JPH0337243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、H4ハロゲンランプを光源として使
用した自動車用前照灯に関するものである。

第１図はこの種の自動車用前照灯の１例を示
し、内面に反射面２が形成された略回転方物面状
のリレフクタ１の焦点付近にH4ハロゲンバルブ
３のフイラメントを位置するように設置すると共
に、かかる例ではリレフクタ１の前面開口部にレ
ンズ４を配置してある。

H4ハロゲンバルブ３は、メインフイラメント
３ａとサブフイラメント３ｂを備えており、一般
に双方のフイラメントは主光軸Ｚ−Ｚに沿つて長
さを有し、そしてメインフイラメント３ａが焦点
ｆにほぼ位置するように、また、サブフイラメン
ト３ｂは焦点ｆの前方に位置するように設置され
る。

上記のメインフイラメント３ａの光は主として
夜間走行時に前方正面を照射する主投光として用
いられ、サブフイラメント３ｂの光は主として対
向車と擦れ違う際に自己車線の路上を照射する補
助投光として用いられる。このためサブフイラメ
ント３ｂの下方に遮光部材３ｃを設けて下方に向
かう光をマスキングしている。

以上のように構成された従来の自動車用前照灯
においては、メインフイラメント３ａが反射面２
の焦点ｆ付近に位置しているので、その光は矢印
ａ，ｂの如く反射して主光軸Ｚ−Ｚとほぼ平行に
投射される。ところが、サブフイラメント３ｂは
焦点ｆよりも前方に位置しているためその光は矢
印ｃ，ｄの如く反射して主光軸Ｚ−Ｚと交わり、
下方に向けて投射される。これらの投射光（矢印
ｂ，ｄ）は第２図に示すようなレンズ４で拡散さ
れ、所望の配光パターンに調整されるが、第１図
に示したようにサブフイラメント３ｂの光が矢印
ｃ，ｄの如く反射されてレンズ４のＡ部付近に集
中する。このため、サブフイラメント３ｂ点灯時
にレンズ４のＡ部付近が加熱される虞れが有る。

更に、上述の従来装置においては、反射光のほ
とんど全部が正面中央に向かうので、これをレン
ズで所望の配光パターンに調製することが容易で
ないという技術的問題点がある。次に、上記の問
題点について詳述する。

第３図は単一の回転方物面で構成された従来の
リフレクタを示し、説明の便宜上、反斜面を左方
部P₁、右方部P₂、上方部P₃、中央下部P₄に区分
して考える。境界線l₁，l₂，l₃，l₄は仮想のライン
であり、２ａはランプ装着用の開口部である。

メインフイラメント３ａの光の反射光は第４図
に示すような配光パターンを形成する。第４図の
E₁は第３図の左方部P₁による反射光のエリアで
ある。同様にE_2，E₃，E₄はそれぞれ右方部P₂、
上方部P₃、中央下部P₄による反射光のエリアで
ある。

第５図はサブフイラメント３ｂの光の反射光の
配号パターンを示し、E_1，E₂，Ｅはそれぞれ左
方部P₁、右方部P₂、上方部P₃による反射光のエ
リアである。第１図について説明したように、サ
ブフイラメント３ｂは遮光部材３ｃによつて下方
をマスキシグされているので、リフレクタの中央
下部P₄による反射光は無い。

第４図及び第５図に示した従来のリフクレタに
よる反射光の配光パターンは、上下方向にも左右
方向にも余り拡散されていない。このように正面
中央に向けて集中的に反射された光を第２図に示
したようなレンズで左右に拡散して所望の配光パ
ターンに修正しようとすると、凹凸の激しいプリ
ズムレンズを構成しなければならず、このためレ
ンズの成形性が悪くなつたり、肉厚になつて大重
量になる等の不具合を生じる。

本発明は上述の事情に鑑みて偽され、H4ハロ
ゲンバルブと回転方物面状のリクレフタとレンズ
とを用いた自動車用前照灯において、サブフイラ
メント３ｂの光がレンズの中央付近に集中して該
部を過熱させる虞れが無く、しかも反射光の配光
パターンが所望の投光パターンにほぼ等しくなる
自動車用前照灯を提供することを目的とする。

反射光の配光パターンがほぼ所望の投光パター
ンになると、レンズによる配光修正が容易とな
り、薄形レンズで足りるようになるため、レンズ
が軽量になる上に、レンズの製造が容易になるこ
とを期待し得る。

上記の目的を達成するため、本発明の自動車用
前照灯は、リフレクタの焦点付近にH4ハロゲン
バルブのフイラメントを位置させてなる自動車用
前照灯に於て、前記リフレクタの反射面を、中央
上部及び左、右の斜上方部を含む上方区域と、中
央下方区域と、中央左、右部及び左、右の斜下方
部を含む側方区域とに区分して、 () 前記の側方区域を回転放物面で構成し、 () 前記の上方区域、及び中央下方区域は、主
光軸に平行な垂直面による断面が放物線をな
し、かつ、水平断面が前記側方区域の回転方物
面の断面である放物線にほぼ接する複数個の円
弧状の曲線群をなすように構成したことを特徴
とする。

次に、本発明の１実施例を第６図乃至第１４図
について説明する。

第６図は本発明の自動車用前照灯における反射
面２′の１実施例の正面図、第７図は第６図のＹ
−Ｙ断面図、第８図は同Ｘ−Ｘ断面図である。

第６図に示すごとく、リフレクタの反射面を、
中央上部及び左、右の斜上方部を含む上方区域
P₃と、左側斜下部を含む左方区域P₁と、右側斜
下部を含む右方区域P₂と、中央下方区域P₄とに
区分し、これらの各部をそれぞれ次記のような方
物面によつて構成する。l₁，l₂，l₃，l₄は異なつた
種類の反射面の境界線である。

左方区域P₁と右方区域P₂とを総称して側方区
域とを名付け、P₁₊₂で表す。この側方区域P₁₊₂の
反射面は、当該前照灯の主光軸Ｚ−Ｚを回転軸と
する回転方物面に形成する。第８図に示す線Ｌ
は、この回転放物線の切口の放物線である。

上方区域P₃および中央下方区域P₄は、それぞ
れ次記のような反射面に形成する。

上方区域P₃および下方区域P₄の反射面は、そ
の垂直断面が放物線となるように、かつ、その水
平断面が前記の放物線Ｌにほぼ接する複数個の円
弧よりなる曲線をなすように形成する。

以上のように構成したリフレクタの各反射面
は、垂直断面がそれぞれ放物線をなしているの
で、第７図に示すように焦点ｆから発した光は矢
印ｇ，ｇ…のごとく水平方向に反射される。また
焦点ｆよりも前側から発した光は、矢印ｈのごと
く主光軸Ｚ−Ｚと交わる方向に反射される。

上記のようにして水平方向に反射された光の水
平面内における反射方向を第８図について更に詳
述する。側方区域P₁₊₂の反射面は回転方物面であ
るから、焦点ｆから発してこれらの面で反射した
光はg′，g′…のように主光軸Ｚ−Ｚとほぼ平行に
反射される。

上方区域P₃および中央下方区域P₄の反射面は、
その水平断面が円弧状の曲線群をなしているの
で、その反射点によつて矢印h₁のように正面中央
に向かつて反射する部分も、矢印h₂のように内寄
りに偏つて反射する部分も、矢印h₃のように外寄
りに偏つて反射する部分も発生し、この結果反射
光は左右方向に拡散される。

第９図は上述のように構成したリフレクタを設
けた自動車用前照灯の垂直縦断面である。

第１０図は上述のように構成されたリフレクタ
によるサブフイラメントの光の配光パターンであ
る。回転放物線面であるP₁，P₂による反射光の
エリアE₁，E₂はほぼ正面に向かい、エリアE₁に
よつて左方のカツトラインL₁が形成され、エリ
アE₂によつて右方のカツトラインL₂が形成され、
かつ、反射面P₃による反射光のエリアE₃は水平
よりも若干下向きに、左右に拡散されて、レンズ
に入る前の反射光が、ほぼ所望の配光パターンに
なる。ここで、エリアE₃が左右に拡散されてい
るのは第８図に示したごとく矢印h₂，h₃の光が拡
散しているからである。また、水平よりも若干下
方に向かう理由は、第７図に示したごとく、焦点
ｆを出た矢印ｇのごとく水平になるが、メインフ
イラメントよりも若干前方にあるサブフイラメン
トから出た光は、仮想線矢印ｈのように下向きと
なるからである。

第１１図はメインフイラメント３ａから出た光
の配光パターンを示す。メインフイラメントは焦
点ｆ付近に位置しているためほぼ水平方向に反射
するが、上方区域P₃による反射光エリアE₃及び
中央下方区域P₄による反射光エリアE₄は左右に
拡散される。

第１０図に示したサブフイラメントの光の反射
光を拡散させて第１２図に示すような補助投射光
の配光パターンを調製するようにレンズ形状を設
定する。

光束I₁，I₂，I₃はそれぞれエリアE_1，E₂，E₃の
反射光で調製したものである。既述のごとく第１
０図の配光パターンはほぼ所望の配光パターンに
なつているので、レンズはこれを若干修正すれば
足り、従つて薄肉のレンズを用いて充分に目的を
達成し得る。

上記のように設定したレンズにより、第１１図
に示したメインフイラメントの光の反射光を拡散
すると、第１３図のような配光パターンが得ら
れ、適正なホツトラインと適正な左右の拡がりを
有するほぼ水平な光束により、優れた主投光が得
られる。

次に、前記実施例における反射面２′の設計的
な詳細について、第１４図を参照しつつ説明す
る。本図は第８図に示した断面を拡大して光路の
詳細を記入した図である。

P₃区域の反射面は主光軸Ｚ−Ｚに関して左右
対称に形成してある。説明の便宜上、P₃区域の
反射面を構成している多数の曲面を、中央から順
にp₁，p₂，p₃〜p₁₄と名付ける。

中央部のp₁，p₂，p₃は一定の拡散曲面で、他の
部分（p₄〜p₁₄）よりも拡散率を大きく構成する。
中央下方区域p₄もこれと同様の曲面で構成してあ
る。そして、p₄から順次p₁₄に至るに従つて拡散
率を小さく構成する。

本例において、右側のp₂部分に付記した矢印
h′₁は、焦点ｆから発してp₂部分の中央で反射し
た光の光路を表わし、矢印h₂′，h₃′はそれぞれ該
部分p₂の右端、左端で反射した光の光路を表わし
ている。矢印h₂′と矢印h₃′との交角（拡散角）α
は、p₁〜p₃部分でα＝30°に設定してあり、最外
側の部分p₁₄付近でα＝5°に設定してある。

上記の拡散角αと、各部分P₁〜P₁₄の配列ピツ
チｐと、これらの曲面の半径ｒとの関係は次式で
表わされる。

ｒ＝１／2sinα／２×ｐ 従つて、前記のごとくα＝30℃とするには、ｒ
≒1.9×ｐという条件を満たせば良い。これによ
り、例えばピツチｐ＝８mmとすれば曲率半径ｒ
を、ｒ≒1.9×８＝15.2mmに設定すればよい。

また、部分P₈でα＝15°にしようとすれば、 ｒ＝3.8×ｐ となり、この式にピツチｐ＝８mmを代入してｒ≒
30.4mmが得られる。

同様に、端部のp₁₄でα＝2°とする場合を考え
ると、 ｒ＝28.6×ｐ から、ｒ＝228.8mmが得られる。

第１４図の実施例では、p₁〜p₁₄の各部の水平
断面に表われる円弧が、当該前照灯の前面に向か
つて凹形であるように形成し、これらの各円弧が
図示の放物線Ｕにほぼ接するように構成してあ
る。ただし、上記の放物線Ｕは側方区域P₁₊₂の回
転方物面の水平断面である。

本発明を実施する場合、上記の多数（前例では
14×２＝48個）の円弧が前方に向かつて凸なるよ
うに構成してもよい。この場合も、各円弧が放物
線Ｕにほぼ接するように構成する。

次に、本発明の変形例を第１５図について説明
する。本図はリフレクタを構成する反射面を主光
軸Ｚ−Ｚに平行な垂直面で切断した状態を示して
いる。

曲線Q₁は、前記の実施例における反射面の垂
直断面を表わす。この曲線Q₁は既術のごとく当
該前照灯の主光軸Ｚ−Ｚを回転軸とする放物線で
ある。

上記の放物線Q₁に内接する、半径R₁の多数の
円を考え、各円の中心点O₁の包絡線Q₂を求める。
本変形例は、リフレクタの垂直断面が上記の包絡
線に表われる円弧が、当該前照灯の前面に向かつ
て凹形であるように形成し、これらの各円弧が図
示の放物線Ｕにほぼ接するように構成してある。
ただし、上記の放物線Ｕは側方区域P₁₊₂の回転放
物面の水平断面である。

本発明を実施する場合、上記の多数（前例では
14×２＝48個）の円弧が前方に向かつて凸になる
ように構成してもよい。この場合も、各円弧が方
物線Ｕにほぼ接するように構成する。

なお上記の例ではP₄とP₅，P₅とP₆…の円弧の
半径ｒを各々変えて拡散角αを外側に行くに従つ
て拡散率を小さくしているが、これに限ることな
く、例えばP₄とP₅，P₆とP₇…など２本の半径ｒ
を同一にして外側に行くに従つて拡散率を小さく
すように構成してもよい。

次に、本発明の変形例を第１５図について説明
する。本図はリフレクタを構成する反射面を主光
軸Ｚ−Ｚに平行な垂直面で切断した状態を示して
いる。

曲線Q₁は、前記の実施例における反射面の垂
直断面を表わす。この曲線Q₁は、既述のごとく
当該前照灯の主光軸Ｚ−Ｚを回転軸とする放物線
である。

上記の放物線Q₁に内接する、半径R₁の多数の
円を考え、各円の中心点O₁の包絡線Q₂を求める。
本変形例は、リフレクタの垂直断面が上記の包絡
線Q₂となるように形成する。これを立体的に観
察すれば、放物面Q′₁（図示せず）の内面に接せし
めつつ半径R₁の球を転がした場合、この球の中
心点O₁′の描く軌跡面Q₂′（図示せず）と一致する
ようにリフレクタの反射面を構成することにな
る。この軌跡面Q₂′は、放物面を法線方向に収縮
させた形の３次曲線をなす。この軌跡面Q₂′なる
反射面を有するリフレクタは、前記の実施例と同
様の作用、効果が有る。

以上詳述したように、本発明は、H4ハロゲン
バルブと、回転放物面状のリフレクタとレンズと
を用いた自動車用前照灯に適用して、サブフイラ
メントの光がレンズの中央部に集中して該部を過
熱させる虞れを解消し、しかも反射光の配光パタ
ーンを所望の投光パターンとほぼ等しからしめて
薄形のレンズを用い得べくなすという優れた実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は従来の自動車用前照灯の１
例を示し、第１図は垂直断面図、第２図はレンズ
の正面図、第３図はリフレクタの正面図、第４図
及び第５図は配光パターンを示す図表である。第
６図乃至第１４図は本発明の自動車用前照灯の１
実施例を示し、第６図はリフレクタの正面図、第
７図は第６図のＹ−Ｙ断面図、第８図は同じくＸ
−Ｘ断面図、第９図は垂直縦断面図、第１０図は
サブフイラメントの光の反射光の配光パターンを
示す図表、第１１図はメインフイラメントの光の
反射光の配光パターンを示す図表、第１２図はサ
ブフイラメントの光による投射光光束の配光パタ
ーンを示す図表、第１３図はメインフイラメント
の光による投射光光束の配光パターンを示す図
表、第１４図はリフレクタの水平断面図に光路を
付記した図、第１５図は本発明の変形例の説明図
である。 １……リフレクタ、２，２′……反射面、３…
…H4ハロゲンバルブ、３ａ……同メインフイラ
メント、３ｂ……同サブフイラメント、３ｃ……
同遮光部材、４……レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リフレクタの焦点付近にH4ハロゲンバルブ
   のフイラメントを位置させてなる自動車用前照灯
   に於て、前記リフレクタの反射面を、中央上部及
   び左、右の斜上方部を含む上方区域と、中央下方
   区域と、中央左、右部及び左、右の斜下方部を含
   む側方区域とに区分し、これらの区域をそれぞれ
   下記の如く構成したことを特徴とする自動車用前
   照灯。 () 前記の側方区域は回転放物面で構成する。 () 前記の上方区域、及び中央下方区域は、光
   軸に平行な垂直面による断面が放物線をなし、
   かつ、水平断面が前記側方区域の回転方物面の
   断面である放物線にほぼ接する複数個の円弧状
   の曲線群をなすように構成する。