特許 6119241 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6119241

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/10 20060101AFI20170417BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20170417BHJP

   F21W 101/10 20060101ALN20170417BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20170417BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/10 171

   F21S2/00 435

   F21S2/00 436

   F21S2/00 432

   F21W101:10

   F21Y115:10

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-284957(P2012-284957)

(22)【出願日】2012年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-127413(P2014-127413A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(72)【発明者】

【氏名】西畑 孝司

(72)【発明者】

【氏名】松村 源太

(72)【発明者】

【氏名】林 秀幸

【審査官】 當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１９９０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９８５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０３６３４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８８５７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１０

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、前記発光素子からの光を導光させる導光板と、を備える車両用灯具であって、
前記導光板は、前記発光素子からの光を入射させる光入射面と、前記光入射面と垂直な第１方向に沿って延在する光導入部と、
前記光導入部と接続され前記第１方向と垂直な第２方向に向けて湾曲して延在する湾曲部と、
前記第１方向の側から前記導光板を観た場合に、少なくとも前記光入射面と重ならない前記湾曲部の表面に形成された光照射面と、
前記湾曲部の前記光照射面と反対側の面に形成され、前記導光板内の光を前記光照射面に向けて反射させる光反射部と、を備え、
前記光反射部は、前記第１方向と前記第２方向と直交する第３方向に延在され、前記湾曲部の延在方向へ並設される複数のプリズムで構成され、
前記光反射部には、前記湾曲部の延在方向に延在され前記第３方向に並設される複数の溝が形成され、
前記複数の各プリズムは、前記溝によって、両脇に側壁を有して構成され、
前記複数の各プリズムは、中央が深く、両脇の側壁に近づくにつれ浅くなる円弧状の凹面が形成され、
前記凹面の曲率は、前記湾曲部の前記光導入部と反対側の端部に至るにつれ小さくなるように形成されていることを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

前記複数の各プリズムは、前記光導入部と反対側の傾斜面の前記第１方向に対する角度が、前記湾曲部の前記光導入部と反対側の端部に至るにつれ小さくなるように設定されてい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】

前記導光板は、前記第３方向に延在されて形成され、前記発光素子は前記第３方向に複数並設されてい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】

前記湾曲部の前記第１方向側の表面の曲率が、前記光導入部と前記湾曲部との接続部の幅を４倍に延長させた点を中心とする曲率以下の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両用灯具に係り、特に、発光素子と導光板とから構成される車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

発光素子と導光板とから構成される車両用灯具は、たとえば、下記特許文献１〜３等に開示がなされている。
これら車両用灯具は、いずれも、発光素子からの光を導光板に導き、該光を該導光板内で反射させながら該導光板の一領域に設定される光照射面を通して照射させるように構成されている。

【0003】

そして、発光素子と導光板の光照射面の配置に自由度をもたせるため、該導光板を湾曲させた形状とする場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−６６１０号公報

【特許文献2】特開２００９−２１２０８８号公報

【特許文献3】特開２０１０−０２１００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この場合、導光板は透光性の材料で構成されているため、該導光板をその光照射面側から観た場合に、発光素子が該導光板を通して目視されてしまう場合がある。
特に、発光素子を導光板の光入射面に沿って複数並設させる場合、これら発光素子が目立ってしまうことになり、これらの発光素子が目視できないようにすることがたとえば意匠の観点から好ましい場合がある。

【0006】

このため、導光板を、その光照射面側から観た場合に該光照射面と発光素子が配置される光入射面とが重ならないような形状とすることにより、発光素子が該導光板を通して目視されるのを回避できるが、該発光素子からの光を該光照射面に効率よく照射させ、該光照射部以外の部分における漏光を減少させることが困難となる場合がある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光板をその光照射面側から観た場合に、発光素子が目視できないようにするとともに、発光素子からの光を効率よく導光板の光照射面へ照射させ、該光照射面以外の部分に生じる漏光を減少できるようにした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】

【0008】

このような目的を達成するため、本発明は、まず、導光板を湾曲させた形状とし、その湾曲方向の一端部に光入射面を有する光導入部を形成し、他端部における湾曲面に光照射部を形成することによって、該導光板を光照射部側から観た場合、少なくとも該光照射部が前記光入射面と重ならないように構成したものである。

【0009】

そして、湾曲された導光板の該光照射面と反対側の面に光反射部を形成し、この光反射部を、導光板の湾曲方向へ並設される複数のプリズムで構成するとともに、該複数の各プリズムにおいて、該光導入部と反対側の傾斜面の角度（前記光入射面の垂直方向に対する角度）を、該光導入部と反対側の端部に至るにつれ小さくするようにしたものである。

【0010】

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、発光素子と、前記発光素子からの光を導光させる導光板と、を備える車両用灯具であって、前記導光板は、前記発光素子からの光を入射させる光入射面と、前記光入射面と垂直な第１方向に沿って延在する光導入部と、前記光導入部と接続され前記第１方向と垂直な第２方向に向けて湾曲して延在する湾曲部と、前記第１方向の側から前記導光板を観た場合に、少なくとも前記光入射面と重ならない前記湾曲部の表面に形成された光照射面と、前記湾曲部の前記光照射面と反対側の面に形成され、前記導光板内の光を前記光照射面に向けて反射させる光反射部と、を備え、前記光反射部は、前記第１方向と前記第２方向と直交する第３方向に延在され、前記湾曲部の延在方向へ並設される複数のプリズムで構成されることを特徴とする。
（２）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記複数の各プリズムは、前記光導入部と反対側の傾斜面の前記第１方向に対する角度が、前記湾曲部の前記光導入部と反対側の端部に至るにつれ小さくなるように設定されていることを特徴とする。
（３）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記導光板は、前記第３方向に延在されて形成され、前記発光素子は前記第３方向に複数並設された形成されていることを特徴とする。
（４）本発明の車両用灯具は、（１）、（２）、（３）のいずれかの構成において、前記光反射部には、前記湾曲部の延在方向に延在され前記第３方向に並設される複数の溝が形成され、前記複数の各プリズムは、前記溝によって、両脇に側壁を有して構成されていることを特徴とする。
（５）本発明の車両用灯具は、（４）の構成において、前記複数の各プリズムは、中央が深く、両脇の側壁に近づくにつれ浅くなる円弧状の凹面が形成され、前記凹面の曲率は、前記湾曲部の前記光導入部と反対側の端部に至るにつれ小さくなるように形成されていることを特徴とする。
（６）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記湾曲部の前記第１方向側の表面の曲率が、前記光導入部と前記湾曲部との接続部の幅を４倍に延長させた点を中心とする曲率以下の値に設定されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

このように構成された車両用灯具は、導光板をその光照射面側から観た場合に、発光素子が目視できないようにするとともに、発光素子からの光を効率よく導光板の光照射面へ照射させ、該光照射面以外の部分に生じる漏光を減少できるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の車両用灯具の構成を示す構成図である。

【図2】本発明の車両用灯具を備えたヘッドランプを示す構成図である。

【図3】本発明の車両灯具に形成される光反射部が複数の山型プリズムで構成されていることを示す断面図である。

【図4】図３に示す光反射部に溝が形成され、該溝によって形成される凸部の上面に凹面が形成されていることを示す構成図である。

【図5】本発明の車両用灯具の光照射面における配光の分布を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
図２は、本発明の車両用灯具が具備されるたとえば自動車のヘッドランプ（前照灯）の概略を示した正面図である。該ヘッドランプ１０は、複数の車両用灯具が具備されたいわゆるコンビネーション型のランプとなっている。図２に示すヘッドランプ１０は、自動車を前方から観た場合にたとえば右側に取り付けられたものを示している。

【0014】

なお、図２中、車両の進行方向を基準として、ｚ方向は車両の高さ（上下）方向、ｙは車両の水平（左右）方向、ｘは車両の前後方向に一致づけて示している。
図２において、ランプボディ１１があり、このランプボディ１１は、前方部が開口されたランプ室１２を備えて構成されている。ランプ室１２には、たとえば、すれ違いビームランプ１３、走行ビームランプ１４、およびクリアランスランプ１５が配置されている。

【0015】

すれ違いビームランプ１３は、たとえば、回転楕円面を有するリフレクタ（図示せず）内に光源（図示せず）が配置され、該リフレクタの前面にレンズ１３Ａが取り付けられることによって構成され、ランプ室１２においてたとえば上段の位置に配置されている。走行ビームランプ１４は、たとえば、図中ｙ方向に延在し上下方向（図中ｚ方向）等の断面が放物面として形成されるリフレクタ内に光源１４Ｂが配置されることによって構成され、ランプ室１２においてたとえば中段の位置に配置されている。クリアランスランプ１５は、ランプ室１２の下段の位置に図中ｙ方向に延在する細長の光照射面１７Ｓを具備して構成されている。
クリアランスランプ１５は、図２のＩａ−Ｉａ線における断面図である図１（ａ）に示すように、発光素子１６と、この発光素子１６からの光を導光させる導光板１７と、を備えて構成されている。

【0016】

なお、導光板１７は、該クリアランスランプ１５を上方（図中ｚ方向）から観た図１（ｂ）に示すように、水平方向（図中ｙ方向）に延在された板状体として形成され、発光素子１６は該方向に沿ってほぼ等間隔に複数（図では４個）並列されて設けられているが、これに限られることはない。
図１（ａ）に戻り、導光板１７は、車両の高さ方向（図中ｚ方向）と平行な面であって発光素子１６からの光を入射させる光入射面１７Ａと、この光入射面１７Ａと垂直な車両前方向（図中ｘ方向）に沿って延在する光導入部１７Ｂと、この光導入部１７Ｂと接続されたとえば車両下方（図中（−）ｚ方向）に向けて湾曲して延在する湾曲部１７Ｃと、を有している。

【0017】

なお、発光素子１６は、その発光面１６Ａが導光板１７の光入射面１７Ａと平行になるように配置されている。この場合、発光素子１６の発光面１６Ａの中央から該発光面１６Ａに対して垂直方向に前記導光板１７の光導入部１７Ｂ側へ延在する軸を、以下の説明において、発光素子１６の光軸Ｏと称する場合がある。
ここで、導光板１７の断面形状（肉厚）は、光導入部１７Ｂと湾曲部１７Ｃとの接続部Ｊにおける幅をＤ、中途部の幅をＤ’、前記光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐ（光導入部１７Ｂの先端部）の幅をＤ’’とした場合、Ｄ’
≧Ｄ＞Ｄ’’の関係を有するようになっている。

【0018】

導光板１７は、その湾曲部１７Ｃにおける車両前方向（図中ｘ方向）の表面の曲率が、光導入部１７Ｂと湾曲部１７Ｃと接続部Ｊのたとえば車両下方（図中（−）ｚ方向）への延長上にあって、該接続部Ｊにおける幅Ｄを４倍に延長させた点Ｏ’を中心とする曲率ρ（＝１／ｒ）以下の値をもつようになっている。
そして、車両前方向（図中ｘ方向）側から導光板１７を観た場合に、少なくとも光入射面１７Ａと重ならない導光板１７の車両前方向（図中ｘ方向）側の表面に光照射面１７Ｓが形成されている。この光照射面１７Ｓは、たとえば図２に示した光照射面１７Ｓに対応するようになっている。

【0019】

また、導光板１７において、該光照射面１７Ｓと対向する裏面、すなわち、導光板１７の車両後方（図中（−）ｘ方向）側の面であって、光導入部１７Ｂと湾曲部１７Ｃの接続部Ｊから前記光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐにかけた範囲で光反射部１７Ｅが設けられている。この光反射部１７Ｅの構成については後に詳述する。
さらに、導光板１７の光導入部１７Ｂの車両前方向（図中ｘ方向）への長さＷは、ほぼ次式（１）に示す値となっている。

Ｗ ≧ {Ｄ／（２×ｔａｎθ１）−Ｌ } …… （１）

ここで、Ｌは、導光板１７の光入射面１７Ａと発光素子１６の発光面１６Ａとの間の距離であり、Ｄは、導光板１７の光導入部１７Ｂと湾曲部１７Ｃとの接続部Ｊの幅であり、θ１は、前記接続部Ｊの面に対して該接続部Ｊと交差する導光板１７の表面（あるいは裏面）と発光素子１６の発光面１６Ａの中心を結んだ線の角度である。

【0020】

そして、光導入部１７Ｂには、その表裏面において、発光素子１６に近づくにつれて狭まるテーパ部αが形成されている。すなわち、光導光部の車両の高さ方向（図中ｚ方向）に交差する一対の対向辺１７Ｄ’が、湾曲部１７Ｃとの接続部Ｊから光入射面１７Ａに至るにしたがい、それらの幅が狭まるようにして形成されている。
前記テーパ部αは、前記光軸Ｏの方向に対してθ２の角度を有するようになっている。このθ２は５°以上に設定するのが好ましい。

【0021】

このように構成された車両用灯具は、導光板１７の光導入部１７Ｂを上述のような構成にすることにより、発光素子１６からの光をほぼ平行光（光軸Ｏに対して平行光）として導光板１７内に入射させることができるようになる（図１（ａ）の光Ｌ１参照）。そして、光導入部１７Ｂに入射された平行光は、導光板１７の前方表面であって光照射面１７Ｓ以外の面で反射されるようになる（図１（ａ）の光Ｌ２参照）。この場合、導光板１７の湾曲部１７Ｃを上述した曲率で構成することにより、導光板１７の前方表面であって光照射面１７Ｓ以外の面で反射された光は、光反射部１７Ｅに導くことができるようになる。光反射部１７Ｅは、導光板１７の前方表面の光照射面１７Ｓと対向した裏面（接続部Ｊから先端に至る領域の裏面）に形成されていることから、該光反射部１７Ｅで反射された光は該光照射面１７Ｓを通して照射させることができる（図１（ａ）の光Ｌ３参照）。

【0022】

これにより、導光板１７をその光照射面１７Ｓ側（車両の前面）から観た場合に、発光素子１６が目視できないようにするとともに、該発光素子１６からの光を効率よく前記光照射面１７Ｓへ照射でき、該光照射面１７Ｓ以外の部分に生じる漏光を減少できるようになる。
図５は、上述した車両用灯具の光照射面１７Ｓにおける配光の分布を示した図である。図５から明らかになるように配光が均一化された分布となっていることが判る。図中、Ｈ−Ｈは水平方向を、Ｖ−Ｖは垂直方向を示している。

【0023】

次に、導光板１７に形成された前記光反射部１７Ｅの詳細について説明する。
図３は、図１（ａ）に示した光反射部１７Ｅのうち点線丸Ａの部分を拡大して示した図である。上述したように、光反射部１７Ｅは、湾曲部１７Ｃと光導入部１７Ｂとの接続部Ｊから該湾曲部１７Ｃの該光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐへかけて並設される複数の山型形状からなる階段状プリズムＰＲから構成されている。そして、図３に示すように、階段状プリズムＰＲは、それぞれ、車両の水平方向（図中ｙ方向）へ延在されて形成されている。

【0024】

これら階段状プリズムＰＲは、車両の前方向（図中ｘ方向）に対して、発光素子１６側（図中上側）の傾斜面１７Ｕの角度がθ４となっており、発光素子１６と反対側の傾斜面１７Ｄの角度がθ３となっている。ここで、階段状プリズムＰＲにおいて、発光素子１６側の傾斜面１７Ｕの角度θ４は、湾曲部１７Ｃの光導入部１７Ｂとの接続部Ｊから該光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐに至るにしたがって徐々に大きくなるように構成されている。また、発光素子１６と反対側の傾斜面１７Ｄの角度θ３は、湾曲部１７Ｃと光導入部１７Ｂとの接続部Ｊから該光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐに至るにしたがって徐々に小さくなるように構成されている。なお、この場合、発光素子１６側の傾斜面１７Ｕは、発光素子１６と反対側の各傾斜面１７Ｄの間を接続させる面として機能させ、光反射部１７Ｅにおける配光に寄与しないようになっている。

【0025】

このように構成された階段状プリズムＰＲからなる光反射部１７Ｅは、発光素子１６から光導入部１７Ｂを通して入射される光（光軸Ｏにほぼ平行な光）が、導光板１７の湾曲部１７Ｃで反射された後に、前記光反射部１７Ｅに入射するようになる。
そして、光反射部１７Ｅを構成する階段状プリズムＰＲは、その発光素子１６と反対側の傾斜面１７Ｄによって、車両前方向（図中ｘ方向）にほぼ平行な光として反射させることができ、該反射光をそのまま導光板１７の光照射面１７Ｓを通して車両前方に出射させることができる。

【0026】

上述のように、発光素子１６と反対側の傾斜面１７Ｄの角度θ３を、湾曲部１７Ｃの光導入部１７Ｂとの接続部Ｊから該光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐに至るにしたがって徐々に小さくなるように構成することによって、階段状プリズムＰＲの各プリブムの箇所に応じて、発光素子１６と反対側の傾斜面１７Ｄに入射させる光を車両前方向（図中ｘ方向）にほぼ平行な光として反射させるようにし、これにより、発光素子１６からの光を効率よく光照射面１７Ｓへ照射させ、該光照射面１７Ｓ以外の部分に生じる漏光を減少させるようにできる。

【0027】

図４（ａ）は、クリアランスランプ１５を光反射部１７Ｅが形成されている面側から観た図である。
また、図４（ａ）のｂ−ｂ線における断面図を図４（ｂ）に、ｃ−ｃ線における断面図を図４（ｃ）に、ｄ−ｄ線における断面図を図４（ｄ）に示している。
図４（ａ）に示すように、導光板１７の光反射部１７Ｅに、湾曲部１７Ｃの光導入部１７Ｂとの接続部Ｊから該光導入部１７Ｂと反対側の端部Ｐにかけて（図中ｘ方向へ）延在する溝１７Ｆが、該溝１７Ｆの延在方向と直交する方向（図中ｙ方向）に複数並設されて形成されている。これら溝１７Ｆの数はたとえば発光素子１６の数よりも多く形成されている。

【0028】

これにより、光反射部１７Ｅを構成する階段状プリズムＰＲ（図示せず）のそれぞれは、前記溝１７Ｆによって、両脇に側壁１７Ｇを有する形状で構成されることになる。このため、階段状プリズムＰＲ内の光は該側壁１７Ｇによって内側に反射させられることになり、導光板１７の内部における光拡散を抑制でき、出射効率、伝搬効率を向上させることができる効果を奏する。
また、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から明らかなように、前記溝１７Ｆの形成によって並設して配置される光反射部１７Ｅの各凸部１７Ｈの上面には、その中央が深く、両側の側壁１７Ｇに近づくにつれ浅くなる円弧状の凹面（たとえば図中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が形成されている。この凹面は、その曲率ρ（＝１／Ｒ）を変化させることによって、導光板１７内からの光の該凹面における拡散の程度を制御させることができるようになっている。

【0029】

この実施形態１では、各凸部１７Ｈの上面において、その凹面の曲率ρが、発光素子１６から遠ざかるにつれて、小さくなるように形成され、これにより、発光素子１６から遠ざかるにつれて光の該凹面における拡散を抑制できるようになっている。
すなわち、発光素子１６に近づく箇所において、発光素子１６からの光量は多いが拡散の量をも多くさせ、発光素子１６から遠のく箇所において、発光素子１６からの光量は少なくなるが拡散の量を抑制させることにより、光反射部１７Ｅにおいて、発光素子１６からの距離に影響されることなく、反射光の光量の均一化を図るようになっている。
これにより、導光板１７における光照射面１７Ｓにおいて、光の照度の均一化を図ることができる。

【0030】

（実施形態２）
上述したたとえばクリアランスランプからなる車両用灯具は、その導光板１７の湾曲部１７Ｃが、車両の下側に向けて湾曲されるように配置したものである。しかし、これに限定されることはなく、該車両用灯具は、その導光板１７の湾曲部１７Ｃが、車両の上側、あるいは車両の左右のいずれかに向けて配置させるようにしてもよいことはいうまでもない。
（実施形態３）
上述した車両用灯具は、たとえばクリアランスランプとして用いたものである。しかし、これに限定されることはなく、他の機能を有するランプとして用いてもよいことはもちろんである。

【0031】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0032】

１０……ヘッドランプ、１１……ランプボディ、１２……ランプ室、１３……すれ違いランプ、１３Ａ……レンズ、１４……走行ビームランプ、１４Ｂ……光源、１５……クリアランスランプ、１６……発光素子、１６Ａ……発光面、１７……導光板、１７Ａ……光入射面、１７Ｂ……光導入部、１７Ｃ……湾曲部、１７Ｅ……光反射部、１７Ｄ’……一対の対向辺、１７Ｕ……傾斜面（発光素子側）、１７Ｄ……傾斜面（発光素子と反対側）１７Ｆ……溝、１７Ｇ……側壁、１７Ｈ……凸部、１７Ｓ……光照射面、α……テーパ部、Ｊ……光導入部と湾曲部の接続部、Ｐ……導光板の光導入部と反対側の端部、ＰＲ……階段状プリズム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】