特許 6646411 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】6646411

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/29 20180101AFI20200203BHJP

   F21S 41/32 20180101ALI20200203BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20200203BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200203BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/29

   F21S41/32

   F21W102:13

   F21Y115:10

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-225621(P2015-225621)

(22)【出願日】2015年11月18日

(65)【公開番号】特開2017-97959(P2017-97959A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100062225

【弁理士】

【氏名又は名称】秋元 輝雄

(74)【代理人】

【識別番号】100186060

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】駒野 健二

(72)【発明者】

【氏名】四方 作刀志

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０３５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１８１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／１４７ − ４５／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口を有するハウジングと前記ハウジングの開口を塞ぐように装着されたアウターレンズとによって形成された灯室内に、ＬＥＤ、ＬＥＤ実装基板、リフレクタ及びエクステンションが収容されて、前記ＬＥＤ、前記リフレクタ及び前記エクステンションによって光学系が構成されてなる車両用灯具であって、
前記ＬＥＤ実装基板は、前記灯室内の上半部に配設された基板ホルダに取り付けられ、
前記ＬＥＤ実装基板の下方の前記灯室内の下半部に前記リフレクタが配置され、
前記基板ホルダ及び前記リフレクタの前方に透明材料で形成された前記エクステンションが配置され、
前記エクステンションの前方に前記アウターレンズが位置しており、
前記エクステンションは、前記リフレクタの前方に位置する窓孔部と、前記窓孔部の上方に配置されるとともに前後方向に凸形状の自由曲面が前面に形成された厚肉部と、を有し、
前記厚肉部は、光入射面と、光入反射面と、光出反射面と、を有し、
前記リフレクタは、前記ＬＥＤからの光を反射して、前記窓孔部及び前記アウターレンズを通して外部に向けて照射させ、
前記光入射面は、前記厚肉部の裏面の一部に形成されているとともに、前記ＬＥＤからの光を前記光入反射面へと屈折させ、
前記光入反射面は、前記厚肉部の下面に形成されているとともに、前記光入射面からの光を前記光出反射面へと全反射させ、
前記光出反射面は、前記厚肉部の前面に形成されているとともに、前記光入反射面からの光を外部へと照射させることを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

前記エクステンションは、前記窓孔部及び前記厚肉部の夫々の外延部から後方に延びる環状のフランジ部と、裏面側の前記光入射面を除いた部分に形成された鏡面反射面と、を更に有し、
前記フランジ部は、前記ＬＥＤからの光を前記光入反射面へと反射させ、
前記光入反射面は、前記フランジ部からの光を前記厚肉部に入射させ、
前記光出反射面は、前記フランジ部から前記光入反射面より入射した光を、後方へと全反射させ、
前記鏡面反射面は、前記光出反射面にて全反射された光を前方へと反射させ、外部に照射させ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】

前記エクステンションの前記厚肉部の前記光入射面は、該厚肉部の裏面に対して凹状に形成された段差部内に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記ハウジング及び前記基板ホルダはいずれも、樹脂材料又は金属材料のいずれかで形成されていること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記ＬＥＤは複数個からなり、横方向に直線状に実装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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関するものであり、詳しくは、ＬＥＤを光源とすると車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の車両用灯具としては、例えば、特許文献１に「車両用灯具」として開示されたものがある。

【0003】

それは、図６に示すように、ハウジング８１とアウターレンズ８２とによって区画された灯室８３内において、ハウジング８１の上部に固定された基板ホルダ８４の下面に、ＬＥＤ８５を実装した基板８６が取り付けられ、基板８６の下方にリフレクタ８７が配設されている。

【0004】

そして、ＬＥＤ８５の点灯時にＬＥＤ８５から出射された光は、下方のリフレクタ８７によって車両前方に向けて反射され、アウターレンズ８２を通過して車両前方に向けて照射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−６９８６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記構成からなる車両用灯具８０は、ＬＥＤ８５を実装した基板８６を取り付ける基板ホルダ８４が、アウターレンズ８２側から見て中央の位置に位置しており、その上方の部分にエクステンション８８の遮蔽部８９が設けられて基板ホルダ８４及びＬＥＤ８５を実装した基板８６等が遮蔽されると共に、下側の部分にエクステンション８８の開口部９０が設けられてＬＥＤ８５から出射してリフレクタ８７で反射されて車両前方へ向かう光が通過する構成となっている。

【0007】

そのため、車両用灯具８０の点灯時には、車両用灯具８０の灯室８３内の空間が光路形成に有効に利用されていないために、アウターレンズ８２の下側（下半部）の領域からのみ光が出射されて上側（上半部）の領域からの光の出射はない。

【0008】

また、アウターレンズ８２からは、全面領域からではなく一部の領域から光が出射されるため、観視者が違和感を感じるおそれがある。更に、アウターレンズ８２において光の出射面積が小さいために出射光の断面積も小さく、出射光の見栄えの低下は避けられない。

【0009】

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ハウジングとアウターレンズとにより形成された灯室内の空間を光路形成に有効に利用するにより、アウターレンズの全面領域からの光の出射を可能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】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、開口を有するハウジングと前記ハウジングの開口を塞ぐように装着されたアウターレンズとによって形成された灯室内に、ＬＥＤ、ＬＥＤ実装基板、リフレクタ及びエクステンションが収容されて、前記ＬＥＤ、前記リフレクタ及び前記エクステンションによって光学系が構成されてなる車両用灯具であって、前記ＬＥＤ実装基板は、前記灯室内の上半部に配設された基板ホルダに取り付けられ、前記ＬＥＤ実装基板の下方の前記灯室内の下半部に前記リフレクタが配置され、前記基板ホルダ及び前記リフレクタの前方に透明材料で形成された前記エクステンションが配置され、前記エクステンションの前方に前記アウターレンズが位置しており、前記エクステンションは、前記リフレクタの前方に位置する窓孔部と、前記窓孔部の上方に配置されるとともに前後方向に凸形状の自由曲面が前面に形成された厚肉部と、を有し、前記厚肉部は、光入射面と、光入反射面と、光出反射面と、を有し、前記リフレクタは、前記ＬＥＤからの光を反射して、前記窓孔部及び前記アウターレンズを通して外部に向けて照射させ、前記光入射面は、前記厚肉部の裏面の一部に形成されているとともに、前記ＬＥＤからの光を前記光入反射面へと屈折させ、前記光入反射面は、前記厚肉部の下面に形成されているとともに、前記光入射面からの光を前記光出反射面へと全反射させ、前記光出反射面は、前記厚肉部の前面に形成されているとともに、前記光入反射面からの光を外部へと照射させることを特徴とするものである。

【0011】

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記エクステンションは、前記窓孔部及び前記厚肉部の夫々の外延部から後方に延びる環状のフランジ部と、裏面側の前記光入射面を除いた部分に形成された鏡面反射面と、を更に有し、前記フランジ部は、前記ＬＥＤからの光を前記光入反射面へと反射させ、前記光入反射面は、前記フランジ部からの光を前記厚肉部に入射させ、前記光出反射面は、前記フランジ部から前記光入反射面より入射した光を、後方へと全反射させ、前記鏡面反射面は、前記光出反射面にて全反射された光を前方へと反射させ、外部に照射させることを特徴とするものである。

【0012】

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２において、前記エクステンションの前記厚肉部の前記光入射面は、該厚肉部の裏面に対して凹状に形成された段差部内に設けられていることを特徴とするものである。

【0013】

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ハウジング及び前記基板ホルダはいずれも、樹脂材料又は金属材料のいずれかで形成されていること特徴とするものである。

【0014】

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ＬＥＤは複数個からなり、横方向に直線状に実装されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ハウジングとアウターレンズとによって形成された灯室内に、ＬＥＤ実装基板、リフレクタ及びエクステンションを収容して、ＬＥＤ、リフレクタ及びエクステンションによる光学系を構成した。この光学系によって、ＬＥＤから出射してリフレクタで反射された光が、灯具の下半部から前方に向けて照射されて主配光を形成し、ＬＥＤから出射してエクステンションの厚肉部内を導光された光が、灯具の上半部から前方斜め上方に向けて照射されて補助配光を形成する。

【0016】

その結果、ハウジングとアウターレンズとにより形成された灯室内の空間を光路形成に有効に利用することができ、アウターレンズの全面領域からの光の出射が可能となって夜間点灯時の灯具の見栄えが向上して商品性を高めることができる。また、リフレクタ及びエクステンションの厚肉部の夫々が光学的に疑似光源として機能し、あたかも２つの光源が存在するように見え、これによっても光学的に商品価値を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態の車両用灯具の平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】車両用灯具の光路説明図である。

【図4】図２のＢ部拡大図である。

【図5】光入射面の他の形態に係る説明図である。

【図6】従来例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

【0019】

図１は本実施形態の車両用灯具の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

【0020】

車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）１は、不透明樹脂からなり有底開口を有するハウジング１０と透明樹脂からなりハウジング１０の開口を塞ぐように装着されたアウターレンズ２０とによって形成された灯室２内に、光源（ＬＥＤ）３、リフレクタ３０及びエクステンション４０が収容され、光源のＬＥＤ３、リフレクタ３０及びエクステンション４０によって光学系が構成されている。

【0021】

灯室２内には、ＬＥＤ３、リフレクタ３０及びエクステンション４０と共に、ＬＥＤ３が実装されてなるＬＥＤ実装基板４を取り付ける基板ホルダ５０が配設されている。

【0022】

基板ホルダ５０は、熱伝導性が良好な金属材料で形成されて、ＬＥＤ実装基板４を取り付ける機能と同時に、ＬＥＤ３の発熱を放熱するヒートシンクの機能を兼ており、ＬＥＤ実装基板４を取り付ける略平板状の基台部５１と、基台部５１の一方の面の中央部から該基台部５１に垂直方向に延びる板状の板状支持部５２とを有している。

【0023】

上記構成の基板ホルダ５０は、板状支持部５２をハウジング１０の底部上部の内面に密着させて、板状支持部５２に設けられた基板ホルダ固定用ネジ孔５２ａにネジ６０を通してハウジング１０の底部上部に予め形成されたタップ孔１０ａに螺合することにより、ハウジング１０に固定されている。

【0024】

このとき、基板ホルダ５０の基台部５１は、灯室２の上下方向中央部に位置すると共に、平坦面からなるＬＥＤ実装基板取付面５１ａが下方を向いている。なお、上下の方向は、灯具１を車両に取り付けた状態において車両の高さ方向を示す。

【0025】

ＬＥＤ実装基板４は、基板上に複数のＬＥＤ３が直線状に実装されてなり、基板ホルダ５０の基台部５１のＬＥＤ実装基板取付面５１ａに、ＬＥＤ３の実装方向を左右方向とすると共に光出射面３ａを下方に向けて密着取付けされている。なお、左右の方向は、灯具１を車両に取り付けた状態において車両の幅方向を示す。

【0026】

ＬＥＤ実装基板４の下方にはリフレクタ３０が配置されている。リフレクタ３０は、前方に向かって斜め下方に延びる、上側に凹の自由曲面からなる湾曲形状を呈しており、少なくとも凹状の内面は、アルミニウムや銀等による金属反射膜からなる鏡面反射面（以下、「反射面」と略称する）３０ａが形成されており、この反射面３０ａがＬＥＤ実装基板４に実装されたＬＥＤ３の光出射面３ａに対向するように位置している。

【0027】

エクステンション４０は、基板ホルダ５０の基台部５１に取り付けられたＬＥＤ実装基板４及びリフレクタ３０の前方に配置され、リフレクタ３０の直前方に位置する窓孔部４１、窓孔４１の、下方を向く平坦面からなる上端部から上方に向かって延びる、前後方向に凸の自由曲面を有する厚肉部４２及び、窓孔部４１及び厚肉部４２の夫々の外縁部から後方に延びる環状のフランジ部４３を有している。この場合、窓孔４１の上端部（換言すると、厚肉部４２の下端部）は、光入反射（全反射）面４２ｃとなっている。なお、前後の方向は、灯具１を車両に取り付けた状態において車両の前後方向を示す。

【0028】

エクステンション４０は透明樹脂からなり、厚肉部４２の下部の左右方向に延びる領域を除いた裏面側にアルミニウムや銀等による金属反射膜からなる鏡面反射面が形成されている。これにより、厚肉部４２の裏面が鏡面反射面（以下、「第１反射面」と呼称する）４２ａとなると同時に、フランジ部４３の内側面が鏡面反射面（以下、「第２反射面」と呼称する）４３ａとなっている。なお、厚肉部４２の下部の裏面側に左右方向に延びる領域には透明樹脂材料が露出していると共に、その領域はＬＥＤ実装基板４の先端部の下方に位置し、光入射面４２ｂとなっている。

【0029】

アウターレンズ２０は、前方に凸の自由曲面からなる湾曲形状を呈しており、両面ともにレンズカットが施されていない素通しのレンズとなっている。

【0030】

次に、ＬＥＤ３から出射した光の光路について図３（図２を用いた光路説明図）を参照して説明する。

【0031】

ＬＥＤ３から下方に位置するリフレクタ３０に向けて出射された光Ｌ１は、リフレクタ３０の反射面３０ａで前方に向けて反射され、反射光がエクステンション４０の窓孔部４１を通ってアウターレンズ２０に至り、アウターレンズ２０を透過して前方に向けて照射される。

【0032】

また、ＬＥＤ３からエクステンション４０の厚肉部４２の光入射面４２ｂに向けて出射された光Ｌ２は、該光入射面４２ｂから厚肉部４２内に入射され、厚肉部４２内を導光されて光入反射面４２ｃで、厚肉部４２の前面からなる光出反射（全反射）面４２ｄに向けて反射され、反射光が厚肉部４２内を導光されて光出反射面４２ｄからアウターレンズ２０に向けて出射され、アウターレンズ２０を透過して前方斜め上方に向けて照射される。

【0033】

また、ＬＥＤ３からリフレクタ３０の下端延長方向（下端の前方斜め下方）位置する、エクステンション４０のフランジ部４３の内側面からなる第２反射面４３ａに向けて出射された光Ｌ３は、第２反射面４３ａで前方斜め上方に向けて反射され、反射光がエクステンション４０の窓孔部４１を通って該エクステンション４０の厚肉部４２の光入反射面４２ｃに至り、光入反射面４２ｃから厚肉部４２内に入射される。

【0034】

エクステンション４０の厚肉部４２内に入射した光は、厚肉部４２内を導光されて光出反射面４２ｄで第１反射面４２ａに向けて反射され、反射光が厚肉部４２を導光されて第１反射面４２ａに至り、第１反射面４２ａで反射されてその反射光が光出反射面４２ｄからアウターレンズ２０に向けて出射され、アウターレンズ２０を透過して前方斜め上方に向けて照射される。

【0035】

したがって、夜間の点灯時の灯具を前方から見ると、灯具の下半部からはＬＥＤ３から出射してリフレクタ３０の反射面３０ａで反射された光がエクステンション４０の窓孔部４１及びアウターレンズ２０を通して観視される。

【0036】

一方、灯具の上半部からは、ＬＥＤ３から出射してエクステンション４０の厚肉部４２の光入射面４２ｂから厚肉部４２内に入射して該厚肉部４２内を導光中に光入反射面４２ｃで反射されて光出反射面４２ｄから出射された光、及びＬＥＤ３から出射してエクステンション４０のフランジ部４３の第２反射面４３ａで反射してエクステンション４０の窓孔部４１を通ってエクステンション４０の厚肉部４２の光入反射面４２ｃに至り、光入反射面４２ｃから厚肉部４２内に入射して該厚肉部４２内を導光中に光出反射面４２ｄで全反射されてさらに第１反射面４２ａで反射されて光出反射面４２ｄから出射された光が、アウターレンズ２０を通して観視される。

【0037】

そのため、アウターレンズ２０からは全面領域に亘って光の出射が見られるため、夜間点灯時の灯具の見栄えが向上して商品性を高めることができる。

【0038】

また、昼間の非点灯時の灯具を前方方向からみると、灯具１の上半部においては、エクステンション４０の厚肉部４２の第１反射面４２ａによるメタリック調の光輝反射光が観視され、灯具１の下半部においては、リフレクタ３０の反射面３０ａによるメタリック調の光輝反射光がエクステンション４０の窓孔部４１を通して観視される。

【0039】

これにより、アウターレンズ２０からは全面領域に亘って光輝反射光が見られるため、昼間非点灯時の灯具の美観を演出することによって見栄えが向上して商品性を高めることができる。

【0040】

また、エクステンション４０の厚肉部４２は、灯具１を前方方向から見たときに、後方に位置するハウジング１０やＬＥＤ実装基板４が取り付けられた基板ホルダ５０といった内蔵物が見えないように遮蔽する機能も有している。これによっても見栄えの向上が図られている。

【0041】

なお、ハウジング１０は樹脂材以外に、例えば、アルミダイキャスト等の金属材料で形成することも可能である。この場合、ＬＥＤ３の点灯時の発熱が基板ホルダ５０を介してハウジング１０に伝導され、ハウジング１０から外部に放散される。

【0042】

これにより、ＬＥＤ３の点灯時の発熱が効率良く放熱されてＬＥＤ３自体の温度上昇が抑制され、ＬＥＤ３の自己発熱による温度上昇に起因するＬＥＤ３の発光効率の低減による発光光量の減少が抑えられると共に、同様にＬＥＤ３の自己発熱による温度上昇に起因するＬＥＤ３の素子劣化による発光寿命の短縮を抑制することができ、その結果、高い信頼性及び適切な照射光量を確保することができる。

【0043】

なお、基板ホルダ５０は金属材料以外に、熱伝導性が良好な樹脂材料で形成することも可能である。

【0044】

上述した灯具１は、例えば、フォグランプとして用いられ、リフレクタ３０で反射されて灯具の前方に向けて照射される光（Ｌ１）によって配光規格を満足する主配光を形成し、エクステンション４０の厚肉部４２内を導光されて灯具の前方斜め上方に向けて照射される光（Ｌ２、Ｌ３）によって点灯フィーリングを高める補助配光を形成する。

【0045】

この場合、リフレクタ３０は、反射光が出射光として主配光を形成する疑似光源を構成し、エクステンション４０（エクステンション４０の厚肉部４２）は、出射光が点灯フィーリングを高める補助配光を形成する疑似光源を構成する。

【0046】

そのため、灯具は、２つの疑似光源によってあたかも２つの光源が存在するように見えるため、光学的に商品価値を高めることができる。

【0047】

なお、エクステンション４０の厚肉部４２の、透明樹脂が露出した光入射面４２ｂは、図４（図２のＢ部拡大図）に示すように、第１反射面４２ａに対して段差によって形成された凹部４２ｆに設けられている。これは、例えば、蒸着によって金属反射膜からなる第１反射面４２ａを形成する場合、光入射面４２ｂとなる部分に金属反射膜が被膜されないような被膜防止を比較的容易に行うことができるためである。したがって、図５（光入射面の他の形態に係る説明図）に示すような、金属反射膜が被膜されない光入射面４２ｂを、金属反射膜からなる第１反射面４２ａが形成された、厚肉部４２の裏面４２ｅの延長面上に設けることも可能である。あるいは、図示していないが、厚肉部の裏面の適宜な位置に突出部を設け、該突出部に、透明樹脂が露出した光入射面４２ｂを設けることも可能である。

【符号の説明】

【0048】

１… 車両用灯具
２… 灯室
３… 光源（ＬＥＤ）
３ａ… 光出射面
４… ＬＥＤ実装基板
１０… ハウジング
１０ａ… タップ孔
２０… アウターレンズ
２０ａ… 内面
３０… リフレクタ
３０ａ… 鏡面反射面（反射面）
４０… エクステンション
４１… 窓孔部
４２… 厚肉部
４２ａ… 鏡面反射面（第１反射面）
４２ｂ… 光入射面
４２ｃ… 光入反射（全反射）面
４２ｄ… 光出反射（全反射）面
４２ｅ… 裏面
４２ｆ… 凹部
４３… フランジ部
４３ａ… 鏡面反射面（第２反射面）
５０… 基板ホルダ
５１… 基台部
５１ａ… ＬＥＤ実装基板取付面
５２… 板状支持部
５２ａ… 基板ホルダ固定用ネジ孔
６０… ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】