特許 7357426 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】

(24)【登録日】2023-09-28

(45)【発行日】2023-10-06

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/239 20180101AFI20230929BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20230929BHJP

   F21S 43/241 20180101ALI20230929BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20230929BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230929BHJP

   F21W 103/20 20180101ALN20230929BHJP

【ＦＩ】

F21S43/239

F21S43/14

F21S43/241

F21V8/00 310

F21V8/00 340

F21V8/00 330

F21Y115:10

F21W103:20

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020020465

(22)【出願日】2020-02-10

(65)【公開番号】P2021125448

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(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】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】扇谷 一慶

(72)【発明者】

【氏名】松村 直哉

(72)【発明者】

【氏名】村木 和史

【審査官】下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６０８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４９９７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４３／２３９

Ｆ２１Ｓ ４３／１４

Ｆ２１Ｓ ４３／２４１

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｗ １０３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用灯具であって、
光源と、
前記光源の光進行方向前方に配置されて前記光源からの光を放射状に拡げるレンズ本体と、
前記レンズ本体の前面に形成されて前記レンズ本体からの光を拡散させる外側拡散レンズ面と、
前記レンズ本体において凹設されかつ光の放射方向に対して交差する方向に延設された凹部と、
前記凹部の前面または後面の少なくとも一方に形成されて前記光源からの光を前記外側拡散レンズ面に向けて拡散する内側拡散レンズ面を有し、
前記凹部は、円弧線上に延設されている車両用灯具。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記内側拡散レンズ面は、前記凹部の前記後面に形成され、かつ前記前面に形成されていない車両用灯具。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車両用灯具であって、
前記レンズ本体は、扇形状であって、径方向に延出する側面を有し、
光を反射する反射部が前記側面に沿って配置される車両用灯具。

【請求項4】

請求項３に記載の車両用灯具であって、
前記内側拡散レンズ面が前記反射部の前端よりも前方に位置している車両用灯具。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用灯具であって、
前記レンズ本体の厚み方向において前記凹部から外れた高さにおいて前記凹部の前部と後部を橋渡す橋渡し部を有する車両用灯具。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用灯具であって、
前記光源は、ＬＥＤである車両用灯具。

【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。車両用灯具は、例えば自動車等の車両が具備する。

【背景技術】

【0002】

自動車は、一般に車両の進路変更を周囲に知らせるためのターンシグナルランプや、車両の制動を後方の車両等へ知らせるためのストップランプ等の車両用灯具を具備する。車両用灯具は、光を発する光源と、光源からの光を外方へ照射する発光面を有する。発光面は、車体の外面に沿って例えば水平方向に長い幅広の形状を有する。

【0003】

特許文献１～３に開示される車両用灯具は、光源である電球とインナーレンズと発光面を有する。インナーレンズは、電球と発光面の間に配置される。インナーレンズは、前面と後面それぞれに光を拡散させる拡散レンズ面（例えば拡散ステップ、拡散カット）を有する。拡散ステップは、複数の微小な凹凸で構成される。拡散ステップは、例えば鋸歯状の凹凸を有するフレネルステップ、多面体の凹凸を有するプリズムステップ、円柱状の凹凸を有するシリンドリカルステップである。光源からの光は、放射状に拡がり、インナーレンズに到達する。インナーレンズの拡散ステップによって光が拡散される。これにより発光面を均一に光らせることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開昭６３－３９８０８号公報

【文献】実開平５－２７９０３号公報

【文献】特開平９－１８０５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし光源が光を発していない際に車両用灯具を外方から見たとき、灯具の表面に位置する発光面が均一に見えない場合がある。外方から見た発光面は、インナーレンズの拡散レンズ面によって拡散して見映えが均一に見える場合もあるが、十分に均一に見えない場合もある。例えばインナーレンズの外側形状に大きな段差を生じる凹凸形状がある場合、インナーレンズの奥側に位置する光源や基板がある場合に、これらが原因で灯具の発光面に色ムラや黒筋が見える場合がある。そのため光源が光を発していない際において車両用灯具の表面が均一に見え易い車両用灯具が従来望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の１つの特徴によると車両用灯具は、光源と、光源の光進行方向前方に配置されて光源からの光を放射状に拡げるレンズ本体を有する。レンズ本体の前面にレンズ本体からの光を拡散させる外側拡散レンズ面が形成される。レンズ本体は、凹設されかつ光の放射方向に対して交差する方向に延設された凹部を有する。凹部の前面または後面の少なくとも一方には、光源からの光を外側拡散レンズ面に向けて拡散する内側拡散レンズ面が設けられる。

【0007】

したがってレンズ本体を外方から見ると外側拡散レンズ面と内側拡散レンズ面を通して奥側の物体を見ることになる。換言すると、奥側の物体を内側拡散レンズ面と外側拡散レンズ面を通して２回拡散された光として見ることになる。そのため外方から見たレンズ本体の表面は、一様あるいは均一に近い明るさ及び色として見える。かくして光源が光を発していない際において車両用灯具の表面が均一に見えることができる。

【0008】

本開示の他の特徴によるとレンズ本体は、扇形状であって、径方向に延出する側面を有し、光を反射する反射部が側面に沿って配置される。したがって反射部は、レンズ本体の表面（光進行方向前面）に向く。これにより反射部は、光源からの光を確実かつ効率良く前方へ導くことができる。また外方から見た際の視線も反射部によって反射されて視線経路がレンズ本体の見映えを均一にさせ易くなる。

【0009】

本開示の他の特徴によるとレンズ本体の厚み方向において凹部から外れた高さにおいて凹部の前部と後部を橋渡す橋渡し部を有する。したがって凹部の前方領域のレンズ本体と凹部の後方領域のレンズ本体を橋渡し部によって一体にできる。しかも橋渡し部は、光が伝わる凹部から外れた高さに設けられる。これによりレンズ本体を外方から見て橋渡し部が見えてしまうのを防ぐことができる。

【0010】

本開示の他の特徴によると光源は、ＬＥＤである。したがって照射角度の小さい光源からの光を放射方向に拡げつつ均一に拡散させることができる。これにより消費電力の小さいＬＥＤを利用して、例えば幅広形状の発光面を均一に光らせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る車両用灯具（灯具）を具備する自動車の後部の概略斜視図である。

【図2】車両用灯具を車両後方（光進行方向前方）からの正面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面矢視図である。

【図4】図３中のＩＶ－ＩＶ線断面矢視図である。

【図5】車両用灯具のインナーレンズの下方から見た斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示の好ましい実施形態を図１～５を参照して下記に詳しく説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが、同じ機能を有する同じ要素を意味する。図１は、左方かつ奥行き方向を前進方向とする自動車を示す。車両１の後部の下方にバンパ２が設けられる。バンパ２は、左右両側にランプ部（灯具）３を有する。ランプ部３は、車両用灯具としてバックアップランプ４とターンシグナルランプ５を有する。バックアップランプ４は、車両１を後退させる際に点灯する。バックアップランプ４は、車両１の後退を周囲へ知らせることができる。あるいは車両１の後方の障害物等の視認性を良くできる。左右１対のターンシグナルランプ５は、いずれか一方を点滅させることができる。これにより車両１の進路変更を周囲に知らせることができる。あるいは左右１対のターンシグナルランプ５を同時に点滅させることもできる。

【0013】

図１に示すようにランプ部３は、バックアップランプ４とターンシグナルランプ５を取り付けるためのハウジング６を有する。ハウジング６は、車両１の後方から見て左右に長い。バックアップランプ４は、車両１の後方から見て略円形の発光面４ａを有する。ターンシグナルランプ５は、車両１の後方から見て例えば左右に長い概ね平行四辺形の発光面５ａを有する。発光面４ａ，５ａは、車両１の後方へ光を発する。

【0014】

図３，４に示すようにハウジング６は、バンパ２の外形に沿って概ね左右方向に延出する。ハウジング６は、車両１の左右側端へ近づくにしたがって車両１の前進方向へわずかに傾斜する。ハウジング６は、略箱形のレンズ収容室６ｃを内部に有する。レンズ収容室６ｃの前面には、前後方向に開口した窓部６ａが設けられる。ハウジング６の前部には、アウターレンズ２０が取付けられる。アウターレンズ２０は、バックアップランプ４（図１参照）とターンシグナルランプ５とともにハウジング６の前面を覆う。アウターレンズ２０は、光の進行方向の厚さが略一定で設けられる板状部材である。アウターレンズ２０は、透明な樹脂、ガラス等で一体に成形される。アウターレンズ２０は、無色であっても良く、例えば赤色、灰色等の有色であっても良い。

【0015】

図１，４に示すようにハウジング６は、バックアップランプ４とターンシグナルランプ５の下方にリフレクタ９を有する。リフレクタ９は、外方から入射した光を散乱させつつ反射させる反射面を有する。リフレクタ９の反射面は、車両１の後方を向く。リフレクタ９は、例えば車両１に後続する車両の照明が車両１へ向けて照射された光を反射する。リフレクタ９は、例えば夜間に走行する車両１の位置を後続の車両等に知らせることができる。

【0016】

以下の説明において発光面５ａが発する光の進行方向に基づいて前後方向を規定する。すなわち車両の前後方向と光の進行方向は、この例では逆になる。上下左右方向については車両１に基づいて規定する。図３～５に示すようにターンシグナルランプ５は、インナーレンズ１０とＬＥＤ保持部８を有する。円筒状のＬＥＤ保持部８の前端にＬＥＤ（光源）７が取付けられる。ＬＥＤ７は、光を前方へ向けて発光し、光が指向性を有して小さい照射角度で発せられる。ＬＥＤ保持部８の前部には、ハウジング６に取付けるための嵌合部８ａが設けられる。

【0017】

図３～５に示すようにインナーレンズ１０は、レンズ収容室６ｃに収容される。インナーレンズ１０は、無色透明の樹脂、ガラス等で構成される。インナーレンズ１０は一部材で成形される。インナーレンズ１０は、上下方向を板厚方向とする平板状のレンズ本体１０ａを有する。レンズ本体１０ａの板厚は略一定である。レンズ本体１０ａは、上面視で後方から前方へ向けて放射状に拡がる扇形状である。レンズ本体１０ａの後面１１は、略垂直に起立する。後面１１は、上面視でレンズ本体１０ａの内方へ向けて凹状の円弧形状である。

【0018】

図３～５に示すようにレンズ本体１０ａの前面１２は略垂直に起立する。前面１２は、上面視でレンズ本体１０ａの外方を向いて凸状の円弧形状である。前面１２の全体にわたって外側拡散レンズ面１２ａが形成される。外側拡散レンズ面１２ａは、いわゆる拡散ステップと称される複数の微小な凹凸で構成される。外側拡散レンズ面１２ａが有する複数の微小な凸面は、略同じ大きさで略円弧状に張出す。外側拡散レンズ面１２ａの複数の凸面は、扇形状のレンズ本体１０ａの周方向及び上下方向に略等間隔で束になっている。複数の凸面の間に溝が形成される。そのため外側拡散レンズ面１２ａが有する複数の溝は、レンズ本体１０ａの周方向及び上下方向に略等間隔で配列される。外側拡散レンズ面１２ａは、レンズ本体１０ａに入射する光またはレンズ本体１０ａから出ていく光を各種方向に拡散させる。

【0019】

図５に示すようにレンズ本体１０ａは、左右の両端に側面１３を有する。側面１３は、垂直に起立した平面状である。側面１３は、前面１２の左右両端と後面１１の左右両端の間で延出する。各側面１３に沿って反射板（反射部）２１が配置される。反射板２１の表面２１ａは、鏡面状の平面である。反射板２１は、表面２１ａをレンズ本体１０ａへ向けて側面１３と平行に隣接する。反射板２１は、側面１３の後端から側面１３の前端の近くまで延出する。

【0020】

図３～５に示すようにレンズ本体１０ａは、下方に開口し上方へ向けて凹設された凹部１４を有する。凹部１４は、レンズ本体１０ａの板厚と略同じ深さまで凹設される。凹部１４は、レンズ本体１０ａの左端領域から右端領域まで前面１２と略平行かつＬＥＤ７を中心とした略円弧状に延設される。凹部１４は、後面１１よりも前面１２に近い位置に形成される。凹部１４の後面１４ａと前面１４ｂは、略垂直に起立する。後面１４ａと前面１４ｂは、凹部１４が開口する下方へ向けてテーパ状にわずかに拡がる。後面１４ａと前面１４ｂは、互いに略平行に延出する。後面１４ａは、反射板２１の前端、少なくとも１つの反射板２１の前端よりも前方に配置される。凹部１４は、側面１３との間にレンズ本体１０ａが凹設されていない前後方向の連結部を有する。

【0021】

図３，５に示すように前面１４ｂは、凹凸のない平滑な円弧状の面に形成される。一方、後面１４ａには、全体にわたって内側拡散レンズ面１５が形成される。内側拡散レンズ面１５は、いわゆる拡散ステップと称される複数の微小な凹凸で構成される。内側拡散レンズ面１５の凹凸は、水平方向あるいは円弧方向に所定の間隔で並列した三角柱状である。したがって内側拡散レンズ面１５は、平面視で鋸歯状である。内側拡散レンズ面１５の凹凸の溝深さは、凹部１４の中央領域で小さく、凹部１４の左右領域へ向かうほど大きい。内側拡散レンズ面１５を構成する微小な各レンズ面は、それぞれ垂直に起立する。内側拡散レンズ面１５は、レンズ本体１０ａに入射する光またはレンズ本体１０ａから出ていく光を各種方向に拡散させる。

【0022】

図４，５に示すようにインナーレンズ１０は、凹部１４の上面よりも上方に配置された橋渡し部１６を有する。橋渡し部１６は、凹部１４の上方全体を覆う。橋渡し部１６は、レンズ本体１０ａの上部から上方へ張出す。橋渡し部１６は、後面１４ａから後方のレンズ本体１０ａと、前面１４ｂから前方領域のレンズ本体１０ａを橋渡しする。インナーレンズ１０は、凹部１４の前面１４ｂに沿って下方へ延びた延出部１７を有する。

【0023】

図２～４に示すように窓部６ａの開口形状は、左右に長い概ね平行四辺形であり発光面５ａの外形に相当する。窓部６ａの上端と下端には、後方（車両内側）へ向けて水平に張出した張出部６ｂが設けられる。レンズ収容室６ｃの後面には、前後方向に円形状に開口した嵌合孔６ｄが設けられる。

【0024】

図３，４に示すようにＬＥＤ保持部８は、不図示のパッキンを介在させて嵌合部８ａを嵌合孔６ｄに嵌合させることでレンズ収容室６ｃの後部に取付けられる。インナーレンズ１０は、レンズ収容室６ｃに収容されてＬＥＤ７の後方かつアウターレンズ２０の前方に配置される。レンズ本体１０ａは、扇形状がＬＥＤ７を中心にして放射する位置に配置される。前面１２は、上下の張出部６ｂの間に配置される。上下の張出部６ｂは、橋渡し部１６と延出部１７の近傍まで延長する。橋渡し部１６及び延出部１７と各張出部６ｂをラップさせて互いの隙間を埋めることで、ターンシグナルランプ５の内部を外方から見えない構造にできる。

【0025】

図３に示すようにターンシグナルランプ５の発光面５ａを外方から見ると、外側拡散レンズ面１２ａと内側拡散レンズ面１５を通してレンズ本体１０ａの奥側の物体を見ることになる。拡散された光は、外側拡散レンズ面１２ａと内側拡散レンズ面１５を通ることになる。外側拡散レンズ面１２ａと内側拡散レンズ面１５で２回拡散された光は、発光面５ａの各領域で均一な明るさで見える。

【0026】

上述するようにターンシグナルランプ５は、図３，４に示すようにＬＥＤ７と、レンズ本体１０ａを具備するインナーレンズ１０を有する。レンズ本体１０ａは、ＬＥＤ７の光進行方向前方に配置されてＬＥＤ７からの光を放射状に拡げる。レンズ本体１０ａの前面１２にレンズ本体１０ａからの光を拡散させる外側拡散レンズ面１２ａが形成される。レンズ本体１０ａは、凹設されかつ光の放射方向に対して交差する方向に延設された凹部１４を有する。凹部１４の前面１４ｂまたは後面１４ａの少なくとも一方には、ＬＥＤ７からの光を外側拡散レンズ面１２ａに向けて拡散する内側拡散レンズ面１５が設けられる。

【0027】

したがってレンズ本体１０ａを外方から見ると外側拡散レンズ面１２ａと内側拡散レンズ面１５を通して奥側の物体を見ることになる。換言すると、奥側の物体を内側拡散レンズ面１５と外側拡散レンズ面１２ａを通して２回拡散された光として見ることになる。そのため外方から見たレンズ本体１０ａの前面１２は、一様あるいは均一に近い明るさ及び色として見える。かくしてＬＥＤ７が光を発していない際においてターンシグナルランプ５の発光面５ａが均一に見えることができる。

【0028】

図３に示すように凹部１４は、ＬＥＤ７を中心とした円弧線上に延設される。したがって凹部１４の各箇所におけるＬＥＤ７までの距離が略同じになる。これによりレンズ本体１０ａを外方から見ると、凹部１４より奥側の領域が概ね均一に見える。かくしてレンズ本体１０ａの前面１２、およびターンシグナルランプ５の発光面５ａがムラの少ない状態、すなわちより均一な状態に見え得る。

【0029】

図４に示すようにレンズ本体１０ａの厚み方向において凹部１４から外れた高さにおいて凹部１４の前面１４ｂと後面１４ａを橋渡す橋渡し部１６を有する。したがって凹部１４の前方領域のレンズ本体１０ａと凹部１４の後方領域のレンズ本体１０ａを橋渡し部１６によって一体にできる。しかも橋渡し部１６は、光が伝わる凹部１４から外れた高さに設けられる。これによりレンズ本体１０ａの前面１２の面直方向からＬＥＤ７を見たとき、どの方向からも同じ断面を通ってＬＥＤ７を見ることになるため、より均一に見える。

【0030】

図３に示すようにターンシグナルランプ５の光源は、ＬＥＤ７である。したがって照射角度の小さいＬＥＤ７からの光を放射方向に拡げつつ均一に拡散させることができる。これにより消費電力の小さいＬＥＤ７を利用して、例えば幅広形状の発光面５ａを均一に光らせることができる。

【0031】

以上説明した本実施形態の車両用灯具には様々な変更を加えることができる。車両用灯具として車両１の後方に設けられたターンシグナルランプ５を例示した。これに代えて、例えばストップランプ、クリアランスランプ、テールランプ、車両前方のターンシグナルランプ等の車両用灯具に適用しても良い。さらに車両用灯具に限らず、例えば船舶用の灯具、室外用または室内用の照明器具等に適用しても良い。レンズ本体１０ａは、上述するように径方向と交差する方向に延設する１つの凹部１４と１列の内側拡散レンズ面１５を有する。これに代えて、例えば凹部をレンズ本体の径方向に複数列並べても良い。あるいは内側拡散レンズ面をレンズ本体の径方向に複数列並べる構成であっても良い。レンズ本体１０ａは、上述するように側面１３と凹部１４の間に凹設されていない前後方向の連結部を有する。これに代えて、例えば凹部１４を側面１３まで延設する構成としても良い。

【0032】

内側拡散レンズ面１５は、上述するように微小な三角柱状の凹凸が所定の間隔で並列して形成される。これに代えて内側拡散レンズ面の形状を変更しても良く、例えば円弧状に張出す微小な凹凸が並列して形成されていても良い。あるいは内側拡散レンズ面の凹凸がランダムな間隔で並列して形成されていても良い。上述するように車両用灯具５は、光源としてＬＥＤ７を有する。これに代えて、例えばＨＩＤ（高圧水銀ランプ）等の照射角度の小さい光源を適用しても良い。

【符号の説明】

【0033】

１…車両
２…バンパ
３…ランプ部（灯具）
４…バックアップランプ（車両用灯具）、４ａ…発光面
５…ターンシグナルランプ（車両用灯具）、５ａ…発光面
６…ハウジング、６ａ…窓部、６ｂ…張出部、６ｃ…レンズ収容室、６ｄ…嵌合孔
７…ＬＥＤ（光源）
８…ＬＥＤ保持部、８ａ…嵌合部
９…リフレクタ
１０…インナーレンズ、１０ａ…レンズ本体
１１…後面
１２…前面、１２ａ…外側拡散レンズ面
１３…側面
１４…凹部、１４ａ…後面、１４ｂ…前面、
１５…内側拡散レンズ面
１６…橋渡し部
１７…延出部
２０…アウターレンズ
２１…反射板（反射部）、２１ａ…表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】