特開 2024-5944 車両用灯具

(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】P2024005944

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/20 20180101AFI20240110BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20240110BHJP

   F21S 41/16 20180101ALI20240110BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20240110BHJP

   F21S 41/20 20180101ALI20240110BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20240110BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240110BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240110BHJP

   F21W 102/00 20180101ALN20240110BHJP

   F21W 103/35 20180101ALN20240110BHJP

   F21W 103/20 20180101ALN20240110BHJP

【ＦＩ】

F21S43/20

F21S41/143

F21S41/16

F21V5/04 650

F21S41/20

F21S43/14

F21Y115:10

F21Y115:30

F21W102:00

F21W103:35

F21W103:20

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106432

(22)【出願日】2022-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000157083

【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢田部 学

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 歩実

(72)【発明者】

【氏名】奥 裕章

(72)【発明者】

【氏名】青島 良輔

(57)【要約】

【課題】見栄えに優れた車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具は、光源と、光源からの光を拡散させるキャップと、キャップからの光を正面側に出射するフレネルレンズとを備え、キャップは、少なくとも一部にフレネルレンズとの間で焦点が一致する焦点一致部を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源からの光を拡散させるキャップと、
前記キャップからの光を正面側に出射するフレネルレンズと
を備え、
前記キャップは、少なくとも一部に前記フレネルレンズとの間で焦点が一致する焦点一致部を有する
車両用灯具。

【請求項2】

前記焦点一致部は、前記キャップの出射面に設けられる
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項3】

前記フレネルレンズは、所定の焦点を有し、
前記焦点一致部は、前記フレネルレンズの前記所定の焦点を中心とした球面状である
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記焦点一致部は、段差部を介して周囲と接続される
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記段差部は、正面背面方向に沿った平面部を有する
請求項４に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記キャップは、正面視において灯具発光範囲の中心に対して所定方向にずれた位置に配置され、
前記焦点一致部は、正面視において前記キャップの中心に対して前記所定方向にずれた位置に配置される
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項7】

正面視において前記キャップに重なる位置に矩形状の開口部を有するインナーパネルを更に備え、
前記焦点一致部は、正面視における前記キャップの中心から前記開口部の一辺の一端から他端までの部分にかけて広がるように形成される
請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項8】

前記フレネルレンズからの光を正面側に出射するインナーレンズを更に備える
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、車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

光源からの光をキャップで拡散してフレネルレンズに入射させて、フレネルレンズからインナーレンズ及びアウターレンズを介して車両正面に出射する構成の車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１０６４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の車両用灯具においては、キャップで拡散される光を有効に利用し、見栄えに優れた構成とすることが求められる。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、見栄えに優れた車両用灯具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る車両用灯具は、光源と、前記光源からの光を拡散させるキャップと、前記キャップからの光を正面側に出射するフレネルレンズとを備え、前記キャップは、少なくとも一部に前記フレネルレンズとの間で焦点が一致する焦点一致部を有する。

【0007】

上記の車両用灯具において、前記焦点一致部は、前記キャップの出射面に設けられる。

【0008】

上記の車両用灯具において、前記フレネルレンズは、所定の焦点を有し、前記焦点一致部は、前記フレネルレンズの前記所定の焦点を中心とした球面状である。

【0009】

上記の車両用灯具において、前記焦点一致部は、段差部を介して周囲と接続される。

【0010】

上記の車両用灯具において、前記段差部は、正面背面方向に沿った平面部を有する。

【0011】

上記の車両用灯具において、前記キャップは、正面視において灯具発光範囲の中心に対して所定方向にずれた位置に配置され、前記焦点一致部は、正面視において前記キャップの中心に対して前記所定方向にずれた位置に配置される。

【0012】

上記の車両用灯具において、正面視において前記キャップに重なる位置に矩形状の開口部を有するインナーパネルを更に備え、前記焦点一致部は、正面視における前記キャップの中心から前記開口部の一辺の一端から他端までの部分にかけて広がるように形成される。

【0013】

上記の車両用灯具において、前記フレネルレンズからの光を正面側に出射するインナーレンズを更に備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、見栄えに優れた車両用灯具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係る車両の後部の一例を示す図である。

【図2】図２は、図１におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。

【図3】図３は、図２の一部を拡大して示す図である。

【図4】図４は、キャップを正面側から見た場合の一例を示す図である。

【図5】図５は、キャップを正面下方側から見た場合の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る車両用灯具の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0017】

本実施形態において、正面側及び背面側の各方向は、例えば車両に搭載された状態（車両搭載状態）における方向であるとする。例えば、車両の前部（フロント）に搭載された状態では、前方が正面方向（正面側）であり、後方が背面方向（背面側）である。また、車両の後部（リア）に搭載された状態では、後方が正面方向（正面側）であり、前方が背面方向（背面側）である。また、車両の側部（サイド）に搭載された状態では、車両外側が正面方向（正面側）であり、車両内側が背面方向（背面側）である。

【0018】

図１は、本実施形態に係る車両１の後部の一例を示す図である。図１に示すように、車両１は、車体２と、走行装置３と、車両用灯具１００とを備える。車体２は、運転者が搭乗する運転室を有する。車体２は、走行装置３に支持される。走行装置３は、タイヤ４が装着されるホイールと、車両１の進行方向を変えるための操舵装置と、走行装置３を減速又は停止させるためのブレーキ装置とを有する。車両１は、車体２の側部に設けられる乗降用ドアと、車体２の後部に設けられるバックドア７とを備える。乗降用ドア及びバックドア７はそれぞれ、ヒンジ機構を介して車体２に移動可能に支持される。

【0019】

本実施形態において、車両用灯具１００は、車体２の後部の左側及び右側のそれぞれに設けられる。本実施形態では、車両用灯具１００が車体２の後部に設けられる。そのため、前後方向の後方側を車両用灯具１００の正面側とし、前後方向の前方側を車両用灯具１００の背面側として説明する。

【0020】

車両用灯具１００は、機能ランプを含む。機能ランプとして、車体２の後部に設けられヘッドランプの点灯と連動して点灯するテールランプ、車体２の後部に設けられブレーキ装置の作動と連動して点灯するストップランプ、車体２の後部に設けられ車両１の進行方向を周囲に示すために点灯するリアターンシグナルランプなどが挙げられる。

【0021】

車両用灯具１００は、例えばそれぞれ車体２側に配置される。本実施形態において、車体２は、固定部である。また、バックドア７は、可動部である。車体２の後部の左側に設けられる車両用灯具１００の構造と車体２の後部の右側に設けられる車両用灯具１００の構造とは、左右方向について対称であり、実質的に同一の構造である。以下、車体２の後部の右側に設けられる車両用灯具１００について主に説明し、車体２の後部の左側に設けられる車両用灯具１００についての説明は簡略又は省略する。

【0022】

図２は、図１におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図２は、車両用灯具１００の一例を示している。図３は、図２の一部を拡大して示す図である。図２及び図３に示すように、車両用灯具１００は、光源１０と、キャップ２０と、フレネルレンズ３０と、インナーレンズ４０と、インナーパネル６０と、アウターレンズ７０とを備える。

【0023】

車両用灯具１００は、インナーパネル６０及びアウターレンズ７０によって囲まれる灯室８０内に光源１０、キャップ２０、フレネルレンズ３０及びインナーレンズ４０が収容された構成である。

【0024】

光源１０は、例えばＬＥＤ等の半導体型光源、レーザ光源等が用いられる。光源１０は、光を出射する発光面１１を有する。光源１０は、基板等を介して支持部材１２に支持される。支持部材１２は、光源１０からの熱を放出する構成を有してもよい。

【0025】

キャップ２０は、光源１０の発光面１１の正面側に配置される。キャップ２０は、発光面１１からの光を拡散して正面側に出射する。キャップ２０は、フレーム２７に支持される。キャップ２０は、入射面２１及び出射面２２を有する。入射面２１は、光源１０からの光が入射する。入射面２１は、曲面状である。出射面２２は、入射面２１から入射した光を出射する。出射面２２の形状を含む、キャップ２０の詳細な構成については後述する。本実施形態ではキャップ２０とフレーム２７とが一体で形成された構成を例に挙げているが、キャップ２０とフレーム２７とは別体で形成されてもよい。

【0026】

フレネルレンズ３０は、キャップ２０の正面側に配置される。フレネルレンズ３０は、キャップ２０からの光を正面側に出射する。フレネルレンズ３０は、板状であり、正面部３１と、内側壁部３２と、外側壁部３３とを有する。正面部３１は、キャップ２０の出射面２２に対向する。内側壁部３２は、正面部３１のうち車両内側の端部から背面側に折れ曲がった状態で配置される。外側壁部３３は、正面部３１のうち車両外側の端部から背面側に折れ曲がった状態で配置される。

【0027】

フレネルレンズ３０は板状からなり、同心円溝のプリズムが形成される。フレネルレンズ３０は所定の焦点Ｐからの光を平行光として正面側に出射する。本実施形態において、所定の焦点Ｐは、光源１０または光源１０の近傍の位置に設けられる。

【0028】

インナーレンズ４０は、フレネルレンズ３０の正面側に配置される。インナーレンズ４０は、入射面４１及び出射面４２を有する。入射面４１には、フレネルレンズ３０からの光が入射する。出射面４２は、入射面４１から入射した光を正面側に出射する。インナーレンズ４０はプリズム、シボ等のように光を拡散させる構成が設定され、フレネルレンズ３０からの光を拡散させて正面側に出射する。

【0029】

インナーパネル６０は、光源１０、キャップ２０、フレネルレンズ３０、インナーレンズ４０及びアウターレンズ７０を保持する。インナーパネル６０は、正面視においてキャップ２０に重なる位置に矩形状の開口部６１を有する。開口部６１は、光源１０を囲うように配置される。開口部６１は、４つの辺部６２、６３、６４、６５を有する。

【0030】

アウターレンズ７０は、インナーパネル６０との間で光源１０、キャップ２０、フレネルレンズ３０、インナーレンズ４０を収容する。アウターレンズ７０は、インナーレンズ４０の出射面４２から出射された光を正面側（車両後方）に透過する。

【0031】

次に、キャップ２０の詳細な構成を説明する。図４は、キャップ２０を正面側から見た場合の一例を示す図である。図５は、キャップ２０を正面下方側から見た場合の一例を示す斜視図である。

【0032】

図２から図５に示すように、キャップ２０において、出射面２２は、曲面部２３と、焦点一致部２４と、段差部２５と、周縁部２６とを有する。キャップ２０は、正面視において車両用灯具１００の発光範囲である灯具発光範囲Ｒの中心軸ＡＸ２に対して車両内側にずれた位置に配置される（図２）。

【0033】

曲面部２３は、例えば自由曲面等の形状を有する。

【0034】

焦点一致部２４は、フレネルレンズ３０との間で焦点が一致するように形成される。焦点一致部２４は、フレネルレンズ３０の焦点Ｐを中心とした球面状である。

【0035】

焦点一致部２４は、段差部２５を介して周囲と接続される。段差部２５は、正面背面方向に沿った平面部を有する。段差部２５は、キャップ２０の製造時において型抜きを行う際、抜き度面として形成される。キャップ２０において、焦点一致部２４が設けられる部分は、例えば曲面部２３が設けられる部分等の他の部分に比べて正面背面方向の厚さが薄くなっている。

【0036】

焦点一致部２４は、正面視においてキャップ２０の中心軸ＡＸ１に対して所定方向、すなわち車両内側にずれた位置に配置される。焦点一致部２４は、正面視におけるキャップ２０の中心軸ＡＸ１から、インナーパネル６０の開口部６１の一辺６２の一端６２ａから他端６２ｂまでの部分にかけて広がるように形成される。

【0037】

焦点一致部２４を区画する２つの段差部２５のうち、一方の段差部２５は、キャップ２０の中心軸ＡＸ１から一辺６２の一端６２ａに向けて車両内側かつ上方に向けて延びている。また、他方の段差部２５は、キャップ２０の中心軸ＡＸ１から一辺６２の他端６２ｂに向けて車両内側かつ下方に向けて延びている。

【0038】

周縁部２６は、焦点一致部２４に対して車両内側に配置される。周縁部２６は、例えば正面背面方向に直交する平面状に形成される。

【0039】

次に、上記のように構成された車両用灯具１００の動作を説明する。運転者によってヘッドランプの点灯、またはブレーキ操作等、テールランプおよびストップランプを点灯させる所定の操作が行われた場合、車両用灯具１００は、操作装置からの操作信号を取得する。光源１０の基板等に設けられる制御回路は、取得された信号に応じて、光源１０の発光制御を行う。

【0040】

図３に示すように、光源１０の発光面１１から例えば光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が出射される。光Ｌ１は、発光面１１から中心軸ＡＸ１に沿って進行し、キャップ２０の入射面２１の中央部分のうち中心軸ＡＸ１よりも少し車両外側にずれた位置に入射する。この光Ｌ１は、キャップ２０の出射面２２のうち曲面部２３の中央部分から出射され、フレネルレンズ３０に入射し、フレネルレンズ３０の出射面３５から出射される。

【0041】

光Ｌ２は、発光面１１から車両外側に広がるように進行し、キャップ２０の入射面２１のうち車両外側の部分に入射する。この光Ｌ２は、曲面部２３のうち車両外側の端部近傍で車両外側に屈折して出射され、フレネルレンズ３０に入射し、フレネルレンズ３０で正面側に制御されて出射面３５から出射される。

【0042】

一方、光Ｌ３は、発光面１１から車両内側に広がるように進行し、キャップ２０の入射面２１のうち車両内側の部分に入射する。この光Ｌ３は、出射面２２の焦点一致部２４から屈折せずに出射され、フレネルレンズ３０に入射し、フレネルレンズ３０の出射面３５から正面側に制御されて出射される。図３には、光Ｌ３に対する比較例を光Ｌ３ａとして示している。本実施形態に係る焦点一致部２４が設けられず、車両内側の部分も曲面部２３ａが設けられる場合、光Ｌ３ａは、車両内側の部分に入射し、出射面２２の曲面部２３ａから車両内側に屈折して出射され、フレネルレンズ３０に入射し、フレネルレンズ３０の出射面３５から出射される。この場合、曲面部２３ａから車両内側に屈折して出射された光Ｌ３ａは、光源１０を焦点とする光Ｌ３に対して車両内側にずれている。よって、光Ｌ３ａは、フレネルレンズ３０で車両外側に屈折して出射してしまう。これにより、インナーレンズ４０の車両内側の端部Ｒａ（図２、図３参照）に暗部が生じ、見栄えが低下する。

【0043】

光Ｌ４は、光Ｌ３に対して発光面１１からさらに車両内側に広がるように進行し、キャップ２０の入射面２１のうち車両内側に入射する。この光Ｌ４は、出射面２２の焦点一致部２４から屈折せずに出射され、フレネルレンズ３０に入射し、フレネルレンズ３０の出射面３５から出射される。図３には、光Ｌ４に対する比較例を光Ｌ４ａとして示している。光Ｌ４ａは、車両内側に入射し、出射面２２の曲面部２３ａから車両内側に屈折して出射され、フレネルレンズ３０の内側壁部３２に入射する。この光Ｌ４ａは、有効な光として正面側に出射されず、点灯時にインナーレンズ４０の車両内側の端部Ｒａに暗部が生じ、見栄えが低下する。これに対して、本実施形態では、光Ｌ４が焦点一致部２４から出射されるため、光Ｌ４ａに比べて車両内側への拡散が小さくなる。このため、インナーレンズ４０の車両内側の端部Ｒａの輝度低下を抑えることができる。

【0044】

以上のように、本実施形態に係る車両用灯具１００は、光源１０と、光源１０からの光を拡散させるキャップ２０と、キャップ２０からの光を正面側に出射するフレネルレンズ３０とを備え、キャップ２０は、少なくとも一部にフレネルレンズ３０との間で焦点Ｐが一致する焦点一致部２４を有する。

【0045】

この構成によれば、キャップ２０が少なくとも一部にフレネルレンズ３０との間で焦点Ｐが一致する焦点一致部２４を有するため、焦点一致部２４から出射される光の拡散を抑制できる。このため、キャップ２０で拡散される光を有効に使うことができるため、見栄え低下を抑制し、見栄えに優れた車両用灯具を提供できる。

【0046】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、焦点一致部２４は、キャップ２０の出射面２２に設けられる。この構成によれば、焦点一致部２４から出射される光の拡散を適切に抑制できる。

【0047】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、フレネルレンズ３０は、所定の焦点Ｐを有し、焦点一致部２４は、フレネルレンズ３０の所定の焦点Ｐを中心とした球面状である。この構成によれば、フレネルレンズ３０の焦点Ｐと焦点一致部２４の焦点Ｐとを適切に一致させることができる。

【0048】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、焦点一致部２４は、段差部２５を介して周囲と接続される。この構成によれば、焦点一致部２４から出射される光の拡散を適切に抑制できる。

【0049】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、段差部２５は、正面背面方向に沿った平面部を有する。この構成によれば、キャップ２０を成型により製造する場合、段差部２５を型抜きの際の抜き度面とすることができる。したがって、段差部２５を徐変した面で形成した場合と比べて意図しない光の屈折を抑制することができる。

【0050】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、キャップ２０は、正面視において灯具発光範囲Ｒの中心軸ＡＸ２に対して所定方向にずれた位置に配置され、焦点一致部２４は、正面視においてキャップ２０の中心軸ＡＸ１に対して所定方向にずれた位置に配置される。この構成によれば、キャップ２０から所定方向に向かう光の拡散を適切に抑制することができる。

【0051】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、正面視においてキャップ２０に重なる位置に矩形状の開口部６１を有するインナーパネル６０を更に備え、焦点一致部２４は、正面視におけるキャップ２０の中心軸ＡＸ１から開口部６１の一辺６２の一端６２ａから他端６２ｂまでの部分にかけて広がるように形成される。この構成によれば、焦点一致部２４の設計を適切に行うことができる。

【0052】

本実施形態に係る車両用灯具１００において、フレネルレンズ３０からの光を正面側に出射するインナーレンズ４０を更に備える。この構成によれば、インナーレンズ４０に暗部が形成されることを抑制でき、見栄えに優れた車両用灯具１００が得られる。

【0053】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、焦点一致部２４が出射面２２に設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。焦点一致部２４は、例えば出射面２２に加えて入射面２１に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0054】

ＡＸ１，ＡＸ２…中心軸、Ｐ…焦点、Ｒ…灯具発光範囲、１…車両、２…車体、３…走行装置、４…タイヤ、７…バックドア、１０…光源、１１…発光面、１２…支持部材、２０…キャップ、２１，４１…入射面、２２，３５，４２…出射面、２３，２３ａ…曲面部、２４…焦点一致部、２５…段差部、２６…周縁部、２７…フレーム、３０…フレネルレンズ、３１…正面部、３２…内側壁部、３３…外側壁部、４０…インナーレンズ、６０…インナーパネル、６１…開口部、６２，６３，６４，６５…辺部、６２ａ…一端、６２ｂ…他端、７０…アウターレンズ、８０…灯室、１００…車両用灯具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】