射面に向けて反射させる内面反射ステップを備えており、前記内面反射ステップは、前記導光する光を、前記導光体の長さ方向および前記光出射面と前記光反射面を結ぶ方向のそれぞれに交差する方向に向けて反射する第１反射面と、前記第１反射面で反射された光を前記光出射面に向けて反射する第２反射面を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記内面反射ステップは、前記光反射面に突設された錘体として形成され、前記第１反射面は当該錘体の第１の錘面で形成され、前記第２反射面は当該錘体の第２の錘面で形成される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】
前記内面反射ステップは、前記光反射面に突設された錘台として形成され、前記第１反射面は当該錘台の錘面で形成され、前記第２反射面は当該錘台の頂面で形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記内面反射ステップは、前記導光体の導光方向に頂角を向けた三角錐台として形成され、当該三角錘台の前記頂角を挟む両側の錘面を第１反射面とし、前記三角錘台の頂面を第２反射面としてそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記内面反射ステップは、前記第２反射面が前記導光体の長さ方向を法線とする面に沿った断面形状が略Ｍ字型となるように当該方向の中央が凹んだ斜面として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入射した光を導光させながら内面反射ステップで反射し、反射した光を外部に向けて照射する導光体を備えた車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具の一つとして、例えば図１に自動車の車体左前部に装備される左ヘッドランプＬ−ＨＬの概略構成を示すように、ランプハウジング４内に所要の長さをしたロッド状の導光体１と、この導光体１の端部に対向配置された光源２とで構成されたクリアランスランプＣＬを構成したものがある。このクリアランスランプＣＬでは、光源２から出射された光は導光体１の端面から入射され、導光体１の内部で全反射を繰り返しながら長さ方向に導光される。そして、導光体１の後側面（ランプの後方に向けられた面）１１に設けた内面反射ステップ３において所要の角度で反射されることにより、当該反射された光は導光体１の前側面（ランプの前方に向けられた面）１２から外部に出射され、クリアランスランプＣＬの前方に向けて照射される構成である。
【０００３】
図１のヘッドランプＬ−ＨＬでは、ランプハウジング４の前面は自動車の車体形状に沿って左後方に向けて湾曲した形状をしているので、内装されている導光体１もこのランプハウジング４の湾曲形状にならって左後方に向けて傾斜した状態に配設される。この導光体１では、導光体１の内部を導光される光を内面反射ステップ３において反射して自動車の前方に向けて照射させるためには、内面反射ステップ３を導光体１の延長方向に対して直角に近い角度ないしは鋭角方向に向けて反射させる必要がある。
【０００４】
このような要求を満たすため、特許文献１では台形をした内面反射ステップを採用している。図７は特許文献１の図３の一部を拡大した図であり、導光体１の後側面（ランプ後方側）に形成した内面反射ステップ５（符号については変更している）を断面が台形のステップとして構成している。この台形の内面反射ステップ５によれば、光源２から出射されて導光体１の内部を導光される光のうち、台形の上底面５１において反射された光は導光方向側の脚面（斜面）５２に投射され、この脚面５２において再度反射されることにより、導光体１の延長方向に対して直角ないし鋭角の所定方向に向けて反射される。これにより、反射された光は導光体１の前側面から出射され、ランプの前方に向けて照射されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２３８５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の台形の内面反射ステップ５は、台形の内面反射ステップ５の上底面５１に入射される光の一部が手前側の脚面５３によって遮光され、上底面５１に入射されなくなる。すなわち、導光体１の内部で光を導光するためには、光を導光体１の周側面に対して所要角度以上で入射させる必要がある。そのため、上底面５１のうち、図７に破線で囲む領域ＮＧは手前側の脚面５３の陰となり、有効な反射面として機能されなくなって上底面５１での反射光量は少なくなる。また、内面反射ステップ５の高さ寸法に制限があるため、脚面５２の面積を大きくすることが難しく、上底面５１で反射した光の一部は脚面５２において反射されなくなることもある。
【０００７】
このように、特許文献１の内面反射ステップ５では、導光体１の内部を導光される光を導光体１の後側面の内面反射ステップ５において所要の方向に向けて反射させ、かつ導光体１の前側面からランプの前方に向けて照射する光の光量が少なく、車両の前方に向けての照射光量の大きなランプを得ることが難しいという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、導光体の内部を導光され、かつ導光体から車両の前方に向けて照射させる光量を増大した車両用灯具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、入射された光が長さ方向に導光され、導光された光が光出射面から出射される導光体を備える車両用灯具であって、導光体は光出射面に対向する面が光反射面として構成され、当該光反射面には導光される光を光出射面に向けて反射させる内面反射ステップを備えており、この内面反射ステップは、導光される光を、導光体の長さ方向および光出射面と光反射面を結ぶ方向のそれぞれに交差する方向に向けて反射する第１反射面と、第１反射面で反射された光を光出射面に向けて反射する第２反射面とを備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明における内面反射ステップは、光反射面に突設された錘体として形成され、第１反射面は当該錘体の第１の錘面で形成され、第２反射面は当該錘体の第２の錘面で形成される。あるいは、内面反射ステップは、光反射面に突設された錘台として形成され、第１反射面は当該錘台の錘面で形成され、第２反射面は当該錘台の頂面で形成される。後者の場合には、特に、内面反射ステップは、導光体の導光方向に頂角を向けた三角錐台として形成され、当該三角錘台の頂角を挟む両側の錘面を第１反射面とし、当該三角錘台の頂面を第２反射面とすることが好ましい。さらに、
内面反射ステップは、第２反射面が導光体の長さ方向を法線とする面に沿った断面形状が略Ｍ字型となるように当該方向の中央が凹んだ斜面として構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内面反射ステップの第１反射面は、入射された光を、導光体の長さ方向および光反射面と光出射面を結ぶ方向のそれぞれに交差する方向、特にこれらの方向に対して略直交する方向に全反射させるように構成しているので、第１反射面は当該直交する方向に広い面積の反射面として構成することができ、導光される光が入射される面積を増大して第１反射面における反射光量が増大できる。
【００１２】
一方、第２反射面は内面反射ステップの別の錘面、あるいは頂面で構成されているので、内面反射ステップの高さ寸法を大きくしなくても大きな面積に構成でき、第１反射面で反射された光の殆どを入射させて反射させ、第２反射面に入射させる光量が増大され、最終的に導光体の光出射面から出射される照射光の光量が増大される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明をクリアランスランプに適用した実施形態の概略斜視図。
【図２】導光体の要部の拡大斜視図。
【図３】内面反射ステップの拡大斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図５】内面反射ステップの変形例の断面図。
【図６】内面反射ステップの変形例の平面図。
【図７】特許文献１における課題を説明するための特許文献１の図３の一部の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。この実施形態では、図１に示した自動車の左ヘッドランプＬ−ＨＬに組み込まれたクリアランスランプＣＬに適用した例を示している。図１を再度参照すると、自動車の左ヘッドランプＬ−ＨＬのランプハウジング４には所要の配光特性を有するハイビーム配光ランプユニットＨｉＵとロービーム配光ランプユニットＬｏＵが内装されており、これらのランプユニットＨｉＵ，ＬｏＵの下側領域に、前記ランプハウジング４の前面の下縁に沿って円柱ロッド状をした導光体１が内装されている。前記ランプハウジング４は前面が自動車の車体左前部の形状に沿って湾曲されているので、前記導光体１は車幅方向に延長されるとともに、車幅方向内側の基端部１ａから車幅方向外側の先端部１ｂに向けて左後方に傾斜ないしは湾曲した状態で配設されている。
【００１５】
また、前記ランプハウジング４内には、前記導光体１の基端部１ａの端面に対向する位置に光源２が配設されている。この光源２は、ここではＬＥＤ（発光ダイオード）で構成されており、前記ランプハウジング４内において外部には露呈されない状態で固定支持されている。このＬＥＤ２は図示を省略した回路基板に搭載され、当該回路基板を介して給電され、発光されるようになっている。
【００１６】
前記クリアランスランプＣＬは、前記導光体１と前記ＬＥＤ２とで構成されており、このクリアランスランプＣＬでは、光源２から出射された光は導光体１の基端部１ａ側の端面から入射され、導光体１の内部で全反射を繰り返しながら先端部１ａに向けて長さ方向に導光される。そして、導光体１の後側面（ランプの後方に向けられた面）１１に設けた内面反射ステップ３において所要の角度で反射されることにより、当該反射された光は導光体１の前側面（ランプの前方に向けられた面）１２から外部に出射され、クリアランスランプＣＬの前方に向けて照射される。
【００１７】
図２は前記導光体１と前記ＬＥＤ２を含む要部の拡大図であり、同図では導光体１の後側面１１を上方に向けた姿勢で表している。前記導光体１は透明アクリル等の透光性樹脂で円柱ロッド状に成型されており、その基端部１ａの端面は平坦面に形成され、前記ＬＥＤ２の発光面が対向配置されている。前記ＬＥＤ２が発光したときに出射される光は、矢印線で示すように、導光体１の基端部１ａの端面から導光体１の内部に入射され、入射された光は基本的には導光体１の周側面で内面反射されながら導光体１の先端部１ｂ（図１参照）に向けて長さ方向に導光される。
【００１８】
前記導光体１は、円柱ロッド状をした周側面のうち、ランプ後方に向けられた側の後側面１１が本発明における光反射面として構成されており、この後側面には内面反射ステップ３が一体に形成されている。前記したように導光体１を導光される光はこの後側面１１に形成されている内面反射ステップ３において導光体１の中心方向に向けて反射され、導光体１のランプ前方に向けられた側の前側面１２から出射され、ランプハウジング４の透光カバーないしレンズを透過して自動車の前方に照射される。この前側面１２は本発明における光出射面として構成されている。
【００１９】
前記内面反射ステップ３は、前記導光体１の後側面１１に径方向に突出された微小な凸状体として形成されており、多数個の内面反射ステップ３が導光体１の長さ方向に沿った所要の領域にわたって一列状態に配列形成されている。したがって、前記導光体１においては、これら内面反射ステップ３が形成されている領域において光が反射され、反射された光は当該内面反射ステップ３が形成されている領域に対面する前側面１２から出射されることになる。
【００２０】
図３は前記内面反射ステップ３の拡大斜視図であり、導光体１の先端部１ｂの方向から見た図である。図３においても、導光体１の後側面１１を上方に向けた姿勢で図示している。この図３に示すように、前記内面反射ステップ３は、上方から見ると、頂角３０を導光体の先端部方向に向けた二等辺三角形をし、かつ導光体１の後側面１１から所要の高さで突出した三角錘台を基本構造としている。この頂角３０の内角は、ここでは約５６度とされている。すなわち、前記内面反射ステップ３は、前記頂角３０を挟む２つの錘面３１，３２と、底辺に相当する錘面３３からなる３つの錘面３１，３２，３３と、これらの錘面３１〜３３で囲まれる領域に存在する頂面３４を備えている。その上で、この頂面３４は導光体１の長さ方向と、前記前側面１１と後側面１２を結ぶ方向のそれぞれに直交する方向、換言すれば導光体１の長さ方向を法線とする面の方向（以下、単に直交方向と称するときにはこの方向である）に対して両側から中央に向けて徐々に高さが低くなるように傾斜された２つの頂面３４ａ，３４ｂで構成され、当該直交方向の断面形状がＭ字型となるように凹設されている。
【００２１】
この内面反射ステップについて、図４を参照して詳細に説明する。図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図４（ｂ）では導光体１の基端部１ａとＬＥＤ２を含んだ状態を図示している。前記内面反射ステップ３の３つの錘面３１〜３３についてみると、頂角３０を挟む二等辺三角形の左右の斜辺に相当する２つの錘面３１，３２は、導光体１の長さ方向と直交方向のそれぞれに対して傾斜された方向に延在されている。この実施形態では、これら錘面３１，３２が導光体１の後側面１１に対してなす傾斜角θ１は３０度〜４５度程度の緩やかな角度とされている。この２つの錘面３１，３２は内面反射ステップ３の第１反射面となる。
【００２２】
また、前記内面反射ステップ３の二等辺三角形の底辺に相当する１つの錘面３３は、導光体１の直交方向に延在されるとともに、導光体１の後側面１１に対する傾斜角θ２はほぼ直角に近い角度とされている。この錘面は内面反射ステップ３の第３反射面となる。
【００２３】
一方、前記内面反射ステップ３の頂面３４は、前記したように導光体１の直交方向に両側から中央に向けて高さが低くなるように傾斜された２つの頂面３４ａ，３４ｂで構成され、当該直交方向の断面形状が略Ｍ字型となるように凹設されている。この頂面３４の後側面１１に対する傾斜角θ３は導光体１から出射させる光の配光に対応して適宜の角度に設定されるが、この実施形態では略３０度〜４０度程度とされている。この頂面３４は内面反射ステップ３の第２反射面となる。なお、この実施形態では頂面３４の両端部に角部が生じないように面とりを施しているので、当該両端部を除く領域が第２反射面となる。
【００２４】
この内面反射ステップ３によれば、図４（ａ），（ｂ）に光路を矢印線で示すように、ＬＥＤ２から出射されて導光体１の基端部１ａの端面から導光体１に入射され、導光体１の内部で全反射を繰り返しながら先端部１ｂに向けて導光される光が内面反射ステップ３に入射されると、入射光は第１反射面３１，３２に入射され、ここで反射される。第１反射面３１，３２は導光体１の長さ方向と直交方向のそれぞれに対して傾斜されているので、反射された光は導光体１の長さ方向と直交方向のそれぞれに対して所要の角度をなす方向に反射される。因みに、内面反射ステップ３の頂角３０は前記したように略５６度としており、アクリルの光屈折率は約１．５であるので、導光体１の長さ方向に沿って第１反射面３１，３２に入射された光は全反射されることになる。
【００２５】
第１反射面３１，３２で反射された光は第２反射面３４に入射され、ここで反射される。第２反射面３４は断面形状がＭ型をした２つの対称な面３４ａ，３４ｂで構成されているので、これらの面３４ａ，３４ｂで反射された光は導光体１の中心方向ないしは前側面１２に向けられる。すなわち、２つの面３４ａ，３４ｂのそれぞれにおいて導光体１の略中心方向に向けて反射される。このとき、導光体１の長さ方向についてみると、第１反射面３１，３２での反射角と、第２反射面３４での反射角とにより、導光体１を導光される光は、導光体１の長さ方向に対しては鋭角の方向に向けられる。
【００２６】
そして、各反射光は導光体１の内部を径方向に導光された上で導光体１の前側面１２、すなわち図１に示したクリアランスランプＣＬの前方に向けられる。この前側面１２では入射される光の入射角が小さいので、殆どの光は前側面１２を透過することになる。
【００２７】
以上のような内面反射ステップにおける光の反射は、導光体１の後側面１１に導光体１の長さ方向に沿って配列された多数の内面反射ステップ３のそれぞれにおいて行われるので、当該内面反射ステップ３が配設されている導光体１の長さ方向の大部分の領域において光反射が行われ、さらに対応する前側面１２からの光照射が行われる。これにより、導光体１の前側面１２から出射される光は、クリアランスランプＣＬの前方に向けて照射されることになる。
【００２８】
このように、内面反射ステップ３においては、第１反射面３１，３２は導光体１の長さ方向と直交方向に所要の角度で傾斜させ、入射された光を直交方向に全反射させるように構成しているので、第１反射面３１，３２は導光体１の長さ方向については導光される光に対して小さな入射角として形成することができる。すなわち、導光体１の直交方向に広い面積を確保した第１反射面３１，３２において光反射の機能を発揮させることができる。これにより、第１反射面３１，３２に光が入射されない領域ＮＧ（図７参照）、すなわち第３反射面３３によって陰になる領域を小さくすることができ、第１反射面３１，３２における反射光量が増大できる。
【００２９】
また、第２反射面３４は内面反射ステップ３の頂面で構成されているので、内面反射ステップ３の高さ寸法（導光体１の後側面１１からの突出高さ）を大きくしなくても大きな面積に構成できる。したがって、第１反射面３１，３２で反射された光の殆どを入射させて反射させ、導光体１の前側面１２から照射することが可能になる。これにより、第１反射面３１，３２で反射して第２反射面３４に入射させる光量が増大され、さらに第２反射面３４で反射されて最終的に導光体１の前側面１２から出射される照射光の光量が増大される。
【００３０】
以上の説明では、内面反射ステップ３を三角錘台として説明したが、この三角錘台３は見方を変えれば２つの三角錘体が直交方向に並列配置された構成と見ることができる。してみれば、片方の三角錘体についてみると、第１反射面３１は三角錘体の一つの錘面であり、第２反射面３４は当該三角錘体の別の一つの錘面であるとも言える。したがって、本発明の内面反射ステップ３は、第１の錘面を第１反射面とし、第２の錘面を第２反射面とした１つの三角錘体を光反射面に突設した構成とすることも可能である。
【００３１】
なお、第１反射面３１，３２で反射された光のうち、一部は第３反射面３３に入射され、ここで反射されて導光体１の中心方向に向けられる。ただし、この第３反射面３３で反射された光は導光体１の先端部１ｂに向けられるので、クリアランスランプＣＬの前方に照射する光としての寄与度は低い。この光は導光体１の前側面１２で反射されてさらに先端部１ｂに向けて導光され、他の内面反射ステップ３において再度反射され、前側面１２から照射されることになる。
【００３２】
ここで、本発明にかかる内面反射ステップ３の第２反射面３４は、図５（ａ）に図３のＡ−Ａ線に相当する断面形状を示すように、直交方向の両側に面取りを形成することなく、頂面の全域を第２反射面として形成したＭ字形状とした内面反射ステップ３Ａであってもよい。あるいは、図５（ｂ）のように、第２反射面３４を凸状あるいは凹状の曲面で形成した、丸Ｍ字形状の内面反射ステップ３Ｂとしてもよい。
【００３３】
また、内面反射ステップ３を導光体１の後側面方向から見た形状は、実施形態で説明した二等辺三角形の三角錘台を基準とした形状に限られるものではなく、図６（ａ）に示すような円錐台を二等分した半円錘台を基準とした内面反射ステップ３Ｃであってもよい。この場合には、第１反射面３１，３２は導光体１の先端部１ｂに向けた凸円弧状をした円錘面として形成されることになる。あるいは、図６（ｂ）に示すような八角形の一部で形成した多角錘台を基準とした内面反射ステップ３Ｄであってもよい。
【００３４】
実施形態では、導光体を円柱ロッド状に形成した例を示したが、角柱ロッド状あるいはロッド状以外の形状に形成した導光体についても本発明にかかる内面反射ステップを備えることにより、照射光量の大きなランプが構成できる。
【００３５】
実施形態では、本発明を自動車のヘッドランプのクリアランスランプとして適用した例を示したが、その他の補助ランプ、標識ランプ、装飾用ランプとして適用することも可能である。また、必要に応じて本発明にかかる導光体をリフレクタと組み合わせて光の照射効率を高めるようにしてもよい。例えば、導光体の後側面の背後に半円筒状のリフレクタを配設し、内面反射ステップで反射されずに導光体から洩れ出た光を当該リフレクタで反射して再度導光体に入射させるように構成することで、当該洩れ光を照射光として再利用することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は内面反射ステップを有する導光体を備えた車両用灯具に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  導光体
１ａ  基端部
１ｂ  先端部
２  光源（ＬＥＤ）
３，３Ａ〜３Ｄ  内面反射ステップ
４  ランプハウジング
１１  後側面（光反射面）
１２  前側面（光出射面）
３１，３２  錘面（第１反射面）
３４  頂面（第２反射面）
【図１】
2016051532.tif 000003
【図２】
2016051532.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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