JP2005100766A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても十分に明るい配光パターンを形成可能とする。
【解決手段】 光源バルブ２２とシェード３２との間に、光源２２ａからの光をリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタ３４を設ける。また、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域を、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２付加リフレクタ３６として構成する。これにより、シェード３２によって遮蔽されるべき光源２２ａからの直射光を、第１および第２付加リフレクタ３４、３６を用いて投影レンズ２８に入射させ、これを前方照射光として有効に利用する。
【選択図】 図５

Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものであり、特に、ロービーム用配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯に関するものである。

一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後方側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。

そして「特許文献１」には、このようなプロジェクタ型の車両用前照灯において、光源バルブが光軸の側方からリフレクタに挿入固定された、いわゆる側方挿入型の灯具構成が記載されている。

実開平２−４７７０４号公報

上記「特許文献１」に記載されているような側方挿入型の灯具構成を採用すれば、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

しかしながら、この「特許文献１」にも記載されているように、多くの光源バルブは、その光源がバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されているので、側方挿入型の灯具構成を採用した場合には、次のような問題がある。

すなわち、線分光源の配光は、バルブ軸と直交する方向が最も光度が高く、バルブ軸方向の光度が最も低くなる光度分布を有している。したがって、側方挿入型の灯具構成を採用した場合には、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域への入射光量が極端に少なくなるので、車両用前照灯からの照射光により形成される配光パターンの明るさを十分に確保することが困難となってしまう、という問題がある。

特に、ロービーム用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配置された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、所定のカットオフラインを形成するようになっているので、明るい配光パターンを形成することが一層困難なものとなってしまう、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても十分に明るい配光パターンを形成することができる車両用前照灯を提供することを目的とするものである。

本願発明は、所定の付加リフレクタを備えた構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、上記後方側焦点近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置され、上記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源が、上記光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブにおけるバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されており、
上記光源バルブと上記シェードとの間に、上記光源からの光を上記リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
上記バルブ挿入方向前方領域が、上記第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第２付加リフレクタとして構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「光源バルブ」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブや、ハロゲンバルブ等が採用可能である。

上記「バルブ挿入方向前方領域」とは、リフレクタの反射面において光源バルブの挿入方向前方に位置する反射領域を意味するものであって、その具体的な範囲等は特に限定されるものではない。

上記「第１付加リフレクタ」は、光源バルブとシェードとの間に設けられたリフレクタであって、光源からの光をバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させるように構成されたものであれば、その配置や大きさや反射面形状等の具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記「第２付加リフレクタ」は、バルブ挿入方向前方領域において第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて光軸寄りに反射させるように構成されたものであれば、その大きさや反射面形状等の具体的な構成は特に限定されるものではなく、また、この「第２付加リフレクタ」は、リフレクタと一体で形成されたものであってもよいし別体で形成されたものであってもよい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、シェードを有するプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブは車両前後方向に延びる光軸の側方からリフレクタに挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

そして、本願発明に係る車両用前照灯は、光源バルブとシェードとの間に、光源からの光をリフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられるとともに、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域が、第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる第２付加リフレクタとして構成されているので、シェードによって遮蔽されるべき光源からの直射光を、第１および第２付加リフレクタを用いて投影レンズに入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。

その際、本願発明に係る車両用前照灯においては、光源がバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されているので、バルブ軸直交方向へ向かう最も光度が高い光線束を、第１および第２付加リフレクタによって利用することができる。なお、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域を第２付加リフレクタとして構成することにより、光源からバルブ挿入方向前方領域へ入射する直射光については利用できなくなるが、この直射光はバルブ軸方向へ向かう最も光度が低い光線束であるので、全体としては利用光束を大幅に増大させることができる。そしてこれにより、車両用前照灯からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンの明るさを十分に確保することができる。

しかも、第１付加リフレクタは光源バルブとシェードとの間に設けられているので、この第１付加リフレクタを設けたことによってリフレクタからの反射光が余分に遮蔽されてしまうのを未然に防止することができる。

このように本願発明によれば、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても十分に明るい配光パターンを形成することができる。

上記構成において、光源バルブは光軸の側方からリフレクタに挿入固定されていれば、その挿入固定位置は特に限定されるものではないが、光軸から下方に離れた位置において挿入固定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、プロジェクタ型の車両用前照灯においては、リフレクタの反射面における光軸側方領域が、配光パターンの拡散領域を形成するのに適しているが、光源バルブが光軸と同一水平面上においてリフレクタに挿入固定されている場合には、光軸側方領域に光源バルブの挿入孔が形成されることとなるので、この光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができず、このため配光パターンの拡散領域の明るさを十分に確保することが困難となってしまう。その点、光源バルブが光軸から下方に離れた位置においてリフレクタに挿入固定された構成とすれば、光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができるので、この光軸側方領域からの反射光により配光パターンの拡散領域を形成することができ、これにより該拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

また上記構成において、第１付加リフレクタの反射面形状を、光源の位置を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタと第２付加リフレクタとの間の所定位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定すれば、この第２焦点に仮想光源があるものとして第２付加リフレクタの反射面形状を設定することができるので、配光制御を容易に行うことが可能となる。

さらに上記構成において、第２付加リフレクタの反射面形状を、第１付加リフレクタからの反射光を鉛直方向に関してはシェードの上端縁近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させる曲面形状に設定すれば、第１および第２付加リフレクタにより形成される付加配光パターンを、車両前方路面の照射に適した横長の配光パターンとすることができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図である。

同図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、車両の右前端部に配置される車両用前照灯であって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、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、エイミング機構５０を介して上下方向および左右方向に傾動可能に収容されてなっている。

そして、このエイミング機構５０によるエイミング調整が完了した段階では、灯具ユニット２０の光軸Ａｘは、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。

図２および３は、灯具ユニット２０を単品で示す側断面図であり、図４および５は、灯具ユニット２０を単品で示す平断面図である。

これらの図にも示すように、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、光源バルブ２２と、リフレクタ２４と、ホルダ２６と、投影レンズ２８と、リテーニングリング３０と、シェード３２と、第１付加リフレクタ３４と、第２付加リフレクタ３６とを備えてなっている。

投影レンズ２８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、光軸Ａｘ上に配置されて、その後方側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。

光源バルブ２２は、放電発光部を光源２２ａとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、その光源２２ａはバルブ軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されている。そして、この光源バルブ２２は、投影レンズ２８の後方側焦点Ｆよりも後方側でかつ光軸Ａｘから下方に離れた位置において、光軸Ａｘの左側方からリフレクタ２４に挿入固定されている。この挿入固定は、バルブ軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直平面内において水平方向に延びるように配置するとともに、光源２２ａを光軸Ａｘの鉛直下方に位置決めするようにして行われている。

リフレクタ２４は、光源バルブ２２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面２４ａを有している。この反射面２４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が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。そしてこれにより、図２および４に示すように、この反射面２４ａで反射した光源２２ａからの光を、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆ近傍に略収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。

このリフレクタ２４における反射面２４ａの下部左側領域には、バルブ挿入固定部２４ｂが反射面２４ａから突出するようにして形成されており、このバルブ挿入固定部２４ｂの右側面部にはバルブ挿入孔２４ｃが形成されている。

ホルダ２６は、リフレクタ２４の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ２４を固定支持するとともに、その前端部においてリテーニングリング３０を介して投影レンズ２８を固定支持している。

シェード３２は、ホルダ２６の内部空間における略下半部に位置するようにして、該ホルダ２６と一体で形成されている。このシェード３２は、その上端縁３２ａが投影レンズ２８の後方側焦点Ｆを通るように形成されており、これによりリフレクタ２４の反射面２４ａからの反射光の一部を遮蔽して、投影レンズ２８から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようになっている。

第１付加リフレクタ３４は、光源バルブ２２とシェード３２との間に設けられており、リフレクタ２４の底面壁２４ｄに固定されている。この第１付加リフレクタ３４は、光源２２ａからの直射光をリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させるように構成されている。この反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域は、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２付加リフレクタ３６として構成されている。

第１付加リフレクタ３４は、その反射面３４ａの形状が、光源２２ａの中心位置を第１焦点Ｆ１とするとともに該第１付加リフレクタ３４と第２付加リフレクタ３６との間の所定位置を第２焦点Ｆ２とする回転楕円面形状に設定されている。

一方、第２付加リフレクタ３６は、その反射面３６ａの形状が、第１付加リフレクタ３４からの反射光を、鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させる曲面形状に設定されている。具体的には、この反射面３６ａの鉛直断面形状は、第２焦点Ｆ２を第１焦点とするとともにシェード３２の上端縁３２ａ近傍を第２焦点とする楕円形状に設定されており、その水平断面形状は、第２焦点Ｆ２を焦点とする放物線形状に設定されている。

図６は、車両用前照灯１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンは、左配光のロービーム用配光パターンＰＬであって、その上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°程度）で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅの位置は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、基本配光パターンＰＯと付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンとして形成されている。

基本配光パターンＰＯは、ロービーム用配光パターンＰＬの基本形状をなす配光パターンであって、リフレクタ２４からの反射光によって形成されるようになっている。なお、この基本配光パターンＰＯにおいて、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等照度曲線であって、基本配光パターンＰＯがその外周縁からホットゾーンＨＺへ向けて徐々に明るくなることを示している。

一方、付加配光パターンＰＡは、基本配光パターンＰＯの左側の拡散領域を補強するように付加的に形成される配光パターンであって、第１および第２付加リフレクタ３４、３６からの反射光によって形成されるようになっている。この付加配光パターンＰＡは、２回反射した光によって形成されるので、輪郭がぼやけた比較的大きな配光パターンとなる。したがって、この付加配光パターンＰＡを付加することにより、車両前方路面のやや左寄りの領域を均一に幅広く照射することができる。

ロービーム用配光パターンＰＬの水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、シェード３２の上端縁３２ａの反転投影像として形成される。その際、基本配光パターンＰＯ、付加配光パターンＰＡはいずれも、その上端部が水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２に沿って切り取られた形状となる。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、シェード３２を有するプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブ２２は車両前後方向に延びる光軸Ａｘの側方からリフレクタ２４に挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

そして、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、光源バルブ２２とシェード３２との間に、光源２２ａからの光をリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタ３４が設けられるとともに、そのバルブ挿入方向前方領域が、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２付加リフレクタ３６として構成されているので、シェード３２によって遮蔽されるべき光源２２ａからの直射光を、第１および第２付加リフレクタ３４、３６を用いて投影レンズ２８に入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。

しかも、本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、光源２２ａがバルブ軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されているので、バルブ軸直交方向へ向かう最も光度が高い光線束を、第１および第２付加リフレクタ３４、３６によって利用することができる。なお、本実施形態のように、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域を第２付加リフレクタ３６として構成することにより、光源２２ａからバルブ挿入方向前方領域へ入射する直射光は利用することができなくなるが、この直射光はバルブ軸方向へ向かう最も光度が低い光線束であるので、全体としては利用光束を大幅に増大させることができる。そしてこれにより、車両用前照灯１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬの明るさを十分に確保することができる。

また、第１付加リフレクタ３４は光源バルブ２２とシェード３２との間に設けられているので、この第１付加リフレクタ３４を設けたことによってリフレクタ２４からの反射光が余分に遮蔽されてしまうのを未然に防止することができる。

このように本実施形態によれば、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても十分に明るい配光パターンを形成することができる。

しかも本実施形態においては、光源バルブ２２が光軸Ａｘから下方に離れた位置においてリフレクタ２４に挿入固定されているので、バルブ挿入孔２４ｃがリフレクタ２４の反射面２４ａにおける光軸側方領域に形成されてしまうのを回避することができ、これにより該光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができる。そして、この光軸側方領域からの反射光により、ロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域の明るさを十分に確保することができる。

また本実施形態においては、第１付加リフレクタ３４の反射面形状が、光源２２ａの中心位置を第１焦点Ｆ１とするとともに該第１付加リフレクタ３４と第２付加リフレクタ３６との間の所定位置を第２焦点Ｆ２とする回転楕円面形状に設定されているので、この第２焦点Ｆ２に仮想光源があるものとして第２付加リフレクタの反射面形状を設定することができ、これにより配光制御を容易化することが可能となる。

さらに本実施形態においては、第２付加リフレクタ３６の反射面形状が、第１付加リフレクタ３４からの反射光を鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させる曲面形状に設定されているので、第１および第２付加リフレクタ３４、３６により形成される付加配光パターンＰＡを、車両前方路面の照射に適した横長の配光パターンとすることができる。

ところで、上記実施形態においては、付加配光パターンＰＡにより基本配光パターンＰＯの左側の拡散領域を補強するようになっているが、灯具ユニット２０に対してバルブ挿入方向を左右反転させた図７に示すような灯具ユニット１２０を採用すれば、図８に示すように、付加配光パターンＰＡにより基本配光パターンＰＯの右側の拡散領域を補強することができる。これは、バルブ挿入方向を左右反転させることにより、第１および第２付加リフレクタ３４、３６で反射した光の光路も左右対称となり、これにより付加配光パターンＰＡも左右対称の位置に形成されることによるものである。

したがって、車両の左前端部に配置される車両用前照灯については、図７に示す灯具ユニット１２０を備えた構成とすれば、左右１対の車両用前照灯を同時に点灯させることにより、図６に示すロービーム用配光パターンＰＬと図８に示すロービーム用配光パターンＰＬとを形成することができるので、左右１対の付加配光パターンＰＡにより車両前方路面を左右に幅広く照射することができる。

上記実施形態においては、光源バルブ２２がリフレクタ２４に対して真横の方向から挿入されているものとして説明したが、この真横の方向に対して多少挿入角度がずれていても、その上下方向あるいは前後方向のズレが３０°程度以下であれば、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 上記車両用前照灯の灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、第１および第２付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す平断面図であって、リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す平断面図であって、第１および第２付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の変形例を示す、図５と同様の図 上記変形例を示す、図６と同様の図

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０、１２０ 灯具ユニット
２２ 光源バルブ
２２ａ 光源
２４ リフレクタ
２４ａ、３４ａ、３６ａ 反射面
２４ｂ バルブ挿入固定部
２４ｃ バルブ挿入孔
２４ｄ 底面壁
２６ ホルダ
２８ 投影レンズ
３０ リテーニングリング
３２ シェード
３２ａ 上端縁
３４ 第１付加リフレクタ
３６ 第２付加リフレクタ
５０ エイミング機構
Ａｘ 光軸
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後方側焦点
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
ＨＺ ホットゾーン
ＰＡ 付加配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン

Claims (4)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、上記後方側焦点近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置され、上記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードと、を備えてなる車両用前照灯において、
   上記光源が、上記光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブにおけるバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されており、
   上記光源バルブと上記シェードとの間に、上記光源からの光を上記リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
   上記バルブ挿入方向前方領域が、上記第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させる第２付加リフレクタとして構成されている、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 上記光源バルブが、上記光軸から下方に離れた位置において上記リフレクタに挿入固定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記第１付加リフレクタの反射面形状が、上記光源の位置を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタと上記第２付加リフレクタとの間の所定位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。
4. 上記第２付加リフレクタの反射面形状が、上記第１付加リフレクタからの反射光を、鉛直方向に関しては上記シェードの上端縁近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させる曲面形状に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯。

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