(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
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」と称する)について詳細に説明する。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。また、図面において、符号「F」は車両前方側(車両の前進方向側)を示し、符号「B」は車両後方側を示し、符号「U」は運転者側から車両前方側を見た上方向側を示し、符号「D」は運転者側から車両前方側を見た下方向側を示す。また、符号「L」は運転者側から車両前方側を見た場合の左方向側を示し、符号「R」は運転者側から車両前方側を見た場合の右方向側を示す。
【0016】
(第1実施形態)
まず、第1実施形態の車両用灯具20について説明する。
【0017】
(第1実施形態の車両用灯具20の全体構成)
車両用灯具20の全体構成を
図1、
図2に基づいて説明する。
図1に示すように、車両用灯具20は、車両10の前部の右側面寄り及び左側面寄りのそれぞれに設けられる。これら左右の車両用灯具20は、略左右対称形状であるため、以下の説明では、右側の車両用灯具20について説明し、左側の車両用灯具20の説明は省略する。
【0018】
図2に示すように、車両用灯具20は、外面31が意匠面として形成されるアウタレンズ30を備える。このアウタレンズ30の内側には、インナパネル40が設けられ、このインナパネル40の車両後方側には、照明灯(この例では、ヘッドランプ)を構成する光源21及びリフレクタ22が設けられる。また、この照明灯を構成する光源21及びリフレクタ22の車両外側には、信号灯を構成する半導体発光素子51(
図3参照)からなる光源50(
図3参照)からの光を導光する導光棒52が設けられる。なお、信号灯には、クリアランスランプ、ターンシグナルランプ、デイタイムランニングランプなどが含まれる。
【0019】
(車両用灯具20の各部の構成)
次に、車両用灯具20の各部の構成を
図2〜
図5に基づいて説明する。
【0020】
(アウタレンズの構成)
図2に示すように、アウタレンズ30は、光源21および導光棒52からの光を車両前方に照射するレンズであって、車両中央側から車両外側にかけて、車両前方側から車両後方側に滑らかに傾斜(スラント)する形状に形成される。アウタレンズ30は、凸状に滑らかに湾曲する外面31と、凹状に滑らかに湾曲する内面32とを有する。また、アウタレンズ30の一部には、反射部61を備える凸状部60が形成される。この凸状部60の詳しい構成については、後述する。
【0021】
(インナパネル40の構成)
インナパネル40は、アウタレンズ30の内面32に沿って形成される部品であり、インナパネル40の車両中央側の部位には、車両前後方向に開口する筒状部41が設けられる。一方、インナパネル40の車両外側の部位には、上下方向に沿って形成され、車両前方側に開放する溝状部42が設けられる。
【0022】
(照明灯用の光源21及びリフレクタ22の構成)
光源21は、インナパネル40の筒状部41の奥(車両後方側)に配置される。リフレクタ22は、光源21からの光を車両前方側に反射するものであり、その前端縁22aが筒状部41の後側開口縁41aに合わさる。光源21及びリフレクタ22からの光は、アウタレンズ30を透過して車両前方に出射されるが、筒状部41の前側開口縁41bによって車両幅方向の拡散範囲(照明灯拡散範囲E1)が限定される。
【0023】
(信号灯用の光源50及び導光棒52の構成)
図3に示す信号灯用の光源50は、本実施形態では、半導体発光素子(LEDチップ)51を用いている。そして、溝状部42(
図2参照)に収容され半導体発光素子51からの光は、導光棒52に入射し、導光棒52を導光しながらアウタレンズ30側に照射される。
なお、導光棒を用いずに、光源からの光が直接アウタレンズに照射されるようにしても良い。
【0024】
半導体発光素子51は、溝状部42(
図2参照)の上端又は上端近傍に配置され、車両前方側からは視認できないように、例えば、インナパネル40などによって車両前方側が覆われている。
【0025】
導光棒52は、車両前方側から見た場合、略L字状に形成される。すなわち、導光棒52は、半導体発光素子51の近傍から下方に向けて延びる第1の導光部53と、この第1の導光部53の下端から車両中央側に屈曲してアウタレンズ30の下縁部に沿って前側開口縁41bの下方に達する第2の導光部55とを有する。導光棒52では、半導体発光素子51の点灯時において、半導体発光素子51から上端部56に入射した光を第1の導光部53及び第2の導光部55により導光し、第1の導光部53及び第2の導光部55のそれぞれの外面から光を出射することで、略L字状に発光する。このように発光する導光棒52からの直射光L1(
図2参照)は、溝状部42の左右の縁42a(
図2参照)によって、直接光出射範囲E2(
図2参照)に拡散範囲が限定されながら、車両前方に照射される。
【0026】
(凸状部60の構成)
凸状部60は、車両前方に出張る部分であり、導光棒52の上端部56に対向する位置に設けられる。
【0027】
図4に示すように、凸状部60は、上面及び底面が略三角形状に形成された略三角柱状(三角プリズム状)を呈する。凸状部60の水平断面は、略平面形状の2つの斜面部を有する略V字状あるいは略L字状に形成される。これら2つの斜面部のうち車両外側に形成される反射部61は、アウタレンズ30の形状を外挿した形状と異なる角度の面で形成される。一方、2つの斜面部のうち車両中央側に形成される出射部63は、反射部61の車両中央側の辺62とアウタレンズ30の反射部61側の辺33との間を繋ぐようにアウタレンズ30に形成される。
【0028】
反射部61の内面は、反射面65として形成される。この反射面65は、導光棒52から直接アウタレンズ30に入射する直射光L1の少なくとも一部を車両中央側に向けて内面反射する。このような反射面65には、光拡散構造を設けることができ、例えば、この光拡散構造は、複数(ここでは、3個)の略蒲鉾状の拡散素子65a,65b,65cによって構成することができる。この例では、上下方向に沿って形成される略蒲鉾状の拡散素子65a〜65cを反射面65の幅方向に複数並べて配置する。
【0029】
一方、出射部63は、反射面65で反射された光L2の少なくとも一部を車両中央側に出射する光出射面66を外面に有する。この光出射面66は、反射部61の略平面形状に対して、角度θ(
図5参照)で交わる略平面形状として形成される。この角度θ(
図5参照)の好適な大きさについては、後述する。
【0030】
(反射部61の作用)
以上のように構成される反射部61の作用について説明する。
拡散素子65a〜65cのうち、最も車両外側に位置する拡散素子65aで反射された光L2は、車両中央側の車両前方寄りにおいて、車両前後方向に拡散しながら進む(
図4中、範囲a)。この範囲aを進む光L2の一部は、光出射面66から出射され、残りは、光出射面66よりも車両中央側においてアウタレンズ30の外面31から出射される。
【0031】
また、反射面65の最も車両中央側に位置する拡散素子65cで反射された光L2は、車両中央側に向けて範囲aよりもさらに車両前方寄りを、車両前後方向に拡散しながら進む(
図4中、範囲c)。この範囲cを進む光L2の略全ては、光出射面66から出射される。
【0032】
そして、反射面65の中央に位置する拡散素子65bで反射された光L2は、範囲aと範囲bの間において、車両前後方向に拡散しながら進む(
図4中、範囲b)。この範囲bを進む光L2の大部分は、光出射面66から出射され、残りは、光出射面66よりも車両中央側においてアウタレンズ30の外面31から出射される。
【0033】
(角度θの好適な大きさ)
図5に示される出射部63と反射部61、つまり、光出射面66と反射部61とのなす角度θの適切な範囲について以下で説明する。
なお、角度θは、反射部61に対する出射部63(光出射面66)の相対的な傾斜角度を意味する。
図5では、反射部61と直射光L1との成す角度を固定して、反射部61に対する出射部63(光出射面66)の成す角度θの範囲をθ1からθ2として示しているが、実際の角度θは、反射部61と直射光L1との成す角度も5°から45°の範囲で変化することを考慮して求められる。したがって、角度θの範囲の説明の前に、反射部61と直射光L1との成す角度に関して説明する。
【0034】
反射部61と直射光L1との成す角度が45°の場合は、反射部61で反射される直射光L1は、略直角に車両中央側に反射された光L2となり、角度が45°を超えて大きくなると車両側に反射される戻り光が増えてくる。したがって、有効に光を車両中央側に活用するためには、反射部61と直射光L1との成す角度は45°以下とすることが望ましい。
一方、反射部61と直射光L1との成す角度が小さくなると、車両中央側方向の斜め前方に反射された光L2となり、角度が小さくなるにつれて車両中央側に向かう光が少なくなる。
上記で説明した反射部61と直射光L1とのなす角度と反射される光L2との関係は反射面65が平面として構成される場合であり、
図5に示されるように、本実施形態では、反射面65に光拡散構造(拡散素子65a〜65c)が形成されているので上記で説明した反射部61と直射光L1とのなす角度と反射される光L2との関係を基準に、反射される光L2は、より広い範囲に広がるようになる。このことを考慮して十分に車両中央側にも反射される光L2が向かうようにするために、反射部61と直射光L1とのなす角度は5°以上とすることが望ましい。
【0035】
次に、角度θについて説明を行う。
図5に示す反射された光L2が最も損失なく光出射面66から出射するためには、光L2と出射部63とのなす角度が90°であることが望ましく、90°からズレると出射部63で反射される光が増えていく。このことを考慮し、出射部63で反射され、光出射面66から出射しない光L2を少なく抑えるために、光L2と出射部63とのなす角度は90°±40°の範囲とすることが望ましい。
【0036】
ここで、直射光L1の反射部61への入射角(反射部61と直射光L1とのなす角度)と反射部61で反射された光L2の反射角(反射部61と光L2とのなす角度)は略等しくなる。反射部61と出射部63(光出射面66)と光L2とで形成される三角形において、反射角が5°以上45°以下のときに、光L2と出射部63(光出射面66)とのなす角度を90°±40°とすることを考え、残る角度である
図5に示される角度θ(反射部61と出射部63(光出射面66)とのなす角度)を求める。具体的には、反射角をAとし、光L2と出射部63(光出射面66)とのなす角度をBとすると、上記三角形における残る角度θは、角度θ=180°−(A+B)として表され、Aが5°以上45°以下、Bが50°以上130°以下という制限のもと角度θの取り得る範囲を求めると、角度θは5°以上125°以下となる。したがって、角度θを5°以上125°以下の範囲とすることで、光L2を少ない損失で光出射面66から出射させることができる。
【0037】
(第1実施形態の効果)
以上、説明した実施形態の効果について述べる。
本実施形態によれば、範囲a〜c(
図4参照)によって得られる広い反射光出射範囲E3(
図4参照)において、反射された光L2を車両中央側に出射することができる。また、反射された光L2は、
図6に示すように、光出射面66及びアウタレンズ30の外面31のうち光出射面66から車両中央側に延びる帯状の面35から出射される。よって、車両中央側の視認方向から見た場合、アウタレンズ30の外面31における広い面で出射光が確認される。その結果、直接光出射範囲E2(
図2参照)を補うように、反射光出射範囲E3(
図2参照)が加わり、直接光出射範囲E2(
図2参照)のみの場合に比べ、導光棒52からの光の出射範囲が格段に広くなる。
【0038】
したがって、本実施形態によれば、車両10の前部の側面寄りに設けられる車両用灯具20において、アウタレンズ30の湾曲した外面31の形状に依存せずに、車両中央側に光L2を良好に出射して視認範囲を広げることができる。また、光出射面66及び帯状の面35を含む広い面で出射光が視認できるので、点光りになりにくく、点灯時の見栄えも向上することができる。
【0039】
また、反射部61を、アウタレンズ30の形状を外挿した形状よりも車両前方に出張るように形成したので、反射部61を凹ませて形成する場合に比べ、反射部61及び光出射面66の設計自由度が高い。したがって、より広い範囲で車両中央側に光L2を出射することができる。また、車両用灯具20に求められる仕様に対して設計面で柔軟に対応することが可能になる。
【0040】
さらに、本実施形態では、導光棒52から直接アウタレンズ30に入射する直射光L1の少なくとも一部を車両中央側に反射部61によって反射するようにした。
【0041】
特に、導光棒52からの直射光L1は、ハロゲンランプなどのランプ系の光源に比べ、広角に広がるような光として出射されない。このため、導光棒52を用いる場合には、車両中央側の視野角に求められる光を十分に出射することが難しい場合がある。この点、本実施形態によれば、導光棒52を用いる場合であっても、導光棒52からの直射光L1を反射部61で車両中央側に反射させ、車両中央側に向かう光L2とできるので、車両中央側の視野角に向けて良好に光を出射することができる。
【0042】
加えて、本実施形態では、半導体発光素子51に近い上端部56側の導光棒52から出射される直射光を反射部61で反射させるように、この反射部61も半導体発光素子51に近い上端部56に近いアウタレンズ30の位置に設けるようにしている。ここで、半導体発光素子51に近い上端部56の導光棒52から出射する直射光L1は比較的光量が多ので、車両中央側の良好な視野角(視認範囲)を得るのに十分な光L2が得やすい。
【0043】
(反射面の変形例)
次に、反射面の変形例を
図7、
図8に基づいて説明する。
前述した反射面65(
図4参照)では、略蒲鉾状の拡散素子65a〜65c(
図4参照)をそれぞれ上下方向に沿って形成したが、本発明にいう「反射面」の構成は、この反射面65に格別に限定されるものではなく、各種の構成から選択可能である。
【0044】
例えば、
図7(a)に示すように、第1変形例では、水平方向に沿って形成される略蒲鉾状の拡散素子65d,65e,65fを上下方向に複数並べて配置して、反射面65Aを構成する。この第1変形例によれば、拡散素子65d,65e,65fにより、範囲E4で示す上下方向においても、反射された光L2を拡散することができる。
【0045】
また、
図7(b)に示すように、第2変形例では、球面状又は非球面状の複数の拡散素子65gを格子点状に並べて配置して、反射面65Bを構成する。この第2変形例によれば、複数の拡散素子65gにより、上下方向に広がる範囲E4及び車両前後方向に広がる範囲E5それぞれにおいて、反射された光L2を拡散することができる。
【0046】
また、
図8に示すように、第3変形例では、凸状の滑らかな曲面で反射面65Cを構成する。この第3変形例においても、導光棒52から直接アウタレンズ30に入射する直射光L1の少なくとも一部が反射面65で車両中央側に反射され、広い反射光出射範囲E3が得られるので、視認範囲を広く確保することができる。
【0047】
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態の車両用灯具70を
図9〜
図11に基づいて説明する。なお、前述した第1実施形態に係る車両用灯具20と共通する要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【0048】
前述した第1実施形態においては、アウタレンズ30の形状を外挿した形状よりも車両前方に出張るように反射部61(
図2参照)を形成したが、アウタレンズ30の形状を外挿した形状と異なる角度の面を含む形状であれば、反射部の形状は任意である。
【0049】
例えば、
図9に示すように、第2実施形態の車両用灯具70では、アウタレンズ30の形状を外挿した形状よりも車両側に凹む凹状部80をアウタレンズ30に形成する。
【0050】
図10に示すように、この凹状部80は、略平面形状の反射部81及び戻し部83で構成される。反射部81は、アウタレンズ30の意匠面である外面31から内向きに折り込むように、アウタレンズ30の形状を外挿した形状と異なる角度の面で形成される。戻し部83は、反射部81の車両外側の辺82(反射部81の後端)とアウタレンズ30の側部36との間を繋ぐようにアウタレンズ30に形成される。
【0051】
図11に示すように、反射部81の内面側の反射面85は、導光棒52から直接アウタレンズ30に入射する直射光L1の少なくとも一部を車両中央側に反射する。戻し部83は、アウタレンズ30の外面31から後退した位置にある辺82をアウタレンズ30の側部36の意匠面(外面31)に戻す部分である。この戻し部83の外面は、辺82と側部36とを滑らかに繋ぐ曲面状に形成される。
【0052】
(第2実施形態の効果)
このように構成される第2実施形態においても、導光棒52から直接アウタレンズ30に入射する直射光L1の少なくとも一部が反射面85で車両中央側に反射され、アウタレンズ30の外面31から出射される。これにより、広い反射光出射範囲E3が得られる。したがって、車両10の前部の側面寄りに設けられる車両用灯具70において、アウタレンズ30の湾曲した外面31の形状に依存せずに、車両中央側に光L2を良好に出射して視認範囲を広げることができる。
【0053】
また、第2実施形態では、アウタレンズ30において反射部81を車両側に凹むように形成したので、反射部81が意匠的に視認されにくくなり、車両10の基本的な外観を維持することができる。したがって、意匠面で有利な車両用灯具70を提供することができる。
【0054】
さらに、車両前方に出張るように形成した反射部61(
図2参照)に比べ、反射面85をより導光棒52側に近づけ、かつ、照明灯拡散範囲E1(
図9参照)から反射面85を遠ざけることができる。このため、車両正面側から見た場合、光源21及びリフレクタ22からの光によって生じる反射部81の影や筋が抑制できるので、見栄えの良い車両用灯具70を提供することができる。
【0055】
加えて、反射部81の車両外側の辺82とアウタレンズ30の側部36とを戻し部83によって滑らかに繋ぐ構成としたので、より見栄えの良い車両用灯具70を提供することができる。
【0056】
上記のように、いずれの構成においても、本発明は、アウタレンズの一部に反射部を形成することで、その反射部で光を車両中央側に反射させるようにしており、従来のように、光がアウタレンズのレンズ内で内面反射しないため、光の減衰が少なく、光を有効に利用することができる。
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、多様な変更又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。またその様な変更又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。
【0057】
例えば、前述した実施形態では、光源として半導体発光素子を用い、その半導体発光素子からの光を導光棒で導光させ、導光棒からの光をアウタレンズに照射する例を示したが、導光棒を使用しない構成、例えば、半導体発光素子やハロゲンなどの光源からの光を直接アウタレンズに照射する構成でもよく。また、光源からの光を車両前方に反射するリフレクタを用いて、そのリフレクタからの反射光がアウタレンズに照射される構成であっても良い。