JP2006100132A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影レンズから前方に出射する光量を増大させるとともに、配光パターンにおける特定部位の照度を選択的に高めることが可能な車両用前照灯を提供する。
【解決手段】 本実施形態の車両用前照灯１０は、レンズカバー１２及びランプボディ１４により形成された灯室１０ａ内に、車両前後方向に伸びる光軸Ａｘ上に配置された光源２２ａと、光源２２ａからの光を光軸Ａｘに向けて反射するメインリフレクタ２４と、メインリフレクタ２４の前方に配置された投影レンズ２８と、投影レンズ２８の後方で、メインリフレクタ２４からの反射光を部分的に遮蔽するシェード３４とを備えている。そして、メインリフレクタ２４は、投影レンズ２８の焦点を第１焦点とし、光源２２ａとシェード３４との間を第１焦点とする略楕円面形状の第２リフレクタである反射面２５ｂを部分的に備え、光源２２ａからの光を反射面２５ｂに反射する付加リフレクタ３０を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用前照灯に関し、特に光源や投影レンズを変更することなく大光量光学系を構成可能な車両用前照灯に関する。

従来、プロジェクタ型の灯具ユニットにより車両前方へ向けて光照射を行うように構成された車両用前照灯が知られている。
このプロジェクタ型の灯具ユニットは、車両前後方向に延びる光軸上近傍に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具ユニット前方へ照射する。

そして、この灯具ユニットにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する場合には、投影レンズの後方側焦点近傍にシェードを設け、このシェードにより、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽してカットオフラインを形成する。

この種の車両用灯具の中には、簡易な構成により前方への光量を増大させるようにした車両用灯具もある。例えば、特許文献１では、シェードにより遮蔽される光をメインリフレクタとは別の付加リフレクタによってメインリフレクタに向かって反射し、そして付加リフレクタからの反射光をリフレクタにて前方に反射して灯具ユニット前方に照射するように構成された車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような車両用灯具においては、光源や投影レンズ等を変更することなく投影レンズから前方に出射する光量を増大させて大光量光学系を構成することができ、従来よりも明るい車両用灯具とすることが可能である。
実開平５−７２００６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された車両用灯具では、付加リフレクタによって反射される光は、例えば、光源近傍にて収束するように反射される。このような構造では、光源近傍に反射された光は、メインリフレクタを介して前方に照射されるため、全体的な光量を上げることは可能であるが、配光パターンにおけるある特定部位、例えばホットゾーンの照度のみを高めることはできなかった。

本発明は、上記を鑑みて為されたものであり、光源や投影レンズ等を変更することなく投影レンズから前方に出射する光量を増大させるとともに、配光パターンにおける特定部位の照度を選択的に高めることが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。

本発明の課題は、以下の構成により達成される。
（１） カバー及びランプボディにより形成された灯室内に、
車両前後方向に伸びる光軸上に配置された光源と、
前記光源からの光を前記光軸に向けて反射するメインリフレクタと、
前記メインリフレクタの前方に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方で、前記メインリフレクタからの反射光を部分的に遮蔽するシェードとを備えた車両用前照灯であって、
前記メインリフレクタは、前記投影レンズの焦点を第１焦点とし、前記光源と前記シェードとの間を第２焦点とする略楕円面形状の第２リフレクタを部分的に備え、
前記光源からの光を前記第２リフレクタに反射する第３リフレクタを備えたことを特徴とする車両用前照灯。
（２） 前記第３リフレクタは、前記第２焦点近傍を中心として回動可能であることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
（３） 前記第３リフレクタは、モータウェイ走行時、前記第２焦点近傍に反射光を集光させて、集光光学系を構成することを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。
（４） 前記第３リフレクタは、通常走行時、前記第２焦点からずれた位置に反射光を集光させて、拡散光学系を構成することを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。

本発明にかかる車両用前照灯では、第２リフレクタと、可動型の第３リフレクタが設けられており、この第３リフレクタに照射される光源光を第２リフレクタを介して前方に照射することにより、従来よりも出力される光量を増大させつつ、選択的にある領域の光量を高めたり、全体的に光量を高めて視認性を高めたりすることが可能である。したがって、ドライバーは状況に応じて、必要とされる状態となるように操作することにより、視認性の良い快適な走行を楽しむことが可能となる。

具体的に、本発明にかかる車両用前照灯では、集光光学系を構成するように第３リフレクタを配置することが可能である。したがって、遠方視認性を高める必要のあるモータウェイ走行時には、第３リフレクタと第２リフレクタを経由して投影レンズから照射される光は、比較的集光した状態で前方に照射され、車両の前方に形成される配光パターンにスポット領域を重ね合わせて、配光パターンの所定領域の光量をスポット的に高めることができる。したがって、光源や投影レンズ等を変更することなく投影レンズから前方に出射する光量を増大させるとともに、配光パターンにおける特定部位の照度を選択的に高めることが可能である。

また、本発明にかかる車両用前照灯では、拡散光学系を構成するように第３リフレクタを配置することが可能である。したがって、前方視認性を全体的に高めることが好ましい通常走行時には、第３リフレクタと第２リフレクタとを経由して投影レンズから照射される光は、モータウェイ走行時よりも相対的に拡散した状態で前方に照射され、車両の前方に形成される配光パターンにスポット領域を重ね合わせて、配光パターンの全体の光量を全体的に高めることができる。したがって、光源や投影レンズ等を変更することなく投影レンズから前方に出射する光量を増大させて前方視認性を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかる車両用灯具の実施形態を説明する。以下の説明では、車両用灯具として車両用前照灯を例に挙げて説明する。

図１は、本発明に係る車両用灯具である車両用前照灯の光軸Ａｘを通る垂直断面図であり、図２は、車両用前照灯の光軸Ａｘを通る水平断面図である。図３は、光源からメインリフレクタの反射面に向かった光の光路を示す断面図であり、図４は、第１の位置における第２及び第３リフレクタを介した光の光路を示す断面図であり、図５は、第２の位置における第２及び第３リフレクタを介した光の光路を示す断面図である。図６は、本実施形態の車両用前照灯の配光パターンを示す図である。

本実施形態の車両用前照灯１０は、光透過性の透明カバー１２とランプボディ１４とによって形成される灯室１０ａ内に、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する灯具ユニット２０が収容されて構成されている。この灯具ユニット２０は、エイミング機構５０を介してランプボディ１４に上下方向および左右方向に傾動可能に固定されている。

エイミング機構５０は、主としてエイミングスクリュウ５２とブラケット２６ａとエイミングナット５４により構成されている。
エイミングスクリュウ５２は、ランプボディ１４に回転可能に取り付けられており、灯具ユニット２０のブラケット２６ａに挿通され、エイミングナット５４を介してブラケット２６ａに連結されている。エイミングスクリュウ５２は、図示せぬ調整部材を介して回転することによりブラケット２６ａを前後に傾動させる。ブラケット２６ａの傾動により灯具ユニット２０全体が傾動して灯具ユニット２０の光軸Ａｘの向きが調整される。なお、エイミング調整後における灯具ユニット２０の光軸Ａｘは、車前後方向に対して、例えば０．５度〜０．６度程度下向きの方向に延びるように調整されている。

灯具ユニット２０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、放電バルブ２２と、メインリフレクタ２４と、レンズホルダ２６と、投影レンズ２８と、シェード３４と、を備えている。

放電バルブ２２は、例えばメタルハライドバルブ等の放電バルブであり、その放電発光部により構成される光源２２ａが光軸Ａｘ上に位置するとともに、バルブ軸線が光軸Ａｘと同軸になるようにメインリフレクタ２４の取付孔２４ｂに取り付けられている。

メインリフレクタ２４は、略回転楕円形状の反射部材であり、光軸Ａｘに垂直な平面にて３分割されて、３つの反射面２５ａ，２５ｂ，２５ｃが形成されている。取付穴２４ｂに最も近い側に形成された反射面２５ａ及び取付穴２４ｂから最も遠い側に形成された反射面２５ｃは、光源２２ａ近傍に一方の焦点Ｆ１を有しかつシェード３４の近傍の光軸Ａｘ上に他方の焦点Ｆ２を有する略回転楕円面形状を有している。これにより、反射面２５ａ及び反射面２５ｃは、光源２２ａからの光を光軸Ａｘ寄りに反射集光させる。この反射面２５ａ及び反射面２５ｃの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。

一方、反射面２５ａと反射面２５ｃとの間に設けられた反射面２５ｂ（第２リフレクタ）は、反射面２５ａ，２５ｃの他方の焦点Ｆ２を一つの焦点（第１焦点）とし、一方の焦点Ｆ１と他方の焦点Ｆ２との間にもう一つの焦点（第２焦点）Ｆ３を有する略回転楕円面形状を備えている。この反射面２５ａは、主として後述する付加リフレクタ（第３リフレクタ）３０からの光を投影レンズ２８に向けて反射する反射部材である。この反射面２５ｂについては、後ほど詳述する。

レンズホルダ２６は、メインリフレクタ２４の前端開口部に取り付けられた支持部材である。レンズホルダ２６は、その前端部に投影レンズ２８が取り付け固定されている。ここで、投影レンズ２８のレンズ中心軸は、レンズホルダ２６によって光軸Ａｘと略同軸となるように配置されている。

投影レンズ２８は、前方側表面が凸面であり、後方側表面が平面の凸レンズである。投影レンズ２８の後方側焦点は、メインリフレクタ２４の他方の焦点Ｆ２とほぼ一致するように設計されており、後方側焦点（他方の焦点）Ｆ２を含む後方側焦点面上に形成される光源２２ａの像を、反転像として前方に投影する。

レンズホルダ２６とメインリフレクタ２４に囲まれる内部空間には、図１に示すように、レンズホルダ２６と一体形成されたシェード３４が配置されている。シェード３４は、レンズホルダ２６とメインリフレクタ２４に囲まれる内部空間における下側の略半分を遮光するように設けられた遮光部材である。このシェード３４は、車両幅方向に略平行に配置された上端縁３４ａが投影レンズ２８の後方側焦点Ｆ２の近傍に配置されている。このシェード３４の上端縁３４ａは、光軸Ａｘ近傍にて段差が設けられシェード３４の光軸Ａｘを軸として左右で高さ位置が異なっている。本実施形態の車両用前照灯１０は、この上端縁３４ａの形状に応じて形成されるカットオフライン１０２を備えた配光パターン１０１を前方に投影するように構成されている（図６参照）。

本実施形態では、投影レンズ２８とメインリフレクタ２４との間であって、レンズホルダ２６に対向する位置には、付加リフレクタ（第３リフレクタ）３０が設けられている。この第３リフレクタ３０は、略回転楕円形状の反射面３０ａを有しており、図示せぬ駆動手段を介して回動可能に構成されている。

具体的には、付加リフレクタ３０は、図１及び図２に示すように、光源２２ａ近傍に一方の焦点（メインリフレクタ２４の一方の焦点Ｆ１と略同一）が位置し、メインリフレクタ２４の反射面２５ｂの第２焦点Ｆ３に他方の焦点が位置する第１の位置と、図５に示すように、第２焦点Ｆ３近傍のある点（第２焦点Ｆ３からずれた点）を回転基準として回動することにより、各焦点が焦点Ｆ１及びＦ３からずれた状態となる第２の位置とに変位可能である。詳細については後述するが、この付加リフレクタ３０は、第１の位置においては集光光学系の構成に寄与し、第２の位置においては拡散光学系の構成に寄与する。

以下、図３〜図５を参照しながら、本実施形態の灯具ユニット２０を備えた車両用前照灯１０における光路を説明する。
図３に示すように、光源２２ａから出射した光源光は、メインリフレクタ２４の反射面２５ａ，２５ｂ，２５ｃにて反射する。反射面２５ａ，２５ｃにて反射した光は、メインリフレクタ２４の他方の焦点Ｆ２近傍の光軸Ａｘに向かって進む。ここで、シェード３４は、メインリフレクタ２４の各反射面２５ａ，２５ｂ，２５ｃにて反射した反射光をシェード３４の形状に応じて遮られる。シェード３４に遮られること無く前方に通過した光は、投影レンズ２８によって前方に照射される。その結果、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、このシェード３４の上端縁３４ａの形状に応じたカットオフライン１０２を有する配光パターン１０１が車両用前照灯１０の前方に投影される。

なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）において示されている配光パターン１０１は、それぞれ左側走行用者に取り付けられる車両用前照灯の場合の配光パターンを示しており、車両前方視界における鉛直中心線Ｖの右側よりも左側の方が高いカットオフライン１０２が形成されている。

次に、図４及び図５を参照して、付加リフレクタ３０を介した光路について説明する。
図４に示すように、付加リフレクタ３０が第１の位置に配置された状態では、光源２２ａから出射した光は、付加リフレクタ３０の反射面３０ａにて、反射面２５ｂの第２焦点Ｆ３に向かって反射される。そして、第２焦点Ｆ３近傍に集光された光は、メインリフレクタ２４の第２反射面２５ｂにて反射されて、第１焦点Ｆ２に向かって反射される。ここで、第１の位置においては、第１焦点Ｆ２は、投影レンズ２８の後方側焦点と略同一となるように配置されているので、投影レンズ２８によって略平行光として拡散しない状態で前方の所定の領域に照射される。

図６（ａ）に示すように、付加リフレクタ３０が第１の位置に配置された場合には、カットオフライン１０２とほぼ重なる位置であって、水平線Ｈと鉛直線Ｖが交わる部位の左側、いわゆるホットゾーンにスポット領域１０３が形成される。このスポット領域１０３は、車両用前照灯１０から照射される光量の増大に寄与し、このようなスポット領域１０３を配光パターン１０２に重ね合わせた配光は、例えば自動車専用道などで遠方を明るく照らす場合等のいわゆるモータウェイ配光として用いることができる。

一方、図５に示すように、付加リフレクタ３０が第２の位置に配置された状態では、光源２２ａから出射した光は、付加リフレクタ３０の反射面３０ａにて、反射面２５ｂの第２焦点Ｆ３からずれた位置に向かって反射される。その後、付加リフレクタ３０からの反射光は、メインリフレクタ２４の反射面２５ｂにて反射されて、第１焦点Ｆ２（投影レンズ２８の後方側焦点）からずれた位置に向かって反射されて、投影レンズ２８に入射する。この反射光は、投影レンズ２８の後方側焦点からずれた位置を通って投影レンズに入射するため、第２の位置においては、投影レンズ２８によって平行光とされず、付加リフレクタ３０が第１の位置に配置された場合よりも拡散した状態で前方の所定の領域に照射される。

図６（ｂ）に示すように、付加リフレクタ３０が第２の位置に配置された場合には、スポット領域１０３よりも照射領域が拡散したスポット領域１０４が形成される。このスポット領域１０４は、車両用前照灯１０から照射される光量の増大に寄与し、特にスポット領域１０４を配光パターン１０２に重ね合わせた配光は、例えば一般道などでの通常走行時における、いわゆるすれ違いビーム配光として用いることができる。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１０は、レンズカバー１２及びランプボディ１４により形成された灯室１０ａ内に、車両前後方向に伸びる光軸Ａｘ上に配置された光源２２ａと、光源２２ａからの光を光軸Ａｘに向けて反射するメインリフレクタ２４と、メインリフレクタ２４の前方に配置された投影レンズ２８と、投影レンズ２８の後方で、メインリフレクタ２４からの反射光を部分的に遮蔽するシェード３４とを備えている。そして、メインリフレクタ２４は、投影レンズ２８の焦点を第１焦点とし、光源２２ａとシェード３４との間を第１焦点とする略楕円面形状の第２リフレクタである反射面２５ｂを部分的に備え、光源２２ａからの光を反射面２５ｂに反射する付加リフレクタ３０を備えている。

本実施形態では、付加リフレクタ３０は、第２焦点Ｆ３近傍を中心として回動可能に構成されており、この付加リフレクタ３０は、モータウェイ走行時、第２焦点Ｆ３近傍に反射光を集光させて、集光光学系を構成するとともに、通常走行時、第２焦点Ｆ３からずれた位置に反射光を集光させて、拡散光学系を構成する。

このように、本実施形態の車両用前照灯１０では、集光光学系を構成するように付加リフレクタ３０を配置することが可能である。したがって、遠方視認性を高める必要のあるモータウェイ走行時には、付加リフレクタ３０と反射面２５ｂを経由して投影レンズ２８から照射される光は、比較的集光した状態で前方に照射され、車両の前方に形成される配光パターンにスポット領域を重ね合わせて、配光パターンの所定領域の光量をスポット的に高めることができる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、簡易な構成を従来の灯具ユニットに追加してやることにより、光源２２ａや投影レンズ２８等を変更することなく投影レンズ２８から前方に出射する光量を増大させるとともに、配光パターンにおける特定部位の照度を選択的に高めることが可能である。

また、本実施形態の車両用前照灯１０では、拡散光学系を構成するように付加リフレクタ３０を配置することが可能である。したがって、前方視認性を全体的に高めることが好ましい通常走行時には、付加リフレクタ３０と反射面２５ｂを経由して投影レンズ２８から照射される光は、モータウェイ走行時よりも相対的に拡散した状態で前方に照射され、車両の前方に形成される配光パターンにスポット領域を重ね合わせて、配光パターンの全体の光量を全体的に高めることができる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、簡易な構成を従来の灯具ユニットに追加してやることにより、光源２２ａや投影レンズ２８等を変更することなく投影レンズ２８から前方に出射する光量を増大させて前方視認性を向上させることができる。

一般に、自動車専用道以外の一般道等を通行する通常走行時には、ホットゾーンの照度を高めすぎると、対向車を運転するドライバー等が照明を眩しく感じてしまいドライバーの運転を妨げる虞があるため、高速走行時よりもホットゾーンの照度を低下させることが好ましい。このような場合には、あまりホットゾーンの照度を高めるよりは、モータウェイ走行時よりも相対的に拡散した状態で前方に光を照射し、車両の前方に形成される配光パターンにスポット領域を全体的に重ね合わせることにより、ドライバーは全体の光量が増加した状態で運転が可能であり、より快適かつ安全に運転を行うことができる。

このように、本実施形態の車両用前照灯１０では、従来よりも出力される光量を増大させつつ、選択的にある領域の光量を高めたり、全体的に光量を高めて視認性を高めたりすることが可能である。したがって、ドライバーは状況に応じて、必要とされる状態となるように操作することにより、視認性の良い快適な走行を楽しむことが可能となる。

本発明に係る車両用灯具である車両用前照灯の光軸Ａｘを通る垂直断面図である。 車両用前照灯の光軸Ａｘを通る水平断面図である。 光源からメインリフレクタの反射面に向かった光の光路を示す断面図である。 第１の位置における第２及び第３リフレクタを介した光の光路を示す断面図である。 第２の位置における第２及び第３リフレクタを介した光の光路を示す断面図である。 本実施形態の車両用前照灯の配光パターンを示す図である。

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ 透明カバー
１４ ランプボディ
２０ 灯具ユニット
２２ 放電バルブ
２２ａ 光源
２４ メインリフレクタ
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 反射面
２６ レンズホルダ
２８ 投影レンズ
３０ 付加リフレクタ
３４ シェード

Claims (4)

1. カバー及びランプボディにより形成された灯室内に、
   車両前後方向に伸びる光軸上に配置された光源と、
   前記光源からの光を前記光軸に向けて反射するメインリフレクタと、
   前記メインリフレクタの前方に配置された投影レンズと、
   前記投影レンズの後方で、前記メインリフレクタからの反射光を部分的に遮蔽するシェードとを備えた車両用前照灯であって、
   前記メインリフレクタは、前記投影レンズの焦点を第１焦点とし、前記光源と前記シェードとの間を第２焦点とする略楕円面形状の第２リフレクタを部分的に備え、
   前記光源からの光を前記第２リフレクタに反射する第３リフレクタを備えたことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記第３リフレクタは、前記第２焦点近傍を中心として回動可能であることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 前記第３リフレクタは、モータウェイ走行時、前記第２焦点近傍に反射光を集光させて、集光光学系を構成することを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。
4. 前記第３リフレクタは、通常走行時、前記第２焦点からずれた位置に反射光を集光させて、拡散光学系を構成することを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。
   
   

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