(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023178568
(43)【公開日】2023-12-18
(54)【発明の名称】乗物用照明装置
(51)【国際特許分類】
B60Q 3/62 20170101AFI20231211BHJP
B60Q 3/74 20170101ALI20231211BHJP
F21V 17/00 20060101ALI20231211BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20231211BHJP
F21W 106/00 20180101ALN20231211BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20231211BHJP
【FI】
B60Q3/62
B60Q3/74
F21V17/00 402
F21V8/00 360
F21V8/00 330
F21W106:00
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022091327
(22)【出願日】2022-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000241500
【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】河原 和季
【テーマコード(参考)】
3K011
3K040
3K244
【Fターム(参考)】
3K011CA09
3K011HA02
3K011JA01
3K040AA02
3K040CA05
3K040EB01
3K040GC01
3K244AA05
3K244BA08
3K244BA20
3K244BA32
3K244BA48
3K244CA03
3K244DA01
3K244EA02
3K244EA06
3K244EA08
3K244EA12
3K244ED03
3K244ED06
3K244ED12
3K244ED28
3K244JA03
3K244KA02
3K244KA03
3K244KA07
3K244KA18
(57)【要約】
【課題】光源に対する導光体の位置決めを適切に行いつつ、入射された光を効果的に導光可能な乗物用照明装置を提供する。
【解決手段】長手状をなし、長手方向における一端に形成された光入射部14aから光源の光が入射され、その入射された光源からの光を導光しつつ長手方向に沿って形成された光出射面14bから光を出射する導光体14と、導光体14の一端側の部分を挿入させる挿入孔28cを有して光入射部14aの光源に対する位置を定める位置決め部材24と、を備える。導光体14は、一端から他端側に向けて延びる突条34を有するものとし、位置決め部材24の挿入孔28cは、突条34が嵌り入る突条嵌合部28bを含む形状とし、突条34を、他端側に向かうにつれて高さが漸減する形状とする。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
長手状をなし、長手方向における一端に形成された光入射部から前記光源の光が入射され、その入射された前記光源からの光を導光しつつ長手方向に沿って形成された光出射面から光を出射する導光体と、
前記導光体の前記一端側の部分を挿入させる挿入孔を有し、前記光入射部の前記光源に対する位置を定める位置決め部材と、
を備え、
前記導光体は、前記一端から他端側に向けて延びる突条を有し、
前記位置決め部材の前記挿入孔は、前記突条が嵌り入る突条嵌合部を含む形状とされ、
前記突条は、前記他端側に向かうにつれて高さが漸減する形状とされていることを特徴とする乗物用照明装置。
【請求項2】
前記突条は、前記光出射面とは反対側の面に形成されており、
前記突条の前記挿入孔に挿入されている部分より前記他端側の部分には、前記光出射面に向かって光を屈折させる複数のプリズムが前記長手方向に並んで形成されている請求項1に記載の乗物用照明装置。
【請求項3】
前記プリズムの各々は、前記突条の天面から外側に突出する形状とされており、前記他端側のものほど、突出する高さが大きな形状とされている請求項2に記載の乗物用照明装置。
【請求項4】
前記プリズムの各々は、山形形状とされており、前記他端側のものほど、前記長手方向の寸法が大きくされている請求項3に記載の乗物用照明装置。
【請求項5】
当該乗物用照明装置は、前記導光体の前記突条の外側を覆うカバー部材を備えている請求項3または請求項4に記載の乗物用照明装置。
【請求項6】
前記突条は、前記長手方向からの視点における断面形状が、前記導光体の幅より小さな一定の幅の矩形状で、両側の側壁面が、前記光出射面に対して直交する形状とされた請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の乗物用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、乗物用照明装置に関する
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、乗物用照明装置の一例が記載されている。下記特許文献1に記載の乗物用照明装置は、光源と、一端から光が入射される光入射部を有する長手状の導光体と、導光体の一端側の部分を挿入させる挿入孔を有して光入射部の光源に対する位置を定める位置決め部材と、を備えた構成とされている。なお、下記特許文献1に記載の乗物用照明装置は、それら光源,導光体および位置決め部材を収容するケースを備えており、それらをケースに収容する際に誤組付を防止するための構造を、ケースと導光体との間に設けた構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載の乗物用照明装置は、導光体の一端側の部分の両側面に一対の爪部を有し、それら一対の爪部を位置決め部材に嵌め入れるようにして取り付ける構成が開示されている。しかしながら、導光体は断面が概して方形状とされているため、このような構成では、上下を反転させた状態(軸線まわりに180°回転させた状態)であっても、位置決め部材に嵌め入れることが可能な場合がある。つまり、導光体の位置決め部材(光源)に対する向きも誤って組み付けないような構成とすることが望まれる。
【0005】
そのための構成として、例えば、導光体の一端側の1つの面から外側に向かって突出する突起を設け、位置決め部材側の挿入孔を、その突起が嵌り入るような形状とすることで、位置決め部材に対する導光体の向きを定める構成とされる場合がある。この構成の乗物用照明装置は、その突起が、一端側の部分に突出して設けられているため、導光体に入射されたその突起から光が漏れたり、突起の形成面で導光体の導光方向とは異なる方向に光を屈折させてしまったりする虞がある。つまり、漏れた光を遮光させる部材を別に設ける必要が出てきたり、光出射部からの均一な光の出射を妨げたりするという問題が生じる。
【0006】
本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、光源に対する導光体の位置決めを適切に行いつつ、入射された光を効果的に導光可能な乗物用照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の乗物用照明装置は、
光源と、
長手状をなし、長手方向における一端に形成された光入射部から前記光源の光が入射され、その入射された前記光源からの光を導光しつつ長手方向に沿って形成された光出射面から光を出射する導光体と、
前記導光体の前記一端側の部分を挿入させる挿入孔を有し、前記光入射部の前記光源に対する位置を定める位置決め部材と、
を備え、
前記導光体は、前記一端から他端側に向けて延びる突条を有し、
前記位置決め部材の前記挿入孔は、前記突条が嵌り入る突条嵌合部を含む形状とされ、
前記突条は、前記他端側に向かうにつれて高さが漸減する形状とされていることを特徴とする。
【0008】
本願に開示の乗物用照明装置は、位置決め部材に導光体を挿入する際に、導光体の突条の存在によって、それら位置決め部材と導光体との相対的な向きが定まることになる。従来の乗物用照明装置においては、位置決め部材と導光体との相対的な向きを定めるために、位置決め部材の挿入孔に挿入される部分のみに、突起が設けられる場合があった。例えば、その突起が、導光体の長手方向に対して直交するような端面を有する場合があり、そのような場合には、入射された光が、その突起の端面から光が漏れ出たり、反射して、光出射面ではない箇所から光が漏れ出たりする虞があった。それに対して、本願に開示の乗物用照明装置は、他端側に向かうにつれて高さが漸減する形状の突条とされているため、入射された光を、導光体の長手方向に沿って、適切に導光することが可能である。
【0009】
なお、本願に開示の乗物用照明装置において「漸減」とは、段階的に減ることなく、連続的に(徐々に)減少していくことを意味する文言であり、本願に開示の乗物用照明装置における「突条」は、突条の頂上が、段差なく、なだらかに下がっていくような形状のものとなっている。また、この「突条」は、導光体における他端まで延びるものであってもよく、導光体の長手方向における中間部まで延びるものであってもよい。
【0010】
上記構成において、前記突条は、前記光出射面とは反対側の面に形成されており、前記突条の前記挿入孔に挿入されている部分より前記他端側の部分には、前記光出射面に向かって光を屈折させる複数のプリズムが前記長手方向に並んで形成されている構成とすることができる。
【0011】
この構成の乗物用照明装置は、突条が形成された箇所に限定が加えられている。この構成の乗物用照明装置において、突条は、この突条内に入った光を、適切にプリズムに案内する、あるいは、突条の端面で長手方向に向かって反射させる形状とされることが望ましい。なお、この構成の乗物用照明装置において、プリズムは、突条の天面から外側(出射面とは反対方向)に向かって突出する凸形状であってもよく、突条の天面が窪んだ凹形状であってもよい。
【0012】
上記構成において、前記プリズムの各々は、前記突条の天面から外側に突出する形状とされており、前記他端側のものほど、突出する高さが大きな形状とされている構成とすることができる。
【0013】
この構成の乗物用照明装置は、プリズムが凸形状のものに限定されている。そして、この凸状のプリズムは、光源からの距離が遠くなるほど、突出する高さが大きな形状とされ、多くの光を出射面に向かって反射させることができ、導光体の出射光の輝度の長手方向における均一化を図ることができる。つまり、この構成の乗物用照明装置は、光源からの距離が遠くなるほど、突条の高さが低くなるものの、プリズムの高さが高くなるような構成となっている。
【0014】
上記構成において、前記プリズムの各々は、山形形状とされており、前記他端側のものほど、前記長手方向の寸法が大きくされている構成とすることができる。
【0015】
この構成の乗物用照明装置によれば、光源からの距離が遠くなるほど、プリズムの内部に入る光が多くなるため、多くの光を出射面に向かって反射させることができ、導光体における出射光の輝度の長手方向における均一化を図ることができる。
【0016】
上記構成において、当該乗物用照明装置は、前記導光体の前記突条の外側を覆うカバー部材を備えている構成とすることができる。
【0017】
この構成の乗物用照明装置によれば、プリズムの高さが他端側ほど大きくなっても、突条の高さが小さくなる。そのため、カバー部材が導光体に沿った形状であっても、カバー部材の内面とプリズムとの間に、一定の隙間を確保することが可能である。
【0018】
上記構成において、前記突条は、前記長手方向からの視点における断面形状が、前記導光体の幅より小さな一定の幅の矩形状で、両側の側壁面が、前記光出射面に対して直交する形状とされた構成とすることができる。
【0019】
この構成の乗物用照明装置は、突条の両側の側壁面が、出射面へ向かって光を反射させにくく、突条内に入った光は、ほぼ天面側に向かうことになる。そのため、光を、天面に設けられたプリズムによって光出射面へ向かって反射させる、あるいは、長手方向に沿って全反射させて適切に導光することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、光源に対する導光体の位置決めを適切に行いつつ、入射された光を効果的に導光可能な乗物用照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】本発明の実施形態の車両用照明装置を室内側からの視点において示す図
【
図4】
図3における光源ユニット側を拡大して示す図
【
図5】光源ユニットと導光棒とを組み付けた状態を示す斜視図
【
図6】光源ユニットと導光棒とを取り外した状態を示す斜視図
【
図9】導光棒の長手方向における中央を拡大して示す側面図
【
図11】比較例の導光棒における光の進行の一例を示す図
【
図12】本実施形態の導光棒における光の進行を示す図
【
図13】導光棒の一端側に設けられたプリズムを拡大して示す側面断面図
【
図14】導光棒の他端側に設けられたプリズムを拡大して示す側面断面図
【
図15】導光棒のテーパー部の作用を説明するための平面図
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の乗物用照明装置の実施形態である車両用照明装置10について、
図1~
図15を参照しつつ説明する。照明装置10は、
図1に示すように、車両の天井に設けられたものであり、車幅方向における端部に車両前後方向に延びるライン状に光を出射するライン照明である。
【0023】
本実施形態の照明装置10は、
図2および
図3に示すように、光源ユニット12と、その光源ユニット12からの光を導光する長手状の導光棒(導光体)14と、導光棒14から出射された光を車室内に向けて拡散するレンズ部材16と、導光棒14の室外側を覆うカバー部材18と、を含んで構成される。本照明装置10は、天井材20に設けられた前後方向に延びる長孔20aをレンズ部材16で塞ぐようにして、光源ユニット12,導光棒14およびカバー部材18が、天井材20の室外側に配されている。そして、カバー部材18には、複数(本実施形態においては5つ)の取付爪18aが設けられてる。それら取付爪18aを、図示を省略する車体側のブラケットに取り付けることで、本実施形態の照明装置10は、天井に固定されている。実際には、レンズ部材16の下面は、鉛直下向きからは傾斜した状態で配されているが、以下の説明においては、本実施形態の照明装置10のレンズ部材16が配されている側(
図2および
図3における下側)を、下側と呼び、カバー部材18が配されている側(
図2および
図3における上側)を、上側と呼ぶ場合がある。
【0024】
光源ユニット12は、
図2~5に示すように、導光棒14の一端(前端,
図2および
図3における左側の端)に設けられている。この光源ユニット12は、
図4に示すように、点状光源であるLED22と、そのLED22を収容する遮光性を有するケース24とを含んで構成される。ケース24は、
図4および
図5に示すように、LED22を収容する概して直方体形状の光源収容部26と、その光源収容部26に開口するとともにその光源収容部26から延び出して、導光棒14の一端側を挿入させる導光体挿入部28と、を有している。そして、導光棒14の一端側の部分が、ケース24の導光体挿入部28に挿入された状態において、導光棒14の一端とLED22とが対向させられるようになっている。
【0025】
なお、
図6および
図7に示すように、導光棒14は、断面が方形で長手状の本体部30を主体とするものであり、本体部30の一端側に、両側の側面から突出して形成された一対の爪部32が形成されるとともに、本体部30の上面に断面形状が概して矩形状の突条34が形成されたものとなっている。一方、ケース24は、導光体挿入部28が、光源収容部26の内部に連通する概して方形状の筒部36と、筒部36の上面から筒部36の幅より小さな間隔をおいて立設する一対の立壁部38とを有する形状とされている。そのような形状により、導光体挿入部28は、筒部36に導光棒14の本体部30を挿入させ、一対の立壁部38の間に導光棒14の突条34を挿入させるようになっており、ケース24は、自身に対する導光棒14の向き(長手方向に延びる軸線周りの回転位置)を定めるものとなっている。つまり、ケース24が、導光棒14の一端である光入射部14aとLED22とを対向させた状態とし、光源であるLED22に対する光入射部14aの位置を定める位置決め部材として機能するものとなっている。
【0026】
なお、本実施形態においては、導光体挿入部28の筒部36の内部空間28aと、一対の立壁部38との間に形成された空間28bとを合わせた空間が挿入孔28cとして機能する。また、一対の立壁部38の間の空間28bが、挿入孔28cにおいて、突条34が嵌り入る突条嵌合部として機能する。光源収容部26には、筒部36の内側の空間と連通する貫通孔26aが形成されている。その貫通孔26aには、導光棒14の本体部30の先端のみが挿入される構成となっている。また、筒部36には、両側の側面に、導光棒14の一対の爪部32を係止する一対の係止孔36aが形成されており、光源ユニット12と導光棒14とを組み付けることが可能とされている。本体部30および突条34の一端が、ケース24の一部に当接するとともに、一対の爪部32が係止孔36aに係止されることで、ケース24に対する長手方向における位置が定まるようになっている。
【0027】
導光棒14は、屈折率が空気よりも十分に高く、ほぼ透明な合成樹脂材料からなる。本実形態では、導光棒14として、約42.2°の臨界角を有するアクリル樹脂からなるものを例示する。導光棒14は、内部を進行する光が臨界角より大きい入射角で外部の空気層との界面に入射すると、全反射しつつ、内部を伝播する構成となっている。
【0028】
導光棒14は、先に説明したように、車両前後方向に延設されており、その延設方向(長手方向)における断面形状(本体部30の断面形状)が、ほぼ正方形状のものとなっている。後に詳しく説明するが、導光棒14における、ケース24の導光体挿入部28に挿入されていない部分には、突条34の上面に、概して幅方向に延びるとともに突出形成されたプリズム40が長手方向に間隔を置いて並んで形成されている。導光棒14は、それら複数のプリズム40によって、内部を伝播する光を、下面側の光出射面14bに向けて立ち上げるような構成、換言すれば、出射面に対して臨界角より小さな角度とする構成とされている。そして、その立ち上げられた光が、光出射面14bから出射し、レンズ部材16を透過して車室内に出射するようになっている。
【0029】
導光棒14は、
図5および
図6に示すように、本体部30に、導光体挿入部28に挿入される部分を除いて、両側の側面から突出するフランジ部42が設けられており、そのフランジ部42が係止されるようにしてカバー部材18に組み付けられている。詳細な説明は省略するが、カバー部材18は、下方に開口する断面コの字形状で、導光棒14に沿って延びる長手状の部材であり、導光棒14の光出射面14bを除く3つの面を覆うものとなっている。なお、レンズ部材16は、天井材20の長孔20aを塞ぐ傘状で、光を出射するレンズ本体部16aと、レンズ本体部16aの裏面に立設して設けられて互いに幅方向(長手方向に直交する方向)に間隔をおいて形成された一対の壁部16bとからなる。そして、一対の壁部16bを車室側から天井材20の長孔20aに挿し込んで、それら壁部16bの各々をカバー部材18に対して固定できるようになっている。
【0030】
次に、本実施形態の車両用照明装置10において、特徴となる構成について、詳しく説明する。先に説明した導光棒14の突条34は、ケース24の導光体挿入部28に対して取り付ける向きを誤って組み付けないようにするためのものである。しかしながら、この突条34は、導光体挿入部28に挿入される部分のみならず、導光棒24の他端(
図2および
図3における右側の端)14cに向かって延び、
図3に示すように、他端14cの近傍まで延びている。また、この突条34は、導光体挿入部28に挿入されている部分は、一定の高さとされているが、導光体挿入部28に挿入されていない部分は、
図8~
図10に示すように、他端に向かうにつれて、高さが漸減する形状、つまり、突条34の天面が、段差なく、なだらかに下がっていく形状となっている。
【0031】
ここで、本実施形態における導光棒14と、
図11に示すような導光棒100とを比較する。この比較例の導光棒100は、上面に、導光体挿入部28に挿入される部分のみ上方に突出するように、誤組付け防止用のリブ102が設けられている。そして、このリブ102は、
図11に示すように、他端側が段差形状とされている。つまり、導光棒100の長手方向に対して直交する端面102aが形成されることになる。この端面102aは、光源104から入射された光を、導光棒100の外側に出射させたり、上下方向に向かって反射させたりしてしまい、光を出射させたい箇所とは異なる箇所から、光を出射させてしまうことになる。このような場合、この漏れ出た光を遮光するための部材が必要となるなどの問題が生じる。それに対して、本実施形態の照明装置10は、突条34が他端に向かうにつれて高さが漸減する形状とされていることで、
図12に示すように、導光棒14の内部で全反射して、効果的に内部を伝播させることができる。
【0032】
また、前述したように、突条34は、光出射面14bと反対側の面(上面)に、上方に突出形成されている。そして、その突条34の天面34aに、複数のプリズム40が、長手方向に並んで設けられている。なお、それら複数のプリズム40は、長手方向に交差する方向に延びて、断面山形形状とされている。それら複数のプリズム40の延びる方向は、長手方向における光の均一化を図るべく、長手方向に直交する方向ではなく、長手方向に対して傾斜する方向に延びている。
【0033】
一端側の
図13と他端側の
図14とに示すように、複数のプリズム40は、他端側のものほど、突出する高さHが大きくなるようにされている。また、複数のプリズム40は、他端側のものほど、長手方向の寸法Lが大きくなる形状とされている。これらの構成により、LED22からの距離が遠くなるほど、プリズム40の内部に入る光が多くなるとともに、光出射面14bを向く面の面積が大きくなり、多くの光を光出射面14bに向かって反射させることができるため、導光棒14における出射光の輝度の長手方向における均一化が図られている。
【0034】
上述したように、導光棒14は、プリズム40が、他端側のものほど高さが大きくされる一方、突条34は、他端に向かうにつれて高さが漸減する形状とされている。したがって、カバー部材18の形状を、導光棒14の本体部30に沿った形状としても、
図8~
図10に示すように、導光棒14の上端(プリズム40の頂上)と、導光棒14を覆っているカバー部材18との間に、ほぼ一定の幅を確保することが可能となる。カバー部材18の他端側を、車室外側に大きくする必要がなく、本照明装置10の搭載スペースを広げる必要もない。
【0035】
また、導光棒14の突条34は、長手方向からの視点における断面形状が、本体部30の幅より小さな一定の幅の矩形状で、両側の側壁面34bが、光出射面14bに対して直交する形状とされている。それにより、本照明装置10は、突条34の側壁面34bが、光出射面14bへ向かって光を反射させにくく、突条34内に入った光は、ほぼ突条34の天面34a側に向かうことになるため、光を、天面34aに設けられたプリズム40によって光出射面14bへ向かって反射させる、あるいは、長手方向に沿って全反射させて適切に導光することができる。
【0036】
さらに、
図15に示すように、導光棒14は、一対の爪部32の他端側に、テーパー部50を備えている。このテーパー部50は、他端側に向かうにつれて、爪部32の突出する方向である幅方向に広がる形状とされている。また、このテーパー部50は、先に説明したフランジ部42に連続した形状となっている。なお、
図15には、さらに外側に突出する凸部52が形成されているが、この凸部52は、カバー部材18に対する位置決めのためのものである。この導光棒14においては、一対の爪部32の存在により、長手方向に対して臨界角より小さな角度の光が生じることになる。その光は、テーパー部50が存在せずに側壁面が長手方向に平行に延びている場合、その側壁面から光が出射することになるが、本実施形態の照明装置10においては、テーパー部50によって、長手方向に対して臨界角より小さな角度の光を、他端側に向かって反射させることができ、爪部32の存在による光漏れを抑制することができる。
【0037】
<他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。例えば、次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0038】
(1)上記実施形態の車両用照明装置10は、突条34が、導光棒14の他端14cの近傍まで延ばされていたが、その突条34の長手方向における長さは、導光棒14の材料の臨界角を考慮して光が漏れ出さない傾斜角となるように、高さが漸減する形状であればよい。例えば、突条は、長手方向における中央付近まで延びる構成であっても、他端まで延びる構成であってもよい。
(2)上記実施形態の車両用照明装置10は、プリズム40が、突条34の天面34aから外側に突出する形状とされていたが、天面34aに溝を設けた形状のものであってもよい。
【0039】
(3)上記実施形態の車両用照明装置10は、突条34が光出射面14bと反対側の面に形成されていたが、それに限定されない。例えば、側面や下面に突条が設けられてもよい。つまり、プリズムは、必ずしも突条の天面に設けられる構成でなくても良い。
【0040】
(4)上記実施形態の車両用照明装置10は、車両(自動車)に提供されるものとされてたが、それに限定されず、本発明の照明装置は、種々の乗物において提供されるものに適用することができる。
【符号の説明】
【0041】
10…車両用照明装置〔乗物用照明装置〕、14…導光棒〔導光体〕、14a…光入射部(一端)、14b…光出射面、18…カバー部材、22…LED〔光源〕、24…ケース〔位置決め部材〕、28…導光体挿入部、28b…突条嵌合部、28c…挿入孔、34…突条、40…プリズム