(57)【要約】【課題】導光体から出射される光を均一にできるとともに出射される光の指向性を制御できる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具１０は、車体パネル１４に固定されるランプボディ１５とその前面開口部を覆う前面カバー１６，１９とで形成される灯室１７，２０内にＬＥＤ２３が配置され、一端にＬＥＤ２３から発せられる光を入射する入射面３０と、該入射面から入射した光を所定方向に出射させる外側面３１と、該外側面に対向して反射部を有する内側面２８とを有し、前面カバーの形状に沿って灯室２０内の一側部に配設された透光性材料からなる導光体２２とを備えている。そして、導光体２２の内側面２８上に略円錐形状の点刻ステップ２９を複数設け、各々点刻ステップ２９の頂角を通る中心軸が、内側面２８に下した仮想垂線に対して所定の光の出射方向寄りに傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体に固定される灯具ボディとその前面開口部を覆う前面カバーとで形成される灯室内に光源が配置され、
一端に前記光源から発せられる光を入射する側端面と、該側端面から入射した光を所定方向に出射させる発光表面と、該発光表面に対向して反射部を有する反射裏面とを有し、前記前面カバーの形状に沿って前記灯室内の一側部に配設された透光性材料からなる導光体と、を備える車両用灯具であって、
前記導光体の前記反射裏面上に略円錐形状の点刻ステップを複数設け、各々該点刻ステップの頂角を通る中心軸が、前記反射裏面に下した仮想垂線に対して所定の光の出射方向寄りに傾斜していることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記発光表面と前記反射裏面との間に形成され、前記発光表面と前記反射裏面との間隔である前記導光体の厚み寸法から前記点刻ステップの高さ寸法を除いた光の導入幅が、前記導光体の厚み寸法に対して９０パーセント以上であることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記導光体が、前記光源側の前記側端面から他端側に向って前記発光表面と前記反射裏面との間隔が徐々に狭くなる先細形状であることを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記点刻ステップの配設密度が、前記側端面からの距離に比例して高くなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から発せられる光を入射して所定方向に出射させる透光性材料からなる導光体を備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用灯具の一例として、一端面が光源に対向して入光面を有する導光体を備えた車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示された車両用灯具は、ターンシグナルランプが発した光が入光面から導光体に入って側方空間の末端側に導かれ、点刻ステップに当たって反射し、その反射光が導光体の表面から外部へ出射する。これにより、前面カバーの側面照明部を照射して、前面カバー全体の照明を均一にしようとしている。
【０００４】
【特許文献１】実開平３−１０３５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に開示された車両用灯具では、導光体が廻り込みの大きい場合、点刻ステップに当たって反射した反射光が、導光体から放射方向に分散してしまうため、導光体を均一に発光させることが難しいとともに、車両前方或いは後方への指向性を要求される配光規格に合わなくなる虞があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光体から出射される光を均一にできるとともに出射される光の指向性を制御できる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、車両本体に固定される灯具ボディとその前面開口部を覆う前面カバーとで形成される灯室内に光源が配置され、一端に前記光源から発せられる光を入射する側端面と、該側端面から入射した光を所定方向に出射させる発光表面と、該発光表面に対向して反射部を有する反射裏面とを有し、前記前面カバーの形状に沿って前記灯室内の一側部に配設された透光性材料からなる導光体と、を備える車両用灯具であって、
前記導光体の前記反射裏面上に略円錐形状の点刻ステップを複数設け、各々該点刻ステップの頂角を通る中心軸が、前記反射裏面に下した仮想垂線に対して所定の光の出射方向寄りに傾斜していることを特徴とする車両用灯具により達成される。
【０００８】
上記構成の車両用灯具によれば、点刻ステップの頂角を通る中心軸が、反射裏面に下した仮想垂線に対して所定の光の出射方向寄りに傾斜しているため、光源が発した光は、導光体の側端面から入射して複数の点刻ステップで反射した後に導光体の発光表面から指向性を与えられて所定方向に向けて出射される。これにより、廻り込みの大きい導光体であっても、車両前方或いは後方への指向性を要求される配光規格に合致させることができ、配光規格に合致する範囲内で導光体を均一に発光させながら光の指向性を制御することができる。
【０００９】
また、上記構成の車両用灯具において、前記発光表面と前記反射裏面との間に形成され、発光表面と反射裏面との間隔である導光体の厚み寸法から点刻ステップの高さ寸法を除いた光の導入幅が、導光体の厚み寸法に対して９０パーセント以上であることが望ましい。
【００１０】
このような構成の車両用灯具によれば、導光体の厚み寸法から点刻ステップの高さ寸法を除いた光の導入幅が、導光体の厚み寸法に対して９０パーセント以上であることで、光源が発した光を効率よく導入することができる。
【００１１】
また、上記構成の車両用灯具において、前記導光体が、光源側の側端面から他端側に向って発光表面と反射裏面との間隔が徐々に狭くなる先細形状であることが望ましい。
【００１２】
このような構成の車両用灯具によれば、導光体が、光源側の側端面から他端側に向って発光表面と反射裏面との間隔が徐々に狭くなる先細形状であることで、廻り込みの大きい導光体であっても、点刻ステップから発光表面までの距離が、光源側の側端面から遠くなるほど小さくなって導入された光の反射角が調整されて、発光表面から光を所定方向へ確実に出射させることができる。
【００１３】
また、上記構成の車両用灯具において、前記点刻ステップの配設密度が、前記側端面からの距離に比例して高くなることが望ましい。
【００１４】
このような構成の車両用灯具によれば、点刻ステップの配設密度が、側端面からの距離に比例して高くなることで、廻り込みの大きい導光体であっても、側端面から遠い先端側でも点刻ステップにより反射される光の量が調整されて、側端面と同等の明るさを維持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る車両用灯具によれば、導光体から出射される光を均一にできるとともに出射される光の指向性を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
図１〜図４は本発明に係る車両用灯具の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る車両用灯具の正面図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１の車両用灯具に適用される導光体を内側面側から視た一部破断外観斜視図、図４は図３の導光体における光の進路を説明する水平断面図である。なお、説明中の前後左右は、車両の方向に順じており、図２中の下方が車両の後方である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態である車両用灯具１０は、車体中心側から車体側部へ向けて、ストップランプユニット１１と、ターンシグナルランプユニット１２と、テールランプユニット１３とを並べて配置したリアコンビネーションランプである。
【００１９】
図２に示すように、車両用灯具１０は、車体後方側が開口された形状で車体パネル１４に固定される樹脂製の灯具ボディであるランプボディ１５を備えている。
【００２０】
ストップランプユニット１１は、ランプボディ１５の車体後方の開口部から取り付けられた透明な樹脂製のストップランプ用前面カバー１６と、ランプボディ１５とストップランプ用前面カバー１６とで区画された第１の灯室１７と、第１の灯室１７内に取り付けられた光源である白熱バルブ１８とを備えている。
【００２１】
ターンシグナルランプユニット１２は、ランプボディ１５の車体後方の開口部から取り付けられた透明な樹脂製のターンシグナルランプ用前面カバー１９と、ランプボディ１５とターンシグナルランプ用前面カバー１９とで区画された第２の灯室２０と、第２の灯室２０内に取り付けられた光源である白熱バルブ２１とを備えている。
【００２２】
テールランプユニット１３は、ターンシグナルランプユニット１２と共用している前面カバー１９とランプボディ１５とで区画された第３の灯室２７と、第３の灯室２７内の前面カバー１９側に沿って取り付けられた導光体２２と、第３の灯室２７の側端部に取り付けられた光源である発光素子 (ＬＥＤ)２３とを備えている。光源は、ＬＥＤ２３に代えて白熱バルブ等の電球であっても良い。光源としてＬＥＤ２３が適用されることで、耐熱性を考慮する必要がなくなるため、導光体２２の材料選択における適用範囲を広げることができる。
【００２３】
ランプボディ１５は、第１の灯室１７内に半球面形状のストップランプ用リフレクタ２４を有するとともに、第２の灯室２０内に同じく半球面形状のターンシグナルランプ用リフレクタ２５を有している。ターンシグナルランプ用リフレクタ２５は、半球面形状の車体外側に複数の凹凸面からなる副リフレクタ２６を含んでいる。
【００２４】
導光体２２は、透光性材料であるアクリル樹脂材、ポリカーボネート樹脂材又はエポキシ樹脂材を素材としてターンシグナルランプ用前面カバー１９の形状に沿って同等の曲率に湾曲された板形状である。この導光体２２は、一端側にＬＥＤ２３から発せられた光が入射する側端面である入射面３０と、入射した光を所定方向に出射させる発光表面である外側面３１と、発光表面に対向して反射部を有する反射裏面である内側面２８とを有している。そして、内側面２８側に複数の点刻ステップ２９が凹設されている。
【００２５】
導光体２２は、正面視矩形状（図１参照）であり、一端側の入射面３０から他端側に向って内側面２８と外側面３１との間隔である厚み寸法が徐々に狭くなる先細形状に形成されている。この導光体２２は、入射面３０側にＬＥＤ２３が組み付けられているため、入射面３０から入射した発光光を点刻ステップ２９で制御しながら発光表面である外側面３１から所定方向に出射させる。
【００２６】
図３に示すように、導光体２２の点刻ステップ２９は、円錐形状であり、内側面２８から車体後方に向けて凹状に形成されて、水平方向および垂直方向に複数配列されている。点刻ステップ２９は、深さ寸法が、例えば０．５〜１．０ｍｍである。なお、点刻ステップ２９の高さ寸法は均一でなくても良い。
【００２７】
図４に示すように、導光体２２は、一端側の入射面３０の幅寸法Ｌ１が、例えば８．０ｍｍであり、他端側の他端面３２の幅寸法Ｌ２が、例えば２．０ｍｍに設定されている。なお、導光体２２は、ターンシグナルランプ用前面カバー１９と略同等の曲率に代えて、ターンシグナルランプ用前面カバー１９とは異なる曲率であっても良い。また、内側面２８と外側面３１とを異なる曲率にしても良い。また、入射面３０は、導光体２２とは別部材を一体的に取り付けても良い。
【００２８】
また、導光体２２において、入射面３０の近傍に配置されたＬＥＤ２３が発光した発光光を導入する導入幅Ｌ３は、内側面２８と外側面３１との間隔である厚み寸法Ｌ１から点刻ステップ２９の高さ寸法を除いたものである。また、導入幅Ｌ３は厚み寸法Ｌ１に対して９０パーセント以上に設定されている。
【００２９】
また、導光体２２は、入射面３０側の隣り合う点刻ステップ２９のピッチＰ１が、例えば１．５ｍｍに設定され、他端面３２側の隣り合う点刻ステップ２９のピッチＰｎが、例えば０．５ｍｍに設定されている。従って、入射面３０側から他端面３２側に向って点刻ステップ２９の配設密度が、入射面３０からの距離に比例して高くなっている。
【００３０】
そして、導光体２２は、点刻ステップ２９のそれぞれにおける頂角Ｘを通る中心軸（センターライン）Ｃが、内側面２８に下した仮想垂線Ｇに対して光の出射方向α寄りに傾斜する傾斜角θＢ１，θＢ２，θＢ３・・・に設定されている。この傾斜角θＢ１，θＢ２，θＢ３・・・は、入射面３０側から他端面３２側に向けて離れるに従って小さくなるように設定されている。  言い換えると、外側面３１側の仮想垂線Ｇと光の出射方向αとの傾斜角θＡ１，θＡ２，θＡ３・・・が、入射面３０側から他端面３２側に向けて離れるに従って小さくなるように設定されている。頂角Ｘは、例えば、７８〜８０度が選ばれる。
【００３１】
さらに、導光体２２は、前述した傾斜角θＡ（θＡ１，θＡ２，θＡ３・・・）と傾斜角θＢ（θＢ１，θＢ２，θＢ３・・・）との関係を以下の数式１によって設定している。なお、ｎＡ：空気の屈折率、ｎＢ：導光体材質の屈折率  である。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
このような車両用灯具１０は、不図示の灯火スイッチがオンされることで、テールランプ１３（図１参照）のＬＥＤ２３が発光される。ＬＥＤ２３が発光されることで、発光光が導光体２２の入射面３０から導光体２２内に入射される。そして、入射された光は、導光体２２の外側面３１の内側および内側面２８の内側で全反射した後に点刻ステップ２９の斜面で全反射される。
【００３４】
そして、各々点刻ステップ２９の頂角Ｘを通る中心軸Ｃが、各々内側面２８に下した仮想垂線Ｇに対して光の出射方向α寄りに傾斜角θＢ１，θＢ２，θＢ３・・・だけ傾斜するように設定されている。また、外側面３１側の仮想垂線Ｇと光の出射方向αとの傾斜角θＡ１，θＡ２，θＡ３・・・が、入射面３０側から他端面３２側に向けて離れるのに従って小さくなるように設定されている。これにより、各々点刻ステップ２９で反射した光は、外側面３１から指向性を与えられて車体後方の所定の出射方向αに向って出射される。
【００３５】
また、不図示のブレーキペダルが踏まれると、ストップランプユニット１１（図１参照）の白熱バルブ１８が点灯されるため、白熱バルブ１８の光がストップランプ用前面カバー１６を透過して出射される。また、ストップランプ用リフレクタ２４（図２参照）によって反射されることで、ブレーキペダルの操作状態が表示される。
【００３６】
また、不図示のターンシグナルスイッチが右側にオンされると、ターンシグナルランプユニット１２（図１参照）の白熱バルブ２１が点滅を始めるため、白熱バルブ２１の光が、ターンシグナルランプ用前面カバー１９を透過して出射される。また、ターンシグナルランプ用リフレクタ２５および副リフレクタ２６（図２参照）によって反射されることで、車両の進路変更が表示される。
【００３７】
［実施例］
次に、本発明に係る車両用灯具１０の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
【００３８】
実施例では、比較例として、従来のものと同様の点刻ステップを有する導光体を用いて、予め定められたＣＬＬ規格範囲への出射光束の効率を調べる配光シミュレーション測定を行った。測定には、市販の白色ＬＥＤを用いた。
【００３９】
その結果、配光規格「ＥＣＥ  Ｒｅｇ．７  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＬＩＧＨＴ」の光量と比較して２倍となった。また、その効率は従来の点刻ステップが０．０１だったのに対して、本実施例においては０．０５となり、従来の５倍となった。なお、ここで云う効率とは出射光量（ｃｄ）／投入光量（ｃｄ）で求められるものである。
【００４０】
これは、実施例において、点刻ステップ２９のそれぞれにおける頂角Ｘを通る中心軸Ｃが、内側面２８の仮想垂線Ｇに対して光の出射方向α寄りに傾斜角θＢ１，θＢ２，θＢ３・・・が傾斜するように設定されており、外側面３１側の仮想垂線Ｇと光の出射方向αとの傾斜角θＡ１，θＡ２，θＡ３・・・が、入射面３０から他端面３２側に向けて離れるのに従って小さくなるように設定されている。これにより、それぞれの点刻ステップ２９で反射した光が、外側面３１から指向性を与えられて車体後方へ向けて略平行光で出射されることがわかる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１０によれば、導光体２２の内側面２８上に略円錐形状の点刻ステップ２９を設け、各々点刻ステップ２９の頂角Ｘを通る中心軸Ｃが、導光体２２の内側面２８に下した仮想垂線Ｇに対して光の出射方向α寄りに傾斜しているため、ＬＥＤ２３から発した光が、複数の点刻ステップ２９で反射した後に導光体２２の外側面３１から指向性を与えられて同一方向に向けて出射される。これにより、導光体２２が廻り込みの大きい場合でも、車体後方への指向性を要求される配光規格に合致させることができ、配光規格に合致する範囲内で導光体２２を均一に発光させながら導光体２２から出射される光の指向性を制御することができる。
【００４２】
また、導光体２２において、入射面３０の近傍に配置されたＬＥＤ２３が発光した発光光を導入する導入幅Ｌ３は、内側面２８と外側面３１との間隔である厚み寸法Ｌ１から点刻ステップ２９の高さ寸法を除いたものである。また、導入幅Ｌ３は厚み寸法Ｌ１に対して９０パーセント以上に設定されていることで、ＬＥＤ２３が発した発光光を効率よく導入することができる。
【００４３】
また、点刻ステップ２９が、導光体２２の内側面２８上に形成される略円錐形状の凹部であることで、成形が容易であり、材料の無駄も多く出さないために、生産性の向上を図ることができる。
【００４４】
また、点刻ステップ２９の外側面３１側の仮想垂線Ｇと光の出射方向αとの傾斜角θＡ１，θＡ２，θＡ３・・・が、入射面３０から他端面３２側に向けて離れるのに従って小さくなるように設定されていることで、廻り込みの大きい導光体２２であっても、外側面３１から出射される光に指向性を与えて同一方向に向けて出射することができる。
【００４５】
また、導光体２２の入射面３０から他端面３２側に向って内側面２８と外側面３１との間隔である厚み寸法が徐々に狭くなる先細形状であるので、廻り込みの大きい導光体２２であっても、点刻ステップ２９から外側面３１までの距離が、入射面３０から他端面３２側に行くほど小さくなって導入された光の反射角が調整されて、出射される光を同一方向へ確実に向けることができる。
【００４６】
また、点刻ステップ２９の配設密度が、入射面３０から他端面３２側に行くほど高くなることで、廻り込みの大きい導光体２２であっても、他端面３２側でも導入された光の反射角が調整されて、出射される光に指向性を確実に付与することができる。
【００４７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４８】
例えば、点刻ステップの数、配列等は、図示したものに限定されず、任意の複数個および複数列を適宜選択して適用することができる。また、車両用灯具は、リアコンビネーションランプに代えてフロントコンビネーションライト等に適用することもできることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用灯具の正面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１の車両用灯具に適用される導光体を内側面側から視た一部破断外観斜視図である。
【図４】図３の導光体における光の進路を説明する水平断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  車両用灯具
１１  ストップランプユニット
２２  導光体
２３  ＬＥＤ（光源、発光素子）
２８  内側面（反射裏面）
２９  点刻ステップ
３０  入射面（側端面）
３１  外側面（発光表面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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